智能化导向的粮食工程专业科技创新人才培养模式

丁 俭，杨家琦，徐 潼，李 彭，方 勇

（南京财经大学 食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏 南京 210023）

“仓廪实，天下安”，保障国家粮食安全是一个永恒课题，任何时候这根弦都不能松。粮食是国民生存的必需品，也是国家重要的战略物资。粮食仓储作为粮食生产和保管的重要环节，直接影响国家粮食安全的有效供给。目前，粮食仓储的本科人才培养模式需要贯彻国家“藏粮于技”的粮食安全发展战略，紧跟现代粮食行业发展需求，以培养高级粮食科技人才为核心，激发学生的责任感、使命感和创新精神，对未来粮食行业发展具有重要意义。

1 粮食仓储专业现状及发展趋势

近年来，随着计算机互联网和信息通信等新技术的发展，信息化、智能化广泛运用于各个领域，不断催生新业态、新模式和新应用。粮食仓储技术智能化，已经成为了当今粮食行业发展的必然趋势，也直接影响着粮食储备的质量与安全。智能化仓储系统是目前大中型粮库建设的重要内容，可以有效帮助企业实现粮食仓储的科学管理，满足粮库日益增加的信息化需求。

粮食仓储智能化涵盖了粮食的收购、仓储、物流、质量管理、监测和预警等过程，不仅实现粮食储运流通过程的自动化控制，也能保障工作人员安全，节省人力物力，极大提高作业效率[1-2]。目前，随着我国粮食行业的转型发展，粮食仓储设施不断改造升级，一大批先进技术设备得到推广应用。部分粮食企业已经初步实现了粮食出入库各环节的信息化，粮食仓储管理水平、科技水平也正逐步提高。但从整体发展上看，粮食出入库系统、粮库业务系统、智能通风系统等智能化软件控制系统有待升级创新，粮情监测和预警控制系统缺乏深入开发，应用水平亟待提升。尽管粮食企业对智能化设施设备投入大量资金，拥有量也在迅速增长，但在利用信息技术、大数据、传感器等先进手段进行数据收集、分析、整合、决策等方面总体偏低，也是粮食企业普遍存在的主要问题[3]。这就需要适应新技术需求，培养造就一批既熟悉粮食行业现状又掌握相关信息技术、物联网技术等智能化技术的高技能人才。据统计[4-6]，我国大中型粮食企业从事开发设计、数据处理、软件操控类岗位占不到工作总岗位的3%，对相关技术人才缺口巨大。因此如何培养出适应我国粮食行业发展现状“适销对路”的高端科技人才，补齐粮食行业人才短板，让学生从学校到企业实现无缝对接，已成为目前粮食类企业和高校解决人才培养问题的当务之急，也是对贯彻落实国家“广积粮、积好粮、好积粮”战略目标的重要组成部分。

目前，绝大多数理工科各专业是以实验、实践为基础的学科，工程实践能力是理工科从业人员的看家本领[7]。面对当前新的工作模式，科技人才的知识与能力培养将发生重大变化，如何加强学生对整个粮食系统的完整理解与在工程实践中锻炼自己解决问题的能力，培养相关智能工业软件的娴熟操作，挖掘特定操控软件功能与创新，转变学生对从事传统粮食行业偏见和提高学生就业创业的核心竞争力是粮食工程专业人才培养面临的关键问题[8]。因此，在实践教学环节中增设智能虚拟仿真实训室，强化智能软件、互联网+、大数据等相关信息技术的学习，对学生在学习过程中提高专业知识素养、能力思维训练起着至关重要的作用。

2 培养粮食仓储科技人才的特色优势与存在问题

2.1 学科特色优势

南京财经大学是江苏省人民政府与国家粮食和物资储备局共建的江苏省属重点建设大学，食品科学与工程学院渊源于1956年国家粮食部隶属的南京粮食学校。学院建有粮食储运国家工程实验室等11个国家和省部级平台。2020年粮食工程专业被评选为江苏省一流专业培育点，建有“现代粮食流通与安全”江苏省高校协同创新中心和“粮食安全与工程”江苏省高校优势学科，学科面向粮食行业的人才培养特色优势突出。学院拥有如国家粮食产后技术创新中心、粮食储运国家工程实验室等一批在粮食行业内有突出地位、在国内外有较大影响的教学和科研平台，同时拥有结构合理、具备较强竞争力的江苏省级科技创新人才团队。学院《粮食仓储磷化氢环流熏蒸虚拟仿真实验教学项目》入选教育部虚拟仿真实验教学项目，通过该项目的建设将推进信息技术与实验教学的深度融合，切实提高人才培养质量。同时学院加大研究生工作站和实践教育基地建设，聘请大中型企事业单位相关技术负责人担任指导教师，使教学的专业实践环节得到加强，人才培养实践更为扎实。

2.2 传统人才培养模式存在的问题

不能回避的现实是，尽管南京财经大学食品科学与工程学院的理论教学水平、实践资源基本与国际接轨，但还是让教师、学生感觉到理论教学和工程实践教学不能齐头并进。许多学生反映经过四年的大学学习之后，由于缺乏对未来职业工作内容的体验，加之对粮食行业存有工作环境差，工资待遇较低的固有观念，致使一些学生感到非常迷茫，学习成绩优秀的学生也常常感到束手无策，甚至感觉到学无所用。究其原因，主要是两方面：一方面，工程实训课程与实际关联不够密切，虚拟仿真等智能软件的教学不完善，没有重点突出实际应用能力培养。在传统的粮食仓储实验课程模式下，学生只能参观粮库现有的设施条件和实验室简单的模拟，形式单调乏味难以收到较好的学习效果，学生的积极性与主动性难以激发，同时传统的实践教学没有将最新的技术应用和理念融入课堂，难以跟上粮食行业实际生产中的新理论和新技术。另一方面，专业内涵的创新内容缺乏，学生丰富的想象力与创新力得不到充分激活。即使是在工程实践课期间，由于条件的限制，大多数学生不能亲自动手操控相关技术软件，很少有真正模拟实训的机会，学生实战能力和创新能力的培养受到了很大限制[9-10]。

3 以智能化为导向构建“第二课堂”的粮食科技人才培养模式

3.1 创新教学模式，注重教育内涵，加强素质培养

本着以培养创新型、应用型粮食科技人才为宗旨，提高学生的思维能力、创新能力和行业适应能力，借助南京财经大学“财经底色、粮食特色”优势，以智能化为导向在现有课程体系和教学内容的基础上，建立校内第一课堂和校外实训第二课堂相结合的模式（见图1），将现代化教学方法和新型智能化课程学习融入人才培养的全过程，紧跟粮食仓储行业发展；引入校企联盟实践教学，积极邀请具有丰富经验的工程师参与人才培养过程和组织推荐学生到企业实训锻炼，推进面向粮食行业企业的教学供给侧改革。同时深入调查研究，了解并研究学生实践过程中的关键教学环节，基于课程教学内容，企业人才技能需求及前沿科学问题，以开放式专题方式制订系列开放式实践专题，构建创新实践教学和人才培养体系。本项目的研究将有利于优化资源配置、激活学生创新思维能力、促进高素质自主型、创新型、应用型人才的培养，拓展专业视野，提高学生分析、解决问题的能力，全面提高学生的专业技能和综合素养。具体为以下两方面：

（1）基于虚拟仿真实训室，构建“智能软件+大数据应用”的智能化学习平台，学生可以在电脑软件上自主操作身临其境，提高学生学习效率，让学生学有所用、学有所长、学有所得。

（2）通过第二课堂的校企联盟实践教学平台，建设相关创新实践专题，开阔学生视野，让学生在课余利用校内外资源充分参与实践，学生可以自主设计、自主研究活动，学会科学研究的方法，建立科研创新的概念，在实战中了解智能化粮食仓储技术的应用和全面提升学生各项能力。

3.2 强化第二课堂，突出应用能力，完善课程体系

建立紧密对接产业链、创新链的应用型专业课程体系。重构产业导向的专业人才培养方案，重组课程体系、开发新型课程、更新教学内容、创新教学方式，秉承“授人以渔”的教学思想，强化突出学生的实践应用能力。改变粮食工程专业仓储实验课程传统的简单参观教学形式，设置依附于理论课体系的横向教学模式，超越单门课程范围，建立粮食仓储实验课程不同模块之间的系统联系，设计接近生产实际、知识交叉的实验内容，使课程内容具有系统性、科学性和可操作性。首先，学生学习粮食仓储智能软件管理与操控，通过实践教学建立“全过程、多平台、递进式、一体化”育人机制，形成“专业技能+素质拓展+第二课堂+行业实践”的综合学习方式，校企合作的协同育人模式。邀请粮食行业具有经验丰富的工程师，通过远程教学、远程指导、在线听课、在线培训、实验回顾，构筑在线学习平台联动模块，为学生提供更广阔的学习空间和交流平台。调研企业借助企业资源优势制定校企合作的模块化课程体系。其次，调研学习粮食仓储智能管理系统软件，包括环流熏蒸、气调储藏、低温储藏等，通过与企业的交流学习，针对学生在《粮食工厂设计》《粮食仓储工艺与设备》《粮食加工自动控制技术》等专业课和实验课内容的基础上，设计系列专题性或综合性的模拟软件操控项目，例如针对粮情检测系统、智能出入库系统、粮食库存数量及仓内视频监测系统、安防监控系统设立等子课题；学生通过查阅文献、学习相关技术软件后开展模拟实验，在校内粮食仓储虚拟实验平台上熟悉整个粮食仓储运行系统。学生针对绿色生态储粮、现代物流和信息技术在粮食行业中的应用，在课堂上实施模块化课程体系，基于学院智能仓储虚拟仿真实验教学项目，联合实践教学企业协助开发粮食仓储、粮情监测、智能出入库系统等模拟测试训练模块，将理论教学、专业实践与综合体验相融合。

基于智能软件、互联网+、大数据的现代信息技术手段，实施卓越工程师计划，为学生开设粮食仓储相关智能软件的课程培训；利用与企业的产学研联盟平台，聘请实践经验丰富、工作业绩突出的企业粮食工程师，共同制定培养方案、共同建设课程体系，定期开展专题研修，讲授先进的粮食智能化管理软件系统和相关技术；培养专业知识扎实，创新意识强，国际化视野广，综合素质高的专业人才。强化工程实践环节和专业能力培养，以应用基础为学生课堂教学的主要形式，加强实践环节的组织和教师企业专家团队指导；让工程教育回归“工程”，开展开放式实践专题工程项目，学生通过实践训练，锻炼掌握现代粮食仓储的智能化管理体系。教师与粮食行业的联盟企业共同实施教育教学方案、共同评价培养质量；采取引企进校、引校进企、校企一体等方式，与联盟合作单位共建集实践教学、科技研发、生产实习等多位一体的实习实训培养平台，为走出校园作好充分准备。

4 结 论

推进高等教育智能化与新工科专业建设，对人才培养模式尤为关键，本课题研究有利于改革本科粮食工程专业教学体系和教学方式，建立课堂教学计划、虚拟仿真实训与企业科技创新实操相结合的教学模式。以强化第二课堂推动教学改革，提高教学质量，培养学生的综合素质，充实学生科技创新活动内涵，形成具有特色的立体化培养模式，起到引领本科教学方法创新的作用，也为粮食行业培养具有知识结构合理、工程意识强、技能高和创新能力突出的综合性粮食科技人才。