虚拟仿真技术在园艺产品贮藏加工实验教学中的应用研究

王雷 张华 李燕 王会 郭尚敬 郭兴峰 赵燕

摘 要：虚拟仿真实验教学是深化教育教学改革，推动应用型本科高校建设的一个重要突破口。该文通过对虚拟仿真技术在园艺产品贮藏加工实验中的应用研究，探讨了该技术在实验教学中的意义，提出了实验教学平台建设方案和教学系统，不仅丰富了园艺产品贮藏加工的实验教学内容，而且培养了学生的创新能力，推动了相关的教学改革。

关键词：园艺产品贮藏加工实验；虚拟仿真技术；实验模式

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）03-04-0104-2

1 园艺产品贮藏加工学简介

《园艺产品贮藏加工学》是普通高校中农学类园艺专业和工科类食品专业的专业主干课程，该课程分为园艺产品贮藏、加工两大块内容，包括课堂教学和实验教学2部分，是应用性和实践性很强的综合性学科。要求学生掌握贮藏加工的基本理论和基本实践技能，贮藏、加工是联系生产者和市场、农业与工业、农村和城市的枢纽，农业生产链在这个过程中得以延长、利润得以增长，是农业产业化的中心环节[1]；改善园艺产品运输、贮藏、加工的条件，加强园艺产品综合利用的开发，供应高质量、高附加值的园艺产品，满足市场要求，提高竞争力，同时该课程对学生储备生活技巧、培养健康生活情趣、提高艺术修养也具有普遍意义。

2 虚拟仿真技术

虚拟仿真是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，具有交互性、真实性以及多感知性等特点，是以计算机软件及硬件为基础、以相关的技术手段为辅助，通过对已知或未知世界的仿真，使人获得真实感受的一种先进的计算机应用技术[2]。尽管虚拟仿真技术越来越受到教育界的青睐，但是虚拟仿真教学平台在园艺、食品领域的应用还处于起步阶段，如果能将虚拟仿真技术成功地运用到园艺、食品领域势必会具有广阔的发展前景。

3 园艺产品贮藏加工学虚拟仿真实验教学模式的构建

园艺产品贮藏加工虚拟仿真实验教学模式的构建如图1所示。图1所示的是园艺产品贮藏加工虚拟仿真实验教学平台建设方案。在园艺产品贮藏加工学的教学和实践环节中，结合虚拟仿真教学方法，提高学生对园艺产品贮藏或加工环节中涉及的各项指标、参数以及操作过程中细节的理解。例如，在园艺产品的气调贮藏过程中，不同园艺产品对不同气体组成比例的反应不同，通过设置不同的比例参数，在不同的园艺产品加工虚拟仿真脚本制作中，重点对强调不同气体对园艺产品的响应过程，虚拟仿真的优势还在于大型气调贮藏库在贮藏过程中可以尽量减少人员的流动，减少贮藏库温度变化和气体成分变化；在加工过程中，企业很少会安排学生在实际生产中进入企业参观实习，这样会增加加工产品的污染机会，妨碍企业的生产，通过虚拟仿真脚本的修改，可使学生近距离接触实际生产。将实际应用过程进行模拟，配合机理展示，学生便于理解、掌握[3]。

园艺产品贮藏加工虚拟仿真实验教学系统如图2所示，共有5个部分组成，分别为注册界面、知识回顾、实验主体、实习报告和信息反馈。（1）注册界面：学生设置相关信息，可进入实验教学系统；（2）知识回顾：通过教师以及系统自带的理论知识，对上次实验内容进行回顾和本次实验的预习。（3）实验主体：不同节次实验的内容。（4）实习报告：学生通过系统中自动生成的实验报告。（5）信息反馈：通过本次虚拟仿真实习，同学提出自己在教学系统平台的感受和心得，并提出学生的意见和需要修改的地方。

4 虚拟仿真技术在园艺产品贮藏加工实验教学中的实施建议

4.1 构建好理论课程与仿真实践有机配合的课程体系 传统的本科教学有理论和实践两大体系，理论为主，实践教学具有验证属性，创新性和时效性不足，而《园艺产品贮藏加工学》是一门交叉学科，内容庞杂、涉及的知识点多，应用性强，在普通实验室条件下完成本门课程所要求的如采后分选处理、机械冷藏、真空冷冻干燥、果汁生产等工厂操作技术是不可能的；虽然有的实验室有生产线，但设备机械化程度低、机器陈旧，与现在果蔬加工企业之间的差距较大；由于园艺产品季节性和地域性的限制，也不可能系统全面的在工厂实训，因此单靠传统的教学，不能达到理想的教学效果，借助现在科技的发展，探索一条好的教学途径和方法，使学生不出校门可以学到适应现代生产的实践技能，提高课堂教学质量，打破传统教学在时间、空间的限制，提高教学效率。将虚拟仿真技术引入到实验教学中，对学生进行简单的虚拟仿真软件介绍，使学生切身体会到在大型工厂中的操作流程，取得感性认识和理性认识相结合、相得益彰的效果[4]。

4.2 结合理论和教学实际，积极开展校企合作 普通高校的园艺产品加工贮藏实验室侧重于验证性实验，对创新的要求不高，学生在实验过程中只是简单的重复性操作，对能力的提高帮助不大，与现代农产品加工贮藏工业的发展严重脱节，通过建立校企合作的实训教学基地是增强园艺产品贮藏加工实践教学的有效途径。一是高校教师获得实践经验，利用企业开发的仿真软件和配套的真实数据对工业化活动进行场景模拟，增强对企业生产活动的现场认知，开发与时俱进的课程资源；二是可以按照企业的要求为其针对性的制定人才培养方案，最终培养出适应现代社会发展所需的专业化贮藏加工人才[5]。

4.3 加强硬件与软件平衡教学 在园艺产品贮藏加工学的实践教学中，突出应用型本科高校的自身属性，既需要硬件的操作，也需要软件方面的应用。学生要想成长为企业的中高层管理人员，需要在一线各岗位上经过必要的锻炼，掌握必备硬件方面的操作，通过使用软件对不同工种和岗位的熟悉，有助于提高学生的业务水平，更快地培养出高水平的管理型人才。在虚拟仿真的软件实训中，教师需从合作企业处获得尽可能多的实际作业数据，达到真正的工厂化的水平。

5 结语

现代科学技术的发展，为教学改革创造了非常好的条件。虚拟仿真技术运用到园艺、食品等专业的教学中意义重大，给教育的发展和教学改革提供了巨大的机遇和强大的动力。虚拟仿真教学使学生在虚拟的环境中学习、实践、锻炼，激发了学生的兴趣，提高了专业水平和学习效率，培养了学生的创新能力，能够与时俱进的推动相关的教学改革和人才培养。

参考文献

[1]李坤，朱传合.园艺产品贮藏加工生产实习教学改革的探索[J].科教文汇，2016，6（353）：51-53.

[2]郭静，刘晓燕，朱学江，等.虚拟仿真教学平台在基础医学教学中的应用[J].南京医科大学学报，2014，6（65）：498-500.

[3]刘海杰，樊秦，殷丽君，等.食品物性中的实验实践教学、虚拟仿真教学方法探索[J].高教学刊，2016，17：81-82.

[4]李君兰，张有录.《园艺产品贮藏加工学》教学设计实验研究[J]. 河西学院学报，2004，5（20）：90-95.

[5]翟宁.论高职院校营销专业虚拟仿真实验教学建设[J].中外企业家，2014，23：169.

（責编：张宏民）