朱莉莉，曾 勇，羅惠波，李 東，衛(wèi)春會，謝 軍

（1.四川輕化工大學(xué)，釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川宜賓 644000；2.四川酒業(yè)茶業(yè)投資集團(tuán)有限公司，四川宜賓 644000）

被稱為世界六大蒸餾酒之一的中國白酒，有著源遠(yuǎn)流長的釀造歷史、精湛的生產(chǎn)工藝和豐富的酒文化在世界發(fā)展中有著濃墨重彩的一筆。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，白酒產(chǎn)業(yè)既在傳承也在不斷地更新、發(fā)展，不斷地融合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，取長補(bǔ)短，極大地推動(dòng)了我國白酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。四川輕化工大學(xué)前身為華東化工學(xué)院（現(xiàn)華東理工大學(xué)）西遷至四川自貢建立的西南分院，后經(jīng)逐步發(fā)展、建設(shè)直至今日。學(xué)校自1983 年開辦發(fā)酵工程專業(yè)，是全國較早開辦發(fā)酵工程專業(yè)的高校之一，歷經(jīng)30 余載的勵(lì)精圖治，逐步形成了以“白酒釀造”為主要方向，輔以食品和造紙等地方特色產(chǎn)業(yè)的辦學(xué)模式，具有鮮明的辦學(xué)特色。并以生物工程專業(yè)為基礎(chǔ)，于2011 年，成立釀酒工程專業(yè)并開始招生，2015年，升格為重點(diǎn)本科招生，成為在全國開設(shè)釀酒工程專業(yè)最早的高校之一[2]。中國白酒泰斗沈怡方老先生曾對四川輕化工大學(xué)在白酒人才培養(yǎng)方面做出的突出貢獻(xiàn)表示稱贊，贊其為“中國白酒人才培養(yǎng)的搖籃”。

1 釀酒工程專業(yè)的特點(diǎn)

釀酒工程專業(yè)既是傳統(tǒng)型專業(yè)也是新興專業(yè)，與其他專業(yè)既有交融也有其獨(dú)特的魅力。其實(shí)質(zhì)是一個(gè)以多個(gè)學(xué)科交叉形成的理論知識系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合工程技術(shù)、實(shí)踐訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)的工科性質(zhì)專業(yè)，其本質(zhì)是要培養(yǎng)學(xué)生在具有良好的政治和文化素質(zhì)的基礎(chǔ)上兼具微生物學(xué)、生物學(xué)、物理化學(xué)、工程學(xué)和管理學(xué)等基礎(chǔ)理論知識。經(jīng)過4 年的學(xué)習(xí)能夠系統(tǒng)地掌握釀酒工程專業(yè)所要求的基礎(chǔ)理論知識、相關(guān)專業(yè)知識、數(shù)據(jù)分析處理、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室操作技能等專業(yè)技能，畢業(yè)后能勝任與釀酒相關(guān)的科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品銷售、文化推廣、教育教學(xué)等工作，成為知識面廣、技能全面、適應(yīng)能力強(qiáng)的多層次、多方位的人才[2-3]。釀酒工程專業(yè)人才的培養(yǎng)既可以解決當(dāng)前白酒產(chǎn)業(yè)面臨的生產(chǎn)技術(shù)落后、專業(yè)人才缺乏、從業(yè)人員老齡化，文化水平低等問題，同時(shí)可以推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化、機(jī)械化、智能化、信息化發(fā)展，助推中國白酒產(chǎn)業(yè)改革升級，逐步接軌國際市場，再次進(jìn)入迅猛的發(fā)展階段。

2 釀酒工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)

綜合性和實(shí)踐性是釀酒工程專業(yè)最主要的特點(diǎn)，要求在教學(xué)過程中要注重強(qiáng)化鍛煉學(xué)生的操作能力、分析和解決問題的能力，這就要求課程內(nèi)容既要涵蓋廣也要注重實(shí)踐教學(xué)的合理安排，通過多層次、立體化、全方位的教學(xué)設(shè)計(jì)，形成完善的實(shí)踐教學(xué)體系[4-5]。當(dāng)前四川輕化工大學(xué)釀酒工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)以實(shí)踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為主線，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)，充分結(jié)合校內(nèi)、校外實(shí)踐教學(xué)，創(chuàng)建了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、工廠實(shí)踐等多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，多層次的教學(xué)體系極大地推動(dòng)了釀酒專業(yè)人才的培養(yǎng)。當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)體系主要包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)和工廠實(shí)踐三部分，具體如下。

2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是所有實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，既是讓學(xué)生積累基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的知識，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，也是為后續(xù)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)一個(gè)良好的行為標(biāo)準(zhǔn)。目前主要環(huán)節(jié)有，以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化工原理實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；以生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)、微生物菌種選育實(shí)驗(yàn)為主的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械技術(shù)制造基本工藝方法和技術(shù)的金工實(shí)習(xí)等。

2.2 專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

釀酒工程專業(yè)涵蓋了白酒、啤酒、果酒、黃酒等酒類的專業(yè)知識學(xué)習(xí)，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮每種酒類的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、釀造條件等，鑒于實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境限制，主要設(shè)計(jì)了覆蓋面較廣、綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，如米酒、黃酒和小曲白酒以及部分果酒實(shí)驗(yàn)等。在所有專業(yè)課程學(xué)習(xí)結(jié)束后設(shè)置了工廠實(shí)踐認(rèn)識環(huán)節(jié)，學(xué)生將所學(xué)知識與實(shí)踐進(jìn)一步聯(lián)系起來，最后在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，利用4年所學(xué)知識完成畢業(yè)環(huán)節(jié)，整個(gè)大學(xué)期間學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容得到總結(jié)和升華[5]。

2.3 工廠實(shí)踐

工廠實(shí)踐既是工科類大學(xué)生必經(jīng)的環(huán)節(jié)，也是教育部對工科類院校重點(diǎn)考察的內(nèi)容。工廠實(shí)踐可以使學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)理論知識與具體的工程實(shí)踐、生產(chǎn)勞動(dòng)相結(jié)合，鍛煉學(xué)生對實(shí)際生產(chǎn)的認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生對工程的認(rèn)知，極大地縮短學(xué)生與社會之間的距離，將學(xué)生在短期內(nèi)培養(yǎng)成具備獨(dú)立創(chuàng)新意識和較強(qiáng)工程綜合能力的優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才[6-7]。

為了更好地做好學(xué)生的工廠實(shí)踐環(huán)節(jié)，各大高校都在摸索符合自身教學(xué)的實(shí)踐體系。四川輕化工大學(xué)一直致力于提升學(xué)生的工廠實(shí)踐能力，與多家酒企簽訂了校企合作基地協(xié)議，如瀘州老窖股份有限責(zé)任公司、舍得酒業(yè)股份有限公司、綿陽豐谷酒業(yè)有限公司、宜賓六尺巷酒業(yè)有限公司等，并與數(shù)十家企業(yè)建立了長期的產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略合作關(guān)系，聯(lián)合建成了多個(gè)企業(yè)技術(shù)中心[8]。

雖然當(dāng)前四川輕化工大學(xué)在實(shí)踐教學(xué)方面已取得一定的成果，工廠實(shí)踐資源和模式也很多，但從近年來調(diào)研反饋的信息分析來看，現(xiàn)行的工廠實(shí)踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)了一些問題。一是學(xué)生到工廠后無法將所學(xué)知識與實(shí)際及時(shí)聯(lián)系在一起，面對工廠的陌生設(shè)備、器具、生產(chǎn)場景很難吸引學(xué)生產(chǎn)生興趣；二是考慮安全因素，實(shí)際生產(chǎn)中大部分環(huán)節(jié)學(xué)生無法自己動(dòng)手參與，只能在操作現(xiàn)場觀摩，難以全面掌握生產(chǎn)流程；三是從教學(xué)成本考慮，學(xué)生到工廠實(shí)踐的時(shí)間和次數(shù)是有限的，只能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)，無法做到將所學(xué)理論知識與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合?；诋?dāng)前實(shí)踐教學(xué)模式面臨的各種難題，迫切需要?jiǎng)?chuàng)新和完善現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)模式，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為與高校相實(shí)宜的教學(xué)設(shè)備和軟件，從而豐富教學(xué)手段，從多角度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，高質(zhì)量完成學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

3 虛擬仿真技術(shù)與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合

近年來，信息技術(shù)發(fā)展迅猛，各種新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為教育事業(yè)提供了新的技術(shù)手段[9]。其中的虛擬仿真技術(shù)(Virtual Reality，VR)，在教學(xué)中已經(jīng)逐步開始使用，該技術(shù)是從20 世紀(jì)開始逐步發(fā)展起來的一項(xiàng)全新技術(shù)，囊括了計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)于一體，通過計(jì)算機(jī)模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感，在虛擬環(huán)境體驗(yàn)真實(shí)感[10]。教育部分別于2017 年、2018 年、2019 年發(fā)布政策性文件，支持各高校建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心[11-14]，積極地推動(dòng)了虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的推廣應(yīng)用。

為解決當(dāng)前釀酒工程專業(yè)在實(shí)踐環(huán)節(jié)存在的諸多問題，2017 年四川輕化工大學(xué)，生物工程學(xué)院研發(fā)了行業(yè)內(nèi)第一套白酒生產(chǎn)虛擬仿真軟件，即《五糧濃香型白酒生產(chǎn)虛擬仿真軟件》，擬用于釀酒工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步完善釀酒工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系。本套仿真軟件主要從五糧濃香型白酒生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)對濃香型白酒的釀造流程進(jìn)行了模擬，具體如下。

3.1 濃香型大曲的制曲環(huán)節(jié)

大曲是整個(gè)濃香型白酒釀造的“動(dòng)力”來源，曲的質(zhì)量與酒質(zhì)密切相關(guān)。本環(huán)節(jié)以濃香型白酒大曲制曲車間為藍(lán)本，利用虛擬仿真技術(shù)模擬實(shí)際生產(chǎn)流程，將制曲過程中的工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)為可操作點(diǎn)，如潤麥、粉碎、拌料、成型、入房、培養(yǎng)發(fā)酵、入庫儲存等，學(xué)生通過操縱關(guān)鍵控制點(diǎn)既可以更好地學(xué)習(xí)制曲工藝，也可以通過多次重復(fù)操作學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深對實(shí)際生產(chǎn)的了解，真正做到學(xué)以致用[15-16]。

3.2 原料及曲藥粉碎環(huán)節(jié)

濃香型白酒釀造過程中所使用的原料和曲藥都需按照特定的粉碎度進(jìn)行粉碎，確保原料能很好地蒸煮糊化以及與微生物之間發(fā)生反應(yīng)，以保證整個(gè)釀酒過程的順利進(jìn)行。本環(huán)節(jié)以濃香型白酒廠粉碎車間為模型，通過模擬原料、曲藥粉碎，裝袋，輸送等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，學(xué)生通過操縱這些工藝控制點(diǎn)可以更直觀的學(xué)習(xí)粉碎車間的知識[17]。

3.3 傳統(tǒng)手工釀造環(huán)節(jié)

作為我國傳統(tǒng)產(chǎn)品，濃香型白酒一直是采用的傳統(tǒng)手工釀造。本環(huán)節(jié)以五糧濃香型白酒傳統(tǒng)手工釀造車間為藍(lán)本，將抽黃水、剝窖皮泥、起糟、續(xù)糟配料、上甑蒸餾、量質(zhì)摘酒、蒸糧、出甑、打量水、攤晾、拌曲入窖、封窖等生產(chǎn)工藝關(guān)鍵點(diǎn)通過虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行模擬，通過模擬實(shí)際生產(chǎn)使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中即可完整學(xué)習(xí)實(shí)際的釀造過程[18-19]。

3.4 機(jī)械化釀造環(huán)節(jié)

隨著社會和科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)手工釀造受到了一定的挑戰(zhàn)，為更好地應(yīng)對社會及消費(fèi)者需求的不斷變化，濃香型白酒企業(yè)在努力做好傳統(tǒng)工藝的同時(shí)，也在不斷地探索機(jī)械化生產(chǎn)工藝，經(jīng)過多年的不斷實(shí)踐，大部分濃香型白酒企業(yè)已實(shí)現(xiàn)不同程度的機(jī)械化生產(chǎn)。本環(huán)節(jié)以機(jī)械化釀造工藝為參照，對機(jī)械化生產(chǎn)所使用的各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行模擬，如行車、拌料機(jī)、自動(dòng)化甑子、自動(dòng)摘酒機(jī)、攤晾機(jī)等[20-27]，在教學(xué)過程中既可以避免機(jī)械對學(xué)生帶來的潛在危害，也可以更為真實(shí)地接觸機(jī)械設(shè)備，達(dá)到現(xiàn)場教學(xué)無法達(dá)到的效果。

3.5 貯存、勾兌與調(diào)味環(huán)節(jié)

優(yōu)質(zhì)濃香型白酒一般經(jīng)過一年的貯存，新酒的刺激性和辛辣感得到明顯減輕，而口味變得醇和、柔順，香氣風(fēng)味也都得以改善，此過程稱為酒的貯存、老熟[28]。老熟后的原酒還必須經(jīng)過勾兌與調(diào)味之后方能出廠，采用調(diào)味酒來改變基礎(chǔ)酒中各種芳香物質(zhì)成分的配合比例的過程稱為勾兌與調(diào)味，能夠極大地穩(wěn)定酒質(zhì)、提高優(yōu)質(zhì)酒的比率，被釀酒行業(yè)公認(rèn)為名優(yōu)白酒生產(chǎn)工藝中非常重要的一環(huán)[29]。本環(huán)節(jié)以白酒貯存、勾兌與調(diào)味車間為參照，通過對白酒貯存區(qū)、白酒勾兌和調(diào)味車間仿真模擬，創(chuàng)造一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在本環(huán)節(jié)既可以認(rèn)真觀察不銹鋼罐和陶罐貯酒區(qū)，還可以親自動(dòng)手參與白酒的勾兌與調(diào)味，經(jīng)過多次的學(xué)習(xí)可以獲得現(xiàn)場教學(xué)所達(dá)不到的教學(xué)效果。

3.6 灌裝與包裝環(huán)節(jié)

灌裝與包裝車間是白酒生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最后一步，對于環(huán)境及操作人員衛(wèi)生有較高的要求，學(xué)生在現(xiàn)場學(xué)習(xí)過程中以觀摩學(xué)習(xí)為主，很難得到親自動(dòng)手的機(jī)會。通過仿真模擬技術(shù)，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室中參與從洗瓶、燈檢、灌裝、燈檢、封口、驗(yàn)酒、貼標(biāo)到包裝等整個(gè)生產(chǎn)流程[30]，可以達(dá)到現(xiàn)場教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)身臨其境參與和多次學(xué)習(xí)的目的。

3.7 緊急事故處理環(huán)節(jié)

在實(shí)際生產(chǎn)過程中會面臨著一些緊急事故的發(fā)生，為了保護(hù)企業(yè)從業(yè)人員的身體健康和生命安全以及企業(yè)資產(chǎn)，同時(shí)保證如果在日常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)安全事故時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急救援，從而最大限度地降低生產(chǎn)安全事故給企業(yè)及企業(yè)員工造成的損失，企業(yè)一般會定期對員工進(jìn)行應(yīng)急事故培訓(xùn)，設(shè)立應(yīng)急預(yù)案。鑒于實(shí)踐教學(xué)過程中無法遇到常見的緊急事故，本環(huán)節(jié)通過虛擬仿真技術(shù)模擬白酒釀造過程中常見的事故，如機(jī)械傷害事故、觸電事故、火災(zāi)事故、窖池中毒窒息事故、燙傷事故、玻璃器皿劃傷事故等常見事故[31]。通過模擬操作親自參與事故的處理過程，了解、學(xué)習(xí)面對事故發(fā)生時(shí)處理流程，掌握正確的應(yīng)急處理方法和相應(yīng)措施，形成安全操作理念，在面對突發(fā)事故時(shí)知道如何進(jìn)行自救與救人。

白酒生產(chǎn)虛擬仿真軟件已在四川輕化工大學(xué)釀酒工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了試用，在學(xué)生中取得了較好的反響，學(xué)生對于新形式的、寓教于樂的教學(xué)方式充滿了濃厚的興趣，對于仿真軟件中所涉及的專業(yè)知識產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。與生產(chǎn)一線仿真度極高的虛擬仿真教學(xué)資源的應(yīng)用，極大地縮短了理論與生產(chǎn)實(shí)踐的距離，學(xué)生在理論課程行課中或課程結(jié)束后能夠在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中及時(shí)鞏固理論知識，了解生產(chǎn)現(xiàn)場、學(xué)習(xí)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)等，能夠及時(shí)將理論知識與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，更好地提高學(xué)生的專業(yè)動(dòng)手能力、工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。

4 結(jié)語

虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)在釀酒工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中位于理論課與中試生產(chǎn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)之間，構(gòu)成了完整的“四級”教學(xué)模式，即理論學(xué)習(xí)結(jié)束后，經(jīng)過虛擬仿真的學(xué)習(xí)，再經(jīng)中試生產(chǎn)車間的“準(zhǔn)生產(chǎn)”學(xué)習(xí)，最后到生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)入生產(chǎn)一線學(xué)習(xí)，完成4 個(gè)階段性的學(xué)習(xí)，既鞏固了所學(xué)的專業(yè)理論知識，又在由淺入深的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的實(shí)際鍛煉中，學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到切實(shí)提高。同時(shí)也解決了生產(chǎn)實(shí)踐面臨的學(xué)生安全問題、組織次數(shù)少、組織困難、很多環(huán)節(jié)只能觀摩學(xué)習(xí)、教學(xué)效果較差等問題，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)學(xué)生對實(shí)際生產(chǎn)已經(jīng)有了一個(gè)較為明確的認(rèn)識，在后續(xù)實(shí)踐環(huán)節(jié)能夠獲得事半功倍的效果，對專業(yè)知識和專業(yè)技能的掌握更加深入。

虛擬仿真技術(shù)在實(shí)踐課程中的應(yīng)用，既是豐富實(shí)踐教學(xué)的手段，又極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，進(jìn)一步完善了釀酒工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式，形成多層次、遞進(jìn)式、全方位的實(shí)踐教學(xué)體系，最終達(dá)到提高釀酒工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力，以培養(yǎng)出能夠滿足企業(yè)需求的復(fù)合型人才的目的。在后續(xù)建設(shè)中，將進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)校在釀酒工程人才培養(yǎng)的優(yōu)勢，開發(fā)其余主流香型白酒生產(chǎn)的仿真軟件，豐富仿真教學(xué)資源，擴(kuò)充教學(xué)資源與共享能力，進(jìn)一步完善釀酒工程專業(yè)人才培養(yǎng)的模式，繼續(xù)深入打造“中國白酒人才培養(yǎng)的搖籃”。