在大數據洞察微觀代謝、人工智能模擬工廠運行、虛擬仿真打破實驗室圍墻的時代背景下，傳統(tǒng)的食品科學與工程類專業(yè)人才培養(yǎng)正經歷巨大變革。為主動應對新一輪科技革命與產業(yè)變革對高層次創(chuàng)新人才提出的迫切需求，鄭州輕工業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)提出基于數字化教學資源建設的食品類專業(yè)核心課程改革與實踐，系統(tǒng)推進以數字化教學資源建設為核心的深層教學改革。為培養(yǎng)面向未來的食品科學與工程類專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才探索出一條成效顯著、可復制的全新路徑。

傳統(tǒng)食品專業(yè)教學長期面臨三大核心痛點：其一，理論教學抽象化，分子結構、反應機理、設備原理等核心知識依賴靜態(tài)文字和二維圖像，學生理解門檻高，存在“認知鴻溝”；其二，實踐教學瓶頸化，受制于高成本設備、高風險實驗、長周期流程以及物理空間限制，學生動手機會有限，理論與實踐存在一定程度脫節(jié)；其三，知識體系碎片化，各門課程知識點孤立，學生難以構建解決復雜工程問題所需的系統(tǒng)性思維。針對以上問題，項目組以《食品生物化學》等專業(yè)核心課程為突破口，進行了徹底的數字化重塑，傾力打造了一個集“個性化數字資源庫、知識圖譜、可視化前沿工具、虛擬仿真實踐教學系統(tǒng)”四位于一體的數字化教學資源平臺，為技術賦能教學奠定了堅實的“數字基座”。

一、需求牽引，構建基于產科教融合的專業(yè)核心課程四維圖譜

以“產業(yè)需求牽引—知識體系支撐—問題導向實踐—能力匹配崗位”為核心邏輯，運用信息化技術構建了產科教深度融合的多門核心課程關聯的動態(tài)、交互式四維知識圖譜。其中，知識圖譜是基礎載體，整合7門核心課程的4310個知識點形成有機體系；問題圖譜是實踐紐帶，錨定食品行業(yè)真實復雜工程問題；目標圖譜是方向指引，對接專業(yè)人才培養(yǎng)各階段要求；能力圖譜是結果反饋，形成“知識學習→問題解決→目標達成→能力提升”的閉環(huán)。四維圖譜通過“知識系統(tǒng)化、問題場景化、目標層級化、能力可視化”的協同設計，實現了“產教融合”從理念到實踐的落地，為工科專業(yè)人才培養(yǎng)提供了可復制的“圖譜化”解決方案。知識圖譜還徹底改變了傳統(tǒng)課程中知識點零散、關聯性弱的“信息孤島”狀態(tài)，實現了“互聯生態(tài)”的認知導航。同時，可視化的“知識地圖”使學生能夠直觀把握學科全貌與內在邏輯，自主探索知識關聯，將割裂的理論串聯成解決復雜工程問題的能力鏈條。系統(tǒng)也能根據學生的學習行為數據，智能診斷其知識薄弱點，為其規(guī)劃“一生一策”的個性化學習路徑，實現“因材施教”。

二、數智賦能，打造“可視化—交互式”教學實踐創(chuàng)新范式

在理論教學層面，成功將分子模擬技術應用于《食品生物化學》等課程，動態(tài)可視化了“蛋白質熱變性”等關鍵難點，使抽象理論得以直觀呈現。在實踐教學層面，配套開發(fā)了肉制品、果蔬制品等虛擬仿真實驗，將《食品加工工藝》中的發(fā)酵、殺菌等不可逆動力學過程轉化為可交互的模擬操作?；趩栴}導向學習（PBL）框架，開創(chuàng)性地設計了以“糖酵解中己糖磷酸化意義”等核心問題為牽引的《食品生物化學》分子模擬實踐課，引導學生從被動接受轉向主動探究，實現了理論認知與實踐操作的雙向深化。借助VR/AR設備，學生可“走進”一座高度還原的現代化食品工廠，操作動輒千萬元的超高壓殺菌設備、無菌灌裝生產線，進行全流程模擬。還可以在虛擬環(huán)境中進行“飲料超高壓殺菌”實驗，自由調整壓力、時間參數，并即時觀察不同參數下微生物的致死率及對產品品質的影響，從而深刻理解參數優(yōu)化的工程意義。對于諸如致病菌操作、大型儀器分析等高危或高成本實驗，在虛擬空間中得以安全、無損耗地反復進行。

三、過程追溯，形成以四維圖譜為核心的可量化人才考核評價體系

以知識、問題、目標、思政四維圖譜為核心，構建“評價維度多元化—過程動態(tài)化—指標數據化”的人才評價體系，實現從“結果考核”向“全周期成長評估”的轉型。知識圖譜奠定內容基礎，問題圖譜提供場景載體，目標圖譜錨定培養(yǎng)方向，思政圖譜強化價值評價維度，四者協同形成“知識輸入—問題轉化—目標校準—思政浸潤—能力輸出”的完整閉環(huán)。通過課前診斷、課中追蹤、課后延伸全周期數據采集，結合大數據分析生成個性化報告。實踐顯示，學生核心知識點掌握度提升28%，各項畢業(yè)要求達成情況均有提高，畢業(yè)設計抽查合格率100%，用人單位滿意度100%。形成“以評促學、以評促教”的良性循環(huán)，為應用型人才培養(yǎng)提供可量化、可追溯的量化評價范式。

此項教學改革以數字化資源庫為依托，系統(tǒng)構建了覆蓋多課程的“知識—問題—目標—能力”四維協同圖譜，有效破解課程邏輯斷層，實現行業(yè)需求、課程內容與能力培養(yǎng)的精準對接，并推動教學資源由“標準化”向“個性化”升級，實現教學內容系統(tǒng)化整合與學生差異化培養(yǎng)的深度融合。在路徑創(chuàng)新上，實現了“兩個融合”：一是將前沿科研手段融入日常教學，推動分子模擬與虛擬仿真成為易用教學工具與探究平臺；二是推進理論傳授與科研探究有機融合，依托PBL框架構建“理論指導實踐、實踐深化理論”的教學閉環(huán)，全面培養(yǎng)學生的科學思維與創(chuàng)新能力。同時，以四維圖譜為核心構建動態(tài)數據化評價體系，將行業(yè)需求嵌入教學全過程，實現“資源—實踐—評價”閉環(huán)管理，推動人才培養(yǎng)從理論教學向“學研產用”一體化高階轉型。在評價機制層面，構建了多元化、過程性人才評價體系，實現全周期、可量化、可追溯的能力評估，為高素質食品專業(yè)人才培養(yǎng)提供了系統(tǒng)化支撐與示范路徑。

教學改革成果豐碩，多門課程獲省級及以上榮譽，其中《食品營養(yǎng)學》獲河南省本科高校研究性教學示范課程、《食品加工工藝》入選教育部拓金計劃示范課程、《食品化學》獲評河南省專創(chuàng)融合特色示范課程。系列虛擬仿真實驗課程（如脫水蔬菜、干紅葡萄酒、果汁、肉類罐頭生產等）已形成示范輻射效應，在多所食品專業(yè)院校推廣應用；教學資源建設成效突出，出版數字化特色教材2部，發(fā)表高水平教改論文15篇，并在國際化學教育頂級期刊Journal of Chemical Education（SCI收錄）發(fā)表教研成果，實現了教學經驗的國際交流；學生學習質效顯著提升，課程滿意度和挑戰(zhàn)度調查數據連年攀升，在全國大學生生命科學競賽、食品工程虛擬仿真大賽等高水平學科競賽中屢獲佳績，展現了突出的復雜問題解決能力；畢業(yè)生憑借扎實的專業(yè)基礎、優(yōu)秀的信息化素養(yǎng)、卓越的實踐創(chuàng)新能力和開闊的產業(yè)視野，深受業(yè)內知名企業(yè)歡迎與高度評價。

面向未來，學院將繼續(xù)深化以數字化為支撐的教育教學改革。下一步，將重點探索人工智能、大數據學習分析等技術在個性化學習路徑智能規(guī)劃、自適應學習資源推送、學業(yè)表現預警與智能輔導等方面的深度應用。目標是持續(xù)完善“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”三位一體的食品專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，打造更具韌性、更富活力、更高效率的未來教育新形態(tài)，為我國食品產業(yè)的高質量發(fā)展和“健康中國”戰(zhàn)略的順利實施，貢獻源源不斷的卓越人才與智慧力量。（張艷艷 望運滔）