一、虛擬仿真平臺在食品安全管理中的研究及其應用

虛擬仿真平臺是一種充分利用現代信息技術的高效教學方法,它可以通過虛擬技術與真實崗位相結合,使學生不進工廠就能感受真實的食品生產場景,掌握食品生產、流通、消費環節食品安全管理的操作過程,提高學生的認知效果、認知效率、培養學生綜合能力。目前常見的建設虛擬仿真平臺的軟件有LabView,Multisim,VRML,Java等,html5是最新的網頁富客戶端展現標準,與其他工具相比,它具有跨平臺、跨分辨率、版本控制簡單、傳輸數據量小、節省客戶端資源等特點,有利于它在互聯網上傳輸,方便實現網絡教學。

目前虛擬仿真教學系統的建設典型有:北京化工大學將虛擬工廠安全仿真系統應用于食品生產企業的安全培訓,安徽工程大學生物與化學工程學院將三維虛擬仿真技術用于發酵工廠設計,取得了較好的教學效果。香港中文大學研發的“農場狂想曲”,是一種基于動機策略理論和任務驅動的體驗類教育游戲,通過扮演農場主的角色來學習農場中種植養殖及經營管理知識,胡林等用虛擬三維可視化技術實現了農業虛擬環境的構建,中國藥科大學、重慶醫科高等專科學校、大連理工大學、廣東藥學院等高校已經應用了虛擬儀器分析實驗系統。在食品安全管理體系領域的虛擬仿真軟件,偶見類似報道,但是截至目前沒有收集到成熟的建設案例報道。

二、交互式虛擬食品安全管理仿真平臺建設思路和要點

本研究以食品消費環節為例,利用html5+JSP+SQL技術,以《餐飲服務許可審查規范》、《餐飲服務食品安全操作規范》等法律法規為依據,構建現代餐飲服務行業交互式虛擬食品安全管理仿真平臺,讓學生可根據食品安全管理員的工作任務,采用圖片、表格、空間信息、虛擬現實等表達方式,通過網絡平臺,在計算機的虛擬環境中設計廚房平面布局、工藝流程,并模擬不同的崗位對建立起來的虛擬廚房模型進行實時仿真食品安全管理,使受訓者“身臨其境”的體會場地設計防真、生產流程仿真、檢驗技能仿真、安全管理仿真,該平臺可并通過網絡傳輸和遠程教育提高便捷性和可用性,實現網絡互動教學,豐富和完善教學形式,降低教學成本,增強教學效果,同時帶動“工作任務導向”課程教學改革的實施,從而提高食品安全管理體系教學的質量和水平。本系統總體由四個子系統組成,分別是前端展示子系統(由html5實現)、WEB子系統、食品仿真模型庫和食品知識庫子系統和學習管理子系統、考核評價子系統。

1.前端展示子系統

提供了本系統的用戶界面,用戶通過遠程登錄后,選擇特定級別的食品安全管理員身份,選擇一種類型的餐飲服務企業,按照規定完成特定的十個指定工作任務,用戶可在虛擬平臺中任意設計,并實現可視化現場互動,以加深對食品安全管理的認識。如果操作錯誤,系統提示正確操作,并記錄錯誤的知識點,以便進行學習管理。同時每個任務學習完成后可從數據庫中生成考核試題,以便進行考核評價。該子系統應用了html5技術。

2.WEB子系統

作為整個系統的中間層,為知識庫子系統與前端展示子系統提供數據傳輸服務。該子系統利用于JSP技術。

3.食品知識庫和食品仿真模型庫子系統

食品知識庫子系統:作為整個系統的底層,根據軟件給出的十項工作任務,儲存《餐飲服務食品安全操作規范》的知識要點信息及相應的模板信息、幫助信息、題庫信息,供學生學習中調用和參考。同時,包涵了所有的用戶信息、用戶實踐和考核信息等。食品仿真模型庫:包括了上述10個任務中所需用到的各種設備設施的仿真模型,如消毒、更衣、盥洗、容器、采光、照明、通風、防塵、防鼠、防蟲、垃圾筒等；食品原料,如肉、魚、蔬菜水果。該系統利用了SQL技術。

4.學習管理子系統、考核評價子系統

學習管理子系統:用于記錄、分析用戶完成任務的實踐過程,并給出學習過程的評價。考核評價子系統:對用戶完成學習后進行考核,做出學習成果的評價,以判斷學習的效果。以上兩個子系統應用了JSP技術。

三、虛擬食品安全仿真平臺的應用及前景

目前,我們將該系統應用在中高職學校的食品安全檢驗專業《食品安全控制技術》課程教學及廣東省餐飲服務食品安全管理員培訓中,它能使得一些難以想象、難以口頭表達、難以肉眼觀察到的枯燥管理制度以工作任務的形式、生動形象的動態模型展示出來,學生學習的主動性和自覺性大大增強,教學設計基本達到了預期的效果。另外,廣東省餐飲服務食品安全管理員考試的通過率也大大提高,有利于提高餐飲服務行業從業人員的職業素質。同時,這種信息化教學能實現遠程教育和考核,能大大節省教師、學生的時間和精力,深受大家的歡迎。但是,該系統在教學的實施過程中,也存在一些不足,如:教師需要熟悉該系統的授課技巧,教師和學生的計算機水平較低時會降低教學效果,作為虛擬仿真軟件,規模較小,模型有限,與真實的環境不是完全一致,對教學效果也有一定的影響。

四、總結

隨著計算機科學的迅猛發展和食品安全管理體系的不斷深入,食品安全虛擬仿真平臺必將成為食品安全管理人員培訓和食品安全管理過程中的必備工具。該系統還可根據食品其它的相關法律法規及標準繼續擴展食品仿真模型庫及食品知識庫,不僅應用于餐飲服務環節,而且可應用于農產品種植養殖環節、食品生產環節、食品流通環節。不僅可應用于中高職學校食品安全管理專業的教學,還可廣泛用于食品安全監督管理部門的對管理對象的崗前培訓以及作為食品生產經營企業的食品安全管理軟件,適宜在職業教育中廣泛應用。

作者：何莉 姜笑寒 單位：廣東省食品藥品職業技術學校