孙冰玉 赵欣 杨健 刘琳琳

近年来，“人工智能”和“大数据”的应用领域不断扩大，人工智能已经成为热门学科。人工智能是指研究、模拟、扩展人类智能的新科学，主要是模式识别、机械学习、数据挖掘、智能算法等。《国务院关于印制下一代人工智能发展计划的通知（国发〔2017〕35号）》中指出，“建立适应智能经济和智能社会需要的终身学习和就业培训体系，支持高等院校、职业学校和社会化培训机构等开展人工智能技能培训。”国家已经将人工智能提升到国家战略，体现了国家对新兴国家科学技术的重视。在这个背景下，现在有很多大学都开设了人工智能专业。人工智能应用于教育领域，可以改变传统的一对多的教育模式，尝试一对一线上的教学方式，培养学生的创新能力，提高学生的综合素质。如果将人工智能应用于食品科学类的专业教育中，学生们在教室里就可以深入了解食品分析测定、食品工程等实际操作情况，提高教学效果。

一、人工智能概念

人工智能（AI）是一个流行的定义，也是这一领域较早的定义。它是由约翰·麦卡锡在1956年达特茅斯会议上提出的：人工智能必须使机器的行为看起来像人类的智能。一般来说，人工智能的定义可以分为四类：机器“像人一样思考”、“像人一样行动”、“理性思考”和“理性行动”，这里的“行动”一般应该理解为采取行动，或者是行动的决定，而不是身体上的行动。

2003年，教育部将人工智能作为高中现代信息技术教育的基础课程。2020年，教育部、國家发展改革委、财政部印发《关于“双一流”建设高校促进学科融合 加快人工智能领域研究生培养的若干意见》的通知（教研〔2020〕4号）指出：将人工智能纳入“国家关键领域急需高层次人才培养专项招生计划”支持范围。这些措施的出台促进了人工智能在教育领域的发展。

根据当前人工智能时代的人才需求和发展方向，高校要对食品科学类专业教育进行适当的改革和创新，深化人工智能和食品科学行业的融合力度。相关责任教师要加强对这一问题的认识，对传统人才培养模式和课程教育重点进行适当的改革和创新，在人工智能时代，使其与食品科学领域充分融合，提高课堂教学的科学适用性，使学生在毕业后得到良好的发展。

二、人工智能技术在食品科学专业教育教学中的应用

1.食品分析与检验。食品分析与检验是研究和评价食品质量及其变化和食品安全的一门学科，是运用感官、物理、化学和仪器分析的基本理论和技术，对食品成分、感官特性、理化性质和食品安全进行分析和检测。食品分析与检验工作对于整个食品工程工艺最终呈现的食品质量水平起着至关重要的作用。在讲授该门课程内容时，教师需要从食品品质、食品营养、食品安全与卫生等方面对可能会影响食品生产工艺的安全性问题进行全面的了解和掌握，熟悉食品生产原料、辅助材料、半成品、包装材料及成品的特征，掌握食品生产工艺参数、工艺流程、工艺要求，从而合理使用人工智能技术。在多媒体教学时，要将该工艺流程的整体进行细致的剖析，对食品各种营养成分、微生物在生产过程中发生的各种变化进行模拟。通过这种方式向学生们生动形象地展示整个工艺过程中食品成分发生物理、化学及微生物变化的全过程，模拟仪器分析采样、上样、检测的操作。而对于分析食品工艺过程中遇到的一些难题，老师可以让学生反复通多多媒体观看自己不理解的地方，帮助学生攻克重点和难点，加深学生对本专业知识的理解。一般来说，人工智能技术建立的分析模型可以让人们随心所欲地修改或分析模型中的一些数据，当分析模型中某个参数值发生变化时，与该参数相对应的其他数学信息也会随之变化。当教师在课堂教学任务中引入该技术时，可以引导学生从不同的角度观察食品生产中食品成分的动态变化。

2.食品工程工艺。为了进一步提高学生在食品工程技术课程上的积极性，教师可以利用多媒体教学设备显示一些与食品生产操作相关的视频文件，利用先进的人工智能技术对视频文件中显示的操作现场进行模拟和还原，重点介绍食品原料特性和影响质量的主要加工环节，通过这种教学方式有利于学生理解产品和加工之间的关系。同时，也可以让学生们佩戴上VR眼镜等辅助设备，亲身体验食品加工现场的氛围，进一步了解食品的加工、保藏、包装、运输等环节。这样不仅可以大大提高教育的安全性，避免学生在食品生产经营的真实环境中可能发生的一些食品安全事件，而且还可以打破传统教学方式的局限性，让学生沉浸在体验过程中，提高学习积极性。比如，教师讲解食品的冷藏和冷冻、颗粒和流体之间的相对流动、液体搅拌、粉碎和筛选、吸收和蒸馏等内容时，可以一方面播放相关视频，一方面讲解化学、物理、生物学、微生物学等食品工程原理和营养学基础知识，使学生进一步了解加工、保鲜、包装、运输等因素对食品质量的影响。这种理论知识与实际操作相结合的教学方式，有助于学生更具体地了解食品工程技术的具体过程。此外，教师还可以利用这一技术演示食品生产加工过程中由于不规范操作而导致的某些食品安全事件，通过视觉和听觉的冲击，使学生充分认识到食品加工标准的重要性，培养他们的安全意识。

传统教育机构与人工智能结合后，为师生们提供了前所未有的极其丰富的教育资源和教育力量。随着教育效率的快速提高，老师们可以有更多的时间和精力去创新教育内容、改革教学方法。同时，由于资金短缺、计算机操作能力有待提高等原因，都使人工智能还没有完全渗透到教育中，致使人工智能与教育的融合发展不尽如人意。不过，随着政府部门的积极推动，人工智能在教育领域将会渗透得越来越深入，真正进入数字化信息教育时代，让教育充满智慧。（基金项目：黑龙江省教育科学“十三五”规划2019年重点课题（GZB1319040）。）

作者简介：孙冰玉（1978-），女，汉族，江苏南通，博士，哈尔滨商业大学，教师，副教授；研究方向：植物蛋白化学及加工技术。

*通讯作者：赵欣。