智能包裝背景下包裝工程專業(yè)理論課程體系構(gòu)建思考*

王桂英，李春偉，徐淑艷

（東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院包裝工程系，黑龍江 哈爾濱 150040）

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能的普及，傳統(tǒng)制造業(yè)正在向智能化方向轉(zhuǎn)變。功能材料和微電子學(xué)等的進(jìn)步促進(jìn)了智能包裝行業(yè)的快速興起[1-2]。智能包裝最早興起于一些歐美國家，近些年年增長率一直保持在8%左右，而在我國，智能包裝的開發(fā)和應(yīng)用剛剛起步，具有廣闊的應(yīng)用市場和巨大的發(fā)展?jié)摿?。智能化給包裝行業(yè)帶來了新的變革，在此趨勢下包裝工程專業(yè)的理論課程體系也應(yīng)進(jìn)行變革，以往的課程設(shè)置已經(jīng)不能滿足智能包裝對(duì)人才培養(yǎng)的新需求。

1 智能包裝及我國包裝工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

1.1 智能包裝行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

改革開放以來，我國包裝工業(yè)發(fā)展迅猛。1980年，我國包裝工業(yè)年總產(chǎn)值僅72億元，伴隨制造業(yè)的快速發(fā)展，包裝產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在2013年突破萬億元規(guī)模后在2019年突破2萬億元，位居世界第二。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年我國智能包裝行業(yè)市場規(guī)模已達(dá)713億元，2013年首次突破千億元，截至2018年，我國智能包裝行業(yè)市場規(guī)模為1 597億元，預(yù)測到2023年將突破2 000億元大關(guān)。智能包裝較傳統(tǒng)包裝而言，更多地呈現(xiàn)出流通過程智能化和信息化的特點(diǎn)[3]。我國智能包裝行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)包裝工程專業(yè)人才提出了新的需求，培養(yǎng)智能包裝領(lǐng)域的創(chuàng)新型高端專門人才已經(jīng)迫在眉睫。

1.2 智能包裝的定義及分類

智能包裝是指通過創(chuàng)新思維，在包裝中加入更多機(jī)械、電氣、電子和化學(xué)性能的新技術(shù)成分，使其既具有通用的基本功能，又具有一些特殊的性能，以滿足商品的特殊要求和特殊的環(huán)境條件[4]。智能包裝可分為第一代智能包裝和第二代智能包裝，第一代智能包裝主要采用光學(xué)和視覺識(shí)別等技術(shù)解決產(chǎn)品流通過程中的防偽、防竊和溯源等問題；第二代智能包裝更多利用了印刷、柔性電子及近場通信等技術(shù)，突出包裝和消費(fèi)者間的交互性，呈現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)特性[5-7]。智能包裝對(duì)功能性包裝材料、印刷電子、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制等技術(shù)提出了新的需求。

1.3 包裝工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

高等教育的理念和人才培養(yǎng)目標(biāo)要借助課程體系來實(shí)現(xiàn)，使受教育者在規(guī)定的學(xué)制期間獲得本專業(yè)的知識(shí)、能力和素質(zhì)[8-9]，因此，課程體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)建是大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。教育部包裝教學(xué)分指導(dǎo)委員會(huì)制定的《普通高等學(xué)校包裝工程本科專業(yè)規(guī)范》中確定了包裝工程專業(yè)的11個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，包括包裝材料學(xué)、包裝工藝學(xué)、包裝應(yīng)用力學(xué)、包裝測試技術(shù)、包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、包裝機(jī)械、包裝造型與裝潢設(shè)計(jì)、包裝印刷技術(shù)、食品包裝、運(yùn)輸包裝和包裝管理學(xué)[10]，其學(xué)科基礎(chǔ)課程涵蓋數(shù)學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電工電子學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)。針對(duì)智能包裝呈現(xiàn)的多學(xué)科交叉性特點(diǎn)，現(xiàn)有的課程體系更突出傳統(tǒng)包裝的保護(hù)特性，對(duì)智能包裝體現(xiàn)出的物聯(lián)網(wǎng)特性以及對(duì)功能性包裝材料、印刷電子、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制技術(shù)的需求無法滿足，因此，需對(duì)原有的課程體系進(jìn)行調(diào)整以滿足智能包裝對(duì)人才培養(yǎng)的新需求。

2 智能包裝背景下包裝工程專業(yè)理論課程體系構(gòu)建

包裝工程專業(yè)本身就是一門交叉學(xué)科，智能包裝的出現(xiàn)又進(jìn)一步拓展了其交叉領(lǐng)域。根據(jù)智能包裝的分類及特點(diǎn)，將包裝工程專業(yè)的主干理論課程體系梳理為以下方面：一是學(xué)科基礎(chǔ)課程群。該課程群除了涵蓋數(shù)學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電工電子學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)外，增加模電數(shù)電和自動(dòng)控制原理2門課程。二是專業(yè)必修課程群。該課程群除了要涵蓋《普通高等學(xué)校包裝工程本科專業(yè)規(guī)范》中確定的11個(gè)知識(shí)領(lǐng)域外，還需增加印刷電子、包裝物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、包裝射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用3門專業(yè)核心課，并將包裝印刷課程與印刷電子課程合并，學(xué)時(shí)增加為48學(xué)時(shí)，為智能包裝后續(xù)課程的開設(shè)奠定基礎(chǔ)。三是專業(yè)選修課程群。該課程群要圍繞功能材料型智能包裝、信息型智能包裝和功能結(jié)構(gòu)型智能包裝展開。功能材料型智能包裝要借助光敏感材料和電敏感材料實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境變化等的識(shí)別和記錄以及防偽等功能，借助溫度敏感材料實(shí)現(xiàn)在流通環(huán)節(jié)中對(duì)包裝物品所經(jīng)歷的環(huán)境溫度變化情況進(jìn)行識(shí)別和記錄，借助氣體敏感材料對(duì)包裝物品的敏感氣體進(jìn)行識(shí)別和記錄[11]。功能性材料的種類繁多，隨著智能包裝技術(shù)的發(fā)展，其他各類功能性材料會(huì)得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)該要求，在專業(yè)選修課程群增加功能材料智能包裝技術(shù)課程。信息型智能包裝主要對(duì)被包裝品出廠后在儲(chǔ)存和流通過程中的內(nèi)在品質(zhì)變化信息、外在環(huán)境條件變化信息以及在銷售過程中的過程信息進(jìn)行記錄。功能結(jié)構(gòu)型智能包裝是通過增加或改進(jìn)部分包裝結(jié)構(gòu)而使包裝具有某些特殊功能和智能型特點(diǎn)[12-13]，通常會(huì)涉及改變包裝的部分結(jié)構(gòu)和裝置，并增加一些功能性材料和電氣電子方面的設(shè)計(jì)，使包裝具有一定的智能功能。以上3類智能包裝均與功能材料、印刷電子、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制技術(shù)密切相關(guān)，因此，在專業(yè)選修課程群增加功能材料智能包裝技術(shù)、功能結(jié)構(gòu)智能包裝技術(shù)和智能包裝測試技術(shù)3門課程。

為滿足智能包裝教學(xué)需求構(gòu)建的包裝工程專業(yè)基礎(chǔ)及必修課程群見圖1。

圖1 包裝工程專業(yè)基礎(chǔ)及必修課程群

3 結(jié)束語

隨著我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷推進(jìn)，智能包裝行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，現(xiàn)有的包裝工程專業(yè)理論課程體系已經(jīng)不能完全滿足新形勢下包裝企業(yè)對(duì)人才的需求，應(yīng)以“包裝技術(shù)與智能技術(shù)結(jié)合”及“包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與藝術(shù)設(shè)計(jì)結(jié)合”為專業(yè)特色，不斷完善包裝工程專業(yè)的理論課程體系設(shè)置，滿足在物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的新形勢下對(duì)創(chuàng)新型、復(fù)合型包裝工程專業(yè)人才的新需求，為我國由包裝行業(yè)制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)強(qiáng)保障。