應用型人才培養的專業綜合實驗教學模式及方法探索

劉金光，王文良，劉玉茜，高鵬，曲亞男

山東農業大學食品科學與工程學院（泰安 271018）

食品專業綜合實驗是農林院校食品質量與安全專業學生的核心實驗課程，是食品方向應用型人才培養的重要實驗課程。學生通過綜合實驗掌握食品理化特性測定、食品加工工藝以及產品品質檢驗與判定等知識。學習產出導向教育是工程教育專業認證的基本理念，培養學生掌握解決復雜專業問題的能力，傳統實驗教學中更注重專業課程知識和科研技能的培養，缺乏食品方向綜合能力和工程實踐能力的培養[1-2]。

創新創業教育可以幫助學生掌握食品專業基礎理論知識，鍛煉專業相關的實驗和實踐技能，培養創新意識和應用意識，適應食品行業的快速發展和市場需求[3]。傳統實驗教學中應用型人才培養主要存在兩個方面的不足。（1）缺乏系統化實驗教學體系[4]。本科教學實驗室和食品加工工藝室配備的實驗儀器和設備滿足食品專業實驗課程和工藝學實驗課程的開展，但不同專業實驗課程之間以及不同工藝學課程之間的關聯性教學偏少，對學生專業綜合能力的培養不足。學生在自主創業中面臨的專業問題往往需要專業綜合能力解決。（2）創新意識和應用意識培養不全面[4]。現階段，全國大學生創新創業競賽和全國大學生科技作品競賽包括“挑戰杯”“創青春”“互聯網+”“節能減排”等多種類型，此外，還有國家級、省級、校級和院級大學生創新/創業訓練項目等，但部分學生只注重參加競賽或訓練項目的學分和獎學金加分，忽視了參與活動過程中創新意識和應用意識的培養與提升。隨著本科實驗教學的教學儀器和設備的不斷完善，形成系統化的實驗實踐體系，加強專業綜合實驗關聯性，對專業化創新型應用人才培養具有重要意義。

文章以大米加工精度的檢驗與判定為案例，詳細介紹了創新型應用人才培養的食品專業綜合實驗教學模式及方法，通過完善系統化實驗教學體系，旨在提升實驗實踐能力，培養創新意識和應用意識，為食品專業人才培養奠定基礎。

1 課程目標

1.1 專業綜合實驗系統化

應用型人才培養模式著重鍛煉學生的專業知識實踐應用能力，基于專業課程理論基礎，在實驗教學中實現食品方向不同實驗課程的關聯教學，培養學生專業知識綜合應用能力[3-4]。改革傳統實驗教學模式，提升專業實驗關聯性，形成系統化實驗教學體系，對食品方向培養應用型人才至關重要。

1.2 創新思維培養

大學期間創新教育是培養創新型人才的重要階段，在專業實驗教學中培養創新思維，有助于結合專業優勢和特色，準確定位核心方向和發展目標[5]。專業綜合實驗教學中拓展食品產業的熱點方向和發展趨勢，增加校外創業培訓基地和創新創業會展的參觀課程，更有利于培養學生的創新思維[4]。

1.3 應用意識培養

自主創業是高等院校畢業生的就業方式之一，機遇和挑戰并存[6]。學生借助“挑戰杯”、“互聯網+”、“創青春”大學生創新創業競賽和大學生創新創業訓練項目等平臺，了解創新創業基礎，鍛煉應用意識，提升綜合能力，打造自己的職場核心競爭力[5]。

2 實驗教學模式及方案設計

2.1 實驗材料和儀器

2.1.1 實驗材料

新采收后入倉儲藏的2種粳稻谷和秈稻谷，篩選去除小石子和稻桿等雜物后備用。

2.1.2 儀器及設備

TP-JLG-2018礱谷機（浙江托普云農科技股份有限公司）；3099全智能精米機（浙江浦運精密儀器有限公司）；Anton Paar MCR 102流變儀[安東帕（上海）商貿有限公司]；CS-200分光測色儀（杭州彩譜科技有限公司）；試驗用250 Y超微粉碎機[拓赫機電科技（上海）有限公司]；GZX-9246MBE電熱恒溫鼓風干燥箱（上海博訊實業有限公司）。

2.2 大米加工工藝

2.2.1 礱谷

稻谷樣本使用實驗用礱谷機進行礱谷處理去除穎殼，制成糙米。

2.2.2 碾磨

糙米樣本使用精米機進行碾磨處理去除皮層和胚，制成大米。

2.2.3 粉碎

大米樣本使用實驗用超微粉碎機進行粉碎處理制成米粉，米粉過篩（0.250 mm）處理后備用。

2.3 品質檢驗

2.3.1 籽粒含水量

GB/T 1354—2018《大米》[7]中質量指標要求大米籽粒水分含量：優質秈米（一級、二級、三級）≤14.5%，優質粳米（一級、二級、三級）≤15.5%。大米樣本含水量測試參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[8]的方法。

a.稱量皿開蓋后放入電熱恒溫干燥箱中105 ℃處理1 h，取出并密封后放入干燥器內靜置0.5 h，稱重。重復干燥至恒重（前后兩次重量差不超過2 mg）。

b.米粉過篩（1.500 mm）處理，準確稱取2.000 0 g米粉放入稱量皿，厚度≤10 mm，密封稱量后置于電熱恒溫干燥箱中，開蓋后于105 ℃加熱2 h，密封后取出放入干燥器內冷卻0.5 h，稱重；再次加熱1 h，取出冷卻0.5 h后稱重，重復上述過程至恒重。

c.大米樣本含水量計算：（稱量皿和大米樣本的總質量-干燥后稱量皿和大米樣本的總質量）/大米樣本的總質量×100%。

2.3.2 碎米含量

GB/T 1354—2018《大米》[7]中的碎米是指米粒長度小于同批次待測試樣本中完整米粒平均長度的3/4，且經直徑為1 mm篩網處理后作為篩上物的不完整米粒。大米質量指標要求大米中碎米含量：優質秈米一級≤10%、二級≤12.5%、三級≤15%，優質粳米一級≤5%、二級≤7.5%、三級≤10%。

碎米含量檢測：碾磨后的大米樣本采用篩網（1.180 mm，孔徑1 mm）篩分去除碎米，之后采用GB/T 1354—2018《大米》[7]中的方法計算碎米粒數和完整米粒數，得出碎米率。

2.3.3 黃粒米含量

GB/T 1354—2018《大米》[7]中的黃粒米是指與正常米相比，大米外觀呈現明顯黃色，籽粒黃度值（b*）≥大米顏色黃度指數標準品的b*值。大米質量指標要求大米中黃粒米含量：優質秈米/粳米（一級、二級、三級）≤0.5%。

b*值檢測：a.使用分光測色儀測定大米樣本的外觀b*值（b1），平行樣本測定5次；b.測試大米顏色黃度指數標準品（LS/T 1533）的外觀b*值（b2），平行樣本測定5次；c.對比二者b*值，若b1≥b2，則測試樣本為黃粒米。

2.3.4 惡白度

GB/T 1354—2018《大米》[7]中的惡白粒是指胚乳中呈現白色不透明部分的大米。大米質量指標要求惡白度：優質秈米一級≤2%、二級≤5%、三級≤8%，優質粳米一級≤2%、二級≤4%、三級6%。

惡白度檢測：按照GB/T 1354—2018《大米》[7]的方法，大米樣本中隨機挑選100粒（A1）正常米，從中挑選惡白粒（粒數A2），之后惡白粒中隨機取樣10粒平鋪，觀察并記錄每個惡白粒中惡白區域的投影面積在總米粒投影面積的占比，取平均值（B），平行3次。大米樣本惡白度（W）計算：=B×A2/A1×100%。

2.3.5 米粉流變學特性

米粉的流變學特性是影響米粉制品生產工藝和食品品質的重要指標[9]。儲能模量（G’）可以體現米粉糊樣品發生彈性形變之后回復原來形狀的能力；耗能模量（G”）可以體現米粉糊樣品抵抗流動的能力。觸變性是指米粉糊受到振動和攪拌等外力作用下流動性增加，而黏度減小，靜置后又恢復成不易流動；觸變環面積越大，表明剪切過程對米粉糊結構的破壞越大。米粉樣品的流變學特性測試采用流變儀完成，參考文獻[9-10]的方法并適當修改。

樣品預處理：稱取3.0 g米粉加入25 mL蒸餾水后混勻，密封后在95 ℃條件下攪拌、加熱15 min，米粉糊冷卻至室溫備用[11-12]。

1) 動態流變學特性。參數設置：掃描頻率0.1～10 Hz；轉子型號，直徑25 mm的平板；測試間隙1 mm；測試溫度25 ℃。測試米粉糊樣品的G’和G”。取經過預處理的米粉糊樣品放到樣品臺上，刮去多余的樣品并關閉測試倉，進行測試。

2) 靜態流變學特性。參數設置：剪切速率，（a）0～300 s，（b）300～0 s；轉子型號為直徑25 mm的平板；測試間隙1 mm；測試溫度25 ℃。測試米粉糊樣品的剪切應力隨剪切速率變化的特征曲線，獲得上行曲線和下行曲線形成的觸變環。取經過預糊化的米粉糊樣品放到樣品臺上，刮去多余的樣品并關閉測試倉，進行測試。

3 改革與創新

3.1 構建系統化實驗教學體系，完善實驗關聯性

實驗教學過程中進行專業實驗課程之間的關聯教學，形成系統化實驗教學體系，鍛煉學生專業知識的綜合實踐應用能力。

3.2 創新意識和應用意識培養

借助大學生創新創業競賽和大學生創新/創業訓練項目等平臺培養學生的創新意識，鍛煉應用意識和應用能力，積累創業經驗，提升專業綜合能力，為專業知識的綜合應用夯實基礎。

4 結語

文章提供一種創新型應用人才培養的食品專業綜合實驗教學模式及方法，通過加強專業課程之間的關聯教學，建立系統化實驗教學體系，提升學生的綜合應用能力，借助大學生創新創業競賽和大學生創新/創業訓練項目等平臺，培養學生的創新意識和應用意識，為培養食品方向創新型應用人才提供了新的教學模式。