應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專業(yè)綜合實驗教學(xué)模式及方法探索

劉金光，王文良，劉玉茜，高鵬，曲亞男

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（泰安 271018）

食品專業(yè)綜合實驗是農(nóng)林院校食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生的核心實驗課程，是食品方向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要實驗課程。學(xué)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(chǎn)品品質(zhì)檢驗與判定等知識。學(xué)習(xí)產(chǎn)出導(dǎo)向教育是工程教育專業(yè)認證的基本理念，培養(yǎng)學(xué)生掌握解決復(fù)雜專業(yè)問題的能力，傳統(tǒng)實驗教學(xué)中更注重專業(yè)課程知識和科研技能的培養(yǎng)，缺乏食品方向綜合能力和工程實踐能力的培養(yǎng)[1-2]。

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育可以幫助學(xué)生掌握食品專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，鍛煉專業(yè)相關(guān)的實驗和實踐技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和應(yīng)用意識，適應(yīng)食品行業(yè)的快速發(fā)展和市場需求[3]。傳統(tǒng)實驗教學(xué)中應(yīng)用型人才培養(yǎng)主要存在兩個方面的不足。（1）缺乏系統(tǒng)化實驗教學(xué)體系[4]。本科教學(xué)實驗室和食品加工工藝室配備的實驗儀器和設(shè)備滿足食品專業(yè)實驗課程和工藝學(xué)實驗課程的開展，但不同專業(yè)實驗課程之間以及不同工藝學(xué)課程之間的關(guān)聯(lián)性教學(xué)偏少，對學(xué)生專業(yè)綜合能力的培養(yǎng)不足。學(xué)生在自主創(chuàng)業(yè)中面臨的專業(yè)問題往往需要專業(yè)綜合能力解決。（2）創(chuàng)新意識和應(yīng)用意識培養(yǎng)不全面[4]。現(xiàn)階段，全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和全國大學(xué)生科技作品競賽包括“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)青春”“互聯(lián)網(wǎng)+”“節(jié)能減排”等多種類型，此外，還有國家級、省級、校級和院級大學(xué)生創(chuàng)新/創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目等，但部分學(xué)生只注重參加競賽或訓(xùn)練項目的學(xué)分和獎學(xué)金加分，忽視了參與活動過程中創(chuàng)新意識和應(yīng)用意識的培養(yǎng)與提升。隨著本科實驗教學(xué)的教學(xué)儀器和設(shè)備的不斷完善，形成系統(tǒng)化的實驗實踐體系，加強專業(yè)綜合實驗關(guān)聯(lián)性，對專業(yè)化創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)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(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的食品專業(yè)綜合實驗教學(xué)模式及方法，通過完善系統(tǒng)化實驗教學(xué)體系，旨在提升實驗實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和應(yīng)用意識，為食品專業(yè)人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

1 課程目標

1.1 專業(yè)綜合實驗系統(tǒng)化

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式著重鍛煉學(xué)生的專業(yè)知識實踐應(yīng)用能力，基于專業(yè)課程理論基礎(chǔ)，在實驗教學(xué)中實現(xiàn)食品方向不同實驗課程的關(guān)聯(lián)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力[3-4]。改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，提升專業(yè)實驗關(guān)聯(lián)性，形成系統(tǒng)化實驗教學(xué)體系，對食品方向培養(yǎng)應(yīng)用型人才至關(guān)重要。

1.2 創(chuàng)新思維培養(yǎng)

大學(xué)期間創(chuàng)新教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要階段，在專業(yè)實驗教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，有助于結(jié)合專業(yè)優(yōu)勢和特色，準確定位核心方向和發(fā)展目標[5]。專業(yè)綜合實驗教學(xué)中拓展食品產(chǎn)業(yè)的熱點方向和發(fā)展趨勢，增加校外創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)基地和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)會展的參觀課程，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[4]。

1.3 應(yīng)用意識培養(yǎng)

自主創(chuàng)業(yè)是高等院校畢業(yè)生的就業(yè)方式之一，機遇和挑戰(zhàn)并存[6]。學(xué)生借助“挑戰(zhàn)杯”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“創(chuàng)青春”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目等平臺，了解創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)，鍛煉應(yīng)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(xué)模式及方案設(shè)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(shè)備

TP-JLG-2018礱谷機（浙江托普云農(nóng)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(mào)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(fēng)干燥箱（上海博訊實業(yè)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(zhì)檢驗

2.3.1 籽粒含水量

GB/T 1354—2018《大米》[7]中質(zhì)量指標要求大米籽粒水分含量：優(yōu)質(zhì)秈米（一級、二級、三級）≤14.5%，優(yōu)質(zhì)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(nèi)靜置0.5 h，稱重。重復(fù)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(nèi)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(fù)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(zhì)量-干燥后稱量皿和大米樣本的總質(zhì)量）/大米樣本的總質(zhì)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(jīng)直徑為1 mm篩網(wǎng)處理后作為篩上物的不完整米粒。大米質(zhì)量指標要求大米中碎米含量：優(yōu)質(zhì)秈米一級≤10%、二級≤12.5%、三級≤15%，優(yōu)質(zhì)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(wǎng)（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(shù)和完整米粒數(shù)，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(xiàn)明顯黃色，籽粒黃度值（b*）≥大米顏色黃度指數(shù)標準品的b*值。大米質(zhì)量指標要求大米中黃粒米含量：優(yōu)質(zhì)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(shù)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(xiàn)白色不透明部分的大米。大米質(zhì)量指標要求惡白度：優(yōu)質(zhì)秈米一級≤2%、二級≤5%、三級≤8%，優(yōu)質(zhì)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(shù)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(qū)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(xué)特性

米粉的流變學(xué)特性是影響米粉制品生產(chǎn)工藝和食品品質(zhì)的重要指標[9]。儲能模量（G’）可以體現(xiàn)米粉糊樣品發(fā)生彈性形變之后回復(fù)原來形狀的能力；耗能模量（G”）可以體現(xiàn)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(fù)成不易流動；觸變環(huán)面積越大，表明剪切過程對米粉糊結(jié)構(gòu)的破壞越大。米粉樣品的流變學(xué)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(yù)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(tài)流變學(xué)特性。參數(shù)設(shè)置：掃描頻率0.1～10 Hz；轉(zhuǎn)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(jīng)過預(yù)處理的米粉糊樣品放到樣品臺上，刮去多余的樣品并關(guān)閉測試倉，進行測試。

2) 靜態(tài)流變學(xué)特性。參數(shù)設(shè)置：剪切速率，（a）0～300 s，（b）300～0 s；轉(zhuǎn)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(yīng)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(huán)。取經(jīng)過預(yù)糊化的米粉糊樣品放到樣品臺上，刮去多余的樣品并關(guān)閉測試倉，進行測試。

3 改革與創(chuàng)新

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)化實驗教學(xué)體系，完善實驗關(guān)聯(lián)性

實驗教學(xué)過程中進行專業(yè)實驗課程之間的關(guān)聯(lián)教學(xué)，形成系統(tǒng)化實驗教學(xué)體系，鍛煉學(xué)生專業(yè)知識的綜合實踐應(yīng)用能力。

3.2 創(chuàng)新意識和應(yīng)用意識培養(yǎng)

借助大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和大學(xué)生創(chuàng)新/創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目等平臺培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉應(yīng)用意識和應(yīng)用能力，積累創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗，提升專業(yè)綜合能力，為專業(yè)知識的綜合應(yīng)用夯實基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

文章提供一種創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的食品專業(yè)綜合實驗教學(xué)模式及方法，通過加強專業(yè)課程之間的關(guān)聯(lián)教學(xué)，建立系統(tǒng)化實驗教學(xué)體系，提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，借助大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和大學(xué)生創(chuàng)新/創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目等平臺，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和應(yīng)用意識，為培養(yǎng)食品方向創(chuàng)新型應(yīng)用人才提供了新的教學(xué)模式。