食品科学与工程是一门交叉学科，涵盖食品生产、加工等多个领域[1-2]。近年来，食品行业快速发展，对高素质食品科学与工程专业研究生的需求持续攀升，研究生培养质量与水平成为行业关注的焦点，为此，多所高校围绕该专业实验课程开展了系列探索与改革[3-4]。朱西平等[5]从强化导师责任、优化课程设置、科研赋能教学等维度，探索地方高校研究生科研创新能力培养模式的构建，该模式不仅践行立德树人、培养高质量人才目标，还推动了学科创新发展。刘丽莉等[6]从教学目标设定、教学内容及体系改革等方面，对食品科学专题课程开展系统改革探索，有效提升了研究生学习积极性与课堂效率，拓宽了其学术视野，深化了其对学科及行业发展的认知，明显提高了人才培养质量。
科研创新能力培养是食品科学与工程专业研究生教育的重要环节[7]，当前部分食品院（系）研究生培养存在本科与研究生阶段衔接不畅的问题。本科阶段以理论教学为主，多数学生临近毕业才进入实验室实操，极少接触和操作大型科研仪器，会面临大型仪器操作、高技术门槛及数据分析等方面难题[8]。食品科学与工程专业开展的相关研究离不开各类大型仪器设备的支持，而研究生阶段需独立完成整个科研实验，且需熟练掌握质谱仪、色谱仪、电子显微镜等多台大型仪器的操作[9]，这使得学生进入研究生阶段后难以快速适应，发现与解决问题的能力有待提高。在此背景下，将大型仪器设备培训融入研究生教学至关重要。如何通过强化大型仪器设备教学，提升食品科学与工程专业研究生的科研创新能力，成为亟待解决的课题。本文基于南京财经大学食品科学与工程专业研究生培养现状，以大型仪器设备教学改革体系的构建与创新为主线，以培养具备科研创新能力的应用型人才为目标，探索该专业研究生培养的新模式与新方法。
1 大型仪器设备运行及研究生创新能力培养现状
依托江苏省粮油品质控制及深加工技术重点实验室建设，平台现有科研仪器设备125台。学院教师科研教学活动均依托公共平台实验室开展，470余名本科生、研究生通过平台预约使用仪器开展科研实验，年度总使用机时达15.4万h。为提升大型仪器使用效率与管理水平，学院于2022年建成大型仪器设备共享平台，通过信息化管理提升仪器使用率，逐步推进实验室开放使用与智能化、信息化管理升级。
当前大型仪器设备运行与研究生科研创新能力培养的衔接过程仍有较大的优化提升空间。部分研究生对拟使用的大型仪器设备认知深度和独立操作能力有待提高，在仪器操作应用、原理功能、流程规范及数据分析等方面的知识与技能储备有待进一步提升[10]。研究生现有课程体系中，科研仪器原理介绍及实践应用相关内容的覆盖面可进一步拓展，系统性的仪器教学内容需不断完善，以更好地适配研究生科研实操需求。导师的指导重点聚焦科研选题的科学性与创新性，对仪器实操环节的指导可进一步强化，以更好地兼顾科研选题指导与实操能力培养。此外，大型仪器维护与运行成本较高，学校为此提供了宝贵的资源支持[11]。因此，强化大型仪器设备的教学与培训，助力研究生掌握相应知识技能、充分发挥仪器资源价值，提升其科研创新能力，进而为推动科研创新发展提供支撑。
2 基于大型仪器设备教学的研究生创新能力培养体系构建
2.1 教学内容设计
大型仪器教学内容规划秉持全面性、实用性与前瞻性原则，综合考量科研目标、仪器特性及学生实际需求。每学期定期组织导师与研究生座谈会，深入沟通大型仪器使用需求与优化方向，打通师生与学院间的信息通路，为教学内容更新提供重要信息（教学师资配置、培训时效性、学生实操熟练度、参数调试信息等）及时记录并优化教学安排。
为强化研究生大型仪器应用能力，开设《食品仪器分析》选修课程，采用“理论+实操”的教学模式，助力初步接触大型科研仪器的研究生快速掌握其原理与操作技能。课程内容设置基于全院各研究团队近年科研项目调研，结合研究生核心科研需求，分为质谱检测、粮油物性分析、细胞微生物实验三大模块，精选液相色谱—串联质谱仪、气相色谱—串联质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、流变仪、纳米粒度仪、差式扫描量热仪、荧光PCR仪、荧光显微镜、流式细胞仪等预约使用率高的大型仪器，确保教学与科研实际紧密衔接。
理论教学环节，邀请各研究团队具备仪器专业背景的骨干青年教师主讲，重构课程大纲、编撰详实教学内容，系统讲解仪器基本原理、操作方法、行业应用及发展趋势，同步融入食品科学领域前沿技术与研究方法，适配研究生未来科研与职业发展的多元化需求；实操教学由大型仪器管理员及实验技术人员负责，聚焦仪器操作流程、样品前处理、常见故障排查及解决方案，重点提升学生仪器实操与检测技术应用能力，为科研工作筑牢基础。课程开设以来，报名人数持续超出额定名额，获得研究生广泛认可。
2.2 教学过程
在大型仪器教学过程中，探索并实践了系列创新教学方法，以实现理论知识与实操技能的深度融合，激发学生学术兴趣、强化知识应用性，着力培养其专业实验技能。依托“食品仪器分析”选修课程，构建并实施课程视频自主学习—课堂理论教学—上机实验教学—考核授权—科研实践应用的多元化教学模式，将系统理论教学与演示实践教学有机结合。
教学过程中实施分层培养模式，针对初入研究生阶段或专业基础知识薄弱的学生，重点讲解大型仪器的基础知识、核心原理与功能；针对具备一定基础的学生，聚焦实验室大型仪器的操作方法、维护保养及常见故障排查等内容；针对高年级研究生，侧重仪器数据分析、图谱解析、数据库构建与筛查比对等进阶内容。
以电感耦合等离子体质谱的教学实践为例，其创新实验教学流程主要分为以下几个步骤。
2.2.1 学生课前自学
仪器教学通知发布后，对该仪器感兴趣的研究生可向授课教师报名，申领教学视频开展自主预习，既激发学习主动性，也为后续课堂教学筑牢基础。
2.2.2 课堂教学
课堂理论教学分3次开展，依次讲解元素分析进展概论与实验室现有仪器的品牌型号、液体雾化、电感耦合、等离子发生及离子质谱内传输等核心理论，以及ICP-MS在实际样品检测中的应用，通过分模块教学深化学生对理论知识的理解与掌握。
2.2.3 上机实验教学
上机实验教学需强化理论与实操融合，结合大型仪器特性及场地条件，每次授课人数控制在10～15人较为适宜。该环节分4次开展，依次围绕实验室ICP-MS仪器构造与原理、样品前处理操作、上机流程、操作要点及实验室安全规范、数据处理分析方法展开。针对不同基础的学生，采用选课制而非强制全修模式，可按需选择对应课程，既合理控制单次授课人数，又保障教学质量与效果。
2.2.4 学生上机考核
理论与实验课程完成后，以食品安全国家标准GB 5009.268—2016 《食品中多元素的测定》为考核依据，从实验操作、数据处理、报告撰写能力及实验安全意识等维度对学生进行全面考核。全程参与且考核合格的学生，将被授予该仪器的独立操作使用权，可自主开展相关科研实验。此环节旨在推动学生将所学知识转化为科研实践，进一步提升其科研能力与创新能力。
2.3 建立实验技术交流平台
大型仪器操作对实验者专业能力要求较高，不同实验对应的仪器参数设定、数据分析方式差异较大。研究生经实验教师培训后虽能初步掌握仪器操作，但在后续实际应用中仍可能遇到各类问题，针对前沿课题研究，实验教师也可能存在相关经验不足的情况。
针对上述问题，依托大型仪器在线管理系统，搭建了“仪器交流讨论”线上交流平台，面向食品科学与工程专业研究生打造便捷的交流合作空间，支持其分享实验技术、实操经验与研究难题，并与同学、导师及技术专家开展深度研讨。平台邀请学院各研究团队学术带头人、骨干青年教师及实验技术人员入驻，为研究生解答实验全流程相关问题，包括构建样品前处理方法、解决上机实操疑难问题、突破数据处理难点等。这种学术交流模式，不仅有助于提升研究生的科研实操能力，还能增强团队的凝聚力与创新能力。
借助该平台，研究生可高效解决科研中的技术难题，快速获取多方反馈与支持；同时能够分享实验心得与创新思路，为开展同类课题研究的同学提供启发，推动实验技术的交流与提升，形成科研互助的良性循环。此外，平台交流与分享的过程，也能有效培养研究生的学术交流与合作精神，为其科研工作提供更多灵感与资源支撑。该线上平台的搭建，为开展研究生科研学术活动奠定了良好基础，助力其规范、快速掌握科研实验与仪器实操技能，引导学生进行自主式、互动式学习，培养独立科研能力，也为其后续从事科学研究工作提供有力支撑。
3 教学改革体系实践成效
自“食品仪器分析”选修课程与“仪器交流讨论”线上交流平台落地实施以来，学院大型仪器设备教学项目取得明显成效。项目已覆盖电感耦合等离子体质谱仪、激光共聚焦荧光显微镜、液相色谱—高分辨质谱联用仪等10台高精尖仪器设备。实施一年多来，23名研究生获批江苏省研究生科研与实践创新计划项目；依托大型仪器共享平台，师生共发表SCI论文43篇，申请国内发明专利26项、授权13项，研究生科研创新能力大幅提升。与此同时，研究生通过课程教学与线上平台获得了丰富的实践锻炼机会，已能熟练操作各类大型仪器设备并将其灵活应用于科研实践，为科研工作开展提供了坚实的技术支撑。研究生科研实操能力与创新能力的提升，不仅强化了其个人科研素养，也为食品科学与工程学科的创新发展注入了新动能。
4 结语
本文针对食品科学与工程专业研究生培养过程中大型仪器设备教学与应用的实际需求，以构建并创新大型仪器设备教学改革体系为核心，从教学内容科学设计、教学过程创新优化、交流平台搭建完善3个维度展开探索，形成了“理论+实操”融合、分层培养适配、线上线下联动的大型仪器教学模式。该模式立足学科科研与研究生培养实际，精选教学仪器与内容，通过课程视频自学、课堂理论、上机实验、考核授权、科研实践的全流程教学环节，结合分层培养的个性化教学方法，搭配“仪器交流讨论”线上平台的长效交流机制，有效弥补了研究生大型仪器教学的不足，充分发挥了大型仪器共享平台的资源价值。
实践表明，该教学改革体系的实施取得了明显成效，不仅实现了多台高精尖大型仪器的教学覆盖，让研究生熟练掌握了仪器操作、数据处理等技能，而且提升了研究生的科研创新能力与实践应用能力，推动科研成果的高效产出，助力研究生科研项目申报、论文发表、专利申请等。未来，学院将以本次教学改革探索为基础，结合学科发展前沿与研究生培养新要求，不断优化大型仪器教学内容与课程体系，持续完善线上交流平台的功能与服务，实现教学与科研的深度融合，进一步提升教学的针对性与实效性。