《食品試驗優化設計》課程教學改革探索

馮憲超 杜雙奎 李志西

摘要：《食品試驗優化設計》是一門具有很強綜合性、實踐性的課程。本文通過對課程性質與目的、教學方法等方面的介紹，根據本門課程的特點，著重闡述了教學中比較好的教學方法，例如實踐式教學、互動式教學、“軟件驗證式”教學等。

關鍵詞：食品試驗優化設計;教學方法;教學體會

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0058-02

一、課程性質與目的

《食品試驗優化設計》是食品科學與工程、食品質量與安全專業的一門選修課。課程內容主要包括試驗資料的統計描述、理論分布與抽樣分布、統計假設測驗與參數估計、方差分析、回歸與相關、多元線性回歸分析、試驗設計基礎、正交試驗設計、均勻試驗設計以及響應面設計等。通過學習使學生掌握試驗設計的基本原理和方法，使學生能夠獨立設計試驗和實施試驗，并能對試驗結果進行正確的統計處理，培養學生成為具有一定試驗設計水平的人才。

試驗優化設計是以數理統計為理論基礎，按照試驗設計原理，對科學研究中擬通過試驗解決的具體問題提出科學而合理的試驗方案，指導和保證試驗環節的正確實施，力求以最經濟的試驗投入獲得盡可能多的數據信息，然后用科學的統計方法進行數據處理，得出可靠的結論，從而進一步指導生產以及科研工作。食品試驗優化設計是試驗優化設計在食品科學領域的具體應用，是食品科學與工程以及相關專業必修的專業基礎課。學習本課程的主要目的是讓學生掌握試驗設計的基本原理和方法，培養學生分析問題和解決問題的能力，使學生能夠獨立設計試驗和實施試驗，并能對試驗結果進行正確的統計處理，培養學生成為具有一定試驗設計水平的高級專業人才。

本課程的教學的主要目的是，引導學生了解試驗設計與統計分析的發展歷史、基本原理;熟悉食品試驗優化設計課程的基本內容、關鍵知識點;掌握常用的試驗設計方法，能獨立進行試驗設計;掌握常用的試驗設計方法數理統計方法，能獨立地對試驗結果進行合理的統計分析;掌握常用數據處理軟件Excel、DPS、Minitab的應用。知識認知方面的培養，特別是數據資料的整理與分析;理論分布與抽樣分布;統計假設檢驗與參數估計;方差分析;回歸與相關;試驗設計基礎;全面試驗設計;正交試驗設計;均勻試驗設計。能力培養方面，包括試驗結果簡單統計處理分析的能力;利用統計假設檢驗的理論和方法解決實際問題能力;使用方差分析的基本知識處理實踐中的差異顯著性檢驗問題的能力;建立兩個變量間的簡單回歸關系，并運用統計方法進行顯著性檢驗的能力;應用正交試驗設計原理與方法處理科研與生產實際問題能力;運用常用的試驗設計方法能夠獨立設計試驗和實施試驗，對試驗結果進行正確的統計處理，分析問題和解決問題的能力。同時，提高學生的綜合素質，嚴謹的科研態度;精細的治學作風;獨立的自學能力。

二、《食品試驗優化設計》教學的相關策略

食品試驗優化設計課程有著比較深的邏輯性和數學理論，是應用數學的應用再現。學生應充分認識食品試驗優化設計課是一門應用性較強的“工具課”，不是“數學課”，作為“工具課”，關鍵應在應用中去學習，邊應用邊學習邊掌握。在課程學習中始終圍繞“試驗設計”、“數據處理”、“統計軟件應用”三個方面，貴在領會基本試驗設計思想，掌握必要的設計和統計分析方法，最終才能靈活地運用到實踐中去。可采取以下幾種教學策略：

1.首先應以學生為本，在教學中最大限度突出學生的主體地位。主動適應學生的個性化求，開展分類培養，尊重學生的選擇。在新型教學模式中，教師與學生角色轉變，我們新的教學理念是以學生發展為根本，學生為主體。而教師主要起到一個指導的作用，教師在教學中主要是挖掘學生的學習潛力，讓學生在自覺主動的認知活動中獲取知識，增長才干。具體的做法是，根據學生的興趣愛好，讓學生把課堂中學到的知識應用到實際生活中去，讓學生在課堂上提出自己生活中遇到的與統計相關的例子或者問題，教師和學生共同去探討。這種方式增加了學生對相關知識的理解，提高了學生的學習熱情。

2.注重實踐教學改革，提升學生創新實踐能力。隨著高等教育的大眾化，實踐教學逐步由從屬于理論教學，走向與理論教學、學生思想政治教育并重的地位。實踐引起興趣，興趣帶動學習，學習提高素養，素養促進發展。《食品試驗優化設計》是一門實用性非常強的課程，食品科學在原料、生產工藝、質量控制等方面具有特殊性和復雜性，科學地進行試驗設計和統計分析對獲得正確的結論尤為重要[1]。我們的《食品試驗優化設計》是給大學三年級學生開設的，這個時期的學生大多已經通過“科學創新”等項目加入到實驗室的學習中去了，所以此時我們可結合所學內容，把我們的試驗設計知識應用到學生正在進行的科研試驗中去，使理論與實際相結合，有助于自身對所學知識的掌握。同時，結合實際的案例教學具有形象化、生動化、簡單化、具體化的特點，可以使沉悶的學習環境變得輕松愉快，一改課堂上死氣沉沉的氛圍，教師課堂中過多的理論公式推導模式會造成滿堂灌的教學結果。

3.互動式教學方法的應用。為了構建合理新穎的互動課堂，首先也是最重要的是要能夠吸引學生的注意。采用一些學生不熟悉的表現模式;形式的變化多樣會極大地吸引學生的興趣，游戲和研討問題都是非常好的選擇。其次，這些教師準備的學習資料應當能夠讓學生易于理解。盡可能讓講解與真實場景相聯系，不僅能夠吸引學生的興趣，也能更易于理解。同時，課堂上不僅僅提供給學生知識，更應當能夠引導學生的學習。另外，在課前資料的準備中要能夠提出問題，激發的學生學習動機。“互動式”教學方法是從教育理念上和教學方法上的革新。在課堂上多與老師、同學們進行激烈的討論，選擇自己感興趣的主題，查找相關資料，自學備課，制作PPT，上講臺給老師和同學介紹自己正在進行的科研項目的試驗優化設計，其他同學提問。充分發揮學習的主觀能動性，既掌握了所學知識，使自己的思維更加活躍，提高了分析問題和解決問題的能力。通過這種方式，鍛煉了自己收集信息的能力，提高了自己的溝通能力、組織協調能力、團隊協作能力以及語言表達能力。

4.其他一些針對《食品試驗優化設計》特點的教學方法。可采取“歸納學習法”，分析所收集文獻資料用到的“試驗設計與數據處理方法”，通過歸納思維，形成對所學試驗設計與數據處理知識的識別、理解與運用，掌握常用試驗設計與統計分析方法在科學研究中的應用。采取“問題學習法”，結合課后習題做好上課前的預習，找出自己不理解的問題，以便在聽課時集中注意力，帶著問題去學習，有利于提高學習效率。采取“軟件驗證法”學習，用自己掌握的軟件去分析教材或文獻資料中的“試驗數據”，驗證教材或文獻資料的結果分析是否合理正確，以熟悉和掌握統計軟件，結合實例正確解讀分析結果。

針對該課程的特點關于軟件方面，首先可以從互聯網搜集統計學資料，根據查閱的電子資料和授課知識點制作幻燈片，開展多媒體教學[2]。由于現代科技的發展，統計軟件幾乎每時每刻都在不斷地推陳出新，學生自然是對各種軟件充滿了好奇，所以教師可以通過給學生介紹各種現代地統計軟件，例如Excel、SPSS、SAS、TableCurve等，引起學生的學習興趣，激發學生學習的熱情。課堂教學中利用相關軟件，例如Excel既可對調查資料進行科學的分類匯總和數值計算，又可據此將整理后的資料編制成統計表、繪制成統計圖，加強學生對例題的理解。這些統計分析軟件的語法簡單、使用方便，學生借助軟件可以對數據輸入后采用的分析方法、結果的識讀進行獨立思考，使學生將課堂上學到的理論、方法原理運用于實驗數據處理，讓數據分析結果更具說服力，既增強了學生對統計知識的實踐應用能力，加深了統計學原理與方法的理解，也激發了學生學習統計分析的興趣[3]。

三、結語

以綜合能力為導向，以培養高素質、高技能人才為目標的教學模式。將綜合能力培養作為主線貫穿學習的全過程，把理論教學與實踐緊密結合進行改革。《試驗優化設計與統計分析》教材是學生了解該課程內容的“窗口”，老師課堂授課是學生學習該課程的關鍵，按時上課、做好課堂筆記、獨立完成作業、多練習是學好本門課程的基礎。在閱讀教師給出的參考書目和其他教學資源的基礎上，制定學習計劃，拓展知識視野，同時充分利用該課程最后畢業設計試驗，學生根據自己的實際需要提出各種各樣的問題，以以親身經歷為案例，讓教師有針對性地進行指導，通過論與實踐的結合提高學生自身綜合運用所學知識的能力，使學生成為適應現代食品生產方式的創新型專業人才。

參考文獻：

[1]李偉，胡冬梅.食品專業“試驗設計與統計分析”課程教學改革的探索[J].中國林業教育，2013，31（6）：71-73.

[2]姬華，等.對《食品試驗設計與統計分析》教學的體會[J].高教高職研究，2013.48：172-173.

[3]付曉萍，等.食品試驗設計與統計分析課程教學改革與實踐[J].現代農業科技，2013，（22）：335，337.