師范類院校《食品試驗設計與統計》課程教學改革探析

摘 要：針對目前師范類高校《食品試驗設計與統計》課程教學中存在的一些問題，結合食品專業教學改革，筆者提出對《食品試驗設計與統計》課堂教學優化的一些思考與見解，以期為提高食品相關專業“驗設計與統計”課程教學質量提供新思路。

關鍵詞：試驗設計與統計；食品；教學改革；教學優化

1 《食品試驗設計與統計》在師范類院校食品專業中的地位

為了推動我國食品科技的快速發展，需要開展大量的科學研究，比如食品資源開發及應用、食品加工工藝優化、食品貨架期評估等均離不開試驗或調查。因此，如何科學地安排試驗或調查已成為了提高食品科學研究效率的關鍵。此外，在試驗或調查過程總會存在一些無法預測或控制的因素，它們會使數據資料具有變異性。因此，如何科學地整理、分析具有變異性的數據資料，揭示其內在規律已成為了食品科學研究的第二個問題。

《食品試驗設計與統計》是一門實用性很強的課程，它始終貫穿食品科學研究整個的過程，在培育學生試驗設計及數據整理、分析能力等方面起到了重要的作用，具體表現為以下兩個方面[1， 2]：

①提供試驗設計的方法。通常合理的試驗設計方法能降低隨機誤差，消除系統誤差，提高試驗的精確性，從而為揭示客觀事物間的內在規律提供可靠的數據資料。食品科學研究中常采用的試驗設計方法有正交試驗設計、回應面分析、均勻設計及混料設計等。

②提供資料整理、分析的方法。通常依據試驗設計得到的數據或資料是雜亂無章的，因此需要運用統計學方法，依據數據或資料的特性，對其進行整理合、分析，以揭示數據間的內在聯系與差異顯著性。統計分析的方法很多，食品科學研究中常用的有差異顯著性檢驗（包括t檢驗、F檢驗和檢驗等）、回歸分析及主成分分析等。總之，試驗設計和統計分析是《食品試驗設計與統計》課程主要的兩部分內容，它們互為前提，密不可分。只有理解和掌握一定的統計分析原理和方法并具備扎實專業知識和豐富實踐經驗才能進行合理地試驗設計。反之，只有在試驗設計合理的前提下，所獲取的試驗數據通過統計分析才能揭示事物間內在規律和本質特性。

2 《食品試驗設計與統計》課程教學過程中存在的問題

雖然《食品試驗設計與統計》對于食品專業學生試驗設計與分析能力的培養具有重要的作用，但本課程以概率論和數理統計為基礎，抽象的理論和復雜的計算給本課程教與學帶來了很大的影響，因此，在實際教學過程中效果不甚理想。分析《食品試驗設計與統計》課程教學中存在的問題，主要涵蓋以下幾個方面：

2.1 課程定位模糊，教學目的不明確

《食品試驗設計與統計》實質上就是統計學的基本原理在食品科學領域中的應用，它具有內容全面、理論概括性強、實用性大等特點。但在多數高等院校中，它作為一門選修課，通常僅為34個學時。也就是說，在這么短的課時內既要讓學生掌握基本的統計學理論和方法，又要熟悉理論和方法的應用技巧，是很難完成的，因此，在教學中必須做出舍棄，選擇一部分章節進行講授。這也是本課程教學亟待解決的問題，即是強調理論知識學習，還是強調應用技巧的培養？因為強調的內容不同，課程的教學方法也截然不同。

2.2 教學內容陳舊，需進一步整合

目前，國內關于試驗設計與統計的教材較多，但由于專業背景的限制或編者水平的高低，各種教材均難以同時兼顧內容的全面性和系統性。而且隨著統計學基礎理論和計算機技術的不斷發展，新的試驗設計方法和軟件也不斷涌現，但目前教學依然和以往一樣，將較多的課時放在公式的演繹和繁瑣的計算上，而沒有對課程的內容做必要的補充和修正。況且以往的教材雖然在編排存在差異，但均存在一個共性問題，即所選例題計算繁瑣，結果不夠準確，如一元非線性回歸方面的例題[3]。

2.3 教學方法和手段單一

現在多數高校開設的《食品試驗設計與統計》課程仍然以板書為主的“填鴨式”教學模式。這種教學方法教師是主導者，學生是被動的接受者，通常教學效果的好壞只取決于教師的組織能力和語言表達能力[4]。此外，學生在學習過程中，常因為課程內容抽象、

原理枯燥、計算繁瑣而產生厭煩情緒，導致學生學習本課程的積極性和主動性散失，他們選擇此課程僅僅是為了通過考試，獲取學分。

2.4 “教”與“學”存在矛盾

本課程作為選修課，一般只有34個學時，教師在“教”的過程中，只能偏重于基礎知識、概念和原理的講授，雖然也會結合一些例子來演示基本原理的應用，但只局限于課本上例題或類似問題的解決，仍無法使學生靈活運用相關理論解決實際問題。就學生“學”來說，大多數學生認為課程難度較大，且與專業的相關性不大，因此，多數學生的學習主動性不夠，從而導致教學效果不佳。據了解，大部分同學選修《食品試驗設計與統計》是為了獲取學分，保證能順利畢業；還有部分同學是為了將來研究生學習做準備。

3 提高《食品試驗設計與統計》教學效果的措施

3.1 明確教學目的

隨著統計方法的普及和計算機技術的發展越來越多的科技工作者已能熟練運用統計方法及軟件進行試驗設計與統計分析。但是當今的課堂教學只強調基本理論的講解，而對對理論知識的運用及相關軟件的使用缺乏交待，導致今后的研究過程中學生無法靈活地運用數理原理去解決實際問題。況且，食品科學研究及生產優化設計同其他行業一樣，均需要借助強大的統計軟件系統才能有效地進行控制和優化。因此，單純的理論講解已不能滿足食品工業快速發展的需求，這就需要將如何培養學生熟練運用統計學原理解決實際問題的能力作為本課程教學的主要目的。（表1）

3.2 創新教學內容

食品科學研究中，食品原料、生產工藝、質量控制等方面均具有特殊性和復雜性，因此科學地進行試驗設計和統計分析對結論的正確性至關重要[1]。為了培養學生解決實際問題的能力，試驗設計與統計》講授過程中，必須引入實踐教學的內容以加強學生對知識的理解和運用。依據以往的教學經驗和學生的發展需求，筆者在《食品試驗設計與統計》課程引入了實踐教學內容，主要包括教學案例分析、科研實例分析、統計軟件使用介紹、研究討論等。

①教學案例分析：就是通過分析一些經典的食品試驗設計案例，來提高學生的感性認識以鞏固學生對理論知識的掌握。表1顯示了筆者在課程教學中采用一些典型教學案例。

②科研實例分析：結合學院開設的食品專業試驗以及學生申請的創新研究課題，指導學生如何正確地運用理論知識去解決實際問題。③統計軟件使用：安排上機課演示統計軟件（如SPSS，SAS， Design expert等）的操作流程，并結合實際案例讓學生上機操作。

④加強研究討論：為了提升該課程的教學效果，筆者建立了交流平臺，針對課程的理論教學內容、各種試驗設計與分析方法的應用及統計軟件的操作技巧等方面展開討論，從而加深學生對相關知識點的理解和應用。

3.3 改進教學方法和手段

恰當的教學方法對于教學效果的提升具有重要意義。可以說，任何一種教學方法都不是萬能的，均存在優缺點。比如專題討論可以充分發揮學生的能動性，對于學生合作意識和分析問題能力的培養起到了重要的作用，但如果組織不當，專題討論就會演變為個別學生漫無邊際的瞎扯。案例分析教學法也一樣，如果案例選擇恰當，則可以引導學生舉一反三，靈活地解決實際中遇到的科學問題。因此，教師必須了解各種教學方法的優缺點，根據每個知識點的特點選擇適當的教學方法，用其所長，避其所短。

多樣化的教學手段也是增強教學效果的重要措施。不同的教學手段各有利弊，教師在教學過程中，應根據實際情況整合各種教學手段的優勢，以達到良好的教學效果。多媒體教學使用方便，適用性強，可以有效節省教學時間，但是在課程教學中，過分的使用多媒體教學手段會難以吸引學生的注意力，致使教學效果降低。如本課程教學內容決定了其多媒體課件中必定會出現較多的文字和數學運算式，如果還單純地采用這一教學手段，勢必會降低學生的學習興趣。因此，筆者在使用PPT的同時，還會依據講授內容對教學手段進行調整，比如在講解函數表達式時，則會用板書進行推導和演繹，以引導學生對教學內容進行思考。相比多媒體教學，板書是我國傳統的教學手段，如果運用得當，則能吸引學生的注意力，使學生能緊跟教師講課的節奏。但是這種教學手段在有效時間內傳授的信息量不多，難以符合現代教學的效率要求。此外，為了培養學生解決實際科研問題的能力，還會涉及一些實踐教學的內容，如果還是采用板書或多媒體教學往往效果不佳。為此，筆者根據實踐教學內容的特點，選取了不同教學手段，如介紹統計軟件（如SPSS、Origin、Design Expert等）使用時，則采用了案例演示和上機操作的方式，取得較好地教學效果。

3.4 實現“教”與“學”的統一

“教”與“學”的矛盾只有在教學目的和學習目的明確后后才能做到統一。“教”的最終目的是傳授知識，并能熟練運用，因此，本課程的目的應著眼于知識的應用，而“學”的目的也正如此。將統計軟件使用納入本課程的教學內容，可達到 “教”與“學”的統一，其目的是培養學生利用現代化手段整理、分析資料的能力。因此，在教學過程中筆者根據實際情況結合了具體的案例對SAS、SPSS、Design Expert、Origin等軟件進行了介紹，避免了學生將過多的時間精力耗費在冗雜的手工計算上。

4 結束語

《食品試驗設計與統計》課程教學中存在的問題由來已久，這與課程的地位與性質、教師的教學藝術密切相關。因此，要想達到較好的教學效果，授課教師必須認真審視本課程教學存在的問題，盡量多從學生的角度思考問題，力求做到“教”與“學”的統一，使學生能靈活運用統計學的基本原理解決食品科學研究的實際問題，從而達到培養現代化實用型、復合型專業人才的教學目的。

參考文獻：

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作者簡介：程新峰（1981，9-），男，博士，講師，研究方向：農產品加工與貯藏。