案例分析法在提高“食品試驗設計與統計分析”實踐技能中的應用

李 昀，任小青

（天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384）

“食品試驗設計與統計分析”是食品科學與工程專業學生的一門專業必修課，其專門研究在食品工業生產和科學研究中如何合理地制定試驗方案和科學地分析試驗結果。通過該課程的學習，要求學生掌握試驗設計與統計分析的基本原則及常用方法，使學生能夠獨立設計試驗和實施試驗，正確制定試驗方案，并能對試驗結果進行正確的統計處理，培養學生自學能力及綜合運用所學知識分析問題與解決問題的能力。

1 “食品試驗設計與統計分析”課程傳統教學模式在實踐技能培養方面的局限

作為一門應用性很強的工具課，關鍵是通過學習能夠將試驗設計和數據處理的方法靈活地運用于實踐中。傳統的教學模式是課堂教學，強調理論學習，試圖通過系統的理論學習讓學生掌握該課程，這導致學生只知理論，而缺乏相關實踐技能，即運用該理論和知識解決實際問題的能力。而且，就學校的課程設置而言，該課程安排了30個學時，完全是課堂教學，在講授過程中，注重基礎、概念和定理的講授，雖然也結合科研實際講授一定的實例，但是仍顯空洞和抽象[1]，而且因為硬件設施的限制，沒機會進行統計分析軟件的講解與實際使用。然而，目前的現實是隨著統計方法的普及、計算機的發展及廣泛應用、統計分析軟件的發展和普及，越來越多的科研工作者在實際研究工作中借助強大的統計分析軟件系統來完成統計研究，有效地對生產過程進行了控制和優化，取得了顯著成效。

2 案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”教學中的實施方法

案例分析法是教師根據教學目的需要，以真實的事件案例作為教學材料，將學生引入一個特定的情景中，通過剖析、討論等方式培養學生澄清分析和解決問題的能力[2]。

為了解決傳統教學模式和現實需求的矛盾，使“食品試驗設計與統計分析”的教學能夠跟上時代的發展，更好地滿足學生今后工作中的實際需要，嘗試將案例分析法應用于“食品試驗設計與統計分析”的教學中，取得了一定成效。其具體實施方法包括2個方面。

一方面，在相應的教學內容講授中多以學院本科生近年的優秀畢業論文、大學生創新創業活動的科研論文為講解素材[3]，分析其研究論文的設計思想、設計方法，討論其試驗數據的處理，縮短了教學與現實的食品科技工作的差距，使學生體會到課程內容的實際應用過程和價值，讓學生更深刻地理解和吸收抽象的理論原理，促使學生對理論運用的方式原因等進行更深入的思考，辨別出案例中所包含的基本原理和準則。

另一方面，在課程作業的設計上進行案例分析環節的安排。目前，統計分析軟件應用廣泛，除了運用 Excel進行基本統計運算外，SPSS，SAS，MATLAB，Design expert等在科研實踐中也已成為常用的工具軟件。但是，由于課時及硬件條件的限制，沒有機會在課堂上安排這些軟件的使用學習，而且這些軟件的升級及一些新軟件的出現層出不窮，僅僅依靠課堂上的學習無法跟上發展、滿足需要。為了應對這一矛盾局面，在課程作業的安排上進行了新嘗試，不僅是對計算內容較多的章節，輔以適量作業加強練習，更是將案例分析作為課程作業的一種重要形式。收集相應的科技論文，在完成相應的教學內容后，要求學生在利用文獻中提及的統計分析軟件重現完整的數據處理過程的基礎上，討論、嘗試利用其他分析軟件進行處理的可行性并進行比較，以實現使學生掌握軟件的正確使用、能利用計算機進行科學合理的數據處理和分析的目的。目前，學生中擁有個人電腦已經非常普遍，并且通過之前的計算機課程學習，學生已經熟練掌握了基本的計算機使用。現今常用的統計分析軟件有Excel，SPSS，SAS，MATLAB等，這些軟件語法簡單使用方便，尤其是Excel和SPSS，功能強大、界面友好，完全可以通過提供相應的軟件使用指導來鼓勵學生通過自學掌握其使用。尤其是這種結合科研實例的學習，目標明確，應用背景清晰，有效提高了學生的學習效率。“食品試驗設計與統計分析”本身理論知識多、計算枯燥、計算量大，借助計算機輔助計算是必然的發展趨勢。利用案例分析法的作業形式，很好地幫助學生實現了計算機輔助計算的學習。

案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”課程中的應用目標見表1。

表1 案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”課程中的應用目標

3 案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”教學中的實施效果

案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”課程中實施以來取得了很好的效果，歸納下來，主要有以下幾點：

（1）激發學習興趣、調動學生積極性。課程本身理論抽象、計算枯燥，結合學院本科生優秀畢業論文的講解素材，可以讓學生感到與其關系密切，有效提高了學生的學習熱情。由于案例分析作業都是本專業比較熟悉的研究內容、難度把握得當，適當的挑戰性極大地激發了學生的學習興趣。

（2）培養自學能力、建立成就感。案例分析作業的完成需要學生去自行學習、嘗試相應統計軟件的使用，在這一過程中較好地培養了學生的自學能力。俗話說“授人以魚不如授人以漁”，通過這樣的學習過程，使學生掌握了統計軟件的學習能力，樹立了信心，能夠很好地應對在今后學習工作中層出不窮的新軟件。

（3） 延展課堂教學、彌補硬件設施的局限。“食品試驗設計與統計分析”課程本身理論知識多，課時安排有限，沒有安排機房來進行實訓，案例分析的作業形式很好地彌補了這一局限。教師課堂上完成理論知識的講授，學生課下完成統計軟件的實訓，相得益彰，互為補充，有效地延伸了課堂學習，解決了硬件設施缺乏對課程學習效果造成的障礙。

（4）結合實際需求、提高了學生實踐技能。借助計算機輔助完成數據的處理分析是必然的發展趨勢，目前在實踐中應用廣泛。課堂上理論知識、計算方法的學習不能滿足實際工作中的需求，實踐技能的培養勢在必行，通過案例分析的形式，達到了學以致用的目的，有效提高了學生的實踐技能，使學生能夠熟練使用Excel和SPSS進行基本統計運算和作圖。

近年來，在食品科學與工程專業的本科畢業論文、大學生創新創業活動的科研論文中，試驗設計與數據處理方法的應用更為嚴謹、科學、合理，論文質量明顯提高。學生對統計分析軟件的學習熱情高漲，不少學生通過自主學習，結合教師的指導，嘗試在論文中應用Design expert進行響應面設計、模型建立與分析，應用SAS，MATLAB進行數據分析與處理，取得了很好的效果。

4 案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”教學中實施的注意事項

案例分析法的實施提高了學生學習的積極性，延伸了課堂教學內容，提高了學生的實踐技能，但是也對教師提出了更高的要求，在實施過程中應注意到以下幾點。

（1）熟悉統計分析軟件的使用，能夠及時為學生答疑解惑。“給學生一瓢水自己要有一桶水”，要讓學生通過案例分析的形式完成統計軟件的學習，教師當然要先熟練掌握各種常用軟件的使用，不斷學習，這樣才能夠及時解答學生在完成作業中的各種問題。

（2）關注學科研究動態，及時更新案例。食品領域研究過程中數據分析處理手段不斷發展，為了保證教學內容做到與時俱進，教師要關注學科研究動態，關注研究過程中實驗設計、數據分析處理的具體方法，圍繞教學目標，及時更新案例庫。

5 結語

在“食品試驗設計與統計分析”課程教學過程中如何提高學生的實踐技能是關乎教學效果的重要問題，在課時有限、學校硬件設施局限、且短時期內無法徹底改變其現狀的情況下，通過案例分析法的實施彌補不足、提高學生數據分析處理的實踐技能和解決實際問題的能力、改善課程教學效果是一個行之有效的途徑。案例分析法在“食品試驗設計與統計分析”中的應用對于培養學生的科研能力、創新能力和實踐能力，培養學生自主學習、主動獲取知識的能力，培養學生分析問題和解決問題的能力具有積極意義。

[1]陳柄燦.“食品試驗設計與統計分析”課程教學設想[J].西南農業大學.學報（社會科學版），2008，6（1）：211-213.

[2]張磊，柳紅東.案例教學法在“軟飲料工藝學”課程教學中的應用探討 [J].農產品加工，2016（5）：73-74，77.

[3]杜雙奎，張國權，于修燭.食品試驗優化設計課程教學改革與實踐 [J].黑龍江教育（高教研究與評估），2012（3）：13-14.◇