《食品試驗優(yōu)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(yōu)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(zhì)與目的、教學方法等方面的介紹，根據(jù)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(guān)鍵詞：食品試驗優(yōu)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(zhì)與目的

《食品試驗優(yōu)化設計》是食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全專業(yè)的一門選修課。課程內(nèi)容主要包括試驗資料的統(tǒng)計描述、理論分布與抽樣分布、統(tǒng)計假設測驗與參數(shù)估計、方差分析、回歸與相關(guān)、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(jié)果進行正確的統(tǒng)計處理，培養(yǎng)學生成為具有一定試驗設計水平的人才。

試驗優(yōu)化設計是以數(shù)理統(tǒng)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(huán)節(jié)的正確實施，力求以最經(jīng)濟的試驗投入獲得盡可能多的數(shù)據(jù)信息，然后用科學的統(tǒng)計方法進行數(shù)據(jù)處理，得出可靠的結(jié)論，從而進一步指導生產(chǎn)以及科研工作。食品試驗優(yōu)化設計是試驗優(yōu)化設計在食品科學領(lǐng)域的具體應用，是食品科學與工程以及相關(guān)專業(yè)必修的專業(yè)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(yǎng)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(jié)果進行正確的統(tǒng)計處理，培養(yǎng)學生成為具有一定試驗設計水平的高級專業(yè)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(tǒng)計分析的發(fā)展歷史、基本原理;熟悉食品試驗優(yōu)化設計課程的基本內(nèi)容、關(guān)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(shù)理統(tǒng)計方法，能獨立地對試驗結(jié)果進行合理的統(tǒng)計分析;掌握常用數(shù)據(jù)處理軟件Excel、DPS、Minitab的應用。知識認知方面的培養(yǎng)，特別是數(shù)據(jù)資料的整理與分析;理論分布與抽樣分布;統(tǒng)計假設檢驗與參數(shù)估計;方差分析;回歸與相關(guān);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(yǎng)方面，包括試驗結(jié)果簡單統(tǒng)計處理分析的能力;利用統(tǒng)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(guān)系，并運用統(tǒng)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(chǎn)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(jié)果進行正確的統(tǒng)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(zhì)，嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度;精細的治學作風;獨立的自學能力。

二、《食品試驗優(yōu)化設計》教學的相關(guān)策略

食品試驗優(yōu)化設計課程有著比較深的邏輯性和數(shù)學理論，是應用數(shù)學的應用再現(xiàn)。學生應充分認識食品試驗優(yōu)化設計課是一門應用性較強的“工具課”，不是“數(shù)學課”，作為“工具課”，關(guān)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(shù)據(jù)處理”、“統(tǒng)計軟件應用”三個方面，貴在領(lǐng)會基本試驗設計思想，掌握必要的設計和統(tǒng)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(yǎng)，尊重學生的選擇。在新型教學模式中，教師與學生角色轉(zhuǎn)變，我們新的教學理念是以學生發(fā)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?qū)W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(jù)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(tǒng)計相關(guān)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(guān)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(chuàng)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(yǎng)，素養(yǎng)促進發(fā)展。《食品試驗優(yōu)化設計》是一門實用性非常強的課程，食品科學在原料、生產(chǎn)工藝、質(zhì)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(tǒng)計分析對獲得正確的結(jié)論尤為重要[1]。我們的《食品試驗優(yōu)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(jīng)通過“科學創(chuàng)新”等項目加入到實驗室的學習中去了，所以此時我們可結(jié)合所學內(nèi)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(jié)合，有助于自身對所學知識的掌握。同時，結(jié)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(huán)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(jié)果。

3.互動式教學方法的應用。為了構(gòu)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(xiàn)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(lián)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(fā)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(guān)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(yōu)化設計，其他同學提問。充分發(fā)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(xié)調(diào)能力、團隊協(xié)作能力以及語言表達能力。

4.其他一些針對《食品試驗優(yōu)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(shù)據(jù)處理方法”，通過歸納思維，形成對所學試驗設計與數(shù)據(jù)處理知識的識別、理解與運用，掌握常用試驗設計與統(tǒng)計分析方法在科學研究中的應用。采取“問題學習法”，結(jié)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(shù)據(jù)”，驗證教材或文獻資料的結(jié)果分析是否合理正確，以熟悉和掌握統(tǒng)計軟件，結(jié)合實例正確解讀分析結(jié)果。

針對該課程的特點關(guān)于軟件方面，首先可以從互聯(lián)網(wǎng)搜集統(tǒng)計學資料，根據(jù)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(xiàn)代科技的發(fā)展，統(tǒng)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(xiàn)代地統(tǒng)計軟件，例如Excel、SPSS、SAS、TableCurve等，引起學生的學習興趣，激發(fā)學生學習的熱情。課堂教學中利用相關(guān)軟件，例如Excel既可對調(diào)查資料進行科學的分類匯總和數(shù)值計算，又可據(jù)此將整理后的資料編制成統(tǒng)計表、繪制成統(tǒng)計圖，加強學生對例題的理解。這些統(tǒng)計分析軟件的語法簡單、使用方便，學生借助軟件可以對數(shù)據(jù)輸入后采用的分析方法、結(jié)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(shù)據(jù)處理，讓數(shù)據(jù)分析結(jié)果更具說服力，既增強了學生對統(tǒng)計知識的實踐應用能力，加深了統(tǒng)計學原理與方法的理解，也激發(fā)了學生學習統(tǒng)計分析的興趣[3]。

三、結(jié)語

以綜合能力為導向，以培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能人才為目標的教學模式。將綜合能力培養(yǎng)作為主線貫穿學習的全過程，把理論教學與實踐緊密結(jié)合進行改革。《試驗優(yōu)化設計與統(tǒng)計分析》教材是學生了解該課程內(nèi)容的“窗口”，老師課堂授課是學生學習該課程的關(guān)鍵，按時上課、做好課堂筆記、獨立完成作業(yè)、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(yè)設計試驗，學生根據(jù)自己的實際需要提出各種各樣的問題，以以親身經(jīng)歷為案例，讓教師有針對性地進行指導，通過論與實踐的結(jié)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(xiàn)代食品生產(chǎn)方式的創(chuàng)新型專業(yè)人才。

參考文獻：

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

[2]姬華，等.對《食品試驗設計與統(tǒng)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(tǒng)計分析課程教學改革與實踐[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013，（22）：335，337.