《食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革探索

馮憲超 杜雙奎 李志西

摘要：《食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》是一門具有很強(qiáng)綜合性、實(shí)踐性的課程。本文通過對(duì)課程性質(zhì)與目的、教學(xué)方法等方面的介紹，根據(jù)本門課程的特點(diǎn)，著重闡述了教學(xué)中比較好的教學(xué)方法，例如實(shí)踐式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)、“軟件驗(yàn)證式”教學(xué)等。

關(guān)鍵詞：食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì);教學(xué)方法;教學(xué)體會(huì)

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

一、課程性質(zhì)與目的

《食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》是食品科學(xué)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(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)描述、理論分布與抽樣分布、統(tǒng)計(jì)假設(shè)測(cè)驗(yàn)與參數(shù)估計(jì)、方差分析、回歸與相關(guān)、多元線性回歸分析、試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及響應(yīng)面設(shè)計(jì)等。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，使學(xué)生能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)試驗(yàn)和實(shí)施試驗(yàn)，并能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)處理，培養(yǎng)學(xué)生成為具有一定試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平的人才。

試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，對(duì)科學(xué)研究中擬通過試驗(yàn)解決的具體問題提出科學(xué)而合理的試驗(yàn)方案，指導(dǎo)和保證試驗(yàn)環(huán)節(jié)的正確實(shí)施，力求以最經(jīng)濟(jì)的試驗(yàn)投入獲得盡可能多的數(shù)據(jù)信息，然后用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出可靠的結(jié)論，從而進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)以及科研工作。食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)是試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)在食品科學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，是食品科學(xué)與工程以及相關(guān)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)習(xí)本課程的主要目的是讓學(xué)生掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)試驗(yàn)和實(shí)施試驗(yàn)，并能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)處理，培養(yǎng)學(xué)生成為具有一定試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平的高級(jí)專業(yè)人才。

本課程的教學(xué)的主要目的是，引導(dǎo)學(xué)生了解試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析的發(fā)展歷史、基本原理;熟悉食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)課程的基本內(nèi)容、關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn);掌握常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì);掌握常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，能獨(dú)立地對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的統(tǒng)計(jì)分析;掌握常用數(shù)據(jù)處理軟件Excel、DPS、Minitab的應(yīng)用。知識(shí)認(rèn)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(jì)假設(shè)檢驗(yàn)與參數(shù)估計(jì);方差分析;回歸與相關(guān);試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ);全面試驗(yàn)設(shè)計(jì);正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)。能力培養(yǎng)方面，包括試驗(yàn)結(jié)果簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)處理分析的能力;利用統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的理論和方法解決實(shí)際問題能力;使用方差分析的基本知識(shí)處理實(shí)踐中的差異顯著性檢驗(yàn)問題的能力;建立兩個(gè)變量間的簡(jiǎn)單回歸關(guān)系，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)的能力;應(yīng)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理與方法處理科研與生產(chǎn)實(shí)際問題能力;運(yùn)用常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)試驗(yàn)和實(shí)施試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)處理，分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度;精細(xì)的治學(xué)作風(fēng);獨(dú)立的自學(xué)能力。

二、《食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》教學(xué)的相關(guān)策略

食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)課程有著比較深的邏輯性和數(shù)學(xué)理論，是應(yīng)用數(shù)學(xué)的應(yīng)用再現(xiàn)。學(xué)生應(yīng)充分認(rèn)識(shí)食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)課是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的“工具課”，不是“數(shù)學(xué)課”，作為“工具課”，關(guān)鍵應(yīng)在應(yīng)用中去學(xué)習(xí)，邊應(yīng)用邊學(xué)習(xí)邊掌握。在課程學(xué)習(xí)中始終圍繞“試驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“數(shù)據(jù)處理”、“統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用”三個(gè)方面，貴在領(lǐng)會(huì)基本試驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，掌握必要的設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法，最終才能靈活地運(yùn)用到實(shí)踐中去。可采取以下幾種教學(xué)策略：

1.首先應(yīng)以學(xué)生為本，在教學(xué)中最大限度突出學(xué)生的主體地位。主動(dòng)適應(yīng)學(xué)生的個(gè)性化求，開展分類培養(yǎng)，尊重學(xué)生的選擇。在新型教學(xué)模式中，教師與學(xué)生角色轉(zhuǎn)變，我們新的教學(xué)理念是以學(xué)生發(fā)展為根本，學(xué)生為主體。而教師主要起到一個(gè)指導(dǎo)的作用，教師在教學(xué)中主要是挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，讓學(xué)生在自覺主動(dòng)的認(rèn)知活動(dòng)中獲取知識(shí)，增長(zhǎng)才干。具體的做法是，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，讓學(xué)生把課堂中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，讓學(xué)生在課堂上提出自己生活中遇到的與統(tǒng)計(jì)相關(guān)的例子或者問題，教師和學(xué)生共同去探討。這種方式增加了學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.注重實(shí)踐教學(xué)改革，提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。隨著高等教育的大眾化，實(shí)踐教學(xué)逐步由從屬于理論教學(xué)，走向與理論教學(xué)、學(xué)生思想政治教育并重的地位。實(shí)踐引起興趣，興趣帶動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)提高素養(yǎng)，素養(yǎng)促進(jìn)發(fā)展?！妒称吩囼?yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》是一門實(shí)用性非常強(qiáng)的課程，食品科學(xué)在原料、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制等方面具有特殊性和復(fù)雜性，科學(xué)地進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析對(duì)獲得正確的結(jié)論尤為重要[1]。我們的《食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》是給大學(xué)三年級(jí)學(xué)生開設(shè)的，這個(gè)時(shí)期的學(xué)生大多已經(jīng)通過“科學(xué)創(chuàng)新”等項(xiàng)目加入到實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)中去了，所以此時(shí)我們可結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，把我們的試驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)應(yīng)用到學(xué)生正在進(jìn)行的科研試驗(yàn)中去，使理論與實(shí)際相結(jié)合，有助于自身對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際的案例教學(xué)具有形象化、生動(dòng)化、簡(jiǎn)單化、具體化的特點(diǎn)，可以使沉悶的學(xué)習(xí)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(dǎo)模式會(huì)造成滿堂灌的教學(xué)結(jié)果。

3.互動(dòng)式教學(xué)方法的應(yīng)用。為了構(gòu)建合理新穎的互動(dòng)課堂，首先也是最重要的是要能夠吸引學(xué)生的注意。采用一些學(xué)生不熟悉的表現(xiàn)模式;形式的變化多樣會(huì)極大地吸引學(xué)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(zhǔn)備的學(xué)習(xí)資料應(yīng)當(dāng)能夠讓學(xué)生易于理解。盡可能讓講解與真實(shí)場(chǎng)景相聯(lián)系，不僅能夠吸引學(xué)生的興趣，也能更易于理解。同時(shí)，課堂上不僅僅提供給學(xué)生知識(shí)，更應(yīng)當(dāng)能夠引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。另外，在課前資料的準(zhǔn)備中要能夠提出問題，激發(fā)的學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)?！盎?dòng)式”教學(xué)方法是從教育理念上和教學(xué)方法上的革新。在課堂上多與老師、同學(xué)們進(jìn)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(xué)備課，制作PPT，上講臺(tái)給老師和同學(xué)介紹自己正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目的試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其他同學(xué)提問。充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，既掌握了所學(xué)知識(shí)，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(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及語言表達(dá)能力。

4.其他一些針對(duì)《食品試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)》特點(diǎn)的教學(xué)方法?？刹扇　皻w納學(xué)習(xí)法”，分析所收集文獻(xiàn)資料用到的“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法”，通過歸納思維，形成對(duì)所學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理知識(shí)的識(shí)別、理解與運(yùn)用，掌握常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析方法在科學(xué)研究中的應(yīng)用。采取“問題學(xué)習(xí)法”，結(jié)合課后習(xí)題做好上課前的預(yù)習(xí)，找出自己不理解的問題，以便在聽課時(shí)集中注意力，帶著問題去學(xué)習(xí)，有利于提高學(xué)習(xí)效率。采取“軟件驗(yàn)證法”學(xué)習(xí)，用自己掌握的軟件去分析教材或文獻(xiàn)資料中的“試驗(yàn)數(shù)據(jù)”，驗(yàn)證教材或文獻(xiàn)資料的結(jié)果分析是否合理正確，以熟悉和掌握統(tǒng)計(jì)軟件，結(jié)合實(shí)例正確解讀分析結(jié)果。

針對(duì)該課程的特點(diǎn)關(guān)于軟件方面，首先可以從互聯(lián)網(wǎng)搜集統(tǒng)計(jì)學(xué)資料，根據(jù)查閱的電子資料和授課知識(shí)點(diǎn)制作幻燈片，開展多媒體教學(xué)[2]。由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，統(tǒng)計(jì)軟件幾乎每時(shí)每刻都在不斷地推陳出新，學(xué)生自然是對(duì)各種軟件充滿了好奇，所以教師可以通過給學(xué)生介紹各種現(xiàn)代地統(tǒng)計(jì)軟件，例如Excel、SPSS、SAS、TableCurve等，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。課堂教學(xué)中利用相關(guān)軟件，例如Excel既可對(duì)調(diào)查資料進(jìn)行科學(xué)的分類匯總和數(shù)值計(jì)算，又可據(jù)此將整理后的資料編制成統(tǒng)計(jì)表、繪制成統(tǒng)計(jì)圖，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)例題的理解。這些統(tǒng)計(jì)分析軟件的語法簡(jiǎn)單、使用方便，學(xué)生借助軟件可以對(duì)數(shù)據(jù)輸入后采用的分析方法、結(jié)果的識(shí)讀進(jìn)行獨(dú)立思考，使學(xué)生將課堂上學(xué)到的理論、方法原理運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，讓數(shù)據(jù)分析結(jié)果更具說服力，既增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力，加深了統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與方法的理解，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)分析的興趣[3]。

三、結(jié)語

以綜合能力為導(dǎo)向，以培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能人才為目標(biāo)的教學(xué)模式。將綜合能力培養(yǎng)作為主線貫穿學(xué)習(xí)的全過程，把理論教學(xué)與實(shí)踐緊密結(jié)合進(jìn)行改革。《試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》教材是學(xué)生了解該課程內(nèi)容的“窗口”，老師課堂授課是學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的關(guān)鍵，按時(shí)上課、做好課堂筆記、獨(dú)立完成作業(yè)、多練習(xí)是學(xué)好本門課程的基礎(chǔ)。在閱讀教師給出的參考書目和其他教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，拓展知識(shí)視野，同時(shí)充分利用該課程最后畢業(yè)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)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(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)，通過論與實(shí)踐的結(jié)合提高學(xué)生自身綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，使學(xué)生成為適應(yīng)現(xiàn)代食品生產(chǎn)方式的創(chuàng)新型專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉，胡冬梅.食品專業(yè)“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”課程教學(xué)改革的探索[J].中國(guó)林業(yè)教育，2013，31（6）：71-73.

[2]姬華，等.對(duì)《食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》教學(xué)的體會(huì)[J].高教高職研究，2013.48：172-173.

[3]付曉萍，等.食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013，（22）：335，337.