陳春旭，郭元新，鄭海波，丁志剛，張雅娜，王蓓蓓

（安徽科技學院食品藥品學院，安徽鳳陽　233100））

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“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”教學改革與探索

陳春旭，*郭元新，鄭海波，丁志剛，張雅娜，王蓓蓓

（安徽科技學院食品藥品學院，安徽鳳陽233100））

“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”作為一門交叉型應用性學科，是以數(shù)理統(tǒng)計的知識實現(xiàn)減少試驗次數(shù)、縮短試驗周期、迅速找到優(yōu)化方案教學目的的重要課程。通過對課程設置、教學方法、教學考核方式等實踐的各個方面進行改革，為有針對性地將大學生培養(yǎng)成具有專業(yè)技能的企業(yè)技術管理人才進行探索提供理論依據(jù)。

食品試驗設計與統(tǒng)計分析；教學方法；實踐教學；考核方法

“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”是食品類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，是在食品科學研究中應用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法，其包括試驗設計和統(tǒng)計分析2部分內(nèi)容［1］。該門課程是在數(shù)理統(tǒng)計和線性代數(shù)等課程的基礎上，講授如何有效地、科學地設計試驗［2］，并通過計算對試驗結(jié)果進行分析，最終優(yōu)化減少試驗次數(shù)、縮短試驗周期、迅速找到最優(yōu)的方案［3］。所以，該課程對于進入企業(yè)后的食品專業(yè)學生非常有幫助，可以幫助他們解決實際工作中遇到優(yōu)化工藝方案、設計工藝流程等問題。由于該課程屬于數(shù)學與專業(yè)課的交叉學科，教學內(nèi)容寬泛、教學方法單一、數(shù)理統(tǒng)計基礎知識原理晦澀難懂、公式推導較多，導致學生在學習過程中理解較為困難，影響學習效果［4-5］。因此，本文從教學內(nèi)容、教學方法、考核辦法等方面進行改革和探索，對“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程進行全面優(yōu)化。

1　優(yōu)化課程內(nèi)容

1.1優(yōu)化課堂教學內(nèi)容

在食品行業(yè)中試驗設計和統(tǒng)計分析內(nèi)容非常廣泛，因此要在關鍵的環(huán)節(jié)建立“食品專業(yè)與統(tǒng)計分析”課程與教學，并且針對不同類別機構(gòu)的行業(yè)背景和培養(yǎng)目標之間的差異設立具體的教學情況。首先，要針對企業(yè)對食品專業(yè)人才的需求而定，“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程的課堂教學內(nèi)容設置應緊密結(jié)合并聯(lián)系我國現(xiàn)階段食品行業(yè)的特點。例如，在當前教材選擇上，安徽科技學院食品藥品學院本課程將王欽德主編的教材《食品試驗設計與統(tǒng)計分析》作為主修教材［6］，同時把趙思明主編的《食品科學與工程中的計算機應用》等教材作為參考教材；在課堂教學內(nèi)容上，增加設置“SPSS和SAS軟件數(shù)據(jù)處理”等教學重點；在課堂案例分析方面，依托該院任課教師參編的“十二五”教材《食品試驗設計與統(tǒng)計分析》［7］，增加本院食品專業(yè)方向試驗設計案例的比例。

1.2優(yōu)化實踐教學內(nèi)容

“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”是一門講求理論轉(zhuǎn)化為實踐的課程，其特殊性和復雜性主要體現(xiàn)在原材料、生產(chǎn)工藝、品質(zhì)控制等方面，尤其現(xiàn)實工作中需要進行合理的實驗設計和科學的統(tǒng)計分析，才能最終獲得正確的結(jié)論。同時，“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”是一個統(tǒng)計分析能力要求很強的學科，這就要求分析者不僅懂理論，而且要了解實際應用。所以，在教學實踐的方向設置相應的課程有利于該課程的教學效果，不僅可以使學生掌握并鞏固理論知識，還有利于教師傳授解決復雜實際問題的知識。

根據(jù)“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程的教學要求，依托安徽科技學院食品科研平臺及食品科技園的各種小試生產(chǎn)線，鼓勵學生積極參與本院教師的科研項目。在試驗準備階段，由教師指導學生查閱相關資料，找出影響試驗的因素和水平，并且讓學生在親身參與中學會試驗因素選擇、試驗水平的確定、單因素和正交試驗等方法；在試驗實施階段，引導學生積極參與食品研發(fā)過程的測定及記錄等過程；在結(jié)果分析階段，讓學生利用SPSS，SAS，Excel等軟件計算平均值、方差、標準差等樣本統(tǒng)計數(shù)，并對試驗結(jié)果進行整理。最終使得學生在學習中實踐，以實踐促學習，將實踐教學與課堂講授的正交試驗、單因素和多因素試驗的統(tǒng)計分析、回歸與相關分析等章節(jié)的內(nèi)容相聯(lián)系，將理論知識與常用統(tǒng)計分析軟件相結(jié)合，做到知行合一，使主觀能動性得到充分發(fā)揮。

2　優(yōu)化教學方法和手段

2.1優(yōu)化教學方法

結(jié)合食品專業(yè)對于實際教學過程中科學合理的設計，按照應用型本科人才教學的知識要求，使用與食品相關的科學文獻學生的測試數(shù)據(jù)，并在教學案例的編寫過程中得到綜合實踐活動的測試結(jié)果，組織專題討論，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，豐富教學內(nèi)容。例如，結(jié)合“食品工藝學試驗”數(shù)據(jù)，在帶果肉果汁穩(wěn)定性研究中，研究原輔料配比及時間對帶果肉果汁穩(wěn)定性的影響。首先，引導學生區(qū)分方差分析的3種模型（固定、隨機、混合），并以理論知識解釋它們和期望均方估計及假設檢驗的關系，進而引出主效應、簡單效應、交互作用的定義；其次，組織學生分組討論兩因素兩向分組單獨觀察值的試驗設計是否為完善的試驗設計；最后，布置課外作業(yè)，設計兩向分組試驗，分析配比及時間對果汁穩(wěn)定性的影響。通過這樣的學習方式，不僅可以讓學生運用知識遷移將一個案例中設計的方式方法運用到其他案例中去，而且可以增加學生對“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程的興趣。

2.2優(yōu)化教學手段

運用多媒體及上機課程，將上機實驗課時安排穿插于不同理論章節(jié)課時之間，在確保學習教學大綱規(guī)定知識點的基礎上，指導學生實踐常用的SPSS，SAS，Excel以及Design Expert等統(tǒng)計軟件。為了達到很好的教學效果，教師在教學過程中可以將難以理解的教學內(nèi)容播放動畫演示。例如，基于學習正交試驗設計基本理論、方法和計算公式的前提下，將試驗數(shù)據(jù)輸入Excel軟件，并詳細講解考慮交互作用和不考慮交互作用分析的操作步驟，引導學生根據(jù)軟件輸出的統(tǒng)計分析結(jié)果來判斷影響試驗指標變化的主要因素，最終得到試驗最優(yōu)條件并用SPSS軟件繪制了三線表和折線圖，這樣既加深了學生理解程度，還能極大地調(diào)動學生的積極性和主動性。

2.3優(yōu)化教學形式

“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程的知識傳授更加側(cè)重于將知識在實際工作中的應用，遇到實際的具體問題要求學生靈活應用所學知識予以解決。該課程的開設年級為大學三年級，有些學生此時已參與教師的科研工作，工廠實習或一些正在進行的調(diào)查的做法，甚至有的學生已經(jīng)開始了自己的畢業(yè)論文設計。所以，在“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程的教學過程中，教師根據(jù)學生在實際工作生活學習中遇到的各種實驗設計和統(tǒng)計分析的問題，進行有針對性的指導，通過運用理論知識可以有效提高學生的應用能力，同時也達到顯著提高教學效果的目的。

3　改革考核方式

學生的積極學習態(tài)度需要良好的課程考核進行引導。如果按照考試定成績?nèi)ズ饬繉W生的學習情況，很難全面地衡量教師教學效果及學生認知好壞，不僅會妨礙綜合素質(zhì)的提高，也不利于教學過程的實施［8］。為了更充分有效地發(fā)揮激勵和實踐課程、績效考核的導向作用和建立科學的實驗評價機制，該課程將理論考試與實踐考試相結(jié)合，以傳統(tǒng)閉卷考試成績作為考核的一部分，結(jié)合實踐成績進行綜合考核評價。具體課程成績劃分如下：總成績=平時成績×30%+實踐成績×30%+理論測試×40%。其中，平時成績=到課情況×30%+課堂表現(xiàn)×20%+課堂測試×50%；實踐成績=綜合實踐活動成績× 35%+上機考試成績×35%+實踐報告成績×30%。將3～5人分為一組進行實踐報告撰寫，在充分查閱實驗相關食品科技文獻的基礎上，緊密結(jié)合安徽科技學院相關食品研發(fā)訓練中的實際問題設計科學試驗，編寫實驗計劃、優(yōu)化技術路線、選擇適應的分析軟件和統(tǒng)計方法來預測測試結(jié)果；根據(jù)最終的實踐報告，現(xiàn)場匯報報告的情況內(nèi)容和回答問題并評估結(jié)果。通過綜合評價，減少學生為了應付考試而突擊復習現(xiàn)象，鼓勵學生平時積極參與的有效試驗設計與統(tǒng)計分析學習途徑。

4　結(jié)語

掌握“試驗設計和統(tǒng)計分析”知識是食品行業(yè)對食品專業(yè)高校畢業(yè)生的基本要求。同時，高校教育的另外一項重要任務也是提高大學生的統(tǒng)計分析能力。目前，因為教室教學與實驗室研究不連貫、理論教學與實踐教學不相稱等問題仍然為教學存在的主要問題，所以應當推行產(chǎn)教結(jié)合的課程優(yōu)化，設置綜合實踐活動，改變單一的教學方式，結(jié)合教學實際進行科學合理的教學案例編制，增設試驗設計與統(tǒng)計分析上機課并進行合理的教學設計，改變傳統(tǒng)的閉卷教學考核方法，從理論與實踐能力方向入手培養(yǎng)塑造強的應用型本科人才。

［1］黃進寶，葛高飛，梁進.“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”中任務驅(qū)動與三位一體教學法的應用 ［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工（下），2015（7）：77-79.

［2］侯俊財.食品試驗設計與統(tǒng)計分析課程教學改革與實踐 ［J］.林區(qū)教學，2012（2）：1-2.

［3］周鑫斌，賴凡，劉峰.“試驗設計與統(tǒng)計分析”課程教學改革探索 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2010（28）：16 042-16 043.

［4］黃治國，熊俐.“試驗設計與統(tǒng)計分析”在生物類專業(yè)大學生科研素質(zhì)培養(yǎng)中的作用 ［J］.四川理工學院學報（社會科學版），2007（22）：128-129.

［5］楊吉霞，杜木英，張甫生.案例教學法在“食品試驗設計與統(tǒng)計分析課程”教學中的應用探討 ［J］.西南師范大學學報（自然科學版），2014（2）：172-175.

［6］王欽德，楊堅.食品試驗設計與統(tǒng)計分析 ［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2010：48-53.

［7］李安平.食品試驗設計與統(tǒng)計分析 ［M］.武漢：華中科技大學出版社，2013：247-256.

［8］李超.“食品試驗設計與統(tǒng)計分析”課程的教學改革和實踐 ［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工（上），2015（3）：73-74.◇

Reform and Exploration of Teaching on Food Experiment Design and Statistics Analysis

CHEN Chunxu，*GUO Yuanxin，ZHENG Haibo，DING Zhigang，ZHANG Ya'na，WANG Beibei
（College of Food and Drug，Anhui Science and Technology University，F(xiàn)engyang，Anhui 233100，China）

Food Experiment Design and Statistics Analysis has a wide cross-application in the food industry，which can reduce the test times，shorten the test cycle and find the test optimization program.In this paper，the teaching reform research of Food Experiment Design and Statistics Analysis is presented，including the contents of the curriculum，practice teaching，teaching methods and assessment methods，et al.

Food Experiment Design and Statistics Analysis；teaching method；teaching practice；assessment method

G640

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.07.052

1671-9646（2016）07b-0076-02

2016-05-18

質(zhì)量工程項目“食品類專業(yè)教師發(fā)展能力培訓師”（XJ201448）；“糧食工程特色專業(yè)建設”項目（XJ201406）。

陳春旭（1984— ），男，碩士，助教，研究方向為食品飲料生產(chǎn)工藝及品質(zhì)與控制研究。

郭元新（1970— ），男，博士，教授，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及品質(zhì)控制。