李 雪，丁志剛，黃 怡，張 齊，陳春旭

(安徽科技學(xué)院食品工程學(xué)院，安徽 滁州 233100)

引言

2017年，教育部面向高校大力開展工程教育方向的改革創(chuàng)新并提出了“新工科”人才培養(yǎng)新思路[1]，“新工科”理念將會(huì)成為高校推進(jìn)理念創(chuàng)新和專業(yè)創(chuàng)新的“新路標(biāo)”[2]?！靶鹿た啤崩砟顟?yīng)用于食品科學(xué)與工程專業(yè)課程方面，主要體現(xiàn)在優(yōu)化理論課程內(nèi)容以增強(qiáng)課程的應(yīng)用性，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目以擴(kuò)寬實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性，使學(xué)生具備創(chuàng)新意識(shí)、較強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)道德及人文素養(yǎng)的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)德智體美勞協(xié)調(diào)發(fā)展的食品專業(yè)新工科復(fù)合型人才。

“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”作為食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，對(duì)于學(xué)生具有理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有雙重作用，主要在培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立設(shè)計(jì)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理方面具有十分重要的意義，課程以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)為教學(xué)基礎(chǔ)[3]，具有理論性強(qiáng)、應(yīng)用性廣等特點(diǎn)，對(duì)食品專業(yè)學(xué)生在本科階段的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題申報(bào)與結(jié)題、畢業(yè)試驗(yàn)、畢業(yè)論文編寫以后深造學(xué)習(xí)和工作方面有一定指導(dǎo)作用[4]。

1 課程教學(xué)模式現(xiàn)狀

目前，主要是以傳統(tǒng)的課堂灌輸式教學(xué)為主導(dǎo)，教學(xué)局限性主要存在于以下幾方面[5]：①由于課程名稱以及課程內(nèi)容導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的總體概念比較模糊，盡管一些數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品檢測(cè)、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、新配方設(shè)計(jì)等科研工作和企業(yè)生產(chǎn)中，但由于日常學(xué)習(xí)生活中接觸面和認(rèn)知程度有限，學(xué)生還不能從課程名稱上構(gòu)建出較為明確的整體概念[5]，影響到學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的把握；②在本科大二和大三階段學(xué)生集中學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)和課程實(shí)驗(yàn)階段，對(duì)于課程涉及的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)處理方法的應(yīng)用較少，很難切身體會(huì)到課程意義；③教學(xué)過程與應(yīng)用性缺少銜接，目前課程主要強(qiáng)調(diào)“概念、公式、例題、習(xí)練”，采用傳統(tǒng)教學(xué)方式的課堂容易沉悶，學(xué)生體會(huì)不到“活學(xué)活用”。

基于此，文章針對(duì)課程局限性，立足“新工科”課程核心理念，提出相應(yīng)的改革措施，結(jié)合專業(yè)課程模塊教學(xué)協(xié)同的理論課教學(xué)模式和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行系統(tǒng)性探討，適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)于較強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、過硬競(jìng)爭力的 “新工科”人才培養(yǎng)需求。

2 食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析與專業(yè)課程模塊教學(xué)協(xié)同理論課程改革

食品科學(xué)與技術(shù)研究的重要表現(xiàn)形式是新產(chǎn)品、新工藝的研制與開發(fā)，以滿足不同層次、不同需求、不同飲食習(xí)慣和不同用途的人們對(duì)食品多樣化、合理化的要求[6]。因此，未來食品專業(yè)的發(fā)展不僅要求專業(yè)素質(zhì)過硬，而且還具有“學(xué)科交叉融合”的特點(diǎn)[7]，這些都對(duì)“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”課程教學(xué)提出了更高要求。所以，探討在新工科背景下“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”與專業(yè)課程模塊協(xié)同教學(xué)模式具有重要意義。

面對(duì)學(xué)生對(duì)課程的總體概念比較模糊這一現(xiàn)狀，以食品科學(xué)與工程的專業(yè)培養(yǎng)方案[8]為起點(diǎn)，選擇開設(shè)在“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”前已經(jīng)結(jié)課的專業(yè)課程，總結(jié)并精選專業(yè)課程的知識(shí)點(diǎn)和“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”課程知識(shí)點(diǎn)形成學(xué)科交叉融合互補(bǔ)，提高教學(xué)效果。

為提高食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)踐應(yīng)用性，結(jié)合食品專業(yè)特點(diǎn)，挑選涉及食品加工工藝、食品配方優(yōu)化、功能性成分提取的相關(guān)期刊論文和學(xué)位論文，從試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理兩方面內(nèi)容出發(fā)，結(jié)合教材章節(jié)的具體內(nèi)容，在課前通過學(xué)習(xí)通發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生有整體了解。在課中，詳細(xì)系統(tǒng)地分析論文所用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)處理方式，增強(qiáng)教學(xué)過程與應(yīng)用銜接，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，縮短教學(xué)與現(xiàn)實(shí)的食品科技工作的差距[9]，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如表1所示。

表1 食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析與專業(yè)課程模塊教學(xué)協(xié)同案例

3 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

未進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生缺乏對(duì)畢業(yè)論文和科研論文全面的理解，直接講授統(tǒng)計(jì)軟件操作，容易使學(xué)生進(jìn)入只要機(jī)械掌握軟件操作步驟即可的誤區(qū)，而忽略對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)果的科學(xué)解釋以及理論知識(shí)的掌握。因此，鼓勵(lì)學(xué)生組隊(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，由老師單獨(dú)指導(dǎo)或分配研究生帶領(lǐng)本科生開展實(shí)驗(yàn)，如提前建立導(dǎo)師制、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練比賽、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽等，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。實(shí)驗(yàn)課采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法。

3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，培養(yǎng)其獨(dú)立思考及綜合分析能力。任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵在于任務(wù)的設(shè)置與完成，例如，在數(shù)據(jù)方差分析的實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)只是將數(shù)據(jù)利用Excel進(jìn)行方差分析，形式枯燥。利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的方法，教師設(shè)置不同的數(shù)據(jù)背景，采用現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)發(fā)放的方式，分配給不同學(xué)生，完成不同數(shù)據(jù)背景下的方差分析，同時(shí)對(duì)于方差數(shù)據(jù)表的格式以及結(jié)果的解釋給予一定的分值，刺激學(xué)生的求知欲。

3.2 模塊化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

立足“新工科”課程核心理念，“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要緊密聯(lián)系學(xué)生畢業(yè)、就業(yè)和升學(xué)需求，因此，可以將“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目設(shè)計(jì)成不同背景下的多學(xué)科融合的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇、實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果分析與討論，最后獲得完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告，舉例見表2。

表2 任務(wù)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容舉例

3.3 鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)用性

理解“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”實(shí)驗(yàn)的目的與意義，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)研究態(tài)度。課程實(shí)驗(yàn)主要采用上機(jī)操作的方式完成數(shù)據(jù)分析過程以及相應(yīng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件操作，課堂倡導(dǎo)學(xué)生為主體，隨著教材版本的提升，相應(yīng)的軟件操作步驟在教材中有所體現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為避免學(xué)生產(chǎn)生按照相應(yīng)步驟就能掌握數(shù)據(jù)分析方法的錯(cuò)覺，而忽略了對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出科學(xué)合理的解釋的重要性，因此在實(shí)驗(yàn)過程中教師增加分析結(jié)果的科學(xué)合理解釋教學(xué)講解內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)報(bào)告中該部分權(quán)重，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新的有效途徑。

4 充分利用線上教學(xué)平臺(tái)，加強(qiáng)課前、課中和課后管理

面對(duì)手機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具的趨勢(shì)，運(yùn)用超星學(xué)習(xí)通、雨課堂等多種智慧課堂平臺(tái)建設(shè)趨于完善，因此利用線上平臺(tái)，監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生完成和鞏固課程教學(xué)內(nèi)容成為新趨勢(shì)。課前，通過課后作業(yè)的講解回顧知識(shí)點(diǎn)；課中，通過掃碼簽到、習(xí)題搶答等形式增強(qiáng)師生互動(dòng)；課后，布置課堂作業(yè)，完成知識(shí)點(diǎn)自測(cè)。

5 建立合理的成績?cè)u(píng)價(jià)體系

以往的“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”的課程考核包括平時(shí)成績和期末考成績，各占比為 30%和 70%，通過卷面成績難以公平、客觀地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因此，增加綜合作業(yè)10%，如給定題目“微波輔助法提取菠蘿皮中菠蘿蛋白酶工藝優(yōu)化”，考察微波提取功率、微波提取時(shí)間、微波提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比等5個(gè)因素對(duì)菠蘿蛋白酶提取率的影響，在給定各個(gè)因素試驗(yàn)范圍的情況下，讓學(xué)生分別用不同試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)[10]，并明確試驗(yàn)方案。通過這個(gè)綜合性題目解答，使得學(xué)生掌握用不同的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)同一個(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的影響，綜合題目的引入不僅能開闊學(xué)生的思路，同時(shí)也能為畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

“食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，在結(jié)合教學(xué)課程特征及教學(xué)實(shí)例，從與專業(yè)課程模塊教學(xué)協(xié)同方式的理論教學(xué)方法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法兩個(gè)方面，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容和考核方法的改革，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，使得學(xué)生能夠?qū)⒈菊n程與其他專業(yè)課程緊密聯(lián)系起來，為食品專業(yè)應(yīng)用型 “新工科”人才培養(yǎng)服務(wù)，滿足“新工科”背景下工科專業(yè)學(xué)生的全面發(fā)展的要求，促進(jìn)創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)。