师范类院校《食品试验设计与统计》课程教学改革探析

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：针对目前师范类高校《食品试验设计与统计》课程教学中存在的一些问题，结合食品专业教学改革，笔者提出对《食品试验设计与统计》课堂教学优化的一些思考与见解，以期为提高食品相关专业“验设计与统计”课程教学质量提供新思路。
　　关键词：试验设计与统计；食品；教学改革；教学优化
　　1 《食品试验设计与统计》在师范类院校食品专业中的地位
　　为了推动我国食品科技的快速发展，需要开展大量的科学研究，比如食品资源开发及应用、食品加工工艺优化、食品货架期评估等均离不开试验或调查。因此，如何科学地安排试验或调查已成为了提高食品科学研究效率的关键。此外，在试验或调查过程总会存在一些无法预测或控制的因素，它们会使数据资料具有变异性。因此，如何科学地整理、分析具有变异性的数据资料，揭示其内在规律已成为了食品科学研究的第二个问题。
　　《食品试验设计与统计》是一门实用性很强的课程，它始终贯穿食品科学研究整个的过程，在培育学生试验设计及数据整理、分析能力等方面起到了重要的作用，具体表现为以下两个方面[1， 2]：
　　①提供试验设计的方法。通常合理的试验设计方法能降低随机误差，消除系统误差，提高试验的精确性，从而为揭示客观事物间的内在规律提供可靠的数据资料。食品科学研究中常采用的试验设计方法有正交试验设计、回应面分析、均匀设计及混料设计等。
　　②提供资料整理、分析的方法。通常依据试验设计得到的数据或资料是杂乱无章的，因此需要运用统计学方法，依据数据或资料的特性，对其进行整理合、分析，以揭示数据间的内在联系与差异显著性。统计分析的方法很多，食品科学研究中常用的有差异显著性检验（包括t检验、F检验和检验等）、回归分析及主成分分析等。总之，试验设计和统计分析是《食品试验设计与统计》课程主要的两部分内容，它们互为前提，密不可分。只有理解和掌握一定的统计分析原理和方法并具备扎实专业知识和丰富实践经验才能进行合理地试验设计。反之，只有在试验设计合理的前提下，所获取的试验数据通过统计分析才能揭示事物间内在规律和本质特性。
　　2 《食品试验设计与统计》课程教学过程中存在的问题
　　虽然《食品试验设计与统计》对于食品专业学生试验设计与分析能力的培养具有重要的作用，但本课程以概率论和数理统计为基础，抽象的理论和复杂的计算给本课程教与学带来了很大的影响，因此，在实际教学过程中效果不甚理想。分析《食品试验设计与统计》课程教学中存在的问题，主要涵盖以下几个方面：
　　2.1 课程定位模糊，教学目的不明确
　　《食品试验设计与统计》实质上就是统计学的基本原理在食品科学领域中的应用，它具有内容全面、理论概括性强、实用性大等特点。但在多数高等院校中，它作为一门选修课，通常仅为34个学时。也就是说，在这么短的课时内既要让学生掌握基本的统计学理论和方法，又要熟悉理论和方法的应用技巧，是很难完成的，因此，在教学中必须做出舍弃，选择一部分章节进行讲授。这也是本课程教学亟待解决的问题，即是强调理论知识学习，还是强调应用技巧的培养？因为强调的内容不同，课程的教学方法也截然不同。
　　2.2 教学内容陈旧，需进一步整合
　　目前，国内关于试验设计与统计的教材较多，但由于专业背景的限制或编者水平的高低，各种教材均难以同时兼顾内容的全面性和系统性。而且随着统计学基础理论和计算机技术的不断发展，新的试验设计方法和软件也不断涌现，但目前教学依然和以往一样，将较多的课时放在公式的演绎和繁琐的计算上，而没有对课程的内容做必要的补充和修正。况且以往的教材虽然在编排存在差异，但均存在一个共性问题，即所选例题计算繁琐，结果不够准确，如一元非线性回归方面的例题[3]。
　　2.3 教学方法和手段单一
　　现在多数高校开设的《食品试验设计与统计》课程仍然以板书为主的“填鸭式”教学模式。这种教学方法教师是主导者，学生是被动的接受者，通常教学效果的好坏只取决于教师的组织能力和语言表达能力[4]。此外，学生在学习过程中，常因为课程内容抽象、
　　原理枯燥、计算繁琐而产生厌烦情绪，导致学生学习本课程的积极性和主动性散失，他们选择此课程仅仅是为了通过考试，获取学分。
　　2.4 “教”与“学”存在矛盾
　　本课程作为选修课，一般只有34个学时，教师在“教”的过程中，只能偏重于基础知识、概念和原理的讲授，虽然也会结合一些例子来演示基本原理的应用，但只局限于课本上例题或类似问题的解决，仍无法使学生灵活运用相关理论解决实际问题。就学生“学”来说，大多数学生认为课程难度较大，且与专业的相关性不大，因此，多数学生的学习主动性不够，从而导致教学效果不佳。据了解，大部分同学选修《食品试验设计与统计》是为了获取学分，保证能顺利毕业；还有部分同学是为了将来研究生学习做准备。
　　3 提高《食品试验设计与统计》教学效果的措施
　　3.1 明确教学目的
　　随着统计方法的普及和计算机技术的发展越来越多的科技工作者已能熟练运用统计方法及软件进行试验设计与统计分析。但是当今的课堂教学只强调基本理论的讲解，而对对理论知识的运用及相关软件的使用缺乏交待，导致今后的研究过程中学生无法灵活地运用数理原理去解决实际问题。况且，食品科学研究及生产优化设计同其他行业一样，均需要借助强大的统计软件系统才能有效地进行控制和优化。因此，单纯的理论讲解已不能满足食品工业快速发展的需求，这就需要将如何培养学生熟练运用统计学原理解决实际问题的能力作为本课程教学的主要目的。（表1）
　　3.2 创新教学内容
　　食品科学研究中，食品原料、生产工艺、质量控制等方面均具有特殊性和复杂性，因此科学地进行试验设计和统计分析对结论的正确性至关重要[1]。为了培养学生解决实际问题的能力，试验设计与统计》讲授过程中，必须引入实践教学的内容以加强学生对知识的理解和运用。依据以往的教学经验和学生的发展需求，笔者在《食品试验设计与统计》课程引入了实践教学内容，主要包括教学案例分析、科研实例分析、统计软件使用介绍、研究讨论等。 　　①教学案例分析：就是通过分析一些经典的食品试验设计案例，来提高学生的感性认识以巩固学生对理论知识的掌握。表1显示了笔者在课程教学中采用一些典型教学案例。
　　②科研实例分析：结合学院开设的食品专业试验以及学生申请的创新研究课题，指导学生如何正确地运用理论知识去解决实际问题。③统计软件使用：安排上机课演示统计软件（如SPSS，SAS， Design expert等）的操作流程，并结合实际案例让学生上机操作。
　　④加强研究讨论：为了提升该课程的教学效果，笔者建立了交流平台，针对课程的理论教学内容、各种试验设计与分析方法的应用及统计软件的操作技巧等方面展开讨论，从而加深学生对相关知识点的理解和应用。
　　3.3 改进教学方法和手段
　　恰当的教学方法对于教学效果的提升具有重要意义。可以说，任何一种教学方法都不是万能的，均存在优缺点。比如专题讨论可以充分发挥学生的能动性，对于学生合作意识和分析问题能力的培养起到了重要的作用，但如果组织不当，专题讨论就会演变为个别学生漫无边际的瞎扯。案例分析教学法也一样，如果案例选择恰当，则可以引导学生举一反三，灵活地解决实际中遇到的科学问题。因此，教师必须了解各种教学方法的优缺点，根据每个知识点的特点选择适当的教学方法，用其所长，避其所短。
　　多样化的教学手段也是增强教学效果的重要措施。不同的教学手段各有利弊，教师在教学过程中，应根据实际情况整合各种教学手段的优势，以达到良好的教学效果。多媒体教学使用方便，适用性强，可以有效节省教学时间，但是在课程教学中，过分的使用多媒体教学手段会难以吸引学生的注意力，致使教学效果降低。如本课程教学内容决定了其多媒体课件中必定会出现较多的文字和数学运算式，如果还单纯地采用这一教学手段，势必会降低学生的学习兴趣。因此，笔者在使用PPT的同时，还会依据讲授内容对教学手段进行调整，比如在讲解函数表达式时，则会用板书进行推导和演绎，以引导学生对教学内容进行思考。相比多媒体教学，板书是我国传统的教学手段，如果运用得当，则能吸引学生的注意力，使学生能紧跟教师讲课的节奏。但是这种教学手段在有效时间内传授的信息量不多，难以符合现代教学的效率要求。此外，为了培养学生解决实际科研问题的能力，还会涉及一些实践教学的内容，如果还是采用板书或多媒体教学往往效果不佳。为此，笔者根据实践教学内容的特点，选取了不同教学手段，如介绍统计软件（如SPSS、Origin、Design Expert等）使用时，则采用了案例演示和上机操作的方式，取得较好地教学效果。
　　3.4 实现“教”与“学”的统一
　　“教”与“学”的矛盾只有在教学目的和学习目的明确后后才能做到统一。“教”的最终目的是传授知识，并能熟练运用，因此，本课程的目的应着眼于知识的应用，而“学”的目的也正如此。将统计软件使用纳入本课程的教学内容，可达到 “教”与“学”的统一，其目的是培养学生利用现代化手段整理、分析资料的能力。因此，在教学过程中笔者根据实际情况结合了具体的案例对SAS、SPSS、Design Expert、Origin等软件进行了介绍，避免了学生将过多的时间精力耗费在冗杂的手工计算上。
　　4 结束语
　　《食品试验设计与统计》课程教学中存在的问题由来已久，这与课程的地位与性质、教师的教学艺术密切相关。因此，要想达到较好的教学效果，授课教师必须认真审视本课程教学存在的问题，尽量多从学生的角度思考问题，力求做到“教”与“学”的统一，使学生能灵活运用统计学的基本原理解决食品科学研究的实际问题，从而达到培养现代化实用型、复合型专业人才的教学目的。
　　参考文献：
　　[1]王钦德，杨坚.食品试验设计与统计分析[M].北京：中国农业大学出版社，2010，2.
　　[2]陈炳灿.《食品试验设计与统计分析》课程教学设想[J].西南大学农业大学学报（社会科学版），2008，6（1）：211-213.
　　[3]李超.食品试验设计与统计分析课程的教学改革和实践[J].农产品加工学刊，2015（3）：73-74.
　　[4]赵胜娟，关随霞，张慧芸.如何提高食品试验设计课程教学效果的探析[J].农产品加工学刊，2011（7）：149-150.
　　[5]冯俊敏，张晖，王立，郭晓娜.冷冻面条质量改善的研究[J].食品与生物技术学报，2012，31（10）：1080-1086.
　　[6]刘梁，孙维矿，赵玲，李赫宇，陈新.正交设计优化米糠抗氧化肽的制备工艺[J].食品研究与开发，2015（2）：98-101.
　　[7]任广跃，段续，李晖，朱文学.怀山药微波真空干燥模型的建立[J].食品与生物技术学报，2012，31（10）：1069-1073.
　　[8]杨润亚，李维焕，吕芳芳.秀珍菇子实体多糖的提取工艺优化及体外抗氧化性[J].食品与生物技术学报，2012，31（10）：1093-1098.
　　作者简介：程新峰（1981，9-），男，博士，讲师，研究方向：农产品加工与贮藏。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/4/view-11373890.htm