“食品试验设计与统计分析”教学改革与探索

陈春旭，郭元新，郑海波，丁志刚，张雅娜，王蓓蓓

（安徽科技学院食品药品学院，安徽凤阳　233100））



“食品试验设计与统计分析”教学改革与探索

陈春旭，*郭元新，郑海波，丁志刚，张雅娜，王蓓蓓

（安徽科技学院食品药品学院，安徽凤阳233100））

“食品试验设计与统计分析”作为一门交叉型应用性学科，是以数理统计的知识实现减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案教学目的的重要课程。通过对课程设置、教学方法、教学考核方式等实践的各个方面进行改革，为有针对性地将大学生培养成具有专业技能的企业技术管理人才进行探索提供理论依据。

食品试验设计与统计分析；教学方法；实践教学；考核方法

“食品试验设计与统计分析”是食品类专业的一门专业基础课程，是在食品科学研究中应用数理统计的原理和方法，其包括试验设计和统计分析2部分内容［1］。该门课程是在数理统计和线性代数等课程的基础上，讲授如何有效地、科学地设计试验［2］，并通过计算对试验结果进行分析，最终优化减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到最优的方案［3］。所以，该课程对于进入企业后的食品专业学生非常有帮助，可以帮助他们解决实际工作中遇到优化工艺方案、设计工艺流程等问题。由于该课程属于数学与专业课的交叉学科，教学内容宽泛、教学方法单一、数理统计基础知识原理晦涩难懂、公式推导较多，导致学生在学习过程中理解较为困难，影响学习效果［4-5］。因此，本文从教学内容、教学方法、考核办法等方面进行改革和探索，对“食品试验设计与统计分析”课程进行全面优化。

1　优化课程内容

1.1优化课堂教学内容

在食品行业中试验设计和统计分析内容非常广泛，因此要在关键的环节建立“食品专业与统计分析”课程与教学，并且针对不同类别机构的行业背景和培养目标之间的差异设立具体的教学情况。首先，要针对企业对食品专业人才的需求而定，“食品试验设计与统计分析”课程的课堂教学内容设置应紧密结合并联系我国现阶段食品行业的特点。例如，在当前教材选择上，安徽科技学院食品药品学院本课程将王钦德主编的教材《食品试验设计与统计分析》作为主修教材［6］，同时把赵思明主编的《食品科学与工程中的计算机应用》等教材作为参考教材；在课堂教学内容上，增加设置“SPSS和SAS软件数据处理”等教学重点；在课堂案例分析方面，依托该院任课教师参编的“十二五”教材《食品试验设计与统计分析》［7］，增加本院食品专业方向试验设计案例的比例。

1.2优化实践教学内容

“食品试验设计与统计分析”是一门讲求理论转化为实践的课程，其特殊性和复杂性主要体现在原材料、生产工艺、品质控制等方面，尤其现实工作中需要进行合理的实验设计和科学的统计分析，才能最终获得正确的结论。同时，“食品试验设计与统计分析”是一个统计分析能力要求很强的学科，这就要求分析者不仅懂理论，而且要了解实际应用。所以，在教学实践的方向设置相应的课程有利于该课程的教学效果，不仅可以使学生掌握并巩固理论知识，还有利于教师传授解决复杂实际问题的知识。

根据“食品试验设计与统计分析”课程的教学要求，依托安徽科技学院食品科研平台及食品科技园的各种小试生产线，鼓励学生积极参与本院教师的科研项目。在试验准备阶段，由教师指导学生查阅相关资料，找出影响试验的因素和水平，并且让学生在亲身参与中学会试验因素选择、试验水平的确定、单因素和正交试验等方法；在试验实施阶段，引导学生积极参与食品研发过程的测定及记录等过程；在结果分析阶段，让学生利用SPSS，SAS，Excel等软件计算平均值、方差、标准差等样本统计数，并对试验结果进行整理。最终使得学生在学习中实践，以实践促学习，将实践教学与课堂讲授的正交试验、单因素和多因素试验的统计分析、回归与相关分析等章节的内容相联系，将理论知识与常用统计分析软件相结合，做到知行合一，使主观能动性得到充分发挥。

2　优化教学方法和手段

2.1优化教学方法

结合食品专业对于实际教学过程中科学合理的设计，按照应用型本科人才教学的知识要求，使用与食品相关的科学文献学生的测试数据，并在教学案例的编写过程中得到综合实践活动的测试结果，组织专题讨论，培养学生分析问题、解决问题的能力，丰富教学内容。例如，结合“食品工艺学试验”数据，在带果肉果汁稳定性研究中，研究原辅料配比及时间对带果肉果汁稳定性的影响。首先，引导学生区分方差分析的3种模型（固定、随机、混合），并以理论知识解释它们和期望均方估计及假设检验的关系，进而引出主效应、简单效应、交互作用的定义；其次，组织学生分组讨论两因素两向分组单独观察值的试验设计是否为完善的试验设计；最后，布置课外作业，设计两向分组试验，分析配比及时间对果汁稳定性的影响。通过这样的学习方式，不仅可以让学生运用知识迁移将一个案例中设计的方式方法运用到其他案例中去，而且可以增加学生对“食品试验设计与统计分析”课程的兴趣。

2.2优化教学手段

运用多媒体及上机课程，将上机实验课时安排穿插于不同理论章节课时之间，在确保学习教学大纲规定知识点的基础上，指导学生实践常用的SPSS，SAS，Excel以及Design Expert等统计软件。为了达到很好的教学效果，教师在教学过程中可以将难以理解的教学内容播放动画演示。例如，基于学习正交试验设计基本理论、方法和计算公式的前提下，将试验数据输入Excel软件，并详细讲解考虑交互作用和不考虑交互作用分析的操作步骤，引导学生根据软件输出的统计分析结果来判断影响试验指标变化的主要因素，最终得到试验最优条件并用SPSS软件绘制了三线表和折线图，这样既加深了学生理解程度，还能极大地调动学生的积极性和主动性。

2.3优化教学形式

“食品试验设计与统计分析”课程的知识传授更加侧重于将知识在实际工作中的应用，遇到实际的具体问题要求学生灵活应用所学知识予以解决。该课程的开设年级为大学三年级，有些学生此时已参与教师的科研工作，工厂实习或一些正在进行的调查的做法，甚至有的学生已经开始了自己的毕业论文设计。所以，在“食品试验设计与统计分析”课程的教学过程中，教师根据学生在实际工作生活学习中遇到的各种实验设计和统计分析的问题，进行有针对性的指导，通过运用理论知识可以有效提高学生的应用能力，同时也达到显著提高教学效果的目的。

3　改革考核方式

学生的积极学习态度需要良好的课程考核进行引导。如果按照考试定成绩去衡量学生的学习情况，很难全面地衡量教师教学效果及学生认知好坏，不仅会妨碍综合素质的提高，也不利于教学过程的实施［8］。为了更充分有效地发挥激励和实践课程、绩效考核的导向作用和建立科学的实验评价机制，该课程将理论考试与实践考试相结合，以传统闭卷考试成绩作为考核的一部分，结合实践成绩进行综合考核评价。具体课程成绩划分如下：总成绩=平时成绩×30%+实践成绩×30%+理论测试×40%。其中，平时成绩=到课情况×30%+课堂表现×20%+课堂测试×50%；实践成绩=综合实践活动成绩× 35%+上机考试成绩×35%+实践报告成绩×30%。将3～5人分为一组进行实践报告撰写，在充分查阅实验相关食品科技文献的基础上，紧密结合安徽科技学院相关食品研发训练中的实际问题设计科学试验，编写实验计划、优化技术路线、选择适应的分析软件和统计方法来预测测试结果；根据最终的实践报告，现场汇报报告的情况内容和回答问题并评估结果。通过综合评价，减少学生为了应付考试而突击复习现象，鼓励学生平时积极参与的有效试验设计与统计分析学习途径。

4　结语

掌握“试验设计和统计分析”知识是食品行业对食品专业高校毕业生的基本要求。同时，高校教育的另外一项重要任务也是提高大学生的统计分析能力。目前，因为教室教学与实验室研究不连贯、理论教学与实践教学不相称等问题仍然为教学存在的主要问题，所以应当推行产教结合的课程优化，设置综合实践活动，改变单一的教学方式，结合教学实际进行科学合理的教学案例编制，增设试验设计与统计分析上机课并进行合理的教学设计，改变传统的闭卷教学考核方法，从理论与实践能力方向入手培养塑造强的应用型本科人才。

［1］黄进宝，葛高飞，梁进.“食品试验设计与统计分析”中任务驱动与三位一体教学法的应用 ［J］.农产品加工（下），2015（7）：77-79.

［2］侯俊财.食品试验设计与统计分析课程教学改革与实践 ［J］.林区教学，2012（2）：1-2.

［3］周鑫斌，赖凡，刘峰.“试验设计与统计分析”课程教学改革探索 ［J］.安徽农业科学，2010（28）：16 042-16 043.

［4］黄治国，熊俐.“试验设计与统计分析”在生物类专业大学生科研素质培养中的作用 ［J］.四川理工学院学报（社会科学版），2007（22）：128-129.

［5］杨吉霞，杜木英，张甫生.案例教学法在“食品试验设计与统计分析课程”教学中的应用探讨 ［J］.西南师范大学学报（自然科学版），2014（2）：172-175.

［6］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，2010：48-53.

［7］李安平.食品试验设计与统计分析 ［M］.武汉：华中科技大学出版社，2013：247-256.

［8］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（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，Fengyang，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

质量工程项目“食品类专业教师发展能力培训师”（XJ201448）；“粮食工程特色专业建设”项目（XJ201406）。

陈春旭（1984— ），男，硕士，助教，研究方向为食品饮料生产工艺及品质与控制研究。

郭元新（1970— ），男，博士，教授，研究方向为农产品加工及品质控制。