陈忠琴 曹文红 周龙建

广东海洋大学食品科技学院 广东湛江 524088

“食品试验设计与统计分析”课程是食品类学科的专业基础课，对于食品类专业学生具有理论分析和生产实践双重指导作用。近几年，在工程教育专业认证的背景下，越来越多的高校为食品类专业本科生开设此课程，但由于该课程以概率论和数理统计为基础，具有概念繁多、理论性强等特点[1]，教师讲授和学生学习均面临着诸多问题和困难。目前，“食品试验设计与统计分析”课程在传统教学模式下还存在着理论教学内容抽象难懂、教学手段和考核方式单一等问题[1-3]。学生的学习主动积极性不够，实践应用能力较薄弱，在科研实际工作中，只知道理论知识而不熟悉实践运用，常有误用、滥用统计分析方法等现象[4]。因此，本文针对“食品试验设计与统计分析”课程教学模式存在的问题，结合本校学生特点，在授课过程中引入“交互式”讨论和“案例式”实践的教学环节，采用线上线下混合式教学方法，并优化考核方式，为进一步课程创新改革进行初探。

1 传统教学模式的局限性

1.1 教学过程学生学习积极性和互动度不高

目前，“食品试验设计与统计分析”课程的讲授仍然延续传统教学模式，主要是以教师为主体，课件为中心的传统灌输式教学模式，且由于这门课程理论内容的抽象性[1]，学生需要具有良好的高等数学、概率论与数理统计等先修课程基础才能轻松地理解课程知识点，所以学生对课程内容难以理解，学习积极性不高。此外，学生上课的注意力大多分布在理解抽象的理论知识上，所以课堂互动度也不高。

1.2 教学过程中实践环节少，不利于学生实际应用能力的提高

由于“食品试验设计与统计分析”课程基础理论性高，理论知识抽象，所以授课学时中理论课占比极大，注重基础、概念和定理的讲授[5]，但是该课程是一门工具型课程，授课目标不仅要使学生掌握理论知识，更重要的是运用理论知识解决实际问题。虽然课程中会结合食品专业实际案例进行讲解，但仍显空洞和抽象[2]。仅以食品生产中相关问题的例题讲解为实践环节，学生实践机会少，不利于培养学生解决实际问题的能力。

1.3 考核方式单一，学生的学习效果评价体系不完善

目前，“食品试验设计与统计分析”的课程考核包括平时成绩(30%)和期末考试成绩(70%)，平时成绩包括考勤10%，课堂提问、作业20%，主要以线下方式进行；期末考试以笔试成绩为主。这种考核方式较单一，学习效果评价体系不完善，尤其是平时考核主要以线下方式进行，时间有限，难以快速、全面、客观地反映学生学习效果[3]。此外，更重要的是，基于该课程本质上是一门应用性较强的工具课，因此，对于学生能否恰当地应用计算机软件辅助试验设计与数据处理的能力有必要进行考核，有助于充分调动学生的实践积极性。

2 改革措施

2.1 优化课程内容

目前，国内各大高校用于讲授该门课程的教材大都相近，均包括了试验设计与数据处理基础、抽样分布理论、统计假设检验、方差分析、回归分析、正交试验设计等经典内容，但是主要是理论知识的讲授，尤其是一些统计分析的公式很复杂，抽象难以理解，讲授过程占用课时长，但学生后期是直接应用该公式进行统计分析，因此这些数学公式的推导和来源应该是数学类课程的重点，而在食品试验设计与统计分析课程中应该有侧重点地简化这部分内容讲解，加强实践性类型内容的讲解，同时结合学生专业特点和专业课程建设的实际需求。以笔者所在单位食品科技学院为例，讲授该课程时，应该结合食品科学与工程和食品安全与质量专业特色，从学院积累的大量食品加工及质量控制相关的案例中选取经典实例引入课堂，强化讲解该课程理论知识在解决食品专业问题方面的应用。

2.2 多元化教学方法和手段

2.2.1 线上线下混合式教学模式

2020年，教育部发布号召，驱动并凸显了线上教学模式的探索和改革[6]。因此针对本课程课时量有限且应用型较强的特点，采用线上线下结合的混合式教学模式有利于提高教学效果，调动学生的学习兴趣和积极性。

本课程线下教学以课堂讲解课件、提问、讨论及难点辅导为主，结合线上学习通APP的签到、选人提问、随堂练习等功能进行课堂活动，充分高效地利用课堂时间；线上教学通过学习通APP推送上课PPT或在线直播，允许学生课前、课中和课后学习，并设置任务点。教师可通过统计模块及时了解学生学习情况，在学习通上发布作业等通知，教师线上评阅打分；学生可通过手机端和电脑端随时查阅评语和成绩，了解自己的知识点掌握情况。教师可以在学习通上发布主题讨论话题，为学生提供一个线上交流讨论平台，充分调动学生的学习兴趣。

2.2.2 引入交互讨论的实践环节，调动学生学习的主动性

针对该课程实践环节少但又应用性强的特点，引入交互讨论的实践环节，有利于培养学生解决实际问题的能力。“交互式教学”强调学生自我学习和教师支持帮助学生学习的交互过程，是实现知识内化的重要形式，可充分调动学生的主动性，激发学生的创造性[7]。在同为工具型课程的语言类教学课程实践中证明设计交互式讨论环节，不仅学生的课堂参与性、自主学习能力和实际应用能力得到了很大的提高，而且学生的学习兴趣也得到了激发，学习效果得到了有效提高[8]。笔者之前参与的药学类研究生全英文课程“天然药物导论”的创新教学模式与实践改革效果也显示，交互式讨论教学模式取得了很好的教学效果[9]。

随着教学技术的快速发展，目前交互式教学更多借助新兴技术手段，例如腾讯会议、雨课堂、钉钉、智慧树和学习通等，这些教学手段的应用打破了教学时间和空间的限制，产生与传统课堂不同的良好教学效果。在本课程改革过程中，主要通过在课堂教学和学习通平台上开展“主题导入式”交互讨论，包括生—生交互讨论、师—生交互讨论途径。教师根据食品试验设计与统计分析课程内容划分不同主题(表1)，并在课堂和学习通上由学生自主选择某一主题进行学习交流。课堂讨论时，教师及时对学生的讨论结果进行反提问和点评，体现师生交互讨论环节，调动学生学习的积极性和主动性，弥补传统教学中学生自己对理论知识死记硬背的不足；在学习通上，学生可以自主讨论交流，生生交互讨论，打破学生课堂交互讨论时间不足的限制，同时教师可通过平台数据及时了解学生对知识的掌握情况，随时加入师生讨论环节，通过师生之间、生生之间等的多重交互作用，利用“主题导入式”交互讨论，充分调动学生的学习主动性和学习兴趣，提高教学效果。

表1 “主题导入式”交互讨论内容举例

2.2.3 强化“案例式”实践教学环节，培养学生的实践能力

案例式教学(case-based teaching，CBT)是一种实践教学模式，是通过引入案例使学生在分析研究案例的过程中处于一种自己主导的、有压力和责任心处境中的教学方式[10]，在应用型课程中引入并强化案例式教学环节有利于培养学生的批判性思维和创新思维，培养锻炼学生发现问题、分析问题及解决问题的能力。近年来，案例式教学方法逐渐被引入统计学课程讲授中，并取得了良好效果，如以毕业或科研论文及软件应用为案例，分析其试验设计思想和方法，提高学生使用软件处理分析数据的实践能力[2]。但是，未进入实验室的学生对毕业论文和科研论文的理解也不够全面和深刻，单纯讲授统计软件操作，容易使学生过分依赖软件，进入只要机械掌握软件操作步骤即可的认识误区，而忽略理论知识的理解和掌握。

基于以上问题，在本课程改革过程中，首先在分析科研论文及优秀毕业论文的基础上，鼓励学生组队进入实验室，由老师单独指导或分配研究生带领本科生开展实验，如大学生创新训练比赛、实验竞赛等，激发学生的实验兴趣，在实际开展试验的过程中，掌握试验设计的思想和方法，同时熟悉各种相关仪器和处理数据软件的使用，不仅可深入理解课堂中的理论知识，而且可为其后续开展毕业设计奠定基础。其次，针对统计相关软件的使用案例讲解，对应理论章节内容在课前建立案例素材库(举例见表2)，在课堂中讲解计算例题时引入相关软件的操作讲解，并将软件安装包和相关案例素材分享给学生，方便学生课后练习，打破课堂时间和空间的限制，提高教学效果。

表2 “案例式”教学内容举例

3 多元化考核方式

目前，食品试验设计与统计分析课程教学的考核方式还是以传统方式为主，通过平时成绩和期末考试的方式进行，平时考核主要以线下方式进行，考核方式相对单一，实践考核环节薄弱。基于以上问题，在本课程考试方式改革过程中，增加以下环节的考核。

3.1 增加线上阶段性考核

在一些章节或重要知识点讲解结束后，除了在课堂上设计提问和小测验之外，结合线上教学模式在学习通APP上布置作业(一些简短的选择题或简答题)进行阶段性考核，并根据学生完成情况进行线上点评和线下讲解，这样不仅可以了解学生对所学知识的理解和掌握情况，也可为教师后续的教学方法及教学进度调整提供依据。

3.2 加强交互讨论学习考核

在平时成绩部分增加交互讨论学习考核，通过师生交互、生生交互讨论开展线上线下主题讨论学习之后，再次提供相关的主题，根据学生讨论的思维发散性和准确性对学生交互学习效果进行考核，并将成绩计入平时成绩，从而适当增加平时成绩的比重，调动学生平时学习的主动性和积极性，减少学生依赖期末卷面成绩满足及格要求的压力。

3.3 加强实践能力考核

引入“案例式”实践教学环节的同时，同步设计对应的考核。(1)在试验设计基础这一章节，案例教学结束后给定一个试验选题，要求学生基于试验设计的原则设计试验方案，方案中要体现关于试验指标的确定；试验因素、因素水平、试验处理等的设计；方案是采用全面试验还是部分实施试验，根据学生提交的试验方案，教师评阅后给出成绩，并根据共性问题在课堂上给出分析。(2)将学生分组，由学生自主从案例素材库抽取案例计算题，每组派代表实际操作统计分析相关软件进行数据处理和分析，根据操作情况，现场点评记录成绩。

综上，多种考核方式结合，增加学生交互学习能力和实践能力考核可以督促学生平常认真学习，调动学生平时学习的主动性和积极性，培养学生分析问题、解决问题的实践能力。

结语

“食品试验设计与统计分析”是一门工具性较强的实用型课程，目前该课程在传统教学模式下存在着理论教学内容抽象难懂、教学手段和考核方式单一等问题。本课程改革以食品科学与工程专业本科生为对象，从多角度思考进行改革和探讨：优化课程内容，采用线上线下混合式教学方法，打破课堂时间和空间的限制，有利于培养学生自主学习、主动获取知识的能力。加大实践内容比重，引入“交互式”讨论和“案例式”实践的教学环节，并优化考核方式，对于培养学生的创新思维及分析问题和解决问题的实践能力具有积极意义。