食品科学与工程专业学生试验设计和数据处理能力的培养途径

黄业传 周巧凤

摘 要 为提高食品科学与工程本科专业学生在试验设计和数据处理方面的能力，本研究调研了我国部分高校，并收集了50所高校的培养方案，初步分析了现在食品科学与工程专业本科学生试验设计和数据处理能力较弱的原因，并结合西南科技大学正在采取的一些教学政策，并提出了提高学生在试验设计和数据处理方面能力的一些建议。

关键词 食品科学与工程 本科 试验设计 数据处理

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.06.029

Abstract For improving food science and engineering undergraduate students in experimental design and data processing ability， the study in our country universities and collected 50 universities， training programs， preliminary analysis of the now food science and engineering undergraduate students experimental design and data processing ability is weak， combined with Southwest University of science and technology is taking some teaching policy， and put forward some suggestions to improve the students in experimental design and data processing ability.

Key words Food Science and Engineering； undergraduate； test design； data processing

1 研究背景

“食品試验设计与统计分析”属于统计学范畴的课程，是数理统计原理和方法在食品科学研究中的应用，是一门应用数学，它在食品科学中的作用主要是提供试验设计和调查的方法、提供整理和分析资料的方法，①是培养本科生科研和创新能力的一个重要工具。②该门课程的学习不仅为学生顺利完成毕业论文打下基础，更重要的是使学生毕业后能在工作中科学的分析和解决实际问题；此外，很多高校还把该门课看成素质教育的一部分，通过本门课程的学习，可以培养学生逻辑思维能力和发现问题、分析问题和解决问题的能力。③现在有食品科学与工程本科专业的多数高校都开设了试验设计和数据处理相关的课程，多数同学都能较好地通过学校课程考试，但从对一些高校调研的情况来看，在毕业设计或实际工作中，多数应用试验设计或数据处理的能力仍然十分薄弱，使本来就不具备工作经验的应届毕业生就业竞争和工作压力进一步加大。本文在广泛调研的基础上，分析了食品科学与工程本科生在试验设计和数据处理实践能力方面较弱的原因，并结合收集的50所高校的培养方案和我校采取的一些实际措施，旨在提出提高学生试验设计和数据处理能力的一些建议。

2 学生试验设计和数据处理能力较弱的原因分析

2.1 高等教育整体环境的影响

（1）食品科学与工程是一个实践性很强的专业，具有明显的工学与农学双重学科特征，我国现有食品科学与工程专业大部分集中在农业院校、轻工业院校和商业院校，以加工工艺教学见长，相对而言工科背景较弱。④

（2）高校大规模扩招后，一方面学生整体素质下降，另一方面高校自身很多基础条件跟不上，近年多数高校主要集中搞基础设施建设，把校园建设得很漂亮，却忽视了学校软件方面的建设，形成了“硬件硬，软件软”的局面。

（3）整体学风的影响。很多学校，特别是一些一般本科院校学风非常不好，为了让绝大多数学生拿到学分，很多学校都形成了一股不成文的风气：考前划重点。因此很多学生平时不学习，就等期末考试前老师指重点，然后临时报佛脚，这样的学习对学生能力的提高基本没有作用，很多学生到企业工作后对该领域的知识一无所知。

（4）重理论教学而轻实践教学。在学生心目中，他们总是误认为理论课才重要，理论课要通过试卷考试才能拿到学分，而实验课只要按照老师制订的方案机械做一遍然后写好实验报告就能过关了。从量上来说，实验课的学时相对理论课偏少，一般只占全部学时的三分之一甚至更少，这与美德等高校的食品科学与工程专业不一样，他们的实验基本上占了总学时的一半，有的课程甚至实验课学时远超理论课，比如德国赫尔海姆大学的“普通食品技术理论”和“食品生产的质量分析和监控理论”理论学时都只有56学时，而实验则高达252学时，是理论课学时的4倍以上；⑤从质上来说，大多实验都是验证性实验，真正的综合性、设计性、创新性实验很少，这对工科学生远远不够，虽然很多学校也制订了一些关于加强实践教育、创新教育和工程教育的文件和措施，但真正落实的很少。

2.2 教师方面的原因

（1）教师科研压力大，与发文章、“跑”项目、评职称等“正事”比较而言，教学属于副业，相对就不那么重要了，教学的好与坏对评职称基本无影响。

（2）大多数教师现在都拥有博士学历和一流的科研能力，但并不是师范院校毕业的，毕业后只经过短暂的师资培训就直接上岗，因此教学能力和技巧较弱，不能吸引学生。

（3）上个世纪八九十年代，很多老师都靠人格魅力吸引学生学习，而进入新世纪后，教师对学生的人文关怀减少了，在学生中的个人魅力正逐渐消失，师生关系也逐渐淡化，这或多或少会影响到学生对某些课程的学习兴趣。

（4）对学生引导不够。由于本门课程学时较少，而知识点很多，很多老师只是讲一些理论性很强的知识点，很少联系实际应用，因而很多同学都以为这门课纯粹是理论性的知识，对实际运用和以后的工作没什么实际用处，因此纯粹是为了拿到学分而学习，再加上本身这门课难度大、涉及面广、较枯燥，学生只要前面跟不上，后面就会越来越困难，开始是厌学，到最后是彻底放弃。

（5）课程特点不够突出。很多教师上这门课的时候还是和其它课程一样，一节课45分钟，几乎全是教师讲，学生听。现在课程教学基本都用PPT，学生被动地听课和接受知识，对于公式的学习，也许一时记住了，但根本不知道公式的来龙去脉，为什么要学，学了对实际有什么作用；另外，学生在快速播放PPT大版的公式和推导屏幕前根本没有时间思考，开始几分钟还可以认真听，后面因为某个环节跟不上了就开始松懈，最后就是放弃。

2.3 学生方面的原因

（1）自觉性不强。很多同学认为高中太辛苦了，大学没有家长和老师的监督，就可以自由了。

（2）学习目的不明确。大多数同学学习的主要目的是应付考试、获得学分，是为了学习而学习，根本没想也不关心这门课学了有什么用。“食品试验设计与统计分析”在大多学校都是开卷考试，一些计算题都可以按书上的例题照葫芦画瓢，很多学生知道怎么去做一道题，但不知道为什么要这样做，更不知道这样做和实际运用有什么联系。

（3）现在学生面临各种压力，如学业压力、就业压力、经济压力，有的甚至还有感情上的压力等，特别是进入专业课学习的大三后，更是很难将全部心思放在学习上。

3 对各高校培养方案的调研情况

本次研究共收集到国内各高校食品科学与工程本科专业的培养方案50份，既包括985、211高校，也包括一些普通地方本科院校。收集到的50份培养方案中，有10个学校没有开设与试验设计和数据处理相关的课程（不包括课程“概率论与数理统计”），占到20%（由于多数培养方案是在网上收集的，也不排除一些培养方案是比较老的版本，而现在新的培养方案已经增加了这一门课程）。在开设的学校中，有17个学校是必修课，占调查总数的34%，说明约三分之二的学校仍没有重视对学生试验设计和数据处理能力的培养。从学时来看，最少的仅为16学时，大都在24～40学时之间。明确开设试验设计和数据处理方面实验课的只有8个学校，且实验学时相比于理论学时较少，大都只占总学时的三分之一甚至更少。由于绝大多数学校未开设实验课，上课的时候也未对相关统计软件进行演示，因此上完这门课后，学生根本不会用SPSS等软件进行数据分析工作。我们每次在上这门课开始的时候都要做一个调查，大多数同学学这门课之前都听说过SPSS这个软件，但仅仅也就是知道名字而已，没有使用过，少部分甚至都没听说过。因此课堂上进行演示很有必要，让学生有个直观认识，如果上课不演示，也不涉及到相关实验，那么课程结束后大多数学生仍然只是知道一个名字而已。从开设的课程门数来看，开设相关课程的40个学校中，只有6个学校开设了2或3门相关课程，其余的都只有1门，其中比较有代表的有广东石油化工学院除了开设“食品试验设计与统计分析”外，还开设了“计算机在食品科学与工程中的应用”，两门课共64学时，实验占到了22学时，且两门课均为必修；其他江苏大学、集美大学与之类似，都开设了包括计算机在食品中应用在内的两门课程；东北农业大学除了开设“食品试验设计与统计分析”外，还开设了“统计分析软件”和“统计分析软件实验”，总学时达92学时，实验学时为28，总课程门数、总学时和实验学时均为所调查学校中最多的，但3门课均为选修课。从课程名称来看，都大同小异，多数为“食品试验设计与统计分析”、“试验设计与数据处理”、“试验设计与统计分析”、“食品试验优化设计”等。

4 我校采取的一些措施

4.1 培养方案的修订和完善

我校从2003年招收食品科学与工程专业本科开始，就开设了“食品试验设计与统计分析”，开始采用24+8的学时安排，即24学时的理论课，8学时的实验安排学生上机学习相关统计软件；后来实践过程中发现理论学时不够，改成了32+8的形式；实践一段时间后，发现学生虽然学习了这门课程，也进行了上机实习，但在毕业设计时，很多同学仍然不会进行正确的试验设计等最基础的试验设计，数据处理也是错误百出，分析原因，可能大多数学生都是为了考试而学习，学习目的就是为了通过考试和完成老师交给的任务，包括上机实习时，也是机械的进行数据输入和分析，不知道这样分析到底有何实际用处。为改变这种现状，在2013年修订培养方案时将此课程的学时改为32+24，即将实验学时提高到24学时，其中的8学时仍和原来一样进行上机实训，学习相关统计软件的使用方法；另外16学时我们设计了6个综合性的大实验，这些综合性实验只确定大致方向，具体的试验方案需要由学生自己查阅资料和小组讨论后完成。比如实验之一是设计一款果蔬饮料，并优化其配方，并对产品进行感官评定，要求整个设计过程中用到方差分析、回归分析和正交试验设计。学生需在老师指导下独立完成方案设计，并进行实验，完成试验报告。在具体实施方案上，给每一小组配备一个硕士研究生或上一届该门课程成绩优异的同学作为导生进行全程跟踪和指导，小组成立后，要求组内每个同学都先要独立的查阅资料、完成初步试验方案设计，然后和老师、导生一起进行组内讨论，形成一个统一的组内实施方案，并按照该方案进行实验，实验结束后，要求每个同学独立完成数据分析和实验报告，但实验数据可以共享。实验报告完成后，老师先进行批改，然后再进行小组讨论。两次小组讨论时，要求每个同学都必须发言，督促每个同学都（下转第84页）（上接第62页）认真准备，认真学习相关的理论知识，想和稀泥过关不太可能。小组讨论完成后，每一组推选一位同学进行全班的公开答辩。

4.2 灵活多样的教学方式

在授课时板书和PPT结合，既发挥多媒体图文并茂，信息量大、节约时间的优点，一些重要知识点和图表都反映在PPT上，而对于一些需要推导的公式，都在黑板上进行演示，让学生能跟着教师的思路走，有充分的时间和空间思考。⑥在课堂上讲到相关例题时进行統计软件的演示，如EXCEL、SPSS、Design expert等，让学生了解这些软件的基本操作程序，并在课后自主进行强化训练。另外，还经常在课堂上增加互动讨论，活跃课堂气氛的同时使学生尽量主动思考。

4.3 多联系运用和生活实际

课堂上举的例子尽量联系食品生产实际、教师科研中或研究生、本科生毕业设计中的真实案例，这样既可以激发大家对本门课的学习热情，也有利于进一步加深对专业的了解。另外，为了提高同学的学习兴趣，还将生活中的统计学进行举例，如买彩票、玩撲克、家庭理财、谈婚论嫁、生活中的平均值理论等，以让学生明白学习这门课程并不完全是为了专业需要，即使以后不从事本专业，也大有好处。

4.4 教学内容的适度调整

工科院校的学生对数据处理的方法要求应以使用为主，注重实用性和先进性，不需追求理论的系统性和完整性，且能对相应问题直接套用现代工具替代繁琐计算，不需要详细的理论推导及分析过程。⑦因此，在教学过程中对于一些复杂的公式推导尽量简化，着重于某个知识点的应用和对所得结果的解释与分析。

4.5 提供形式多样的创新训练平台

除了国家、省级的大学生创新基金外，我校还有专门的学校和学院层面的创新基金，加上参与教师科研项目，半数以上的同学都可以得到创新训练资助，基本上有意愿的同学都可以得到充分锻炼。在创新训练过程中，同学们试验设计和数据处理的能力会得到极大的锻炼和提高。另外，对食品科学与工程卓越工程师班的学生要求不仅必须参加一项创新训练项目，还要求要在SPSS、SAS、Excel之外自学另外一个统计软件，如DPS或Design expert等。

项目：西南科技大学教育教学改革项目（15xn0018）

注释

① 王饮德，杨坚.食品试验设计与统计分析（第二版）[M].中国农业大学出版社，2010.

② 陈柄灿.《食品试验设计与统计分析》课程教学设想[J].西南农业大学学报（社会科学版），2008.6（1）：211-213.

③ 戚文化，蒋雪梅.高校生物统计学实验教学方法及改革与实践[J].读与写杂志，2013.10（4）：84.

④ 邵平，孙培龙，孟祥和.工科院校食品学科试验设计与数据处理教学模式研究[J].中国农机化，2009（2）：89-91.

⑤ 屠康，马龙.美国和德国食品科学与工程高等工程教育的特色及启示[J].中国农业教育，2013（3）：49-52，65.

⑥ 陈彰旭，李先学，傅明连.《试验设计与数据处理》课程教学研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2014.30（10）：196-198.

⑦ 王岩.工科专业数理统计实验教学的实践初探[J].数学教育学报，2007.16（3）：95-98.