案例分析法在提高“食品试验设计与统计分析”实践技能中的应用

李 昀，任小青

（天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384）

“食品试验设计与统计分析”是食品科学与工程专业学生的一门专业必修课，其专门研究在食品工业生产和科学研究中如何合理地制定试验方案和科学地分析试验结果。通过该课程的学习，要求学生掌握试验设计与统计分析的基本原则及常用方法，使学生能够独立设计试验和实施试验，正确制定试验方案，并能对试验结果进行正确的统计处理，培养学生自学能力及综合运用所学知识分析问题与解决问题的能力。

1 “食品试验设计与统计分析”课程传统教学模式在实践技能培养方面的局限

作为一门应用性很强的工具课，关键是通过学习能够将试验设计和数据处理的方法灵活地运用于实践中。传统的教学模式是课堂教学，强调理论学习，试图通过系统的理论学习让学生掌握该课程，这导致学生只知理论，而缺乏相关实践技能，即运用该理论和知识解决实际问题的能力。而且，就学校的课程设置而言，该课程安排了30个学时，完全是课堂教学，在讲授过程中，注重基础、概念和定理的讲授，虽然也结合科研实际讲授一定的实例，但是仍显空洞和抽象[1]，而且因为硬件设施的限制，没机会进行统计分析软件的讲解与实际使用。然而，目前的现实是随着统计方法的普及、计算机的发展及广泛应用、统计分析软件的发展和普及，越来越多的科研工作者在实际研究工作中借助强大的统计分析软件系统来完成统计研究，有效地对生产过程进行了控制和优化，取得了显著成效。

2 案例分析法在“食品试验设计与统计分析”教学中的实施方法

案例分析法是教师根据教学目的需要，以真实的事件案例作为教学材料，将学生引入一个特定的情景中，通过剖析、讨论等方式培养学生澄清分析和解决问题的能力[2]。

为了解决传统教学模式和现实需求的矛盾，使“食品试验设计与统计分析”的教学能够跟上时代的发展，更好地满足学生今后工作中的实际需要，尝试将案例分析法应用于“食品试验设计与统计分析”的教学中，取得了一定成效。其具体实施方法包括2个方面。

一方面，在相应的教学内容讲授中多以学院本科生近年的优秀毕业论文、大学生创新创业活动的科研论文为讲解素材[3]，分析其研究论文的设计思想、设计方法，讨论其试验数据的处理，缩短了教学与现实的食品科技工作的差距，使学生体会到课程内容的实际应用过程和价值，让学生更深刻地理解和吸收抽象的理论原理，促使学生对理论运用的方式原因等进行更深入的思考，辨别出案例中所包含的基本原理和准则。

另一方面，在课程作业的设计上进行案例分析环节的安排。目前，统计分析软件应用广泛，除了运用 Excel进行基本统计运算外，SPSS，SAS，MATLAB，Design expert等在科研实践中也已成为常用的工具软件。但是，由于课时及硬件条件的限制，没有机会在课堂上安排这些软件的使用学习，而且这些软件的升级及一些新软件的出现层出不穷，仅仅依靠课堂上的学习无法跟上发展、满足需要。为了应对这一矛盾局面，在课程作业的安排上进行了新尝试，不仅是对计算内容较多的章节，辅以适量作业加强练习，更是将案例分析作为课程作业的一种重要形式。收集相应的科技论文，在完成相应的教学内容后，要求学生在利用文献中提及的统计分析软件重现完整的数据处理过程的基础上，讨论、尝试利用其他分析软件进行处理的可行性并进行比较，以实现使学生掌握软件的正确使用、能利用计算机进行科学合理的数据处理和分析的目的。目前，学生中拥有个人电脑已经非常普遍，并且通过之前的计算机课程学习，学生已经熟练掌握了基本的计算机使用。现今常用的统计分析软件有Excel，SPSS，SAS，MATLAB等，这些软件语法简单使用方便，尤其是Excel和SPSS，功能强大、界面友好，完全可以通过提供相应的软件使用指导来鼓励学生通过自学掌握其使用。尤其是这种结合科研实例的学习，目标明确，应用背景清晰，有效提高了学生的学习效率。“食品试验设计与统计分析”本身理论知识多、计算枯燥、计算量大，借助计算机辅助计算是必然的发展趋势。利用案例分析法的作业形式，很好地帮助学生实现了计算机辅助计算的学习。

案例分析法在“食品试验设计与统计分析”课程中的应用目标见表1。

表1 案例分析法在“食品试验设计与统计分析”课程中的应用目标

3 案例分析法在“食品试验设计与统计分析”教学中的实施效果

案例分析法在“食品试验设计与统计分析”课程中实施以来取得了很好的效果，归纳下来，主要有以下几点：

（1）激发学习兴趣、调动学生积极性。课程本身理论抽象、计算枯燥，结合学院本科生优秀毕业论文的讲解素材，可以让学生感到与其关系密切，有效提高了学生的学习热情。由于案例分析作业都是本专业比较熟悉的研究内容、难度把握得当，适当的挑战性极大地激发了学生的学习兴趣。

（2）培养自学能力、建立成就感。案例分析作业的完成需要学生去自行学习、尝试相应统计软件的使用，在这一过程中较好地培养了学生的自学能力。俗话说“授人以鱼不如授人以渔”，通过这样的学习过程，使学生掌握了统计软件的学习能力，树立了信心，能够很好地应对在今后学习工作中层出不穷的新软件。

（3） 延展课堂教学、弥补硬件设施的局限。“食品试验设计与统计分析”课程本身理论知识多，课时安排有限，没有安排机房来进行实训，案例分析的作业形式很好地弥补了这一局限。教师课堂上完成理论知识的讲授，学生课下完成统计软件的实训，相得益彰，互为补充，有效地延伸了课堂学习，解决了硬件设施缺乏对课程学习效果造成的障碍。

（4）结合实际需求、提高了学生实践技能。借助计算机辅助完成数据的处理分析是必然的发展趋势，目前在实践中应用广泛。课堂上理论知识、计算方法的学习不能满足实际工作中的需求，实践技能的培养势在必行，通过案例分析的形式，达到了学以致用的目的，有效提高了学生的实践技能，使学生能够熟练使用Excel和SPSS进行基本统计运算和作图。

近年来，在食品科学与工程专业的本科毕业论文、大学生创新创业活动的科研论文中，试验设计与数据处理方法的应用更为严谨、科学、合理，论文质量明显提高。学生对统计分析软件的学习热情高涨，不少学生通过自主学习，结合教师的指导，尝试在论文中应用Design expert进行响应面设计、模型建立与分析，应用SAS，MATLAB进行数据分析与处理，取得了很好的效果。

4 案例分析法在“食品试验设计与统计分析”教学中实施的注意事项

案例分析法的实施提高了学生学习的积极性，延伸了课堂教学内容，提高了学生的实践技能，但是也对教师提出了更高的要求，在实施过程中应注意到以下几点。

（1）熟悉统计分析软件的使用，能够及时为学生答疑解惑。“给学生一瓢水自己要有一桶水”，要让学生通过案例分析的形式完成统计软件的学习，教师当然要先熟练掌握各种常用软件的使用，不断学习，这样才能够及时解答学生在完成作业中的各种问题。

（2）关注学科研究动态，及时更新案例。食品领域研究过程中数据分析处理手段不断发展，为了保证教学内容做到与时俱进，教师要关注学科研究动态，关注研究过程中实验设计、数据分析处理的具体方法，围绕教学目标，及时更新案例库。

5 结语

在“食品试验设计与统计分析”课程教学过程中如何提高学生的实践技能是关乎教学效果的重要问题，在课时有限、学校硬件设施局限、且短时期内无法彻底改变其现状的情况下，通过案例分析法的实施弥补不足、提高学生数据分析处理的实践技能和解决实际问题的能力、改善课程教学效果是一个行之有效的途径。案例分析法在“食品试验设计与统计分析”中的应用对于培养学生的科研能力、创新能力和实践能力，培养学生自主学习、主动获取知识的能力，培养学生分析问题和解决问题的能力具有积极意义。

[1]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.

[2]张磊，柳红东.案例教学法在“软饮料工艺学”课程教学中的应用探讨 [J].农产品加工，2016（5）：73-74，77.

[3]杜双奎，张国权，于修烛.食品试验优化设计课程教学改革与实践 [J].黑龙江教育（高教研究与评估），2012（3）：13-14.◇