基于应用型人才培养定位的“食品试验设计方法”课程教学改革

2023-12-18朱圆圆余永建王玉芹

现代面粉工业 2023年6期

朱圆圆余永建王柯于振王玉芹韩冬刘鹏

（江苏科技大学粮食学院，江苏镇江 212003）

“试验设计方法”是自然科学研究方法论领域中的一个分支学科，国内外许多大学的食品、化学、电子、机械、材料都把它作为一门专业基础课程。食品类专业开设“食品试验设计方法”课程，目的是让学生用科学的方法安排试验，处理试验结果，以最少的人力和物力消耗，在最短的时间取得更多、更好的生产和科研成果。试验设计如果不合理，不仅会增加实验次数，造成人力、物力和时间的浪费，而且会导致预期结果难以达到，甚至导致整个研究失败。

在教学过程中发现，由于“食品试验设计方法”课程理论性太强，且传统教学方法效果不太理想，导致学生学习兴趣不高，对应用型人才培养非常不利。基于此，在充分分析“食品试验设计方法”课程内容与学情的基础上，寻求教学方式的突破，以调动学生学习积极性，提高教学效果。

1 课程特点及传统教学存在的问题

1.1 课程理论性强，学生学习积极性不高

“食品试验设计方法”课程内容多，知识比较枯燥，涉及较多的公式和数据，十分抽象，导致学生学习积极性不高。随着信息技术的发展，很多新理论、新方法出现并纳入课程内容，要求学生利用有限的时间去消化掌握这些知识，确实有些困难。为帮助学生理解课堂知识点，老师往往会布置课后作业，但由于作业计算量大，更导致学生学习兴趣降低。

1.2 教学方法简单，形式单一

目前，传统的“食品试验设计方法”课程教学以教师讲授，学生被动接受相关知识为主。采用这种教学模式，学生只是机械地记住了相关公式，在实际实验中难以做到活学活用，将理论知识转化为实践应用能力较差。另外，采用传统的教学方法，课堂气氛沉闷，学生难以专注，教学效果较差，与应用型人才培养目标不相适应。

2 基于应用型人才培养的课程教学方法探索

2.1 教学方法和内容突出应用性

食品生产加工、品质控制和营养评价是食品类专业学生的主要就业岗位，这些岗位除要求学生具备一定的知识，更需要学生具有一定的实际操作技能，不仅能分析查找问题并能提出解决问题的方案。但“食品试验设计方法”课程课时安排只有32 个学时，要求学生在有限的课时内既要掌握理论又能进行实际应用，时间有点偏紧。为此，在教学方法上进行了调整，坚持“重点突出应用”原则，以应用能力培养为第一目标。食品行业需要进行大量实验，通过分析实验数据找到事物变化规律，常用正交实验和响应面实验等方法优化试验设计方案。因此，在课程教学上，重点对这两种方法进行讲解，同时通过课内实验来加深理解和实际应用。

2.1.1 充分发挥学生的主体作用

“食品试验设计方法”课程概念和公式较多，因此，教师在课堂讲授时应采用合适的教学方法和手段，让学生在对基本概念理解透彻的基础上，达到学以致用、融会贯通[1]。如进行响应面分析、数据图表分析、正交实验设计等教学内容时，可引导学生查阅相关文献，结合文献中的例子进行讲解。鼓励学生参加学校科研课题组工作，指导学生运用“食品试验设计方法”课程知识，制定科学的试验方案进行试验，并处理试验结果，从而发挥学生学习的主观能动性。在教学过程中，可以将食品领域的科研工作和生产实践贯穿到课程的教学内容中[2]，深入剖析每个具体试验中试验设计的优缺点，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学思维和严谨的科学态度。

2.1.2 强化案例教学

改变传统教学模式，采用案例教学法，做到“活学活用”。在教学过程中，运用食品行业生产的实例，结合大学生创新实验、参与的科研项目及毕业论文方向等，教授学生试验设计和数据处理能力。高等教育工科专业强调应用能力培养，采用案例教学法对培养学生应用能力和创新思维具有独特的作用。

针对课程核心知识点设计相关案例，如在介绍单因素方差分析时，列举食品生产或研发相关案例，在介绍正交试验时，列举食品企业生产工艺条件的优化案例等。通过这些案例，促使学生更好理解知识点，并通过练习学会应用。

“食品试验设计方法”采用案例教学法，有助于将抽象的理论知识具体化、形象化，增加学生学习兴趣和动力，同时可增强学生知识的迁移和应用能力，促使学生对具体知识点的应用情景进行分析，从而选择合适的试验设计方法。在具体应用过程中，促使学生对细节更加深入理解，更加充分灵活应用。

2.1.3 注重实践教学

“食品试验设计方法”是理论知识传授与应用能力培养并重的课程，教师应重点讲授知识应用和解释分析结果，这样可节约教学时间，让学生有足够时间进行模仿练习，巩固所学知识。本课程设置的课内实验主要包括正交实验、回归分析和方差分析等内容，同时教会学生使用SPSS、Excel、Design Expert等软件[3]，实验教学共8 个学时，包括5 个实验内容（表1）。

表1 食品试验设计方法实验教学安排

在既定的实践教学设计思想指导下，实践教学注重理论与实践结合，内容新、应用性强，注重学生科研开发素质、生产实践能力的培养与提高。如，结合“食品工艺学实验”课程植物多糖提取研究，分析提取时间、固液比、提取温度和提取溶液对多糖提取率的影响，先引导学生进行正交试验设计或响应面试验设计，再让学生对得到的数据进行方差分析，确定最优提取条件，最后让学生对试验结果进行制图和制作表格。这样的教学与练习，既可以让学生学会知识迁移，举一反三，又增加了学生学习的兴趣。

2.2 合理评价与考核

基于应用型人才培养的“食品试验设计方法”考核方式需要变革，可采取应灵活多样的办法。由于本课程教学目的是让学生学会在食品实验和企业生产中使用试验设计方法，所以考核应体现学生的实践能力。因此学生总成绩由3 部分组成，即平时成绩、实验成绩和期末笔试成绩。具体权重为：平时成绩占20%，主要由作业完成情况、平时课堂提问和课堂测试组成；实验成绩占30%，主要由预习报告、实验实施效果和实验报告组成；期末笔试成绩占50%，除常规的理论知识题型外，重点考查学生对知识的应用，如实验数据的相关性分析、方差分析、极差等。在实施考核过程中，教师制定并提前公布课程考核标准，便于考核与评价。过程考核不仅有利于教师及时调整教学内容和教学进度，还有利于学生发挥学习主观能动性，培养团队合作精神，提高分析问题、解决问题等能力，防止死记硬背。