胡曉蘋(píng) 林 雪 王 露

（海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 海南?？?70228）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們生活的方方面面發(fā)生著翻天覆地地變化，高等教育也順應(yīng)時(shí)代的要求不斷發(fā)展、變化。近年來(lái)，慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教育模式在高等教育中得到了廣泛應(yīng)用，并展現(xiàn)出相較于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的明顯優(yōu)勢(shì)，顯著提升了課程的教學(xué)效果［1-3］。《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》是食品學(xué)科本科教育和研究生教育都非常重要的課程，其應(yīng)用性非常強(qiáng)。但由于該課程涉及大量的概率論知識(shí)及各種相關(guān)軟件的使用，以及課時(shí)量非常有限，多年來(lái)學(xué)生普遍反映該課程難度大，隨著課程的推進(jìn)，逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣和信心，總體教學(xué)效果不佳。近年來(lái)，我們將該課程與食品學(xué)科的特點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行了教學(xué)改革探討及實(shí)踐。

1 教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》對(duì)概率論基礎(chǔ)有一定要求，且涉及大量計(jì)算公式。此外，本課程雖然十分重要，但是課時(shí)量又很有限。因此，一方面授課老師要在有限的時(shí)間里將諸多知識(shí)點(diǎn)講透徹是很大的挑戰(zhàn)，另一方面學(xué)生能有興趣地認(rèn)真學(xué)完本課程也同樣不容易。實(shí)際上，多年來(lái)我們一直采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式，其呈現(xiàn)的教學(xué)效果不十分理想，在教學(xué)中主要存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1.1 課程理論及相應(yīng)軟件的學(xué)習(xí)內(nèi)容多且課時(shí)量少

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程涉及的重要理論知識(shí)包括，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)、顯著性差異分析、方差分析、相關(guān)分析和回歸分析等。另外，本課程還涉及到相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件如Design Expert，數(shù)據(jù)分析軟件如SPSS，作圖軟件如Origin等的學(xué)習(xí)。在有限的32課時(shí)里，要完成對(duì)于概率論基礎(chǔ)有一定要求的理論部分講解，并且還要在課堂上抽出時(shí)間采用PPT方式講解這些軟件或演示其運(yùn)行過(guò)程，對(duì)于授課教師來(lái)說(shuō)是很大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，學(xué)生要在這32課時(shí)里，消化、吸收這么多內(nèi)容也很困難。由于有這樣的教學(xué)壓力，多年來(lái)本課程還采用填鴨式，將諸多知識(shí)灌輸給學(xué)生，必然導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)不求甚解，死記公式來(lái)應(yīng)付考試。

1.2 課程需要相應(yīng)的知識(shí)更新

近年來(lái)，隨著各種組學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，食品學(xué)科相關(guān)前沿研究常常會(huì)收集到組學(xué)的海量測(cè)試數(shù)據(jù)，常用的數(shù)據(jù)分析軟件如SPSS等已不能滿(mǎn)足數(shù)據(jù)分析的要求，需要使用諸如SIMCA，或是R、Matlab等需要編程的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)矩陣的解析。這對(duì)于本課程授課教師知識(shí)的更新提出了一定的要求，也對(duì)本課程本科教學(xué)內(nèi)容特別是研究生教學(xué)內(nèi)容地更新也提出了迫切要求。目前，教學(xué)內(nèi)容稍顯老舊，與學(xué)科前沿有一定脫節(jié)，這也在一定程度上導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容提不起興趣。

1.3 教師業(yè)務(wù)水平有待提高

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程要能深入淺出地講授，并能把各種相關(guān)軟件使用中各種參數(shù)的選擇，軟件運(yùn)行結(jié)果的正確解讀講解清楚，對(duì)于授課教師的業(yè)務(wù)水平提出了較高要求。另外，隨著各種組學(xué)技術(shù)在食品學(xué)科相關(guān)研究中的廣泛應(yīng)用，授課教師還需掌握如何利用各種相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)深度挖掘的技能，這對(duì)本課程授課教師提出了更高要求。目前，各種線(xiàn)下線(xiàn)上培訓(xùn)繁多，教師應(yīng)多參加培訓(xùn)，更新知識(shí)體系，才能滿(mǎn)足新時(shí)代下本課程的要求。

2 教學(xué)改革實(shí)踐與探討

2.1 引入微課輔助傳統(tǒng)課堂教學(xué)

由于本課程有一定難度，且傳統(tǒng)課堂45 min全部講解基本原理，非?？菰?，學(xué)生很難集中精力這么久，教學(xué)效果不佳。然而，微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)方式近年來(lái)在高等教育中得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)出良好的教學(xué)效果［1-3］。2020年第一學(xué)期，采用了微課做為輔助教學(xué)模式，將重要的知識(shí)點(diǎn)拆解成一個(gè)一個(gè)短視頻，每個(gè)視頻只關(guān)注一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的原理講解及其相應(yīng)的軟件操作演示7～10 min。由于可以隨時(shí)隨地使用多種移動(dòng)終端觀看，時(shí)間很短，且微課視頻可重復(fù)觀看，學(xué)生可跟隨視頻的軟件操作步驟自主完成了課后練習(xí)?？梢?jiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性都有一定程度地提升；另外，通過(guò)課后練習(xí)題及考試結(jié)果來(lái)看，教學(xué)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)課堂。

2.2 引入PBL教學(xué)法

PBL（Problem-based Learning）是以問(wèn)題為基礎(chǔ)，學(xué)生為中心，教師為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方法，是近年來(lái)在教學(xué)中廣泛使用的新方法［4］。采用了PBL法的諸多教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，都顯示學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有所提高，學(xué)生的自學(xué)及分析問(wèn)題的能力得到了培養(yǎng)。《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程課時(shí)少，多年來(lái)采用傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方法，但是教學(xué)效果不盡如人意。因此，在本次教學(xué)改革中，我們將PBL法與微課相結(jié)合，教學(xué)效果得到了較大的提高，現(xiàn)以“標(biāo)準(zhǔn)偏差”這一定義為例進(jìn)行說(shuō)明。首先，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么要提出“標(biāo)準(zhǔn)偏差”這一概念？在用算數(shù)平均數(shù)來(lái)代表一個(gè)樣本時(shí)，由于什么原因?qū)е铝似浯硇暂^差？對(duì)一個(gè)樣本而言，僅用平均數(shù)作為表征夠不夠？是否需要?jiǎng)e的參數(shù)來(lái)表征樣本里每個(gè)個(gè)體間的差異？又應(yīng)該采用什么樣的參數(shù)來(lái)表征這個(gè)差異？另外，除了“標(biāo)準(zhǔn)偏差”外，還有別的參數(shù)可以代表這種差異嗎？

2.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)處理方法

目前，組學(xué)數(shù)據(jù)是海量的，用SPSS軟件中的常規(guī)運(yùn)算方法無(wú)法挖掘出數(shù)據(jù)背后的科學(xué)意義，有必要引入新算法，如主成分分析法（PCA）、偏最小二乘法（PLS）、正交偏最小二乘判別分析法（OPLS-DA）等原理講解，及SIMCA、R和Matlab等軟件的相關(guān)應(yīng)用。這樣有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為一些準(zhǔn)備繼續(xù)研究生階段學(xué)習(xí)的學(xué)生打下一點(diǎn)基礎(chǔ)。

2.4 理論聯(lián)系實(shí)踐

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程的講授一般安排在大三，鼓勵(lì)學(xué)生在上課的同時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始畢業(yè)論文的預(yù)實(shí)驗(yàn)階段。將本課程中理論學(xué)習(xí)到的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法充分應(yīng)用到預(yù)實(shí)驗(yàn)階段中。這樣可以使學(xué)生科學(xué)地設(shè)計(jì)試驗(yàn)、安排試驗(yàn)，遇到任何問(wèn)題便可及時(shí)與授課老師進(jìn)行深入探討。在本課程的教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)踐，學(xué)生們能更好地掌握一些試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。

3 結(jié)語(yǔ)

筆者講授《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程已有近10年經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)與多屆學(xué)生課后交流及問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生都知道本課程的重要性，想認(rèn)真地學(xué)習(xí)。但是，隨著課程的深入，學(xué)生覺(jué)得難度越來(lái)越大，喪失學(xué)習(xí)興趣?，F(xiàn)在采用了微課結(jié)合PBL教學(xué)法的教學(xué)改革實(shí)踐，從學(xué)生的反饋來(lái)看，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性得到了很大提升，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果也得到了明顯提升。