网络化信息系统要素全、规模大且结构复杂，同时技术体制不断发展，面临着网络攻防对抗威胁，由此对网络化信息系统试验平台结构提出了新的挑战。网络化信息系统试验平台具有以下功能特征：1）可扩展性：试验平台的硬件能力和试验资源类型可根据试验需求扩展；2）可配置性：试验平台提供的试验资源具有可编程能力，允许用户根据试验任务配置系统架构、应用和协议等试验环境特征；3）安全隔离性：用户的不同试验之间互不影响，且具有威胁性（如蠕虫和病毒等）的试验不会对试验平台硬件基础设施造成不可恢复的破坏；4）可重组性：试验资源通过虚拟化技术逻辑分片后，可根据不同试验任务要求实现资源封装、调度和聚合，在试验完成后可实现对试验资源的释放、净化和回收；5）快速响应性：能够利用试验资源快速构建目标系统和试验环境，实现试验过程自动化，以提高试验效率。上述功能特征中，可扩展性强调试验平台的开放性和兼容性；可配置性和可重组性强调能针对不同试验任务按需生成目标系统的能力；安全隔离性为确保试验平台基础设施（基础网络、计算设备和存储设备等）安全而提出要求；快速响应性从试验组织效率角度提出要求。本文基于虚拟化思想，提出了一种面向网络化信息系统的虚拟化试验平台结构，通过试验虚拟化服务层实现了对复制目标系统的仿真、实物和虚拟化资源（虚拟服务器和虚拟操作系统等基于计算机虚拟化技术形成的试验资源）的统一组织、调度和管理，满足多样化试验任务需求。该结构具有隔离试验平台基础设施和试验目标系统的特点，支持具有破坏性的对抗试验以及网络化信息系统能力评估。
2虚拟化试验平台
2．1分层结构模型根据以上网络化信息系统试验平台设计原则，在参考虚拟化环境基础架构上，提出了如图1所示的试验平台分层结构模型，图中LVS为真实／虚拟／仿真。试验平台分层结构分为试验基础设施层、试验虚拟化服务层和面向任务的试验环境层3部分。面向任务的试验环境层是用户试验的抽象模型，通过一组规范化的语义抽象描述了试验对象的本质属性和生命周期；试验虚拟化服务层是试验服务的提供者，对仿真、实物和虚拟化3种形态的试验资源进行调度、部署和优化分配，通过将试验对象本质特征映射到分配的试验资源上复制目标系统，同时实现对试验的隔离、控制和数据采集等功能；试验基础设施层是试验服务的承载者，屏蔽了底层试验资源的异构性，为试验虚拟化服务层提供抽象的资源池和统一的试验资源访问接口。虚拟化试验平台由试验基础设施、试验虚拟化服务、面向任务的试验环境和试验标准与模型组成，其功能组成如图2所示。试验基础设施主要由试验资源池、试验运行网络和试验管理与控制网络等组成。其中，试验运行网络实现对异构试验资源的网络化组织。试验管理与控制网络连接各试验管理系统，如试验设计、试验驱动和试验评估等系统。前后2个网络之间通过防火墙等安防设备隔离，以确保试验安全。试验虚拟化服务主要由试验任务管理、试验资源管理和试验资源部署等服务组成。整个试验虚拟化服务层是实现第1章试验平台功能特征的核心，可进行试验运行与试验基础设施分离，使得底层试验基础设施层的扩展、故障和运行过程对面向任务的试验环境层完全透明。试验用户仅需将试验任务需求给试验虚拟化服务层，即可开展网络化信息系统能力评估试验。面向任务的试验环境主要完成试验任务的规划和描述，并向试验虚拟化服务提出试验任务请求。另外，试验标准与模型是实现虚拟化试验平台统一的基础，所有试验的设计、组织和管理等均需遵照试验标准和模型实施。试验平台3层结构组成间相互配合完成试验任务，虚拟化试验平台活动视图如图3所示。试验平台试验过程如下：1）试验组织方首先提取试验对象的本质特征，并按照试验标准形成目标系统和试验运行的配置文件。本质特征指试验对象在试验过程中表现出最为重要的组成、结构、功能和行为及其属性。2）面向任务的试验环境根据试验对象的本质特征信息，向试验虚拟化服务发出目标系统复制和试验环境构建请求。目标系统复制和试验环境构建由试验虚拟化服务组织完成。试验虚拟化服务在接收请求后，从试验资源池中分配可用的仿真、实物和虚拟化资源，并完成异构试验资源的属性配置和集成部署，形成满足试验任务要求的目标系统和试验环境。3）完成目标系统部署后，由面向任务的试验环境加载试验激励信息驱动整个目标系统运行，试验基础设施承载试验运行。4）试验虚拟化服务在试验过程中对试验运行数据和事件等进行记录，准备试验评估数据。5）试验结束后，由试验虚拟化服务对试验资源进行净化和回收。
2．2技术实现方法虚拟化试验平台核心是如何实现各种试验资源的虚拟化生成、调度、分配和管理，功能实现主要涉及以下3个方面：1）试验目标系统的基础试验资源生成；2）虚拟化试验平台的安全隔离；3）对仿真、实物和虚拟化3种不同类型资源统一部署和集成。由于网络化信息系统组成要素多样，不同类型系统组成的特征差异较大。故针对不同类型资源本文采用了不同的基础试验资源构建方法，如表1所示。表1中，基于软路由的路由器仿真方法主要是在操作系统容器中（如Linux容器）部署Qugga和Dummynet［6］等网络设备和链路仿真系统，实现大规模的通信网络路由器资源仿真。基于平台虚拟化的硬件环境构建方法主要采用商用的VMwareESX和开源项目OpenVZ等实现计算硬件的虚拟化复制。本文基础试验资源构建方法均采用现有技术实现，不再赘述。虚拟化试验平台应确保生成目标试验环境和试验基础设施的安全隔离，是虚拟化试验平台重要特征。虚拟化试验平台安全隔离需在试验基础设施、试验虚拟化服务和试验数据3方面同时实现，其原理如图4所示，具体如下：1）试验基础设施安全：在威胁性试验过程中，来自目标系统的恶意代码等可能渗透、驻留或攻击试验基础设施。因此，面向任务的试验环境和试验基础设施之间需部署防火墙等隔离设备，对非法访问以及非授权用户等进行隔离。每次试验后，还需对试验资源进行释放、净化、回收和整理，以免影响下一次试验安全。2）试验虚拟化服务安全：用户在虚拟化试验平台上试验时，可能因误操作或非法访问等造成试验基础设施或服务损坏。因此，需在试验运行网络上部署入侵检测设备，监控来自试验虚拟化服务的非法访问。同时通过防火墙、密钥和证书认证等方式，控制用户对试验虚拟化服务的访问，以确保用户严格按照试验方案组织试验。3）试验数据安全：当用户直接从面向任务的试验环境中采集数据时，恶意代码和攻击行为会乘机渗透到试验虚拟化服务和试验基础设施。针对该问题，本文提出了基于的数据采集方式。实现虚拟化试验平台还应将仿真、实物和虚拟化3种形态试验资源进行统一分配、调度、部署和集成。本文提出了基于端口映射和路由重定向的异构试验资源管理方法，试验资源虚拟化管理模型如图5所示，具体如下：1）对于虚拟化和实物资源的统一管理，可采用端口映射方法实现。通过将虚拟计算节点资源的网络接口设置为混杂模式，并将虚拟计算节点资源的所有对外数据交互映射到物理网络接口实现。2）对于仿真和实物资源的统一管理，可采用路由重定向方式实现。通过修改仿真运行结果和数据流输出路径，用户可透明地将仿真数据导入实物资源对外接口，从而实现仿真资源和实物资源的互操作；反之亦可。3）对于仿真和虚拟化资源，由于这2种资源均依托计算硬件设备实现，资源间可直接交互。
3试验分析
根据以上网络化信息系统虚拟化试验平台结构设计，本文基于10台（IBMM3系列服务器）和1套高性能网络，构建了试验平台原型系统。依托试验平台原型系统，完成具有218个节点规模的网络化信息系统（含传感器、通信网络、计算设备、情报处理和作战指挥系统等节点）复制，实现了对虚拟化试验平台的可配置性、安全隔离性、可重组性和快速响应性等特征的验证。虚拟化试验平台典型试验情况如图6所示。由图6（a）可见，虚拟化试验平台提供了可视化的目标系统配置功能，实现了面向任务的目标系统配置。图6（b）给出了试验过程中内存资源变化。试验开始前（黑色虚线左侧），上一次试验所占用的内存资源回收至资源池中；试验开始时，资源重新分配和部署，资源曲线显示内存占用状态，试验进行时达到最大值；试验结束后，内存资源再次释放和回收，表明本文提出的试验平台结构具有对试验资源重组能力。以上218个节点规模的目标系统复制花费时间如表2所示。可见，试验花费总时间小于30min，具有较高的试验快速响应性。另外，利用网络侦察、扫描和渗透等工具测试了构建的虚拟化试验平台安全性，验证了该平台能够应对主要的2～4层（链路层、传输层和网络层）网络威胁，确保了试验安全性。由于试验虚拟化服务层的隔离性，两者不能直接互相访问，故扫描和监听中均未出现任何试验基础设施层信息。
4结束语
【关键词】田间试验与统计方法 教学改革 教学方法
【基金项目】2012年广东省质量工程资助项目。
【中图分类号】S6-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0241-02
《田间试验与统计方法》是农科专业的一门专业基础课。作为一门方法论的科学，它对于学生科学研究的训练、科研素养的提高以及指导农业生产实践，均具有重要意义[1-2]。我国各高等农业院校开设《田间试验与统计方法》课程具有悠久的历史，并逐步形成了富有各自特色的课程教学体系。二十多年来，我们坚持实践，积极探索，不断总结，在明确教学目标和任务前提下，积极进行教学改革，做了多方面的尝试，不断完善教材体系、教学环节和教学手段，取得了较好的效果。现就《田间试验与统计方法》课程教学改革实践中的相关问题谈一些体会与思考，以期与同行进行交流。
1.课程的基本内容及其在农业高等教育教学体系中的地位
作为专业的基础课，《田间试验与统计方法》课程以高等数学、概率论与数理统计、遗传学等课程为基础，主要介绍田间试验设计、试验结果的整理与统计分析等内容。通过本课程的学习，要求学生能正确地设计试验方案并对试验结果进行统计分析，为进一步学习专业课程打下必要的理论基础，也为今后从事毕业论文和开展科学研究打好方法论基础。田间试验与统计方法的内容主要包括四大部分。第一部分介绍科学研究的基本过程、试验方案的制定，试验误差及其控制，在此基础上进一步讲述田间试验误差的来源、土壤差异、控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取。第二部分从试验数据最简单的描述统计开始，进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布以及统计数的理论概率。第三部分在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法，介绍平均数比较的u测验和t测验，然后进一步介绍F测验和x2测验及其应用。第四部分两个以上变数间的分析，即相关与回归部分。田间试验与统计方法的核心内容是试验设计和统计分析的方法；统计方法重点在于方差分析和回归相关[2-6]。
2.改革传统的田间试验与统计方法教学方法
2.1优化教学内容，构建合理的课程知识结构体系，突出重点，兼顾全面
培养人才的目的，就是为了满足生产实际和科学研究的需要。在教学过程要尽可能地与生产实际想结合，与相关领域的研究相结合。《田间试验与统计方法》课程是在已学过概率论与数理统计的基础上，进一步加深试验设计理论、拓宽试验设计方法，提高数据处理效率，旨在增强专业研究能力，提高论文试验的设计水平与论文质量。迄今，该课程在国外偏重于各种常用试验设计优化及各种统计软件包如Statistica、Excel、SAS和SPSS等使用；在国内则偏重于各种试验设计方法和统计分析的介绍，试验结果采用计算器一步一步计算，以求加深对试验设计原理及统计过程的理解。这两种教学体系前者统计手段先进，但试验设计薄弱，不利于学生对各种试验设计方法的灵活运用；后者突出试验设计部分内容，但数据处理费力费时。两者各有利弊，有待改进。
根据长期的教学实践，我们认为，《田间试验与统计方法》课程的教学应立足于理论与实践相结合，既应介绍各种试验设计方法的原理，又必须有这些设计方法在农业中的应用实例。因此，我们优化了该课程的教学体系和教学内容，对于比较典型、又较常用的试验设计（如随机区组设计），进行详细讲解。课堂教学重点则放在各种试验设计方法的特点、用途及相互联系方面。至于设计步骤只按试验小区排列图简述即可，结果的统计分析也只需列出方差分析表中的变异来源项。因为对于大多数试验来说，这些变异来源的平方和（SS）等统计项可用常用的计算器计算出来。如此安排授课进程，可避免课堂内容重复，并让学生避免记忆繁琐的统计公式，有利于学生在较短的课堂时间内，掌握各类试验设计的要领，便于日后灵活运用。
2.2 灵活应用各种教学方法，强化理论教学
任何的教学改革措施，都必须符合教学的基本规律，建筑在常规教学的基础上。提高传统教学的授课质量，是教学改革成功的根本。教学实践中，根据《田间试验与统计方法》课程图表多、公式多、计算多、学习难度大等特点，按照教学的目的要求、重点、难点以及达到的目标，可分别采用不同的教学方法。（1）对于基本概念、基础理论以讲授法为主，力求深入浅出，讲深讲透；（2）对于数理统计学公式，淡化演绎推理过程，着重讲清发现问题、解决问题的思路，启迪学生的逻辑思维能力；（3）对于一些统计图表的绘制（如田间试验设计图、数据资料的次数分布图、双变数的回归图等）则辅以直观教学法。例如，在讲授“田间试验设计”一节时，其教学过程设计为：首先把不同试验设计方法的图例通过投影展示给学生，并用对比法简要介绍不同设计的特点以及相关的术语，然后详细介绍几种有代表性的试验设计图的绘制方法，在此基础上，再进一步说明不同设计方法的适用范围。这样讲授可以使学生在感性认识的基础上再上升到理性认识，加深对所学知识的理解；（4）对适于学生自学的内容则采用课堂讨论的方法；（5）对于计算内容较多的章节则辅以练习法。在讲课过程中，避免满堂灌，尽可能启发引导学生思考，适当设疑，活跃课堂气氛。
2.3加强课堂讨论，因材施教
解决某一特定专业问题可采用的试验设计方法很多，但试验效率可能大不相同。因此每大类试验设计讲授后，有必要让学生根据各自的专业要求，最好结合自己将来的毕业论文，进行设计练习，然后组织课堂讨论。在《田间试验与统计方法》的授课过程中，充分利用课堂讨论可以收到良好的效果。它能使学生强化对基本内容的理解，提高学生在科研实际中的自觉运用统计学理论和技能的能力。这种方式的教学还可以让学生换换“口味”，避免被动的“满堂灌”，使学生变被动为主动，去查阅相关资料，引发学生的学习兴趣。通过查阅资料、课堂交流以及自己的独立思考，学生能够全面地了解所研究问题涉及的领域范围、来龙去脉以及可能的解决办法。
在讨论过程中，可先由学生上台介绍，再让全体师生共同对试验设计进行探讨，提出修改意见，并作出评价。这样既有利于学生掌握、巩固课堂知识，能灵活运用各类试验设计方法来解决专业问题，提高教学效果，又可让学生学以致用，增强学习兴趣，提高学习积极性和自觉性。对于任课教师来说，课堂讨论无疑是一次了解学生对教学内容的掌握程度。在所有的课堂讨论中，针对毕业论文的课堂讨论尤其具有重要意义。因为每个同学对毕业论文的重视程度都是勿庸置疑的，但每个同学的毕业论文所涉及的领域又是各不相同的。因此，通过针对毕业论文的课堂讨论，教师可以了解本课程知识在不同领域中的应用范围，最后分析、归纳出这些领域对本课程特殊要求的极好机会。因此，对于每一个学生的设计练习，应予以登记、摘录。对于典型练习，应予保留，并及时充实到教案中，以丰富教学内容，促进学用结合[2]。
2.4 运用电化教学手段，增加课堂教学信息量
本课程的内容涉及大量设计草图与统计图表，因此教学挂图较多。纸质挂图较易损坏，白布绘制的挂图又难以修改和清洗，且携带不便。利用学校大多数教室都已经配备多媒体投影设备的条件，将这些图表、公式及教学内容制成Powerpoint幻灯片实施教学，加快了授课节奏，增加课程的信息量。对于某些试验设计的野外试验场景，也制成幻灯片或教学录像片，增强了教学手段的形象化和动态化，激发了学生的学习兴趣，丰富和发展学生的形象思维和逻辑思维，提高了教学效果。
《田间试验与统计方法》课程计算量大，目前科研工作中的统计分析工作绝大多数都通过统计分析软件完成。因此《田间试验与统计方法》课程CAI课件的制作必须跟统计分析软件“链接”，如可以与SAS、DPS或SPSS等分析软件结合；教师在利用CAI课件授课时，可以通过统计分析软件演示例题的计算过程与结果，强化学生对统计分析软件的使用[3，6-8]。
2.5加强课后作业练习
在指导本科生和研究生学位论文时，我们发现相当一部分学生在真正使用统计这一有效的手段时，往往无从下手，这主要是因为在课堂教学之外他们的实践环节比较薄弱。在他们还没有接触科研活动之前，这种实践环节可以通过大量的作业来替代。
2.6 加强计算机统计分析练习
加强计算机在试验设计，特别是在试验结果统计分析中的应用，是本课程的一个重要发展方向。如何将国内外各种统计分析软件进行合理开发，使之与本课程教学内容相衔接，并利用计算机开展统计分析教学，这是本课程教学改革的一个重要内容。
目前国内外惯用的计算机统计软件包大多具备常用试验设计的结果统计功能。对于采用典型试验设计，如随机区组、拉丁方、裂区设计等方法设置的试验，其试验结果一般都可以用软件包直接统计。对于由典型试验设计演化的变种，包括混杂设计、正交设计等，仍可借助计算机按变异来源进行平方和及自由度分解，从而完成繁琐的中间运算过程，提高计算效率。
在计算机日益普及的今天，许多复杂的统计分析，如回归分析、相关分析等已完全可以由计算机完成，因此，不必再沿用计算器统计时代对算法作太多的介绍。针对本课程上机时数有限，而现有统计软件包功能较多，课堂上来不及详细介绍这一现状，计算机统计练习目前最好采用先集中铺导，再分散进行课外练习，最后集中答疑的方式。这样可使学生有较多的软件熟悉时间，便于学生在软件练习过程中发现问题，解决问题，提高计算机实际应用能力[7-8]。
2.7 强化实践教学，加强学生实践能力的培养
要想使学生正确运用生物统计的知识和方法去处理、分析和解决实际问题，必须加强学生对生物本身生长发育规律以及生物界数量现象的认识。生物界的数量现象是普遍存在的，这些数量现象又是广泛地存在变异的。正确地认识这些数量现象，将有助于我们正确地选择适当的统计分析方法来处理试验数据。生物统计的目的就是帮助我们发现和挖掘这些蕴藏生物内部的规律，使我们对生物本身生长发育及生物与环境间的关系有更深的认识[4-5]。
在生物科研中容易发生有关数据统计分析的错误，我们经常发现，这通常都与是否有正确的试验设计有关。生物统计学虽然是分析试验结果的有力工具，但是也只有那些有计划有目的地收集起来的数据，经过整理、思考和统计学分析，才能得出正确的结论。我们经常发现有人因为缺乏统计学知识收集大量无助于分析的数据而丢失一些必要的数据，这样的资料很难得出正确的结论；或者由于收集方法不正确，而得不到对总体无偏的估计，使推断的结果不够准确，浪费了人力和物力。
针对上述情况，我们加强了进行实际课题研究训练的教学环节，特别是加大了有关试验设计内容的实践，使学生能够在进行一项研究之前，根据试验目的，按照统计学的要求制定出一整套完整的试验方案，开展正确的田间试验。在实践过程中，学生通过自己搜集资料，自己提出课题，然后在教师指导下进行讨论和研究，把课堂扩展到资料室、图书馆和实验场地，融教、学、研为一体，充分调动了研究生学习的积极性和主动性，不仅加深了学生对统计学原理、模型和方法的理解，更提高了他们分析问题和解决问题的能力，使学生学得生动活泼、丰富多采。对于有条件的学生，就让他们直接参与老师的科研工作。
3.教学改革的效果
经过二十多年的探索与实践，《田间试验与统计方法》课程的教学效果不断提高。课程改革的效果，不仅得到了学生的认可，而且也得到了学校教学管理专家的好评。通过反复实践，学生抓住了田间试验与统计方法的基本要点，能够自觉地运用田间试验设计与统计方法来解决科研工作中的问题。在我校历届园艺、农学专业的毕业论文中，绝大多数能做到正确地进行试验设计、正确地应用统计指标、对数据进行正确的统计分析、正确地应用统计图表对研究结果进行简洁而清楚的表达，并且能正确地解释试验结果，导出正确的结论。
参考文献：
[1]于丽杰. 生物统计教学改革中的几点认识. 黑龙江高教研究，1995，（1）：74-76
[2]吴良欢，楼建悦，赵启泉. 提高农科研究生试验设计与统计教学质量的途径探讨. 高等农业教育，2001，（增刊）：89-90
[3]詹秋文. 计算机技术在生物统计教学中的应用. 高等农业教育，2001，（6）：56-57
[4]夏爱红，景桂英，是雅蓓，周广礼. 农业期刊论文中试验设计统计方法存在的问题及分析. 编辑学报，2002，14（1）：23-24
[5]汪光年，吴益伟，于晓庆，汪良才. 论农业科技论文中试验设计可比性问题. 宁波大学学报，2000，22（5）：93-95
[6]程郁昕.《生物统计学》教学改革的几点思考.安徽科技学院学报，2009，23（3）：32-34
[7]李兰会，李潭清，周荣艳，曹洪战，贾青.整合多媒体与传统教学模式，优化生物统计教学.教学天地，2009，（7）：118-119
[8]何风华，李明辉.生物统计学多媒体教学的探索与实践.江西教育学院学报，2004，25（6）：25-27
关键词：食品卫生检验；综合设计性试验；形成性评价；评价体系；问卷调查；自主合作；满意度
中图分类号：R155.5 文献标识码：A 文章编号：1673-1573（2013）03-0098-04
设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。实验教学改革是教学改革的重要组成部分，综合设计性实验是优化和整合实验教学内容的重要途径，能增强学生综合分析能力、动手能力、数据处理及查阅资料能力，培养学生的创新能力、团队协作能力。近年来逐渐为管理层和基层教师接受。验证性实验指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。河北经贸大学综合设计性试验占到20%，生物科学与工程学院占到30%，形成了一套行之有效的做法：选择课题、课题调研、制定方案、实验操作、综合分析讨论和论文报告的撰写。但这些综合设计性试验多停留在实践层面，缺乏深层次的挖掘。形成性评价是在教学过程中通过教师观察、座谈、活动记录、问卷调查、学生自评、学生互评等形式对学生的学习行为、学习能力、学习态度和合作精神等进行的持续性评价[1]。传统的终结性评价方式，是学习阶段末以考试成绩来评定学生学习能力和教学质量。我们将综合设计性试验与理论课的考试改革相结合，将学、做、考相结合，对学习态度、表现等进行形成性评价[2]，综合评定成绩，来进行该课程评价体系改革。
一、课程简介
食品卫生检验在生产、研究、流通、监督部门均有相应的技术。为确保食品安全，国家八年来连续三次修订食品微生物检验标准，并在2010版中升级为强制性标准，同时食品卫生微生物学检验更名为食品安全国家标准食品微生物学检验，但课程名称仍沿用食品卫生检验。该课程多属于程序性知识，常规书面考试考不了这类如何做的问题，本课程理论课时为16学时，实验课时为18学时，先行课程有微生物学，学生已掌握了微生物的基本操作技能。食品卫生检验为校精品课程[3]，第五学期开设。实验课程部分有完备的实验大纲、实验指导书、实验报告与实验考核制度等，为该课程开展综合设计性试验奠定了基础。实验教学内容按照食品安全国家标准要求[4]，进行菌落总数、大肠菌群、粪大肠菌群、霉菌与酵母菌的检测。
二、实施过程
在两个班平行进行验证型实验与综合设计性试验，选择何种试验以班为单位投票决定。两个班的理论试验课均由同一个老师完成。验证性实验交试验报告进行常规闭卷考试；综合设计性试验班撰写试验论文作为考试，课程结束进行问卷调查。
验证型实验内容为：菌落总数测定、大肠菌群MPN计数、粪大肠菌群MPN计数、霉菌与酵母计数；实验材料统一为一种自制玉米浆。教师在黑板上列出包括流程、配方在内的可操作的具体实验步骤。
综合设计性试验老师提出约20个可选项目清单，由指导教师根据教学要求提出实验目的和实验要求，并给出实验室所能够提供的实验仪器设备、器皿、药品、试剂等实验条件，由学生运用已掌握的基本知识、基本原理和实验技能，提出实验的具体方案、拟定实验步骤、选定仪器设备（或器具、药品、试剂等）、完成操作、记录实验数据、绘制图表、分析实验结果等。学生2～3人一组，自由组合选题，自选题所占比例较大。比较典型的题目列于表1。
两种教学模式均在周末进行，验证型实验在规定的时间完成，但综合设计性试验在两周内的任何时间实验室对学生开放，老师基本上全程在场。
从形式上看均有预试验报告，但验证型实验班是在交实验报告时一同上交，内容与老师黑板上的雷同，有的同学甚至把实验结果也当预计结果写了上去，同学间报告内容雷同，到课率低，不动手做的同学从报告上看不出来。
综合设计性试验班在理论课上讲解预试验报告内容及写法。要求重点写明试验实施的具体内容、方法、技术路线。拟解决的关键问题和实现方法，项目实施进度和安排。在试验进行前二周上交。老师重点检查方案的正确性、可行性。在试验进行前一周返回学生，个别同学重新选题再写，少数同学修改后再交老师审阅。
综合设计性试验班到课率96%，验证型实验班到课率仅60%。试验进行过程中，验证型实验班在课前对可能出现的问题做了详细的讲解，学生问题很少，综合设计性试验班老师事先不讲解问题，学生不停的提出问题，老师引导学生查阅国标、或讨论解决。
验证型实验班实验报告装订上交保存，学生看不到老师的修改与评分。综合设计性试验班的论文由老师批改3～5次，论文装订作为课程成绩保存。表2是两种评价体系的实施情况。
综合设计性试验班建立形成性评价体系。论文占60%，平时评价占40%：包括基本操作、学习与试验过程的态度、提问次数、预试验报告与论文修改次数、用于完成试验的时间等，以等级量表的形式完成。论文本身的评分基本参照河北经贸大学毕业论文评分标准进行，主要含论文选题、写作能力、论文结果的意义与价值等几个方面。重视学生的实验设计思路，并对其在实验过程中处理突发问题的情况，进行综合评定。论文定稿后制作幻灯片给全班同学演示讲解，老师和同学评分各占分值的50%。
三、实施体会
根据维果茨基最近发展区理论，应选择既具挑战性、困难又是可以克服的任务。强调所选题目难度适中。所以我们给予学生的任务要求也应适中，实验结果能说明问题即可。学生是新手，既不会干，也不会想。对综合设计性试验实施过程的关键点需要重点解决，教师应为学生提供学习支架[5]。例如对于无菌操作，老师将多年的经验总结成一句话：“别将有菌的碰无菌的”，同时对实验技能做实际演练。
形成性评价不仅使教师了解学生学习过程与成长过程，而且也是学生了解自己的过程[6]。他们了解分数得来的过程，通过适当的归因对自己得出来的结果产生信心与满足，不会出现闭卷考试导致的焦虑。而验证型实验的评价结果学生仅了解到一个分数或者还有名次。验证性实验重复老师的实验，题目非自己所选，单调且引不起注意，而综合设计性试验自己选题、定方案，能引起极大的兴趣；加上将试验结果写成论文作为考试结果使学生具有成就感，这样目标与成就的相关性唤起了学生学习的动机，通过将复杂的看来达不到的目标分解成渐次完成的小目标：理论学习、试验、论文写作，较好地实现了动机理论[7]的注意、相关、信心、满足四要素。
长期的应试教育，学生习惯了不动脑子，要教会他们思考是一个艰巨的任务。我们在实验前、中、后都着重注意启发思维。这些问题的答案在验证性实验中都由老师直接教给同学，看似对师生都省力，其实却剥夺了学生思考的机会。下面是试验前、试验中、试验后几个实际的做法。
1. 试验前。利用所学的微生物学检验知识和技能对不同的食品样品和检验项目选择最佳的检验方法，试验后判断各种检验结果，最终作出食品卫生评价。如检测大肠菌群的时候应该用MPN计数法还是平板计数法呢，检测大肠菌群的两种方法各适用于何种情况？学生查阅资料和课件然后才能回答：检测大肠菌群的MPN计数法适用于检测样品卫生状况较好的样。平板计数法适用于检测样品卫生状况较差的样。那么如何判断样品卫生状况呢？食品安全国家标准（GB4789-2010）明确规定了微生物剩余样品或同批样品不进行微生物项目的复检，意味着不能做预实验，如何预估判断呢？教师提出可通过查阅国标对不同产品大肠菌群指标值规定来判断。学生实践中还发现了食品卫生标准和检验检测方法标准的匹配性问题，如大肠菌群食品卫生标准单位是MPN值/100g（mL），而升级后的检验检测方法标准MPN值/g（mL），带着问题学习卫生部16号通告后，明白了标准的动态发展性特点。
2. 试验中。稀释菌落总数、大肠菌群时用生理盐水与磷酸盐缓冲液、稀释霉菌酵母菌样品的时候，应采用无菌水进行稀释（因为有1～2种的霉菌遇到生理盐水或磷酸盐会死掉）。一个样品同时检测菌落总数、大肠菌群、霉菌酵母菌，可否共用同一稀释样品，查阅国标与文献后有的学生自己得出结论：如果能共用的话，要做验证试验，证明以磷酸盐缓冲液或生理盐水做稀释液也可以得出以蒸馏水做稀释液在统计学范围内许可的相同的结果才行。如何掌握稀释倍数也是普遍遇到的问题，有的同学采用加宽稀释倍数的方法，势必增加工作量，老师根据经验，引导学生得出结论：根据标准的数量来确定稀释倍数即可，因为检验的目的在于有没有超标而不在于具体的数量。如果没有标准，可以根据以前的经验（或查类似的文献）来稀释。
3. 试验后。学生实验经常在空白对照中出现菌落，有时甚至所有空白对照都有菌落出现，国标规定样品不得复检，在查阅网上论坛及参照教师自身工作经验后判断，有时也不一定结果就不可用，若空白的菌未影响稀释倍数时，可用数据。但若225mL稀释原液污染，则不可用，因每一次稀释，都会导致污染。这样使多数结果基本能够采用。在综合设计性试验过程中学生能够发现问题、进行多维思考，增强了思辨性思维能力。
对多数同学来说，这是首次写论文，不知从何下手，动手做难，分析数据更难。学生数据处理能力明显不足，如多数同学针对不同稀释度得出的菌落数不会计算菌落总数，有的同学甚至自创计算方法，老师强调新国标是强制性标准，其计算方法需严格遵循。同学重新查阅国标和课件，教师给出实际应用菌落计算的例子，使学生真正掌握菌落总数计数操作与计算。
学生针对散乱的数据不知如何归类汇总，教师提出要先将实验的主要情况和数据用文字、表、图等提炼表达出来，然后对实验结果进行分析研究，得出结论，并对实验印证了什么、发展了什么，存在什么问题等要加以分析讨论。老师从理论与实际两方面着手，一方面在课堂上讲论文写作，另一方面提供实例及通过具体修改，使学生从思路、流程、格式与内容掌握撰写论文的方法与步骤，从而学生能力得到很大的提高。
四、效果分析
学生将食品卫生检验的理论知识应用于实际，在真实生活中有所发现，然后把这些发现变成自己的财富。选题时先给学生拟定实验方向，学生结对自行选题、独立自主地进行探究，由此产生控制、胜任和成就等需要。在其实施过程中，通过指导学生利用课余时间查阅文献资料进行立题设计，再经过教师对实验课题的科学合理性、可行性进行论证。综合设计性实验教学的重要目的就是培养学生的创新意识和能力，对于较好的自选题目应给予正确的引导和鼓励，本研究自选题目占80%以上。由于选题贴近实际，学生做出来的数据有实用价值，如说明食堂的筷子是否卫生，小市场的食品可否食用，从而激发了学生的积极性和责任心，他们将所学专业知识应用于实际，经过认真操作实践后，其基本技能得到很大提高。同时，由于是开放式，学生根据需要安排实验时间，某些环节可反复进行，从而会有更深的理解，使其综合素质得以进一步提高。
在完成综合设计性实验的教学过程中，教师承担的是“顾问”的角色，既要有做顾问的资格与能力，又要有做好顾问的技巧。指导过程注意学生批判性思辨能力、创造性思维与决策能力的培养。教师的观念与角色转变、责任心与组织能力、到位的指导至关重要。在带教综合设计性实验过程中，要把握好引导、指导的尺度，既要循循善诱，不直接把答案告诉学生，又要严格要求学生，做到真正以学生为主体，充分发挥学生的聪明才智。另外，从指导查阅文献到论文式的实验报告的批阅与评分，需要教师付出大量的时间与精力，保证综合设计性实验完成的质量，就要求教师有更加高尚的师德和严谨的教风。
验证性实验班闭卷考试能得出正态分布的成绩，而综合设计性试验班的形成性评价模式成绩呈等级资料形式。形成性评价分数由教师评价、学生互评的分数组合而成。
对综合设计性试验班问卷分析。95%的学生选择综合设计性试验写作论文的考试方式。他们认为自行设计有兴趣，试验挑战有乐趣，对教师的指导表示满意。学生反映试验过程中大家群策群力，通力合作，培养了团队精神，放开了手脚，开阔了思路，敢想敢干，做到了既动手又动脑。参加综合设计性试验的4人在河北省大学生创业挑战杯大赛中获得一等奖。综合设计性试验班的学生43.24%的考研率明显高于验证性实验班的23.07%。
教学的目的是开阔学生的心智。食品卫生检验实施综合设计性试验，让学生以研究者的姿态介入到实验中，唤醒了学生的潜能，学、做、考相结合，学生参与的形成性评价为宏观上融会贯通课程、专业和学科知识，展示自己的综合能力提供了一个可操作的平台。培养了学生的责任意识、安全意识、质量意识、标准意识、团队意识和创新意识。
参考文献：
[1]张春兴.教育心理学[M].杭州：浙江教育出版社，1998：116.
[2]L.W.安德森，等.学习、教学和评估的分类学[M].皮连生，译.上海：华东师范大学出版社，2008：204-216.
[3]玛丽埃伦，韦默.以学习者为中心的教学――给教学实践带来的5项关键变化[M].洪岗，译.杭州：浙江大学出版社，2006：83.
[4]刘增然，贾艳菊，张光一.食品卫生检验教学改革与食品安全复合型人才培养[J].微生物学通报，2011，（6）：946-951.
[5]Hyang-Sook Cho，Byung-Soon Choi，Kuk-Tae Park. The Effects of Courseware Instruction Using Scaffolding Strategy on 10th Grade Students’ Learning Chemical Reaction Rate[J]. Journal of the Korean Chemical Society，2004，（3）：283-290.
关键词：案例教学法；软件测试过程；测试文档
中图分类号：G642.4文献标识码：A
目前我国软件测试人才严重匮乏，人才缺口达到30万，造成这一结果的主要原因是国内软件测试人才教育相对滞后。但实际上，很多学习了软件测试课程的学生却找不到工作，业内专家称之为人才的“结构性过剩”［1］，因此，滞后的原因不仅仅是教育机构开设软件测试课程时间的滞后，主要是教学内容和教学效果与实际需要的差距产生的滞后。随着外包开发行业的快速发展，对人才在代码和文档方面的规范性、技能和工具的熟练程度要求越来越高，而这些要求正是软件测试人才教育的薄弱环节。如何顺应市场需求，培养出企业所需的软件测试人员，成为《软件测试》课程改革的目标。
一、《软件测试》课程存在的问题
随着软件测试人员市场需求的不断增加，各大高校、职业技术学校及IT培训机构纷纷开设了《软件测试》课程，各种软件测试的教材也相继出版发行，但教材中技术实现的内容较多，对常用的软件测试文档书写介绍很少，对自动化测试工具基本也是简略介绍其功能。在实验教材方面，目前还没有配套的软件测试实验教材问世，在教学过程中基本是任课教师自行设计实验教学内容。对于实践性较强的课程，如果没有大量的项目开发经验和完整的系统案例作为支撑，就难于用恰当的实例来解释相关理论，更难设计出实用有效的实验内容，导致在校学习的知识与实际工作脱节的现象。
二、《软件测试》课程采用案例教学法的必要性
案例教学法最早起源于美国哈佛大学商学院，自20世纪20年代以来一直被广泛地应用于商业、法律、医学领域培训中，随着案例教学法的推广、成熟，案例教学法受到其他专业领域的重视。案例教学法是根据教学目的和培养目标的要求，教师在教学过程中，以案例为基本素材，把学生带入到特定的事件情景中进行分析问题和解决问题，培养学生运用理论知识并形成技能技巧的一种教学方法。与知识为导向的讲授式课堂教学模式相比，案例教学法更注重学生知识的运用能力，以学生实际能力的提高为最终教学目的。
“软件测试”课程的教学目的是让学生深刻理解软件测试思想和基本理论，熟悉多种软件的测试方法、相关技术和系统的软件测试过程，学会编写测试规格说明书，测试报告，并学会使用几种流行的自动化测试工具，从工程化角度提高和培养学生从事大型软件的测试技术和能力。因此在教学过程中，必须引用系统的工程化的案例作为理论课教学载体和实验课教学的实施对象，这样才能帮助学生深刻理解基本理论，并通过实验掌握测试的技能和技巧。
三、案例教学法在《软件测试》课程中的实施
本课程的培养目标是根据市场需求，结合实际工作中企业对“新人”的培养模式及实际工作的方式方法，通过若干系统案例对学生进行测试技能的训练，让学生以“经验者”的身份进入人才市场参与竞争。
（一）根据学生特点规划教学内容
由于学生缺乏整体项目开发经验，我们主要针对初、中级测试工程师设计教学内容。而针对高级测试工程师和测试管理者担当的工作，比如测试计划的制作、各种设计的验证、测试评估和总结，需要经历初中级测试工程师的实战，积累大量经验才能承担。这一部分内容，我们只在理论教学中简单讲述，不在实验教学中安排实验内容。
（二）根据教学阶段选择案例素材
根据教学进度和学生对知识的掌握程度，采用由简到繁、循序渐进的方式选择如下三个案例进行教学：
（1）选择经典案例设计的“被测软件系统”作为软件测试基本技术的案例进行理论和实践教学。
（2）选择以C/S模式实现的“小区物业管理系统”作为软件测试过程、测试用例设计、测试文档书写相关内容的案例。
（3）选择以B/S模式实现的“图书馆管理系统”作为面向对象测试、网站测试的案例。
在理论课教学中主要以“被测软件系统”、“小区物业管理系统”作为案例进行理论知识的讲解，与网站测试和面向对象测试相关的内容以“图书馆管理系统”作为案例进行讲解。这样，进行完理论教学，学生对案例系统的功能基本了解。在实验教学中，我们提供给学生在测试中需要的代码、开发规范、需求分析、系统设计书、概要设计书、详细设计书，具备了以上资料，便可模拟实际工作模式，将理论教学中讲述的测试技术和测试文档的书写方法运用到案例的测试实验中。
（三）模拟实际项目完善案例系统
现有的软件测试教材，通常会在最后章节给出一个案例，对该案例利用教材上介绍的各种测试方法针对性地进行测试用例设计。但是，教材对案例的描述基本只限于项目背景介绍、子系统介绍、子系统性能及可用性要求方面的内容，基本没有提供可运行案例系统的代码，同时也缺乏必要的供测试使用的文档。大量的案例参考书中，有可运行的系统代码却没有测试必须的较完备的文档。实际工作中，软件测试过程与软件设计周期有相互对应的关系，软件测试过程中的单元测试、集成测试、系统测试、验收测试分别对应软件设计中的详细设计、概要设计、系统设计和需求分析。因此，要完成一个系统的较完整的测试过程，不仅要提供被测系统的完整代码及数据，还必须提供全套的设计文档。
针对以上三个案例系统，我们首先补充完成需求分析、系统设计书、部分模块(单元)的概要设计和详细设计书，力争陆续完成整个系统的完整设计资料，以供学生测试使用。
（四）针对测试技能训练设计缺陷案例
为了检验学生的测试技能，在不同的实验中，人为地在案例中设计针对性的缺陷，锻炼学生检测故障的能力、故障描述能力以及跟踪定位缺陷的能力。在测试技术实验中我们人为制造各种缺陷，让学生通过白盒及黑盒测试技术去发现缺陷，并学会根据不同的软件设计选择最佳的测试技术进行有效、高效的测试。在软件测试过程实验中，人为拆散系统，让学生自行设计桩模块及驱动模块，搭建单元测试环境；提供给学生零散的单元模块及概要设计书，让学生利用集成测试策略实施集成测试。
（五）选择适当测试工具进行案例测试
教材上简略介绍了十几种测试工具的功能，但实际使用方法缺乏资料。在教学中，我们选择代表性的CodeReview、Nunit、QTP三种工具进行代码检查、面向对象测试、录制测试过程及编写测试脚本，帮助学生掌握常用工具使用方法。
在教学过程中，引导学生分析测试工具的实现原理，启发学生从不同的侧重点去思考测试自动化工具的设计及实现方法。
四、后续教学改革构想
（一）教学进度的调整
计算机课程的实验教学，通常和理论课同步或迟后几周进行。对于“软件测试”这门课程的实验教学，如果与理论课同步进行，前期的实验内容安排就缺乏理论支持，如果比理论课迟后几次，即在讲述白盒测试和黑盒测试后开始实验教学，就可以将各种测试方法融入实验中进行。但由于软件测试过程及技术、测试文档书写相关内容还未讲述，实验内容的安排显得孤立，没有整体感。为了让学生体验软件测试在实际工作环境中的实施过程，将理论课讲述的知识有机地融入到完整的案例中进行实验，就需要系统地学习完理论知识后，再结合实际案例系统地进行实验。
以后的教学中，拟打破传统的周4学时，即理论2+实验2的排课模式，将一个学期分为理论上半学期，实验下半学期，上半学期周4学时用于结合案例进行理论教学，下半学期周4学时针对理论课讲述的案例进行实验教学，以便学生能够模拟实际工作环境进行系统的软件测试实验。
（二）相关课程连贯教学
软件测试课程是伴随软件行业的迅猛发展而诞生的，在此之前，软件测试隶属于软件工程课程进行教学。由于软件测试伴随软件的整个生命周期，因此，软件测试课程的理论教学和实验教学，必须贯穿于软件开发的全过程。在以后的教学中，对软件工程专业的学生，拟采用课程连贯教学法，通过编程语言课程、软件工程、编程实训课程、软件测试课程相结合的方式，采用同案例、跨学期的方法进行连贯教学，即在某一编程语言教学中引入案例，进行案例片段程序的讲解，在软件工程课程中进行系统设计，在实训课程中实现案例，在软件测试课程中进行测试的一系列训练。这样，便于学生将所学知识关联起来，了解课程之间的联系和软件项目开发的流程，让学生通过两至三学期的时间去消化几门课程的同时，体会一个项目开发的全过程。
五、结束语
各高校、职业技术学校和职业培训机构都相继开设了软件测试课程，在这门课的教学过程中，教师们不断摸索新的教学方法和教学手段，取得了一定的成果。但由于计算机行业日新月异的发展，也给软件的测试带来了挑战。因此，在教学过程中，教师必须关注行业发展的前沿，提出软件测试过程中亟待解决的问题，启发学生去思考并寻求解决的方法。同时，教师应尽可能参与实际项目开发，为理论及实验教学积累实用真实的案例资源。
参考文献
［1］刘德宝.软件测试工程师培训教材［M］ .北京：科学出版社，2009.
［2］北京阿博泰克北大青鸟信息技术有限公司.行业规则和行业经验手册［M］ .北京：科学出版社，2008.
关键词：案例教学法；软件测试过程；测试文档
目前我国软件测试人才严重匮乏，人才缺口达到30万，造成这一结果的主要原因是国内软件测试人才教育相对滞后[1]。但实际上，很多学习了软件测试课程的学生却找不到工作，业内专家称之为人才的“结构性过剩”[2]，而滞后的原因不仅仅是教育机构开设软件测试课程时间的滞后，主要是教学内容和教学效果与实际需要的差距产生的滞后。外包开发行业快速发展，对人才在代码和文档方面的规范性、技能和工具的熟练程度要求越来越高[2]，而这些要求正是软件测试人才教育的薄弱环节。因此，如何顺应市场需求，培养出企业所需的软件测试人员，成为软件测试课程改革创新的目标。
1教学现状
随着软件测试人员市场需求的不断增加，各大高校、职业技术学校及IT培训机构纷纷开设了“软件测试”课程。然而，在师资方面，讲授软件测试课程的教师多数是由软件工程的教师承担，这些主讲教师能很好地讲解软件测试理论和介绍软件测试方法，但缺乏软件测试的系统案例和软件测试经验[3]。在理论教材方面，虽然各种软件测试的教材相继出版发行，但教材中技术实现的内容较多，对常用的软件测试文档书写介绍很少，且缺乏文档模板；对自动化测试工具，基本也是简略介绍其功能。在实验教材方面，目前还没有配套的软件测试实验教材问世，在教学过程中基本是任课教师自行设计实验教学内容。对于实践性较强的课程，主讲教师如果没有大量的实际项目开发经验作为支撑，就难于用恰当的实例来解释相关理论，更难设计出实用有效的实验内容，导致在校学习的知识与实际工作脱节的现象。要顺应软件测试人才市场的需求，软件测试课程的教学必须面向企业的实际需要，使学生能学到实际工作中常用的技能，以“经验者”的身份进入人才市场参与竞争。
2改革和创新
笔者以日企工程经验为依据，针对软件测试课程教学中缺乏系统案例、重技术实现轻文档工作、测试工具流于产品说明等问题[4]，设计了一套软件测试实验，帮助学生利用软件测试技术搭建测试环境；根据测试规格说明书进行测试；练习测试用例的设计、执行与跟踪并高效地进行回归测试；熟悉常用测试文档的书写方法；掌握如何保存测试用例和有效的测试结果；准确地书写缺陷报告；通过思考题的方式启发学生利用计算机技术开发自动化测试工具。
2.1教学进度的调整
计算机课程的实验教学，通常和理论课同步或延迟几周进行。对于软件测试这门课程的实验教学，如果与理论课同步进行，前期的实验内容安排就缺乏理论支持，如果比理论课迟后几次，即在讲述白盒测试和黑盒测试后开始实验教学，就可以将各种测试方法融入实验中进行，但由于软件测试过程及技术、测试文档书写相关内容还未讲述，实验内容的安排显得孤立，没有整体感。为了让学生体验软件测试在实际工作环境中的实施过程，将理论课讲述的知识有机地融入到完整的案例中进行实验，就需要系统地学习完理论知识后，再结合实际案例系统地进行实验。
我们打破传统的周四学时，即“理论2+实验2”的排课模式，将一个学期分为理论上半学期，实验下半学期，上半学期周四学时用于结合案例进行理论教学，下半学期周四学时针对理论课讲述的案例进行实验教学，以便学生能够模拟实际工作环境进行系统的软件测试实验。
2.2实验教学的创新
2.2.1实验素材的创新
现有的软件测试教材，通常会在最后章节给出一个案例，针对该案例利用教材上介绍的各种测试方法有针对性地进行测试用例设计。但是教材对案例的描述基本只限于项目背景介绍、子系统介绍、子系统功能分析、子系统性能及可用性要求方面的资料，基本没有提供可运行案例系统的代码，同时也缺乏必要的供测试使用的文档。实际工作中，软件测试过程与软件设计周期有相互对应的关系，软件测试过程中的单元测试、集成测试、系统测试、验收测试分别对应软件设计中的详细设计、概要设计、系统设计和需求分析[5]。因此，要完成一个系统的较完整测试过程，不仅要提供被测系统的完整代码及数据，还必须提供全套的设计文档。
我们以一个开发完整的以C/S模式实现的“小区物业管理系统”和B/S模式实现的“图书馆管理系统”作为测试案例，在理论课教学中主要以“小区物业管理系统”作为案例进行理论知识的讲解，与网站测试和面向对象测试相关的内容以“图书馆管理系统”作为案例进行讲解。这样，进行完理论教学，学生对案例系统的功能基本了解。在实验教学中，我们提供给学生在测试中需要的代码、开发规范、需求分析、系统设计书、概要设计书、详细设计书，具备了以上资料，便可模拟实际工作模式，将理论教学中讲述的测试策略和方法、测试文档的书写方法运用到该案例的测试实验中。
2.2.2实验内容的创新
由于实验教学学时和学生能力的限制，在本实验的设计中，我们主要针对初、中级测试工程师级别设计实验内容，这些实验内容就是同学们踏上测试岗位要动手干的实际工作。而针对高级测试工程师和测试管理者担当的工作，比如测试计划的制作、各种设计的验证、测试评估和总结，需要经历初中级测试工程师的实战，积累大量经验才能承担，这一部分内容，我们只在理论教学中简单讲述，不在实验教学中安排实验内容。
我们设计了表1所示的实验内容，本设计旨在让学生经过实验的训练，以“经验者”的角色参与求职应聘，因此，我们以项目管理者培养“新人”的方式来安排实验内容和进度。虽然软件测试贯穿于软件生命周期的全过程，但对于刚毕业的大学生来说，从人才培养角度出发，项目管理者通常是按照以下流程在工作过程中培养人才：单纯性测试的实施、测试设计(书写测试规格说明书)、测试环境搭建等，按照单元测试、集成测试、系统测试的顺序循序渐进地深入测试工作，因此我们按如下进度设计了以下实验内容，并在提供的素材中人为地制造缺陷，以便学生发现缺陷、分析缺陷、修改缺陷。
通过上述8个实验，让学生牢固掌握单元测试和集成测试的设计和实现方法，了解常用测试工具的使用方法，同时对系统测试实施有基本了解。严格经过这8个实验的训练，学生基本能以初级测试工程师的身份投入到测试工作中。
关键词：物理性污染控制；考试方法；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0035-02
《物理性污染控制》是主要讨论有关噪声、振动、电磁、放射性污染、热污染和光污染等物理性污染的基本概念、危害、度量及控制技术的一门专业课程。主要内容包括：噪声的评价方法、吸声降噪、隔声技术、消声的基本理论、设计原理和方法；振动污染的评价及隔振技术基本理论和方法；电磁辐射污染控制、放射性污染控制、热污染控制和光污染控制的基本方法及其原理等，其中，噪声和振动两部分是本课程的主要内容。通过本课程学习使学生了解物理性污染的基本知识，掌握噪声、振动物理性污染的基本概念、理论及控制原理，使学生具有常见噪声源噪声控制的设计能力，能进行简单的吸声降噪、隔声、隔振和消声设计。鉴于本课程学时短，无相应的实验课做辅助，为了加深学生对基础理论知识的理解，提高学生的工程实践创新能力，对本课程进行考试方法改革。
一、考试方法
本课程的总成绩由五部分组成，平时出勤100分（占总成绩5%）；平时安排两次考试，每次考试总分50分，共100分（占总成绩20%）；课内实验100分（占总成绩10%）；设计论文100分（占总成绩20%）；期末考试100分（占总成绩45%）。各部分的具体要求如下：平时出勤，无故缺勤一次扣10分，迟到和事假扣5分，有医院开设证明的病假不扣分；无故缺勤周学时，取消考试资格；平时考试，第三周和第六周各安排一次小考，用时10～15分钟，考题类型为客观题，考试内容分别为前三周的重点知识和第三周到第六周所讲重点知识。平时小考要端正考试态度，为了严格杜绝抄袭现象，考试题出A、B卷，学生必须一人一座，若有抄袭及雷同现象，该次考试成绩为“0”。两次考试平均成绩不及格者取消考试资格。课内实验：（1）学生每五人一组，利用声压计对辽宁工业大学校内及周边地区的若干测试点测定声压，对其噪声污染情况加以计量和评价，并利用所学知识给出响应的控制手段，加深学生对噪声基本概念和理论的理解。（2）学生需要上交一份完整的实验报告，报告内容包括实验目的、实验方法、实验数据处理及控制手段，排版以国家标准期刊标准格式排版，打印上交。（3）成绩评定主要根据提交的实验报告。设计论文：（1）教师根据班级学生人数，给出相应设计题目，每个设计题目都给出详细的设计任务和设计要求。每组4人，选出一名组长，题目抽签选。（2）设计论文内容要求写明设计目的与意义、设计任务、设计原则、详细设计步骤及自我评价。设计说明书排版按照辽宁工业大学化学与环境工程学院毕业论文设计格式。（3）设计时间安排两周时间，利用学生课余时间完成。（4）最后一次理论课安排学生答辩，每组通过抽签形式选派代表进行答辩，老师和同学可以根据改组同学所作的内容自由提问，提问过程中组内其他成员同时参与问题回答。（5）根据设计说明书和答辩情况给出综合成绩。期末考试，采取闭卷考试形式，考试时间60分钟，考试内容包括讲授的全部内容，以主观题为主。
二、实施效果
此次《物理性污染控制》课程考试方法改革是在原有考试方法改革“课内实验+期末考试”基础上，增加了平时成绩、阶段性考试和设计论文。原有的考试方法改革在一定程度上提高了学生的实践动手能力，但与实践联系不紧密，本次改革通过设计论文的形式，将噪声源的测定与噪声控制两方面内容紧密结合，更好地锻炼了学生实践创新能力。同时，本次改革弱化了期末考试成绩，将原有的知识导向性观念逐渐向能力导向性观念转变，最终实现“知识、思考、实践”三位一体。《物理性污染控制》考试方法改革后与改革前相比，可以达到如下效果：第一，通过对室外交通噪声污染的测定实验，提高了学生学习积极性，拓展了学习知识面，尤其是通过网络查阅大量相关资料，使学生更进一步了解了有关噪声污染的控制方法，达到了学有所用，理论与实践密切结合，提高了学生采集信息、利用信息的能力。第二，通过对论文格式的简单排版，使学生掌握了有关Word的使用方法，为学生将来进入毕业环节打下了坚实基础。第三，阶段性考试缓解了学生期末考试压力，同时，对学生平时学习也起到了较好的督促作用，使学生对所学知识及时复习及时消化，避免了期末考试“临阵磨枪”。第四，设计论文部分极大地激发了学生的兴趣，最初按计划每四人一组分组完成，但有两名同学主动要求自己一组，独立完成课程设计，其中有两组设计和课内实验结果紧密结合，较好地完成了从噪声源的测定到噪声控制一系列训练过程。同时，通过课内实验和设计论文，增强了学生的动手能力，提高了学生分析问题解决问题的工程实践能力，建立了有关噪声污染控制的设计思路。通过设计论文最终答辩，使学生进一步加深了对理论知识的理解，提高了学生独立思考的学习能力及语言组织表达能力，熟练掌握了PPT制作，为毕业论文答辩打下良好基础。
三、存在的问题及改进措施
1.存在的问题。《物理性污染控制》的考试方法改革暴露了以下几个问题：第一，声级计数量少，一组学生人数过多，报告数据相同，造成数据处理部分雷同。第二，报告分析讨论部分不深刻，只是泛泛讲述常规的控制方法，未能结合本实验数据，就测定点的实际情况给出切实合理的控制措施。第三，学生做实验的积极性很高，但实验报告的处理不认真，要加强学生实验报告的处理指导。第四，由于改革对象为大四学生，学生这学期面临着考研、找工作等一系列问题，所以实施起来并没有理想中那么完美，如果能将课程提到大三，改革效果会更好。
2.改进措施。与以往的考试方法改革相比，弱化了期末考试成绩所占的比重，其主要目的是督促激发学生的平时学习兴趣，提高工程实践能力。通过实践，学生能力确实有了较大提高，但仍未达到预期效果。学生的团结合作精神薄弱，下一轮设计要加强学生团结合作精神。实验部分重视程度虽然有所提高，上交的报告已经重复修改了三次，但大部分同学的讨论部分仍然泛泛而谈，没有针对性，建议进一步加强学生思想教育，端正学习态度，提高自主学习能力。
参考文献：
[1]苑丹丹，刘江红，荆国林，等.环境工程专业《物理性污染控制》课程教学改革浅析[J].赤峰学院学报（自然科学版），2013，29（4）：226.
[2]顾莹莹，王志伟.环境工程专业《物理性污染控制》课程教学思考[J].中国科教创新导刊，2013，（32）：156.
[3]邓辉，武占省，曹鹏，等.《物理性污染控制》课程的教学设计与探讨[J].广州化工，2012，40（19）：158-159.
[4]游少鸿，王敦球，朱义年.以典型案例为纽带构建一体化环境工程专业课程的研究与实践[J].当代教育理论与实践，2012，4（11）：74-76.
关键词：钢制压力容器；试验压力；模糊可靠性理论
中图分类号：TH49 文献标识码：A
1钢制压力容器试验压力的模糊可靠性理论概述
为了确定钢制内压容器在真正投入使用和正常操作时能够具备安全性和可靠性，针对新制造出来或者维修后重新使用的钢制内压容器，一定要用高于设计压力的试验压力针对其开展压力试验，以检查和验证容器的强度、焊接致密性及密封严密性。全球有很多国家按照本国的钢制压力容器试验压力的实际发展情况，制定出设计、制造、检查及监察压力容器标准的相应规范，这些规范的主要内容之就是确定、规范试验压力方式和取值。
压力试验常用的试验方式有液压试验和气压试验，即由钢制压力容器设计的相关单位按照其工艺要求选用其中一种方式作为试验方法，以确定试验压力的数值标准或操作规范。实践证明，确定科学的试验压力的标准对于规范试验压力，减少压力容器发生事故的机率，确保操作人员的生命安全及财产安全有着重要和积极的作用。因为钢制压力容器试验压力的方式及数值的确定涉及到公共安全，所以一定要制定出确定试验压力的标准和规范，研究并明确试验的理论依据，准确设计并计算试验压力和的安全系数的关系。本文中针对钢制内压容器在压力试验时的可靠度理论进行分析和研究，试图建立其可靠性理论，获得钢制压力容器试验压力的方法。
2钢制压力容器试验压力的模糊可靠性模型
钢制压力容器的试验压力的静强度指钢制内压容器对应的屈服强度及爆破强度，也可以指钢制压力容器的薄壁外压圆筒的临界性或边缘性失的稳强度。
2.1钢制压力容器试验压力的模糊可靠性模型几个假设
为更准确地讨论钢制压力容器试验压力的模糊可靠性模型，针对压力容器的可靠性研究要做出如下假设：一是钢制压力容器是根据标准和规范开展设计、制造并通过检验的；二是钢制压力容器的实际载荷、试验压力 静强度P三者全是属于相互独立的随机性变量，其变化基本和正态分布相符；三是本文研究钢制压力容器的初始性的可靠度，即其初始静强度没有遭受环境及时间等影响下的大于实际载荷Pl或试验压力的概率；四是若将试验压力对应的平均值和设计压力比值当成试验压力系数，那么温度和壁厚的修正系数不影响试验压力系数；五是任意随机度量P的分布概率密度函数可用f（P）表示。
2.2钢制压力容器试验压力的模糊可靠性模型压力试验的目的
对钢制压力容器开展压力试验的目的有三个：首先，在相当把握即可靠度达到95%的情况下，让试验压力最小可能值不能小于设计压力；其次，保证试验压力的最大可能值能够得到合理控制，尽可能使钢制压力容器在试验时不发生安全事故，即控制容器的试验不发生事故的可靠度在合理范围内，确保容器试验的可靠性及安全性；最后，经由压力试验，预测钢制压力容器在操作时的可靠度合理控制在允许范围以内，确定容器操作安全。
2.3钢制压力容器的试验压力系数定义
按照上面的分析及假设可以得出，试验压力作为与正态分布相符的随机性变量，设计压力是试验人员按照试验目的及实际载荷进行的主观与人为确定的物理量，则得出，试验压力均值和设计压力的关系为：
（1）
式中：——试验压力为Pl的均值，MPa；
——试验压力系数；
——壁厚修正系数，，本文取=1；
——温度修正系数，，本文取=1；
p——设计压力，MPa。
其中，——名义壁厚；
C-一壁厚附加量。
由上面的公式 ，
可以推出，。
3钢制压力容器试验压力的模糊可靠性研究和计算
钢制压力容器试的实际载荷是与正态分布基本相符的随机性变量，设计压力P则是试验人员按照进行人们根据钢制压力容器试验压力的目的及实际载荷确定的物理量，P与分布概率密度函数的关系如图1所示。
P与分布概率密度函数的关系图
决定设计压力大于实际载荷的随机变量为：
设计压力P比实际载荷的可靠度系
数则是：
式中：——设计压力大于实际载荷的可靠度系数；
——Pl的标准差；
——Pl的变异系数；
K——设计压力系数，。
由这个公式可以得出：
按照我国钢制压力容器试验压力的模糊可靠生标准，设计压力P必须高于钢制压力容器的最高工作压力。在进行相关设计时，一般选用设计压力大于实际载荷的可靠度是95%，相应的可靠度系数位=1.645，因=0.09077，故K=1+1.645×0.09077=1.15；
由公式
与公式
共同可以得出；当使用实际载荷的均平值确定设计压力P的时候，可以选取K=1.15；当使用容器的最高工作压力用以确定设计压力P的时候，则可以选取K=1。这反映出在实际的钢制压力容器的工程进行设计时，选取K=1.0～1.2是相对科学、合理的。
结语
本文主要研究了钢制压力容器试验压力的和实际载荷、压力试验及静强度分布参数间的内在关系，得到了建立钢制压力容器试验压力的可靠性理论，为钢制压力容器的设计技术的健康发展提供相应的分析思路。
参考文献
关键词：食品试验设计与统计分析；教学改革；实践
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）07-134-02
Abstract：Through the teaching reform of food experiment design and statistical analysis， including the reasonable selection of teaching materials， the improvement of interest， case teaching， training comprehensive ability and reforming examination methods， to enable students to improve the learning interest， deepen the understanding of theoretical knowledge， and through a variety of ways to eventually reach the goal of mastering the course， laid a solid foundation for the future study and work.
Key words：Food experiment design and statistics analysis；Teaching reform；Practice
《食品试验设计与统计分析》是数理统计的原理和方法在食品科学研究中的具体应用，作为食品科学与工程专业及食品质量与安全专业的专业基础课，通过该门课程的学习，将学习到如何正确地收集、整理、分析数据，从而得出客观、科学的结论，掌握基本的试验（调查）设计和统计分析方法，对食品科学研究中拟通过试验解决的具体问题提出科学而合理的试验方案，并运用科学的统计方法进行数据处理，得出可靠的结论，从而为今后的工作和学习打下必要的基础。
由于该课程内容繁多，县理论性强、实践性要求较高，教师在教授本课程时会面临课程内容抽象、教学方法和手段单一、“教”与“学”的矛盾等一系列问题[1]。针对本课程存在的问题，结合统计学课程的教学特点和食品专业人才的培养目标，根据多年的教学实践经验和教训，笔者对课程教学体系进行了有益的改革探索，在实际教学中取得了一定成效，为提高《食品试验设计与统计分析》课程教学效果提供参考。
1 合理选用教材
2000年以前，国内食品院校较少开设统计学相关课程，因此相对来说合适的教材也少。上海海洋大学食品学院从2005年开始开设《食品试验设计与统计分析》，课程在选用了多种教材后，综合比较认为由王钦德、杨坚主编的《食品试验设计与统计分析》最为合适。虽然该教材中也存在一些问题，如缺少单因素和双因素优化试验，需要额外补充相关内容；教材后面的软件介绍为SAS软件应用，相对于简单或实用性来说，应当介绍Excel和SPSS软件在统计学和试验设计中的应用等。但作为部级优秀规划教材，其基本满足了本科阶段学生对全面、系统的专业统计知识学习要求[2]，也为大多数高校所选用。
2 教学中提高学生学习兴趣
兴趣是学习的第一动力，在首次上课时通过列举本门课程在后续学习中、实际工作中、日常生活中都有着广泛的应用，从而激发学生学习的兴趣；在后续课程中，经常穿插小故事或小典故，引起学生的学习兴趣，使学生在学习这门课程时不是感到非常枯燥，从而达到寓教于乐的目的。
3 采用案例教学方式，加深学生理解
应用案例教学方法是培养学生应用统计的理论、原理和方法解决实际问题的重要途径[3]。案例教学具有形象化、生动化、简单化、具体化等特点，能将沉闷的学习环境变成轻松愉快的学习氛围，能有效避免出现教师满堂灌、学生被动接受的问题，防止教师在讲授理论时过多推导理论公式等情况[2]。例如，假设检验是本门课程的难点和重点，通过红楼梦中贾宝玉和众多姐妹掷骰子的故事的分析[4]，来说明曹雪芹对统计学知识掌握较少，通过这样一个经典名著中出现的实例，对小概率事件和假设检验进行了很好的诠释，使学生很容易就对此产生深刻印象和有效理解。
4 培养学生发现问题和解决问题的综合能力
《食品试验设计与统计分析》课程的主要目的是培养学生的综合分析能力，其中能够发现问题和解决问题显得尤为重要。在进行正交试验设计教学时，首先让学生自己通过文献检索找到熟悉的并使用了正交试验设计的科研论文，培养学生文献检索的能力；然后在学生提交的文献中，以试验设计较好的论文从考核指标、试验因素确定、试验水平选取、结果分析等方面进行详细讲解，使学生初步掌握正交试验设计；部分文献中在试验设计中会存在或多或少问题，最后以这些文献为反面教材，详细指出在正交试验设计中容易忽略或易犯的错误。通过这样的一系列教学分析，学生可以很好地掌握正交试验设计的方法，具备初步发现问题和解决问题的能力，综合能力也得到了提升，从而具备了初步的科研能力。
5 改革考核方式
由于本门课程公式较多，作为食品科学与工程专业人员来说，主要是会使用本门课程作为一种工具，记忆过多的公式对学习本门课程的用处不大，且不用后很快就会忘记，因此传统的闭卷考试并不适合作为食品试验设计与统计分析课程的考试。而采用传统的开卷考试，会使学生对课程学习放松，认为到时开卷考试容易，而在真正考试时却一筹莫展。因此，笔者采用半开卷考试作为本课程的考核方式，得到了学生及其他老师的普遍认可。半开卷考试就是允许学生带一张A4大小复习纸参加考试，可以允许学生在上面书写任何内容，使得学生不得不将课程内容浓缩在一张纸上，其在抄写一些例题的过程中将会得到思考，或者在考试中仿照例题完成试卷的内容也是一种学习的过程；学生在考试期间，只有在理解了复习纸上的例题才能将试卷上的试题完成。这样，学生将会在多个阶段学习本门课程，包括预习、课堂讲授、完成作业和复习、完成复习纸、考试时，最终使大部分学生可以掌握本门课程。
6 结语
通过多年采用上述方式对《食品试验设计与统计分析》课程教学改革的尝试和实践后，目前学生对这门课程的教学反响很好。实际学习过程中，学生对这门比较难教、难学的课程产生了较大的学习兴趣，加深了对理论知识的理解，并通过多种途径最终达到了掌握这门课程的目标，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
参考文献
[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]付晓萍，范江平，李凌飞，等.食品试验设计与统计分析课程的教学改革与实践[J].现代农业科技，2013，（24）：327，332.
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