試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理課程教學(xué)研究

陳鏵耀，周新華，周紅軍，徐 華

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，廣東 廣州 510225)

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試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理課程教學(xué)研究

陳鏵耀，周新華，周紅軍，徐 華

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，廣東 廣州 510225)

結(jié)合地方二本高?；瘜W(xué)專業(yè)特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和課程考查方式等幾方面對本課程教學(xué)進(jìn)行了探討。從教學(xué)內(nèi)容中提出引入多媒體教學(xué)、文史哲學(xué)背景的講解及思維，并在教學(xué)方式的研究中強(qiáng)調(diào)注重實(shí)踐性特點(diǎn)。而在考查方式的研究中則提出以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、研究報(bào)告、考試、上機(jī)考查的綜合評(píng)價(jià)代替單純的紙面考試，以使學(xué)生的能力得到全面的提高。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)處理；教學(xué)方法；研討

試驗(yàn)設(shè)計(jì)，也稱為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是研究如何經(jīng)濟(jì)地、科學(xué)地安排試驗(yàn)的一項(xiàng)技術(shù)。而數(shù)據(jù)是現(xiàn)代信息時(shí)代必不可少的分析對象。數(shù)據(jù)處理則是對采集后的龐大對象進(jìn)行有效篩分及從中總結(jié)出規(guī)律或結(jié)論的過程，這個(gè)過程貫穿了我們生產(chǎn)生活中的每個(gè)領(lǐng)域，這門學(xué)科的發(fā)展決定了現(xiàn)今信息時(shí)代社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程及發(fā)展深度。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理到融匯在生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用的廣度和深度，極大地影響著人類社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理已經(jīng)經(jīng)歷了長期的應(yīng)用與研究，無論在科研領(lǐng)域還是在生產(chǎn)生活中都成為了必備的基礎(chǔ)知識(shí)[1]，基于化工實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)際要求及其在應(yīng)用研發(fā)的需要，安排大量的實(shí)驗(yàn)以達(dá)到探索工藝條件及配方的目的。學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)并運(yùn)用合適的算法進(jìn)行分析運(yùn)算可以有效減少試驗(yàn)次數(shù)，并得到盡可能精確的結(jié)果?？萍技夹g(shù)的發(fā)展特別是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明，推動(dòng)了各種針對試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的軟件開發(fā)，從而誕生了Excel、Origin、graphpad等一批實(shí)用方便的分析計(jì)算軟件，使比較復(fù)雜的算法能得到應(yīng)用，使本學(xué)科得到了發(fā)展與普及。 針對化學(xué)化工專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理課程的開設(shè)能讓學(xué)生找到設(shè)計(jì)試驗(yàn)的合理途徑，學(xué)會(huì)如何高效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，從而探索出工藝配方的最優(yōu)方案，并使學(xué)生分析解決問題的能力得到提升。對于課程的教學(xué)方法的持續(xù)研究與改進(jìn)則是課程教學(xué)質(zhì)量的有力保證。

1 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置研究

1.1 引入多媒體教學(xué)

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》這門課程中需要運(yùn)用電腦軟件進(jìn)行圖表的繪制及推導(dǎo)復(fù)雜的公式，因而電腦軟件在試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化及數(shù)據(jù)處理方面具有重要的作用，借助電腦軟件的幫組，我們就能夠有效地推導(dǎo)出合理的試驗(yàn)方案及高效地處理數(shù)據(jù)。因此傳統(tǒng)的授課內(nèi)容及理念集中在黑板板書及日常手工運(yùn)算，已無法滿足這門課的教學(xué)要求。而在《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程中將多媒體工具和計(jì)算機(jī)軟件作為教學(xué)內(nèi)容，可幫助學(xué)生學(xué)會(huì)如何直觀地展現(xiàn)出各種方法的原理、方案設(shè)計(jì)步驟和試驗(yàn)處理過程。方便了老師的講解，學(xué)生也易于理解與掌握。對大多數(shù)學(xué)生而言，學(xué)會(huì)如何運(yùn)用電腦多媒體及計(jì)算機(jī)機(jī)軟件的可以有效提高其學(xué)習(xí)效率。

1.2 引入文史哲學(xué)背景的講解及思維

我們在課堂教學(xué)中可以及時(shí)穿插和引入一些必要的學(xué)科發(fā)展史料。也可以展示如韓信點(diǎn)兵等試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的成功案例。可將現(xiàn)今較熱門的能源、環(huán)境、食品、藥品與我們專業(yè)中的工農(nóng)業(yè)相聯(lián)系，并將其與課程有機(jī)結(jié)合在一起，讓學(xué)生明白課程與社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系，從而提高他們學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感。除此以外，還可以引入哲學(xué)思想。掌握哲學(xué)思想有利于學(xué)生形成科學(xué)觀念，能有效地指導(dǎo)學(xué)生探求物質(zhì)變化的規(guī)律，有利于學(xué)生從理工科的量化視角去認(rèn)識(shí)和解決日常生活中的問題，促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)本學(xué)科知識(shí)，有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[2-3]。

2 教學(xué)方式的研究

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理具有實(shí)踐性特點(diǎn)，從實(shí)踐出發(fā)，需端正學(xué)習(xí)的態(tài)度與方法，將理論與實(shí)際相結(jié)合，從而將一堆死板的教材轉(zhuǎn)化為學(xué)生感興趣的知識(shí)點(diǎn)，并讓其運(yùn)用于學(xué)業(yè)及日常生產(chǎn)生活中。大學(xué)課堂中的老師不但要讓學(xué)生掌握化學(xué)的基本理論知識(shí)，而且還要和日常生活的實(shí)際聯(lián)系起來[4]。然而傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)方法卻讓教師忙于講，學(xué)生疲于記而無暇思考與討論墨守成規(guī)，缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)造性一直是我國高等教育中存在的主要弊病，我們可以通過引入多層次、立體化的教學(xué)模式，通過在課堂中以實(shí)際問題來引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與參與熱情，從而促進(jìn)師生交流，以解決以上的弊病。按照基本原理、應(yīng)用范圍和應(yīng)用實(shí)例來設(shè)計(jì)授課主線，并以案例為主導(dǎo)，重點(diǎn)講授圖表繪制及軟件處理，并輔以現(xiàn)場示范，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。我們在教學(xué)過程中也選取不同案例進(jìn)行剖析，比如在對不同社區(qū)的人口分析評(píng)價(jià)和調(diào)整時(shí)，首先提出具體要求，引導(dǎo)學(xué)生從不同社區(qū)的特點(diǎn)出發(fā)，用新的設(shè)計(jì)思想分析案例，從而幫助學(xué)生理清設(shè)計(jì)思路。然后讓學(xué)生自己去分析該設(shè)計(jì)，再分組討論歸納意見，寫出分析報(bào)告，設(shè)計(jì)出合適的數(shù)據(jù)采集方法及數(shù)據(jù)處理方法，最后教師有針對性地講評(píng)。通過課堂點(diǎn)評(píng)和課后座談，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，變被動(dòng)接受為主動(dòng)思考，課堂氣氛活躍，加深了對所學(xué)知識(shí)的理解和靈活應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生立分析和解決問題的能力。也可以用教學(xué)帶科研，以科研促教學(xué)將科研成果及時(shí)應(yīng)用到課堂，并將學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)課題與科研項(xiàng)目有機(jī)地結(jié)合起來，這樣既在一定程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力、科研能力及綜合素質(zhì)，也促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高[5]。而試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的種類與方法非常多，在不同的實(shí)際問題解決中體現(xiàn)不同的優(yōu)缺點(diǎn)。如果僅采取案例教學(xué)，只是泛泛講授，盡管課堂上講了不少實(shí)例，但真正要實(shí)際解決問題時(shí)就束手無策[6]。所以還需要培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，在一個(gè)專題內(nèi)容講授完后，通過思考性的問題引導(dǎo)學(xué)生的思考，讓其主動(dòng)思考并尋找合理的解決方法，讓學(xué)生用不同的方法來處理這同一道題，啟發(fā)學(xué)生去發(fā)掘這門課程所學(xué)知識(shí)的潛力與應(yīng)用，探索其在問題處理方面的優(yōu)勢。

3 課程考查方式的研究

學(xué)生的自學(xué)能力、獨(dú)立思考能力、總結(jié)歸納能力、創(chuàng)新意識(shí)等的學(xué)習(xí)是地方高?；瘜W(xué)專業(yè)的重要培養(yǎng)目標(biāo)，也是實(shí)用型人才的客觀需要。課程考察方式應(yīng)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、研究報(bào)告、考試、上機(jī)考查的綜合評(píng)價(jià)。需要以促進(jìn)學(xué)生積極思維，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)展學(xué)生潛力為教學(xué)主要目標(biāo)?！对囼?yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》作為一門工具課，上機(jī)實(shí)踐是學(xué)習(xí)這門課的重點(diǎn)，也是《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》的方法原理及計(jì)算應(yīng)用的難點(diǎn)。在上機(jī)實(shí)踐考查上可以讓學(xué)生先從教材內(nèi)容模仿入手，然后鼓勵(lì)其獨(dú)自設(shè)實(shí)驗(yàn)，并對采集的數(shù)據(jù)與結(jié)果運(yùn)用所學(xué)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，從而提高了學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握。對于有強(qiáng)烈學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生可以讓其提出開創(chuàng)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及算法從而獲得一定的加分。這樣有利于學(xué)生獨(dú)立針對實(shí)際問題進(jìn)行分析、思考和解決的能力。

4 結(jié) 語

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》教學(xué)方法的研究一直是高等教育工作的重要方向之一，由于我國科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域特別是基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域相比西方發(fā)達(dá)國家較為落后，從而造成了這門學(xué)科的普及與重視度與社會(huì)發(fā)展程度相比有些脫節(jié)，甚至一定程度上影響了我國科技水平的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求和科學(xué)發(fā)展觀的引導(dǎo)下，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理課程教學(xué)需要持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)社會(huì)現(xiàn)實(shí)的要求。而教學(xué)質(zhì)量一方面跟學(xué)生自身的基礎(chǔ)、接受能力及學(xué)習(xí)態(tài)度有關(guān)，另一方面教師在教學(xué)過程中要兼顧基礎(chǔ)較差的學(xué)生，以提高他們對學(xué)習(xí)的信心和積極性。此外要增加課堂練習(xí)，帶領(lǐng)學(xué)生在解答練習(xí)題的過程中強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)。教師在教學(xué)中首先要做到重點(diǎn)突出，對非重點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)略微帶過甚至直接略去，且要針對性地加強(qiáng)對重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的練習(xí)。若能在教學(xué)中嘗試以問題為主導(dǎo)案例為線索的教學(xué)方法，并引入哲學(xué)思維和人生哲理，注重思維培養(yǎng)，則更能提高學(xué)生的主動(dòng)性與積極性，從而取得更加滿意的效果。

[1] 李云雁,胡傳榮.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:1-2.

[2] 許燕紅,葉玉純.從元素周期表的發(fā)展史體悟化學(xué)哲學(xué)[J].化學(xué)教育,2013(7):93-96.

[3] 袁騰,劉英菊,倪春林,等.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下珠三角地區(qū)涂料類人才培養(yǎng)模式構(gòu)建[J].廣東化工,2016,43(16):197-199.

[4] 吳高鵬.用哲學(xué)思想引領(lǐng)化學(xué)教學(xué)[J].教學(xué)研究,2012(5):19-20.

[5] 石亞中,伍亞華,錢時(shí)權(quán).《營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)》課程教學(xué)改革與探索[J].廣東化工,2012,39(1):154-155.

[6] 李春民.啟發(fā)式教學(xué)之我見[J].湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006(4):26-27.

Study on Teaching Method of Experiment Design and Data Processing

CHENHua-yao,ZHOUXin-hua,ZHOUHong-jun,XUHua

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangdong Guangzhou 510225, China)

The teaching content, model of teaching and examination were discussed combined with the features of chemical majors in local colleague. In teaching content, media teaching, background of history and philosophy were introduced. The practicalness in teaching method was also emphasized. While in the research of the type of examination, compositive evaluation was introduced including experiment design, research report, examination and computer operation, to take the place of pure examination to improve the whole ability of the students.

experiment design; data processing; teaching method; research

陳鏵耀(1978-)，男，博士，講師，主要從事農(nóng)藥緩釋劑研究。

O6-051

A

1001-9677(2016)024-0161-02