試驗設計與數據處理課程教學研究

陳鏵耀，周新華，周紅軍，徐 華

(仲愷農業工程學院化學化工學院，廣東 廣州 510225)

?

試驗設計與數據處理課程教學研究

陳鏵耀，周新華，周紅軍，徐 華

(仲愷農業工程學院化學化工學院，廣東 廣州 510225)

結合地方二本高校化學專業特點，從教學內容、教學方式和課程考查方式等幾方面對本課程教學進行了探討。從教學內容中提出引入多媒體教學、文史哲學背景的講解及思維，并在教學方式的研究中強調注重實踐性特點。而在考查方式的研究中則提出以實驗設計、研究報告、考試、上機考查的綜合評價代替單純的紙面考試，以使學生的能力得到全面的提高。

試驗設計；數據處理；教學方法；研討

試驗設計，也稱為實驗設計，是研究如何經濟地、科學地安排試驗的一項技術。而數據是現代信息時代必不可少的分析對象。數據處理則是對采集后的龐大對象進行有效篩分及從中總結出規律或結論的過程，這個過程貫穿了我們生產生活中的每個領域，這門學科的發展決定了現今信息時代社會的發展進程及發展深度。試驗設計與數據處理到融匯在生產和社會生活的各個領域。數據處理技術的發展應用的廣度和深度，極大地影響著人類社會發展的進程。試驗設計與數據處理已經經歷了長期的應用與研究，無論在科研領域還是在生產生活中都成為了必備的基礎知識[1]，基于化工實際生產中的實際要求及其在應用研發的需要，安排大量的實驗以達到探索工藝條件及配方的目的。學會運用科學的試驗設計方法設計并運用合適的算法進行分析運算可以有效減少試驗次數，并得到盡可能精確的結果。科技技術的發展特別是電子計算機的發明，推動了各種針對試驗設計與數據處理的軟件開發，從而誕生了Excel、Origin、graphpad等一批實用方便的分析計算軟件，使比較復雜的算法能得到應用，使本學科得到了發展與普及。 針對化學化工專業的專業特點，試驗設計與數據處理課程的開設能讓學生找到設計試驗的合理途徑，學會如何高效地對數據進行分析和處理，從而探索出工藝配方的最優方案，并使學生分析解決問題的能力得到提升。對于課程的教學方法的持續研究與改進則是課程教學質量的有力保證。

1 教學內容的設置研究

1.1 引入多媒體教學

《試驗設計與數據處理》這門課程中需要運用電腦軟件進行圖表的繪制及推導復雜的公式，因而電腦軟件在試驗方案的設計與優化及數據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出合理的試驗方案及高效地處理數據。因此傳統的授課內容及理念集中在黑板板書及日常手工運算，已無法滿足這門課的教學要求。而在《試驗設計與數據處理》課程中將多媒體工具和計算機軟件作為教學內容，可幫助學生學會如何直觀地展現出各種方法的原理、方案設計步驟和試驗處理過程。方便了老師的講解，學生也易于理解與掌握。對大多數學生而言，學會如何運用電腦多媒體及計算機機軟件的可以有效提高其學習效率。

1.2 引入文史哲學背景的講解及思維

我們在課堂教學中可以及時穿插和引入一些必要的學科發展史料。也可以展示如韓信點兵等試驗設計與數據處理的成功案例。可將現今較熱門的能源、環境、食品、藥品與我們專業中的工農業相聯系，并將其與課程有機結合在一起，讓學生明白課程與社會發展的密切關系，從而提高他們學習的積極性，增強他們的社會責任感。除此以外，還可以引入哲學思想。掌握哲學思想有利于學生形成科學觀念，能有效地指導學生探求物質變化的規律，有利于學生從理工科的量化視角去認識和解決日常生活中的問題，促使學生積極主動地學習本學科知識，有利于提高學生的科學素養[2-3]。

2 教學方式的研究

試驗設計與數據處理具有實踐性特點，從實踐出發，需端正學習的態度與方法，將理論與實際相結合，從而將一堆死板的教材轉化為學生感興趣的知識點，并讓其運用于學業及日常生產生活中。大學課堂中的老師不但要讓學生掌握化學的基本理論知識，而且還要和日常生活的實際聯系起來[4]。然而傳統的“注入式”教學方法卻讓教師忙于講，學生疲于記而無暇思考與討論墨守成規，缺乏主動性和創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、立體化的教學模式，通過在課堂中以實際問題來引領學生的學習興趣與參與熱情，從而促進師生交流，以解決以上的弊病。按照基本原理、應用范圍和應用實例來設計授課主線，并以案例為主導，重點講授圖表繪制及軟件處理，并輔以現場示范，從而提高學生學習效率。我們在教學過程中也選取不同案例進行剖析，比如在對不同社區的人口分析評價和調整時，首先提出具體要求，引導學生從不同社區的特點出發，用新的設計思想分析案例，從而幫助學生理清設計思路。然后讓學生自己去分析該設計，再分組討論歸納意見，寫出分析報告，設計出合適的數據采集方法及數據處理方法，最后教師有針對性地講評。通過課堂點評和課后座談，大大調動了學生學習的積極性，變被動接受為主動思考，課堂氣氛活躍，加深了對所學知識的理解和靈活應用，培養了學生立分析和解決問題的能力。也可以用教學帶科研，以科研促教學將科研成果及時應用到課堂，并將學生的畢業實習課題與科研項目有機地結合起來，這樣既在一定程度上提高了學生的創新能力、科研能力及綜合素質，也促進了教學質量的提高[5]。而試驗設計與數據處理的種類與方法非常多，在不同的實際問題解決中體現不同的優缺點。如果僅采取案例教學，只是泛泛講授，盡管課堂上講了不少實例，但真正要實際解決問題時就束手無策[6]。所以還需要培養學生分析、解決問題的能力，在一個專題內容講授完后，通過思考性的問題引導學生的思考，讓其主動思考并尋找合理的解決方法，讓學生用不同的方法來處理這同一道題，啟發學生去發掘這門課程所學知識的潛力與應用，探索其在問題處理方面的優勢。

3 課程考查方式的研究

學生的自學能力、獨立思考能力、總結歸納能力、創新意識等的學習是地方高校化學專業的重要培養目標，也是實用型人才的客觀需要。課程考察方式應是實驗設計、研究報告、考試、上機考查的綜合評價。需要以促進學生積極思維，提高學生的自主學習能力，發展學生潛力為教學主要目標。《試驗設計與數據處理》作為一門工具課，上機實踐是學習這門課的重點，也是《試驗設計與數據處理》的方法原理及計算應用的難點。在上機實踐考查上可以讓學生先從教材內容模仿入手，然后鼓勵其獨自設實驗，并對采集的數據與結果運用所學方法進行統計處理，從而提高了學生對知識點的理解與掌握。對于有強烈學習興趣的學生可以讓其提出開創性試驗設計方案及算法從而獲得一定的加分。這樣有利于學生獨立針對實際問題進行分析、思考和解決的能力。

4 結 語

《試驗設計與數據處理》教學方法的研究一直是高等教育工作的重要方向之一，由于我國科學技術領域特別是基礎科學領域相比西方發達國家較為落后，從而造成了這門學科的普及與重視度與社會發展程度相比有些脫節，甚至一定程度上影響了我國科技水平的提高和經濟的發展。在現代經濟發展的要求和科學發展觀的引導下，試驗設計與數據處理課程教學需要持續進行改進以適應社會現實的要求。而教學質量一方面跟學生自身的基礎、接受能力及學習態度有關，另一方面教師在教學過程中要兼顧基礎較差的學生，以提高他們對學習的信心和積極性。此外要增加課堂練習，帶領學生在解答練習題的過程中強化知識點。教師在教學中首先要做到重點突出，對非重點的知識點略微帶過甚至直接略去，且要針對性地加強對重點知識點的練習。若能在教學中嘗試以問題為主導案例為線索的教學方法，并引入哲學思維和人生哲理，注重思維培養，則更能提高學生的主動性與積極性，從而取得更加滿意的效果。

[1] 李云雁,胡傳榮.試驗設計與數據處理[M].北京:化學工業出版社,2005:1-2.

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

[3] 袁騰,劉英菊,倪春林,等.創新創業背景下珠三角地區涂料類人才培養模式構建[J].廣東化工,2016,43(16):197-199.

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

[5] 石亞中,伍亞華,錢時權.《營養與食品衛生學》課程教學改革與探索[J].廣東化工,2012,39(1):154-155.

[6] 李春民.啟發式教學之我見[J].湖北生態工程職業技術學院學報,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，主要從事農藥緩釋劑研究。

O6-051

A

1001-9677(2016)024-0161-02