中國制造2025背景下“誤差理論與數(shù)據(jù)處理”課程改革與實(shí)踐

于宏濤 張玉艷 包妍 張娜

【摘要】中國制造2025對(duì)高等教育提出了培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的新訴求，誤差分析和處理能力是新形勢(shì)下必備的基本技能。針對(duì)《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》目前教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在的問題，以中國制造2025為導(dǎo)向，提出對(duì)其進(jìn)行改革和實(shí)踐，全面提高人才培養(yǎng)素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】中國制造2025 誤差理論與數(shù)據(jù)處理 教學(xué)模式 教學(xué)方法

2015年5月19日，我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)一《中國制造2025》正式發(fā)布，中國制造2025為應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型提供了良好的機(jī)遇，同時(shí)也提出了挑戰(zhàn)。應(yīng)用型本科院校急需對(duì)培養(yǎng)方案，培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)模式及教學(xué)方法等進(jìn)行改革。《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課，以此為例，對(duì)其進(jìn)行教學(xué)改革。

一、教學(xué)模式改革

加州大學(xué)伯克利分校MOOC Lab的課程主任Armando Fox教授于2013年提出了新的概念一SPOC（small Private onlineCourses），按照字面意義理解為“小規(guī)模限制性在線課程”。SPOC與MOOC相比，面向?qū)W生規(guī)模較小，一般在幾十人到幾百人，但其講授內(nèi)容、講授方法更具有針對(duì)性，充分考慮學(xué)生的層次和學(xué)生的接受能力，因此，教學(xué)效果更好。目前，我國無線網(wǎng)絡(luò)及智能手機(jī)都高速迅猛發(fā)展，使得移動(dòng)工具的選擇具有多樣性，可以使用QQ，微信，超星移動(dòng)慕課平臺(tái)等，這為SPOC提供了良好的基礎(chǔ)。在中國制造2025背景下，為了培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才，需要對(duì)《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》課程進(jìn)行教學(xué)模式改革，單純依靠傳統(tǒng)的課堂教學(xué)無法滿足教學(xué)要求。鑒于SPOC在移動(dòng)端的選擇上的靈活性及教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性，采用基于SPOC環(huán)境的傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)上教學(xué)相結(jié)合混合式教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境可將教學(xué)內(nèi)容前移，即學(xué)生可以通過移動(dòng)端自行觀看教學(xué)視頻，預(yù)習(xí)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境也可將教學(xué)內(nèi)容后移，即學(xué)生可以通過移動(dòng)端答疑，鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。采用混合式教學(xué)模式，傳統(tǒng)課堂教學(xué)可留出更多時(shí)間注重提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

在教學(xué)內(nèi)容方面，在中國制造2025背景下，既要注重理論教學(xué)，更要注重實(shí)踐教學(xué)，而目前對(duì)于《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》這門課程，主要進(jìn)行理論講授，因此，需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容改革，引入現(xiàn)代化工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提高計(jì)算準(zhǔn)確性和計(jì)算效率。

Microsoft Office軟件是最常用的辦公軟件，其中Microsoft Office Word和Microsoft Office Excel應(yīng)用最為廣泛，Microsoft Office Word和Microsoft Office Excel中的統(tǒng)計(jì)功能可以應(yīng)用到該課程。在《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》這門課程中，最常求取的是差值，求和，平均值和標(biāo)準(zhǔn)差等，Microsoft Office軟件提供了這部分常用函數(shù)。具體如下：①求和：SUM（）;②平均值;AVERAGE（）;③單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差：STDEV（）。

Matlab（MATrix LABoratory，矩陣實(shí)驗(yàn)室）最早是由Moler博士開發(fā)的，他在講授線性代數(shù)課程時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用c語言等感高級(jí)語言對(duì)其進(jìn)行求解十分繁重，于是開發(fā)了Matlab軟件。《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》這門課程和線性代數(shù)具有一定的共性，都需要大量的運(yùn)算，因此，可以應(yīng)用Matlab對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。常用命令具體如下：①平均值：mean（）;②MATLAB計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的函數(shù)std（），其調(diào)用格式為s=std（x，flag），flag-0計(jì)算總體的標(biāo)準(zhǔn)差;flag-1計(jì)算樣本的標(biāo)準(zhǔn)差;③畫圖：plot（）。

除了傳統(tǒng)課堂教學(xué)，即線下教學(xué)要引入現(xiàn)代化工具對(duì)數(shù)據(jù)處理外，線上也要給出現(xiàn)代化工具對(duì)數(shù)據(jù)處理相關(guān)資料，實(shí)時(shí)更新最新相關(guān)研究成果，作為課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充及拓展。

三、教學(xué)方法改革

《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》傳統(tǒng)的教學(xué)主要是采用講授法，學(xué)生是被動(dòng)的接受式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果較差，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈剿鲗W(xué)習(xí)和有意義的學(xué)習(xí)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法以工程項(xiàng)目為引導(dǎo)、任務(wù)來驅(qū)動(dòng)的方式來組織教學(xué)，即以一個(gè)項(xiàng)目作為主體由多個(gè)具體的任務(wù)作支撐，學(xué)生通過對(duì)這些任務(wù)的完成來達(dá)到學(xué)習(xí)新知識(shí)、提高實(shí)踐能力的目的。這樣將教學(xué)內(nèi)容與工作崗位對(duì)專業(yè)人才的知識(shí)要求、能力要求結(jié)合起來。

四、結(jié)語

實(shí)現(xiàn)中國制造2025的宏偉規(guī)劃就需要一批高端技能型人才支撐，這就需要應(yīng)用型本科院校對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行改革，本文以《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》為例，在教學(xué)模式方面，采用了基于SPOC環(huán)境的傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)上教學(xué)相結(jié)合混合式教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，在教學(xué)方法方面，采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。在教學(xué)內(nèi)容方面，提出了引入現(xiàn)代化工具對(duì)數(shù)據(jù)處理，與日后工作緊密結(jié)合，以便學(xué)有所用。