基于“以學(xué)生為中心”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程教學(xué)改革與實(shí)踐

馮春來 芮蒙杰 戈延茹

摘要：建立“以學(xué)生為中心”的培養(yǎng)模式，是高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要教學(xué)改革方向。為解決《實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)中存在的學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用能力弱等問題，也為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，文章開展了“以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)改革，構(gòu)建了課堂案例引導(dǎo)—課后探究學(xué)習(xí)一階段實(shí)踐練習(xí)—討論反饋一過程評價的教學(xué)模式，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：以學(xué)生為中心;實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理;教學(xué)改革;評價體系

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）36-0098-02

一、引言

近年來，“以學(xué)生為中心”的教育理念已逐漸被廣大教師所認(rèn)知，建立“以學(xué)生為中心”的培養(yǎng)模式成為高校教學(xué)改革的重要方向，也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保障。其本質(zhì)就是“教學(xué)生學(xué)”，也就是教學(xué)生“樂學(xué)”、“會學(xué)”、“學(xué)會”，核心是學(xué)生“會學(xué)”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式向以學(xué)生為中心的模式轉(zhuǎn)變，要求教師從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中發(fā)揮的“主導(dǎo)”作用轉(zhuǎn)為對學(xué)生主動學(xué)習(xí)的“引導(dǎo)”和“推動”作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、能動性和創(chuàng)造性，從而提高學(xué)生探索知識、發(fā)現(xiàn)知識和創(chuàng)造知識的意識和能力。因此，”以學(xué)生為中心“的教學(xué)模式不僅要求教師理念進(jìn)行轉(zhuǎn)變，也對教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和教學(xué)水平提出了更高要求。教師要對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)過程和教學(xué)評估等教學(xué)要素進(jìn)行精心設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生完成各種教學(xué)活動，從而避免落人實(shí)踐誤區(qū)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

《實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》是研究如何合理制定實(shí)驗(yàn)方案，有效獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計分析，以求盡快獲得最優(yōu)化方案的數(shù)學(xué)理論與方法的學(xué)科，是我院藥學(xué)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，對于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力具有重要作用。如何保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，做到“學(xué)以致用”，保障培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是我們需要不斷探討的課題。

二、課程教學(xué)中存在的主要問題

在以往“以教為主”的教學(xué)模式中，《實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程的教學(xué)存在以下主要問題：（1）學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性不強(qiáng);（2）藥學(xué)類專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)普遍相對較弱，對內(nèi)容理解不夠深刻;（3）實(shí)踐應(yīng)用能力不足，缺乏創(chuàng)新能力;（4）在目前面臨的學(xué)分壓縮、課內(nèi)教學(xué)學(xué)時減少的情況下，教學(xué)難度進(jìn)一步增大。為解決上述問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，亟待引入新的教學(xué)理念和教學(xué)模式。

三、“以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)改革

針對上述問題，作者開展了“以學(xué)生為中心”的《實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)改革嘗試，構(gòu)建了課堂案例引導(dǎo)—課后探究學(xué)習(xí)一階段實(shí)踐練習(xí)—討論反饋—過程評價的教學(xué)模式，取得了良好的效果。

（一）明確課程教學(xué)目標(biāo)

課程教學(xué)目標(biāo)是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)。以學(xué)生為中心的教學(xué)不僅是知識的傳授，更是對能力、素養(yǎng)的綜合培養(yǎng)。因此，本課程圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，從知識、能力與素質(zhì)兩個方面設(shè)定了教學(xué)目標(biāo)。知識方面主要針對藥學(xué)領(lǐng)域中提取分離、合成、分析、藥物制劑、發(fā)酵等相關(guān)實(shí)驗(yàn)常用方法所需的知識，設(shè)置以下目標(biāo)：（1）掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)概念;（2）掌握正交試驗(yàn)設(shè)計、均勻設(shè)計、響應(yīng)曲面設(shè)計、配方試驗(yàn)設(shè)計、優(yōu)選法的基本原理、適用范圍和特點(diǎn);（3）掌握正交試驗(yàn)設(shè)計、均勻設(shè)計、響應(yīng)曲面設(shè)計、配方試驗(yàn)設(shè)計、優(yōu)選法的設(shè)計和數(shù)據(jù)處理步驟。能力與素質(zhì)方面以學(xué)生具備針對實(shí)際問題能夠獨(dú)立設(shè)計實(shí)驗(yàn)和處理數(shù)據(jù)為要求。

（二）“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式構(gòu)建

針對上述教學(xué)目標(biāo)，為了提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、能動性和創(chuàng)造性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，同時兼顧學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性和學(xué)生的個性發(fā)展，本課程構(gòu)建了課堂案例引導(dǎo)—課后探究學(xué)習(xí)一階段實(shí)踐練習(xí)—討論反饋—過程評價的教學(xué)模式，并采用過程性評價代替考試對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核。具體內(nèi)容如下：

1.以案例為引導(dǎo)，課堂探究學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程以高等數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)為基礎(chǔ)，在方法理論介紹時，經(jīng)常涉及大量的公式推導(dǎo)，如果在課堂上逐一詳細(xì)講解，不僅需要大量課時，還會導(dǎo)致學(xué)生失去興趣。因此，針對不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法的特點(diǎn)和異同，結(jié)合實(shí)際設(shè)定相應(yīng)的案例，通過啟發(fā)式和案例式教學(xué)，由簡入難逐步提出問題（案例），層層相扣，引導(dǎo)學(xué)生主動思考和參與討論，提出解決方案，教師對重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行提綱挈領(lǐng)地串講和針對性剖析。這不但可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，還能夠強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計與數(shù)據(jù)處理方法特點(diǎn)、原理的理解，進(jìn)而增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力。

2.以網(wǎng)絡(luò)課程為平臺，課后提升學(xué)習(xí)系統(tǒng)性和主動性。由于課時的限制，課堂以案例引導(dǎo)為主的討論和串講主要針對設(shè)計方法的特點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有系統(tǒng)性，同時又能滿足不同學(xué)生的興趣和個陛，進(jìn)行擴(kuò)展性學(xué)習(xí)無疑是十分有必要的。本課程構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)在線課程資源，以便學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)和練習(xí)。網(wǎng)絡(luò)平臺提供課程教學(xué)演示文稿、視頻等教學(xué)資源，同時設(shè)置測試題、討論、統(tǒng)計等功能。為確保學(xué)習(xí)效果，避免學(xué)生課后學(xué)習(xí)避難就簡，或不主動學(xué)習(xí)，針對課程相關(guān)內(nèi)容，尤其是針對概念、重點(diǎn)、難點(diǎn)，設(shè)置相對應(yīng)的測試題、思考題或練習(xí)作業(yè)，由學(xué)生獨(dú)立在線完成。在線資源學(xué)習(xí)訪問的進(jìn)度也作為考核的一個指標(biāo)，學(xué)生可以通過在線或QQ進(jìn)行提問或討論。

3.階段性實(shí)踐練習(xí)，增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力。在一種設(shè)計方法學(xué)習(xí)結(jié)束之后，會安排實(shí)踐練習(xí)，即大作業(yè)。為兼顧學(xué)習(xí)的基本要求和學(xué)生的個人興趣，練習(xí)通常分為通用和自選兩部分。通用部分是指定的案例（即指定要解決的問題），自選部分是允許學(xué)生就自己感興趣的試驗(yàn)問題進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計及數(shù)據(jù)處理。大作業(yè)要求學(xué)生自己查找文獻(xiàn)，確定試驗(yàn)的考查因素、水平，選擇合適方法進(jìn)行設(shè)計，并模擬設(shè)定實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。在此過程中，要求學(xué)生自己學(xué)習(xí)軟件的使用方法。

4.討論反饋，增強(qiáng)理解。除了學(xué)生在課后可以隨時提問，或者討論獲得解答以外，學(xué)生完成的習(xí)題和大作業(yè)也通過網(wǎng)絡(luò)提交，教師可以及時查看審閱，并挑選典型的例子，包括錯誤和優(yōu)秀的設(shè)計應(yīng)用，在課堂內(nèi)由作業(yè)完成人進(jìn)行介紹，并進(jìn)行討論和講解，從而使學(xué)生認(rèn)識到實(shí)際操作中的要點(diǎn)和問題所在，形成正確的思考方式，并正確掌握試驗(yàn)設(shè)計方法。

5.注重過程，建立科學(xué)評價體系?！耙詫W(xué)生為中心”的教學(xué)需要以學(xué)生主動學(xué)、自主學(xué)為基礎(chǔ)，學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)尤為重要。因此需要教師建立覆蓋全過程的質(zhì)量控制機(jī)制，以及用于檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價方式。本課程采用過程考核，代替了通常的考試方式。使用學(xué)習(xí)筆記、在線學(xué)習(xí)情況、習(xí)題作業(yè)、大作業(yè)和最終課程報告為指標(biāo)，綜合考查學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)的效果。其中在線學(xué)習(xí)情況主要包括課前預(yù)備知識測試、隨堂即時測試、課后過關(guān)測試。每項指標(biāo)均圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)置評分標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施教考分離。

四、“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革成效

通過“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革，本課程取得了令人驚喜的效果。首先，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性極大地提高，課堂上不再出現(xiàn)低頭族，學(xué)生上課熱情洋溢，積極參與，用于發(fā)言，課堂充滿歡聲笑語。選課率從32%提升至85%，學(xué)生評教滿意度達(dá)94%以上。學(xué)生反映：“該課程是課堂紀(jì)律最好的，同學(xué)們精神最集中的，從這樣的課堂氛圍之中，讓我感受到真正的大學(xué)求學(xué)課堂。”其次，學(xué)生課外自學(xué)的積極性獲得提升，課后提問明顯增多。最后，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣明顯增加，申請科研立項、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練等項目的學(xué)生實(shí)現(xiàn)全覆蓋，有效提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

五、結(jié)語

本課程圍繞“以學(xué)生為中心”，通過對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)過程和教學(xué)考核進(jìn)行精心設(shè)計，取得了良好的教學(xué)效果。實(shí)踐表明，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，有助于促進(jìn)課內(nèi)外學(xué)習(xí)的貫通，解決課內(nèi)學(xué)時壓縮與學(xué)生課后學(xué)習(xí)自律性差的矛盾，使學(xué)生做到“學(xué)以致用”、“學(xué)有所用”。