研究生專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革與探索
——以《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》為例

王燕鋒 楊磊 趙 毅

中原工學(xué)院（450007）

1 課程建設(shè)的背景

研究生培養(yǎng)處于人才培養(yǎng)的頂端，其培養(yǎng)質(zhì)量影響到我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的各個(gè)方面，為此，我國(guó)自2013年起，先后出臺(tái)《關(guān)于深化研究生教育改革的意見(jiàn)》、《關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見(jiàn)》、《學(xué)位與研究生教育發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等文件，不斷加強(qiáng)研究生課程建設(shè)、深化課程教學(xué)改革，全面提升研究生培養(yǎng)的質(zhì)量[1-2]。

2020年7月，習(xí)近平主席就研究生教育工作作出了重要指示。習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，研究生教育在培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、推進(jìn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化方面具有重要作用。各級(jí)黨委和政府要高度重視研究生教育，推動(dòng)研究生教育適應(yīng)黨和國(guó)家事業(yè)發(fā)展需要，堅(jiān)持“四為”方針，瞄準(zhǔn)科技前沿和關(guān)鍵領(lǐng)域，深入推進(jìn)學(xué)科專(zhuān)業(yè)調(diào)整，提升導(dǎo)師隊(duì)伍水平，完善人才培養(yǎng)體系，加快培養(yǎng)國(guó)家急需的高層次人才，為堅(jiān)持和發(fā)展中國(guó)特色社會(huì)主義、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)作出貢獻(xiàn)[3]。

為了提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，研究生教育必須夯實(shí)基礎(chǔ)，創(chuàng)新能力源于堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和廣博的學(xué)科交叉，沒(méi)有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，難以支撐未來(lái)科研的創(chuàng)新，因此，研究生課程的學(xué)習(xí)必須重視和加強(qiáng)，在一流學(xué)科建設(shè)的過(guò)程中，打造高質(zhì)量的研究生課程對(duì)研究生培養(yǎng)意義重大[4-9]。在過(guò)去的研究生教育中，基礎(chǔ)課程的教學(xué)往往由一個(gè)教師來(lái)進(jìn)行，為了提升課程建設(shè)質(zhì)量，構(gòu)建強(qiáng)大課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)有利于保證基礎(chǔ)課程的順利開(kāi)展，提升課程教學(xué)效果。基于上述背景，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在研究生專(zhuān)業(yè)課程《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》中嘗試了一系列教學(xué)改革，全面提升課程教學(xué)效果，力求夯實(shí)學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，助力科研過(guò)程，提升研究生的創(chuàng)新能力。

2 課程的基本情況

《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》開(kāi)設(shè)在研究生專(zhuān)業(yè)課之前，是一門(mén)必修課。課程的作用是讓研究生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程時(shí)，對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程中的實(shí)驗(yàn)部分，以及在研究學(xué)習(xí)時(shí)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，做出優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。本課程的主要任務(wù)是介紹工程技術(shù)中常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法，具體內(nèi)容包括誤差理論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理，回歸分析，常用的數(shù)學(xué)建模方法等。

本課程是在學(xué)完大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課（概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)）后開(kāi)設(shè)的。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求研究生掌握實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)中所得數(shù)據(jù)的處理。在對(duì)實(shí)際問(wèn)題的研究中，絕大多數(shù)是利用實(shí)驗(yàn)的方法，尋求最佳的解決方案，因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理是必不可少的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，為研究生今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 課程改革的措施

1）融入課程思政元素，引導(dǎo)研究生求真務(wù)實(shí)，以科學(xué)家的鉆研精神為榜樣，在自己的課題試驗(yàn)中，敢于探索，大膽質(zhì)疑，仔細(xì)探究，詳細(xì)求證。《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》中的內(nèi)容有很多章節(jié)設(shè)計(jì)課程思政的元素，比如誤差分析，可以強(qiáng)調(diào)實(shí)事求是精神，真解是存在的，但往往在測(cè)試過(guò)程中很難得到，但詳細(xì)求證測(cè)量值的精度需要學(xué)生進(jìn)行估計(jì)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論的產(chǎn)生是數(shù)學(xué)家們探索創(chuàng)新精神的結(jié)果，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該方法應(yīng)用廣泛、對(duì)工業(yè)生產(chǎn)影響深遠(yuǎn)，可以結(jié)合講述我國(guó)數(shù)學(xué)工作者在該領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的科研熱情，鼓勵(lì)廣大研究生大膽創(chuàng)新。回歸分析章節(jié)，可以引領(lǐng)學(xué)生（研一新生）廣泛閱讀文獻(xiàn)，從已有科研工作者的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，助力自己的課題研究；同時(shí)也可以講述統(tǒng)計(jì)學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中、科學(xué)試驗(yàn)中的作用和意義。

2）探索混合式教學(xué)模式，由于課程教學(xué)內(nèi)容多，課時(shí)相對(duì)較少，本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用線上、線上混合式教學(xué)模式，通過(guò)課前分布教學(xué)任務(wù)，師生在線交流，微信群討論互動(dòng)，反饋?zhàn)灾黝A(yù)習(xí)等方式分解教學(xué)任務(wù)，授課教師可以在上課時(shí)，有針對(duì)性地講述學(xué)生普遍感覺(jué)困難的內(nèi)容，提升教學(xué)效率，采用混合式教學(xué)方式，還可以進(jìn)一步拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)的廣度和深度。

3）嘗試翻轉(zhuǎn)課堂，教師安排學(xué)生在某些章節(jié)嘗試講述相關(guān)問(wèn)題或部分內(nèi)容，作為學(xué)生中期學(xué)習(xí)考核的一部分，在提前布置了課程任務(wù)后，學(xué)生能提前準(zhǔn)備，在規(guī)定的時(shí)間參與進(jìn)來(lái)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與參與度，鍛煉學(xué)生的綜合素質(zhì)。在翻轉(zhuǎn)課程的實(shí)施過(guò)程中，也存在學(xué)生上述錯(cuò)誤、停頓等問(wèn)題，但經(jīng)任課教師點(diǎn)撥大多能順利完成規(guī)定的任務(wù)。

4）強(qiáng)化過(guò)程性考核,為了提高研究生的參與度，課程強(qiáng)化過(guò)程考核，平時(shí)線上發(fā)布的小任務(wù)，習(xí)題練習(xí)均占有一定的分值；課程中期的匯報(bào)及測(cè)試、翻轉(zhuǎn)課程的參與和表現(xiàn)，都占有較高的分值，通過(guò)課程考核，讓研究生真正動(dòng)起來(lái)，確保教學(xué)每個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生的參與度、積極性和教學(xué)效果。

4 課程改革的效果

《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程經(jīng)過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的精心設(shè)計(jì)，融入課程思政元素，通過(guò)混合式教學(xué)模式的實(shí)施及翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及主動(dòng)性都得到提升，學(xué)生課程參與度比以前高了，課堂氣氛活躍了，成績(jī)優(yōu)良率增大。學(xué)生給與了課程高度肯定，通過(guò)教學(xué)模式改革，師生互動(dòng)增大，相關(guān)了解也增加了，學(xué)生科研興趣通過(guò)課程的學(xué)習(xí)得以啟發(fā)，做好科研工作的熱情增加。

課程建設(shè)的具體成果包括:全英課程建設(shè)嘗試、混合式教學(xué)模式改革、微課視頻錄制、課程教學(xué)大綱修訂、課程線上題庫(kù)建設(shè)、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例分析等。本課程建設(shè)也得到了學(xué)校的肯定，獲得校級(jí)教學(xué)改革優(yōu)秀的評(píng)價(jià)，上過(guò)該課程的學(xué)生也給予了高度認(rèn)可。

5 結(jié)論

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)為加強(qiáng)研究生課程建設(shè)，提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量，強(qiáng)化研究生創(chuàng)新能力，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從課程思政元素設(shè)計(jì)、教學(xué)模式轉(zhuǎn)變、綜合能力提升幾個(gè)方面進(jìn)行了改革和探索，在教學(xué)改革過(guò)程中，融入思政元素，增強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義教育，價(jià)值觀引領(lǐng)；引入線上、線下混合式教學(xué)方法，嘗試翻轉(zhuǎn)課堂，在理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)中不斷摸索經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的成效，真正做到教學(xué)相長(zhǎng)，持續(xù)改進(jìn)。