《試驗設計與數據處理》課程思政教學探索

唐春怡，左華江，劉新梅，曲德智

（廣西科技大學生物與化學工程學院，廣西 柳州 545006）

自2018年9月全國教育大會強調“堅持把立德樹人作為根本任務”以來，高等院校的教育教學的要求提到了更高，即高校為國家培養的拔尖創新人才既應具備精湛的業務能力，更要思想素質過硬[1-3]。研究生作為拔尖創新人才的培養對象之一，廣西科技大學在研究生人才培養上一直圍繞“培養面向現代化、面向世界、面向未來，在國民經濟建設、科學技術發展和社會進步中發揮積極作用的開創型、復合型高層次人才。”的總目標踐行。隨著十九屆六中全會的召開，會議明確堅持和發展中國特色社會主義，總任務是實現社會主義現代化和中華民族偉大復興的決議又給予了思想政治素質培養更深層的指引。思想政治教育在理論研究與實踐推進中取得較大的成果[4]。

在課程思政教育改革大背景下，《試驗設計與數據處理》課程作為我校化學工程與技術一級學科碩士點的一門專業選修課程，在化工過程優化方面發揮著重要作用，具有很強的實際應用性。它主要講解科學試驗中試驗前的試驗方案設計以及對試驗所獲得數據如何進行分析，如何運用有關理論和方法說明數據變化規律，如何合理設計化學過程與技術試驗方法，并對試驗數據進行科學處理，如何利用科學思維方法確定具體的化工過程的最優工藝條件或配方。課程內容既涵蓋數理統計和專業技術知識，又涉及實踐經驗，潛藏了豐富的思政元素。本文在如何結合理論教學來深挖思政元素，如何有機地實現本課程的教學目標和思政育人目標上進行了討論。

1 思想政治教育的融入點

《試驗設計與數據處理》課程思政育人的總目標是培養熱愛祖國，擁護中國共產黨的領導，較好地掌握馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論、“三個代表”重要思想、科學發展觀，深入學習貫徹習近平總書記系列重要講話精神，踐行社會主義核心價值觀；遵紀守法，具有良好的道德品質和科研作風，有獻身于科學的事業心、合作精神和創新精神，能積極為社會主義現代化建設事業服務的人才。本課程知識傳授與思政教育的融合可從三方面探尋。

1.1 理論知識的發展聯系歷史發展的進程

講授試驗設計與數據處理的基本知識，加強學生對數學統計模型的參數意義、使用條件和實際應用的認識，為學習其他相關專業課程打下基礎，同時在歷史發展進程中，我國形成大量與化工行業相關的科研成果，這些成果除展現出化工技術發展，也是中華傳統文化的重要構成，將中華傳統文化引入課程融合過程，體現家國情懷、民族精神、科學精神等德育元素，具備較高的科學性和行性。

1.2 專業技能的訓練聯系科創精神

傳授試驗設計與數據處理的科學思維方法和科學研究方法，通過知識的獲取，強化培養學生的歸納和演繹推理等能力，并使學生掌握誤差分析法、方差分析法、回歸分析法、優選法等科學研究方法，同時融入唯物主義邏輯思維、創新精神等德育元素。

1.3 綜合實踐聯系人生價值

引導學生綜合運用數學、化工過程、化工信息技術等學科知識，分析科學實驗和工程實踐的試驗設計與數據處理，強調科學素養對社會發展甚至個人誠信的重要性，以案例分析的方式傳授基礎知識，并對學生進行思想認知引導，促使其嚴于律己，堅毅耐挫，主動提高化工職業素養，為社會服務的意識。

2 教學模式與手段

2.1 從課程建設體系尋求結合點

以往本課程面向研究生的教學模式主要是講授理論知識。若要融入思政教學，課程不能為了多傳授思政知識而加大教師的授課時間。這既拖延學生的休息時間，也影響教學質量。因此，教學模式和手段不能一成不變，而是隨著教育技術的發展同步提高。當前，國家不斷頒布各項教育相關政策，尤其提出了“新工科”重大戰略[5]。在新形式、新背景的重大戰略前提下，本課程教育改革緊跟時代發展，從畢業要求、教學目標、課程大綱、教學內容、考核方式等方面尋找結合點，積累和挖掘思政教學元素。每個教學模塊與教師科研項目相結合，分析相關知識點的歷史發展過程、當前水平或前沿技術，學生自行對比教材與思政示例，由此提高學習積極性和科研主動性。例如，在回歸分析中，結合我校教師與當地鋼鐵企業的合作項目，師生在討論鋼材碳含量對電阻影響的線性回歸方程數據處理同時，教師引導學生思考碳的固定化利用、碳中和、節能減排等時事熱點，從而促進學生對知識點的理解和應用。

2.2 教學手段多元化

由于本課程屬于應用技術課程，加強化工計算平臺的建設，借助計算平臺，教師可以通過案例討論課題、混合式課堂、網絡課程等，聯合多種教學方式和手段將試驗設計與數據處理課程融入思政教學內容，從而實現多樣化、滲透性和嵌入式的課程思政教育。例如，采用學科交叉的手段調動學生積極性。化工傳質過程中將反應器連續反應的組分濃度與反應溫度之間的優化與數學方法結合可以通過連續方程、能量方程等處理。學生在化工專業實驗課中常常以各種條件來探討某個實驗項目的具體實驗目標，這其中積累了許多實驗數據。若將獲得的實踐數據及時通過該課程的數據處理來選擇理論方法分析，從而思考化工小試到工業擴大應用的優化，這不僅提高知識應用能力，而且激發了學生的創新意識和對專業的喜愛。

另外，案例討論教學對于研究生課程教學來說是常用，也是較有效的課堂教學方法之一。該課程的每個知識模塊其實相當于一個學習主題。教師在做課程介紹時可以先把每個學習模塊的討論主題布置給學生。學生在課后根據個人感興趣的方面或者自己的研究課題擴展資料查找范圍，把問題和觀點集合課堂討論。通常，一個主題可專注一個案例從而引出一個或多個思政元素，或者一個主題集合多個案例從而引出一個或多個思政元素，然后師生之間就案例觀點的討論再引出更多層次的思政元素。案例可選擇社會時事新聞事件、中外學者專家、中外科學研究發展、中外技術的發展進程，也可以是中外科技的發展比較、工程技術的發展比較、科學應用技術的比較、中外學術的發展比較等等。例如，國內外專家中的英國生物統計學家及數學家費歇、我國數學家華羅庚教授、數學家王元和方開泰等等，他們在數學、統計或優化計算方面所做出的貢獻不僅推動了學術的發展，也為科學技術和工程工藝優化方法的進步提供了重要的理論基礎。又如，Excel在數據處理方面的應用正是體現了整個社會的發展速度，尤其是計算機的發展速度，它跟計算機的發明和技術應用涉及了工程技術的對數據記錄和分析的各個方面。這個案例的討論涉及時代的創新精神和使命感。

3 教學內容與實施方案設計

本課程分為試驗設計的誤差分析、試驗數據的表圖表示法、試驗的方差分析、試驗數據的回歸分析、優選法-單因素優選法、優選法-雙因素優選法、正交試驗設計、均勻設計、回歸正交試驗設計和Excel在試驗數據處理中的應用，共十個教學內容，以此為探究對象，結合課程思政育人目標，預期探討授課形式和教學方法在思政教學方面的實施效果。具體方案設計見表1：

表1 思政教學內容及實施方案設計

4 課程思政教學效果的評價

課程教學效果評價應對學生的專業目標和思政目標的效果進行綜合評價，其中專業教學目標80%，課程思政目標占20%，其評價的主體應包含學生、老師、督導、實踐單位。專業目標考主要查是是否掌握基礎知識、基本理論和基本技能，能否靈活運用所學知識解決實際問題。思政目標考查政治方向、思想品德、科學文化修養、文化傳四個方面，是否樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。根據每個教學內容根據課程內容蘊含的不同思政元素，建表格、擬定考核主題，細化評價標準。例如，從平時成績中劃分一定比例分數作為思政評價成績。學生在課前準備、課堂教學、課后歸納實踐中涉及思政元素的部分按思政評價打分。尤其，在案例討論當中做好思政評價與專業知識點的清晰評分標準，由此與教學過程設計相呼應。同時，所有模塊的教學過程討論過的思政案例將被收集整理，在期中或期末測試中選擇一道案例讓學生結合課程知識分析，最終教師按思政評價比例打分。另外，工科課程不應僅僅局限于課程內評價，應將評價與學生素質培養相結合。例如開展第二課堂活動，學生有自主選擇符合課程的主題案例進行更深入地拓展，將拓展內容轉化為影音視頻，作為專業知識和思政元素的有機宣傳學習點，從而提高學生自主學習的積極性和動手能力。

5 結語

在研究生的《試驗設計與數據處理》課程教學中融合思想政治教育，能夠激發學生的學習動力，提升學生的學習積極性，培養學生的學習能力，為后續科研和化學工程實踐打下扎實的基礎，進而培養學生的工匠精神和創新能力，也將促進提高教學質量的提高。同時通過該課程的思政教育經驗總結，結合教學改革的推廣應用，對于其他研究生類課程的思政教育教學探索起到很好的借鑒作用。