【试验设计和数据处理课程的教学探索】试验设计与数据处理pdf
时间：2019-02-08 03:25:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 试验设计与数据处理是化工类专业中一门重要的技术基础课，亦是一门理论与实践紧密结合的工程性课程。本文针对化工类高分子专业学科特点，从教学内容和教学方法上探讨了课程改革的方法和途径。
关键词： 试验设计 数据处理 教学方法 探索
化工、材料、环境和食品等专业有一个共同的特点，需要通过实验来寻找研究对象的变化规律。这些实验的影响因素多，内部机理很难摸清。如何通过科学的试验设计和数据处理方法来减少试验次数同时获取最可靠的信息，是每个工程技术人员要面对的问题。《试验设计与数据处理》课程是本校大三年级高分子专业的选修课，通过该门课程的学习，学生能够根据试验设计方法合理地安排实验，科学地分析和处理实验所得数据，提高学生的实践能力。但是试验设计与数据处理的理论体系和学习方法与本专业其他的基础课不同，被认为是一门较难学习和掌握的课程、针对实用性强、学习困难的问题。下面我对有关这门课的教学内容和教学方法进行探讨。
1.与其他课程的联系
《试验设计与数据处理》与高分子专业的其他课程不同，它隶属于统计学，是将理论和实践相结合、实用性很强的课程。该门课程又以概率论和数理统计为基础，相应的统计软件和计算机软件为工具，如Excel、Origin、正交试验设计助手和Datafit等。此外，大量的实例贯穿整个课程始终，这要求学生应该在化工基础课程和专业课程的学习之后学习本门课程。
2.教学内容的优化
2.1重视教学内容的实用性和专业性
前面提到《试验设计与数据处理》隶属于统计学，其中有部分内容涉及公式和定理的推导。学生在大学一年级通过《概率论与数理统计》的学习已经具备了一定的理论基础。为了避免重复教学，对这部分内容不着重强调。本门课突出的是高分子专业实验的设计和实施，本着实用性和专业性的原则，在课堂教学时应该将理论知识简单回顾，对所要掌握的内容深入浅出地传授给学生，使学生明确领悟教学内容。
对所用教材中的实例进行选择，挑选与化工、材料等专业知识相关的具体实例。因为有些数据处理方法要根据专业知识、实际情况来分析。通过这些具有专业特色的实例，学生能够将所学的专业知识加以扩充，在掌握专业知识和本课程相结合的途径方法后，能够将理论应用到实践，懂得了利用试验设计进行科学研究的重要性和必要性［１］。
2.2合理地规划教学内容
对于高分子专业的学生，《试验设计与数据处理》是选修课，只有36学时，在较少学时和较多内容的情况下，课程内容应主要包括以下三个部分：一是试验设计部分，主要讲授试验设计的几种方法。二是试验数据分析部分，包括试验数据的误差分析，直观分析和方差分析。在讲授的时候，要把两部分结合起来。按照教材，具体内容包括：误差的基本知识；单因素优选法；方差分析法；正交试验设计；正交试验设计结果的直观分析；正交试验设计结果的方差分析；正交试验设计中正交表的灵活运用；回归分析；均匀试验设计。有关显著性检验的知识会在方差分析中讲解。三是介绍部分计算机数据处理软件，主要就是Excel在数据处理过程中的应用。这部分内容在所选教材中被列在最后一章。正交试验设计是本专业的重点，数据处理有相关的软件：正交试验设计助手。
3.教学方法的创新
针对工科大学开设的《试验设计与数据处理》课程，在掌握扎实的理论基础上，重要的还是在实践的应用。因此这门课程应该选择综合性的教学方法，有关的教学方法和授课手段，李延伟［2］等人也做了探讨。
3.1教学方式
在教学方式上，该课程涉及大量的数据表格的演示，应该采用板书和多媒体教学相结合的方法，充分发挥多媒体教学的功能。借助多媒体课件，可以直观地表现数学公式的动态性，图形和动态变化的表示法在许多推理过程中明显地优于文字和符号的表示法。通过多媒体教学，可以将复杂的过程活灵活现地呈现在学生面前，培养和激发学生学习的兴趣，能节约板书时间，拓宽知识面，扩大课堂信息量，用最有限的课时获得最好的教学效果［3］。多媒体教学这一新型教学模式具有很强的优越性，但同时也存在一些不足之处。传统的板书模式，虽然存在许多不尽如人意的地方，但它并非完全一无是处。在摒弃其过时落后因素的同时，对其合理成分应当重新加以审视和适当应用。传统教学与多媒体教学并非完全对立，它们之间存在很大的互补性，当有些课件上内容无法在课堂上表现时，板书能够起到很好的作用，成为多媒体教学有利的助手。
3.2考核向实践倾斜
学生的综合考核成绩由两部分组成，平时成绩和期末考试成绩。期末考试成绩在综合成绩中占很大的比重。由于该课程是专业选修课，在开卷和闭卷考试的选择上，考虑到计算量大，需要查阅相关附录，所以一直采用开卷考试的方式，这种考核方式有利也有弊。经过几年的教学经验，我们想对考核方式做出如下调整。
注重理论与实践相结合，将所学到的理论知识及时地应用到实践中，培养学生的实践能力。知识只有通过解决一个个的实际问题后才能逐渐被掌握，应用理论知识解决问题的能力是每个高分子专业的毕业生应该具备的能力。因此，学生在校期间要培养他们解决问题的能力。
高分子专业的学生接触的专业课有基础的高分子物理、高分子化学和聚合物加工原理等。课程设计也是本专业必不可少的一门实践课，化工类大学本科的课程设计不同于其他的专业课。在课程设计过程中，首先需要学生根据教师布置的任务自己查阅相关资料，确定各物料参数，选择生产工艺流程，进行物料衡算和能量衡算，经过多方面的比较和分析，选定最合理的方案，最后将所选择的工艺流程、主要反应仪器，以及车间布置等用图纸表达出来。
将试验设计与数据处理这门课的考核方式我们可采用课程报告的形式，而课程报告又与课程设计相结合，即将教师在课堂上讲授的内容与学生的实验有机地结合，让学生自己动手、独立思考和解决问题。具体的操作就是在课程结束时布置课程报告，课程报告分成几个题目，在教师的指导下让每组学生自行分析、讨论。如同课程设计，教师给定题目，学生按照要求和所学知识设计，然后开展实验，得出实验数据。最后以实验报告的方式上交，要求有实验目的、原理、步骤和数据处理结果。根据报告的完成情况，给出考核成绩。
4.结语
试验设计与数据处理这门课程应注重方法的传授，努力培养学生的自学习、自发展的能力，启发学生的创新意识和提高其科学研究的能力。在以后的教学中还需共同探讨该课程的教学方法和教学技巧，达到提高教学水平和教学效果的目的。
参考文献：
［1］陈红，黄海东.试验设计与数据处理课程教学改革的探讨.农机化研究［J］，2004，（2）：266-267.
［2］李延伟，姚金环.浅谈化学化工专业试验设计与数据处理课程教学方法［J］.广东化工，2008，35，（184）：176-178.
［3］马萍，郑丽娜，曹冬梅.试验设计与数据处理课程教学改革初探［J］.农产品加工・学刊，2010，（5）：93-94.
