农机试验设计课程教学改革探究

张 静，郭 辉，韩长杰，问君彦，黄 薇，李雪莲，杨宛章※

（1.新疆农业大学机械交通学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学经济与贸易学院）

农机试验设计课程教学改革探究

张 静1，郭 辉1，韩长杰1，问君彦2，黄 薇1，李雪莲1，杨宛章1※

（1.新疆农业大学机械交通学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学经济与贸易学院）

农机试验设计是数理统计原理和方法在农机田间试验等研究中的应用，是农业机械化专业的一门专业课。本文以农机试验设计课程教学为例，结合当前高校教学改革新观念和学校实际，分析了农机试验设计课程教学中存在的问题，并对农机试验设计课程教学改革思路和方法进行了探究。

农机试验设计；教学；改革

0 引言

农机试验设计是一门有关农业机械试验的设计理论和方法的学科，其研究内容主要包括如何合理科学地设计农业机械试验方案及正确地分析试验结果，最终获得较优的试验方案，是现代设计方法中一个先进的设计方法，在众多领域得到了普及和应用[1]。由于试验设计方法具有很强的实用性和应用性，目前国内很多高校将试验设计及其相关课程作为各学科的专业基础课程。其教学任务是使学生能够了解和掌握常用的农业机械试验设计原理及设计方法、试验结果的统计分析方法等，为学生毕业论文以及将来从事科研工作打基础。鉴于农机试验设计偏重于数理统计方面的知识，所讲的内容也局限于教材，没有充分融合新的教学理念，形成完整的教学方法体系，尤其是针对我校少数民族同学，理解能力相对薄弱，仍然依靠满堂灌输的方式为主，整体教学效果不佳[2]。为此，本文根据实际教学情况，对新疆农业大学机械交通学院农机试验设计课程的教学改革提出几点思考和建议。

1 教学现状

目前新疆农业大学农业机械化及其自动化专业所开设的《农机试验设计》课程课时比较少（26学时），均为理论课，选用的主要参考教材为何月娥、杨文孝主编的《农机试验设计》，讲授的主要内容有单因素优选法、方差分析、直观分析及正交试验设计等[1]。在目前的教学中，主要采用了以课堂讲授为主、课下自学为辅，具体方法以问题为先导、理论课结合实际，两者并重的教学方法，对于重点以课堂提问方法，加深学生对问题的理解和重视，而且在例题选择时结合了农业机械化专业知识，如农机制造、农机部件设计等领域，使学生体会统计学原理在农业机械各科研领域的应用技巧。

2 存在的问题及分析

2.1 教学课时安排不合理

受当前教学改革思潮的影响，农机试验设计课程学时被压缩为26学时，根据教学安排，教材每章都是授课内容。第一章“农机试验的正交试验设计法”和第四章“方差分析”部分为重点讲授章节，占用课时总数达14学时，而其它章节讲授学时数得不到保障，因此试验设计课程课时安排数量不够，导致教学任务重，难度大。

2.2 缺乏专业教材

虽然国内外有不少关于试验设计的相关书籍，但专门针对农业机械化专业编写的农机试验设计教材非常少见，尤其是涵盖最新试验设计方法、适合对农业机械进行研究优化、为学生提供终生受益的优化思想和优化工具的教材更为少见[3～5]。目前，采用的农机试验设计教材仍然是1986年机械工业出版社出版的《农机试验设计》，教材内容相当陈旧。

2.3 学生学习兴趣不够

《农机试验设计》是一门理论性、实践性都很强的课程，但不是农机专业的主干课程，在当前传统的教学模式下，教师更多的是灌输式地为学生教授理论知识，学生大都只能被动地接受试验设计的相关方法和理论，对试验设计方法具体运用感悟不深。从复杂的公式推导到实际的应用计算，概率论和数理统计基础知识较差的学生在学习该课程的过程中会觉得难度大，逐渐失去了对该课程的学习兴趣和积极性，从而导致不愿意花更多精力去学习[6]。此外，还有部分学生认为该课程所讲授的知识没有很好的实践运用价值，进而对该课程的学习失去兴趣，最终无法达到该课程的教学目标与要求。

3 农机试验设计课程教学改革的思考及实践

3.1 教学内容改革

3.1.1 完善教材建设

教材质量建设是提高教学质量的重要手段，同时，教材建设可以带动课程建设，也可以带动教学内容和教学方法的改革以及进一步推动教学质量的提高与师资队伍建设。为此，为加强教学内容更新和教材建设，针对当前《农机试验设计》课程教材缺乏、内容陈旧老化的问题，我院农机教研室正尝试《农机试验设计与优化》电子化的教材编纂，这本教材在内容上删繁就简，即删除陈旧过时的试验统计方法理论和内容，增加国内外新的试验统计方法和相关统计理论内容，并增加excel等计算机软件在试验数据处理中的应用实例，培养学生掌握该门课程的基本知识和基本技能，以适应学科发展的需求。

3.1.2 创建专业例题库

试验设计课程涉及不少例题讲解，但部分例题比较陈旧，且与农业机械化专业相关性不大，未能体现出专业性和前沿性，一定程度上影响了学生的学习兴趣。为此，创建专业的例题库，精选一些紧跟时代步伐、涉及最新科技的试验背景，充分发挥多媒体教学形式多样、信息量大、形象直观的优势，结合应用试验设计方法取得科研成果的成果范例，与学生进行讨论和讲解，逐步培养学生分析问题、解决问题和创新的能力，提高学生的学习积极性，更有利于学生对本门课程的学习。比如在正交试验的实际案例教学中，专门选取一篇有代表性的农业机械试验优化设计的学术论文作为案例，从最初的选因素定水平、选择正交表、确定试验方案到试验结果的计算分析，逐步给学生讲授如何综合运用所学的理论知识，为学生毕业论文写作及将来从事科研工作打基础[7]。

3.2 授课方式改革

3.2.1 翻转课堂教学

农业机械化及自动化专业本科人才培养目标逐渐由培养研究型人才转向培养实践能力强的高素质应用型高层次农机专业人才，教学内容也相应地要进行改革。作为专业课程的《农机试验设计》的教学内容既要吸纳试验设计和统计新方法，也要由阐述统计学原理为重点转向学生实践能力的培养和统计方法与计算机科学相结合的转变，教学内容符合应用型人才培养目标、具有适当难度和广度。

随着互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，翻转课堂教学已成为当前较受重视的教学模式。相对于传统课堂而言，翻转课堂更注重于学生课堂外的自主控制学习和课堂上的师生互动交流，而教师的角色已经从内容的呈现者转变为学习的教练，更多地的去解答学生在学习过程中遇到的问题，引导学生运用所学知识解决实际问题[8]。鉴于农机试验设计课程的性质，将翻转课堂应用于课堂教学在一定程度上可以解决上述课堂教学中存在的问题[9]。利用学校“课程中心”网络平台实现课程翻转目标等内容。主要包括：相关教学材料和学习精讲视频的上传，实现学生的自主学习；基于网络平台的课前、课后作业练习和测试，实现教学信息的及时反馈和教学效果的合理评价；最后改善课堂教学，提高学生学习兴趣和教学效果。基于翻转课堂特点，在实际教学中仅对一些选修章节（如多元线性回归、多元回归正交设计等）进行了翻转，对于课程重点掌握环节（正交试验设计、方差分析等）仍然采用了传统的教学方式，有待进一步形成完整的教学方法体系。

3.2.2 建设网络课程

利用学校公共网络平台中的“课程中心”平台建设试验设计网络课程，共享教学PPT、试题库、精选的案例及相关优秀资源供学生在线学习。此外，在网络课程中设立作业板块和答疑版块，加强与学生之间的交流与互动，定期对学生的疑问进行解答，从而及时了解学生对知识的掌握情况，为下一步的教学提供参考，实现课堂教学与网络教学、课内学习和课外学习的有机结合。

3.2.3 加强实践教学

试验设计课程是一门实用性及应用性很强的课程，而目前的26个课程学时中没有实验课或上机课，使得学生所学的试验设计方法没有具体应用或实践的机会，只处于理论掌握的阶段，不利于学生对试验设计方法的进一步理解。因此，应增设6～8个学时的实验实践课，使学生在学完相应的试验设计方法后通过实践进一步加深理解试验设计的要点及步骤。与此同时，积极鼓励和引导学生参加大学生创新创业项目训练，在实际科研训练中，学生针对所研究的课题收集资料，阅读文献，对研究内容进行合理的试验设计，得到数据以后，结合正交设计助手、excel等软件进行统计分析，使学生的科研创新能力得到显著提升。

3.2.4 因材施教

学生是因材施教面向的主体对象，由于农机试验设计偏重于数理统计方面的知识，为巩固学习效果，学生需要大量课后练习。针对少数民族同学理解能力相对薄弱、整体教学效果不佳的情况，在实际的教学过程中要相应地调整教学计划，更多的通过案例教学的方式去加强学生的理解认知能力，此外在课堂上进行随堂小测进一步了解学生掌握课程知识点的情况。

3.3 考核方式改革

农机试验设计课程主要考核学生实际应用试验设计和统计分析技术的能力。根据课程特点，考核方式主要由平时表现（考勤、课堂提问、随堂测试、网络课程学习情况、课后作业）和期末测评两部分组成。其中，平时成绩占50%，期末测评成绩占50%，大大增加了平时成绩的比例。通过多种考核方式的结合，既全面考察了学生对课程内容的掌握情况，又促进了学生平时学习的积极性，提高了学生具体实践和应用的能力，达到了教学目的。

4 结束语

试验设计是农机专业学生必须掌握的一门工具，而试验设计课程的开设为其今后解决工程设计及产品优化等问题奠定了基础。随着社会的发展，课程教学应适应社会、科技和就业的需要，以培养学生思维能力、实践能力为主要目的，不断改革教学模式，以适应社会发展的需要。

[1]何月娥，杨孝文.农机试验设计[M].北京：机械工业出版社，1986.

[2]吴福环.新疆少数民族高等教育的现状与发展对策[J].新疆社会科学，2003，（6）:68～73.

[3]孙通.农机专业试验设计课程存在的问题及教学改革措施[J].现代农业科技，2015，（21）:332～333.

[4]周鑫斌，赖凡，刘峰.《试验设计与统计分析》课程教学改革探索[J].安徽农业科学,2010,28:16042～16043.

[5]李元，李庆，吴会杰.浅谈《试验设计与数据处理》课程教学改革的实践与探索[J].教育教学论坛，2015，(25):158～159.

[6]田为军，丛茜，任露泉.《试验设计》课程实践性教学改革探索[J].实验科学与技术，2013，11（2）：120～122.

[7]覃海元.高职《食品试验设计与统计分析》课程教学改革的探讨[J].广西轻工业，2007，（5）:117～118.

[8]师文添.高职实训室建设管理的思考[J].农产品加工，2015,05:83～84+86.

[9]张铁道，殷丙山，蒋明蓉，等.高等教育信息化的趋势、挑战及展望[J].北京教育(高教)，2014，Z1:9～12.

Research on Teaching Reform of Agricultural Machinery Experimental Design Course

Zhang Jing1，Guo Hui1，Han Chang-jie1，W en Jun-yan2，HuangW ei1，LiXue-lian1，Yang W an-zhang1※

(1.College ofMechanicaland Traffic,Xinjiang AgriculturalUniversity,Urumqi830052，China；2.College of Economy and Trad,Xinjiang AgriculturalUniversity.)

The agriculturalmachinery experimental design ismathematical statistical theory and methods in the study of agricultural field trialsand the like,isa professionalagriculturalmechanization courses.In this paper,agriculturalexperiment design teaching,for example,w ith the current reform of college and school practical new ideas,analysis of agricultural experimentdesign course the problems,and theagriculturalexperimentdesign teaching ideasandmethodswereexplored.

Agriculturalmachinery experimentaldesign；Teaching；Reform

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.05.013

G420

A

1007-7782（2016）05-0046-03

2016-08-26

新疆农业大学2015年“翻转课堂”课程改革项目

杨宛章