试验设计与数据处理课程教学研究

陈铧耀，周新华，周红军，徐 华

(仲恺农业工程学院化学化工学院，广东 广州 510225)



试验设计与数据处理课程教学研究

陈铧耀，周新华，周红军，徐 华

(仲恺农业工程学院化学化工学院，广东 广州 510225)

结合地方二本高校化学专业特点，从教学内容、教学方式和课程考查方式等几方面对本课程教学进行了探讨。从教学内容中提出引入多媒体教学、文史哲学背景的讲解及思维，并在教学方式的研究中强调注重实践性特点。而在考查方式的研究中则提出以实验设计、研究报告、考试、上机考查的综合评价代替单纯的纸面考试，以使学生的能力得到全面的提高。

试验设计；数据处理；教学方法；研讨

试验设计，也称为实验设计，是研究如何经济地、科学地安排试验的一项技术。而数据是现代信息时代必不可少的分析对象。数据处理则是对采集后的庞大对象进行有效筛分及从中总结出规律或结论的过程，这个过程贯穿了我们生产生活中的每个领域，这门学科的发展决定了现今信息时代社会的发展进程及发展深度。试验设计与数据处理到融汇在生产和社会生活的各个领域。数据处理技术的发展应用的广度和深度，极大地影响着人类社会发展的进程。试验设计与数据处理已经经历了长期的应用与研究，无论在科研领域还是在生产生活中都成为了必备的基础知识[1]，基于化工实际生产中的实际要求及其在应用研发的需要，安排大量的实验以达到探索工艺条件及配方的目的。学会运用科学的试验设计方法设计并运用合适的算法进行分析运算可以有效减少试验次数，并得到尽可能精确的结果。科技技术的发展特别是电子计算机的发明，推动了各种针对试验设计与数据处理的软件开发，从而诞生了Excel、Origin、graphpad等一批实用方便的分析计算软件，使比较复杂的算法能得到应用，使本学科得到了发展与普及。 针对化学化工专业的专业特点，试验设计与数据处理课程的开设能让学生找到设计试验的合理途径，学会如何高效地对数据进行分析和处理，从而探索出工艺配方的最优方案，并使学生分析解决问题的能力得到提升。对于课程的教学方法的持续研究与改进则是课程教学质量的有力保证。

1 教学内容的设置研究

1.1 引入多媒体教学

《试验设计与数据处理》这门课程中需要运用电脑软件进行图表的绘制及推导复杂的公式，因而电脑软件在试验方案的设计与优化及数据处理方面具有重要的作用，借助电脑软件的帮组，我们就能够有效地推导出合理的试验方案及高效地处理数据。因此传统的授课内容及理念集中在黑板板书及日常手工运算，已无法满足这门课的教学要求。而在《试验设计与数据处理》课程中将多媒体工具和计算机软件作为教学内容，可帮助学生学会如何直观地展现出各种方法的原理、方案设计步骤和试验处理过程。方便了老师的讲解，学生也易于理解与掌握。对大多数学生而言，学会如何运用电脑多媒体及计算机机软件的可以有效提高其学习效率。

1.2 引入文史哲学背景的讲解及思维

我们在课堂教学中可以及时穿插和引入一些必要的学科发展史料。也可以展示如韩信点兵等试验设计与数据处理的成功案例。可将现今较热门的能源、环境、食品、药品与我们专业中的工农业相联系，并将其与课程有机结合在一起，让学生明白课程与社会发展的密切关系，从而提高他们学习的积极性，增强他们的社会责任感。除此以外，还可以引入哲学思想。掌握哲学思想有利于学生形成科学观念，能有效地指导学生探求物质变化的规律，有利于学生从理工科的量化视角去认识和解决日常生活中的问题，促使学生积极主动地学习本学科知识，有利于提高学生的科学素养[2-3]。

2 教学方式的研究

试验设计与数据处理具有实践性特点，从实践出发，需端正学习的态度与方法，将理论与实际相结合，从而将一堆死板的教材转化为学生感兴趣的知识点，并让其运用于学业及日常生产生活中。大学课堂中的老师不但要让学生掌握化学的基本理论知识，而且还要和日常生活的实际联系起来[4]。然而传统的“注入式”教学方法却让教师忙于讲，学生疲于记而无暇思考与讨论墨守成规，缺乏主动性和创造性一直是我国高等教育中存在的主要弊病，我们可以通过引入多层次、立体化的教学模式，通过在课堂中以实际问题来引领学生的学习兴趣与参与热情，从而促进师生交流，以解决以上的弊病。按照基本原理、应用范围和应用实例来设计授课主线，并以案例为主导，重点讲授图表绘制及软件处理，并辅以现场示范，从而提高学生学习效率。我们在教学过程中也选取不同案例进行剖析，比如在对不同社区的人口分析评价和调整时，首先提出具体要求，引导学生从不同社区的特点出发，用新的设计思想分析案例，从而帮助学生理清设计思路。然后让学生自己去分析该设计，再分组讨论归纳意见，写出分析报告，设计出合适的数据采集方法及数据处理方法，最后教师有针对性地讲评。通过课堂点评和课后座谈，大大调动了学生学习的积极性，变被动接受为主动思考，课堂气氛活跃，加深了对所学知识的理解和灵活应用，培养了学生立分析和解决问题的能力。也可以用教学带科研，以科研促教学将科研成果及时应用到课堂，并将学生的毕业实习课题与科研项目有机地结合起来，这样既在一定程度上提高了学生的创新能力、科研能力及综合素质，也促进了教学质量的提高[5]。而试验设计与数据处理的种类与方法非常多，在不同的实际问题解决中体现不同的优缺点。如果仅采取案例教学，只是泛泛讲授，尽管课堂上讲了不少实例，但真正要实际解决问题时就束手无策[6]。所以还需要培养学生分析、解决问题的能力，在一个专题内容讲授完后，通过思考性的问题引导学生的思考，让其主动思考并寻找合理的解决方法，让学生用不同的方法来处理这同一道题，启发学生去发掘这门课程所学知识的潜力与应用，探索其在问题处理方面的优势。

3 课程考查方式的研究

学生的自学能力、独立思考能力、总结归纳能力、创新意识等的学习是地方高校化学专业的重要培养目标，也是实用型人才的客观需要。课程考察方式应是实验设计、研究报告、考试、上机考查的综合评价。需要以促进学生积极思维，提高学生的自主学习能力，发展学生潜力为教学主要目标。《试验设计与数据处理》作为一门工具课，上机实践是学习这门课的重点，也是《试验设计与数据处理》的方法原理及计算应用的难点。在上机实践考查上可以让学生先从教材内容模仿入手，然后鼓励其独自设实验，并对采集的数据与结果运用所学方法进行统计处理，从而提高了学生对知识点的理解与掌握。对于有强烈学习兴趣的学生可以让其提出开创性试验设计方案及算法从而获得一定的加分。这样有利于学生独立针对实际问题进行分析、思考和解决的能力。

4 结 语

《试验设计与数据处理》教学方法的研究一直是高等教育工作的重要方向之一，由于我国科学技术领域特别是基础科学领域相比西方发达国家较为落后，从而造成了这门学科的普及与重视度与社会发展程度相比有些脱节，甚至一定程度上影响了我国科技水平的提高和经济的发展。在现代经济发展的要求和科学发展观的引导下，试验设计与数据处理课程教学需要持续进行改进以适应社会现实的要求。而教学质量一方面跟学生自身的基础、接受能力及学习态度有关，另一方面教师在教学过程中要兼顾基础较差的学生，以提高他们对学习的信心和积极性。此外要增加课堂练习，带领学生在解答练习题的过程中强化知识点。教师在教学中首先要做到重点突出，对非重点的知识点略微带过甚至直接略去，且要针对性地加强对重点知识点的练习。若能在教学中尝试以问题为主导案例为线索的教学方法，并引入哲学思维和人生哲理，注重思维培养，则更能提高学生的主动性与积极性，从而取得更加满意的效果。

[1] 李云雁,胡传荣.试验设计与数据处理[M].北京:化学工业出版社,2005:1-2.

[2] 许燕红,叶玉纯.从元素周期表的发展史体悟化学哲学[J].化学教育,2013(7):93-96.

[3] 袁腾,刘英菊,倪春林,等.创新创业背景下珠三角地区涂料类人才培养模式构建[J].广东化工,2016,43(16):197-199.

[4] 吴高鹏.用哲学思想引领化学教学[J].教学研究,2012(5):19-20.

[5] 石亚中,伍亚华,钱时权.《营养与食品卫生学》课程教学改革与探索[J].广东化工,2012,39(1):154-155.

[6] 李春民.启发式教学之我见[J].湖北生态工程职业技术学院学报,2006(4):26-27.

Study on Teaching Method of Experiment Design and Data Processing

CHENHua-yao,ZHOUXin-hua,ZHOUHong-jun,XUHua

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangdong Guangzhou 510225, China)

The teaching content, model of teaching and examination were discussed combined with the features of chemical majors in local colleague. In teaching content, media teaching, background of history and philosophy were introduced. The practicalness in teaching method was also emphasized. While in the research of the type of examination, compositive evaluation was introduced including experiment design, research report, examination and computer operation, to take the place of pure examination to improve the whole ability of the students.

experiment design; data processing; teaching method; research

陈铧耀(1978-)，男，博士，讲师，主要从事农药缓释剂研究。

O6-051

A

1001-9677(2016)024-0161-02