高職試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法課程教學(xué)改革與實(shí)踐

鮮凌瑾

摘要：本文針對(duì)高職院校試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法課程的特點(diǎn)，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)思路、理論教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用、考核方式等方面對(duì)該課程教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐，并取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)手段;專業(yè)軟件;考核方式;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G712 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）22-0179-02

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是高職高專農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量檢測(cè)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容涵蓋高等數(shù)學(xué)、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等知識(shí)，所學(xué)內(nèi)容是有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、儀器分析、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)等專業(yè)課程試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，也是該專業(yè)學(xué)生將來(lái)從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)相關(guān)工作時(shí)必須掌握的知識(shí)與技能之一。學(xué)習(xí)該課程的目的就是讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)處理，力爭(zhēng)使測(cè)量結(jié)果更接近于真值。同時(shí)，以本課程理論知識(shí)為指導(dǎo)，分析誤差產(chǎn)生的原因，根據(jù)檢測(cè)的實(shí)際需要選擇檢測(cè)儀器，更加合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化試驗(yàn)過(guò)程。本課程的學(xué)習(xí)需要建立在大量的數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，涉及大量抽象的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和公式，計(jì)算過(guò)程也較為復(fù)雜深?yuàn)W，容易產(chǎn)生枯燥感，教學(xué)難度大大提升。

針對(duì)上述問(wèn)題，樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)學(xué)教研室從以下幾個(gè)方面對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量檢測(cè)專業(yè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法課程進(jìn)行了教學(xué)改革。

一、明確教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量檢測(cè)專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生通過(guò)本課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理和分析的方法和技能，并能熟練運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解讀實(shí)際案例中的試驗(yàn)結(jié)果，重點(diǎn)包括來(lái)源于農(nóng)業(yè)、食品領(lǐng)域的實(shí)例，也能對(duì)化工、輕工、制藥、生物等領(lǐng)域的實(shí)例有所涉及。學(xué)生在完成本課程學(xué)習(xí)以后，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、方法，數(shù)據(jù)處理的技巧運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及今后的工作崗位中。在知識(shí)教學(xué)目標(biāo)上，要求學(xué)生理解并掌握誤差理論、參數(shù)估計(jì)、統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)等數(shù)據(jù)處理方法原理;掌握方差分析、一元線性回歸分析，了解多元線性回歸分析、非線性回歸分析等數(shù)據(jù)分析方法步驟;掌握和了解正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、均勻設(shè)計(jì)、響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)等試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法;掌握產(chǎn)品質(zhì)量控制理論及方法。在技能培養(yǎng)目標(biāo)上，著重培養(yǎng)學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集、整理和分析的能力;能獨(dú)立承擔(dān)抽樣調(diào)查、預(yù)測(cè)分析、配方試驗(yàn)、新產(chǎn)品新技術(shù)引進(jìn)篩選試驗(yàn)等試驗(yàn)過(guò)程的能力;能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)質(zhì)量控制方法對(duì)試驗(yàn)質(zhì)量進(jìn)行有效控制的能力;能熟練使用Excel軟件進(jìn)行公式編輯、圖表繪制和數(shù)據(jù)分析等的能力。同時(shí)，在教學(xué)中，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，使之具有認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、心思縝密、一絲不茍的科學(xué)精神及敏銳的洞查力與精準(zhǔn)的判斷力，在善于獨(dú)立思考的同時(shí)也善于與人溝通合作，并能勇于承擔(dān)責(zé)任，堅(jiān)持用科學(xué)的結(jié)論指導(dǎo)生產(chǎn)。

二、梳理教學(xué)設(shè)計(jì)總體思路

在本課程設(shè)計(jì)思路上，以崗位真實(shí)的試驗(yàn)工作任務(wù)為載體，展示大量實(shí)例，構(gòu)建理論知識(shí)與實(shí)踐一體化的課程內(nèi)容。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)施教學(xué)過(guò)程，充分體現(xiàn)課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開(kāi)放性。對(duì)試驗(yàn)實(shí)例的選取，在內(nèi)容上既要體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究的最新成果，又要符合教學(xué)過(guò)程的完整性和系統(tǒng)性，教學(xué)手段要先進(jìn)，方法要實(shí)用。目的是通過(guò)教學(xué)激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理與分析試驗(yàn)的熱情，將繁雜、枯燥的數(shù)字變成有血有肉、有感情的文字。在掌握計(jì)算機(jī)軟件使用、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的同時(shí)，挖掘?qū)W生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析的能力。

三、合理安排和優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

本課程具有理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多而雜的特點(diǎn)，在教學(xué)中主要從以下兩個(gè)方面對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了安排和優(yōu)化：（1）教學(xué)知識(shí)點(diǎn)根據(jù)今后職業(yè)崗位需求有所取舍。例如，方差分析在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)中尤其重要，常用于比較抽樣樣本與標(biāo)準(zhǔn)樣或空白樣之間是否存在顯著性差異。因此，在教學(xué)中對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。首先，通過(guò)方差分析流程圖幫助學(xué)生梳理思路，再逐步分析每一步所用公式的原理，最后通過(guò)大量的例題使學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。又如，根據(jù)本專業(yè)畢業(yè)生反饋的信息，試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法中的均勻設(shè)計(jì)和響應(yīng)面設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)在初次就業(yè)崗位中涉及不多，因此在教學(xué)中只做略講。（2）合理安排小結(jié)與練習(xí)。正所謂溫故而知新，在每一章教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，都安排了一次小結(jié)與練習(xí)，幫助學(xué)生對(duì)上一章的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，加深認(rèn)識(shí)與理解。如，在學(xué)習(xí)完誤差理論后，安排一次討論課，列表分析三種誤差的異同，再通過(guò)習(xí)題，聯(lián)系實(shí)際，加以區(qū)分。

四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法課程源于實(shí)踐，也應(yīng)回歸于實(shí)踐，在教學(xué)中必須將理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的理解，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性、趣味性和主動(dòng)性。通過(guò)教研活動(dòng)，本門課的任課教師與其他專業(yè)課程教師充分溝通，了解本專業(yè)課程中，特別是核心課程中所涉及的會(huì)運(yùn)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)。例如，運(yùn)用凱氏定氮法測(cè)定食品中蛋白質(zhì)含量是農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量檢測(cè)專業(yè)的一項(xiàng)核心技能，在授課過(guò)程中，將該技能所涉及的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析作為本門課程的一次專項(xiàng)能力訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)設(shè)計(jì)包含有試驗(yàn)組、空白組、對(duì)照組等的試驗(yàn)方案，分析消化、蒸餾、滴定等操作中可能造成的試驗(yàn)誤差來(lái)源，進(jìn)一步分析試驗(yàn)組與其他組之間的顯著性差異水平，得出試驗(yàn)結(jié)論。通過(guò)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析，進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在實(shí)踐中運(yùn)用理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，對(duì)檢測(cè)過(guò)程全面控制，提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力。除了課堂教學(xué)，教研室的教師會(huì)盡量創(chuàng)造條件，使學(xué)生們參與教師的科研項(xiàng)目，承擔(dān)一部分試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析工作。在此過(guò)程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入全真的試驗(yàn)環(huán)境，切實(shí)體會(huì)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的知識(shí)進(jìn)行了有效運(yùn)用。

五、板書與多媒體有機(jī)結(jié)合

樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院所有教室都安裝有電子白板，利用電子白板進(jìn)行PPT展示使授課生動(dòng)直觀，有利于本課程大量抽象概念的學(xué)習(xí)。動(dòng)畫、圖表的使用更是能體現(xiàn)細(xì)節(jié)，突出重點(diǎn)，提升課堂的趣味性。然而，本課程涉及大量公式推導(dǎo)和數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程，教師授課中適當(dāng)進(jìn)行板書可以使學(xué)生容易跟上教師的節(jié)奏，集中注意力，理清推導(dǎo)和計(jì)算的思路。因此，在本課程的教學(xué)中采取板書與多媒體有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方式，既能取長(zhǎng)補(bǔ)短，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又保證了教學(xué)進(jìn)度，突出了教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

六、引入專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件

在學(xué)生充分掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)和能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)手工計(jì)算的基礎(chǔ)上，引入Excel、SPSS等專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件，幫助學(xué)生處理更多、更復(fù)雜的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件的演示和操作，使學(xué)生擺脫耗時(shí)、耗力且煩瑣的手工計(jì)算，體驗(yàn)真實(shí)工作環(huán)境中對(duì)數(shù)據(jù)處理分析的過(guò)程。例如，在學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算時(shí)，首先通過(guò)公式推導(dǎo)和簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的計(jì)算，使學(xué)生掌握標(biāo)準(zhǔn)偏差的原理和計(jì)算過(guò)程，當(dāng)學(xué)生熟練掌握手工計(jì)算方法后，再引入Excel中標(biāo)準(zhǔn)偏差函數(shù)來(lái)處理更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)。當(dāng)經(jīng)歷過(guò)煩瑣的手工計(jì)算，軟件瞬間顯示出答案時(shí)，學(xué)生往往會(huì)驚嘆于軟件的強(qiáng)大，對(duì)于學(xué)習(xí)和將來(lái)的工作充滿信心。利用SPSS等軟件進(jìn)行方差分析等更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析過(guò)程，體現(xiàn)了專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件強(qiáng)大的功能性。

七、改革考核方式

由于本課程計(jì)算量巨大，單單通過(guò)期末筆試往往不能體現(xiàn)學(xué)生對(duì)本門課程知識(shí)的掌握程度，因此本課程的考核加大了平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的占比，期末筆試成績(jī)只占60%，平時(shí)表現(xiàn)包括課堂表現(xiàn)、測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、討論等占20%，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)占20%，以此提升學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，保證了教學(xué)質(zhì)量。

八、結(jié)論

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法課程理論性強(qiáng)，但同時(shí)又強(qiáng)調(diào)運(yùn)用，在學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)和將來(lái)工作中有著舉足輕重的作用，對(duì)教學(xué)提出了較高的要求。筆者總結(jié)了多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用多種教學(xué)手段和方法，教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)突出、布局合理，引導(dǎo)學(xué)生思考所學(xué)知識(shí)怎么用、如何用。大部分實(shí)習(xí)生和畢業(yè)生能將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作崗位中，取得了良好的教學(xué)效果。

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