管玉雷
(西北大學(xué),陜西 西安 710069)
“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”是化工及相關(guān)專業(yè)一門指定選修課程,它以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ),科學(xué)規(guī)劃試驗(yàn),并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析處理,揭示出變量間內(nèi)在聯(lián)系,從而高效獲得正確結(jié)論或優(yōu)化方案的一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科[1],其具有理論性強(qiáng)、內(nèi)容涉及廣、計(jì)算公式抽象、實(shí)踐要求高等特點(diǎn)。化工類專業(yè)需要通過試驗(yàn)來尋找研究對象變化規(guī)律,并通過對規(guī)律研究達(dá)到提效、降耗、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等成效。西北大學(xué)的化學(xué)工程與工藝、能源化工、制藥工程等本科專業(yè)均開設(shè)了“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”課程,通過本課程的學(xué)習(xí),力求使學(xué)生能合理選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法規(guī)劃試驗(yàn),科學(xué)分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而探究出較優(yōu)工藝條件或配方。
“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”課程不僅對數(shù)學(xué)知識要求高,還需要學(xué)生儲備專業(yè)知識和具備計(jì)算機(jī)使用能力,例如試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的“明確試驗(yàn)?zāi)康?,確定評價(jià)指標(biāo)”以及“選因素,定水平”主要基于專業(yè)領(lǐng)域知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析須使用計(jì)算程序和軟件以提高處理效率。此外,本課程在化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)和本科畢業(yè)論文環(huán)節(jié)作用凸顯,不僅有助于學(xué)生加深對課程知識的理解,而且通過具體實(shí)踐使知識得到進(jìn)一步鞏固拓展[2]。因此,西北大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)在第7 學(xué)期開設(shè)本課程36 學(xué)時(shí),其中上機(jī)實(shí)踐12 學(xué)時(shí)。
基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的教育產(chǎn)出理念[3],結(jié)合實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理課程特點(diǎn),教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過持續(xù)課程內(nèi)容優(yōu)化和教學(xué)方法改革,增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),以提升學(xué)生分析和解決化工復(fù)雜問題的能力。
每個學(xué)科都有發(fā)展歷程,在講解課程知識點(diǎn)時(shí),融入相關(guān)科學(xué)史內(nèi)容,使學(xué)生對這一知識點(diǎn)有更全面、深刻的理解,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于批判的科學(xué)思維。實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理學(xué)科自創(chuàng)立已經(jīng)歷100 余年的研究和實(shí)踐,成為當(dāng)代科研和技術(shù)人員必備的基礎(chǔ)理論知識。1918 年,英國生物統(tǒng)計(jì)學(xué)家費(fèi)歇爾建立了基于生物統(tǒng)計(jì)的遺傳學(xué),發(fā)展出著名的方差分析法,在試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方面做了開創(chuàng)性工作,是現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)科學(xué)的奠基人之一。費(fèi)歇爾主要從事植物播殖研究,希望通過盡量少的試驗(yàn)次數(shù),得到盡量多可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù),他發(fā)展出變異數(shù)分析理論和假設(shè)檢驗(yàn)方法,提出隨機(jī)化原則,使得試驗(yàn)可以同時(shí)進(jìn)行多參數(shù)檢測,從此試驗(yàn)設(shè)計(jì)成為統(tǒng)計(jì)科學(xué)的一個重要分支。日本統(tǒng)計(jì)學(xué)家田口玄一于1951 年出版其第一本介紹正交表書,為試驗(yàn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用和普及作出了巨大貢獻(xiàn)。然而正交設(shè)計(jì)起初僅影響到中國臺灣和印度,許多美國統(tǒng)計(jì)學(xué)者質(zhì)疑正交設(shè)計(jì)法,詬病集中于其缺乏嚴(yán)密的理論支撐,直到1980 年,田口玄一拜訪美國貝爾實(shí)驗(yàn)室,成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓田口方法在貝爾實(shí)驗(yàn)室得到認(rèn)可。鑒于正交設(shè)計(jì)在諸多行業(yè)已有許多成功案例,隨之很多美國大型企業(yè)開始采用正交設(shè)計(jì)進(jìn)行產(chǎn)品改良與工藝優(yōu)化。在20 世紀(jì)50 年代,我國組織正交設(shè)計(jì)方法的研究,在正交設(shè)計(jì)的理論和方法上都有革新,編制出一套適用的正交表,簡化了試驗(yàn)程序和試驗(yàn)結(jié)果分析。我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚先生在20 世紀(jì)50 年代末思考如何利用數(shù)學(xué)為國家建設(shè)服務(wù),由“向上”探索轉(zhuǎn)為“向下”應(yīng)用,在國內(nèi)積極倡導(dǎo)和普及統(tǒng)籌法和優(yōu)選法,從而使試驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想在我國工農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)研究中得到推廣。1978 年,第七機(jī)械工業(yè)部在導(dǎo)彈研發(fā)中,面臨一個多因素多水平問題,優(yōu)選法和正交設(shè)計(jì)均不適用。中科院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所方開泰與王元教授協(xié)同攻關(guān),創(chuàng)立了均勻設(shè)計(jì)方法,并闡釋出均勻設(shè)計(jì)與因子設(shè)計(jì)、最優(yōu)設(shè)計(jì)、超飽和設(shè)計(jì)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。后來均勻設(shè)計(jì)理論也得到國際統(tǒng)計(jì)學(xué)家的重視與肯定,在航空、航天、化工、制藥、汽車等行業(yè)領(lǐng)域已有大量成功的實(shí)際應(yīng)用。此外,隨著電子信息技術(shù)迅速發(fā)展,編譯開發(fā)了多種實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理的程序和軟件,使得數(shù)據(jù)分析的效率大幅提高,促進(jìn)了本學(xué)科的發(fā)展和推廣[4]。
課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)是根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)構(gòu)建的?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)通常需要以試驗(yàn)的方式獲取研究對象的規(guī)律,尤其在研究新產(chǎn)品,開發(fā)新工藝,解決新問題的試驗(yàn)過程中,不確定因素很多,需要通過大量試驗(yàn)來揭示隱藏的機(jī)制,這就要求實(shí)驗(yàn)者不僅要對研究領(lǐng)域有深刻的認(rèn)知,還需掌握科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法來規(guī)劃試驗(yàn),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程。然而,科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)只是達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤幔瑳]有對試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效的分析,也無法從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取規(guī)律性信息。此外,在數(shù)據(jù)分析處理過程中,常需要通過繁復(fù)的計(jì)算和綜合分析才能獲得有效的結(jié)果,有時(shí)又需要將數(shù)據(jù)有條理地整理在表格內(nèi),或者將試驗(yàn)結(jié)果通過圖直觀表達(dá)出來,此時(shí)應(yīng)用數(shù)據(jù)處理軟件能大大提高工作效率,達(dá)到事半功倍的效果。
因而“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”課程內(nèi)容由下述三部分構(gòu)成。(1)數(shù)據(jù)處理部分。講授概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ),誤差分析評判試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表圖表達(dá)方法,方差分析評價(jià)因素對試驗(yàn)結(jié)果影響的顯著性,回歸分析建立變量間函數(shù)關(guān)系等。(2)試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分。講授從經(jīng)典的由華羅庚先生創(chuàng)立的優(yōu)選法,到國內(nèi)外廣泛使用的正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì),直到近代發(fā)展并在諸多領(lǐng)域成功應(yīng)用的單純形配方設(shè)計(jì)、回歸正交設(shè)計(jì)、響應(yīng)面法等,重點(diǎn)闡釋不同試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的理論支撐、特點(diǎn)及適用性。(3)計(jì)算軟件應(yīng)用。介紹Excel、Origin、SPSS、正交設(shè)計(jì)助手、Expert-Design 在試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理過程中的強(qiáng)大功能,包括圖表規(guī)范制作、誤差分析、方差分析、回歸分析、規(guī)劃求解、假設(shè)檢驗(yàn)分析、試驗(yàn)設(shè)計(jì)上機(jī)練習(xí),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化工案例擴(kuò)展性學(xué)習(xí)。
在講授“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”課程時(shí),采用純板書或純多媒體教學(xué)方式都無法全面透徹展現(xiàn)課程信息。教學(xué)內(nèi)容包含大量方程和圖表,如果采用純板書授課,將花費(fèi)大量課堂時(shí)間用于公式推演和圖表繪制,而多媒體教學(xué)在公式推導(dǎo)方面留給學(xué)生思考的時(shí)間太少,學(xué)生很難跟上教師思路和課堂節(jié)奏。鑒于此,須將板書和多媒體技術(shù)結(jié)合起來,通過板書方式進(jìn)行公式推導(dǎo),讓學(xué)生有充分的時(shí)間思考,理解公式的基本原理;而多媒體具有形象直觀、信息量多、重復(fù)性好等特點(diǎn),能濃縮課堂教學(xué),提高教學(xué)效率,圖表采用多媒體教學(xué)方式進(jìn)行,學(xué)生一目了然,印象深刻,既掌握了理論知識,又增強(qiáng)了感性認(rèn)識。針對本課程內(nèi)容多、公式圖表多、課時(shí)有限的特征,筆者將板書和現(xiàn)代多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,增加課堂教學(xué)密度,使得教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)突出。
“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的課程,涉及大量公式。目前,課堂教學(xué)非常重視講授基本原理及公式推導(dǎo),卻忽視了學(xué)生分析問題能力和試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)[5]。實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理是實(shí)踐應(yīng)用型課程,更應(yīng)做到學(xué)以致用,在實(shí)踐應(yīng)用中獲得增長知識的興趣。在課程內(nèi)容多、課時(shí)有限的情況下,教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。因此,在講授課程各章節(jié)時(shí),教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。如在講授方差分析時(shí),應(yīng)側(cè)重闡釋方法的理論依據(jù)、公式推導(dǎo),使學(xué)生理解和掌握總離差平方和、各因素離差平方和、誤差離差平方和、自由度及均方等概念和計(jì)算方法。如果在方差分析的學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)深刻理解單因素和多因素方差分析的理論內(nèi)涵,掌握了方差分析流程,就容易接受正交設(shè)計(jì)的方差分析能用來判斷各因素及因素間交互作用對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的顯著性。方差分析涉及復(fù)雜的計(jì)算過程,此時(shí)如果演示Excel 或Origin 軟件通過函數(shù)功能對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,將使學(xué)生體會到掌握計(jì)算軟件在數(shù)據(jù)處理中的重要性。回歸分析也是課程重點(diǎn)內(nèi)容,構(gòu)建函數(shù)關(guān)系、均勻設(shè)計(jì)、回歸正交設(shè)計(jì)和配方設(shè)計(jì)都涉及到回歸分析。由于回歸分析具有數(shù)據(jù)點(diǎn)多、公式多等特點(diǎn),亟需培養(yǎng)學(xué)生使用程序軟件進(jìn)行回歸分析的能力。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算軟件的積極性,設(shè)置對比教學(xué)環(huán)節(jié),引入一組數(shù)據(jù),通過體驗(yàn)式教學(xué),首先讓學(xué)生通過計(jì)算器計(jì)算獲得回歸模型,然后針對同一組數(shù)據(jù),采用Origin 軟件的回歸功能瞬間獲得擬合結(jié)果,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情迅速被點(diǎn)燃,學(xué)習(xí)主動性被調(diào)動起來。這充分表明將理論教學(xué)和統(tǒng)計(jì)分析軟件結(jié)合,達(dá)到了教與學(xué)相長,增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)分析、解決問題的能力。
此外,試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法的種類很多,不同方法有其自身特點(diǎn),須結(jié)合特定的研究問題選擇合適方法[6]。筆者通過引入具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,尋求分析解決問題合理的方法。比如:講述正交設(shè)計(jì)、均勻設(shè)計(jì)、配方設(shè)計(jì)后,引入一個多因素多水平案例,讓學(xué)生采用不同試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法處理相同問題,通過比較不同方法處理過程和結(jié)果,歸納出各試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的適用性(正交設(shè)計(jì)使試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)排列整齊,均衡分散,適用于多因素且因素的水平數(shù)較少的實(shí)驗(yàn);均勻設(shè)計(jì)只考慮試驗(yàn)點(diǎn)均勻分散,不考慮整齊可比,適用于因素寬域變化,水平數(shù)較多的實(shí)驗(yàn);配方設(shè)計(jì)適用于因素是配比且不獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)),增強(qiáng)學(xué)生合理選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法能力;再比如完成數(shù)據(jù)處理軟件介紹后,在上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié),引入具體的數(shù)據(jù)處理案例,鼓勵學(xué)生用不同軟件完成同一案例,探索它們在數(shù)據(jù)處理方面的特征和適用性,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中分析解決問題的能力得到大幅提升,創(chuàng)新能力得以提高。
課程教學(xué)中突出中國元素,介紹中國科學(xué)家對試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的貢獻(xiàn),使學(xué)生樹立民族自信心和自豪感。例如,在講授優(yōu)選法時(shí),闡述世界著名數(shù)學(xué)家華羅庚先生兩次在國家多難之時(shí)毅然回國,與國同行,開創(chuàng)中國數(shù)學(xué)學(xué)派,并帶領(lǐng)達(dá)到世界水平。數(shù)學(xué)是十分高深的科學(xué),深入研究的大有人在,但把數(shù)學(xué)應(yīng)用到實(shí)踐中的人卻很少。20 世紀(jì)50 年代末期,華羅庚在從事數(shù)學(xué)理論研究的同時(shí),努力尋找一條數(shù)學(xué)和工農(nóng)業(yè)實(shí)踐相結(jié)合的道路,著有科普作品《優(yōu)選法評話及補(bǔ)充》《統(tǒng)籌法評話及補(bǔ)充》等,到全國各地組建“推廣優(yōu)選法、統(tǒng)籌法小分隊(duì)”,掀起了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的群眾性活動。統(tǒng)籌法改變了很多工農(nóng)生產(chǎn)無頭蒼蠅式的蠻干局面,利用數(shù)學(xué)理論對生產(chǎn)進(jìn)行合理的安排和管理。優(yōu)選法主要利用黃金分割法通過盡量少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)選出最優(yōu)方案,取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在講授均勻設(shè)計(jì)時(shí),闡述我國數(shù)學(xué)家方開泰與王元在特定應(yīng)用背景下對發(fā)展均勻設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn),并引導(dǎo)學(xué)生理解辯證思維在均勻設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中的重要性。針對七機(jī)部在導(dǎo)彈設(shè)計(jì)研發(fā)過程中,提出一個五因素,每個因素的水平數(shù)多于10,而又要求試驗(yàn)次數(shù)不超過50 的試驗(yàn),方開泰與王元經(jīng)過數(shù)月共同研究,將“數(shù)論”和“統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)”創(chuàng)造性結(jié)合,發(fā)展出了均勻設(shè)計(jì)方法,開創(chuàng)了一個新的試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究方向。之后均勻設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論也得到了世界統(tǒng)計(jì)學(xué)家的認(rèn)可,美國福特汽車公司采用均勻設(shè)計(jì)發(fā)展了新型汽車發(fā)動機(jī),并將其作為公司電腦仿真實(shí)驗(yàn)的常規(guī)方法之一。在講授正交設(shè)計(jì)分析多個因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響時(shí),根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),以中國首位諾貝爾醫(yī)學(xué)獎得主屠呦呦鐘情科學(xué),向醫(yī)而行,對祖國醫(yī)學(xué)探求,成功提取天然產(chǎn)物—青蒿素,解決了長期困擾的抗瘧失效難題,挽救了全球特別是發(fā)展中國家數(shù)百萬人的生命,為中醫(yī)藥科技創(chuàng)新和人類健康事業(yè)作出了卓越貢獻(xiàn)為背景,探究溶劑種類、溫度、時(shí)間和攪拌速度四個因素對青蒿素提取率的影響,強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在科學(xué)研究中的應(yīng)用,增強(qiáng)了課堂互動交流,活躍了課堂氣氛。這表明在課堂教學(xué)中構(gòu)建適合化工專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容,既可以加深學(xué)生對“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”課程知識的理解,又可以在潛移默化中將本課程知識與專業(yè)知識有機(jī)結(jié)合,提升學(xué)生在化工行業(yè)進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及合理數(shù)據(jù)處理的能力。通過以上我國在本學(xué)科領(lǐng)域典型人物介紹,能激發(fā)學(xué)生的愛國情懷,促使學(xué)生樹立高遠(yuǎn)理想,將個人前途和國家發(fā)展緊密聯(lián)系,將所學(xué)所思踐行于報(bào)效國家的行動中。
加強(qiáng)和完善“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”的考試、考查方式??己耸鞘墙虒W(xué)的重要環(huán)節(jié),是促使學(xué)生對課程知識吸收內(nèi)化,找出薄弱環(huán)節(jié),客觀評價(jià)教與學(xué)成效的重要方法??己朔绞礁母锏哪康氖且m應(yīng)實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)的過程考核理念,結(jié)合本課程特點(diǎn),在考核方式上實(shí)行多元考核,綜合考查學(xué)生對課程知識的掌握程度??己朔绞街饕伤牟糠纸M成:(1)平時(shí)成績,由課堂互動參與度與平時(shí)作業(yè)的完成情況決定,課后作業(yè)側(cè)重考查學(xué)生對本課程知識點(diǎn)的概念和基本原理的理解與掌握。(2)期中成績(小論文),是一個學(xué)以致用檢驗(yàn)環(huán)節(jié),是對知識深層次認(rèn)識的階段。以“××軟件在化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用”為題目,具體介紹軟件的發(fā)展歷史、開發(fā)公司及版本,軟件功能概述,化工領(lǐng)域具體舉例,展望,附參考文獻(xiàn),檢驗(yàn)學(xué)生能否結(jié)合本專業(yè)所學(xué)知識,采用相關(guān)軟件針對實(shí)際化工案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)規(guī)劃及數(shù)據(jù)處理。(3)開卷筆試,側(cè)重于檢驗(yàn)學(xué)生合理選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析的能力,并能對結(jié)果進(jìn)行歸納得出可靠結(jié)論,考查學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度和靈活運(yùn)用能力,考題內(nèi)容涉及較多公式,開卷考試化解了公式死記硬背與實(shí)踐應(yīng)用的矛盾。(4)上機(jī)操作考試,考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理中相關(guān)軟件的應(yīng)用程度,促使學(xué)生不得不下定決心,注重平時(shí)上機(jī)練習(xí),從而提高學(xué)生使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的能力。
通過四種側(cè)重點(diǎn)不同的考核方式,強(qiáng)化學(xué)生對平時(shí)學(xué)習(xí)的投入,避免考前突擊性應(yīng)試學(xué)習(xí),以便全面了解學(xué)生對本課程的掌握程度,對教學(xué)效果作出客觀評價(jià),及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容,促進(jìn)教學(xué)效果和質(zhì)量的提升。
“化工實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理”是一門理論與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。基于“以教育產(chǎn)出為導(dǎo)向,學(xué)以致用,知行合一”的教學(xué)理念,通過闡述課程發(fā)展史,充分調(diào)動學(xué)生的求知欲和探究精神;基于化工專業(yè)背景優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu),突出中國元素,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和實(shí)踐創(chuàng)新能力;構(gòu)建和完善多元評價(jià)方式,綜合考查學(xué)生對本課程的掌握程度,促使學(xué)生對課程知識消化吸收。通過以上教學(xué)持續(xù)改革與實(shí)踐,使理論和實(shí)踐教學(xué)有效融合,從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量,提升本課程培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的目的。