建設“計量”特色的誤差理論與數據處理課程探析

摘要：在行業特色型院校，建設具有“計量”特色的誤差理論與數據處理課程非常有必要。課程的開展要充分體現院校的特色——計量，緊密結合學生就業后的應用領域、崗位特點進行培養，側重檢測與計量。因此，在課程建設過程進行了深入的探索與實踐，對教學理念、教學方法、教學內容、教學手段、考核方式等做了較大的改革。此課程建設的經驗和成果，可為其他院校提供參考。

關鍵詞：行業特色；檢測；計量；課程建設

作者簡介：趙玉曉（1972-），女，黑龍江佳木斯人，中國計量學院現代科技學院，副教授；徐志玲（1966-），女，浙江黃巖人，中國計量學院現代科技學院副院長，副教授。（浙江 杭州 310018）

基金項目：本文系2009年浙江省新世紀教改項目“基于‘項目驅動’的測控專業課程設計群的改革實踐”（項目編號：ZC09095）、2012年浙江省教育科學規劃研究課題“基于‘卓越計劃’的獨立學院人才培養方案的探索與實踐”（課題編號：SCG41）、2012年中國計量學院校重點建設課程的研究成果。

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0090-02

中國計量學院（以下簡稱“我校”）長期堅持以“質量、計量、標準”為學校辦學特色，培養具有行業需要，具有一定職業導向，競爭力強的高質量質檢應用型人才。為此，在專業培養計劃制訂時，研究社會需求，明確培養規格，強調應用，突出特色。特別在課程大綱設置時，協調好課程教學內容的銜接，注意課程教育中的特色，使學生通過專業課程的學習，逐步形成較強的質量、計量意識。

一、課程在專業中的地位

誤差理論與數據處理是“儀器科學與技術”學科的基礎骨干必修課程，課程重點結合幾何量、機械量等物理量測量展開，較全面地向學生介紹科學實驗和工程實踐中常用的靜態測量和動態測量的誤差理論與數據處理，使學生對測量誤差的性質和規律有比較深刻的認識，掌握測量不確定度的評定方法，學會合理選擇儀器、設計方案、正確評價測量結果，并能從大量的實驗數據中獲取有用信息，為后續專業課程及工程測量實踐奠定理論基礎，對培養學生分析問題、解決問題具有重要作用。[1，2]

二、課程建設目標

課程組教師已經歷多輪誤差理論與數據處理的課堂教學，積累了豐富的理論教學經驗，熟悉計量檢測實踐，對課程改革具備基本的構想。課程組教師主持過多項教學改革項目，可以收集相關學校誤差理論與數據處理的大量資料，并根據學生的特點結合測量實踐案例進行教學。計劃開設誤差理論與數據處理的實驗課程，加深學生對誤差基本概念的理解，為后續專業課程奠定扎實的理論基礎。

依托省重點專業——測控技術與儀器的建設，聯合工商管理、質量工程、工業工程專業進行建設，積極改革課程教學內容體系，創新課程教學模式，革新教學方法和教學手段，加強教學環境與實驗條件的建設，提高教學質量，力爭盡快將其建設成省級精品課程，使其產生更大的輻射作用，產生更強烈的社會效應，為社會培養高素質計量人才。

三、課程建設的具體內容

在BB平臺上搭建好“誤差理論與數據處理”課程教學網站，如圖1所示，積極完善各模塊的內容。[3-6]

1.課程資源上網，實現在線遠程教學

教學大綱、教學日歷、教案、講義PPT、習題庫等資料上平臺，建立主體討論區，進一步完善校園網在線輔導系統，解決遠程輔導答疑問題；實現遠程教學、網上教室、網上交流學習，達到優秀資源共享和效用最大化的目的。對教學工作進行教學大綱之外的延伸，如開辟欄目，上傳經典論文：關于不確定度、誤差分析和Matlab在誤差分析中的應用；最新誤差技術的行業標準、技術規范和誤差應用的不確定度報告。應用學生對平臺的參與度（使用的時長與質量）作為成績評定的依據之一。

2.進一步深化教學方法和教學手段的改革

采用“以舊引新、溫故知新”的教學方法，開展知識傳授教育的同時注重思維教育、發展，調整狀態，進行理性教育，把獨立思考、獨立判斷放在首位。對傳統作業的改革，把傳統作業的強化知識教學轉變為使作業成為課程的新的生成點，成為學生樂于參與的一種生活和學習體驗，力求做到：更自主——給學生更多的選擇權，更開放——向學生生活和社會活動的更大時空開放，更有效——多一些探究、體驗，多一些同學間的協同合作。在進一步加大教學方法改革力度的同時，逐步推廣現有經驗及成果。完善多媒體電子課件的開發和使用。利用Matlab矩陣計算和工具包、Labview軟件、小波變換等先進的手段輔助教學，完成對誤差和數據的處理，理解傳統理論和方法。

3.加強實踐環節的建設

根據學生特點，輔以實驗教學加深對誤差理論知識的理解，結合常見的測量實例，確立實測項目：幾何量的測量與數據處理——標準量塊、多個圓柱體的直徑和高度，稱重與校準——電子秤與砝碼。指導老師錄制包含實驗步驟、操作方法、注意事項等的視頻并上傳，使得整個實驗過程直觀生動。編制Excel小工具、運用C語言編寫小程序，上機操作。通過實驗、大例題、大作業讓學生加深系統誤差、隨機誤差以及粗大誤差的理解；同時理解測量精度與測量方案選擇，測量要求與測量不確定度間的關系，深入理解測量中誤差的本質。結合教學內容涉及實驗過程及方案，充分利用軟件編程開發環境，在誤差理論與數據處理知識指導下進行程序設計，完成規定實驗內容的數據處理任務，完成相關實驗教學指導書的編寫并上傳共享。實行教與學的角色轉換，提前培養2～3名基礎較好、熱情、主動性強的學生作為小老師承擔實驗指導與答疑。

4.完善誤差理論與數據處理的習題庫、試題庫

優化課程內容，完善多媒體教學課件和講義。改革理論作業布置方式，在開始講授某一章時即布置整章的作業，使學生根據自己的學習能力以及對自己的要求安排學習時間。作業是必做的，加強其他教材后的習題、BB平臺上的學習資料靈活運用。要求整章講授完的下一次課交作業，教師批改好再發下去講解，不積壓，避免時間長學生忘記了知識點。

5.調整成績分配比例，降低筆試的比重

期末筆試占70%，平時成績占18%，實驗成績占12%。改善以考試“一錘定音”的片面考查學生掌握程度的局面，也減少了學生期末“賭博”式學習現象的出現。

四、課程建設的初步成效及展望

通過一年多的辛苦建設，積累了豐富的經驗，取得了一定成果，可為其他院校的專業建設提供參考和借鑒。如，通過公式推導、利用小例題來講解知識點“回歸分析”，增強師生互動，從而來確定數學、物理中的一些關系式。將顯性知識與隱性知識相結合，融會貫通，實現知識、思考、實踐三方面的反復融合，由句號式課堂向開放式課堂、問號式課堂轉變。充分體現“計量”特色，促進課程內容運用到后續的課程設計、畢業設計等教學環節中。圖2為采用最小二乘法工具軟件做出的誤差擬合曲線圖。

參考文獻：

[1]吳石林， 張玘，劉國福，等.《誤差理論與數據處理》課程教學改革初探[J].高等教育研究學報，2011，34（4）：80-84.

[2]許景波，劉泊，王麗杰，等.“誤差理論與數據處理”課程教學方法的研究與思考[J].科技創新導報，2011，（25）：163-164.

[3]韓曉娟，常太華.基于卓越工程師培養的“誤差理論與數據處理”課程建設[J].中國電力教育，2011，（26）：98-99.

[4]趙居禮.深化教學改革 提高教學質量的實踐與探索[J].中國職業技術教育，2008，（17）.

[5]費業泰.誤差理論與數據處理[M].第六版.北京：機械工業出版社，2010.

[6]陳海秀.MATLAB在誤差理論與數據處理教學中的應用[J].科技信息，2009，（2）：79.

（責任編輯：王意琴）