《試驗設計》實驗課改革的探索

田為軍，叢 茜，王驥月

（吉林大學 工程仿生教育部重點實驗室，吉林 長春 130022）

《試驗設計》實驗課改革的探索

田為軍，叢 茜，王驥月

（吉林大學 工程仿生教育部重點實驗室，吉林 長春 130022）

《試驗設計》是一門重要的工具課程，具有較強的理論性與實踐性。本文從《試驗設計》課程的實踐性出發，提出了該課程實驗課教學的建設方案，指導學生將《試驗設計》課程的理論知識與實踐相結合，增強學生的試驗設計意識和工程實踐能力。

試驗設計；實驗；實踐；改革

一、引言

試驗是考察某事的結果或者某物的性能而從事的活動，合理科學地制定試驗計劃，編制試驗方案，在試驗過程中控制試驗干擾，并對試驗結果進行科學有效地處理，關乎著從事試驗活動的工作者能否獲得切實有效的試驗信息。《試驗設計》課程主要是講授如何降低因為干擾因素帶來的試驗誤差，如何用盡可能少的試驗量獲得全面可靠的試驗信息，課程所講授的試驗設計方法是一個全過程、多目標的現代優化方法，在技術領域如系統設計、藥品工藝改進、技術改造、質量管理和非技術領域如市場動態分析、產品試銷、民意測驗、用戶使用跟蹤中都有極廣泛的應用。該課程是一門理論和實踐結合比較緊密、實用性很強的工具課程，基于試驗設計方法的實用性，本課程應該設有針對實際生產科研的實踐環節。通過課程的實踐性教學改革，重視實驗課環節，能夠從根本上加深學生對理論知識的理解和應用，加強學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的科研能力和創新興趣。

二、《試驗設計》實驗課存在問題

《試驗設計》相關課程在國內很多高校均已展開，過去教師在教學過程中往往以知識教育為主，教學重理論輕實踐，重知識輕能力；學生在學習過程中往往由于缺乏實踐體驗的機會或者與個人關聯性不大，而在學習過程中多以結課獲取學分為目的，缺乏學習的主動性和積極性。課程“教”和“學”環節與實際脫離狀況的存在，實踐環節和實踐環節創新舉措不足，直接導致學生在畢業以后，雖然經過了本課程的學習，但依舊缺乏作為一名工程技術人員或者科研人員所應具備的綜合運用知識能力，有違設置本課程的目的，因此國內各高校對《試驗設計》相關課程的實踐環節進行了大量的探索與嘗試，取得了顯著的效果。但目前為止，單獨開設《試驗設計》相關課程實驗課的學校相對較少，一是由于《試驗設計》課程總學時數不夠，導致無法占用更多的學時安排實驗課程；另一個原因是傳統實驗課都是在一定的實驗場所，由固定人員采用一定的儀器設備才能完成，而《試驗設計》課程實驗不同于化學或物理實驗可以單次實驗，一般是多個試驗點進行的試驗，有試驗周期或者試驗次數要求，沒有太多實驗資源讓學生做實驗。因此，如何合理地設置與安排實驗課，對于《試驗設計》課程的完整體系構建，培養好學生的實踐能力和讓學生真正掌握試驗設計方法至關重要。

三、《試驗設計》實驗課改革

《試驗設計》實驗課的改革主要是從課程的實用性和適用性特點出發，通過課程的設計、教學模式的探索、教學體系的構建等手段實現培養學生學習能動性和實踐能力的目標。

（一）改革課程規劃設置

增加《試驗設計》課程實驗教學環節學時，由于《試驗設計》課程總學時為24學時，總學時數不變的情況下，為避免過多占用理論教學學時，積極申報吉林大學開放性創新實驗項目，將《試驗設計》的實驗課作為開放性創新實驗項目。該環節作為實驗課的課外學時環節，將該環節的考核成績納入《試驗設計》課程的考核體系；而課內學時主要是依據教學大綱設置，設置為2學時。課內實驗和課外實驗環節的設置，可以確保足夠的學時數進行實驗教學。在學時有保障的基礎上，將實驗教學課程設置為三個模塊，分別為：①DPS軟件講授與操作模塊；②試驗設計案例查找及分析模塊；③試驗設計案例探討模塊。第一模塊以DPS軟件為載體，在介紹DPS數據處理系統的基本功能、基本操作的同時，通過軟件認知操作，進一步強化試驗設計原理、設計方法和試驗結果分析方法等相關理論課知識；第二模塊是利用網絡資源和建立的實驗課數據庫，讓學生查找與農業機械化專業相關的案例，進行案例整理與計算分析；第三模塊是讓學生按照試驗設計程式化的步驟進行案例分析，并進行試驗方案及結果展示。

（二）實驗教學模式與方法

實驗課教學過程中以學生實踐為主，教師進行輔助指導，構建一種以學生為主體的開放性實驗教學方式。結合《試驗設計》課程實用性強、應用范圍廣、實物實驗受條件限制實施不易等特點，指導學生進行網絡自主化學習與非實物試驗設計相結合，學生個體自主實驗與小組協作訓練相結合。網絡自主化學習主要是讓學生通過文獻資料搜集，尋找試驗設計應用的案例，在此基礎上進行試驗方案編制與結果處理，完成非實物實驗要求。在個體自主實驗環節，學生可自主選題，主要是讓學生在非實物實驗過程中加深對試驗設計方法的掌握；小組協作訓練環節選題必須為與農業機械領域相關的試驗設計應用案例，要求學生分組實驗，進行案例分析，并以報告形式陳述展示，激活和喚醒學生的主體意識，提高學生的自我組織能力和表達能力，更重要的是，可以通過試驗設計技術與農業機械專業相結合的實際實踐案例分析，培養學生的專業意識和試驗優化意識。

（三）構建與完善試驗教學體系

結合實驗教學目標與要求，《試驗設計》實驗課設計為認知性實驗與專業綜合性實驗兩個層次，以此逐步建立并完善實驗教學體系，如圖1所示。在實驗教學體系構建與完善過程中，編寫實驗手冊，建設實驗課案例庫，實驗課案例庫按照與農業機械專業的相關性分為一般性實驗案例庫與專業案例庫。在實驗教學軟硬件環境建設方面，改善現有的機房上機條件，包括網絡資源獲取環境，購置共享版數據處理分析軟件，為學生進行非實物試驗提供軟件和硬件。

四、結束語

《試驗設計》課程的實驗課改革要想取得實效，必須重視試驗實踐環節，以學生為主體，通過試驗實踐環節，讓學生體會試驗設計方法的普遍性和實用性，充分調動學生上課的熱情和積極性，通過實踐夯實學生的理論知識，培養學生的實踐意識與實踐能力，鍛造學生的實踐精神。

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G642.0

A

1674-9324（2014）40-0040-02

吉林省高等教育教學研究課題，教育部“本科教學工程”-“專業綜合改革試點”項目，吉林大學本科教學改革研究項目（2013135）。

田為軍（1982-），男，江蘇江都人，博士，講師，研究方向：試驗優化設計技術在工程中的應用。