研究生專業課程教學改革與探索
——以《實驗設計與數據處理》為例

王燕鋒 楊磊 趙 毅

中原工學院（450007）

1 課程建設的背景

研究生培養處于人才培養的頂端，其培養質量影響到我國社會主義建設的各個方面，為此，我國自2013年起，先后出臺《關于深化研究生教育改革的意見》、《關于改進和加強研究生課程建設的意見》、《學位與研究生教育發展“十三五”規劃》等文件，不斷加強研究生課程建設、深化課程教學改革，全面提升研究生培養的質量[1-2]。

2020年7月，習近平主席就研究生教育工作作出了重要指示。習近平強調，研究生教育在培養創新人才、提高創新能力、服務經濟社會發展、推進國家治理體系和治理能力現代化方面具有重要作用。各級黨委和政府要高度重視研究生教育，推動研究生教育適應黨和國家事業發展需要，堅持“四為”方針，瞄準科技前沿和關鍵領域，深入推進學科專業調整，提升導師隊伍水平，完善人才培養體系，加快培養國家急需的高層次人才，為堅持和發展中國特色社會主義、實現中華民族偉大復興的中國夢作出貢獻[3]。

為了提升研究生培養質量，培養創新能力，研究生教育必須夯實基礎，創新能力源于堅實的基礎知識和廣博的學科交叉，沒有堅實的基礎，難以支撐未來科研的創新，因此，研究生課程的學習必須重視和加強，在一流學科建設的過程中，打造高質量的研究生課程對研究生培養意義重大[4-9]。在過去的研究生教育中，基礎課程的教學往往由一個教師來進行，為了提升課程建設質量，構建強大課程教學團隊有利于保證基礎課程的順利開展，提升課程教學效果。基于上述背景，本教學團隊在研究生專業課程《實驗設計與數據處理》中嘗試了一系列教學改革，全面提升課程教學效果，力求夯實學生專業基礎，助力科研過程，提升研究生的創新能力。

2 課程的基本情況

《實驗設計與數據處理》開設在研究生專業課之前，是一門必修課。課程的作用是讓研究生在學習專業課程時，對所學的專業課程中的實驗部分，以及在研究學習時所進行的實驗項目，做出優化設計，并對實驗數據進行分析處理。本課程的主要任務是介紹工程技術中常用的實驗設計與數據處理方法，具體內容包括誤差理論及數理統計基礎，實驗設計方法，正交實驗設計與數據處理，回歸分析，常用的數學建模方法等。

本課程是在學完大學數學基礎課（概率論與數理統計）后開設的。通過本課程的學習，要求研究生掌握實驗的設計以及對實驗中所得數據的處理。在對實際問題的研究中，絕大多數是利用實驗的方法，尋求最佳的解決方案，因此實驗設計與數據處理是必不可少的一門專業基礎課程。通過對本課程的學習，為研究生今后的學習和工作打下堅實的基礎。

3 課程改革的措施

1）融入課程思政元素，引導研究生求真務實，以科學家的鉆研精神為榜樣，在自己的課題試驗中，敢于探索，大膽質疑，仔細探究，詳細求證。《實驗設計與數據處理》中的內容有很多章節設計課程思政的元素，比如誤差分析，可以強調實事求是精神，真解是存在的，但往往在測試過程中很難得到，但詳細求證測量值的精度需要學生進行估計。正交試驗設計理論的產生是數學家們探索創新精神的結果，在科學實驗過程中，該方法應用廣泛、對工業生產影響深遠，可以結合講述我國數學工作者在該領域做出的貢獻，激發學生的科研熱情，鼓勵廣大研究生大膽創新。回歸分析章節，可以引領學生（研一新生）廣泛閱讀文獻，從已有科研工作者的數據中尋找規律，助力自己的課題研究；同時也可以講述統計學在工業生產中、科學試驗中的作用和意義。

2）探索混合式教學模式，由于課程教學內容多，課時相對較少，本課程教學團隊采用線上、線上混合式教學模式，通過課前分布教學任務，師生在線交流，微信群討論互動，反饋自主預習等方式分解教學任務，授課教師可以在上課時，有針對性地講述學生普遍感覺困難的內容，提升教學效率，采用混合式教學方式，還可以進一步拓寬學生的學習的廣度和深度。

3）嘗試翻轉課堂，教師安排學生在某些章節嘗試講述相關問題或部分內容，作為學生中期學習考核的一部分，在提前布置了課程任務后，學生能提前準備，在規定的時間參與進來，提高學生學習的積極性與參與度，鍛煉學生的綜合素質。在翻轉課程的實施過程中，也存在學生上述錯誤、停頓等問題，但經任課教師點撥大多能順利完成規定的任務。

4）強化過程性考核,為了提高研究生的參與度，課程強化過程考核，平時線上發布的小任務，習題練習均占有一定的分值；課程中期的匯報及測試、翻轉課程的參與和表現，都占有較高的分值，通過課程考核，讓研究生真正動起來，確保教學每個環節學生的參與度、積極性和教學效果。

4 課程改革的效果

《實驗設計與數據處理》課程經過教學團隊的精心設計，融入課程思政元素，通過混合式教學模式的實施及翻轉課堂的嘗試，學生的學習積極性及主動性都得到提升，學生課程參與度比以前高了，課堂氣氛活躍了，成績優良率增大。學生給與了課程高度肯定，通過教學模式改革，師生互動增大，相關了解也增加了，學生科研興趣通過課程的學習得以啟發，做好科研工作的熱情增加。

課程建設的具體成果包括:全英課程建設嘗試、混合式教學模式改革、微課視頻錄制、課程教學大綱修訂、課程線上題庫建設、綜合實驗設計案例分析等。本課程建設也得到了學校的肯定，獲得校級教學改革優秀的評價，上過該課程的學生也給予了高度認可。

5 結論

本教學團隊為加強研究生課程建設，提高研究生培養質量，強化研究生創新能力，提升學生綜合素質。《實驗設計與數據處理》課程教學團隊從課程思政元素設計、教學模式轉變、綜合能力提升幾個方面進行了改革和探索，在教學改革過程中，融入思政元素，增強愛國主義教育，價值觀引領；引入線上、線下混合式教學方法，嘗試翻轉課堂，在理論教學、實踐教學中不斷摸索經驗，取得了較好的成效，真正做到教學相長，持續改進。