《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程思政教學探索

唐春怡，左華江，劉新梅，曲德智

（廣西科技大學生物與化學工程學院，廣西 柳州 545006）

自2018年9月全國教育大會強調(diào)“堅持把立德樹人作為根本任務(wù)”以來，高等院校的教育教學的要求提到了更高，即高校為國家培養(yǎng)的拔尖創(chuàng)新人才既應(yīng)具備精湛的業(yè)務(wù)能力，更要思想素質(zhì)過硬[1-3]。研究生作為拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)對象之一，廣西科技大學在研究生人才培養(yǎng)上一直圍繞“培養(yǎng)面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來，在國民經(jīng)濟建設(shè)、科學技術(shù)發(fā)展和社會進步中發(fā)揮積極作用的開創(chuàng)型、復(fù)合型高層次人才。”的總目標踐行。隨著十九屆六中全會的召開，會議明確堅持和發(fā)展中國特色社會主義，總?cè)蝿?wù)是實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化和中華民族偉大復(fù)興的決議又給予了思想政治素質(zhì)培養(yǎng)更深層的指引。思想政治教育在理論研究與實踐推進中取得較大的成果[4]。

在課程思政教育改革大背景下，《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程作為我校化學工程與技術(shù)一級學科碩士點的一門專業(yè)選修課程，在化工過程優(yōu)化方面發(fā)揮著重要作用，具有很強的實際應(yīng)用性。它主要講解科學試驗中試驗前的試驗方案設(shè)計以及對試驗所獲得數(shù)據(jù)如何進行分析，如何運用有關(guān)理論和方法說明數(shù)據(jù)變化規(guī)律，如何合理設(shè)計化學過程與技術(shù)試驗方法，并對試驗數(shù)據(jù)進行科學處理，如何利用科學思維方法確定具體的化工過程的最優(yōu)工藝條件或配方。課程內(nèi)容既涵蓋數(shù)理統(tǒng)計和專業(yè)技術(shù)知識，又涉及實踐經(jīng)驗，潛藏了豐富的思政元素。本文在如何結(jié)合理論教學來深挖思政元素，如何有機地實現(xiàn)本課程的教學目標和思政育人目標上進行了討論。

1 思想政治教育的融入點

《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程思政育人的總目標是培養(yǎng)熱愛祖國，擁護中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導，較好地掌握馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論、“三個代表”重要思想、科學發(fā)展觀，深入學習貫徹習近平總書記系列重要講話精神，踐行社會主義核心價值觀；遵紀守法，具有良好的道德品質(zhì)和科研作風，有獻身于科學的事業(yè)心、合作精神和創(chuàng)新精神，能積極為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)服務(wù)的人才。本課程知識傳授與思政教育的融合可從三方面探尋。

1.1 理論知識的發(fā)展聯(lián)系歷史發(fā)展的進程

講授試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的基本知識，加強學生對數(shù)學統(tǒng)計模型的參數(shù)意義、使用條件和實際應(yīng)用的認識，為學習其他相關(guān)專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，同時在歷史發(fā)展進程中，我國形成大量與化工行業(yè)相關(guān)的科研成果，這些成果除展現(xiàn)出化工技術(shù)發(fā)展，也是中華傳統(tǒng)文化的重要構(gòu)成，將中華傳統(tǒng)文化引入課程融合過程，體現(xiàn)家國情懷、民族精神、科學精神等德育元素，具備較高的科學性和行性。

1.2 專業(yè)技能的訓練聯(lián)系科創(chuàng)精神

傳授試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的科學思維方法和科學研究方法，通過知識的獲取，強化培養(yǎng)學生的歸納和演繹推理等能力，并使學生掌握誤差分析法、方差分析法、回歸分析法、優(yōu)選法等科學研究方法，同時融入唯物主義邏輯思維、創(chuàng)新精神等德育元素。

1.3 綜合實踐聯(lián)系人生價值

引導學生綜合運用數(shù)學、化工過程、化工信息技術(shù)等學科知識，分析科學實驗和工程實踐的試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理，強調(diào)科學素養(yǎng)對社會發(fā)展甚至個人誠信的重要性，以案例分析的方式傳授基礎(chǔ)知識，并對學生進行思想認知引導，促使其嚴于律己，堅毅耐挫，主動提高化工職業(yè)素養(yǎng)，為社會服務(wù)的意識。

2 教學模式與手段

2.1 從課程建設(shè)體系尋求結(jié)合點

以往本課程面向研究生的教學模式主要是講授理論知識。若要融入思政教學，課程不能為了多傳授思政知識而加大教師的授課時間。這既拖延學生的休息時間，也影響教學質(zhì)量。因此，教學模式和手段不能一成不變，而是隨著教育技術(shù)的發(fā)展同步提高。當前，國家不斷頒布各項教育相關(guān)政策，尤其提出了“新工科”重大戰(zhàn)略[5]。在新形式、新背景的重大戰(zhàn)略前提下，本課程教育改革緊跟時代發(fā)展，從畢業(yè)要求、教學目標、課程大綱、教學內(nèi)容、考核方式等方面尋找結(jié)合點，積累和挖掘思政教學元素。每個教學模塊與教師科研項目相結(jié)合，分析相關(guān)知識點的歷史發(fā)展過程、當前水平或前沿技術(shù)，學生自行對比教材與思政示例，由此提高學習積極性和科研主動性。例如，在回歸分析中，結(jié)合我校教師與當?shù)劁撹F企業(yè)的合作項目，師生在討論鋼材碳含量對電阻影響的線性回歸方程數(shù)據(jù)處理同時，教師引導學生思考碳的固定化利用、碳中和、節(jié)能減排等時事熱點，從而促進學生對知識點的理解和應(yīng)用。

2.2 教學手段多元化

由于本課程屬于應(yīng)用技術(shù)課程，加強化工計算平臺的建設(shè)，借助計算平臺，教師可以通過案例討論課題、混合式課堂、網(wǎng)絡(luò)課程等，聯(lián)合多種教學方式和手段將試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程融入思政教學內(nèi)容，從而實現(xiàn)多樣化、滲透性和嵌入式的課程思政教育。例如，采用學科交叉的手段調(diào)動學生積極性。化工傳質(zhì)過程中將反應(yīng)器連續(xù)反應(yīng)的組分濃度與反應(yīng)溫度之間的優(yōu)化與數(shù)學方法結(jié)合可以通過連續(xù)方程、能量方程等處理。學生在化工專業(yè)實驗課中常常以各種條件來探討某個實驗項目的具體實驗?zāi)繕耍@其中積累了許多實驗數(shù)據(jù)。若將獲得的實踐數(shù)據(jù)及時通過該課程的數(shù)據(jù)處理來選擇理論方法分析，從而思考化工小試到工業(yè)擴大應(yīng)用的優(yōu)化，這不僅提高知識應(yīng)用能力，而且激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識和對專業(yè)的喜愛。

另外，案例討論教學對于研究生課程教學來說是常用，也是較有效的課堂教學方法之一。該課程的每個知識模塊其實相當于一個學習主題。教師在做課程介紹時可以先把每個學習模塊的討論主題布置給學生。學生在課后根據(jù)個人感興趣的方面或者自己的研究課題擴展資料查找范圍，把問題和觀點集合課堂討論。通常，一個主題可專注一個案例從而引出一個或多個思政元素，或者一個主題集合多個案例從而引出一個或多個思政元素，然后師生之間就案例觀點的討論再引出更多層次的思政元素。案例可選擇社會時事新聞事件、中外學者專家、中外科學研究發(fā)展、中外技術(shù)的發(fā)展進程，也可以是中外科技的發(fā)展比較、工程技術(shù)的發(fā)展比較、科學應(yīng)用技術(shù)的比較、中外學術(shù)的發(fā)展比較等等。例如，國內(nèi)外專家中的英國生物統(tǒng)計學家及數(shù)學家費歇、我國數(shù)學家華羅庚教授、數(shù)學家王元和方開泰等等，他們在數(shù)學、統(tǒng)計或優(yōu)化計算方面所做出的貢獻不僅推動了學術(shù)的發(fā)展，也為科學技術(shù)和工程工藝優(yōu)化方法的進步提供了重要的理論基礎(chǔ)。又如，Excel在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用正是體現(xiàn)了整個社會的發(fā)展速度，尤其是計算機的發(fā)展速度，它跟計算機的發(fā)明和技術(shù)應(yīng)用涉及了工程技術(shù)的對數(shù)據(jù)記錄和分析的各個方面。這個案例的討論涉及時代的創(chuàng)新精神和使命感。

3 教學內(nèi)容與實施方案設(shè)計

本課程分為試驗設(shè)計的誤差分析、試驗數(shù)據(jù)的表圖表示法、試驗的方差分析、試驗數(shù)據(jù)的回歸分析、優(yōu)選法-單因素優(yōu)選法、優(yōu)選法-雙因素優(yōu)選法、正交試驗設(shè)計、均勻設(shè)計、回歸正交試驗設(shè)計和Excel在試驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，共十個教學內(nèi)容，以此為探究對象，結(jié)合課程思政育人目標，預(yù)期探討授課形式和教學方法在思政教學方面的實施效果。具體方案設(shè)計見表1：

表1 思政教學內(nèi)容及實施方案設(shè)計

4 課程思政教學效果的評價

課程教學效果評價應(yīng)對學生的專業(yè)目標和思政目標的效果進行綜合評價，其中專業(yè)教學目標80%，課程思政目標占20%，其評價的主體應(yīng)包含學生、老師、督導、實踐單位。專業(yè)目標考主要查是是否掌握基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，能否靈活運用所學知識解決實際問題。思政目標考查政治方向、思想品德、科學文化修養(yǎng)、文化傳四個方面，是否樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。根據(jù)每個教學內(nèi)容根據(jù)課程內(nèi)容蘊含的不同思政元素，建表格、擬定考核主題，細化評價標準。例如，從平時成績中劃分一定比例分數(shù)作為思政評價成績。學生在課前準備、課堂教學、課后歸納實踐中涉及思政元素的部分按思政評價打分。尤其，在案例討論當中做好思政評價與專業(yè)知識點的清晰評分標準，由此與教學過程設(shè)計相呼應(yīng)。同時，所有模塊的教學過程討論過的思政案例將被收集整理，在期中或期末測試中選擇一道案例讓學生結(jié)合課程知識分析，最終教師按思政評價比例打分。另外，工科課程不應(yīng)僅僅局限于課程內(nèi)評價，應(yīng)將評價與學生素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合。例如開展第二課堂活動，學生有自主選擇符合課程的主題案例進行更深入地拓展，將拓展內(nèi)容轉(zhuǎn)化為影音視頻，作為專業(yè)知識和思政元素的有機宣傳學習點，從而提高學生自主學習的積極性和動手能力。

5 結(jié)語

在研究生的《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學中融合思想政治教育，能夠激發(fā)學生的學習動力，提升學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的學習能力，為后續(xù)科研和化學工程實踐打下扎實的基礎(chǔ)，進而培養(yǎng)學生的工匠精神和創(chuàng)新能力，也將促進提高教學質(zhì)量的提高。同時通過該課程的思政教育經(jīng)驗總結(jié)，結(jié)合教學改革的推廣應(yīng)用，對于其他研究生類課程的思政教育教學探索起到很好的借鑒作用。