田為軍，叢 茜，王驥月

（吉林大學(xué) 工程仿生教育部重點實驗室，吉林 長春 130022）

《試驗設(shè)計》實驗課改革的探索

田為軍，叢 茜，王驥月

（吉林大學(xué) 工程仿生教育部重點實驗室，吉林 長春 130022）

《試驗設(shè)計》是一門重要的工具課程，具有較強(qiáng)的理論性與實踐性。本文從《試驗設(shè)計》課程的實踐性出發(fā)，提出了該課程實驗課教學(xué)的建設(shè)方案，指導(dǎo)學(xué)生將《試驗設(shè)計》課程的理論知識與實踐相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的試驗設(shè)計意識和工程實踐能力。

試驗設(shè)計；實驗；實踐；改革

一、引言

試驗是考察某事的結(jié)果或者某物的性能而從事的活動，合理科學(xué)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(jié)果進(jìn)行科學(xué)有效地處理，關(guān)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?！对囼炘O(shè)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(shè)計方法是一個全過程、多目標(biāo)的現(xiàn)代優(yōu)化方法，在技術(shù)領(lǐng)域如系統(tǒng)設(shè)計、藥品工藝改進(jìn)、技術(shù)改造、質(zhì)量管理和非技術(shù)領(lǐng)域如市場動態(tài)分析、產(chǎn)品試銷、民意測驗、用戶使用跟蹤中都有極廣泛的應(yīng)用。該課程是一門理論和實踐結(jié)合比較緊密、實用性很強(qiáng)的工具課程，基于試驗設(shè)計方法的實用性，本課程應(yīng)該設(shè)有針對實際生產(chǎn)科研的實踐環(huán)節(jié)。通過課程的實踐性教學(xué)改革，重視實驗課環(huán)節(jié)，能夠從根本上加深學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新興趣。

二、《試驗設(shè)計》實驗課存在問題

《試驗設(shè)計》相關(guān)課程在國內(nèi)很多高校均已展開，過去教師在教學(xué)過程中往往以知識教育為主，教學(xué)重理論輕實踐，重知識輕能力；學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往由于缺乏實踐體驗的機(jī)會或者與個人關(guān)聯(lián)性不大，而在學(xué)習(xí)過程中多以結(jié)課獲取學(xué)分為目的，缺乏學(xué)習(xí)的主動性和積極性。課程“教”和“學(xué)”環(huán)節(jié)與實際脫離狀況的存在，實踐環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新舉措不足，直接導(dǎo)致學(xué)生在畢業(yè)以后，雖然經(jīng)過了本課程的學(xué)習(xí)，但依舊缺乏作為一名工程技術(shù)人員或者科研人員所應(yīng)具備的綜合運(yùn)用知識能力，有違設(shè)置本課程的目的，因此國內(nèi)各高校對《試驗設(shè)計》相關(guān)課程的實踐環(huán)節(jié)進(jìn)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(shè)《試驗設(shè)計》相關(guān)課程實驗課的學(xué)校相對較少，一是由于《試驗設(shè)計》課程總學(xué)時數(shù)不夠，導(dǎo)致無法占用更多的學(xué)時安排實驗課程；另一個原因是傳統(tǒng)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(shè)備才能完成，而《試驗設(shè)計》課程實驗不同于化學(xué)或物理實驗可以單次實驗，一般是多個試驗點進(jìn)行的試驗，有試驗周期或者試驗次數(shù)要求，沒有太多實驗資源讓學(xué)生做實驗。因此，如何合理地設(shè)置與安排實驗課，對于《試驗設(shè)計》課程的完整體系構(gòu)建，培養(yǎng)好學(xué)生的實踐能力和讓學(xué)生真正掌握試驗設(shè)計方法至關(guān)重要。

三、《試驗設(shè)計》實驗課改革

《試驗設(shè)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(fā)，通過課程的設(shè)計、教學(xué)模式的探索、教學(xué)體系的構(gòu)建等手段實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能動性和實踐能力的目標(biāo)。

（一）改革課程規(guī)劃設(shè)置

增加《試驗設(shè)計》課程實驗教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時，由于《試驗設(shè)計》課程總學(xué)時為24學(xué)時，總學(xué)時數(shù)不變的情況下，為避免過多占用理論教學(xué)學(xué)時，積極申報吉林大學(xué)開放性創(chuàng)新實驗項目，將《試驗設(shè)計》的實驗課作為開放性創(chuàng)新實驗項目。該環(huán)節(jié)作為實驗課的課外學(xué)時環(huán)節(jié)，將該環(huán)節(jié)的考核成績納入《試驗設(shè)計》課程的考核體系；而課內(nèi)學(xué)時主要是依據(jù)教學(xué)大綱設(shè)置，設(shè)置為2學(xué)時。課內(nèi)實驗和課外實驗環(huán)節(jié)的設(shè)置，可以確保足夠的學(xué)時數(shù)進(jìn)行實驗教學(xué)。在學(xué)時有保障的基礎(chǔ)上，將實驗教學(xué)課程設(shè)置為三個模塊，分別為：①DPS軟件講授與操作模塊；②試驗設(shè)計案例查找及分析模塊；③試驗設(shè)計案例探討模塊。第一模塊以DPS軟件為載體，在介紹DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的基本功能、基本操作的同時，通過軟件認(rèn)知操作，進(jìn)一步強(qiáng)化試驗設(shè)計原理、設(shè)計方法和試驗結(jié)果分析方法等相關(guān)理論課知識；第二模塊是利用網(wǎng)絡(luò)資源和建立的實驗課數(shù)據(jù)庫，讓學(xué)生查找與農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)相關(guān)的案例，進(jìn)行案例整理與計算分析；第三模塊是讓學(xué)生按照試驗設(shè)計程式化的步驟進(jìn)行案例分析，并進(jìn)行試驗方案及結(jié)果展示。

（二）實驗教學(xué)模式與方法

實驗課教學(xué)過程中以學(xué)生實踐為主，教師進(jìn)行輔助指導(dǎo)，構(gòu)建一種以學(xué)生為主體的開放性實驗教學(xué)方式。結(jié)合《試驗設(shè)計》課程實用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、實物實驗受條件限制實施不易等特點，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自主化學(xué)習(xí)與非實物試驗設(shè)計相結(jié)合，學(xué)生個體自主實驗與小組協(xié)作訓(xùn)練相結(jié)合。網(wǎng)絡(luò)自主化學(xué)習(xí)主要是讓學(xué)生通過文獻(xiàn)資料搜集，尋找試驗設(shè)計應(yīng)用的案例，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗方案編制與結(jié)果處理，完成非實物實驗要求。在個體自主實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生可自主選題，主要是讓學(xué)生在非實物實驗過程中加深對試驗設(shè)計方法的掌握；小組協(xié)作訓(xùn)練環(huán)節(jié)選題必須為與農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域相關(guān)的試驗設(shè)計應(yīng)用案例，要求學(xué)生分組實驗，進(jìn)行案例分析，并以報告形式陳述展示，激活和喚醒學(xué)生的主體意識，提高學(xué)生的自我組織能力和表達(dá)能力，更重要的是，可以通過試驗設(shè)計技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)相結(jié)合的實際實踐案例分析，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識和試驗優(yōu)化意識。

（三）構(gòu)建與完善試驗教學(xué)體系

結(jié)合實驗教學(xué)目標(biāo)與要求，《試驗設(shè)計》實驗課設(shè)計為認(rèn)知性實驗與專業(yè)綜合性實驗兩個層次，以此逐步建立并完善實驗教學(xué)體系，如圖1所示。在實驗教學(xué)體系構(gòu)建與完善過程中，編寫實驗手冊，建設(shè)實驗課案例庫，實驗課案例庫按照與農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)的相關(guān)性分為一般性實驗案例庫與專業(yè)案例庫。在實驗教學(xué)軟硬件環(huán)境建設(shè)方面，改善現(xiàn)有的機(jī)房上機(jī)條件，包括網(wǎng)絡(luò)資源獲取環(huán)境，購置共享版數(shù)據(jù)處理分析軟件，為學(xué)生進(jìn)行非實物試驗提供軟件和硬件。

四、結(jié)束語

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

[1]任露泉.試驗設(shè)計及其優(yōu)化[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2]彎艷玲，叢茜，田為軍.《試驗設(shè)計》課程教學(xué)改革的內(nèi)容與方法[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（2）：60-63.

[3]田為軍，叢茜，任露泉.廣義試驗設(shè)計方法在試驗設(shè)計課程教學(xué)中的實踐[J].教學(xué)研究，2013，36（3）：68-71.

[4]罩海元.高職食品試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析課程教學(xué)改革的探討[J].廣西輕工業(yè)，2007，（5）：117-118.

[5]田為軍，叢茜，任露泉.《試驗設(shè)計》課程實踐性教學(xué)改革探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2013，11（2）：120-122.

[6]夏璐.淺談試驗設(shè)計方法在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力中的應(yīng)用[J].高教論壇，2005，（1）：77-99.

[7]周鑫斌，賴凡，劉峰.《試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析》課程教學(xué)改革探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（28）：16042-16043.

[8]王驥月，叢茜，田為軍.《試驗優(yōu)化設(shè)計》教學(xué)改革——實驗課[J].教育教學(xué)論壇，2013，（30）：246-247.

[9]馬萍，鄭麗娜，曹冬梅.試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程教學(xué)改革初探[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2010，（5）：93-94.

G642.0

A

1674-9324（2014）40-0040-02

吉林省高等教育教學(xué)研究課題，教育部“本科教學(xué)工程”-“專業(yè)綜合改革試點”項目，吉林大學(xué)本科教學(xué)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(yōu)化設(shè)計技術(shù)在工程中的應(yīng)用。