高职试验数据处理与试验设计方法课程教学改革与实践
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摘要：本文针对高职院校试验数据处理与试验设计方法课程的特点，从教学目标、教学设计思路、理论教学内容、实验教学内容、教学手段、专业数据统计软件应用、考核方式等方面对该课程教学进行了改革与实践，并取得了良好效果。
关键词：教学内容;教学手段;专业软件;考核方式;教学改革
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）22-0179-02
试验数据处理与试验设计方法是高职高专农产品加工与质量检测专业的一门重要专业基础课程，该课程内容涵盖高等数学、概率论、数理统计等知识，所学内容是有机化学、无机化学、仪器分析、农产品质量检测技术等专业课程试验数据处理的基础，也是该专业学生将来从事农产品质量检测相关工作时必须掌握的知识与技能之一。学习该课程的目的就是让学生学会对农产品检测结果进行科学处理，力争使测量结果更接近于真值。同时，以本课程理论知识为指导，分析误差产生的原因，根据检测的实际需要选择检测仪器，更加合理的设计和优化试验过程。本课程的学习需要建立在大量的数学知识的基础上，涉及大量抽象的统计学原理和公式，计算过程也较为复杂深奥，容易产生枯燥感，教学难度大大提升。
针对上述问题，乐山职业技术学院农学教研室从以下几个方面对农产品加工与质量检测专业的试验数据处理与试验设计方法课程进行了教学改革。
一、明确教学目标
依据农产品加工与质量检测专业人才培养标准，使学生通过本课程的系统学习，掌握试验设计与数据处理和分析的方法和技能，并能熟练运用所学的知识和技能解读实际案例中的试验结果，重点包括来源于农业、食品领域的实例，也能对化工、轻工、制药、生物等领域的实例有所涉及。学生在完成本课程学习以后，能够将所学的试验设计原理、方法，数据处理的技巧运用于实验设计及今后的工作岗位中。在知识教学目标上，要求学生理解并掌握误差理论、参数估计、统计假设检验等数据处理方法原理;掌握方差分析、一元线性回归分析，了解多元线性回归分析、非线性回归分析等数据分析方法步骤;掌握和了解正交试验设计方法、均匀设计、响应面优化设计等试验设计方法;掌握产品质量控制理论及方法。在技能培养目标上，着重培养学生能独立进行试验数据收集、整理和分析的能力;能独立承担抽样调查、预测分析、配方试验、新产品新技术引进筛选试验等试验过程的能力;能运用实验室内质量控制方法对试验质量进行有效控制的能力;能熟练使用Excel软件进行公式编辑、图表绘制和数据分析等的能力。同时，在教学中，注重学生综合素质的培养，使之具有认真负责、实事求是、心思缜密、一丝不苟的科学精神及敏锐的洞查力与精准的判断力，在善于独立思考的同时也善于与人沟通合作，并能勇于承担责任，坚持用科学的结论指导生产。
二、梳理教学设计总体思路
在本课程设计思路上，以岗位真实的试验工作任务为载体，展示大量实例，构建理论知识与实践一体化的课程内容。以任务驱动实施教学过程，充分体现课程的职业性、实践性和开放性。对试验实例的选取，在内容上既要体现出农业科学技术研究的最新成果，又要符合教学过程的完整性和系统性，教学手段要先进，方法要实用。目的是通过教学激发学生对数据处理与分析试验的热情，将繁杂、枯燥的数字变成有血有肉、有感情的文字。在掌握计算机软件使用、数据统计分析的同时，挖掘学生发现问题、解决问题以及对实验数据进行科学分析的能力。
三、合理安排和优化理论教学内容
本课程具有理论性强、知识点多而杂的特点，在教学中主要从以下两个方面对课程内容进行了安排和优化：（1）教学知识点根据今后职业岗位需求有所取舍。例如，方差分析在农产品质量检测试验中尤其重要，常用于比较抽样样本与标准样或空白样之间是否存在显著性差异。因此，在教学中对该知识点进行了强调。首先，通过方差分析流程图帮助学生梳理思路，再逐步分析每一步所用公式的原理，最后通过大量的例题使学生对该知识点融会贯通。又如，根据本专业毕业生反馈的信息，试验设计方法中的均匀设计和响应面设计知识点在初次就业岗位中涉及不多，因此在教学中只做略讲。（2）合理安排小结与练习。正所谓温故而知新，在每一章教学内容结束后，都安排了一次小结与练习，帮助学生对上一章的知识点进行梳理，加深认识与理解。如，在学习完误差理论后，安排一次讨论课，列表分析三种误差的异同，再通过习题，联系实际，加以区分。
四、加强实验教学内容
试验数据处理与试验设计方法课程源于实践，也应回归于实践，在教学中必须将理论与实践相结合，加深学生对本课程知识点的理解，增强学习的目的性、趣味性和主动性。通过教研活动，本门课的任课教师与其他专业课程教师充分沟通，了解本专业课程中，特别是核心课程中所涉及的会运用试验数据处理与试验设计方法知识点的实验。例如，运用凯氏定氮法测定食品中蛋白质含量是农产品加工与质量检测专业的一项核心技能，在授课过程中，将该技能所涉及的试验设计和数据分析作为本门课程的一次专项能力训练，引导学生科学设计包含有试验组、空白组、对照组等的试验方案，分析消化、蒸馏、滴定等操作中可能造成的试验误差来源，进一步分析试验组与其他组之间的显著性差异水平，得出试验结论。通过对这些实验数据的处理与分析，进一步分析实验过程，优化实验设计，实现在实践中运用理论，用理论指导实践，对检测过程全面控制，提升学生解决问题的能力。除了课堂教学，教研室的教师会尽量创造条件，使学生们参与教师的科研项目，承担一部分试验设计、试验操作、数据分析工作。在此过程中，教师带领学生进入全真的试验环境，切实体会整个试验过程，对试验数据处理和试验设计方法的知识进行了有效运用。
五、板书与多媒体有机结合
乐山职业技术学院所有教室都安装有电子白板，利用电子白板进行PPT展示使授课生动直观，有利于本课程大量抽象概念的学习。动画、图表的使用更是能体现细节，突出重点，提升课堂的趣味性。然而，本课程涉及大量公式推导和数据计算过程，教师授课中适当进行板书可以使学生容易跟上教师的节奏，集中注意力，理清推导和计算的思路。因此，在本课程的教学中采取板书与多媒体有机结合的教学方式，既能取长补短，提升学生的学习兴趣，又保证了教学进度，突出了教学的重点和难点。
六、引入专业数据处理软件
在学生充分掌握基础理论知识和能够进行简单数据手工计算的基礎上，引入Excel、SPSS等专业数据统计软件，帮助学生处理更多、更复杂的试验检测数据。通过专业数据统计软件的演示和操作，使学生摆脱耗时、耗力且烦琐的手工计算，体验真实工作环境中对数据处理分析的过程。例如，在学习标准偏差的计算时，首先通过公式推导和简单数据的计算，使学生掌握标准偏差的原理和计算过程，当学生熟练掌握手工计算方法后，再引入Excel中标准偏差函数来处理更为复杂的数据。当经历过烦琐的手工计算，软件瞬间显示出答案时，学生往往会惊叹于软件的强大，对于学习和将来的工作充满信心。利用SPSS等软件进行方差分析等更为复杂的数据分析过程，体现了专业数据统计软件强大的功能性。
七、改革考核方式
由于本课程计算量巨大，单单通过期末笔试往往不能体现学生对本门课程知识的掌握程度，因此本课程的考核加大了平时表现和实验实训的占比，期末笔试成绩只占60%，平时表现包括课堂表现、测验、作业、讨论等占20%，实验实训占20%，以此提升学生平时学习的积极性和主动性，保证了教学质量。
八、结论
试验数据处理与试验设计方法课程理论性强，但同时又强调运用，在学生专业课程学习和将来工作中有着举足轻重的作用，对教学提出了较高的要求。笔者总结了多年的教学经验，运用多种教学手段和方法，教学内容重点突出、布局合理，引导学生思考所学知识怎么用、如何用。大部分实习生和毕业生能将所学知识运用到实际工作岗位中，取得了良好的教学效果。
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