实验设计和数据处理课程实践能力培养范文

摘要：以实验设计与数据处理为例，通过师生共建课程资源、基于实践能力培养的课堂教学、突出过程性改革等进行课程改革与探索，有利于解决问题能力培养和实践能力提高。

关键词：实践能力；实验设计；数据处理

实验设计与数据处理集概率、数理统计和专业实验于一体[1]，是一门理论与实践相结合、应用性非常强的课程。开课目的是为了使学生掌握工程技术和科学研究中常用方法，引导用科学方法解决实际问题，有利于培养实践能力。本校大部分理工科类专业开设了此门课程，普遍反应课程晦涩难懂、理论抽象，学生厌学、教学效果较差。针对上述问题，以培养学生实践能力为课程改革出发点，强化“学生为中心”思维[2]。通过课程资源共建、课程实践和考核方式等方法保证学生学习质量，做到学以致用，保障培养目标的实现。

一、师生共建课程资源

所选教材为李云雁主编化学工业出版社出版的《试验设计与数据处理》，难易适中适合本科生教学，并且以二维码为链接，方便课后学习[3]。书中数据处理所用软件均为Excel，无法满足化学专业学生对实验数据处理的需求。因此，通过师生共建课堂资源，满足学生需求。基于师生合作，充分发挥学生的主体地位，培养自主学习能力和实践能力。创造性地应用教材现有资源。在掌握Excel软件分析处理数据的基础上，采用Origin，SPSS，SAS，Matlab等软件对同一组数据进行分析处理，鼓励学生通过网络进行扩展性学习。对中国知网上公开或学生所做实验数据进行选择挖掘，引导学生主动思考所采用软件方法并总结。积极引导学生参与大学生科技创新项目、专业教师科研项目，在项目实施过程中根据遇到的实验设计与数据处理通过师生共同努力解决问题。

二、从解决问题出发培养实践能力

（一）课堂教学实例化

课堂教学实例化是理论联系实际的教学方式之一，通过对工业生产和生活中的典型案例作重点剖析来加深学生对课程内容的理解，培养利用所学理论知识分析、判断和解决问题能力。实验设计与数据处理课程晦涩难懂、理论抽象、公式复杂繁多。在教学过程中，通过列举本专业相关实例来调动学生学习积极性，将晦涩难懂的知识点通过实例形式化难为易。教学过程中经常渗透生活中与本专业相关实例，让学生体会到相关技术在生活和生产中的应用无处不在，从而引起对课程的关注度和兴趣。

（二）教学与专业实验课程相结合

实验设计与数据处理是科学研究中常用的工具之一，主要用于科研实践[4]。化学专业的基础实验（如无机实验、物化实验）和专业实验（专业综合实验）都可以得到大量的实验数据，根据课堂上讲授的方法进行多次分析练习，能够增强学生对本课程的掌握程度。在讲授过程中，结合一门或多门基础实验或专业实验，把实验课程内容作为实验设计与处理处理的课后作业，要求学生递交实验报告，督促和训练实验数据处理能力。

（三）强化上机实验

随着电子技术的快速发展，实验数据的处理已不需要依靠手算。对于化学领域，可以采用各种软件对所得实验数据进行分析，能够在短时间内得到更精确的结果。学生至少要掌握一到二种软件的使用方法，使用软件进行绘图和处理实验数据。因此，必须重视上机环节。无论是工业生产还是科学实验，实验过程中影响实验的因素都很多，分为重要因素和非重要因素，还存在因素之间的交互作用。因此，每个化学专业的学生都需要通过上机进行合理设计实验方案，以及对所得实验数据进行处理和分析，从而得到实验结果和结论，提高学生实践能力。

三、注重过程性考核形式

实验设计与数据处理课程具有实用性和应用性，在考核过程中应该以解决问题和分析问题为主。传统的课程考核形式包括平时和期末考核两部分，平时主要有出勤、作业、课堂表现等构成，一般占总成绩的30～40%；期末采用笔试形式的记忆性考核，一般占总成绩的60～70%。这种考核方式经常会出现期末考试前拿出一些时间背一背就拿高分现象，不利于培养解决问题能力和实践能力。

（一）软件操作

注意对上机的考核，主要考核学生解决实际问题能力。通过对软件操作能力的考核，可以使学生更注重实践，有利于实践能力提高。在实际考核过程中，给出几组数据或实验内容，让学生自行选择一种软件进行相应的数据处理和实验设计，根据学生实际操作效果给出成绩。本部分占总成绩的20%。

（二）课程论文

在授课过程中设置课程论文，可以就某一章或整门课程撰写课程论文。课程论文有字数要求（如不少于3000字），题目可以为实验设计与数据处理的收获和不足，XX软件在XX实验中应用的局限性，XX法在XX实验中的应用等。学生通过课程论文的撰写进行反思并归纳总结所学的知识点，有利于解决问题能力和实践能力提升。在批阅论文过程中，对有抄袭现象学生的成绩均给以0分。本部分占总成绩的20%。

（三）拓展性学习

在学完某一实验设计与数据处理的方法之后，分组布置拓展性学习内容。每组学生课下通过查阅书籍和文献进行内容汇总，在下次课给出10～15分钟，随机请一组学生进行讲解，讲解完成之后，同组同学可以进行补充，其他组同学可以提问。根据本组同学讲解的情况和回答问题情况给成绩。本部分占总成绩的20%。

（四）期末试题形式

改变期末试题考核记忆功能的题型，重点考核学生运用所学知识进行实验设计与数据处理的能力。比如，在考试试卷中多出主观试题，非唯一答案的试题，尽量不出填空题。期末试卷出题的知识点覆盖教学大纲，强调应用和实践能力考核。本部分占总成绩的40%。

作者：高微 李玉峰 吴振雨 高丽敏 单位：攀枝花学院 黑龙江科技大学