《試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法》研究生精品課程建設(shè)與實(shí)踐

文/白曉虎秦軍偉李軼王瑞麗

摘要：研究生精品課程建設(shè)是當(dāng)前我國高校教學(xué)改革的重要的內(nèi)容。本文結(jié)合近十年教學(xué)實(shí)踐，對沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院研究生精品課程《試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考核方式等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：試驗(yàn)設(shè)計(jì)；精品課程；案例教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)

作者簡介：白曉虎(1976-)，男，山西渾源人，講師，博士，主要從事農(nóng)業(yè)裝備工程技術(shù)研究。

通訊作者：王瑞麗(1970-)，女，河北贊皇人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事智能農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)和試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究。

中圖分類號(hào):G643文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

通訊作者：(王瑞麗)

2014年年初，為貫徹落實(shí)國家教育部學(xué)位與研究生教育工作會(huì)議的有關(guān)精神，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行了研究生課程體系的整體優(yōu)化，以促進(jìn)研究生課程教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革和創(chuàng)新，并設(shè)立了研究生精品課程建設(shè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，并將按照擇優(yōu)(公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、一級(jí)學(xué)科通開課)資助的原則立項(xiàng)碩士研究生精品課程。這些改革和創(chuàng)新必將促進(jìn)我校研究生教育的發(fā)展，提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。為此，工程學(xué)院結(jié)合本院實(shí)際情況，推薦《試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法》課程參加學(xué)校研究生精品課程評選。本文從課程性質(zhì)、課程重要性、目前存在的問題和教學(xué)方法等方面探討該精品課程建設(shè)的思路。

一、課程性質(zhì)和重要性

(一)課程性質(zhì)

本課程是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院“機(jī)械設(shè)計(jì)及理論”學(xué)術(shù)研究生的學(xué)位課程(學(xué)術(shù)方向必修課程)，是“農(nóng)業(yè)工程一級(jí)學(xué)科”學(xué)術(shù)研究生的公共與基礎(chǔ)選修課程，也是“全日制工程碩士專業(yè)學(xué)位農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域”研究生的選修課程。相關(guān)課程《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》是“全日制農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域”研究生的學(xué)位課程(領(lǐng)域主干課程)。課程總學(xué)時(shí)32，包括理論教學(xué)26學(xué)時(shí)，案例分析和討論6學(xué)時(shí)。該課程是在科學(xué)研究中進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與結(jié)果分析所必須的基本理論和方法，以概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合科研實(shí)踐，經(jīng)濟(jì)地、科學(xué)地安排試驗(yàn)方案、整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析試驗(yàn)結(jié)果的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握科學(xué)試驗(yàn)過程中常用的試驗(yàn)理論和分析方法，并通過實(shí)踐導(dǎo)出科學(xué)的結(jié)論。教學(xué)過程中應(yīng)體現(xiàn)實(shí)踐性、先進(jìn)性和前沿性，有利于研究生創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(二)課程重要性

《試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法》相關(guān)理論在研究生進(jìn)行科學(xué)研究中應(yīng)用非常廣泛，調(diào)查沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院近三年的研究生學(xué)位論文發(fā)現(xiàn)，有80%左右用到該課程相關(guān)理論和方法[1]，其中有的論文主體內(nèi)容有1/2章節(jié)應(yīng)用該課程主要方法。對農(nóng)業(yè)工程學(xué)科權(quán)威期刊《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》發(fā)表的文章調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2015年第一期44篇研究文章中有10篇直接應(yīng)用到了該課程的相關(guān)內(nèi)容，包括單因素試驗(yàn)、雙因素試驗(yàn)、方差分析、回歸分析、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面法設(shè)計(jì)等。所以，對于農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的研究生和科研人員來說，《試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法》是至關(guān)重要的技術(shù)，應(yīng)該較好的掌握并應(yīng)用到科研中。

二、存在的問題

(一)教學(xué)內(nèi)容抽象，教學(xué)方法簡單

在以往的教學(xué)中理論講授較多，與實(shí)踐結(jié)合不夠緊密，使學(xué)生對本課程理解和應(yīng)用比較困難，體會(huì)不到本課程的重要性[2]。課程屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)范疇，而且概念較多，原理抽象，計(jì)算公式冗長復(fù)雜，但大部分學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱，導(dǎo)致很多學(xué)生對本門課程無法掌握和理解。本門課程的講授方式一直都是采用教師在課堂上講，學(xué)生在下面聽的單一的授課方式，互動(dòng)性環(huán)節(jié)較少，不容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。

(二)理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)

本課程理論性較強(qiáng)，以往講授過于強(qiáng)調(diào)理論環(huán)節(jié)，并著重統(tǒng)計(jì)分析過程，與實(shí)際應(yīng)用缺少銜接。導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，并且不能應(yīng)用于研究之中。

三、精品課建設(shè)與實(shí)踐初探

(一)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與更新

試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法較多，在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。授課時(shí)要講授農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域相關(guān)田間試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法，還要講授機(jī)械的結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)優(yōu)化、配方優(yōu)化、工藝參數(shù)優(yōu)化等內(nèi)容。要用到各種統(tǒng)計(jì)分析軟件和繪圖軟件。用較少的學(xué)時(shí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到本專業(yè)科學(xué)研究的基本方法，是作為教師需要解決的難題[4]。課程組經(jīng)過查閱資料，多次討論，結(jié)合農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究成果，確定了課程的主要內(nèi)容。在緒言中列舉在《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》最新發(fā)表的文章和研究生學(xué)位論文中所用到的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，讓學(xué)生了解課程的重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。并概括農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域一般的試驗(yàn)程序和應(yīng)注意的問題。接著根據(jù)最新科研成果所應(yīng)用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法從因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)、雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)、回歸分析、回歸的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面介紹基本理論，并講授試驗(yàn)結(jié)果的分析方法，包括極差分析和方差分析。講授過程中穿插響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法和軟件分析。在完整講授一種方法后加案例分析，案例來自《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》和《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》最新發(fā)表的科研論文。

(二)改進(jìn)教學(xué)方法和手段

建設(shè)精品課程的目的是倡導(dǎo)教學(xué)方法的改革和現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的運(yùn)用，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神和創(chuàng)新能力，拓寬學(xué)生的知識(shí)面[5]。采用多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、案例分析教學(xué)，并結(jié)合學(xué)生自己的研究內(nèi)容進(jìn)行授課。讓學(xué)生把導(dǎo)師的研究成果拿出來進(jìn)行詳細(xì)分析，把導(dǎo)師已經(jīng)發(fā)表的研究文章應(yīng)用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析方法重新進(jìn)行梳理和計(jì)算，找到異同點(diǎn)并進(jìn)行分析。這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更好掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。

(三)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)是研究生精品課程建設(shè)的關(guān)鍵[6]。課程組注重教師素質(zhì)的培養(yǎng)，在外語水平、教學(xué)研究、學(xué)術(shù)成果方面都有較大提高。課程組由2位副教授和2位講師組成，其中一人曾經(jīng)到加拿大McGill大學(xué)訪問一年，并學(xué)習(xí)了該校的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析方法課程。對年輕教師的培養(yǎng)結(jié)合博士論文進(jìn)行，實(shí)際應(yīng)用本課程的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。

(四)改革和完善考核方式

考核方式作為教學(xué)效果評價(jià)的重要手段，

(作者單位：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院)

參考文獻(xiàn)：

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