《试验设计》实验课改革的探索

田为军，丛 茜，王骥月

（吉林大学 工程仿生教育部重点实验室，吉林 长春 130022）

《试验设计》实验课改革的探索

田为军，丛 茜，王骥月

（吉林大学 工程仿生教育部重点实验室，吉林 长春 130022）

《试验设计》是一门重要的工具课程，具有较强的理论性与实践性。本文从《试验设计》课程的实践性出发，提出了该课程实验课教学的建设方案，指导学生将《试验设计》课程的理论知识与实践相结合，增强学生的试验设计意识和工程实践能力。

试验设计；实验；实践；改革

一、引言

试验是考察某事的结果或者某物的性能而从事的活动，合理科学地制定试验计划，编制试验方案，在试验过程中控制试验干扰，并对试验结果进行科学有效地处理，关乎着从事试验活动的工作者能否获得切实有效的试验信息。《试验设计》课程主要是讲授如何降低因为干扰因素带来的试验误差，如何用尽可能少的试验量获得全面可靠的试验信息，课程所讲授的试验设计方法是一个全过程、多目标的现代优化方法，在技术领域如系统设计、药品工艺改进、技术改造、质量管理和非技术领域如市场动态分析、产品试销、民意测验、用户使用跟踪中都有极广泛的应用。该课程是一门理论和实践结合比较紧密、实用性很强的工具课程，基于试验设计方法的实用性，本课程应该设有针对实际生产科研的实践环节。通过课程的实践性教学改革，重视实验课环节，能够从根本上加深学生对理论知识的理解和应用，加强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的科研能力和创新兴趣。

二、《试验设计》实验课存在问题

《试验设计》相关课程在国内很多高校均已展开，过去教师在教学过程中往往以知识教育为主，教学重理论轻实践，重知识轻能力；学生在学习过程中往往由于缺乏实践体验的机会或者与个人关联性不大，而在学习过程中多以结课获取学分为目的，缺乏学习的主动性和积极性。课程“教”和“学”环节与实际脱离状况的存在，实践环节和实践环节创新举措不足，直接导致学生在毕业以后，虽然经过了本课程的学习，但依旧缺乏作为一名工程技术人员或者科研人员所应具备的综合运用知识能力，有违设置本课程的目的，因此国内各高校对《试验设计》相关课程的实践环节进行了大量的探索与尝试，取得了显著的效果。但目前为止，单独开设《试验设计》相关课程实验课的学校相对较少，一是由于《试验设计》课程总学时数不够，导致无法占用更多的学时安排实验课程；另一个原因是传统实验课都是在一定的实验场所，由固定人员采用一定的仪器设备才能完成，而《试验设计》课程实验不同于化学或物理实验可以单次实验，一般是多个试验点进行的试验，有试验周期或者试验次数要求，没有太多实验资源让学生做实验。因此，如何合理地设置与安排实验课，对于《试验设计》课程的完整体系构建，培养好学生的实践能力和让学生真正掌握试验设计方法至关重要。

三、《试验设计》实验课改革

《试验设计》实验课的改革主要是从课程的实用性和适用性特点出发，通过课程的设计、教学模式的探索、教学体系的构建等手段实现培养学生学习能动性和实践能力的目标。

（一）改革课程规划设置

增加《试验设计》课程实验教学环节学时，由于《试验设计》课程总学时为24学时，总学时数不变的情况下，为避免过多占用理论教学学时，积极申报吉林大学开放性创新实验项目，将《试验设计》的实验课作为开放性创新实验项目。该环节作为实验课的课外学时环节，将该环节的考核成绩纳入《试验设计》课程的考核体系；而课内学时主要是依据教学大纲设置，设置为2学时。课内实验和课外实验环节的设置，可以确保足够的学时数进行实验教学。在学时有保障的基础上，将实验教学课程设置为三个模块，分别为：①DPS软件讲授与操作模块；②试验设计案例查找及分析模块；③试验设计案例探讨模块。第一模块以DPS软件为载体，在介绍DPS数据处理系统的基本功能、基本操作的同时，通过软件认知操作，进一步强化试验设计原理、设计方法和试验结果分析方法等相关理论课知识；第二模块是利用网络资源和建立的实验课数据库，让学生查找与农业机械化专业相关的案例，进行案例整理与计算分析；第三模块是让学生按照试验设计程式化的步骤进行案例分析，并进行试验方案及结果展示。

（二）实验教学模式与方法

实验课教学过程中以学生实践为主，教师进行辅助指导，构建一种以学生为主体的开放性实验教学方式。结合《试验设计》课程实用性强、应用范围广、实物实验受条件限制实施不易等特点，指导学生进行网络自主化学习与非实物试验设计相结合，学生个体自主实验与小组协作训练相结合。网络自主化学习主要是让学生通过文献资料搜集，寻找试验设计应用的案例，在此基础上进行试验方案编制与结果处理，完成非实物实验要求。在个体自主实验环节，学生可自主选题，主要是让学生在非实物实验过程中加深对试验设计方法的掌握；小组协作训练环节选题必须为与农业机械领域相关的试验设计应用案例，要求学生分组实验，进行案例分析，并以报告形式陈述展示，激活和唤醒学生的主体意识，提高学生的自我组织能力和表达能力，更重要的是，可以通过试验设计技术与农业机械专业相结合的实际实践案例分析，培养学生的专业意识和试验优化意识。

（三）构建与完善试验教学体系

结合实验教学目标与要求，《试验设计》实验课设计为认知性实验与专业综合性实验两个层次，以此逐步建立并完善实验教学体系，如图1所示。在实验教学体系构建与完善过程中，编写实验手册，建设实验课案例库，实验课案例库按照与农业机械专业的相关性分为一般性实验案例库与专业案例库。在实验教学软硬件环境建设方面，改善现有的机房上机条件，包括网络资源获取环境，购置共享版数据处理分析软件，为学生进行非实物试验提供软件和硬件。

四、结束语

《试验设计》课程的实验课改革要想取得实效，必须重视试验实践环节，以学生为主体，通过试验实践环节，让学生体会试验设计方法的普遍性和实用性，充分调动学生上课的热情和积极性，通过实践夯实学生的理论知识，培养学生的实践意识与实践能力，锻造学生的实践精神。

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G642.0

A

1674-9324（2014）40-0040-02

吉林省高等教育教学研究课题，教育部“本科教学工程”-“专业综合改革试点”项目，吉林大学本科教学改革研究项目（2013135）。

田为军（1982-），男，江苏江都人，博士，讲师，研究方向：试验优化设计技术在工程中的应用。