《试验优化设计与分析方法》研究生精品课程建设与实践

《试验优化设计与分析方法》研究生精品课程建设与实践

文/白晓虎秦军伟李轶王瑞丽

摘要：研究生精品课程建设是当前我国高校教学改革的重要的内容。本文结合近十年教学实践，对沈阳农业大学工程学院研究生精品课程《试验优化设计与分析方法》的教学内容、教学方法和手段、考核方式等进行了探讨。

关键词：试验设计；精品课程；案例教学；实践教学

作者简介：白晓虎(1976-)，男，山西浑源人，讲师，博士，主要从事农业装备工程技术研究。

通讯作者：王瑞丽(1970-)，女，河北赞皇人，副教授，博士，硕士生导师，从事智能农业装备技术和试验优化设计方面的研究。

中图分类号:G643文献标志码：A

通讯作者：(王瑞丽)

2014年年初，为贯彻落实国家教育部学位与研究生教育工作会议的有关精神，沈阳农业大学进行了研究生课程体系的整体优化，以促进研究生课程教学内容、方法和手段的改革和创新，并设立了研究生精品课程建设专项经费，并将按照择优(公共课、专业基础课、一级学科通开课)资助的原则立项硕士研究生精品课程。这些改革和创新必将促进我校研究生教育的发展，提高研究生培养质量。为此，工程学院结合本院实际情况，推荐《试验优化设计与分析方法》课程参加学校研究生精品课程评选。本文从课程性质、课程重要性、目前存在的问题和教学方法等方面探讨该精品课程建设的思路。

一、课程性质和重要性

(一)课程性质

本课程是沈阳农业大学工程学院“机械设计及理论”学术研究生的学位课程(学术方向必修课程)，是“农业工程一级学科”学术研究生的公共与基础选修课程，也是“全日制工程硕士专业学位农业工程领域”研究生的选修课程。相关课程《试验设计与统计分析》是“全日制农业推广硕士专业学位农业机械化领域”研究生的学位课程(领域主干课程)。课程总学时32，包括理论教学26学时，案例分析和讨论6学时。该课程是在科学研究中进行试验优化设计与结果分析所必须的基本理论和方法，以概率论、数理统计为理论基础，结合科研实践，经济地、科学地安排试验方案、整理试验数据和分析试验结果的一项科学技术。通过本课程的学习，要求学生掌握科学试验过程中常用的试验理论和分析方法，并通过实践导出科学的结论。教学过程中应体现实践性、先进性和前沿性，有利于研究生创造性和创新能力的培养。

(二)课程重要性

《试验优化设计与分析方法》相关理论在研究生进行科学研究中应用非常广泛，调查沈阳农业大学工程学院近三年的研究生学位论文发现，有80%左右用到该课程相关理论和方法[1]，其中有的论文主体内容有1/2章节应用该课程主要方法。对农业工程学科权威期刊《农业工程学报》发表的文章调查发现，2015年第一期44篇研究文章中有10篇直接应用到了该课程的相关内容，包括单因素试验、双因素试验、方差分析、回归分析、正交试验设计、响应面法设计等。所以，对于农业工程学科的研究生和科研人员来说，《试验优化设计与分析方法》是至关重要的技术，应该较好的掌握并应用到科研中。

二、存在的问题

(一)教学内容抽象，教学方法简单

在以往的教学中理论讲授较多，与实践结合不够紧密，使学生对本课程理解和应用比较困难，体会不到本课程的重要性[2]。课程属于应用数学范畴，而且概念较多，原理抽象，计算公式冗长复杂，但大部分学生基础比较薄弱，导致很多学生对本门课程无法掌握和理解。本门课程的讲授方式一直都是采用教师在课堂上讲，学生在下面听的单一的授课方式，互动性环节较少，不容易激发学生的学习兴趣[3]。

(二)理论教学与实际应用脱节

本课程理论性较强，以往讲授过于强调理论环节，并着重统计分析过程，与实际应用缺少衔接。导致学生缺乏学习兴趣，并且不能应用于研究之中。

三、精品课建设与实践初探

(一)教学内容优化与更新

试验优化设计方法较多，在农业工程领域应用广泛。授课时要讲授农业工程领域相关田间试验统计方法，还要讲授机械的结构参数与工作参数优化、配方优化、工艺参数优化等内容。要用到各种统计分析软件和绘图软件。用较少的学时，让学生学习到本专业科学研究的基本方法，是作为教师需要解决的难题[4]。课程组经过查阅资料，多次讨论，结合农业工程学科研究成果，确定了课程的主要内容。在绪言中列举在《农业工程学报》最新发表的文章和研究生学位论文中所用到的试验设计方法，让学生了解课程的重要性，激发学习兴趣。并概括农业工程领域一般的试验程序和应注意的问题。接着根据最新科研成果所应用的试验设计方法从因素试验、正交试验设计、单因素试验设计、双因素试验设计、回归分析、回归的正交试验设计等方面介绍基本理论，并讲授试验结果的分析方法，包括极差分析和方差分析。讲授过程中穿插响应面设计方法和软件分析。在完整讲授一种方法后加案例分析，案例来自《农业工程学报》和《农业机械学报》最新发表的科研论文。

(二)改进教学方法和手段

建设精品课程的目的是倡导教学方法的改革和现代化教育技术手段的运用，最大限度地调动学生学习的主动性和积极性，培养学生的科学探索精神和创新能力，拓宽学生的知识面[5]。采用多媒体教学、网络教学、案例分析教学，并结合学生自己的研究内容进行授课。让学生把导师的研究成果拿出来进行详细分析，把导师已经发表的研究文章应用的试验设计与分析方法重新进行梳理和计算，找到异同点并进行分析。这样可以激发学生学习兴趣，更好掌握试验设计方法。

(三)加强师资队伍建设

加强师资队伍建设是研究生精品课程建设的关键[6]。课程组注重教师素质的培养，在外语水平、教学研究、学术成果方面都有较大提高。课程组由2位副教授和2位讲师组成，其中一人曾经到加拿大McGill大学访问一年，并学习了该校的试验设计与分析方法课程。对年轻教师的培养结合博士论文进行，实际应用本课程的试验设计方法。

(四)改革和完善考核方式

考核方式作为教学效果评价的重要手段，

(作者单位：沈阳农业大学工程学院)

参考文献：

[1]王瑞丽,白晓虎,秦军伟. 2014. 农机单因素试验设计与分析[J]. 农业科技与装备,(09):26-28+31.

[2]于晓芳. 2013. 农学类专业《试验设计与统计分析》课程教学改革的探讨[J]. 内蒙古农业大学学报(社会科学版),(01):78-79.

[3]王正荣,武忠伟,郭延成,等. 2015. 食品类专业实验设计与统计课程改革的探索[J]. 河南科技学院学报,(02):89-91.

[4]许明,冀瑞琴,王玉刚. 2013. 园艺专业“试验设计与统计分析”课程教学改革与设想[J]. 沈阳大学学报(社会科学版),(03):351-353.

[5]涂俐兰. 2012. 研究生“数值分析”精品课程建设与实践[J]. 大学数学,(06):10-12.

[6]肖玮萍. 2010. 研究生精品课程建设的目标及其实现途径探究[J]. 内江师范学院学报,(07):105-107.