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化工专业《试验设计和数据处理》课程教学模式
周文超
（安康学院化学化工学院 陕西安康 725000）
摘 要 实验的设计工作与数据的处理工作无论在实际生产活动中还是在科学研究领域内,都有着极为重要的作用.并且作为一个合格的科研工作者,应具备科学的实验设计能力以及精准的数据处理能力,否则便难以真正走进这一门应用技术学科.文章将结合化工专业的学科特点,阐述课程内容的设置情况,课程设置的时间选择以及教学方法和授课手段.
关键词 化学化工专业；实验设计；教学方法
中图分类号: G642 文献标识码: C 文章编号: 2095 - 1205 ( 2018 ) 09 - 86 - 02
试验设计与数据处理是一门基于概率论与数理统计上的应用性技术学科. 到目前为止, 这一门学科已经开创 80 多年,广大技术人员与科技工作者都需要学习这一学科作为基础理论知识储备.化学化工的显著特点之一就是经常需要进行试验,在试验的过程中能够发现研究对象的变化规律,再利用这种变化规律达到试验的研究目的.随着科学技术的不断进步,出现了许多便于数据处理工作的软件,这些软件极大程度地降低了试验数据的计算成本,为学生更好的解决问题提供了极大帮助.
1 课程内容的设置
课程内容的设置情况一般需要依据课程开设的学习目的来进行设定.对化学化工专业来说,试验设计能力以及试验数据的处理能力就是该专业的重要学习目的.一般来说,在试验开始前,需要试验者对所研究的问题有着深刻的认识,并且还需要选择好科学合理的试验设计方案[1] .只有选择了科学合理的试验设计方案,才能够进一步地保证试验过程的顺利,否则极易出现盲目试验的情况.同时,由于好的试验设计也仅仅只能保证试验成功了一半,另一半则需要良好的试验数据处理能力.在进行试验数据的处理分析过程中,应注意选用合适的表达方式,或是精密的表格数据,或是美观直接的图表.而这些数据处理工作都离不开数据处理软件的帮助.故而在化学化工专业的学生中开设试验设计与数据处理课程是十分必要的.在课程的内容安排上,主要包括实验数据的误差分析,试验数据的图表化以及试验的方差分, 用以帮助分析试验数据. 而试验设计方案则多用优越法、均匀设计法与正交法.此外,在试验过程中常常需要使用的计算机软件也需要熟练掌握, 它们分别是 Excel、 Origin 以及Datafit.需要注意的是,试验数据的误差分析是衡量试验数据是否科学合理的重要指标之一.并且由于方差是体现相关因素对试结果有着重要影响的检测标准之一,故而在测量过程中,需要以科学严谨的态度进行方差的测试工作.
2 课程设置时间的选择
试验设计与数据处理这两门学科都需要涉及到广泛的知识领域,主要包括了数理统计、概率论以及计算机等.一般来说,这门课程的重要性多体现在毕业论文环节,故而,这门课程的最佳学习时间应是学生在着手准备毕业论文期间[2] .并且此时的学生对这门课程涉及到的各个方面都取得了一定的了解, 如此在进行学习的时候就会更加轻松. 同时,在课程学习完成后,正好学生们需要在毕业论文的写作中运用到所学的知识,也就意味着,学生能够将所学知识及时地应用到实际的生活学习中,这对知识的积累工作有着十分重要的意义.
3 教学方式与授课手段
3.1“相似板块”教学
在课程的学习过程中,不难发现其中存在着一些相似却又有着一定差别的内容.教师应好好利用这些“相似板块”帮助教学工作的开展,这种微妙相似的内容能够帮助学生以辩证的眼光看待问题,并且通过发现其中的细微差别,能够对学生的学习产生极大的助力.以均匀设计与正交设计为例,这两种试验设计方法就十分相似,并且其试验步骤也几乎一模一样[3] .这两者之间的最大差别就在于均匀设计并不像正交设计一样需要考虑“整齐可比” ,它只需要考虑“均匀散布”即可,也正是因为这样,它的实验次数也更少.在教学过程中,教师的作用在于将书本上抽象的信息通过一种更为直观的方式表达出来.
3.2 “启发”教学
试验设计与数据处理的方式多种多样,在面对不同的实际情况时,所需要考虑的因素不同,最终合适的组合方式也有所不同.为了更好地开拓学生的创造性思维,应采用“启发”式教学,否则教师在课堂上讲述再多的实例,也无法真正做到学生拓展性思维的培养工作.我们常常可以看见许多学生在听完教师讲述各个类型的实例后,在面对实际问题时仍然会感到十分棘手.为了解决这一问题,教师应在专题内容介绍完成后,提出一些富有思考性的问题,安排学生在课后查找答案或者寻求该问题的解决方案.相信在这种开放式的答案寻找过程中,每个同学都会形成自己的看法.教师还应留出一定的课堂时间让表达优秀的同学上台演讲,如此一来,不仅能够对作业表现优异的同学予以奖励,还能够对作业表演不够的学生予以适当警示.最为直接的方式就是要求学生使用两种或者以上的数据处理软件完成学习任务.
3.3 案例与提问教学
挑选出一项已经取得成功的试验设计案例,将案例所采用的原理以及制定过程中的修改原因等进行详细解读后,总结该案例的成功原因[4] . 之后, 教师可以提问学生,一旦将这一试验设计方案照搬至其他试验设计上,是否依旧会取得巨大的成功,如果没有成功,那么将引起什么后果.这些都是学生可以自己完成的部分,并且在这一过程中,学生能够更为深刻地认识到该试验设计方案的应用范围以及其中存在的一些优势与劣势.
4 小结
在学习试验数据分析所需要用到的软件时,教师应注意将课程的重心放在课程的实践操作教学上,让学生能够“多练” ,做到对该软件的熟练使用.此外,在多媒体课堂中,教师应根据班级学生具体的学习状态决定学习任务的加大与否.同时还需要注意尽量减少板书,以期将更多的时间用在课堂知识的传递上,如此一来,必然会增加学生的学习压力与知识的接收密度.故而教师应用心做好 PPT 的内容,使学生能够以一种轻松快乐的方式完成这一门课程的学习.
数据处理论文范文结:
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