包裝工程專業(yè)本科畢業(yè)論文實(shí)踐探討
時間:2022-06-09 10:17:01
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【摘要】針對包裝工程專業(yè)學(xué)生在完成本科畢業(yè)論文過程中存在試驗設(shè)計及數(shù)據(jù)處理與分析能力不足的問題,對《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)改革進(jìn)行探索。以畢業(yè)論文需求為導(dǎo)向,提出包括“根據(jù)畢業(yè)論文需求,設(shè)定教學(xué)目標(biāo)”“根據(jù)教學(xué)目標(biāo),調(diào)整教學(xué)內(nèi)容”“根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)模式”“根據(jù)教學(xué)模式,強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐”等舉措。
【關(guān)鍵詞】包裝工程;試驗設(shè)計;數(shù)據(jù)處理;畢業(yè)論文需求;教學(xué)改革
《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》是一門集概率、數(shù)理統(tǒng)計與專業(yè)領(lǐng)域科學(xué)實(shí)驗等知識的、在理工科各個領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科[1,2]。通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生能掌握試驗科學(xué)研究中的基本理論知識及常用的試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理方法,如正交試驗設(shè)計、方差分析、回歸分析、誤差分析、數(shù)據(jù)的表圖表示法等,從而培養(yǎng)學(xué)生在試驗過程中設(shè)計、思考、分析及解決問題的能力[3]。包裝工程專業(yè)是以理論為基礎(chǔ)、以實(shí)踐為目的、以創(chuàng)新為目標(biāo)的工科專業(yè),注重工程、材料、技術(shù)等學(xué)科知識的交叉與融合,學(xué)生在完成畢業(yè)論文時常需進(jìn)行試驗以研究對象的變化規(guī)律,再利用變化規(guī)律分析研究對象并得出相關(guān)結(jié)論。因此,《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程的學(xué)習(xí)是學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計與論文撰寫的基礎(chǔ),如何合理的、有針對性的、高效率的完成該課程的教學(xué)目標(biāo)值得我們深入思考與研究。為提高本課程的教學(xué)質(zhì)量,筆者在自身教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,結(jié)合仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院包裝工程專業(yè)《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)大綱,以畢業(yè)論文需求為導(dǎo)向,從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及教學(xué)實(shí)踐等教學(xué)改革方面進(jìn)行探索。
1《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)現(xiàn)狀
《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》是我校包裝工程專業(yè)的一門專業(yè)限選課,根據(jù)培養(yǎng)計劃設(shè)定,該課程安排在大四學(xué)年的上半學(xué)期,授課學(xué)時為16學(xué)時,所選教材為《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理(李云雁)(第三版)》。然而,在實(shí)際授課過程中主要存在以下問題:(1)因課程涉及很多原理、公式、計算過程,學(xué)時非常緊張,導(dǎo)致很多知識點(diǎn)只能如“蜻蜓點(diǎn)水”般一帶而過,很多計算、公式亦無法推導(dǎo),即便布置課后練習(xí),也無明顯效果。(2)由于課時限制,該門課程并未開設(shè)上機(jī)操作。但在完成畢業(yè)論文過程中,需使用很多專業(yè)軟件如SPSS、Origin、ChemBioDraw、Matlab、Design-Ex-pert等進(jìn)行試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理,這就使得相關(guān)專業(yè)軟件仍只能停留在理論講解階段,學(xué)生全無操作技能,無法達(dá)到實(shí)際授課目的。(3)缺乏適合包裝工程專業(yè)的課程教材。已有教材在教學(xué)內(nèi)容上雖能滿足基本需求,但包裝工程專業(yè)側(cè)重材料與工程,現(xiàn)有教材普遍無包裝工程相關(guān)實(shí)例分析,所以真正在實(shí)際應(yīng)用中學(xué)生普遍存在理論理解困難、實(shí)踐運(yùn)用局限等問題。(4)課程教學(xué)時間設(shè)定不合適。我校包裝工程專業(yè)該門課程安排在大四學(xué)年上半學(xué)期,但實(shí)際上很多同學(xué)在大三甚至大二就已跟隨專業(yè)老師開展實(shí)驗,從而導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗室前毫無試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識。為解決上述問題,提高教學(xué)質(zhì)量,亟需引入新的教學(xué)理念與教學(xué)模式,“點(diǎn)對點(diǎn)”解決實(shí)際問題。
2《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》教學(xué)改革與實(shí)踐
針對上述問題,作者開展了以畢業(yè)論文需求為導(dǎo)向的《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)改革與實(shí)踐,分別從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式與教學(xué)實(shí)踐四個方面點(diǎn)對點(diǎn)深入踐行教學(xué)改革。2.1根據(jù)畢業(yè)論文需求,設(shè)定教學(xué)目標(biāo)。以畢業(yè)論文需求為導(dǎo)向,設(shè)定合理的教學(xué)目標(biāo)是《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)。一篇合格的本科畢業(yè)論文需滿足:合理的試驗方法,真實(shí)可信的試驗數(shù)據(jù),準(zhǔn)確且完整的數(shù)據(jù)分析,以及具有一定說服力與創(chuàng)新性的實(shí)驗結(jié)論。因此,為能寫出達(dá)到以上要求的本科畢業(yè)論文,學(xué)生需具備以下能力:(1)具有在指導(dǎo)老師協(xié)助下選定研究課題、設(shè)計實(shí)驗方案以及根據(jù)實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)方案修訂與調(diào)控的能力。比如正交實(shí)驗的設(shè)計,則需考慮單因素、多因素、因素與水平以及因素相互交互作用等;誤差分析則需知道如何進(jìn)行組間或組內(nèi)誤差分析、差異是否顯著等。(2)分析實(shí)驗數(shù)據(jù)結(jié)果的能力。科研具有傳承性、歷史性和延續(xù)性,任何科研實(shí)驗的展開都是在已有研究基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展與改進(jìn),因此學(xué)生需具有分析實(shí)驗數(shù)據(jù)結(jié)果的能力,并能通過查閱已有相關(guān)文獻(xiàn)資料對獲得的實(shí)驗結(jié)果與現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋與分析,從而得出正確的、可靠的實(shí)驗結(jié)論。(3)能熟練的運(yùn)用相關(guān)軟件對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行如表、圖等規(guī)范處理。一篇合格的畢業(yè)論文需具有完整的實(shí)驗數(shù)據(jù),但大量的實(shí)驗數(shù)據(jù)不能毫無規(guī)律的堆砌,需按照論文格式要求進(jìn)行表、圖等規(guī)范處理。以筆者為例,主要研究方向為可降解食品包裝薄膜材料,因此學(xué)生研究課題則主要集中在薄膜材料的制備、性能優(yōu)化與表征、包裝應(yīng)用等方面。這就需要學(xué)生能使用如SPSS對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,使用origin進(jìn)行二維散點(diǎn)圖、折線圖、柱狀圖或三維相關(guān)圖形的繪制,使用ChemBioDraw繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)式等。因此,筆者根據(jù)畢業(yè)論文需求,設(shè)定如下教學(xué)目標(biāo):(1)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗課題把控與設(shè)計的能力;(2)根據(jù)學(xué)生研究意向有針對性培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力;(3)側(cè)重幾個重要專業(yè)軟件進(jìn)行實(shí)際操作培訓(xùn)。2.2根據(jù)教學(xué)目標(biāo),調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定為課程教學(xué)改革提供了基礎(chǔ),在此之上,需有目的性與針對性的調(diào)整教學(xué)內(nèi)容以滿足教學(xué)目標(biāo)需求:(1)增加學(xué)生課堂實(shí)驗課題設(shè)計與講解教學(xué)內(nèi)容,通過課堂共同探討與學(xué)習(xí),提升學(xué)生對課題把控與設(shè)計的能力;(2)在基本數(shù)據(jù)分析教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)生研究意向,分小組進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng),達(dá)到能力直接服務(wù)課題的效果;(3)增加專業(yè)軟件理論講解、現(xiàn)場演練與上機(jī)實(shí)操結(jié)合模塊,并通過相關(guān)課后作業(yè)練習(xí),加強(qiáng)學(xué)生對軟件使用能力的培訓(xùn)。2.3根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)模式。《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程中涉及大量計算過程,如一元線性回歸方程的建立、誤差的計算、單因素與雙因素方差分析的計算、正交實(shí)驗結(jié)果分析等,但計算公式繁多、計算過程枯燥復(fù)雜,此外,由于課時限制,該課程均為理論授課,大多數(shù)學(xué)生無學(xué)習(xí)興趣與積極性,上課收效甚微。因此,應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新教學(xué)模式,以期達(dá)到事半功倍的效果。(1)增加《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程課時,以老師學(xué)生“互動教學(xué)模式”替代傳統(tǒng)老師“純理論教學(xué)模式”;(2)增設(shè)學(xué)生自主設(shè)計與分享實(shí)驗課題環(huán)節(jié),通過課堂講解、分享與點(diǎn)評,提高學(xué)生對課題設(shè)計與把控的能力;(3)增設(shè)專業(yè)軟件上機(jī)教學(xué)環(huán)節(jié),現(xiàn)場實(shí)操與演練加強(qiáng)學(xué)生對軟件運(yùn)用能力;(4)增設(shè)2-4學(xué)時課程答疑環(huán)節(jié),根據(jù)每個學(xué)生學(xué)習(xí)情況,進(jìn)行有針對性的解惑答疑,力爭所有學(xué)生均能掌握該課程相關(guān)知識。2.4根據(jù)教學(xué)模式,強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐。強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐是檢驗教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的有效途徑,也是課程教學(xué)改革的最終目的。通過教學(xué)實(shí)踐結(jié)果指導(dǎo)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的設(shè)定,并最終體現(xiàn)在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),真正做到以實(shí)踐促改進(jìn),以改進(jìn)促發(fā)展,進(jìn)而服務(wù)于課程教學(xué)。因此,該課程課堂教學(xué)時應(yīng)做到:(1)老師需結(jié)合課程目的導(dǎo)向,有針對性突出教學(xué)重點(diǎn),堅持課堂教學(xué)與實(shí)際需要相一致。例如,在教學(xué)過程中應(yīng)對內(nèi)容區(qū)別對待,將內(nèi)容按照重要等級層次進(jìn)行分類,重點(diǎn)講解滿足實(shí)際需要的知識,其余則可安排學(xué)生根據(jù)自身情況進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)。(2)在實(shí)際教學(xué)過程中,可適當(dāng)通過學(xué)生分組討論與匯報,提高學(xué)生表達(dá)、分析、總結(jié)能力。實(shí)踐表明,通過學(xué)生分組討論并以PPT形式匯報展示有利于學(xué)生對理論知識點(diǎn)的掌握,同時還能提高其學(xué)習(xí)積極性,授課效果顯著。(3)豐富課程考查方式,強(qiáng)調(diào)綜合能力考核。《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》為包裝工程專業(yè)限選課,考查方式為開卷考試,這就造成了大多數(shù)學(xué)生抱有僥幸心理,無法達(dá)到考核的真正目的。因此,從掌握知識的角度出發(fā),應(yīng)豐富課程考查方式,增加課堂作業(yè)考查,全面檢查實(shí)驗設(shè)計方法、專業(yè)軟件使用情況,增加課堂練習(xí)評分比重,并要求學(xué)生撰寫課程學(xué)習(xí)心得體會,鞏固專業(yè)知識的同時為畢業(yè)論文的開展與寫作奠定基礎(chǔ)。
3結(jié)語
包裝工程專業(yè)《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)需與實(shí)際需求相結(jié)合,旨在以完成畢業(yè)論文為導(dǎo)向,力爭培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)驗實(shí)踐、分析問題與解決問題能力的綜合性人才。筆者在近幾年的教學(xué)中,逐漸形成了以畢業(yè)論文為導(dǎo)向、以提高學(xué)生綜合能力為目的教學(xué)方式,從教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及教學(xué)實(shí)踐出發(fā),踐行有效的、有目的性的、有針對性的課程教學(xué)改革,以教學(xué)效果為評價指標(biāo),真正做好課程教學(xué)改革。
參考文獻(xiàn)
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作者:張雪琴 羅文翰 肖乃玉 翟萬京 單位:仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院