摘要：本文从《试验优化设计》教学过程的现存问题出发，提出了以开设实验课来帮助学生学习本门课程的教学改革方法，并详细论述了开设实验课的具体方式，同时对开设实验课这一举措的现实意义及可行性进行了分析，最终得出了一套具体的、可行的、能够有效地帮助学生学好《试验优化设计》课程的实验课开设方案。
　　关键词：试验设计；实验课；教学改革；优化
　　中图分类号：g642.0 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）30-0246-02
　　一、引言
　　《试验优化设计》作为一门设计试验的工具式学科，因为具有计算简便、可靠性高、适用范围广、设计灵活、试验次数少[1]等优点，被广泛应用于理、工[2]、农、医、军事和管理等各个领域，在食品[3]、医药、机械、材料[4]、生物等专业有着重要地位，并在节约资源、减少成本、缩短试验周期[5]等方面做出了突出的贡献。因此，《试验优化设计》课程教学具有实用性和现实意义。而由实用性导致，本门课程的目标是使学生在实践过程中能够有针对性的设计试验。要达到这一目标，仅依靠老师上课时的讲解是不够的，必须给学生实践的机会，因而，实验课的开设势在必行。
　　二、《试验优化设计》教学现存问题
　　《试验优化设计》作为设计试验的工具式学科，在食品、医药、机械、材料、生物等多学科专业广泛开设，是一门应用广泛、实用性强的重要学科。由于本门课程与实际联系紧密，因此，在授课过程中，局限于理论知识的课程设置是不可取的，较为合理的做法是理论联系实际，即在课堂教学的基础上增加实验课环节。而目前国内各大高校在《试验优化设计》相关类的课程设置方面，具备实验课环节的不到10%。这使得初次接触本门课程的学生，在面对大量陌生的公式、和试验设计方法时，理论与实际脱节，很难提起兴趣，随着课程的深入，渐渐失去学习热情，呈现一种被动学习的状态，不利于学生理解课本上的知识点，想达到活学活用、举一反三的程度更是难上加难。而仅有的若干个认识到实验课重要性的高校，所开设的实验课，采取的实验方式也较为局限，大多是以提供实验指导书的方式，让学生按照指导书上的步骤，按部就班的执行一遍即算实验完成，学生通常会“依样画葫芦”的将实验流程操作一遍，其过程高度机械化，没有给学生主动思考的空间。这种一次实验做一道题的实验课，与课后作业的效果大同小异，完全达不到让学生了解课程价值并对课程产生学习兴趣的目的。由此，实验课的开设是必要的，而实验方式的改革也是势在必行的。
　　三、《试验优化设计》教学改革方法
　　（一）实验课内容
　　此次对《试验优化设计》课程进行的教学改革主要针对实验课。在进行实验之前，首先要对“试验优化设计”中的“试验”和“实验课”中的“实验”进行区分。“试验”是指对未知事物，或对别人已知自己未知的事物进行了解而进行的试探性操作。而“实验”是为检验已有的或新的假说、假设、原理而进行的明确、具体的技术操作行为。简而言之，“试验”是探索而“实验”是验证[6]。让学生明确这一点，才能避免在实验课过程中，许多学生因为词语混淆遇到阻碍而无法按时完成实验安排。为满足本实验对设备的要求，需要将实验课上课地点选在学校计算机中心或网络中心。实验内容为由学生自主进行一次广义试验设计，主要分为资料搜集、文献阅读、设计计算和内容讲解四个方面，具体流程如下：（1）进入学校图书馆页面，选择中国期刊网、中国知网、维普网、万方数据库中的任意一个，作为本次实验的资料搜集平台；（2）在所选网页内搜索与《试验优化设计》课程相关的关键字，如“试验设计”、“正交设计”、“方差分析”、“实验设计”、“交互作用”、“回归分析”等，经过搜索得到大量试验优化设计案例；（3）在搜索结果中选择一篇具有广义试验设计案例的文章（论文、期刊不限），这一过程需要学生阅读文献摘要对搜索结果进行取舍；（4）阅读所选文章，并按照文中的试验设计流程自己动手计算一遍；（5）总结并整理自己的计算过程，并用ppt的形式将完整的广义试验设计过程呈现出来，在下一次课上进行ppt讲解。实验过程中，教师随时解答学生的疑问，并指导学生按照实验流程正确操作。实验进行到第四步时，由于自身计算不准确或文献内容有误等原因，可能导致学生的计算结果与所阅读文献的计算结果不一致，此时进行检查和

次计算需要耗费大量时间。因此，确定此次实验课为4学时，并且实验任务到完成第四步为止。即便有少数学生由于计算机应用不熟练、文献搜索能力弱或阅读速度慢等原因，在试验设计计算前耗费了较多时间，4学时的实验课也足够他们完成第一遍计算过程。实验的目的在于让学生亲自体会《试验优化设计》课程的实用性并切实学会试验设计过程和方法，计算的准确度和文献中的试验设计结果并不是此次实验的重点，所以，如果遇到计算结果与文献内容不一致的情况，可以安排学生课下自行验证，若确实是文献有误，不必另找文献重新计算，只要总结其错误原因，计算出正确结果即可。由于学生所选文献难度不等、计算速度亦有差异，大部分学生在实验第四部分完成后，时间所剩无几。因此，实验课第五部分中的计算过程整理和ppt制作，全部由学生在课下完成，而ppt讲解则在下次课上进行，学时根据课堂人数确定。若为30人左右的小班课程，则每人限时5～8分钟，全部学生依次进行ppt讲解；若为50～100人的中班课程，则根据班内学生所学专业，在各个专业中按比例抽取总共20～30人进行讲解；若为100人以上的大班课程，则可进行随机抽取学生讲解ppt，其余学生将ppt上传至老师邮箱，用以评定实验课成绩，对于主动要求讲解ppt的学生给予适当加分。
　　（二）实验课意义
　　经过上述的实验课改革，学生能够在搜索关键字时，感受到本门课程应用的广泛性与普遍性。无论理工方面的数学试验、寿命试验，还是食品、医药方面的配方配比[7]，甚至是经济与管理方面的市场分析[8]，都能找到试验设计的身影。这能够让学生切身体会到《试验优化设计》课程的实用性，从而产生学习的欲望和兴趣，在学习过程中将更有动力，学习效果也会更好。而筛选文章的过程，是为学生提供了一个平台用以阅读与课程相关的文章，在此过程中，学生有机会阅读到应用不同试验优化设计方法的各种案例，这是一个理论联系实际的过程，对于巩固所学知识十分有益。在随后的动手计算过程中，学生由宏观的对试验设计方法的认知，细化到对试验设计方法计算过程的实践，从而加深对试验设计方法的理解。最后的ppt制作和讲解过程，是让学生对一次完整的试验设计过程进行总结，并让学生对试验设计过程中的每一步都充分理解，因为只有自己先充分理解了，才能很好地讲述给他人。实验过程由教师全程答疑，随时解决学生的疑问，以保证实验课能够顺利进行，学生能够按时完成实验任务。
　　（三）可行性分析
　　此次针对《试验优化设计》课程进行的教学改革，在从前单纯教学的基础上增加实验课，在设施方面需要学校计算机中心的支持，包括电脑和网络两方面，而这些皆为一般高校普遍具备的资源，只需申请排课即能满足实验课需求。除此之外，实验课无需其他特殊支持。因此，在国内已开设《试验优化设计》课程的高校，皆具备开设以上所述实验课的能力。
　　四、结束语
　　本文从实验课方面出发，分析了《试验优化设计》课程教学过程的现存问题，并论述了开设实验课的必然性和实验课改革的必要性，最终提出了一套切实可行、行之有效的实验课具体方案。然而，教学成果的获得仅依靠教学改革方案是不够的，还需要授课教师具备相当的专业素质和教学水平，只有在优秀教师的配合下，教学改革才可能取得理想的效果。
　　参考文献：
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　　[2]何为，韩力群.基于神经元网络模型的系统参数优化设计方法[j].信息与控制，2001，30（6）：562-565.
　　[3]李洪飞，张桂芳，李良玉，等.甜叶菊甙提取液絮凝工艺技术研究[j].中国食品学报，2011，11（5）：129-137.
　　[4]何为，吴婧，夏建飞，等.优化试验法在化学镀铜工艺研究中的应用[j].实验科学与技术，2010，8（2）：35，38.
　　[5]弯艳玲，丛茜，田为军.《试验设计》课程教学改革的内容与方法[j].实验科学与技术，2012，10（2）：60-63.
　　[6]在线新华字典.http：//xh.5156edu.com/html5/141043.html.
　　[7]任露泉.试验设计及其优化[m].北京：科学出版社，2009：16－19.
　　[8]金勇进，林寅，陈昊.基于正交设计的市场调查优化设计与其实用性探索[j].试验研究，2010，（3）：38-42.