试验设计论文范文

时间:2023-03-13 12:42:07

试验设计论文

试验设计论文范文第1篇

关键词:GIS安装试验外壳接地标准化

1GIS概述

GIS的定义为:全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由短路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置,全称为gasinsulatedsubstation。GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质,并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中,因此与传统敞开式配电装置相比,GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。经过30多年的研制开发,GIS技术发展很快并迅速被应用于全世界范围内的电力系统。目前,随着全球电力系统自身的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高,GIS技术必将持续发展,并将成为本世纪高压电器的发展主流。

2GIS的安装

为了保证GIS安装的顺利进行,在施工设计阶段,设计人员需要认真考虑以下两个方面的问题,否则会给GIS的安装带来许多困难。

首先是GIS的起吊方式。目前户内GIS的安装及起吊的荷载条件大多采用电动单梁桥式起重机。起重机起吊速度有两档,低速档主要用于设备就位时的调整。两档协调应用。如公伯峡330kVGIS工程、棉花滩220kVGIS工程及一些电压等级更高的电站均采用这种起吊方式,实践证明是行之有效的。

其次是GIS设备基础的预埋方式。通常GIS的载荷条件、留孔及预埋要求均由制造商提供,但基础的预埋方式是由设计方根据制造商提供的基本资料来确定的。目前较常用的基础预埋件有槽钢和螺栓两类。其中预埋螺栓的施工较简单,但调节性差,若螺栓遇到楼板钢筋,则需要调整螺栓位置,并在需要与之连接固定的设备支架上重新开孔,然后对开孔进行防锈处理。而预埋槽钢则不存在上述问题,因此应用较多。

上述两方面应在设计中注意。在GIS安装期间,往往需要设计方代表在现场,此时设计人员应该了解GIS安装过程中的三大要素:即清洁度、密封性和真空度。因为GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS运行后质量的最后一个关键阶段。

大量的安装实践证明,保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务。国内GIS安装现场的场地情况通常较差,为了防止起灰尘,安装前第一次清洁时应在场地洒水并用水揩净,在空气静止48h后才开始安装。作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑,这些微粒都是耐压实验中放电的来源,因此要特别注意保证铝导体的清洁。这就要求一方面强化对导体加工过程的清洁检查,防止出现死区;另一方面在总装前制造商应增加导体振动清洁的新手段,尽量把空心体内部死角的残留物清理出来,或者对安装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝。某些国产GIS产品由于管理不严,出厂时GIS内还残留有杂物,加之许多安装现场管理不严,灰尘漫天,更增加了确保清洁度的难度,所以必须严格要求,精心施工。万家寨GIS就是因为GIS内杂物引起试验时三次放电,不得不又拆开进行局部清理,既增加了工作量,又影响了工期,这个教训值得引以为戒。

密封性是GIS绝缘的关键,SF6气体泄露会造成GIS致命的故障。因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终。密封效果主要取决于罐体焊接质量,其次是密封圈的制造、安装调整情况。

除上述两个关键因素外,真空度的要求是总装和安装过程中的第三个控制因素,是控制SF6含水量的重要保证措施,它不仅能减少SF6气体本身的水分,也可减少罐内其它物体(绝缘体、密封体)内所含的水分,一般要求在充入SF6气体之前真空度要达到133Pa,再继续抽真空30min。水分对GIS运行的影响关键在于:如果没有将SF6气体控制在0℃以下,则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露,所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物,从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化。如果将SF6露点的允许值控制在较低值,则在温度变化时绝缘体表面凝结的不是水珠而是冰晶,它对绝缘性能几乎没有影响。因此,在IEC及国际上均有规定:充入GIS的新气体在额定密度下其露点不应超过-5℃。

3GIS的试验

GIS的试验包括型式试验、出厂试验及现场试验。其中型式试验是检验产品的正确性,验证GIS装置的各项性能;出厂试验是在每一间隔上进行的,以检验加工过程中是否存在缺陷;现场试验是检查GIS配电装置在包装、运输、储存和安装过程中是否出现异常现象行之有效的监测方法,是GIS在投运之前必须进行的,也是前两种试验无法替代的。

大量的现场试验结果表明:(1)现场绝缘试验中往往会发生零件松动、脱落、导电表面刮伤;(2)强烈的振动造成绝缘子开裂;(3)安装错位引起电极表面缺陷;(4)安装过程中造成导电微粒进入;(5)由于疏忽将工具遗忘在装置内;(6)原来潜伏在装置内的导电微粒在工厂试验时未能检测出来,后来在运输和安装过程中被振荡出来或漂浮在装置内等。这些因素都会导致绝缘故障。这些绝缘缺陷一般分为两大类:一是由自由微粒和灰尘诱发的绝缘事故,称为活动绝缘缺陷(A类);二是由于安装运输中的意外造成的固定绝缘缺陷(B类)。

根据有关资料统计,SF6设备的绝缘事故有2/3都发生在未进行现场耐压试验的设备上。加拿大安大略水电局的运行经验表明,GIS的事故不仅多发生在未做现场绝缘试验的设备上,而且多发生在安装后投入运行的最初4个月内,这类事故约占总事故的67%。第一年事故率为0.53次/年·间隔,之后为0.06次/年·间隔。北美地区的调查报告认为,GIS运行后头一年事故率为4次/所·年,一年以后为0.1次/所·年。因此,GIS经工厂装配、运输和现场安装之后,在投运前进行绝缘试验是十分必要的。

4GIS的外壳接地问题

GIS的外壳接地方式有两种,一种是一点接地方式,另一种是多点接地方式。一点接地方式是在GIS外壳的每个分段中一端绝缘,另一端用一点接地的方式。在结构上,串联的壳体之间一般是在法兰盘处绝缘,对地之间是在壳体支座处缘绝缘。这种接地方式的优点是:因为长时间没有外壳电流通过,故即使电流额定值大,外壳的温升也较低,损耗也较小;因为没有电流流入基础部位,故土建钢筋中没有温升。当然它的缺点也很突出,即事故时不接地端外壳感应电压较高,外界的磁场也较强,当导体中流过的电流较大时,往往会使外壳钢筋发热,由于只有一根接地线,因此可靠性较差。目前国内GIS设计一般不采用这种外壳接地方式。

多点接地方式是在GIS的某个分段内,用导体连接外壳和大地,并且采用两点以上的多点接地。一般在结构上,串联的法兰盘之间不设绝缘,设备的支座不绝缘,并用固定螺栓导通,接地线也装于壳体。多点接地的优点很多:外部磁漏少,感应过电压低;由于GIS外壳有两点以上的接地点,因而可大大提高其可靠性及安全性;不需要使用绝缘法兰等绝缘层,施工方便;外壳和导体电流几乎抵消,因此外部磁场较小,使钢构发热和流过控制电缆外皮的感应电流都很小。由于外壳中有感应电流流过,因此外壳中的温升和损耗比一点接地方式大。但电站GIS工程中外壳损耗本身不大,因此在工程中可以忽略补给。例如:广州抽水蓄能电站GIS外壳的功率损耗为2.43~3.79W/(m·ph),可以略去不计。

5GIS设计中有待完善的工作

根据近年来GIS工程的设计经验,笔者认为在设计标准化中尚有一些空白点亟待解决。因为设计标准是整个设计过程的依据,设备接口标准是制造商的制造依据。

首先是伸缩节的设置问题,尤其是在选用进口GIS设备时对伸缩节的技术要求。伸缩节主要是用来吸收GIS母线热胀冷缩、基础伸缩缝的位移、设备间的安装调整以及地震和操作引起的位移量,因此主要配置在母线与各设备、变压器进线、线路出线的连接等位置。而在水电站的厂房中,厂坝间的伸缩缝很多,每条伸缩缝的伸缩量无法准确测出,因此在GIS的招标设计中应对伸缩节提出较高的要求。

如果采用进口GIS设备,国外厂家对伸缩节的看法不一,某些厂家认为完全可以满足设计要求的水平位移和垂直位移,而有的厂家认为土建伸缩缝与伸缩节关系不大。

我国国标规定“制造厂应根据使用的目的、允许的位移量等来选定伸缩节的结构”,“在GIS分开的基础间允许的相应位移(不均匀下沉)应由制造厂和用户商定”。为了确保在与外商的技术谈判中有据可依,更为了确保GIS设备运行的安全可靠性,在我国的标准中应增加伸缩节方面的量化计算和要求。

其次是GIS接地线的材料和尺寸。这往往是与GIS外商谈判中讨论较多的问题。国外制造商都主张GIS室采用铜接地网和铜接地引线,因为铜的导电性和耐腐蚀性优于钢,但由于铜本身成本以及焊接成本都很高,因此我国电站大多采用钢接地网和钢接地线。目前国内超高压GIS均采用铜接地引线。铜引线与钢接地网之间的连接需采用特殊方式,以防止钢与铜直接接触发生化学腐蚀现象。

另外,国外厂家根据GIS的热稳定电流来计算接地线截面,并有具体的计算公式和曲线,计算的参数包括接地的短路电流、故障的持续时间、接地线相应的允许温升值,其中接地线熔断相应的允许温升值起决定作用,有些厂家采用的允许温升值为100℃,这样选出的接地线截面就小一些,而有些厂家采用的允许温升值为200℃,这样选出的接地线截面就大一些。我国的规范要求采用流经接地线的短路电流、导体的热稳定系数、故障持续时间进行接地导体的截面计算,因此,常常会出现接地截面不符合制造商要求的情况。对此我国规范中应就接地线的规格和尺寸作出相关规定。

上述问题是在GIS设计过程中不可避免的,也是亟待完善的,只有尽快制定出相应的标准,才可以保证设计质量和产品质量,并尽可能减少设计中的不完善环节及运行中的隐患。在标准制定之前,希望广大设计人员能了解这些问题,在设计过程中予以充分考虑,并借鉴其它电站的解决措施,尽可能保证设计质量。

参考文献

[1]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2]冯宗蕴.我国GIS的使用情况及发展动态[R].西安:电力工业部西北电力设计院,1994.

[3]水力发电工程学会电气专委会,水力水电电气信息网电气专业委员会.水电电气[R].1990~2002.

[4]气体绝缘金属封闭开关设备技术条件DL/T617-1997[S].

试验设计论文范文第2篇

【关键词】田间试验与统计方法 教学改革 教学方法

【基金项目】2012年广东省质量工程资助项目。

【中图分类号】S6-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)10-0241-02

《田间试验与统计方法》是农科专业的一门专业基础课。作为一门方法论的科学,它对于学生科学研究的训练、科研素养的提高以及指导农业生产实践,均具有重要意义[1-2]。我国各高等农业院校开设《田间试验与统计方法》课程具有悠久的历史,并逐步形成了富有各自特色的课程教学体系。二十多年来,我们坚持实践,积极探索,不断总结,在明确教学目标和任务前提下,积极进行教学改革,做了多方面的尝试,不断完善教材体系、教学环节和教学手段,取得了较好的效果。现就《田间试验与统计方法》课程教学改革实践中的相关问题谈一些体会与思考,以期与同行进行交流。

1.课程的基本内容及其在农业高等教育教学体系中的地位

作为专业的基础课,《田间试验与统计方法》课程以高等数学、概率论与数理统计、遗传学等课程为基础,主要介绍田间试验设计、试验结果的整理与统计分析等内容。通过本课程的学习,要求学生能正确地设计试验方案并对试验结果进行统计分析,为进一步学习专业课程打下必要的理论基础,也为今后从事毕业论文和开展科学研究打好方法论基础。田间试验与统计方法的内容主要包括四大部分。第一部分介绍科学研究的基本过程、试验方案的制定,试验误差及其控制,在此基础上进一步讲述田间试验误差的来源、土壤差异、控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取。第二部分从试验数据最简单的描述统计开始,进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布以及统计数的理论概率。第三部分在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法,介绍平均数比较的u测验和t测验,然后进一步介绍F测验和x2测验及其应用。第四部分两个以上变数间的分析,即相关与回归部分。田间试验与统计方法的核心内容是试验设计和统计分析的方法;统计方法重点在于方差分析和回归相关[2-6]。

2.改革传统的田间试验与统计方法教学方法

2.1优化教学内容,构建合理的课程知识结构体系,突出重点,兼顾全面

培养人才的目的,就是为了满足生产实际和科学研究的需要。在教学过程要尽可能地与生产实际想结合,与相关领域的研究相结合。《田间试验与统计方法》课程是在已学过概率论与数理统计的基础上,进一步加深试验设计理论、拓宽试验设计方法,提高数据处理效率,旨在增强专业研究能力,提高论文试验的设计水平与论文质量。迄今,该课程在国外偏重于各种常用试验设计优化及各种统计软件包如Statistica、Excel、SAS和SPSS等使用;在国内则偏重于各种试验设计方法和统计分析的介绍,试验结果采用计算器一步一步计算,以求加深对试验设计原理及统计过程的理解。这两种教学体系前者统计手段先进,但试验设计薄弱,不利于学生对各种试验设计方法的灵活运用;后者突出试验设计部分内容,但数据处理费力费时。两者各有利弊,有待改进。

根据长期的教学实践,我们认为,《田间试验与统计方法》课程的教学应立足于理论与实践相结合,既应介绍各种试验设计方法的原理,又必须有这些设计方法在农业中的应用实例。因此,我们优化了该课程的教学体系和教学内容,对于比较典型、又较常用的试验设计(如随机区组设计),进行详细讲解。课堂教学重点则放在各种试验设计方法的特点、用途及相互联系方面。至于设计步骤只按试验小区排列图简述即可,结果的统计分析也只需列出方差分析表中的变异来源项。因为对于大多数试验来说,这些变异来源的平方和(SS)等统计项可用常用的计算器计算出来。如此安排授课进程,可避免课堂内容重复,并让学生避免记忆繁琐的统计公式,有利于学生在较短的课堂时间内,掌握各类试验设计的要领,便于日后灵活运用。

2.2 灵活应用各种教学方法,强化理论教学

任何的教学改革措施,都必须符合教学的基本规律,建筑在常规教学的基础上。提高传统教学的授课质量,是教学改革成功的根本。教学实践中,根据《田间试验与统计方法》课程图表多、公式多、计算多、学习难度大等特点,按照教学的目的要求、重点、难点以及达到的目标,可分别采用不同的教学方法。(1)对于基本概念、基础理论以讲授法为主,力求深入浅出,讲深讲透;(2)对于数理统计学公式,淡化演绎推理过程,着重讲清发现问题、解决问题的思路,启迪学生的逻辑思维能力;(3)对于一些统计图表的绘制(如田间试验设计图、数据资料的次数分布图、双变数的回归图等)则辅以直观教学法。例如,在讲授“田间试验设计”一节时,其教学过程设计为:首先把不同试验设计方法的图例通过投影展示给学生,并用对比法简要介绍不同设计的特点以及相关的术语,然后详细介绍几种有代表性的试验设计图的绘制方法,在此基础上,再进一步说明不同设计方法的适用范围。这样讲授可以使学生在感性认识的基础上再上升到理性认识,加深对所学知识的理解;(4)对适于学生自学的内容则采用课堂讨论的方法;(5)对于计算内容较多的章节则辅以练习法。在讲课过程中,避免满堂灌,尽可能启发引导学生思考,适当设疑,活跃课堂气氛。

2.3加强课堂讨论,因材施教

解决某一特定专业问题可采用的试验设计方法很多,但试验效率可能大不相同。因此每大类试验设计讲授后,有必要让学生根据各自的专业要求,最好结合自己将来的毕业论文,进行设计练习,然后组织课堂讨论。在《田间试验与统计方法》的授课过程中,充分利用课堂讨论可以收到良好的效果。它能使学生强化对基本内容的理解,提高学生在科研实际中的自觉运用统计学理论和技能的能力。这种方式的教学还可以让学生换换“口味”,避免被动的“满堂灌”,使学生变被动为主动,去查阅相关资料,引发学生的学习兴趣。通过查阅资料、课堂交流以及自己的独立思考,学生能够全面地了解所研究问题涉及的领域范围、来龙去脉以及可能的解决办法。

在讨论过程中,可先由学生上台介绍,再让全体师生共同对试验设计进行探讨,提出修改意见,并作出评价。这样既有利于学生掌握、巩固课堂知识,能灵活运用各类试验设计方法来解决专业问题,提高教学效果,又可让学生学以致用,增强学习兴趣,提高学习积极性和自觉性。对于任课教师来说,课堂讨论无疑是一次了解学生对教学内容的掌握程度。在所有的课堂讨论中,针对毕业论文的课堂讨论尤其具有重要意义。因为每个同学对毕业论文的重视程度都是勿庸置疑的,但每个同学的毕业论文所涉及的领域又是各不相同的。因此,通过针对毕业论文的课堂讨论,教师可以了解本课程知识在不同领域中的应用范围,最后分析、归纳出这些领域对本课程特殊要求的极好机会。因此,对于每一个学生的设计练习,应予以登记、摘录。对于典型练习,应予保留,并及时充实到教案中,以丰富教学内容,促进学用结合[2]。

2.4 运用电化教学手段,增加课堂教学信息量

本课程的内容涉及大量设计草图与统计图表,因此教学挂图较多。纸质挂图较易损坏,白布绘制的挂图又难以修改和清洗,且携带不便。利用学校大多数教室都已经配备多媒体投影设备的条件,将这些图表、公式及教学内容制成Powerpoint幻灯片实施教学,加快了授课节奏,增加课程的信息量。对于某些试验设计的野外试验场景,也制成幻灯片或教学录像片,增强了教学手段的形象化和动态化,激发了学生的学习兴趣,丰富和发展学生的形象思维和逻辑思维,提高了教学效果。

《田间试验与统计方法》课程计算量大,目前科研工作中的统计分析工作绝大多数都通过统计分析软件完成。因此《田间试验与统计方法》课程CAI课件的制作必须跟统计分析软件“链接”,如可以与SAS、DPS或SPSS等分析软件结合;教师在利用CAI课件授课时,可以通过统计分析软件演示例题的计算过程与结果,强化学生对统计分析软件的使用[3,6-8]。

2.5加强课后作业练习

在指导本科生和研究生学位论文时,我们发现相当一部分学生在真正使用统计这一有效的手段时,往往无从下手,这主要是因为在课堂教学之外他们的实践环节比较薄弱。在他们还没有接触科研活动之前,这种实践环节可以通过大量的作业来替代。

2.6 加强计算机统计分析练习

加强计算机在试验设计,特别是在试验结果统计分析中的应用,是本课程的一个重要发展方向。如何将国内外各种统计分析软件进行合理开发,使之与本课程教学内容相衔接,并利用计算机开展统计分析教学,这是本课程教学改革的一个重要内容。

目前国内外惯用的计算机统计软件包大多具备常用试验设计的结果统计功能。对于采用典型试验设计,如随机区组、拉丁方、裂区设计等方法设置的试验,其试验结果一般都可以用软件包直接统计。对于由典型试验设计演化的变种,包括混杂设计、正交设计等,仍可借助计算机按变异来源进行平方和及自由度分解,从而完成繁琐的中间运算过程,提高计算效率。

在计算机日益普及的今天,许多复杂的统计分析,如回归分析、相关分析等已完全可以由计算机完成,因此,不必再沿用计算器统计时代对算法作太多的介绍。针对本课程上机时数有限,而现有统计软件包功能较多,课堂上来不及详细介绍这一现状,计算机统计练习目前最好采用先集中铺导,再分散进行课外练习,最后集中答疑的方式。这样可使学生有较多的软件熟悉时间,便于学生在软件练习过程中发现问题,解决问题,提高计算机实际应用能力[7-8]。

2.7 强化实践教学,加强学生实践能力的培养

要想使学生正确运用生物统计的知识和方法去处理、分析和解决实际问题,必须加强学生对生物本身生长发育规律以及生物界数量现象的认识。生物界的数量现象是普遍存在的,这些数量现象又是广泛地存在变异的。正确地认识这些数量现象,将有助于我们正确地选择适当的统计分析方法来处理试验数据。生物统计的目的就是帮助我们发现和挖掘这些蕴藏生物内部的规律,使我们对生物本身生长发育及生物与环境间的关系有更深的认识[4-5]。

在生物科研中容易发生有关数据统计分析的错误,我们经常发现,这通常都与是否有正确的试验设计有关。生物统计学虽然是分析试验结果的有力工具,但是也只有那些有计划有目的地收集起来的数据,经过整理、思考和统计学分析,才能得出正确的结论。我们经常发现有人因为缺乏统计学知识收集大量无助于分析的数据而丢失一些必要的数据,这样的资料很难得出正确的结论;或者由于收集方法不正确,而得不到对总体无偏的估计,使推断的结果不够准确,浪费了人力和物力。

针对上述情况,我们加强了进行实际课题研究训练的教学环节,特别是加大了有关试验设计内容的实践,使学生能够在进行一项研究之前,根据试验目的,按照统计学的要求制定出一整套完整的试验方案,开展正确的田间试验。在实践过程中,学生通过自己搜集资料,自己提出课题,然后在教师指导下进行讨论和研究,把课堂扩展到资料室、图书馆和实验场地,融教、学、研为一体,充分调动了研究生学习的积极性和主动性,不仅加深了学生对统计学原理、模型和方法的理解,更提高了他们分析问题和解决问题的能力,使学生学得生动活泼、丰富多采。对于有条件的学生,就让他们直接参与老师的科研工作。

3.教学改革的效果

经过二十多年的探索与实践,《田间试验与统计方法》课程的教学效果不断提高。课程改革的效果,不仅得到了学生的认可,而且也得到了学校教学管理专家的好评。通过反复实践,学生抓住了田间试验与统计方法的基本要点,能够自觉地运用田间试验设计与统计方法来解决科研工作中的问题。在我校历届园艺、农学专业的毕业论文中,绝大多数能做到正确地进行试验设计、正确地应用统计指标、对数据进行正确的统计分析、正确地应用统计图表对研究结果进行简洁而清楚的表达,并且能正确地解释试验结果,导出正确的结论。

参考文献:

[1]于丽杰. 生物统计教学改革中的几点认识. 黑龙江高教研究,1995,(1):74-76

[2]吴良欢,楼建悦,赵启泉. 提高农科研究生试验设计与统计教学质量的途径探讨. 高等农业教育,2001,(增刊):89-90

[3]詹秋文. 计算机技术在生物统计教学中的应用. 高等农业教育,2001,(6):56-57

[4]夏爱红,景桂英,是雅蓓,周广礼. 农业期刊论文中试验设计统计方法存在的问题及分析. 编辑学报,2002,14(1):23-24

[5]汪光年,吴益伟,于晓庆,汪良才. 论农业科技论文中试验设计可比性问题. 宁波大学学报,2000,22(5):93-95

[6]程郁昕.《生物统计学》教学改革的几点思考.安徽科技学院学报,2009,23(3):32-34

[7]李兰会,李潭清,周荣艳,曹洪战,贾青.整合多媒体与传统教学模式,优化生物统计教学.教学天地,2009,(7):118-119

[8]何风华,李明辉.生物统计学多媒体教学的探索与实践.江西教育学院学报,2004,25(6):25-27

作者简介:

试验设计论文范文第3篇

关键词:试验设计;时效性;统计分析;实践教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0080-02

随着试验设计与统计学知识在各个学科和专业中的应用日益广泛,试验设计与统计越来越受到学生的重视。《试验设计与统计》已成为农业与资源类专业的一门极为重要的专业技能课程,其主要任务是:以农业与资源等专业的基本理论与基本知识为基础,掌握综合运用以试验设计为基础,以统计学为原理,进行结果分析与讨论的串联各学科知识的综合应用型知识。

《试验设计与统计》是一门典型的交叉型课程,该课程综合性强,多学科集成,知识点多,具有学科与技术的统一性,发展与内容更新的快速性,渗透性强,研究对象多,应用范围广等特点。教学内容广泛,涉及面广,主要包括:统计学基本理论知识、试验设计及相关应用、方差分析、多因素相关性研究等。该课程涉及的知识涵盖统计学、专业课知识等,因此,学习该课程要求具有一定的数据分析、计算机应用、数学等学科的基础知识以及程序设计与开发的相关知识。

正因为《试验设计与统计》课程的特殊性,表现为:(1)统计分析技术本身由于其相关领域的发展而不断向前发展,导致相关教材中的一些内容明显滞后,许多最新的技术方法和知识不能及时纳入教材。(2)在教学方法上主要采用以教师为中心的授课方式,教学内容过多,在学生动手能力和表达能力的培养上缺乏有效途径。该课程本身就是以统计学技术理论为依托,以计算机为工具的技术学科,其实习课程要使学生正确使用相关工具实现数据分析的全过程。传统课堂教学方法以讲授为主,不能满足该课程的直观性和动态性的教学需求,无法激发学生们对信息技术课程的兴趣,难以培养具有较强实践和创新能力的环境与资源信息技术专业人才。(3)传统的实验课程教学,主要是学生按照老师的讲解操作,遇到问题时,举手提问,教师走到学生位置上,进行相应的单独辅导,随后学生根据教师的提示操作,而其他学生无法了解,其教学方式基本是属于一对一的,教学效率低下。(4)传统的教学方法无法实现在真正让学生自行试验田间设计、分析试验结果的实践尚未开展的情况下,让学生自己设计方案与技术路线来解决问题,以提高他们的综合分析能力和创新能力的目的。

针对试验设计与统计课程教学的一些问题,国内的众多高校进行了试验设计相关课程的教学改革。以农业、园艺等研究领域为对象,许明等,于晓芳,周鑫斌等对相应课程的教学改革进行了探索;吴良欢等,张红等,徐向华等探讨了试验设计的应用教学改革;陈炳灿,覃海元研究了其他领域的试验设计与统计课程的教学改革和实践,而对于农业资源类学生所设的试验设计与统计的教改的时效性不强。

本人自2010年工作以来,一直担任《试验设计与统计》课程的教学工作,在之前的教学过程中,注重课程内容的教学改革和教学方法手段的创新,通过不同的授课手段去全面调动农业资源类专业学生学习试验设计的主动性和积极性,培养学生的实践动手能力和创新能力,提高学生对统计技术的应用技能,基于以上现状,我们从以下几方面对该课程进行改进:

一、教学内容

将教学与科研相结合,紧跟学科发展方向,增加前沿性知识讲解和分析,给学生展示该课程与科研的紧密结合性,以本人所在学科为例,许多老师都有部级、省部级科研项目,每年都有大量的科研,可以以最新发表的论文作为辅教材料;增加学生与毕业导师的互动,提高学生学习该门课程的针对性认知,使得他们明白统计学知识和毕业论文的相关性;增强统计学术语的中英文表述,统计学追根溯源来自西方科学,因此,了解其英文表述将增加对其确切含义的理解,有利于今后的正确使用;增加数据分析过程中理论讲解与上机相结合,以此使得学生在掌握基本运算的前提下,领会软件处理数据的快速性和准确性;结果表述的规范性,统计分析的结果需要准确的表征,现今这方面的培养比较匮乏,查看文献也会发现即使在研究人员中,对统计结果的表述也是良莠不齐,漏洞百出,最常见的问题之一就是显著性结果的表征,一般都有英文字母“P”来表示,那这个“P”需不需要大写,需不需要斜体,这些看似简单的小问题,却道出了对统计学真正把握的大问题,不能一笑了之,要认真对待。

二、教学方法和教学手段改革

探索“多媒体+演示+网络课堂+实践”为一体的教学模式。在现有PowerPoint、板书等课堂教学模式基础上,增强课堂授课的信息量和可视性;通过选择具有代表性的演示系统进行演示,可以使学生能更加形象直观地理解所学知识;利用本校丰富的网络资源优势,建立网络课堂,作为课堂教学的补充,上传课程资料,布置任务作业,作业网上提交,网上答疑等,提高课程教学质量和效益;注重实践课程,重点介绍试验设计的实际应用,数据分析如何处理试验结果等的应用,提高学生动手能力和实践能力。

三、实践教学改革

实践教学是试验设计课程教学中不可缺少的重要环节,对提高课程的教学质量具有重要作用。注重更新实验教学内容,提高实践教学在课程教学中的比例。采用多种课程实践教学方式,主要包括以下几个方面,(1)课内实践:将理论课和实验课相互结合和穿插,实验课教学时间安排应以课程中的有关内容为主线,通过实验课,让学生理解、掌握和巩固所学的理论知识,并培养基本技能。(2)第二课堂:鼓励学生参与到试验设计应用性强的教师科研项目或课题中,让学生在实践过程中领悟到理论和实践的相互关系,培养学生实验设计、统计、解决实际问题、从事科研工作的能力。(3)研究式教学:由学生自己设计实验项目内容,并通过亲自实施项目来达到知识综合应用和能力培养的目的。通过以上的尝试我们发现实践环节还存在一些问题,学时数偏少,学生对真正数据分析缺乏系统认知,无法养成独立思考解决问题的能力。因此,这方面的培养需要进一步加强,使学生在这个过程中强化所学,突出重点,理解分析结果,用实际能力解决实际问题。同时,在授课过程中,学生对老师的依赖程度较大,这不利于学生自我思考能力的提高。要给学生独立思考的时间,启发他们触类旁通的能力,这样不仅可以让学生掌握了解这门课相关的能力,也可以让他们意识到统计学的魅力所在,运用到其他领域中去。

四、考核方式改革

试验设计与统计是一门理论性与应用性并重的课程,考核内容应包括基础知识、基本理论、基本技能、应用能力、创新思维和创新能力等,因此,建立“笔试、野外试验布置、上机操作、作业、论文、课程设计”相结合的考试评价方式有利于学生的学习,课程设计主要考核学生的实践能力和工程能力。尤其是通过必要的上机考试,可以进一步加深学生对于借助计算机和最新的统计软件,解决统计学新问题和复杂数据处理的优越性与便利性的理解,让学生提高学习统计学的兴趣。

在之前的一系列尝试中,本人对试验设计与统计有了更进一步的认识,今后该科的学时数有相当程度的增加,这对如何安排课程计划有了新的挑战,在之前的基础上,加大了实践教学的比例和课时数,这为系统培养学生的动手解决实际问题能力创造了机会,同时理论课也有不同程度的增加,可以更好阐述之前尚未涉及的一些知识,使学生全面认知这门课,为今后的学习打好结实的基础。

通过《试验设计与统计》课程的教学改革与实践,全面调动农业资源类专业学生学习试验设计的主动性和积极性,培养学生的实践动手能力和创新能力,提高学生对统计技术的应用技能,全面提升该课程的教学质量。

参考文献:

[1]许明,冀瑞琴,王玉刚.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),2013,15(3):351-353.

[2]于晓芳.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),2013,15(1):57-58.

[3]周鑫斌,赖凡,刘峰.《试验设计与统计分析》课程教学改革探索[J].安徽农业科学,2010,38(28).

[4]吴良欢,楼建悦,赵启泉.提高农科研究生试验设计与统计教学质量的途径探讨[J].高等农业教育,2001,(增刊):89-90.

[5]张红,王朝辉,吴小平,等.试验设计与统计分析实践教学改革设计初探[J].高校实验室工作研究,2009,99(1):44-45.

试验设计论文范文第4篇

关键词:生物统计与实验设计 教学手段 网络教学 科研素养

《生物统计与试验设计》是农学、生物科学等专业重要的学科专业基础课[1],是关于科学试验的设计、实施、试验数据的收集、整理、分析,以及结果解释和推断的一门科学。本课程主要是运用数理统计原理和方法于农学和生物科学研究,使学生理解试验数据现象和本质的关系,树立农学和生物科学研究正确的思想和方法。该课程教学的目的是使学生初步具有独立处理和分析农学和生物学试验数据的能力,为进一步学习各专业课程以及毕业论文设计与实施奠定坚实的基础。扬州大学的《生物统计与试验设计》课程在2010年入选国家精品课程。目前,该课程的授课对象包括农学院、园艺与植物保护学院、生物科学与技术学院以及环境科学与工程学院多数专业的本科生以及部分研究生。近年来,在该课程的教学改革实践中,我们注重将科研和教学紧密结合起来,通过科研促进教学,着力提高大学生的科研素养。通过深化教学改革,注重学生能力的培养,有效提高了农科大学生的科研素养。利用科研丰富教学内容,使学生通过本课程学习,掌握了进行科学研究的深入研究模式。

1 教学内容与教学体系改革

近年来,本教研室在教材建设、教学内容及方法的改革、相关课程系统构建等方面进行了多方面努力,主要包括:

1.1 改革教学内容,适应新时期人才培养需要

根据夯实基础、拓展外延以及课程内容现代化的要求,需进一步修订教学大纲。教学大纲不是《生物统计与试验设计》章节内容的简单堆砌,而是本门课程教学的指导性文件;不只是课堂讲授的大纲,还应是指导学生自学的纲要。《生物统计与试验设计》是一门工具,学习的目的是为了应用这一工具处理和分析试验数据,对教学大纲进行修订,在把握本学科前沿知识的同时,强调生物统计方法的应用,同时注意介绍本领域前沿信息与新的统计方法研究进展,以提高学生的学习兴趣。

1.2 与时俱进开设相关课程,加强学生动手能力

学以致用是生物统计学的最终目的,在目前计算机已经普及的情况下,利用计算机解决统计计算问题已十分容易。本教研室积极拓宽思路,先后为本科生和研究生开设了《统计分析系统SAS应用》和《常用统计软件的应用》两门校级公共选修课,每年授课人数超过200人。这一做法不仅可以使学生更好地理解本课程所讲授的统计分析方法,更有利于学生拓宽知识面,以适应新时代的要求。除开设《生物统计与试验设计》课程外,还应开设高级生物统计、试验设计、数量遗传学、统计基因组学、生物信息学等多门后续相关课程。这些课程大多是作物遗传育种、植物生物技术专业研究生的学位或必修课程。对进一步加深对《生物统计与试验设计》课程的理解起到重要作用,此外还对作物遗传育种、植物生物技术以及其他农学相关专业研究生的培养有较大作用。

1.3 规范教学环节,提高教学效果

在课堂讲授、上机操作等教学过程中,注重革新教学方式,活跃教学氛围,充分发挥启发式教学的特色,从发现问题、解决问题入手引导学生,强化自觉学习的效果。教学过程中结合多媒体课件使用,但又不拘泥于多媒体课件,采用多种形式,激发学生的学习积极性,提高学习效果。另外,讲授过程别注重统计基础理论与统计分析方法与生产和科研实践相结合,使学生对统计方法的了解与掌握更加实在。努力探讨实践互动式教学,改变传授式教学中师生的距离感,采用计算机演示,上机等实践环节,加深对知识点的掌握,熟练常用统计分析方法的学习与应用。多年来,本教研室一直采用试题库出卷、试卷内容广泛、题目严谨、严格考试、统一阅卷,判分标准合理,使生物统计课程历来为各类学生所重视,使这一在农学院普遍认为较难学习的课程,被广大学生所接受、理解并掌握,并能在毕业论文、科研实践中加以应用。

1.4 突出精品,狠抓教材建设

教材建设是课程建设的基本内容之一,是保证教学质量的基础。本课程教研组非常重视教材建设,早在上世纪八九十年代,本课程组莫惠栋教授就编著出版了《农业试验统计》(第一版和第二版)和《实用农业试验方法》等教材[2]。中国科学院生物学部委员、院士、中国作物学会理事长庄巧生研究员曾评价道:“《农业试验统计》是一本好书,内容丰富,条理清晰,系统性、逻辑性、实用性都很强,不仅是大学本科生、研究生的好教材,也是农业科学特别是作物科学工作者的好工具书”。此外,为了与《生物统计与试验设计》课程学习相配套,在1996年组织编著并出版了《统计分析系统SAS软件实用教程》,该教材是国内较早介绍统计软件的教材。为了进一步适应新时期的教学需要,本课程组又主编了《SPSS农业试验数据分析实用教程》和参编了“十二五”规划教材《生物信息学》等,形成了系列教材体系。此外,经高等教育出版社约稿,本课程组正在组织中国农业大学、华中农业大学等相关教师《生物统计与试验设计》国家“十二五”规划教材的编写工作。

2 教学方法与教学手段改革

《生物统计与试验设计》是农学类专业的一门重要的基础课,该课程最大特点是概念多、公式多[4-5]。针对本课程的实际特点,在组织教学中,主要采取以下几种解决办法:①备课等各类教学活动,对重点难点共同研讨,并提出解决方法和采取措施等原则性建议,再由各任课教师结合班级具体情况组织教学。②提倡启发式、讨论式的教学方法,教师的讲解深入浅出,厚积薄发,层层剖析。采用讲要点、讲方法、讲思路的教学方法,引导学生积极思考,学生参与和交互,提高学生的学习主动性。③提倡利用多媒体课件,录像,网络技术等辅助教学手段,结合板书进行教学,增强教学效果。本教研室在多年教学经验的基础上研制了单机版的“生物统计辅助教学系统”多媒体课件,该课件利用动画演示、数据库查询、自测系统等方式引导学生学习该课程。完成了具有自主知识产权的DAS数据处理软件的研制。建立了生物统计网络教学系统。④滚动式教学手段的运用。由于统计课的内容前后连贯性很强,因此,从实例或学过的内容引出新的知识就显得尤为重要。通常在一节课的开始,教师可采用提问或自我总结的方式,将上次课或与本次课有关的知识用精练的语言进行概括,起到带领学生复习和理清思路的作用,然后顺着这个思路引出新的知识。⑤坚持提倡学生的自主学习精神,使学生从“教会”到“学会”,最后达到“会学、会用”,使学生终身受益。

3 以科学研究促进教学

3.1 注重教学内容和教学体系改革

以科研促教学是做好《生物统计与试验设计》教学工作的主要措施。在精品课程建设的几年中,课程组成员群策群力,充分发挥集体作战的优势,努力争取教育部和校级教改项目,先后承担教育部、省教育厅和学校等多项教学研究项目,并将我们的研究成果应用到教学之中,对教学具有很好的促进作用。研究成果不断充实到教学内容中去,收到了很好的效果。此外在教学过程中我们还经常听课,互相讨论,加深对统计分析理论的理解。并注重对探讨的内容进行总结,积极撰写教学论文,提高教学水平。

3.2 承担其他科研项目,拓宽研究领域

实践证明,科研工作对充实和更新教学内容、改善教学条件、增强教师素质、提高教学质量都有重要作用。因而本教研室的所有教师都是教学、科研双肩挑的。目前,本教研室的教师主持和参加多项部级(如国家自然科学基金项目、863项目,973项目等)、部省级(省自然科学基金等)课题20多项。近年来,在国际权威期刊上多篇,在国内自然科学核心刊物上70余篇,其中被SCI收录的论文30多篇。此外,我们的研究成果曾获得教育部自然科学二等奖等科研奖励。以上的科研项目和研究成果,大多数与本课程密切相关,这对加深统计课程的理解,提升教师水平,提高教学效果有很大作用。因此,科学研究不仅促进了本教研室教学质量的提高,还有利于青年教师和研究生的培养。

在教学过程中,可以将教学与科研相结合,提高学生的学习积极性。例如,平均数的比较可用我们自己培育的新品种间产量的比较;绪论的教学可介绍自己在生物统计与田间试验课程方面的科研成果,即把自己提出的胚乳性状QTL定位方法、最大似然聚类方法、非线性拟合的缩张算法和多种具有国际影响的QTL定位新方法等介绍给同学,一方面建立自己在学生中的威信,另一方面又提高学生的积极性;在适当的时候将研究生处理数据资料的经典例子给同学讲述,使他们意识到要灵活使用统计方法,才能发挥其最大的效益;把承担的国家、省部级科研项目的内容从生物统计与田间试验侧面讲述给学生,潜意识地培养学生的科学研究能力。

4 全新教学方式的使用

依托校园网,建立了生物统计网络教学系统。本教学系统包含课程简介、师资队伍建设、教学大纲、课程教案、常用统计软件的应用、习题集、统计软件开发、教研教改和参考资料等内容。同时为方便同学生的交流,我们专门设立了网络讨论区。生物统计网络教学系统的多样性、形象性、互动性及灵活性等特点,改变了以往生物统计教学的抽象与难懂,促进了学生的学习积极主动性。除了建立了《生物统计与试验设计》教学网站,为适应单机版用户,我们开发了单机版的DAS(数据分析系统),目前2.0版本已经通过测试,即将在互联网上。DAS系统包含学习系统和数据分析系统两个部分。其中学习系统面向生物统计的初学者,为其提供一个良好的学习工具;而数据分析系统采用全菜单操作方式,类似Excel的运行界面,完美的图形输出方式来进行数据分析,涵盖了课程中所涉及到的所有的统计分析方法。目前我们正在积极开发DAS系统的iPad版本和android版本。

5 在大学生科研素质培养中的作用

教研室坚持边研究探索、边试点实践的方针,不断总结经验,全面规划,重点突破。自2003年以来,参加试点实践的有农学、农业信息技术、农村区域发展、生物技术、植物保护和应用化学等本科专业,学生人数1000人。具体效果主要体现在:①通过深化教学改革,注重学生能力的培养,有效提高了农科大学生的科研素养。利用科研丰富教学内容,使学生通过本课程学习,掌握了进行科学研究的深入研究模式:立题制定试验方案选择田间试验设计类型田间实施观察记载收获、取样、考种整理资料统计分析撰写课程论文发现问题再次立题,深化研究。提高学生的分析问题解决问题的能力,为学生今后从事科学研究奠定了良好的科研素养。近年来,本科生将本课程所学习的教学方法应用到科研实习中,在国内外期刊上发表学术论文的本科生明显提高,并已经有本科生将在SCI刊物。②为本科生考取研究生后进行科学研究奠定了方法论的基础。开展统计软件的学习,扩大学生的视野,提高学生的素质,为学生以后在科研工作中利用统计软件解决实际问题奠定了基础。近年来农学院考取研究生的同学将生物统计和试验设计知识应用于科学研究中,数据分析的能力大大增强。

参考文献:

[1]王永立,乔琳,樊淑华.生物统计学课程教学改革探索与尝试[J].周口师范学院学报,2011,28(5):82-84.

[2]莫惠栋.农业试验统计[M].上海科学技术出版社,1992.

[3]盖钧镒.试验统计方法[M].北京:中国农业出版社,2001.

[4]陈柄.《食品试验设计与统计分析》课程教学设想[J].西南农业大学学报,社会科学版,2008(6)1:211-213.

试验设计论文范文第5篇

关键词: 资源循环科学与工程 《试验设计与数据处理》 课程建设

资源循环科学与工程专业是最近几年国家教育部批准设立的新兴交叉学科专业,其目标是培养具备废水资源化、生物质能源、固体废物资源化、资源再生和资源保护等方面的综合知识与技能,能在相关单位从事资源循环利用规划、开采设计、低碳技术、再生资源开发和环境经济管理等方面工作的高级复合型技术人才。

试验设计与数据处理是数理统计理论在各个学科应用中的一个分支学科,是当代科技和工程技术人员必须掌握的技术方法。基于让资源循环科学与工程专业学生对试验设计与数据处理课程的认知[1,2],在本专业开设了《试验设计与数据处理》这门课程[3]。

文章对安徽理工大学材料学院资源循环科学与工程专业专业的《试验设计与数据处理》课程教学及存在的不足及相应对策进行了分析和总结。

一、课程开设的目的及意义

本课程是一门应用领域相当宽广的现代技术课程。主要介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法两大部分内容。通过学习,学生能较好地掌握试验设计与数据处理的基本原理和应用方法,培养具有解决有关实际生产和科研中实验问题的能力。为学生后续的学习如专业试验、毕业论文环节的试验和今后在工作中顺利开展产品设计、质量管理和科学研究打下良好的基础。

二、课程重点

掌握如何进行一项完整的资源循环工艺试验,如何设计编排,进行试验和对试验结果的处理分析,多因素多水平具有交互作用的正交试验设计,以及对其试验结果的分析。学习这门课之后,能掌握作为一名研究人员研究或从事某一科技探讨或工艺改进的全部过程,能够运用到实际中。以最少的人力和物力消耗,在最短的时间内取得更多、更好的试验结果。

三、课程基本内容与教学心得

1.课程内容和学时

第1章绪论(2学时)。涉及试验设计与数据处理的概念和意义、试验设计与数据处理的发展和应用、试验设计中的误差控制和试验设计与数据处理的基本过程。

第2章单因素优选法(4学时)。涉及均分法、平分法、0.618法、分数法和抛物线法。

第3章方差分析法(4学时)。涉及单因素方差分析法和多因素方差分析法。

第4章正交试验设计(4学时)。涉及正交表的概念与类型、正交试验设计原理的直观解释和正交表的构造。

第5章正交试验设计结果的直观分析(4学时)。涉及单指标正交试验设计及其结果的直观分析、多指标正交试验设计及其结果的直观分析、有交互作用的正交试验设计及其结果的直观分析和混合水平的正交试验设计及其结果的直观分析。

第6章正交试验设计结果的方差分析(6学时)。涉及正交试验设计方差分析的基本原理、相同水平正交试验设计的方差分析和不同水平正交试验设计的方差分析等。

第7章正交表在正交试验设计中的灵活运用(2学时)。涉及并列法和拟水平法。

第8章回归分析(4学时)。涉及一元线性回归、最小二乘原理估计回归直线中的系数、回归方程的显著性检验和多元线性回归。

第9章均匀试验设计(2学时)。涉及均匀设计表和均匀设计基本步骤。

2.教学讲义

由于不同专业开设该课程的范围不同,并且各个高校的材料都有各自专业的特色,因此在教材的选择上都有侧重点。结合授课内容,选择中国科学技术大学出版社《试验设计与数据处理》(作者邱轶兵)[4]。该教材内容比较全面,适合作为本专业教材,使用该教材为后续的毕业实验设计打下了基础。

3.教学心得

该课程教学内容繁多,教学体系复杂,学时较少,不能深入开展教学,学生当堂消化所学知识十分困难。单纯利用课上时间学习《试验设计与数据处理》这门课程是远远不够的,因此每次课后针对当天课堂具体作业,加深学生课下对当堂内容的吸收和巩固。

四、展望

《试验设计与数据处理》是资源循环科学与工程类专业开设的一门选修课程,由于是新建专业的课程,因此可以借鉴课堂实例很少,并且在课堂教学实施过程中极具挑战性。在该课程的开展过程中,需要进一步探索加入更多的实践教学和体验式教学。

参考文献:

[1]欧茂华.农科类毕业论文实验设计中培养学生的创造性[J].实验室研究与探索,2006,25(10):1253-1255.

[2]邵平,孙培龙,孟祥河.工科院校食品学科试验设计与数据处理教学模式研究[J].中国农机化,2009(2):89-91.

[3]龚建良,吴宇雄,谭惠平,吴志平.高分子材料与工程专业实验教学体系改革初探[J].高教论坛,2006,4:56-58.

[4]邱轶兵.试验设计与数据处理:中国科学技术大学出版社,2008.

试验设计论文范文第6篇

关键词: 材料专业 试验设计与数据处理 课程体系 不足 对策

试验设计与数据处理是自然科学研究方法论领域中一个分支学科,是一项通用技术,是国内外许多大学材料、化学、石油、冶金、机械、交通、电力、生物[1]、农科[2]、食品[3]包括管理等专业的开设的专业基础课程,是当代科技和工程技术人员必须掌握的技术方法。

开设“试验设计与数据处理”课程的目的是使学生掌握科学的方法去安排试验,处理得到的试验结果,对所学的专业课程中的试验部分,以及在毕业环节中所进行的试验项目,做出优化设计,并对试验数据进行分析处理,以最少的人力和物力消耗,在最短的时间内取得更多、更好的试验结果。

早在1988年,安徽理工大学材料学科的张明旭教授就讲授了矿物加工试验研究方法。而后由无机非金属材料(2002)、高分子材料(2006)和复合材料(2011)等专业的大三学年也都开先后开设了该课程。本课程经过近20年的建设,教学水平、教学质量在不断提高与完善,特别是在教材、教学手段、教学方法等方面进行了一系列的改革与探索,取得了显著的成绩。并于2008年由中国科学技术大学出版《试验设计与数据处理》[4]正式教材。翻开了该课程的教学新篇章。

本文就试验设计与数据处理在本校材料专业中开设中存在的不足及相应对策进行总结和分析。

一、课程体系的不足

在近几年教学计划运行中,发现该试验设计与数据处理课程体系存在一些不足。

1.课程内容没有得到很好的完善。前面章节讲授的数理统计基础知识内容不能和后续章节有必要的联系,造成学时的浪费,也会对课堂教学效果有一定程度的负面影响[5]。同时由于在后续具体试验设计方法前讲数理统计基础知识,又会导致学生对该部分的学习没有一定目的性。

2.理论教学与实践教学环节结合不够紧密。理论课的讲述和实践教学环节脱节,并且在教材和教学内容并没有结各自材料专业特色实验展开,造成学生无法及时在实践环节中巩固理论知识。

3.课程教学仍是以教师为中心。即使在电化教学的情况下,学生也不能积极地投入到学习中,在整个教学过程中处于比较被动的地位,难以达到理想的教学效果。

二、采用的对策

基于该课程体系存在的上述不足,在多年的教学当中,总结多年从事试验设计与数据处理的教学、实践中的经验,结合对材料专业发展及教学规律的理解,在教学中采用如下对策。

1.教学内容的更新。结合单因素、正交试验数据处理需要的数理知识对前面章节内容进行更新;将毕业设计中应用试验设计方法的论文作为案例添加到课堂教学内容中,在实践教学中加强学生运用试验设计方法去安排试验,处理试验结果;将数据处理方法加入到课程体系当中,加强数据处理内容的教学。

2.研究更适合材料专业学生课堂与实践教与学的方法。教学方法是课程内容转化为教学质量、人才培养质量的关键环节,专业教学内容只有通过恰到好处的教学方法和手段才能取得好的教学效果。在教学实践中,采用参与式教学模式,让学生针对课上的知识点采用社会调查和实验方式去验证。

3.教学手段的改革。将研究如何将传统教学手段与现代多媒体教学手段相有效结合,建立一个试验设计与数据处理网络课堂,并更好地体现材料专业教学特点。对试验设计与数据处理的教学内容、教学手段进行优化。建立网络课堂,从而使教学更好地和实践相结合,满足对材料专业人才日益增长的要求。

三、结语

在试验设计与数据处理课程教学过程中,不断加深对教学核心内容基础,并在教学中更多加入具有材料专业特色的习题,并尝试建立试验设计与数据处理网络课堂,从课上和课下两个方面,加强学生对该课教学内容的吸收和学习,彻底解决试验设计与数据处理教材内容各个章节相关联和在教学过程中和实践脱节的问题。从而提高材料专业学生的综合素质和能力,更有利于新时期材料专业合格人才的培养。

参考文献:

[1]惠明,田青.生物工程专业《试验设计与数据处理》的教学探讨[J].河南科技学院学报,2009(1).

[2]欧茂华.农科类毕业论文实验设计中培养学生的创造性[J].实验室研究与探索,2006,25(10).

[3]邵平,孙培龙,孟祥河.工科院校食品学科试验设计与数据处理教学模式研究[J].中国农机化,2009(2).

[4]邱轶兵.试验设计与数据处理.中国科学技术大学出版社,2008.

试验设计论文范文第7篇

【关键词】 医学论文; 医学统计方法; 正确运用

中图分类号 R3 文献标识码 B 文章编号 1674-6805(2014)3-0157-02

在编写医学论文时,经常要运用收集到的数据进行各种医学统计的分析,医学统计方法应用不当,常常会带来错误的结论,影响整个论文的质量[1]。因此,统计学方法是否正确运用是判断论文科学性的主要依据[2]。本文对医学论文中统计方法的正确应用进行探讨,通过结合一些论文中出现的统计学方法运用错误的实例,分析如何正确选择恰当的统计学方法,以提高医学论文的统计质量及学术水平。

1 统计学方法简介

统计学方法包括统计软件包、统计分析方法以及检验水准三方面的内容。其中医学论文中常提到检验水准即α,它是用来表示组间实际无差别而统计结果判断有差别,犯这类错误的概率[3]。实际工作中常取α=0.05,当研究数据计算的P值小于0.05时,组间差异比较被认为有统计学意义[4]。统计学方法包括统计描述和假设检验两个方面的内容。统计描述是指根据资料及原始数据分布的类型,选择正确的指标来描叙资料及数据的特征。而假设检验即组间差异性检验,是医学论文中最常用的统计学方法。资料类型则包括能用具体数据表示的定量资料与不能用具体数值表示但能反映被观察对象某一特征的定性资料。定性资料的统计描述包括率、相对比和构成比。而参数法及非参数法是常用的定量资料统计分析方法。参数法一般包括t检验、方差分析,非参数法常用的有秩和检验[5]。

2 试验设计中的统计学原理

合理的试验设计与统计处理的可信度存在直接联系,研究者在编写医学论文时应对医学研究设计方法进行说明。在进行试验设计时应遵循随机、对照、均衡和重复四大原则[6]。在进行试验设计的时候通常会涉及到研究对象的选择,研究对象的分组及选择合理的检测指标三个方面的内容。

医学论文就是通过对样本的研究来进行推断总体,找出其共性,得出结论。因此研究者在选择研究对象时应注意选择样本应具有一定数量,能反映出该事物的规律性特征,但又应注意例数不能太多,以免造成不必要的浪费。其选择的原则就是在保证试验结果可靠性的前提下选择最少的样本例数。研究者在选择样本对象后应对其基本特征进行详细的描述,比如患者的年龄、性别、病理分期、疾病诊断的标准等。此外在试验中所用到的试剂、仪器的型号、规格等都应作出说明,以供读者借鉴和做出判断。选定好研究对象后就要对其进行分组。在进行分组时研究者一般遵循统计学中的“随机分配”、“设立对照”以及“均衡”、“重复”的原则。随机化原则是提高组间均衡性的一个重要手段,也是资料分析时进行统计推断的前提。有对照才有比较,在进行组间比较时,应确定好处理因素与实验效应的关系。均衡性则是要使得对结果产生影响的非处理因素尽可能保持一致,这样才能保证对照的结果让人信服。观察实验效应的指标主要有主观指标与客观指标。正所谓主观指标就是通过问答的方式调查受试者自己判断的主观感受;而客观指标则是通过仪器来检验和测量所得出的结果。在进行试验设计时应选择客观性较强、高灵敏性和精确性的指标。

3 统计学方法的选择

统计学方法的正确选择是直接影响到论文结论可信度的重要依据,因此研究者在编写论文时应注意选择合适的统计学方法。不同的统计学方法应用的范围不同。研究者在编写医学论文时常根据论文研究的目的、资料类型、试验设计的方案、样品大小、水平数、特定条件、数据分布特征以及综合分析等来选择对应的统计方法,同时还要根据专业知识与资料的实际情况,结合统计学原则,灵活地选择。当定性资料正态分布时,研究者一般用均数和标准差来表示统计描述指标;当定性资料不符合正态分布时,则可选用中位数及级差来表示;当定量资料正态分布且组间方差齐时一般选用参数法,反之则选用非参数法。t检验一般适用于小样本(n

4 常见统计学方法的误用分析及对策

4.1 统计方法误用

最常见统计方法误用是对等级资料进行比较时应用秩和检验而误用卡方检验。例如:在评价采取不同治疗方法的两组急性脑血管病患者疗效中,治疗组显著有效、有效、无效三种分型分别为15例、10例、8例,对照组分别为14例、11例、9例。本资料例数较少,应选用等级比较的秩和检验,而有些作者却认为只要是率的比较就可以采用字2检验。研究者在选择统计学方法时应根据相应的原则,对文章研究目的、资料类型、样品大小、水平数、数据分布特征等进行综合分析后,再来选择对应的统计方法。

4.2 统计方法应用错误

例如在一组资料中将临床疑似为支原体肺炎的201例患儿作为研究对象,分别采用三种检测方法检测实际患病人数以进行确诊,比较其检测率。则原文结果显示:MP-IgM组、咽拭子培养法阳性检出率与MP-PCR组比较,差异均有统计学意义(字2=6.38,字2=16.72,P

表1 小儿支原体肺炎三种不同检测方法阳性检出率比较

检测方法 阳性(例) 阴性(例) 检出率(%)

MP-PCR组(n=76) 42 34 55.26

MP-IgM组(n=91) 32 59 35.16

咽拭子培养法(n=34) 5 29 14.71

4.3 处理定量资料时均数表达问题

处理定量资料时常出现均值表达不准的问题。在定量资料平均数的计算时,研究者常用平均数(x)来反映平均水平。但只适合于定量资料中呈正态分布的资料。而对于偏态分布资料或信息不全的资料则需使用中位数。例如9例手足口病患儿年龄为1、1.5、2、2、2.5、3、5、7、12的平均数(x)为4,中位数为2.5。为更准确地反映年龄分布的集中位置,宜采用中位数而不是平均数。

4.4 选用检验方法错误

在有些论文中,作者常将本应用方差分析和q检验的误用t检验。t检验一般适用于小样本(n

5 结论表述中的统计学应用

资料的统计处理不是医学研究工作的最终目的,而是通过统计学分析为研究结论提供依据或者线索。因此,在对统计资料进行分析后应把握统计学术语,对结论做出科学的分析跟解释。在根据统计结果得出专业结论时研究者应遵循一个重要原则,就是统计结论都是概率性的,不能绝对地肯定或否定。研究者习惯上将“P

总之,不同的统计分析方法均有其适用的范围和应用的条件,研究者在书写医学论文时应根据论文设计及资料的类型进行合理的试验设计,选择恰当的统计分析方法,切记勿盲目套用。同时,还应注意得出的结果和结论应满足设计的要求。医学统计方法的正确运用,是充分利用试验研究获得的数据,也是最终得出科学、可信的结论的必要条件。

参考文献

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试验设计论文范文第8篇

1.1毕业实习选题的评价指标与评价等级

毕业实习选题是开展毕业实习的前提,选题决定了毕业实习的内容、广度和深度。如何科学、客观地评价选题质量,不仅关系到毕业论文的质量,也关系到整个毕业实习完成质量的好坏[8]。而选择适宜的评价指标则是毕业实习选题评价体系的根本保障。通过对毕业实习教师、草业专家、学生的调研,结合草业科学的学科特点,兼顾可量化、操作性,初步筛选出5个评价准则和10个评价指标的评价体系(表1)。

1.2专业文献检索能力的评价指标与评价等级

专业文献检索要求学生了解获取本专业及相关专业文献的基础知识,掌握常用检索工具、网络信息检索的原理与方法[9];对于培养学生掌握和利用信息的能力,提高其自学能力、科研能力和创新能力起着相当重要的作用[10]。因而,科学评价学生的专业文献检索能力,不仅是毕业实习科学评价体系重要的一环,而且能够促进学生掌握更多新信息、新知识、新方法,为毕业实习打下坚实的基础。通过对文献检索教师、草业专家、学生的调研,结合草业科学与文献检索的学科特点,兼顾可量化、操作性,初步筛选出4个评价准则和8个评价指标的评价体系(表2)。

1.3专业英语文献阅读与翻译能力的评价指标与评价等级

作为培养现代复合型草业人才的国家重点学科,阅读国内外与本专业相关的科技文献并从中吸收或了解国内外先进科学技术的发展趋势具有十分重要的意义[11],同时它也是正确撰写本专业科技论文、科技成果以便进行国际交流必不可少的手段。专业英语文献阅读与翻译要求学生了解专业英语的文体特征、掌握一定的专业词汇、提高英文专业文献的阅读水平、初步具备撰写英文论文和用英文进行专业交流的能力[12]。因而,初步筛选出4个评价准则和8个评价指标构建其评价体系(表3)。

1.4试验设计和实验操作能力的评价

扎实的实验操作能力不仅是学生运用理论知识解决实际问题的基础,还是学生实践能力的重要特征。而试验设计可将学生的实验操作能力与毕业实习环节对接,让学生通过具体的实践,或验证、或探索、或发现新的科学问题。试验设计还可进一步合理统筹各项实验操作能力,确保数据的可靠性、真实性,提高毕业实习的效率。因而,初步筛选出3个评价准则和6个评价指标构建其评价体系(表4)。

1.5毕业论文(设计)质量的评价

毕业论文(设计)是毕业实习的最后一个环节,是对整个毕业实习甚至是本科阶段的梳理和总结。通过毕业论文(设计)的写作,提高学生综合运用所学专业知识、专业技能的能力,培养学生分析问题、解决问题和进行科学研究的初步能力,使学生组织、写作、表达等技巧和能力得到有效提高。草业科学本科毕业论文(设计)质量的评价一直采用现场答辩的方法进行,影响评价结果的主观因素较多,难以做出客观、准确、定量的评价。通过对草业科学毕业实习教师、草业专家、学生的调研,结合草业的学科特点,减小主观因素影响,兼顾可量化、易判断,初步筛选出5个评价准则和10个评价指标的评价体系(表5)。

2评价方法

草业科学本科毕业实习涉及到的学科综合性强、内容多、时间跨度大,其评价体系是典型的多级、多因素评价体系。上述评价指标虽已转换成相应评价等级,具有可量化特征,但主要还是以主观判断来确定各个因素对评价结果的影响程度,且评价的结论还具有模糊特性。如毕业论文(设计)的知识水平、文字表达、科学分析等,评价结果或者受主观因素影响较大,或者难以区分各个等级之间的差异,评价的准确性受到制约。模糊数学综合评价法能够较好地处理多因素、模糊性及主观判断等问题,定量分析与定性分析有机结合,为草业科学本科生毕业实习质量的综合评价提供重要方法。

​影响毕业实习综合评价体系评价结果的因素主要是各级评价指标权重与评价尺度的确定,为了使评价体系更加客观、科学,就需要对整个评价过程进行科学管理与组织。可成立毕业实习学术委员会对选题质量、毕业论文(设计)质量的评价尺度、各二级指标的权重给予赋值;毕业实习学术委员应遵循导师回避原则、盲审原则对选题质量、毕业论文(设计)质量进行评定。可成立由指导教师、专业外语教师、文献检索教师组成的毕业实习文献信息委员会对专业文献检索能力、专业英语阅读与翻译能力的评价尺度、各二级指标的权重给予赋值;试验设计和实验操作能力可通过组织草业科学实践技能大赛来评定。由毕业实习学术委员、指导教师、学生代表组成的评价小组,对一级指标权重进行赋值。

3结论

根据模糊数学综合评价法将草业科学本科生毕业实习综合评价体系分为二级,一级指标包括毕业实习选题质量、专业文献检索能力、专业英语文献阅读与翻译能力、试验设计和实验操作能力、毕业论文(设计)质量;根据一级指标及其准则层,又系统地提出来42个二级评价指标;通过先评定二级指标,得到各一级指标的成绩,再评定全部一级指标,得到最终毕业实习成绩。并成立毕业实习学术委员会、毕业实习文献信息委员会对模糊数学综合评价的评价尺度和各级评价指标权重进行确定,确保评价的客观性、准确性。通过多级模糊数学综合评价,使时间跨度长、学科综合性强的毕业实习各阶段的系统评价成为可能,能够兼顾毕业实习综合评价过程中的定性评价与定量评价,既克服了教师评价工作的主观随意性,同时使得评价体系更具有激励和导向的作用,为完善草业科学导师制本科毕业培养模式提供帮助。

试验设计论文范文第9篇

一、引言

随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。

同时,生物统计作为数理统计在生本论文由整理提供物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。

二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位

(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。

二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。

21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。

将数据转化为信息需要统计理论和实践本论文由整理提供方面的洞察力、技术和训练。

未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。

(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。

生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。

生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。

生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。

三、教学方法和教学手段的改革

(一)加强电子课件及网络平台本论文由整理提供建设。

生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。

(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。

多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。

但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。

而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没本论文由整理提供有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。

(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。

生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。

(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。

统计学在生物学中的应用已有长远的历史,本论文由整理提供许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。

在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。

四、加强实践教学,注重学生能力培养

生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。

(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。

20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。超级秘书网

为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。

(二)全方位、多层次的实践教学。

为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物本论文由整理提供栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。

组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。

掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。

这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。

此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。

通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。

精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容本论文由整理提供、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。

参考文献:

试验设计论文范文第10篇

关键词:植物细胞工程 基础实验 自主设计实验 创新意识 实验能力

一、引言

生物技术 (Biotechnology)是 20世纪科技史上令人瞩目的重点领域,是21世纪的一门新兴学科,也是 21世纪国家经济发展新的增长点。为适应21世纪经济和科技激烈竞争的形势以及市场经济的社会环境,高素质创新人才的培养是从事生物技术专业人才培养的教育工作者急需探讨和解决的问题。

植物细胞工程是生物技术的重要组成部分。为适应社会的发展,拓宽学生的知识面,培养全面的高素质人才,西南科技大学生命科学与工程学院于2003年开始为生物技术本科专业开设植物细胞工程课程。植物细胞工程是在植物组织培养、植物细胞融合技术等基础上发展起来的一门实验性、实践性、综合性十分强的新兴学科,是近年来生物技术专业开设的一门新兴课程。它是应用现代遗传学、细胞生物学和分子生物学的基本原理与方法,在细胞水平上研究改造生物遗传特性,以获得具有目标性状的细胞系或生物体的有关理论与技术学科。学生对植物细胞工程基础理论知识的学习、实践动手能力的获得和科学素质的培养与实验教学关系密切。由于实验教学是整个教学过程中的重要组成部分,实验方法的先进与否是直接影响高素质创新人才培养的重要环节。因此,笔者通过不断探索,根据植物细胞工程课程特点就如何提高植物细胞工程实验教学质量,对基础-自主设计综合型植物细胞工程实验教学模式进行了探索与实践。

二、植物细胞工程实验教学设计思想与特色

植物细胞工程实验课程总学时是32学时,是理论课教学学时的三分之二,在本课程教学中占很大比例。植物细胞工程是以实验技术为基础的学科,为培养和提高学生实验技能与创新思维的能力,本课程实验包括基础实验部分和设计性实验部分(独立完成试验设计与具体实施部分),通过基础实验操作,使学生在培养基配制、无菌操作和控制培养条件等技术环节上受到良好训练的同时,还可以帮助学生掌握如何应用理论知识指导实际研究。在此基础上,要求学生在规定的设计性试验题目内任选一题,独立完成试验设计和整个试验操作过程,并完成试验总结报告,进一步培养和提高学生思维能力、动手能力、分析问题和解决问题能力,同时,还可以使学生对本课程的知识得以融会贯通和升华,是本课程教学的一个重要特色。

1.注重“三基”训练,改变传统教学模式

植物细胞工程实验课是实践性非常强的一门课程,加强“基本知识、基本理论、基本技能”方面的能力训练是提高学生综合素质的前提和必要条件。

传统实验教学过程中,一般采取“照方抓药”的模式,完成实验教学。学生在实验过程中处于被动地位,多数情况下,学生只完成实验的一部分,而其它部分则由指导教师在课前准备好,导致学生只知其一,不知其二,学生的基本技能未能得到很好训练。因此,我们在植物细胞工程基础实验部分重视实验整个过程,要求学生掌握植物培养基的配制与灭菌、植物材料离体培养的无菌操作技术、不同组织和器官离体诱导培养技术和细胞培养技术、植物茎尖离体培养技术,以及农杆菌介导的烟草转化技术,要求学生完成药品的准备、培养基的制备以及无菌操作等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手、自己观察、自己讨论、自己总结,加强学生“三基”培养。此外,实验课教师要做到认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点;对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到操作规范,总之,只有真正做到上述教学要求,才能达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。

2.加强自主设计综合型实验教学,培养高素质创新人才

实验教学是生命学科教学中的重要组成部分,对整个教学起举足轻重的作用。但由于传统教学对实验教学不够重视,教学经费、实验设备以及实验系列教师力量的不足等原因,在实验教学中采取封闭式教学,学生只能在规定的时间内根据实验指导书给定的实验方法,并在实验老师示范和辅导下完成全部实验内容,在整个实验过程中学生处于被动地位,未能充分发挥学生的学习积极性,使学生感到实验只是走过场,十分乏味,使他们原有的钻研精神受到压抑或甚至消失以及潜在的创新意识未能得以发挥,阻碍了学生创造性思维的发展。鉴于此,我们在植物细胞工程实验课程内容安排和设计上以设计性实验教学为突破口,对传统实验教学方法进行改革,在继承和发扬传统实验教学精华基础上,努力创新,使植物细胞工程设计性实验教学成为一种现代的创新性实验教学方法之一。

植物细胞工程设计性实验教学学时为14学时,占实验总学时的43.75%。该部分内容创新性强,具体要求、内容安排和采取的措施如下:

学生根据指导教师的要求在下面3个试验设计题目中任选一题,每一研究题目的研究对象学生自选。要求学生独立完成试验设计和整个试验操作过程,并完成试验总结报告。试验设计题目如下:

(1)植物愈伤组织的诱导与植株再生的研究;

(2)植物体细胞胚诱导与人工种子研制;

(3)植物遗传转化与转基因植株再生。

试验设计内容要求:

(1)综述国内外与本研究领域有关的研究动态,包括取得的成就、存在的问题和进一步研究要解决的问题,提出进行本试验设计的方法及其研究的目的和意义。

(2)试验研究内容:要求对要研究的内容提出理论依据。

(3)试验研究拟采取的实施方案和技术路线:首先,对试验研究内容提出拟采取的实施方案,并对每一实施方案提出理论依据;其次,技术路线要求用框图表示。

(4)根据试验设计方案进行具体实施,完成试验总结报告。

学生试验设计的方案完成后,指导教师对方案进行科学性和可行性评估,并写出修改意见和建议,然后,要求学生在规定的时间内完成全部操作,最后完成试验总结报告。

通过学生自主设计综合型试验,培养和提高了学生思维能力、动手能力、分析问题和解决问题能力,提高了学生实验兴趣,培养了学生的创新意识。

3.严格要求实验报告的书写

在植物细胞工程实验过程中,实验指导教师要求学生认真做好实验原始记录,要求学生按照研究论文的各式写出实验报告,内容包括实验题目、实验目的、实验材料和方法、实验结果和讨论。注重实验讨论部分,因为讨论部分是实验报告的核心,要求学生利用所学的基本理论知识,找出实验结果可能存在的原因,同时,鼓励学生提出创造性的见解和认识,为今后学生书写科研论文奠定基础。

三、实验效果

基础实验教学环节不仅帮助学生掌握植物细胞工程基本实验技术和技能,而且帮助学生建立了无菌操作观念,对于刚接触植物细胞工程实验的初学者而言,具有非常好的教学效果。学生根据指导教师的要求和在基本实验技能训练基础上,自己设计一个综合性大实验,并独立完成实验的每一部分内容,使实验内容逐步加深,实验技能的训练逐步加强。因此,“基础-自主设计综合型植物细胞工程实验”作为一种以学生为主体,充分发挥学生主动性,培养学生创新意识和实验能力的新的实验教学模式, 符合21世纪复合型人才培养的需求。

1.提高学生综合能力

学生在自主设计综合性试验过程中,从试验方案的设计到实验材料和仪器设备的准备,从试验条件的摸索到每个试验环节的完成,需要运用本学科的基本理论知识和综合应用其它相关学科的基础理论知识。例如,在完成“小麦幼穗愈伤组织诱导和植株再生体系的建立”试验时, 除应用一系列的植物细胞工程实验技术外,在培养基筛选时,学生还应用了正交实验设计等生物统计学方面的知识对小麦幼穗的培养条件进行了优化。在进行试验方案设计到完成类似研究性小论文形式的实验报告时,需要利用网络查阅相关文献资料,对所得的实验数据需要利用计算机进行的处理。因此,学生自主设计综合性试验,既锻炼了学生科技论文写作、查阅文献和计算机应用的能力,同时也明显提高了学生试验设计和实验操作的能力以及分析和解决问题的能力。

2.培养学生创新意识和探索精神

学生在在完成自主设计综合性试验内容时,学生不像在完成传统实验时处于消极被动地位,而是处于积极主动地位,自己动手、动脑准备试验,主动与老师和同学进行讨论与交流。由于在试验完成过程中会遇到难以解决的问题,为解决这些问题,学生经常去图书馆或应用网络查阅相关文献资料,再和老师进行交流与讨论,提出解决问题的方案, 并利用课余时间反复试验, 反复调整试验方案, 从失败中汲取教训,直至获得成功。因此,学生自主设计性试验留给学生更多的学习和思维的时间与空间,有效地拓展了学生的学习范围,激发了学生参与实践的积极性,更好地培养了学生的创新意识和实验能力以及勇于探索的创新精神,同时教师与学生进行讨论和指导时,形成了教师与学生共同活动的互动过程和以学生为主体的学习局面。

四、结束语

植物细胞工程是四川省精品课程,在建设过程中植物细胞工程课程组始终围绕西南科技大学的办学地位和人才培养的目标,在植物细胞工程实践教学过程中不断改革与探索,提出了基础-自主设计综合型植物细胞工程实验教学模式,经过4年的实践应用,证明“基础-自主设计综合型植物细胞工程实验”的教学模式得到学生们的普遍欢迎。

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