王 一 程 佳 馬曉峰

（華北理工大學(xué)電氣工程學(xué)院，河北 唐山 063210）

0 引言

誤差理論與數(shù)據(jù)處理課程主要講授科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐中常用的靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量的誤差理論與數(shù)據(jù)處理，使學(xué)生掌握測(cè)量誤差與不確定度的基本理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析、處理、評(píng)價(jià)測(cè)量數(shù)據(jù)以及組織測(cè)量過(guò)程的能力，為學(xué)習(xí)檢測(cè)技術(shù)、儀器設(shè)計(jì)等后續(xù)課程奠定理論基礎(chǔ)，對(duì)今后從事與測(cè)試相關(guān)的工作有著積極作用。目前，該課程教授普遍側(cè)重理論性的教材和注重知識(shí)體系的構(gòu)建，造成學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、缺乏動(dòng)力，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳、教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)成。在對(duì)以往教學(xué)經(jīng)歷進(jìn)行總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合新工科建設(shè)與工程教育認(rèn)證，探討面向成果導(dǎo)向和能力培養(yǎng)的課程教學(xué)改革方法和實(shí)踐。

1 課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 教學(xué)理念未及時(shí)更新

一方面，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效不夠重視。在成果導(dǎo)向教育的背景下，仍然以教師為中心，以課堂為中心，機(jī)械的將現(xiàn)成的知識(shí)完整地教授給學(xué)生，往往教學(xué)結(jié)束后存在相當(dāng)一部分學(xué)生不會(huì)運(yùn)用所學(xué)誤差理論知識(shí)分析測(cè)量過(guò)程或進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。另一方面，對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐不夠重視。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，仍然圍繞課程自身開(kāi)展建設(shè)，沒(méi)有及時(shí)調(diào)整課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系，沒(méi)有認(rèn)真思考教學(xué)過(guò)程如何支撐畢業(yè)要求，致使課程改進(jìn)方向存在偏差。

1.2 教學(xué)過(guò)程重理論輕實(shí)踐

很多院校將本課程定位成理論性較強(qiáng)的課程，偏重于公式推導(dǎo)、算法演繹和過(guò)程計(jì)算，缺少基本的實(shí)踐環(huán)節(jié)，容易使學(xué)生被枯燥的公式或煩瑣的算法所困擾，不懂得如何主動(dòng)應(yīng)用誤差分析與處理的算法，造成“學(xué)”與“用”的脫離，導(dǎo)致學(xué)生思維能力訓(xùn)練不足和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力欠缺，甚至影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

1.3 教學(xué)手段與評(píng)價(jià)方式單一

以多媒體為主、板書(shū)為輔的教學(xué)手段能夠增加課程信息量，并通過(guò)運(yùn)用技術(shù)手段在一定程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，但由于課程具有理論性、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，使得僅靠單一的教學(xué)手段無(wú)法令學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)建立起連貫和系統(tǒng)的理解。課程評(píng)價(jià)由課程考試和平時(shí)考核兩部分組成，平時(shí)考核包括考勤、作業(yè)和隨堂測(cè)驗(yàn)，但限于實(shí)際條件原因，平時(shí)考核結(jié)果不能真實(shí)反映學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，往往流于形式。

1.4 對(duì)課程的思想重視程度不夠

為了使學(xué)生對(duì)誤差有概括性的認(rèn)知，課程一般最先講授誤差的基本知識(shí)。出現(xiàn)的部分專業(yè)詞匯在日常生活中已有所耳聞，容易給學(xué)生留下課程簡(jiǎn)單的第一印象，加之后續(xù)內(nèi)容偶爾出現(xiàn)先前接觸過(guò)的知識(shí)，更使學(xué)生加深課程容易掌握的錯(cuò)覺(jué)，造成學(xué)生不愿為課程投入足夠多的精力。如果學(xué)生沒(méi)有及時(shí)改變錯(cuò)誤認(rèn)知，就無(wú)法掌握關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的真正含義和計(jì)算分析的準(zhǔn)確過(guò)程，最終導(dǎo)致課程成績(jī)難以達(dá)標(biāo)。

2 改進(jìn)課程教學(xué)的措施

2.1 重新定位課程目標(biāo)

遵循能力本位教育的理念，從本校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和側(cè)重智能儀器設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，結(jié)合誤差理論與數(shù)據(jù)處理課程與其他課程的關(guān)系，本著課程教學(xué)目標(biāo)遵循“學(xué)以致用”原則，著重于學(xué)生能力的培養(yǎng)。不僅使學(xué)生掌握測(cè)量誤差與不確定度的基本概念和測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基本方法，而且能夠正確選用測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法設(shè)計(jì)測(cè)量方案，并從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取有用信息、處理數(shù)據(jù)，從而具備一定的工程計(jì)算及設(shè)計(jì)能力。

2.2 反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

從誤差理論課程的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，按照學(xué)生需要學(xué)習(xí)什么，哪些內(nèi)容支撐畢業(yè)要求的工程能力培養(yǎng)需要，對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新進(jìn)行梳理。從實(shí)際工程應(yīng)用引入要解決的問(wèn)題，接著介紹關(guān)聯(lián)的基本知識(shí)，然后利用基本知識(shí)解決實(shí)際工程應(yīng)用。在教學(xué)過(guò)程中著重將誤差產(chǎn)生的原因、消除誤差的方法、數(shù)據(jù)處理相關(guān)知識(shí)與案例相聯(lián)系，注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提煉問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.3 加強(qiáng)課程實(shí)踐和應(yīng)用教學(xué)

課程組同時(shí)承擔(dān)著“傳感器原理與應(yīng)用”“測(cè)控儀器設(shè)計(jì)”等課程的教學(xué)任務(wù)，在本課程的教學(xué)過(guò)程中，增加其他課程的相關(guān)知識(shí)或者為其他課程埋下伏筆，突出專業(yè)特色。在教學(xué)中引入Excel、Matlab、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用介紹，增加演示性課程教學(xué)設(shè)計(jì)，布置課外參考教材及學(xué)術(shù)論文閱讀，通過(guò)這些能力訓(xùn)練拓展教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生動(dòng)手能力，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.4 改變單一的考核方式

重視形成性評(píng)價(jià)模式，體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和體驗(yàn)的評(píng)價(jià)，促進(jìn)了課堂教學(xué)過(guò)程的外延性與開(kāi)放性，促進(jìn)了教學(xué)水平以及學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的提高。充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，構(gòu)建豐富的網(wǎng)絡(luò)課程資源和互動(dòng)環(huán)節(jié)；增加課外拓展實(shí)踐評(píng)價(jià)，促使學(xué)生在實(shí)踐中更好地理解誤差理論與數(shù)據(jù)處理的基本概念和基本方法，掌握數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法。

2.5 綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法

融入案例式、討論式教學(xué)方法。課堂教學(xué)中，介紹激光干涉儀、全站儀、經(jīng)緯儀、激光跟蹤儀等典型測(cè)量?jī)x器，并以它們的原理、精度之間的差異進(jìn)行課堂討論，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力；展示機(jī)器人視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)工作視頻，講解系統(tǒng)測(cè)量原理和誤差分析，實(shí)現(xiàn)科研反哺教學(xué)，開(kāi)闊學(xué)生視野和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

3 實(shí)踐效果

經(jīng)過(guò)兩年的持續(xù)改進(jìn)，課程教學(xué)質(zhì)量有了明顯提高，主要表現(xiàn)在：端正了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，使得學(xué)生的上課出勤率顯著提高，課上玩手機(jī)現(xiàn)象顯著減少；激發(fā)了學(xué)生的積極性，前排上座率提高，課堂互動(dòng)頻繁；培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)獨(dú)立思考的能力，課堂互動(dòng)積極，作業(yè)雷同率下降；鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，部分學(xué)生能夠高質(zhì)量完成課外能力拓展任務(wù)。

在今后的教學(xué)活動(dòng)中還要探索更加適合專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)新時(shí)期人才的培養(yǎng)需求。