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文档简介

《工程试验法》课程教学大纲课程代码:ABCL0319课程中文名称:工程试验法课程英文名称:MethodofEngineeringExperiment课程性质:必修(专业教育基础课)课程学分数:1.5学分课程学时数:24学时授课对象:材料物理专业本课程的前导课程:有关数学基础知识一、课程简介(一)课程在人才培养中的地位和作用教育部在贯彻落实《中国教育改革和发展纲要》和《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》的基础上,制定了《面向21世纪教育振兴行动计划》,提出了跨世纪教育改革和发展的宏伟蓝图,当今社会已进入“知识爆炸”的新时代,新技术和新产品不断涌现,科研成果的发展水平已经成为衡量国力强弱、社会进步程度的重要标志之一;世界范围内的多学科、高水平的科研成果层出不穷,科研方法已成为专业课教学重要的内容,各专业对学生的科研能力有更加明确和具体的要求。随着社会的进步,对大学生科研方法与能力的培养提出了新的要求。所谓科研方法与能力,是要求社会中的每一名大学生,都能够在“知识爆炸”的新时代中,自己能够发现某学科某一问题有创新的潜力,掌握发现和解决问题的思维方式,有效、主动地运用工程试验法去解决专业问题,并通过适当的分析处理,科学安排实验,实现以最小的事业试验次数,获得最佳试验结果,从而完成科技创新。此外,提高了科研和创新能力。工程试验法教学由于其自身的特点,可以从两个方面进行这方面的科研方法教育:一是从教学内容上,工程试验法课的很多内容都与身边事物有关。结合身边事物有关知识的介绍,结合现代数学等课程的讲解,可以进一步提高学生对科研方法的认识,培养学生科研方法与应用的能力。二是从“实践”教学模式和方法上,通过对身边事物的重新设计和创新,使同学在学习的过程中,逐步体会到什么是科研方法的学习模式。高等学校肩负着培养社会主义事业的建设者和接班人的重任,学生质量的高低直接影响着我国的民族素质和生产力的发展水平,提高和加强高等学校无机非金属材料专业的大学生的科研方法知识和技能的教学不仅是高等院校的重要任务,也是新世纪对于人才的需要。可见,工程试验法课程教学的重要地位与作用不容轻视,其承担的使命不言而喻。制订工程试验法课程教学规范,有利于保证课程的基本教学质量,保证国家对合格人才的基本要求,同时为进一步推动高校无机非金属材料专业工程试验法课程的改革建设,提出以下无机非金属材料专业工程试验法教学规范以及课程设置。(二)课程教学目标工程试验法在为学生构筑合理的知识结构、培养学生的综合素质方面,在大学教育中起着不可替代的作用。工程试验法教学的目标是培养学生的科研能力及方法,培养学生工程试验研究和分析工程技术问题、解决工程问题的能力,使学生具有科学的思想方法和工作方法,以减少科研工作中的盲目性。不同专业因其应用特点不同,对基础教学的要求有所不同,但一般来说,无机非金属材料专业的工程试验法教学应达到以下基本要求:1、知识目标高等学校工程试验法教学是为无机非金属材料专业学生提供的工程实验基础知识、能力与素质方面的教育,旨在使学生掌握科学实验基础知识,具备制订科学实验方案的能力;掌握科学实验的基本技术与分析方法;了解正交试验设计法原理与科研项目的立项;具备使用正交试验设计法这一实用工具处理本专业问题的基本能力。教学内容的基本要求分为掌握、理解、了解三级,这三类要求是:(1)掌握:要求学生对这些内容透彻理解、牢固掌握并能熟练应用。(2)理解:要求学生对这些内容理解并能应用,要求会用它们分析和解决有关问题。(3)了解:只要求对这些内容有所了解,一般不要求应用。2、能力目标计算机基础课程的教学,应注意培养学生以下能力:(1)独立获取知识的能力——通过工程试验法课程的学习,学生具备宽厚的基础知识,逐步掌握科学的学习方法,养成独立自学获得更深层次的工程试验知识的能力即使用典型的正交试验设计法来解决本专业领域中问题的能力;同时不断地扩展知识面,更新知识结构。(2)分析问题和解决问题的能力——熟悉科学研究的过程,掌握正确的实验设计方法和思想;根据问题的特征、性质以及实际情况,运用所学的实验设计方法的基本原理和研究方法进行分析、研究,达到培养学生在本专业与相关领域中的应用开发能力:也即是具备初步的应用开发能力,数据处理与应用能力,试验结果分析和进一步安排试验的能力。(3)创新意识和能力——利用所掌握的最新的工程试验知识、技术和方法进行分析比较,不断思考问题、发现问题,在不同专业领域、不同学科上有所创新和发展。3、素质目标工程试验法课程教学,应注重培养学生以下素质:(1)通过工程试验法课程教学,培养学生良好的工程试验意识和科学素养,严谨求实的科学态度和刻苦钻研的精神,具有良好的社会责任感与职业道德。(2)通过学习工程试验的基本逻辑程序,课题的选择原则和方法;试验方案和试验计划的制订程序和基本方法;实验与观测的一般方法;试验设计,数据处理及撰写科技论文的有关方法等,引导学生树立科学的世界观,激发学生的求知热情、探索精神,树立工程试验法是未来工作的必备工具的意识。(3)面向应用,重视实践:通过正交试验设计法解决本专业问题的实例,启发自主式学习,培养学生独立完成项目的能力,树立团队合作精神。二、教学基本内容和要求(一)课程提纲1.科学与技术。2.科学研究内容。3.研究试样的采取与制备。4.单因素试验设计法。5.正交试验设计与极差分析。6.正交设计法在工业上应用。7.科技工作报告与科技论文。(二)课程的知识体系知识领域1:工程试验基础知识(1)知识单元1.1、科学与技术基础知识,科学研究的概念(2学时)知识单元1.2、科学研究内容(6学时)知识单元1.3、研究试样的采取与制备,单因素试验设计法(2学时)知识单元1.4、正交试验设计与极差分析(4学时)知识领域2:正交设计法在工业上应用(2)知识单元2.1、正交设计法应用举例(8学时)知识领域3:科技工作报告与科技论文(3)知识单元3.1、报告与科技论文写作特点(2学时)(三)课程涵盖的知识单元序号知识领域核心知识单元(参考学时)选修知识单元(参考学时)1工程试验基础知识1.1(2)、1.2(6)、1.4(4)1.3(2)2正交设计法在工业上应用2.1(8)3科技工作报告与科技论文3.1(2)(四)知识单元的描述知识单元1.1、科学与技术基础知识,科学研究的概念:(核心)参考学时:2学时知识点:科学与科学精神,技术与高技术,科学与技术的关系;科学技术发展的趋势;科学研究的基本概念;学习目标:通过对工程试验基础知识的学习,学生能够达到以下目标:1.了解科学与科学精神,技术与高技术;2.理解科学与技术的关系;科学技术发展的趋势;3.了解科学研究的体系和概念;知识单元1.2科学研究内容:(核心)参考学时:6学时知识点:科学研究的内容;研究课题的选择方法,课题的填写等;研究课题设计方法,正交表,常用统计量及计算。学习目标:通过对科学研究内容知识单元的学习,学生能够达到以下目标:1.了解科学研究的内容;2.理解一个科研项目从“立项”到“成果”的过程。3.掌握常用课题设计方法,正交表,常用统计量及计算;知识单元1.3研究试样的采取与制备,单因素试验设计法:参考学时:2学时知识点:研究试样的采取与制备。单因素试验设计法及基本功能和基本工作原理。单因素试验设计法的应用。学习目标:通过对研究试样的采取与制备,单因素试验设计法知识单元的学习,学生能够达到以下目标:1.了解工程试验试样的采取与制备;2.理解单因素试验设计法及基本功能和基本工作原理;3.掌握常用单因素试验设计法的应用。知识单元1.4正交试验设计与极差分析(核心)参考学时:4学时知识点:正交试验设计的定义、正交表分类和组成。

正交试验数值计算介绍。

单因素和多因素应用步骤。学习目标:通过对正交试验设计与极差分析知识的学习,学生能够达到以下目标:1.了解正交试验设计的定义、正交表分类和组成;常用的有单因素和多因素等;2.理解正交试验数值计算的过程,完成一次课堂作业。3.掌握单因素和多因素正交试验设计具体应用。知识单元2.1、正交设计法应用举例(核心)参考学时:8学时知识点:正交试验设计步骤在功能陶瓷配方改进中具体应用的介绍。在结构陶瓷性能改进中具体应用的介绍。在陶瓷锆铁红颜料研制中具体应用的介绍。在研制卫生洁具用乳白釉中应用的介绍。在高挡细瓷研制中应用介绍。在建筑陶瓷坯釉适应性方面的应用。学习目标:通过对正交设计法应用举例知识单元的学习,学生能够达到以下目标:1.了解正交设计法的特点;了解正交设计法在普通陶瓷和特制陶瓷研究中的应用。2.理解正交设计法设计步骤,学会在单因素和多因素正交试验设计中挑因素,选水平等。3.会运用正交设计法解决本专业的一些问题。知识单元3.1科技工作报告与科技论文(核心)参考学时:2学时知识点:科技工作报告科技论文的格式与内容科技工作报告与科技论文写作要点学习目标:通过对信科技工作报告与科技论文知识单元的学习,学生能够达到以下目标:1.了解科技工作报告的具体内容;2.了解科技论文的格式;3.理解科技工作报告与科技论文写作特点;三、实验教学内容及基本要求无。四、教学方法与手段工程试验法课程的教学坚持以“学生为中心”的原则,遵循学生的认知规律,激发学习兴趣,以“案例”教学来驱动、启发学生自主学习;教师要将试验方法整合于教学过程,充分利用教学环境所提供的各种功能,做到改进可见、创新可用,使工程试验法教学更加适应21世纪人才培养的需要;同时注重理论联系实际,面向应用,不断研究和改革教学方法和手段。当然,教学方法与手段要服从于教学内容,要着眼于人才培养。对同一课程中不同教学内容,应该设计不同的教学模式与教学方法。考虑到工程试验法课程的实践性环节十分重要,因此要注重加强实践教学和能力培养。(一)课堂讲授1.课堂讲授内容工程试验法应讲授讲授科学与技术基础知识、科学研究的概念、科学研究内容、研究试样的采取与制备、单因素试验设计法、正交试验设计与极差分析、正交设计法应用举例和科技工作报告与科技论文等3个知识领域。共计6个知识单元构成,其中核心知识单元5个,选修知识单元1个。根据各专业的特点,选择合适的内容。讲授内容包括该课程的核心知识单元和选修知识单元。2.教学方法课堂讲授是一种基本教学方法,以理论和知识性内容为主,讲原理讲方法,重在知识点的教学。采用案例教学方法,通过完成典型科研项目,掌握思路与方法。采用启发式教学,与学生互动,让学生参与,发挥学生的思维和想象能力。3.教学手段采用多媒体教学手段,选用高水平的电子课件,把文字、声音、图像动画和视频集于一体,丰富多彩,生动形象。教師可以边演示边讲解,學生很容易理解和接受,提高教学效果。(二)讨论课为提高学生工程试验法的应用能力,为后续课程学习做好必要的知识准备,能够有意识地引入专业课中的一些理念、技术和方法,运用工程试验法分析和解决本专业及相关领域中的问题。因此,课间和实验课中我们会布置一些讨论题目,让学生充分参与讨论,加强师生之间、学生之间的交流,借此来调动学生学习的积极性。讨论课1:坯釉适应性研究。参考学时:涵盖知识单元:知识单元2.1、正交设计法应用举例学习目标:理解坯釉的基本组成:坯釉特性和工艺等;要达到主要性能指标等(三)习题课《工程试验法》课程的习题非常丰富,每一章后都会安排习题课,习题课上精选一些既能培养学生分析和解决问题能力、巩固所学知识、又较贴近应用实际、可激发学生学习兴趣的作业进行讲解,让学生举一反三。习题课内容1:对某陶瓷坯体配方正交试验结果进行分析参考学时:1学时涵盖知识单元:知识单元1.4、正交试验设计与极差分析学习目标:1.掌握常用正交试验表、基本步骤和正确使用;2.掌握计算分析。(四)课外作业课外作业是引导学生自主学习、检查教学效果,拓宽学生知识面的重要环节,习题的选取应围绕教学要求,强调基本习题训练,应尽量精选一些既能培养学生分析和解决问题能力、巩固所学知识、又较贴近应用实际、可激发学生学习兴趣的作业。可使用教材上的习题,也可自编习题集,还可布置专题小论文、课程设计论文、读书笔记及课外阅读等丰富课外作业内容。教材习题篇中共有按学习章节编制的习题14个(每个习题中有若干个题),每上完一章,布置该章的习题。并认真批改。其中讲授每学时应布置1.5-2道必做作业题。(五)自主学习提高学生自学能力和获取知识能力是重要环节,要适当布置学生自学的讲授内容。为了提供学生自主学习的环境,每周星期六、星期日和晚上计算机机房对学生开放,并提供学习所需的软件,学生可以边看书边上机进行自主学习。院校图书馆对学生开放借阅图书资料,但为了使学生更好自主学习,原本只对教师开放借阅图书资料的系资料室中的专业书籍,也对学生开放借阅,有利于学生自主学习,培养学生个性发展和创新思想。(六)课外指导课外指导主要是切实做好课后对学生辅导答疑和质疑,以及开展第二课堂。原则上规定每讲授2-3学时,答疑1学时。辅导答疑时间可安排在晚上学生自习时间,解答学生本章学习存在的问题,如有普遍性问题可集体辅导。开展第二课堂,开设深入浅出的学术(专业)讲座

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