《田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析》教學(xué)改革研究與實(shí)踐

朱永平 和鳳美 覃鵬

摘 要：田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是農(nóng)學(xué)類各專業(yè)的一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。本課程對培養(yǎng)學(xué)生的科研能力及對后續(xù)課的學(xué)習(xí)都起著重要的作用。為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握該門課程，針對教學(xué)中存在的問題，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)特點(diǎn)，提出在教學(xué)中應(yīng)選擇適合的教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，利用現(xiàn)代教育技術(shù)改革教學(xué)手段，采用適合不同教學(xué)內(nèi)容的多元化教學(xué)方法以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、加深對所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握；加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，掌握統(tǒng)計(jì)軟件的運(yùn)用；改革評價手段和考核方式，優(yōu)化課程教學(xué)模式等方面進(jìn)行了實(shí)踐與探討并提出一些觀點(diǎn)和建議。

關(guān)鍵詞：田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析 教學(xué)改革 研究 實(shí)踐

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（a）-0016-02

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，是關(guān)于生物科學(xué)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、整理和分析，以及對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋、推斷的一門科學(xué)，是一門應(yīng)用性、實(shí)用性很強(qiáng)的方法論學(xué)科，也是一門教學(xué)難度較大的課程。隨著生物科學(xué)的快速發(fā)展，現(xiàn)代田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析將與信息技術(shù)密切結(jié)合，減少側(cè)重傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，而更多注意數(shù)據(jù)處理、分析及生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用。因此，田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是一門在實(shí)踐中應(yīng)用十分廣泛的工具學(xué)科，具有“科研工具”的特點(diǎn)，它是生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過該課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生初步具有獨(dú)立處理和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，并為生命科學(xué)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和生物科學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析與一般數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)相比，它不僅要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理和方法去揭示事物可能存在的內(nèi)在規(guī)律性，而且要根據(jù)專業(yè)知識去發(fā)現(xiàn)、分析和解釋為什么會存在這種規(guī)律性。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析主要包括生物科學(xué)和農(nóng)學(xué)研究中常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)分析方法兩部分。為了充分利用課堂有限的教學(xué)時間，提高田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課堂教學(xué)效率及教學(xué)質(zhì)量，筆者對多年來的教學(xué)方法、教學(xué)手段做了一些改革實(shí)踐與探索，現(xiàn)就教學(xué)改革實(shí)踐中的相關(guān)問題談幾點(diǎn)體會與思考。

1 選擇適合的教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

改革教學(xué)內(nèi)容，首先應(yīng)選擇適合的教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。選用的教材與教學(xué)效果密切相關(guān)。教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識載體，是進(jìn)行教學(xué)的基本工具，是學(xué)科建設(shè)與課程建設(shè)成果的凝結(jié)與體現(xiàn)，是學(xué)生在校獲取知識的重要來源，是教師進(jìn)行教學(xué)的依據(jù)，貫穿整個教學(xué)過程，對提高教學(xué)質(zhì)量起到重要保證作用[2]。由于培養(yǎng)目的的不同，就根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選用教材時應(yīng)有很強(qiáng)的針對性。統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)應(yīng)選擇以統(tǒng)計(jì)原理的和統(tǒng)計(jì)模型的推導(dǎo)為主，系統(tǒng)性強(qiáng)的教材，目的是培養(yǎng)專業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)人才；生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)類專業(yè)應(yīng)選擇以注重基本理論和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，適用性強(qiáng)的教材，教材內(nèi)容應(yīng)主要體現(xiàn)試驗(yàn)前的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)過程中的誤差控制和試驗(yàn)后的資料分析，應(yīng)做到輕理論，重應(yīng)用，通過各種實(shí)用統(tǒng)計(jì)方法介紹、案例講解、應(yīng)用軟件操作，從生物領(lǐng)域中各種實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，目的是培養(yǎng)學(xué)生樹立統(tǒng)計(jì)理念，建立統(tǒng)計(jì)邏輯思維，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法來解決科研和生產(chǎn)實(shí)踐中需要解決的問題，所以對于農(nóng)學(xué)類專業(yè)的學(xué)生可選擇運(yùn)用規(guī)劃教材或國家級重點(diǎn)教材等優(yōu)秀教材。經(jīng)過篩選比較，我們選用明道緒主編《田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析》（普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材，科學(xué)出版社）。

2 利用現(xiàn)代教育技術(shù)改革教學(xué)手段

現(xiàn)代教學(xué)手段展示了其優(yōu)越性，推動了教學(xué)改革。傳統(tǒng)的教學(xué)手段主要依靠粉筆板書，使寶貴的時間浪費(fèi)于黑板上概念解釋、陳列數(shù)據(jù)、羅列步驟、書寫公式、繪制圖表上，從而造成講課信息量較少、效率低的結(jié)果，不能夠留出充足的時間讓學(xué)生進(jìn)行課堂練習(xí)，鞏固所學(xué)內(nèi)容。

多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能集圖像、動畫、音頻、視頻等諸多媒體的優(yōu)點(diǎn)于一身，并能靈活、動態(tài)、有機(jī)地將各種媒體綜合連接起來，使抽象枯燥的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動形象的動感內(nèi)容，直觀形象，通俗易懂，為教學(xué)創(chuàng)造了廣闊的展示空間，已成為現(xiàn)代教育技術(shù)的一種重要手段。在教學(xué)過程中可充分利用背景圖案、字體顏色、線條、圖形、聲音、動畫等變化多端的多媒體課件形式，圖文并茂化，以多角度以來刺激學(xué)生的聽覺、視覺，活躍學(xué)生的思維，吸引學(xué)生的注意力，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解和消化吸收[3]。

由于現(xiàn)代教育技術(shù)能夠預(yù)先將大量的動畫、視頻、圖形、圖像、文字存儲于計(jì)算機(jī)內(nèi)，因此，在該課程中利用多媒體進(jìn)行教學(xué)可以大大降低教師在課堂上寫板書的簡單勞動時間，提高了課堂教學(xué)效率，加快了教學(xué)進(jìn)度，使教師將精力與時間更多地集中在重點(diǎn)知識與分析講解上[4]。但為充分考慮學(xué)生的接受能力，在多媒體教學(xué)過程中應(yīng)控制節(jié)奏，應(yīng)盡量放慢講解速度，在必要的應(yīng)留出時間給學(xué)生記筆記、做練習(xí)，思考、消化吸收所學(xué)內(nèi)容。同時還應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，對教學(xué)難點(diǎn)采用黑板作解釋性教學(xué)，將傳統(tǒng)的教學(xué)手段的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)代教育技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以彌補(bǔ)多媒體授課的不足。

3 加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是一門應(yīng)用性、實(shí)踐很強(qiáng)的課程，在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)，開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，把統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用融入教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生掌握統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用技能，鞏固理論課程所學(xué)知識。生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)類專業(yè)建議安排占總學(xué)時數(shù)20%左右的上機(jī)實(shí)習(xí)，在教師的指導(dǎo)下通過統(tǒng)計(jì)軟件完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料的操作能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可將SAS（Statistical analysis system）、SPSS統(tǒng)計(jì)軟件及Excel辦公軟件，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容靈活應(yīng)用，能大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，可起到很好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，而且還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.1 Excel在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

Excel是一個功能強(qiáng)大、技術(shù)先進(jìn)、操作簡易、方便靈活的表格式數(shù)據(jù)綜合管理與分析系統(tǒng)，已在財(cái)政、金融、統(tǒng)計(jì)、管理等許多領(lǐng)域使用，其統(tǒng)計(jì)功能雖然不像專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件那樣強(qiáng)大，但Excel軟件具有通用性和兼容性，直觀明了，易學(xué)易用，是最簡單易用的田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)輔助軟件。在田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Excel可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、整理、試驗(yàn)資料檔案建立、圖表功能及簡單統(tǒng)計(jì)計(jì)算，如特征數(shù)計(jì)算、卡方計(jì)算、t檢驗(yàn)等，特別是Excel圖表處理功能可得到圖文并茂的精美圖形。用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算，可大大提高計(jì)算效率，可以節(jié)省大量的時間，豐富教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)趣味性，又能使學(xué)生很容易地理解和掌握。Excel在田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可使數(shù)據(jù)的計(jì)算變得簡單、快速、準(zhǔn)確，有利于學(xué)生掌握簡單的統(tǒng)計(jì)分析，激發(fā)學(xué)生課后動手的興趣，同時增強(qiáng)學(xué)生使用常用辦公軟件的能力[5]。

3.2 加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

目前常用的統(tǒng)計(jì)軟件有SAS、SPSS等，其中SAS統(tǒng)計(jì)軟件是目前公認(rèn)的著名的國際上最流行、并具有權(quán)威性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件之一，包括30多個工具模塊，廣泛應(yīng)用于實(shí)用統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、質(zhì)量控制、大型矩陣計(jì)算等。SAS統(tǒng)計(jì)軟件在生物科學(xué)中應(yīng)用較多的有兩大模塊：統(tǒng)計(jì)分析模塊（如平均數(shù)的檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)、相關(guān)分析、回歸分析、方差分析、主成份分析、因子分析、聚類分析、廣義線性模型、判別分析等，以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)，如多因素多水平試驗(yàn)、拉丁方設(shè)計(jì)、裂區(qū)設(shè)計(jì)、正交設(shè)計(jì)和響應(yīng)面設(shè)計(jì)等）；繪圖模塊（如繪制直方圖、餅圖、散點(diǎn)圖、曲線圖、層次圖、時間序列圖等）。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中用Excel不能很好解決的統(tǒng)計(jì)分析問題，如方差分析、多元分析等，教師可以提前按實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容編輯一些田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析中常用的SAS應(yīng)用程序，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容打開相應(yīng)程序只需替換相應(yīng)數(shù)據(jù)，或做適當(dāng)修改就可直接運(yùn)行。

4 改革評價手段和考核方式

在成績評價上應(yīng)改變“一考制”，增加平時成績和實(shí)驗(yàn)成績。傳統(tǒng)的考試以閉卷筆試的方式為主，內(nèi)容主要注重于理論知識和方法的考核，一次期末考試幾乎決定了這門課程的成績，這樣造成期末考試前，學(xué)生臨時抱佛腳，投入超過平時幾倍的精力、時間突擊應(yīng)付，有的甚至“開夜車”，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，同時也不利于學(xué)生牢固掌握所學(xué)知識，最終導(dǎo)致該門課程結(jié)束后很多學(xué)生對所學(xué)部分知識仍處于陌生狀況。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析屬于工具性、實(shí)用性強(qiáng)的課程，因此，應(yīng)把考核學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識的能力、實(shí)際應(yīng)用和綜合分析問題的能力作為重點(diǎn)。采取閉卷考試與實(shí)驗(yàn)考核相結(jié)合，基礎(chǔ)知識部分采取閉卷考試，實(shí)際應(yīng)用部分（統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用）通過實(shí)驗(yàn)考核完成。為了強(qiáng)化平時練習(xí)，督促學(xué)生及時復(fù)習(xí)所學(xué)知識，學(xué)生的總評成績評定辦法為：期末成績占65%，實(shí)驗(yàn)成績占20%，平時成績占總評成績的15%，平時成績由作業(yè)、出勤等計(jì)算。同時注重突出考試內(nèi)容的實(shí)用性，適當(dāng)減少名詞解釋、問答題等需要純記憶性的題型，增加考核學(xué)生掌握基本知識的程度及靈活應(yīng)用知識和解決實(shí)際問題能力的題型，把考核的重心置于考察學(xué)生對該門課的實(shí)際應(yīng)用能力上。

5 結(jié)語

教學(xué)改革應(yīng)重點(diǎn)突出學(xué)生基本知識、基本技能、科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[6]。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)改革的目的，就是要為生物技術(shù)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)具備統(tǒng)計(jì)分析與統(tǒng)計(jì)邏輯思維能力，在生產(chǎn)實(shí)踐中具有一定創(chuàng)新能力的合格的專業(yè)技術(shù)人才。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)改革是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)工程，是專業(yè)發(fā)展的需要，也是素質(zhì)教育的需要，應(yīng)在不斷的實(shí)踐過程中逐步提升和完善，并將為解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中的問題發(fā)揮作用[7]。

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