《數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計》教學(xué)體系的建設(shè)與實踐

劉琳 丁琨 葉時利

【摘要】培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的創(chuàng)新型人才是高等教育教學(xué)改革的一項重要任務(wù).“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)體系通過改革教學(xué)模式、完善教學(xué)資料、建立教學(xué)案例、建全教學(xué)網(wǎng)站，得以全方位建設(shè)并完善，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高學(xué)生實踐應(yīng)用能力的目的.

【關(guān)鍵詞】教學(xué)體系;教學(xué)模式;教學(xué)案例;教學(xué)網(wǎng)站

【基金項目】西南林業(yè)大學(xué)教學(xué)研究中心項目YB201649資助.

一、研究的目的與意義

西南林業(yè)大學(xué)是以林學(xué)學(xué)科為主，以生物環(huán)境類學(xué)科為特色，農(nóng)、理、工、文、法、管等學(xué)科交叉融合的一所綜合性大學(xué).“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”是一門重要的基礎(chǔ)課程，也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，它在林業(yè)工作和研究中的應(yīng)用極為廣泛.課程教學(xué)的好壞直接關(guān)系到學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及實際應(yīng)用能力的培養(yǎng).教學(xué)體系的建設(shè)與改革在統(tǒng)計知識與實際問題之間架設(shè)了橋梁，這對培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生理論聯(lián)系實際能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神，全面提升教育教學(xué)質(zhì)量有著積極的實際意義.

項目組對“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程從“實施案例教學(xué)”和“建立課程教學(xué)網(wǎng)站”等方面進(jìn)行了課程體系的建設(shè)與實踐，以與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的實際問題作為教學(xué)案例，實現(xiàn)理論知識與生活實踐的緊密結(jié)合，這樣可使學(xué)生提高對“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的理解和應(yīng)用能力.另外，“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)網(wǎng)站的建立，積極推進(jìn)與強(qiáng)化了基于信息技術(shù)平臺的教學(xué)資源建設(shè)與共享，這可以解決統(tǒng)計類課程教學(xué)中“內(nèi)容多、學(xué)時少”這一難題，并使教學(xué)從課堂的狹窄空間中解放出來，因此提高了學(xué)生的實踐能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神.

二、研究的背景

統(tǒng)計課程教學(xué)實踐表明統(tǒng)計教學(xué)改革勢在必行.對于統(tǒng)計課程的改革與建設(shè)，一方面要在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造性思維的同時注重提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力.另一方面，必須要隨著學(xué)科的發(fā)展更新教學(xué)內(nèi)容，逐步優(yōu)化課程教學(xué)體系，并改革教學(xué)方法.同時，還必須要適應(yīng)社會各類應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，強(qiáng)化和積極推進(jìn)基于信息技術(shù)平臺的教學(xué)資源的建設(shè)與共享.

基于統(tǒng)計類課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，項目組一直致力于研究如何提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力，并提出了以“應(yīng)用型”為目標(biāo)的統(tǒng)計類課程教學(xué)的改革和建設(shè).項目組通過充分調(diào)研論證，在以“應(yīng)用型”為目標(biāo)的統(tǒng)計類課程教學(xué)改革的背景下，對“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)體系進(jìn)行深化建設(shè)和實踐，確立了本課程的建設(shè)目標(biāo)：以全面推進(jìn)素質(zhì)教育為根本目的，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高學(xué)生實踐能力為重點(diǎn)，針對林業(yè)院校專業(yè)特點(diǎn)，構(gòu)建新的課程教學(xué)體系，完善教學(xué)模式，深化教學(xué)改革，發(fā)揮本課程應(yīng)有的作用.

三、研究方法、技術(shù)路線

（一）研究方法

1.文獻(xiàn)研究

利用圖書館館藏資料和計算機(jī)檢索系統(tǒng)，查閱國內(nèi)外相關(guān)研究材料，探索“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程體系改革建設(shè)的新思路、新方法.

2.調(diào)查訪談

通過書面征詢、口頭訪問的方式對涉及的各學(xué)院的學(xué)生以及教學(xué)管理者進(jìn)行調(diào)研，以保證課程體系建設(shè)的科學(xué)性和實用性.

3.比較研究

采取校內(nèi)外比較、國內(nèi)外比較的方法建立最適合本校實際的課程改革建設(shè)方案.

4.理論與實證分析

整合調(diào)研結(jié)果，構(gòu)建具有本校教學(xué)特色的課程教學(xué)體系，建立適合本校使用的“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)案例及課程教學(xué)網(wǎng)站，完善教學(xué)資源，并在教學(xué)中進(jìn)行實證分析.

5.征求意見

征求部分專家意見，對階段成果進(jìn)行論證，在實踐中不斷深化和完善.

（二）技術(shù)路線

項目組對“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程著重從“實施案例教學(xué)”和“建立課程教學(xué)網(wǎng)站”等方面進(jìn)行課程體系的建設(shè)與實踐.

首先，項目組查閱國內(nèi)外各林業(yè)院校對“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程教學(xué)改革與實踐的相關(guān)資料，吸取寶貴經(jīng)驗，并充分收集本校各專業(yè)對該門課程的應(yīng)用要求，為改革與建設(shè)“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程教學(xué)體系制定方案;

其次，項目組在充分調(diào)研和實際教學(xué)嘗試的基礎(chǔ)上，完成了教學(xué)內(nèi)容的體系構(gòu)建，即建立以“應(yīng)用型”為培養(yǎng)目標(biāo)的統(tǒng)計類課程“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”的教學(xué)體系;

最后，項目組從改革教學(xué)模式、完善教學(xué)資料、建立教學(xué)案例、建全教學(xué)網(wǎng)站四個方面實現(xiàn)“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)體系的建設(shè)與實踐，并在教學(xué)中不斷完善和改進(jìn)，使“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”的教學(xué)取得更好的效果，促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高.

四、研究發(fā)現(xiàn)與結(jié)論

（一）確立“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的課堂教學(xué)新模式

為了讓學(xué)生理解并能靈活使用統(tǒng)計方法，項目組經(jīng)過實踐，提出了以“應(yīng)用型”為培養(yǎng)目標(biāo)的課堂教學(xué)新模式.針對每一種統(tǒng)計方法，新模式都采用“理論概念+實際案例+統(tǒng)計軟件+結(jié)果分析”的方式分四個步驟完成課堂教學(xué).

第一步，講解該種統(tǒng)計方法的基本理論、基本思想及基本原理，這也是統(tǒng)計方法的基本核心;第二步，針對不同課程，引入案例并介紹該案例的實際背景，從而引出該統(tǒng)計方法的應(yīng)用前提;第三步，教會學(xué)生利用統(tǒng)計軟件SPSS的相關(guān)功能完成案例的統(tǒng)計，得到分析結(jié)果;第四步，結(jié)合案例的實際背景，分析討論統(tǒng)計軟件SPSS輸出的結(jié)果，得到最終結(jié)論.

實踐證明，這種新的教學(xué)模式拋開了傳統(tǒng)統(tǒng)計課程的枯燥難懂的弊端，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無論是在理論學(xué)習(xí)方面，還是在統(tǒng)計方法的掌握及應(yīng)用方面，都對學(xué)生有積極的影響，特別是學(xué)生學(xué)會了利用統(tǒng)計軟件SPSS解決實際問題.

（二）完善教學(xué)資料

1.確立適合課程的教材、教學(xué)大綱、考試大綱和實習(xí)大綱

首先，項目組為課程選定了合適的教材，在保證科學(xué)性、系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上，力求簡明實用、深入淺出，強(qiáng)調(diào)林業(yè)特色，注重實踐性，突出應(yīng)用性.

其次，項目組經(jīng)過多次認(rèn)真細(xì)致的討論與研究，修改并制定了教學(xué)大綱、考試大綱和實習(xí)大綱，刪去了不必要的理論推導(dǎo)部分，增加了與實際問題聯(lián)系較為緊密的內(nèi)容，使得教學(xué)工作有章可循，保證了教學(xué)改革工作的順利進(jìn)行.

2.增加“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的試驗

為培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，項目組對有條件的專業(yè)開設(shè)了“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”上機(jī)試驗課程，對沒有條件開設(shè)試驗課的專業(yè)布置了試驗計劃，讓學(xué)生利用課后完成試驗，并上交試驗報告.通過教授和督促，學(xué)生學(xué)會使用統(tǒng)計軟件SPSS的方法，并能利用軟件SPSS解決實際的統(tǒng)計問題，從而真正具備統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析與處理的能力.

通過試驗，學(xué)生的動手能力以及利用統(tǒng)計軟件分析、解決問題的能力得到很大提高，使他們深刻體會到統(tǒng)計方法在實踐中的重大作用.學(xué)生的理論分析能力和實踐動手能力都得到了提高.

3.制作并完善“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的多媒體課件

項目組經(jīng)過長期的探索與努力，制作了適合“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的多媒體課件，并在教學(xué)中不斷完善.這樣既增加了單位學(xué)時內(nèi)的信息量，又使得課堂教學(xué)生動有趣，也使一些抽象的內(nèi)容變得一目了然.對課程中的絕大多數(shù)定理給出直觀的演示，并作出形象化的驗證和解釋，可以使抽象的定理變得形象直觀、易于理解.

4.改革考核方式

傳統(tǒng)考核方式主要考查學(xué)生對基本理論、基本方法的掌握情況，這對學(xué)生實際應(yīng)用能力的提高并沒有太大作用.為此，項目組作開卷考試嘗試，任課教師提供給學(xué)生一些實際調(diào)查的數(shù)據(jù)，學(xué)生必須按要求處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，并寫出一個完整的數(shù)據(jù)處理的報告.例如，我們指導(dǎo)學(xué)生對樹齡、南北冠幅、東西冠幅、樹高、郁閉度等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，然后讓學(xué)生利用概率統(tǒng)計的理論、方法和相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，最后寫出一篇小型科研論文.開卷考核方式，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也提高了學(xué)生靈活應(yīng)用課堂知識的能力，值得推廣.

但是為了避免過于輕視理論學(xué)習(xí)，我們最終采用了閉卷與開卷相結(jié)合的考核方式，閉卷考查學(xué)生對基本理論的掌握，開卷考查學(xué)生的實際應(yīng)用能力，從而使學(xué)生既重視基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，又能真正應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題.

（三）建立與“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程配套的教學(xué)案例

自1870年哈佛法學(xué)院率先使用案例教學(xué)以來，案例教學(xué)已經(jīng)有100多年的歷史，經(jīng)過改善推廣，案例教學(xué)從哈佛大學(xué)走向了世界，并在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了廣泛影響.近年來，案例教學(xué)更是成為一種風(fēng)靡全球的、被認(rèn)為是代表未來教育方向的先進(jìn)教學(xué)模式.

所謂案例教學(xué)，就是教師在課堂中引入與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的實際問題（作為教學(xué)案例），引導(dǎo)學(xué)生參與案例的分析和討論，這樣可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生的實踐能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生綜合能力的不斷提高.

但是案例教學(xué)也有局限性，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，案例教學(xué)無法在較短的時間內(nèi)系統(tǒng)講解理論知識.因此，教師在“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”的教學(xué)中不能直接把案例教學(xué)移植過來，必須針對課程特點(diǎn)，讓案例教學(xué)和講授式教學(xué)兩種方式有機(jī)結(jié)合起來，起到相輔相成的作用，這樣可使學(xué)生在系統(tǒng)掌握理論知識的同時，又能應(yīng)用所學(xué)知識解決一些實際問題.

教學(xué)配套實際案例充實并提高了“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的教學(xué).通過案例與教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，項目組探索并建立了“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程與“數(shù)學(xué)建?！庇袡C(jī)融合的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法.這樣既能增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計知識解決實際問題的意識，又能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)理論素養(yǎng)和應(yīng)用統(tǒng)計知識解決實際問題的能力.

（四）建全“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)網(wǎng)站

“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程教學(xué)網(wǎng)站的建立既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率，又有利于提高教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)“應(yīng)用型”統(tǒng)計類課程的改革.“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)網(wǎng)站為廣大師生提供一個教與學(xué)的平臺，使“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”的教與學(xué)不受時間和地點(diǎn)的限制.

“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)網(wǎng)站主要內(nèi)容包括：

1.課程簡介

介紹了“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”的教學(xué)理念和教學(xué)意義.學(xué)生能清楚認(rèn)識到學(xué)習(xí)的必要性和意義;展現(xiàn)了每一章的知識點(diǎn)，學(xué)生通過對每章知識點(diǎn)的查閱，能很快了解學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)等.

2.教學(xué)隊伍

提供教師簡介，讓學(xué)生對教師有初步了解，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到困難時可找相關(guān)教師尋求幫助.

3.學(xué)習(xí)園地

分為四個部分：章節(jié)知識點(diǎn)簡介，典型題例與解題方法，練習(xí)題，練習(xí)題答案，方便學(xué)生對重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí).

4.網(wǎng)上教學(xué)

提供了“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程的教學(xué)課件和教學(xué)視頻，學(xué)生可以通過查看教學(xué)課件獲取在課堂上遺漏的知識點(diǎn);提供了教學(xué)視頻的在線瀏覽和下載功能，學(xué)生可以通過反復(fù)觀看視頻，攻克學(xué)習(xí)難點(diǎn)和疑點(diǎn).

5.數(shù)學(xué)史話

數(shù)學(xué)與其他學(xué)科相比，具有更加漫長的歷史.數(shù)學(xué)史的融入既能培養(yǎng)學(xué)生的文化素養(yǎng)，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時又能增加學(xué)生對知識的理解，對其學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用.

6.師生互動

提供了學(xué)生和教師線下線上交流的平臺，學(xué)生登錄網(wǎng)站以后，可以在師生互動界面提問題、意見或建議等，教師在網(wǎng)上不定期進(jìn)行答疑.

教學(xué)網(wǎng)站的建立使教學(xué)從課堂的狹窄天地中解放出來，為學(xué)生提供了豐富多樣的個性化學(xué)習(xí)平臺，這對提高學(xué)生對“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”的學(xué)習(xí)興趣，輔助課堂教學(xué)具有非常重要的意義.

五、分析與討論

通過改革教學(xué)模式、完善教學(xué)資料、建立教學(xué)案例、建全教學(xué)網(wǎng)站，全方位建設(shè)并完善“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程教學(xué)體系，這對培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計學(xué)素養(yǎng)、理論聯(lián)系實際能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神有很好的促進(jìn)作用.同時，教學(xué)從課堂的狹窄天地中解放出來，為學(xué)生提供豐富多樣的個性化學(xué)習(xí)空間，這對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及實際應(yīng)用能力都具有非常重要的現(xiàn)實意義.

“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)體系的建設(shè)，需要在實踐中不斷完善和改進(jìn)，也需要在適當(dāng)范圍進(jìn)行推廣應(yīng)用，以期實現(xiàn)“應(yīng)用型”統(tǒng)計類課程教學(xué)改革的升華.“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)體系的建設(shè)與實踐最值得推廣的成果是教學(xué)案例和教學(xué)網(wǎng)站，二者都可以推廣到其他統(tǒng)計類課程的教學(xué)中去，進(jìn)而實現(xiàn)資源的整合與共享.

（一）推廣教學(xué)案例建設(shè)

教師在課堂中引入與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的實際問題（教學(xué)案例），可以實現(xiàn)理論知識與生活實踐的緊密結(jié)合，提高學(xué)生對所學(xué)課程的理解和應(yīng)用能力.教學(xué)案例的推廣建設(shè)需要教師在教學(xué)中不斷完善和改進(jìn)，案例涉及面可以加以擴(kuò)大，既可以從林業(yè)優(yōu)選案例到經(jīng)濟(jì)商業(yè)、人文社科、工程技術(shù)，也可以根據(jù)不同統(tǒng)計類課程的要求進(jìn)行修改完善，推廣到其他“應(yīng)用型”統(tǒng)計類課程的教學(xué)中，從而促進(jìn)所有“應(yīng)用型”統(tǒng)計類課程的教學(xué).

（二）推廣教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)

“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)網(wǎng)站的建立，積極推進(jìn)與強(qiáng)化了基于信息技術(shù)平臺的“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”教學(xué)資源的建設(shè)與共享，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性.“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程教學(xué)網(wǎng)站的建立，還可以促進(jìn)其他統(tǒng)計類課程教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)，項目組通過積極探討，決定建立并完善“應(yīng)用型”統(tǒng)計類課程教學(xué)網(wǎng)站，使得“數(shù)理統(tǒng)計與試驗設(shè)計”課程教學(xué)網(wǎng)站只是“應(yīng)用型”統(tǒng)計類課程教學(xué)網(wǎng)站中的一部分，這樣有利于資源的整合和共享，進(jìn)而解決統(tǒng)計類課程教學(xué)中“內(nèi)容多、學(xué)時少”這一難題，并使教學(xué)從課堂的狹窄空間中解放出來，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神及實踐能力.

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