以學(xué)生深度參與為導(dǎo)向的田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)課程探索與實(shí)踐

王興云，張新強(qiáng)，周亞麗，王景順，張坤朋

（1.安陽工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院 河南 安陽 455000；2.安陽工學(xué)院博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地 河南 安陽 455000）

新農(nóng)科建設(shè)旨在解決農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民問題，要求高校從教育理念、培養(yǎng)方案、教學(xué)模式等方面進(jìn)行全面升級改革，培養(yǎng)一批符合時(shí)代發(fā)展與“三農(nóng)”事業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)人才，為其今后從事農(nóng)業(yè)科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)?！疤镩g試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)”是一門農(nóng)學(xué)專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)課，既需要進(jìn)行生物科學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，又要對試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還包含大量數(shù)據(jù)處理軟件的運(yùn)用，因此教學(xué)難度很大。

本文以新農(nóng)科課程改革為背景，以生為本，采用學(xué)生深度參與教學(xué)法，教師在教學(xué)過程中設(shè)置問題場景進(jìn)行授課，并增加課程實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明，這種教學(xué)模式有利于學(xué)生在田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)中加速從知識到能力的快速轉(zhuǎn)化，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生處理解決實(shí)際問題的能力。

1 田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)教學(xué)中存在的問題

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)教學(xué)以高等數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，且課程抽象、概念較多、參數(shù)多、計(jì)算量大、公式復(fù)雜、邏輯性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)等，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。在教學(xué)中，教師可通過設(shè)置問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿，將學(xué)習(xí)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、難易程度轉(zhuǎn)化為新穎而生動的問題情境，讓問題變成學(xué)生認(rèn)識與思考的對象，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的求知欲。

本課程中大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算是授課的一大難點(diǎn)。由于人工計(jì)算能力的局限性，導(dǎo)致課堂中無法演示一些計(jì)算方法較為復(fù)雜或樣本容量大的數(shù)據(jù)，而只能簡單講授計(jì)算方法較為簡便或樣本容量小的統(tǒng)計(jì)方法，而農(nóng)業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中遇到的數(shù)據(jù)復(fù)雜且計(jì)算量非常大。教師在教學(xué)中可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件的學(xué)習(xí)，如將一個(gè)復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)計(jì)算輸入EXCEL 表或者SPSS 中，瞬間即可得出正確的結(jié)果，這樣學(xué)生可以集中精力掌握統(tǒng)計(jì)原理和方法。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中觀測的數(shù)據(jù)具有普遍的差異性，學(xué)生在分析數(shù)據(jù)時(shí)常常無從下手。教師在教學(xué)中可增加學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)，安排學(xué)生去田間自己收集數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，促使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)方法等方面反思自己存在的問題。

針對這些問題，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討深度參與教學(xué)法在田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用（如圖1），以提高學(xué)生處理和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，為完成畢業(yè)論文奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在新農(nóng)科背景下，為田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)改革提供新思路，提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

2 深度參與教學(xué)法在田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 參與式課程教學(xué)理念

課程教學(xué)理念是教學(xué)活動中基本態(tài)度和觀念的集中體現(xiàn)，深度參與教學(xué)法是以學(xué)生為主體，提倡知識與技能的同步化，實(shí)施開放式教學(xué)。教師在教學(xué)過程中注重學(xué)生的參與和互動，師生共創(chuàng)科學(xué)氛圍，課堂中通過設(shè)置問題情境等一系列探索發(fā)現(xiàn)活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生體驗(yàn)探究參與的樂趣。

圖1

2.2 課程設(shè)計(jì)思路

教師按照“循序漸進(jìn)，強(qiáng)化基礎(chǔ)，先易后難，注重實(shí)踐”的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行授課，將實(shí)踐環(huán)節(jié)放在重中之重，讓學(xué)生能夠參與其中。一是教材課本講解。課前，將課件提前發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，列提綱。課中，主要對公式的推導(dǎo)和運(yùn)用進(jìn)行重點(diǎn)講解，設(shè)置問題場景，按照不同使用條件將公式進(jìn)行分類，再講解每個(gè)公式的差異性與類似之處，然后采用例題分析引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用公式。課后，引導(dǎo)學(xué)生溝通交流，收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。二是課程設(shè)計(jì)。帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地進(jìn)行試驗(yàn)處理，讓學(xué)生在實(shí)踐中運(yùn)用所學(xué)知識解決問題，發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識的不足，再進(jìn)行重溫學(xué)習(xí)。三是模擬畢業(yè)設(shè)計(jì)。學(xué)生自己去收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，小組互評，教師點(diǎn)評，模擬畢業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理過程。

2.3 課程的具體實(shí)施措施

2.3.1 課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)

教師在課前將下節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容通過雨課堂發(fā)送給學(xué)生，明確學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的具體預(yù)習(xí)目標(biāo)和要學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容，讓學(xué)生對下節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容有初步的了解，掌握簡單的知識點(diǎn)。教師應(yīng)要求學(xué)生在自學(xué)時(shí)將不懂的地方進(jìn)行標(biāo)記，使學(xué)生帶著問題參與課堂，提高課堂教學(xué)效果。另外，有些知識存在很大的迷惑性，學(xué)生看似懂了，但理解其實(shí)只停留在表面，并未真正理解其深處的含義，課堂上，教師應(yīng)對此類知識進(jìn)行重點(diǎn)講解，引導(dǎo)學(xué)生變換角度思考、討論，提高學(xué)生對這類知識的理解、記憶，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)過程中的不足，從而重新審視自己的原學(xué)習(xí)過程，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。

2.3.2 課中設(shè)置問題場景，鼓勵學(xué)生參與其中

教師從備課開始就應(yīng)認(rèn)真了解學(xué)生的課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和實(shí)際接受能力，結(jié)合教材的內(nèi)容，準(zhǔn)備適合的教學(xué)資源，并結(jié)合實(shí)際案例設(shè)“疑問”，創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題的情景，從而在課堂上有目的地啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生，使問題成為課堂講解的“引子”，通過問題鏈接引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂探討。課中主要是重難點(diǎn)的講述，重點(diǎn)內(nèi)容主要是專業(yè)術(shù)語、理論分布、基本原理等；難點(diǎn)是公式的推導(dǎo)與應(yīng)用和結(jié)果的分析。課堂流程為：理論知識比較講解—設(shè)置問題場景—公式推導(dǎo)—例題講解—師生討論—總結(jié)歸納。不管是哪一步，教師都要與學(xué)生保持互動，鼓勵學(xué)生積極參與。

例如，本課程第四章統(tǒng)計(jì)推斷關(guān)于樣本平均數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)部分，教師可先講解理論分布和專業(yè)術(shù)語，提出本節(jié)課與上一節(jié)課的不同點(diǎn)，如檢驗(yàn)方法類似，但是統(tǒng)計(jì)量計(jì)算存在差異，并設(shè)置問題場景：咱們班和隔壁班同學(xué)的體重有無差異，這些數(shù)據(jù)屬于什么類型的數(shù)據(jù)，如何檢驗(yàn)其差異？帶著問題進(jìn)行公式的講解，教師主要采用對比法，引導(dǎo)學(xué)生按照不同使用條件進(jìn)行分類；在講解過程中加強(qiáng)對數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生比較公式的差異性與類似之處。例題是公式運(yùn)用的體現(xiàn)，在講解例題時(shí)，教師主要采用板書引導(dǎo)學(xué)生一步步分析問題，如為何用此種方法、計(jì)算公式選擇哪一個(gè)、計(jì)算結(jié)果如何解釋等等。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合SPSS軟件進(jìn)一步計(jì)算，并將兩者計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。最后，教師進(jìn)行知識的總結(jié)歸納，采用小組討論的方式，讓學(xué)生自己編制知識表格進(jìn)行歸納，根據(jù)樣本方差是否已知、是否為大樣本、公式的使用條件等進(jìn)行總結(jié)。

2.3.3 課后數(shù)據(jù)收集

課后是一個(gè)提升的過程，是學(xué)生進(jìn)行思路和知識運(yùn)用的過程。課后學(xué)生收集到的數(shù)據(jù)，運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)知識進(jìn)行分析，也是下節(jié)課知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。如本節(jié)課講到平均數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)，如果只收集了本宿舍同學(xué)的體重（小樣本）如何比較，如果收集了整個(gè)班級的體重（大樣本）如何分析。下節(jié)課中拓展前后差異數(shù)據(jù)的比較，如五年前和現(xiàn)在自己體重的差異，數(shù)據(jù)如何進(jìn)行分析？

2.3.4 課程實(shí)踐

大田實(shí)踐。課程實(shí)踐是對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用。通過親身實(shí)踐，學(xué)生可以自己走入科學(xué)中，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，總結(jié)失敗的教訓(xùn)，分享成功的喜悅，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。本課程實(shí)踐設(shè)置的“不同殺蟲劑對小麥田/艾草田蚜蟲防治效果”的研究，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)所用儀器的購買到下田發(fā)現(xiàn)儀器的缺失，認(rèn)識到提前準(zhǔn)備的重要性。教師再帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地進(jìn)行試驗(yàn)處理，學(xué)生運(yùn)用田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三原則進(jìn)行小區(qū)設(shè)計(jì)試驗(yàn)；在調(diào)查中采用五點(diǎn)取樣等方法收集數(shù)據(jù)；分析數(shù)據(jù)采用不同的方法進(jìn)行多樣化比較，t 檢驗(yàn)、方差分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，并運(yùn)用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；最后反思實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，撰寫課程實(shí)踐報(bào)告。

模擬畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理。教師鼓勵學(xué)生自己去收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，模擬畢業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理過程。同時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析往屆畢業(yè)生的畢業(yè)論文，找到他們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的不當(dāng)之處，進(jìn)行探討糾正學(xué)習(xí)。

2.3.5 注重參與性考核評價(jià)形式

為更加真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)效果，本研究采用“5+3+2”（期末考試、課程實(shí)踐成績和平時(shí)成績）的考核評價(jià)形式，即期末考試卷面成績占50%，課程實(shí)踐參與式教學(xué)成績占30%，平時(shí)成績占20%。期末考試成績即卷面成績，采用傳統(tǒng)的閉卷考試，主要考查學(xué)生對基本理論知識的掌握程度。課程實(shí)踐成績考查學(xué)生將課堂上學(xué)到的理論知識應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中的能力，以直觀反映學(xué)生對課程內(nèi)容接收和理解的程度，有效拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維。平時(shí)成績主要包括出勤率、師生交流、生生交流、作業(yè)撰寫等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。課程實(shí)踐成績和平時(shí)成績均體現(xiàn)了學(xué)生深度參與教學(xué)的過程，參與是促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的一種重要方式，注重過程性評價(jià)。

3 小結(jié)

新農(nóng)科建設(shè)課程體系，從講好每一門課程開始。學(xué)生深度參與的教學(xué)法降低了學(xué)生對田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)的學(xué)習(xí)心理障礙和壓力，推動了課程教學(xué)活動的開展，將學(xué)生的參與提高到中心位置，增設(shè)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識，激發(fā)了學(xué)生主動思考的能力，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提升了學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力，拓展了學(xué)習(xí)的知識維度。以下經(jīng)驗(yàn)可推廣至其他課程：一是采用學(xué)生深度參與教學(xué)法進(jìn)行授課，注重“以人為本”的主導(dǎo)思想，課堂中以學(xué)生為主體，形成學(xué)生主動參與、人人參與的課堂氛圍，培養(yǎng)學(xué)生勤于動手、樂于探索發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)理念。二是采用設(shè)置問題場景模式進(jìn)行授課，通過問題來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂探索和學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生主動思考的能力。課堂中設(shè)“疑問”，以問題為課堂的引入點(diǎn)，有目的地啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生，提高學(xué)生解答實(shí)際問題的能力。三是增加課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生親身實(shí)踐，讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，對成功者給予充分的肯定，與失敗者一起總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，全方位鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，提高學(xué)生自主解決問題的能力。四是課程的學(xué)習(xí)不再局限于教材知識，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將現(xiàn)代計(jì)算方法引入教學(xué)中。隨著此課程在新農(nóng)科背景下教學(xué)改革實(shí)踐的不斷深入和完善，筆者將繼續(xù)探索更合理的教學(xué)模式，實(shí)踐新的教學(xué)方法，完善田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，也希望更多的教師能夠共同探索新農(nóng)科背景下高校課程的教學(xué)規(guī)律，推動新農(nóng)科人才培養(yǎng)體制改革。