《試驗設計與統(tǒng)計》線上直播課程教學設計與實施

耿麗晶，周圍，李博志，王會，于小磊，張振

（錦州醫(yī)科大學，遼寧 錦州 121002）

《試驗設計與統(tǒng)計》作為一門探討研究對象的數量規(guī)律及其特征的數據分析課程，主要培養(yǎng)學生能夠通過收集、整理研究對象的數據，進行量化分析、科學總結，建立最優(yōu)化統(tǒng)計模型并進行預測[1]。提高食品專業(yè)學生的科研能力是食品專業(yè)本科培養(yǎng)的最主要目標之一，而《試驗設計與統(tǒng)計》是貫穿食品科學教學、科研等工作的一個重要工具，且在培育本專業(yè)學生科研能力方面起著重要作用，同時為后續(xù)專業(yè)課的學習提供數量分析方法的理論與實踐基礎[2]。隨著大數據時代的來臨，統(tǒng)計學的重要性越來越得到社會的認可和重視，具有統(tǒng)計學基礎的食品專業(yè)人才需求量也越來越大[3]。因此，《試驗設計與統(tǒng)計》被定為錦州醫(yī)科大學醫(yī)療學院食品專業(yè)類（食品科學與工程專業(yè)和食品營養(yǎng)與檢驗教育專業(yè)）的專業(yè)基礎課。

2020 年，在新冠肺炎疫情的情況下，為保障學生的學習要求和課程的教學質量，本課程負責人積極響應教育部門的“停課不停教，停課不停學”要求，通過在線直播、視頻資源點播相結合的形式[4-8]，在智慧樹平臺上為錦州醫(yī)科大學醫(yī)療學院食品專業(yè)學生開展2019-2020（2）學期線上《試驗設計與統(tǒng)計》教學。由于本課程本身包括很多抽象的理論、較強的邏輯推理和復雜的計算，使得本課程線上教學在教與學兩方面都存在很大困難，故本課程以新冠肺炎疫情為主線，采用查閱文獻、收集數據、錄制視頻、繪制動畫、課上與課后的同步強化、教學效果及時反饋調查等方法來實現教學過程[9-14]。本論文總結2020 年2019-2020（2）學期該課程授課教師在疫情期間開展線上直播教學經驗，為進一步構建教學效果好的《試驗設計與統(tǒng)計》線上直播課程和為將來打造線上線下混合式教學奠定基礎。

一、2020 年統(tǒng)計學課程存在的問題

教學設計是課堂的藍圖，故對于《試驗設計與統(tǒng)計》在線直播課程的開展，課堂教學設計顯得更為重要[15-16]。針對線上教育，本門課程的教育模式和學生的學習方法都面臨新的挑戰(zhàn)，在線直播教育更加強調互動，故教師應策劃好課堂設計，充分調動學生的積極性和熱情，設計多種不同場景來調動學生多參與互動、交流和討論，鼓勵學生課前課后自主學習，積極參與小調查實踐，把精髓傳遞給學生[17-19]。因此，如何設計好教學內容是至關重要的。

1.課上與課后同步強化知識點?！对囼炘O計與統(tǒng)計》雖在食品專業(yè)中具有非常重要的作用，但由于本課程以概率論和數理統(tǒng)計學為基礎，涉及的公式、抽象概念和理論內容較多，通常需要一定的數學基礎和較強的邏輯推理能力，通過課前問卷調查發(fā)現，學生普遍認為《試驗設計與統(tǒng)計》是一門比較難以掌握和學習的課程。故授課教師在線上授課過程中設計啟發(fā)式、探究式、討論式、案例式等多種教學方法，調動學生學習積極性。在有限學時內結合案例講透理論，學生通過反復實踐操作，最終能夠達到熟練掌握本課程內容的效果。

2.以統(tǒng)計數據及論文為主線使抽象的理論“活起來”。部分非常重要的內容如統(tǒng)計推斷、方差分析、回歸分析等抽象概念和理論內容較多，線上授課難度大，故授課教師需在講授統(tǒng)計學概念、理論、公式和方法的時候，以新冠肺炎疫情有關統(tǒng)計數據及論文為主線，通過調動學生開展收集數據、課上與課后的同步強化等學習方法，讓學生掌握統(tǒng)計分析的理論、方法及作用，使抽象的理論“活起來”。教師可先收集論文，然后將論文中的數據和采用的統(tǒng)計方法進行分類，分別將不同數據插入到各個章節(jié)以有效利用。這些論文都是學生感興趣的內容，通過實例充分講解統(tǒng)計分析中運用的原理、方法、作用及應用。

3.采用實踐教學的線上新模式讓綜合實踐“動起來”。為了讓學生更好地系統(tǒng)性理解抽象公式和理論，培養(yǎng)學生實踐動手能力以及解決實際問題的能力，提高學生的自主學習能力，教師線上講授《試驗設計與統(tǒng)計》課程時，不能僅以教師講授為主，應針對本課程的具體教學內容，從實用應用角度出發(fā)，改變教學模式，構建“講、練、踐”三位一體的新型教學模式。在線上授課中，授課教師除了進行相關軟件（Excel、SPSS）的操作和演示外，還可以帶領學生以新冠肺炎疫情期間學生的學習和生活為調查目標，學生分組后逐步開展調查設計、統(tǒng)計與分析，使綜合實踐“動起來”，有效提升學生實踐能力。教師在線上授課前，可根據學生提出的調查目標，通過智慧樹群聊、微信、QQ 等方式與學生進行有效溝通，幫助學生設計合理的調查表并展開調查，根據調查結果，運用課上學習的統(tǒng)計分析原理，協助學生進行正確的統(tǒng)計分析，并得出正確結論，提出有效意見。

4.結合新冠肺炎疫情開展課程思政。2020 年初授課時，我國慕課中只有福建農業(yè)大學的《試驗設計與統(tǒng)計》一門課程，資源較少。本課程授課教師在疫情期間開展線上《試驗設計與統(tǒng)計》直播教學時，以新冠肺炎疫情為主線，通過帶動學生查閱文獻、收集數據、錄制視頻、繪制動畫、課上與課后的同步強化、教學效果及時反饋調查等教學活動，使學生熟練掌握本課程的理論，并有效提升本科生的科研和實踐能力。本課程教師結合新冠肺炎疫情開展課程思政，及時收集學生對授課情況的反饋并逐步提高授課質量。為將來構建一門教學效果好的《試驗設計與統(tǒng)計》線上直播課程，打造線上線下混合式教學奠定基礎。

開展各種形式的線上教研教改課、優(yōu)秀教師培訓指導、教師授課經驗相互交流等活動，并進行研究、歸納、總結，不斷改善優(yōu)化線上《試驗設計與統(tǒng)計》課程的教學效果。

二、課程實施具體過程

1.實施目標。構建一門課上與課后同步強化以新冠肺炎疫情為主線、且教學效果好的《試驗設計與統(tǒng)計》線上課程。

2.實施對象。錦州醫(yī)科大學醫(yī)療學院食品科學與工程專業(yè)和食品營養(yǎng)與檢驗教育專業(yè)本科生。

3.實施教學手段。本次線上課程采用學生帶動法、學生數據收集法、實踐研究法、文獻法、教育反饋法等教學手段，具體如下：一是學生帶動法。通過一小部分優(yōu)秀學生先學、先掌握，再帶動和感染其周圍的學生也來學習，如以新冠肺炎疫情期間學生的學習和生活為調查目標，學生分組后設立小組長，由小組長帶隊設計與討論。二是學生數據收集法。深入了解每位學生個體，利用不同的方式收集、調查每位學生的現狀及學習進度，找準問題所在，有效解決學生學習困難，如課前學生基礎課掌握情況調查，與每位學生建立微信聯系。三是實踐研究法。通過學生分組實踐（即小調查設計與結果分析等內容），制定學生個性學習方案，經分析、再研究、調整，有效實現實踐全過程，并將經驗總結、記錄形成有價值的文字。四是文獻法。廣泛收集整理文獻資料，如網絡、媒體和書籍中搜集有關新冠肺炎疫情數據、學術報道、學術論文等案例內容以及課程標準推薦的書目，為學生閱讀提供正面生動案例，并結合思政教學體現課程的時代性、創(chuàng)造性、正能量。五是教育反饋法。立足于本學期授課的教學班級，通過三周教學反饋了解學生學習的變化，找到適合學生科學素養(yǎng)發(fā)展的方案。

4.具體實施過程。一是以新冠肺炎疫情有關統(tǒng)計數據及論文為主線讓學生掌握統(tǒng)計分析的理論、方法及作用。以收集到的慕課、數據及論文引入教學內容，例如，由圖1A 引出統(tǒng)計分析的作用；由圖1B 引出數據分類原理、統(tǒng)計圖的制作方法等；由圖1C 引出模擬數據模型的原理、方法、步驟分內容；由圖1D 展開方差分析中的單因素分析原理、方法、步驟等內容，每章節(jié)內容都有相關引用內容，在這里不一一展示。

二是以新冠肺炎疫情期間學生的學習和生活為調查目標逐步開展調查設計、統(tǒng)計與分析。授課班級進行分組，并設計好調查表開展調查，圖2 是部分調查表展示。

三是結合新冠肺炎疫情開展課程思政。在《試驗設計與統(tǒng)計》課程中引入課程思政的內容，可以激發(fā)同學們?yōu)閲覍W習、為民族學習的熱情和動力。例如，教師將《試驗設計與統(tǒng)計》理論與新冠肺炎疫情相結合講授三方面內容：首先，許多研究人員充分考慮各種影響因素，運用統(tǒng)計學模型來預測疫情拐點，如：“疫情何時能控制??？”其次，將統(tǒng)計學模型與防疫政策相結合，如：“隔離14天”的依據是什么？為何要及時、按時“上報體溫”？再次，授課教師除了講授一些專題知識點之外，還通過群指導、直播、轉發(fā)圖片文章與視頻等各種各樣的途徑分享正能量新聞，向學生傳遞敬畏生命和感恩教育的理念。

四是線上授課過程中設計啟發(fā)式、探究式、討論式、案例式等多種教學方法，調動學生學習積極性。

5.實施效果反饋。及時收集學生對授課情況的反饋并逐步提高授課質量。每3 周做一次調查，搜集詳細的調查表和學生反饋回來的信息。調查結果表明，學生對2019-2020 年（2）學期線上《試驗設計與統(tǒng)計》 課程滿意度較高，80%非常滿意，20%滿意，無不滿意。學生對教師采用的投票互動、小調查實踐活動、課后作業(yè)強化等教學模型較為喜歡，也對今后課程提出了有價值的意見（見圖3）。

教學效果調查表明，學生對線上《試驗設計與統(tǒng)計》課程滿意度較高，學生對教師采用的投票互動、小調查實踐活動、課后作業(yè)強化等教學模型較為喜歡。此學期線上《試驗設計與統(tǒng)計》授課能夠使學生熟練掌握本課程的理論，并有效提升本科生的科研和實踐能力。