新農(nóng)科建設(shè)背景下《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李 輝, 趙佳福, 段志強(qiáng), 陳 祥, 陳 偉, 張福平, 田興舟

(1. 貴州大學(xué)高原山地動(dòng)物遺傳育種與繁殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550025;2. 貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)

新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)革命,且正深刻影響并重塑著人類的生產(chǎn)生活,中國(guó)特色社會(huì)主義新時(shí)代的農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)也無(wú)一例外地面臨著更高的要求和挑戰(zhàn)[1]。教育部2019年工作重點(diǎn)指出“深化高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”“推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)”;“雙萬(wàn)計(jì)劃”強(qiáng)調(diào)“突出示范領(lǐng)跑。建設(shè)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科示范性本科專業(yè),引領(lǐng)帶動(dòng)高校優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)專業(yè)建設(shè)質(zhì)量提升,推動(dòng)形成高水平人才培養(yǎng)體系”。2019年6月,全國(guó)涉農(nóng)高校的百余位黨委書(shū)記、校長(zhǎng)和農(nóng)林教育專家共同發(fā)布《安吉共識(shí)——中國(guó)新農(nóng)科建設(shè)宣言》,宣言中指出“新時(shí)代對(duì)高等農(nóng)林教育提出了前所未有的重要使命”“實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,高等農(nóng)林教育重任在肩;推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),高等農(nóng)林教育義不容辭”[2]。在此背景下,各農(nóng)科專業(yè)的課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。針對(duì)新農(nóng)科建設(shè)的新要求,本文將《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》的教學(xué)改革與實(shí)踐介紹如下,供同行參考。

1 傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的問(wèn)題

1.1 課程內(nèi)容抽象,課時(shí)相對(duì)較少

《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程為畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)等涉農(nóng)專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,主要介紹數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)分析、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理與方法,課程公式繁多、理論性強(qiáng)、計(jì)算復(fù)雜、內(nèi)容抽象。在課堂教學(xué)中,需要向?qū)W生講授各章節(jié)的所有公式、推導(dǎo)過(guò)程。因課時(shí)限制,課堂上沒(méi)有時(shí)間讓學(xué)生練習(xí),課后作業(yè)需要大量運(yùn)算,由于大二階段課程繁重、課余時(shí)間有限,部分學(xué)生課后復(fù)習(xí)和練習(xí)敷衍,致使教學(xué)效果欠佳。

1.2 教材內(nèi)容與專業(yè)知識(shí)融合不足

《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生能解決科學(xué)試驗(yàn)中常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)問(wèn)題,能獨(dú)立完成試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、整理,能根據(jù)不同的資料正確選擇統(tǒng)計(jì)分析方法[3]。在實(shí)際生產(chǎn)中,動(dòng)物科學(xué)、動(dòng)物醫(yī)學(xué)與水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的科研試驗(yàn)采用的調(diào)查方法、試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和常用的統(tǒng)計(jì)方法側(cè)重點(diǎn)不同,但各學(xué)科、專業(yè)沒(méi)有針對(duì)性的專用教材,教學(xué)中采用同一教材授課,導(dǎo)致教材內(nèi)容和某些專業(yè)知識(shí)的融合度較差。如:現(xiàn)在本教學(xué)團(tuán)隊(duì)使用的教材是明道緒、劉永建主編的第六版《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》,該教材中的案例大多數(shù)為動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的案例,動(dòng)物醫(yī)學(xué)與水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的案例很少。

1.3 學(xué)生對(duì)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足,學(xué)習(xí)積極性不高

《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程是1門實(shí)用性很強(qiáng)的方法課、工具課,要求學(xué)生能夠利用該課程的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究和實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)分析問(wèn)題。大部分高校涉農(nóng)專業(yè)《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程作為1門專業(yè)基礎(chǔ)必修課,一般在大二上學(xué)期開(kāi)課,然而這一階段的學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)專業(yè)課程,更別提接觸科研工作,因此學(xué)生對(duì)課程的重要性和學(xué)習(xí)的必要性認(rèn)識(shí)不足,加之課程內(nèi)容相對(duì)較難,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性較低,學(xué)習(xí)效果欠佳。

1.4 課程考核方式單一

《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程大多采取閉卷考試的方式,期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%(平時(shí)成績(jī)占30%,包括考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī))。傳統(tǒng)的考試題型不少于3種,采用標(biāo)準(zhǔn)答案閱卷“一考定乾坤”,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

1.5 教材內(nèi)容滯后,不能適應(yīng)新農(nóng)科發(fā)展要求

傳統(tǒng)教材的修訂、更新到出版往往需要復(fù)雜的過(guò)程和較長(zhǎng)的時(shí)間,一些最新的科研成果和技術(shù)方法不能夠及時(shí)編入教材?！渡锝y(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程與其他課程一樣,教材內(nèi)容落后于日新月異的學(xué)科發(fā)展,不能滿足新農(nóng)科建設(shè)的新要求。

2 教學(xué)改革措施

2.1 重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)新農(nóng)科發(fā)展要求

2.1.1 課程教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)知識(shí)的有機(jī)融合

在該課程的教學(xué)過(guò)程中,一是選擇不同專業(yè)的教師組建團(tuán)隊(duì);二是不同專業(yè)的教師充分調(diào)查相關(guān)專業(yè)的學(xué)科發(fā)展前沿知識(shí),在本課程的授課過(guò)程中不完全照本宣科,教學(xué)案例的選擇、試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法部分的講解根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整和選擇性講解,同時(shí)兼顧新農(nóng)科發(fā)展要求,做到與時(shí)俱進(jìn),提高學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

2.1.2 課程教學(xué)內(nèi)容與思政元素的有機(jī)融合

2016年12月,習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào):“要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程,實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人,努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”“使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)”。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),積極進(jìn)行教學(xué)研討,挖掘了1批與課程內(nèi)容相關(guān)的思政元素,比如“汪厥明:不該被遺忘的中國(guó)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)創(chuàng)始人”“生活中的小概率事件”“學(xué)會(huì)用數(shù)據(jù)說(shuō)話,培養(yǎng)實(shí)事求是的科研態(tài)度”“著名科學(xué)家艱苦奮斗的事跡”等,通過(guò)在教學(xué)中融入這些思政元素,落實(shí)“立德樹(shù)人”根本任務(wù),幫助學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀、人生觀,培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和科學(xué)精神,以及學(xué)農(nóng)、知農(nóng)、愛(ài)農(nóng)的“三農(nóng)”情懷,強(qiáng)化學(xué)生“以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任”的專業(yè)使命感。

2.1.3 課程教學(xué)內(nèi)容與統(tǒng)計(jì)分析軟件應(yīng)用的有機(jī)融合

傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)側(cè)重理論的推導(dǎo),并通過(guò)練習(xí)加強(qiáng)對(duì)理論的掌握,一些學(xué)生雖然學(xué)了很多基本理論,卻不知道“用在哪”和“怎么用”。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,為了提高學(xué)生的應(yīng)用分析能力,該課程在教學(xué)內(nèi)容上逐漸減少公式的推導(dǎo)過(guò)程,更側(cè)重講解統(tǒng)計(jì)分析方法的選擇和應(yīng)用。如課程內(nèi)容的重要章節(jié)t檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)與回歸分析、卡方檢驗(yàn)等計(jì)算公式繁多,分析過(guò)程繁瑣。為了加強(qiáng)對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)方法的理解,提高相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用能力,在教學(xué)過(guò)程中教學(xué)團(tuán)隊(duì)選擇數(shù)據(jù)整理軟件Excel、統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS和R語(yǔ)言在理論課堂上進(jìn)行演示,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生進(jìn)行實(shí)操,將軟件的應(yīng)用有機(jī)融入課程教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的統(tǒng)計(jì)分析能力。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)方法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

2.2.1 課程教學(xué)與課外訓(xùn)練項(xiàng)目相融合

近年來(lái)全國(guó)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練機(jī)會(huì)大大增加,這為該課程知識(shí)的應(yīng)用提供了較多的機(jī)會(huì)。課程組以“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等競(jìng)賽和“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”等課外活動(dòng)為契機(jī)開(kāi)展互動(dòng)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生合理選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)、撰寫試驗(yàn)方案、討論數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法,做到教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的教學(xué)互動(dòng)。在此過(guò)程中學(xué)生可充分理解其中的知識(shí)點(diǎn),提高了學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2.2.2 傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)相融合

與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式不同,在“翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”下,學(xué)生在課后完成知識(shí)的學(xué)習(xí),而課堂變成了老師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)[4]。該課程選擇相對(duì)簡(jiǎn)單的章節(jié),讓學(xué)生課前預(yù)習(xí),以小組為單位自行制作PPT課件,然后在課堂上由學(xué)生進(jìn)行講解,解答同學(xué)提出的問(wèn)題,學(xué)生不能解決的問(wèn)題由老師解答。通過(guò)這樣的教學(xué)模式,將學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行了重構(gòu),改變了以教師單方向知識(shí)灌輸為主的“滿堂灌”教學(xué)模式,提高了學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)的能力,從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2.3 優(yōu)化考核方式,注重全過(guò)程考核

課程組充分利用貴州大學(xué)的網(wǎng)上教學(xué)工具,將考勤、課前提問(wèn)、課中互動(dòng)全部在網(wǎng)上教學(xué)工具中進(jìn)行。網(wǎng)上教學(xué)工具可以在線及時(shí)看到每道題的答題情況,幫助教師了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,及時(shí)為學(xué)生答疑解惑。同時(shí)適當(dāng)提高過(guò)程考核的分值比例,降低期末考試的分值比例,將考勤、課堂答題情況、翻轉(zhuǎn)課堂的展示情況和實(shí)驗(yàn)課成績(jī)綜合起來(lái)作為過(guò)程考核的平時(shí)成績(jī)。期末考試的試題經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì),綜合題引入試驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,每個(gè)同學(xué)在試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)選擇的隨機(jī)數(shù)字不同,則分組不同,不同分組的計(jì)算結(jié)果每個(gè)同學(xué)均不同,這樣就避免了統(tǒng)一答案,防止個(gè)別同學(xué)作弊抄襲。通過(guò)一系列考核方式的改革,調(diào)動(dòng)了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的競(jìng)爭(zhēng)性和學(xué)習(xí)積極性。

2.4 加強(qiáng)數(shù)字化教材建設(shè),提高教學(xué)效果

近年來(lái)涌現(xiàn)的數(shù)字化教材,可以利用多媒體技術(shù)將傳統(tǒng)紙質(zhì)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化處理,轉(zhuǎn)化為適用于各類電子終端的互動(dòng)性教材,并且教材內(nèi)容可以隨時(shí)更新。貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合其他兄弟院校同行,正在進(jìn)行數(shù)字化教材編寫工作,在紙質(zhì)教材中加入了很多數(shù)字資源,用手機(jī)掃描二維碼就可以查看例題的SPSS軟件操作、延伸閱讀材料、PPT課件、微課等與教材內(nèi)容相關(guān)的資料或視頻,擴(kuò)展了教材的內(nèi)容含量,并且可隨時(shí)對(duì)電子資源進(jìn)行更新。該教材有望在2023年下半年出版發(fā)行,新教材的使用將為該課程的教學(xué)提供便利,提升教學(xué)效率,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和效果。

3 取得的成效

通過(guò)一系列教學(xué)改革,學(xué)評(píng)教的分?jǐn)?shù)從5年前的88分提高到現(xiàn)在的92分,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高,與教師互動(dòng)的學(xué)生越來(lái)越多,學(xué)生本科畢業(yè)論文統(tǒng)計(jì)分析方法的選擇正確率、統(tǒng)計(jì)圖和統(tǒng)計(jì)表的格式規(guī)范率逐年提高。近5年在本教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師指導(dǎo)下,有5名同學(xué)以第一作者發(fā)表科研論文各1篇;有6名同學(xué)完成大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目;48名同學(xué)參加科研競(jìng)賽,其中獲第十三屆“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽省賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng),校賽一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng);“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲省賽金獎(jiǎng)1項(xiàng),校賽金獎(jiǎng)1項(xiàng)、銀獎(jiǎng)2項(xiàng)、銅獎(jiǎng)2項(xiàng)。同時(shí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)取得了一系列的教學(xué)成果,發(fā)表與課程相關(guān)教改論文3篇;獲批貴州省本科教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目1項(xiàng),貴州大學(xué)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目2項(xiàng);主編出版《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材》 1部;錄制課程思政微視頻4個(gè);獲得貴州省研究生教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、貴州省高等教育教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、貴州大學(xué)高等教育教學(xué)成果特等獎(jiǎng)1項(xiàng);獲得貴州大學(xué)優(yōu)秀教師、貴州大學(xué)“我心目中的好導(dǎo)師”等榮譽(yù)稱號(hào)。

4 討論

《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程作為各涉農(nóng)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析、論文撰寫和今后從事科研工作具有重要影響[5]。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直重視對(duì)課程教學(xué)改革的探索,注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)計(jì)思維和科研態(tài)度,注重培養(yǎng)學(xué)生的大國(guó)“三農(nóng)”情懷。近年來(lái),團(tuán)隊(duì)成員圍繞國(guó)家“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”和“新農(nóng)科”的新要求,通過(guò)改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法,在考核方式上也進(jìn)行了積極探索,教學(xué)效果得到了提高,并取得了一些教學(xué)成效。但是在大數(shù)據(jù)時(shí)代,信息瞬息萬(wàn)變,課程內(nèi)容必須不斷改進(jìn),以適應(yīng)不斷進(jìn)步的科技發(fā)展;同時(shí)學(xué)生的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題也會(huì)隨著時(shí)代的變化而變化,對(duì)教師提出了越來(lái)越高的要求。教師只有不斷汲取最新知識(shí)、更新教育觀念,始終對(duì)自己高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念,不斷提升自身的修養(yǎng)和素質(zhì),才能適應(yīng)時(shí)代和社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步的要求。在不同的歷史時(shí)期和發(fā)展階段,國(guó)家戰(zhàn)略也會(huì)發(fā)生變化,也必將為所有課程的改革提供新的命題。團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)樹(shù)立“課程教學(xué)改革永遠(yuǎn)在路上”的理念,始終以“立德樹(shù)人”為根本,以學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向,持續(xù)改進(jìn)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法,探索更好的教學(xué)模式和考核方式,為各行業(yè)輸送更多的優(yōu)秀人才。