微课在农科类专业试验统计学教学中的应用

冯发强，刘桂富，黄成达，马启彬

(华南农业大学，广东广州 510642)



微课在农科类专业试验统计学教学中的应用

冯发强，刘桂富，黄成达，马启彬*

(华南农业大学，广东广州 510642)

微课是针对单一知识点授课，通过简短的视频或音频等多媒体形式录制并结合一定的学习任务而形成的一种教学方式。笔者分析了目前农科类专业试验统计学的教学现状，认为试验统计学教学时数少，内容庞杂，滞后于实践需求，且学生学习兴趣不高。介绍了近年来各大高校试验统计学尝试运用的案例教学法、答疑法、自学指示法、讨论教学法。在此基础上，就微课应用于试验统计学教学展开探索，并以概率统计中正态分布的讲解为例分析微课教学的内容与设计过程，同时总结了微课应用于实验统计学教学需要注意的问题，以期提高课程教学质量与教学效果。

微课；试验统计学；教学改革；教学方式

微课的起源要追溯到1993 年由美国北爱荷华大学LeRoy A.McGrew 提出的“60 s有机化学课程”和1995 年由英国纳皮尔大学T.P.Kee 提出的1 min演讲(The One Minute Lecture，简称OML)，当时的背景条件下强调的是以1 min解释讲述一个问题或知识点[1-2]，是一种高度浓缩的知识点教学。而微课概念则是由美国胡安学院的David Penrose 在2008 年正式提出并运用于在线的教学实践[3]，目的为在线学习和移动学习。基于某个明确的主题或概念，通过音频或视频录制的60 s内容，帮助学生自主学习[4]。

国内研究者对微课概念有了进一步的延伸和发展，对微课建设有了适合自己国情和校情的思考[5-10]。焦建利[5]认为微课是以阐释某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频。广东佛山教育局研究员胡铁生[10]将之定义为：“是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点(如重点、难点、疑点、考点等)或教学环节(如学习活动、主题、实验、任务等)而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程。”许亚莉[9]分析了微课资源建设的现状，并对具体教学模式下的应用进行了思考，给出了相应建议。董敏敏[7]对微课引入职教课堂进行了有益探索。随着微课在国内越来越受到重视，微课资源数量急剧增长，应丹[6]对如何搭建微课资源平台、有效利用微课资源提出对策。微课充分将网络资源与传统教学进行有机融合，作为“微时代”教学资源高度发展的产物，以其独特的优势成为移动端的学习新宠，更能满足个性化学习的需要。

试验统计学是数理统计在生物学领域的应用，是关于生物科学试验的设计、实施，试验数据的收集、整理和分析，以及对试验结果进行解释、推断的一门科学，是一门应用性很强的方法论学科，也是一门教学难度较大的课程[11]。试验统计学是一门在实践中应用广泛的工具学科，具有“科研工具”的特点，它是生物科学、农学类专业的基础课。该课程教学能培养学生初步具备独立处理和分析试验数据的能力，并为生命科学相关课程的学习和生物科学研究奠定基础[12]。笔者结合微课短小精悍和可移动的特点，探索如何将微课灵活运用于试验统计学课程教学中，促进教学改革，以提高数学质量和教学效果。

1　试验统计学的教学与改革现状

1.1教学现状

1.1.1教学时数少。农学类专业学习课时为48学时，其中理论课32学时，实验课16学时，课时紧，任务重。课堂上教师基本会抓住每分每秒采取“填鸭式”方法讲授，师生互动自然就少。教学中大多实行从概念到定理再到例题的传统教学方式，普遍存在概念多难懂、例题多难解、方法多难想、公式多难记，而且不同的数据分析方法对应不同的实验设计方案，田间试验设计与方差分析部分联系紧密，学生在初次接触时很难将田间实验设计与统计分析的方法进行有机结合，更谈不上专业的应用。相对密集而系统的授课导致大部分学生无法对试验统计学的经典内容进行领悟、消化和吸收。往往因学习难度大、时间有限、教学方法枯燥等原因直接影响了学生的学习效果。

1.1.2内容庞杂，教学难度大。试验统计学理论主要包括田间试验和数据统计分析两方面。田间试验的基本概念需要学生理解、记忆即可，重点是误差理论与概率理论。试验设计、田间取样、试验数据获取等过程中，试验人员都将最大可能地降低试验误差；数据资料的统计分析过程中还要无偏地从总的试验效应中分离试验误差。概率理论是贯穿这门课程始终的一个重要理论，要将概率论的知识和常见的数据分布规律(如二项分布、正态分布等)紧密联系，并结合具体实例加以掌握。而数据统计分析包括平均数的显著性检验、方差的显著性检验、卡平方检验、方差分析以及回归与相关分析等，是学习该门课程的重中之重。要学好这门课程，要有良好的数学理论和概率论基础，只靠传统的理解、记忆是不够的，它需要理解、记忆、分析、运算、解释等综合能力，而且实践性强。

1.1.3教学滞后于实践需求。教育创新紧跟学科的发展是教师的职责。试验统计学是一门应用性很强的学科，在教学过程中，有些计算过程非常复杂，而且极易出错。较早的试验统计学教学中，为解决问题应该引入计算器，将统计指标的计算与计算器的应用结合起来。随着多媒体教学的广泛应用，现代的试验统计学教学以Excel软件中的统计公式进行运算。随着现代信息技术的发展和信息传递渠道越来越广，人们已经进入大数据时代，对于大数据的分析与把握又催生出了一些新的统计学理论、知识与相应的统计软件的应用。当然以上这些相应的知识不可能在短短的32个理论课的学时中一一展现。如何组织与引导学生学习统计学是试验统计学教师在新形式下面临的新问题。

1.1.4学生的课程学习兴趣不高。从长期的试验统计教学实践可以看出，部分学生学习该课程的目的不明确，部分学生根本没有兴趣，有些学生想学好试验统计学，而又学得不太理想。一些数学分析基础差的学生，每上试验统计学课就感到压力很大，慢慢地对试验统计学产生恐惧心理，对自己的能力缺乏信心。而对于农科专业的学生而言，进入大学后，记忆性的相关课程比较多，平时对于数据的分析与逻辑思考缺乏相应的训练，普遍反映学习试验统计学的难度较大。

1.2已施行的教学改革方法

1.2.1案例教学法。统计学是一门实践性很强的学科。案例教学法是一种以案例为基础的教学法。教师于教学中扮演设计者和激励者，鼓励学生积极参与讨论。案例教学是以学生为中心的合作学习，特别是真实的案例能帮助学生将所学内容与统计分析的现实联系起来。在统计案例教学中，教师可结合统计设计、统计调查、统计整理、统计分析、统计预测与决策等课程内容设置案例，引导学生从多方面探讨问题；学生则可通过案例内容理解统计学理论有关的知识与概念，促使学生主动参与学习。

1.2.2答疑法。答凝法是在教学中针对学生存在的疑问激发学生探讨，并由师生共同得出结论。常见的方法有两种，一种是针对学生在学习中发现的，特别是那些带有普遍性的疑问进行重点讲授；另一种是教师提出疑问，学生参与讨论，这需要教师紧扣教学目的，有针对性地抛出问题，激励学生进行深入的思考，使教学内容与学生思考的内容紧密联系起来，使学生对相关知识点有深入的理解与思考，融会贯通。

1.2.3自学指示法。对于某些不需要重点掌握的章节或选学章节，可以布置相关问题要求学生自学，教师只通过对重点内容及教学大纲有要求的问题加以检测，如能大致回答出来，教学任务就算完成，还可调动学生学习的主动性。

1.2.4讨论教学法。讨论式教学法强调在教师的精心准备和指导下，为实现一定的教学目标，通过预先的设计与组织，启发学生就特定问题发表自己的见解，以培养学生的独立思考能力和创新精神。教师可通过设计问题、提供材料、启发学生的思路、引导学生得出结论，让学生独立思考后形成自己的看法再表达出来，大家补充意见，教师最后归纳。这样可以活跃课堂气氛，增强学生的参与意识。

2　微课应用于试验统计学教学的探索

2.1教学内容与设计过程微课的相关教学视频可以灵活运用在课堂教学中，也能在课程导入、重点难点教学、案例分析、课后拓展等教学环节中充分利用。这样使得枯燥乏味的概率统计变得生动，也能引起学生的更多关注。笔者以概率统计中正态分布的讲解为例分析微课教学内容与设计过程。

2.1.1微课讲解的内容。①正态分布的定义。由高尔顿板实验引入，导出正态分布是一种“中间多，两边少”的分布，给出其函数定义。②正态分布的曲线特征。分析其两个参数μ和σ的意义，分析曲线特征。③用实例讲解正态分布的应用，加强对此部分内容的理解和记忆，导出数据特异值判断的经验法则。

2.1.2教学内容的设计。微课设计必须要有吸引力，能激发学生的学习兴趣，开篇点题，内容不宜太多，讲解不宜长篇大论，且讲解方法一定要简单易懂。在此基础上设计的微课教学才可能达到预期效果。对于正态分布的微课，采用如下的设计方法。

(1)引入一个学生既熟悉又容易理解的例子。展示高尔顿板模拟实验，所用swf文件由福州大学数学系林秀英、黄可明老师设计，小球在下落的过程中与层层小木块碰撞，最后掉入高尔顿板下方的某一球槽内，考察球到底是落在第几号球槽中，以球槽的编号为横坐标，以小球落入各个球槽内的频率值为纵坐标，可以画出频率分布直方图，导出正态分布的曲线，给出正态分布的定义。

(2)依据正态分布函数及分布图导出正态分布的特征，即单峰，倒钟形。当x=μ时，f(x)达最大值，当x→±∞时，f(x)→0；以x=μ为轴左右对称；曲线与横轴间面积为1；在x=μ±σ处有2个拐点；若σ不变，μ改变使曲线左右平移，当μ不变，σ改变使曲线形状改变，对称轴不变；当σ变小时，曲线变高瘦，中部的面积变大，当σ变大时，曲线变矮胖，中部的面积变小。

(3)举出实例，深化正态分布的应用。举例：FEG-P9R型手枪发射的一种匈牙利制造的9 mm子弹在4.6 m处的平均速度为285 m/s，标准差为3 m/s。试问现从FEG-P9R式手枪发射了一颗未知商标的子弹，在4.6 m的速度为305 m/s，问这颗子弹是否为匈牙利制造的？

(5)根据以上法则，匈牙利制造的子弹从FEG-P9R式手枪发射在4.6 m处的平均速度范围为276～294 m/s，可判断此子弹不是匈牙利制造的。

2.2微课应用于试验统计学教学需注意的问题作为一个新兴的教学方式，微课在试验统计学教学中难免会存在一些不足。试验统计学是一门体系完整的学科，而微课多是针对某一知识点进行讲解，知识点呈片段性，缺乏系统性。对于试验统计学来说，需要一个序贯的、完整的教学过程，便于学生领悟试验统计学的知识内涵。故需加强微课程的平台建设，并按一定的顺序关联化、体系化，形成连续的、相对完整的微课程资源的整合。其次，微课的制作要求较多，在选题方面，有些知识点可能不适合作为微课的选材。此外，微课短小精悍更加适用于学生的自主学习和作为传统教学的补充使用，不适用于长时间的课堂教学。

3　结语

微课是一种新型的教学方式，具有短小精悍的特点，可大量应用于手机、电脑等移动客户端，是传统教学的有益补充。但教师在教学运用时，必须对教学内容有更加深入的理解，深入筛选试验统计学中适宜制作微课的相关知识点，累积相关的教学素材，在教学大纲引导下采用多种形式克服原有的缺点，提高试验统计学的教学效果和学生学习效果。学无止境，教亦无止境。要从根本上提高教学效果和教学质量，仅仅改进教学手段是不够的，需要教师对教学内容进行深入学习、研究，做到教学相长。

[1] MCGREW L A.A 60-second course in organic chemistry[J].Journal of chemical education，1993，70(7)：543-544.

[2] 张一川，钱扬义.国内外“微课”资源建设与应用进展[J].远程教育杂志，2013(6)：26-33.

[3] 关中客.微课程[J].中国信息技术教育，2011(17)：14.

[4] 张静然.微课程之综述[J].中国信息技术教育，2012(11)：19-21.

[5] 焦建利.微课及其应用与影响[J].中小学信息技术教育，2013(4)：13-14.

[6] 应丹.国内微课资源建设现状分析及对策研究[J].科教导刊，2016(1)：39-40.

[7] 董敏敏.见微知著精益求精：初谈微课如何正确走进职教课堂[J].当代教育实践与教学研究，2015(9)：1.

[8] 胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术，2014(2)：5-13.

[9] 许亚莉.关于微课资源建设的分析：以中国微课网为例[J].中国教育信息化，2014(1)：27-30.

[10] 胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段及其启示[J].远程教育杂志，2013(4)：36-42.

[11] 章元明.打造精品课程积极推进《生物统计与田间试验》课程体系建设[J].现代农业科学，2009(2)：172-175.

[12] 尹国友，孙婕，谢朝晖.《生物统计学》教学的探索与实践[J].广东科技，2010(20)：52-53.

Application of Micro-lecture in Teaching of Experimental Statistics in Agricultural Specialties

FENG Fa-qiang, LIU Gui-fu, HUANG Cheng-da, MA Qi-bin*

(South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)

Micro-lecture is a teaching method that teachers teach a single knowledge point to students by multimedia such as a short video and audio frequency. In this study, the present teaching situation of experimental statistics in agricultural specialties was analyzed. It is found that its teaching hours are few; its teaching content is multifarious and disorderly and lags behind practical needs; students’ learning interest is not high. Afterwards, some teaching methods of experimental statistics applied in colleges and universities in recent years, such as the case method, method of answering questions, self-study indication method, and discussion method, were introduced. To explore the application of micro-lecture in the teaching of experimental statistics, the content and design process of micro-lecture teaching were analyzed through the explanation of normal distribution in probability statistics. Meanwhile, problems that should be noticed in the application of micro-lecture in the teaching of experimental statistics were summarized to improve the teaching quality and effect of the course.

Micro-lecture; Experimental statistics; Teaching reform; Teaching method

华南农业大学校级教学改革项目(4100-K15498)。

冯发强(1976- )，男，湖北宜昌人，助理研究员，博士，从事试验统计学本科教学工作和甜糯玉米遗传育种研究。*通讯作者，副教授，博士，从事本科教学管理工作和大豆遗传育种研究。

2016-05-13

S-01；G 632.4

A

0517-6611(2016)19-280-03