试验设计与统计方法教学改革探索

苏成付 张恩盈 马晓杰 王桂英 郭新梅

（青岛农业大学农学院 山东青岛 266109）

一、试验设计与统计方法教学中存在的主要问题

（一）学生学习兴趣不浓

俗语说：兴趣是最好的老师。有兴趣的学习才能是主动学习，没有兴趣的学习是被动学习。在当前教育依然以教师为主的教学模式下，相当一部分学生对学习不感兴趣，尤其对于生物统计这类理科课程不感兴趣。原因如下：第一，价值观念导向，一直以来，社会上都流行“钱不是万能的，没钱是万万不能”，在很多学生的固有观念里，认为学习并不是改变现状的唯一途径，甚至认为学习并不能有效的改变现状，凭着自己在某方面的独到见解并拥有一技之长，就可以开创事业，就能轻易获得成功，从而赚得大量财富，个别成功案例导致相当一部分学生认为，读书并不能实现自己的远大理想。所以有学生产生不爱学、厌学情形，对学习极度缺乏兴趣。第二，社会迅速发展，情形复杂，每个同学都拥有手机、电脑、Ipad等各式各样的电子产品，虚拟的网络世界五彩缤纷，虽然拓宽了学生求知的途径，扩大了他们的社会交往面，为学生创造了自我实现的新空间，但同时对大学生，尤其刚步入大学校园的大学生，抵抗外界诱惑的能力较差，容易导致沉迷于虚拟世界。第三，相当一部分同学性格比较腼腆、内向，不擅长语言表达，在学习中碰到这样那样的问题，不能及时与老师沟通，同时也不爱与其他同学交流，常常处于半懂不懂的状态，学习灵活性不够，日积月累，导致对学习课程不感兴趣，尤其对于生物统计这类逻辑性较强的学科。可见，学生学习缺乏兴趣，不是单方面的原因，也不是短时间形成的，而是存在多方面原因，需要加以引导，提升学习兴趣[1]。

（二）统计软件集成不足

统计分析过程涉及庞大的数据运算及复杂的数据处理过程，不借助统计分析软件难以完成。当前许多高校均已开设相关统计实验课，作为生物统计理论教学配套内容，开展统计软件的相关教学，但统计软件不够系统（毕惠惠等，2019），当前使用最为广泛的软件为SPSS、SAS、Excel、DPS（Tang et al.， 2013）、R语言等，其中，Excel 的普及相对较多，其原因为Excel操作简单，大部分学生都有Oきce 办公自动化基础及操作经验，容易上手，能完成相当数量的简单田间生物统计过程，如描述性统计、直方图绘制等常见生物统计问题。实验课的开展对理论教学效果起到促进作用。但是，在数据分析方面，Excel无法完成一些高级生物统计问题，比如方差分析的多重比较、主成分分析、聚类分析等操作，应用受到局限。被国际统计界广泛接受的专业统计分析软件SAS、SPSS功能强大，认可度较高，但此类软件专业性较强、不仅对理论课内容掌握要求很高，也要求熟练掌握一些公式及函数的统计原理，且需要设置较多学时，短时间教学难以达到理想效果。另外，DPS和SAS、SPSS软件一样，正常使用需要较高价格的付费，使课上可以为同学们演示并在学校计算机房开展DPS实验教学，但学生课后自行演练困难，难以做到每位同学都在自己的计算机上安装付费DPS软件，从而导致实际教学过程中难以达到熟练运用。

（三）理论与实践结合不够紧密

实验设计和统计方法包括两方面主要内容：即实验设计和统计方法，实验设计仅仅课本上的学习比较抽象，比如试验单元指的是接受某种处理最小的实验材料的一个独立单位(田间实验中称小区)，不能继续划分，那么结合田间实际小区排列情况给学生讲解，则更容易理解。另外，讲解随机区组试验设计，如果结合田间地力肥力起伏及系统误差等方面理论知识，学生掌握起来则会事半功倍，加深学生对知识的印象，提高知识运用能力。但实际上，多数农业类高校对本科生开展田间实验教学，受到众多因素限制，从而导致实践教学学时比例较低，学生对理论知识理解相对抽象，难以实际应用，教学效果受到很大限制。

二、田间生物统计学教学改革措施

（一）教学手段改革

板书教学的特点是能突出重点和难点，让学生掌握重要知识点的构成及知识脉络，尤其在给学生讲解公式推导过程等方面，板书教学更能吸引学生注意力，跟着老师的思路进行，达到比较理想的教学效果。但板书教学难以展示丰富多彩的教学内容，尤其一些内容复杂的动画，插图等教学素材很难在黑板上给学生进行直观展示。多媒体教学相较传统板书教学有其独到优势，可以将抽象的概念和理论以简化的、形象的形式展现给学生，令学生更容易理解，从而获得较好的教学效果。比如讲解正态分布概念时，可以采用动画形式直观的向学生表达随机事件的发生，解释正态分布的概念，达到化静为动，形象直观的效果。讲解土壤类型因素对产量因素的影响，可以列举不同类型的土壤，比如沙土、壤土、黏土等等。这时可以列举不同土壤所处的地理环境，达到创建情境，启发思维，带进教学的效果。因此，在进行田间生物统计学课堂教学时，建议用板书列提纲，理清脉络，演示相关统计公式推导过程，同时以多媒体为辅的教学手段，即采用板书控制教学进程与教学思路，多媒体展示丰富的教学素材为辅助，进而提高学生的学习兴趣，使板书教学和多媒体两者取长补短，针对所授内容将两者有机结合，取得较好的教学效果。

（二）选取合适的统计分析软件

在实际教学中，统计方法多种多样。为了提高学生学习兴趣，更好地掌握所学理论知识，同时利用掌握利用统计软件分析实际理论问题。可根据实际教学内容合理选用统计分析软件，使统计方法简单化，为学生理解和掌握提供便利。例如，在描述统计分析、假设检验、方差分析及一元线性回归等，均可借助统计软件来完成。在实验教学中，应锻炼学生灵活运用Excel软件完成描述性统计分析、次数分布表及次数分布图的绘制，若实验学时允许，可以适当介绍DPS软件、SPSS及SAS的应用，此外，R 软件具有较强的生物统计功能，作为免费的专业软件，具有数据处理、制图、计算等多项功能。在教学过程中，可适当加入R 软件到生物统计教学中，使教学效果得到显著提升。

（三）理论和实际结合

在实际教学过程中，结合田间生物统计学实验设计与统计方法两方面主要内容，在开展理论教学同时，适当让学生走向田间，亲自接触大自然，结合实际，有助于加深学习印象，获得较好的学习效果。在田间实践时，既可以缓解学生的学业压力，还可以开拓视野，锻炼身体，锤炼思维，见多方能识广。田间实践不局限于课堂学生的实践，让学生走出教室，步入自然，融入现代自然生活，为学生的自主探索与实践开辟了广阔的空间。田间实践可以充分发挥学生自主参与、自愿组合，有助于促进学生团队参与感，集体荣誉感。学生的主体作用得到了充分发挥，才能得到了施展，学生的独立性、责任心、参与意识等也进一步发展。在田间实践过程中，通过有计划的加入一些丰富多彩的元素，精心策划，使每个学生都能积极主动参与，有助于更好的掌握学习内容，促进学生利用所学知识应用于实践[2]。

三、结束语

综上所述，为了提高生物统计学教学效率，教学改革是必要的。对此，教师应积极转变思想观念，通过实施板书与多媒体结合、理论和实践相结合、依据课时多少有针对性选用统计分析软件、适当增加统计实验课学时，探索线上线下教学结合等多种教学方式，使学生更好的掌握农业相关知识与数据分析方法，使教学活动更具实效性。