新农科背景下生物统计与试验设计课程教学改革

赵霞，赵林，朱玉敏，戴海芳，龚月桦

（1.宜宾学院农林与食品工程学部，四川宜宾 644000；2.富顺县板桥镇九年制学校， 四川自贡 643200）

“安吉会议”“北大仓行动”“北京指南”号召各大农林院校进行新农科建设，并提出了建设途径和举措[1]。习近平总书记给全国涉农高校的书记校长和专家代表的回信为新农科建设指明了方向[2]。高校应聚焦强农兴农任务，不断提升办学育人水平，为农业现代化提供人才、成果和智力支持[3]。

以新农科建设为主线的中国高等农林教育改革，将促使高等农林教育进入一个新的阶段，以此为背景的课程教学改革势在必行。生物统计与试验设计为涉农专业开设的专业基础课程，主要讲授试验设计的原理和方法、数据整理、多种生物统计分析方法，是学生进行专业课程学习、参与科学研究、完成毕业论文及解决生产实践问题的工具性课程。但生物统计与试验设计课程由生物统计和试验设计两个部分融合而成，内容多而复杂，广而不精，与专业知识脱离，导致不适应现代农业科研、农业产业发展。并且教学改革多关注于如何有效传授知识，缺乏“三农”情怀的培养。教学模式单一导致学习困难，学生的创新实践能力不能有效锻炼。考核方式不能正确评价知识的理解和专业领域的应用能力[4]，本文针对新农科建设的新要求以及目前课程存在的问题，以培养思想先进、创新能力和实践能力强的“爱农、懂农、践农”新型农科人才为理念，进行课程内容改革、多种教学模式综合应用、多元化考核方式，实现学生在农业科研、农业产业中对本课程知识的综合应用，培养学生“三农”情怀，服务于新农科人才培养，课程改革成果将为新农科建设奠定基础。

1 重构课程内容，培养“三农”情怀，适应农业科研、农业产业发展

随着新农科理论与实践研讨的深入，多学科交叉融合的“农科+”模式不断涌现[5]。生物统计与试验设计作为工具性的课程，用数理推断手段解决传统农业学科问题，因此需与专业知识充分交叉、融合。但课程内容多而复杂，难度大，在有限的课时内很难将所有知识点进行全面、详细、透彻的讲解。在教学内容上应减少公式数理推导，强化与专业知识的融合，加入统计相关软件的应用，强调课程内容在农业技术革新、现代农业发展中的应用，培养学生“三农”情怀。主要通过以下三个方面进行。

1.1 专业知识与本课程知识的有机融合

本课程是农业、生物领域的工具性课程，本课程学习目的是解决专业领域的科研、生产等问题，因此与专业知识融合，才能适应农学科研、农业产业发展[6]。根据调查，很多高校将本课程作为专业基础课程，一个教师或教学团队对多个相邻专业的学生授课，因此其课程内容和专业知识的融合度较差，缺乏针对性。充分调查教授专业的专业知识、学科发展前沿，将本门课程知识与本专业知识有机融合，详细讲解现代农业领域、授课专业领域所常用的试验设计、统计分析方法，粗略讲解农业领域已较少应用的试验设计和统计分析方法，构建精而专的知识体系。比如巢式设计在动物学等专业的应用较多，而在植物生产类专业中的应用相对较少，拉丁方设计在植物生产类专业中应用较少，因此需根据教授专业特点选择性讲解，提高学生在农业科研、农业产业中对本课程知识的综合应用能力。

1.2 软件学习提高知识应用性

将信息技术发展所产生的课程相关软件学习加入课程教学内容，如统计分析软件SPSS、SAS，数据整理软件Excel，作图软件Sigmaplot、Origin 等。在假设性检验、方差分析、相关与回归分析、卡方分析等重要统计分析方法章节，总结理论知识的同时，以案例的形式让学生利用统计软件进行相应的统计分析，学会用本课程知识解决生产实际问题，增加学生对知识的应用能力。

1.3 “三农”情怀的培养

本课程教学的任务不仅是传授知识，更重要的是培养学生以强农兴农为己任，产生兴农报国使命感[7]。因此改革教学内容时，应充分挖掘本课程内容思政元素，实现立德树人。田间试验是推动我国农业科学和农业生产向前发展的重要工具，也是我国从解决温饱问题到实现小康的重要手段。该部分内容涉及田间试验设计、田间试验方案制定、田间试验管理与实施等。讲授该部分内容时，应传达如何利用田间试验这一工具实现农业关键性发展，以及如何利用田间试验的知识服务于粮食生产，服务于人民对健康、安全、美味等的美好向往。

2 多种教学模式综合应用

传统教学模式以教师讲解为主，选用的案例老旧，复杂、抽象的试验设计和统计分析原理，让学生学习困难，学习之后不能举一反三，不知道如何应用知识。单一的教学模式也无法实现创新能力和实践能力的锻炼，不能满足新农科建设要求。针对单一的教学模式，本项目将进行以下改革：

2.1 创新以学生为中心的互动教学模式

互动教学强调在教学过程中学生的主动参与，尊重学生的主体地位，做到教师与学生、学生与学生之间的教学互动[8,9]。近年学生的创新训练机会大大增加，这为本课程知识的应用提供较多的机会。以学科竞赛、创新训练项目等第二课堂内容为基础，引导合理选择试验设计、撰写试验方案、互动讨论试验方案，交流试验操作记录过程中的经验、讨论数据统计分析方法。让学生充分理解和应用课堂教学所学的试验设计、统计分析等知识。李亚鹤等[10]对本科学生进实验室、参加生物学相关竞赛的实际情况进行调研，并以此展开生物统计与试验设计课程教学方法的创新与探索，取得了良好的教学效果。

2.2 基于新时代农业现代化建设新案例库

邓诣群等[5]指出新农科人才培养，核心在于适应现代农业产业发展的趋势。结合全国以及地方农业产业发展，从农业新技术、新品种的研发、引进、推广过程中开发新案例。近年各大高校、科研院所农业科研水平不断提高，涌现出一批高水平科研成果，从教师农业科研中开发新的优质案例。邢光南等[11]对教师科研反哺教学在生物统计与试验设计课程中的应用进行了研究，得出科研实践可以丰富生物统计与试验设计的教学资源。学生创新创业训练项目成果不断涌现，也为本课程提供了良好的案例资源。利用广泛的案例资源，建设新的案例库，结合互动教学优化案例教学的组织形式。加深学生对知识的理解，训练创新能力，培养爱农、懂农、践农的“三农”情怀。

2.3 加强试验基地的建设，开展试验教学

生物统计与试验设计是典型的应用类课程。李喜焕等[12]认为应用类课程是涉农专业的重要课程体系，应以“学以致用”为教学目标。利用实验基地进行现场教学，可以很好地帮助学生怎么“学以致用”[13]。本课程中试验设计这一部分内容，需要指导学生结合试验基地、试验材料、试验地气候特点等开展具体可操作的试验设计。试验基地现场教学可以很好地避免本课程理论抽象、讲解枯燥等问题，调动学生的学习积极性，培养学生的实践操作能力以及理论知识的应用能力。试验教学过程中，对教学试验基地进行分区，提供不同的试验材料，让学生分组，各小组在特定的试验区域内自己动手独立完成试验方案，培养学生自主完成试验设计的实践能力，真正做到“学以致用”。

3 多元化考核方式，正确评价知识的理解和应用能力

本课程是一门应用性极强的工具性课程，传统考试已不能很好地评价学生的学习效果，且容易导致学生机械记忆公式和概念，忽略对试验设计方法和统计分析方法的综合理解和应用。本次改革将进行多元化考核方式，如图1 所示，基于雨课堂布置课堂作业和课后作业，考核评价各个知识点的学习情况。将互动教学过程中的试验设计思路、试验方案撰写、统计分析方法讨论等纳入过程考核项目，考查学生对各知识点的掌握情况。将基地现场教学过程表现纳入过程考核，考查学生对知识点的综合应用。创新期末考核方式，以正确评估和引导学生对课程知识的理解和运用。期末考核筛选适宜该学习阶段阅读的专业论文为考核材料，让学生找出其中的试验设计，分析作者选择该试验设计的原因；列出论文中采用的统计分析方法，分别可实现的目的；文中图表如何绘制等，考评学生在专业领域综合应用本课程知识的能力。

图1 多元化考核模式图

4 结语

新时代高等农林教育必须扎根中国大地，为中国农业农村现代化建设提供人才[14]。以新农科建设为主线的中国高等农林教育改革，将促使高等农林教育进入一个新的阶段，以此为背景的课程改革势在必行。以培养思想先进、创新能力和实践能力强的“爱农、懂农、践农”新型农科人才为理念，深入分析新农科建设要求、课程特点及存在的问题、学生知识体系变化，充分利用现有教育资源。通过优化课程内容、多种教学模式综合应用、多元化考核方式等进行课程的综合改革，实现学生对课程知识的综合应用，培养学生以强农兴农为己任、兴农报国的使命感。