《田間試驗與統計分析》教學改革研究與實踐

朱永平 和鳳美 覃鵬

摘 要：田間試驗與統計分析是農學類各專業的一門主要的專業基礎課，具有較強的理論性和實踐性。本課程對培養學生的科研能力及對后續課的學習都起著重要的作用。為了讓學生更好地學習和掌握該門課程，針對教學中存在的問題，結合多年的教學實踐和教學特點，提出在教學中應選擇適合的教材，優化教學內容，利用現代教育技術改革教學手段，采用適合不同教學內容的多元化教學方法以激發學生學習興趣、加深對所學內容的理解和掌握；加強實踐能力的培養，掌握統計軟件的運用；改革評價手段和考核方式，優化課程教學模式等方面進行了實踐與探討并提出一些觀點和建議。

關鍵詞：田間試驗與統計分析 教學改革 研究 實踐

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（a）-0016-02

田間試驗與統計分析作為數理統計在生物學領域的應用，是關于生物科學試驗的設計、實施，試驗數據的收集、整理和分析，以及對試驗結果進行解釋、推斷的一門科學，是一門應用性、實用性很強的方法論學科，也是一門教學難度較大的課程。隨著生物科學的快速發展，現代田間試驗與統計分析將與信息技術密切結合，減少側重傳統數理統計，而更多注意數據處理、分析及生產實際應用。因此，田間試驗與統計分析是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科，具有“科研工具”的特點，它是生物科學、農學類專業的專業基礎課，通過該課程的學習，培養學生初步具有獨立處理和分析試驗數據的能力，并為生命科學相關課程的學習和生物科學研究奠定堅實基礎[1]。

田間試驗與統計分析與一般數理統計學相比，它不僅要運用數理統計原理和方法去揭示事物可能存在的內在規律性，而且要根據專業知識去發現、分析和解釋為什么會存在這種規律性。田間試驗與統計分析主要包括生物科學和農學研究中常用的試驗設計方法和統計分析方法兩部分。為了充分利用課堂有限的教學時間，提高田間試驗與統計分析課堂教學效率及教學質量，筆者對多年來的教學方法、教學手段做了一些改革實踐與探索，現就教學改革實踐中的相關問題談幾點體會與思考。

1 選擇適合的教材，優化教學內容

改革教學內容，首先應選擇適合的教材，優化教學內容。選用的教材與教學效果密切相關。教材是體現教學內容和教學要求的知識載體，是進行教學的基本工具，是學科建設與課程建設成果的凝結與體現，是學生在校獲取知識的重要來源，是教師進行教學的依據，貫穿整個教學過程，對提高教學質量起到重要保證作用[2]。由于培養目的的不同，就根據教學內容，選用教材時應有很強的針對性。統計學專業應選擇以統計原理的和統計模型的推導為主，系統性強的教材，目的是培養專業統計學人才；生物科學、農學類專業應選擇以注重基本理論和實際應用的結合，適用性強的教材，教材內容應主要體現試驗前的試驗方案設計、試驗過程中的誤差控制和試驗后的資料分析，應做到輕理論，重應用，通過各種實用統計方法介紹、案例講解、應用軟件操作，從生物領域中各種實際應用出發，目的是培養學生樹立統計理念，建立統計邏輯思維，應用統計學的原理和方法來解決科研和生產實踐中需要解決的問題，所以對于農學類專業的學生可選擇運用規劃教材或國家級重點教材等優秀教材。經過篩選比較，我們選用明道緒主編《田間試驗與統計分析》（普通高等教育“十二五”規劃教材，科學出版社）。

2 利用現代教育技術改革教學手段

現代教學手段展示了其優越性，推動了教學改革。傳統的教學手段主要依靠粉筆板書，使寶貴的時間浪費于黑板上概念解釋、陳列數據、羅列步驟、書寫公式、繪制圖表上，從而造成講課信息量較少、效率低的結果，不能夠留出充足的時間讓學生進行課堂練習，鞏固所學內容。

多媒體計算機輔助教學能集圖像、動畫、音頻、視頻等諸多媒體的優點于一身，并能靈活、動態、有機地將各種媒體綜合連接起來，使抽象枯燥的教學內容轉化為生動形象的動感內容，直觀形象，通俗易懂，為教學創造了廣闊的展示空間，已成為現代教育技術的一種重要手段。在教學過程中可充分利用背景圖案、字體顏色、線條、圖形、聲音、動畫等變化多端的多媒體課件形式，圖文并茂化，以多角度以來刺激學生的聽覺、視覺，活躍學生的思維，吸引學生的注意力，加深對教學內容的理解和消化吸收[3]。

由于現代教育技術能夠預先將大量的動畫、視頻、圖形、圖像、文字存儲于計算機內，因此，在該課程中利用多媒體進行教學可以大大降低教師在課堂上寫板書的簡單勞動時間，提高了課堂教學效率，加快了教學進度，使教師將精力與時間更多地集中在重點知識與分析講解上[4]。但為充分考慮學生的接受能力，在多媒體教學過程中應控制節奏，應盡量放慢講解速度，在必要的應留出時間給學生記筆記、做練習，思考、消化吸收所學內容。同時還應根據教學內容，對教學難點采用黑板作解釋性教學，將傳統的教學手段的獨特優點與現代教育技術有機結合，以彌補多媒體授課的不足。

3 加強實踐能力的培養

田間試驗與統計分析是一門應用性、實踐很強的課程，在教學中應加強實踐性教學，開設實驗課，把統計軟件的應用融入教學過程，培養學生掌握統計軟件的應用技能，鞏固理論課程所學知識。生物科學、農學類專業建議安排占總學時數20%左右的上機實習，在教師的指導下通過統計軟件完成實驗內容，培養學生處理試驗數據資料的操作能力。在實驗教學中可將SAS（Statistical analysis system）、SPSS統計軟件及Excel辦公軟件，根據實驗教學內容靈活應用，能大大提高實驗教學效率，可起到很好的實驗教學效果，而且還提高了學生的學習興趣和積極性。

3.1 Excel在實驗教學中的應用

Excel是一個功能強大、技術先進、操作簡易、方便靈活的表格式數據綜合管理與分析系統，已在財政、金融、統計、管理等許多領域使用，其統計功能雖然不像專業統計軟件那樣強大，但Excel軟件具有通用性和兼容性，直觀明了，易學易用，是最簡單易用的田間試驗與統計分析教學輔助軟件。在田間試驗與統計分析實驗教學中應用Excel可以對數據進行輸入、整理、試驗資料檔案建立、圖表功能及簡單統計計算，如特征數計算、卡方計算、t檢驗等，特別是Excel圖表處理功能可得到圖文并茂的精美圖形。用Excel軟件進行計算，可大大提高計算效率，可以節省大量的時間，豐富教學內容，增強趣味性，又能使學生很容易地理解和掌握。Excel在田間試驗與統計分析實驗教學中的應用，可使數據的計算變得簡單、快速、準確，有利于學生掌握簡單的統計分析，激發學生課后動手的興趣，同時增強學生使用常用辦公軟件的能力[5]。

3.2 加強統計軟件在實驗教學中的應用

目前常用的統計軟件有SAS、SPSS等，其中SAS統計軟件是目前公認的著名的國際上最流行、并具有權威性的數據統計分析軟件之一，包括30多個工具模塊，廣泛應用于實用統計、運籌學、質量控制、大型矩陣計算等。SAS統計軟件在生物科學中應用較多的有兩大模塊：統計分析模塊（如平均數的檢驗、t檢驗、相關分析、回歸分析、方差分析、主成份分析、因子分析、聚類分析、廣義線性模型、判別分析等，以及試驗設計，如多因素多水平試驗、拉丁方設計、裂區設計、正交設計和響應面設計等）；繪圖模塊（如繪制直方圖、餅圖、散點圖、曲線圖、層次圖、時間序列圖等）。在實驗教學中用Excel不能很好解決的統計分析問題，如方差分析、多元分析等，教師可以提前按實驗教學內容編輯一些田間試驗與統計分析中常用的SAS應用程序，學生根據實驗內容打開相應程序只需替換相應數據，或做適當修改就可直接運行。

4 改革評價手段和考核方式

在成績評價上應改變“一考制”，增加平時成績和實驗成績。傳統的考試以閉卷筆試的方式為主，內容主要注重于理論知識和方法的考核，一次期末考試幾乎決定了這門課程的成績，這樣造成期末考試前，學生臨時抱佛腳，投入超過平時幾倍的精力、時間突擊應付，有的甚至“開夜車”，增加學生的學習負擔，同時也不利于學生牢固掌握所學知識，最終導致該門課程結束后很多學生對所學部分知識仍處于陌生狀況。田間試驗與統計分析屬于工具性、實用性強的課程，因此，應把考核學生應用統計學知識的能力、實際應用和綜合分析問題的能力作為重點。采取閉卷考試與實驗考核相結合，基礎知識部分采取閉卷考試，實際應用部分（統計軟件應用）通過實驗考核完成。為了強化平時練習，督促學生及時復習所學知識，學生的總評成績評定辦法為：期末成績占65%，實驗成績占20%，平時成績占總評成績的15%，平時成績由作業、出勤等計算。同時注重突出考試內容的實用性，適當減少名詞解釋、問答題等需要純記憶性的題型，增加考核學生掌握基本知識的程度及靈活應用知識和解決實際問題能力的題型，把考核的重心置于考察學生對該門課的實際應用能力上。

5 結語

教學改革應重點突出學生基本知識、基本技能、科學素養、實際應用能力和創新能力的培養[6]。田間試驗與統計分析教學改革的目的，就是要為生物技術及農業生產培養具備統計分析與統計邏輯思維能力，在生產實踐中具有一定創新能力的合格的專業技術人才。田間試驗與統計分析教學改革是一項長期的系統工程，是專業發展的需要，也是素質教育的需要，應在不斷的實踐過程中逐步提升和完善，并將為解決科學研究和生產實踐中的問題發揮作用[7]。

參考文獻

[1] 章元明.打造精品課程積極推進《生物統計與田間試驗》課程體系建設[J].現代農業科學，2009，16（2）：172-175.

[2] 尹國友，孫婕，謝朝暉.《田間試驗與統計分析》教學的探索與實踐[J].廣東科技，2010（10）：52-53.

[3] 張文婷.利用多媒體技術特性推動教學與教改創新[J].中國科技信息，2010（21）：142.

[4] 寧海龍，姜振峰，張淑珍，等.運用現代教育技術改革生物統計與田間試驗課程的教學手段[J].東北農業大學學報：社會科學版，2005，3（1）：95-97.

[5] 鄭先波，栗燕，宋尚偉.Excel在田間試驗與統計分析實驗教學中的應用探討[J].中國科教創新導刊，2010（11）：183.

[6] 羅兵，孫海燕，沈宗根，等.生物化學教學改革初探[J].中國科教創新導刊，2011（28）：68.

[7] 和鳳美，朱永平，鄭麗，等.《園林植物遺傳育種學》課程教改探討[J].中國科教創新導刊，2011（28）：79.