“生物統計與試驗設計”一流課程建設探索與實踐

趙秋伶

（遼寧科技學院生物醫藥與化學工程學院，遼寧 本溪 117004）

地方本科高校向應用型轉變發展，是中國高等教育結構調整和社會持續發展的重大戰略舉措。在轉型發展的大背景下，提高學生創新意識和創新能力、分析和解決實際問題的能力、實踐能力及動手能力，已成為地方普本高校發展的共識和向應用型本科轉型的目標[1]。課程是人才培養的基礎、支撐和具體落實，也是當前中國大學帶有普遍意義的短板、瓶頸和關鍵所在。重視課程建設、課程的應用性和實踐性，在地方普本院校轉型中起著重要作用。

“生物統計與試驗設計”是利用統計學原理和方法來分析和解釋生命現象變化規律的一門科學，是農學、生物學相關專業的一門重要的專業基礎課，也是一門工具課程。通過本課程的學習，學生能夠掌握常用試驗設計的方法和典型的統計分析方法，為后續課程（創新創業訓練和畢業論文）、研究生教育及未來從事科研工作奠定理論和實踐基礎。

1 一流課程建設思路

2018 年，在第十一屆“中國大學教學論壇”上，教育部高等教育司司長吳巖提出建設中國大學金課，按照“兩性一度”，即高階性、創新性、挑戰度的“金課”標準[2]，應該轉變觀念，讓課程理念先起來；教師應該提高能力，專業素養高起來；改革課堂教學方法，讓課堂活起來；采用科學評價方式，讓學生忙起來；強化管理，讓制度嚴起來。地方普本高校學生學習能力一般、自我管理能力欠佳，但是動手操作能力較強[3]，必須根據學生特點因材施教，課程建設才能取得較好的效果。為建設“生物統計與試驗設計”一流課程，提出了地方普本高校一流課程建設思路：課程目標支持創新應用型人才培養，課程內容與時俱進，教學設計科學合理，教學組織與實施突出學生的中心地位。

2 課程建設目標

“生物統計與試驗設計”是本校生物技術專業重要的學科專業基礎課，是關于科學試驗的設計、實施、試驗數據的收集、整理、分析，以及結果解釋和推斷的一門課程。本課程主要是運用數理統計原理和方法進行生物科學研究，使學生理解試驗數據現象和本質的關系，樹立生物科學研究正確的思想和方法。該課程教學的目的是使學生初步掌握生物學實驗設計的常用方法，具有獨立處理和分析試驗數據的能力，為進一步學習各專業課程以及畢業論文設計與實施奠定堅實的基礎。堅持以能力培養、協調發展為原則，不斷優化課程體系，構架合理的課程教學模塊，培養學生的統計思維能力，提高學生在專業實踐中分析問題和解決問題的能力，為企事業單位培養具有生物統計學基本理論知識和技能、能夠獨立以生物統計學為工具進行數據分析的人才。

3 教學內容與資源

本課程包括32 學時，選用教材為《生物統計與試驗設計》，由徐辰武、章元明主編，高等教育出版社出版。本教材共包括9 章內容，分別為緒論、描述性統計、概率和理論分布、抽樣分布、統計推斷、方差分析、常用試驗設計及方差分析、一元線性回歸及方差分析、多元線性回歸及方差分析。本課程學時較少，最后一章為課外自學內容。本課程學時分配為緒論2 學時，統計推斷6 學時，其他章都是4 學時。根據教材，自制多媒體教學課件輔助教學。充分利用線上教學資源，講中國大學慕課平臺上西北農林科技大學建設的“生物統計與試驗設計”課程的相關部分作為學生線上預習的學習內容。

加入課程思政新元素，保證課程與時俱進。課程思政建設堅持價值引領與知識傳授相結合，培育學生求真務實、實踐創新、精益求精的工匠精神，培養學生踏實嚴謹、耐心專注、吃苦耐勞、追求卓越等優秀品質。通過課程思政教育，讓學生時刻銘記肩上的責任與使命，引導他們將所學知識服務于國家需要和民族振興，在潛移默化中達到了育人的目的。本課程的思政內容學時不少于總學時的10%。

4 教學模式與教學方法

“生物統計與試驗設計”課程是一門理論與實踐并重的課程，在課堂教學中既要重視理論知識的傳授，又要重視理論知識的應用，即實踐能力。該門課程理論部分概念抽象，數學公式多、內容雜、理解困難，在教學過程中學生普遍反映難學。針對該門課程的特點，授課教師不斷進行教學改革與探索。

4.1 基于信息技術的數字化教學模式創新

每四年修訂一次培養方案，每次修訂培養方案專業課程都會被壓縮，到目前“生物統計與試驗設計”的學時只剩32 學時，對于理論課的講述是完全不夠的，一些統計原理沒法展開講述，并且這32 學時還包含了8 學時的上機實踐。但是對于“生物統計學”課程來說，統計原理非常重要，掌握原理才能靈活運用統計分析方法。課堂教學的局限性表現在：課堂上每節課時間有限，短短四五十分鐘，既要求教師講清楚、學生聽明白，又要求師生互動，讓學生參與課堂。基于信息技術的數字化教學模式彌補了課堂教學的局限性，將某些課程理論知識的學習放在課前，通過“翻轉課堂”的教學模式，要求學生們在每次課前做好預習。預習完成的學生自覺參加學習平臺上的預留測驗，測驗不及格，需要再次預習參加測驗。學生課前有了一定基礎后，再進行課堂學習，效果會事半功倍。

4.2 重視統計軟件的應用訓練

“生物統計與試驗設計”課程教學目標是培養學生進行試驗設計和對數據進行統計分析的能力，具有很強的實踐性，因此實踐教學是非常重要的。電子計算機技術為人們提供了便利，讓復雜的數據處理工作變得非常容易，應用計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程跨過，讓學生直接看到統計輸出結果，根據學過的理論知識學生能對統計分析結果進行合理解釋，學習目的就達到了。本次課程使用的統計軟件主要有Excel 和SPSS。Excel 軟件提供了較強的數據分析功能和統計繪圖功能，易學易用，前幾章可用，但對復雜的統計分析有局限性。SPSS 有強大的數據處理功能且操作簡單，用鼠標可以完成大部分操作，因而深受使用者的歡迎。筆者們注重分析書上的例題，因為每一道例題都是一個實例，尤其對于每一個有原始資料的例題，應教會學生們使用SPSS 軟件進行處理分析，從輸入變量到輸入數據，最后根據方法點合適的統計分析窗口進行設置，輸出統計分析結果后，學習根據結果去推斷總體參數。通過應用數據統計的實例、統計軟件和分析方法，加強試驗設計和提高學生的統計分析能力，提高學生的實踐能力。

4.3 任務驅動教學法及案例教學法的應用

任務驅動課程教學模式，強調以學生為中心，教師主要是任務的制定者和學生學習的引導者，其核心思想是通過真實問題引起學生深度思考，在解決問題的情境下，使學生獲得與應用相關的知識[4]。任務驅動式教學法特別適用于應用型本科人才的培養，將學生分成若干學習小組，各小組在任務的引領下主動分工協作、獲取必要的知識，最后應用所學知識創造性完成項目，獲得思維創新能力和團隊合作能力。本課程以書中例題和課后習題為任務，將相同類型的題歸類為一個任務，要求學生具有舉一反三的能力，學會一個，同類題都能探索出來，個人不能解決的問題，通過團隊協作解決。

將科研實踐實例引入課堂教學，搜集本院教師在科研實踐中的數據，將所涉及的統計分析方法和試驗設計方案引入課堂，一方面加深學生對本課程應用的理解；另一方面拓寬學生視野，加強學生對本專業的了解。課程組學生通過參加“大創”“挑戰杯”“創業杯”等活動參與教師科研課題，加強第二課堂建設，提高學生的實驗技能和數據分析能力，培養學生的課外研究興趣、嚴謹的科研態度以及創新思維。

5 課程考核評價

考核評價是學生學習的指揮棒，傳統一考定乾坤的考核方式，學生學習的熱情和能動性都被遏制。學生平時不努力，卻喜歡在考試之前搞突擊，臨時抱佛腳，所學知識考完就忘，學習效果較差[5]。所以考核方式改革更重要！過程性評價側重學習過程中學生的學習動機和參與課堂程度，具有考核過程動態、考核手段多元和考核方式多樣等特點，形成性評價非常注重考核學生平時學習的效果。為了給學生加碼，多留學習任務，讓學生學時平時忙起來。將“翻轉課堂”和“任務驅動教學法”兩項任務的考核方式落實到位，學生對所學的知識進行探索，在嘗試中走向成功，也能激發學生自身的潛能。過程性評價也有利于教師隨時掌握學生主體的學習態度和學習狀態，發現問題能夠及時予以糾正。

將過程性考核要求和經濟地理學的課程相結合，學生學習該課程的最終成績=過程性平時成績（40%）+期末筆試成績（40%）+期末上機操作成績（20%）。過程性平時成績（40%）=學生考勤（10%）+課堂表現（20%）+作業成績（40%）+平時測試（20%）+任務驅動法里小組團隊協作能力（10%）。為了突出過程性考核，學生獲得該課程的最終成績過程性平時成績（百分制）要大于60 分的標準。

學生考勤共計10 分，不在教學平臺上預習課程算曠課，曠課扣2 分。如果學生無故曠課累計達3 次及以上或者請假課程學時數達1/3，則學生不能參加最終的期末考試，直接取消考試資格。遲到、早退一次扣除1 分。課堂表現指學生參與課堂，包括線上教學課堂程度的整體情況評價，主要表現在回答問題、課堂專注度、師生互動等幾方面，共計20分。每章結束后布置多次多形式的課后作業，根據作業完成情況計分。因自身原因未交作業次數累計達3 次或以上的學生，取消課程期末考試資格。平時測試：每次課前請學生們登錄平臺，做測驗題（主要包括選擇題和填空題），將測驗題得分匯總成小測驗成績。例題及習題要求所有學生都會操作，這部分以任務驅動形式按小組來完成，如果組內所有成員均已學會，都得到滿分，只要有一名學生不會，將扣所有組員的分數。期末筆試答一張試卷，上機操作考試，每人操作一道題。

6 師生的滿意度

本課程經過本輪精心建設，取得了較好的教學效果，上課時學生能跟上教師節奏，能與教師互動，說明學生上課時思維活躍了起來，通過各種過程性及期末考核評價，也發現本輪學習學生掌握得較好。通過跟學生交流發現，學生對本輪課程建設、課程改革模式滿意。