“雙創”背景下教學方法的創新與探索
——以寧波大學生物統計與試驗設計課程為例

李亞鶴 趙建國

高等學校創新創業教育改革實施意見指出，在學生培養過程中要堅持以學生為中心、以培養學生能力為導向，更加注重對具有創新思維和創業能力的“雙創”人才的培養。為此，許多高等院校進行了教學改革，包括理論教學[1-2]和實踐教學[3]。“雙創”人才的培養也是寧波大學生物技術專業學生培養的一個重要目標，生物統計與試驗設計是該專業的核心課程。該課程既是一門理論課程，又是一門實踐課程，實用性強。因此，如何在授課過程中培養學生的雙創思維，鍛煉其分析與解決問題的能力和團隊合作能力，是至關重要的問題。本文分析了寧波大學生物技術專業生物統計與試驗設計課程在授課、考核過程中存在的問題，提出了相應的解決對策，以構建新型教學、實踐與考核體系。

一、寧波大學生物統計與試驗設計課程簡介

生物統計與試驗設計是寧波大學生物技術專業的核心課程，以生命科學領域的隨機現象為研究對象，介紹如何用概率論與數理統計的原理和方法對生命科學領域中的問題進行數據的收集，并對獲得的數據進行整理計算和統計分析，基本內容包括試驗方案的設計、統計推斷理論基礎（假設檢驗、區間估計等）和試驗資料的整理和方差分析[4]。該課程開設在大三上學期，要求學生先修概率論、微積分、高等數學等課程，考核方式為一頁開卷。

二、生物統計與試驗設計課堂教學中存在的問題

生物統計與試驗設計課程涉及的理論、概念、公式等繁多且抽象，難以理解和記憶[5]，學生普遍反映該課程難學難懂難應用。在實際的授課過程中也發現，學生的基礎知識掌握不牢固，如無法很好地區分概率的古典定義、統計定義、主觀定義以及進行事件概率的計算等，學生學習積極性不高，存在眼高手低、“三分鐘熱度”、“一聽就懂，一做就錯”的現象。盡管目前寧波大學生物技術專業生物統計與試驗設計課程的期末考核模式為一頁開卷，學生在考前將所學公式、知識點匯總在一頁A4 紙上，這在很大程度上避免了學生對公式的死記硬背，降低了考試難度，但由于學生對基礎理論知識掌握不牢固，不會舉一反三、靈活運用，這與“雙創”的人才培養模式是相悖的。

目前，越來越多的線上課程、微視頻等進入課堂[6-7]，但對多媒體教學工具的過度依賴也在一定程度上降低了學生的參與度，容易導致課堂成為教師一個人的“獨角戲”，往往是教師一個人講得眉飛色舞，學生聽得云里霧里，或是左耳朵進、右耳朵出，知識點沒有在大腦中停留。造成這種現象的主要原因，一方面是教師的教和學生的學是分離的，教師課前備課過程中花費的時間遠高于課堂教學時間，導致課堂上有限的時間內講授的內容較多，學生跟不上教師的節奏；另一方面，對于生物統計與試驗設計這種數理性強的課程，不僅需要學生課堂上的沉浸式學習，更需要學生課前預習、課后復習，將前后知識點銜接起來，但這對于大部分新生代的學生來說顯然是不可能的。此外，寧波大學生物技術專業的大三學生，多數已經進入實驗室開展相關實驗，或是參與生命科學競賽、“挑戰杯”等各種競賽，除非學生在實驗過程中需要用到生物統計的知識，否則很難靜下心來學習理論知識。即便需要用到生物統計的知識，學生也更希望學習的是如何運用軟件操作更便捷地達到解決問題的目的。這也凸顯了統計軟件分析的學習在生物統計與試驗設計教學過程中的重要性。

另外，不能忽視的是，對于成長在高新技術迅猛發展時代的新生代大學生來說，他們對于類似方差分析、線性擬合這種可以用軟件迅速獲得結果的知識點的基礎理論學習是較為排斥的。但這些理論知識的學習又是分析軟件操作與結果分析的基石，本科生的學習不可能只講軟件不講理論，然而課程的課時安排又不足以同時進行理論知識和軟件的講解。

綜上所述，目前生物統計與試驗設計課堂教學存在的問題主要有以下幾點：第一，授課內容多，概念理論復雜、枯燥單調，學生興趣不高；第二，教學模式單一，學生課堂參與度不高，這在其他高校中也是普遍存在的[8]；第三，閉卷與一頁開卷考核模式不足以體現學生對知識點的掌握及利用程度；第四，課程課時較少，不能兼顧理論和軟件的學習。

三、教學改革方法

基于“雙創”教育的人才培養理念，結合授課過程中發現的問題，著重從授課內容、授課方式、考核評價方式等方面為提高生物統計與試驗設計教學質量提出以下幾點改革措施。

（一）復雜理論簡單化、系統化

合理編排教學內容是保證課堂教學質量的首要前提[9]。統計學的理論性強，對數理化基礎要求高，但對生物技術專業的學生來說，其生物統計學重在應用，沒有必要像數理、統計專業的學生一樣，花費大量時間學習數理分析和代數相關知識。比如：對于t 分布和F 分布，生物技術專業的學生不需要記憶t、F 分布的概率密度函數，但是需要學會利用t和F 分布表進行顯著性分析；針對方差分析這一內容，學生需要知道并理解方差分析的基本思想，會分析方差分析表，并進行多重比較。因此，針對前期基礎理論和概念的復雜性，教師首先要統攬全局，將復雜知識簡單化、模塊化、系統化，從學生的角度出發，結合生物學研究實例，減少對非必需知識點的講解和不必要的理論推導，在一定程度上增強學生對必要知識點的理解，鍛煉其統計的思想，同時這樣也節省了課堂教學時間。

（二）改變傳統教學模式，豐富教學手段，提高學生學習興趣

在實際的授課過程中，要注重將“教”的創造性留給自己，將“學”的主動性還給學生（見圖1）。首先，教師在利用大學生慕課、微視頻、翻轉課堂、文稿演示講通講透基礎理論知識的同時，將班級學生進行分組，對知識點進行歸類，分門別類地制作小卡片或制作思維導圖，運用卡片記憶法和思維導圖法幫助學生進行理論知識的學習。其次，在學習統計推斷、方差分析等知識點時，教師可以結合學生在實驗室和各類競賽中獲得的數據進行案例分析，將學生進實驗室參與實驗、參加生物學相關競賽獲取的相關數據融入課堂教學，增強學生的學習興趣。設置開放性問題，學生分組討論，引導學生樹立“一個問題不一定存在單一性答案”的觀念，鼓勵其創新思考，鍛煉其團隊意識。此外，選擇合適的章節，在授課過程中，教師可以運用超星、微信群、釘釘群等在課堂上進行小測驗，檢測學生對知識點的掌握程度。

圖1 生物統計與試驗設計課堂教學及考核模式

（三）重視統計軟件的學習，將理論教學和實踐教學統一起來

統計學理論知識學習的目的在于應用，在目前純理論授課的基礎上引入相關統計軟件的學習，激發學生的學習興趣，培養其理論聯系實際的能力。如在學習資料特征數計算時，引導學生用Excel 進行相關的計算，加深其對標準差和標準誤等的理解。在聽課過程中，學生要結合自己在實驗中獲得的數據，學會運用O-rigin 作圖軟件繪制直方圖、散點圖、柱狀圖、餅狀圖、線性擬合圖和非線性擬合圖，理解相關系數r 和相關指數R2 的區別與聯系。結合Origin 和SPSS 軟件中方差分析的操作過程，加深學生對課本中方差分析相關知識的理解，增強該課程的實用性。

（四）優化考核方式

目前，多數高校的期末考核方式為閉卷考試，而寧波大學生物技術專業生物統計與試驗設計課程的期末考核方式為一頁開卷，和閉卷考試相比，這種考核模式減少了學生對公式的記憶，但也導致學生將更多的精力用于準備一頁A4 紙，而對知識點的理解不透徹，存在考試撞大運的心理。因此，相關教師要重視教學過程中各個環節的考核。

首先，平時成績多樣化。學生需要在課前完成相關知識點視頻的預習，在基礎理論知識講授完成之后，學生分組進行知識點小卡片的制作，通過擊鼓傳花游戲，對卡片上的知識點進行提問，同學互相評分；課堂上前5～10 分鐘臨時要求學生將所學知識繪制成思維導圖，教師根據成圖評估學生對知識點的掌握情況；設置開放性問題，進行小組討論；相關章節設置課堂實訓；結合生命科學競賽、本科生進實驗室開展實驗等數據，分組進行已有實驗數據的方差分析、圖表制作等大型作業，教師通過對作業的批改，評估學生對統計、作圖軟件的掌握程度。以上均按比例計入平時成績。

其次，期末考核開放化。期末考核設置為開放課題的形式，收集已有的學生競賽、畢業設計的數據建立開放課題題庫，引導學生運用所學的生物統計學知識，選用恰當的數據處理方式分析處理數據，繪制成圖表，學有所用。或給出一定的科學問題，引導學生自主設置試驗方案，通過簡單的實驗操作自行獲得數據，并運用所學知識進行數據處理和圖表的繪制。嘗試建立非標準答案考核體系，鍛煉學生分析問題、解決問題的能力。

綜上所述，生物統計與試驗設計是寧波大學生物技術專業學生的核心課程，對于成長并生活在信息量遞增、高科技迅速發展的新生代大學生來說，學習、接受并掌握生物統計基礎理論知識是比較困難的，他們更關注軟件操作的實用性，因此該課程教學改革的難度也是較大的。本文梳理了該課程在課堂教學和考核方式中存在的問題，提出了相應的解決對策，即將理論知識簡單化、碎片知識系統化，改變傳統教學模式，豐富教學手段，運用軟件進行實驗數據的處理、作圖及顯著分析，加強實踐的過程，并對考核評價體系提出了優化方案，嘗試建立非標準化的評價體系，希望通過對教學過程、教學模式、考核體系以及教學主體———教師的教和學生的學等全面系統的優化，在教與學的過程中鍛煉學生的創新思維、創業能力和團隊意識，完成生物統計與試驗設計課程的教學改革，并為這種理論性、實踐性、應用性強的課程的教學提供一定的借鑒。