以學生深度參與為導向的田間試驗與統計課程探索與實踐

王興云，張新強，周亞麗，王景順，張坤朋

（1.安陽工學院生物與食品工程學院 河南 安陽 455000；2.安陽工學院博士后創新實踐基地 河南 安陽 455000）

新農科建設旨在解決農業、農村、農民問題，要求高校從教育理念、培養方案、教學模式等方面進行全面升級改革，培養一批符合時代發展與“三農”事業發展需求的高素質人才，為其今后從事農業科學研究打下堅實的理論基礎。“田間試驗與統計”是一門農學專業相關的基礎課，既需要進行生物科學試驗設計，又要對試驗結果數據進行分析，還包含大量數據處理軟件的運用，因此教學難度很大。

本文以新農科課程改革為背景，以生為本，采用學生深度參與教學法，教師在教學過程中設置問題場景進行授課，并增加課程實踐環節。實踐證明，這種教學模式有利于學生在田間試驗與統計中加速從知識到能力的快速轉化，激發學習興趣，培養學生處理解決實際問題的能力。

1 田間試驗與統計教學中存在的問題

田間試驗與統計教學以高等數學、應用數學為基礎，且課程抽象、概念較多、參數多、計算量大、公式復雜、邏輯性強、實踐性強等，學生學習興趣不高。在教學中，教師可通過設置問題情境，激發學生的學習意愿，將學習內容根據教學目標、難易程度轉化為新穎而生動的問題情境，讓問題變成學生認識與思考的對象，進而激發學生的求知欲。

本課程中大量統計數據的運算是授課的一大難點。由于人工計算能力的局限性，導致課堂中無法演示一些計算方法較為復雜或樣本容量大的數據，而只能簡單講授計算方法較為簡便或樣本容量小的統計方法，而農業的實際生產中遇到的數據復雜且計算量非常大。教師在教學中可帶領學生進行計算機軟件的學習，如將一個復雜的統計計算輸入EXCEL 表或者SPSS 中，瞬間即可得出正確的結果，這樣學生可以集中精力掌握統計原理和方法。

農業生產中觀測的數據具有普遍的差異性，學生在分析數據時常常無從下手。教師在教學中可增加學生實踐環節，安排學生去田間自己收集數據，引導學生進行統計分析，促使學生從實驗設計、統計方法等方面反思自己存在的問題。

針對這些問題，筆者結合自己的教學經驗，探討深度參與教學法在田間試驗與統計課程教學中的應用（如圖1），以提高學生處理和分析試驗數據的能力，為完成畢業論文奠定堅實的基礎。同時，在新農科背景下，為田間試驗與統計課程教學改革提供新思路，提高學生應用所學知識解決實際問題的能力。

2 深度參與教學法在田間試驗與統計課程教學中的應用

2.1 參與式課程教學理念

課程教學理念是教學活動中基本態度和觀念的集中體現，深度參與教學法是以學生為主體，提倡知識與技能的同步化，實施開放式教學。教師在教學過程中注重學生的參與和互動，師生共創科學氛圍，課堂中通過設置問題情境等一系列探索發現活動，激發學生的學習熱情，讓學生體驗探究參與的樂趣。

圖1

2.2 課程設計思路

教師按照“循序漸進，強化基礎，先易后難，注重實踐”的設計思路進行授課，將實踐環節放在重中之重，讓學生能夠參與其中。一是教材課本講解。課前，將課件提前發給學生，要求學生進行課前預習，列提綱。課中，主要對公式的推導和運用進行重點講解，設置問題場景，按照不同使用條件將公式進行分類，再講解每個公式的差異性與類似之處，然后采用例題分析引導學生運用公式。課后，引導學生溝通交流，收集數據，進行分析。二是課程設計。帶領學生實地進行試驗處理，讓學生在實踐中運用所學知識解決問題，發現所學知識的不足，再進行重溫學習。三是模擬畢業設計。學生自己去收集數據，分析數據，小組互評，教師點評，模擬畢業設計的數據處理過程。

2.3 課程的具體實施措施

2.3.1 課前布置學生預習任務

教師在課前將下節課的教學目標、內容通過雨課堂發送給學生，明確學生應該達到的具體預習目標和要學習的課程內容，讓學生對下節課要學的內容有初步的了解，掌握簡單的知識點。教師應要求學生在自學時將不懂的地方進行標記，使學生帶著問題參與課堂，提高課堂教學效果。另外，有些知識存在很大的迷惑性，學生看似懂了，但理解其實只停留在表面，并未真正理解其深處的含義，課堂上，教師應對此類知識進行重點講解，引導學生變換角度思考、討論，提高學生對這類知識的理解、記憶，幫助學生發現自己學習過程中的不足，從而重新審視自己的原學習過程，改進學習方法。

2.3.2 課中設置問題場景，鼓勵學生參與其中

教師從備課開始就應認真了解學生的課程學習基礎和實際接受能力，結合教材的內容，準備適合的教學資源，并結合實際案例設“疑問”，創設發現問題的情景，從而在課堂上有目的地啟發、引導學生，使問題成為課堂講解的“引子”，通過問題鏈接引導學生進行課堂探討。課中主要是重難點的講述，重點內容主要是專業術語、理論分布、基本原理等；難點是公式的推導與應用和結果的分析。課堂流程為：理論知識比較講解—設置問題場景—公式推導—例題講解—師生討論—總結歸納。不管是哪一步，教師都要與學生保持互動，鼓勵學生積極參與。

例如，本課程第四章統計推斷關于樣本平均數假設檢驗部分，教師可先講解理論分布和專業術語，提出本節課與上一節課的不同點，如檢驗方法類似，但是統計量計算存在差異，并設置問題場景：咱們班和隔壁班同學的體重有無差異，這些數據屬于什么類型的數據，如何檢驗其差異？帶著問題進行公式的講解，教師主要采用對比法，引導學生按照不同使用條件進行分類；在講解過程中加強對數學公式的推導，引導學生比較公式的差異性與類似之處。例題是公式運用的體現，在講解例題時，教師主要采用板書引導學生一步步分析問題，如為何用此種方法、計算公式選擇哪一個、計算結果如何解釋等等。同時，引導學生結合SPSS軟件進一步計算，并將兩者計算結果進行比較。最后，教師進行知識的總結歸納，采用小組討論的方式，讓學生自己編制知識表格進行歸納，根據樣本方差是否已知、是否為大樣本、公式的使用條件等進行總結。

2.3.3 課后數據收集

課后是一個提升的過程，是學生進行思路和知識運用的過程。課后學生收集到的數據，運用本節課所學知識進行分析，也是下節課知識學習的基礎。如本節課講到平均數假設檢驗，如果只收集了本宿舍同學的體重（小樣本）如何比較，如果收集了整個班級的體重（大樣本）如何分析。下節課中拓展前后差異數據的比較，如五年前和現在自己體重的差異，數據如何進行分析？

2.3.4 課程實踐

大田實踐。課程實踐是對所學知識的綜合運用。通過親身實踐，學生可以自己走入科學中，體驗科學發現的過程，總結失敗的教訓，分享成功的喜悅，培養團隊合作精神。本課程實踐設置的“不同殺蟲劑對小麥田/艾草田蚜蟲防治效果”的研究，學生從實驗所用儀器的購買到下田發現儀器的缺失，認識到提前準備的重要性。教師再帶領學生實地進行試驗處理，學生運用田間試驗設計的三原則進行小區設計試驗；在調查中采用五點取樣等方法收集數據；分析數據采用不同的方法進行多樣化比較，t 檢驗、方差分析、數據轉換等，并運用SPSS 軟件進行數據分析；最后反思實驗過程中出現的問題，撰寫課程實踐報告。

模擬畢業設計數據處理。教師鼓勵學生自己去收集數據，分析數據，模擬畢業設計的數據處理過程。同時，教師要引導學生分析往屆畢業生的畢業論文，找到他們實驗設計和數據處理的不當之處，進行探討糾正學習。

2.3.5 注重參與性考核評價形式

為更加真實地反映學生的學習表現和學習效果，本研究采用“5+3+2”（期末考試、課程實踐成績和平時成績）的考核評價形式，即期末考試卷面成績占50%，課程實踐參與式教學成績占30%，平時成績占20%。期末考試成績即卷面成績，采用傳統的閉卷考試，主要考查學生對基本理論知識的掌握程度。課程實踐成績考查學生將課堂上學到的理論知識應用到生產實踐中的能力，以直觀反映學生對課程內容接收和理解的程度，有效拓展學生的創新思維。平時成績主要包括出勤率、師生交流、生生交流、作業撰寫等，激發學生學習的主觀能動性。課程實踐成績和平時成績均體現了學生深度參與教學的過程，參與是促進學生有效學習的一種重要方式，注重過程性評價。

3 小結

新農科建設課程體系，從講好每一門課程開始。學生深度參與的教學法降低了學生對田間試驗與統計的學習心理障礙和壓力，推動了課程教學活動的開展，將學生的參與提高到中心位置，增設課程實踐環節，使學生在實踐中掌握知識，激發了學生主動思考的能力，增強了學生學習的積極性和主動性，提升了學生的思維和創新能力，拓展了學習的知識維度。以下經驗可推廣至其他課程：一是采用學生深度參與教學法進行授課，注重“以人為本”的主導思想，課堂中以學生為主體，形成學生主動參與、人人參與的課堂氛圍，培養學生勤于動手、樂于探索發現的學習理念。二是采用設置問題場景模式進行授課，通過問題來引導學生進行課堂探索和學習，激發學生主動思考的能力。課堂中設“疑問”，以問題為課堂的引入點，有目的地啟發、引導學生，提高學生解答實際問題的能力。三是增加課程實踐環節，鼓勵學生親身實踐，讓學生體驗到科學發現的過程，對成功者給予充分的肯定，與失敗者一起總結經驗教訓，培養學生的團隊合作精神，全方位鍛煉學生的實踐能力，提高學生自主解決問題的能力。四是課程的學習不再局限于教材知識，隨著現代計算機技術的發展，將現代計算方法引入教學中。隨著此課程在新農科背景下教學改革實踐的不斷深入和完善，筆者將繼續探索更合理的教學模式，實踐新的教學方法，完善田間試驗與統計的教學內容，也希望更多的教師能夠共同探索新農科背景下高校課程的教學規律，推動新農科人才培養體制改革。