王瑞清 何良榮 胡守林 梅擁軍 王有武 徐翠蓮
(塔里木大學 植物科學學院,新疆 阿拉爾 843300)
《田間試驗與統計方法》課程是植物生產類專業(農學、植物保護、園藝、草業科學、園林等專業)的一門專業基礎課,它與理工學科的生物統計學課程相類似。《田間試驗設計與統計方法》是運用數理統計理論與方法研究農業科學研究和技術工作中所需的田間試驗設計、實施以及試驗資料統計分析方法的一門應用學科。它不僅為我們提供了如何正確設計試驗和搜集數據的方法,以及一些嚴謹的數學理論和統計分析方法,又緊密結合農業生產和科學研究實踐。本門課程學習的理論和方法,既是進一步學習遺傳學、作物栽培學、作物育種學等專業基礎課和專業課必備的基礎,又是進行農業科學研究和技術工作必不可少的工具。通過本課程的學習,使學生具備正確處理和分析試驗數據的能力,為進一步學習相關專業課程以及完成畢業論文奠定堅實的基礎,對培養學生的科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力起著非常重要的作用。《田間試驗與統計方法》課程的教學內容在近二十年來增加和變化了許多。在教學內容不斷增加和發展的同時,有限的教學時數、快速膨脹的教學內容是擺在教師和學生面前的現實問題。學生普遍認為《田間試驗與統計方法》課程有“三難”,即難懂、難記、難用;部分教師也認為這門課程與其他課程相比來說做到理論與實踐的緊密相連很難。鑒于此,筆者根據《田間試驗與統計方法》課程的特點并結合自身的教學經驗,將這門課程的學習策略和教學策略進行探討和歸納,以求為今后學生對這門課程的輕松學習和靈活運用以及教師的合理教學提供幫助。
《田間試驗與統計方法》課程的學習方法與其他課程相比存在以下幾個不同之處:首先學習難度大。因為這門課程的學習要以良好的數學理論和概率基礎作保證。只靠傳統的理解、記憶是遠遠不夠的,它需要理解、記憶、分析、運算、解釋等綜合能力。其次實踐性強。從事植物生產類的科研工作者無時不和試驗數據的統計分析打交道,例如從最初的學生時代的課程論文撰寫、畢業論文設計、畢業論文數據的收集整理、數據處理、畢業論文撰寫到工作以后的試驗總結、科研論文的撰寫等等。所以,要想很好地掌握試驗統計方法,就必須有行之有效的學習策略。
《田間試驗與統計方法》課程的基礎理論知識主要體現在田間試驗的基本概念和概率理論兩方面。田間試驗的基本概念需要學生理解、記憶即可,重點是誤差理論與概率理論。任何試驗中都存在試驗誤差,它很大程度上影響著試驗結果的正確性。試驗設計、田間取樣、試驗數據獲取等過程中試驗人員都將最大可能地降低試驗誤差;數據資料的統計分析過程中還要無偏地從總的試驗效應中分離試驗誤差。所以誤差理論的學習要從誤差的種類、誤差的來源以及誤差的控制途徑找出著眼點。概率理論是貫穿這門課程始終的一個重要理論,所有的統計分析都要依靠小概率原理來下科學結論。因此概率理論的學習要將《概率論》的知識和數據的分布規律(二項分布、正態分布等)緊密聯系,并結合具體實例加以掌握。
《田間試驗與統計方法》課程中講授的試驗設計方法主要有完全隨機試驗設計、隨機區組試驗設計、拉丁方試驗設計、裂區試驗設計和條區試驗設計等。每種試驗設計的設計方法、設計原理以及試驗設計的適用范圍均有不同之處,這部分知識的學習主要是結合老師授課加以理解,并掌握具體的設計方法和適用范圍。不同的試驗設計方法對比記憶,這樣就可以根據試驗的實際需要選用不同的試驗設計方法進行試驗設計了。
按照《田間試驗與統計方法》課程的教學大綱所設計的統計分析方法,不外乎顯著性檢驗(平均數的顯著性檢驗、方差的顯著性檢驗以及卡平方檢驗)、方差分析以及回歸與相關分析等,是學習《田間試驗與統計方法》課程的重中之重。在哪個試驗中選用哪一種具體的分析方法則是學習的關鍵之處。每種統計分析方法都有它獨特的適用范圍和基本的分析原理及程序,統計分析方法與試驗設計方法是一一對應的。這就要求我們理解并掌握試驗設計方法,根據設計方法選用對應的統計分析方法。每個統計分析方法的實施都包括如何建立假設、如何計算概率、如何給出結論以及如何結合專業知識對試驗結論進行合理解釋等。
教師在學生學習過程中是指導者,教師不僅要將教學內容傳授給學生,還必須使學生積極參與學習,而且要使他們學會學習,成為學習的主體。作為教師既想按照教學大綱,高質量地完成教學任務,又希望學生很好地掌握所有的知識點,并能聯系實際地運用,那必須要有恰當的教學策略。
教育創新是教師的職責。因為現代信息技術的發展知識和信息傳遞的渠道越來越廣,傳遞的速度也越來越快,教師不再是學生獲取信息的唯一渠道。教師應該深入鉆研教材,挖掘教材本身蘊藏的創造性因素,要了解《田間試驗與統計方法》課程所涉及的各個領域,對相關聯的知識進行創造性的加工,使課堂教學有創新教育的內容。其次,強調現代科學技術與統計教學過程相結合。在統計教學實踐中有些計算過程非常復雜,而且容易出錯。為解決問題應該引入計算器,將統計指標的計算與計算器的應用接合起來。通過傳授多功能計算器的使用方法使學生掌握計算器的功能并能運用計算器來解統計計算題。另外,在信息時代統計方法、統計制度以及統計理論知識更新的速度較快,統計課程的結構和教學形式不可避免地也要發生相應的變化,學生學習的特點和規律也發生著變化。因此要加強以先進的多媒體技術為基礎,以課堂講授為主旨,以黑板板書為輔助,在改革課程結構的同時制定最佳的教學策略和信息組織形式,重組課程的傳遞方式從而突破課程中的重點、難點,為學生學習創設不同的學習情景使他們更易于學習。
從長期的教學實踐可以看出:部分學生對學習《田間試驗與統計方法》的目的性不明確;部分學生對學習田間試驗與統計方法根本沒有興趣;有些學生想學好《田間試驗與統計方法》,而又學得不太理想;一些數學分析基礎差的學生,每上《田間試驗與統計方法》課就感到壓力很大,慢慢地對《田間試驗與統計方法》產生恐懼心理,對自己的能力缺乏信心。鑒于此,授課教師就要通過揭示《田間試驗與統計方法》的具體問題以及解題的本質,消除部分學生對統計的恐懼心理;把統計問題趣味化、生活化,使學生體驗到試驗統計的可參與性;把數學思維方法自然化,使學生感覺到《田間試驗與統計方法》的問題其實就在我們身邊;變傳統的“一講到底”為師生共同參與,不失時機地進行激勵,不斷激發其學習熱情,使學生積極投入到《田間試驗與統計方法》的學習中來,最終產生興趣,充滿自信。
學生在學習中不能被動地接受知識和信息,而應當在接受知識和信息的同時貢獻自己的思想,并且用實際的統計數據來支持自己的思想和結論。學習《田間試驗與統計方法》也是一樣,靠死記硬背是行不通的。首先,教會學生要帶著問題去聽課,當天的課堂內容當天消化。試驗統計課程不可缺少課前的預習,通過課前預習找到問題,帶著問題聽課從而找到分析問題、解決問題的策略。其次,教會學生如何舉一反三、觸類旁通。學生每天完成作業后要對所學的知識點進行總結、歸納、推廣、引申,認真分析問題的來龍去脈,分析一題多解的思路。再次,教會學生如何復習。想學好《田間試驗與統計方法》這門課程,課后復習與考前復習是必不可少的環節。課后要總結出各類題目的解題方法并且熟練掌握。考前要系統整理知識,查漏補缺。把教學中講授的每個章節的知識點、知識片段組織合成知識鏈、知識體系、知識結構,以便使統計分析方法類型化、統計基礎知識體系化、解題步驟規范化。
總而言之,《田間試驗與統計方法》作為許多專業的專業基礎課程,其重要性是不言而喻的,同時也是最難教又難學的課程之一。教與學是一個雙邊活動,教師和學生是兩個重要的獨立個體。要使學生在教學活動中成為主體,化被動學習為主動學習,教師應該在這個過程中起主導和關鍵的作用。我們應站在社會和時代的前沿,為現代教育事業尋求更多更好的教學策略,為我國的高等教育事業做出自己的貢獻。
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