《試驗設計與統計方法》實驗教學改革研究

朱香萍 張廷榮

摘要：《試驗設計與統計方法》課程是應用概率論和數理統計的原理來研究生物界數量變異規律的一門學科，該課程是動物科學、動物醫學專業的專業基礎課，在該專業人才培養中具有重要的地位和作用。本文從《試驗設計與統計方法》學時分配調整、實驗教學內容、手段以及考核方式等方面，探討了其實驗教學改革的目標與措施。

關鍵詞：試驗設計與統計方法；實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0087-02

《試驗設計與統計方法》課程是一門理論和實踐結合緊密，實用性很強的工具課、方法課和實驗技能課，在動物科學、動物醫學專業人才培養中具有重要的地位和作用。《試驗設計與統計方法》實驗教學環節可以培養大學生的歸納推理能力、科研能力和實踐應用能力，對于全面提高人才培養質量有著重要的作用。本文從理論與實驗學時分配調整、實驗教學內容、手段以及考核方式等方面，探討了《試驗設計與統計方法》實驗教學改革的目標和措施。

一、實驗教學改革目標

（一）知識目標

《試驗設計與統計方法》是應用概率論和數理統計的原理來研究生物界數量變異規律的一門學科，它不僅提供了正確設計科學試驗和收集數據的方法，而且也提供了正確整理、分析數據，得出客觀、科學的結論的方法。學生通過本課程實驗課的學習，大致了解了常用統計分析軟件，學會使用常用統計軟件編制次數分布表，繪制次數分布圖，掌握常用統計方法的統計軟件操作過程，為今后更好地從事科研工作奠定基礎。

（二）能力目標

《試驗設計與統計方法》課程是一門理論和實踐結合緊密，實用性很強的工具課、方法課和實踐技能課。通過本門課程實驗課的教學，使學生掌握由樣本的統計量估計總體的相應參數，由樣本的實際結果推斷得出總體結論的各種統計分析方法的軟件操作過程，培養大學生的歸納推理能力。統計分析方法的軟件操作過程使學生對常用統計分析方法的基本原理與方法有更深刻的認識，進一步明確了各種統計分析方法的區別與適用條件，便于今后正確地使用統計軟件進行統計分析，做到理論與實踐相結合，提高學生的實踐應用能力和科研能力。

二、《試驗設計與統計方法》實驗教學現狀

（一）理論與實踐教學的課時分配不合理，實驗教學課時數不足

《試驗設計與統計方法》總學時數為56學時，教學改革之前理論學時數50學時，實驗學時數6學時。實驗教學主要講授統計計算器的使用以及通過簡單的抽樣實驗驗證常用的理論分布。隨著計算機應用技術的普及和統計軟件的不斷開發，應用統計軟件分析實驗數據的實際應用倍受關注。2005年，在進行教學改革時將理論與實踐教學的課時分配進行了調整：在本課程56個總學時不變的情況下，理論教學減少到46學時，實驗教學增加到10學時。實驗教學內容由原來的理論分布驗證性實驗改為常用統計軟件的上機操作。從近幾年的教學效果來看，由于實驗教學課時數不足，學生不能很好地掌握常用統計分析方法的操作過程，實驗教學效果仍不理想。

（二）《試驗設計與統計方法》實驗、實踐教學條件不足

常用統計分析方法的統計軟件使用均需在計算機上完成，以往計算機資源缺乏，統計軟件的上機操作實驗不能正常開設。隨著計算機應用技術的普及和統計軟件的不斷開發，應用統計軟件分析實驗數據的實際應用倍受關注，計算機教學設備的配備逐漸完善，常用統計軟件的上機操作實驗得以正常開設。由于上課班次、人數較多，計算機房缺乏相應的多媒體教學設備以及視頻教學軟件，實驗教學效果不理想。

（三）實驗教學方法不能充分調動學生的學習積極性

計算機房缺乏相對應的多媒體教學設備以及視頻教學軟件，《試驗設計與統計方法》的實驗教學是先將軟件操作界面截圖，制作PPT多媒體教學課件，在多媒體教室講授并演示，上實驗課時，學生根據講授的操作過程上機操作。由于計算機資源限制以及課程安排等原因，軟件操作講授時間與軟件操作實施時間（實驗上課時間）不連續，存在一定的時間間隔，上實驗課時部分操作過程被遺忘。再者，上課班次、人數較多，坐在教室后面的同學看不清楚軟件演示畫面，不能很好地掌握軟件操作過程，上機操作時一頭霧水，學習積極性不高。

（四）實驗課缺乏有效的考核、監督方法

成績考核是促進學生復習、鞏固所學知識，并對教學效果進行檢查的重要方法。計算機房缺乏相應的視頻教學軟件與打印設備，不能考察學生們的實際操作過程與實驗結果。以往該課程實驗教學效果考核僅僅依據實驗課出勤情況和實驗報告成績，不注重考核實驗課堂上學生們的實際操作過程與實驗結果和學生對統計分析方法操作步驟的掌握情況，致使學生忽視了《試驗設計與統計方法》實驗課的學習，導致逃課或應付差事，課后照抄實驗報告的現象非常突出。

三、《試驗設計與統計方法》實驗教學改革措施

（一）調整理論與實踐教學的課時分配，強化實踐教學環節

為了滿足山東省名校工程建設和應用型人才培養的需要，提高學生對常用統計分析方法的實際應用能力，進一步強化實踐教學環節，提高《試驗設計與統計方法》實驗教學效果，重新調整理論與實踐教學的課時分配，增加實驗教學課時數，減少理論教學課時數。在本課程56個總學時不變的情況下，實驗教學課時數由10學時增加到16學時，理論教學課時數由46學時減少到40學時。

（二）開設該課程的教學實習環節

《試驗設計與統計方法》是一門實用技能課，也是一門工具課。為強化實踐教學環節，創新實踐教學模式，提高實踐教學質量，切實提高大學生的實踐能力和創新能力，筆者認為應開設本門課程的教學實習環節。課堂教學實習可以讓學生根據專業特點、知識結構和興趣，設計實驗內容，完成實驗操作，統計分析實驗數據。除課堂教學實習外，還應該鼓勵學生參與科學研究，到生產實踐和科學實驗一線去設計試驗、采集數據并統計分析結果。例如，試驗開始前選擇試驗設計方法；試驗過程中控制試驗條件以體現唯一差異原則，并獲取試驗數據；試驗結束后選擇正確的統計分析方法分析試驗數據[1]。通過這一過程使學生親身體會生物統計學在科學研究中的具體作用，將所學的試驗設計與統計分析方法真正應用于實踐，加深對理論知識的理解和掌握，鍛煉創新思維，培養學生試驗設計與統計分析的實際應用能力。

（三）優化實驗教學內容

為便于學生理解和掌握常用統計方法的基本原理，熟悉和掌握常用統計軟件的實際操作，提高學生對常用統計方法和統計軟件的實際應用能力，培養學生的實踐能力和創新能力，為學生畢業論文的設計與數據資料的統計分析以及畢業后更好地從事科學研究工作奠定基礎。將《試驗設計與統計方法》的實驗教學內容進行了相應改進，將原來的統計計算器的使用和抽樣實驗改為Excel、SPSS等常用統計軟件的上機操作。統計分析方法實驗教學的實施是在講授基本原理的基礎上，讓學生用Excel和SPSS統計軟件將課堂所授的動物科學、醫學相關專業的具體案例進行統計分析，便于學生理解和掌握該章節的基本原理及其相應的統計分析方法。根據實驗教學大綱的要求，統計學實驗課教學內容包括以下幾個方面：常用統計分析軟件SAS、DPS、SPSS和Excel簡介，利用SPSS和Excel統計軟件進行數據資料的整理與基本分析、均數差異顯著性檢驗、方差分析、卡方檢驗和相關與回歸分析。

（四）完善實驗、實踐教學條件，優化實驗教學方法和手段

凌波多媒體網絡教室軟件以及極域電子教室系統等多媒體網絡課堂教學管理軟件能夠全面協助教師開展高效的課堂互動教學，實時評測學生課堂學習效果，并提供多樣化的班級管理功能，真正實現了個性化自主學習的實踐與創新。為了提高實驗教學效果，我們先將統計軟件的操作界面截圖，然后制作成PPT格式的多媒體課件。上實驗課時，利用計算機房安裝的凌波多媒體網絡教室軟件以及極域電子教室系統等電腦網絡教學平臺，先在主機上給學生詳細講述統計軟件的具體操作、結果解釋和注意事項等，并動態演示Excel和SPSS統計軟件的具體操作過程，然后讓學生應用Excel和SPSS統計軟件獨立完成教科書上的案例或課后習題，并要求學生結合專業知識對輸出結果做出合理的解釋。這種實驗教學方式便于學生深入了解和掌握統計軟件的具體應用，提高實驗教學效果。

（五）改革實驗教學考核方式，注重學生能力考查

以往該課程實驗教學效果考核僅僅依據實驗課出勤情況和實驗報告成績，不注重考核實驗課堂上學生們的實際操作過程與實驗結果和對統計分析方法操作步驟的掌握情況，致使學生忽視統計學實驗課的學習。為了對教學質量進行科學的評價與管理，也為了客觀準確地評定學生的成績和能力，有必要改革實驗教學考核方式，制定出較合理的實驗教學綜合評價指標體系，全面考察學生的實踐操作能力。我們制定的實驗教學綜合評價指標體系包括三部分：一是平時實驗考核，占總成績的10%，主要包括實驗課出勤情況、上課紀律以及實驗動手能力等；二是實驗報告考核，占總成績的20%，每次實驗課結束后，要求學生將主要的操作步驟書寫成實驗報告的形式上交，教師批閱實驗報告，評定成績；三是期末實驗考核，占總成績的70%。期末實驗考核是在理論與實驗教學結束之后，利用多媒體網絡課堂教學管理軟件進行上機操作考試。學生借助計算機軟件繪制統計圖表、進行試驗設計以及進行各種試驗設計資料的統計分析，并對統計分析結果的實際意義進行解釋說明，教師根據實驗結果評定成績。計算機上考試的信息容量大，既能全面考核學生對各種統計方法的掌握情況，又能防止考試作弊[2]。

參考文獻：

[1]湯照云，等.淺議《生物統計學》在實踐教學中的應用[J].石河子大學學報：哲學社會科學版，2006，（S1）：139-140.

[2]何風華，等.生物統計學多媒體教學的探索與實踐[J].江西教育學院學報（綜合），2004，（6）：25-27.