“試驗設計與數據分析”英語教學研究與實踐

孫奇娜　唐首鋒　王帥杰　王素鳳

摘要：“試驗設計與數據分析”是數理統(tǒng)計理論在各學科應用的分支，英語教學是培養(yǎng)國際化人才的主要手段之一，對于研究生知識體系完善和能力培養(yǎng)具有重要作用。本文總結了全英語教學模式在環(huán)境科學與工程研究生課程“試驗設計與數據分析”中的研究與實踐，并針對問題進行了教學反思與建議，為課程進一步建設打下基礎。

關鍵詞：試驗設計與數據分析；英語教學；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）50-0092-02

作為數理統(tǒng)計理論在各學科應用的分支，我校“試驗設計與數據分析”是為環(huán)境科學與工程碩士研究生開設的專業(yè)選修課，主要講授數據誤差分析、圖表表達、方差分析、回歸分析與曲線擬合、正交試驗設計等。課程內容涉及試驗設計與數據處理的基本理論、方法、軟件應用及其在環(huán)境科學與工程科研、生產實踐中的應用案例。在雙語教學實踐的基礎上，2016年開始，我們嘗試用全英文組織教學，至今已完成兩輪教學實踐。本文對“試驗設計與數據分析”英語教學進行總結，并針對教學實踐中遇到的問題進行教學反思與建議。

一、課程必要性與可行性

1.必要性。第一，“試驗設計與數據分析”旨在使研究生掌握試驗設計及數據分析處理的基本原理及方法，掌握常用軟件，并逐步培養(yǎng)研究生分析和解決問題的能力。對于環(huán)境科學與工程研究生，具備試驗設計與數據處理的基本能力，并能在污染治理及環(huán)境保護領域開展應用，對后續(xù)研究課題試驗和生產實驗工作都是十分必要的。第二，目前高等教育國際化已成為現代高等教育發(fā)展的必然趨勢，培養(yǎng)國際化人才也成為國內眾多高校在人才培養(yǎng)實踐中重要目標。英語作為國際學術界通用工作語言而被廣泛使用，且知識急速更迭使得涵蓋最新理論及科研成果的通常是英文資料。研究生在畢業(yè)后比本科生更傾向于學術及生產研究，對英語授課的需求也更高。

2.可行性。全英語教學模式是國外大學雙語教學在我國的發(fā)展，可以在專業(yè)課學習的過程中訓練學生的英語思維能力，目前在國內高校已有諸多實踐，積累了大量經驗[1-5]。“試驗設計與數據分析”在嘗試全英語教學之前，作為先導開展過雙語教學，積累經驗。因此，教學團隊已梳理了教學內容、教學組織及教學條件。通過雙語教學的反饋，研究生對教學內容和形式的接受度良好，學習熱情高。

二、全英語教學實踐

1.教學內容。“試驗設計與數據分析”內容分為五部分：（1）試驗誤差與誤差分析，主要包括試驗與誤差的基本概念、誤差分析；（2）試驗數據表達，講授試驗數據圖表表示的一般原則、方法和注意問題；（3）方差分析，介紹方差基本概念，講解單因素與雙因素方差分析原理與方法；（4）回歸分析與曲線擬合，主要包括回歸分析與曲線擬合的基本概念，線性與非線性擬合的原理及方法；（5）正式試驗設計，包括基本概念、正交表、正交試驗數據的極差分析與方差分析。在先導的雙語教學實踐中，上述五部分內容均可在規(guī)定學時內完成，但全英語教學過程中，教學進度明顯放緩了。這其中的主要原因是由于全英語教學的課堂講授、課件、教材、作業(yè)、考核等所有教學環(huán)節(jié)均以英語為媒介，部分學生在語言方面遇到了不同程度的障礙。因此，教師不得不在英語教學中放慢進度，并加倍關注學生的反應，增強溝通，保證教學效果。如此一來，便增加了五部分教學內容按規(guī)定學時完成的難度。

2.教學模式與方法。為了解決上述問題，我們在課程的全英語教學實踐中，開始改革教學模式與方法，將課程內容可分為三個層次：試驗設計與數據處理的基本理論與方法；軟件應用；在環(huán)境科學與工程科研、生產實踐中的案例。（1）依托案例分析講解基本原理與方法。“試驗設計與數據分析”的基本原理涉及大量數據統(tǒng)計知識，為了便于學生理解和掌握相對抽象的原理，我們以環(huán)境領域實際工程及科研課題內容為案例，通過介紹學生熟悉的案例背景，拉近學生與數學原理的距離，同時減少學生對語言的畏難情緒，引導學習熱情。同時，鼓勵學生查閱相關科研課題及工程實例，選出教學適用和學生能夠完成的入選案例庫，指導學生選取案例數據進行分析，作為擴充性資料。通過案例分析，學生明白了課程在今后課題研究中的實用性，不但掌握了課程內容，還能主動應用課程知識制定試驗方案，處理試驗結果。（2）借助分析軟件強化理解與應用。環(huán)境專業(yè)研究生在進行試驗設計與數據分析時，需要借助的軟件包括Excel、Origin、正交試驗設計助手、Design expert等。考慮教學需要和課時的實際情況，我們選擇了數據分析和可視化軟化Excel和Origin。教學中注意強調兩款軟件的應用側重點，學生通常非常熟悉Excel軟件的表格化和計算功能，而Origin軟件的統(tǒng)計分析和曲線擬合能力強大，并且能鏈接Excel表格使用。通過對試驗數據計算、圖表繪制、誤差分析、方差分析、數據擬合等的訓練，學生在真實應用環(huán)境中深入理解課程核心知識和試驗設計分析方法，并能熟練掌握軟件常用功能，極大增加課程的實踐性和應用性。

3.教學效果評價。教學效果評價方式均為考試與平時成績結合，權重分別為0.6和0.4，兩次教學實踐的成績分布均符合正態(tài)分布規(guī)律，說明大部分學生基本達到了教學目標的知識和能力要求，教學效果良好。同時，考核的區(qū)分度顯著，反映出部分學生能夠熟練靈活地綜合應用數據圖表表達、方差分析、數據回歸分析與曲線擬合的方法，借助軟件進行分析操作并得出合理有效的結論，而不是對單一知識點的死記硬背。

三、教學反思與建議

通過兩輪教學實踐，我們累積了“試驗設計與數據分析”全英語教學的經驗，同時在實踐中發(fā)現了一些問題，并初步探討了解決方案，為課程的進一步建設打下基礎。

1.教學互動不夠充分。雖然教學實踐中引入的案例和軟件提高了學生的自主學習熱情，但由于教師在課堂上的教學語言是英語，大部分學生不能或不愿對教師的提問及時給出積極反饋，課堂上較難形成良好的教學互動。互動的缺乏使學生難以在兩節(jié)45分鐘的英語教學過程保持足夠的注意力，影響知識接受效果，從而出現惡性循環(huán)。因此，需要教師有針對性地設計互動教學環(huán)節(jié)，使大部分學生溶入課堂教學中，提高其參與度。對此，可以充分發(fā)揮研究生小班教學的優(yōu)勢，在案例分析環(huán)節(jié)將學生分成三人左右的小組，布置針對案例的具體問題，要求學生討論進行分析，用英語向其他組講解并回答提問。以此先形成組內互動，繼以組間互動，師生互動，旨在通過良好的互動激發(fā)學生深入理解知識內容，同時促進學生英語交流，實現英語教學目標。

2.教學評價形式較為單一。目前課程評價方式為平時成績結合考試成績，均為紙面形式，并且平時成績多針對出勤或作業(yè)完成情況，對學生學習的過程管理作用較弱，對教學目標達成度的評價還尚有欠缺。因此，評價形式應有所改革，注重對學生學習過程和學習產出的考核評價。為培養(yǎng)學生自主學習和創(chuàng)新能力，傳統(tǒng)考試的形式可改為完成實例分析報告的考核形式，并且增加口頭講解或演講。在考核過程中，要求學生查閱英文文獻，與教師討論確定實例，用軟件進行數據表達及分析，結合專業(yè)內容總結分析的結論，撰寫分析報告，甚至英語講解答辯。由于完成實例分析報告需要大量時間，因此評價可以貫穿整個教學過程，學生邊學邊考，不至于像傳統(tǒng)考試前臨時突擊，突出學習導向，弱化考試導向。同時，通過對報告的分階段考核，進一步促進學生對教學內容的深入理解，保證教學效果。

參考文獻：

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