動物科學專業(yè)《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》教學實踐與探討

王維民 ， 閆尊強， 李 沖

（1.蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，反芻動物研究所，甘肅蘭州730020；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，甘肅蘭州730070）

《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》 是一門應用數(shù)學， 主要是利用統(tǒng)計學原理和方法正確地設計科學試驗，通過對收集數(shù)據(jù)的整理和分析判斷，得出客觀、科學的結論（明道緒，2019）。 對于動物科學專業(yè)的師生而言， 其重點是讓學生掌握生物試驗的設計方法， 提高分析與解釋生物變異來源的能力，為畢業(yè)論文設計、數(shù)據(jù)整理與分析、結論判斷以及進一步的深造過程中開展科學研究奠定基礎，同時為開展畜牧生產(chǎn)過程中生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整理、分析以及解決實際生產(chǎn)問題和決策判斷提供幫助（徐麗萍等，2022）。

《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》是在動物科學專業(yè)本科教學的第二年開設， 由理論課和試驗課兩部分組成，重點解決畜牧生產(chǎn)中的生物統(tǒng)計問題，是一門理論與實踐密切結合的基礎必修課程。 由于該課程以《高等數(shù)學》《線性代數(shù)》《概率論》等課程為基礎，對數(shù)學基礎要求較高，難度較大（呂敏芝等，2007）。 本文針對《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》課程的特點，從教材的選擇、課程基本情況、教學內(nèi)容、 教學方法和教學效果評價及考核方式5個方面進行實踐與探討，為提升動物科學專業(yè)《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》教學水平提供參考。

1 教材的選擇

目前，現(xiàn)有的《生物統(tǒng)計附試驗設計》相關教材版本較多， 教材的內(nèi)容也都覆蓋了生物統(tǒng)計及相關試驗設計的主要知識點，且各具特點。甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學及動物科學（畜牧獸醫(yī)方向）專業(yè)選擇了由明道緒主編的 《生物統(tǒng)計附試驗設計》（第六版）作為教材，該教材的內(nèi)容廣、深入淺出，并且結合豐富的實例對重難點進行了詳細講述，大多數(shù)實例緊密結合畜牧生產(chǎn)（明道緒，2019）。此外， 除了介紹常規(guī)的Excel 和SPSS 等統(tǒng)計軟件外，還引入了SAS 程序和R 語言及其在生物統(tǒng)計中的應用，并列出了詳細的腳本和代碼，具有前沿性、科學性、邏輯性、適用性。

2 課程基本情況

甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學及動物科學 （畜牧獸醫(yī)方向）專業(yè)《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》課程性質為學科基礎課，課程屬性為必修課，總學時64學時，其中理論課48 學時，試驗課16 學時。 先修課程主要有高等數(shù)學、線性代數(shù)和概率論等，后續(xù)課程主要有動物遺傳學、 動物育種學、 動物生產(chǎn)學、 家畜環(huán)境衛(wèi)生與畜牧設計等。 主要的教學目標是通過對數(shù)據(jù)資料的整理、歸納、統(tǒng)計分析、常用概率分布、卡方檢驗、方差分析、回歸與相關等知識內(nèi)容的講授，使學生了解國內(nèi)外統(tǒng)計學簡史，掌握生物統(tǒng)計學的基本概念、原理、方法和試驗設計的原則， 能夠熟練操作Excel、SPSS、SAS 和R等主流統(tǒng)計軟件和語言， 解決畜牧科研和生產(chǎn)實際問題（詹秋文，2009）。

3 教學內(nèi)容

3.1 理論教學 理論教學內(nèi)容一共包括12 章，分別為緒論、資料的整理、資料的統(tǒng)計描述、常用概率分布、t 與u 檢驗、方差分析、卡方檢驗、直線回歸分析與相關分析、 多遠線性回歸分析與多項式回歸分析、協(xié)方差分析、非參數(shù)檢驗、試驗設計與調查設計。 第一章緒論，2 學時，主要介紹生物統(tǒng)計學常用術語、 解決的實際問題以及國內(nèi)外發(fā)展簡史，為后續(xù)課程內(nèi)容做鋪墊。第二章資料的整理，2 學時，主要內(nèi)容為資料的分類、檢查、核對和整理方法以及統(tǒng)計表的基本要求和繪制方法。 第三章資料的描述性統(tǒng)計，2 學時，主要內(nèi)容為平均數(shù)的種類和性質、標準差、變異系數(shù)性質和計算。第四章常用概率分布，8 學時， 主要內(nèi)容為事件、概率、 隨機變量的概念和常用隨機變量的概率分布及其計算。 第五章t 檢驗與u 檢驗，7 學時，主要內(nèi)容為顯著性檢驗的意義、 步驟和總體參數(shù)的區(qū)間估計。 第六章方差分析，8 學時，主要內(nèi)容為方差分析的基本原理與步驟。 第七章卡方檢驗，3學時，主要內(nèi)容為卡方的概念、卡方分布及檢測的步驟。 第八章直線回歸分析與相關分析，5 學時，主要內(nèi)容為相關和回歸的概念以及直線回歸方程的計算方法。 第九章多元線性回歸分析與多項式回歸分析，該章以學生自學為主，主要內(nèi)容為多元線性回歸的概念、方程的建立和假設檢驗。第十章協(xié)方差分析，3 學時， 主要內(nèi)容為協(xié)方差的概念、意義、 作用及分析方法。 第十一章非參數(shù)檢驗，2學時，主要內(nèi)容為符號檢驗、秩和檢驗和等級相關分析。 第十二章試驗設計與調查設計，6 學時，主要內(nèi)容為動物試驗的特點及要求、基本原則、設計方法等。 除第九章為學生自學為主，講授為輔，其他章節(jié)以講授為主，結合課后輔導。 總體上來看，教學內(nèi)容以統(tǒng)計學原理和方法為核心，以“數(shù)據(jù)資料整理-統(tǒng)計分析-試驗設計”為主線。

3.2 試驗教學 試驗教學在《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》課程中十分重要，是統(tǒng)計學理論與實踐的有機結合，重點要求學生掌握數(shù)據(jù)的收集、整理與分析的實踐操作， 并通過上機訓練使學生熟練操作計算器和Excel、SPSS 等統(tǒng)計軟件并進行常規(guī)統(tǒng)計應用。 試驗一計算器的使用方法及其應用，2學時， 主要內(nèi)容是識別計算器主要部位及按鈕功能。 試驗二Excel 常用生物統(tǒng)計功能簡介及應用，5 學時，主要內(nèi)容為Excel 數(shù)據(jù)分析工具庫的安裝以及Excel 常用生物統(tǒng)計功能的應用方法。 試驗三SPSS 常用生物統(tǒng)計功能簡介及應用，6 學時，為試驗教學的重點， 主要內(nèi)容為SPSS 的使用方法及其相關的統(tǒng)計學應用。 試驗四試驗設計，3 學時，主要內(nèi)容為完全隨機設計、配對設計、拉丁方設計和交叉設計等試驗設計的基本原理和方法。

4 教學方法

理論教學以課前預習、課堂講授、課后復習為主，其中課前預習以教師發(fā)布預習單，學生自主通過預習教材、 觀看中國大學MOOC 線上教學資源的方式進行（柏建嶺等，2017；袁文業(yè)等，2011），課堂講授由教師通過多媒體、課堂討論、課堂作業(yè)與隨機課堂測驗等方式開展，課后復習由教師布置課后作業(yè)、整理筆記等方式進行。此外，如遇疫情等突發(fā)情況，利用騰訊課堂、雨課堂等軟件作為授課工具開展線上網(wǎng)課教學（陶晨雨等，2020）。 試驗教學以線下上機操作為主，教師講授為輔，首先由教師通過多媒體對教學內(nèi)容和重難點進行講解，然后設計試驗例題， 讓學生跟隨教師的操作步驟進行演練，最后布置試驗作業(yè)題，讓學生獨立完成。

5 教學效果與考核評價

傳統(tǒng)閉卷考試的單一考核方式僅能反映出學生對統(tǒng)計學理論的掌握程度，而《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》不僅要求學生掌握理論與方法，更重要的是掌握統(tǒng)計學在畜牧研究和生產(chǎn)中的應用，需要進行全面綜合的考核與評價。 因此，甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學及動物科學（畜牧獸醫(yī)方向）《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》課程的考核分為理論課考核與試驗課考核。理論課考核由過程性考核成績和期末考試成績構成綜合成績，過程性考核成績和期末考試成績各占50%，其中過程性考核由出勤（10%）、課堂提問（20%）、課后作業(yè)（30%）、預習（10%）和課堂筆記（30%）5 部分組成。 試驗課考核由過程性考核與試驗報告成績進行綜合評定， 過程性考核占30%，試驗報告成績占70%，其中過程性考核由出勤和試驗操作2 部分組成，各占50%。

6 小結

《畜牧生物統(tǒng)計附試驗設計》是一門統(tǒng)計學理論與畜牧生產(chǎn)實際緊密結合的學科基礎課， 在動物科學及相關專業(yè)的教學體系中具有重要作用。隨著畜牧生產(chǎn)智能化程度的不斷提升， 畜牧研究與生產(chǎn)數(shù)據(jù)量呈幾何倍數(shù)增長， 海量數(shù)據(jù)的處理與分析給統(tǒng)計學以及計算資源帶來了巨大的挑戰(zhàn)。 因此，應進一步加大課程改革與建設力度，開創(chuàng)多元化教學模式， 特別是充分利用網(wǎng)絡資源與線上教學軟件和工具，提高該課程教學質量，提升學生應用統(tǒng)計學原理和方法解決實際問題的能力，培養(yǎng)出優(yōu)秀的畜牧統(tǒng)計人才。