新農科背景下生物統計與試驗設計課程教學改革

趙霞，趙林，朱玉敏，戴海芳，龔月樺

（1.宜賓學院農林與食品工程學部，四川宜賓 644000；2.富順縣板橋鎮九年制學校， 四川自貢 643200）

“安吉會議”“北大倉行動”“北京指南”號召各大農林院校進行新農科建設，并提出了建設途徑和舉措[1]。習近平總書記給全國涉農高校的書記校長和專家代表的回信為新農科建設指明了方向[2]。高校應聚焦強農興農任務，不斷提升辦學育人水平，為農業現代化提供人才、成果和智力支持[3]。

以新農科建設為主線的中國高等農林教育改革，將促使高等農林教育進入一個新的階段，以此為背景的課程教學改革勢在必行。生物統計與試驗設計為涉農專業開設的專業基礎課程，主要講授試驗設計的原理和方法、數據整理、多種生物統計分析方法，是學生進行專業課程學習、參與科學研究、完成畢業論文及解決生產實踐問題的工具性課程。但生物統計與試驗設計課程由生物統計和試驗設計兩個部分融合而成，內容多而復雜，廣而不精，與專業知識脫離，導致不適應現代農業科研、農業產業發展。并且教學改革多關注于如何有效傳授知識，缺乏“三農”情懷的培養。教學模式單一導致學習困難，學生的創新實踐能力不能有效鍛煉。考核方式不能正確評價知識的理解和專業領域的應用能力[4]，本文針對新農科建設的新要求以及目前課程存在的問題，以培養思想先進、創新能力和實踐能力強的“愛農、懂農、踐農”新型農科人才為理念，進行課程內容改革、多種教學模式綜合應用、多元化考核方式，實現學生在農業科研、農業產業中對本課程知識的綜合應用，培養學生“三農”情懷，服務于新農科人才培養，課程改革成果將為新農科建設奠定基礎。

1 重構課程內容，培養“三農”情懷，適應農業科研、農業產業發展

隨著新農科理論與實踐研討的深入，多學科交叉融合的“農科+”模式不斷涌現[5]。生物統計與試驗設計作為工具性的課程，用數理推斷手段解決傳統農業學科問題，因此需與專業知識充分交叉、融合。但課程內容多而復雜，難度大，在有限的課時內很難將所有知識點進行全面、詳細、透徹的講解。在教學內容上應減少公式數理推導，強化與專業知識的融合，加入統計相關軟件的應用，強調課程內容在農業技術革新、現代農業發展中的應用，培養學生“三農”情懷。主要通過以下三個方面進行。

1.1 專業知識與本課程知識的有機融合

本課程是農業、生物領域的工具性課程，本課程學習目的是解決專業領域的科研、生產等問題，因此與專業知識融合，才能適應農學科研、農業產業發展[6]。根據調查，很多高校將本課程作為專業基礎課程，一個教師或教學團隊對多個相鄰專業的學生授課，因此其課程內容和專業知識的融合度較差，缺乏針對性。充分調查教授專業的專業知識、學科發展前沿，將本門課程知識與本專業知識有機融合，詳細講解現代農業領域、授課專業領域所常用的試驗設計、統計分析方法，粗略講解農業領域已較少應用的試驗設計和統計分析方法，構建精而專的知識體系。比如巢式設計在動物學等專業的應用較多，而在植物生產類專業中的應用相對較少，拉丁方設計在植物生產類專業中應用較少，因此需根據教授專業特點選擇性講解，提高學生在農業科研、農業產業中對本課程知識的綜合應用能力。

1.2 軟件學習提高知識應用性

將信息技術發展所產生的課程相關軟件學習加入課程教學內容，如統計分析軟件SPSS、SAS，數據整理軟件Excel，作圖軟件Sigmaplot、Origin 等。在假設性檢驗、方差分析、相關與回歸分析、卡方分析等重要統計分析方法章節，總結理論知識的同時，以案例的形式讓學生利用統計軟件進行相應的統計分析，學會用本課程知識解決生產實際問題，增加學生對知識的應用能力。

1.3 “三農”情懷的培養

本課程教學的任務不僅是傳授知識，更重要的是培養學生以強農興農為己任，產生興農報國使命感[7]。因此改革教學內容時，應充分挖掘本課程內容思政元素，實現立德樹人。田間試驗是推動我國農業科學和農業生產向前發展的重要工具，也是我國從解決溫飽問題到實現小康的重要手段。該部分內容涉及田間試驗設計、田間試驗方案制定、田間試驗管理與實施等。講授該部分內容時，應傳達如何利用田間試驗這一工具實現農業關鍵性發展，以及如何利用田間試驗的知識服務于糧食生產，服務于人民對健康、安全、美味等的美好向往。

2 多種教學模式綜合應用

傳統教學模式以教師講解為主，選用的案例老舊，復雜、抽象的試驗設計和統計分析原理，讓學生學習困難，學習之后不能舉一反三，不知道如何應用知識。單一的教學模式也無法實現創新能力和實踐能力的鍛煉，不能滿足新農科建設要求。針對單一的教學模式，本項目將進行以下改革：

2.1 創新以學生為中心的互動教學模式

互動教學強調在教學過程中學生的主動參與，尊重學生的主體地位，做到教師與學生、學生與學生之間的教學互動[8,9]。近年學生的創新訓練機會大大增加，這為本課程知識的應用提供較多的機會。以學科競賽、創新訓練項目等第二課堂內容為基礎，引導合理選擇試驗設計、撰寫試驗方案、互動討論試驗方案，交流試驗操作記錄過程中的經驗、討論數據統計分析方法。讓學生充分理解和應用課堂教學所學的試驗設計、統計分析等知識。李亞鶴等[10]對本科學生進實驗室、參加生物學相關競賽的實際情況進行調研，并以此展開生物統計與試驗設計課程教學方法的創新與探索，取得了良好的教學效果。

2.2 基于新時代農業現代化建設新案例庫

鄧詣群等[5]指出新農科人才培養，核心在于適應現代農業產業發展的趨勢。結合全國以及地方農業產業發展，從農業新技術、新品種的研發、引進、推廣過程中開發新案例。近年各大高校、科研院所農業科研水平不斷提高，涌現出一批高水平科研成果，從教師農業科研中開發新的優質案例。邢光南等[11]對教師科研反哺教學在生物統計與試驗設計課程中的應用進行了研究，得出科研實踐可以豐富生物統計與試驗設計的教學資源。學生創新創業訓練項目成果不斷涌現，也為本課程提供了良好的案例資源。利用廣泛的案例資源，建設新的案例庫，結合互動教學優化案例教學的組織形式。加深學生對知識的理解，訓練創新能力，培養愛農、懂農、踐農的“三農”情懷。

2.3 加強試驗基地的建設，開展試驗教學

生物統計與試驗設計是典型的應用類課程。李喜煥等[12]認為應用類課程是涉農專業的重要課程體系，應以“學以致用”為教學目標。利用實驗基地進行現場教學，可以很好地幫助學生怎么“學以致用”[13]。本課程中試驗設計這一部分內容，需要指導學生結合試驗基地、試驗材料、試驗地氣候特點等開展具體可操作的試驗設計。試驗基地現場教學可以很好地避免本課程理論抽象、講解枯燥等問題，調動學生的學習積極性，培養學生的實踐操作能力以及理論知識的應用能力。試驗教學過程中，對教學試驗基地進行分區，提供不同的試驗材料，讓學生分組，各小組在特定的試驗區域內自己動手獨立完成試驗方案，培養學生自主完成試驗設計的實踐能力，真正做到“學以致用”。

3 多元化考核方式，正確評價知識的理解和應用能力

本課程是一門應用性極強的工具性課程，傳統考試已不能很好地評價學生的學習效果，且容易導致學生機械記憶公式和概念，忽略對試驗設計方法和統計分析方法的綜合理解和應用。本次改革將進行多元化考核方式，如圖1 所示，基于雨課堂布置課堂作業和課后作業，考核評價各個知識點的學習情況。將互動教學過程中的試驗設計思路、試驗方案撰寫、統計分析方法討論等納入過程考核項目，考查學生對各知識點的掌握情況。將基地現場教學過程表現納入過程考核，考查學生對知識點的綜合應用。創新期末考核方式，以正確評估和引導學生對課程知識的理解和運用。期末考核篩選適宜該學習階段閱讀的專業論文為考核材料，讓學生找出其中的試驗設計，分析作者選擇該試驗設計的原因；列出論文中采用的統計分析方法，分別可實現的目的；文中圖表如何繪制等，考評學生在專業領域綜合應用本課程知識的能力。

圖1 多元化考核模式圖

4 結語

新時代高等農林教育必須扎根中國大地，為中國農業農村現代化建設提供人才[14]。以新農科建設為主線的中國高等農林教育改革，將促使高等農林教育進入一個新的階段，以此為背景的課程改革勢在必行。以培養思想先進、創新能力和實踐能力強的“愛農、懂農、踐農”新型農科人才為理念，深入分析新農科建設要求、課程特點及存在的問題、學生知識體系變化，充分利用現有教育資源。通過優化課程內容、多種教學模式綜合應用、多元化考核方式等進行課程的綜合改革，實現學生對課程知識的綜合應用，培養學生以強農興農為己任、興農報國的使命感。