林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析課程教學(xué)改革探究
——基于線上線下交互式討論和案例教學(xué)模式

周夢(mèng)麗，郭 芳

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院 河南 鄭州 450046）

“林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”是林學(xué)類(lèi)本科生及研究生的專(zhuān)業(yè)核心課程，是一門(mén)用于探索與揭示森林自然規(guī)律的收集、整理和分析數(shù)據(jù)的“方法論”科學(xué)。該課程將高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)者的數(shù)學(xué)功底要求很高，課程涉及許多繁雜的概念和公式，其理論性、邏輯性、專(zhuān)業(yè)性以及應(yīng)用性極強(qiáng)[1]，傳統(tǒng)教學(xué)方式使得該課程教學(xué)產(chǎn)生了一系列問(wèn)題，譬如理論知識(shí)概念繁多且抽象難懂、教學(xué)模式單一、考核方式簡(jiǎn)單等[2]，弱化了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，導(dǎo)致學(xué)生在科研實(shí)際工作中濫用、亂用統(tǒng)計(jì)分析方法等現(xiàn)象的發(fā)生[3]。針對(duì)該課程存在的問(wèn)題，本文從學(xué)生自身差異性考量，在教學(xué)中融入“交互式”教學(xué)和“案例式”講解等環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)思路，增加多元的考核方式，對(duì)“林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”課程提出相應(yīng)的改革措施，旨在為社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用復(fù)合型人才，為林業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 傳統(tǒng)教學(xué)的局限性

本課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式下存在如下問(wèn)題：①該課程涉及較多的概念和公式，若學(xué)生沒(méi)有專(zhuān)心聽(tīng)講，則導(dǎo)致其無(wú)法緊跟課程進(jìn)度，從而不利于其對(duì)本課程知識(shí)的內(nèi)化。此外，課程教學(xué)中缺少必要的師生互動(dòng)，嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)該課程的理解和掌握。②該課程注重理論知識(shí)的講授，側(cè)重理論、公式和概念的講解以及公式的推導(dǎo)，缺乏與林業(yè)實(shí)際問(wèn)題的緊密結(jié)合，學(xué)生在解決林業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)存在能力不足。③目前，林業(yè)前沿領(lǐng)域常需要處理海量數(shù)據(jù)，然而當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容與其存在一定的脫節(jié)，例如缺少利用R 語(yǔ)言、Python、Matlab 等編程軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的內(nèi)容。④考核方式為期末閉卷考試，主要考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的考核和評(píng)價(jià)。這種考核方式容易把學(xué)生引入學(xué)習(xí)誤區(qū)，即只注重“記、背筆記”，不考慮知識(shí)的“活學(xué)活用”，最終導(dǎo)致學(xué)生高分低能。

2 林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析課程的改革措施

2.1 優(yōu)化課程內(nèi)容

目前，我國(guó)各大農(nóng)林高校關(guān)于該課程所使用的教材比較接近，均涉及試驗(yàn)設(shè)計(jì)、參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析、回歸分析等內(nèi)容，且多側(cè)重于復(fù)雜公式的推導(dǎo)。然而，數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)應(yīng)屬于數(shù)學(xué)類(lèi)課程的重點(diǎn)。因此，該課程的優(yōu)化應(yīng)簡(jiǎn)化這部分內(nèi)容，增加實(shí)踐類(lèi)內(nèi)容的講授。以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院為例，應(yīng)結(jié)合林學(xué)專(zhuān)業(yè)特色和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，將有關(guān)良種選育、森林撫育、森林經(jīng)營(yíng)與收獲等典型案例融入傳統(tǒng)教學(xué)中，強(qiáng)化該課程與林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際之間的聯(lián)系。

2.2 多元化教學(xué)方法和手段

2.2.1 線上、線下混合式教學(xué)模式

針對(duì)該課程實(shí)踐性較強(qiáng)、公式繁雜且課時(shí)量有限的特點(diǎn)，采用線上、線下混合式教學(xué)模式[4]優(yōu)化該課程教學(xué)過(guò)程，不僅可以豐富教學(xué)活動(dòng)，而且能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的掌握。

本課程混合式教學(xué)模式的開(kāi)展過(guò)程具體如下：①線下教學(xué)主要以課堂教授、討論重、難點(diǎn)問(wèn)題、實(shí)際案例講解、總結(jié)歸納所學(xué)知識(shí)點(diǎn)、上機(jī)實(shí)操與演示，輔導(dǎo)并講解課后作業(yè)為主。②線上教學(xué)則是教師利用學(xué)習(xí)通、騰訊會(huì)議等平臺(tái)開(kāi)展話題發(fā)布、調(diào)查問(wèn)卷、投票、選人等活動(dòng)，同時(shí)推送PPT，設(shè)置任務(wù)點(diǎn)打卡，督促學(xué)生及時(shí)進(jìn)行預(yù)、復(fù)習(xí)，發(fā)布、收集并點(diǎn)評(píng)作業(yè)等；學(xué)生通過(guò)客戶端查閱成績(jī)及評(píng)語(yǔ)，了解自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。③對(duì)于一些較為復(fù)雜難懂的知識(shí)點(diǎn)，教師可以錄制微視頻，利用微信、QQ 等軟件，發(fā)布至課程班級(jí)群，便于學(xué)生利用閑暇時(shí)間復(fù)習(xí)。因此，線上、線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合，有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。

2.2.2 引入“交互式”討論，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

“交互式教學(xué)”[5]是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，從而達(dá)成知識(shí)內(nèi)化的教學(xué)方式。因此，本課程引入“交互式”討論的教學(xué)方法，不僅大幅度增強(qiáng)學(xué)生的課堂參與感，而且可以提高學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣。

隨著科技的發(fā)展，一些網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，例如騰訊會(huì)議、ClassIn、釘釘、學(xué)習(xí)通等，融入交互式教學(xué)過(guò)程中，拓寬了課堂教學(xué)的時(shí)空邊界，提供了多元化的教學(xué)平臺(tái)，獲得了良好的教學(xué)成效。因此，課程組根據(jù)該課程的理論知識(shí)體系，凝練多個(gè)主題（表1），在傳統(tǒng)課堂或?qū)W習(xí)通等平臺(tái)上發(fā)起“主題導(dǎo)入式”交互討論活動(dòng)，學(xué)生自主選題，進(jìn)行生—生、師—生的主題交流討論，從而達(dá)到促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。因此，引入“交互式”討論，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)接受理論知識(shí)的不足，而且解決了因課堂時(shí)間有限導(dǎo)致討論時(shí)間不足的問(wèn)題，同時(shí)提高了本課程的教學(xué)成效。

表1 “主題導(dǎo)入式”交互討論內(nèi)容舉例

2.2.3 強(qiáng)化案例式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

案例式教學(xué)是在分析研究案例的過(guò)程中，學(xué)生展現(xiàn)自我主導(dǎo)能力和責(zé)任心的一種教學(xué)方法[6]。近年來(lái)，統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的講授吸納了“案例式”教學(xué)方法，促使學(xué)生養(yǎng)成思辨能力，加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使該課程取得了良好的教學(xué)效果。

因此，本課程改革首先應(yīng)以認(rèn)真解讀科研論文為引線，以獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘?yàn)槟繕?biāo)，以教師單獨(dú)指導(dǎo)或分配研究生作為輔助，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)組隊(duì)開(kāi)展試驗(yàn)探究，督促其完成相關(guān)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析；與此同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參與各類(lèi)大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的探索精神，使學(xué)生熟練運(yùn)用先修課程所涉及的各種相關(guān)儀器設(shè)備，夯實(shí)學(xué)生對(duì)該課程理論與實(shí)踐知識(shí)的掌握，促使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通；其次，建立與課堂講解例題相對(duì)應(yīng)的軟件使用的案例素材庫(kù)（示例見(jiàn)表2），同時(shí)將軟件安裝包和相關(guān)案例素材分享給學(xué)生，便于學(xué)生課后練習(xí)，延伸課堂時(shí)空，達(dá)到活學(xué)活用的效果，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

表2 “案例式”教學(xué)內(nèi)容舉例

2.3 多元化考核方式

目前，該課程的考核方式以期末閉卷考試為主，由平時(shí)考核（主要包括出勤率、課堂提問(wèn)及表現(xiàn)、課后作業(yè)等）和期末考試兩部分組成，考核方式相對(duì)單一。然而，關(guān)于上機(jī)實(shí)踐的考核環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，多以課堂練習(xí)為主。因此，對(duì)該課程的考核方式進(jìn)行如下改革。

2.3.1 增加階段性考核

在某些重點(diǎn)內(nèi)容講解結(jié)束后，除了課堂提問(wèn)、小測(cè)驗(yàn)外，還可在學(xué)習(xí)平臺(tái)上發(fā)布階段性考核任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際完成情況進(jìn)行線上評(píng)閱。此外，還可在課堂上進(jìn)行情景模擬，根據(jù)其所選主題或模擬情景，現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)其運(yùn)用的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，并給出相應(yīng)的點(diǎn)評(píng)和得分，這為教學(xué)進(jìn)度的調(diào)整及教學(xué)方法的改進(jìn)提供了一定的參考價(jià)值。

2.3.2 加強(qiáng)交互討論學(xué)習(xí)考核

在平時(shí)成績(jī)中，添加“交互式”討論的成績(jī)?cè)u(píng)定，即結(jié)合所開(kāi)展主題討論內(nèi)容及其切合度，根據(jù)學(xué)生的思維發(fā)散程度及思考問(wèn)題的全面性，進(jìn)行師生綜合考評(píng)，并計(jì)入平時(shí)考核中，降低學(xué)生對(duì)期末卷面成績(jī)的依賴(lài)程度。

2.3.3 增強(qiáng)實(shí)踐能力考核

以案例式教學(xué)中的案例為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)踐考核內(nèi)容，納入平時(shí)成績(jī)。例如，試驗(yàn)設(shè)計(jì)章節(jié)講授，預(yù)設(shè)2~3個(gè)選題，供學(xué)生自主選題，以所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)切實(shí)可行的試驗(yàn)方案，且試驗(yàn)方案應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容：試驗(yàn)指標(biāo)和試驗(yàn)因素的確定；試驗(yàn)水平和處理的設(shè)計(jì)；試驗(yàn)方案的選擇；試驗(yàn)材料的布設(shè)等，根據(jù)學(xué)生所提交的試驗(yàn)方案，教師評(píng)閱后并根據(jù)共性問(wèn)題集中講解，并將成績(jī)記入平時(shí)考核中。

3 結(jié)語(yǔ)

“林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析”是一門(mén)應(yīng)用性極強(qiáng)的林業(yè)專(zhuān)業(yè)必修課程，但是該課程存在著理論知識(shí)抽象難懂、教學(xué)手段和考核方式單一、上機(jī)實(shí)操與生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)合不緊密等問(wèn)題。因此，本課程改革以林學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生為對(duì)象，使課程內(nèi)容高質(zhì)化，與林業(yè)前沿領(lǐng)域相契合；豐富并優(yōu)化教學(xué)方法，與新興科技接軌，利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，延伸課堂時(shí)空；提高實(shí)踐內(nèi)容比重，優(yōu)化考核方式，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力、成就多元化高能力人才具有一定的借鑒意義。