新農(nóng)科背景下試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程教學(xué)改革研究

摘要：新農(nóng)科建設(shè)是我國農(nóng)業(yè)教育改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)課。以該課程教學(xué)為例，分析新農(nóng)科建設(shè)的要求，闡述該課程的教學(xué)特點(diǎn)及存在的問題，提出對課程內(nèi)容、教學(xué)模式、課程思政融入等多方面進(jìn)行教學(xué)改革，以提高課程質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)新時代農(nóng)業(yè)發(fā)展新需求的、具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新農(nóng)科人才。

關(guān)鍵詞：新農(nóng)科建設(shè)； 教學(xué)改革； 混合教學(xué)； 課程思政

中圖分類號：S-0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）04-0138-03

隨著生物技術(shù)、電子信息工程、人工智能等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的教育已無法適應(yīng)不斷涌現(xiàn)的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。自《安吉共識——中國新農(nóng)科建設(shè)宣言》倡議提出以來，我國進(jìn)入新農(nóng)科建設(shè)新時代[1]。加快建設(shè)新時代新農(nóng)科是中國高等農(nóng)林教育踐行習(xí)近平總書記關(guān)于“三農(nóng)”工作和生態(tài)文明建設(shè)重要指示的一個重大戰(zhàn)略舉措。新農(nóng)科建設(shè)為涉農(nóng)專業(yè)未來的發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。新農(nóng)科背景下，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段來改革涉農(nóng)專業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)相關(guān)課程體系、實(shí)踐教學(xué)、協(xié)同育人等方面的改革，培養(yǎng)鄉(xiāng)村振興生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)實(shí)踐所需的高素質(zhì)復(fù)合型人才。新農(nóng)科建設(shè)已成為高等農(nóng)業(yè)院校亟需研究解決的課題[2]。

試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程是高等農(nóng)業(yè)院校開設(shè)的一門理論性與實(shí)用性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在農(nóng)學(xué)、種子科學(xué)與工程等涉農(nóng)專業(yè)的人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程是一門收集、整理和分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方法論科學(xué)。通過該課程的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行各種試驗(yàn)設(shè)計、實(shí)施及試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理、分析和統(tǒng)計推斷的能力，不僅為學(xué)生完成高水平學(xué)位論文提供了堅實(shí)的保障，而且對于學(xué)生科研水平的提高具有很強(qiáng)的推動作用。該課程不僅涉及公式推導(dǎo)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論，也緊密結(jié)合農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，是一門將理論與實(shí)踐高度統(tǒng)一、針對性和實(shí)用性均較強(qiáng)的課程。

前人已對該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了研究，并取得了一些成果，使教學(xué)效果不斷提升。但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會對人才培養(yǎng)質(zhì)量要求的提高，如何通過完善試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程的教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)手段來適應(yīng)新時代新農(nóng)科的需要，成為高等農(nóng)業(yè)院校亟需研究解決的課題。針對新農(nóng)科建設(shè)的要求和試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，以培養(yǎng)思想先進(jìn)、創(chuàng)新和實(shí)踐能力強(qiáng)的新型農(nóng)科人才為理念，開展授課內(nèi)容、授課方法及教學(xué)模式等方面的改革，通過案例分析來提高學(xué)生對理論的理解和實(shí)踐能力，使學(xué)生可以在今后的農(nóng)業(yè)科研和生產(chǎn)中靈活運(yùn)用該課程理論，有助于培養(yǎng)學(xué)生的“三農(nóng)”情懷，培養(yǎng)“愛農(nóng)、懂農(nóng)、踐農(nóng)”的新型農(nóng)科人才。

1 試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程教學(xué)模式存在的問題

1.1 理論教學(xué)占比較大

試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程以其高度的綜合性和廣泛的知識點(diǎn)覆蓋，在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著至關(guān)重要的角色。該課程不僅是一個不可或缺的分析工具，更是連接理論與實(shí)踐、科學(xué)與應(yīng)用的橋梁。然而，該課程的復(fù)雜性也給教學(xué)和學(xué)習(xí)帶來不小的挑戰(zhàn)。課程中包含大量的概念、復(fù)雜的公式及嚴(yán)密的邏輯推理，這些因素共同作用，導(dǎo)致教學(xué)過程中出現(xiàn)教師難以教授、學(xué)生難以掌握、知識難以應(yīng)用的現(xiàn)象[3]。

由于課程內(nèi)容的抽象性，以及對數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和計算過程的重視，教師往往將大量時間投入到理論講解和公式推導(dǎo)上，而忽視對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。這種教學(xué)模式不僅限制了學(xué)生對知識的靈活運(yùn)用，也影響其本科畢業(yè)論文的質(zhì)量。特別是在論文答辯環(huán)節(jié)，學(xué)生在應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析方面的不足表現(xiàn)得尤為明顯。

此外，本科生在學(xué)習(xí)該課程時，往往還處于集中學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論課的階段，尚未深入接觸專業(yè)課程。他們對試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析理論在實(shí)際工作中的應(yīng)用缺乏直觀的認(rèn)識，很難深刻體會到該課程的價值和意義。這種脫節(jié)不僅影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，也削弱了他們將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能的能力。

1.2 部分內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)

試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程是一門將試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析緊密結(jié)合的綜合性學(xué)科。其內(nèi)容廣泛而復(fù)雜，覆蓋眾多的知識點(diǎn)，但在某些方面可能缺乏深入的專精。這種廣泛的覆蓋面雖然有助于學(xué)生構(gòu)建一個全面的知識體系，但同時也可能導(dǎo)致課程內(nèi)容與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求之間存在一定的脫節(jié)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，對試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析的要求越來越高，需要更加精準(zhǔn)和高效的分析方法來處理和解釋數(shù)據(jù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，統(tǒng)計軟件也在不斷進(jìn)步，其功能變得更加強(qiáng)大和多樣化。傳統(tǒng)的統(tǒng)計軟件如Excel和SAS，雖然在某些基本的數(shù)據(jù)分析任務(wù)中仍有作用，但面對日益復(fù)雜的數(shù)據(jù)集和分析需求，其功能已經(jīng)顯得有些力不從心。為滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研的需求，需要引入更為先進(jìn)的統(tǒng)計分析工具，如R語言等編程軟件，以用來處理更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析任務(wù)，提供更深入的洞察力。

盡管這些高級統(tǒng)計軟件功能強(qiáng)大，但學(xué)生在使用這些工具時面臨著一定的挑戰(zhàn)。由于試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程的理論內(nèi)容較多，學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)踐機(jī)會相對較少，導(dǎo)致其在掌握統(tǒng)計軟件的使用和論文作圖技巧方面存在不足。這種實(shí)踐能力的缺乏不僅影響學(xué)生對課程內(nèi)容的深入理解，也可能限制他們在實(shí)際科研工作中應(yīng)用所學(xué)知識的能力。

1.3 需增加課程思政內(nèi)容

2019年9月5日，習(xí)近平總書記給全國涉農(nóng)高校的書記、校長和專家代表的回信中指出：“希望你們繼續(xù)以立德樹人為根本，以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任，拿出更多科技成果，培養(yǎng)更多知農(nóng)愛農(nóng)新型人才。”

大學(xué)教育不僅要教授學(xué)生專業(yè)知識，更重要的是要把所學(xué)到的農(nóng)業(yè)專業(yè)知識應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。大學(xué)專業(yè)課程除應(yīng)具有培養(yǎng)學(xué)生能力的功能，還應(yīng)具有思想政治教育等功能。因此，在新時代新農(nóng)科建設(shè)背景下，根據(jù)課程的特征和內(nèi)容，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生需求，挖掘教學(xué)知識點(diǎn)中隱含的思政資源，將統(tǒng)計素養(yǎng)、思政元素和文化知識緊密結(jié)合，將知識傳授與價值引領(lǐng)相融合，從而實(shí)現(xiàn)思政教育與專業(yè)課程教育同向同行，發(fā)揮好試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程的育人作用。

2 試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程教學(xué)改革實(shí)踐

在新農(nóng)科建設(shè)背景下，結(jié)合本校農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)實(shí)際，基于上述問題開展試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程教學(xué)改革，對課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革探索，建立以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的高效人才培養(yǎng)體系；同時強(qiáng)化課程思政作用，培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)的新農(nóng)科人才。

2.1 增加案例分析內(nèi)容，提高學(xué)生應(yīng)用能力

試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析的課程內(nèi)容抽象，理論性較強(qiáng)，尤其公式推導(dǎo)內(nèi)容較多，在教學(xué)內(nèi)容改革方面要突出重點(diǎn)知識點(diǎn)。同時，將課程知識點(diǎn)與農(nóng)業(yè)實(shí)踐案例相結(jié)合，通過案例分析串聯(lián)來增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。一方面，應(yīng)減少繁瑣的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)過程，增加科學(xué)研究案例分析，帶領(lǐng)學(xué)生對案例中試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析的合理性進(jìn)行討論，以加深對數(shù)據(jù)分析方法的深入理解，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方式，提高分析問題和解決問題的能力。另一方面，通過對優(yōu)秀論文案例進(jìn)行介紹，系統(tǒng)、完整地闡述該課程內(nèi)容在科研中的應(yīng)用。加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，尤其是增加對統(tǒng)計相關(guān)軟件使用的講解，完善整個課程知識結(jié)構(gòu)。增加互動討論環(huán)節(jié)，針對農(nóng)業(yè)案例進(jìn)行分析討論，既能培養(yǎng)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣和專注度，又能增加學(xué)生對理論的理解和靈活運(yùn)用能力。此外，結(jié)合本科生科研實(shí)習(xí)，讓學(xué)生把試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程理論應(yīng)用于科研實(shí)習(xí)中，在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行科學(xué)有效的反思，有助于加深學(xué)生對課程的理解，提高應(yīng)用能力。

2.2 豐富教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，線上和線上線下混合等新的教學(xué)模式在教學(xué)實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了很好的教學(xué)效果。尤其是線上線下混合教學(xué)模式已成為課堂教學(xué)的熱點(diǎn)，該模式不僅吸收了線上教育的優(yōu)點(diǎn)，還融合了線下課堂教學(xué)的優(yōu)勢，使教師能夠做到因材施教，進(jìn)一步完善課程的結(jié)構(gòu)體系，將課程的知識教學(xué)、學(xué)生互動和實(shí)踐能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來，提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量[4]。線上線下混合教學(xué)模式可以打破“重理論輕應(yīng)用”的模式，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，還可以激發(fā)學(xué)生對所學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)效率[5]。在該課程授課過程中，可將中國大學(xué)MOOC等優(yōu)質(zhì)教學(xué)平臺的資源與課堂教學(xué)相結(jié)合，開展線上線下混合教學(xué)模式。例如，將公式推導(dǎo)等內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)的知識點(diǎn)用線上視頻形式讓學(xué)生先行學(xué)習(xí)，以便為更有效地開展線下教學(xué)做好鋪墊工作。在線下教學(xué)過程中，可采用舉手回答、搶答、隨機(jī)提問、分組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等手段，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生注意力，激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)。此外，教師還可以在課堂上引入最新的高水平國內(nèi)外文獻(xiàn)，提高學(xué)生對理論應(yīng)用的全面理解。課后，教師可以通過移動教學(xué)端的測驗(yàn)、習(xí)題等，以及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，并根據(jù)實(shí)際情況做出教學(xué)調(diào)整。

2.3 增加課程思政內(nèi)容，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

課程思政是對高校落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，鑄就教育之魂的理念創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新[6]。課堂不僅僅是講授知識的地方，也是育人的地方。應(yīng)將課堂作為育人主渠道，將思想政治教育有機(jī)融入課程的教學(xué)，可促進(jìn)知識傳授與價值引領(lǐng)的高效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)立德樹人的潤物無聲[7]。試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程在以往教學(xué)中思政因素較少，需要將課程思政與課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合。田間試驗(yàn)是推動我國農(nóng)業(yè)科學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向前發(fā)展的重要工具，也是我國從解決溫飽問題到實(shí)現(xiàn)小康的重要手段。該部分內(nèi)容涉及試驗(yàn)設(shè)計、試驗(yàn)方案制定、試驗(yàn)管理與實(shí)施、數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及統(tǒng)計結(jié)果的表述等。在教學(xué)過程中，案例分析必不可少。因此，可以通過與專業(yè)課程相結(jié)合的案例分析來提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的水平，同時結(jié)合案例分析進(jìn)行立德樹人教育。例如，在“卡方分布”章節(jié)，可通過講述孟德爾提出分離規(guī)律的艱難歷程及把卡方檢驗(yàn)應(yīng)用于豌豆雜交試驗(yàn)中的經(jīng)歷，培養(yǎng)學(xué)生追求科學(xué)真理，樹立科學(xué)家精神。

3 結(jié)語

面對新農(nóng)科背景下的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，必須深化試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程的教學(xué)改革，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的農(nóng)業(yè)科研人才。通過整合理論與實(shí)踐、傳統(tǒng)與現(xiàn)代的教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的數(shù)據(jù)分析能力和科研創(chuàng)新能力。同時，引入先進(jìn)的統(tǒng)計軟件和編程工具，以增強(qiáng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，使他們更好地適應(yīng)未來農(nóng)業(yè)科研的發(fā)展趨勢。此外，教學(xué)改革還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問題解決能力，使他們能夠在多變的農(nóng)業(yè)科研環(huán)境中，獨(dú)立思考、分析問題并提出解決方案。通過案例教學(xué)、小組討論、實(shí)際操作等多樣化的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合來解決復(fù)雜問題的能力。通過持續(xù)的教學(xué)改革和課堂思政教育，期待試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析課程能夠成為連接學(xué)生與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研的橋梁，從而為培養(yǎng)具有國際視野、創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能的農(nóng)業(yè)科研人才奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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