生物统计与田间试验设计课程教学改革的探索和思考

摘要：“生物统计与田间试验设计”是植物生产及生物学基础类专业的基础课程，试验设计和生物统计是相关专业科学研究过程的重要组成部分。本文从教学内容、教学方法、考核方式等方面对该课程的改革进行了一些尝试和探索，并提出了自己的见解，以期提高“生物统计与田间试验设计”的教学质量，培养学生的实践能力。

关键词：生物统计与田间试验设计;理论与实践教学;教学效果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）21-0283-02

生物统计与田间试验设计不仅是植物保护、农学、园林及生物技术等专业的专业必修课程，也是科学研究过程中的重要环节，在科研工作中发挥着重要的作用。然而，该门课程理论性相对较强，教学内容相对抽象和枯燥，生物统计理论部分的数学符号相似度高、概念抽象、理论性强、计算公式复杂多变。如若对这些公式背后的原理不能理解，仅仅依靠死记硬背很难达到理想的教学效果。而目前，部分学生对该门课程具有畏惧心理，如果老师没有正确、及时地进行引导，将对该门课程的学习造成不利影响。笔者认为形成这种局面的原因不仅仅是该门课程内容抽象、枯燥等原因引起的，而且与教师的教学思维与教学模式具有更密切的关系。如果教师对课程内容的逻辑性没有深刻的认识和理解，对重难点的把握模糊不清，对实践教学的重要性没有引起足够的重视，那么将很难到达理想的教学效果。首先，理论教学应突出重点和难点。该门课程试验设计部分和统计分析部分的概念和原理较多，并且很多原理与高等数学的内容息息相关，一些原理往往需要进行逻辑推理。因此，在教学过程中，应该突出对基本概念和原理的剖析，向学生强调基本原理和数据分析方法的重要性。在教学过程中如果教师避重就轻，不重视基本概念和统计学原理的讲授，那么大部分学生在面对统计问题时只能照搬公式，很难进行灵活运用和举一反三，很难达到预期的教学效果。因此，老师在备课和教学的过程中，应该力求将抽象的概念具体化，将复杂的公式简单化、将枯燥的原理形象化，这样教师和学生之间将产生紧密的互动和交流，老师乐于教，学生乐于学。其次，该门课程各章节内容之间具有严密的逻辑关系，课程内容是相互衔接、紧密联系的。生物统计与田间试验设计课程包含生物统计和试验设计两部分内容，这两部分密不可分。例如，一般前面章节主要介绍课程中的一些常用名词、术语和一些常用的试验设计方法，学生只有在对试验设计方法与抽样技术深刻理解的前提下，才能系统掌握统计分析的理论和原理。此外，试验设计是试验研究过程的依据和获得高质量数据资料的重要环节。而目前，大多数老师只重视统计原理和分析方法的讲解，而对试验设计部分的内容却讲授不多，这种教学模式无法阐述和分析试验设计和统计分析的逻辑关系，很难使学生能够正确地将这些统计原理与方法应用于实践。第三，将实践教学放在更加突出的位置。笔者通过调查同类型院校该门课程学时分配的情况之后发现，目前，与该门课程的理论教学相比，实践教学的学时数量要少得多。而该门课程是植物生产类专业的一门重要的基础课程，很多统计学原理与方法的讲解必须借助于实践来完成，才能让学生真正理解生物统计的原理。仅仅依靠教师在课堂上讲述试验的设计方法、抽样调查技术以及分析统计的方法，很难让学生在有限的课堂时间内去掌握该门课程的主要内容。要让学生能够扎实地掌握并运用这些统计原理，任课教师应该将理论教学与实践教学结合起来。因此，必须加大实践教学的学时数量，要求学生根据所学统计理论知识，结合自身专业知识，自己动手设计试验、调查数据，并分析试验中调查得到的数据，从而让学生加深对理论知识的认识和理解，培养学生科学的思维能力和严谨的科学态度。

笔者通过梳理该门课程内容之间的逻辑性及重难点问题，结合自身对该课程教学的实践经历，就如何提高该门课程的教学效果提出了几点体会与思考。

第一，教师应该加深对该课程内容之间逻辑性的认识和理解。该门课程主要内容包括试验设计、抽样调查和数据的统计分析。这三部分内容具有严密的逻辑关系，这些内容看似独立，实则有着紧密的联系。试验设计是基础，抽样调查是关键，数据分析是重点。我们在理论教学时，并没机械地按照课本的先后顺序依次为学生讲解，而是结合学生具备的专业知识，应用实例将各部分联系起来，加深学生对统计学理论与原理的理解。比如毒力测定是植物保护专业学生必须掌握的实验技能之一。当要求学生去评价某种杀虫剂对某种农业害虫的致死浓度和田间防治效果时，我们会让学生分组自己动手设计实验，这可以将试验设计、抽样调查和数据分析很好地结合起来。毒力测定实验时，学生必须清楚完全随机设计和随机区组设计的区别以及这两种设计方法的适用情况，按照当时的限定条件正确选择试验设计方法。而在评价田间防治效果时，学生必须理解抽样调查的原理，清楚取样的方法和样本的大小，才能制定出正确的抽样方案。在讲到统计分析方法时，每组同学必须根据自己的设计方案选择正确的分析方法。最后采用小组讨论的形式，比较各组之间结果的差异，分析原因，这样才能让学生认识到选择正确的分析方法的重要性，例如U测验、T测验、卡平方测验以及方差分析的应用条件，成对T测验和成组T测验有什么区别。学生通过自己动手设计试验和分析自己调查得到的数据，才能认识到这些内容并不是孤立存在的，它们之间存在着相互影响，这样才能真正掌握该门课程的核心内容。

第二，优化课程设置，重视实践教学。该门课程课教学的目的在于使学生能够根据研究的需要来设计试验，能够分析和解决科学试验中常见的统计学问题。因此，应开设与该门课程理论教学对应的实验课程，或加大该门课程实验学时的数量。目前，与理论教学相比，对该门课程实验教学的重视程度还远远不够，部分农林院校该门课程没有设置实验学时或学时数很少，这在一定程度上影响了学生对统计原理和方法的理解。因此，在课程设置上，必须安排相应的实验学时。实验课上，应该紧密结合专业研究方向，让学生了解和认识专业相关的经典实验。实验完成之后，必须要求学生撰写完整的实验报告。实验报告内容必须具体详尽，它是考察学生是否真正掌握试验设计方法和统计分析原理。例如，我们要求学生研究不同棉花品种对主要棉花害虫及其天敌种群动态的影响时，在学校的试验田内，要求学生按照实验条件，根据研究目的进行试验设计，对区组和小区进行正确的划分，选择合适的重复数，以及调查过程中的注意事项等。调查完毕之后，进行数据的统计分析，要求学生注重数据的真实性和可靠性。在这个过程中也能够进一步让学生理解田间试验的特点。数据的统计分析方法必须依据当时的试验设计来进行，获得的数据也要严格按照理论课教学上的统计原则来处理。获得结论之后，各个小组再进行相互比较，找出相同点和差异，分析其中的原因。只有这样，学生对整个实验过程才能有清晰的认识和了解。除此之外，教师应该为学生介绍当前主要的统计学软件的使用方法。仅仅依靠计算器和笔算，不仅枯燥乏味，也不能满足当前科学试验对数据处理的要求。在实验课上可为学生介绍SPSS、SAS等常用统计学软件，这样不仅能使学生了解和认识这些常用统计软件的使用方法，还能使学生进一步理解数据结构与统计结果的相互联系，进一步加深学生对这些统计原理的理解。让学生认识到这些统计学软件在科研工作中的重要性。统计分析结果的可靠性往往与试验设计方法、数据的转换等紧密相关，因此，学生亲自操作统计学软件的过程，也能够对理论课堂上所学到的知识进行吸收和理解。同时，这些统计软件也可以作为学生检验自己课后作业正确性的工具，通过比较自己演算的结果和统计软件运行的结果，找出容易出错的地方，从而再次加深对统计原理与方法的理解。

第三，创新考核方式。考试是衡量教学效果和学生学习情况的重要工具。笔者调查了同类型院校该课程的考核方式，结果表明，针对该门课程的考核，大部分院校仍以闭卷笔试为主，试题一般只注重于对概念、原理和公式的背诵和记忆，而缺乏一些推理性的主观试题。此外，该门课程的总评成绩主要取决于期末考试成绩。这在一定程度上导致学生不重视平时的积累，每逢期末考试，便开始突击复习，应付考试的现象非常普遍。这起不到考试应有的作用，更不利于学生对该门课程的掌握和应用。为此，笔者在教学过程中对考核方式进行了改革探索。首先，考试试题要更注重解决实际问题，而不仅仅局限于对概念和原理的理解。其次，学生的总评成绩不仅仅由期末考试成绩来决定，还包括对平时表现和实验过程的考察。平时表现主要包括出勤情况、回答问题的情况和随机的课堂小测验。实验成绩主要由实践课上学生的表现来评定，例如学生自己设计试验的积极性，调查抽样方法的正确性，数据分析结果的准确性和可靠性等。这种考核方式势必会引导学生在平时加强对知识的积累和运用，也可以让学生认识到该门课程在科学研究过程中的重要性。

综上所述，生物统计与田间试验设计课程作为植物保护、农学和生命科学领域中重要的基础课程，对学生的毕业设计和专业研究具有重要影响。教师应该重视教学内容之间的逻辑和衔接，优化课程设置，加强实践教学，建立合理的考核机制，引导学生注重解决实际问题的能力，培养学生独立和严谨的科学精神，这样才能营造该门课程良好的学习氛围，从而提升教学效果。

参考文献：

[1]盖钧镒.试验统计方法[M].北京：中国农业出版社，2000.

[2]明道绪.田间试验与统计分析[M].北京：科学出版社，2008.

[3]李兰会，周荣艳，李详龙.强化生物统计课程实践教学，培养综合素质畜牧人才[J].河北农业大学学报.2014，15（2）：45-48.