农业工程学科试验设计与统计分析双语教学研究与实践

张亚莉，杨丹彤，黄世醒，马瑞峻，王鹏程

（华南农业大学，广州 510642）

农业工程学科试验设计与统计分析双语教学研究与实践

张亚莉，杨丹彤，黄世醒，马瑞峻，王鹏程

（华南农业大学，广州 510642）

针对《试验设计与数据处理》课程在进行双语教学与实践教学工作中存在的问题和困难，紧密结合本学科雄厚的科研教学实力，讨论了结合农业工程最新科研成果，鼓励和引导学生参加老师的科研课题和工作，在科研实践中主动学习试验统计知识，并在课堂上进行英语演讲汇报成果，成功案例放入教学案例库等一系列教学手段，实现了双语教学与实践教学并重，促进了课程的良性发展。

试验设计 数据处理 双语教学 实践教学

0 引言

《试验设计与数据处理》一直是华南农业大学农业机械化及其自动化本科专业的一门专业基础课，2005年开始改为双语课程，调整为专业选修课。作为华南农业大学历史最悠久的专业之一和国家级特色专业，农业机械化及其自动化专业已成为与南方现代农业发展紧密结合、具有亚热带地域特色的农业工程类专业，华南农业大学也成为了南方农业机械化工程高素质人才培养的重要基地。在这种雄厚的专业基础和历史背景下，《试验设计与数据处理（双语）》作为一门综合性课程，不但要培养提高学生的设计能力、数据处理、性能分析等能力，为他们能进行研究性试验打下基础，同时还肩负着增加外语教学，培养学生听、说、读、写等外语能力的任务。该课程的双语教学必须积极联系农业机械化及其自动化的专业特点和优势，面向农业工程类学科课程体系的建设，培养农业机械化专业的学生综合运用知识，坚持教学、研究和实践相结合，培养基础理论扎实、创新精神和实践能力强的高素质人才[1]。

1 双语实践教学面临的困难

针对本课程双语教学与实践教学并重的要求，在教学实践中面临着以下问题。

1.1 课堂互动难

2005年华南农业大学刘月秀等人曾对全校学生做过关于双语教学的问卷调查，大部分同学（61.22%）认为双语教学效果的好坏最主要取决于师生之间的互动性[2]。与此形成鲜明对比的是，目前在双语教学中重视教师教，忽视学生学的状况普遍存在。教学中没有让学生全身心地投入到双语教学的氛围中来，最多只是练一练学生的听力而已，学生外语表达能力与交际能力很难有机会得到训练与提高，学生在外语“听、说、读、写、译”等方面的综合素质难以得到强化，双语教学的实际效果得不到很好的体现[3,4]。

在《试验设计与数据处理》的教学实践中，也同样存在着类似问题。由于语言环境的变化，使得外语教学语言进入专业课课堂，在一定程度上影响了学生对专业知识的理解，从而使学生的专业知识摄取量比仅使用汉语作为教学语言授课时减少。为了减轻学生的压力，排除学生的心理障碍，避免学生因外语水平较差而影响到对专业知识的掌握，因此在讲授有关试验设计与数据处理方法的时候，常常过分注重课程上教师讲授专业理论知识，忽视发挥学生在学习中的参与性和主体作用。并且教学手段比较单一，在课堂教学过程中较少应用问题讨论、个人发言等方式让学生积极地参与到教学活动中来，不利于营造双语课堂浓厚的英语氛围。然而双语教学决不仅仅是指学生使用外文教材听老师用外语上课，更强调的是师生之间用外语进行课堂交流和互动，任何双语教学的一个重要的目标就是要提高学生的外语应用能力。因此在本课程双语教学中应该充分创造机会让学生将所学的外语付诸应用，在实际应用中锻炼与提高外语应用能力，以取得掌握专业知识和训练语言技能的双重效果。

1.2 教学案例不足

作为一个必须通过大量科学实验中的实验分析案例来讲授的双语课程，《试验设计与数据处理》的教学案例较少，虽然都是农业机械化专业长期教学研究过程中的经典案例，但是反映的是上个世纪的农业机械化状况和农业工程技术，与本专业老师最新的信息技术方面的科研课题没有及时跟踪结合，学生对此兴趣有限。如果能够有一个每年都逐渐完善的教学案例库，那么任课教师在教学过程中，可以根据不同阶段的教学要求，适时抽取案例库中的有关问题，运用提问、讨论、作业、小测验等方式了解学生学习状况，及时获取反馈的教学信息，就可促进课程互动，更好地开展教学。然而问题是，由于及时跟踪相关老师的最新科研进展、搜集试验教学案例的工作工作量较大，单靠主讲老师一人或几人，常常会造成力不从心的局面。

1.3 实验环节双语教学亟待加强

《试验设计与数据分析》是农业机械化及其自动化专业本科学生三年级开设的专业课程，该课程在双语教学之前就十分强调实验教学。根据新教学改革的要求和以往经验，实验课内容分为构造认识和性能测定两大部分，并将整个实验课的重点放在对常用农业机械的测试上，要求学生按照实验指导书的要求，通过观察和资料的查找，确定试验设计方法，在完成性能测试的综合试验后，结合原始测试数据和在理论课上学到的数据分析方法，提交一份试验报告，从而培养学生的设计能力、数据处理、性能分析等能力，为他们能进行研究性试验打下基础。在一共32个学时的教学过程中，设立了6个学时的实验教学环节，包括农机常用测力传感器的标定、深松犁在不同土层深度的受力测试分析、微型旋耕机性能测试分析，以及甘蔗切削力实验结果与分析等。

但是教学实践表明，由于老师安排的实验通常是事先设计好的，而且很多学生往往是被动的来理解试验，试验报告完成后对于正确与否也不关心，得不到积极主动性的锻炼，结果陷入了虽然增加实验环节，仍然不能有效地利用理论课上学到的知识用于今后科研实践的尴尬境地。在美国的农业工程本科教学实践中就非常重视学生的沟通和交流能力的锻炼和培养，不但要求学生进行课程设计，还必须进行课堂汇报和答辩。在我国农业工程本科教学中，如果能够结合我国国情和教学实际条件，鼓励优秀学生参与到各位老师的科研工作中，并进行英语课堂汇报答辩，不但可以充分发挥本专业师资的优势，而且对培养学生思考和研究能力，以及灵活应用外语能力有积极的意义。

2 教学改革策略

华南农业大学工程学院拥有国家级特色专业“农业机械化及其自动化”、国家级重点学科“农业机械化”工程的优势。由罗锡文院士领导的“南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室”的科研团队在GPS，GIS，RS，DSS，IAM等精细农业信息技术方面有着丰富的研究经验和科研成果。本专业区颖刚教授和马旭教授分别担任甘蔗产业体系、水稻产业体系机械化研究室岗位专家，蒋恩臣教授的生物能源研究，辜松教授的蔬菜嫁接机器人研究等，这些前沿的研究课题和最新成果都引起了学生的浓厚兴趣，很多课题都有本科学生参加部分科研工作。如果能够紧密结合这些农业工程最新研究成果，让学生能够了解并参与本专业教师的科研工作，在科研实践中主动发现问题，主动应用试验设计的方法去设计试验，进行试验研究，得出结果并进行试验数据分析，最终制作出PPT，在课堂上用英语进行报告，那么不但可以锻炼学生应用外语进行交流的能力，同时这样的实践环节更能发挥学生学习的主体作用[5,6]。

因此，针对以上在《试验设计与数据分析》教学中发现的难题以及本专业和本学科雄厚的科研教学实力，本课题提出结合农业工程最新科研成果，鼓励和引导学生参加老师的科研课题和工作，在科研实践中发现问题，主动学习试验统计知识去解决问题，并在课堂上进行英语演讲汇报成果的教学改革思路。同时，成功解决问题的案例可以直接放入教学案例库，直接作为今后课堂实践中供学生讨论与分析的素材，能够促进本课程的教学改革和长远发展。

要求学生从参与老师课题中发现应用试验设计与数据处理方法能够解决的问题，自己参与设计试验，并且应用外语在课堂上作报告，加大了对学生学习能力的挑战，但一部分学生会感觉较大的压力，并且也必然大大增加任课老师的工作量。如何合理安排教学内容和学生试验课题的选题工作，做好实验环节的双语教学，是《试验设计与数据处理（双语）》课程需要考虑的问题。

3 教学改革实施方案

在学生已经学习过《农业机械学》以及多门专业课的前提下，《试验设计与数据处理》课堂上教师根据教材内容选择适当题目，对要研究的试验设计问题，采用照片和录像等多媒体形式介绍研究背景，复习并夯实学生的专业知识。同时多提问或组织小组讨论试验设计的条件和应注意的问题，要求学生尽可能用英语表达。采取启发式和讨论式相结合的双向互动教学法，充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，充分调动学生学习的积极性和主动性。应建立教学案例库，不但通过照片、录像等多媒体教学手段的应用形象生动的介绍案例研究的问题和方法，而且积极组织课堂讨论，让学生参与分析试验条件和试验设计与数据处理方法的选用。采用多样化的考试形式，如笔试、口试、闭卷、开卷、半开卷等考核方式，学生平时在课堂上的发言次数、答问的质量和水平也都可计入考试成绩，以此来调动学生的平时学习积极性，提高他们的语言表达能力、思维水平及知识掌握程度，使成绩构成多元化和客观公正，避免“一考定成败”。而对于学生成绩的评定，要结合课程总结性考试与平时考核进行综合评价，并逐步加大平时考核成绩在总成绩中所占比例。

对实验环节的教学进行改革，精心安排实验，使其贯穿于理论课程的讲授过程中。首先在课程初期向学生布置任务，要求在自己参与的课题中发现需要试验设计与数据处理的问题，随着理论课程的讲述，在课堂讨论中提出自己的试验设计方法。在教师的引导下，组织课堂讨论其可行性，当完成数据处理分析后，进行课堂汇报。要求学生将研究的问题和结果做成PPT，用外语在课堂上做汇报，并回答其他学生提出的问题，增加课堂互动并且锻炼本科生用外语沟通交流的能力。在实验环节中，结合农业机械化及其自动化专业的师资优势，优先鼓励本科生尽早参加相关老师的科研工作，在实际工作中发现要求使用试验设计与数据处理方法来解决的研究问题，在老师指导下亲身参与试验设计并进行数据分析，培养学生学习课程的积极主动性，以及分析能力和研究能力。当然，能够参加老师科研并能解决问题的学生还是少数，针对大班上课的情况，其余的学生就参加有实验课老师设计的试验，但要求学生仍然使用外语做课堂报告，接受提问。对勇于积极汇报的学生应该实行激励政策，增加平时成绩。在该方法实施过程的初期，一般采用小组实验集体汇报的方式。对于参加老师科研工作并独立做出试验设计与分析的优秀学生，不但可以获得平时成绩的加分激励，而且要鼓励其撰写科研论文。

改革考核方式[7]：学生成绩评定分为平时回答问题与作业30%、综合设计性实验报告30%以及期末考试40%，为了鼓励学生使用英语，凡课堂时用英文回答问题或者课堂汇报使用英文的可获得5分的附加分（但总分不超过100）。

在《试验设计与数据处理》的教学活动中，逐渐建立教学案例库用于课堂讨论，有利于采取启发式和讨论式相结合的双向互动教学法，充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，充分调动学生学习的积极性和主动性，解决课堂双语教学教学手段单一、学生参与少的问题。

4 结论

在双语教学中，鼓励学生通过参加教师的科研课题，主动发现能够应用试验设计方法解决的科研问题，提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。借鉴国外农业工程专业本科的教学方式，鼓励学生针对自己的设计和分析，用外语撰写案例分析和实验报告，并组织课堂汇报和讨论，锻炼和提高了学生应用外语进行沟通交流的能力。在此过程中进行教学案例库的建设，将优秀学生的成功实验报告放进教学案例库，供今后课堂讨论和分析，促进互动型教学工作，并且可为今后双语教材的编写积累素材。

将《试验设计与数据处理》课程的实践教学真正与本专业的发展趋势和人才培养模式紧密结合，不但培养学生参与科研工作的能力，还通过课堂汇报和答辩，充分调动学生主动参与课程知识学习的积极性，以及锻炼学生用外语对科研问题进行沟通和交流的能力。

学生通过发挥其能动作用积极思考，主动探求有关知识，运用所学知识去发现问题、分析问题、解决问题，使语言能力在各种活动中得到强化与提高，从而实现了双语教学和实践教学并重，以及学生的专业研究能力和语言运用能力的同步提高和有机统一。

[1]黄燕娟，赵新，李庆，等.汽车类大学生专业实践能力培养分析[J].现代农业装备，2014（5）：64-66+70.

[2]刘月秀，何庭玉.高校双语教学的现状与发展策略[J].华南农业大学学报 （社会科学版），2005，4（3）：152-156.

[3]雷文艳.对高校双语教学师资队伍建设的思考[J].经济与社会发展，2008，6（8）：190-193.

[4]孙晓春，陈素凤.我国香港与内地高校双语教学差异分析[J].世纪桥，2008，（7）：138-139.

[5]许海霞，任妍，程西永，等.试验统计方法课程教学改革探索与实践[J].现代农业科技，2014（10）：333-334+342.

[6]王霞，李红宇，苗兴芬，等.实践教学在农业高校《试验统计方法》中的应用[J].中国西部科技，2014，13（12）：50-51.

[7]李杰勤，王丽华，詹秋文.《试验统计方法》课程教学改革与实践[J].安徽科技学院学报，2013，27（1）：97-99.

华南农业大学2012年校级教学改革项目（JG12049）资助。

张亚莉（1975-），女，华南农业大学工程学院，博士，讲师，主要研究方向为农田水污染检测方法与传感器开发。