《试验设计与统计方法》实验教学改革研究

朱香萍 张廷荣

摘要：《试验设计与统计方法》课程是应用概率论和数理统计的原理来研究生物界数量变异规律的一门学科，该课程是动物科学、动物医学专业的专业基础课，在该专业人才培养中具有重要的地位和作用。本文从《试验设计与统计方法》学时分配调整、实验教学内容、手段以及考核方式等方面，探讨了其实验教学改革的目标与措施。

关键词：试验设计与统计方法；实验；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0087-02

《试验设计与统计方法》课程是一门理论和实践结合紧密，实用性很强的工具课、方法课和实验技能课，在动物科学、动物医学专业人才培养中具有重要的地位和作用。《试验设计与统计方法》实验教学环节可以培养大学生的归纳推理能力、科研能力和实践应用能力，对于全面提高人才培养质量有着重要的作用。本文从理论与实验学时分配调整、实验教学内容、手段以及考核方式等方面，探讨了《试验设计与统计方法》实验教学改革的目标和措施。

一、实验教学改革目标

（一）知识目标

《试验设计与统计方法》是应用概率论和数理统计的原理来研究生物界数量变异规律的一门学科，它不仅提供了正确设计科学试验和收集数据的方法，而且也提供了正确整理、分析数据，得出客观、科学的结论的方法。学生通过本课程实验课的学习，大致了解了常用统计分析软件，学会使用常用统计软件编制次数分布表，绘制次数分布图，掌握常用统计方法的统计软件操作过程，为今后更好地从事科研工作奠定基础。

（二）能力目标

《试验设计与统计方法》课程是一门理论和实践结合紧密，实用性很强的工具课、方法课和实践技能课。通过本门课程实验课的教学，使学生掌握由样本的统计量估计总体的相应参数，由样本的实际结果推断得出总体结论的各种统计分析方法的软件操作过程，培养大学生的归纳推理能力。统计分析方法的软件操作过程使学生对常用统计分析方法的基本原理与方法有更深刻的认识，进一步明确了各种统计分析方法的区别与适用条件，便于今后正确地使用统计软件进行统计分析，做到理论与实践相结合，提高学生的实践应用能力和科研能力。

二、《试验设计与统计方法》实验教学现状

（一）理论与实践教学的课时分配不合理，实验教学课时数不足

《试验设计与统计方法》总学时数为56学时，教学改革之前理论学时数50学时，实验学时数6学时。实验教学主要讲授统计计算器的使用以及通过简单的抽样实验验证常用的理论分布。随着计算机应用技术的普及和统计软件的不断开发，应用统计软件分析实验数据的实际应用倍受关注。2005年，在进行教学改革时将理论与实践教学的课时分配进行了调整：在本课程56个总学时不变的情况下，理论教学减少到46学时，实验教学增加到10学时。实验教学内容由原来的理论分布验证性实验改为常用统计软件的上机操作。从近几年的教学效果来看，由于实验教学课时数不足，学生不能很好地掌握常用统计分析方法的操作过程，实验教学效果仍不理想。

（二）《试验设计与统计方法》实验、实践教学条件不足

常用统计分析方法的统计软件使用均需在计算机上完成，以往计算机资源缺乏，统计软件的上机操作实验不能正常开设。随着计算机应用技术的普及和统计软件的不断开发，应用统计软件分析实验数据的实际应用倍受关注，计算机教学设备的配备逐渐完善，常用统计软件的上机操作实验得以正常开设。由于上課班次、人数较多，计算机房缺乏相应的多媒体教学设备以及视频教学软件，实验教学效果不理想。

（三）实验教学方法不能充分调动学生的学习积极性

计算机房缺乏相对应的多媒体教学设备以及视频教学软件，《试验设计与统计方法》的实验教学是先将软件操作界面截图，制作PPT多媒体教学课件，在多媒体教室讲授并演示，上实验课时，学生根据讲授的操作过程上机操作。由于计算机资源限制以及课程安排等原因，软件操作讲授时间与软件操作实施时间（实验上课时间）不连续，存在一定的时间间隔，上实验课时部分操作过程被遗忘。再者，上课班次、人数较多，坐在教室后面的同学看不清楚软件演示画面，不能很好地掌握软件操作过程，上机操作时一头雾水，学习积极性不高。

（四）实验课缺乏有效的考核、监督方法

成绩考核是促进学生复习、巩固所学知识，并对教学效果进行检查的重要方法。计算机房缺乏相应的视频教学软件与打印设备，不能考察学生们的实际操作过程与实验结果。以往该课程实验教学效果考核仅仅依据实验课出勤情况和实验报告成绩，不注重考核实验课堂上学生们的实际操作过程与实验结果和学生对统计分析方法操作步骤的掌握情况，致使学生忽视了《试验设计与统计方法》实验课的学习，导致逃课或应付差事，课后照抄实验报告的现象非常突出。

三、《试验设计与统计方法》实验教学改革措施

（一）调整理论与实践教学的课时分配，强化实践教学环节

为了满足山东省名校工程建设和应用型人才培养的需要，提高学生对常用统计分析方法的实际应用能力，进一步强化实践教学环节，提高《试验设计与统计方法》实验教学效果，重新调整理论与实践教学的课时分配，增加实验教学课时数，减少理论教学课时数。在本课程56个总学时不变的情况下，实验教学课时数由10学时增加到16学时，理论教学课时数由46学时减少到40学时。

（二）开设该课程的教学实习环节

《试验设计与统计方法》是一门实用技能课，也是一门工具课。为强化实践教学环节，创新实践教学模式，提高实践教学质量，切实提高大学生的实践能力和创新能力，笔者认为应开设本门课程的教学实习环节。课堂教学实习可以让学生根据专业特点、知识结构和兴趣，设计实验内容，完成实验操作，统计分析实验数据。除课堂教学实习外，还应该鼓励学生参与科学研究，到生产实践和科学实验一线去设计试验、采集数据并统计分析结果。例如，试验开始前选择试验设计方法；试验过程中控制试验条件以体现唯一差异原则，并获取试验数据；试验结束后选择正确的统计分析方法分析试验数据[1]。通过这一过程使学生亲身体会生物统计学在科学研究中的具体作用，将所学的试验设计与统计分析方法真正应用于实践，加深对理论知识的理解和掌握，锻炼创新思维，培养学生试验设计与统计分析的实际应用能力。

（三）优化实验教学内容

为便于学生理解和掌握常用统计方法的基本原理，熟悉和掌握常用统计软件的实际操作，提高学生对常用统计方法和统计软件的实际应用能力，培养学生的实践能力和创新能力，为学生毕业论文的设计与数据资料的统计分析以及毕业后更好地从事科学研究工作奠定基础。将《试验设计与统计方法》的实验教学内容进行了相应改进，将原来的统计计算器的使用和抽样实验改为Excel、SPSS等常用统计软件的上机操作。统计分析方法实验教学的实施是在讲授基本原理的基础上，让学生用Excel和SPSS统计软件将课堂所授的动物科学、医学相关专业的具体案例进行统计分析，便于学生理解和掌握该章节的基本原理及其相应的统计分析方法。根据实验教学大纲的要求，统计学实验课教学内容包括以下几个方面：常用统计分析软件SAS、DPS、SPSS和Excel简介，利用SPSS和Excel统计软件进行数据资料的整理与基本分析、均数差异显著性检验、方差分析、卡方检验和相关与回归分析。

（四）完善实验、实践教学条件，优化实验教学方法和手段

凌波多媒体网络教室软件以及极域电子教室系统等多媒体网络课堂教学管理软件能够全面协助教师开展高效的课堂互动教学，实时评测学生课堂学习效果，并提供多样化的班级管理功能，真正实现了个性化自主学习的实践与创新。为了提高实验教学效果，我们先将统计软件的操作界面截图，然后制作成PPT格式的多媒体课件。上实验课时，利用计算机房安装的凌波多媒体网络教室软件以及极域电子教室系统等电脑网络教学平台，先在主机上给学生详细讲述统计软件的具体操作、结果解释和注意事项等，并动态演示Excel和SPSS统计软件的具体操作过程，然后让学生应用Excel和SPSS统计软件独立完成教科书上的案例或课后习题，并要求学生结合专业知识对输出结果做出合理的解释。这种实验教学方式便于学生深入了解和掌握统计软件的具体应用，提高实验教学效果。

（五）改革實验教学考核方式，注重学生能力考查

以往该课程实验教学效果考核仅仅依据实验课出勤情况和实验报告成绩，不注重考核实验课堂上学生们的实际操作过程与实验结果和对统计分析方法操作步骤的掌握情况，致使学生忽视统计学实验课的学习。为了对教学质量进行科学的评价与管理，也为了客观准确地评定学生的成绩和能力，有必要改革实验教学考核方式，制定出较合理的实验教学综合评价指标体系，全面考察学生的实践操作能力。我们制定的实验教学综合评价指标体系包括三部分：一是平时实验考核，占总成绩的10%，主要包括实验课出勤情况、上课纪律以及实验动手能力等；二是实验报告考核，占总成绩的20%，每次实验课结束后，要求学生将主要的操作步骤书写成实验报告的形式上交，教师批阅实验报告，评定成绩；三是期末实验考核，占总成绩的70%。期末实验考核是在理论与实验教学结束之后，利用多媒体网络课堂教学管理软件进行上机操作考试。学生借助计算机软件绘制统计图表、进行试验设计以及进行各种试验设计资料的统计分析，并对统计分析结果的实际意义进行解释说明，教师根据实验结果评定成绩。计算机上考试的信息容量大，既能全面考核学生对各种统计方法的掌握情况，又能防止考试作弊[2]。

参考文献：

[1]汤照云，等.浅议《生物统计学》在实践教学中的应用[J].石河子大学学报：哲学社会科学版，2006，（S1）：139-140.

[2]何风华，等.生物统计学多媒体教学的探索与实践[J].江西教育学院学报（综合），2004，（6）：25-27.