试验设计与分析课程教学改革探索

张东+鲍露+赵娟

摘要：试验设计与分析是一门理论性、应用性和实践性很强的方法论学科，为了提高课程教学效果，改善该课程对后继课程的支撑作用，笔者尝试在该课程中实施项目学习教学法，收到了良好的课堂效果。实践证明，在试验设计与分析课程教学过程中实施项目学习教学法，不仅可以有效改善该课程对后继课程的支撑作用，还可以有效培养学生的创新能力。

关键词：项目学习；教学方法；试验设计与分析

中图分类号：G642.0；S-01 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）41-0124-03

引言

试验设计与分析就是利用统计方法分析生产记录、调查研究和科学试验等数据资料，是一门理论性、应用性和实践性很强的方法论学科。因为其涉及大量复杂的计算，故有“三多”（内容多、公式多、概念多）、“四难”（教师感到难教，学生难懂、难记、难用）的特点。所以，笔者已经在教学过程中通过软件教学使学生对解决复杂计算的一些常用的统计软件有所了解和掌握，从而有效提高了课堂效率。但是笔者在后继的教学和指导学生毕业论文时发现，学生并不能够很好地运用该课程所提供的方法去解决实际的问题，甚至由于长期不使用原先已经掌握的统计软件又统统忘记了。为了解决这样的问题，笔者对许多教学方法进行了深入研究，发现项目教学法能够很好地解决这一问题，于是将项目学习引入试验设计与分析课程教学过程中，收到较为满意的教学效果。

一、项目学习的内涵

项目学习这一概念最初是在美国被应用于教育领域，起源于著名的教育家克伯屈（William Heard Kilpatrick）于1918年9月在哥伦比亚大学《师范学院学报》上发表的一篇论文，这篇论文被称为20世纪最有影响的教学理论论文。在这篇论文（《项目教学法：在教育过程中有目的活动的应用》）中克伯屈首次提出了项目学习的概念。项目学习的兴盛期，普遍认为是在20世纪八九十年代，是在西方的一些发达国家。在那个农业和大工业时代，学习的目的更侧重于对文化知识的掌握。于是那时的教学方式主要是按照教科书来讲授知识。教科书是一些教育学家把他们认为需要掌握的知识从具体的生活情境中提取或者抽象出来后编写成册，然后教师按照教科书的内容向学生传授知识，这种方式可以说是最方便的教学方式。但是这种最“方便”的教学方式对于学习者而言，却不是那么方便了。学习者学完这些被人为删除了许多复杂因素的知识以后，即使是对所学知识掌握得很好，但是会由于不能够全面地了解相关知识的生活原型和背景，使得学习者在进入社会以后想运用所学知识解决所遇到的实际问题时，不能够抓住问题的本质。于是就出现了很多成绩优秀的学习者在面对复杂多变的现实问题时，往往束手无策，达不到学以致用的目的。随着社会的发展，人类已经进入了信息社会，随着知识经济的兴起，人们已经认识到我们掌握知识的目的应该是去解决实际问题，进一步用知识去创造财富，而非是为了纸上谈兵或者考试得优。随着教育者一步步探索，他们发现项目学习正是一种创造性地解决实际问题的学习方式，它能从多个层面促进人的全面发展，对于培养学习者的创新意识和创新思维有显著效果。很多学者给出项目学习的定义，一般认为项目学习就是引导学生深入、广泛地探究真实世界中具有一定复杂性的问题，然后针对该问题精心设计产品或者任务，学生在探究问题和基于问题设计产品或任务的基础上获得知识和技能的一种系统性的教学方法。教育学家们认为项目学习既是一种课程理念，又是一种多用途的教与学的方法，它可以融合许多教育理念，诸如多元智力理论、设计教学法和建构主义理论等。而从本质上讲，项目学习则是根据在多元智力重点实验学校中的“专题作业”发展而来的。美国哈佛大学心理学家加德纳认为，人的才能是多元的，但是传统的学校教育更侧重于语言和逻辑（亦即言语智力和数理智力）的测验而忽视了学习者其他方面的才能。于是他提出项目学习，他认为项目学习可以摆脱过去语言和逻辑所强调的以测验为本的学习倾向，从而从多方面去发现和开发每个学生的智力强项。很多实践已经证明，在教学过程中运用项目学习教学法，对于开发学生的多元智力、培养学生的创新意识、创新精神以及实践能力意义重大。

二、项目学习的实现过程

美国教学学家萨莉·伯曼（Sally Berman）开发了多元智力课堂教学中的项目学习，在《多元智能与项目学习》这本书中，她把项目学习分为结构式、主题式、体裁式、模板式和开放式五种类型。萨莉·伯曼在开发多元智力课堂中的项目学习时是以加德纳的多元智力理论为指导的。

根据萨莉·伯曼所设计的多元智力课堂教学中的项目学习，教师们在具体实施项目学习时往往把智力分成三层，在每层智力水平下都有其相应的目标以及其相应水平的一系列具体的活动。具体的分层情况和各智力水平的具体情况列于表2.1。

第一层智力是收集活动。在这一层里，首先是定项目，然后是学生根据项目进行收集活动。具体来说，步骤如下：在学生挑选项目或由教师指定项目之后，教师和学生根据所在小组选择项目的具体情况共同讨论项目实施的指导方针以及时间限制。在定下时间和指导方针以后，学生开始认真细致地搜集材料，进行阅读、调查、采访和收集实例等。诸如表2.1第一层智力水平下相应的活动。当学生进行完第一层智力水平下的活动时，意味着他们搜集到的资料可以构建一个作品了，这时候他们就可以进行第二层次智力水平的相关活动了。

第二层智力是加工活动。学生在这一层次会采取诸如表2.1所列的第二层智力的相关工作内容。在这一层里，首先是学生对搜集到的信息加以细致地分析，然后有可能需要補缺补差。具体说来，就是学生为了形成对项目实施的整体性信息，开始对上一层收集到的信息运用思维进行细致地分析，并且为了形成新的思想，还要对这些信息进行综合、整理以方便最终构建出作品。值得指出的是，第一、二层智力活动也有可能交替进行，因为团队成员聚集在一起互相交流时有时候需要摒弃其中的重复部分，有时候也可能发现其中有些信息不够准确或者不够完整的情况，这时候需要返回第一层去补充一些资料，以便他们能够最终设计出自己的作品。endprint

第三层智力是应用观点。在这一层里，学生既要根据前两层智力活动所获得的成果进行最终产品的构建，还要对最终的产品进行连续检测，在做这一步工作时，学生会完成诸如表2.1所列的一些第三层智力的内容。具体工作如下：首先学生开始根据前面所做的工作构建最终作品，在这一步他们也有可能由于额外的信息加入，而不得不返回第一层智力，并且互相争论以获得正确的观点。即这一层智力活动亦有可能和前两层智力活动交替进行。然后在作品完成后，学生还要对自己的作品进行评定、修改、重组等连续的检测，以便来提高作品的质量。最后就是自我评价、专家检查和庆祝了。

三、项目教学法在试验设计与分析中的具体实现

在具体实施时，结合笔者多年的教学经验和试验设计与分析这门课程的特点，笔者采用了主题式项目学习。即教师和学生先一起讨论一些特定的主题，然后学生围绕某一特定的主题以项目的形式开展学习活动。下面就该课程在运用项目教学法时具体的教学设计和进程简单说明如下。

第一层智力是收集信息。老师已经根据课程的目标定位和教学计划安排，设计若干个项目主题。学生选定主题或者自拟主题通过老师审核后开始制定一个实施纲要，指明各自的分工，然后开始根据各自的分工分头进行，有的需要大量阅读背景资料并总结归纳，有的则需要动手去试验并且记录试验数据。当他们认为一切准备就绪后进入第二层智力。

第二层智力是加工活动。学生在这一步主要是根据具体问题对搜集到的资料进行核查，通过小组讨論摒弃重复的或者是无用信息，补充不足信息或者数据等。然后明确要处理问题的核心以及可以采取的方法，此时就可以进入第三层智力了。

第三层智力是应用观点。学生在这一步将根据第二层所明确的核心问题以及可以采取的方法建立模型，并运用已经掌握的软件对已经搜集到的试验数据进行处理，并且根据软件输出结果进行结果分析。在这一步，也有可能需要对模型进行改进。所有这些工作完成后就是小组成果展示以及互相点评和老师点评了。

四、结束语

项目学习是一个系统工程，需要通盘的考量和缜密的设计。影响项目学习实施效果的因素有很多，比如学习者的参与热情、外部资源的可利用程度、教师的引导与帮助等，故实施起来难度较大。但是既然《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出要建立“创新人才培养模式”，“探索多种培养方式”，研究型大学就必须系统地建立基于项目学习的教学体系，强调基于项目学习的主线，引导学生进行研究性学习，不断地训练学生开展科技创新实践，以此来培养学生的自主学习能力和探索创新能力，这样我们才能在激烈的国际竞争中立于不败之地，并最终建设创新型国家。此外，我们也看到在高科技迅猛发展的今天，学习资源的极大丰富和信息获取的便捷、快速，也为项目学习的开展提供了一种技术支持平台。相信只要在具体实施过程中不断总结经验，项目学习一定可以为我国素质教育的有效实施提供良好的思路。

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