“试验设计与数据分析”英语教学研究与实践

孙奇娜　唐首锋　王帅杰　王素凤

摘要：“试验设计与数据分析”是数理统计理论在各学科应用的分支，英语教学是培养国际化人才的主要手段之一，对于研究生知识体系完善和能力培养具有重要作用。本文总结了全英语教学模式在环境科学与工程研究生课程“试验设计与数据分析”中的研究与实践，并针对问题进行了教学反思与建议，为课程进一步建设打下基础。

关键词：试验设计与数据分析；英语教学；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0092-02

作为数理统计理论在各学科应用的分支，我校“试验设计与数据分析”是为环境科学与工程硕士研究生开设的专业选修课，主要讲授数据误差分析、图表表达、方差分析、回归分析与曲线拟合、正交试验设计等。课程内容涉及试验设计与数据处理的基本理论、方法、软件应用及其在环境科学与工程科研、生产实践中的应用案例。在双语教学实践的基础上，2016年开始，我们尝试用全英文组织教学，至今已完成两轮教学实践。本文对“试验设计与数据分析”英语教学进行总结，并针对教学实践中遇到的问题进行教学反思与建议。

一、课程必要性与可行性

1.必要性。第一，“试验设计与数据分析”旨在使研究生掌握试验设计及数据分析处理的基本原理及方法，掌握常用软件，并逐步培养研究生分析和解决问题的能力。对于环境科学与工程研究生，具备试验设计与数据处理的基本能力，并能在污染治理及环境保护领域开展应用，对后续研究课题试验和生产实验工作都是十分必要的。第二，目前高等教育国际化已成为现代高等教育发展的必然趋势，培养国际化人才也成为国内众多高校在人才培养实践中重要目标。英语作为国际学术界通用工作语言而被广泛使用，且知识急速更迭使得涵盖最新理论及科研成果的通常是英文资料。研究生在毕业后比本科生更倾向于学术及生产研究，对英语授课的需求也更高。

2.可行性。全英语教学模式是国外大学双语教学在我国的发展，可以在专业课学习的过程中训练学生的英语思维能力，目前在国内高校已有诸多实践，积累了大量经验[1-5]。“试验设计与数据分析”在尝试全英语教学之前，作为先导开展过双语教学，积累经验。因此，教学团队已梳理了教学内容、教学组织及教学条件。通过双语教学的反馈，研究生对教学内容和形式的接受度良好，学习热情高。

二、全英语教学实践

1.教学内容。“试验设计与数据分析”内容分为五部分：（1）试验误差与误差分析，主要包括试验与误差的基本概念、误差分析；（2）试验数据表达，讲授试验数据图表表示的一般原则、方法和注意问题；（3）方差分析，介绍方差基本概念，讲解单因素与双因素方差分析原理与方法；（4）回归分析与曲线拟合，主要包括回归分析与曲线拟合的基本概念，线性与非线性拟合的原理及方法；（5）正式试验设计，包括基本概念、正交表、正交试验数据的极差分析与方差分析。在先导的双语教学实践中，上述五部分内容均可在规定学时内完成，但全英语教学过程中，教学进度明显放缓了。这其中的主要原因是由于全英语教学的课堂讲授、课件、教材、作业、考核等所有教学环节均以英语为媒介，部分学生在语言方面遇到了不同程度的障碍。因此，教师不得不在英语教学中放慢进度，并加倍关注学生的反应，增强沟通，保证教学效果。如此一来，便增加了五部分教学内容按规定学时完成的难度。

2.教学模式与方法。为了解决上述问题，我们在课程的全英语教学实践中，开始改革教学模式与方法，将课程内容可分为三个层次：试验设计与数据处理的基本理论与方法；软件应用；在环境科学与工程科研、生产实践中的案例。（1）依托案例分析讲解基本原理与方法。“试验设计与数据分析”的基本原理涉及大量数据统计知识，为了便于学生理解和掌握相对抽象的原理，我们以环境领域实际工程及科研课题内容为案例，通过介绍学生熟悉的案例背景，拉近學生与数学原理的距离，同时减少学生对语言的畏难情绪，引导学习热情。同时，鼓励学生查阅相关科研课题及工程实例，选出教学适用和学生能够完成的入选案例库，指导学生选取案例数据进行分析，作为扩充性资料。通过案例分析，学生明白了课程在今后课题研究中的实用性，不但掌握了课程内容，还能主动应用课程知识制定试验方案，处理试验结果。（2）借助分析软件强化理解与应用。环境专业研究生在进行试验设计与数据分析时，需要借助的软件包括Excel、Origin、正交试验设计助手、Design expert等。考虑教学需要和课时的实际情况，我们选择了数据分析和可视化软化Excel和Origin。教学中注意强调两款软件的应用侧重点，学生通常非常熟悉Excel软件的表格化和计算功能，而Origin软件的统计分析和曲线拟合能力强大，并且能链接Excel表格使用。通过对试验数据计算、图表绘制、误差分析、方差分析、数据拟合等的训练，学生在真实应用环境中深入理解课程核心知识和试验设计分析方法，并能熟练掌握软件常用功能，极大增加课程的实践性和应用性。

3.教学效果评价。教学效果评价方式均为考试与平时成绩结合，权重分别为0.6和0.4，两次教学实践的成绩分布均符合正态分布规律，说明大部分学生基本达到了教学目标的知识和能力要求，教学效果良好。同时，考核的区分度显著，反映出部分学生能够熟练灵活地综合应用数据图表表达、方差分析、数据回归分析与曲线拟合的方法，借助软件进行分析操作并得出合理有效的结论，而不是对单一知识点的死记硬背。

三、教学反思与建议

通过两轮教学实践，我们累积了“试验设计与数据分析”全英语教学的经验，同时在实践中发现了一些问题，并初步探讨了解决方案，为课程的进一步建设打下基础。

1.教学互动不够充分。虽然教学实践中引入的案例和软件提高了学生的自主学习热情，但由于教师在课堂上的教学语言是英语，大部分学生不能或不愿对教师的提问及时给出积极反馈，课堂上较难形成良好的教学互动。互动的缺乏使学生难以在两节45分钟的英语教学过程保持足够的注意力，影响知识接受效果，从而出现恶性循环。因此，需要教师有针对性地设计互动教学环节，使大部分学生溶入课堂教学中，提高其参与度。对此，可以充分发挥研究生小班教学的优势，在案例分析环节将学生分成三人左右的小组，布置针对案例的具体问题，要求学生讨论进行分析，用英语向其他组讲解并回答提问。以此先形成组内互动，继以组间互动，师生互动，旨在通过良好的互动激发学生深入理解知识内容，同时促进学生英语交流，实现英语教学目标。

2.教学评价形式较为单一。目前课程评价方式为平时成绩结合考试成绩，均为纸面形式，并且平时成绩多针对出勤或作业完成情况，对学生学习的过程管理作用较弱，对教学目标达成度的评价还尚有欠缺。因此，评价形式应有所改革，注重对学生学习过程和学习产出的考核评价。为培养学生自主学习和创新能力，传统考试的形式可改为完成实例分析报告的考核形式，并且增加口头讲解或演讲。在考核过程中，要求学生查阅英文文献，与教师讨论确定实例，用软件进行数据表达及分析，结合专业内容总结分析的结论，撰写分析报告，甚至英语讲解答辩。由于完成实例分析报告需要大量时间，因此评价可以贯穿整个教学过程，学生边学边考，不至于像传统考试前临时突击，突出学习导向，弱化考试导向。同时，通过对报告的分阶段考核，进一步促进学生对教学内容的深入理解，保证教学效果。

参考文献：

[1]李颖.高校全英文教学效果的实证研究[J].中国外语，2017，（1）：59-67.

[2]李文娟.专业课全英文教学面临的问题与建议[J].外语研究，2013，（8）：349-359.

[3]张磊，丁红利，周川.《土壤与环境微生物学》课程全英文教学理念践行[J].西南师范大学学报（自然科学版），2015，（3）：161-165.

[4]郑时有，袁涛.《纳米材料学》课程全英文教学的探索[J].教育教学论坛，2016，（16）：157-158.

[5]牛振东，刘辉.计算机科学与技术全英文培养建议方案[J].计算机教育，2012，（5）：21-24.