基于PBL教学法的“田间试验与统计方法”微课程设计研究

徐翠莲 王瑞清 梅拥军 何良荣 王有武 胡文明

[摘 要] 近年来，微课受到教育工作者的高度关注并在全国高校中得到广泛应用，进而成为当今高校课程改革的热点之一。田间试验与统计方法是高等农业院校植物生产类一门重要的专业基础课，学生普遍放映学习难度较大。该文结合该课程特点，提出基于PBL（Problem-Based Learning，PBL）教学法的微课设计，重新构建教学内容，注重对学生自主学习能力和创新能力的培养，在课程教学中收到了显著的效果。

[关键词] 田间试验与统计方法;PBL教学法;微课

[基金项目] 塔里木大学高教研究项目“微课在田间试验与统计方法中的应用与实践”（TDGJYB1810）

[作者简介] 徐翠莲（1979—），女，塔里木大学植物科学学院副教授，主要从事田间试验与统计方法的教学和甜高粱遗传育种研究;

胡文明（1978—），男，博士，塔里木大学植物科学学院副教授（通信作者），主要从事田间试验与统计方法的教学与甜高粱遗传育种研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0159-03    [收稿日期] 2019-11-21

一、研究背景

随着移动通信、互联网技术的飞速发展，在教育信息化工作的不断推进和全国高校大力推进“双一流”学科建设的背景下，微课打破了传统的教学模式，有效实现了教育资源共享，以其在线视频内容精、时间短、传输便捷等特点迅速走红，成了当今课程改革关注的热点。微课的出现大大激发了学生自主学习的积极性，适应了学生碎片化学习的时代要求。

“田间试验与统计方法”是以数学和概率论为基础、运用数理统计理论与方法对试验数据进行处理分析的一门科学。一方面，学好该课程，可为今后从事植物生产类科学研究奠定坚实的基础。然而，传统教学模式倚重课堂知识的传承，忽视了对学生自主学习和自主探究能力的培养，导致学生在学习过程中以被动接受为主，没有参与到知识构建过程中去。另一方面，本课程涵盖公式多、计算推理过程复杂，在实际授课中笔者发现学生的接受能力不一，尤其是数学基础不好的学生学起来更加困难。因此，要学好这门课程除了采取有效的教学策略和学习策略外[1-2]，教师应该进行相应教学改革，以适应学生今后学习继续学习的需求。为此，笔者结合课程特点和大纲要求，提出：基于PBL教学法的微课设计，重新构建教学内容，以问题为导向，以任务为驱动，以视频为媒介，着重培养学生自主学习能力和创新能力，加强对学习过程的把控和引导力度，使学生在学习过程中形成系统的知识架构。

二、微课及其在课程改革中的应用

微课程是碎片化学习与移动学习相结合的方式，它以短小的视频为核心教学资源，以移动网络为工具，通过引导学生主动参与从而产生浓厚的学习体验感，最终达到知识建构的目的[3]。2010年，广东省佛山市胡铁生老师率先把以教学视频为核心的教学资源——微课的概念引入国内[4]，微课逐渐从理论走向应用，并凸显它的优越性：

（1）主题突出，内容精悍，更加适合学生碎片化学习的需要。其在线视频时长不超过10分钟，改变了单纯教师45分钟“满堂灌”，缓解了学生听觉疲劳，能更多地调动学生自主探究的积极性，便于学生提纲挈领，抓住重点和关键。

（2）内容生动，交互性强。微课在制作过程中体现着不断创新的教学设计和教学理念，打造耳目一新的听觉和视觉效果，其内容比传统课堂教学生动，更能提高学生体验度，激发学习兴趣。同时学生通过网络交互平台增加了交流互动。

（3）传输快捷，突破课堂时间和空间限制，可反复观看，契合了当代学生追求高效便捷学习趋势的要求。互联网技术的发展和智能手机的普及在很大程度上也推动了微课的应用，使学习内容更加多样化，学习形式更加灵活，学习时间更加自由，从而让学习能更好地融入到生活中去，从而养成自主学习的好习惯。

微课的出现正在促使“教”与“学”的方式发生重大变化。近年来，全国高校和中小学的教育机构纷纷进行教学改革，创新教学模式，尝试采用不同的微课呈现形式，提高学生学习兴趣和参与度。代红[5]采用“三步循环”学习模式对计算机网络微课程进行微课的研究和应用，激发了学生学习热情。孙兆东[6]从交互式微课程资源开发入手，在“C语言程序设计”教学环节中构建“翻转课堂”教学模式，提高了教学效果，改善了学生获取知识的途径和效率。宁海龙[7]以慕课作为教学手段，以田间试验与统计方法课程进行网络教学整合教学资源，打造以教师为主导、学生为主体、教学资源为支撑的互动互融的教学模式。因此，微课的应用为学生高效学习提供了便利，同时微课设计和实践也给教师带来了新的机遇与挑战。

三、田间试验与统计方法微课程设计和应用

以“田间试验与统计方法”课程教学为例，采用基于PBL教学法的微课程教学模式，将教学过程分为三个阶段（图1）：设计阶段（准备阶段）、应用阶段和反思阶段。

（一）设计阶段

设计阶段是教学改革的基础和重要前提。该阶段主要是以教师活动为主体，教师首先对学习者特性、教学内容、教学目标、教材等进行深入分析，基于PBL教学法和微课要求提炼教学内容，并确定微课的呈现形式。

1.基本情况分析。学生普遍认为，“田间试验与统计方法”课程学习难度较大，因为该课程的学习必须有一定的数学理论和概率基础做保证，学习中遇到的困难主要表现在推理过程复杂难懂，无法将所学直接用来解决实际问题等。因此制作微课之前，教师要充分了解和把握学生的基本情况，对每一章节的教學内容进行分析，制定合理的教学目标，选择难度适中的教材，重点解决大部分学生遇到的难点，使大部分学生可以更好地跟上学习进度。

2.教学内容提炼。PBL教学法强调以学生为主体、以问题为导向，将导向问题或学习任务设置到学习情境中，引导学生进行自主、合作、探究性学习。因此，PBL教学法要求教师在熟练把握教学内容的前提下提炼导向问题，设置学习任务，从而更好发挥学生在学习中的主体地位。以卡方测验这章内容为例，教师要预先设置几个问题，如什么是卡方测验？卡方测验的适用范围？卡方测验的原理和一般步骤是什么？等等。

微課制作以主题突出、内容精炼为前提，也同样要求教师审视教学内容，依照教材去粗取精、深度挖掘，设置具体的学习内容，并以此作为主题制作教学视频，让学生在观看视频和完成任务的同时，能更好地掌握和理解学习内容，并把相关“点”连成“线”至“面”，做到融会贯通。另外，教师可以根据教学要求，设计微练习、微教案、微课件、微点评、微反思等扩展资源供学生学习和参考。

3.微课学习方式的确定。“田间试验与统计方法”课程的教学内容大概可分为概念讲解、原理分析、问题解决和计算操作等四大类别。不同的类别适用不同的学习方式，比如概念和原理适于结合实际例子的详细讲授，计算操作适于直观演示与学生实际操作的结合，问题解决适于视频自学和组织讨论的有机结合等。以卡方测验为例，经过梳理最终形成了以五个学习内容为主题的学习视频，结合相关的导向问题和不同的学习方式，开展本章内容的教学工作（表1）。

（二）应用阶段

应用阶段是实施教学改革师生共同参与的重要阶段，本阶段重点突出学生自主学习的主体地位，培养学生自主学习能力、创新思维能力和批判思维能力。而教师在协助监督学生完成该阶段学习的同时，要充分发挥引导作用，引导学生积极探索知识渊源，培养学生强烈的学习兴趣和学习欲望，让学生收获更多的成就感。该阶段包括学生了解学习任务、自主观看视频、分组讨论、完成练习，学生交流发言或成果展示以及教师的点评答疑。以“田间试验与统计方法”卡方测验的教学为例，教师作为学习组织者，提前发布导向问题（参见表1），布置学习任务，并针对这些问题制作视频，上传至课程学习平台。学生登录学习平台，了解学习任务，下载相关素材及视频，带着问题或任务进行自主学习，然后在预先分好的组内进行交流、讨论，完成相应的学习任务。教师巡堂辅导，根据每一小组的问题有针对性地给予指导，对于掌握较快的小组引导他们进行深入自主学习或对其相关知识点进行拓展。任务完成后，教师组织学生进行交流或展示，并根据汇报情况及时做出点评和辅导答疑。

（三）反思阶段

反思阶段是学生知识构建和能力提升阶段，也是教学改革不容忽视的重要环节。它包括教师的教学反思和学生的学习反思。教师通过学生在第二阶段的表现进行教学反思，对学习内容进行汇总，在每一章节进行教学总结。学生则通过学习反思，制作思维导图，完成知识的建构和自身能力的提升。经过课程改革，学生整体的学习积极性有了明显上升，对知识的掌握有了显著进步，课后练习的正确率也有了较大提高。教师也明显感觉到，有了学生的主动参与，教学也更加轻松。

四、微课存在的问题及前景展望

在教育体制不断改革的今天，微课作为一种新型的教学形式，在国内外高校中得到广泛应用。与传统的教学模式相比，微课在教学内容、授课形式等方面都体现出它自身的优势。然而，在该课程微课教学实践中也存在一些问题：一是并非课程的所有知识点都适于进行微视频制作。因此在教学实践中，教师不能过分依赖微课教学，应结合课堂教学，保证有效的教学质量。二是教学视频制作的要求较高，需要教师对教学内容进行梳理、提炼，同时还要参考大量的教学素材以拓宽学生的视野，要把这点做好做精，实属不易。因此，高校教育管理者应该更加注重师资队伍建设，组建优良的教学团队，打造精品微课，提高学生对微课的认可度和欢迎度。三是加强对微课学习的监督管理，切实保证学生的学习效果，完善微课的教学效果和评价机制。

作为一名高校教师，我们要充分利用信息网络技术，发挥微课优势，不断提升教学效果;同时也要克服在教学改革中出现的种种问题，使田间试验与统计方法的课程学习更富有趣味性，全力打造学生为主体、教师为主导的互动良好的教学环境。

参考文献

[1]王瑞清，何良荣，胡守林，等.“田间试验与统计方法”课程的学习策略和教学策略[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2011，24（03）：113-114.

[2]唐忠建，陈先荣，李秀霞，等.高职院校涉农专业“田间试验与统计方法”项目化教学改革与实践[J].教育教学论坛，2017（40）：168-169.

[3]姜玉莲.微课程研究与发展趋势系统化分析[J].中国远程教育，2013（12）：64-73，84.

[4]王晶.移动学习环境下的微课程探究[J].知识经济，2016（12）：94-96.

[5]代红，史添玮，陶冶.计算机网络微课程教学实践[J].中国冶金教育，2019（01）：16-19.

[6]孙兆东，葛日波.C语言程序设计交互式微课程资源开发应用[J].实验技术与管理，2017，34（12）：206-209.

[7]宁海龙，谭逸群，张鑫，等.慕课整合“田间试验与统计方法”教学资源[J].教育教学论坛，2018（50）：121-122.

Research on Micro-lecture Design of Field Experiment and Statistical Method Based on PBL Teaching Method

XU Cui-lian，WANG Rui-qing，MEI Yong-jun，HE Liang-rong，WANG You-wu，HU Wen-ming

（College of Plant Science，Tarim University，Alaer，Xinjiang 843300，China）

Abstract：In recent years，micro-lecture has been highly concerned by educators and widely used in universities，and it has become one of the hot spots in the curriculum reform.Field Experiment and Statistical Method is an important professional basic course in agricultural universities，and it is difficult for most students to learn.Micro-lecture design is put forward based on PBL teaching method according to the characteristics of the course in this paper.Teaching contents are reconstructed and students' independent learning ability and innovation ability are paid attention to in teaching process.Remarkable results have been achieved in the course teaching.

Key words：Field Experiment and Statistical Method;PBL teaching method;micro-lecture