环境统计学课程建设探索与实践

窦月芹

[摘           要]  环境统计学是安徽大学近年来开设的课程，针对在教学中发现的问题，基于提高学生学习主动性，并应用理论解决实际问题的能力，进行教学改革的探索。分别从环境统计学的教学素材准备、教学方法以及考核方式等几个方面采取有效措施，强化案例教学，提高教学效果，进行课程建设。

[关    键   词]  环境统计学;教学改革;案例教学;课程建设

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）49-0116-02

统计学应用广泛，许多专业开设这门课程或者衍生课程。统计学作为一门方法论学科，有一系列的理论和大量的公式，同时，统计学具有实践特征，每一个知识点都与实际问题密切相关，可以用不同领域的实例阐述。环境统计学是一门应用统计学的原理与方法收集、处理、分析环境科学与工程数据的课程，理解统计学的基本原理和掌握统计学方法并能够用来解决环境科学与工程领域的实际问题，是这门课程的教学目的。

安徽大学环境科学专业是安徽省省级特色专业。环境科学专业所在的资源与环境工程学院组建于2010年，环境专业开设统计学课程分为两个阶段，第一阶段名称为“实用统计分析”，第二阶段根据课程的特点和要求设置为“环境统计学”。笔者多年来从事环境科学专业的统计学教学和课程建设， 根据教学中发现的问题和学生的反馈革新教学方法，加强案例教学，提高教学效果，尝试不断完善课程建设。

一、环境统计学教学存在的主要问题

环境统计学开设课程初期，在教学中遇到一些问题，主要有以下几个方面：

（一）缺少经典教材

统计学教材建设比较成熟，根据学时的不同，都有可供选择的经典教材，如《统计学》[1，2]。环境统计学是统计学的分支应用学科，目前专门的环境统计学教材很少，很难找到比较经典并能够与学时相匹配的专业教材。比较常用的方法是直接选择主流的统计学教材，讲解统计学知识，但是这样往往难以达到环境统计学的教学目的。

（二）教学模式纠结，学生学习效果不佳

传统的教学模式主要是在课堂中系统地讲解统计学理论，在安徽大学环境科学专业近年的培养方案中，环境统计学是必选课，36学时，没有相应的实验或者实践支撑课程。相对于环境科学或者环境工程专业的其他专业课程，统计学较为复杂、公式多、不易理解。笔者在多届学生的课堂教学中发现，在讲环境统计学的前几章，主要是统计学的基础知识以及数据的收集、整理、图表表达等内容时，学生比较易懂，课堂参与度高。但是到后面的章节涉及较多的理论和公式等内容时，学生较为难懂，教学课时有限，不少学生感觉教学内容难而枯燥，课堂上主动参与的机会少，学习积极性降低，学习效果不佳。

（三）考核方式单一

和其他大部分理论课一样，环境统计学刚开课时课程考核主要以课程结束时的一次测试成绩为主。统计学的公式多且复杂，学生在考试前需要背较多的公式。相当一部分学生也只是机械记忆，平时上课缺乏对公式实际应用的练习，不能够体会统计学的思维和方法精髓，考完也就结束了，即时考即时忘。

综上分析，环境统计学的教学缺乏实用的教材，课程较难，教学过程学生参与度低，教学效果难于体现统计学的方法论和实用性。

二、环境统计学加强案例教学的课程建设

针对教学中发现的问题，笔者尝试探索环境统计学的改革，逐步进行环境统计学的课程建设。案例教学是比较适用于统计学的一种教学方法[3]，我们在教学过程中增加实际案例的分析应用，分别从教材与教学素材选择、教学内容设置和教学方法以及考核方式三方面进行改革和实践。

（一）教材选择

在教学素材选择上，我们采用：经典教材+专业统计学教材+专业文献。近两年所用教材以及其他教学素材来源如表1所示。

选择国内主流的统计学教材用来在课堂上系统讲解统计学的理论。教师参阅可找到的环境或者生态统计学教材，这些虽然不一定适合本科生或者我们的学时安排，但是里面有经典的专业案例可用。专业文献有实用性和时效性，选择有相关知识的环境类期刊的专业文献，提取案例作为例题讲解。这就要求教师可以挑出适合的、典型的文献诠释统计学理论知识;本科生大部分没有查阅文献的习惯，教师需要在学生没研读过文献的基础上，利用课堂的有限时间，简短而概括地介绍文献，重点突出统计学的教学。

（二）教学方法

教学方法的改革主要体现在两个方面：课堂教学内容和方式;課后作业强化知识应用。

课堂教学中，根据教学素材的改变，增加较新的专业文献案例的讲解，提高学生的课堂参与度和学习主动性。如2018年给学生讲解数据的图表描述这部分内容时，除了课本上的简单范例，我们还选择了两篇包含相应类型图表的文献：一篇中文，选自《环境科学学报》;一篇英文，选自water research，这两篇文献包含了统计学中一些非常常用的图表，如三线表格、折线图、柱形图、箱线图等[5-6]。课堂上介绍完教材上的相关理论内容后，讲解分析文献中的数据图表，并在相应的软件中举例如何根据数据特点和需要选择、生成、编辑图表。文献中的表格相对于教材中的范例较为复杂，一般不是简单生成，需要后期编辑制作，选择少而精的文献讲解可以增强学生的实际处理数据和展示数据的能力。

由于课时有限，教师给学生布置一些案例分析作业在课后完成，加深对统计学理论的理解，同时培养学生的自主学习能力。主要是选择一些重要知识点，给出环境科学问题案例，指导学生进行分组讨论。2～3人一组，每个学生都有具体任务，在课后分析数据、得出结论并完成报告，在课堂上每组代表做PPT汇报。环境专业学生的毕业论文基本上都需要处理实验或者收集的数据，在做毕业论文时，要求所指导的学生不仅用图表来整理展示数据，而且用相应的统计学方法分析数据。

（三）考核方式

改变环境统计学考核方式，增强学生的学习主动性，把对公式的理解和记忆分散在平时的学习中，减少集中的、短时的对复杂公式的死记硬背。让学生注重理解、掌握统计学方法和理论并能够应用于实例。遵循“兼顾基础知识和应用能力” 的原则，综合考核。

如2018年学生的环境统计学期末成绩主要由四个方面组成，内容以及分值比例如图1所示。其中：（1）基础知识小测两次，主要考查学生对基础知识的掌握，对公式的理解和应用。小测分别安排在期中和课程后半部分，题量控制在一节课时间，老师会在黑板上给出个别较为复杂的公式。（2）分组合作作业一次，以学生所交报告和PPT汇报计分。（3）期末小论文，旨在培养学生统计学方法应用的能力。理论课程结束后，给出几组环境科学问题与相应的数据，学生自主选择，并进行专题调查和文献查阅，综合运用统计学方法整理分析数据，以小论文形式提交。每个同学得到数据后会进行微调，如与学号相关，强调独立完成。（4）其他，主要是随机的课堂考勤点名和课堂提问等。

三、思考

环境统计学开课初期按照传统教学模式，偏重理论教学，教学方法保守，教学效果不佳。笔者探索在课堂上、课后作业中以及成绩考核等多方面进行教学改革，调动学生的学习主动性，注重培养学生应用统计学理论解决实际专业问题的能力。在这些教学改革与实践的过程以及从学生成绩体现中，笔者发现，环境统计学这类理论性比较强的课程，也可以上得生动而有效。

同时，在实施这些教学改革时，要注意不能大刀阔斧，而是要根据学生的反馈和实际教学效果，循序渐进，不断完善环境统计学的课程建设。这要求教师要防止知识老化，能够结合计算机知识和前沿的环境专业知识，优化教学方法和课堂教学内容。

参考文献：

[1]贾俊平.统计学[M].第七版.北京：中国人民大学出版社，2018.

[2][美]威廉·M.门登霍尔，特里·L.辛西奇.统计学[M].第六版.关静，等，译.北京：机械出版社，2019.

[3]王砚羽，钟聪颖.以学术和实践能力培养为导向的经管类应用统计学教改探索[J].教育教学论坛，2020，21（5）：179-180.

[4]杨晓华，刘瑞民，曾勇.环境统计分析[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[5]Garner E， Benitez R， Wagoner E V， et al. Stormwater loadings of antibiotic resistance genes in an urban stream[J]. Water Research， 2017，123（10）：144-152.

[6]張丹龙，方凤满，姚有如，等.淮南市不同功能区叶面尘和地表灰尘中重金属分布特征、来源及健康风险评价[J].环境科学学报，2016，36（9）：3322-3332.

◎编辑 郭小琴