“生物统计与试验设计”一流课程建设探索与实践

2021-11-28赵秋伶

科技与创新 2021年2期

赵秋伶

（辽宁科技学院生物医药与化学工程学院，辽宁本溪 117004）

地方本科高校向应用型转变发展，是中国高等教育结构调整和社会持续发展的重大战略举措。在转型发展的大背景下，提高学生创新意识和创新能力、分析和解决实际问题的能力、实践能力及动手能力，已成为地方普本高校发展的共识和向应用型本科转型的目标[1]。课程是人才培养的基础、支撑和具体落实，也是当前中国大学带有普遍意义的短板、瓶颈和关键所在。重视课程建设、课程的应用性和实践性，在地方普本院校转型中起着重要作用。

“生物统计与试验设计”是利用统计学原理和方法来分析和解释生命现象变化规律的一门科学，是农学、生物学相关专业的一门重要的专业基础课，也是一门工具课程。通过本课程的学习，学生能够掌握常用试验设计的方法和典型的统计分析方法，为后续课程（创新创业训练和毕业论文）、研究生教育及未来从事科研工作奠定理论和实践基础。

1 一流课程建设思路

2018 年，在第十一届“中国大学教学论坛”上，教育部高等教育司司长吴岩提出建设中国大学金课，按照“两性一度”，即高阶性、创新性、挑战度的“金课”标准[2]，应该转变观念，让课程理念先起来；教师应该提高能力，专业素养高起来；改革课堂教学方法，让课堂活起来；采用科学评价方式，让学生忙起来；强化管理，让制度严起来。地方普本高校学生学习能力一般、自我管理能力欠佳，但是动手操作能力较强[3]，必须根据学生特点因材施教，课程建设才能取得较好的效果。为建设“生物统计与试验设计”一流课程，提出了地方普本高校一流课程建设思路：课程目标支持创新应用型人才培养，课程内容与时俱进，教学设计科学合理，教学组织与实施突出学生的中心地位。

2 课程建设目标

“生物统计与试验设计”是本校生物技术专业重要的学科专业基础课，是关于科学试验的设计、实施、试验数据的收集、整理、分析，以及结果解释和推断的一门课程。本课程主要是运用数理统计原理和方法进行生物科学研究，使学生理解试验数据现象和本质的关系，树立生物科学研究正确的思想和方法。该课程教学的目的是使学生初步掌握生物学实验设计的常用方法，具有独立处理和分析试验数据的能力，为进一步学习各专业课程以及毕业论文设计与实施奠定坚实的基础。坚持以能力培养、协调发展为原则，不断优化课程体系，构架合理的课程教学模块，培养学生的统计思维能力，提高学生在专业实践中分析问题和解决问题的能力，为企事业单位培养具有生物统计学基本理论知识和技能、能够独立以生物统计学为工具进行数据分析的人才。

3 教学内容与资源

本课程包括32 学时，选用教材为《生物统计与试验设计》，由徐辰武、章元明主编，高等教育出版社出版。本教材共包括9 章内容，分别为绪论、描述性统计、概率和理论分布、抽样分布、统计推断、方差分析、常用试验设计及方差分析、一元线性回归及方差分析、多元线性回归及方差分析。本课程学时较少，最后一章为课外自学内容。本课程学时分配为绪论2 学时，统计推断6 学时，其他章都是4 学时。根据教材，自制多媒体教学课件辅助教学。充分利用线上教学资源，讲中国大学慕课平台上西北农林科技大学建设的“生物统计与试验设计”课程的相关部分作为学生线上预习的学习内容。

加入课程思政新元素，保证课程与时俱进。课程思政建设坚持价值引领与知识传授相结合，培育学生求真务实、实践创新、精益求精的工匠精神，培养学生踏实严谨、耐心专注、吃苦耐劳、追求卓越等优秀品质。通过课程思政教育，让学生时刻铭记肩上的责任与使命，引导他们将所学知识服务于国家需要和民族振兴，在潜移默化中达到了育人的目的。本课程的思政内容学时不少于总学时的10%。

4 教学模式与教学方法

“生物统计与试验设计”课程是一门理论与实践并重的课程，在课堂教学中既要重视理论知识的传授，又要重视理论知识的应用，即实践能力。该门课程理论部分概念抽象，数学公式多、内容杂、理解困难，在教学过程中学生普遍反映难学。针对该门课程的特点，授课教师不断进行教学改革与探索。

4.1 基于信息技术的数字化教学模式创新

每四年修订一次培养方案，每次修订培养方案专业课程都会被压缩，到目前“生物统计与试验设计”的学时只剩32 学时，对于理论课的讲述是完全不够的，一些统计原理没法展开讲述，并且这32 学时还包含了8 学时的上机实践。但是对于“生物统计学”课程来说，统计原理非常重要，掌握原理才能灵活运用统计分析方法。课堂教学的局限性表现在：课堂上每节课时间有限，短短四五十分钟，既要求教师讲清楚、学生听明白，又要求师生互动，让学生参与课堂。基于信息技术的数字化教学模式弥补了课堂教学的局限性，将某些课程理论知识的学习放在课前，通过“翻转课堂”的教学模式，要求学生们在每次课前做好预习。预习完成的学生自觉参加学习平台上的预留测验，测验不及格，需要再次预习参加测验。学生课前有了一定基础后，再进行课堂学习，效果会事半功倍。

4.2 重视统计软件的应用训练

“生物统计与试验设计”课程教学目标是培养学生进行试验设计和对数据进行统计分析的能力，具有很强的实践性，因此实践教学是非常重要的。电子计算机技术为人们提供了便利，让复杂的数据处理工作变得非常容易，应用计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程跨过，让学生直接看到统计输出结果，根据学过的理论知识学生能对统计分析结果进行合理解释，学习目的就达到了。本次课程使用的统计软件主要有Excel 和SPSS。Excel 软件提供了较强的数据分析功能和统计绘图功能，易学易用，前几章可用，但对复杂的统计分析有局限性。SPSS 有强大的数据处理功能且操作简单，用鼠标可以完成大部分操作，因而深受使用者的欢迎。笔者们注重分析书上的例题，因为每一道例题都是一个实例，尤其对于每一个有原始资料的例题，应教会学生们使用SPSS 软件进行处理分析，从输入变量到输入数据，最后根据方法点合适的统计分析窗口进行设置，输出统计分析结果后，学习根据结果去推断总体参数。通过应用数据统计的实例、统计软件和分析方法，加强试验设计和提高学生的统计分析能力，提高学生的实践能力。

4.3 任务驱动教学法及案例教学法的应用

任务驱动课程教学模式，强调以学生为中心，教师主要是任务的制定者和学生学习的引导者，其核心思想是通过真实问题引起学生深度思考，在解决问题的情境下，使学生获得与应用相关的知识[4]。任务驱动式教学法特别适用于应用型本科人才的培养，将学生分成若干学习小组，各小组在任务的引领下主动分工协作、获取必要的知识，最后应用所学知识创造性完成项目，获得思维创新能力和团队合作能力。本课程以书中例题和课后习题为任务，将相同类型的题归类为一个任务，要求学生具有举一反三的能力，学会一个，同类题都能探索出来，个人不能解决的问题，通过团队协作解决。

将科研实践实例引入课堂教学，搜集本院教师在科研实践中的数据，将所涉及的统计分析方法和试验设计方案引入课堂，一方面加深学生对本课程应用的理解；另一方面拓宽学生视野，加强学生对本专业的了解。课程组学生通过参加“大创”“挑战杯”“创业杯”等活动参与教师科研课题，加强第二课堂建设，提高学生的实验技能和数据分析能力，培养学生的课外研究兴趣、严谨的科研态度以及创新思维。

5 课程考核评价

考核评价是学生学习的指挥棒，传统一考定乾坤的考核方式，学生学习的热情和能动性都被遏制。学生平时不努力，却喜欢在考试之前搞突击，临时抱佛脚，所学知识考完就忘，学习效果较差[5]。所以考核方式改革更重要！过程性评价侧重学习过程中学生的学习动机和参与课堂程度，具有考核过程动态、考核手段多元和考核方式多样等特点，形成性评价非常注重考核学生平时学习的效果。为了给学生加码，多留学习任务，让学生学时平时忙起来。将“翻转课堂”和“任务驱动教学法”两项任务的考核方式落实到位，学生对所学的知识进行探索，在尝试中走向成功，也能激发学生自身的潜能。过程性评价也有利于教师随时掌握学生主体的学习态度和学习状态，发现问题能够及时予以纠正。

将过程性考核要求和经济地理学的课程相结合，学生学习该课程的最终成绩=过程性平时成绩（40%）+期末笔试成绩（40%）+期末上机操作成绩（20%）。过程性平时成绩（40%）=学生考勤（10%）+课堂表现（20%）+作业成绩（40%）+平时测试（20%）+任务驱动法里小组团队协作能力（10%）。为了突出过程性考核，学生获得该课程的最终成绩过程性平时成绩（百分制）要大于60 分的标准。

学生考勤共计10 分，不在教学平台上预习课程算旷课，旷课扣2 分。如果学生无故旷课累计达3 次及以上或者请假课程学时数达1/3，则学生不能参加最终的期末考试，直接取消考试资格。迟到、早退一次扣除1 分。课堂表现指学生参与课堂，包括线上教学课堂程度的整体情况评价，主要表现在回答问题、课堂专注度、师生互动等几方面，共计20分。每章结束后布置多次多形式的课后作业，根据作业完成情况计分。因自身原因未交作业次数累计达3 次或以上的学生，取消课程期末考试资格。平时测试：每次课前请学生们登录平台，做测验题（主要包括选择题和填空题），将测验题得分汇总成小测验成绩。例题及习题要求所有学生都会操作，这部分以任务驱动形式按小组来完成，如果组内所有成员均已学会，都得到满分，只要有一名学生不会，将扣所有组员的分数。期末笔试答一张试卷，上机操作考试，每人操作一道题。