以学生深度参与为导向的田间试验与统计课程探索与实践

王兴云，张新强，周亚丽，王景顺，张坤朋

（1.安阳工学院生物与食品工程学院 河南 安阳 455000；2.安阳工学院博士后创新实践基地 河南 安阳 455000）

新农科建设旨在解决农业、农村、农民问题，要求高校从教育理念、培养方案、教学模式等方面进行全面升级改革，培养一批符合时代发展与“三农”事业发展需求的高素质人才，为其今后从事农业科学研究打下坚实的理论基础。“田间试验与统计”是一门农学专业相关的基础课，既需要进行生物科学试验设计，又要对试验结果数据进行分析，还包含大量数据处理软件的运用，因此教学难度很大。

本文以新农科课程改革为背景，以生为本，采用学生深度参与教学法，教师在教学过程中设置问题场景进行授课，并增加课程实践环节。实践证明，这种教学模式有利于学生在田间试验与统计中加速从知识到能力的快速转化，激发学习兴趣，培养学生处理解决实际问题的能力。

1 田间试验与统计教学中存在的问题

田间试验与统计教学以高等数学、应用数学为基础，且课程抽象、概念较多、参数多、计算量大、公式复杂、逻辑性强、实践性强等，学生学习兴趣不高。在教学中，教师可通过设置问题情境，激发学生的学习意愿，将学习内容根据教学目标、难易程度转化为新颖而生动的问题情境，让问题变成学生认识与思考的对象，进而激发学生的求知欲。

本课程中大量统计数据的运算是授课的一大难点。由于人工计算能力的局限性，导致课堂中无法演示一些计算方法较为复杂或样本容量大的数据，而只能简单讲授计算方法较为简便或样本容量小的统计方法，而农业的实际生产中遇到的数据复杂且计算量非常大。教师在教学中可带领学生进行计算机软件的学习，如将一个复杂的统计计算输入EXCEL 表或者SPSS 中，瞬间即可得出正确的结果，这样学生可以集中精力掌握统计原理和方法。

农业生产中观测的数据具有普遍的差异性，学生在分析数据时常常无从下手。教师在教学中可增加学生实践环节，安排学生去田间自己收集数据，引导学生进行统计分析，促使学生从实验设计、统计方法等方面反思自己存在的问题。

针对这些问题，笔者结合自己的教学经验，探讨深度参与教学法在田间试验与统计课程教学中的应用（如图1），以提高学生处理和分析试验数据的能力，为完成毕业论文奠定坚实的基础。同时，在新农科背景下，为田间试验与统计课程教学改革提供新思路，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。

2 深度参与教学法在田间试验与统计课程教学中的应用

2.1 参与式课程教学理念

课程教学理念是教学活动中基本态度和观念的集中体现，深度参与教学法是以学生为主体，提倡知识与技能的同步化，实施开放式教学。教师在教学过程中注重学生的参与和互动，师生共创科学氛围，课堂中通过设置问题情境等一系列探索发现活动，激发学生的学习热情，让学生体验探究参与的乐趣。

图1

2.2 课程设计思路

教师按照“循序渐进，强化基础，先易后难，注重实践”的设计思路进行授课，将实践环节放在重中之重，让学生能够参与其中。一是教材课本讲解。课前，将课件提前发给学生，要求学生进行课前预习，列提纲。课中，主要对公式的推导和运用进行重点讲解，设置问题场景，按照不同使用条件将公式进行分类，再讲解每个公式的差异性与类似之处，然后采用例题分析引导学生运用公式。课后，引导学生沟通交流，收集数据，进行分析。二是课程设计。带领学生实地进行试验处理，让学生在实践中运用所学知识解决问题，发现所学知识的不足，再进行重温学习。三是模拟毕业设计。学生自己去收集数据，分析数据，小组互评，教师点评，模拟毕业设计的数据处理过程。

2.3 课程的具体实施措施

2.3.1 课前布置学生预习任务

教师在课前将下节课的教学目标、内容通过雨课堂发送给学生，明确学生应该达到的具体预习目标和要学习的课程内容，让学生对下节课要学的内容有初步的了解，掌握简单的知识点。教师应要求学生在自学时将不懂的地方进行标记，使学生带着问题参与课堂，提高课堂教学效果。另外，有些知识存在很大的迷惑性，学生看似懂了，但理解其实只停留在表面，并未真正理解其深处的含义，课堂上，教师应对此类知识进行重点讲解，引导学生变换角度思考、讨论，提高学生对这类知识的理解、记忆，帮助学生发现自己学习过程中的不足，从而重新审视自己的原学习过程，改进学习方法。

2.3.2 课中设置问题场景，鼓励学生参与其中

教师从备课开始就应认真了解学生的课程学习基础和实际接受能力，结合教材的内容，准备适合的教学资源，并结合实际案例设“疑问”，创设发现问题的情景，从而在课堂上有目的地启发、引导学生，使问题成为课堂讲解的“引子”，通过问题链接引导学生进行课堂探讨。课中主要是重难点的讲述，重点内容主要是专业术语、理论分布、基本原理等；难点是公式的推导与应用和结果的分析。课堂流程为：理论知识比较讲解—设置问题场景—公式推导—例题讲解—师生讨论—总结归纳。不管是哪一步，教师都要与学生保持互动，鼓励学生积极参与。

例如，本课程第四章统计推断关于样本平均数假设检验部分，教师可先讲解理论分布和专业术语，提出本节课与上一节课的不同点，如检验方法类似，但是统计量计算存在差异，并设置问题场景：咱们班和隔壁班同学的体重有无差异，这些数据属于什么类型的数据，如何检验其差异？带着问题进行公式的讲解，教师主要采用对比法，引导学生按照不同使用条件进行分类；在讲解过程中加强对数学公式的推导，引导学生比较公式的差异性与类似之处。例题是公式运用的体现，在讲解例题时，教师主要采用板书引导学生一步步分析问题，如为何用此种方法、计算公式选择哪一个、计算结果如何解释等等。同时，引导学生结合SPSS软件进一步计算，并将两者计算结果进行比较。最后，教师进行知识的总结归纳，采用小组讨论的方式，让学生自己编制知识表格进行归纳，根据样本方差是否已知、是否为大样本、公式的使用条件等进行总结。

2.3.3 课后数据收集

课后是一个提升的过程，是学生进行思路和知识运用的过程。课后学生收集到的数据，运用本节课所学知识进行分析，也是下节课知识学习的基础。如本节课讲到平均数假设检验，如果只收集了本宿舍同学的体重（小样本）如何比较，如果收集了整个班级的体重（大样本）如何分析。下节课中拓展前后差异数据的比较，如五年前和现在自己体重的差异，数据如何进行分析？

2.3.4 课程实践

大田实践。课程实践是对所学知识的综合运用。通过亲身实践，学生可以自己走入科学中，体验科学发现的过程，总结失败的教训，分享成功的喜悦，培养团队合作精神。本课程实践设置的“不同杀虫剂对小麦田/艾草田蚜虫防治效果”的研究，学生从实验所用仪器的购买到下田发现仪器的缺失，认识到提前准备的重要性。教师再带领学生实地进行试验处理，学生运用田间试验设计的三原则进行小区设计试验；在调查中采用五点取样等方法收集数据；分析数据采用不同的方法进行多样化比较，t 检验、方差分析、数据转换等，并运用SPSS 软件进行数据分析；最后反思实验过程中出现的问题，撰写课程实践报告。

模拟毕业设计数据处理。教师鼓励学生自己去收集数据，分析数据，模拟毕业设计的数据处理过程。同时，教师要引导学生分析往届毕业生的毕业论文，找到他们实验设计和数据处理的不当之处，进行探讨纠正学习。

2.3.5 注重参与性考核评价形式

为更加真实地反映学生的学习表现和学习效果，本研究采用“5+3+2”（期末考试、课程实践成绩和平时成绩）的考核评价形式，即期末考试卷面成绩占50%，课程实践参与式教学成绩占30%，平时成绩占20%。期末考试成绩即卷面成绩，采用传统的闭卷考试，主要考查学生对基本理论知识的掌握程度。课程实践成绩考查学生将课堂上学到的理论知识应用到生产实践中的能力，以直观反映学生对课程内容接收和理解的程度，有效拓展学生的创新思维。平时成绩主要包括出勤率、师生交流、生生交流、作业撰写等，激发学生学习的主观能动性。课程实践成绩和平时成绩均体现了学生深度参与教学的过程，参与是促进学生有效学习的一种重要方式，注重过程性评价。

3 小结

新农科建设课程体系，从讲好每一门课程开始。学生深度参与的教学法降低了学生对田间试验与统计的学习心理障碍和压力，推动了课程教学活动的开展，将学生的参与提高到中心位置，增设课程实践环节，使学生在实践中掌握知识，激发了学生主动思考的能力，增强了学生学习的积极性和主动性，提升了学生的思维和创新能力，拓展了学习的知识维度。以下经验可推广至其他课程：一是采用学生深度参与教学法进行授课，注重“以人为本”的主导思想，课堂中以学生为主体，形成学生主动参与、人人参与的课堂氛围，培养学生勤于动手、乐于探索发现的学习理念。二是采用设置问题场景模式进行授课，通过问题来引导学生进行课堂探索和学习，激发学生主动思考的能力。课堂中设“疑问”，以问题为课堂的引入点，有目的地启发、引导学生，提高学生解答实际问题的能力。三是增加课程实践环节，鼓励学生亲身实践，让学生体验到科学发现的过程，对成功者给予充分的肯定，与失败者一起总结经验教训，培养学生的团队合作精神，全方位锻炼学生的实践能力，提高学生自主解决问题的能力。四是课程的学习不再局限于教材知识，随着现代计算机技术的发展，将现代计算方法引入教学中。随着此课程在新农科背景下教学改革实践的不断深入和完善，笔者将继续探索更合理的教学模式，实践新的教学方法，完善田间试验与统计的教学内容，也希望更多的教师能够共同探索新农科背景下高校课程的教学规律，推动新农科人才培养体制改革。