《试验设计与统计》线上直播课程教学设计与实施

耿丽晶，周围，李博志，王会，于小磊，张振

（锦州医科大学，辽宁 锦州 121002）

《试验设计与统计》作为一门探讨研究对象的数量规律及其特征的数据分析课程，主要培养学生能够通过收集、整理研究对象的数据，进行量化分析、科学总结，建立最优化统计模型并进行预测[1]。提高食品专业学生的科研能力是食品专业本科培养的最主要目标之一，而《试验设计与统计》是贯穿食品科学教学、科研等工作的一个重要工具，且在培育本专业学生科研能力方面起着重要作用，同时为后续专业课的学习提供数量分析方法的理论与实践基础[2]。随着大数据时代的来临，统计学的重要性越来越得到社会的认可和重视，具有统计学基础的食品专业人才需求量也越来越大[3]。因此，《试验设计与统计》被定为锦州医科大学医疗学院食品专业类（食品科学与工程专业和食品营养与检验教育专业）的专业基础课。

2020 年，在新冠肺炎疫情的情况下，为保障学生的学习要求和课程的教学质量，本课程负责人积极响应教育部门的“停课不停教，停课不停学”要求，通过在线直播、视频资源点播相结合的形式[4-8]，在智慧树平台上为锦州医科大学医疗学院食品专业学生开展2019-2020（2）学期线上《试验设计与统计》教学。由于本课程本身包括很多抽象的理论、较强的逻辑推理和复杂的计算，使得本课程线上教学在教与学两方面都存在很大困难，故本课程以新冠肺炎疫情为主线，采用查阅文献、收集数据、录制视频、绘制动画、课上与课后的同步强化、教学效果及时反馈调查等方法来实现教学过程[9-14]。本论文总结2020 年2019-2020（2）学期该课程授课教师在疫情期间开展线上直播教学经验，为进一步构建教学效果好的《试验设计与统计》线上直播课程和为将来打造线上线下混合式教学奠定基础。

一、2020 年统计学课程存在的问题

教学设计是课堂的蓝图，故对于《试验设计与统计》在线直播课程的开展，课堂教学设计显得更为重要[15-16]。针对线上教育，本门课程的教育模式和学生的学习方法都面临新的挑战，在线直播教育更加强调互动，故教师应策划好课堂设计，充分调动学生的积极性和热情，设计多种不同场景来调动学生多参与互动、交流和讨论，鼓励学生课前课后自主学习，积极参与小调查实践，把精髓传递给学生[17-19]。因此，如何设计好教学内容是至关重要的。

1.课上与课后同步强化知识点。《试验设计与统计》虽在食品专业中具有非常重要的作用，但由于本课程以概率论和数理统计学为基础，涉及的公式、抽象概念和理论内容较多，通常需要一定的数学基础和较强的逻辑推理能力，通过课前问卷调查发现，学生普遍认为《试验设计与统计》是一门比较难以掌握和学习的课程。故授课教师在线上授课过程中设计启发式、探究式、讨论式、案例式等多种教学方法，调动学生学习积极性。在有限学时内结合案例讲透理论，学生通过反复实践操作，最终能够达到熟练掌握本课程内容的效果。

2.以统计数据及论文为主线使抽象的理论“活起来”。部分非常重要的内容如统计推断、方差分析、回归分析等抽象概念和理论内容较多，线上授课难度大，故授课教师需在讲授统计学概念、理论、公式和方法的时候，以新冠肺炎疫情有关统计数据及论文为主线，通过调动学生开展收集数据、课上与课后的同步强化等学习方法，让学生掌握统计分析的理论、方法及作用，使抽象的理论“活起来”。教师可先收集论文，然后将论文中的数据和采用的统计方法进行分类，分别将不同数据插入到各个章节以有效利用。这些论文都是学生感兴趣的内容，通过实例充分讲解统计分析中运用的原理、方法、作用及应用。

3.采用实践教学的线上新模式让综合实践“动起来”。为了让学生更好地系统性理解抽象公式和理论，培养学生实践动手能力以及解决实际问题的能力，提高学生的自主学习能力，教师线上讲授《试验设计与统计》课程时，不能仅以教师讲授为主，应针对本课程的具体教学内容，从实用应用角度出发，改变教学模式，构建“讲、练、践”三位一体的新型教学模式。在线上授课中，授课教师除了进行相关软件（Excel、SPSS）的操作和演示外，还可以带领学生以新冠肺炎疫情期间学生的学习和生活为调查目标，学生分组后逐步开展调查设计、统计与分析，使综合实践“动起来”，有效提升学生实践能力。教师在线上授课前，可根据学生提出的调查目标，通过智慧树群聊、微信、QQ 等方式与学生进行有效沟通，帮助学生设计合理的调查表并展开调查，根据调查结果，运用课上学习的统计分析原理，协助学生进行正确的统计分析，并得出正确结论，提出有效意见。

4.结合新冠肺炎疫情开展课程思政。2020 年初授课时，我国慕课中只有福建农业大学的《试验设计与统计》一门课程，资源较少。本课程授课教师在疫情期间开展线上《试验设计与统计》直播教学时，以新冠肺炎疫情为主线，通过带动学生查阅文献、收集数据、录制视频、绘制动画、课上与课后的同步强化、教学效果及时反馈调查等教学活动，使学生熟练掌握本课程的理论，并有效提升本科生的科研和实践能力。本课程教师结合新冠肺炎疫情开展课程思政，及时收集学生对授课情况的反馈并逐步提高授课质量。为将来构建一门教学效果好的《试验设计与统计》线上直播课程，打造线上线下混合式教学奠定基础。

开展各种形式的线上教研教改课、优秀教师培训指导、教师授课经验相互交流等活动，并进行研究、归纳、总结，不断改善优化线上《试验设计与统计》课程的教学效果。

二、课程实施具体过程

1.实施目标。构建一门课上与课后同步强化以新冠肺炎疫情为主线、且教学效果好的《试验设计与统计》线上课程。

2.实施对象。锦州医科大学医疗学院食品科学与工程专业和食品营养与检验教育专业本科生。

3.实施教学手段。本次线上课程采用学生带动法、学生数据收集法、实践研究法、文献法、教育反馈法等教学手段，具体如下：一是学生带动法。通过一小部分优秀学生先学、先掌握，再带动和感染其周围的学生也来学习，如以新冠肺炎疫情期间学生的学习和生活为调查目标，学生分组后设立小组长，由小组长带队设计与讨论。二是学生数据收集法。深入了解每位学生个体，利用不同的方式收集、调查每位学生的现状及学习进度，找准问题所在，有效解决学生学习困难，如课前学生基础课掌握情况调查，与每位学生建立微信联系。三是实践研究法。通过学生分组实践（即小调查设计与结果分析等内容），制定学生个性学习方案，经分析、再研究、调整，有效实现实践全过程，并将经验总结、记录形成有价值的文字。四是文献法。广泛收集整理文献资料，如网络、媒体和书籍中搜集有关新冠肺炎疫情数据、学术报道、学术论文等案例内容以及课程标准推荐的书目，为学生阅读提供正面生动案例，并结合思政教学体现课程的时代性、创造性、正能量。五是教育反馈法。立足于本学期授课的教学班级，通过三周教学反馈了解学生学习的变化，找到适合学生科学素养发展的方案。

4.具体实施过程。一是以新冠肺炎疫情有关统计数据及论文为主线让学生掌握统计分析的理论、方法及作用。以收集到的慕课、数据及论文引入教学内容，例如，由图1A 引出统计分析的作用；由图1B 引出数据分类原理、统计图的制作方法等；由图1C 引出模拟数据模型的原理、方法、步骤分内容；由图1D 展开方差分析中的单因素分析原理、方法、步骤等内容，每章节内容都有相关引用内容，在这里不一一展示。

二是以新冠肺炎疫情期间学生的学习和生活为调查目标逐步开展调查设计、统计与分析。授课班级进行分组，并设计好调查表开展调查，图2 是部分调查表展示。

三是结合新冠肺炎疫情开展课程思政。在《试验设计与统计》课程中引入课程思政的内容，可以激发同学们为国家学习、为民族学习的热情和动力。例如，教师将《试验设计与统计》理论与新冠肺炎疫情相结合讲授三方面内容：首先，许多研究人员充分考虑各种影响因素，运用统计学模型来预测疫情拐点，如：“疫情何时能控制住？”其次，将统计学模型与防疫政策相结合，如：“隔离14天”的依据是什么？为何要及时、按时“上报体温”？再次，授课教师除了讲授一些专题知识点之外，还通过群指导、直播、转发图片文章与视频等各种各样的途径分享正能量新闻，向学生传递敬畏生命和感恩教育的理念。

四是线上授课过程中设计启发式、探究式、讨论式、案例式等多种教学方法，调动学生学习积极性。

5.实施效果反馈。及时收集学生对授课情况的反馈并逐步提高授课质量。每3 周做一次调查，搜集详细的调查表和学生反馈回来的信息。调查结果表明，学生对2019-2020 年（2）学期线上《试验设计与统计》 课程满意度较高，80%非常满意，20%满意，无不满意。学生对教师采用的投票互动、小调查实践活动、课后作业强化等教学模型较为喜欢，也对今后课程提出了有价值的意见（见图3）。

教学效果调查表明，学生对线上《试验设计与统计》课程满意度较高，学生对教师采用的投票互动、小调查实践活动、课后作业强化等教学模型较为喜欢。此学期线上《试验设计与统计》授课能够使学生熟练掌握本课程的理论，并有效提升本科生的科研和实践能力。