林业试验设计与统计分析课程教学改革探究——基于线上线下交互式讨论和案例教学模式

周梦丽，郭 芳

（河南农业大学林学院 河南 郑州 450046）

“林业试验设计与统计分析”是林学类本科生及研究生的专业核心课程，是一门用于探索与揭示森林自然规律的收集、整理和分析数据的“方法论”科学。该课程将高等数学、概率论与数理统计、试验设计的原理和方法应用于林业生产和科学试验，对学习者的数学功底要求很高，课程涉及许多繁杂的概念和公式，其理论性、逻辑性、专业性以及应用性极强[1]，传统教学方式使得该课程教学产生了一系列问题，譬如理论知识概念繁多且抽象难懂、教学模式单一、考核方式简单等[2]，弱化了学生的实践应用能力，导致学生在科研实际工作中滥用、乱用统计分析方法等现象的发生[3]。针对该课程存在的问题，本文从学生自身差异性考量，在教学中融入“交互式”教学和“案例式”讲解等环节，优化教学思路，增加多元的考核方式，对“林业试验设计与统计分析”课程提出相应的改革措施，旨在为社会培养应用复合型人才，为林业行业的可持续发展提供支持。

1 传统教学的局限性

本课程在传统教学模式下存在如下问题：①该课程涉及较多的概念和公式，若学生没有专心听讲，则导致其无法紧跟课程进度，从而不利于其对本课程知识的内化。此外，课程教学中缺少必要的师生互动，严重影响学生对该课程的理解和掌握。②该课程注重理论知识的讲授，侧重理论、公式和概念的讲解以及公式的推导，缺乏与林业实际问题的紧密结合，学生在解决林业生产中的实际问题时存在能力不足。③目前，林业前沿领域常需要处理海量数据，然而当前教学内容与其存在一定的脱节，例如缺少利用R 语言、Python、Matlab 等编程软件进行数据挖掘的内容。④考核方式为期末闭卷考试，主要考查学生对理论知识的掌握程度，缺乏对学生实践能力的考核和评价。这种考核方式容易把学生引入学习误区，即只注重“记、背笔记”，不考虑知识的“活学活用”，最终导致学生高分低能。

2 林业试验设计与统计分析课程的改革措施

2.1 优化课程内容

目前，我国各大农林高校关于该课程所使用的教材比较接近，均涉及试验设计、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析等内容，且多侧重于复杂公式的推导。然而，数学公式的推导应属于数学类课程的重点。因此，该课程的优化应简化这部分内容，增加实践类内容的讲授。以河南农业大学林学院为例，应结合林学专业特色和林业生产实际，将有关良种选育、森林抚育、森林经营与收获等典型案例融入传统教学中，强化该课程与林业生产实际之间的联系。

2.2 多元化教学方法和手段

2.2.1 线上、线下混合式教学模式

针对该课程实践性较强、公式繁杂且课时量有限的特点，采用线上、线下混合式教学模式[4]优化该课程教学过程，不仅可以丰富教学活动，而且能够加强学生对该课程知识的掌握。

本课程混合式教学模式的开展过程具体如下：①线下教学主要以课堂教授、讨论重、难点问题、实际案例讲解、总结归纳所学知识点、上机实操与演示，辅导并讲解课后作业为主。②线上教学则是教师利用学习通、腾讯会议等平台开展话题发布、调查问卷、投票、选人等活动，同时推送PPT，设置任务点打卡，督促学生及时进行预、复习，发布、收集并点评作业等；学生通过客户端查阅成绩及评语，了解自己对知识点的掌握情况。③对于一些较为复杂难懂的知识点，教师可以录制微视频，利用微信、QQ 等软件，发布至课程班级群，便于学生利用闲暇时间复习。因此，线上、线下教学有机结合，有助于学生对所学知识的掌握。

2.2.2 引入“交互式”讨论，锻炼学生的自主学习能力

“交互式教学”[5]是一种强调学生自主学习、教师辅助学生学习，从而达成知识内化的教学方式。因此，本课程引入“交互式”讨论的教学方法，不仅大幅度增强学生的课堂参与感，而且可以提高学生对该课程的学习兴趣。

随着科技的发展，一些网络学习平台，例如腾讯会议、ClassIn、钉钉、学习通等，融入交互式教学过程中，拓宽了课堂教学的时空边界，提供了多元化的教学平台，获得了良好的教学成效。因此，课程组根据该课程的理论知识体系，凝练多个主题（表1），在传统课堂或学习通等平台上发起“主题导入式”交互讨论活动，学生自主选题，进行生—生、师—生的主题交流讨论，从而达到促使学生自主学习的目的。因此，引入“交互式”讨论，不仅弥补了传统教学中学生被动接受理论知识的不足，而且解决了因课堂时间有限导致讨论时间不足的问题，同时提高了本课程的教学成效。

表1 “主题导入式”交互讨论内容举例

2.2.3 强化案例式教学，培养学生的实践能力

案例式教学是在分析研究案例的过程中，学生展现自我主导能力和责任心的一种教学方法[6]。近年来，统计学课程的讲授吸纳了“案例式”教学方法，促使学生养成思辨能力，加强学生理论联系实际的能力，使该课程取得了良好的教学效果。

因此，本课程改革首先应以认真解读科研论文为引线，以独立进行数据挖掘为目标，以教师单独指导或分配研究生作为辅助，引导学生科学组队开展试验探究，督促其完成相关的试验设计及数据分析；与此同时，鼓励学生参与各类大学生竞赛活动，激发学生的探索精神，使学生熟练运用先修课程所涉及的各种相关仪器设备，夯实学生对该课程理论与实践知识的掌握，促使学生对所学知识融会贯通；其次，建立与课堂讲解例题相对应的软件使用的案例素材库（示例见表2），同时将软件安装包和相关案例素材分享给学生，便于学生课后练习，延伸课堂时空，达到活学活用的效果，从而提高教学质量。

表2 “案例式”教学内容举例

2.3 多元化考核方式

目前，该课程的考核方式以期末闭卷考试为主，由平时考核（主要包括出勤率、课堂提问及表现、课后作业等）和期末考试两部分组成，考核方式相对单一。然而，关于上机实践的考核环节相对薄弱，多以课堂练习为主。因此，对该课程的考核方式进行如下改革。

2.3.1 增加阶段性考核

在某些重点内容讲解结束后，除了课堂提问、小测验外，还可在学习平台上发布阶段性考核任务，并根据学生的实际完成情况进行线上评阅。此外，还可在课堂上进行情景模拟，根据其所选主题或模拟情景，现场提问其运用的统计学知识，并给出相应的点评和得分，这为教学进度的调整及教学方法的改进提供了一定的参考价值。

2.3.2 加强交互讨论学习考核

在平时成绩中，添加“交互式”讨论的成绩评定，即结合所开展主题讨论内容及其切合度，根据学生的思维发散程度及思考问题的全面性，进行师生综合考评，并计入平时考核中，降低学生对期末卷面成绩的依赖程度。

2.3.3 增强实践能力考核

以案例式教学中的案例为基础，设计相应的实践考核内容，纳入平时成绩。例如，试验设计章节讲授，预设2~3个选题，供学生自主选题，以所学知识为基础设计切实可行的试验方案，且试验方案应涵盖如下内容：试验指标和试验因素的确定；试验水平和处理的设计；试验方案的选择；试验材料的布设等，根据学生所提交的试验方案，教师评阅后并根据共性问题集中讲解，并将成绩记入平时考核中。

3 结语

“林业试验设计与统计分析”是一门应用性极强的林业专业必修课程，但是该课程存在着理论知识抽象难懂、教学手段和考核方式单一、上机实操与生产应用结合不紧密等问题。因此，本课程改革以林学类专业本科生为对象，使课程内容高质化，与林业前沿领域相契合；丰富并优化教学方法，与新兴科技接轨，利用网络学习平台，延伸课堂时空；提高实践内容比重，优化考核方式，对于培养学生的创新思维、挖掘学生的学习潜力、成就多元化高能力人才具有一定的借鉴意义。