微課在農(nóng)科類專業(yè)試驗統(tǒng)計學教學中的應(yīng)用

馮發(fā)強，劉桂富，黃成達，馬啟彬

(華南農(nóng)業(yè)大學，廣東廣州 510642)

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微課在農(nóng)科類專業(yè)試驗統(tǒng)計學教學中的應(yīng)用

馮發(fā)強，劉桂富，黃成達，馬啟彬*

(華南農(nóng)業(yè)大學，廣東廣州 510642)

微課是針對單一知識點授課，通過簡短的視頻或音頻等多媒體形式錄制并結(jié)合一定的學習任務(wù)而形成的一種教學方式。筆者分析了目前農(nóng)科類專業(yè)試驗統(tǒng)計學的教學現(xiàn)狀，認為試驗統(tǒng)計學教學時數(shù)少，內(nèi)容龐雜，滯后于實踐需求，且學生學習興趣不高。介紹了近年來各大高校試驗統(tǒng)計學嘗試運用的案例教學法、答疑法、自學指示法、討論教學法。在此基礎(chǔ)上，就微課應(yīng)用于試驗統(tǒng)計學教學展開探索，并以概率統(tǒng)計中正態(tài)分布的講解為例分析微課教學的內(nèi)容與設(shè)計過程，同時總結(jié)了微課應(yīng)用于實驗統(tǒng)計學教學需要注意的問題，以期提高課程教學質(zhì)量與教學效果。

微課；試驗統(tǒng)計學；教學改革；教學方式

微課的起源要追溯到1993 年由美國北愛荷華大學LeRoy A.McGrew 提出的“60 s有機化學課程”和1995 年由英國納皮爾大學T.P.Kee 提出的1 min演講(The One Minute Lecture，簡稱OML)，當時的背景條件下強調(diào)的是以1 min解釋講述一個問題或知識點[1-2]，是一種高度濃縮的知識點教學。而微課概念則是由美國胡安學院的David Penrose 在2008 年正式提出并運用于在線的教學實踐[3]，目的為在線學習和移動學習?；谀硞€明確的主題或概念，通過音頻或視頻錄制的60 s內(nèi)容，幫助學生自主學習[4]。

國內(nèi)研究者對微課概念有了進一步的延伸和發(fā)展，對微課建設(shè)有了適合自己國情和校情的思考[5-10]。焦建利[5]認為微課是以闡釋某一知識點為目標，以短小精悍的在線視頻為表現(xiàn)形式，以學習或教學應(yīng)用為目的的在線教學視頻。廣東佛山教育局研究員胡鐵生[10]將之定義為：“是以微型教學視頻為主要載體，針對某個學科知識點(如重點、難點、疑點、考點等)或教學環(huán)節(jié)(如學習活動、主題、實驗、任務(wù)等)而設(shè)計開發(fā)的一種情景化、支持多種學習方式的新型在線網(wǎng)絡(luò)視頻課程。”許亞莉[9]分析了微課資源建設(shè)的現(xiàn)狀，并對具體教學模式下的應(yīng)用進行了思考，給出了相應(yīng)建議。董敏敏[7]對微課引入職教課堂進行了有益探索。隨著微課在國內(nèi)越來越受到重視，微課資源數(shù)量急劇增長，應(yīng)丹[6]對如何搭建微課資源平臺、有效利用微課資源提出對策。微課充分將網(wǎng)絡(luò)資源與傳統(tǒng)教學進行有機融合，作為“微時代”教學資源高度發(fā)展的產(chǎn)物，以其獨特的優(yōu)勢成為移動端的學習新寵，更能滿足個性化學習的需要。

試驗統(tǒng)計學是數(shù)理統(tǒng)計在生物學領(lǐng)域的應(yīng)用，是關(guān)于生物科學試驗的設(shè)計、實施，試驗數(shù)據(jù)的收集、整理和分析，以及對試驗結(jié)果進行解釋、推斷的一門科學，是一門應(yīng)用性很強的方法論學科，也是一門教學難度較大的課程[11]。試驗統(tǒng)計學是一門在實踐中應(yīng)用廣泛的工具學科，具有“科研工具”的特點，它是生物科學、農(nóng)學類專業(yè)的基礎(chǔ)課。該課程教學能培養(yǎng)學生初步具備獨立處理和分析試驗數(shù)據(jù)的能力，并為生命科學相關(guān)課程的學習和生物科學研究奠定基礎(chǔ)[12]。筆者結(jié)合微課短小精悍和可移動的特點，探索如何將微課靈活運用于試驗統(tǒng)計學課程教學中，促進教學改革，以提高數(shù)學質(zhì)量和教學效果。

1　試驗統(tǒng)計學的教學與改革現(xiàn)狀

1.1教學現(xiàn)狀

1.1.1教學時數(shù)少。農(nóng)學類專業(yè)學習課時為48學時，其中理論課32學時，實驗課16學時，課時緊，任務(wù)重。課堂上教師基本會抓住每分每秒采取“填鴨式”方法講授，師生互動自然就少。教學中大多實行從概念到定理再到例題的傳統(tǒng)教學方式，普遍存在概念多難懂、例題多難解、方法多難想、公式多難記，而且不同的數(shù)據(jù)分析方法對應(yīng)不同的實驗設(shè)計方案，田間試驗設(shè)計與方差分析部分聯(lián)系緊密，學生在初次接觸時很難將田間實驗設(shè)計與統(tǒng)計分析的方法進行有機結(jié)合，更談不上專業(yè)的應(yīng)用。相對密集而系統(tǒng)的授課導致大部分學生無法對試驗統(tǒng)計學的經(jīng)典內(nèi)容進行領(lǐng)悟、消化和吸收。往往因?qū)W習難度大、時間有限、教學方法枯燥等原因直接影響了學生的學習效果。

1.1.2內(nèi)容龐雜，教學難度大。試驗統(tǒng)計學理論主要包括田間試驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析兩方面。田間試驗的基本概念需要學生理解、記憶即可，重點是誤差理論與概率理論。試驗設(shè)計、田間取樣、試驗數(shù)據(jù)獲取等過程中，試驗人員都將最大可能地降低試驗誤差；數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計分析過程中還要無偏地從總的試驗效應(yīng)中分離試驗誤差。概率理論是貫穿這門課程始終的一個重要理論，要將概率論的知識和常見的數(shù)據(jù)分布規(guī)律(如二項分布、正態(tài)分布等)緊密聯(lián)系，并結(jié)合具體實例加以掌握。而數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析包括平均數(shù)的顯著性檢驗、方差的顯著性檢驗、卡平方檢驗、方差分析以及回歸與相關(guān)分析等，是學習該門課程的重中之重。要學好這門課程，要有良好的數(shù)學理論和概率論基礎(chǔ)，只靠傳統(tǒng)的理解、記憶是不夠的，它需要理解、記憶、分析、運算、解釋等綜合能力，而且實踐性強。

1.1.3教學滯后于實踐需求。教育創(chuàng)新緊跟學科的發(fā)展是教師的職責。試驗統(tǒng)計學是一門應(yīng)用性很強的學科，在教學過程中，有些計算過程非常復雜，而且極易出錯。較早的試驗統(tǒng)計學教學中，為解決問題應(yīng)該引入計算器，將統(tǒng)計指標的計算與計算器的應(yīng)用結(jié)合起來。隨著多媒體教學的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代的試驗統(tǒng)計學教學以Excel軟件中的統(tǒng)計公式進行運算。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和信息傳遞渠道越來越廣，人們已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代，對于大數(shù)據(jù)的分析與把握又催生出了一些新的統(tǒng)計學理論、知識與相應(yīng)的統(tǒng)計軟件的應(yīng)用。當然以上這些相應(yīng)的知識不可能在短短的32個理論課的學時中一一展現(xiàn)。如何組織與引導學生學習統(tǒng)計學是試驗統(tǒng)計學教師在新形式下面臨的新問題。

1.1.4學生的課程學習興趣不高。從長期的試驗統(tǒng)計教學實踐可以看出，部分學生學習該課程的目的不明確，部分學生根本沒有興趣，有些學生想學好試驗統(tǒng)計學，而又學得不太理想。一些數(shù)學分析基礎(chǔ)差的學生，每上試驗統(tǒng)計學課就感到壓力很大，慢慢地對試驗統(tǒng)計學產(chǎn)生恐懼心理，對自己的能力缺乏信心。而對于農(nóng)科專業(yè)的學生而言，進入大學后，記憶性的相關(guān)課程比較多，平時對于數(shù)據(jù)的分析與邏輯思考缺乏相應(yīng)的訓練，普遍反映學習試驗統(tǒng)計學的難度較大。

1.2已施行的教學改革方法

1.2.1案例教學法。統(tǒng)計學是一門實踐性很強的學科。案例教學法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學法。教師于教學中扮演設(shè)計者和激勵者，鼓勵學生積極參與討論。案例教學是以學生為中心的合作學習，特別是真實的案例能幫助學生將所學內(nèi)容與統(tǒng)計分析的現(xiàn)實聯(lián)系起來。在統(tǒng)計案例教學中，教師可結(jié)合統(tǒng)計設(shè)計、統(tǒng)計調(diào)查、統(tǒng)計整理、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計預測與決策等課程內(nèi)容設(shè)置案例，引導學生從多方面探討問題；學生則可通過案例內(nèi)容理解統(tǒng)計學理論有關(guān)的知識與概念，促使學生主動參與學習。

1.2.2答疑法。答凝法是在教學中針對學生存在的疑問激發(fā)學生探討，并由師生共同得出結(jié)論。常見的方法有兩種，一種是針對學生在學習中發(fā)現(xiàn)的，特別是那些帶有普遍性的疑問進行重點講授；另一種是教師提出疑問，學生參與討論，這需要教師緊扣教學目的，有針對性地拋出問題，激勵學生進行深入的思考，使教學內(nèi)容與學生思考的內(nèi)容緊密聯(lián)系起來，使學生對相關(guān)知識點有深入的理解與思考，融會貫通。

1.2.3自學指示法。對于某些不需要重點掌握的章節(jié)或選學章節(jié)，可以布置相關(guān)問題要求學生自學，教師只通過對重點內(nèi)容及教學大綱有要求的問題加以檢測，如能大致回答出來，教學任務(wù)就算完成，還可調(diào)動學生學習的主動性。

1.2.4討論教學法。討論式教學法強調(diào)在教師的精心準備和指導下，為實現(xiàn)一定的教學目標，通過預先的設(shè)計與組織，啟發(fā)學生就特定問題發(fā)表自己的見解，以培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新精神。教師可通過設(shè)計問題、提供材料、啟發(fā)學生的思路、引導學生得出結(jié)論，讓學生獨立思考后形成自己的看法再表達出來，大家補充意見，教師最后歸納。這樣可以活躍課堂氣氛，增強學生的參與意識。

2　微課應(yīng)用于試驗統(tǒng)計學教學的探索

2.1教學內(nèi)容與設(shè)計過程微課的相關(guān)教學視頻可以靈活運用在課堂教學中，也能在課程導入、重點難點教學、案例分析、課后拓展等教學環(huán)節(jié)中充分利用。這樣使得枯燥乏味的概率統(tǒng)計變得生動，也能引起學生的更多關(guān)注。筆者以概率統(tǒng)計中正態(tài)分布的講解為例分析微課教學內(nèi)容與設(shè)計過程。

2.1.1微課講解的內(nèi)容。①正態(tài)分布的定義。由高爾頓板實驗引入，導出正態(tài)分布是一種“中間多，兩邊少”的分布，給出其函數(shù)定義。②正態(tài)分布的曲線特征。分析其兩個參數(shù)μ和σ的意義，分析曲線特征。③用實例講解正態(tài)分布的應(yīng)用，加強對此部分內(nèi)容的理解和記憶，導出數(shù)據(jù)特異值判斷的經(jīng)驗法則。

2.1.2教學內(nèi)容的設(shè)計。微課設(shè)計必須要有吸引力，能激發(fā)學生的學習興趣，開篇點題，內(nèi)容不宜太多，講解不宜長篇大論，且講解方法一定要簡單易懂。在此基礎(chǔ)上設(shè)計的微課教學才可能達到預期效果。對于正態(tài)分布的微課，采用如下的設(shè)計方法。

(1)引入一個學生既熟悉又容易理解的例子。展示高爾頓板模擬實驗，所用swf文件由福州大學數(shù)學系林秀英、黃可明老師設(shè)計，小球在下落的過程中與層層小木塊碰撞，最后掉入高爾頓板下方的某一球槽內(nèi)，考察球到底是落在第幾號球槽中，以球槽的編號為橫坐標，以小球落入各個球槽內(nèi)的頻率值為縱坐標，可以畫出頻率分布直方圖，導出正態(tài)分布的曲線，給出正態(tài)分布的定義。

(2)依據(jù)正態(tài)分布函數(shù)及分布圖導出正態(tài)分布的特征，即單峰，倒鐘形。當x=μ時，f(x)達最大值，當x→±∞時，f(x)→0；以x=μ為軸左右對稱；曲線與橫軸間面積為1；在x=μ±σ處有2個拐點；若σ不變，μ改變使曲線左右平移，當μ不變，σ改變使曲線形狀改變，對稱軸不變；當σ變小時，曲線變高瘦，中部的面積變大，當σ變大時，曲線變矮胖，中部的面積變小。

(3)舉出實例，深化正態(tài)分布的應(yīng)用。舉例：FEG-P9R型手槍發(fā)射的一種匈牙利制造的9 mm子彈在4.6 m處的平均速度為285 m/s，標準差為3 m/s。試問現(xiàn)從FEG-P9R式手槍發(fā)射了一顆未知商標的子彈，在4.6 m的速度為305 m/s，問這顆子彈是否為匈牙利制造的？

(5)根據(jù)以上法則，匈牙利制造的子彈從FEG-P9R式手槍發(fā)射在4.6 m處的平均速度范圍為276～294 m/s，可判斷此子彈不是匈牙利制造的。

2.2微課應(yīng)用于試驗統(tǒng)計學教學需注意的問題作為一個新興的教學方式，微課在試驗統(tǒng)計學教學中難免會存在一些不足。試驗統(tǒng)計學是一門體系完整的學科，而微課多是針對某一知識點進行講解，知識點呈片段性，缺乏系統(tǒng)性。對于試驗統(tǒng)計學來說，需要一個序貫的、完整的教學過程，便于學生領(lǐng)悟試驗統(tǒng)計學的知識內(nèi)涵。故需加強微課程的平臺建設(shè)，并按一定的順序關(guān)聯(lián)化、體系化，形成連續(xù)的、相對完整的微課程資源的整合。其次，微課的制作要求較多，在選題方面，有些知識點可能不適合作為微課的選材。此外，微課短小精悍更加適用于學生的自主學習和作為傳統(tǒng)教學的補充使用，不適用于長時間的課堂教學。

3　結(jié)語

微課是一種新型的教學方式，具有短小精悍的特點，可大量應(yīng)用于手機、電腦等移動客戶端，是傳統(tǒng)教學的有益補充。但教師在教學運用時，必須對教學內(nèi)容有更加深入的理解，深入篩選試驗統(tǒng)計學中適宜制作微課的相關(guān)知識點，累積相關(guān)的教學素材，在教學大綱引導下采用多種形式克服原有的缺點，提高試驗統(tǒng)計學的教學效果和學生學習效果。學無止境，教亦無止境。要從根本上提高教學效果和教學質(zhì)量，僅僅改進教學手段是不夠的，需要教師對教學內(nèi)容進行深入學習、研究，做到教學相長。

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[7] 董敏敏.見微知著精益求精：初談微課如何正確走進職教課堂[J].當代教育實踐與教學研究，2015(9)：1.

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[11] 章元明.打造精品課程積極推進《生物統(tǒng)計與田間試驗》課程體系建設(shè)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學，2009(2)：172-175.

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Application of Micro-lecture in Teaching of Experimental Statistics in Agricultural Specialties

FENG Fa-qiang, LIU Gui-fu, HUANG Cheng-da, MA Qi-bin*

(South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)

Micro-lecture is a teaching method that teachers teach a single knowledge point to students by multimedia such as a short video and audio frequency. In this study, the present teaching situation of experimental statistics in agricultural specialties was analyzed. It is found that its teaching hours are few; its teaching content is multifarious and disorderly and lags behind practical needs; students’ learning interest is not high. Afterwards, some teaching methods of experimental statistics applied in colleges and universities in recent years, such as the case method, method of answering questions, self-study indication method, and discussion method, were introduced. To explore the application of micro-lecture in the teaching of experimental statistics, the content and design process of micro-lecture teaching were analyzed through the explanation of normal distribution in probability statistics. Meanwhile, problems that should be noticed in the application of micro-lecture in the teaching of experimental statistics were summarized to improve the teaching quality and effect of the course.

Micro-lecture; Experimental statistics; Teaching reform; Teaching method

華南農(nóng)業(yè)大學校級教學改革項目(4100-K15498)。

馮發(fā)強(1976- )，男，湖北宜昌人，助理研究員，博士，從事試驗統(tǒng)計學本科教學工作和甜糯玉米遺傳育種研究。*通訊作者，副教授，博士，從事本科教學管理工作和大豆遺傳育種研究。

2016-05-13

S-01；G 632.4

A

0517-6611(2016)19-280-03