田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課程教學(xué)改革探索

李杰 劉新浩 李躍偉 張艷玲 孫君艷

摘要：田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是植物生產(chǎn)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，教師難教、學(xué)生難學(xué)的問題突出。根據(jù)該課程的特點(diǎn)，結(jié)合自己多年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)該課的教學(xué)改革進(jìn)行了一些探索和總結(jié)，以期增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析;教學(xué)改革;實(shí)踐教學(xué)

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是農(nóng)學(xué)、植物保護(hù)、中草藥栽培與鑒定等植物生產(chǎn)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理和方法在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用”。該課程的理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，不僅要求學(xué)生有統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的知識(shí)，還要求學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際，把課堂中所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到田間試驗(yàn)中，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠正確處理和分析，并做出科學(xué)合理解釋。

本課程既是學(xué)習(xí)作物栽培學(xué)、遺傳學(xué)、作物育種學(xué)等專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。然而，田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課程內(nèi)容抽象又枯燥，公式復(fù)雜而繁多，學(xué)生需要具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力，才能較好地理解課程內(nèi)容。而且，該課程內(nèi)容前后銜接緊密，如果學(xué)生不能很好理解、識(shí)記前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，會(huì)直接造成對(duì)后面章節(jié)內(nèi)容聽不懂、不理解的狀況。學(xué)生普遍認(rèn)為該課程難理解、難記憶、難應(yīng)用，部分學(xué)生甚至產(chǎn)生了畏懼心理。鑒于此，根據(jù)該課程的特點(diǎn)，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了一些探索，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生靈活運(yùn)用能力。

一、教學(xué)中存在的問題

（一）邏輯性欠缺

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課程內(nèi)容主要包括田間試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析兩部分內(nèi)容，這兩部分相互銜接、緊密聯(lián)系。學(xué)生只有在對(duì)田間試驗(yàn)的原理和方法深刻理解的基礎(chǔ)上，才能深刻理解統(tǒng)計(jì)分析的思想內(nèi)涵。正確的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是獲得可靠數(shù)據(jù)、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的前提。試驗(yàn)設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確，獲得的數(shù)據(jù)資料不可靠，統(tǒng)計(jì)分析便無法進(jìn)行。但是，由于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析原理難理解、符號(hào)繁多、推導(dǎo)過程復(fù)雜，很多老師只重視數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析原理和方法的講解，輕視田間試驗(yàn)部分內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)分析，尤其是方差分析時(shí)不能深刻理解其原理。而方差分析是學(xué)生撰寫畢業(yè)論文和科學(xué)研究進(jìn)行數(shù)據(jù)分析常用的分析方法，分析原理的不理解，造成學(xué)生對(duì)獲得的數(shù)據(jù)資料不會(huì)分析，對(duì)分析結(jié)果不理解其含義。

（二）實(shí)踐教學(xué)投人少

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析包括理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，在學(xué)時(shí)分配上，實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)往往要比理論教學(xué)學(xué)時(shí)少很多，甚至部分院校沒有設(shè)置實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，常常是理論課程結(jié)束了，而田間試驗(yàn)還未完成。該課程的很多內(nèi)容，如常見的田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)分析的原理和方法，只有通過實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，自己?dòng)手進(jìn)行田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)、選擇合適的調(diào)查取樣方法、對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，學(xué)生才能真正理解其原理。如果沒有實(shí)踐教學(xué)，僅依靠教師在課堂上講授，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，會(huì)造成學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性降低4。此外，課堂講授速度快、內(nèi)容多，學(xué)生難以跟上教師的進(jìn)度，很難做到將自己的思維融人到教學(xué)互動(dòng)中，造成學(xué)生學(xué)習(xí)效果差。

（三）考核方式單一

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，目前大部分院校對(duì)該課程的考核方式仍以閉卷筆試為主，試卷以傳統(tǒng)題型為主，如名詞解釋、選擇、填空、簡答、計(jì)算等。試題只注重于對(duì)概念、原理和公式的考核，而缺乏根據(jù)原理進(jìn)行推斷、分析的主觀題，不能真正達(dá)到考試的目的。此外，課程總評(píng)成績主要以期末考試成績?yōu)橹?，學(xué)生的課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)等課堂成績和實(shí)踐成績沒有得到體現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生不重視平時(shí)成績的積累，考試前突擊應(yīng)付現(xiàn)象普遍。這種考核方式不能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)該課程的掌握情況，尤其是不能體現(xiàn)實(shí)踐技能的掌握情況。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

（一）突出重點(diǎn)，加強(qiáng)課程邏輯性

田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課程包括田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析兩部分。田間試驗(yàn)部分主要介紹田間試驗(yàn)誤差來源及控制途徑、常見試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和方法;統(tǒng)計(jì)分析部分主要介紹數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的原理和方法，包括描述統(tǒng)計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)分析和回歸分析等內(nèi)容。根據(jù)植物生產(chǎn)類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)特點(diǎn)，在課程講授中要突出重點(diǎn)，注重課程兩部分內(nèi)容的相互銜接。在教學(xué)過程中，以田間試驗(yàn)為主線，在學(xué)生充分掌握田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和方法的前提下，深人淺出地講解數(shù)據(jù)資料分析的原理和方法問，如在講解方差分析時(shí)，結(jié)合田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的局部控制（區(qū)組）、重復(fù)和隨機(jī)排列三大原則，把數(shù)據(jù)總變異來源拆分為處理間變異、區(qū)組間變異和誤差變異。這樣學(xué)生既能夠掌握田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則，又能充分理解方差分析的基本原理。

（二）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

1、增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析的教學(xué)目的在于使學(xué)生能根據(jù)研究目的來設(shè)計(jì)試驗(yàn)，選用正確的調(diào)查方法，對(duì)獲得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果作出正確解釋。實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生科研素養(yǎng)的有效方式”。教學(xué)上應(yīng)開設(shè)相應(yīng)的實(shí)踐課程，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)在實(shí)踐中運(yùn)用。例如，為了讓學(xué)生很好地掌握田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)分析方法，在實(shí)踐課上，要求學(xué)生進(jìn)行水稻品種間株高的比較試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，要求學(xué)生自己進(jìn)行田間試驗(yàn)種植圖的設(shè)計(jì)，自己動(dòng)手在學(xué)校試驗(yàn)田進(jìn)行區(qū)組和小區(qū)的規(guī)劃，布置田間試驗(yàn)，并全程對(duì)水稻田進(jìn)行管理;根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康倪x用合適的調(diào)查方法，獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，能分析出數(shù)據(jù)間出現(xiàn)差異的原因。對(duì)獲得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出結(jié)論，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過實(shí)踐教學(xué)，教師的授課方式從單純的理論講授轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)，學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生不僅能夠深刻理解田間試驗(yàn)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則，掌握試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法和分析過程，提高動(dòng)手能力和操作能力，還能夠養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，為今后科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

2、統(tǒng)計(jì)軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課程由于涉及較多的數(shù)學(xué)概念和公式推導(dǎo)，老師難教、學(xué)生難學(xué)的現(xiàn)象比較突出。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用越來越廣泛。和人工處理數(shù)據(jù)相比，統(tǒng)計(jì)軟件具有處理速度快、結(jié)果準(zhǔn)確可靠的特征。把統(tǒng)計(jì)軟件融人教學(xué)，可減輕老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)和學(xué)生的計(jì)算壓力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。Excel、SPSS和SAS軟件是常用的統(tǒng)計(jì)分析軟件，這些軟件功能相似，但各有側(cè)重。Excel作為常用的辦公軟件，不僅具有圖表制作功能，還能夠進(jìn)行較強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，可完成大多數(shù)統(tǒng)計(jì)分析任務(wù)，如T一檢驗(yàn)、 F-檢驗(yàn)、相關(guān)分析、回歸分析等。SPSS為專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件，以其界面友好、功能齊全、操作簡便被廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域。SPSS軟件幾乎涵蓋了生物學(xué)中所有的統(tǒng)計(jì)方法，如描述統(tǒng)計(jì)、一般線性模型、比較均值、聚類分析、相關(guān)和回歸分析等，適合應(yīng)用于本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)。SAS軟件包括30多個(gè)工具模塊，是目前公認(rèn)的具有權(quán)威性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件之一。SAS軟件在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中應(yīng)用較多的有兩大模塊，繪圖模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊。在繪圖模塊中可以進(jìn)行直方圖、折線圖、散點(diǎn)圖、餅圖、層次圖、時(shí)間序列圖等的繪制，統(tǒng)計(jì)分析模塊可進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)分析、回歸分析、主成份分析以及聚類分析等。Excel不能很好解決的統(tǒng)計(jì)分析問題，SAS軟件可以很好地解決。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可首先向?qū)W生講解統(tǒng)計(jì)分析原理和方法，再介紹常用統(tǒng)計(jì)軟件的用途、用法，然后利用實(shí)踐教學(xué)中獲得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)軟件操作演示，并介紹分析過程，最后讓學(xué)生自己動(dòng)手在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，比較人工計(jì)算和軟件計(jì)算結(jié)果的異同及效率，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行解釋。

（三）創(chuàng)新考核方式，實(shí)行考核多元化

考試是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，不僅是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)的直接手段，也是反饋教師教學(xué)質(zhì)量的重要工具。田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析課程的考試不能僅注重基本理論、基本概念的考核，更要注重學(xué)生思維能力、解決實(shí)際問題能力的考核。因此，考試可結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)置解決實(shí)際問題的試題。此外，還要改變僅通過卷面成績?cè)u(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的做法，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核內(nèi)容，建立綜合的評(píng)價(jià)體系。學(xué)生的總評(píng)成績不僅包括期末考試成績，還應(yīng)包括平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)踐操作。平時(shí)表現(xiàn)主要包括出勤率、課堂測(cè)驗(yàn)及回答問題情況。實(shí)踐成績主要由實(shí)踐課上學(xué)生參與的積極性、調(diào)查結(jié)果的可靠性、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及整個(gè)試驗(yàn)過程中的嚴(yán)謹(jǐn)性來評(píng)定。成績構(gòu)成可設(shè)置為期末成績占50%+平時(shí)表現(xiàn)占20%十實(shí)踐成績占30%。這種考核方式能夠引導(dǎo)學(xué)生重視平時(shí)知識(shí)的積累和運(yùn)用，認(rèn)識(shí)到該課程在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中的重要性。

總之，田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析是一門理論與實(shí)踐結(jié)合較為緊密的課程，是學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、從事科研工作不可缺少的工具。教師在教學(xué)過程中不僅要講授基本理論知識(shí)、重視內(nèi)容之間的聯(lián)系性和邏輯性，還應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，改革考核方式，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

【1】許海霞，任妍，程西永，等.試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐【J】.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技.2014（10）：333-334+342

【2】邱先進(jìn)，張文英，李俊凱.對(duì)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)》教學(xué)改革的思考【J】.長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2015，12（21）：72-74

【3】周愛明，王滿困，王永模.生物統(tǒng)計(jì)與田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的探索和思考【J】.教育教學(xué)論壇，2015（21）：283-284

【4】王巨媛，翟勝，王玉剛，等.有效改善田間試驗(yàn)與生物統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)效果【J】.中國教育技術(shù)裝備，2018（23）：101-102+107

【5】李蘭會(huì)，周榮艷，李祥龍.強(qiáng)化生物統(tǒng)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)綜合素質(zhì)畜牧人才【J】.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)林教育版），2013，15（02）：45-48. 【6】寧海龍，李文霞.田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)方法課程的教學(xué)改革與學(xué)習(xí)策略【J】 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（15）：291-292

【7】張奇，葉江華，涂良劍.地方應(yīng)用型高?！短镩g試驗(yàn)與生物統(tǒng)計(jì)》教學(xué)改革與實(shí)踐【J】.高教學(xué)刊，2020（26）：111-113.

【8】李六林.提高《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)效果的探討【J】.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，8（01）：94-97.

【9】張玲衛(wèi)，程軍回，羅艷麗，等.SPSS軟件輔助下《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》實(shí)踐教學(xué)改革與探索【J】.教育現(xiàn)代化，2018，5（37）：19-20.

基金項(xiàng)目：信陽農(nóng)林學(xué)院2020年度優(yōu)秀基層教學(xué)組織項(xiàng)目“中草藥栽培與鑒定”，項(xiàng)目編號(hào)：YXJCJXZZ202007;河南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度一般課題，項(xiàng)目編號(hào)：【2019】-JKGHYB-0233。

作者簡介：李杰（1981-），女，河南原陽人，博士，講師，研究方向：作物抗性生理生態(tài);劉新浩（1981-），男，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，通訊作者，碩士，助理研究員，研究方向：生物信息學(xué)。

（責(zé)任編輯曹雯梅）