【摘要】根據(jù)《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程在農業(yè)高等教育教學體系中的地位，結合課程本身的特點，在加強統(tǒng)計分析軟件應用教學、加強實踐教學以及教學方法和教學手段的改革等方面進行了探索，取得了良好的效果。

【關鍵詞】田間試驗與統(tǒng)計方法 教學改革 教學方法

【基金項目】2012年廣東省質量工程資助項目。

【中圖分類號】S6-4【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）10-0241-02

《田間試驗與統(tǒng)計方法》是農科專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。作為一門方法論的科學，它對于學生科學研究的訓練、科研素養(yǎng)的提高以及指導農業(yè)生產實踐，均具有重要意義[1-2]。我國各高等農業(yè)院校開設《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程具有悠久的歷史，并逐步形成了富有各自特色的課程教學體系。二十多年來，我們堅持實踐，積極探索，不斷總結，在明確教學目標和任務前提下，積極進行教學改革，做了多方面的嘗試，不斷完善教材體系、教學環(huán)節(jié)和教學手段，取得了較好的效果?，F(xiàn)就《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程教學改革實踐中的相關問題談一些體會與思考，以期與同行進行交流。

1.課程的基本內容及其在農業(yè)高等教育教學體系中的地位

作為專業(yè)的基礎課，《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程以高等數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、遺傳學等課程為基礎，主要介紹田間試驗設計、試驗結果的整理與統(tǒng)計分析等內容。通過本課程的學習，要求學生能正確地設計試驗方案并對試驗結果進行統(tǒng)計分析，為進一步學習專業(yè)課程打下必要的理論基礎，也為今后從事畢業(yè)論文和開展科學研究打好方法論基礎。田間試驗與統(tǒng)計方法的內容主要包括四大部分。第一部分介紹科學研究的基本過程、試驗方案的制定，試驗誤差及其控制，在此基礎上進一步講述田間試驗誤差的來源、土壤差異、控制誤差的小區(qū)技術、試驗設計、實施規(guī)則以及試驗數(shù)據(jù)的獲取。第二部分從試驗數(shù)據(jù)最簡單的描述統(tǒng)計開始，進而介紹研究對象總體的理論分布、統(tǒng)計數(shù)的抽樣分布以及統(tǒng)計數(shù)的理論概率。第三部分在誤差理論的基礎上引入通過假設測驗進行統(tǒng)計推斷的基本方法，介紹平均數(shù)比較的u測驗和t測驗，然后進一步介紹F測驗和x2測驗及其應用。第四部分兩個以上變數(shù)間的分析，即相關與回歸部分。田間試驗與統(tǒng)計方法的核心內容是試驗設計和統(tǒng)計分析的方法；統(tǒng)計方法重點在于方差分析和回歸相關[2-6]。

2.改革傳統(tǒng)的田間試驗與統(tǒng)計方法教學方法

2.1優(yōu)化教學內容，構建合理的課程知識結構體系，突出重點，兼顧全面

培養(yǎng)人才的目的，就是為了滿足生產實際和科學研究的需要。在教學過程要盡可能地與生產實際想結合，與相關領域的研究相結合。《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程是在已學過概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基礎上，進一步加深試驗設計理論、拓寬試驗設計方法，提高數(shù)據(jù)處理效率，旨在增強專業(yè)研究能力，提高論文試驗的設計水平與論文質量。迄今，該課程在國外偏重于各種常用試驗設計優(yōu)化及各種統(tǒng)計軟件包如Statistica、Excel、SAS和SPSS等使用；在國內則偏重于各種試驗設計方法和統(tǒng)計分析的介紹，試驗結果采用計算器一步一步計算，以求加深對試驗設計原理及統(tǒng)計過程的理解。這兩種教學體系前者統(tǒng)計手段先進，但試驗設計薄弱，不利于學生對各種試驗設計方法的靈活運用；后者突出試驗設計部分內容，但數(shù)據(jù)處理費力費時。兩者各有利弊，有待改進。

根據(jù)長期的教學實踐，我們認為，《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程的教學應立足于理論與實踐相結合，既應介紹各種試驗設計方法的原理，又必須有這些設計方法在農業(yè)中的應用實例。因此，我們優(yōu)化了該課程的教學體系和教學內容，對于比較典型、又較常用的試驗設計（如隨機區(qū)組設計），進行詳細講解。課堂教學重點則放在各種試驗設計方法的特點、用途及相互聯(lián)系方面。至于設計步驟只按試驗小區(qū)排列圖簡述即可，結果的統(tǒng)計分析也只需列出方差分析表中的變異來源項。因為對于大多數(shù)試驗來說，這些變異來源的平方和（SS）等統(tǒng)計項可用常用的計算器計算出來。如此安排授課進程，可避免課堂內容重復，并讓學生避免記憶繁瑣的統(tǒng)計公式，有利于學生在較短的課堂時間內，掌握各類試驗設計的要領，便于日后靈活運用。

2.2 靈活應用各種教學方法，強化理論教學

任何的教學改革措施，都必須符合教學的基本規(guī)律，建筑在常規(guī)教學的基礎上。提高傳統(tǒng)教學的授課質量，是教學改革成功的根本。教學實踐中，根據(jù)《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程圖表多、公式多、計算多、學習難度大等特點，按照教學的目的要求、重點、難點以及達到的目標，可分別采用不同的教學方法。（1）對于基本概念、基礎理論以講授法為主，力求深入淺出，講深講透；（2）對于數(shù)理統(tǒng)計學公式，淡化演繹推理過程，著重講清發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路，啟迪學生的邏輯思維能力；（3）對于一些統(tǒng)計圖表的繪制（如田間試驗設計圖、數(shù)據(jù)資料的次數(shù)分布圖、雙變數(shù)的回歸圖等）則輔以直觀教學法。例如，在講授“田間試驗設計”一節(jié)時，其教學過程設計為：首先把不同試驗設計方法的圖例通過投影展示給學生，并用對比法簡要介紹不同設計的特點以及相關的術語，然后詳細介紹幾種有代表性的試驗設計圖的繪制方法，在此基礎上，再進一步說明不同設計方法的適用范圍。這樣講授可以使學生在感性認識的基礎上再上升到理性認識，加深對所學知識的理解；（4）對適于學生自學的內容則采用課堂討論的方法；（5）對于計算內容較多的章節(jié)則輔以練習法。在講課過程中，避免滿堂灌，盡可能啟發(fā)引導學生思考，適當設疑，活躍課堂氣氛。

2.3加強課堂討論，因材施教

解決某一特定專業(yè)問題可采用的試驗設計方法很多，但試驗效率可能大不相同。因此每大類試驗設計講授后，有必要讓學生根據(jù)各自的專業(yè)要求，最好結合自己將來的畢業(yè)論文，進行設計練習，然后組織課堂討論。在《田間試驗與統(tǒng)計方法》的授課過程中，充分利用課堂討論可以收到良好的效果。它能使學生強化對基本內容的理解，提高學生在科研實際中的自覺運用統(tǒng)計學理論和技能的能力。這種方式的教學還可以讓學生換換“口味”，避免被動的“滿堂灌”，使學生變被動為主動，去查閱相關資料，引發(fā)學生的學習興趣。通過查閱資料、課堂交流以及自己的獨立思考，學生能夠全面地了解所研究問題涉及的領域范圍、來龍去脈以及可能的解決辦法。

在討論過程中，可先由學生上臺介紹，再讓全體師生共同對試驗設計進行探討，提出修改意見，并作出評價。這樣既有利于學生掌握、鞏固課堂知識，能靈活運用各類試驗設計方法來解決專業(yè)問題，提高教學效果，又可讓學生學以致用，增強學習興趣，提高學習積極性和自覺性。對于任課教師來說，課堂討論無疑是一次了解學生對教學內容的掌握程度。在所有的課堂討論中，針對畢業(yè)論文的課堂討論尤其具有重要意義。因為每個同學對畢業(yè)論文的重視程度都是勿庸置疑的，但每個同學的畢業(yè)論文所涉及的領域又是各不相同的。因此，通過針對畢業(yè)論文的課堂討論，教師可以了解本課程知識在不同領域中的應用范圍，最后分析、歸納出這些領域對本課程特殊要求的極好機會。因此，對于每一個學生的設計練習，應予以登記、摘錄。對于典型練習，應予保留，并及時充實到教案中，以豐富教學內容，促進學用結合[2]。

2.4 運用電化教學手段，增加課堂教學信息量

本課程的內容涉及大量設計草圖與統(tǒng)計圖表，因此教學掛圖較多。紙質掛圖較易損壞，白布繪制的掛圖又難以修改和清洗，且攜帶不便。利用學校大多數(shù)教室都已經配備多媒體投影設備的條件，將這些圖表、公式及教學內容制成Powerpoint幻燈片實施教學，加快了授課節(jié)奏，增加課程的信息量。對于某些試驗設計的野外試驗場景，也制成幻燈片或教學錄像片，增強了教學手段的形象化和動態(tài)化，激發(fā)了學生的學習興趣，豐富和發(fā)展學生的形象思維和邏輯思維，提高了教學效果。

《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程計算量大，目前科研工作中的統(tǒng)計分析工作絕大多數(shù)都通過統(tǒng)計分析軟件完成。因此《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程CAI課件的制作必須跟統(tǒng)計分析軟件“鏈接”，如可以與SAS、DPS或SPSS等分析軟件結合；教師在利用CAI課件授課時，可以通過統(tǒng)計分析軟件演示例題的計算過程與結果，強化學生對統(tǒng)計分析軟件的使用[3，6-8]。

2.5加強課后作業(yè)練習

在指導本科生和研究生學位論文時，我們發(fā)現(xiàn)相當一部分學生在真正使用統(tǒng)計這一有效的手段時，往往無從下手，這主要是因為在課堂教學之外他們的實踐環(huán)節(jié)比較薄弱。在他們還沒有接觸科研活動之前，這種實踐環(huán)節(jié)可以通過大量的作業(yè)來替代。

2.6 加強計算機統(tǒng)計分析練習

加強計算機在試驗設計，特別是在試驗結果統(tǒng)計分析中的應用，是本課程的一個重要發(fā)展方向。如何將國內外各種統(tǒng)計分析軟件進行合理開發(fā)，使之與本課程教學內容相銜接，并利用計算機開展統(tǒng)計分析教學，這是本課程教學改革的一個重要內容。

目前國內外慣用的計算機統(tǒng)計軟件包大多具備常用試驗設計的結果統(tǒng)計功能。對于采用典型試驗設計，如隨機區(qū)組、拉丁方、裂區(qū)設計等方法設置的試驗，其試驗結果一般都可以用軟件包直接統(tǒng)計。對于由典型試驗設計演化的變種，包括混雜設計、正交設計等，仍可借助計算機按變異來源進行平方和及自由度分解，從而完成繁瑣的中間運算過程，提高計算效率。

在計算機日益普及的今天，許多復雜的統(tǒng)計分析，如回歸分析、相關分析等已完全可以由計算機完成，因此，不必再沿用計算器統(tǒng)計時代對算法作太多的介紹。針對本課程上機時數(shù)有限，而現(xiàn)有統(tǒng)計軟件包功能較多，課堂上來不及詳細介紹這一現(xiàn)狀，計算機統(tǒng)計練習目前最好采用先集中鋪導，再分散進行課外練習，最后集中答疑的方式。這樣可使學生有較多的軟件熟悉時間，便于學生在軟件練習過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，提高計算機實際應用能力[7-8]。

2.7 強化實踐教學，加強學生實踐能力的培養(yǎng)

要想使學生正確運用生物統(tǒng)計的知識和方法去處理、分析和解決實際問題，必須加強學生對生物本身生長發(fā)育規(guī)律以及生物界數(shù)量現(xiàn)象的認識。生物界的數(shù)量現(xiàn)象是普遍存在的，這些數(shù)量現(xiàn)象又是廣泛地存在變異的。正確地認識這些數(shù)量現(xiàn)象，將有助于我們正確地選擇適當?shù)慕y(tǒng)計分析方法來處理試驗數(shù)據(jù)。生物統(tǒng)計的目的就是幫助我們發(fā)現(xiàn)和挖掘這些蘊藏生物內部的規(guī)律，使我們對生物本身生長發(fā)育及生物與環(huán)境間的關系有更深的認識[4-5]。

在生物科研中容易發(fā)生有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的錯誤，我們經常發(fā)現(xiàn)，這通常都與是否有正確的試驗設計有關。生物統(tǒng)計學雖然是分析試驗結果的有力工具，但是也只有那些有計劃有目的地收集起來的數(shù)據(jù)，經過整理、思考和統(tǒng)計學分析，才能得出正確的結論。我們經常發(fā)現(xiàn)有人因為缺乏統(tǒng)計學知識收集大量無助于分析的數(shù)據(jù)而丟失一些必要的數(shù)據(jù)，這樣的資料很難得出正確的結論；或者由于收集方法不正確，而得不到對總體無偏的估計，使推斷的結果不夠準確，浪費了人力和物力。

針對上述情況，我們加強了進行實際課題研究訓練的教學環(huán)節(jié)，特別是加大了有關試驗設計內容的實踐，使學生能夠在進行一項研究之前，根據(jù)試驗目的，按照統(tǒng)計學的要求制定出一整套完整的試驗方案，開展正確的田間試驗。在實踐過程中，學生通過自己搜集資料，自己提出課題，然后在教師指導下進行討論和研究，把課堂擴展到資料室、圖書館和實驗場地，融教、學、研為一體，充分調動了研究生學習的積極性和主動性，不僅加深了學生對統(tǒng)計學原理、模型和方法的理解，更提高了他們分析問題和解決問題的能力，使學生學得生動活潑、豐富多采。對于有條件的學生，就讓他們直接參與老師的科研工作。

3.教學改革的效果

經過二十多年的探索與實踐，《田間試驗與統(tǒng)計方法》課程的教學效果不斷提高。課程改革的效果，不僅得到了學生的認可，而且也得到了學校教學管理專家的好評。通過反復實踐，學生抓住了田間試驗與統(tǒng)計方法的基本要點，能夠自覺地運用田間試驗設計與統(tǒng)計方法來解決科研工作中的問題。在我校歷屆園藝、農學專業(yè)的畢業(yè)論文中，絕大多數(shù)能做到正確地進行試驗設計、正確地應用統(tǒng)計指標、對數(shù)據(jù)進行正確的統(tǒng)計分析、正確地應用統(tǒng)計圖表對研究結果進行簡潔而清楚的表達，并且能正確地解釋試驗結果，導出正確的結論。

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作者簡介：

聶呈榮（1966-），男，廣西富川人，教授，博士后，主要研究方向為農業(yè)生態(tài)、恢復生態(tài)、作物遺傳育種，已發(fā)表論文100余篇。