張東　鮑露　趙娟

The Application of Problem Driven Teaching Model in the Course of Experiment Design and analysis

【摘 要】為了提高試驗設(shè)計與分析課堂教學(xué)效果，筆者結(jié)合教學(xué)實際在試驗設(shè)計與分析教學(xué)中嘗試進行問題驅(qū)動型教學(xué)模式，以期培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識進行解決實際問題的能力。教學(xué)實踐證明，問題驅(qū)動教學(xué)模式的實施確實有效地提高了試驗設(shè)計與分析的課堂教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】問題驅(qū)動；教學(xué)模式；試驗設(shè)計與分析

【Abstract】Combined with the teaching practice and the characteristics of the course experiment design and analysis，the author tries to carry out the problem driven teaching mode in the teaching of experiment design and analysis in order to cultivate the ability to solve practical problems. Practice has proved that the implementation of problem driven teaching has achieved good teaching results.

【Key words】】Problem driven；Teaching model；Experiment design and analysis

0 引言

試驗設(shè)計與分析的創(chuàng)立人是英國農(nóng)學(xué)家、遺傳學(xué)家、統(tǒng)計學(xué)家費希爾（R.Fisher，1890—1962）。他于20世紀(jì)20年代至40年代初，建立了試驗設(shè)計方法和方差分析。費希爾的統(tǒng)計學(xué)研究始終和農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)研究連在一起。20世紀(jì)40年代，英、美、日等工業(yè)化國家，把試驗設(shè)計及其分析方法推廣到工業(yè)領(lǐng)域并予以發(fā)展。比如，日本學(xué)者田口玄一等人相繼在1947年和1957年解決了產(chǎn)品和工藝過程中的穩(wěn)健性問題；中國學(xué)者方開泰等（1978）提出了均勻設(shè)計等。這些研究從不同方面豐富了試驗設(shè)計分析的內(nèi)容。試驗設(shè)計經(jīng)過了約80年的研究和實踐，為工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展作出了巨大貢獻，已經(jīng)成為科技工作者必須掌握的一門技術(shù)[1]。

《試驗設(shè)計與分析》是高等農(nóng)林院校的農(nóng)學(xué)、園藝、等植物生產(chǎn)類專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性。應(yīng)用性和實踐性均很強[2]，具有“三多”（內(nèi)容多、公式多、概念多）、“四難”（教師感到難教，學(xué)生難懂、難記、難用）的特點（張銀霞和唐建寧，2012）。由于其不僅公式復(fù)雜而且符號繁多計算量大，所以往往需要借助計算機來完成。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，這些計算已經(jīng)能通過很多統(tǒng)計分析軟件加以完成。許多一線教師開展了如何將統(tǒng)計分析軟件有效應(yīng)用于《試驗設(shè)計與分析》課程教學(xué)的系列教學(xué)研究，也取得了顯著的效果。這些改革在一定程度上改善了試驗設(shè)計與分析這門課程的教學(xué)效果，但是筆者在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)大部分教師在教授試驗設(shè)計與分析這門課程時往往多采用模型驅(qū)動的教學(xué)模式，教師按照教科書的安排先講解理論，再依據(jù)相關(guān)理論介紹對應(yīng)的模型和模型求解方法。目前教材上的案例都是為了教學(xué)的需要而安排的簡化案例，學(xué)生學(xué)習(xí)以后往往感到在處理實際問題時還是摸不到頭腦。鑒于此，筆者根據(jù)試驗設(shè)計與分析課程的特點，在試驗設(shè)計與分析教學(xué)過程中實施問題驅(qū)動教學(xué)，即在講授過程中，根據(jù)不同的知識點設(shè)置不同的問題，然后引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題再解決問題。與此同時還引導(dǎo)學(xué)生從實際問題中提煉模型，這些做法在一定程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，從而也調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，實踐證明，在試驗設(shè)計與分析課程教學(xué)中實施問題驅(qū)動教學(xué)模式可以取得良好的教學(xué)效果。

1 問題驅(qū)動教學(xué)模式

魯賓斯坦說：“思維通常是開始于疑問或問題，開始于驚奇或疑惑，開始于矛盾?！睂W(xué)生的思維動機需要問題來激發(fā)，學(xué)生的思維方向需要問題來指引。傳統(tǒng)的教學(xué)把人類已有的知識經(jīng)驗以“告訴”的方式讓學(xué)生獲得，沒有問題的意識，才造成了學(xué)生被動地接受知識的局面?，F(xiàn)代教學(xué)認為，教學(xué)過程更重要的體現(xiàn)形式應(yīng)該是學(xué)生思維發(fā)展的過程，而不僅僅是學(xué)生的認識過程。那么思維的動力又是由什么引起的呢？當(dāng)然是由疑問引起的。只有當(dāng)學(xué)生心中有了疑問，他們才會主動探究，合作交流，向老師質(zhì)疑，以解心中的疑團，從而獲取新知識。因此，在學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程中，利用問題驅(qū)動他們不斷探索從而獲得新知的教學(xué)模式，即問題驅(qū)動式教學(xué)[3]。

問題驅(qū)動教學(xué)模式的主要理論依據(jù)是人本主義的教學(xué)理念[4]?！叭祟惥哂刑焐膶W(xué)習(xí)愿望和潛能，這是一種值得信賴的心理傾向”，人本主義心理學(xué)代表人物羅杰斯給出這樣的觀點。他還指出人的潛能必須在合適的條件下才能釋放出來。鑒于此，我們認為，學(xué)生必須了解到學(xué)習(xí)內(nèi)容與自身需要相關(guān)時，學(xué)習(xí)的積極性才最容易被激發(fā)出來。羅杰斯認為，教師的角色只應(yīng)當(dāng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的“促進者”，我們作為教師，任務(wù)既不是教學(xué)生知識，也不是教學(xué)生如何學(xué)習(xí)知識，而更應(yīng)該為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的手段，而至于應(yīng)當(dāng)如何學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)由學(xué)生自己去決定。即“學(xué)生應(yīng)在學(xué)習(xí)過程中親自體驗各種經(jīng)驗，形成正確的自我概念和獨立自主的個性”。我們根據(jù)羅杰斯的教學(xué)理念，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中運用間接的、不命令的、啟發(fā)性的教學(xué)形式能夠取得更好的教學(xué)效果，而問題驅(qū)動即符合這一特性。

所謂問題驅(qū)動教學(xué)模式就是教師根據(jù)教學(xué)實際或?qū)W生身邊所熟悉的事物有意識地提出問題。在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)過學(xué)生自主探索、小組合作交流等一些手段和方法去分析問題和解決問題。從中獲得成功的愉悅，自信的情感，形成主動探索知識的能力[5]。從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的內(nèi)驅(qū)力。結(jié)合試驗設(shè)計與分析課程的特點和高校數(shù)學(xué)教學(xué)改革的方向，在試驗設(shè)計與分析教學(xué)過程中實施問題驅(qū)動教學(xué)模式，取得了較好的教學(xué)效果，更好的實現(xiàn)了課程的教學(xué)目標(biāo)。下面結(jié)合本人的教學(xué)經(jīng)驗，舉例說明如何把問題驅(qū)動教學(xué)模式貫穿于整個試驗設(shè)計與分析的教學(xué)過程中。

2 問題驅(qū)動教學(xué)模式的具體實現(xiàn)

例如在講授方差分析這一章節(jié)的時候可以設(shè)置問題：上章介紹了1個或兩個樣本平均數(shù)的T檢驗方法，那么對于三個及以上平均數(shù)的檢驗我們又如何處理呢？比如對于下面這樣一個具體的問題我們該怎么處理？案例：采用4種生長素處理大豆，以未處理的為對照組，待大豆發(fā)芽后，8盆為一組，每組5株苗，試驗共有4組32盆，為使同組各盆的環(huán)境條件一致，我們按組將株苗安排于溫室中。當(dāng)各盆見第一朵花時，我們記錄下株苗的總節(jié)間數(shù)，結(jié)果見表1，問這幾種因素對大豆的生長是否有顯著不同作用？

接下來再介紹方差分析的原理和SPSS處理過程，這樣學(xué)生就容易理解，方差分析是處理k（k≥3）個樣本平均數(shù)的假設(shè)測驗方法，我們運用方差分析處理三個及其以上平均數(shù)顯著性檢驗的時候總是將總變異剖分為各個變異來源的相應(yīng)部分，從而發(fā)現(xiàn)各變異原因在總變異中相對重要程度。

我們還可以在學(xué)生掌握了方差分析的原理以及SPSS操作過程后，再給出一個具體的問題，讓學(xué)生分組討論、查閱資料去解決。然后每組可以請一個組長來具體匯報一下，教師就匯報中的問題進行匯總講解。這樣就調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，促使學(xué)生由被動接受改變?yōu)橹鲃犹剿鳎畲笙薅劝l(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，有效提高學(xué)習(xí)效果。

3 結(jié)束語

筆者認為，在教學(xué)活動中，起主體作用的應(yīng)該是學(xué)生，老師只是引導(dǎo)者。那么什么樣的教學(xué)模式才能最大限度調(diào)動學(xué)生積極性，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮其主觀能動性呢？筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)問題驅(qū)動教學(xué)模式，充分尊重和發(fā)揮了學(xué)生的主體地位和作用，增加了學(xué)生的主觀能動性與合作精神，從而促進了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，最終使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。于是筆者在試驗設(shè)計與分析課程教學(xué)中通過運用問題驅(qū)動教學(xué)模式，根據(jù)教學(xué)重難點不斷地設(shè)置問題，提出問題，然后引導(dǎo)學(xué)生通過交流、討論，自己發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而順利地解決了重難點的教學(xué)。筆者通過對《試驗設(shè)計與分析》教學(xué)改革措施及其成果的總結(jié)與分析，認為《試驗設(shè)計與分析》教學(xué)改革的重點應(yīng)放在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、主動學(xué)習(xí)能力、實踐動手能力、創(chuàng)新能力和利用信息資源的能力上。問題驅(qū)動教學(xué)模式的實施，很好地解決了上面的系列問題，改善了試驗設(shè)計與分析的課堂教學(xué)效果，從而也提升了專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，更好地適應(yīng)了高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。其次，問題驅(qū)動模式實施過程中需要分學(xué)習(xí)小組，讓每組學(xué)生自己查閱文獻并討論，這種做法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生團隊精神以及解決實際問題的能力，而且對學(xué)生今后的工作和學(xué)習(xí)中都有很大的幫助。

【參考文獻】

[1]蓋鈞鎰.試驗統(tǒng)計方法[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

[2]劉旭華，杜曉林，張錄達.Excel軟件在《試驗設(shè)計與分析》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2010，17（2）：36-39.

[3]趙娟，任敏，孫善輝.問題驅(qū)動教學(xué)法在“運籌學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].宿州學(xué)院學(xué)報，2014，29（2）：125-128.

[4]李月華，張彥云，金臣.新課改背景卜高師教育學(xué)“問題驅(qū)動”教學(xué)模式研究[J].河北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，12（8）：88-91.

[5]陳葷，譚潔，熊偉.基于建構(gòu)主義的問題驅(qū)動式教學(xué)法探索[J].當(dāng)代教育論，2010（9）：59-61.

[責(zé)任編輯：田吉捷]