張 真,李 勝,宿俊吉,栗孟飛,馬紹英

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心,甘肅 蘭州 730070)

2018年8月,教育部專門印發(fā)了《關(guān)于狠抓新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神落實的通知》,提出:“各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容,淘汰‘水課’、打造‘金課’,合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度,切實提高課程教學(xué)質(zhì)量?！彼^“金課”可以歸結(jié)為“兩性一度”,即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[1]。

《田間試驗與統(tǒng)計分析》(以下簡稱《田統(tǒng)》)作為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)、種子、資環(huán)、植保、園藝、草業(yè)、林學(xué)等植物生產(chǎn)類專業(yè)的必修課程之一,知識面廣,理論性、實用性強。并且它是每一個農(nóng)業(yè)科技工作者必須掌握的基本工具,對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平、推動農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展均具有舉足輕重的作用。因此,響應(yīng)國家號召,以學(xué)生作為主體,將知識、能力與素質(zhì)有機融合在一起,使學(xué)生在獲得有效知識的同時能夠獲得良好的課程主觀感知,提高這門課程的“含金量”勢在必行!

《田統(tǒng)》的教學(xué)內(nèi)容主要包含“田間試驗設(shè)計”與“數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析”兩部分。通過課程教學(xué),可使學(xué)生掌握以下三方面的技能:第一,能夠制定合理可行的試驗方案;第二,能夠科學(xué)的整理、描述所收集到的具有變異的資料,揭示出隱藏在內(nèi)部的規(guī)律性,并能根據(jù)生物統(tǒng)計學(xué)原理正確選用統(tǒng)計分析模型,進行數(shù)據(jù)的處理與分析,給出科學(xué)的結(jié)論;第三,能夠熟練應(yīng)用數(shù)據(jù)分析軟件繪制適宜的統(tǒng)計圖表、對試驗數(shù)據(jù)進行正確的統(tǒng)計分析。但《田統(tǒng)》學(xué)習過程中會涉及大量的數(shù)學(xué)公式以及一些抽象的概念,具有內(nèi)容多、公式多、概念多、難記、難理解(簡稱“三多兩難”)等特點。針對以上教學(xué)目標及課程特點,從金課的“兩性一度”出發(fā),筆者對《田統(tǒng)》教學(xué)體系的建設(shè)提出以下改革思路。

一、改進教學(xué)模式,豐富學(xué)習方式,強化課程創(chuàng)新性

(一)“學(xué)習金字塔”理論指導(dǎo)下的翻轉(zhuǎn)課堂

“學(xué)習金字塔模型”的研究成果來自美國緬因州的國家訓(xùn)練實驗室,它是利用數(shù)字形式記錄了學(xué)習者通過采用不同學(xué)習方式,在兩周以后還能記住的內(nèi)容量(用平均保持率表示)。研究結(jié)果顯示:如采用聽講、閱讀、聲音、圖片、示范、演示等被動學(xué)習方式,學(xué)習效果在30%及以下;而采用小組討論、實際演練、做中學(xué)、馬上應(yīng)用、教別人等主動教學(xué)方式的學(xué)習效果均在50%以上[2]。筆者在該理論的啟發(fā)下采用了“角色翻轉(zhuǎn)”的課堂模式,學(xué)生滿意度高,教學(xué)效果好。

例如,“參數(shù)區(qū)間估計”是基于理論分布和統(tǒng)計假設(shè)檢驗知識內(nèi)容的拓展,為了考查學(xué)生對學(xué)過內(nèi)容的理解和掌握情況及獨立探索學(xué)習的能力,把“參數(shù)區(qū)間估計”作為學(xué)生課后自學(xué)內(nèi)容,并以小組為單位,將學(xué)習成果在課堂上以板書或PPT形式進行教學(xué)展示,還包括有其他小組向展示小組提問環(huán)節(jié),從而使學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識深入理解、融會貫通、舉一反三,同時,也鍛煉了學(xué)生的語言組織及表達能力,并體現(xiàn)了團隊協(xié)作的精神。

(二)案例式教學(xué)

案例教學(xué)(Case Method)是一種讓學(xué)生把自己納入一些模擬或現(xiàn)實生活中的場景來進行學(xué)習研討的一種教學(xué)方法,整個過程中,要求學(xué)生自己去思考、去創(chuàng)作,不但能最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習的自主性,而且能培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力[3]。我們在《田統(tǒng)》教學(xué)當中也驗證了這種教學(xué)模式的優(yōu)勢。

例如,卡平方測驗的應(yīng)用之一就是獨立性測驗,即根據(jù)某一質(zhì)量性狀的各個屬性類別與某一因素的各個水平利用統(tǒng)計次數(shù)法得來的次數(shù)資料判斷某一質(zhì)量性狀的各個屬性類別的構(gòu)成比與某一因素是否有關(guān),如種子是否滅菌與植株發(fā)病率是否有關(guān);殺蟲率與殺蟲劑種類是否有關(guān)等。但由于農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中試驗對象是生物體材料,相關(guān)試驗周期較長,需要空間較大,不便于開展《田統(tǒng)》實踐教學(xué),因此,我們以理論知識為依據(jù),將統(tǒng)計方法與實際生活聯(lián)系,采用案例式教學(xué),要求學(xué)生以小組為單位自行研討設(shè)計試驗方案,將調(diào)查融入生活,變換試驗因素及性狀,如抽樣調(diào)查并分析我校男生、女生對面食和米飯的喜好程度是否相同,即主食的喜好是否與性別相關(guān)。通過這種教學(xué)模式的引入,將理論與實踐聯(lián)系起來,很大程度上提高了學(xué)生對這門課程的興趣,也提升了對理論知識的掌握和應(yīng)用水平,同時提高了學(xué)生獨立思考問題、解決問題的能力。

(三)參與式教學(xué)

“參與式”教學(xué)是一種能夠激發(fā)學(xué)生興趣和自我探索的教學(xué)方式。在一些統(tǒng)計概念的教學(xué)中準備一些“參與式”教學(xué)的素材,能夠讓學(xué)生更加深刻地掌握統(tǒng)計數(shù)和參數(shù)背后的真正含義。

例如,在開展“平均數(shù)與變異數(shù)”的教學(xué)內(nèi)容之前,要求同學(xué)們預(yù)習相關(guān)章節(jié)并以宿舍為單位收集身高及體重數(shù)據(jù),并計算樣本的平均數(shù)、方差、標準差及變異系數(shù)。課堂當中,會將結(jié)果收集并展示,告知學(xué)生通過這些數(shù)據(jù)能夠獲得哪些信息,該如何去理解和應(yīng)用。比如,平均數(shù)就是說明資料集中性質(zhì)的統(tǒng)計量,可以作為資料的代表值,身高平均數(shù)最大的一組同學(xué)和身高平均數(shù)最小的一組同學(xué)同時站在講臺上,可明顯看出前者高于后者;變異數(shù)是說明資料離散程度的統(tǒng)計量,標準差最大的一組同學(xué)與標準差最小的一組同學(xué)站在一起比較,很明顯能夠看出變異數(shù)大的一組同學(xué)身高更加的參差不齊,而變異數(shù)小的一組同學(xué)高度比較均勻。再比如,從數(shù)據(jù)中選出一組身高變異系數(shù)大,但體重變異系數(shù)較小的學(xué)生站在前排,可以看出這組同學(xué)雖然身高參差不齊,但胖瘦卻很均勻,從而教授學(xué)生可以利用變異系數(shù)對于單位不同的試驗指標的離散程度大小進行比較。通過這種方式,能夠使每位同學(xué)參與到教學(xué)過程,使學(xué)習內(nèi)容能夠更加直觀地呈現(xiàn)出來,一方面增加了學(xué)生的學(xué)習積極性和課程的趣味性,另一方面也降低了課程的難度,便于學(xué)生理解和接受。

(四)線上線下混合式教學(xué)

混合式教學(xué)是一種將線上的數(shù)字化在線教育與線下的課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法,強調(diào)以學(xué)生為中心,充分發(fā)揮學(xué)生作為學(xué)習主體的積極性、主動性、創(chuàng)造性,并借助在線教育資源與信息技術(shù)促進課程教學(xué),以達到更加有效的學(xué)習效果[4]。

契合新課程改革精神,《田統(tǒng)》課程基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,開展了線上線下混合式教學(xué),主要是對線上教育平臺中的課程資源進行了完善。首先,將每一章節(jié)的重點難點內(nèi)容錄成小視頻(播放時間5min之內(nèi))支持學(xué)生課后復(fù)習鞏固,如果學(xué)生在課堂上沒有很好地掌握,課后也可通過觀看視頻查缺補漏。如“小概率事件實際不可能性原理”,是統(tǒng)計推斷的基本依據(jù),是貫穿各種假設(shè)檢驗方法的指導(dǎo)思想,在小視頻中,講述如何利用該原理簡單地解決科學(xué)問題,通過圖文并茂,形象生動的事例,錄制了3分鐘26秒的小視頻;制作此類在線知識點小視頻共46個,學(xué)生反饋良好。其次,將課后作業(yè)習題講解錄制成小視頻,可提高教師的工作效率及學(xué)生的學(xué)習效率;再次,學(xué)生在線提問,老師可及時獲知學(xué)生學(xué)習過程中遇到的問題并隨時答疑,促進師生互動,為學(xué)生的學(xué)習提供個性化的幫助和指引;最后,增加線上測試及討論環(huán)節(jié),為過程性考核提供依據(jù)。

(五)其他

首先,課程雖然具有“三多兩難”的特點,但該課程作為一門工具,不應(yīng)過度注重于公式的推導(dǎo),而是引導(dǎo)學(xué)生如何正確地去理解、使用和分析,否則對于一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱學(xué)生,會削弱其學(xué)習興趣;其次,不要求學(xué)生千篇一律地大量抄寫筆記或者PPT內(nèi)容;該課程章節(jié)之間銜接性強,應(yīng)給學(xué)生建立一個完善知識體系的框架,從每一章到每一節(jié)至每一個知識點,有重點地切入,且在講授的過程中,要求學(xué)生應(yīng)專心聽、專心思考,先“吸收”,再通過相關(guān)練習去“消化”,“消化”后根據(jù)自己對知識點的理解用文字記錄,形成適合“自己的筆記”,這樣可以非常有效地加強知識點的記憶,從“被動學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)”。此外,在課程后期,針對學(xué)生所學(xué)專業(yè)選擇相關(guān)的高質(zhì)量科技論文,對其中的研究目的、意義,采用的試驗設(shè)計的方法,數(shù)據(jù)的收集,以及文章中所采用的數(shù)據(jù)分析的方法、圖表的制作,結(jié)果的分析描述等方面結(jié)合所學(xué)知識進行全面的剖析,這對于學(xué)生將來解決科學(xué)問題具有非常重要的意義和作用,同時能夠體現(xiàn)該課程的科學(xué)價值,使學(xué)生獲得良好的課程主觀感知。

二、建立多元評價考核體系,提高課程挑戰(zhàn)度

考試是教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是檢驗學(xué)生學(xué)習效果并衡量教師教學(xué)效果的重要方式和渠道。傳統(tǒng)的考核體系主要包括期末成績(60%)、期中成績(10%)、實驗成績(20%)、平時成績(10%,由考勤、作業(yè)及課堂表現(xiàn)構(gòu)成),這種對學(xué)生在學(xué)習過程中的真實表現(xiàn)并未全面客觀地體現(xiàn)出來。因此以人才培養(yǎng)目標為核心內(nèi)容,在確?？己斯ぷ鞯目茖W(xué)合理、公平公正的基礎(chǔ)上,探討實施多元化、多維度、多角度的考核依據(jù)及標準尤為重要。

《田統(tǒng)》課程在線上線下混合式教學(xué)的基礎(chǔ)上,也對評價考核體系進行了優(yōu)化:過程性考核成績比例占50%,綜合成績比例占50%。其中,綜合成績包括期中成績、實驗成績和期末成績,分別占到10%、10%和30%。過程性考核成績反饋了線上學(xué)習的狀況,包括考勤、預(yù)習、視頻觀看、線上測試、討論次數(shù)等,此外,還反饋了線下翻轉(zhuǎn)課堂及課堂教學(xué)活動的參與度及學(xué)習效果。

另外,我校雙六十政策(最終成績和期末成績必須均達到60分)的落實也推動了學(xué)生學(xué)習的積極性和主動性,使期末成績顯著上升,掛科率明顯降低。

三、強化實踐教學(xué)

實踐教學(xué)在高等教育教學(xué)中具有重要的作用,是理論教學(xué)的補充與延伸,是深化課堂知識不可缺少的環(huán)節(jié)。教學(xué)過程中,學(xué)生在掌握了試驗的要求、目的、性質(zhì)和步驟的基礎(chǔ)上,親自參與試驗實施的整個過程,這樣對學(xué)生今后從事相關(guān)工作將有很大的幫助。

因此,在新的課程體系建設(shè)中,我們將之前配套在課程中的6課時實驗分離出來,形成具有單獨課程代碼的《田間試驗與統(tǒng)計分析實驗》,共16學(xué)時,由兩大部分構(gòu)成:田間試驗的設(shè)計與實施和基于Excel、SPSS統(tǒng)計軟件的應(yīng)用,前者包括田間試驗計劃的制訂、試驗地的準備和區(qū)劃、田間試驗的觀察記載和常規(guī)的取樣測定方法等;后者包括數(shù)據(jù)整理、錄入與統(tǒng)計描述、資料的整理、統(tǒng)計圖的制作、t檢驗、方差分析、卡平方檢驗及直線回歸分析等。使學(xué)生學(xué)以致用,既能動手參與又能動腦參與,凸顯學(xué)習的能動過程[5]。

四、將思政教育思路融入課程教學(xué)中,思政育人

高校教師的職責是教書育人,即講授專業(yè)知識的同時,注重德育元素的融入與滲透,發(fā)揮課程的隱性思政教育功能,從而達到大學(xué)立德樹人的根本目的,包括引領(lǐng)學(xué)生熱愛專業(yè)、誠實守信、學(xué)術(shù)規(guī)范、重視實踐、尊重客觀規(guī)律,不弄虛作假等。

《田統(tǒng)》課程旨在培養(yǎng)的統(tǒng)計素養(yǎng),一是使學(xué)生建立專業(yè)自信,強化社會責任感,如開講第一課,我們會告知學(xué)生進行農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的目的是解決我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中目前及將來所面臨的實際問題,發(fā)展我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,這也是農(nóng)業(yè)工作者的使命與責任,也是我們的初心;二是注重制定試驗方案的合理性、可行性及科學(xué)性,體現(xiàn)專業(yè)素養(yǎng),如我們強調(diào),僅僅掌握試驗設(shè)計的方法是遠遠不夠的,沒有夯實的專業(yè)基礎(chǔ)知識作為指導(dǎo),就只能紙上談兵罷了,所以要注重課程之間的關(guān)聯(lián)性;三是試驗實施過程中具備認真嚴謹、一絲不茍的工作態(tài)度,由于試驗結(jié)果是要指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的,試驗過程的不嚴謹就會得到錯誤的結(jié)論,而錯誤的結(jié)論就會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受創(chuàng);四是收集數(shù)據(jù)時嚴謹求真的務(wù)實態(tài)度;五是處理數(shù)據(jù)時應(yīng)具備精益求精的工匠精神;六是分析數(shù)據(jù)時應(yīng)具備唯物辯證的科學(xué)思維;七是解釋數(shù)據(jù)時需要理性實證的謹慎探索。這些都是農(nóng)業(yè)人必備的基本科學(xué)素養(yǎng)。

五、教學(xué)反思

筆者認為,檢驗課堂質(zhì)量的重要依據(jù)及本質(zhì)為“是否能夠喚起學(xué)生對知識的渴望,學(xué)生是否收獲到實實在在的知識,學(xué)到的內(nèi)容對大學(xué)生今后的發(fā)展是否有用,學(xué)生是否能感知到其價值”,這是至關(guān)重要的,而非通過課程的“過度包裝”,打造華而不實的教學(xué)過程嘩眾取寵,所以過程固然重要,但過于注重表面上的“熱鬧”,反而會忽略教學(xué)的本質(zhì)[6],本末倒置,何談提高課程含金量!