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“畜牧生物统计附试验设计”教学改革探索与实践

2024-09-05 51 上传者：管理员

摘要：“畜牧生物统计附试验设计”是动物科学专业本科生培养过程中的一门将数学知识应用于畜牧科学研究的重要学科基础课，旨在提供如何正确地设计试验和调查，并收集、整理和分析数据，从而得出客观、科学结论的方法.在打造“金课”,实施“课堂革命”背景下，从优化教学内容、改进教学方法和完善考核方式三个方面对该门课程的教学改革措施进行了阐述，以期为其他课程的教学改革提供借鉴和参考.

关键词：
教学改革
本科教育
生物统计
畜牧
课堂革命
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“畜牧生物统计附试验设计”课程，是我校面向动物科学专业本科二年级学生开设的必修专业基础课程.它是一门将数学应用于畜牧科学研究的基础课程，也是生命科学研究领域中非常重要的专业基础课，该课程运用统计学的原理和方法解决畜牧科学研究和生产实践中的数据问题，以概率论为基础，探讨如何正确地设计科学试验和调查、收集数据、分析数据、得出科学的结论，从而揭示生命现象的规律性，最终做出正确的统计推断[1].

课程建设是课程学习的一个重要环节，及时优化教学内容、改进教学方法、完善考核方式和教学评价体系，是当前深化本科生教育改革中提高课堂教学质量，增强育人效果必不可少的环节.“畜牧生物统计附试验设计”课程对本科生形成独立的思考能力、紧密的逻辑思维和创新思维都具有重要的意义.长期以来，该课程普遍采用传统讲授为主，即按照“定义解释、定理证明、举例说明”方式，重数学知识传授和数学技巧训练，而忽视了统计思维能力培养和统计思想的学习.随着现代畜牧业的快速发展及教学方式的转变，该课程的教学方式也略显陈旧，缺乏合理的教学活动计划和富有个性化的实践教学过程，缺乏考虑学生学习主动性和积极性，教学设计过程略显单一，且针对性和创新性不强，实践环节较薄弱，从而导致学生对该门课程的重要性认识不足，兴趣不强.

近年来，课程组坚持以“立德与树人和育人与育才的有机结合”为建设目标，将课程与思想政治理论同向同行，实现“知识传授、能力培养、价值塑造”三方面的有机融合.始终以专业需求为重点，突出与科研相结合的授课方式，着重培养学生收集、整理、分析及科学得出结论的辩证思考能力，全面提升学生专业素养，树立求实严谨的工作态度，培养学生耐心细致与团结协作的优良学风，以及高度的社会责任感和使命感，强烈的爱国主义情怀.通过该课程的学习使得学生能够将生物统计的基本原理和分析方法运用于畜牧科学研究过程，促使学生充分认识到生物统计是学习后续专业课程的必要基础，是毕业后从事畜牧工作的重要依据，也是继续学习深造的理论方法.

1、“畜牧生物统计附试验设计”教学中的挑战

目前，在“畜牧生物统计附试验设计”教学中存在三个方面的挑战：(1)学生对该门课程重要性认识不足，学习态度不够端正.该课程以概率论和高等数学为基础，涉及大量的数理统计知识和假设，其教学内容抽象、枯燥，公式多、计算方法繁琐，如果仍采用传统的教学方法，将给教师的“教”与学生的“学”都带来较大的困难.若未及时更新教学方法，甚至会造成学生乏味厌学的不良局面，势必会影响课程的教学效果.此外，学生对该门课程重视不强，放松自我或“躺平”,没有从根本上认识到该门课程在畜牧专业本科生培养中的重要意义.(2)学生知识结构和知识背景差异较大，尽管在大一学习了概率论和高等数学，但学生之间基础差异依然较大.因此，在“畜牧生物统计附试验设计”教学中，如何兼顾不同学生的个性化差异和发展需求，从而持续提高同学们的学习兴趣，这是影响这门课程教学成败的关键因素；(3)统计工具愈加智能化、复杂化，而教材内容相对陈旧，已无法满足课程的教学需求.在畜牧学研究领域，特别是大数据领域中，海量的数据整理和分析是关键，如何运用R语言、SPSS、SAS等软件整理数据，并将其结果完美展示是重中之重.数据整理、收集愈加智能化、自动化和海量化，如何将统计学原理与计算机技术有机结合是该课程的突破点.现有的相关教材教学内容较为陈旧，一些最新的研究方法、理论技术和研究成果尚未在教材中展现，这阻碍了学生对该门课程最新研究进展和成果的掌握，如何将智慧畜牧业整合到课堂教学是一个难点.

2、课程教学改革

2.1 优化课程教学内容，提升教学质量

2.1.1 将课程思政教育贯穿于教学全过程

强国必先强农，农强方能国强.畜牧业是农业中的重中之重，我国在畜牧生物统计领域，取得了丰硕的研究成果.自1921年清华大学畜牧系成立起，就开设“生物统计学”课程，至今已近100年历史.老一辈自始至终贯彻落实“立德树人”根本任务、继承学科精髓、培养严谨科学态度，以“理论+产业”结合 “教师+研究生+本科生”多级互动的教学模式，为培养学生的专业基础、家国情怀、创新思维奠定了坚实的基础.在教学中，教师既要通过知识点的清晰讲解提升学生专业能力，也要引导学生深入社会实践、关注“三农”问题.教师在实施课程思政教学中，遵循“育人为本”,使用“知识点切入+案例导入+挖掘德育元素+讨论分析”的教学方法，把思政教学融入课程教学每一环节.促使学生充分理解和掌握畜牧科研和实践中的统计学原理和方法，能利用优化试验设计方案、组织和实施相关科学试验，培养学生对科研和产业相关数据资料的采集、整理、分析和解释等统计分析技能，为后续进一步深造及工作奠定专业基础[2].

“畜牧生物统计附试验设计”是一门实践性较强的学科基础课，对指导人们提高畜禽产品产量和品质具有重要作用.结合平时的实践教育，引导同学们把论文写在大地上，深入基层养殖基地，进一步了解智慧畜牧业，在实践中不断学习，在学习中实践，实现产学研有效融合，要求学生掌握扎实专业基础知识、增强做好“三农”工作的本领和能力，引导学生的“懂农业、爱农村、爱农民”的家国情怀.

2.1.2 夯实学生基础开展分类教学

开学第一节课，通过试题测验、口头测试、问卷调查等方式，结合高等数学、概率论和线性代数成绩，初步掌握学生的数学基础，明确学生在大一阶段概率论和高等数学学习的知识结构和掌握程度.根据学生对数学的学习情况，有的放矢，分类教学，精准培养，兼顾了课程基础教学内容和学科前沿内容，调动了学生学习的积极性，让拥有不同层次基础知识的同学都受益匪浅，取得了较好的教学效果.

2.1.3 科研反哺教学，更新教学内容

“教学与科研两相长”是大学教学的优势所在，高校教师拥有与专业知识相关的丰富案例，贴近学生的认知.教学中融入科研案例，其目的在于让学生联系自己的专业，更好的掌握对理论知识的理解，将理论运用于畜牧实践中.通过智慧畜牧业和大数据平台，让学生充分认识到统计分析的重要意义.通过科研课题，以问题的形式引入知识点，极大地提高了同学们的学习兴趣和听课的认真程度，使相对抽象枯燥的统计学内容变得形象具体，很好的活跃了课堂气氛，帮助同学们更好的掌握了学科发展前沿.

同时，教学团队整理了畜牧业中各经济性状的数据，如泌乳性状、肉质性状和生长性状等相关科研数据，及在数据收集和分析中所遇到的各种问题，及时更新了教学素材，把这些经验有机融入到课堂教学中，拓宽了学生们的视野，为学生进一步凝练统计思维和研究水平奠定了较为扎实的理论基础.

2.2 改进教学方法

教学方法显著影响教学效果.在打造“金课”,实施“课堂革命”背景下，传统的“填鸭式”和“灌输式”教学方法已无法满足学生对知识的获取，忽略了学生的主体地位，不能充分有效调动学生学习的主动性.课程组以培养学生形成独立的统计思维为目的，以学生为主角，采用互动式、案例教学、实践教学法和在线课堂相结合的混合教学方法，取得了较为显著的教学效果.

2.2.1 互动式教学

信息时代，学生的注意力保持时长有变短的趋势，注意力很容易分散.如何提高学生的注意力是最值得去探讨的关键所在.该课程公式多、抽象，教师需从优化传统教学入手，逐步转变教学理念，合理使用“教学停顿”,提升线下或线上教学的有效性和互动性，不失为一个理性而有效的改革路径.讲授过程中通过活动穿插来提供反思和理解的机会，确定学生已经学到了什么?这些活动包括投票、小测验、结对讨论、小纸条等各种主动学习活动.同时，教师在讲授重点和难点问题时，多应用提问式、引导式和启发式的互动教学方法，让学生成为课堂主体，使其积极主动参与到科学问题的发现及解释过程中，从而增强学生学习兴趣、活跃教学气氛，提高课堂教学效果.

2.2.2 案例教学

案例教学是推进本科生教学改革，促进教学与实践有机融合的重要途径，可有效提升本科生教育教学质量.在讲授各章节时，可选取畜牧研究中遇到的各种案例，从试验设计、数据整理和统计分析推断等几个方面，构建教学案例，生动再现该课程在畜牧科学研究中的应用.随着智慧畜牧业的发展，生产中的数据更加海量化、复杂化和多元化，如何将其与计算机处理有机的整合，并得到最科学的结论是难点.因此，课程组以生产实际中所遇到的科学问题作为典型案列，从试验设计、数据收集、整理、统计分析，推断等方面构建教学案例，引导学生引用统计思维方式解决生产中所遇到的问题，从而使学生较为形象的学习统计推断的基本原理和方法.

2.2.3 实践教学法

中国现代化离不开农业农村现代化，农业农村现代化关键在科技、在人才.现代畜牧业的高质量发展离不开科学的试验和调查，从成千上万的生产数据中得出正确的推断，是推动畜牧业智能化发展的关键所在.通过本课程的学习，让学生亲身实践，整理并分析数据，进而得出科学结论.在这个过程中学生可以感受数据变化所导致的结果差异，进而提示学生对参加畜牧试验设计和解决实际生产问题的浓厚兴趣，督促学生踊跃参加毕业实践、大学生科研训练等，进一步掌握基本的试验设计方法和数据分析工具，并能就数据分析结果给出符合生产实际的结论，从中也增强了学生“知农爱农强农”的爱国情怀.与此同时，使学生学会运用科学合理的方法进行数据调查，并能对数据进行专业地分析，尊重数据及做出的统计结论，有意识地对学生进行引导，将思想道德融入实践过程中[3].在此基础上，再理论联系实践，深入分析所得结论，这样学生不仅在课程实践中了解到社会现状和问题，而且能够将精益求精、严谨、耐心和敬业的精神，内化为个人素质.

2.2.4 现代信息技术应用于课堂教学

随着计算机技术的发展，统计工具也不断进行变化，SPSS、SAS、R语言等统计的方式也不断变化，对于复杂的数据，借助计算机辅助教学直观性强、生动具体的特点，把这些较难描述的抽象理论知识通过计算机视频，以动画形式直观形象地展现给学生，同时还可以在电脑屏幕上实现放大、缩小、切换播放速度、回放等功能，结合授课老师对重点理论的讲解以及板书描述，切实提高教学质量和学生对难点内容的掌握程度.此外，讲授方式也多样化，传统方式中以PPT和板书为主，而现代教学中，教与学的方式也呈现多元化，例如以“PPT+雨课堂”模式，可动态掌握学生课堂出勤、作答情况，有效的节约课堂时间，提高课堂效率.

2.3 完善考核方式

“畜牧生物统计附试验设计”的考核内容采用“双60”的考核方式，由过程性考核(50%)和期末考试(50%)两部分组成，而过程性考核包括出勤、课堂提问、课后作业、预习和课堂笔记5部分组成.期末考试不再是传统的填空题、名词解释、简答题等题型，而是重点考察学生对统计思维能力的培养和分析方法的掌握程度，培养学生综合应用生物统计及试验设计知识，挖掘问题、分析问题和解决问题的能力.这种考核方式坚持过程性考核和期末考试并重原则，既体现了对学生学习纪律的要求，考察了平时学习和掌握知识的效果，又评价了学生的综合能力，真正达到了科学考核和评价学生能力的目的[5].

“畜牧生物统计附试验设计”课程是本科生培养中的一门重要学科基础课，在课程体系中具有承上启下的作用，课程内容具有知识内容繁多、理论性强、概念抽象、实践性强等特点.在教学中，教师始终以“立德与树人、育人与育才的有机结合”为建设目标，将该课程与思想政治理论同向同行，实现“知识传授、能力培养、价值塑造”三方面的有机结合.对于理论性较强的内容，应注重启发式教学，适当淡化理论推导，强化统计思维培养，突出培养学生应用能力.教师应关注来自畜牧实践中的科学问题，引导学生关注个人专业发展与畜牧业发展，与人民生活息息相关的问题，逐步完善、打磨课程思政建设，使思政教育融入到整个教学过程中，培养学生扎实的统计理论与分析应用的专业素养，良好的道德修养、社会责任感和爱国情怀，树立辩证唯物主义观和社会主义核心价值观[4].

参考文献:

[1]刘书成.食品专业研究生“试验设计与数据处理”课程教学的创新实践[J].广东化工,2016,43(17):229-230.

[2]尹福泉,贾汝敏,高振华,等.基于“以学生为本”理念的动物科学专业卓越农林人才培养课程改革与实践[J].畜牧与饲料科学,2018,39(07):86-89.

[3]林珊屹.高校统计学专业课程思政的教学改革探索[J].艺术科技,2019,32(13):219.

[4]张丽萍.发散思维在数学中的运用[J].中国科教创新导刊,2013(09):62.

[5]高杨.手机移动教学软件在思想政治理论课教学中的应用探析[J].湖北开放职业学院学报,2022,35(02):89-90+93.

基金资助:甘肃农业大学学科团队项目(GAU-XKTD-2022-21);甘肃农业大学公招博士科研启动项目(GAU-KYQD-2021-05); 甘肃省高等学校创新基金项目(2022A-059);

文章来源:郝志云,闫尊强,王继卿.“畜牧生物统计附试验设计”教学改革探索与实践[J].商丘师范学院学报,2024,40(09):106-108.