生物工程类专业《试验设计与数据处理》课程教学改革之思考

生物工程类专业《试验设计与数据处理》课程教学改革之思考
作者：杨艳会，周广舟，伊艳杰
来源：《教育教学论坛》 2014年第49期
杨艳会，周广舟，伊艳杰
（河南工业大学生物工程学院，河南郑州450001）
摘要：本文以生物工程类本科专业《试验设计与数据处理》课程的教学内容为基础，针对本课程当前教学中存在的主要问题，从课程的重要性、教学内容、教学模式、教学手段、考核方式等方面提出了教改思路，为提高本课程的教学效果提供经验借鉴。

关键词：生物工程类；试验设计与数据处理；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）49-0226-02
一、引言
《试验设计与数据处理》是高等院校生物工程类专业开设的一门专业必修课。

本课程是以生物界的各种自然现象为研究对象，把数理统计学原理和方法引入到生物科学领域，经济而又高效地设计试验方案，并对试验数据进行处理，对其结果进行分析，最终达到用较少的试验次数和最短的试验周期而优化试验方案的目标。

它是一门理论与实践相结合的科学，已成为现代生物科学领域必不可少的工具之一。

开设本课程，为培养和巩固学生的专业素质，为生物工程类专业的毕业论文（设计）、今后科研及就业方向的选择奠定了理论基础[1]。

为提高本课程的教学质量，笔者在亲身实践的基础上，结合河南工业大学生物工程类本科专业教学计划《试验设计与数据处理》课程的教学大纲，总结了当前教学中存在的主要问题，从课程的重要性、教学内容、教学模式、教学手段、考核方式等方面进行了探索。

二、当前教学中存在的问题
《试验设计与数据处理》课程具有“概念多、公式多和内容多”、“难教、难懂、难记和难用”的特点。

在当前的教学过程中，为使学生充分理解统计分析的原理，教师要应用大量的数理统计学知识进行复杂公式的推导。

虽然公式推导有助于学生理解统计方法的原理，能加深学生记忆公式，但对生物工程类专业的学生而言，其数理统计的基础知识较为薄弱，学生感到内容枯燥、难以理解和掌握，失去了学习兴趣，进而影响了教学质量和学习效果。

由于学生上课的时间有限，为确保学生修完全部课程，只能将部分课程的学时进行精减。

尤其是《试验设计与数据处理》课程由原来的54学时减少到36学时课堂教学后，学时、教学内容及实践操作之间的矛盾使得当前的教学方法的弊端日益突出：（1 ）学生对本课程的学习不够重视，兴趣度低。

（2）教学内容过于强调理论知识和计算过程的解析，而数据处理的实践环节严重不足，忽略了应用环节的讲授。

（3）课堂主要由教师讲授，学生只是被动地接受知识，形成一个单向的教学过程，忽略了学生的能动性。

（4）当前教学中大部分教师的课件采用多媒体与板书相结合的教学手段，虽改变了传统板书的教学形式，但这种教学手段目前已在广泛应用，学生已司空见惯，无特色之处，不能调动学生的学习热情。

（5）考核方式过于教条，当前的考核方式是以平时成绩（20%）和卷面成绩（80%）作为考核的最终成绩，不能全面评估学生的学习效果。

由于存在以上问题，学生在大四做毕业论文（设计）时，多数学生不能灵活运用本课程的统计方法去处理实验数据，能将本课程的知识灵活地运用到今后的科研及工作生活中更是凤毛
麟角。

大部分学生对本课程的学习目的只是为修满学分而能保证顺利毕业，完全背弃了开设本
课程的教学目的。

鉴于此，笔者在亲身实践的基础上，对本课程的教学方法进行了总结归纳，
进行了以下几点思考。

三、教学改革之思考
1.强调课程的重要性，提升学生重视度。

本课程理论性强，学生首次看到教材的内容，就
有一种“知难而退”的心理，“只要能保证及格”是大多学生的学习目标。

学生认为，本课程
对考研、今后的就业及科研关系不大，学好与否对将来的前途无任何影响；而且，河南工业大
学开设本课程是在大四的上半学期，正处于考研复习的关键阶段，对本课程学习态度更是“雪
上加霜”，处处在应付，甚至部分学生无故旷课。

由于这门课的连贯性、逻辑性比较强，若缺
一节课，之后又不补习，下节课根本无法听懂，由此，递增了学生对本课程学习的抵触情绪。

对本课程的学习，笔者认为首先要让学生认识到本课程的重要性，并在教学过程中，不断地创
新教学思路，以激发学生学习的兴趣。

因此，教师要特别注意在上第一节课就着重强调本课程
的重要性，扭转学生对本课程学习的错误意识。

2.简化理论推导，重视应用环节。

《试验设计与数据处理》课程中涉及较多的枯燥的统计
学理论，学生对此并不感兴趣。

为了节省教学课时，将对公式和定理的分析、推导过程仅作简
单介绍，不做重点讲解，相关内容可让学生课后自学，把重点放在阐明关键统计量的含义、判
断的标准、各统计量间的关系、常用分析方法的条件及其应用背景等知识点，最后要把精力放
在统计方法的应用上。

多引用一些与教学内容相关的实例，引导学生如何去解析不同条件、不
同背景下的实际问题。

只有简化理论的讲解，加强实例环节的应用，才能激发学生的兴趣，促
进学生掌握关键内容。

3.启发与实践相结合的教学模式，增强学生的主观能动性。

在重视教师讲授为主的同时，
强调学生的主动性，采用启发与实践相结合的教学模式，联系或引用一些生物工程类专业的实
际问题，调动学生参与教学的积极性，这样既能活跃课堂气氛，又能激发学生的求知欲望。

在
授课过程中，举出实例，教师与学生共同针对某一问题进行分析和讨论，引导学生积极地思考，培养学生的主观能动性[2]。

例如：利用多个实验指标进行正交实验设计的讲授过程中，以生物工程专业的“优选酿酒酵母菌性能”的实验为例，用耐高压、高酒精、高糖、高温等多个性能
指标进行正交实验设计，首先让学生自己去思考并提问。

提问之后，教师可针对问题逐步地解析，指出学生分析的正确与否及其原因。

通过启发与实践型相结合的教学模式，调动了学生学
习的主观能动性，牢固地掌握了学习内容，并能将所学知识灵活地运用到实际问题的分析中，
增强了教学的效果。

4.丰富教学手段，突出内容特色。

《试验设计与数据处理》课程理论性强，学生听课的时
间过长，单一的教学手段势必导致学生的视觉、听觉和思维疲劳。

因此，针对本课程的特点，
运用当前的多媒体、板书、网络等有机结合的多种教学手段，集中学生注意力，从而提高学生
的听课效果。

多媒体课件容量大、内容展示方便，为课堂教学营造了一个广阔的信息空间。

所
以在教学过程中，通过变换课件中的背景图案、字体颜色、线条粗细、图形和动画等内容，使
学生时刻感觉每张幻灯片的制作都是简洁明了、条理清晰、美观大方而又别具一格，从而吸引
学生的注意力。

而且，在没有开设电脑实验课程的条件下，可借助多媒体课件进行实验演示。

例如：在多重比较中的新复极差法（SSR）分析中，结合SPSS软件的应用介绍，可以让学生清晰、直观地掌握抽象的概念及数据处理的过程，提高学生解决实际问题的综合能力。

板书与多
媒体教学手段相比较，虽然比较费时，但对于一些重要的统计学原理及其公式的证明方面（如：正态分布、显著性检验、方差分析原理等），却突现出多媒体教学所不可比拟的优越性。

在板
书的过程中，可引导学生活跃思维、积极思考、及时理解和消化知识。

同时，在教学过程中，
要重视网络信息的应用。

根据不同章节内容的需要，教师应有意识地引导学生关注和介绍一些
主要的统计学网站和论坛，灵活地向学生展示相关的最新教学信息及其前沿知识；同时，以课
后作业的形式，督促学生查阅最新的统计学前沿知识及应用软件，并定期检查学生网络学习的
情况，可促使教师不断地更新教学内容，同时拓展了学生的知识面，培养了学生的自学能力，
实现了教师与学生共同进步的“双赢”效果。

5.实行多元化的考核方式，促进学生全面巩固。

考核是教学过程必不可少的环节，也是反
馈教学效果的重要手段。

为了加强学生专业能力的培养，力求避免学生平时学习不认真而为应
付考试造成死记硬背的弊端，以激发学生学习的主观能动性为教学目的，笔者进行了多种考核
方式的探索和总结，认为实行平时成绩（20%）、课后作业（10%）、技训报告（20%）和卷面成绩（50%）相结合的综合考核方式，可以全面考察学生对本课程知识的掌握情况。

第一，要重视学生课堂表现的考核。

课堂表现主要包括回答问题的积极性、正确性等，把课堂表现作为平时
成绩，可以增进教师与学生之间的互动能力。

第二，加强课后练习，每章讲完后要将本章节的
知识点融入到习题中，以课后作业的形式，督促学生复习和巩固学习的内容。

而且，要加强实
践报告的考核，实践报告主要侧重于试验方案的设计、统计方法的运用、分析软件的操作及数
据处理的结果分析等。

运用以上三种形式相结合的考核方式可以使学生充分认识到本课程在实
践中的重要性。

最后，为避免学生对本课程的不重视而学习浮躁，导致学习效果不佳，应选择
闭卷考试的方式进行卷面测试。

总之，实行多元化的考核方式可以相互补充，从而能够全面、
综合地考核学生的学习效果。

通过上述几点教学改革的思考与尝试，笔者在教学过程中发现，学生对本课程的重视程度
及学习兴趣明显增加，课堂上学生和教师互动能力也显著增强。

通过多元化的考核结果发现，学生能较为牢固地掌握学习内容，而且能灵活地将所学的方
法运用到实际问题中，教学效果明显得到了提升。

随着现代生物工程技术的飞速发展，本课程
的知识体系也在不断改进，将会面临着更多的新问题值得去思考。

因此，在今后的教学过程中，教师在博览群书和总结各家所长的基础上，更要深刻领会《试验设计与数据处理》教学内容，
透彻把握各章节的逻辑联系，遵循数学逻辑编排教学内容，使学生容易接受并消化新知识，形
成适合生物工程专业特色和学生实际需要的知识体系，不断总结经验、改革创新，提高自身专
业素质，这样才能适应本课程发展的需要，才能更好地向学生传授知识，才能培养出合格的、
高素质的生物工程类专业人才。

参考文献：
[1]倪莉.生物工程类创新型人才的培养与实践[J].福建轻纺，2012，（3 ）：39-42.
[2]夏璐.浅谈试验设计方法在培养学生实践能力中的应用[J].高教论坛，2005，（2 ）：
77-79.。