实验设计与数据分析课程移动教学研究

马媛 吕杰

摘要“实验设计与数据分析”是新疆大学面向生态学研究方向硕士生开设的一门专业基础课程，该课程在培养研究生科研创新能力，提升专业素养方面发挥着重要作用。当下移动终端技术和网络技术的快速发展催生了教学模式的新变革，文章以生态学实验设计和数据分析的研究生课程教学为脉络，基于“实验设计与数据分析”的课堂教学现状，以提升研究生教育质量为核心，进一步对研究生移动互联网教育教学模式的着力点进行探索和思考。

关键詞 研究生教育质量；移动互联网教学；教学模式

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.10.036

研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命，是应对全球人才竞争的基础布局，实施创新驱动发展战略和建设创新型国家的重要基石[1]。在科学技术突飞猛进和世界局势多变的新形势下，国家对高层次创新人才的需求不断扩大。党的十八大以来，研究生教育规模呈突破性增长，中国成为研究生教育大国。在培养规模不断扩大的背景下，如何保障并不断提高研究生培养质量成为研究生教育改革的关键。

新疆大学生态学经多年发展，形成了完整的本―硕―博人才培养体系[2]。目前新疆大学以“双一流”建设作为发展契机，逐渐向研究型大学转型。在大的发展背景下，对生态学专业课程教育提出更高的要求。“实验设计与数据分析”课程是新疆大学生态学硕士专业基础课，课程目的在于让研究生能够对科学问题进行合理的实验策划，并通过建立因子与响应变量的关系，分析数据之间的内在关系。基于R语言在统计制图方面突出优势[3]，“实验设计与数据分析”课程将R语言引入教学，要求学生能够熟练运用R语言进行实验数据的统计分析。因此，该课程属于理论与实践结合的应用型、综合性课程，旨在有效提升研究生数据挖掘及可视化的基础科研技能。

为适应时代发展和要求，重视学生的个性发展，发挥学生的优势潜能，“实验设计与数据分析”研究生课程教育教学也要与时俱进，探索出一套适应于研究生创新人才培养的新模式。目前研究生移动智能终端普及率极高，那么如何依托网络资源开拓多样性的研究生信息化教学手段，不断完善研究生教学模式，引导学生互动式参与课程教学的全过程，是我们“实验设计与数据分析”课程教学模式改革的目标。通过教学模式的改革，激发学生的主观能动性，提升其复合研究能力，从而成为理论基础扎实、动手能力强、创新思维活跃的人才。

1生态学“实验设计与数据分析”课程教学现状

现代科学研究中统计学是最重要的工具之一，英国著名生物学家高尔顿曾说：“统计学具有处理复杂问题的非凡能力，当科学的探索者在前进的过程中荆棘载途时，唯有统计学可以帮助他们打开一条通道”[4]。现代统计学的奠基人费歇尔也表示：“给20世纪带来了人类进步的独特方面是统计学，统计学的普遍存在以及在开拓新知识领域方面的应用已远远超过20世纪内的任何技术或科学发明”[5]。我国著名经济学家马寅初曾强调：“学者不能离开统计而究学”[6]。陈希孺院士则称统计学或数理统计是“现代人知识结构中应具备的成分”[7]。因此，要准确解读复杂数据背后的科学规律，对科学结论保持清晰认识，就必须在运用科学研究结论辅助现实决策时，具备良好的统计思维。所以，以培养高层次专业人才为目标的研究生教育中，掌握统计学理论知识和应用技能至关重要。统计学在生态学领域亦发挥着重要的作用，同样也助力生态学学科的发展。统计学可帮助生态学者对种群动态、种群分布格局、物种多样性、物种生态位与种间关系、群落复杂性、群落排序和景观异质性等数据进行数理统计、时间序列分析和多元分析，发现生态学规律，揭示生态学现象。因此，对于生态学专业研究生而言，统计学是一类重要课程。

目前，新疆大学生态学专业开设实验设计和数据分析课程已有5年，在实际教学中存在一些与国内其他高校生态学专业的共性问题。

1.1生态学专业学生统计学基础较为薄弱

各高校在本科教育阶段开设有高等数学课程，但很多高校并未开设与统计学密切相关的线性代数或者数理统计学课程。因此，本科毕业生进入研究生阶段，在学习生态学“实验设计和数据分析”课程时就无法快速准确掌握相应方法，导致很多学生在学习过程中产生“畏难”情绪，学习的积极性和主动性不高，导致教学效果不佳。

1.2课时分配略显不足

新疆大学在“双一流”建设背景下，2019年对研究生培养方案总学时数进行调整，由原来的总学分最低38学分变为现在最低总学分29学分，生态学实验设计和数据分析课程由原来的54学时统一调整为32个学时。课程学时压缩更强调学生的自主学习能力。如何调动研究生学习的积极性和主动性，充分利用好课前、课中和课后三个学习阶段，成为教学效果提升的关键。

1.3研一新生自主学习能力不足

研一新生尚未建立良好的自主学习意识，课后自学能力不强，不能按时课前预习、课后复习巩固。通过以往传统的线下授课方式，或者仅仅是把传统课堂教学信息化，教师都无法准确掌握学生课前课后学情信息，不能及时对教学做出调整，教学效果得不到有效保证。

1.4教学模式和方法亟待变革和创新

生态学“实验设计与数据分析”是数理统计的一个分支，知识点密集。针对该课程，新疆大学也开展了情景式教学、信息化教学、探究式教学等教学模式的探索，但主要还是“以知识为中心、以教师为中心”的传统授课模式。教师在教学过程中完全以权威者的身份操控课堂教学，习惯于知识的单向“一维推送”，忽略了学生的主体地位。教学方法上以课堂讲授、课中直观演示加练习等为主，缺乏灵活多变的现代化教学方法。在组织课堂教学的过程中，每一环节每一步骤都朝着知识教学目标达的成方向努力。虽然说，知识达成对教学起着一定的导向和激励作用，但是在本质上，传统教学模式在侧重知识为中心的同时，忽视了研究生的内在学习体验，表现为研究生教学“本科化”，教学模式亟待变革和创新。

新疆大学研究生教学模式也不断尝试，开展了多阶段的线上授课。但事实证明，如果仅仅是简单的传统课堂教学网络化，直接搬到线上，结果会导致在线教学以“学生为中心”更难落实，更容易出问题，教学效果必将大打折扣。对于打破传统课堂限制，线上课堂也进行了积极的探索。以后如何突破传统教学思维定势，把以学生为中心的基本要求落实到教学的全过程，增加学生课堂参与度和体验感，需要我们进一步思考。

2移动教学应用与实验设计和数据分析课程教学的必要性

2.1时代需求

随着互联网时代的到来，传统的教育组织体系受到深刻影响，全新的育人空间正在生成[8]。同时，为加快教育现代化和教育强国建设，国家开展了一系列举措不断推进高校数字校园建设。在《中国教育现代化2035》战略中强调，对高校包括教学、科研等校园业务进行数字化建设，支撑各业务开展智能化应用的整体工程。这也是充分利用信息技术特别是智能技术，实现高校在信息化条件下育人方式的创新性探索。

近年来，全国开展了大规模的在线教育，世界范围内上演了前所未有的运用移动智能终端开展“云端”课堂的教育实践。这既是对教育体系的一次重大考验，也对推进教学模式改革颇具启发。为充分利用现代信息技术手段，构建移动智能终端、信息化教学平台积累了宝贵经验。

新征程已经开启，智能化将与数字化、网络化、泛在化同行并进一步领跑。从以数字化、网络化技术主要领跑的1.0转段升级为以大数据、智能化领跑的2.0，不仅是技术的跃升，更是人类学习方式的更深刻的变革。同时，随着科技的日新月异，移动智能电子产品迅猛发展和普及，移动学习新模式更应顺势而为。

2.2学生需求

每个学生的专业知识水平、技能和素质背景不同，表现在研究生的学习背景、学习内容、学习的方式方法、学习困难和学习愿望会有较大差异[9]。对于基础良好的学生，他们可以在更短的时间内完成学习任务，留出更多时间去探索更多高阶的内容；同时，对于那些进度慢的学生，他们也可以根据自己的情况放慢节奏，利用移动教学的优势反复观看教学资源，练习吃透知识点。因此，结合移动教学让学生摆脱课程学习的时空限制，督促课前准备和课中实操，还充分调动学生课后对课程的持续参与度，有利于学生及时跟进教学内容，完成教学目标，从而使学生感受到学习是有意义的、使人聪慧的活动，让学生永葆学习激情。

2.3教师需求

教学过程以学生为主体，教师为主导，教师不仅仅关注教学内容的完成，更要密切关注学生的学习情况，接受能力的强弱，学生普遍的学习状况等。在传统教学过程中，教师在课中可以通过提问环节了解学生知识掌握情况，但课前、课后无法准确了解学生的学习参与度和完成度。信息化教学基础上的移动智能教学使课前预习、课后实操与课堂教学间建立了良好的沟通桥梁，让课堂互动永不下线，使得教师关注每个学生成为可能，进而加强了教学互动的有效性，提高了课堂效率和教学质量。

3结语

构建移动智能教学平台开展研究生“实验设计与数据分析”课程教学，利用平台的良好互动和及时反馈优势，充分激发研究生学习兴趣，调动学生的参与积极性，凝聚学习注意力，推动学习内生动力。充分发挥研究生的主体作用，改变传统学习方式，倡导研究生“主动参与、自主学习、合作探究”的新模式。同时，移动教学平台教学新模式的探索，是提高研究生培养质量，提升课堂教学效果的有效途径。信息技术与教育教学深度融合的移动教学创新发展，建立健全教育信息化可持续发展机制，在促进教育公平、提高教育质量、推动教育改革发展、构建学习型社会中充分发挥着教育信息化的支撑引领作用。

新疆大学在“双一流”建设过程中，不断完善校园宽带网络、数字资源和智能终端设备建设，持续深入推动教育信息化进程。生态学“实验设计与数据分析”课程在此过程中先行探索教学模式与教学方法的改革与创新，总结了一定的教学经验。教师在教学过程中利用移动智能终端进行课堂翻转，提高学生参与度，并利用移动智能终端帮助学生摆脱传统课堂的限制，积极进行体验式教学。初步构建利用移动智能终端开展“实验设计与数据分析”课程教学的新模式，不断提高“双一流”建设背景下生态学专业研究生课程教学的质量。

*通讯作者：吕杰

参考文献

[1]袁自煌，坚持优先发展教育事业[M].北京：中国人民大学出版社， 2021.

[2]吕光辉.“双一流”高校生态学专业研究生课程体系改革[J].科教导刊，2022（27）：40-43.

[3]潘逵，谭莹.基于R语言的“统计学”交互式教学探索[J].科教导刊， 2022（27）：117-121.

[4]李金昌.理性的统计判断[J].中国统计，2020（7）：28-30.

[5]吴晓明.当代学者视野中的马克思主义哲学[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[6]何书君，陈焰华.数海采珠统计筑梦——记我身边的统计人、统计事[J].中国统计，2015（11）：29-30.

[7]陳希孺.机会的数学[M].北京：清华大学出版社，2000.

[8]金妤，曾亮.“互联网+”背景下高校创新创业教育改革路径研究[J].大学教育，2022（10）： 259-262.

[9]宋永嘉，田林钢，李于平，等.信息化时代大学生学习需求与学习方法影响因素调查研究[J].科教导刊，2019（22）：188-190.