动物科学专业《畜牧生物统计附试验设计》教学实践与探讨

王维民 ， 闫尊强， 李 冲

（1.兰州大学草地农业科技学院，反刍动物研究所，甘肃兰州730020；2.甘肃农业大学动物科学技术学院，甘肃兰州730070）

《畜牧生物统计附试验设计》 是一门应用数学， 主要是利用统计学原理和方法正确地设计科学试验，通过对收集数据的整理和分析判断，得出客观、科学的结论（明道绪，2019）。 对于动物科学专业的师生而言， 其重点是让学生掌握生物试验的设计方法， 提高分析与解释生物变异来源的能力，为毕业论文设计、数据整理与分析、结论判断以及进一步的深造过程中开展科学研究奠定基础，同时为开展畜牧生产过程中生产数据的整理、分析以及解决实际生产问题和决策判断提供帮助（徐丽萍等，2022）。

《畜牧生物统计附试验设计》是在动物科学专业本科教学的第二年开设， 由理论课和试验课两部分组成，重点解决畜牧生产中的生物统计问题，是一门理论与实践密切结合的基础必修课程。 由于该课程以《高等数学》《线性代数》《概率论》等课程为基础，对数学基础要求较高，难度较大（吕敏芝等，2007）。 本文针对《畜牧生物统计附试验设计》课程的特点，从教材的选择、课程基本情况、教学内容、 教学方法和教学效果评价及考核方式5个方面进行实践与探讨，为提升动物科学专业《畜牧生物统计附试验设计》教学水平提供参考。

1 教材的选择

目前，现有的《生物统计附试验设计》相关教材版本较多， 教材的内容也都覆盖了生物统计及相关试验设计的主要知识点，且各具特点。甘肃农业大学动物科学及动物科学（畜牧兽医方向）专业选择了由明道绪主编的 《生物统计附试验设计》（第六版）作为教材，该教材的内容广、深入浅出，并且结合丰富的实例对重难点进行了详细讲述，大多数实例紧密结合畜牧生产（明道绪，2019）。此外， 除了介绍常规的Excel 和SPSS 等统计软件外，还引入了SAS 程序和R 语言及其在生物统计中的应用，并列出了详细的脚本和代码，具有前沿性、科学性、逻辑性、适用性。

2 课程基本情况

甘肃农业大学动物科学及动物科学 （畜牧兽医方向）专业《畜牧生物统计附试验设计》课程性质为学科基础课，课程属性为必修课，总学时64学时，其中理论课48 学时，试验课16 学时。 先修课程主要有高等数学、线性代数和概率论等，后续课程主要有动物遗传学、 动物育种学、 动物生产学、 家畜环境卫生与畜牧设计等。 主要的教学目标是通过对数据资料的整理、归纳、统计分析、常用概率分布、卡方检验、方差分析、回归与相关等知识内容的讲授，使学生了解国内外统计学简史，掌握生物统计学的基本概念、原理、方法和试验设计的原则， 能够熟练操作Excel、SPSS、SAS 和R等主流统计软件和语言， 解决畜牧科研和生产实际问题（詹秋文，2009）。

3 教学内容

3.1 理论教学 理论教学内容一共包括12 章，分别为绪论、资料的整理、资料的统计描述、常用概率分布、t 与u 检验、方差分析、卡方检验、直线回归分析与相关分析、 多远线性回归分析与多项式回归分析、协方差分析、非参数检验、试验设计与调查设计。 第一章绪论，2 学时，主要介绍生物统计学常用术语、 解决的实际问题以及国内外发展简史，为后续课程内容做铺垫。第二章资料的整理，2 学时，主要内容为资料的分类、检查、核对和整理方法以及统计表的基本要求和绘制方法。 第三章资料的描述性统计，2 学时，主要内容为平均数的种类和性质、标准差、变异系数性质和计算。第四章常用概率分布，8 学时， 主要内容为事件、概率、 随机变量的概念和常用随机变量的概率分布及其计算。 第五章t 检验与u 检验，7 学时，主要内容为显著性检验的意义、 步骤和总体参数的区间估计。 第六章方差分析，8 学时，主要内容为方差分析的基本原理与步骤。 第七章卡方检验，3学时，主要内容为卡方的概念、卡方分布及检测的步骤。 第八章直线回归分析与相关分析，5 学时，主要内容为相关和回归的概念以及直线回归方程的计算方法。 第九章多元线性回归分析与多项式回归分析，该章以学生自学为主，主要内容为多元线性回归的概念、方程的建立和假设检验。第十章协方差分析，3 学时， 主要内容为协方差的概念、意义、 作用及分析方法。 第十一章非参数检验，2学时，主要内容为符号检验、秩和检验和等级相关分析。 第十二章试验设计与调查设计，6 学时，主要内容为动物试验的特点及要求、基本原则、设计方法等。 除第九章为学生自学为主，讲授为辅，其他章节以讲授为主，结合课后辅导。 总体上来看，教学内容以统计学原理和方法为核心，以“数据资料整理-统计分析-试验设计”为主线。

3.2 试验教学 试验教学在《畜牧生物统计附试验设计》课程中十分重要，是统计学理论与实践的有机结合，重点要求学生掌握数据的收集、整理与分析的实践操作， 并通过上机训练使学生熟练操作计算器和Excel、SPSS 等统计软件并进行常规统计应用。 试验一计算器的使用方法及其应用，2学时， 主要内容是识别计算器主要部位及按钮功能。 试验二Excel 常用生物统计功能简介及应用，5 学时，主要内容为Excel 数据分析工具库的安装以及Excel 常用生物统计功能的应用方法。 试验三SPSS 常用生物统计功能简介及应用，6 学时，为试验教学的重点， 主要内容为SPSS 的使用方法及其相关的统计学应用。 试验四试验设计，3 学时，主要内容为完全随机设计、配对设计、拉丁方设计和交叉设计等试验设计的基本原理和方法。

4 教学方法

理论教学以课前预习、课堂讲授、课后复习为主，其中课前预习以教师发布预习单，学生自主通过预习教材、 观看中国大学MOOC 线上教学资源的方式进行（柏建岭等，2017；袁文业等，2011），课堂讲授由教师通过多媒体、课堂讨论、课堂作业与随机课堂测验等方式开展，课后复习由教师布置课后作业、整理笔记等方式进行。此外，如遇疫情等突发情况，利用腾讯课堂、雨课堂等软件作为授课工具开展线上网课教学（陶晨雨等，2020）。 试验教学以线下上机操作为主，教师讲授为辅，首先由教师通过多媒体对教学内容和重难点进行讲解，然后设计试验例题， 让学生跟随教师的操作步骤进行演练，最后布置试验作业题，让学生独立完成。

5 教学效果与考核评价

传统闭卷考试的单一考核方式仅能反映出学生对统计学理论的掌握程度，而《畜牧生物统计附试验设计》不仅要求学生掌握理论与方法，更重要的是掌握统计学在畜牧研究和生产中的应用，需要进行全面综合的考核与评价。 因此，甘肃农业大学动物科学及动物科学（畜牧兽医方向）《畜牧生物统计附试验设计》课程的考核分为理论课考核与试验课考核。理论课考核由过程性考核成绩和期末考试成绩构成综合成绩，过程性考核成绩和期末考试成绩各占50%，其中过程性考核由出勤（10%）、课堂提问（20%）、课后作业（30%）、预习（10%）和课堂笔记（30%）5 部分组成。 试验课考核由过程性考核与试验报告成绩进行综合评定， 过程性考核占30%，试验报告成绩占70%，其中过程性考核由出勤和试验操作2 部分组成，各占50%。

6 小结

《畜牧生物统计附试验设计》是一门统计学理论与畜牧生产实际紧密结合的学科基础课， 在动物科学及相关专业的教学体系中具有重要作用。随着畜牧生产智能化程度的不断提升， 畜牧研究与生产数据量呈几何倍数增长， 海量数据的处理与分析给统计学以及计算资源带来了巨大的挑战。 因此，应进一步加大课程改革与建设力度，开创多元化教学模式， 特别是充分利用网络资源与线上教学软件和工具，提高该课程教学质量，提升学生应用统计学原理和方法解决实际问题的能力，培养出优秀的畜牧统计人才。