统计假设检验与参数估计的翻转课堂教学设计与实施
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0165-02
一、绪论
翻转课堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom），也叫颠倒课堂，就是将传统的教学模式、教学习惯（老师上课讲解，学生回家做作业）发生翻转，学生课前在家里通过观看教师创建的教学视频而学习新的内容，课上老师与学生相互交流、分享学习的心得以达到教学目的的一种教学形态[1]。
翻转课堂重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。这种教学模式下，课堂内的宝贵时间，学生能够更专注于主动的基于项目的学习，共同研究解决问题，从而获得更深层次的理解。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课后完成自主学习，他们可以看视频讲座、听播客、阅读功能增强的电子书，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料。翻转课堂模式是大教育运动的一部分。互联网尤其是移动互联网催生“翻转课堂式”教学模式[2]。
翻转课堂作为一种“舶来品”信息化教学模式，目前对于“翻转课堂”的研究与应用由原来的起步阶段发展为快速发展阶段[3]。
科学的实验设计和实验结果统计分析是科学实验中不可缺少的部分，是根据实验结果得出正确结论判断时必不可少的理论依据，是现在研究成果发表中必不可少的组成部分。数据统计分析能力是科技、工程、检验等领域人才必须掌握的基本能力之一。
“实验方法与数据分析”课程是关于实验前进行科学、合理的实验设计和实验后对实验数据进行科学处理的理论、方法的课程。课程已经开课多年，在教学中，关注实用性，简化理论推导，突出理论整体理解和掌握，重点教授利用软件完成实验设计和数据分析。
“实验方法与数据分析”翻转课堂课程建设的目的是针对课程中有较多专业软件实际操作内容、应用性强等特点，改变教学模式，针对不同教学内容特点，分别采用集中教学、集中讨论和视频教学三种教学方式。理论部分集中教学使理论掌握扎实；算例采用课后筛选集中讨论，使学习和专业课题结合，更好地为把实验设计方法和数据统计应用到后续课题研究中做准备；实验设计和数据分析软件实现部分采用视频教学，使学生机动灵活跟随教师的讲解，针对自己的算例，实时实际在电脑中进行专业软件操作。从而总体教学达到使学生充分理解掌握理论，紧密结合专业课题，熟练使用SPSS、mintab等专业应用软件，使学生具备数据统计分析素养，在研究生课题完成中能学以致用，科学地使用实验设计与数据处理知识，并应用在以后的工作学习中。本文主要针对第三部分即软件实现部分的教学内容进行翻转课堂教学设计和实施，并结合第二部分筛选的与专业有关的算例及习题进行具体教学。
二、翻转课堂教学设计
以课程第四章统计假设检验与参数估计内容为例完成具体的设计与实施，首先设计教学过程如下：
1.将课件内容按主题分解成10张PPT左右的小课件并完成视频录制。课程视频是为了学生课前方便、灵活学习。按学习规律，人每一段学习注意力集中只能保持10分钟左右，所以视频长短控制在10分钟左右，保持高效学习状态。现在学生都有智能手机，随时可以观看视频，化整为零，可以利用等车、排队等小块时间灵活学习。在视频中间加提问，学生答对问题才可继续观看，在视频结尾加提问，学生答对问题才记录视频完整观看。
2.提前一周左右发课件和视频给学生，要求学生完成自我学习并完成例题软件操作。学生按个人信息登录后看视频学习，并回答视频中的问题，教师可以通过平台数据了解学生观看时间、是否完整观看等情况。问题是要回答正确才能继续观看并完成整个视频。学习后完成例题，自己参考课件、视频内容自行用软件完成，并提交相关数据和结果文件到指定地址。
3.课堂转换到计算机教室上课，课上讨论学习过程中的主要问题，进行答疑并重点讲解重要内容。上课收集同学学习中的问题，并针对有共性的和关键学习点进行重点回答和讲解。并系统重点讲解主要和难点内容。
4.学生课上完成习题。课堂答疑和讲解内容完成之后留习题让学生实际操作，并允许同学互相讨论，同学之间讨论解决不了的老师再统一答疑。
5.学生课后继续完成习题并复习。课堂教学结束之后布置同学继续完成课后习题，并通过习题练习复习所学内容。
总之，通过上面步骤，将课程内容学习放在课前学生自行完成，课上完成讨论、重点讲解和课上习题练习，课后学生完成课后习题练习巩固学习内容，这样将学习和练习进行了翻转，充分发挥学生的自主性，通过三次重复学习强化学习效果。
三、翻转课堂教学实施
1.将课件内容按主题分解成10张左右的小文件并完成视频录制。按主题分解第四章讲解内容，满足主题突出、内容专一并讲解时间控制在10分钟左右。采用的录制软件是Office2013和Office Mix，最后生成MP4格式视频文件。具体分解主题如表1所示。
2.提前一周左右发课件和视频给学生，要求学生完成自我学习并完成例题。通过完成例题的情况反馈出学生基本完成视频观看，并基本掌握学习内容，可以按照例题过程完成例题的软件操作。也有集中的问题出现，主要是成组和成对资料的假设检验有混淆。
3.课堂转换到计算机教室上课，课上讨论学习过程中的主要问题，进行答疑并重点讲解重要内容。根据同学反馈，集中重点讲解理论：统计假设检验的意义和基本原理；以单个样本平均数的t检验为例重点讲解软件操作过程和数据结果的解读；重点对比讲解单个样本平均数中u检验与t检验的区别和两个样本平均数假设检验中成组资料与成对资料的区别。
4.学生课上完成习题。最后15分钟左右，学生开始完成习题，集中问题还是前面强调的两个不同区别，经再次反复强调明确，加深理解逐渐不再混淆。
5.学生课后继续完成习题并复习。课后继续完成习题基本正确，说明基本掌握了本章学习内容。
四、翻转课堂教学效果
通过最终期末考试和学生调查反映，这种翻转教学模式使学生理解重点理论透彻、清楚，数据检验软件操作完全掌握。尽管看似多花了时间，但时间很灵活，可以自行安排，学习效率高，省去了课后自己摸索完成软件操作的时间，实际上是节省了时间。说明对于这种侧重应用和重点需要掌握软件操作的课程，翻转课堂教学模式效果好于传统单纯课堂讲解和课堂演示软件操作的教学模式效果，值得大力推广。
