网络案例实验设计论文

[摘要]深化研究生课程教学改革、提升课程教学质量是提高研究生培养质量的关键。结合可持续建筑环境研究生的“实验设计与数据处理”课程教学，分析了课程教学内容改革、优化教学方法、教材建设与师资队伍建设等存在的问题。探讨了实验设计与数据处理优质课程建设、课程教学改革的思路与途径。今天小编给大家找来了《网络案例实验设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

网络案例实验设计论文 篇1：

基于OPNET的网络建模与仿真设计

摘要：该文在介绍OPNET技术特点、仿真流程的基础上，通过实验室扩建案例的OPNET网络建模、收集统计量、运行仿真、查看并分析仿真结果等过程，说明OPNET仿真软件是网络建模及性能分析的有效工具。

关键词：OPNET；网络仿真；网络建模；仿真流程

随着网络应用的不断扩大，网络新技术及其性能的开发与应用已经是网络通信的重要研究方面。而网络仿真是网络规划、设计及分析的有效工具，可以为网络规划和设计提供客观、可靠的定量依据，可以构建接近真实的网络环境和业务并测试网络性能，从而起到缩短网络建设周期，降低网络投资风险的目的。cisco、华为、电信等各运营商通常就是采用网络仿真的方法来解决网络规划、测试、应用等问题[1]。当前应用最为广泛的网络仿真软件有OPNET和NS2。NS2是一种可以作为网络建模和仿真研究的免费共享资源，但其功能不是很完善。OPNET以其完善的技术、协议及设备模型库而成为网络虚拟建模的主流工具。

1　OPNET技术特点

OPNET最早出自麻省理工学院，1987年发布为商业化软件并得以迅速而稳健的发展，逐渐成为计算机网络、通信、国防等领域广泛认可的网络仿真软件。OPNET的以下特点使其能够进行各种层次的网络建模仿真需求　[2-3]：

1）使用网络模型、节点模型、进程模型三层建模机制，与实际通信网络的分级结构自然对应，全面反映了通信网络的相关特征，通过多层次嵌套子网还可以构建复杂的网络拓扑结构。

2）拥有较为丰富的模型库。OPNET模型库提供了路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备、ISDN设备等，可以满足各种网络仿真需求。

3）可以灵活的开发自定义模型。OPNET支持灵活的高级编程语言，为通信和分布式系统提供了广泛的支持，允许对所有已知的通信协议、算法和传输技术实施真实模拟。

4）拥有综合统计量收集和分析工具。OPNET拥有一系列综合分析和仿真工具，可以收集各个网络层次的性能统计参数并输出图形化仿真报告，通过仿真报告对网络进行性能评估和对比分析，并提出改进方案。

另外OPNET还具有面向对象、图形化编辑、交互式分析、协同仿真、动画、应用编程接口等特点。因此，OPNET不仅支持一般意义上的网络建模与仿真，还为各种特殊网络提供支持。

2　OPNET网络仿真基本流程

网络仿真工作复杂而又细致，在使用OPNET进行网络仿真之前，需要准确的理解整个系统及其仿真目的，明确仿真系统的结构及各模块间的关系，然后在复杂的网络模型中选择能够反映问题的模型进行建模。OPNET的仿真过程通常包括创建模型、收集统计量、运行仿真、查看和分析结果几个步骤[4]。

1）创建模型。创建模型是指根据研究的问题及其目标，建立网络、节点、进程及其协议模型并配置相关业务。OPNET采用网络、节点和进程三层建模机制，基本覆盖了系统模型的各个层次。这三层建模机制是以层次化的方式进行组合的，首先在网络编辑器进行网络建模，然后双击网络模型中的节点即可进入节点编辑器进行该网络中节点的建模，最后双击节点中的功能模块即可进入进程编辑器进行进程建模，添加网络协议。

2）收集统计量。收集统计量是指将统计量写入输出文库的过程。OPNET中包含反映网络动态特性的矢量统计量（Vector）和捕捉网络非动态行为特征的标量统计量（Scalar）两种。

3）运行仿真。运行仿真前需要设置运行参数，还可利用Probe　Editor探针编辑器在需要采集统计数据的点上设置探针。

4）查看和分析结果。OPNET中的仿真结果是以参数曲线的形式显示的，可以在结果中加入一些算法用于完成不同算法间结果的比较。

3　OPNET网络仿真案例

这是一个实验室扩建的案例：设某实验大楼目前拥有一个星型拓扑网络实验室，由于教学需要，现准备在隔壁教室扩建一间同样规模的星型拓扑网络实验室，并将两个实验室用路由器连接起来。实例要求选择合适的统计量对其进行离散事件仿真，并分析仿真结果，检测实验室网络扩展以后是否能够成功通信以及扩展后所产生的额外负载对网络性能的影响程度。仿真分以下几个步骤进行：

1）创建项目。创建一个工程名为lab，场景名为lab_room的项目，并进行相应的参数设置，其中网络所需的模型族选择Sm_Int_Model_List模型族。

2）创建lab_room网络。通过快速配置（Import　Topology）的方法创建如图1所示的包含25个外围节点的星型网络拓扑实验室lab_room。

3）收集统计量并运行仿真。因为该案例关注是扩建网络后给服务器带来的额外负载和网络总延时两个问题，所以需要收集的统计量为服务器负载（Server　Load）和以太网延时（Ethernet　Delay）。

4）查看仿真结果。服务器负载仿真结果图和全局以太网延时仿真结果图这里省略，因为扩建后可以通过比较结果仿真，将扩展前后的仿真结果在同一窗口比较显示。

5）　扩展网络。用前面同样的方法创建扩建网络expansion，并通过路由器将两个网络连接起来，如图2所示为扩建后的网络拓扑结构。

6）扩建前后两个网络的仿真比较结果与分析。图3为服务器平均负载比较仿真结果。与预料的结果一样，扩建以后最大负载和平均负载都有所增加，但整体上看负载变化是平稳的，没有出现单调递增的现象，因此扩展后的网络是可以稳定运行的。图4所示为全局延时对比仿真结果，网络进入稳定状态后，最大延时均在0.4μs左右，虽然网络扩建以后，增加了服务器的负载，但网络延时并没有发生明显变化，所以扩建以后的网络仍然能够维持较好的性能。

4　结束语

随着网络规模的扩大，协议也变得更为复杂，OPNET仿真软件为网络技术开发、性能分析、设计方案、故障诊断等研究提供了有力的虚拟环境支持。而且OPNET网络仿真软件具有丰富的模型库，灵活的系统架构，并且支持多种编程接口，利用OPNET进行网络建模和仿真，可以大大缩短网络开发周期，降低开发成本并提高网络研究效率。

参考文献：

[1]　L.Zhao，C.Fan.Enhancement　of　QoS　differentiation　over　IEEE　802.11　WLAN[J].IEEE　Commun.　Lett，2004（8）：492-496.

[2]　张博，姚琳.基于OPNET的广域网仿真实验设计[J].渤海大学学报，2012，33（1）：52-57.

[3]　李馨.OPNET　Modeler网络建模与仿真[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006.

[4]　周慧.OPNET网络仿真及其应用研究[D].武汉：武汉科技大学，2009.

作者：韦良芬

网络案例实验设计论文 篇2：

“实验设计与数据处理”课程教学改革的探索与实践

[摘 要] 深化研究生课程教学改革、提升课程教学质量是提高研究生培养质量的关键。结合可持续建筑环境研究生的“实验设计与数据处理”课程教学，分析了课程教学内容改革、优化教学方法、教材建设与师资队伍建设等存在的问题。探讨了实验设计与数据处理优质课程建设、课程教学改革的思路与途径。

[关键词] 课程建设;研究生;培养质量;教学改革

[基金项目] 2017年度重庆大学重点课程项目（201704031）;重庆大学优质课程项目（02010011044119/111）

[作者简介] 翁庙成（1981—），男，湖北蕲春人，工学博士，重庆大学土木工程学院副教授，主要从事建筑环境与能源应用工程专业理论      与教学研究。

一、引言

实验设计与数据处理是一种科学合理地安排实验进程和分析实验数据的通用方法，是自然科学方法论领域中一个重要的分支学科，也是科研工作者必备的基本技能。课程“实验设计与数据处理”则是一门以数理统计、概率论以及专业知识为基础，理论与实践相结合的综合性、应用型课程。实验设计与数据处理涵盖领域广宽、内容庞大而复杂，且具有鲜明的专业特色[1]。

教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见提出了加强研究生课程建设[2]。优质课程建设是推进研究生教育创新计划的重要内容[3，4]。如何结合专业和学科特点，系统地研究“实验设计与数据处理”课程的教学内容、教学方法，改革研究生课程教学体系显得尤为重要。在教学中根据学科特点与专业特色，选择适当教学方法、教学模式和授课内容，从而推动人才培养质量的提升，满足国家和地方经济发展的需要。

课程组针对建筑环境类学科研究生培养目标，提出“实验设计与数据处理”课程教学内容;优化教学方法，提高应用性、实践性教学在课程教学中的分量;强化国内外实验设计与统计分析专业软件的应用，培养研究生创新实验设计方案的能力，从而提高课程教学质量，激发学生的科学研究的兴趣，提升学生的自主创新能力与从事科学研究的素质。

二、课程定位和教学目标

“实验设计与数据处理”是一门理论和实践紧密结合，实用性很强的工具课、方法课。课程主要介绍工程技术和科学研究中试验设计与数据处理的方法。实验误差部分要求学生熟悉误差概念，掌握实验数据中可疑数据的取舍方法及常用的数据处理方法;析因实验部分要求学生掌握判断因素是否显著的方法;实验数据整理、建立实验数学模型的一般方法、实验数据的回归与相关分析部分要求学生掌握数据处理的方法;正交试验设计部分要求学生在多因素、多水平试验时熟练使用正交试验法解决问题。

要求学生达到的知识目标是掌握实验设计和数据统计分析的基本原理和基本方法。能力目标是熟练掌握数理统计、试验设计（正交设计）以及数据分析（方差分析、回归分析等）等内容，具备实际动手操作和利用计算机撰写课程论文的手段，达到能独立完成实验设计的基本要求，并具备独立进行科学研究的基本素质和能力。

课程目标旨在培养学生设计和组织实验方案的初步能力，培养学生分析实验数据与处理数据的基本能力。课程教学设计围绕科学研究工作中实验设计的原理、方法，不断扩展深化教学内容。通过课程的学习，将加深研究生对实验设计与数据处理的基本理论的理解，充分认识实验方案设计、数据处理方法在科学研究中起的重要作用，为在课题研究的科研实验、毕业论文及今后工作中开展科学研究打下良好的基础。使从事科研工作的研究生具有一定的科学研究素养。

三、课程教学内容改革

“实验设计与数据处理”课程担负着传授知识和发展能力的任务，不仅是一门专业基础课，也是一门工具课程，因而课程教学内容的改革是非常重要的。课程组在教学中，加强课程内涵建设，不断更新教学内容，及时将科研和教学成果转化为教学内容，提高课程建设水平。课程教学内容的改革，主要有以下几个方面。

（一）突出应用性和实用性

实验设计与数据处理以统计学原理为基础，其原理涉及高等数学、概率论和线性代数等，部分内容在基础课程中已经讲述。因而，教学内容则注重各种实验设计方法和数据处理方法的具体应用上，而理论的推导过程则作为学生自学内容。在教学内容组织和知识侧重点的处理上，结合建筑环境专业特色、适应行业需要为主导。课程教学内容中引入建筑环境实验中常用物理量测试方法，如温度、湿度、风速等物理量的测试。教学内容强调“实验设计与数据处理”在专业中的应用，从建筑环境专业实验测试中遇到的问题引入误差等基本概念，注重内容的系统性、理论性和实用性。

（二）合理组织教学内容

课程涉及两个部分内容：实驗设计和数据处理。对于建筑环境类的研究生来讲，其主要的科研工作包括实验设计、收集和分析实验结果。主要用到的统计学方法有T检验、F检验、卡方检验等方差分析，以及一元线形回归和正交试验设计等。

数据处理部分主要讲述误差分析、方差分析以及回归分析;实验设计部分重点讲述正交实验设计方法。

组织调整优化理论教学内容，力求深入浅出，侧重应用。如在讲述误差分析方法中的T检验、F检验、卡方检验时，侧重这些方法的对比与联系。在教学中，多选用期刊论文中与建筑能源环境专业的实例来说明数据分析方法。实验设计与数据分析方法多样，在课程教学中，除了介绍基本内容，需要引入实验设计与数据处理发展的前沿知识。结合课题研究中新的问题，说明实验设计与数据处理的新方法。如对于解决多目标问题建模时，引入主成分分析方法;如在回归分析方法求解优化解时，引入遗传算法的理论;实验问题进行建模分析时，引入神经网络建模方法等。不局限于课程基本内容，把握可持续建筑环境、建筑节能与热环境领域的前沿知识;同时，增加如“基于遗传算法的建筑节能多目标优化”建筑节能与建筑热环境领域研究论文的讲解，扩展学生的学术视野。

（三）加强实践性环节

在课程内容讲解过程中，引入了实践环节。现在有多种软件，如Excel，SPSS统计软件，可以对数据做各种分析，并可以得到准确的结果。在课程教学中，配合理论课程内容，引入计算软件在实验设计与数据处理中的应用，如引入Excel中线性回归分析的介绍。要求学生至少学会一种软件的使用方法，学会分析结果。

让学生参与科研项目中，如以建筑能耗为例，设计正交实验。建筑能耗的主要影响因素有：围护结构性能、建筑体形系数、建筑朝向、建筑围护结构性能等。每个影响因素有四个水平，试用正交实验来设计实验方案。通过与专业精密相连的实验设计，加深对正交设计的理解，并能灵活应用到实践中。

四、优化教学方法，提高教学效果

（一）注重教学方法

课程“实验设计与数据处理”理论性强，公式多，例子中表格复杂，用板书表达速度慢，课程教学采用多媒体教学与传统教法相结合，采用多种教学方法，除传统的授课方式，逐步引入课堂专题讨论或小组汇报等新的教学方式。

通过课堂教学实例化具有理论联系实际的特点，可以对建筑环境中的典型案例作重点剖析，从而加深学生对教学内容的理解，并能让学生学会用理论知识去分析、判断和解决问题。

（二）注重思维与训练

“实验设计与数据处理”课程教学大纲中涉及的知识点较多，完全依赖课堂讲授知识点不现实也没有必要。将教学大纲中的各个知识点进行提炼、优化并重新组织，以案例形式归纳总结，注重学生思维能力与实践能力的培训。

目前课程已有的教学案例有：实验影响因素案例、方差与标准差案例、t检验案例、方差分析案例、正交实验案例等。理论—案例并行的课程内容，紧密围绕建筑环境与能源应用科学研究中遇到的实际问题，丰富教学内容：高度重视学习能力与创新能力的培养，拓宽学生视野。

（三）注重互动与反馈

实验设计与数据处理课程涉及概率论、数理统计中的知识，数学推导较为复杂。课程教学中注意增加设计一些师生互动、同学互动的环节，可以强化学生对课程内容的理解。教师在授课前布置相关知识点并推荐专业相关的文献，让学生提前预习，在课程教学中带着问题学习。

注重教学内容的课堂组织，探讨交互式的教学模式。在课程教学中，引入专业相关的文献，以方差分析、正交实验为基础，增加科研论文的讲解。探讨教学内容的交互即理论与实践问题的交互、师生的互动（学生参与方式、师生互动方式）、学习场所的交互（课堂内、外的交互）以及教学过程的交互（教学的推进过程与教学回顾）。

通过建立课程QQ、微信群、网站讨论论坛等多种信息沟通平台，做到教师与学生的有效互动，深入交流。教学中资料上传、课程讨论、与学生互动等教学活动，利用QQ群完成。

（四）注重课程资源建设

课程教学资源与时俱进，及时跟进可持续建筑环境与建筑节能领域研究中最新研究方法。PowerPoint制作了课程教学课件，并进行了优质课程网站建设。学生可以通过网络教学资源进行学习。

通过对课程教学资源的不断完善和更新，增强了研究生学习的主动性、积极性和探索性，使学生更容易掌握课程重点、难点，提高教学效果。

五、教材建设与师资队伍建设

本课程教材采用田胜元编著的“实验设计与数据处理”，该书出版年代较早，知识更新不足。课程组在原教材基础上，进行课程内容重组，编写了新的课程讲义，有机融入学科前沿，体现“互联网+”时代课程教材的内涵。讲义重点介绍了常用的实验设计及实验数据处理方法在建筑环境科学研究和生产中的实际应用，列举典型实例，重点介绍了误差分析、多因素优化实验设计——正交设计、回归分析方法等。在经过修改完善以后，拟出版体现可持续建筑环境与建筑节能研究前沿性和先进性、适合现代建筑环境专业研究生课程教学的教材。

在课程负责人的带领下，吸引科研能力强、具有创新精神和受学生欢迎的青年教师加入，建设一支老中青结合的队伍。课程组教师均具有博士学位，且有海外经历。教学团队定期组织教学活动，探讨教学内容、切磋教學方法，积极参与教改项目和国内外教学研讨会，不断改进教学方法。通过课程教师出国培训、学术交流，聘请海外专家讲学，不断整合教师资源，使课程教学始终保持良好的知识前沿性。经过建设，教学团队是一支能用双语教学，把握专业领域前沿的、理论与实践相结合的高质量的教学队伍。

六、完善考核制度

由于“实验设计与数据处理”课程自身的特点，在考核方式与成绩评定方式上与本科课程及研究生其他理论课程存在很大的不同。该课程设置闭卷或开卷考试与课程论文相结合的考核方式。成绩构成由平时成绩和期末考试与课程论文组成，平时成绩可由课堂提问、课堂分析和讨论等组成，约占总成绩30%。期末除了理论考试外，要求每位同学根据自身课题的特点，进行实验设计与数据分析的方法，以课程论文的形式进行提交。通过增加考核环节，可综合评价学生的学习效果，带动学习的主动性和积极性。

七、存在问题及改进

实验设计与数据处理是一门理论与实践相结合、实用性很强的课程，通过教学改革，重视实践教学，培养学生的科学探索精神与创新能力，探讨研究生培养质量的提升与过程控制，从而推进了精品课程的建设。

在目前的教学改革中，通过思考与尝试，学生对课程的重视程度和学习兴趣得到了提升，还存在如下问题需要进一步探索。

1.课程内容较多，学时少;如何解决这一矛盾，提高教学效率。

2.课程内容理论抽象、含有较多的抽象概念、公式，如何应用现代教学手段和方法提升教学效果。

3.如何将现代信息化技术融入课堂教学中，使课程教学能更好地提升研究生综合素质与能力。

参考文献

[1]田胜元，萧曰嵘.实验设计与数据处理[M].北京：中国建筑工业出版社，1988.

[2]教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见[R].中华人民共和国教育部，2014-12-05.

[3]李玉兰，吕俊杰.研究生优质课程立项建设的思考[J].高等建筑教育，2012，21（01）：37-40.

[4]廖寅飞.新工科背景下《试验设计与数据处理》研究生课程的教学改革与实践[J]，教育教学论坛，2019（32）：118-120.

作者：翁庙成

网络案例实验设计论文 篇3：

论心理统计学课程教学中的“宜”与“忌”

[摘要]从教学设计的视角总结了作者在心理统计学课程教学实践中的经验,认为在心理统计学的教学设计中主要应当注意以下3点:①宜注重教学的生动性,忌盲目拔高教学难度;②宜将心理实验设计与心理统计学的教学相结合,忌过于注重数理讲授;③宜与统计软件结合教学,忌纯粹讲授式的教学。

[关键词]统计;心理统计学;教学设计

1879年,冯特在徳国的莱比锡大学建立了第一个心理学实验室,标志着心理学真正成为一门科学,并且迈入了对心理进行量化研究的新时期。对心理学现象进行量化研究,数理统计的技术必不可少,因此,心理统计学应运而生。

作为心理学本科专业的基础必修学科之一,心理统计学课程以讲授心理学与教育学研究中广泛应用的、最基本的量化研究工具为主,学习难度在专业课中相对较大,主要表现在概念多而且概念之间的关系十分复杂、公式多且计算有一定难度等。如何保证高质量的教学,保证学生易学、愿学是摆在该专业的授课教师面前的一大难题。本人通过总结心理统计学课程的教学实践,认为在教学过程中,有以下3个方面的宜与忌。

1宜注重教学的生动性,忌盲目拔高教学难度

由于心理学的学科定位问题,早期心理学招生实行文理科混招,这使得心理统计学的教学出现了文理科学生接受能力的差异。如何在教学过程中处理这种差异,将直接决定教学质量的高低。虽然现今越来越多高校的心理系只招理科生,学生在学习这门课程时的接受程度有所提高,但对于刚进入大学的大学生而言,其学习的难度仍然较大。

教师在讲授心理统计学时,首先容易犯的错误就是局限于教材内容,将心理统计学当成数理统计学来讲授,脱离学生的实际接受水平。这样做往往容易使学生对这门课程的学习产生抵抗厌倦情绪,丧失学习信心。对此,笔者认为,应当尽量使用浅显易懂、贴合学生实际的例子进行讲解、并结合例题强化教学效果。例如,在讲解心理统计学中的数据类型时,可以以当前授课班级为例,统计出各种常用的统计数据,如学号、姓名、性别、平均的身高、体重、学习成绩等等。然后结合这些实际的数据逐一对数据的类型进行讲解。教学的重点是让学生理解,根据不同的分类标准,相同的数据可以划分为不同的类型。难点在于,要让学生透过数字本身去看数字所代表的意义,从而正确划分数据的类型。

此外,必须指出,不盲目拔高教学难度并不意味着缩减教学内容。虽然心理统计学的学习在各门心理学的专业课中难度较大,但如果能够深入浅出地对教学内容进行讲解,而不是一味地局限在教材本身,枯燥无味地讲解教材中的公式与原理,学生学习起来就会轻松很多,学习起来也就不难了。

例如:在学习描述统计中的集中量数时,如果仅对教材中的概念和公式进行讲解,学生往往觉得枯燥无味,因为大部分学生都在中学阶段已经学习接触过这些知识。然而,集中量数是描述统计的一个重要组成部分,在实际的调查研究中应用极为广泛,如何让学生真正做到活学活用,才是教学的难点。在教学过程中,教师应该用一根主线——数据的代表性,将各种集中量数串连起来进行讲解。各种集中量数的使用,最终目的都在于采用一个或少数几个数据来代表一组数据。根据数据的类型、研究目的的不同,选取的集中量数就可能有不同。学习这一章节的内容时,可以分为以下步骤:第一,通过实例导入数据集中和离散两种趋势的介绍,进一步明晰集中趋势的含义,即数据的代表性。第二,讲解各种集中量数的计算公式,结合图表的讲解与丰富的习题加深对应用前提条件的掌握,并重点讲解各种特例的计算。第三,结合不同数据分布形态,讲解算术平均数、中数、众数三者的关系。第四,让学生收集自己感兴趣的数据,注意结合图表的形式对集中趋势进行汇报。第五,教师对学生汇报的结果进行抽样检查,对存在的问题进行分析,促使学生进一步加深对集中量数的理解。

在注重教学的生动性,考虑大部分学生的学习水平的基础上,对于接受能力较强的学生,教师可以推荐学习最新的英文统计学教材使其通过自学提升能力,并且结合课后思考题、科研小组的科研课题等形式让这部分学生有进一步提升学习能力的空间。

2宜将心理实验设计与心理统计学的教学相结合,忌过于注重数理讲授

统计学大致可以分为理论统计学和应用统计学两部分[1]。前者侧重统计理论与方法的数理证明。后者侧重统计理论与方法在各个实践领域中的应用。心理统计学属于应用统计学范畴,是应用统计学的一个分支。因此,心理统计学既与统计学有着密切联系,又不完全相同。

张厚粲教授在《心理与教育统计学》一书中明确指出,心理统计学偏重于数理统计方法如何在心理和教育科学研究中的应用,因而对各种统计公式的推导及理论上的证明较少,着重介绍各种统计方法在不同的心理和教育研究中应用的条件和具体方法,及其统计结果的解释[2]。因此,纯粹的统计思维训练是数理统计学的基本要求,心理统计学注重统计意识与心理学理念的结合。而要做到选取正确的统计方法及对统计结果进行恰当的解释,关键是要将心理实验设计与心理统计学的课程内容相结合。心理与教育统计学的组成成分是:描述统计、推论统计与实验设计。而在实验设计的数据分析中,首先应该对数据的基本情况进行描述,然后运用概率论的原理,采用推论统计的方法对研究假设进行推论,最后得出结论。可见,实验设计需要推论统计、描述统计与实验设计3个部分的相互整合。只有良好的实验设计才能使得数据具有意义,进一步的推论统计才能说明问题。一个好的实验设计,也必须符合基本的统计方法的要求。否则,再好的设计,如果事先没有确定恰当的统计处理方法,在处理研究结果时也会遇到许多麻烦[3]。

因此,在许多心理统计学的教材中都强调实验设计与统计分析的有机结合[4]。温忠麟老师曾举过这样一个例子:在一项研究中,一组学生的某项动机指标,在初中一年级时和初中三年级时的均值,差异不显著;但如果将男女生分开考虑,结果是男生的均值显著下降,而女生的均值显著上升[5]。实验设计的思路决定了实验是否成功,数据的解释是否有意义。舒华老师在讲解多因素的实验设计时也曾举例:在研究文章主题熟悉性(2个水平)与生字密度(3个水平)对阅读理解成绩的影响时,可以进行被试间的实验设计,也可以进行被试内的实验设计,另外还可以分离出一个被试变量——学生的听读理解能力进行两因素的混合实验设计[6]。不同的实验设计方案,其统计方法的使用、数据的统计公式均有不同。因此,在心理统计学的教学设计中,只有将统计思维与心理学理念相结合,才能真正讲清教学的原理,取得创造性的成果。

例如:在讲解方差分析的章节内容时,可以分为以下步骤:第一,例举生活中的某种心理现象,导入实验设计的思路。比如,为什么有些同学将一本书熟读了四遍,考试却仍然不及格?针对这种现象,有研究者提出了记忆加工水平的假设。所有的知觉和语义加工都会留下记忆的痕迹,但语义加工相对知觉加工的记忆痕迹深刻。因此,如果一名学生仅仅停留在对书本知识进行知觉加工的水平,不进入语义加工的层次,他的考试成绩仍然不可能理想。第二,针对实验设计的实例,介绍什么叫方差分析及其与t检验的区别。第三,结合具体的实验设计,讲解方差分析中的基本概念,如因素、单因素的实验设计、多因素的实验设计。第四,以实验设计实例入手,讲解方差分析的分析步骤、基本公式。第五,分析方差分析的逻辑,结合实验设计的实例,讲解什么叫被试内的方差分析,什么叫被试间的方差分析。第六,找学生已做过的实验设计或者学生手头正在进行的实验设计的实例进行案例分析,讨论方差分析方法的应用、结果的解释、数据的呈现等具体问题。

不难发现,上例中,如果不结合实验设计进行方差分析章节的讲授,教师难以授清方差分析原理的精髓,学生的学习自然就会如同镜中看花、水中望月,学习了一堆的原理和公式,最终还是不能解决研究中的实际问题。作者建议,高校在安排设置心理学专业课程时,应该先开设实验心理学课程,使学生掌握实验设计的基本理念,然后再开设心理统计学的课程,这样才便于教师在心理统计学的课程教学中结合实验设计的实例对心理统计的知识内容进行讲解。

3宜与统计软件结合教学,忌纯粹的讲授式教学

随着计算机及计算机网络的日益普及,统计计算技术已经不再是统计学教学的重点。各种统计软件的出现,使统计数据的计算和显示变得简单、准确,同时也使统计教学由繁琐抽象变得简单轻松、由枯燥乏味变得趣味盎然。在心理统计学的教学过程中,重点应当讲授统计思想、统计的应用。应当跳出繁琐的计算过程,重点厘清统计的基本思想、计算的原理和正确应用的条件、学会正确解读计算的结果。例如方差分析、回归分析、因子分析等统计方法,手工计算量非常大,没有计算机软件的支撑,是很难开展教学的。对这些统计方法的教学,重点应当放在讲解统计方法的应用范围、基本原理,如何对检验结果进行解释,而大计算量的工作让计算机去完成。

因此,应当重视统计软件的应用。当前,EXCEL、SPSS、LISERL等多种统计软件已经在心理与教育研究中大量使用。如果在教学过程中,仍然停留在讲授式教学的水平,学生完成一道计算题最快也需要十多分钟甚至二十多分钟,这样学生的学习积极性很难提高。然而,如果完全不做必要的统计练习,又很难真正理解和把握心理统计学各种方法的应用。所以,应当在每个学期中,穿插统计软件的教学。在讲解完一个部分的内容后,如果是较为简单的指标的计算,可以结合具体的例子,代入简单的数据让学生掌握了解公式的具体计算,对于复杂的计算公式,则应尽可能地收集贴近学生学习生活的数据,结合相应的计算机软件让学生进行实际的操作。此外,还可以成立科研兴趣小组,让学生选择自己感兴趣的研究方向,通过设计调查问卷或者实验的形式进行研究。这样,从问卷的发放到数据输入与资料的整理分析,从实验的设计到数据的分析讨论,学生都能亲身参与,真正做到了学以致用。同时,学生通过对统计思想的应用以及统计软件实际操作中遇到的问题的讨论和解决,能够进一步加深对教学内容的理解,提高理论与实践结合的能力。

总之,在心理统计学课程的讲授过程中,注重学生的实际接受能力、从贴近学生生活的大量实例出发,与实验设计的思路相结合,对教材内容进行深入浅出的讲解,并借助各种统计软件进行教学,方能真正凸显心理统计学的学科价值,让学生做到易学、活学、乐学,并能学以致用。

参考文献

[1]谢邦昌.什么是统计[J].中国统计,2003,(6):55.

[2]张厚粲,徐建平.现代心理与教育统计学[M].北京:北京师范大学出版社,2004:2.

[3]赵小军.浅析心理统计学教学设计中的统计意识[J].心理科学,2004,(5):1226-1227.

[4]左任侠.教育与心理统计学[M].上海:华东师范大学出版社,1982:2-12.

[5]温忠麟.潜变量交互效应分析方法[J].心理科学进展,2003,11(5):593-599.

[6]舒华.心理与教育研究中的多因素实验设计[M].北京:北京师范大学出版社,2006:65-93.

作者：陈新葵