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生物統(tǒng)計學(Biostatistics)學是概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法在生命科學領(lǐng)域的重要應(yīng)用,它貫穿于生物醫(yī)學研究流程的始終,不僅提供試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集整理和數(shù)據(jù)描述的基本方法,還提供合理選擇統(tǒng)計分析方法以及對統(tǒng)計結(jié)果的分析與應(yīng)用的重要原則[1]。因此,生物統(tǒng)計學是生物醫(yī)學類各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課和必修課。該課程旨在培養(yǎng)學生具備統(tǒng)計思維,正確選擇、應(yīng)用統(tǒng)計方法解決生物醫(yī)學研究中遇到的問題。通過該課程的學習,能為學生后續(xù)課程學習、畢業(yè)設(shè)計及科研論文撰寫打好基礎(chǔ),也有利于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)以及運用數(shù)學工具分析和解決問題的能力,從而大大提高學生的綜合素質(zhì)[2]。但生物統(tǒng)計學有很強的理論性和實踐性,教學內(nèi)容包含大量復雜的數(shù)學公式和抽象概念,需要學生具備一定的數(shù)學基礎(chǔ)和邏輯推理能力。與其他專業(yè)課相比,普遍反映授課難度大、學生積極性不高、遺忘快。因此,必須針對該課程特點,改革教學體系、教學方法和考核方式,達到激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)學生熟練掌握并靈活運用常用試驗設(shè)計和統(tǒng)計分析方法的目的。作者結(jié)合自己近年來的教學實踐,分析教學過程中存在的問題,就如何提高生物統(tǒng)計學的教學效果淺談自己的體會,為提升生物統(tǒng)計學的教學質(zhì)量提供一定的參考。
一、生物統(tǒng)計學的教學體系建立
課程體系和教學內(nèi)容直接反應(yīng)課程的教學目的和培養(yǎng)目標,是培養(yǎng)學生學習能力、提高教學質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。在生物統(tǒng)計學教學體系建立過程中,我們綜合考慮課程特色和教學要求,從理論教學和實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)入手,組織整合教材內(nèi)容,精心提煉生物醫(yī)學研究中的實際問題,以期給予學生在生物統(tǒng)計學的學習和應(yīng)用中以科學、合理的引導。首先,理論教學是整個教學體系構(gòu)建的基礎(chǔ),而教材則是教學體系是否完整而有效的基礎(chǔ)與核心。作為教學內(nèi)容的載體,教材是學生獲取知識的來源,也是教師教學的依據(jù),它是貫穿教學活動的重要因素,因此,教材的選擇將直接影響教學質(zhì)量和效率。在教材選擇方面我們主要考慮了教學內(nèi)容覆蓋的全面性,在教學中指定李春喜主編的《生物統(tǒng)計學》(第五版)作為教材,根據(jù)本科教學的實際需求選擇部分內(nèi)容進行詳細講解。同時,授課教師歸納和融合其他參考書的優(yōu)秀教學內(nèi)容,透徹理解教學內(nèi)容的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,打造適合本專業(yè)的理論教學體系。
其次,生物統(tǒng)計學課程具有很強的實踐性。因此,實踐教學體系是生物統(tǒng)計學教學的另一關(guān)鍵,也是檢驗課程實際效果的最終標準。在教學過程中,我們將計算機技術(shù)和統(tǒng)計軟件引入生物統(tǒng)計學的實踐教學,向?qū)W生介紹Excel、SAS、SPSS等經(jīng)典統(tǒng)計軟件的特點,在不同章節(jié)教學中穿插具體統(tǒng)計方法的統(tǒng)計軟件實現(xiàn),講解利用統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析的步驟,達到將抽象統(tǒng)計理論與直觀形象操作相結(jié)合的目的。統(tǒng)計軟件引入生物統(tǒng)計學教學既體現(xiàn)信息技術(shù)時代的特點,又適應(yīng)了高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求[3]。另一方面,我們以具體的科研案例為基礎(chǔ),指導學生運用生物統(tǒng)計學知識自主進行實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析,并將實驗方案和統(tǒng)計方法運用到學科競賽等課外科技活動中,不僅鞏固了學生對知識的理解,也提升科技作品的檔次。在畢業(yè)論文環(huán)節(jié),加強對學生論文中統(tǒng)計學方法運用的培訓和規(guī)范化要求,提高畢業(yè)論文的質(zhì)量。這些實踐教學活動使學生把所學的知識真正運用于解決實際問題。
二、多元化教學,提高生物統(tǒng)計學教學效果
傳統(tǒng)的生物統(tǒng)計教學以教師課堂理論講授為主,教學活動以教師為中心,有利于教師掌控課程內(nèi)容和進度,但教學效果主要取決于教師個人的課堂組織和語言表達能力。由于生物統(tǒng)計學教學內(nèi)容枯燥,抽象概念多、關(guān)聯(lián)度高,公式多且難記憶,學生在被動聽課的過程中易產(chǎn)生厭學情緒,學習積極性不高,對知識的掌握效果欠佳。同時,單一的講授教學使學生在課后除完成習題外,無任何其他檢測手段,難以達到學以致用的效果,學生也難于感受該課程的現(xiàn)實意義。從教學實踐中也發(fā)現(xiàn),依靠傳統(tǒng)教學模式,盡管教師和學生都投入了大量時間和精力,學生不會靈活應(yīng)用相關(guān)知識來解決實際問題。在課程結(jié)束一到兩年后,學生會遺忘學過的大部分知識,面對畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實踐中遇到的問題一籌莫展。因此,必須采用多元化的教學形式,利用豐富的教學內(nèi)容和富于變化的教學手段來吸引學生注意力,提高教學效率的目的。
(一)板書教學
板書教學作為傳統(tǒng)教學手段,在講授大數(shù)定理、中心極限定理、方差分析的分解等重要的統(tǒng)計學原理和相關(guān)公式的證明和推導時,可以留給學生足夠的時間理解和消化講授的知識,學生可在在老師的引導下積極思考,因而在理論教學時具有其他教學手段難以比擬的優(yōu)勢。
(二)多媒體教學
隨著計算機技術(shù)的普及,多媒體教學手段在高校教學中已被廣泛使用。多媒體教學能給予學生直觀的圖形、圖像,能使得一些抽象的問題形象化,這對于生物統(tǒng)計學這樣抽象概念眾多的課程來說顯得非常重要,通過我們精心制作的生物統(tǒng)計學課程教學課件,學生能多角度地直接觀察對象,更好的理解抽象的生物統(tǒng)計學概念;而通過搭配課件中不同的背景、文字、圖片、視頻等內(nèi)容,使得課件圖文聲像并茂,能多角度調(diào)動學生的情緒、注意力和興趣,提高學生的學習興趣,能有效地突破教學難點。我們還利用多媒體教學交互性好的特點,基于本校課堂互動系統(tǒng),要求學生接入該系統(tǒng)在線實時答題,師生共同批改檢查并進行當堂評價,使大部分學生能在課內(nèi)理解掌握重要知識點,有效解決了知識缺陷累加的問題。此外,在目前還沒開設(shè)課內(nèi)上機實驗的情況下,我們還利用多媒體課件進行演示實驗,如:隨機抽樣分布中的隨機數(shù)生成,介紹Excel、SAS、SPSS等統(tǒng)計軟件在統(tǒng)計推斷、方差分析、一元回歸等方面的應(yīng)用,講解利用上述統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計圖表繪制的要求和流程等,讓學生清晰、直觀的掌握抽象的概念及過程,提高學生分析和解決問題以及呈現(xiàn)研究數(shù)據(jù)的綜合能力。
(三)案例式教學
案例教學法起源于19世紀20年代,由美國哈佛商學院所倡導。該方法將工作中的真實情景加以典型化處理,形成供學生思考分析的教學案例,學生通過課前/后獨立學習和課堂討論的方式主動參與教學過程。在生物統(tǒng)計學課程中我們遵照“提出問題—學生思考—尋求解決—理論講授—實踐運用”的思路實施案例教學法。在講授前將要分析講解的案例分發(fā)給學生,讓學生在課后預(yù)先尋求解決方案,課堂上先由學生講述自己的解決方案,然后再由教師分析講授相關(guān)原理和正確方法。案例式教學可引導學生通過獨立思考、分析案例,獲取解決方案的學習過程,真正認識到生物統(tǒng)計學課程的重要性,形成正確的統(tǒng)計思維。此外,基于案例的教學模式重視教師與學生的雙向交流。學生要對材料進行消化并查閱各種資料提出解決問題的方案;而教師要對學生的解決方案給以引導,并不斷整合新的教學內(nèi)容,對教師也提出更高的要求。在生物統(tǒng)計學中引入案例教學是提高教學效果的一種有效手段[4]。
三、改革考核方式,培養(yǎng)學生綜合能力
作為評定學生對所學知識掌握程度的依據(jù),考試是教學中的一個重要環(huán)節(jié),它可以促進學生系統(tǒng)總結(jié)已學知識,也是教師了解教學效果最有效的方法。目前,生物統(tǒng)計學的考核方式多以期末閉卷考核為主,考察內(nèi)容側(cè)重于基本概念、理論和計算。這種考核方式下學生平時聽課作業(yè)不認真,考前突擊也能通過考試;即使是掌握了知識點的學生也可能不會靈活解決科研中的實際問題。因此,我們改革考核方式,結(jié)合平時含書面作業(yè)、案例分析口頭講述和期末考試綜合評定學生成績。期末考試形式為“一紙開卷”,學生可以將自己認為重要的知識點梳理后歸納至“一紙”上供考試時參考。考試內(nèi)容加入大量案例分析內(nèi)容,更為靈活。實踐證明,上述考核方式促使學生把主要精力放在用統(tǒng)計分析方法解決實際問題的方向上,提高解決實際問題的能力,同時也大大減輕了學生的學習負擔。
四、總結(jié)
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中圖分類號: G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2013)01-0040-02
《生物統(tǒng)計學》是數(shù)理統(tǒng)計在生物學中的應(yīng)用,從數(shù)量角度研究生命科學現(xiàn)象已經(jīng)為大多數(shù)生物學研究者所認知。通過對生物試驗與調(diào)查數(shù)據(jù)資料的客觀分析,不僅能夠?qū)⑸茖W問題推向深化和精確化,而且還能對其理論及其假說進行論證和說明。在這一過程中,生物統(tǒng)計為生命科學的研究和探索提供了重要方法和工具。近年來,全國各高校生物類專業(yè)普遍加強了《生物統(tǒng)計學》的教學工作[1]。《生物統(tǒng)計學》具有較強的理論性和實踐性,學生普遍反映這門課程難懂、難學。本文中筆者結(jié)合自己的教學實踐,在分析目前教學中存在問題的基礎(chǔ)上,就如何提高《生物統(tǒng)計學》的教學效果,談?wù)勛约旱囊恍w會和思考。
1 現(xiàn)狀分析
1.1 內(nèi)容側(cè)重數(shù)理,計算繁瑣,令學生缺乏興趣
統(tǒng)計學是把數(shù)學的語言引入具體的科學研究領(lǐng)域,將所研究的問題抽象為數(shù)學問題的過程,是搜集、分析和解釋數(shù)據(jù)的一門科學。《生物統(tǒng)計學》是數(shù)理統(tǒng)計在生物學研究中的應(yīng)用,它是用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法來分析和解釋生物界各種現(xiàn)象和試驗調(diào)查資料的一門學科,屬于應(yīng)用統(tǒng)計學的一個分支[1]。該課程有許多抽象的理論、概念和公式,難以理解和記憶,所以課程學習起來,枯燥單調(diào),且計算繁瑣,學生的興趣很難長時間保持。計算繁瑣突出表現(xiàn)在作業(yè)完成需要用較多的時間,學生反映大部分時間都用于計算,由于平時學習任務(wù)較為繁重,沒有充足的時間來完成作業(yè)。在考試過程中甚至存在個別同學寧愿放棄計算最后結(jié)果以求爭得更多審題做題時間。因此計算繁瑣、費時導致部分學生學習熱情和興趣下降。
1.2 教學條件限制,計算機應(yīng)用欠缺
由于教學條件限制,目前生物類專業(yè)的教學沒有條件開設(shè)上機試驗課,所以目前廣泛應(yīng)用的Excel表統(tǒng)計分析工具和SAS等統(tǒng)計分析軟件這部分知識就沒有機會傳授給學生。如果僅僅在課堂上進行講授不進行實際上機操作,就很難做到所學內(nèi)容與科研實踐的緊密結(jié)合。如果在課堂上學生用計算器來計算,一是降低了運算速度,相對耗時較多,二是無法對一些常用的《生物統(tǒng)計學》軟件進行學習,無法進行較為復雜的統(tǒng)計分析。
1.3 專業(yè)課程尚未開設(shè),學生理解困難
現(xiàn)代教學理論認為,在教學過程中,學生是學習的主體,教師是學習活動的組織者,是知識的傳播者,教學的一切活動都必須以強調(diào)學生的主動性、積極性為出發(fā)點。根據(jù)這一教學理念,首先應(yīng)該了解學生的特點。
開設(shè)本門課程是在大二的第一個學期,學生已經(jīng)學過了高等數(shù)學,有了一定數(shù)學基礎(chǔ)和分析歸納問題的能力,本課程需要用到的數(shù)學知識,大部分都已掌握;但對于專業(yè)課程尚未接觸,對一些專業(yè)術(shù)語還不熟悉,在舉專業(yè)方面的例子的時候?qū)W生理解時存在一定的困難。不過就筆者這學期所帶的3個班而言,接受能力比以往的班級要強一些,特別是很多同學考研愿望比較強烈。因此,在給這些班級上課時,就必須考慮這種情況,結(jié)合專業(yè)術(shù)語、統(tǒng)計原理多舉實例,著重突出統(tǒng)計原理在科研實踐中的應(yīng)用,體現(xiàn)因材施教的教育理念。
2 教學實踐中的兩個發(fā)現(xiàn)
2.1 從課堂效果看
在講解試驗設(shè)計的基本要求這一章節(jié)內(nèi)容中,針對試驗?zāi)康囊鞔_這一知識點,“安排試驗時,需要對試驗的預(yù)期結(jié)果及其在生產(chǎn)和科研中的作用做到心中有數(shù),既要抓住眼前的關(guān)鍵問題,又要兼顧未來。”在舉例時,談到國家轉(zhuǎn)基因?qū)m椀牧㈨椖康暮托←溚蛔凅w庫構(gòu)建的試驗?zāi)康模ㄟ^一宏觀一微觀兩個例子,學習便很好地理解了這一知識點。并且從學生的課堂表現(xiàn)可以看出,學生是非常樂意學習到一些這樣緊密聯(lián)系實際的例子。
2.2 從試卷分析看
筆者對商丘師范學院生命科學學院2011級生物科學、生物工程專業(yè)共111名學生的期末試卷成績進行了分析,從中可以了解學生對各知識點的理解和掌握程度,也可以為進一步改進教學方法和提高教學效果提供依據(jù)。考試采用開卷形式,考試題型有名詞解釋、填空題、計算題、綜合題。學生成績在各分數(shù)段的分布情況見表1。
從表1可以看出成績大致呈正態(tài)分布,大部分的學生掌握了課程的基本內(nèi)容。通過對試卷的分析,還發(fā)現(xiàn)試卷中學生的計算題失分較多。分析原因,可能存在以下幾方面因素:一是只掌握了基本理論,應(yīng)用到具體情況往往不知道該怎么分析。比如平均數(shù)的假設(shè)檢驗,根據(jù)不同的實際情況應(yīng)該有區(qū)別的應(yīng)用,但學生不知道什么情況下用哪種方法來計算,區(qū)分不明便容易出錯;二是掌握知識點不細致,導致在計算時出現(xiàn)一些錯誤。比如t測驗和u測驗中臨界值的大小記不準確;三是審題不明,導致所問非所答。比如把“相關(guān)系數(shù)”看成“回歸系數(shù)”導致出錯;四是難點沒有很好掌握,導致計算錯誤。比如對數(shù)據(jù)進行多重比較時出錯率較高;五是計算失誤,導致結(jié)果錯誤。
3 改進設(shè)想
基于以上對現(xiàn)狀的分析及教學實踐中的發(fā)現(xiàn),針對存在問題,筆者有下面一些改進設(shè)想。
3.1 調(diào)整已有教學內(nèi)容順序
該課程包括試驗設(shè)計和統(tǒng)計分析兩部分,考慮到學生對專業(yè)知識接觸少,在課程內(nèi)容的編排上可以實行先介紹試驗設(shè)計的內(nèi)容,包括田間試驗、溫室和盆栽試驗的設(shè)計,而后再對統(tǒng)計分析結(jié)果的專業(yè)解釋和剖析反饋信息內(nèi)容作介紹。從試驗研究的選題和設(shè)計、試驗方案的制定和實施、試驗數(shù)據(jù)的收集整理到試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,最后做出科學判斷等,盡可能把抽象的數(shù)理概念變?yōu)榭吹靡娒弥木唧w事物,提高學生對學習的興趣,使之更好地理解和掌握所學的課程內(nèi)容[2]。
3.2 加入計算機統(tǒng)計軟件的教學內(nèi)容
在計算機日益普及的今天,統(tǒng)計軟件的使用使得計算變得簡單、快捷和準確,這有利于將學生從繁瑣的計算中解放出來,把注意力放到對問題的討論、分析和評價統(tǒng)計結(jié)論上去,所以,學生應(yīng)該通過統(tǒng)計教學對常用的統(tǒng)計軟件有所了解和掌握。目前適用于統(tǒng)計教學的計算機軟件有SAS、SPSS、Excel等,前兩種屬于專業(yè)統(tǒng)計軟件,SAS功能強大,是國際流行的統(tǒng)計軟件包,分析結(jié)果得到國內(nèi)外專家的認可,但缺點也很明顯,過于龐雜,且是完全的英文界面,教學難度較大[3]。非統(tǒng)計專業(yè)的統(tǒng)計教學也可以選用Exce1軟件作為輔助教學工具。因為Excel提供了一個功能相對完整的數(shù)據(jù)分析工具,它的統(tǒng)計功能涵蓋了統(tǒng)計學的基本內(nèi)容,并在Excel的宏內(nèi)提供了一些實用的統(tǒng)計分析程序,如t測驗、方差分析和回歸分析等。而且大多數(shù)計算機里都裝有該軟件,學習起來非常方便。
在以后的教學中,可以嘗試運用Excel或SAS軟件來解決《生物統(tǒng)計學》教學的大量統(tǒng)計計算,使學生熟練掌握該統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析的基本操作,進一步加深學生對有關(guān)統(tǒng)計學原理和方法的理解,也可以提高學生分析問題和解決問題的能力,為今后從事科學研究工作奠定良好的基礎(chǔ)。
3.3 類比人文學科實例,提高學生學習興趣
針對培養(yǎng)學生的統(tǒng)計思維,運用統(tǒng)計學的思維和方法去分析和解決實際問題這個教學目標,可以類比人文社科的例子,從身邊看得到摸得著已經(jīng)熟悉的例子入手,再介紹相關(guān)專業(yè)上的例子,理解起來就會簡單許多。如講相關(guān)性分析時,就可以舉如下例子:有10人對紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色按照其喜好程度進行等級評價。其中,最喜歡的等級為1,最不喜歡的等級為7,結(jié)果用表格形式列出。問這10人對顏色的愛好是否具有一致性。通過這個例子學生可以明了相關(guān)分析的用途,然后再詳細講解專業(yè)上的例子。將抽象、枯燥的理論結(jié)合一個個生動的事例進行講解,學生聽起來感到形象、生動,有利于對知識的理解和升華,起到舉一反三、觸類旁通的作用[4]。
4 結(jié)語
對于《生物統(tǒng)計學》課程的學習,尤其是要發(fā)揮學生的學習主觀能動性。教師在課堂上應(yīng)反復強調(diào)這門課程的學習要求和學習的四個環(huán)節(jié)——預(yù)習、聽課并做筆記、做題、復習。明確指出做筆記可以幫助學生集中注意力,提高課堂利用效率。注重發(fā)揮學生的主體性,倡導學生主動參與教學實踐活動,調(diào)動學生的學習積極性。鼓勵學生踴躍提出問題、回答問題和上講臺演算,提高學生分析和解決問題的能力,并引導學生在每學完一部分內(nèi)容時進行歸納總結(jié)。統(tǒng)計學的內(nèi)容博大精深,作為《生物統(tǒng)計學》課程的教師,應(yīng)努力通過各種信息反饋途徑,找出教學中的不足,從而加強教學研究,探索新的教學方法,提高《生物統(tǒng)計學》教學質(zhì)量,為學生今后的科研奠定基礎(chǔ)。
參考文獻:
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關(guān)健詞: 《生物統(tǒng)計學》 教學改革 改革與探索
《生物統(tǒng)計學》是數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法在生物科學研究中的應(yīng)用,它不僅給我們提供了如何正確地設(shè)計科學試驗和收集數(shù)據(jù)的方法,而且提供了如何正確地整理、分析數(shù)據(jù),得出客觀、科學結(jié)論的方法。它是生物科學等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程體系建設(shè)對生物科學、植物生產(chǎn)類專業(yè)、動物生產(chǎn)類專業(yè)十分重要,是從事生物生產(chǎn)、育種試驗研究的工具性課程。通過該門課程的學習,學生不僅可以了解有關(guān)生物統(tǒng)計的基本概念以及參數(shù)的意義,掌握基本的試驗設(shè)計和生物試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法,提高綜合素質(zhì),同時還可以培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力,建立和鞏固專業(yè)思想。
在專業(yè)發(fā)展、大學生素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育等教學改革方面,《生物統(tǒng)計學》課程是一門十分重要的課程,具體體現(xiàn)在:(1)可提高學生從必然性推理到或然性推理的歸納推理能力;(2)可提高學生的科研能力,使學生明白試驗研究前、中和后的主要目的和任務(wù),以及怎樣提高試驗的精度,為畢業(yè)論文以及今后參加科學研究奠定良好的基礎(chǔ);(3)可提高學生的動手能力。為此,我們對《生物統(tǒng)計學》課程的教學內(nèi)容、方法和手段進行了幾項改革探索。
1 .教學內(nèi)容的改革與探索
《生物統(tǒng)計學》主要講述五個方面的內(nèi)容:(1)介紹科學研究基本過程、試驗方案制定和試驗誤差及其控制,講述生物試驗的誤差來源和控制誤差的技術(shù)、試驗設(shè)計、實施規(guī)則;(2)介紹研究對象總體的理論分布、統(tǒng)計數(shù)的抽樣分布及統(tǒng)計數(shù)的理論概率;(3)講述統(tǒng)計推斷的基本方法、平均數(shù)比較的u測驗和t測驗、F測驗和x2測驗及其應(yīng)用,包括計量數(shù)據(jù)的方差分析和計數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析;(4)方差分析的應(yīng)用,介紹單因素、多因素試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析;(5)二變量直線回歸和相關(guān)分析。該課程的知識和分析問題的方法是科研工作者必須掌握和熟練運用的。因此在教學實踐中,描述性統(tǒng)計學的知識即資料的整理和描述應(yīng)重點講授連續(xù)性資料的整理方法;推斷性統(tǒng)計學的知識即理論分布、t檢驗、x2檢驗、F檢驗,重點講授正態(tài)分布的概率計算方法和對各種資料的檢驗方法,特別是資料的類型與相應(yīng)統(tǒng)計分析方法的聯(lián)系,使學生能掌握根據(jù)不同資料正確選擇使用統(tǒng)計分析方法的能力,并且能夠根據(jù)所掌握的知識和技能分析具體的實驗數(shù)據(jù)和材料,得出較為客觀和準確的結(jié)果;對于回歸、相關(guān)分析則主要介紹一元回歸、相關(guān)分析的基本思想和分析方法,計算方法、過程留給學生自學,多元分析則要求學生在熟練掌握的基礎(chǔ)上進行自學;試驗設(shè)計重點講清試驗設(shè)計的基本原則,并結(jié)合實際講清不同的試驗設(shè)計的基本思想和設(shè)計方法,對試驗所得資料的分析方法則要求學生自學。
2. 教學方法、手段的改革與探索
《生物統(tǒng)計學》的理論性相對較強,內(nèi)容相對枯燥和抽象,教學方法單一必然會導致學生學習興趣低下,不利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,要想真正建立起先進、科學的創(chuàng)新教學模式,只有通過系統(tǒng)優(yōu)化教學設(shè)計,針對教學內(nèi)容,借助于現(xiàn)代化媒體技術(shù),采取各種有效的教學方法。因此在教學中就要求由以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主體、教師為主導的思路上來,突出以學為主,堅持以啟發(fā)誘導為核心,激發(fā)學生學習的興趣,引導學生積極主動開展思維活動,緊緊圍繞學的需要組織教學。課內(nèi)以課堂理論講授為主,重點讓學生弄懂基本原理;習題討論主要運用實例進行分析,重點讓學生掌握具體計算方法和分析;教學中可適當安排一些討論課,讓學生將所學知識與生產(chǎn)實際結(jié)合起來,充分調(diào)動學生學習的主動性、積極性,讓學生學會學習。
2.1計算機輔助教學
《生物統(tǒng)計學》概念多、公式多,統(tǒng)計計算過程煩瑣乏味,如果在課堂上用板書的形式進行演算,既浪費課堂教學時間,又容易導致學生注意力渙散,產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞。多媒體課件具有圖文并茂的特點,在《生物統(tǒng)計學》教學中若能應(yīng)用好多媒體,既能提高學生的學習興趣,又可加深學生的理解和記憶,促進教學內(nèi)容的進一步深入,明顯提高教學效果。
多媒體教學的效果與課件的設(shè)計和制作水平關(guān)系密切,課件應(yīng)在重視教學基本原理的基礎(chǔ)上,處理好內(nèi)容與形式的關(guān)系,達到為教學服務(wù)的目的,切忌完全復制教材上的內(nèi)容,而是必須突出重點、難點,這就需要教師對所要講解的內(nèi)容理解透徹,具備熟練的多媒體創(chuàng)作和使用技巧,引導學生學會統(tǒng)計分析方法,提高學習的積極性,同時要經(jīng)常注意來自學生的信息反饋,不斷地進行課件的更新。多媒體教學對教師提出了更高的要求,要求教師花費更多的時間和精力準備每一堂課的教學內(nèi)容,同時不斷地更新知識,為教學積累素材。
2.2 統(tǒng)計分析軟件的應(yīng)用
目前廣泛應(yīng)用的統(tǒng)計軟件主要有SAS、SPSS,國產(chǎn)的優(yōu)秀統(tǒng)計軟件有DPS,此外Excel軟件提供了較強的數(shù)據(jù)分析功能和統(tǒng)計繪圖功能,易學易用,筆者在教學過程中穿插介紹Excel的一些統(tǒng)計功能,如Excel的一些常用統(tǒng)計函數(shù)及統(tǒng)計方法的應(yīng)用,以及常用統(tǒng)計圖表的繪制,并要求學生能夠掌握并熟練運用,取得了較好的教學效果。對具體資料的統(tǒng)計分析,一些常用的統(tǒng)計分析方法如t檢驗、x2檢驗、方差分析、相關(guān)回歸分析、多元相關(guān)回歸分析等均有相應(yīng)的計算機分析軟件,教學中只需給學生介紹基本思想和基本原理,要求學生盡量考慮用計算機來完成,把學生從大量的計算中解脫出來使之集中精力去學習《生物統(tǒng)計學》的基本思想、方法及其實際應(yīng)用。
2.3 理論聯(lián)系實際
生物統(tǒng)計學的教學并不是為了讓學生掌握一些知識點而進行教學,樹立統(tǒng)計的觀念、應(yīng)用統(tǒng)計方法分析和解決生物學研究的問題才是這門課程的最終目標。因此,在教學中,特別要注意將純理論的統(tǒng)計學知識與科學研究中的實際問題聯(lián)系在一起,必須與專業(yè)實際聯(lián)系在一起進行教學,只有這樣才不會使本課程的教學顯得空洞,才不會脫離生產(chǎn)實際,才能在實踐中培養(yǎng)學生的綜合能力。
3. 考核方式的改革與探索
考核是教學活動的一個重要組成部分,是促進學生復習、鞏固所學知識,并對教學效果進行檢查的重要方法,恰當?shù)目己藢W生的理論學習和實踐訓練具有引導、激勵和促進的作用。傳統(tǒng)的筆試中學生要把大量的時間花在數(shù)學計算上,而不能全面考查學生對各種統(tǒng)計分析方法的掌握和應(yīng)用情況。為了對教學質(zhì)量進行科學地評價與管理,也為了客觀準確地評定學生的成績和能力,進行考試改革是必要的。
為了更好地發(fā)揮考試的功能,我們在教學過程中針對過去把書面考試作為評價學生學習效果的主要手段這一應(yīng)試教育現(xiàn)象,實行考知識與考方法相結(jié)合,考理論與考應(yīng)用相結(jié)合,建立了從學習過程、作業(yè)練習、期中考試到期末考試,定性評價與定量評價相結(jié)合的過程性評價體系,確保對影響學生應(yīng)用能力形成的關(guān)鍵知識點進行全面測試,從重“知識”逐步走向重“能力”,培養(yǎng)學生腳踏實地的學習態(tài)度和嚴謹作風,促進教學質(zhì)量不斷改進和提高。
通過以上三個方面的改革嘗試和探索,從各屆學生的學習效果的比較分析看,已收到了一定的成效,使學生體會到了該課程的重要實用價值,初步樹立了統(tǒng)計理念,培養(yǎng)了學生應(yīng)用概率統(tǒng)計方法解決實際問題的能力。但《生物統(tǒng)計學》作為生命科學學科中重要而特殊的一門工具課程,要教好這門課,還有很多問題需要進一步的探究,在以后的教學中,還需要繼續(xù)鉆研統(tǒng)計理論,探索教學規(guī)律,優(yōu)化教學過程,完善教學體系,從而全面提高該課程的教學質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞: Excel 生物統(tǒng)計學 分布 CHIDIST函數(shù) CHIINV函數(shù)
1.引言
《生物統(tǒng)計學》是研究數(shù)據(jù)資料的收集、整理、分析和解釋的一門科學[1],是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學、微生物、醫(yī)學等領(lǐng)域不可缺少的統(tǒng)計工具,越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計學原理。《生物統(tǒng)計學》中的上機實習是提高學生動手能力和解決問題能力的重要環(huán)節(jié),我們在本次教學改革與實踐中已經(jīng)把二項分布、正態(tài)分布、普哇松分布、F分布、卡方()分布等的概率計算納入《生物統(tǒng)計學》實踐教學中,一方面讓學生針對不同數(shù)據(jù)清楚分布類型,針對不同分布類型選用不同Excel函數(shù)模塊,另一方面通過不同分布概率計算,將課本上所學的知識很好地應(yīng)用于實踐數(shù)據(jù)分析中。本文主要介紹的是Excel中的CHIDIST和CHIINV函數(shù)在分布中具體應(yīng)用情況及注意事項。
4.結(jié)語
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有更多軟件被應(yīng)用于《生物統(tǒng)計學》,如Excel[2],SAS[3],SPSS[4]-[6]等,對二項分布、正態(tài)分布、普哇松分布、F分布、分布等常用分布的概率計算來說Excel顯得簡單多了。雖然《生物統(tǒng)計學》后面的附錄中一般提供分布的臨界值表,但是有其局限性,即當自由度(df)>40時書本上就查找不到其臨界值了。因此本文主要介紹了Excel中的CHIDIST函數(shù)和CHIINV函數(shù)在分布中的概率和臨界值計算,方便學生或其他人員利用Excel直接獲得概率或臨界值。
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關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計學;統(tǒng)計思維;應(yīng)用意識
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0191-03
生物統(tǒng)計學是利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法研究生物數(shù)量性狀變化規(guī)律的一門學科,是應(yīng)用數(shù)學領(lǐng)域的重要學科分支[1]。它涵蓋了生物學試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分析方法的選擇以及統(tǒng)計結(jié)論的得出與解釋等內(nèi)容。生物統(tǒng)計學不僅廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的生物學、生態(tài)學、醫(yī)學、藥學和農(nóng)學等各學科專業(yè)中,也是現(xiàn)代分子生物學研究中數(shù)據(jù)分析的重要工具[2]。數(shù)據(jù)分析與處理能力是當今生物學領(lǐng)域科研工作者的必備技能之一,且隨著生物組學時代的來臨,生物統(tǒng)計學的應(yīng)用更加廣泛和深入,生物統(tǒng)計學在高校生物學課程體系中的位置也愈發(fā)重要,肩負著培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析技能和科研素養(yǎng)的重要使命。因此,生物統(tǒng)計學已成為我國高等院校生物科學類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,也是廣東海洋大學水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)的一門專業(yè)必修課。
然而,生物統(tǒng)計學課程不同于其他的理論基礎(chǔ)課和專業(yè)課,其最大特點是概念抽象、公式復雜、計算煩瑣,是一門教師和學生普遍反映難教、難學、難懂的課程,這也導致學生缺乏學習興趣和動力,難以取得預(yù)期的教學效果[3]。為此,本文將結(jié)合筆者近年來水產(chǎn)生物統(tǒng)計學的教學實踐,就如何培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力和應(yīng)用意識進行分析和探討,以期為水產(chǎn)生物統(tǒng)計學課程的教學提供一定的參考。
一、統(tǒng)計思維能力培養(yǎng)
生物統(tǒng)計學作為一門工具學科,是一種思維方法(或統(tǒng)計思想)在生物學中的應(yīng)用。學習生物統(tǒng)計學就是要學會利用統(tǒng)計思想分析問題和解決問題。姚亮等(2015)歸納了四條統(tǒng)計思想,分別是或然性思想、小概率原理、大概率原理和信息最大化原理。這些統(tǒng)計思想存在于生物統(tǒng)計學理論體系的各個角落,共同構(gòu)成了統(tǒng)計學學科的思想基礎(chǔ)。為此,生物統(tǒng)計學的課堂中,教師應(yīng)將核心統(tǒng)計思想的闡述貫穿于基礎(chǔ)理論知識講解中,努力幫助學生理解復雜統(tǒng)計理論和方法的思想本質(zhì)。
1.注重核心統(tǒng)計思想的講解是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的首要任務(wù)。生物統(tǒng)計學教學活動中,由于較多的數(shù)學推理與計算等難點需要講解,因此會占用教師較多的授課時間和精力,從而面臨能力培養(yǎng)難于知識傳授的困境,這就與“知識傳授與能力培養(yǎng)”的高等教育課程基本培養(yǎng)目標相違背。另一方面,正是因為生物統(tǒng)計學課程較大的教學與學習難度,才更需要學生掌握核心的統(tǒng)計學思想及應(yīng)用統(tǒng)計學思想思考問題的思維模式,這樣才有助于學生更深層次地理解理論性較強的具體統(tǒng)計理論與方法,并將其靈活運用于解決各種實際科研問題。
舉例來說,若某事件發(fā)生的概率很小,其在一次(或極少次)試驗中幾乎不可能發(fā)生,統(tǒng)計學上將該事件稱為小概率事件。小概率事件對應(yīng)的小概率原理是假設(shè)檢驗理論的思想基礎(chǔ),幾乎所有假設(shè)檢驗的推理均是依據(jù)小概率原理來進行的。具體來說,首先假定原假設(shè)成立并進行檢驗統(tǒng)計量的計算,推導出其為一小概率事件,那么依據(jù)小概率原理則有理由相信原假設(shè)在概率上是不成立的;反之,若無小概率事件的發(fā)生,則無充分理由質(zhì)疑原假設(shè)。顯然,小概率原理是假設(shè)檢驗理論最為關(guān)鍵的思想基礎(chǔ)。倘若教師在講授假設(shè)檢驗理論之前注重小概率事件原理的講解,便能幫助學生更好地理解統(tǒng)計推斷的推理過程和判斷依據(jù)。同樣,注重或然性現(xiàn)象(隨機性現(xiàn)象)、大概率原理以及信息最大化原理等統(tǒng)計思想的講解,對于幫助學生透徹理解統(tǒng)計學基本理論、培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力均具有十分重要的作用。
2.模型構(gòu)建訓練及實例結(jié)合教學是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的主要途徑。源于數(shù)學學科分支的統(tǒng)計學可以理解為對現(xiàn)實問題的抽象概括,即現(xiàn)實統(tǒng)計問題的模型化表達。比如,生物統(tǒng)計學中的方差分析將總變異分解為組內(nèi)變異和組間變異兩部分,分別代表誤差和試驗的處理效應(yīng),并將生物學中的各種控制試驗采用統(tǒng)一的符號及線性公式來描述,進而計算統(tǒng)計量來衡量因素的效應(yīng)值。教學過程中教師可要求學生將實際科研問題中的因素、水平、重復、組間、組內(nèi)等具體名詞代入方差分析的理論線性模型,反復開展模型構(gòu)建訓練,以加深對方差分析的理解。再如假設(shè)檢驗,一般將檢驗過程分為“假設(shè)提出”、“選擇及計算統(tǒng)計量”、“確定顯著性水平”和“統(tǒng)計推斷”四個步驟,而任何實際問題的假設(shè)檢驗分析均可構(gòu)建為由這四個步驟構(gòu)成的模型。課程講授初期務(wù)必嚴格要求學生遵守“四步走”的分析流程,進行統(tǒng)計模型的構(gòu)建訓練,不斷增強學生對該統(tǒng)計模型的熟悉程度,這樣做,讓同學們在更好地掌握統(tǒng)計學理論知識的同時,又培養(yǎng)了其模型思維能力。
實例結(jié)合教學是生物統(tǒng)計學教學的重要方法,也是模型構(gòu)建訓練的重要組成部分。課堂教學活動中,教師可選擇一些貼近生活、科研與生產(chǎn)的實例來講解抽象的統(tǒng)計學理論和模型。比如,筆者在講解假設(shè)檢驗理論時,選用水產(chǎn)飼料裝包機工作是否正常的實例來講解假設(shè)檢驗的基本步驟。首先提出原假設(shè)和備擇假設(shè),講解兩種假設(shè)各自表示的實際含義;根據(jù)“裝包機是否工作正常”及“額定標準”確定檢驗統(tǒng)計量為樣本均值并計算;確定P值后,做出統(tǒng)計推斷,并解讀統(tǒng)計結(jié)論所代表的實際統(tǒng)計學含義。
通過以上模型構(gòu)建訓練和實例結(jié)合教學,將抽象的統(tǒng)計學理論、方法與具體的實際問題相結(jié)合,達到化繁為簡的目的,進而提高生物統(tǒng)計學的教學效果。當然,模型訓練與實例結(jié)合教學是一項系統(tǒng)工程,需要教師投入更多的時間和精力備課,并循序漸進地將其貫穿于整個生物統(tǒng)計學的教學過程。
3.計算機輔助分析訓練是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的有效措施。生物統(tǒng)計學基本理論往往涉及復雜的推理和計算過程,而作為生物專業(yè)的學生并無必要完全掌握其中的每一個具體細節(jié)和過程。從生物統(tǒng)計學課程的教學目的來看,基本原理和知識的講解固然非常重要,但更應(yīng)強調(diào)對學生的生物學試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集、分析以及處理技能的培養(yǎng)。生物統(tǒng)計學教學的最高目標是讓學生從抽象、復雜的統(tǒng)計學知識中解放出來,學會利用計算機統(tǒng)計工具高效地進行生物數(shù)據(jù)的分析、處理和解釋。更為重要的是,計算機輔助分析過程中的數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計方法的選擇與應(yīng)用、適用前提條件的判斷以及結(jié)果的解釋等各環(huán)節(jié)的實訓操作是學生對統(tǒng)計思想、統(tǒng)計模型的再次復習和鞏固,是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的有效措施。
二、統(tǒng)計應(yīng)用意識培養(yǎng)
生物統(tǒng)計學是探討生物學研究的試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集與整理、分析與推論,并最終從樣本信息中獲取有關(guān)總體的科學可靠的結(jié)論的科學,是將數(shù)學方法應(yīng)用于生物學研究領(lǐng)域的工具學科,是生物科學應(yīng)用型人才的必備知識,也是廣大科研工作者從事科學研究的重要工具和手段。因此,著力培養(yǎng)學生綜合運用生物統(tǒng)計學知識和方法的能力、增強學生分析問題與解決問題的能力,進而提高學生的綜合素質(zhì)和科學素養(yǎng)是生物統(tǒng)計學課程教學的又一目標。
1.教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化。教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學要求的知識載體,也是教學最基本的工具,它不僅是教師進行教學的依據(jù),而且是學生獲取知識的重要資料。生物統(tǒng)計學課程主要包括統(tǒng)計理論知識和統(tǒng)計軟件的使用兩部分內(nèi)容,二者相互依存,不可分割。因此,教師應(yīng)結(jié)合課程屬性,選擇統(tǒng)計理論與實際學科相結(jié)合、統(tǒng)計原理與試驗設(shè)計相結(jié)合、統(tǒng)計學方法與統(tǒng)計軟件相結(jié)合的生物統(tǒng)計學教材進行教學較為合適;同時選擇若干具有一定實用性且難易程度、側(cè)重點不同的參考書讓學生課后參考學習,以取長補短,開闊學生視野。其次,在生物統(tǒng)計學課程課時減少和教學內(nèi)容增加的現(xiàn)實背景下,課程內(nèi)容體系的編排和優(yōu)化在兼顧該課程的理論性的同時,更要突出其應(yīng)用性和實踐性。也就是說要根據(jù)教學內(nèi)容的難易程度和理論的系統(tǒng)性,合理分配學時;盡量壓縮復雜統(tǒng)計學定理的證明和公式數(shù)理推導等內(nèi)容,相應(yīng)增加統(tǒng)計學基本理論和統(tǒng)計分析方法及其應(yīng)用的內(nèi)容。
2.加強生物統(tǒng)計學的計算機輔助實驗教學,重視知識的應(yīng)用性。計算機技術(shù)的發(fā)展給統(tǒng)計學帶來了巨大的變化,它幫助科技工作者擺脫了繁重的手工計算的麻煩,同時計算機技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)在統(tǒng)計學中的應(yīng)用,為培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,提高其綜合素質(zhì)提供了廣闊的空間。因此,教學過程中應(yīng)適當壓縮統(tǒng)計學理論的教學時間,注重統(tǒng)計學軟件的操作,增加學生上機操作時間。筆者在各基本理論知識講授完畢之后,開設(shè)相應(yīng)實驗課程,講授統(tǒng)計軟件的使用方法和演示例題的計算及分析過程;同時,要求學生結(jié)合實例,進行計算機軟件的操作,重點掌握統(tǒng)計軟件的數(shù)據(jù)錄入、儲存,各種基礎(chǔ)統(tǒng)計方法的選擇與應(yīng)用、適用前提條件的判斷、結(jié)果的解釋等內(nèi)容。在計算機輔助實驗教學中,利用統(tǒng)計軟件把基本原理與統(tǒng)計方法的實際應(yīng)用有機結(jié)合起來,不僅使復雜的統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理工作變得簡單,而且充分調(diào)動了學生的主觀能動性和學習興趣,從而提高了學生的統(tǒng)計學應(yīng)用能力。
3.合理運用案例教學和專題訓練,強調(diào)知識應(yīng)用性。生物統(tǒng)計學課程的理論性強、內(nèi)容抽象,照本宣科的傳統(tǒng)教學方法,更會使學生失去學習興趣,不利于培養(yǎng)學生獨立思考能力,且難以取得良好的教學效果。案例教學是實現(xiàn)以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導向的生物統(tǒng)計學課程教學改革目標的一個重要手段。教師將生物學領(lǐng)域的科研工作或生產(chǎn)實踐等案例貫穿到教學過程中,應(yīng)用統(tǒng)計學理論知識對試驗設(shè)計、方案制訂、樣品采集與測量、數(shù)據(jù)收集整理、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等各個研究步驟進行講解與分析,既增強了學生的學習興趣,又培養(yǎng)了學生的統(tǒng)計學思維及統(tǒng)計學應(yīng)用能力。教師在案例選擇上,盡量減少陳舊的、與社會發(fā)展不相適應(yīng)的實例,及時增加統(tǒng)計學課程呈現(xiàn)的新理論、新方法和新應(yīng)用,將反映專業(yè)發(fā)展最前沿的成果實例轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容,使學生在掌握統(tǒng)計學理論的同時及時了解專業(yè)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的最新動態(tài),與時俱進,適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的需要,提高學生的科研素質(zhì)。
專題訓練是培養(yǎng)生物統(tǒng)計學應(yīng)用能力、達到從感性認識到理性認識的又一有效途徑。教師可以將統(tǒng)計學課程內(nèi)容分為若干模塊,每一模塊包含若干統(tǒng)計學方法,并分專題講解各種統(tǒng)計方法和理論在生物學中實際應(yīng)用。通過專題訓練培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題的思維習慣,引導學生合理、科學地應(yīng)用統(tǒng)計學方法,進而逐步掌握生物統(tǒng)計學的基本原理及常用統(tǒng)計方法。
4.改革考核方式,突出統(tǒng)計工具的運用能力。考試是高等院校的一個重要教育制度,考試成績是檢驗教學質(zhì)量和學生學習效果的一項重要指標。考核方式的合理與否,決定著教學效果的好壞以及學生學習積極性能否得到最大限度地調(diào)動。目前我國許多高校的考試制度和考核方式缺乏一定合理性和靈活性,如以閉卷考試為主和限定的考試題型等。就生物統(tǒng)計學課程而言,這種考核方式不能真正體現(xiàn)生物統(tǒng)計學課程的本質(zhì)屬性,不能全面考察學生對生物統(tǒng)計學原理的掌握及運用能力。為此,筆者認為生物統(tǒng)計學的考核方式應(yīng)實行考查學生掌握理論知識與統(tǒng)計方法應(yīng)用技能結(jié)合情況的綜合考核方式,將考核成績分為三個部分:平時成績(占20%,包括課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況)、理論考試成績(30%)和上機操作考試成績(50%)。閉卷考試命題應(yīng)突出基礎(chǔ)性和實用性,少出或不出理論性強但無實際應(yīng)用的偏題,同時考慮學生掌握基本知識的程度及靈活應(yīng)用知識的能力;上機操作考試部分是在計算機上進行試驗數(shù)據(jù)的整理、輸入、分析和統(tǒng)計結(jié)論的獲得等,是考查學生應(yīng)用統(tǒng)計學軟件對常用統(tǒng)計方法的分析運用能力。采取閉卷考試和上機操作考試有機結(jié)合的考核方式,同時加大上機操作的考核比重,既調(diào)動了學生學習的主動性,擺脫了單純的應(yīng)試考核模式,又培養(yǎng)了學生運用統(tǒng)計學理論和方法解決實際問題的能力,提升了學生的統(tǒng)計學應(yīng)用能力。
三、結(jié)語
針對生物統(tǒng)計學課程的屬性和特點,筆者認為生物統(tǒng)計學的教學既要注重學生統(tǒng)計思維能力的培養(yǎng),也要重視學生統(tǒng)計學應(yīng)用意識的培養(yǎng)。為此,本文探討了培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的主要途徑和方法,主要包括統(tǒng)計思想講解、模型構(gòu)建訓練與實例結(jié)合教學及計算機輔助分析訓練;同時,本文還從教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化、加強計算機輔助實驗教學、合理運用案例教學和專題訓練及改革傳統(tǒng)考核方式等方面闡述了培養(yǎng)學生統(tǒng)計學應(yīng)用意識的教學策略。隨著生物組學時代的來臨,科研數(shù)據(jù)分析和處理能力將顯得尤為重要,相信以上教學方法和策略的應(yīng)用,將會顯著提高學生運用生物統(tǒng)計學知識分析問題、解決問題的能力,幫助學生抓住生物統(tǒng)計學的發(fā)展和應(yīng)用機遇。
參考文獻:
[1]張力,甘乾福,吳旭.SPSS19.0(中文版)在生物統(tǒng)計中的應(yīng)用[M].廈門大學出版社,2013.
關(guān)鍵詞 生物統(tǒng)計學 教學改革 教學內(nèi)容 教學方式 考核方式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
生物統(tǒng)計學是應(yīng)用統(tǒng)計學的原理和方法來分析、解釋生物界各種現(xiàn)象和試驗調(diào)查資料的一門科學。該課程是高等院校農(nóng)學、植保、生物類專業(yè)的必修課程,通過該課程的學習,學生將掌握試驗設(shè)計的原則和方法,學會科學地收集、整理、分析數(shù)據(jù)的方法,培養(yǎng)對試驗結(jié)果可靠性的判斷能力,獲得計算機統(tǒng)計軟件的操作技能,學會統(tǒng)計思維,提高對自然與社會中具有不確定性事物的認識能力,同時也為學習其它課程如數(shù)量遺傳學奠定基礎(chǔ)。
為將農(nóng)業(yè)與生物學試驗,特別是田間試驗緊密結(jié)合起來,華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術(shù)學院農(nóng)學專業(yè)的生物統(tǒng)計學課程名稱改用“生物統(tǒng)計與田間試驗設(shè)計”,一般在第四或五學期開設(shè),這時學生雖然已經(jīng)系統(tǒng)學習了概率論、遺傳學等相關(guān)基礎(chǔ)課程,但對本課程的理解和掌握仍然存在較大難度。因此,進一步加強該課程的教學手段改良、深化教學改革,對于更好地開展教學工作具有積極意義。結(jié)合該課程的特點,筆者在近幾年的教學實踐中就如何提高教學質(zhì)量進行了探索和實踐,形成了幾點心得體會。
1 生物統(tǒng)計與田間試驗設(shè)計課程教學中普遍存在的問題
1.1 教學內(nèi)容和手段有待進一步合理優(yōu)化
隨著高校的不斷擴招,許多學生為了能上大學而選擇農(nóng)業(yè)類高校,進了大學之后對農(nóng)業(yè)類專業(yè)有抵觸情緒,學習思想不端正,導致厭學,對專業(yè)課程得過且過,靠“臨時抱佛腳”突擊過關(guān)。而且,由于生物統(tǒng)計學課程所涉及的公式很多,學生們普遍認為該課程枯燥乏味,晦澀難懂,再加上傳統(tǒng)教學中以“填鴨式”教學為主,重課堂講解輕實踐應(yīng)用,學生們認為這門課程學習完了就一輩子再也用不到了,即使學習,也是機械地背下公式以應(yīng)付考試,缺乏主觀能動性。常常是教師辛辛苦苦講解,學生們一考完試就全部忘光。造成這種狀況的重要原因之一就是教學內(nèi)容陳舊枯燥,教學手段單一呆板,不能激發(fā)學生的學習興趣,而且由于教學中輕實踐應(yīng)用,學生們也忽視了該課程的重要性和在實際生活中的應(yīng)用價值。
1.2 成績考核體系未能激發(fā)學生的主動性
現(xiàn)行的課程成績評價辦法有一定的科學性,但尚需進一步改進。一般是教師根據(jù)學生平時的課堂出席情況和課后作業(yè)完成的優(yōu)劣給出一個平時成績,課程總評成績由平時成績和(期中)期末成績按一定比例折合算得。學生們?yōu)榱吮WC平時成績較好,雖然會積極到堂,但有些學生“人在曹營心在漢”,作業(yè)抄襲情況嚴重,未能調(diào)動學生的學習主觀能動性。
2 課程教學改革中的幾點建議
2.1 豐富和更新教學內(nèi)容
目前,市面上的生物統(tǒng)計學教材琳瑯滿目,各有千秋,有的教材重實證舉例,有的注重理論推導,選擇教材時要注意結(jié)合各種圖書的特點。可以由中國農(nóng)業(yè)出版社出版、蓋均鎰主編的《試驗統(tǒng)計方法》為主要教材,參考書目為:上海外語教育出版社出版、郭平毅主編的《生物統(tǒng)計學》,高等教育出版社出版、杜榮騫主編的《生物統(tǒng)計學》,科學出版社出版、李春喜等編著的《生物統(tǒng)計學》,幾本教材取長補短,相互結(jié)合進行教學。
由于課時較之幾年前大量壓縮,因此在編排課程內(nèi)容時要重點突出,針對不同的專業(yè),要有不同的側(cè)重點。在側(cè)重點明晰的前提下,以所選教材為主線,在講授經(jīng)典理論和方法的同時,兼顧農(nóng)業(yè)類學科的前沿進展和發(fā)展方向,對相應(yīng)內(nèi)容在講解時以學科前沿或?qū)W生們易感興趣的事例舉例。比如,為端正學生們的學習態(tài)度,提高他們的學習積極性,在緒論章節(jié)要重點強調(diào)統(tǒng)計方法在實際生活和本專業(yè)中的重要貢獻和作用。生活中應(yīng)用的例子比如有:許多淘寶賣家為提高銷量刷信用,利用的就是顧客傾向于從銷量最多或信用最好的店鋪購物的心理,這里用到的就是統(tǒng)計學中的眾數(shù);各種平民選秀節(jié)目中,邀請多個評委對每個選手進行綜合評分和評價,最后各選手的排名和分數(shù)的獲得也利用到了統(tǒng)計學中的方法;也可以簡單說明生物統(tǒng)計學在遺傳學領(lǐng)域的重要作用,如在遺傳作圖、序列比對及基因的分子進化分析中都用到了統(tǒng)計學的基本理論和方法;甚至還可以列出一些最新的專業(yè)文獻,展示其利用生物統(tǒng)計學的方法處理數(shù)據(jù)的部分內(nèi)容。
另外,在教學內(nèi)容的編排次序上,也不宜對教材生搬照抄、幾年不變,應(yīng)該隨著開課學期的不同以及當季農(nóng)作物的農(nóng)時來合理安排。因為該門課程中有些章節(jié)如田間試驗方法與實施和卡方測驗等與大部分的章節(jié)內(nèi)容沒有一個承上啟下的關(guān)系,在時間編排上比較靈活,為配合農(nóng)作物的生長季節(jié)以便安排學生通過田間實地考察和操作來增加感性認識,讓學生有充分的自由度進行探索式學習,這些章節(jié)在內(nèi)容編排上可以靈活變動。
2.2 多種教學方式的結(jié)合和靈活應(yīng)用
傳統(tǒng)的板書教學方式在有限的時間內(nèi)提供的信息量較少,但展現(xiàn)細致,對于講解有些公式的來由和推理過程比較適用。隨著教學條件的不斷提高和完善,多媒體教學目前已經(jīng)成為高校授課的主要方式。尤其是多媒體教學方式提供的信息量大,能夠加快課程進度,比較適合當前課時已經(jīng)幾經(jīng)壓縮的生物統(tǒng)計學課程,但是要注意根據(jù)學生的接受能力來調(diào)節(jié)課時進度。多媒體教學講課進度加快,加上學生從教師那里可以拷貝得到課件,因此大部分學生來不及也懶得再做筆記,課后又不鞏固復習,造成過目即忘的現(xiàn)象,達不到好的教學效果。
在實際教學過程中要將兩種教學手段有機結(jié)合起來,以多媒體教學為主,板書為輔,利用板書一方面可以清楚地陳述公式或結(jié)論的推導過程,另一方面也是有效控制課時進度的有效手段。制作多媒體課件時要利用PPT的特點,適當插入圖片和例證,統(tǒng)計學課件也可以制作得圖文并茂,色彩豐富,同時還可以在需要作圖的環(huán)節(jié)比如雙尾和單尾檢驗部分,設(shè)置動畫和聲音效果,加深學生的印象,提高其學習積極性。比如在課程內(nèi)容從抽樣分布過渡到假設(shè)檢驗時,可以舉個年輕人感興趣的例子——中國和韓國女星知名度的比較,PPT中插入多個中韓當紅明星的照片,以此說明對兩個總體的比較常常是不可行的,這時就要采取另一種辦法,即抽取樣本,通過樣本所代表的總體進行比較。各類美女的照片吸引了學生的注意力,使學生印象深刻,同時也完成了講課內(nèi)容從總體到樣本的研究順利過渡到樣本到總體的研究。
2.3 重視實踐教學——實驗課程改革
當前農(nóng)業(yè)高校人才培養(yǎng)普遍存在重理論教學輕實踐教學,重實驗室訓練輕田間試驗操作等現(xiàn)象。在人才培養(yǎng)計劃中,一線實踐學時比例逐步下降,并在分割中進一步被弱化。另一方面,許多年輕教師從本科到博士的經(jīng)歷是從實驗室到實驗室,缺乏實踐生產(chǎn)經(jīng)驗,致使其在教學中不能理論聯(lián)系實際,學生的實踐意識和實踐能力得不到訓練和提高。
生物統(tǒng)計學是一門與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密的學科,因此實驗課程的設(shè)置必須以訓練和提高學生的實踐能力為教學目標。華中農(nóng)業(yè)大學植科院開設(shè)了10個學時的實驗課程,課程主要在現(xiàn)代化的電腦實驗室完成,目的是介紹和訓練學生應(yīng)用Excel進行常規(guī)的統(tǒng)計分析,如用Excel進行描述統(tǒng)計、統(tǒng)計圖表的制作、假設(shè)檢驗、方差分析、直線相關(guān)和回歸分析等,也簡略介紹了SAS在統(tǒng)計中的應(yīng)用。這種教學模式將統(tǒng)計知識與計算機技能融為一體,同時由于Excel軟件不用購買,操作簡單,不需編程,學生容易掌握,也就為生物統(tǒng)計學的實際應(yīng)用提供了方便與快捷的手段。許多學生反映實驗課程的教學內(nèi)容在本專業(yè)畢業(yè)課題的數(shù)據(jù)分析中非常有用。
另一方面,實驗課程的設(shè)置還應(yīng)強調(diào)統(tǒng)計知識在田間生產(chǎn)中的實際應(yīng)用,注意課堂教學和田間教學相結(jié)合。比如緒論中介紹的田間試驗中的一些基本概念:小區(qū)、保護行、試驗因素、水平、處理、試驗指標等,有些定義比較拗口,不易理解,在期末考核和實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)學生理解上比較模糊,個別概念容易混淆。尤其是常用田間試驗設(shè)計方法這一章節(jié),介紹了各種試驗設(shè)計方法及其優(yōu)缺點、適用的條件等等,信息量大,學生只能靠死記硬背暫時記住,很難理解記憶。這幾年,華中農(nóng)業(yè)大學植科院在實驗課與田間實地教學的結(jié)合方面進行了一些嘗試,將學生帶到田間地頭,進行實例教學,指出小區(qū)、因素等等在田間的具體指代內(nèi)容和所在,更把學生帶到省級區(qū)試試驗點和育種圃,現(xiàn)場講解各種田間試驗方法的設(shè)計,讓學生根據(jù)具體情況一起討論和分析每種方法的優(yōu)缺點,幫助學生理解記憶,也為其它專業(yè)課如作物育種學的學習奠定了基礎(chǔ),效果很好。
課程教學的主要任務(wù)并不僅僅是傳授知識,知識長久不用就會遺忘,教學更應(yīng)注重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新、批判精神。因此,我們也嘗試安排了一些討論課,比如在介紹完各種田間試驗方法和相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析方法之后,以幾個育種或生產(chǎn)上的實例讓學生進行田間設(shè)計,將實際所學的知識與生產(chǎn)實踐結(jié)合起來,不僅可以調(diào)動學生的學習積極性,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,還有利于學生團隊合作精神的培養(yǎng),真正實現(xiàn)教學從實踐中來、到實踐中去。
2.4 考核方式的多元化
期中或期末考試是對教學質(zhì)量進行考核的一個主要辦法,同時也對學生認真學習該門課程有很好的督促作用,但是過于強調(diào)筆試在學生成績中的比重,不利于調(diào)動學生的積極主動性。由于生物統(tǒng)計學的課程特點,公式多,難理解難記憶,課程內(nèi)容連貫性較強,因此每次講解新內(nèi)容前,我們會用5分鐘左右的時間復習回顧上節(jié)課的重點內(nèi)容,理清脈絡(luò),比較記憶各章節(jié)中的公式,對學生新內(nèi)容的學習起到一個承上啟下的作用,效果較好。但是仍然有許多學生不進行課后復習,在講課時他一臉茫然的表情。為進一步激發(fā)學生的學習主動性,我們進行了改進,每次課前隨機抽取一個學生請他幫大家復習鞏固上次課程的學習內(nèi)容,根據(jù)學生的表現(xiàn)在平時成績上給予適當分數(shù)獎勵。還可以根據(jù)課時進度,在課程中穿插一些小的問題或統(tǒng)計學題目,請學生自告奮勇爭相解答,給以適當分數(shù)獎勵。改變后的考核方式加大了平時成績(課堂表現(xiàn)+課后作業(yè))的比例,更能體現(xiàn)“以學生為主體,以教師為主導”的教學理念。
參考文獻
[1] 蓋均鎰.試驗統(tǒng)計方法.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.
[2] 朱漢春,程龍.《生物統(tǒng)計學》教學改革與實踐.西南農(nóng)業(yè)大學學報(社會科學版),2006.4(3):270-272.
關(guān)鍵詞:醫(yī)學院校;生物統(tǒng)計學;專業(yè)認知;專業(yè)建設(shè)
中圖分類號:G455 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(b)-0000-00
隨著國家擴招政策的實施和教育部本科專業(yè)審批權(quán)限的下放,越來越多的本科高等醫(yī)學院校,開始跨越本校的分類屬性,開辦非醫(yī)學類專業(yè),少數(shù)醫(yī)學院校非醫(yī)學類專業(yè)數(shù)目已經(jīng)接近甚至超過了醫(yī)學類專業(yè)數(shù)目,他們的建設(shè)目標是把學校建設(shè)成為“多科性的大學”。[1]但是隨著招生規(guī)模日益擴大,高等人才培養(yǎng)問題逐漸升溫,特別是醫(yī)學院校非醫(yī)學專業(yè)大學生的培養(yǎng)工作成了擺在醫(yī)學高等教育面前的重要問題。本研究選取了某醫(yī)學院校生物統(tǒng)計學專業(yè)在校本科生為樣本,對其專業(yè)認知情況及其影響因素進行了深入研究,并提出了相關(guān)建議。希望能夠為醫(yī)學院校生物統(tǒng)計學專業(yè)建設(shè)提供參考依據(jù),并對醫(yī)學院生物統(tǒng)計學專業(yè)人才培養(yǎng)工作提出合理化建議。
1對象和方法
1.1 調(diào)查對象:以某醫(yī)學院校生物統(tǒng)計學專業(yè)全日制本科在校生為調(diào)查對象。
1.2 調(diào)查方法:本研究采用問卷調(diào)查的方式,調(diào)查問卷由研究者自行設(shè)計,由調(diào)查員統(tǒng)一發(fā)放問卷,問卷由被調(diào)查者本人填寫,研究者審核后回收問卷。本次共發(fā)放問卷113份,收回有效問卷101份。有效回收率為89.38%。
1.3 數(shù)據(jù)處理:調(diào)查結(jié)果全部數(shù)據(jù)用Epidata3.1進行數(shù)據(jù)的錄入和校驗,用SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計學處理。
2結(jié)果與分析
2.1調(diào)查對象基本情況:
在收回的有效問卷中年齡為19~25歲,平均年齡(21.19±1.12)歲。男性41人,占40.6%。在收回的有效問卷中大二(2012級)40人,占39.6%;大三(2011級)40人,占36.9%;大四(2010級)21人,占20.8%。
2.2常用統(tǒng)計方法認知情況:
其中常用統(tǒng)計方法認知情況的調(diào)查中14種統(tǒng)計方法(見表1.1),其中基本方法9種,高級統(tǒng)計方法5種。
結(jié)果顯示,在基本統(tǒng)計方法中,大二學生除均數(shù)標準差等計量資料的統(tǒng)計描述(47.5%)、方差分析(62.5%)、常用概率分布(52.5%)、直線回歸與相關(guān)(60%)以了解為主,其他均以不知道為主;大三學生除生存分析(62.5%)、meta分析(82.5%)、聚類分析(82.5%)等高級方法以不知道為主,其他統(tǒng)計方法均以了解為主;大四學生所有高級統(tǒng)計方法均以了解為主,基本統(tǒng)計方法以熟悉為主。詳細結(jié)果見下表1.1
4 將認知情況采用三分級評分,0=不知道,1=了解,2=熟悉,分別賦分0,1,2,得分越高,表明認知情況越好。取各年級學生每項統(tǒng)計方法認知得分情況,按年級分組進行多相關(guān)樣本的的非參數(shù)檢驗。Friedman 檢驗,在α=0.05水平下, =26.143,P
取每位學生每項統(tǒng)計方法認知得分之和得到該學生統(tǒng)計方法認知總得分,按性別分組,進行兩獨立樣本非參數(shù)Mann-Whitney檢驗,在α=0.05水平下,Z=-0.897,P>0.001,即性別因素對專業(yè)認知的影響不顯著。
2.3 常用統(tǒng)計軟件使用情況:
在全體有效問卷中,平時主要使用SAS軟件分析數(shù)據(jù)的有3人(3.0%),SPSS軟件的有44人(43.6%)Excel軟件的有42人(41.6%),使用其他軟件4人(4.0%),從未使用軟件的有8人(7.9%)。
在分年級統(tǒng)計中,大二年級中有23人(57.5%)選擇使用Excel軟件,為最常用軟件;另外還有7人(17.5%)不使用任何軟件。大三年級主要使用SPSS軟件,30人(75.0%);還有9人(22.5%),使用Excel。大四年級中,有11人(52.4%)使用SPSS軟件,10人(47.6%)使用Excel。詳見下表1.2
對各年級學生選擇的常用統(tǒng)計軟件進行交叉列聯(lián)表分析, =128.803,P
3 討論與建議
隨著醫(yī)學科學的不斷發(fā)展,醫(yī)學統(tǒng)計學的思維與理念已經(jīng)滲透到醫(yī)學科學研究的每一個角落。[2]該部分人才培養(yǎng)工作的好壞關(guān)系著醫(yī)學院校課程改革和人才培養(yǎng)工作的成敗,對高等醫(yī)學院校順利進行有重大的作用和意義。針對目前醫(yī)學院校生物統(tǒng)計學專業(yè)學生的認知現(xiàn)狀, 相關(guān)高校的教育應(yīng)從以下幾方面進一步改進。
3.1優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),重視基礎(chǔ)理論的教授和專業(yè)思維能力的培養(yǎng)。
基本統(tǒng)計方法是醫(yī)學統(tǒng)計學的基礎(chǔ), 掌握基本統(tǒng)計方法的基本原理、計算過程和結(jié)果解釋是學習高級統(tǒng)計方法的基本功。[3]學校在教學計劃和課程設(shè)置中應(yīng)該加強專業(yè)基礎(chǔ)課的教授,加大基礎(chǔ)課的課時比例,刪除陳舊和重復的課程為學生以后專業(yè)課的學習和專業(yè)能力的提升,打下堅實的基礎(chǔ)。重視不同課程之間、高級技能與基礎(chǔ)知識在教學中的相互滲透,加強各知識之間的銜接與聯(lián)系。建立知識理論框架,提高學生總體把握知識的能力。鼓勵學生相互學習,共同進步。開設(shè)專業(yè)講座,介紹本專業(yè)的前沿理論和發(fā)展現(xiàn)狀,提高學生的專業(yè)思維能力,開拓學生的視野。
3.2 加強統(tǒng)計軟件使用的訓練,培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的應(yīng)用型人才。
在重視理論與書本教學的同時,注意理論講授與軟件應(yīng)用的結(jié)合。有關(guān)高校應(yīng)當較強統(tǒng)計軟件應(yīng)用課時在總課時中的比例。在低年級中開設(shè)Excel與統(tǒng)計應(yīng)用等選修課程,在中高年級中開設(shè)以SPSS和SAS為主干的專業(yè)統(tǒng)計軟件應(yīng)用課程。重視學生統(tǒng)計應(yīng)用軟件使用的培養(yǎng),在統(tǒng)計軟件的使用教學中使抽象的統(tǒng)計理論形象化,使學生能合理使用、愿意使用相關(guān)的統(tǒng)計軟件。加強統(tǒng)計軟件使用的訓練,使統(tǒng)計軟件使用的教學與現(xiàn)實問題結(jié)合,著重加強學生解決現(xiàn)實問題和創(chuàng)新能力培養(yǎng),培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的應(yīng)用型人才。
3.3轉(zhuǎn)變教學模式,構(gòu)建具有醫(yī)學院校特色的生物統(tǒng)計學人才培養(yǎng)體系。
面對高校招生規(guī)模不斷擴大,醫(yī)學院校專業(yè)設(shè)置不斷多元化的現(xiàn)狀。我們應(yīng)當主動改變教學模式,在加強以往教學實踐中重視課堂教學、重視專業(yè)技能傳授的同時,應(yīng)當借鑒國內(nèi)外高校的先進經(jīng)驗。以學生的全面健康發(fā)展為核心,以提高專業(yè)技能為重點,采取靈活多變的方法不斷適應(yīng)社會對人才的需求。進行“通識教育”,促進統(tǒng)計理論與醫(yī)療衛(wèi)生教育的結(jié)合。創(chuàng)建綜合性的人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建具有醫(yī)學院校特色的生物統(tǒng)計學人才培養(yǎng)體系。
參考文獻:
[1]崔光成,劉吉成.本科醫(yī)學院校開辦非醫(yī)學類專業(yè)的現(xiàn)狀調(diào)查.中國高等醫(yī)學教育[J].2007,7:31~32
關(guān)鍵詞生物統(tǒng)計學;理論與實踐整合;中外合作辦學;雙語課程
中圖分類號S-01;G642文獻標識碼A文章編號0517-6611(2017)30-0249-02
生物統(tǒng)計學(Biostatistics)是運用統(tǒng)計學的原理和方法,分析生命科學研究數(shù)據(jù)資料的一門科學,包含試驗方案設(shè)計、試驗數(shù)據(jù)收集、整理及分析。生物統(tǒng)計學是全國許多高等院校生命科學類本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。由于該課程涉及的原理、概念及數(shù)學公式多且抽象難懂,系統(tǒng)性強,對學生邏輯思維能力的要求也高,常使學生在學習中倍感頭疼,是一門難度大的課程。而生物統(tǒng)計學屬于應(yīng)用統(tǒng)計學的范疇,具有很強的實踐性和應(yīng)用性,是一門重要的工具課,它能培養(yǎng)學生統(tǒng)計學思想,使其學會如何科學地設(shè)計研究方案及分析數(shù)據(jù),從而得出科學的結(jié)論;它能幫助學生更好地學習專業(yè)相關(guān)課程及完成畢業(yè)實習論文。因此掌握好生物統(tǒng)計學知識對學生今后從事本行業(yè)相關(guān)工作有重要意義[1]。
在全球一體化的大環(huán)境下,中外合作辦學日益興起,福建農(nóng)林大學自2003年以來成功開辦了與加拿大新斯科舍農(nóng)學院的“2+2”本科教學合作項目(中加合作班)[2],為了培養(yǎng)具有國際視野的高等人才,包括生物統(tǒng)計學在內(nèi)的許多課程被設(shè)定為雙語課程[3]。生物統(tǒng)計學雙語課程要求學生掌握生物統(tǒng)計學的基本理論與應(yīng)用的同時,也掌握一定的生物統(tǒng)計學專業(yè)英語,具備與國際同行進行專業(yè)交流的能力。本科學生的專業(yè)英語基礎(chǔ)都相對薄弱,在學習難懂的生物統(tǒng)計學原理的同時,一并學習難記的生物統(tǒng)計學專業(yè)英語術(shù)語,可以說是難上加難。為了在有限的學時中讓學生達到這兩重學習目標,對課程體系和教學模式的完善進行了初步探索。關(guān)于優(yōu)化生物統(tǒng)計學教學改革,各教學同行已有不少研究,案例法、引入各種計算機軟件輔助教學、考核方式的改革、圖示法、課程整合、項目導向等,均取得了成果[4-6]。其中課程整合模式和項目導向的教學模式啟發(fā)很大,都在很大程度上強調(diào)了實踐在生物統(tǒng)計學課程中的重要性,提倡“教、學、做”融為一體的教學理念,培養(yǎng)“知識+能力”的雙強人才。世界著名教育學家杜威(JohnDewey)也強調(diào)理論與實踐的整合,提出了綜合課程的思想。在借鑒他人經(jīng)驗的同時,結(jié)合生物統(tǒng)計學的特點,即概念理論難和實踐應(yīng)用性強,從理論與實踐相整合的角度出發(fā),設(shè)計新的教學模式,利用理論講授課、上機實踐課、網(wǎng)絡(luò)教學平臺等多方面教學整合滲透,讓學生在解決問題的實踐過程中,更加深刻地理解理論知識,培養(yǎng)統(tǒng)計思想和實際應(yīng)用的能力。
1修訂教學內(nèi)容及教學大綱
筆者所進行的教學改革面向?qū)ο鬄楦=ㄞr(nóng)林大學中加合作班的學生,他們本科學習的后2年即將赴加拿大繼續(xù)學習。為了提前適應(yīng)國外的學習環(huán)境,他們的課程皆為雙語課程,大多為全英文授課。針對各不同專業(yè)及各不同課程的雙語課程,英文教學部分所占不等,都旨在使學生在掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)能進行該專業(yè)學術(shù)問題國際交流的能力。而在英文滲透度不同階段的雙語教學中,以全英文教學對提高學生英語交流能力效果最好[7]。考慮到學生的實際需求,加上所面向的學生英語水平普遍較好,在教學內(nèi)容的改革中,相應(yīng)提高了英語教學所占的比重。起初計劃實行全英文教學,但在與學生的初步交流后,發(fā)現(xiàn)他們的生物統(tǒng)計學專業(yè)英語基礎(chǔ)十分薄弱,如果一味用全英文教學,恐怕本就難懂的生物統(tǒng)計學知識再加上不甚明了的專業(yè)英語使學生對該課的感覺更加云山霧罩,可能連掌握相應(yīng)生物統(tǒng)計學原理的這個最基本教學要求都完成不了。因此修訂了原初的教學計劃,適當增加了中文教學的分量,在教學參考書、課件及教學情景設(shè)置上都做了相應(yīng)的調(diào)整。教學用書選定了2本,中英文各1本,分別為杜榮騫著的《生物統(tǒng)計學》(高等教育出版社)和ThomasGlover、KevinMitchell著的AnintroductiontoBiostatistics(WavelandPrInc),同時也列出一些適合本科生閱讀的英文教學參考書,方便學生課前預(yù)習和課后自學。采用全英文課件,旨在更好地給學生一個英語教學環(huán)境,而教學過程中,針對關(guān)鍵的專業(yè)知識和難懂的統(tǒng)計原理,用中英文詳細解釋,反復舉例,力爭使學生在掌握生物統(tǒng)計學知識的基礎(chǔ)上同時增強他們的生物統(tǒng)計專業(yè)英語交流能力。
在確定該雙語課程的教學語言模式后,根據(jù)該課程的教學目標及學時數(shù),考慮到增加的生物統(tǒng)計學專業(yè)英語方面的學習內(nèi)容,修訂完善了教學大綱,對教學內(nèi)容進行相應(yīng)調(diào)整。相較于學校其他專業(yè)及他校該課程的40~50個學時安排,安排了60個學時,從時間上說比較充裕。其中51個學時為課堂理論課,9個學時為上機實踐課。教學的主要內(nèi)容與以往保持一致,包含生物統(tǒng)計學的基本原理概念、試驗設(shè)計、描述統(tǒng)計(數(shù)據(jù)的整理與分析)和推斷統(tǒng)計,每章增加相應(yīng)的專業(yè)英語和統(tǒng)計軟件操作的學習內(nèi)容,并在課堂講解后及時進行上機實踐課的練習。為了讓學生更好地學會靈活應(yīng)用統(tǒng)計知識解決實際問題,一些公式的數(shù)理推算過程簡略介紹,不再重點講解。一方面讓學生有更多時間和精力做到學以致用,另一方面打消學生因害怕艱澀難懂的數(shù)學演算而對該課程產(chǎn)生厭學情緒。在教學模式中,將理論與實踐相整合,以達到“學中做,做中學”的目標。
2整合理論教學與實踐教學
生物統(tǒng)計學雖然系統(tǒng)性、理論性強,但它更是一門實踐性強的工具課。在教學中,若僅教授理論,學生很可能難以在今后的實際實踐工作和研究中將其真正變成有利工具利用起來。基于這些特點,筆者試著從多角度進行理論和實踐相整合的教學模式改革,以提高教學效果。具體體現(xiàn)在3個方面:一是試驗設(shè)計原則理論與實踐案例數(shù)據(jù)分析的教學整合;二是實踐案例統(tǒng)計分析理論與計算機統(tǒng)計軟件操作的教學整合;三是利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺、課堂及課后的互動、中英文參考書的導讀,將生物統(tǒng)計專業(yè)英語的教授與交流整合。
試驗設(shè)計原則是生物統(tǒng)計學課程的重要內(nèi)容之一,貫穿整個課程體系,它集中體現(xiàn)了統(tǒng)計思想的精髓所在。而對學生統(tǒng)計思想的培訓,可以說是生物統(tǒng)計學課程教學的核心部分[8]。在教學過程中,這部分相對容易,沒有復雜的數(shù)學公式,內(nèi)容邏輯性強,學生能很快認同,但這也是最難教的一部分,學生可以很輕易地快速記住這些概念,但遇到實際問題的時候卻往往表現(xiàn)得不知所措。同時,正因為沒有真正學會如何去用,學生在一段時間后,可能不再記得這些概念原則。考慮到系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性,不少生物統(tǒng)計學書將試驗設(shè)計的內(nèi)容放在了全書的后半部分。若課堂教學也參照該順序,那么試驗設(shè)計原則教授的內(nèi)容并沒有反復解說和演練,很可能會導致試驗設(shè)計的原則與實踐案例分析相割裂,難于找到內(nèi)在的密切聯(lián)系,也使學生對試驗設(shè)計的原則學習缺乏實踐應(yīng)用,從而導致易學易忘。所以筆者選擇了從課程教學的初期就開始結(jié)合案例講授統(tǒng)計思想,推出試驗設(shè)計原則的內(nèi)容,在后期的各推斷統(tǒng)計模型的教學中,先給出案例,讓學生自我實踐,做出試驗設(shè)計,進一步講解試驗設(shè)計原則與統(tǒng)計思想。一方面使普遍懼怕書中繁雜數(shù)學公式的學生了解到統(tǒng)計其實是很有趣的一門課,并非是一味地進行數(shù)學計算,打破學生恐懼的心防,激發(fā)學生的學習興趣,讓學生有學下去的動力。另一方面,讓試驗設(shè)計原則與統(tǒng)計思想的講解和實踐貫穿課程始終,原理、原則思想都是從實踐中高度抽象濃縮的概念,也只有通過不斷的實踐,才能使學生在識記的基礎(chǔ)上做到靈活應(yīng)用,提高統(tǒng)計學能力。
計算機統(tǒng)計軟件的操作技能在當今科技高度發(fā)展的時代愈顯重要,尤其是當今大數(shù)據(jù)時代,對于海量數(shù)據(jù)的處理,單靠紙筆顯然是不夠的。因此計算機統(tǒng)計軟件教學的重要性也被提到日程上來,成為當今生物統(tǒng)計學課程教學的重要部分[9]。關(guān)于計算機統(tǒng)計軟件的教學,筆者在不同班級中分別嘗試過Excel、SPSS和R教學,它們各有優(yōu)缺點,
哪個軟件更適合本科教學,很難一概而論。軟件的操作屬于課程實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容,它們都可幫助學生省去用復雜公式計算的工作,更高效地分析處理數(shù)據(jù)。無論是哪種軟件,單一的操作教授并不是難點,如何選擇正確的程序命令,如何解讀計算結(jié)果,得出科學結(jié)論才是統(tǒng)計軟件學習的關(guān)鍵,而這些則依賴其背后統(tǒng)計原理的掌握。正是由于這樣環(huán)環(huán)相扣的關(guān)聯(lián),在教學過程中,筆者將統(tǒng)計軟件的教學和相對應(yīng)的生物統(tǒng)計理論的講解通過實踐案例相整合,在課堂中講完統(tǒng)計理論后,隨即教授如何用軟件操作相關(guān)案例,通過軟件操作的講解和結(jié)果的解讀,進一步鞏固相關(guān)統(tǒng)計理論。同時,特意調(diào)整上機實踐課的時間,讓學生得以及時實踐,將實踐與理論教學整合。
該課程是雙語課程,培養(yǎng)學生的生物統(tǒng)計專業(yè)英語能力也是教學的主要目標之一。而任何英語的學習,更多實踐的練習是學好的不二法門。為了達到這個教學目標,筆者也采取了理論與實踐整合的策略,除了全英文課件及課堂英文教學外,也利用各種課堂課后互動的機會及學校的網(wǎng)絡(luò)教學平臺加大對學生生物統(tǒng)計專業(yè)英語的實踐訓練。推薦課程參考書有英文書也有中文書,推薦中文書的目的是幫助沒有生物統(tǒng)計學基礎(chǔ)的本科生更好地系統(tǒng)掌握該學科的理論知識,而英文參考書的閱讀則進一步訓練學生生物統(tǒng)計的專業(yè)英語閱讀能力。通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺上傳該課程的學習資料,布置部分課程作業(yè),加強與學生的互動。上機實踐課和課后習題也大部分采用英文形式,讓學生在實踐練習中熟記生物統(tǒng)計的專業(yè)英文詞匯。
3教學效果及其展望
經(jīng)過這樣的教學改革,取得一定教學成果,但仍有不少缺憾的地方。通過理論與實踐相整合的教學模式,學生對抽象的統(tǒng)計學概念原理有了深一步的了解,可能對方差分析、線性回歸模型中相對復雜的計算公式不一定完全記牢,但對
其試驗設(shè)計的原理都有所掌握,對于不同的案例,學生基本都能判斷出其試驗設(shè)計的類型,據(jù)此選擇正確的軟件程序命令,并對數(shù)據(jù)輸入結(jié)果做出正確的解讀,達到了預(yù)期的教學效果。教學反饋顯示,學生普遍覺得案例偏少,自己實踐練習的環(huán)節(jié)不夠。從學生的表現(xiàn)看,他們也普遍熱衷于自我實踐的學習,激發(fā)了學習的熱情,筆者也鼓勵啟發(fā)他們嘗試多種方法解決問題,引導他們在課堂外自學,在實踐中相互討論,讓他們更深刻、直觀地理解生物統(tǒng)計學原理。而這也從另一方面反映了生物統(tǒng)計學為應(yīng)用統(tǒng)計學一個分支的特點,需要在實踐中學習,才能幫助學生活學活用。為了檢驗學生對生物統(tǒng)計專業(yè)英語的掌握情況,在課程考核(上機考試和期末閉卷筆試)中也采用部分英文考核方式。雖然大多學生最初被題目中描述的生物試驗的專業(yè)英語所難住而顯得無從下手,也有少數(shù)學生還是抓住了題目中統(tǒng)計常用的詞匯,對題目做出了應(yīng)有的解題判斷,在筆者的一點提示后,近一大半的學生還是有了解題的正確思路,這有很大可能是得益于英文教學與平時大量英文習題的練習。
總之,作為應(yīng)用統(tǒng)計學分支的生物統(tǒng)計學是實踐性強的一門工具課,又具有理論性強的特點,理論與實踐相整合的教學模式使學生“學中做,做中學”,不但激發(fā)了學生學習的熱情,也能幫助學生通過實踐更深刻地理解其背后統(tǒng)計原理概念,并真正做到活學活用。結(jié)合教學效果及學生的教學反饋,將對該教學模式進行進一步的優(yōu)化,進一步增加軟件實踐環(huán)節(jié),做到學以致用,培養(yǎng)出適應(yīng)當今科技發(fā)展潮流的人才。
作者:賈琪等
參考文獻
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生物統(tǒng)計作為畜牧學科的核心課程一直是高校的講授重點與難點。本文將結(jié)合筆者在講授生物統(tǒng)計學課程中發(fā)現(xiàn)的一些現(xiàn)實問題,如:理論課與實操分割,學生的數(shù)理基礎(chǔ)薄弱,課堂交流的缺乏等探討生物統(tǒng)計學課程的教學改革方向。
關(guān)鍵詞:
生物統(tǒng)計;教學改革
統(tǒng)計學可以分為數(shù)理統(tǒng)計和應(yīng)用統(tǒng)計兩大范疇。生物統(tǒng)計學就是應(yīng)用統(tǒng)計學中的一個重要分支,同時也是生物信息分析和超級計算機平臺上進行大數(shù)據(jù)分析的重要理論基礎(chǔ)。隨著國際大數(shù)據(jù)時代的到來,中國不論從政府,企業(yè)還是高等學府越來越重視統(tǒng)計學的相關(guān)課程。通過生物統(tǒng)計學課程的講授,筆者發(fā)現(xiàn)了一些生物統(tǒng)計學課程講授中一些值得探討的問題。
1高校教學安排中通常將理論課的講授和實踐操作分割開來
舉個例子來說,在高校的生物統(tǒng)計學課程通常是先進行基礎(chǔ)理論的講授,內(nèi)容包括統(tǒng)計資料的整理,資料的描述統(tǒng)計,常用的概率分布,假設(shè)檢驗,方差分析,卡方檢驗,直線回歸與相關(guān)分析,以及試驗設(shè)計方法。所有的理論課程講完以后,一般情況下就過去10個教學周了。之后是安排一整周的教學實習。教學實習的安排通常是一種統(tǒng)計學軟件(如SAS)的操作,以SAS軟件為例,主要教授如下內(nèi)容:SAS軟件的基本操作,SAS程序結(jié)構(gòu)、程序的輸入、修改調(diào)試和運行,常用生物統(tǒng)計方法的SAS程序(描述性統(tǒng)計、資料的正態(tài)性檢驗、t檢驗、方差分析、直線回歸分析等)[1]。這里有幾個小問題值得高等教育的工作者去思考。首先,學生的記憶能否再10周以后對于抽象的理論知識依舊清晰。在微機課程開始的時候,所學的知識已經(jīng)是幾周以前講授的內(nèi)容了,在教學中,我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)當我提出一個指令讓學生輸入的時候,一部分學生還可以馬上跟上教師的節(jié)奏,另一部分學生在線面瞪著眼睛茫然不知所措。其次就是實踐操作的部分內(nèi)容和理論課程脫節(jié)。這樣講授的后果就是不論理論課程還是實踐操作,學生學習結(jié)果都是半桶水,而生物統(tǒng)計學課程也成為同學們心目中的難點課程。
2涉及大量的抽象概念和公式,導致學生缺乏學習該課程的興趣
生物統(tǒng)計學涉及大量抽象概念,例如:總體與樣本,參數(shù)與統(tǒng)計量,準確性與精確性,隨機誤差與系統(tǒng)誤差,小概率事件實際不可能原理等[2]。生物統(tǒng)計學涉及大量的數(shù)學知識。雖然我院的學生在開設(shè)生物統(tǒng)計學課程之前已經(jīng)學習了部分高等數(shù)學的知識。但對于理工口的學生而言,農(nóng)科口的學生對數(shù)學的掌握和運用程度仍然有所欠缺。而這些抽象的概念和公式導致了部分學生的恐懼心理。
3統(tǒng)計學課程的數(shù)理屬性導致了課堂交流開放性的欠缺
和管理或文法課程不同的是,生物統(tǒng)計學課程中講述例題的結(jié)果是在概率論的基礎(chǔ)下做出的結(jié)論。比如說:當計算出的試驗參數(shù)小于或超過試驗閾值的時候,我們可以接受或否定預(yù)先建立的零假設(shè),而否定或接受備擇假設(shè),從而對試驗結(jié)果做出統(tǒng)計學上的判斷[3]。而管理學課程往往可以是多元開放的結(jié)果。比如:請用S(strengths)W(weaknesses)O(opportunities)T(threats)分析法來討論一家企業(yè)的優(yōu)勢,劣勢,機會和威脅。同學在和教師的討論過程中就可以根據(jù)自身的知識,經(jīng)驗和理解給出開放多元的答案。根據(jù)以上三點在生物統(tǒng)計學講授課程中所發(fā)現(xiàn)的問題。我對生物統(tǒng)計學課程有如下思考:1)將理論課時和實踐課時結(jié)合講授。首選的方案是在機房里講授統(tǒng)計學課程,2個標準學時的大課可以一堂課程講授理論課程,一堂課講授相關(guān)的微機操作。次選方案是在多媒體教室講課時,老師用自己的筆記本電腦連接連接多媒體平臺,切換理論和操作課程的講授,每節(jié)課程結(jié)束后,下次課帶學生進機房實操。2)對于數(shù)學基礎(chǔ)相對薄弱學科的學生,在每節(jié)課的講授之前先做一個簡單的概念回顧,將本節(jié)課程所需要運用的數(shù)學知識進行一個幾分鐘的短時間review以消除學生對數(shù)學知識的恐懼心理。3)加強和學生的課堂溝通。盡管無法做到象文科類課程那樣隨心所欲的暢所欲言,課堂交流在生物統(tǒng)計學課程上仍然是必要的。一般而言,我會選擇上一堂課結(jié)束前講授過的習題和同學們進行溝通交流。溫故而知新,對自己已經(jīng)聽過的課程同學們進行解答和回顧往往更有信心,也能更好的活躍課堂的氣氛。
4總結(jié)
生物統(tǒng)計是一門農(nóng)業(yè)口重要的核心課程,在生物統(tǒng)計的教學中,筆者發(fā)現(xiàn)了一些困擾現(xiàn)在高校教師和學生的問題,也提出一些教學改革的探討,以期提高教學效率,改善教學效果。
參考文獻