提高生物统计学教学效果的方法探索

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　　摘要    生物统计学是数理统计学在生物学领域的应用，是进行科学研究与实践的重要工具。生物统计学是植物生产类及生命科学类相关专业本科生的专业基础课，具有较强的理论性和实践性，是一门教师难教、学生难学的课程。本文针对生物统计学的教学特点，结合数年教学实践过程中的探索与尝试，归纳总结教学心得与体会，对如何有效开展教学进行初步探讨，以期为今后高校生物统计学教学改革提供参考。
　　关键词    生物统计学;教学方法;教学改革
　　中图分类号    G642        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2019）23-0250-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　生物统计学是运用数理统计学的原理、方法分析和解释生物学现象及问题过程中所形成的一门学科，是应用统计学的一大分支。生物统计学的主要内容包括试验设计方法、数据的收集与整理、统计方法的选择及结果分析与应用。随着生物学研究的快速发展，生物统计学已发展成为现代生物学领域进行科学研究和生产实践必不可少的工具，是生命科学相关专业学生都应该掌握的一门重要的工具学科，是高等院校生物科学专业的必修课程之一。生物统计学具有较强的理论性、逻辑性及实践性等特点，学习中涉及到大量的数学公式，同时由于假设较多、比较抽象，要求学生必须具有扎实的数学基础和较强的逻辑推理能力，一直以来都被认为是生物学科专业最具难度的课程之一。与其他课程相比，生物统计学内容多且零碎、概念多且抽象、公式多且复杂，从而造成教师难教与学生难学的局面[1]。因此，针对该课程特点，探索更加适合的教学内容、教学手段和教学方法，最大程度激发学生的学习兴趣，让学生从被动接受变为主动学习，熟练掌握课程知识并能够应用到专业实践中是一个非常重要且亟待解决的问题。笔者结合自己的教学实践，在分析、思考教学中遇到问题的基础上，就如何提高课程教学效果进行探讨，以期为生物统计学的教学改革提供一些参考。
　　1    明确生物统计学课程的重要地位
　　生物统计学是一门重要的工具学科，是许多高等院校农学、生物学、医学、植保、林学及食品等专业的必修课程，在本科教学中占据非常重要的地位。它是进行现代生物学研究所必须掌握的工具，是从事生命科学研究工作必备的基础技能;同时该课程又是其他专业课程的重要基础，能够培养学生科学研究、综合分析问题以及解决问题的能力，为学生未来在相关专业深造奠定基础。明确生物统计学的地位及作用，让教师和学生均认识到该课程的重要性，才能从根本上保证教学效果。以河北农业大学为例，之前某个专业因学生普遍反映该课程难度较大，易导致考试不合格，而将该课程从专业基础课程定为专业选修课，结果学生从心理忽视该课程学习，最终考核成绩极差，间接影响了学生的综合素质，造成因噎废食的局面。因此，明确生物统计学在生命科学相关专业中的重要性，合理定位，教师积极引导，让学生主动学习，才能从根本上提升教学及学习效果，培养和提高学生独立分析和解决问题的能力及创新思维能力，最终提高其科学修养和综合素养。
　　2    合理编排教学内容，精讲与泛讲相结合
　　生物统计学课程学习内容较多，理解记忆较为困难，但是如果进行梳理就会发现，整个课程教学内容可以分成脉络清晰的几块内容，譬如试验设计、统计假设测验、方差分析以及回归与相关等。在授课过程中，引导学生把握学习主线，认识到不同章节之间知识的关联性，在重要关节知识点处细讲，让学生充分领悟吸收，原理及分析流程相似的内容，选取部分章节重点阐述，其他则可粗略讲解或引导学生自学即可。在教学过程中巧抓重点与难点，突出重点，分解难点，做到重点突出、主次分明、循序渐进，进行启发式教学，以有效激发学生的学习兴趣和热情，起到事半功倍的效果[2]。譬如统计假设测验是生物统计学的一大难点内容，其内容涵盖了u测验、t测验，F测验以及χ2测验等内容，涉及多个章节。统计假设测验是建立在理论抽样分布和小概率事件原理基础之上，为了让学生更好地理解统计假设测验原理及流程，在课时编排时对抽样分布、小概率原理安排较多学时进行重点讲解，同时结合u测验对假设检验的流程进行分析，学生在掌握这部分内容之后，其他附帶内容及后续章节也就很容易接受和掌握。
　　3    教学与科研实践有机结合
　　在本科生物统计学的教学环节中，由于受到诸多客观条件的限制，部分实践性很强的教学内容只能在课堂讲解，学生参与科研实训、将所学理论知识与实际科研训练相结合的机会较少，致使教学与科研脱节，学生只能死记一些空洞的概念和理论，无法准确理解和掌握理论知识，将理论知识应用于科研实践更加困难，难以真正把所学理论知识消化吸收转化为自身实际技能[3]。譬如在河南农业大学，生物统计学课程一般安排在大学二年级上学期，此时学生很少有机会进入实验室参与科研训练，对很多专业性较强的知识点不能准确理解和把握，学习起来有一定困难。后经统计教研组建议，学院在统计课程内增加部分实践教学环节，带领学生进入实验室与科研基地，促进学生将所学理论知识及时与实际应用联系起来，加深理解;此外，学院在大学二年级上学期实行本科生全员导师制度，鼓励本科生积极参与到科研实践中去;学生经历过这些实践教学环节后，在统计教学课堂上讲解专业案例时就会有比较直观的印象，接受起来容易许多。因此，建议在进行统计教学时，适当穿插一些实践教学环节，将有助于学生对所学知识的理解和运用，起到巩固课堂教学效果的作用。 　　4    滚动式教学促进学生理解和掌握
　　生物统计学教学内容逻辑性及连贯性较强，前后章节联系紧密，层层深入。如果学生在某一关键知识点处没有掌握好，很可能导致后面的许多内容都难以听懂。此外，学生通常每周只安排1～2次课程，大部分学生课下又很少进行课前预习和课后复习，学过的知识即使当时理解，但下次上课时可能也已经忘记。上述情况如果不能很好解决，都会导致学生陷入越来越听不懂的恶性循环中，最终产生厌学情绪，甚至内心排斥和抵触该门课程[4]。因此，在新课程开始前，对之前所学重点知识进行简单回顾和总结，并结合案例引出即将学习的新知识就显得尤为重要。在新一节课程开始前，教师尽可能采用提问或自我归纳总结的方式，带领学生复习回顾上次课所学的重要知识点，并进行简要梳理，让学生在短时间内理清思路，进而引申出新的知识，将有助于显著提高教学效果。
　　5    案例教学增加趣味性
　　生物统计学主要是培养学生分析和解决实际问题的能力，然而不同专业学生所面临的实际问题千差万别。在进行统计教学时，应注重应用性，能让学生将所学知识同专业实践紧密联系起来，这就要求教师在授课过程中就要更加灵活，不能固化教学内容，局限在教材内容之中，在讲授过程中力求采用案例教学法，尽可能引入更多专业相关实际案例，让学生在课堂上就能接触到各种各样的大量实际问题，引导和培养学生综合运用所学知识去解决实际问题的能力[5];同时有助于弥补理论教学抽象、枯燥的问题，增强统计教学的趣味性，让学生听起来感到更加生动形象，有利于加深对所学知识的理解、消化吸收和升华，起到融会贯通、举一反三的作用。比如在讲授田间试验设计所要遵循的重复、随机和局部控制等3项基本原则时，为强调重复原则的重要性，列举了近年来行业内数位影响深远的典型学术造假案例予以启示，学生们反响强烈;在促进学生理解知识的同时，间接引导学生要注意树立良好的学术道德观念，起到一石二鸟的作用。
　　6    多媒体教学与传统教学相结合
　　目前，多媒体教学已在统计教学中广泛使用。与传统教学手段相比，多媒体教学内容丰富、信息量大，可以借助图片、动画或视频等丰富多彩的形式，图文并茂进行展示，将抽象、艰涩难懂的统计概念和公式变得更加直观和形象，可增强学生对所学知识的理解和运用，同时还可充分调动学生的注意力和学习兴趣，提高课堂效率[6]。应用多媒体教学时，在授课过程中，教师可以根据需要直接利用Excel、SPSS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果，学生在理解记忆繁琐的统计理论之余往往会惊诧于统计软件功能的强大及快捷，充满好奇感，不仅提高了学生的学习兴趣，也实现了理论教学内容与统计软件应用的有机结合，有助于学生对统计软件的熟悉和掌握[7-8]。采用多媒体教学，对教师来讲可节省大量板书时间，有较充足的时间去仔细讲解知识点，与学生进行互动;对学生来讲，在课堂上可以集中精力听讲，把更多时间放在思考问题上，课下再根据课件整理笔记，更有利于学生消化吸收讲课内容。多媒体教学虽有诸多优点，但也不能完全依赖它。在授课过程中要根据学生对知识点的理解及接受情况，必要时辅以板书，加强学生对重要知识点的理解。通过多媒体教学与传统板书的有机结合，提高了教师教学效率和学生学习效率，取得了良好的教学效果。
　　7    培养学生使用统计软件分析数据能力
　　生物统计学是一门工具学科，教学目的是为了使学生理解和掌握统计学的原理和方法，并可利用统计方法正确的进行试验设计和科学合理地整理分析所搜集的数据资料，最终掌握应用统计学知识分析和解决实际问题的能力，但是这其中要涉及到大量复杂的计算，耗时费力。近几十年来，得益于计算机的快速发展和普及，各种统计软件相继开发出来并应用，使得原本冗繁的计算过程变得简单、快捷和准确，借助先进的统计软件，可将学生从繁琐的计算中解放出来，把更多精力投入到对问题的分析讨论和统计分析结果的评价上去。因此，在学生学习掌握统计学的原理和方法后，应通过计算机教学加强学生对常用的统计软件了解和掌握，引导学生投入较少精力解决实际问题，为科学研究和生产实践服务。适用于生物统计教学的计算机软件有SAS、SPSS、Excel等，其中SAS虽功能强大，但对使用者要求较高，需经过一定训练才可使用，不适合作为本科教学软件;SPSS软件由于操作相对简便、易学易用，同时还有很好的制图功能，目前在生物统计学领域得到了广泛的应用[1];Excel从严格上说并不是统计软件，但其拥有较强大的统计分析功能，对于简单分析，使用较为方便，而且作为常用的办公软件，学生对其比较熟悉，很容易上手，因而非统计专业的统计教学一般选用Excel软件作为辅助教学工具。笔者在几年的教学实践中发现，由于本科生计算机基础普遍较差，在应用SPSS软件进行教学时，学生接受程度及学习效果一般，在后来的教学探索中，尝试以Excel与SPSS软件相结合进行，学生可根据掌握情况自行选择使用，一般简单问题利用Excel即可完成，遇到复杂问题应用Excel分析难以解决时，则运用SPSS软件进行分析[9-10]。为了增强上机课程学习效果，教研组编写了《试验设计与统计分析上机指导》，挑选实际案例，将软件的操作过程详细列出，为学生学习和掌握软件使用提供參考。从实际教学效果来看，利用Excel与SPSS软件相结合进行教学，难易搭配，可使学生快速接受并掌握利用统计软件进行统计分析的基本操作，取得了良好的教学效果。
　　8    多种考核方式并举
　　考核是衡量教师教学质量与效果、检测学生知识掌握程度的一种重要手段。传统的考核方式手段比较单一，通常仅靠一次期末考试就决定了整个学期的成绩。大学平时管理比较宽松，有相当一部分学生自律性较差，平时不注重学习，期末考试前手忙脚乱，进行考前突击，临阵磨枪，但限于统计学的自身特点，仅靠突击复习很难考出理想成绩，更违背了课程的培养初衷。针对这种情况，笔者对考核方式进行了适度改进，每章节布置一定量的作业，保证涵盖章节重要知识点，对每次作业的完成程度进行量化并纳入平时成绩;增加了期中考试，督促学生重视平日课下的学习，考试成绩纳入综合成绩并占相当大比重;进行计算机实验课学习统计软件操作时，适时适量进行实际测评，测试学生对统计软件操作的掌握程度，并将考核结果量化纳入平时成绩。在期末考试命题时，注重突出统计学的实用性，不出或少出需死记硬背、理论性很强又无实际用途的考题，着重考察学生对所学知识的理解，以及灵活运用、解决实际问题的能力。通过多种考核手段相结合，督促学生平时坚持学习，起到了很好的教学效果。 　　9    结语
　　生物统计学是一门逻辑性及理论性均较强的应用学科，涉及的内容多且抽象。对学生而言，该课程枯燥乏味，艰涩难懂，理解记忆比较困难，实际运用更困难，大部分学生都不愿意主动学习。因此，在教学过程中，教师应从学生的实际情况出发，循循善诱，让学生认识到统计学在未来学习和科研生涯中的重要作用;注意合理编排教学内容，突出重点，进行启发式教学;改变教学方法，加强实践教学环节，让理论教学与科研实训有机结合;采用案例教学，充分发挥多媒体教学优势，提高学生学习兴趣;改革传统单一的考核方式，督促学生把功夫用在平时，充分调动学生的主动性和积极性;注重培养学生对统计软件的操作和应用能力，掌握Excel、SPSS等常规统计软件的使用;通过该课程学习，最终让学生达到能够综合运用生物统计学原理和知识解决实际问题的培养目标。
　　10    参考文献
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　　[2] 陈春，叶子弘，叶素丹.生物计量专业生物统计学教学改革的思考[J].高教论坛，2011（2）：80-82.
　　[3] 张建平，张强.生物统计学理论与实践相结合教学模式探索[J].教育教学论坛，2013（50）：217-218.
　　[4] 王伟，崔秀珍，吴世秀.生物统计学教学特点及对策[J].高等函授学报（自然科学版），2010，1（23）：17-18.
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　　[9] 高丽.Excel和SPSS软件辅助生物统计学教学模式的探索[J].大学教育，2014（15）：144-146.
　　[10] 王素平.《生物统计学》教学方法改革分析[J].商丘师范学院学报，2012，28（6）：132-133.
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