新形势下《生物统计与试验设计》课程的教学改革探讨
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作者:徐扬 李鹏程 杨泽峰 徐辰武
摘要：《生物统计与试验设计》是农学专业的基础课程，是从事科学研究的必备工具，对于培养学生的科学素质与实践技能具有十分重要的作用。目前课程教学主要存在内容复杂、教学形式单一、实践环节薄弱等问题。文章结合课程的教学实际，概述了该课程理论教学环节与实践教学环节的改革，旨在提高课程的教学质量，为培养新形势下具有科研素养和专业实践能力的高素质人才奠定良好的基础。
关键词：生物统计与试验设计;教学改革;网络教学平台;统计软件
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）42-0093-02
《生物统计与试验设计》是研究如何收集、整理、分析和解释生物学相关研究中所得数据资料的一门课程，该课程一直是农学专业重要的基础课程[1]。该课程既涉及统计理论知识和统计分析方法，又紧密结合专业实践和科学研究，这些理论和方法，既是专业基础课必备的基础，又是进行科学研究必不可少的工具。通过该课程的学习和训练，不仅能培养学生处理和分析农学和生物学试验数据的能力，而且能够增强学生发现问题和探究问题的科研素质，树立牢固的专业思想。
随着信息技术的不断发展，教学模式也应随之改进，在此背景下，高校教师在授课过程中如何完善教学内容，改进教学手段，创新教学方法，就显得尤为迫切。因此，本文结合扬州大学农学专业的教学实际，分析目前教学中存在的问题，探讨新形势下《生物统计与试验设计》课程的教学改革，以期提升该课程的教学质量。
一、课程的教学现状
1.教学内容复杂。《生物统计与试验设计》课程概念多、公式复杂、计算烦琐，学习时需要具备一定的数学基础、数理统计知识和较强的逻辑思维能力，掌握起来难度较大，导致学生在学习中容易失去积极性。此外，学习内容是承上启下的，一旦学生跟不上某一章节的授课内容或因事假而落下课程，就很难掌握后面章节的课程，极容易引起学生的厌烦与畏惧心理[2]。
2.教学形式单一。该课程的教学方式也相对比较单一，以板书为主，或结合PPT，主要采用讲授法，无法调动学生的积极性，导致学生机械的记忆概念和公式，容易枯燥乏味，逐渐失去学习的热情。
3.实践环节薄弱。以往教学注重课本理论知识讲解，学生通常采用上课记笔记、下课做练习题的学习模式，这会导致学生遇到实际问题时不知所措，不能灵活运用所学知识解决实际问题，无法满足培养社会创新型高素质人才的需求。
二、理论教学的改革
1.优化教学内容。《生物统计与试验设计》课程主要包括统计分析与试验设计两部分内容，在以往的教学中存在的问题就是将重点放在统计分析这部分，而忽视了试验设计部分。而事实上，科学的试验设计是统计分析的前提和基础，通过试验设计部分内容的学习，使学生更加明确试验的研究的方法和意义。因此，在课程内容的编排上，不能忽视试验设计部分，在考虑课程的理论性和系统性的同时，要注意加强应用性与实践性。其次，生物统计学不同于数理统计学，在教学中适当减少定理的证明、数理推导等内容的讲解，将重心放在统计分析的基本原理，公式的统计意义以及如何应用，在课堂教学时，可以结合农学专业背景，以开展的试验研究为实例，尽可能把抽象的统计问题变为学生能够接触到的专业实例[3]。
2.创新教学方式。生物统计学内容复杂，公式繁多，计算量大，单一的教学形式很容易使学生对该课程失去兴趣，因此，在讲课过程中，应有针對性地选择合适的教学方法，丰富教学手段，具体可以采取以下措施：（1）运用案例教学：在讲授相关知识点的同时，可以联系专业实践，讲解怎样设计试验方案，如何获取试验数据，如何保证取得样本的代表性，如何减小试验误差并无偏地估计试验误差，如何利用相应的统计方法分析试验数据，并对统计分析的结果做出科学的判断和合理的解释。（2）运用研究性教学：在传统启发性教学方法的指导下，引入研究性教学环节，以小组为单位，由任课教师布置与知识点相关的实际问题若干，各小组选择相应题目，利用课本及网络资源查找解决方法，在课堂上进行讲解，然后教师进行补充和总结。由传统教学中教师的"一言堂"变成师生互动的“多言堂”，改变以教师为中心、学生被动接受知识的现状。（3）运用网络教学综合平台：在上课前，授课教师利用网络教学综合平台上传教学课件和教学视频，学生以自学为主。在课堂上，教师可以在网络教学综合平台上布置课堂练习，及时掌握学生的课程学习情况。在课后，利用网络平台批阅作业，回答学生的提问，学生利用网络教学综合平台可以及时复习上课所讲的知识点，对难点内容及时提问等，形成课上与课下全方位、立体式的交流互动模式。
三、实践教学的改革
1.结合统计软件。国家教育事业发展“十三五”规划强调“践行知行合一，将实践教学作为深化教学改革的关键环节”。但是，目前在多数农业类高校的教学中，通常注重课本理论知识讲解，而忽略了对学生实践能力的培养，造成学生无法灵活应用所学知识，也很难将理论与实际结合[4]。因此，在教学中，可结合统计软件给学生进行演示，同时讲解分析原理，对分析结果进行科学合理的解释，并增加一些上机操作课程，对学生进行上机指导。引导学生将理论学习应用于实践，增强学生实际操作的能力，达到学以致用的目的[5]。
目前，生物统计教学中广泛应用的统计软件主要有Excel、SAS、SPSS和R等。其中，Excel软件虽然统计分析功能相对薄弱，但原始数据大多以Excel形式储存，使用极为简便，因此一些基本的统计分析用Excel即可[6]。SAS是专门用于统计分析的商业软件，覆盖面较广，几乎包含了生物统计学的所有方法，但SAS需要一定的编程基础，对学生来讲有一定的难度。SPSS软件功能齐全，与SAS、R等软件相比，SPSS软件的所有任务通过下拉式菜单驱动完成，无须使用编程语言，操作简单，应用较为广泛。R是用于统计分析和制图的优秀软件，与SAS和SPSS相比，最大的优势在于能够免费下载和使用，并且具有强大的图形展示功能，尽管R需要编程，但是相比于SAS，R的编程语法通俗易懂，较容易掌握[7]。在《生物统计与试验设计》的教学中，可以根据实际需求选择SPSS或R。
2.改进考核方式。目前的生物统计课程考核往往采用闭卷考查理论知识的方式进行，这种考核模式使学生只注重理论知识的学习，忽视了知识的实际运用，而为了更好地加强学生的实践操作能力，达到知行合一的目的，应改进传统的考核方式。为了客观准确地评定学生的成绩和能力，学生成绩可由平时成绩（30%）、实践成绩（30%）、期末笔试成绩（40%）三部分构成。平时成绩主要考查学生的课堂表现、网络平台的在线测试及课后作业的完成情况。实践成绩主要以上机操作的形式考查学生综合分析问题和解决实际问题的能力。期末笔试成绩主要考查学生对基本理论知识的掌握程度和应用情况。这种考核方式可以让学生既注重理论知识学习，又注重实际问题分析，有助于提高学生的综合能力。
四、结语
在新形势下，教师应当与时俱进，不断优化教学内容，创新教学方式，在教学过程中充分发挥学生的主观能动性。只有不断地改革创新，才能更好地保证《生物统计与试验设计》课程的教学质量，为今后培养具有专业精神和实践能力的高素质人才奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]李鹏程，杨泽峰，徐辰武，顾世梁.《生物统计与试验设计》SPOC课程建设的探索与思考[J].开封教育学院学报，2017，37（11）：52-53.
[2]张恩盈，赵永厚，程丽巧，宋希云.高校生物统计学教学改革与探索[J].安徽农学通报，2017，23（23）：145-146.
[3]张建平，张强.园艺专业生物统计学课程教学改革的探索与实践[J].安徽农业科学，2013，41（06）：2795-2797.
[4]王丽，吉士东.生物统计学课程教学改革的探索[J].教育教学论坛，2017，（23）：130-131.
[5]郑兵云.高校专业实践教学效果影响因素调查研究[J].山西能源学院学报，2018，31（01）：84-86.
[6]黄先忠，吕新华，张霞，马磊.提高生物科学与技术专业《生物统计学》教学效果的实践与思考[J].石河子大学学报：哲学社会科学版，2011，25（S1）：94-95.
[7]张哲，张豪.浅谈R语言在生物统计学教学中的应用[J].教育教学论坛，2013，（27）：54-55.
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