本站原创摘 要：生物统计学是科学研究和实践应用的重要工具,具有较强的理论性和实践性.为提高生物统计学的教学效果,我们从教学内容、教学方法、教学环节、实践教学以及考核方式等方面进行了《生物统计学》课程教学改革探索与实践,取得了良好效果.
关 键 词：生物统计学,教学改革,探索,实践
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）42-0109-03
生物统计学是概率论和数理统计的原理和方法应用于生命科学研究中资料的搜集、整理和分析的科学,它涉及生物科学试验的设计,试验方案的实施,数据的收集、整理和统计分析,是科技工作者从事科学研究的工具和手段[1].生物统计学是现代生物科学研究和生产实践不可缺少的工具[2],在农学、生态学、环境科学、遗传学、病理学、药剂学、分子生物学、生物信息学等领域采用统计学的方法来认识、推断和解释生物科学的各种现象越来越广泛.目前,生物统计学已成为高等院校生物学及相关专业的必修专业基础课.通过生物统计学的教学和实践,不仅可以培养学生科学运用统计学的方法分析和解决问题的能力,而且可以提高学生的逻辑思维能力,培养学生探索问题的能力,激发学生的开拓创新精神.
一、明确教学目标,改革教学内容
本校生物统计学课程现使用的教材是由李春喜等主编,由科学出版社出版发行的《生物统计学》教材（2009年8月第四版）,生物科学、生物技术、食品工程、园艺等本科专业都开设了这门课程,很多学生在学习过程中普遍感到难学.由于《生物统计学》仅有32学时,根据各章节的难易程度和实用性,适当删减部分内容,合理编排教学内容.在确定本课程的教学大纲的基础上,根据本科生的培养层次和课时要求,在教学内容上进行优化组合,抓住核心,注重实用性,在教学目标上,要求学生通过理论教学、实践教学、课后学习等环节,熟练掌握数理统计原理、试验设计（包括正交设计、回归设计、随机区组设计、裂区设计、拉丁方设计）以及统计分析方法（包括u检验、x2检验、F检验、方差分析、回归分析、相关分析等）等内容,达到能独立设计试验以及对试验资料进行统计分析和处理,在课程定位上,生物统计学应是一门基础理论课和实践技能课.因此,在教学过程中,概率与概率分布重点讲述统计数分布的特点、二项分布、正态分布的特点及其概率的计算,统计推断需要重点强调检测设检验的意义、基本原理和步骤,以及u检验、t检验、总体参数的区间估计方法,在试验设计及其统计分析教学中,通过实际案例重点讲述试验设计的基本原则、基本方法、常用物试验设计方法及使用条件,并要求学生掌握不同设计试验资料的统计分析方法.《生物统计学》课程教学中应重点难点突出,一般知识熟知,注重应用性和实践性,以素质教育为最终目的,以培养学生能力为本位,强调理论联系实际的教学理念.例如讲述概率分布、统计推断、方差分析、回归分析、试验设计及其统计分析等,其中基本方法和步骤相似的减少原理论证,采用类比教学法和引导探讨法,可以详细讲述其中一些分析方法,其他分析方法可以采用启迪和推导方式让学生轻松学习,尽可能多地结合实际生产和科学研究中的统计学案例进行教学,加强理论与实践的联系.
二、改进教学方法,提高教学效果
教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的教学任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称.教学方法形式多样、特点和功能各不相同,教师需要根据教学内容的性质和特点,选择合理的教学方法,并对各种教学方法进行有机组合和优化,以便取得良好的教学效果.《生物统计学》课程的理论性强,公式复杂、概念多、内容抽象,采用传统授课方式必然会降低学生的学习兴趣,难以取得良好的教学效果,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力.因此,关于不同的内容应选择合适的教学方法,采用先简化、再演绎、最后归纳的方法[3].实践证明,利用网络资源、多媒体技术和信息技术实施课程教学活动可以取得良好的教学效果.在生物统计学教学中我们采用多媒体技术和板书设计有机结合进行授课,多媒体授课内容丰富,信息量大、图文并茂、形象直观,能够充分调动学生的求知欲和积极性.但是,公式演绎和推导,若采用多媒体教学,会使学生错失一些重要步骤,因此,我们采用板书方式直观推导数学公式.关于实际应用性很强的知识进行教学时,例如检测设检验、统计推断和方差分析等,可采取贴近实际生活的案例引导教学,并结合图表,力求把基础理论原理用浅显的语言表达出来,改抽象教学为直观教学,深入浅出.另外,《生物统计学》教学过程中结合实际生活,运用创设情境法、提问设疑法等,激发学习热情,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的习惯,遵循从感性认识到理性认识的认知规律,并运用视频和动画,让学生通过自主学习、合作探究、分析总结等一系列思维活动,逐渐掌握生物统计学的基本原理及常用统计方法.同时根据教学进度适当安排一些辅导答疑课,让教师解答学生的疑难问题,并且让学生互相探讨疑难问题,充分调动学生学习的主动性和积极性,发挥学生的主观能动性.
三、优化理论教学,重视能力培养
生物统计学具有较强的应用性、实践性和可操作性,基本理论知识与统计方法的应用是相辅相成,密切联系的.生物统计学理论知识抽象,仅采用传统的讲授模式对学生传授其空洞的理论,学习起来枯燥乏味,会降低学习的积极性,难以实现教学目的,更不能取得良好的教学效果.随着生物统计学软件的普及,我们在教学过程中,利用统计学软件把基本原理与统计方法实际应用有机结合起来,既调动了学生学习的兴趣,培养了学生分析和解决问题的能力,也巧妙地把理论知识和实际应用接轨.在教学过程中,每讲授一种统计方法后,给出相应的具体数据,安排学生应用SPSS软件进行数据的整理、输入、核对、计算和统计推断,最后得出科学合理的结论.Excel软件提供了数据分析、图表绘制和输出管理等功能,易学易用,我们在教学过程中直接通过Excel软件处理系统进行案例演示教学,实现学以致用的目的.Excel也提供了具体的数学函数,包括x2分布、F分布、二项分布和正态分布等重要的概率密度函数,可将教材中相关函数的实例结合Excel的统计分析功能进行直观演示教学,使学生很容易理解和掌握.四、加强实践教学,培养科研素质
计算机的普及为生物统计学实践教学提供了基础,为大量试验资料的收集、保存、整理和分析提供了有利的条件.我们在理论教学的基础上,开设了生物统计学实验课,采取理论教学与统计软件实际操作同步进行的方法.例如,讲授完试验资料的搜集和整理后,开设用Excel绘制常用统计图的实验课.方差分析和回归分析讲完后,紧接着安排1至2节实际操作课,让学生通过统计软件动手操作方差分析和回归分析,有利于理论知识学习的理解和应用,这些尝试与改革受到学生的欢迎.实践教学证明,利用计算机、多媒体和统计学软件等先进教学手段的有机结合进行实践教学,合理安排学生操作时间,有利于学生把理论知识应用到实践操作中,训练学生亲自进行实际问题的分析和探讨,培养学生解决实际问题的能力,并且理论与实践相结合的教学有效取代枯燥无味的纯理论课教学.在实践教学中,我们引导学生合理科学地整理试验资料和编辑数据,选择统计方法,正确理解统计结果的科学意义,掌握评价和分析数据的方法,并将获得的统计结论结合生物科学、生物技术、食品工程等专业,去发展并阐述其内在规律,为社会生产实践和科研怎么写作.另外,利用多种统计学软件开展实践教学,让学生运用现代科学技术和统计学方法独立完成试验数据的统计分析,开拓学生的视野,培养学生的科研能力,提高学生的科研素质.
众所周知,国内外学术查重现象日益严重.在《生物统计学》整个教学过程中,可以采用实际案例正确引导学生树立诚实、诚信的学术道德观念,形成良好的科学素养.例如在讲授试验设计时,要着重强调设计试验一定要遵循随机性、重复性、可行性和可控性等基本原则,要设有试验组和对照组,保证有足够的样本量.讲授试验数据整理及其统计分析时,要求学生一定要对原始试验数据资料进行检查与核对,对试验数据中的重复值、异常值、误差值进行删除或订正,反复告诫学生在今后的科研中不能随意改动数据,获得的结论一定要经得复查或重新试验的验证,并举例学术查重的案例告示学生,这有利学生在将来从事科学研究时保持良好的科学素养.
五、改革考核方式,注重统计方法的运用
考核是课程教学的重要组成部分,科学合理的考核方式对学生理论学习和能力培养具有引导、激励和促进作用.传统生物统计学考核方式常以闭卷笔试为主,这种考核方式无法全面考查学生对统计方法的掌握情况和应用能力,也难以摆脱高分低能的现象[4].为了科学合理地评价学生的成绩和能力,由于生物统计学实用性强,我们实行考查学生掌握理论知识与实际操作技能相结合的综合考核方式,采取闭卷考试和上机操作考试有机相结合的方式,将考核成绩分为三部分：平时成绩占20%,包括课堂表现、出勤率、作业情况,上机操作考试占30%,在计算机上进行试验数据资料整理、输入、分析和统计推断等,考查学生利用统计学软件对常用统计方法的运用能力,闭卷笔试成绩占50%,考试命题突出基础性和实用性,多出应用型计算题,同时考虑学生掌握基本知识的程度及灵活应用知识和解决实际问题的能力.通过生物统计学教学改革,提高了教学效果,调动了学生学习的积极性与主动性,摆脱了单纯的理论应试教学模式,增强了学生实践能力和创新意识的培养,提高了学生科研素质.但是,生物统计学概念多、公式复杂、基本原理抽象,教师要上好这门课程,仍需进一步探索教学方法,优化教学过程,完善教学体系,全面提高教学质量[5].