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生物统计分析方法范文

时间:2024-01-17 14:54:44
生物统计分析方法

第1篇

关键词:生物统计学;考核方式;形成性考核

生物统计学课程是一门专业基础课,由于课程涉及数理统计知识和计算分析方法较多,同时,它又不仅仅是数学公式的堆积,而是统计理论在生物学领域中的应用,需要根据不同的研究群体和试验设计选择不同的处理方法,因此历来是学生学习难度较大的一门课。该课程结课考核时考试结果往往不理想,学生对知识的掌握常常不到位,考试成绩及格率相对偏低。但是该课程却有着重要的意义,学生普遍反映研究生期间的学习过程以及毕业论文中数据的处理分析经常会用到这部分基础理论知识。

分析其课程不如人意的影响因素有很多,其中学生不注重平时的练习,对学过的统计分析方法不理解、不掌握,生搬硬套公式是一个很重要的原因。究根结底,与该课程以前所采用的传统的课程考核模式不无关系。

传统的“一考定乾坤”的成绩考核模式明显已不适应现在高等教育的形势和人才培养的需求[1],尤其是对生物统计学这种理论与实际分析结合的课程。如果只是通过一次考试来进行评价,学生若平时再不注重知识的积累,很容易在最后复习的时候出现心理负担过重、课程理解难度加大等问题。如果在教学过程中采取形成性考核,则可以对学生的学习过程进行督促和考察,能够真正发挥考核的评定、检测、诊断、反馈、引导和激励等功能,达到教学和考核互相支撑、紧密配合、有机结合,全面提高人才培养质量。从2006年开始,我们在生物统计学教学考核中采用形成性考核方式。本文就形成性考核在生物统计学教学中的应用做了初步的探索分析,并发现问题,总结经验,提出进一步改进的建议。

一、形成性考核方法介绍

所谓课程形成性考核,是指依据一定的标准,按照一定的程序和方法,定期或不定期对学生课程学习过程的状况进行考核和评价,并将考察和评价的结果作为评定学生课程学业成绩依据的过程[2]。

与传统的考试考核模式相比较,形成性考核具有以下优点:(1)更注重学习过程的考核,将过程与效果紧密结合起来。(2)考核机会更多,避免了传统考核模式重期末、轻平时的缺点,能及时发现学生学习问题,并给予其补救机会,最终调动其主动性和积极性,促使其更认真学好功课,杜绝部分学生铤而走险在考试中舞弊的侥幸心理。(3)考核形式多元化。传统的考核模式往往形式单一,绝大部分为开(闭)卷考试。而形成性考核可以在平时开放的学习环境下融合各种各样的考核方式,鼓励学生自发学习。也就是说,课程形成性考核是对学生学习过程的考核,能更全面、更客观、更公正地反映学生学习的状况,其将过程考核结果与课程终结性考核结果相结合,能更合理地对学生课程学习过程和课程学业成绩进行评定。课程形成性考核是现代教育教学过程中的重要环节,能够加强学习过程控制,督促学生学习,提高学习效率;反馈教学信息,及时调整教学节奏和方法,提高教学质量;全面、客观地评定学生课程学习效果和成绩。

二、生物统计学课程形成性考核实践

在生物统计学课程教学过程中,我们采用的具体的课程考核方式很多,按照类型划分,主要有平时作业考核、平时课程学习表现考核、阶段性小测验考核、特别作业考核、实践性作业考核、期中期末考试等。其考核最终成绩计算方法为:最终成绩=(平时与小测验总成绩×30%+期中成绩×40%+期末成绩×30%)×准确率+其他加分。其中,平时作业考核是在每一章学习结束后下发这一章的作业,并规定交作业的最后期限,按照作业完成的数量及质量进行评分,实行推迟一天交作业,成绩扣除10%的惩罚。平时课程学习表现考核是根据学生在学习过程中的出勤率、学习态度、课堂表现等各方面的情况评定其成绩。如果课堂发言积极,与教师互动较多,给予一定的奖励,包括加分或书籍、礼物等物质上的。同时,鼓励学生走上讲台,亲自体会“台上一分钟,台下十年功”的辛劳,使之珍惜教师的劳动以及得来不易的学习机会。阶段性小测验考核是在教学过程中在课堂上随机进行的小测验,以检查学生学习过程中的情况,并可兼做出勤考察用。具体根据课程教学内容安排的实际情况确定,次数不宜过多,结合课程内容需要进行。特别作业考核,一般是在期中考试后进行的,以自愿为原则参与考核,主要目的在于给予期中考试成绩不理想的同学一次补救的机会。其内容一般是针对该课程所学内容或对课程本身的某一方面谈谈感想或是给学生一个实际问题要求运用统计知识给出一套解决方案。这种考核方式可以促进学生对课程的思考,并激起学生学习的兴趣和动力。根据学生完成作业的质量,考虑给其最后成绩加上0~2分。实践性作业考核,和特别作业考核相似,一般也是在期中考试后,期末考试前进行的。一般是提供给学生一些原始数据,如几个班的学生成绩资料,某养殖场的生产性能测定数据等,让学生运用所学的统计分析知识进行分析,并尝试形成书面论文。按照学生分析结果的正确性及论文写作质量,考虑给其期末成绩加上0~2分。期中、期末考试与传统考核模式基本相同,采取闭卷考试、统一阅卷的方式进行。此外,为了激发学生对生物统计学的兴趣,我们还特意设计了一项激励机制,给出了一个复杂的期中考试成绩的补救公式。

之所以给出如此复杂的公式,就是为了引导学生思考如何把学到的知识应用到生活和学习中去,以融会贯通。期中考试的补救成绩将替代原期中考试成绩,鼓励那些在期中考试中成绩不理想的学生继续努力学习提高成绩。

如果采用形成性考核,则教学工作量会呈数倍增长。我们采取的解决办法是吸纳汲取研究生力量。研究生参与作业批改、教学和答疑也是我们采用的一种方式。一来借鉴研究生同学本科学习的经验,对本科生进行学习过程教育,起到另一种言传身教的作用;二来创造更多的研究生与本科生之间的交流机会,促使研究生在独立完成课题的同时,完成知识输入到知识产出的过程,培养全面发展的综合素质。

基于以上分析,我们的形成性考核的内容涵盖了学生学习过程和结果的各方面,包括学习态度、学习能力和学习效果。其中,学习态度主要指学生课程学习的积极性、主动性和自主性,这从出勤、完成作业的时间和质量以及期中考试后是否采取补救措施的角度进行衡量;学习能力主要指学生选择学习资源、学习媒体、学习方式与方法进行课程学习的合理性与有效性水平;学习效果主要指学生独立完成课程学习内容、课程作业、课程实践环节的质量以及课程考试的成绩。学习态度、学习能力、学习效果三方面的课程形成性考核,较符合生物统计课程教学实际。

三、目前形成性考核方法实施过程中的问题及原因分析

通过几年来生物统计学课程的形成性考核方法的持续实施,督促学生加强平时的练习,指导学生自主学习,加深了学生对基础知识的理解,激发了学习兴趣及主动性,提高了学生自主探究能力。学生普遍反映生物统计学课程的恐惧心理已经不复存在,并且该课程的及格率也大大提高。学困生更加积极认真学习,许多优秀的学生甚至开始学习阅读国外生物统计学课本,并与教师交流,教学相长。但是其中也发现了一些问题,那就是一直存在着平时作业准确率普遍偏高,而期中、期末考试成绩较低的不合理的情况。

为什么会产生这种情况?通过对形成性考核的构成内容进行分析,发现平时书面作业考核方式占据了形成性考核内容的大部分,但是由于这种开卷类考试本身就存在互相参考或抄袭不容易被发现的缺点,因此书面作业成绩存在一定水分,只能反映大多数学生对所学内容的掌握情况。而且我们安排作业答疑,鼓励同学针对作业进行讨论,助长了一部分学生被动学习的惰性。此外,本着大学生自尊心强的前提,对不按时交作业或者抄袭的同学,没有采取措施进行严格的处理。

四、对形成性考核方法实施过程的几点建议

1.分组考核。可以将每班同学随机分成小组(最好男、女混合),以小组为单位安排平时作业或课堂小测验,各小组的作业题不同,增加学生抄写作业的难度。同时,又培养了学生之间交流和团队合作能力。

2.校验考核。在期中考试后,对那些平时作业准确率比较好而期中成绩不理想的同学,进行一项小测试,测试内容为以前各次作业中的原题,以推测其是否有抄作业的行为。对抄写平时作业的同学进行严肃的处罚,如降低平时成绩、增加学习任务等。

3.答疑考核。建议把每次作业的答疑合理地组织管理起来,这是一个能很好地动态反映学生在学习过程中的学习态度和努力的过程,及时发现和正确引导被动学习的学生。

4.行为考核。如果实际情况允许的话,可以要求学生在交作业时,把写作业过程中的演算纸一并交上,这是一个很好的防止学生抄袭作业的方法。

参考文献:

第2篇

分析其课程不如人意的影响因素有很多,其中学生不注重平时的练习,对学过的统计分析方法不理解、不掌握,生搬硬套公式是一个很重要的原因。究根结底,与该课程以前所采用的传统的课程考核模式不无关系。

传统的“一考定乾坤”的成绩考核模式明显已不适应现在高等教育的形势和人才培养的需求[1],尤其是对生物统计学这种理论与实际分析结合的课程。如果只是通过一次考试来进行评价,学生若平时再不注重知识的积累,很容易在最后复习的时候出现心理负担过重、课程理解难度加大等问题。如果在教学过程中采取形成性考核,则可以对学生的学习过程进行督促和考察,能够真正发挥考核的评定、检测、诊断、反馈、引导和激励等功能,达到教学和考核互相支撑、紧密配合、有机结合,全面提高人才培养质量。从2006年开始,我们在生物统计学教学考核中采用形成性考核方式。本文就形成性考核在生物统计学教学中的应用做了初步的探索分析,并发现问题,总结经验,提出进一步改进的建议。

一、形成性考核方法介绍

所谓课程形成性考核,是指依据一定的标准,按照一定的程序和方法,定期或不定期对学生课程学习过程的状况进行考核和评价,并将考察和评价的结果作为评定学生课程学业成绩依据的过程[2]。

与传统的考试考核模式相比较,形成性考核具有以下优点:(1)更注重学习过程的考核,将过程与效果紧密结合起来。(2)考核机会更多,避免了传统考核模式重期末、轻平时的缺点,能及时发现学生学习问题,并给予其补救机会,最终调动其主动性和积极性,促使其更认真学好功课,杜绝部分学生铤而走险在考试中舞弊的侥幸心理。(3)考核形式多元化。传统的考核模式往往形式单一,绝大部分为开(闭)卷考试。而形成性考核可以在平时开放的学习环境下融合各种各样的考核方式,鼓励学生自发学习。也就是说,课程形成性考核是对学生学习过程的考核,能更全面、更客观、更公正地反映学生学习的状况,其将过程考核结果与课程终结性考核结果相结合,能更合理地对学生课程学习过程和课程学业成绩进行评定。课程形成性考核是现代教育教学过程中的重要环节,能够加强学习过程控制,督促学生学习,提高学习效率;反馈教学信息,及时调整教学节奏和方法,提高教学质量;全面、客观地评定学生课程学习效果和成绩。

二、生物统计学课程形成性考核实践

在生物统计学课程教学过程中,我们采用的具体的课程考核方式很多,按照类型划分,主要有平时作业考核、平时课程学习表现考核、阶段性小测验考核、特别作业考核、实践性作业考核、期中期末考试等。其考核最终成绩计算方法为:最终成绩=(平时与小测验总成绩×30%+期中成绩×40%+期末成绩×30%)×准确率+其他加分。其中,平时作业考核是在每一章学习结束后下发这一章的作业,并规定交作业的最后期限,按照作业完成的数量及质量进行评分,实行推迟一天交作业,成绩扣除10%的惩罚。平时课程学习表现考核是根据学生在学习过程中的出勤率、学习态度、课堂表现等各方面的情况评定其成绩。如果课堂发言积极,与教师互动较多,给予一定的奖励,包括加分或书籍、礼物等物质上的。同时,鼓励学生走上讲台,亲自体会“台上一分钟,台下十年功”的辛劳,使之珍惜教师的劳动以及得来不易的学习机会。阶段性小测验考核是在教学过程中在课堂上随机进行的小测验,以检查学生学习过程中的情况,并可兼做出勤考察用。具体根据课程教学内容安排的实际情况确定,次数不宜过多,结合课程内容需要进行。特别作业考核,一般是在期中考试后进行的,以自愿为原则参与考核,主要目的在于给予期中考试成绩不理想的同学一次补救的机会。其内容一般是针对该课程所学内容或对课程本身的某一方面谈谈感想或是给学生一个实际问题要求运用统计知识给出一套解决方案。这种考核方式可以促进学生对课程的思考,并激起学生学习的兴趣和动力。根据学生完成作业的质量,考虑给其最后成绩加上0~2分。实践性作业考核,和特别作业考核相似,一般也是在期中考试后,期末考试前进行的。一般是提供给学生一些原始数据,如几个班的学生成绩资料,某养殖场的生产性能测定数据等,让学生运用所学的统计分析知识进行分析,并尝试形成书面论文。按照学生分析结果的正确性及论文写作质量,考虑给其期末成绩加上0~2分。期中、期末考试与传统考核模式基本相同,采取闭卷考试、统一阅卷的方式进行。此外,为了激发学生对生物统计学的兴趣,我们还特意设计了一项激励机制,给出了一个复杂的期中考试成绩的补救公式。

之所以给出如此复杂的公式,就是为了引导学生思考如何把学到的知识应用到生活和学习中去,以融会贯通。期中考试的补救成绩将替代原期中考试成绩,鼓励那些在期中考试中成绩不理想的学生继续努力学习提高成绩。

如果采用形成性考核,则教学工作量会呈数倍增长。我们采取的解决办法是吸纳汲取研究生力量。研究生参与作业批改、教学和答疑也是我们采用的一种方式。一来借鉴研究生同学本科学习的经验,对本科生进行学习过程教育,起到另一种言传身教的作用;二来创造更多的研究生与本科生之间的交流机会,促使研究生在独立完成课题的同时,完成知识输入到知识产出的过程,培养全面发展的综合素质。

基于以上分析,我们的形成性考核的内容涵盖了学生学习过程和结果的各方面,包括学习态度、学习能力和学习效果。其中,学习态度主要指学生课程学习的积极性、主动性和自主性,这从出勤、完成作业的时间和质量以及期中考试后是否采取补救措施的角度进行衡量;学习能力主要指学生选择学习资源、学习媒体、学习方式与方法进行课程学习的合理性与有效性水平;学习效果主要指学生独立完成课程学习内容、课程作业、课程实践环节的质量以及课程考试的成绩。学习态度、学习能力、学习效果三方面的课程形成性考核,较符合生物统计课程教学实际。

三、目前形成性考核方法实施过程中的问题及原因分析

通过几年来生物统计学课程的形成性考核方法的持续实施,督促学生加强平时的练习,指导学生自主学习,加深了学生对基础知识的理解,激发了学习兴趣及主动性,提高了学生自主探究能力。学生普遍反映生物统计学课程的恐惧心理已经不复存在,并且该课程的及格率也大大提高。学困生更加积极认真学习,许多优秀的学生甚至开始学习阅读国外生物统计学课本,并与教师交流,教学相长。但是其中也发现了一些问题,那就是一直存在着平时作业准确率普遍偏高,而期中、期末考试成绩较低的不合理的情况。

为什么会产生这种情况?通过对形成性考核的构成内容进行分析,发现平时书面作业考核方式占据了形成性考核内容的大部分,但是由于这种开卷类考试本身就存在互相参考或抄袭不容易被发现的缺点,因此书面作业成绩存在一定水分,只能反映大多数学生对所学内容的掌握情况。而且我们安排作业答疑,鼓励同学针对作业进行讨论,助长了一部分学生被动学习的惰性。此外,本着大学生自尊心强的前提,对不按时交作业或者抄袭的同学,没有采取措施进行严格的处理。

四、对形成性考核方法实施过程的几点建议

1.分组考核。可以将每班同学随机分成小组(最好男、女混合),以小组为单位安排平时作业或课堂小测验,各小组的作业题不同,增加学生抄写作业的难度。同时,又培养了学生之间交流和团队合作能力。

2.校验考核。在期中考试后,对那些平时作业准确率比较好而期中成绩不理想的同学,进行一项小测试,测试内容为以前各次作业中的原题,以推测其是否有抄作业的行为。对抄写平时作业的同学进行严肃的处罚,如降低平时成绩、增加学习任务等。

第3篇

教材是教师教学和学生学习的主要依据,是体现教学内容和教学要求的知识载体,贯穿整个教学过程。国内现有《生物统计学》及相关教材有20余种,每本教材都有自己的特点和针对领域,有的还附有相关统计软件知识的介绍和应用[2~4]。河南师范大学生命科学学院是较早开设生物统计学课程的高校之一。开设之初是选修课,没有固定的教材,教师将主要讲授内容以讲义的形式发给学生,重点介绍常用的统计学原理和生物统计学的方法,所选案例亦是生物学试验中常见的。随着培养方案的完善和专业设置的调整,1997年该课程调整为全院必修课。目前,是我院生物科学专业的专业必修课,是生物技术专业和水产养殖专业的专业限选课。在多年的教学过程中,随着生物学的发展和统计软件的应用,该课程的教材也从讲义到科学出版社四版《生物统计学》及其配套的《生物统计学学习指导》[1,5~8]。笔者就四版教材建设中的体会与实践进行分析。

1《生物统计学》(第一版)

统计学是以概率论为基础的,因而生物统计学必然与抽象复杂的数学知识相联系。生物统计学的理论性和实践性均较强,而且涉及的内容、公式和抽象概念较多,需要一定的数学基础和较强的逻辑推理能力,但由于生物学科的特点,生物统计学相对应于概率论与数理统计是“拿来主义”,一般不过多讨论其数学原理,而是在简单介绍统计原理的基础上重点介绍具体分析方法的应用。教学组在多年教学实践工作的基础上,1997年在科学出版社出版的《生物统计学》[5]就充分体现了这个特点。书中内容主要侧重于各种统计方法的应用,在统计原理方面,一般只作概念上的介绍和公式的简单推导,对有些较复杂的统计公式则只给出公式,其目的主要是为让读者不但对统计学原理有较全面的了解,更重要的是结合实例了解和掌握各种常用统计方法。在内容的编排上,全书共分十二章,概括起来主要有五个方面:第一章至第三章介绍统计和概率的基础知识,包括生物统计学的概念和内容、数据的搜集与整理、平均数和变异数的计算、概率和概率分布等;第四章、第五章介绍统计推断,包括样本平均数的检验、样本频数的检验、方差同质性检验、非参数检验和检验;第六章至第九章介绍统计分析方法,主要内容有方差分析、直线回归与相关分析、可直线化的曲线回归分析、多元回归与相关分析、逐步回归分析、多项式回归、协方差分析;第十章、第十一章介绍抽样与试验设计,主要包括抽样误差估计、抽样方法、抽样方案制订及常见的试验设计如对比设计、随机区组设计、正交设计及其相应的统计分析方法;第十二章对多元统计分析进行了简单介绍。每章都附有一定数量的思考练习题,供读者参考。

2《生物统计学》(第二版)

根据教学安排和生物统计学应用的需要,在教材使用反馈意见的基础上《生物统计学》(第二版)[6]于2000年在科学出版社出版。与第一版相比,各章节做了大幅度调整,将全书分为十四章,补充了拉丁方设计和裂区设计两种试验设计方法,将抽样原理和方法、常用试验设计及其统计分析放在了可直线化的非线性回归分析之后进行介绍,使章节编排体系更符合读者学习的要求。第一章至第三章分是基础理论,包括概论、试验资料的整理与特征数的计算及概率与概率分布。第四章至第六章介绍了具体的统计分析方法,分别是统计推断、检验和方差分析。第七章、第八章主要介绍试验设计的相关内容,包括抽样原理与方法、常用试验设计及统计分析。前面所涉及的统计分析内容主要是针对一个变量而言,之后的章节则主要介绍两个及多个变量的分析方法,第九章、第十章是关于一元回归和相关的内容,分别是直线回归与相关分析、可直线化的非线性回归分析。第十一章至第十四章介绍了协方差分析、多元回归与多元相关分析、多项式回归分析和多元统计分析简介。书中增加了对全文关键词汇和术语的索引,并在书后附上了各章部分思考练习题的答案。在例题上进行了重新编排,以使所选例题更能反映本章的内容且便于读者的学习和理解。

3《生物统计学》(第三版)

为适应21世纪生命科学发展和生物学人才培养的要示,在第一版、第二版的基础上,对教材内容重新进行了编排、审核并增加了部分内容,于2005年在科学出版社出版《生物统计学》(第三版)[7],并被列为21世纪高等院校生物科学系列教材。与之前相比,此版教材突出了以下3个特点:(1)内容丰富:增加了平衡不完全区组设计、倒数函数曲线、通径分析等内容;(2)编排科学:全书分解为十六章,各章节的安排更加注重了内容的循序渐进,并在每章之首增加了本章提要,总结该章节的主要内容,并列出了难点和重点;(3)针对性强:内容突出了本教材主要作为生物学专业教材这个重点,所选例题均为均为生物学试验中的案例。另外,随着计算机统计软件的发展和应用,统计软件是在统计学研究中必不可少的应用工具。目前的统计学软件,相关的统计分析方法及术语多以英文形式给出,只有掌握了相关术语的英文表达,才能更好地应用软件,否则只会导致统计分析的误用。在此版的修订中,对主要概念和术语增加了英文标注,并重新编排了中英文对照索引,以便于学习和检索。此版还对统计分析中学生易引起歧义的内容进行了修订,例如,方差分析是统计学常用的分析方法之一,对方差分析基本原理的理解是正确运用方差分析的前提。在教学中,要求学生正确理解方差分析中的处理数和组内重复数的含义和统计学意义。原来的教材中,例题中的处理数k和每处理下的重复数n的数量值是一样的,这样学生学习起来容易产生混淆,在这次修订中对例题进行了更换,以使学生很容易掌握n、k的含义及特征。

4《生物统计学》(第四版)

为适应21世纪生命科学发展和生物学人才培养对生物统计学教材的要求,在本书前三版的基础上,按照“强化基础、突出重点、注重应用、通俗易懂”的原则对全书内容重新进行了精简和编排,于2008年出版《生物统计学》(第四版)[1],并被教育部列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。与前三版相比,本书具有以下特点:(1)突出以本科教学为重点,注重与多数高校生物类专业目前生物统计教学要求的适应,精简了多元统计分析等部分较深的内容和平衡不完全区组设计、拉丁方设计、非参数检验等不常用的内容,将全书缩编为十四章。教材内容更侧重于各种统计方法的应用,而对复杂的统计原理只做概念上的介绍和公式的简单推导,目的是让读者在全面了解统计学原理的基础上,结合实例了解和掌握各种常用统计方法。(2)根据生命科学研究的发展和要求不断进行补充和调整教材内容,在内容结构安排方面,对全书各章节进行了部分调整,将直线回归与相关分析、可直线性的非线性回归分析放在抽样原理与方法和试验设计的前面,以使本书更加系统,便于本课程基本内容的教学。生物统计学分为统计分析和试验设计两大部分内容。此版教材在介绍统计学的基本理论之后,全面介绍各种常用的统计分析方法,然后是试验设计的内容。各章节安排循序渐进,具有一定的深度和广度。(3)更换和调整了部分例题和习题,对部分表达不甚清晰的部分进行了修订。在选用例题时,选择生物学各个分支典型例子,并着重突出生物专业及相关专业教材的重点。同时在各章后附上重新编排思考练习题,教材最后附上中英对照索引,以便于学习和检索。(4)为了进一步帮助读者理解和学习此版教材的内容,提高学生自学能力,配合本书编写了《生物统计学学习指导》一书,以利于学生加强课后实践练习,实现《生物统计学》教材的立体化。

5《生物统计学学习指导》

生物统计学是一门实用性很强的工具性课程。学习生物统计学需要举一反三,既要对生物统计学的基本概念、基本内容有较熟悉的理解和掌握,也要通过例题学习了解不同统计问题的解题思路和解题方法,更要通过习题练习来熟练掌握这些方法。因此,编写一本与《生物统计学》教材配套的学习指导书就显得十分必要。由于课时的限制,课堂讲授仅限于基本的统计问题和部分扩展性知识,用于介绍和解析各种统计方法的例题也只能选择少部分经典例,这就不可避免地会使一些问题得不到细致分析,部分内容的叙述和公式推导也不够深入。此外,前版教材虽然在书后附有各章习题的答案,但也仅是简单的参考答案,而没有详细的解题分析和解题过程。

第4篇

关键词生物统计学;教学方法;改革

生物统计学是南阳师范学院生命科学与技术学院的一门专业基础课,主要包括试验统计分析和设计两部分内容,是现代生物学研究不可缺少的工具。通过该课程的学习,可使学生掌握基本的试验设计和统计分析方法,培养学生具有严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力,以为以后的工作和科学研究打下基础。但该课程原理复杂、内容抽象、计算公式繁多且难记,加之教学内容的不断增加和学时的相对减少,开课时间又大多安排在大四,对大一所学的数学基础知识有所淡化,被许多学生认为是较难学习和掌握的一门课程,加之大部分学生又忙于准备考研,对学习该门课程的重要性认识不足,兴趣不浓,都给该课程的教学带来困难和挑战。因此,对生物统计的教学方法进行改革,以激发学生的学习兴趣,提高学生对该课程重要性的认识,理解和掌握基本知识及技能,特别是培养学生的应用能力,以进一步提高该课程教学效果。

1由考试型授课向实际应用型授课转变

生物统计学原理复杂,让学生完全掌握每个统计方法的原理、统计公式的推导较困难,且对于非统计专业人士是没有必要的。生物统计学的公式比较多,统计分析的方法也比较多,让学生把所有的公式记下来,既费时间、学生不易接受,也没有必要。在遇到生物、农林、生态、生化等实际问题时,一方面是如何设计实验方案,使实验既科学合理,节约时间和成本,通过统计分析,得出理想的实验结果;另一方面是面对已取得的实验结果,如何选择和使用统计分析方法。在大学科研中,有很多学生或在读研究生,在这方面的知识和能力表现不足。因此,培养学生解决实际问题的能力比考试取得高分更重要。授课内容要深入浅出,多拿实际事例让学生选择统计分析方法,把不同的统计方法加以比较;或者把一个实验结果用多种统计分析方法同时进行分析,对分析结果加以比较,使学生充分认识不同统计方法的特点和不足,激发学生对统计学的认识和兴趣,把学生从繁琐的概念和复杂的公式中解脱出来。由考试型授课向实际应用型授课转变的另一个重要环节,就是考试方式的转变。考试方式是学生学习方法的指挥棒。如果采取传统闭卷笔试的方式,学生往往在考前几天死记硬背公式以应付考试,考试过后又很快忘记。对于这门实践性较强的工具性课[1],教师尝试了“带纸开卷”考试法。即在考试内容上侧重以应用为主的考题,减少问答等概念性的内容,以引导学生掌握学习重点和方向,培养实际解决问题的能力。在学生的备考复习上,采用激发学生积极思考问题的方式,规定学生在2张A4纸上可单面手写自认为重要的公式供考试时参考,但不允许写有关基本概念、问答之类的内容。筛选和抄写公式的过程,本身就是一个深刻认真学习和思考的过程,这正是该课教学所要求的,促使学生把主要精力放在用统计分析方法解决实际问题的方向上,提高解决实际问题的能力,同时也大大减轻了学生的学习负担[2]。

2由纯理论型授课向软件应用实验型授课转变

统计学是一门相对古老的学科,在过去的授课过程中,因为计算多是笔算或由计数器计算,这就要求必须掌握计算过程,掌握计算的每一步骤,否则无法进行实际应用。但是随着现代计算机和计算软件的发展,使计算软件在工作和科研中的应用已经广泛普及。相反,如果不会使用计算机和计算软件,会给实际工作带来很多不便和困难,不能满足工作和科研的需要,特别是现代计算技术和计算软件突飞猛进的发展。在分析方法的多样性、分析结果的准确和详细性、分析制图的精美和完善性等方面,都是手工计算无法达到的。因此,必须改变传统的纯理论型授课方式,通过上机实习环节使学生应用统计软件进行数据分析,将学生从大量复杂计算中解放出来,提高效率,使学生综合运用知识的能力得到提高。适用于统计教学的计算机软件较多,目前主要有SAS、SPSS、Excel 等,都提供了一个功能相对完整的数据分析工具[3]。但相比之下,从功能和可操性而言,SPSS是国际流行的统计软件,有强大的数据处理功能,操作简单,分析结果详细,还有很好的制图功能,得到国内外专家的认可[4-5]。因此,在实践课程的教学过程中,要加大对该软件的应用。同时,老师要经常给学生介绍新的统计分析软件,扩大学生的视野。

3由完全依靠教材内容型授课向以教材为主、结合实际需要、拓展新内容型授课转变

生物统计学作为一门有一定学时限制的学科,在知识的组合方面,具有基础性、系统性和经典性的特点,所介绍的方法也是相对古老、常用、相对简单的,如假设检验、区间估计、方差分析、回归分析、相关分析、简单的正交实验设计等。而实际上生物统计的内容较多,如主成分分析、判别分析、聚类分析、对应分析、典型相关分析、通径分析等,实验设计中还有均匀设计、配合均匀设计等[6-7]。随着现代计算技术的飞速发展,许多新的计算方法不断出现,这些新方法是实践中非常需要的,而且新分析方法具有生物统计学所介绍的统计方法不可取代的作用。因此,完全有必要根据实际需要,适当插入一些新的内容,扩大学生的知识视野,其中重要的途径就是介绍使用新方法的文献资料,使学生充分认识到统计分析的重要性、广泛性,增加学生的实践能力。对生物统计学所介绍的方法,在实际应用时也有必要进行完善。如多重比较,虽然课本中介绍了多重比较的方法,对比较结果的显著性表示方法也做了介绍。但是在实际发表论文时,由于期刊文字的限制,用生物统计学所介绍的方法,所用版面太大,要求简明标出,这就提出了如何简化的问题。特别是很多组数据进行比较时,步骤较繁琐。如比较10组数据,用生物统计学所介绍的方法,需要45组数据来表示,显然占用版面较大,这时则需要启发学生用简明的办法进行解决。因此,要结合实际,完善课本内容,增强学生实际应用的能力,培养学生的创新能力,从而提高学生的实际操作能力。

4参考文献

[1] 孙晓菲,李鑫玲.《生物统计》教学改革实践[J].科技信息,2010(18):96.

[2] 郝小琴.生物统计课采用“一纸开卷”考试的体会[J].高教论坛,2006(4):64-65.

[3] 范平,崔党群,詹克慧,等.Excel软件在生物统计实验教学中的综合开发应用[J].实验技术与管理,2003,20(2):65-69.

[4] 向穷,施树良,李钰.常用统计软件在生物统计中的应用比较[J].现代生物医学进展,2009,9(9):1775-1777.

[5] 高忠江,施树良,李钰.SPSS方差分析在生物统计的应用[J].现代生物医学进展,2008,8(11):2116-2120.

第5篇

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假设检验的意义、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,例如假设检验、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服务。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,国内外学术造假现象日益严重。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,并举例学术造假的案例告示学生,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]。

参考文献:

[1]李春喜,邵云,姜丽娜.生物统计学(第四版)[M].北京:科学出版社,2008:1-3.

[2]王永立,乔琳,樊淑华.生物统计学课程教学改革探索与尝试[J].周口师范学院学报,2011,28(5):82-84.

[3]丁建华.《生物统计学》教学方法与技巧探讨[J].安徽农学通报,2011,17(19):171-172.

[4]李六林.提高《生物统计学》教学效果的探讨[J].山西农业大学学报:社会科学版,2009,8(1):94-97.

[5]李玉阁.“生物统计学”课程教学初探[J].生物学杂志,2006,23(5):52-54.

第6篇

关键词:生物统计学;教学方式;实践教学

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)48-0145-03

生物统计学是数理统计在生物学中的应用,它是用数理统计的原理、方法来分析解释生物学中各种现象和实验调查资料的一门科学。生物统计学是本科生专业必修课,对提高学生的科研能力和综合素质有重要意义。生物统计学,不仅提供设计科学试验和收集数据的方法,而且也提供整理和分析数据、得出科学结论的方法。同时,生物统计学也是一门理论性和实践性较强的课程,课程内容广、概念多、公式多;加上学生缺乏背景知识,对该课程认识不够,使这门课程有教师难教,学生难学、难记、难用的“四难”课程之称[1,2]。从2012年开始,我校生物统计学教研组针对课程特点,重新确立了教学目标和教学计划,改进教学方式,增加学生上机操作训练,使学生由传统的学习统计基础知识向掌握具体数据处理和分析方法的目标上转变,将过去以笔试为主的考试方式转变为基础知识测试和统计分析方法应用相结合的考核制度,从源头上使教学模式向注重人才培养和提高学生科研素质上转变。经过教研组全体教师的努力,生物统计学的教学质量和教学水平得到了大幅提升。笔者根据两年来的生物统计学教学工作的实践,结合课程特点,对生物统计学课程教学方法的探索和实践作如下总结。

一、确立教学目标、调整教学计划

2012年前,我校生物统计学,主要由数学专业的老师进行讲授,教学内容以数理统计为主。学生学习本课程后,仍然无法将统计学这一工具应用于生物学的相关领域。针对这一情况,学院领导研究决定生物统计学这门课程由学院相关专业的教师授课,教研组接到通知后进行了研究部署。笔者在确立人才培养目标时,首先将生物统计学课程定义为工具课。在确保这一基础后,笔者根据我校本科生培养目标,将生物统计学的目标明确为:以一线教师和科研工作中最常用的统计分析方法为内容,要求学生了解现代科学研究的基本方法、统计学基本概念和主要参数的意义;理解生物学实验设计方法和常用统计模型的应用条件;掌握实验设计和统计分析方法,掌握EXCEL和STATISTICA软件操作方法,能够独立进行生物学试验结果的统计分析,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

根据上述教学目标,笔者选择合适的课程教材,制定教学计划,将生物统计学的课程重心放在让学生了解统计学的一般原理和方法、掌握实验设计和数据分析的原理、掌握统计软件处理和分析数据的方法上。

二、优化教学内容,突出课程重点

教学内容贯穿整个教学过程,是人才培养的主要落脚点。生物统计学的教学内容非常庞杂,笔者根据教学目标和教学计划,将生物统计学课程进行了梳理,主要以一线教师和科研工作者最常用到的统计学知识为基础。教学内容,主要包括数据和数据类型、总体和样本、数据的描述性统计、概率和分布、统计推断、t检验、方差分析、数据转换、多重比较、相关和回归、因子分析、非参数检验、实验设计等。教学的重点,是让学生理解各种统计方法的使用条件和基本原理,通过在计算机上运行EXCEL和STATISTICA软件,结合生物学实例掌握各类统计模型和检验方法的具体操作步骤,得出统计检验结果,并根据实验数据运用已掌握的生物学原理解释实验数据所产生的科学意义。此外,我们在教学过程中,会将近年来生物学方面有重要意义的一些统计学方法和原理做简单的普及,如将系统发生关系纳入形态数据中,检验形态特征进化的谱系依赖性;利用不同地理种群的生活史特征和形态特征计算物种的表型分化,结合遗传分化数据分析物种分化的原因等。我们通过这样的方式,在学生心中埋下进一步学习统计学的种子,为他们以后的科研和学习提供帮助。从教学内容上,笔者将以往所注重的统计原理介绍和统计模型推导的部分转变为让学生理解统计模型的原理和应用条件,内容上侧重于让学生掌握统计分析方法的应用。因此,笔者在授课过程中,上机实习的学习时间约占整个课时的50%。根据人才培养目标,生物统计学课程重点要求学生掌握实验数据分析处理的一般方法,并利用EXCEL和STATISTICA软件综合分析数据并得出科学结论。教学过程中,笔者注重生物学实例教学,利用已发表文章的数据为训练内容,将课程所涉及的各类统计模型贯穿于实例教学中,使学生在学习理论知识的同时,将所学方法应用于实际科研项目中,激发学生学习的积极性和主动性。

三、“以学生为本”,优化教学方式

现代教学观念认为,课程是学生的发展,课程是教师与学生之间的契约[3]。这里体现了一种“以学生为本”的教学理念,传统教学较多地体现在对教师和教材的关注上,而“以学生为本”的教学思想,则更多地关注在课程教学活动过程中学生的参与和知识的获得,关注在课程教学过程中为学生创造出充满生机的学习、研究氛围,为学生提供张扬个性、充分发展的环境[4]。在“以学生为本”的教学思想指导下,针对生物统计学理论性较强,内容枯燥、乏味等特点,笔者在教学过程中,以多媒体教学为主,辅以传统的板书教学。教学过程,笔者为学生提供大量的实验数据,启发和引导学生主动挖掘数据,通过小组讨论等形式探究数据处理方式,应用已学习的统计模型分析实验数据并得出科学结论。

在教学过程中,将传统的教师讲授模式转变为教师讲授和实例教学相结合的模式,笔者将上课的地点安排在计算机机房进行,每次上课根据教学内容的不同设置1~2课时的实例教学。从应用统计方法解决实际科研问题的角度组织课堂教学,以小组的形式就某个实际问题展开讨论,教师的角色定位成课程组织者,充分调动学生学习的积极性和主动性。例如,我们在讲解t检验时,前1个课时,我们通过多媒体教学结合板书的形式讲解t检验的应用条件和计算原理;其余2个课时,我们提供一定的生物学实验和中学生考试成绩相关的数据,以小组讨论的方式要求学生对数据进行统计检验并得出科学结论。在学习相关与回归时,我们要求学生将生物化学实验和生态学实验的数据拿到生物统计学上进行统计检验,如分子量和电泳迁移距离的实验数据,可以用来检验蛋白质分子量和电泳迁移距离的相关性,并预测已知迁移距离的蛋白质分子的分子量;通过卡方检验验证果蝇杂交结果是否符合实验预期等。我们通过对自己实验数据的统计检验,让学生深刻体会到学习生物统计学的重要性,从而激发学习的主动性,变被动接受为主动学习和探究。

四、“学以致用”,加强实践教学

实践教学是高校实现人才培养目标的重要环节,是高校生物专业教育教学体系的重要组成部分,是培养学生专业技能及实践技能的重要途径。它对提高学生的综合素质,培养学生的创新能力,造就学生成为具有社会竞争力和国际竞争力的高素质人才具有特殊作用[5,6]。因此,笔者根据大学生人才培养目标,将生物统计学的教学内容融入到学生实践教学中。在教学过程中,我们将整个班级按照每6个人一个小组进行分组,在教授不同的教学内容时,给每组同学收集一定的数据,采用研究型教学的方式让学生根据已有的知识对数据进行分析和整理,并得出相应的统计结果。我们通过研究型教学的方式,可以使学生积极参与到教学和科研实践中,对提高学生利用生物统计学的原理解决实际生物学问题有积极的推动作用。

此外,笔者利用动物、植物和微生物野外实习和大学生创新训练等实践教学活动引导学生将所学的统计学知识应用到实际科研训练中。教师根据已学过的统计学原理组织和指导学生在开展野外调查和创新训练前,针对性地查阅文献、设计实验方案,学生在实习过程中根据已确定的实验方案进行数据的收集和采样工作,完成野外实践活动并获得相应实验数据后,对数据进行统计分析得出科学结论。我们通过完整的实验设计、获得数据、分析数据和得出结论等过程,使学生更好地掌握生物统计学这门工具课,提高学生的科研创新能力和综合素质。

五、注重实效,改革考核形式

考试是教育教学工作的重要环节,正确理解和掌握考试的目的对促进学生学习和改进教学工作、提高教学质量有重要意义。在以往的教学过程中,考试以笔试为主,考试内容主要偏重于概率论和统计学的原理和基本概念等,期末考试的成绩决定了这门课的最终成绩。在这种考试指挥棒的作用下,学生往往是平时松、考前紧,考后不复习。这种考试方式不能全面考查学生对各种统计分析方法的掌握和应用情况,同时也不利于学生形成良好的学习习惯,学习课程后也不能将具体的统计学方法应用到今后的科研或教学实践中。为了扭转这种局面,对学生进行准确、客观、公正地评定学习成绩和能力的改革势在必行。笔者根据人才培养目标,将课程最终考核成绩分为以下三个部分:平时成绩(占总成绩的40%,主要由出勤和课后作业成绩组成)、期末笔试成绩(占总成绩的24%,主要是生物统计学一些重要的概念和统计原理)和实验数据分析(占总成绩的36%,根据给定的实验数据,利用EXCEL和STATISTICA软件选择正确的统计分析方法,得出可靠的实验结论)。

在教研组实施上述教学改革后,我院学生应用统计学处理和解决科学问题的能力有了明显提高。在大学生科研训练中,我们要求学生不断地把统计的方法应用到解决实际科学问题上,使他们形成了一个不断巩固统计学方法和学习新的统计学知识的良性循环中,对统计学的学习有了更进一步的提高。总之,我们通过对教学内容、教学模式、教学方法和考核形式的一系列改革,可以有效地将学生从机械地学习生物统计学的理论知识向利用统计学的原理解决实际生物教学和科研的实际问题上转变,让学生能够在理解统计学理论的基础上,正确选择和熟练运用统计方法解决实际问题。作为专业教师,我们也会在今后的教学中,仍需要不断学习统计理论,探索教学规律,完善教育体系,提高课程教学质量,为培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才而努力。

参考文献:

[1]邹永梅.《生物统计学》课程建设的探索[J].江苏教育学院学报,2012,28(5):51-52.

[2]王春强,马巍,王洪才.高校《生物统计附实验设计》课程现状分析[J].中国校外教育,2012,(11):102.

[3]葛岳静.关于精品课程建设的几点看法(精品课程建设专家谈)[J].中国大学教学,2003,(4):4-6.

[4]郭祥群,阮源萍,杨利民,黎朝.以学生主体的教学优化模式探析[J].厦门大学学报,2004,增刊:1-4.

[5]洪梅.深化实践教学改革,构建合理实践教学体系[J].科技信息,2008,(12):201.

第7篇

摘要:“生物统计”是生物科学、植物生产类专业的一门专业基础课,是一个强有力的分析工具。从教学内容、教学方法、学生学习兴趣的培养和学生学习能力的培养等方面对该课程进行了一些尝试和探索,并提出了自己的见解,以期提高“生物统计”的教学质量,培养和提高学生的实践能力。

关键词:生物统计;课堂氛围;统计方法;多媒体教学

作者简介:石培春(1979-),女,新疆呼图壁人,石河子大学农学院,讲师;龚江(1976-),男,新疆奎屯人,石河子大学农学院,讲师。(新疆

石河子832003)

中图分类号:G642.41 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)10-0103-02

生物统计学是运用数理统计学的原理和方法,收集、整理、分析数据,解释生物现象,寻求其内在规律的一门学科。与一般数理统计学相比,它不仅要通过事物外在的数量表现去揭示事物可能存在的规律性,而且要根据专业知识去探讨、解释为什么会存在这种规律性。[1]生物统计学的特点就是研究对象是抽象的随机变量,而且要和农业实际紧密联系起来。“生物统计”主要包括田间试验中常用的、基本的试验设计方法与统计分析方法两部分,是生物科学、植物生产类专业的一门专业基础课。[2]如何提高“生物统计”课堂教学的有效性,在有限的教学时数内高质量、高效率地完成“生物统计”课程的教学,为学生奠定一个丰厚、扎实、牢固的试验设计和统计分析的基础,是摆在每一位从事“生物统计”课程教学的教师面前的严峻现实。

为了提高“生物统计”课堂教学的有效性,提高教学质量,笔者所在教研室一直以来对教学方法、教学手段等进行反复探索,不断进行新的尝试,并有一些体会。以下浅谈教学过程中的一些心得。

一、营造平等的师生关系,构建和谐的课堂氛围

“生物统计”这门课程比较抽象,以往学生在学习过程中普遍感到枯燥难懂、学习兴趣不高。要想让学生喜欢这门课首先要让学生喜欢任课老师,从而对这门课感兴趣。“教者乐其教,学者乐其学”,良好的师生关系是“生物统计”课堂教学成功的基础和保证。只有师生之间确立一种朋友关系,课堂教学的效果才会事半功倍。“生物统计”课堂教学在规范管理、形成良好学风的前提下,应该营造轻松、民主与和谐的氛围,教师要放下架子,有缺点和错误要敢于承认,与学生像朋友一样共同研究,共同探讨,师生互动,心灵沟通,引起共鸣;让课堂充满笑声,一句笑话,一句简单风趣的语言,都可以激活课堂,学生在轻松、民主与和谐的课堂氛围下按照老师的思路和要求,不知不觉地学到和掌握知识,达到教学的目的。

此外,教师在课堂讲授的过程中,教学内容的引入要突出趣味性。加入一些和讲授内容有关的耐人寻味、引人入胜的情节,这为激发学生认知动因提供了良好的环境和条件。如2011-2012学年第一学期在讲授“显著水平”时,就以“天宫一号”的研制和发射、中国航天器空间对接技术为例,说明显著水平的依据和重要性;又如在讲授第四章“显著性检验的配对设计”时,以佳洁士牙膏为例:“在20世纪50年代后期,宝洁公司推出了佳洁士牙膏,这是第一个带有氟化物的牙膏。为检验佳洁士在检验减少蛀牙方面的效果,研究者对多对双胞胎进行了实验,每对双胞胎之中的一个使用了含氟化物的佳洁士牙膏,而另一个则继续使用不含氟化物普通牙膏。”这时提出问题,即将双胞体作为非独立样本使用的目的是什么。通过这个例子既可以启发学生的思维,又能让学生轻松地明白什么样的设计属于配对设计,直观地体现了有关知识的客观背景,使学生通过自己的思维再现知识发生的过程。因此,教师在教学的过程中应把握好每个概念,善于挖掘教材的内在魅力,精心选择一个个有趣的实例,使课堂教学妙趣横生,触发学生学习的兴趣,使学生在趣味性中掌握生物统计的基本思想和方法。

老师要认真对待学生提的每一个问题,有思考、研究价值的,教师要及时予以充分的肯定,让他们享受到质疑的成就感;浅显幼稚甚至不太合适的,要选择不同角度给予评价鼓励(鼓励其有所发现,表扬敢于质疑的勇气、勇于探索的精神)。这样,才能消除学生的畏惧心理,激发他们质疑的热情,提高他们质疑的勇气,从而增强其主体意识,调动学生学习的积极性。

二、针对不同专业调整教学内容和教学实例

笔者所在生物统计教研室给石河子大学农学院所有学生讲授“生物统计”课程。农学院农学、植保、林学、园艺、资环五个系使用的生物统计教材都是四川农业大学明道绪主编的《田间试验与统计分析》。因此,在教学过程中,如何结合专业实际、选取和专业相近的例子,分清重点难点,对现有内容进行合理取舍是一个十分重要的问题。[3]

我们在讲清基本原理、思路和方法后,在举例时尽量结合专业,便于学生理解和掌握,将所学知识应用于专业实际。如给林学系的学生上课时,参考了续九如、黄智慧主编的《林业试验设计》,所举例题均与林木遗传育种、栽培、生理生化和森林资源调查等有关。对资环系则尽量采用农业资源调查、植物营养与施肥、环境监测与评价、生态效益分析、气象观测等方面的例子,有时即使将植保或者农学类的例题仅在文字上变动一下而数据不变也能取得较好效果。

针对不同的专业特点,同一章节的应用问题也有所侧重。如在讲“直线回归与相关分析”时,不同的系在理论联系实际时侧重点也不同。如给农学系上课时,参考童一中主编的《作物育种常用的统计分析方法》,重点讲授回归分析和相关分析在作物遗传育种和栽培上的应用;在给植保系上课时,参考山东省农作物病虫测报站主编的《农业病虫数理统计预报》,重点讲授根据害虫发生发展规律及影响的有关环境因素预测害虫未来的发生发展趋势,为害虫综合治理提供决策依据等应用。通过实例分析,使学生们明白了统计方法的重要性和实用价值。总之,通过课堂讲授、作业和上机操作,使学生学完该课程后不仅仅学到一些统计学的常用术语和公式,而且要意识到他们所接触的统计学比单纯地计算平均数以及用彩色图表示出来复杂得多,它是一个强有力的分析工具。

对各个系都要讲授“生物统计”的基本知识,内容涉及到实验方案的实施、数据的收集、整理和统计分析等,即“田间试验”、“资料的整理与描述“、“常用概率分布”、“假设检验”、“方差分析”、“X2测验”和“直线回归与相关分析”。对于有些章节如“百分数资料的假设检验”,因为数据涉及到有两个属性类别的质量性状和利用统计次数法得来的次数资料,农学系和植保系学生用的较多,因此只对这两个系讲授。对于“两因素系统分组试验资料的方差分析”,因为植保和资环专业用的比较多,因此只对植保系和资环系的学生讲授;对有些难度较大的章节,如“方差分析处理效应分类与期望均方”等一般只对农学系学生讲授;“样本平均数抽样分布与标准误”一节虽然最难懂,但它是生物统计思想方法的重心所在,是重要基础知识,既是重点又是难点,要仔细、耐心地给学生讲清楚。通过本课程的学习,使学生能熟练制定实验方案、进行数据的处理与分析,并作出科学的结论。

三、加强实践教学,注重学生能力培养

1.将统计方法的讲授与统计软件的介绍紧密结合

随着计算机的普及和广泛使用,统计分析方法在自然科学的各个领域中得到越来越广泛的应用。统计软件的应用已经成为高校学生与科研工作者必备的技能。生物统计教研室根据不同的专业开设了Excel和SPSS等统计软件的实验课,收到良好的教学效果。

我们在介绍Excel、SPSS等软件基本操作的基础上,结合统计学基本理论和方法,通过实例,由浅入深、深入浅出地讲解利用Excel、SPSS进行统计分析的方法和步骤,从而达到将抽象统计理论与直观现象操作相结合的目的。很多统计方法的计算量大,例如方差分析、直线回归等,以前传统的教学方法是手工计算,教师花费大量时间在黑板上逐步计算,学生学习时觉得计算繁杂。现在我们在讲课时一边讲解理论,一边把实例的处理结果做出来让学生分析。把重点放在讲授基本原理、思路、方法的适用条件和统计结果的解释上面,要求学生能根据不同的实验设计选择相应的统计方法用统计软件处理,并能做出科学、正确的解释。

2.理论联系实际,提高学生解决实际问题的能力

生物统计学是生物领域中非常重要的一种分析工具,对将来从事农业和生物科技工作的学生来说是一门有重要实用价值的课程,与数理统计学不同的是,这门课程重在应用。因此在教学过程中一定要突出和强调“用”这个特点,学生学习这门课程的最终目的是要会应用。老师在上课过程中要注重学生统计思维能力的培养。

为了提高学生综合分析问题与实际动手能力,教研室积极开展第二课堂,让学生根据自己申报的大学生研究训练计划(SRP)项目和本科毕业论文进行讨论和交流,每个学生给大家介绍自己的试验设计和实验方案,并说明自己的项目或者毕业论文用是什么统计方法来分析。此外还安排上机实习,并且是让学生带着自己的试验数据独立处理,让学生体会“学有所用”。在处理数据的过程中,进一步培养学生的统计分析与逻辑思维能力。在实践中培养创新能力。这样使学生能够真正利用统计学方法解决实际问题。

四、针对课程特点采用多种教学方法相结合

“生物统计”的特点是内容抽象、枯燥,理论性、逻辑性较强。而且该课程内容多、公式多、图表多、计算量大,单一的教学方法容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳,因此,教师应该针对不同的教学内容采用不同的教学方法。

由于多媒体教学加快了教学进度,提高了课堂教学的效率,因此多媒体教学应用广泛。但是并不是所有的教学内容都适合用多媒体来讲授。就拿“方差分析”这一章来举例。在讲方差分析的基本原理和步骤时建议用板书讲解,因为这部分内容比较难,教师在黑板上一步步进行讲解和分析有利于学生更好地理解和掌握,满足大多数学生的要求;在讲不同试验设计资料的方差分析时,用板书讲解该试验设计的田间试验设计图、资料整理表及方差分析三步骤中涉及的公式,而讲具体实例时应采用多媒体。这种板书和多媒体相结合的授课方式很大程度上缓解了学时和教学内容之间的矛盾,还为启发式教学提供了时机,让学生有足够的时间在老师的引导下活跃思维,积极思考,及时理解和消化知识。

针对“生物统计”逻辑性较强的特点,老师在讲课过程中应“授之以渔”而不是“授之以鱼”。我们在讲课过程中逐步引导学生掌握解决问题的方式方法,让学生直接参与探索教学,充分发挥学生的主观能动性,开发学生的创新能力,使学生在学习中有成就感。因此,我们采用最多的就是启发式教学法。在课堂上,着重问题的创设,提供氛围,让学生发现问题并着手解决问题,使学生成为学习的主人,教师则成为学生的协作者。

五、小结

要想提高“生物统计”课堂教学质量,教师要把教学当成一门艺术来对待。教师感情的投入、学生学习兴趣和动机的培养、教学内容的处理、教学方法的选择、教学结构的编排、教学节奏的控制都在构建着现代教学趋势,教师只有全身心投入并不断总结方法,才能探索出有生命力的教学方法。

参考文献:

[1]盖钧镒.试验统计方法[M].北京:中国农业出版社,2000.

[2]明道绪.田间试验与统计分析[M].北京:科学出版社,2008.