基于SAS軟件的生物統(tǒng)計實驗自主學(xué)習(xí)模式探究

王 萍 ， 董 斌

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院， 安徽 合肥 230036)

生物統(tǒng)計學(xué)內(nèi)容抽象，計算繁瑣，要使學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)的統(tǒng)計知識融會貫通，用統(tǒng)計思想去分析解決實際問題，就需要利用統(tǒng)計軟件開設(shè)生物統(tǒng)計實驗課.以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，統(tǒng)計軟件為工具的實驗教學(xué)，可以大大提高教學(xué)效果.首先，計算機(jī)演示使學(xué)生對于統(tǒng)計學(xué)概念和分析方法有了直觀了解；其次，在學(xué)生理解統(tǒng)計方法原理的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生使用統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)的技巧，訓(xùn)練其統(tǒng)計思維能力；最后，為學(xué)習(xí)其他課程、閱讀專業(yè)文獻(xiàn)、從事科研打下必要的統(tǒng)計基礎(chǔ).以應(yīng)用性知識為主的實驗教學(xué)，注重系統(tǒng)性和完整性，強(qiáng)化實踐性教學(xué)和專業(yè)技能訓(xùn)練，并要根據(jù)實際需要，改革教學(xué)內(nèi)容，提高實驗教學(xué)在教學(xué)計劃中的比重，以培養(yǎng)學(xué)生獨立工作的能力和實踐操作能力.

1 精選教輔軟件

大量統(tǒng)計軟件的出現(xiàn)使生物統(tǒng)計學(xué)從數(shù)據(jù)計算中解放了出來，學(xué)生能在理解掌握理論知識的同時，簡單快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.生物統(tǒng)計學(xué)、生物信息學(xué)、基因組測序以及生物學(xué)各個領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，海量數(shù)據(jù)迅速增加，未來的生物統(tǒng)計學(xué)的計算分析將會更多關(guān)注大型數(shù)據(jù)的分析提煉，這更加需要統(tǒng)計軟件的支持.而教學(xué)軟件的選擇，更是一個決定教學(xué)策略和影響教學(xué)效果的重要因素.

在眾多的統(tǒng)計軟件中，EXCEL軟件是最直觀易懂的一款，具有通用性和兼容性，操作簡單，但是在國際上認(rèn)可度不高，許多試驗設(shè)計分析麻煩，如裂區(qū)設(shè)計，正交設(shè)計等.目前，國際上認(rèn)可度較高的一款軟件是SAS軟件.SAS功能強(qiáng)大，內(nèi)容豐富，生物統(tǒng)計學(xué)中所有的數(shù)據(jù)分析和試驗設(shè)計基本都可以利用SAS實現(xiàn)，而且無論是結(jié)論格式，還是圖形表現(xiàn)都很精美、直觀.在SAS中，把大部分常用的數(shù)據(jù)計算的算法作為標(biāo)準(zhǔn)過程調(diào)用，用戶僅需要指出過程名及其必要的參數(shù)即可[1].這一特點使得SAS編程變得十分簡單.SAS9.3版本中文界面友好，使用方便，結(jié)果簡單易看，對于初學(xué)者更為適用.在SAS軟件中，既有程序命令，又有非程序命令，結(jié)論一致.程序命令只需在程序編輯器里面編好程序，點擊運(yùn)行即可.SAS窗口有一些非編程的視窗，可以進(jìn)行菜單式操作，操作簡單.相對而言，編程方法更加靈活，可以根據(jù)實際問題的需要設(shè)計程序.在我們生物統(tǒng)計教學(xué)軟件選擇中，理論課講解Excel的簡單應(yīng)用，實驗課講解SAS，它們的有機(jī)結(jié)合可以大大提高教學(xué)效果.

2 生物統(tǒng)計實驗在SAS軟件中的實施

2.1 設(shè)計合理的實驗教學(xué)大綱

在當(dāng)前實驗教學(xué)課時少、課程內(nèi)容量大的現(xiàn)實情況下，如何合理構(gòu)建課程體系是不容忽視的.因此，在實驗教學(xué)大綱的設(shè)定上，篩選教學(xué)內(nèi)容，通過選擇典型案例，由淺入深地設(shè)置實驗問題，讓學(xué)生通過軟件操作，形成分析報告，既要體現(xiàn)理論性和基礎(chǔ)性，又要突出應(yīng)用性和實踐性，要做到強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出重點、注重應(yīng)用.在生物統(tǒng)計實驗課程安排上，包含三大部分：試驗設(shè)計、統(tǒng)計分析和圖表制作.

首先，試驗設(shè)計是進(jìn)行科學(xué)試驗的前提，只有正確的試驗設(shè)計才能保障試驗的可行性.如果自己進(jìn)行設(shè)計，方法麻煩且隨機(jī)性也不是很好實現(xiàn).常用到的簡單設(shè)計比如隨機(jī)區(qū)組實驗、裂區(qū)試驗、拉丁方試驗等利用PLAN命令就可以實現(xiàn).稍微復(fù)雜的設(shè)計，如正交設(shè)計、響應(yīng)面設(shè)計、D最優(yōu)設(shè)計等可以利用非編程視窗的菜單命令A(yù)DX或者解決方案中的試驗設(shè)計實現(xiàn).

其次，統(tǒng)計分析是整理、分析試驗數(shù)據(jù)的過程.這部分的安排上，我們從基礎(chǔ)的描述性統(tǒng)計到稍微復(fù)雜的方差分析和多元統(tǒng)計，都有涉獵.試驗設(shè)計的數(shù)據(jù)，大部分調(diào)用ANOVA和GLM命令即可，這部分內(nèi)容可以在實驗設(shè)計之后進(jìn)行講解.在分析多個變量之間關(guān)系時，內(nèi)容有多項式回歸、通徑分析、曲線回歸等，大部分都可以調(diào)用CORR和REG過程.

最后，統(tǒng)計圖表是對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計描述的最直觀表現(xiàn).SAS有極為強(qiáng)大的繪圖工具.SAS的許多程序，如UNIVARIATE、GCHART、GPLOT、PLOT、G3d等都可以實現(xiàn).圖表制作這部分內(nèi)容既可以單獨講解，也可以穿插各個過程講解.

2.2 實驗教學(xué)重統(tǒng)計思想的培養(yǎng)，課后考核鍛煉學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

由于SAS軟件結(jié)果輸出的圖表較多，學(xué)生對輸出結(jié)果的理解有一定的難度，輸出結(jié)果的解釋更是一個重點內(nèi)容.學(xué)生上機(jī)實驗利用軟件可以方便快捷實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算，但軟件只是工具，淡化了統(tǒng)計思想，如果統(tǒng)計理論不加以講解，將不利于學(xué)生掌握統(tǒng)計方法和理解統(tǒng)計分析結(jié)果.故在實驗課之前要加強(qiáng)理論教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生對統(tǒng)計思想的理解，才可以更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘.教師在教學(xué)過程中要體現(xiàn)實效性，結(jié)合相應(yīng)的案例，進(jìn)行軟件驗證實驗，加強(qiáng)直觀理解，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性.

生物統(tǒng)計學(xué)屬于工具性、實用性強(qiáng)的課程，因此，應(yīng)把考核學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計方法的能力和綜合分析問題的能力作為重點，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的以試卷為中心的考核方式，尤其是對于初學(xué)SAS的學(xué)生來說，命令很難記牢.我們采取撰寫課程小論文的方式考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.具體而言，由教師指定試驗案例數(shù)據(jù)，學(xué)生根據(jù)問題的特點，選擇適用的統(tǒng)計方法，利用SAS軟件整理分析、加工處理數(shù)據(jù)，從問題出發(fā)，對于獲得的信息進(jìn)行歸納總結(jié)，撰寫相應(yīng)的實驗報告，總結(jié)試驗結(jié)論整理成課程論文.最終成績通過綜合學(xué)生的課程論文、實驗報告、課堂表現(xiàn)而獲得，這一考核方式不僅能公平、公正地評價學(xué)生，而且能充分檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為以后撰寫畢業(yè)論文打好基礎(chǔ).

3 應(yīng)用SAS軟件培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

3.1 自主學(xué)習(xí)的必要性

在教師指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)實際自覺制訂學(xué)習(xí)計劃，選擇學(xué)習(xí)方式，進(jìn)行自我反饋的自主學(xué)習(xí)過程，不只是實現(xiàn)了知識的傳遞，尤為重要的是突出學(xué)生的主體性，實現(xiàn)了行為和意識上的自主.大學(xué)教育不只是傳授知識，更重要的是教會學(xué)生自主學(xué)習(xí).授人以魚不如授人以漁，自主學(xué)習(xí)是一種能力，“會學(xué)”比“學(xué)會”更重要.

SAS軟件功能強(qiáng)大，而其操作以編程為主，雖然SAS程序模式化，但對于非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，短期內(nèi)很難熟練掌握.隨著統(tǒng)計方法的發(fā)展和SAS軟件的實時更新，課堂教育已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會需求，要想熟悉掌握生物學(xué)領(lǐng)域中的SAS應(yīng)用，就不能局限于課堂上教師講解的皮毛，自主學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的意義和價值.

3.2 生物統(tǒng)計實驗SAS軟件中自主學(xué)習(xí)的策略

(1)充分利用課外資源和SAS幫助.互聯(lián)網(wǎng)的普及和計算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，使自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式變得可行和現(xiàn)實.教師幫助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計劃，指導(dǎo)學(xué)生整合利用網(wǎng)絡(luò)資源、文獻(xiàn)庫、課外書進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，不僅是鞏固課堂所學(xué)知識的需要，更是一個自我積累、自我提高的過程.同時鼓勵學(xué)生課下使用SAS軟件和學(xué)到的統(tǒng)計學(xué)方法，分析和解決他們感興趣的實際問題.通過閱覽期刊資料，可使學(xué)生對所學(xué)專業(yè)形成初步認(rèn)識，消除專業(yè)方向的模糊認(rèn)識，且可以深刻體會統(tǒng)計方法在專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理功效，使學(xué)生增強(qiáng)對從事農(nóng)林、動物科學(xué)行業(yè)工作的信心.網(wǎng)絡(luò)上面資源豐富，既有電子書，又有許多生物學(xué)和統(tǒng)計學(xué)領(lǐng)域的網(wǎng)站，既可以改變學(xué)生填鴨式的松弛心理，又可以實現(xiàn)網(wǎng)上交流，遠(yuǎn)程解決疑難問題.

在我們利用SAS軟件分析生物統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)時，不可避免會出現(xiàn)錯誤，或者沒有見過相應(yīng)的程序或者模塊，一個很簡單的解決辦法就是利用SAS幫助.SAS幫助菜單是學(xué)習(xí)SAS軟件的最好的使用說明書，還附有簡明的例子.同時，SAS版本推陳出新，教師有必要對不同版本的SAS軟件的功能和操作變化補(bǔ)充一些說明文字，不斷充實和更新教學(xué)內(nèi)容.同時對學(xué)生上機(jī)過程可能常出現(xiàn)的問題，教師要進(jìn)行總結(jié)描述，詳細(xì)講解.

(2)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行個性化的自主學(xué)習(xí).在指導(dǎo)學(xué)生制定學(xué)習(xí)計劃時，不能采用一種模式，要根據(jù)其知識掌握程度和自我需求，體現(xiàn)學(xué)生個體差異，遵循循序漸進(jìn)的原則，通過多方交互引導(dǎo)，逐步培養(yǎng)、提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.

我們安排生物統(tǒng)計實驗，遵循由易到難，由淺到深的教學(xué)規(guī)律，按照學(xué)生能力可以分為三層次：第一層次為基礎(chǔ)驗證實驗，目的是讓學(xué)生了解SAS簡單應(yīng)用，加深理論理解；第二層次為數(shù)據(jù)分析和試驗設(shè)計實驗，目的是培養(yǎng)學(xué)生利用SAS軟件數(shù)據(jù)分析和試驗設(shè)計的能力；第三層次為綜合應(yīng)用實驗，目的是培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)據(jù)揭示試驗結(jié)果的能力.三個層次實驗循序漸進(jìn)，互為補(bǔ)充.教師針對這三個層次，增強(qiáng)學(xué)科適應(yīng)性，精心選擇相應(yīng)的案例，提出相應(yīng)的要求，學(xué)生在學(xué)習(xí)內(nèi)容上就有了選擇的空間.學(xué)生在自我學(xué)習(xí)時，應(yīng)當(dāng)實事求是，進(jìn)行自我規(guī)劃和時間管理，按照知識水平進(jìn)行自我預(yù)習(xí)和強(qiáng)化復(fù)習(xí)，進(jìn)行自我評價，按照學(xué)習(xí)要求進(jìn)行效果考核.自主學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生要培養(yǎng)自我總結(jié)的能力，如方差分析中的MODEL語句的定義方法，循環(huán)語句的輸入格式，圖形制作的方法等等.

4 小結(jié)

本文結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷，針對生物統(tǒng)計實驗過程中存在的問題，探討了自主學(xué)習(xí)模式的必要性及其策略，以期為生物統(tǒng)計實驗教學(xué)提供一種新思路.加強(qiáng)生物統(tǒng)計學(xué)實驗教學(xué)，是專業(yè)發(fā)展的需要,應(yīng)在不斷地實踐過程中逐步提升和完善.在生物統(tǒng)計學(xué)的實驗教學(xué)過程中，學(xué)生通過改變學(xué)習(xí)方式，利用SAS軟件簡化計算，拓展知識范圍，提高自身競爭力，還能體會到自主學(xué)習(xí)的成就感，提高基本科研素養(yǎng).教師要更新知識，掌握學(xué)科前沿，更要堅持學(xué)習(xí)，改變傳統(tǒng)觀念，才能更好地服務(wù)于生物統(tǒng)計實驗的教學(xué).

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