對(duì)比式和啟發(fā)式教學(xué)法在“生物統(tǒng)計(jì)”課中的實(shí)踐應(yīng)用

石培春 龔 江 李春艷

(石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 8320030)

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對(duì)比式和啟發(fā)式教學(xué)法在“生物統(tǒng)計(jì)”課中的實(shí)踐應(yīng)用

石培春 龔 江 李春艷

(石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 8320030)

“生物統(tǒng)計(jì)”課是石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院各專業(yè)本科教學(xué)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)、參與科學(xué)研究、完成畢業(yè)論文及解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題的工具性課程。根據(jù)“生物統(tǒng)計(jì)”課程特點(diǎn)，探討對(duì)比式和啟發(fā)式教學(xué)方法在“生物統(tǒng)計(jì)”課教學(xué)中的應(yīng)用，提高學(xué)生生物統(tǒng)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用能力、邏輯思維能力和統(tǒng)計(jì)推斷能力。

對(duì)比式教學(xué)法；啟發(fā)式教學(xué)法；“生物統(tǒng)計(jì)”課程；探索

“生物統(tǒng)計(jì)”課程是一門以高等數(shù)學(xué)和概率論為基礎(chǔ)的邊緣學(xué)科，是石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)、植保、農(nóng)資、園藝和林學(xué)等專業(yè)本科教學(xué)中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)、選擇正確的方法分析試驗(yàn)結(jié)果以及解釋分析結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生正確處理和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力、科學(xué)研究能力、邏輯思維能力、統(tǒng)計(jì)能力等綜合能力，和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研精神, 為進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)、完成畢業(yè)論文及解決生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)，以適應(yīng)社會(huì)大環(huán)境對(duì)人才的需求。

由于該課程涉及的公式繁多、計(jì)算量大，且前后章節(jié)的內(nèi)容聯(lián)系非常緊密、抽象復(fù)雜，理解記憶起來(lái)有一定的難度，所以學(xué)生普遍認(rèn)為該課程是學(xué)院所開(kāi)設(shè)課程中較難學(xué)的一門課程。由于統(tǒng)計(jì)課程性質(zhì)的獨(dú)特性，學(xué)生學(xué)習(xí)、教師講授過(guò)程中存在與其他專業(yè)課程不同的特點(diǎn)，如果仍然采用傳統(tǒng)教學(xué)方式教師講授、學(xué)生死記硬背的方法，將會(huì)造成學(xué)生學(xué)習(xí)沒(méi)有興趣，教師講授吃力等嚴(yán)重問(wèn)題[1]。為了提高“生物統(tǒng)計(jì)”課堂教學(xué)的效果和教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生生物統(tǒng)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用能力、邏輯思維能力和統(tǒng)計(jì)推斷能力，作為“生物統(tǒng)計(jì)”課主講教師，要更新教學(xué)理念，堅(jiān)持以學(xué)生為本，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，更多地關(guān)注在課程教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中學(xué)生的參與和知識(shí)的獲得。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，探討對(duì)比式和啟發(fā)式教學(xué)方法在“生物統(tǒng)計(jì)”課教學(xué)中的應(yīng)用。

1 對(duì)比式教學(xué)法在“生物統(tǒng)計(jì)”課教學(xué)中的應(yīng)用

對(duì)比式教學(xué)法是在知識(shí)的廣度和深度上通過(guò)對(duì)比類推，達(dá)到舉一反三的目的。在對(duì)比式教學(xué)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生將一些具有聯(lián)系和區(qū)別的內(nèi)容進(jìn)行歸納和比較，掌握它們的相同之處和不同之處，使學(xué)生融會(huì)貫通。對(duì)比式教學(xué)法是“生物統(tǒng)計(jì)”課教學(xué)中最常用的方法之一。對(duì)比式教學(xué)法不僅可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，而且還有助于對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)的消化與理解，提高學(xué)生的記憶能力、分析能力、歸納概括能力和思維創(chuàng)新能力，從而全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。教師可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)階段選擇不同的比較方法。

1.1 正反對(duì)比法

正反對(duì)比法是指把兩個(gè)或幾個(gè)內(nèi)容完全相反、相互對(duì)立的的概念或者知識(shí)點(diǎn)放在一起進(jìn)行對(duì)比，在對(duì)比中分析和闡明兩者的差異和對(duì)立，使事物的特征和本質(zhì)在對(duì)比中顯露出來(lái)。

例如，在講資料的描述時(shí)，告訴學(xué)生對(duì)資料的特征特性進(jìn)行描述時(shí)，既要列出表示資料集中程度的統(tǒng)計(jì)量，又要列出表示資料離散程度的統(tǒng)計(jì)量，即平均數(shù)和變異數(shù)。在講課過(guò)程中把平均數(shù)和變異數(shù)這兩類統(tǒng)計(jì)量放在一起對(duì)比講授，通過(guò)對(duì)比舉例來(lái)講解兩類統(tǒng)計(jì)量的作用。平均數(shù)是數(shù)據(jù)的代表值,表示資料中觀察值的中心位置，并且可作為資料的代表與另一組資料進(jìn)行比較；而變異數(shù)表示一份資料的離散程度，反映平均數(shù)代表性的好壞。代表資料集中性常用的統(tǒng)計(jì)量是算數(shù)平均數(shù)，代表資料離散性常用的統(tǒng)計(jì)量是標(biāo)準(zhǔn)差。在講授算數(shù)平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的算法時(shí)，可以把算數(shù)平均數(shù)的直接法和加權(quán)法的公式與標(biāo)準(zhǔn)差的直接法和加權(quán)法的公式對(duì)比來(lái)講，通過(guò)這一正反比較讓學(xué)生記住了這兩類描述數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計(jì)量，對(duì)兩類作用相反的統(tǒng)計(jì)量有了更深刻的認(rèn)識(shí)和理解，便于學(xué)生理解和掌握這兩類統(tǒng)計(jì)量的統(tǒng)計(jì)意義和作用。

1.2 相似對(duì)比法

相似對(duì)比法是將形式和內(nèi)容相近的知識(shí)點(diǎn)或者容易混淆的內(nèi)容放在一起比較，以便能夠加深印象，使學(xué)生容易區(qū)分。在似與不似之間找出知識(shí)點(diǎn)的差別，的確有相當(dāng)難度。但是，從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，成功的相似比較，往往能最大程度地發(fā)展學(xué)生的智力，把一些模棱兩可的東西辨析清楚了，學(xué)生掌握知識(shí)就更加準(zhǔn)確了。

例如，在日常的統(tǒng)計(jì)分析中，標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)誤是一對(duì)十分重要的統(tǒng)計(jì)量，兩者有區(qū)別也有聯(lián)系。但是很多學(xué)生沒(méi)有弄清其中的差異，經(jīng)常性地錯(cuò)誤使用。因此在講抽樣分布中的樣本標(biāo)準(zhǔn)誤時(shí)，可以和學(xué)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)樣本標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)比來(lái)講。在上課過(guò)程中提問(wèn)學(xué)生兩者的聯(lián)系和區(qū)別是什么，讓學(xué)生思考后進(jìn)行總結(jié)。兩者聯(lián)系是:樣本標(biāo)準(zhǔn)誤是樣本標(biāo)準(zhǔn)差與樣本容量開(kāi)平方根的比值，兩者都是表示變異的統(tǒng)計(jì)量，兩者都可以與均數(shù)結(jié)合使用，但是描述的內(nèi)容不同。兩者的區(qū)別是：(1)統(tǒng)計(jì)意義不同：標(biāo)準(zhǔn)差是反映一組資料中各個(gè)觀測(cè)值變異程度大小的一個(gè)指標(biāo)，它的大小說(shuō)明了均數(shù)對(duì)該樣本代表性的強(qiáng)弱；標(biāo)準(zhǔn)誤反映樣本均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，它是樣本均數(shù)抽樣誤差的估計(jì)值，其大小說(shuō)明了樣本均數(shù)間變異程度的大小。(2)用途不同：標(biāo)準(zhǔn)差常用于表示變量值對(duì)均數(shù)波動(dòng)的大小,在大樣本資料中，與均數(shù)結(jié)合估計(jì)所考察性狀或指標(biāo)的優(yōu)良性與穩(wěn)定性；標(biāo)準(zhǔn)誤常用于小樣本，表示樣本均數(shù)對(duì)總體均數(shù)的波動(dòng)情況。又如，可以把系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的特點(diǎn)和來(lái)源對(duì)比進(jìn)行講解。講相關(guān)分析時(shí)，把相關(guān)系數(shù)和決定系數(shù)的符號(hào)、公式、統(tǒng)計(jì)意義和用途對(duì)比來(lái)講。相似對(duì)比法有助于學(xué)生培養(yǎng)思維方式，引導(dǎo)學(xué)生自主地進(jìn)行思考，激發(fā)學(xué)生的探索和創(chuàng)新意識(shí)。

1.3 求異對(duì)比法

求異比較法是通過(guò)對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)或內(nèi)容的比較和對(duì)照，以探求研究對(duì)象之間的差異點(diǎn)的比較方法。我們?cè)趯W(xué)習(xí)知識(shí)時(shí),除了認(rèn)識(shí)它們的共同點(diǎn)外,更重要的是認(rèn)識(shí)它們的不同點(diǎn)。只有這樣才能認(rèn)識(shí)事物，區(qū)別事物， 加深理解，增強(qiáng)記憶。

在介紹統(tǒng)計(jì)原理和方法時(shí)，可以把同類的方法放在一起比較，可以讓學(xué)生更好地掌握同類方法的區(qū)別。例如，在講多重比較的LSD法和LSR法(又分為SSR法和q法)時(shí)，可以先拋出問(wèn)題——這兩種方法有什么區(qū)別？通過(guò)問(wèn)題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。然后告訴學(xué)生在使用LSD法時(shí)任何兩個(gè)平均數(shù)兩兩比較用的檢驗(yàn)尺度是一樣的；LSR法把平均數(shù)的差數(shù)看成是平均數(shù)的極差，根據(jù)極差范圍內(nèi)所包含的平均數(shù)的個(gè)數(shù)(稱為秩次距) k的不同而采用不同的檢驗(yàn)尺度。講授時(shí)，通過(guò)例舉奧運(yùn)會(huì)的舉重項(xiàng)目以加深理解，LSD法相當(dāng)于所有的參賽運(yùn)動(dòng)員不管體重是多少舉起的重量是一樣的，而LSR法是根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的體重分成不同的重量級(jí)，不同重量級(jí)的運(yùn)動(dòng)員要求舉起的重量也不同。再次拋出問(wèn)題——SSR法和q法有什么區(qū)別？通過(guò)板書(shū)兩種方法的公式，讓學(xué)生悟出這兩種方法的區(qū)別：前者查的是SSR表，后者查的是q表。最后拋出一個(gè)問(wèn)題——LSD法、SSR法和q法這三種檢驗(yàn)尺度的區(qū)別是什么？這時(shí)PPT上列出同一道例題三種多重比較方法的檢驗(yàn)尺度,讓學(xué)生通過(guò)具體的數(shù)值來(lái)比較三種檢驗(yàn)尺度的大小，得出結(jié)論LSD法≤SSR法≤q法。通過(guò)舉例加深學(xué)生理解。有三個(gè)班(LSD班、SSR班和q班)，LSD班要求50分及格，SSR班要求60分及格，q班要求70分及格。在LSD班及格的，在SSR班和q班不一定及格，但是在q班及格的，在SSR班和LSD班一定及格。同理，用LSD法檢驗(yàn)顯著的差數(shù)，用SSR法和q法檢驗(yàn)未必顯著；用q法檢驗(yàn)顯著的差數(shù)，用SSR法和LSD法檢驗(yàn)必然顯著。通過(guò)比較，讓學(xué)生牢固掌握這三種方法的區(qū)別。又如，可以把完全隨機(jī)設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)、一尾檢驗(yàn)和兩尾檢驗(yàn)、非配對(duì)設(shè)計(jì)和配對(duì)設(shè)計(jì)的假設(shè)檢驗(yàn)對(duì)比來(lái)講。這樣可以使學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)過(guò)的知識(shí)，對(duì)新的知識(shí)點(diǎn)能加深理解和記憶，有助于學(xué)生牢固掌握生物統(tǒng)計(jì)的基本原理和方法。

2 啟發(fā)式教學(xué)法在“生物統(tǒng)計(jì)”課教學(xué)中的應(yīng)用

啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，促使他們生動(dòng)活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想[2]。啟發(fā)式教學(xué)貫穿于“生物統(tǒng)計(jì)”課教學(xué)的全過(guò)程。啟發(fā)式教學(xué)從感性啟發(fā)、理性啟發(fā)和問(wèn)答式啟發(fā)三個(gè)方面入手[3]，生成富有啟發(fā)性的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維的深層參與。

2.1 感性啟發(fā)

感性啟發(fā)是教師通過(guò)一些有趣的案例、視頻等感性材料，激起學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的強(qiáng)烈求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如，在講緒論時(shí)為了讓學(xué)生感受統(tǒng)計(jì)的意義，以《紅樓夢(mèng)》為例。全書(shū)共120回，一般認(rèn)為前80回為曹雪芹所寫，后40回為高鶚?biāo)m(xù)，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)這個(gè)問(wèn)題一直有爭(zhēng)議。教師提問(wèn)：“能否從統(tǒng)計(jì)的方法做出論證?”稍后告訴學(xué)生復(fù)旦大學(xué)學(xué)者采用多元統(tǒng)計(jì)分析中的聚類分析證實(shí)了120回分成了兩類，不是出自同一人的手筆。該例說(shuō)明了統(tǒng)計(jì)學(xué)的重要性，統(tǒng)計(jì)學(xué)可以應(yīng)用于幾乎所有的領(lǐng)域，從而激起學(xué)生對(duì)“生物統(tǒng)計(jì)”這門課程強(qiáng)烈的求知欲。又如，在講“生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容”時(shí)，先給學(xué)生列出了學(xué)院2016年國(guó)家自然基金立項(xiàng)項(xiàng)目，問(wèn)教師的項(xiàng)目如何研究?得到的數(shù)據(jù)又該如何分析?這正是本課程所要解決的“試驗(yàn)設(shè)計(jì)”和“統(tǒng)計(jì)推斷”問(wèn)題。此時(shí)，教師順勢(shì)對(duì)本課程具體章節(jié)及目前學(xué)科發(fā)展情況做一簡(jiǎn)要的介紹，并結(jié)合課程的特點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)方法做出具體要求。

2.2 理性啟發(fā)

與其他課程相比，“生物統(tǒng)計(jì)”課程的知識(shí)點(diǎn)由淺入深、由易到難，知識(shí)點(diǎn)之間的銜接性較強(qiáng)，學(xué)生掌握的知識(shí)直接影響后繼內(nèi)容的學(xué)習(xí)。理性啟發(fā)是教師將生物統(tǒng)計(jì)的有關(guān)概念、計(jì)算公式、原理、方法、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考文獻(xiàn)同相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)講授，重在激活學(xué)生頭腦中與新知識(shí)有實(shí)質(zhì)性聯(lián)系的知識(shí)，通過(guò)新舊知識(shí)之間的相互作用,啟發(fā)學(xué)生從原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中生長(zhǎng)出新的知識(shí)?！吧锝y(tǒng)計(jì)”課程理性啟發(fā)式教學(xué)中新知識(shí)的學(xué)習(xí)要建立在學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。

例如，在講多重比較之前，利用本院教師發(fā)表的論文(其中有方差分析并用標(biāo)記字母法表示多重比較結(jié)果)引入新課，學(xué)生看了PPT上的結(jié)果分析部分后教師提問(wèn)：“每個(gè)處理平均數(shù)后面跟的字母具有什么含義，是怎么標(biāo)上去的？” 通過(guò)文獻(xiàn)作鋪墊, 激活學(xué)生的情感和思維，激活學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中與新學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的知識(shí)，使新學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生頭腦中適當(dāng)?shù)闹R(shí)、經(jīng)驗(yàn)、思想和方法等建立內(nèi)在聯(lián)系。

2.3 問(wèn)題式啟發(fā)

問(wèn)題式啟發(fā)要求揭示事物的矛盾，形成問(wèn)題的情景，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極開(kāi)動(dòng)腦筋，主動(dòng)思考學(xué)習(xí)，達(dá)到舉一反三的效果。問(wèn)題式啟發(fā)教學(xué)主要用于“生物統(tǒng)計(jì)”課程的一些難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容的授課。教師在選準(zhǔn)問(wèn)題后，讓學(xué)生們思考討論片刻，如果學(xué)生們得出答案，那么教師就達(dá)到目的。但是，學(xué)生往往是不會(huì)很快得出準(zhǔn)確答案的，這時(shí)候教師也不要急于給出答案，而應(yīng)循序漸進(jìn)地繼續(xù)逐步提問(wèn)解答。

例如，在講到田間試驗(yàn)的局部控制原則時(shí)，在例舉局部控制在田間應(yīng)用后提出問(wèn)題：局部控制主要用于控制土壤差異，室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)芊裼镁植靠刂颇?？學(xué)生一定很疑惑，并努力思考。如果學(xué)生們都沒(méi)有回答出來(lái)，這時(shí)候接著提問(wèn)：在室內(nèi)比較5個(gè)農(nóng)藥(有一個(gè)是對(duì)照)的殺蟲(chóng)效果，即試驗(yàn)有5個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，在準(zhǔn)備試蟲(chóng)時(shí)發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)齡大小不一致，這時(shí)候該怎么辦？如果有學(xué)生回答隨機(jī)分組，說(shuō)明學(xué)生還沒(méi)有想到用局部控制。這時(shí)候接著提出問(wèn)題：采用隨機(jī)區(qū)組，可以降低試驗(yàn)誤差，有沒(méi)有更好的辦法呢？如果沒(méi)有學(xué)生回答，教師繼續(xù)解答：將蟲(chóng)齡一致的試蟲(chóng)分為一組，共3組，每組分成5小組(30頭左右)，5個(gè)小組分別用5種農(nóng)藥處理，這種做法是不是用了局部控制？學(xué)生經(jīng)過(guò)思考得出肯定結(jié)論。這樣的教學(xué)效果要比傳統(tǒng)教學(xué)法的效果來(lái)得生動(dòng)有趣, 有利于引發(fā)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)思考和深層思維, 拓寬了學(xué)生知識(shí)面，也激發(fā)了學(xué)生在遇到相似問(wèn)題時(shí)不斷地開(kāi)闊視野,創(chuàng)新思維。

3 結(jié)語(yǔ)

作為“生物統(tǒng)計(jì)”課的主講教師，我們要潛心教研，認(rèn)真?zhèn)湔n，精心做好教學(xué)設(shè)計(jì)。教師集編劇、導(dǎo)演和演員于一身，因此要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入鉆研，根據(jù)教學(xué)要求和學(xué)生的實(shí)際情況及認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)。教師要靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，注重發(fā)揮學(xué)生的主體性，提高課堂效率；要不斷研討統(tǒng)計(jì)理論，探索教學(xué)規(guī)律，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)體系，全面提高教學(xué)質(zhì)量。

[1]李蘭會(huì)，周榮艷，李祥龍.培養(yǎng)課下自學(xué)思維提高學(xué)生綜合解決問(wèn)題能力[J].畜牧獸醫(yī)雜志，2012,31(2)：70—71,74.

[2]韓龍淑.數(shù)學(xué)啟發(fā)式教學(xué)研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2007.

[3]王玉，趙偉春，萬(wàn)海同.啟發(fā)式教學(xué)方法在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與研究[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2015,(7)：100—101.

責(zé)任編輯：盧宏業(yè)

10.3969/j.issn.1674-6341.2016.06.041

2016-10-29

石河子大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目(KG-2013-34)

石培春(1979—)，女，新疆昌吉人，碩士，副教授。研究方向：生物統(tǒng)計(jì)學(xué)和麥類作物遺傳育種。

G642.0

A

1674-6341(2016)06-0099-03