生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)優(yōu)化及學(xué)業(yè)評價的實踐與探索

王建禮，鐘 茜，張 琇

(北方民族大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

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生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)優(yōu)化及學(xué)業(yè)評價的實踐與探索

王建禮，鐘 茜，張 琇

(北方民族大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

針對目前生物統(tǒng)計學(xué)課程課時縮減、難教、難學(xué)的問題，筆者結(jié)合自身教學(xué)實踐，提出在教學(xué)中須優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容；利用板書、多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等多種教學(xué)形式提高教學(xué)效果；重視案例教學(xué)與上機實踐，開展與課程特點和教學(xué)模式相適應(yīng)的學(xué)業(yè)評價方式，如上機考試，以提高學(xué)生知識遷移能力和統(tǒng)計分析能力，最終提高生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)內(nèi)容；學(xué)業(yè)評價；案例；實踐

生物統(tǒng)計學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理與方法，收集、整理和分析資料，解釋生物學(xué)現(xiàn)象，探索其內(nèi)在規(guī)律的一門學(xué)科。該門課程對于學(xué)生學(xué)習(xí)生命科學(xué)的其他專業(yè)課程、完成畢業(yè)論文、創(chuàng)新實驗以及提高學(xué)生的科研素養(yǎng)具有重要意義。作為一門工具課，生物統(tǒng)計學(xué)具有理論性和實用性強的特點，由于該課程涉及高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論等知識，概念多、公式多，計算繁瑣，具有一定難度，因此，相對于其他專業(yè)課程，學(xué)生認(rèn)為該課程枯燥難學(xué)，存在一定畏學(xué)情緒。其次，目前很多學(xué)校進(jìn)行教育教學(xué)改革并伴隨現(xiàn)代教育技術(shù)如多媒體的應(yīng)用，生物統(tǒng)計學(xué)的課時數(shù)大幅縮減，無論作為必修課還是選修課，該課程分配的課時數(shù)一般在32-36學(xué)時[1，2]，例如，筆者所在學(xué)校的生物科學(xué)、生物技術(shù)及食品科學(xué)專業(yè)該門課程設(shè)置的學(xué)時均為32學(xué)時。因此，如何在較少的學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生掌握生物統(tǒng)計學(xué)的基本原理及基礎(chǔ)應(yīng)用，如何兼顧效率，形成適合該課程特點和教學(xué)模式的學(xué)業(yè)評價方式，是教學(xué)中面臨的共同問題。就此問題，筆者結(jié)合多年教學(xué)實踐和體會提出一些建議和對策。

一、優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容和課程體系是人才培養(yǎng)的主要落腳點，是教學(xué)改革的關(guān)鍵[3]。面對生物統(tǒng)計學(xué)課時較少的現(xiàn)狀，優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容是有效施教的第一步。在教學(xué)內(nèi)容安排上我們遵循“強干削枝，重視實用，減少無效供給“的原則。結(jié)合學(xué)生的專業(yè)需要，強調(diào)課程內(nèi)容的針對性，刪除一些次要的統(tǒng)計學(xué)內(nèi)容，講授對本科生更實用的內(nèi)容。生物統(tǒng)計學(xué)內(nèi)容包括實驗設(shè)計和統(tǒng)計分析兩大部分，在精煉內(nèi)容后，其知識結(jié)構(gòu)涵蓋緒論、數(shù)據(jù)資料的收集與整理、常見概率分布、抽樣分布、統(tǒng)計推斷、參數(shù)估計、方差分析、非參數(shù)檢驗、直線回歸和相關(guān)分析、隨機區(qū)組實驗設(shè)計和正交實驗設(shè)計等內(nèi)容。實驗設(shè)計是統(tǒng)計分析的前提，只有正確的實驗設(shè)計才能保障研究活動的科學(xué)性和可行性。因此，在課時分配上，盡管統(tǒng)計分析原理和基本方法需要占用較多課時，但實驗設(shè)計所占課時比例不應(yīng)過少。此外，統(tǒng)計軟件對于學(xué)生應(yīng)用各種統(tǒng)計方法解決實際問題非常重要。因此，教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)包括統(tǒng)計軟件SPSS或者SAS以及Excel 統(tǒng)計函數(shù)功能的講授和上機應(yīng)用，實現(xiàn)理論教學(xué)與統(tǒng)計軟件應(yīng)用的有機結(jié)合。

二、開展多種形式的教學(xué)方式

努力提高課堂教學(xué)質(zhì)量是提高教學(xué)效果的有效手段。課堂教學(xué)的效果對于引導(dǎo)學(xué)生的興趣和對知識的理解至關(guān)重要。因此，教師在不斷提升自身的專業(yè)素質(zhì)外，還應(yīng)開展形式多樣的教學(xué)。

1. 采用多媒體、板書與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機結(jié)合的多元化教學(xué)形式

我們知道利用PPT可以增大教學(xué)信息量，極大地提高教學(xué)效率，但多媒體在教學(xué)中只是一種輔助教學(xué)手段。上課時PPT在播放時是分屏展示，在翻頁時本來相互聯(lián)系的內(nèi)容處于斷裂狀態(tài)，這樣不利于學(xué)生記憶和把握教學(xué)內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，尤其在講公式轉(zhuǎn)換和多步驟計算等問題時。因此，多媒體教學(xué)需要與板書教學(xué)相結(jié)合。板書是一種傳統(tǒng)的教學(xué)手段，但它是課堂教學(xué)的重要組成部分。板書與多媒體結(jié)合對于具有數(shù)理特點和邏輯性較強的生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)更具實效。教師一邊講授一邊書寫板書可以使內(nèi)容更具條理性，有利于學(xué)生跟上教師的思路，幫助學(xué)生思考、理解和記憶，并能給學(xué)生留下比較深刻的印象。對于一些繁瑣的計算過程，板書只須列出一些主要步驟，如在講假設(shè)檢驗、方差分析的主要步驟時。在PPT上教師只給出例題、練習(xí)題、重要概念、公式、概率分布圖或統(tǒng)計圖、表以及有助于理解記憶的自制圖。一些學(xué)校如果沒有條件開設(shè)上機實驗，應(yīng)用PPT可以演示SPSS或SAS等統(tǒng)計軟件的使用過程。

隨著高校信息化進(jìn)程的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)中的作用越來越大。我們利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺或慕課平臺建立課程網(wǎng)站，拓展了教學(xué)空間。教學(xué)平臺內(nèi)容包括教學(xué)大綱、課件、課程錄像、上機指導(dǎo)、案例、習(xí)題、作業(yè)答疑等教學(xué)資源，也包括鏈接一些主要的統(tǒng)計學(xué)網(wǎng)站和論壇，如丁香園、小木蟲統(tǒng)計學(xué)論壇。學(xué)生通過隨時瀏覽上課所用PPT進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)生的作業(yè)也可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺提交，不明白的問題也可以在網(wǎng)上向教師提出。教師則就作業(yè)中出現(xiàn)的或?qū)W生提出的一些共性問題及時在平臺上進(jìn)行答疑。也可以給學(xué)生下載一些難度不大的論文，放到教學(xué)平臺，要求其閱讀，體會論文中使用的實驗設(shè)計和統(tǒng)計方法，以此來增強學(xué)生探索性的自主學(xué)習(xí)。此外，一些能夠提高學(xué)生對統(tǒng)計學(xué)興趣的資料也可以放在網(wǎng)絡(luò)平臺上，如介紹或鏈接一些著名統(tǒng)計學(xué)家的軼事。如高斯(Gauss)、高爾頓(Francis Galton)、卡爾·皮爾遜(Karl Pearson)、戈塞特(William Sealy Gosset)、費舍爾(Ronald Aylmer Fisher)等。他們中一些人的研究經(jīng)歷既有趣又勵志，對這些知識點的介紹，可以開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生探索知識的興趣。此外，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺也可以在學(xué)生課外科技活動中指導(dǎo)其選用正確的實驗設(shè)計和統(tǒng)計分析方法。

2. 建立教學(xué)案例庫，開展案例教學(xué)法

目前教學(xué)方法有很多種，包括以問題為導(dǎo)向(Problem-based learning)的教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂式 (Flipped class model) 教學(xué)、案例教學(xué)法(Case-based lecture)等。其中案例教學(xué)法在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中更具效果。案例教學(xué)法是教師根據(jù)教學(xué)目的需要，以真實的事件(案例)作為教學(xué)材料，通過剖析和討論等方式，把學(xué)習(xí)知識與應(yīng)用知識有機地結(jié)合在一起，以增強學(xué)生知識遷移的能力，提高其分析和解決問題的能力。采用案例教學(xué)法，能夠改變 “概念、公式、例題、練習(xí)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使理論教學(xué)不再枯燥僵硬，同時引導(dǎo)學(xué)生探究理論應(yīng)用的具體情景，達(dá)到 “活學(xué)活用”[4]。學(xué)生通過學(xué)習(xí)與生產(chǎn)、科研實踐相近的問題，使他們認(rèn)識到生物統(tǒng)計學(xué)的重要性，提高了學(xué)習(xí)興趣，形成正確的統(tǒng)計思維。案例教學(xué)需要教師精選合適的案例，使其能夠恰當(dāng)?shù)赜糜谡n堂教學(xué)。我們通過建立教學(xué)案例庫以備課堂教學(xué)和上機實踐。遴選的案例盡可能地體現(xiàn)專業(yè)特色并結(jié)合所學(xué)內(nèi)容。案例庫來源可以是中國期刊網(wǎng)已發(fā)表的論文結(jié)果、教師自身的部分科研實驗結(jié)果、往屆畢業(yè)生論文以及大學(xué)生創(chuàng)新實驗。尤其以往屆畢業(yè)生論文及大學(xué)生創(chuàng)新實驗作為案例，會更加貼近學(xué)生所學(xué)，給學(xué)生以更深刻的印象。有的案例包含多個基本知識和技能，教師可以提前將案例通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)給學(xué)生，并提出要求，讓學(xué)生運用所學(xué)知識解決其中的統(tǒng)計學(xué)問題。

3. 突出上機實踐，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

生物統(tǒng)計學(xué)課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握實驗設(shè)計與統(tǒng)計分析的基本原理與方法，并且能夠正確地運用這些原理與方法。統(tǒng)計軟件的應(yīng)用使統(tǒng)計數(shù)據(jù)的處理、分析和推斷變得快速而簡單，可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計學(xué)的興趣。教學(xué)中除了原理、概念、公式、例題等課堂講授外，還應(yīng)該將統(tǒng)計分析軟件的應(yīng)用融入到教學(xué)中，這需要增加上機實踐環(huán)節(jié)。我們利用數(shù)碼互動平臺實驗室或者學(xué)校微機室，將講授SPSS軟件的應(yīng)用和學(xué)生上機操作相結(jié)合。目前筆記本電腦在大學(xué)生中普及率非常高，對于沒有上機條件的學(xué)院，也可以讓學(xué)生攜帶自己的筆記本在課堂上進(jìn)行操作。上機實踐內(nèi)容包括資料的整理、均值比較、方差分析、非參數(shù)檢驗、相關(guān)分析、回歸分析、正交設(shè)計等，并且盡量使上述內(nèi)容與實際案例結(jié)合?？鬃釉啤拔崧犖嵬嵋娢嵊?，吾做吾悟”。通過上機操作，促使學(xué)生積極參與到教學(xué)中、發(fā)揮學(xué)生的主動性與積極性、加深理論知識的理解、掌握統(tǒng)計分析軟件的應(yīng)用范圍及具體操作方法，增強學(xué)生基礎(chǔ)知識的遷移能力。

三、建立適合生物統(tǒng)計學(xué)課程特點的學(xué)業(yè)評價

學(xué)業(yè)評價是以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，運用恰當(dāng)?shù)摹⒂行У墓ぞ吆屯緩?，系統(tǒng)地收集學(xué)生在教師教學(xué)和自學(xué)中認(rèn)知行為的變化信息和證據(jù)，并對學(xué)生的知識和能力水平進(jìn)行價值判斷的過程[5]。學(xué)業(yè)評價應(yīng)強調(diào)學(xué)生的參與意識、實踐能力、分析和解決問題的能力。生物統(tǒng)計學(xué)的學(xué)業(yè)評價除了將過程性評價和終結(jié)性評價結(jié)合外，還應(yīng)該與課程的理論性和實踐性強的特點相結(jié)合，與自身的教學(xué)模式相適應(yīng)，例如，在課程教授中我們有實踐教學(xué)內(nèi)容，則在學(xué)業(yè)評價中應(yīng)該有反映實踐教學(xué)的部分。

過程性評價貫穿于整個學(xué)期的課堂教學(xué)。課堂上使每個學(xué)生都有1-2次表現(xiàn)的機會。預(yù)習(xí)是學(xué)習(xí)過程中的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，學(xué)生通過預(yù)習(xí)發(fā)現(xiàn)新授內(nèi)容中的難點，帶著疑問聽課，可以提高聽課效率。因此，教師要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)并結(jié)合新課的教學(xué)目標(biāo)有針對性地檢查可以作為課堂評價內(nèi)容之一。其次，對課后作業(yè)的評價除了教師評閱外，還可以鼓勵同學(xué)之間進(jìn)行習(xí)題糾錯、作業(yè)評比等方式互評。

終結(jié)性評價應(yīng)包括理論知識和上機考試，二者各占期末考核成績的50%。統(tǒng)計分析計算題型如果采用閉卷考試，學(xué)生會將較多的時間用于記憶公式，在考前幾天死記硬背，考試過后又會忘記[6]，如果采用開卷考試，可促使學(xué)生把主要精力放在統(tǒng)計方法分析和解決實際問題上，大大減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)[7]。因此，我們的理論考試注重統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)知識、方法原理、概念理解等方面的考核，采用閉卷考試。涉及數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容進(jìn)行上機開卷考試，主要考核軟件中各種統(tǒng)計方法的使用，包括資料的整理、統(tǒng)計圖表的繪制、均數(shù)比較、方差分析、相關(guān)和回歸分析及正交表頭設(shè)計等?？荚嚱Y(jié)束后學(xué)生將軟件生成的統(tǒng)計結(jié)果保存于電腦中，教師打印出來給分。

總之，生物統(tǒng)計學(xué)是生物科學(xué)工作者應(yīng)具備的基本知識，需要扎實掌握。在教學(xué)中要突出本課程作為工具課的特點，凝練教學(xué)體系和教學(xué)大綱，使課程更具實用性。不同教學(xué)內(nèi)容需要采用多元化的教學(xué)形式，板書與課件共用，講授與上機并舉。講授中采用適合本專業(yè)特色的案例教學(xué)。在重視理論教學(xué)的同時，必須加強上機實踐，以提高學(xué)生分析和解決問題的能力。建立統(tǒng)計分析、實驗設(shè)計和軟件應(yīng)用相結(jié)合的課程體系。針對該課程理論性和實踐性強的特點，應(yīng)確保學(xué)業(yè)評價覆蓋整個教學(xué)過程，以更好地實現(xiàn)激勵和導(dǎo)向功能。

(責(zé)任編輯：鄧遠(yuǎn)美)

[1]何淼，何洪，彭曉南. 開放式課堂教學(xué)模式在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中的實踐[J]. 高等理科教育，2007(4)：97-100.

[2]張豪. 生物統(tǒng)計學(xué)案例教學(xué)法實踐[J]. 教育教學(xué)論壇，2013(18)：61-62.

[3]黃金林，潘志明，焦新安. 發(fā)酵工程課程教學(xué)的思考與探索[J]. 生物學(xué)雜志，2005(5)：46-47.

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[5]褚慧玲. 學(xué)業(yè)評價中的試卷設(shè)計與試題命制技術(shù)研究[J]. 教育測量與評價，2011(1)：51-55.

[6]羅來高，許雪峰. 注重學(xué)生能力培養(yǎng)，提高生物統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用的實效性[J]. 滁州學(xué)院學(xué)報，2012(2)：115-116.

[7]郝小琴. 《生物統(tǒng)計》課采用“一紙開卷”考試的體會[J]．高教論壇，2006(4)：64-65.

Practice and Exploration on Teaching Optimization and Achievement Evaluation in Biostatistics Course

WANG Jian-li， ZHONG-Qian， ZHANG-Xiu

(College of Biology Sciences and Engineering，Beifang University of Nationalities，Yinchuan 750021， China)

Based on the problems that the reduction of biostatistics courses hours， hard to teaching and learning， combined with the teaching practice， we put forward some suggestions，such as integrating and optimizing the teaching content， improving the teaching effectiveness by a variety of teaching forms including blackboard-writing， multimedia and network teaching platform. Attaching importance to case teaching and computer practice， using the achievement evaluation method adapted to the characteristics of the course and the teaching mode， such as computer practice examination， to improve students ability of knowledge migration, statistical analysis， and ultimately improve the teaching quality of biostatistics.

teaching content; achievement evaluation; case; practice

G642

A

1671-9719(2016)11-0031-03

王建禮 (1976—)， 男，寧夏平羅人，博士，副教授，研究方向為生物統(tǒng)計學(xué)與動物學(xué)。

2016-08-23

2016-09-10

寧夏回族自治區(qū)高等學(xué)校本科教學(xué)工程建設(shè)青年項目“生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)優(yōu)化及其學(xué)業(yè)評價體系的適應(yīng)性研究” (NXJG2016047)；國家民委高等教育教學(xué)改革研究項目“民族高等院校人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新——以生物類專業(yè)為例”(15035)。