水產(chǎn)類生物統(tǒng)計學(xué)課程特色建設(shè)與教學(xué)改革

張靜+王忠良+王學(xué)鋒+顏云榕+張健東

[摘 要]水產(chǎn)生物學(xué)科是門實驗性的學(xué)科。廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院生物統(tǒng)計學(xué)課程的課程設(shè)置，以及教學(xué)內(nèi)容與方式需要改革。水產(chǎn)類生物統(tǒng)計學(xué)課程特色建設(shè)與教學(xué)改革對策，可以從課程設(shè)置、學(xué)生思維方式培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容與方式、考核方式、課程建設(shè)幾方面進行。

[關(guān)鍵詞]水產(chǎn);生物統(tǒng)計學(xué);教學(xué)改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0144-03

生物統(tǒng)計學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法研究生物界數(shù)量變化規(guī)律的學(xué)科，屬于數(shù)學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用學(xué)科。其基本任務(wù)是研究生物學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)資料的收集、整理和分析方法，并對數(shù)據(jù)分析結(jié)果做出合理的解釋。[1]生物統(tǒng)計學(xué)是生物類、植物生產(chǎn)類、動物生產(chǎn)類、食品科學(xué)類、水產(chǎn)類、環(huán)境科學(xué)類等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門應(yīng)用性很強的方法論學(xué)科。盡管在基本概念和基本原理的講述上，各專業(yè)相差不多，但在有限學(xué)時內(nèi)具體授課內(nèi)容的選擇上，在例題、習(xí)題的選擇與編寫上，在試驗設(shè)計方法等問題上，不同專業(yè)差別還是很大的。21世紀(jì)以來，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)的進步，高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)從以知識傳授為重點轉(zhuǎn)向以能力培養(yǎng)為重點;從培養(yǎng)能夠繼承和使用知識的人才轉(zhuǎn)向培養(yǎng)能夠發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新知識的人才。[2]這種人才培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變給高校課程教學(xué)提出了更新、更高的要求，同時隨著水產(chǎn)學(xué)院申博增碩的成功獲批，針對水產(chǎn)類專業(yè)的生物統(tǒng)計學(xué)課程特色建設(shè)與教學(xué)改革也勢在必行。

一、問題分析

（一）課程設(shè)置

廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院現(xiàn)有三個專業(yè)，即水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)、海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和海洋科學(xué)專業(yè)。作為一門重要的應(yīng)用數(shù)學(xué)，多年來生物統(tǒng)計學(xué)一直是各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，普遍應(yīng)用于各專業(yè)的畢業(yè)試驗設(shè)計和畢業(yè)論文撰寫中，其在水產(chǎn)科學(xué)研究中具有十分重要的作用。然而各專業(yè)在本門課程的設(shè)置上并不一致，如教學(xué)大綱不一致、授課學(xué)時不一致、授課方式不一致、考試方法不一致、授課學(xué)期不一致等。不同專業(yè)的授課教師各自為政，缺乏溝通與交流，這不利于整個水產(chǎn)學(xué)科的發(fā)展，也不利于課程的后續(xù)發(fā)展與建設(shè)，更不利于碩、博課程的銜接與深化。

（二）教學(xué)內(nèi)容與方式

首先，生物統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計對隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律進行演繹和歸納，涉及概率論、統(tǒng)計學(xué)、生物學(xué)及它們的綜合應(yīng)用等多方面，概念多、公式多、數(shù)據(jù)多，一些內(nèi)容較為抽象，很多學(xué)生對該門課程有畏懼心理。學(xué)生普遍認為該課程較難，表現(xiàn)在概念難以理解、思維難以展開、問題難以入手、方法難以掌握、習(xí)題難做，因此對本門課程缺乏興趣，課堂學(xué)習(xí)積極性不高。此外，由于課堂互動少，與水產(chǎn)科學(xué)實踐聯(lián)系不緊密，教師過分重視教的過程，學(xué)生不能親自體驗收集、處理數(shù)據(jù)的過程，因此學(xué)生難以深刻理解統(tǒng)計學(xué)的本質(zhì)原貌。

其次，在教材的選用上，以《概率論和數(shù)理統(tǒng)計》為名的教材很多，但大多仍是基本沿用數(shù)學(xué)專業(yè)的教材體系，數(shù)學(xué)學(xué)科性太強[3]，重數(shù)學(xué)理論，輕水產(chǎn)應(yīng)用，數(shù)學(xué)與水產(chǎn)不能相互融合。以《生物統(tǒng)計學(xué)》為名的教材也較多，如杜榮騫的《生物統(tǒng)計學(xué)》（高等教育出版社）[4]、明道緒的《生物統(tǒng)計附試驗設(shè)計》（中國農(nóng)業(yè)出版社）[5]等，其編寫主線都是先概率、后統(tǒng)計、再試驗設(shè)計。這些教材較傳統(tǒng)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計更加合理，充分考慮了授課學(xué)時的安排，少概率、多統(tǒng)計;理論部分恰到好處地壓縮，應(yīng)用部分適當(dāng)加強，在實踐中更易于被學(xué)生所接受。我們曾采用杜榮騫主編的《生物統(tǒng)計學(xué)》，雖然其強調(diào)了在生物科學(xué)上的應(yīng)用，但其例題和習(xí)題多為以動植物的遺傳、變異為主，需要有較好的生物知識，對水產(chǎn)學(xué)科來說有些脫節(jié)，學(xué)生在學(xué)習(xí)了較難的理論后難以具體化、形象化，容易喪失學(xué)習(xí)的興趣。

最后，為了應(yīng)付傳統(tǒng)的單一筆試的考核方式，學(xué)生需要進行大量的習(xí)題練習(xí)。學(xué)生把精力都放在了記背公式、過程的推導(dǎo)和演算當(dāng)中，忽略了對知識背景的理解，如果題型一變，馬上不知如何解答。一道簡單的方差分析就要花費學(xué)生大量的時間，考試信息量受到限制，這些考試內(nèi)容在學(xué)生以后的計算機應(yīng)用中又基本用不上，這無疑加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)。

二、課程改革對策

（一）課程設(shè)置改革

為充分利用教學(xué)與教師資源，我們將課程更名為水產(chǎn)生物統(tǒng)計學(xué)，并作為院級限選課提出，強調(diào)了本課程在整個水產(chǎn)學(xué)院各專業(yè)課程設(shè)置中的重要性。課程采用統(tǒng)一的課程名稱、課程號，課程教學(xué)大綱及課程考核，課程學(xué)時設(shè)置為48學(xué)時，其中理論授課學(xué)時為36學(xué)時，實驗上機學(xué)時為12學(xué)時，理論與實驗學(xué)時比為3∶1，基本保證了該門課程理論教學(xué)和實踐教學(xué)的要求（對多數(shù)高校而言，一般設(shè)置為40學(xué)時或更少）。為了保證本課程先修課程的順利完成，讓學(xué)生掌握必要的專業(yè)知識，且與學(xué)生畢業(yè)論文設(shè)計相銜接，授課學(xué)期設(shè)置在第六學(xué)期較為合理。

（二）注重學(xué)生思維方式的培養(yǎng)

在學(xué)生思維方式的培養(yǎng)上，應(yīng)注重啟發(fā)式的教學(xué)原則。廣東海洋大學(xué)是一所以教學(xué)型為主的大學(xué)，而水產(chǎn)學(xué)院在學(xué)校的發(fā)展中扮演著教學(xué)、科研并重的角色。水產(chǎn)生物統(tǒng)計學(xué)是一門理論基礎(chǔ)強、實踐強的學(xué)科，在學(xué)時較少、學(xué)科研究日益深入發(fā)展的要求下，如何充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，從“接受知識”轉(zhuǎn)向“主動應(yīng)用”，是生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)與實踐的主要內(nèi)容。啟發(fā)式的教學(xué)原則，就是以激發(fā)學(xué)生的主動性思維、喚起學(xué)生的求知欲和興趣為出發(fā)點，科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生主動思考，讓學(xué)生將知識融會貫通形成技能，發(fā)展學(xué)生智力、挖掘?qū)W生潛力。首先，在知識的傳授上，要“兩少兩多”，即“少概率、多統(tǒng)計;少理論，多應(yīng)用”。學(xué)習(xí)什么情況下用什么方法進行統(tǒng)計分析，要比學(xué)習(xí)這個方法本身如何統(tǒng)計更重要?，F(xiàn)在的統(tǒng)計方法，都可以由很多專業(yè)的統(tǒng)計軟件來完成，甚至你只要知道用什么方法，怎么輸入數(shù)據(jù)，一個菜單就搞定了，也就是說，不管你方法對不對，總會有結(jié)果出來的。因此，培養(yǎng)學(xué)生主動分析的能力更為重要。

（三）教學(xué)內(nèi)容與方式改革

1.強化海洋、水產(chǎn)特色

根據(jù)水產(chǎn)學(xué)院各專業(yè)的人才培養(yǎng)特色與課程體系特征，我們以海洋水產(chǎn)類試驗方案設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與處理等為課程應(yīng)用導(dǎo)向，突顯海洋、水產(chǎn)特色。我們以蔡一林、岳永生主編的《水產(chǎn)生物統(tǒng)計》[6]為教材，以各專業(yè)教師科研實踐的實際案例為補充例題及習(xí)題，深入淺出地介紹試驗設(shè)計的基本原理，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握如何合理有效地獲得數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析推斷的原理和方法。由于與專業(yè)緊密相連，舉例對象學(xué)生熟悉，這自然減少了學(xué)生學(xué)習(xí)的畏難情緒。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上，除基本統(tǒng)計原理外，我們根據(jù)各專業(yè)實踐在有限的課時內(nèi)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。概率論是整個統(tǒng)計的理論基礎(chǔ)，在教學(xué)上要注意講清概念、減少理論，加強引導(dǎo)。在概念的講解上，要注意深入淺出，簡明易懂。對于一些證明推導(dǎo)，則可以適當(dāng)略去，只要說明問題的背景、來源、結(jié)果及應(yīng)用的方面即可。在統(tǒng)計上，要加強對基本統(tǒng)計理論的講解?；镜姆植肌⒎讲罘治?、簡單的相關(guān)和回歸基本就解決了水產(chǎn)學(xué)科本科教學(xué)、科研的大多數(shù)問題。我們沒有必要為了解決10%的問題而去花90%的時間。此外，一些簡化公式都是為了手工計算而設(shè)計的，由于可以使用電腦完成計算，這部分內(nèi)容完全可以略去。

3.改革教學(xué)方法

水產(chǎn)生物學(xué)科是門實驗性的學(xué)科，很多生物學(xué)現(xiàn)象及其原理都是在試驗中發(fā)現(xiàn)，并通過實驗加以驗證得出結(jié)論的，因此，試驗設(shè)計的好壞直接影響到結(jié)果的分析及其結(jié)論的正確、可靠與否。本課程把理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)作為重要的教學(xué)手段。

（1）在理論教學(xué)中做到以下幾點。①從各專業(yè)的背景出發(fā)，建立抽象理論與學(xué)生熟悉的具體問題之間的聯(lián)系，通過比較研究，使學(xué)生掌握各種試驗?zāi)Ｐ偷募俣捌鋺?yīng)用。②采用探索探究式、互動式教學(xué)方法，啟發(fā)學(xué)生思維，拓寬學(xué)生思路，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的思維方式思考問題;由以教師“講”為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生“學(xué)”為主，使得教師講授與學(xué)生自學(xué)、討論和研究有機地結(jié)合起來，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。③采用課外閱讀文獻、課堂評述等方法，重視培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取知識的能力，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)和創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。④精心設(shè)計多媒體課件。多媒體課件除具有一般多媒體課件形象、生動的特點外，還要根據(jù)本課程特點展示數(shù)據(jù)的動態(tài)分析過程，盡可能使課件融教學(xué)性、科學(xué)性、藝術(shù)性和技術(shù)性為一體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教師的教學(xué)效率。

（2）在實踐教學(xué)中，分三個層次進行實踐性教學(xué)。①通過試驗設(shè)計的方法練習(xí)，加深學(xué)生對基本原理理解的基礎(chǔ)實踐。②結(jié)合專業(yè)提出課題，由學(xué)生組織設(shè)計及分析，并進行課堂討論的綜合性、設(shè)計性實踐。③根據(jù)專業(yè)，由學(xué)生自行選題、設(shè)計并分析推斷的研究性實踐。

4.切實用好“多媒體教學(xué)”

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體日益成為重要的教學(xué)手段。[7]它以計算機為主要媒介，把文字、圖形、圖像、音頻和視頻等信息媒體結(jié)合起來表達教學(xué)內(nèi)容。多媒體教學(xué)能使課堂變得生動活潑，從而實現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法達到的效果，是高校教學(xué)改革的一項重要內(nèi)容。然而在實踐中，“多媒體”的“多”往往被單一計算機取代，多媒體課件也往往成了簡單的PPT演示。筆者曾在《淺談高等教育多媒體教學(xué)中存在的問題》[8]一文中，闡述了現(xiàn)代多媒體教學(xué)在帶來利的同時其弊同樣不可忽視。就生物統(tǒng)計學(xué)的多媒體教學(xué)而言，其概念多、公示多、統(tǒng)計計算過程煩瑣乏味，計算機的應(yīng)用無疑能起到事半功倍的效果。然而傳統(tǒng)黑板的作用也不能忽視。在教學(xué)中筆者就曾發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對統(tǒng)計量不知道怎么書寫;重要的推導(dǎo)過程在多媒體課件中一閃而過，跟學(xué)生的認知思維銜接不上，這反而增加了學(xué)生的厭惡感，使學(xué)生不能跟著教師的節(jié)奏學(xué)習(xí)。由此可見，多媒體教學(xué)也存在一定的弊端。

此外，要注意生物統(tǒng)計學(xué)多媒體課件的制作不同于物理、化學(xué)等學(xué)科（它們強調(diào)計算機的模擬功能），生物統(tǒng)計學(xué)多媒體課件必須同統(tǒng)計分析軟件“鏈接”。在實踐中筆者發(fā)現(xiàn)，普通計算器、Excel軟件和SPSS統(tǒng)計軟件是較為適合的本科教學(xué)統(tǒng)計軟件。也許大家都忽略了普通計算器的應(yīng)用，實際上，在任何一臺Windows機器上，程序的附件中都有一個計算器，這個計算器雖然不能進行復(fù)雜的統(tǒng)計功能，但對于統(tǒng)計中經(jīng)常用到的統(tǒng)計量基本都能夠計算。此外，在電腦上機課上，可以重點介紹Excel的統(tǒng)計功能。嚴(yán)格說來Excel并不算是統(tǒng)計軟件，而只是數(shù)據(jù)處理工具。但它幾乎是每臺電腦上裝機必備的軟件，對于大多數(shù)的學(xué)生來說，Excel統(tǒng)計功能的學(xué)習(xí)能為他們以后從事非專業(yè)統(tǒng)計工作起到很好的幫助作用。專業(yè)統(tǒng)計軟件采用SPSS軟件，由于該軟件不需要編程，因此學(xué)生較易接受。除了課堂涉及的統(tǒng)計方法外，這些大型軟件包的一個主要好處就是菜單豐富，功能齊備，只要有一本參考書，學(xué)生就可以方便地掌握各種統(tǒng)計方法。

最后，要充分運用計算機網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)將為學(xué)生提供廣闊的學(xué)習(xí)空間、充足的學(xué)習(xí)資料和多樣的學(xué)習(xí)方式。比如西安科技大學(xué)的生物統(tǒng)計學(xué)網(wǎng)站，除了具有精品課程的內(nèi)容外，還在“參考資料”欄目內(nèi)設(shè)有“教學(xué)篇”、“人物篇”、“歷史篇”、“故事篇”、“軟件篇”、“應(yīng)用篇”等內(nèi)容，這不僅能為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，還增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并可以通過學(xué)生反饋來豐富學(xué)習(xí)資料。

三、考核方式的改革

成績考核是督促學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識并對教學(xué)效果進行檢查的重要手段。在傳統(tǒng)的筆試考核方式中，學(xué)生要把大量的時間花在計算公式的背誦和數(shù)學(xué)計算上，這種考核方式不能全面、準(zhǔn)確地考查學(xué)生對各種統(tǒng)計分析方法的掌握和應(yīng)用情況。要改革考核方式，除筆試外，還應(yīng)增加電腦上機考試。筆試部分應(yīng)加強概念的理解和實際應(yīng)用，不要求背條文、記大量的公式，也不要求繁雜的計算。電腦上機考試部分，應(yīng)讓學(xué)生用所學(xué)的統(tǒng)計知識和原理，選取合適的統(tǒng)計命令進行統(tǒng)計運算，并能對統(tǒng)計結(jié)果進行分析和解釋。這樣就能將學(xué)習(xí)、考核和應(yīng)用真正結(jié)合起來，既解決了學(xué)生死記硬背的問題，又加強了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，真正達到了本門課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

四、課程建設(shè)

在課程的建設(shè)上，應(yīng)注重兩點。一是加強師資建設(shè)，以講授本門課程的教授、博士作為課程負責(zé)人，建設(shè)教學(xué)梯隊，以研帶教，以較輔研;教師定期學(xué)習(xí)討論，編制更符合水產(chǎn)學(xué)院研究特色的教學(xué)例題、習(xí)題。二是將這門課程作為學(xué)生一生的課程，即在本科、碩士、博士三個學(xué)習(xí)階段都要開設(shè)本門課程的后續(xù)，形成一個完整的統(tǒng)計學(xué)學(xué)習(xí)鏈條，使本門課程能真正服務(wù)于水產(chǎn)學(xué)院的教學(xué)、科研。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 苗永旺，劉學(xué)洪，茍瀟，等.《生物統(tǒng)計附試驗設(shè)計》課程教學(xué)改革效果探討[J].家畜生態(tài)學(xué)報，2012（1）：107-110.

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[4] 杜榮騫.生物統(tǒng)計學(xué)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[5] 明道緒.生物統(tǒng)計附試驗設(shè)計[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[6] 蔡一林，岳永生.水產(chǎn)生物統(tǒng)計[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.

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[8] 張靜，湯保貴.淺談高等教育多媒體教學(xué)中存在的問題[J].湛江海洋大學(xué)學(xué)報，25（增刊）：43-44.

[責(zé)任編輯：陳 明]