提高生物統(tǒng)計學教學效果的方法探索

趙磊

摘要 ? ?生物統(tǒng)計學是數(shù)理統(tǒng)計學在生物學領域的應用，是進行科學研究與實踐的重要工具。生物統(tǒng)計學是植物生產(chǎn)類及生命科學類相關專業(yè)本科生的專業(yè)基礎課，具有較強的理論性和實踐性，是一門教師難教、學生難學的課程。本文針對生物統(tǒng)計學的教學特點，結(jié)合數(shù)年教學實踐過程中的探索與嘗試，歸納總結(jié)教學心得與體會，對如何有效開展教學進行初步探討，以期為今后高校生物統(tǒng)計學教學改革提供參考。

關鍵詞 ? ?生物統(tǒng)計學;教學方法;教學改革

中圖分類號 ? ?G642 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）23-0250-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

生物統(tǒng)計學是運用數(shù)理統(tǒng)計學的原理、方法分析和解釋生物學現(xiàn)象及問題過程中所形成的一門學科，是應用統(tǒng)計學的一大分支。生物統(tǒng)計學的主要內(nèi)容包括試驗設計方法、數(shù)據(jù)的收集與整理、統(tǒng)計方法的選擇及結(jié)果分析與應用。隨著生物學研究的快速發(fā)展，生物統(tǒng)計學已發(fā)展成為現(xiàn)代生物學領域進行科學研究和生產(chǎn)實踐必不可少的工具，是生命科學相關專業(yè)學生都應該掌握的一門重要的工具學科，是高等院校生物科學專業(yè)的必修課程之一。生物統(tǒng)計學具有較強的理論性、邏輯性及實踐性等特點，學習中涉及到大量的數(shù)學公式，同時由于假設較多、比較抽象，要求學生必須具有扎實的數(shù)學基礎和較強的邏輯推理能力，一直以來都被認為是生物學科專業(yè)最具難度的課程之一。與其他課程相比，生物統(tǒng)計學內(nèi)容多且零碎、概念多且抽象、公式多且復雜，從而造成教師難教與學生難學的局面[1]。因此，針對該課程特點，探索更加適合的教學內(nèi)容、教學手段和教學方法，最大程度激發(fā)學生的學習興趣，讓學生從被動接受變?yōu)橹鲃訉W習，熟練掌握課程知識并能夠應用到專業(yè)實踐中是一個非常重要且亟待解決的問題。筆者結(jié)合自己的教學實踐，在分析、思考教學中遇到問題的基礎上，就如何提高課程教學效果進行探討，以期為生物統(tǒng)計學的教學改革提供一些參考。

1 ? ?明確生物統(tǒng)計學課程的重要地位

生物統(tǒng)計學是一門重要的工具學科，是許多高等院校農(nóng)學、生物學、醫(yī)學、植保、林學及食品等專業(yè)的必修課程，在本科教學中占據(jù)非常重要的地位。它是進行現(xiàn)代生物學研究所必須掌握的工具，是從事生命科學研究工作必備的基礎技能;同時該課程又是其他專業(yè)課程的重要基礎，能夠培養(yǎng)學生科學研究、綜合分析問題以及解決問題的能力，為學生未來在相關專業(yè)深造奠定基礎。明確生物統(tǒng)計學的地位及作用，讓教師和學生均認識到該課程的重要性，才能從根本上保證教學效果。以河北農(nóng)業(yè)大學為例，之前某個專業(yè)因?qū)W生普遍反映該課程難度較大，易導致考試不合格，而將該課程從專業(yè)基礎課程定為專業(yè)選修課，結(jié)果學生從心理忽視該課程學習，最終考核成績極差，間接影響了學生的綜合素質(zhì)，造成因噎廢食的局面。因此，明確生物統(tǒng)計學在生命科學相關專業(yè)中的重要性，合理定位，教師積極引導，讓學生主動學習，才能從根本上提升教學及學習效果，培養(yǎng)和提高學生獨立分析和解決問題的能力及創(chuàng)新思維能力，最終提高其科學修養(yǎng)和綜合素養(yǎng)。

2 ? ?合理編排教學內(nèi)容，精講與泛講相結(jié)合

生物統(tǒng)計學課程學習內(nèi)容較多，理解記憶較為困難，但是如果進行梳理就會發(fā)現(xiàn)，整個課程教學內(nèi)容可以分成脈絡清晰的幾塊內(nèi)容，譬如試驗設計、統(tǒng)計假設測驗、方差分析以及回歸與相關等。在授課過程中，引導學生把握學習主線，認識到不同章節(jié)之間知識的關聯(lián)性，在重要關節(jié)知識點處細講，讓學生充分領悟吸收，原理及分析流程相似的內(nèi)容，選取部分章節(jié)重點闡述，其他則可粗略講解或引導學生自學即可。在教學過程中巧抓重點與難點，突出重點，分解難點，做到重點突出、主次分明、循序漸進，進行啟發(fā)式教學，以有效激發(fā)學生的學習興趣和熱情，起到事半功倍的效果[2]。譬如統(tǒng)計假設測驗是生物統(tǒng)計學的一大難點內(nèi)容，其內(nèi)容涵蓋了u測驗、t測驗，F(xiàn)測驗以及χ2測驗等內(nèi)容，涉及多個章節(jié)。統(tǒng)計假設測驗是建立在理論抽樣分布和小概率事件原理基礎之上，為了讓學生更好地理解統(tǒng)計假設測驗原理及流程，在課時編排時對抽樣分布、小概率原理安排較多學時進行重點講解，同時結(jié)合u測驗對假設檢驗的流程進行分析，學生在掌握這部分內(nèi)容之后，其他附帶內(nèi)容及后續(xù)章節(jié)也就很容易接受和掌握。

3 ? ?教學與科研實踐有機結(jié)合

在本科生物統(tǒng)計學的教學環(huán)節(jié)中，由于受到諸多客觀條件的限制，部分實踐性很強的教學內(nèi)容只能在課堂講解，學生參與科研實訓、將所學理論知識與實際科研訓練相結(jié)合的機會較少，致使教學與科研脫節(jié)，學生只能死記一些空洞的概念和理論，無法準確理解和掌握理論知識，將理論知識應用于科研實踐更加困難，難以真正把所學理論知識消化吸收轉(zhuǎn)化為自身實際技能[3]。譬如在河南農(nóng)業(yè)大學，生物統(tǒng)計學課程一般安排在大學二年級上學期，此時學生很少有機會進入實驗室參與科研訓練，對很多專業(yè)性較強的知識點不能準確理解和把握，學習起來有一定困難。后經(jīng)統(tǒng)計教研組建議，學院在統(tǒng)計課程內(nèi)增加部分實踐教學環(huán)節(jié)，帶領學生進入實驗室與科研基地，促進學生將所學理論知識及時與實際應用聯(lián)系起來，加深理解;此外，學院在大學二年級上學期實行本科生全員導師制度，鼓勵本科生積極參與到科研實踐中去;學生經(jīng)歷過這些實踐教學環(huán)節(jié)后，在統(tǒng)計教學課堂上講解專業(yè)案例時就會有比較直觀的印象，接受起來容易許多。因此，建議在進行統(tǒng)計教學時，適當穿插一些實踐教學環(huán)節(jié)，將有助于學生對所學知識的理解和運用，起到鞏固課堂教學效果的作用。

4 ? ?滾動式教學促進學生理解和掌握

生物統(tǒng)計學教學內(nèi)容邏輯性及連貫性較強，前后章節(jié)聯(lián)系緊密，層層深入。如果學生在某一關鍵知識點處沒有掌握好，很可能導致后面的許多內(nèi)容都難以聽懂。此外，學生通常每周只安排1～2次課程，大部分學生課下又很少進行課前預習和課后復習，學過的知識即使當時理解，但下次上課時可能也已經(jīng)忘記。上述情況如果不能很好解決，都會導致學生陷入越來越聽不懂的惡性循環(huán)中，最終產(chǎn)生厭學情緒，甚至內(nèi)心排斥和抵觸該門課程[4]。因此，在新課程開始前，對之前所學重點知識進行簡單回顧和總結(jié)，并結(jié)合案例引出即將學習的新知識就顯得尤為重要。在新一節(jié)課程開始前，教師盡可能采用提問或自我歸納總結(jié)的方式，帶領學生復習回顧上次課所學的重要知識點，并進行簡要梳理，讓學生在短時間內(nèi)理清思路，進而引申出新的知識，將有助于顯著提高教學效果。

5 ? ?案例教學增加趣味性

生物統(tǒng)計學主要是培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，然而不同專業(yè)學生所面臨的實際問題千差萬別。在進行統(tǒng)計教學時，應注重應用性，能讓學生將所學知識同專業(yè)實踐緊密聯(lián)系起來，這就要求教師在授課過程中就要更加靈活，不能固化教學內(nèi)容，局限在教材內(nèi)容之中，在講授過程中力求采用案例教學法，盡可能引入更多專業(yè)相關實際案例，讓學生在課堂上就能接觸到各種各樣的大量實際問題，引導和培養(yǎng)學生綜合運用所學知識去解決實際問題的能力[5];同時有助于彌補理論教學抽象、枯燥的問題，增強統(tǒng)計教學的趣味性，讓學生聽起來感到更加生動形象，有利于加深對所學知識的理解、消化吸收和升華，起到融會貫通、舉一反三的作用。比如在講授田間試驗設計所要遵循的重復、隨機和局部控制等3項基本原則時，為強調(diào)重復原則的重要性，列舉了近年來行業(yè)內(nèi)數(shù)位影響深遠的典型學術造假案例予以啟示，學生們反響強烈;在促進學生理解知識的同時，間接引導學生要注意樹立良好的學術道德觀念，起到一石二鳥的作用。

6 ? ?多媒體教學與傳統(tǒng)教學相結(jié)合

目前，多媒體教學已在統(tǒng)計教學中廣泛使用。與傳統(tǒng)教學手段相比，多媒體教學內(nèi)容豐富、信息量大，可以借助圖片、動畫或視頻等豐富多彩的形式，圖文并茂進行展示，將抽象、艱澀難懂的統(tǒng)計概念和公式變得更加直觀和形象，可增強學生對所學知識的理解和運用，同時還可充分調(diào)動學生的注意力和學習興趣，提高課堂效率[6]。應用多媒體教學時，在授課過程中，教師可以根據(jù)需要直接利用Excel、SPSS等統(tǒng)計分析軟件演示例題的分析過程與結(jié)果，學生在理解記憶繁瑣的統(tǒng)計理論之余往往會驚詫于統(tǒng)計軟件功能的強大及快捷，充滿好奇感，不僅提高了學生的學習興趣，也實現(xiàn)了理論教學內(nèi)容與統(tǒng)計軟件應用的有機結(jié)合，有助于學生對統(tǒng)計軟件的熟悉和掌握[7-8]。采用多媒體教學，對教師來講可節(jié)省大量板書時間，有較充足的時間去仔細講解知識點，與學生進行互動;對學生來講，在課堂上可以集中精力聽講，把更多時間放在思考問題上，課下再根據(jù)課件整理筆記，更有利于學生消化吸收講課內(nèi)容。多媒體教學雖有諸多優(yōu)點，但也不能完全依賴它。在授課過程中要根據(jù)學生對知識點的理解及接受情況，必要時輔以板書，加強學生對重要知識點的理解。通過多媒體教學與傳統(tǒng)板書的有機結(jié)合，提高了教師教學效率和學生學習效率，取得了良好的教學效果。

7 ? ?培養(yǎng)學生使用統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)能力

生物統(tǒng)計學是一門工具學科，教學目的是為了使學生理解和掌握統(tǒng)計學的原理和方法，并可利用統(tǒng)計方法正確的進行試驗設計和科學合理地整理分析所搜集的數(shù)據(jù)資料，最終掌握應用統(tǒng)計學知識分析和解決實際問題的能力，但是這其中要涉及到大量復雜的計算，耗時費力。近幾十年來，得益于計算機的快速發(fā)展和普及，各種統(tǒng)計軟件相繼開發(fā)出來并應用，使得原本冗繁的計算過程變得簡單、快捷和準確，借助先進的統(tǒng)計軟件，可將學生從繁瑣的計算中解放出來，把更多精力投入到對問題的分析討論和統(tǒng)計分析結(jié)果的評價上去。因此，在學生學習掌握統(tǒng)計學的原理和方法后，應通過計算機教學加強學生對常用的統(tǒng)計軟件了解和掌握，引導學生投入較少精力解決實際問題，為科學研究和生產(chǎn)實踐服務。適用于生物統(tǒng)計教學的計算機軟件有SAS、SPSS、Excel等，其中SAS雖功能強大，但對使用者要求較高，需經(jīng)過一定訓練才可使用，不適合作為本科教學軟件;SPSS軟件由于操作相對簡便、易學易用，同時還有很好的制圖功能，目前在生物統(tǒng)計學領域得到了廣泛的應用[1];Excel從嚴格上說并不是統(tǒng)計軟件，但其擁有較強大的統(tǒng)計分析功能，對于簡單分析，使用較為方便，而且作為常用的辦公軟件，學生對其比較熟悉，很容易上手，因而非統(tǒng)計專業(yè)的統(tǒng)計教學一般選用Excel軟件作為輔助教學工具。筆者在幾年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，由于本科生計算機基礎普遍較差，在應用SPSS軟件進行教學時，學生接受程度及學習效果一般，在后來的教學探索中，嘗試以Excel與SPSS軟件相結(jié)合進行，學生可根據(jù)掌握情況自行選擇使用，一般簡單問題利用Excel即可完成，遇到復雜問題應用Excel分析難以解決時，則運用SPSS軟件進行分析[9-10]。為了增強上機課程學習效果，教研組編寫了《試驗設計與統(tǒng)計分析上機指導》，挑選實際案例，將軟件的操作過程詳細列出，為學生學習和掌握軟件使用提供參考。從實際教學效果來看，利用Excel與SPSS軟件相結(jié)合進行教學，難易搭配，可使學生快速接受并掌握利用統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析的基本操作，取得了良好的教學效果。

8 ? ?多種考核方式并舉

考核是衡量教師教學質(zhì)量與效果、檢測學生知識掌握程度的一種重要手段。傳統(tǒng)的考核方式手段比較單一，通常僅靠一次期末考試就決定了整個學期的成績。大學平時管理比較寬松，有相當一部分學生自律性較差，平時不注重學習，期末考試前手忙腳亂，進行考前突擊，臨陣磨槍，但限于統(tǒng)計學的自身特點，僅靠突擊復習很難考出理想成績，更違背了課程的培養(yǎng)初衷。針對這種情況，筆者對考核方式進行了適度改進，每章節(jié)布置一定量的作業(yè)，保證涵蓋章節(jié)重要知識點，對每次作業(yè)的完成程度進行量化并納入平時成績;增加了期中考試，督促學生重視平日課下的學習，考試成績納入綜合成績并占相當大比重;進行計算機實驗課學習統(tǒng)計軟件操作時，適時適量進行實際測評，測試學生對統(tǒng)計軟件操作的掌握程度，并將考核結(jié)果量化納入平時成績。在期末考試命題時，注重突出統(tǒng)計學的實用性，不出或少出需死記硬背、理論性很強又無實際用途的考題，著重考察學生對所學知識的理解，以及靈活運用、解決實際問題的能力。通過多種考核手段相結(jié)合，督促學生平時堅持學習，起到了很好的教學效果。

9 ? ?結(jié)語

生物統(tǒng)計學是一門邏輯性及理論性均較強的應用學科，涉及的內(nèi)容多且抽象。對學生而言，該課程枯燥乏味，艱澀難懂，理解記憶比較困難，實際運用更困難，大部分學生都不愿意主動學習。因此，在教學過程中，教師應從學生的實際情況出發(fā)，循循善誘，讓學生認識到統(tǒng)計學在未來學習和科研生涯中的重要作用;注意合理編排教學內(nèi)容，突出重點，進行啟發(fā)式教學;改變教學方法，加強實踐教學環(huán)節(jié)，讓理論教學與科研實訓有機結(jié)合;采用案例教學，充分發(fā)揮多媒體教學優(yōu)勢，提高學生學習興趣;改革傳統(tǒng)單一的考核方式，督促學生把功夫用在平時，充分調(diào)動學生的主動性和積極性;注重培養(yǎng)學生對統(tǒng)計軟件的操作和應用能力，掌握Excel、SPSS等常規(guī)統(tǒng)計軟件的使用;通過該課程學習，最終讓學生達到能夠綜合運用生物統(tǒng)計學原理和知識解決實際問題的培養(yǎng)目標。

10 ? ?參考文獻

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