高職生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革
——以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向

張梅芳 楊忠文 李雄軍 陳 曦

大理農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 大理 671003

一、高職生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革的背景

生物統(tǒng)計學(xué)是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的原理和方法，分析生物現(xiàn)象，揭示生物現(xiàn)象背后所隱藏的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)的科學(xué)。生物統(tǒng)計學(xué)是數(shù)學(xué)與生物學(xué)的交叉學(xué)科，屬于應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的范疇，要求學(xué)生學(xué)習(xí)時具有一定的數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)和邏輯推理能力，這往往會令概率論與數(shù)理統(tǒng)計學(xué)知識較為薄弱的農(nóng)林院校學(xué)生，尤其是高職生，產(chǎn)生畏懼心理。高職生普遍認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)理論抽象，概念公式多，數(shù)據(jù)分析過程復(fù)雜，理解記憶難度大，且理論學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)踐相脫節(jié)，但高職生也普遍反映生物統(tǒng)計學(xué)非常有用，畢業(yè)后無論是繼續(xù)升學(xué)還是進(jìn)行科研都用得上。因此，生物統(tǒng)計學(xué)被許多院校列為農(nóng)林專業(yè)的基礎(chǔ)課程。如何針對上述問題積極探索高職生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)改革，以適應(yīng)現(xiàn)代社會對技能型人才需求的變化，是一個亟須解決的問題。

二、高職生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中存在的問題

（一）課程定位不夠明晰

生物統(tǒng)計學(xué)涉及的統(tǒng)計分析方法較多，而不同研究目的、不同類型的資料所采用的分析方法也不盡相同。生物統(tǒng)計學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計學(xué)基本技能，讓學(xué)生理解統(tǒng)計分析方法背后所蘊(yùn)含的統(tǒng)計思維，使學(xué)生能夠靈活應(yīng)用所掌握的統(tǒng)計學(xué)知識解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。調(diào)查顯示，高職農(nóng)林專業(yè)教師對該課程的定位不夠清晰，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后仍然搞不清楚課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（二）教學(xué)內(nèi)容繁雜，重點(diǎn)不突出

生物統(tǒng)計學(xué)主要包括試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析兩部分內(nèi)容，二者密不可分。試驗(yàn)設(shè)計須以統(tǒng)計分析的基本原理為基礎(chǔ)，而正確的試驗(yàn)設(shè)計又為統(tǒng)計分析提供了可靠的信息；統(tǒng)計分析只有建立在合理的試驗(yàn)設(shè)計與正確的數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，才能發(fā)揮作用，因此統(tǒng)計分析又對試驗(yàn)設(shè)計具有反饋?zhàn)饔谩５壳吧锝y(tǒng)計學(xué)教學(xué)中存在的一個突出問題是忽視試驗(yàn)設(shè)計，只注重統(tǒng)計分析基本方法、基本原理的推導(dǎo)，把重點(diǎn)放在公式、原理和方法的應(yīng)用上。

生物統(tǒng)計學(xué)擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)大學(xué)生統(tǒng)計思維的任務(wù)，引導(dǎo)他們從概率的角度來分析試驗(yàn)結(jié)果。而學(xué)生往往習(xí)慣于以“絕對”的方式來看待統(tǒng)計結(jié)果，不理解統(tǒng)計假設(shè)測驗(yàn)是建立在小概率原理基礎(chǔ)上的，由樣本統(tǒng)計量來推斷總體參數(shù)時，其結(jié)論具有很大的可靠性，但又有一定的錯誤率。

生物統(tǒng)計學(xué)涉及的數(shù)學(xué)公式多，課程內(nèi)容枯燥、繁雜，不容易突出教學(xué)重點(diǎn)和實(shí)用性，師生普遍反映難教、難學(xué)、難記、難用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，目前統(tǒng)計計算已經(jīng)不再是生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，其重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計思維，使學(xué)生能夠靈活應(yīng)用統(tǒng)計分析方法。

（三）教學(xué)方式較為單一，適用軟件開發(fā)相對滯后

以教學(xué)方法和教學(xué)手段為核心的教學(xué)方式的現(xiàn)代化，是當(dāng)前教學(xué)改革的重要內(nèi)容，也是實(shí)施素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)方法上，目前仍以課堂講授為主，缺乏足夠的實(shí)踐環(huán)節(jié)，教學(xué)基本上是“滿堂灌”，而學(xué)生的學(xué)習(xí)樣態(tài)則多為“上課記筆記，考前背筆記，考后全忘記”，無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。在教學(xué)手段上，與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用相脫節(jié)，尤其是適合高職農(nóng)林專業(yè)的應(yīng)用軟件較少，學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力偏弱。

目前，國內(nèi)大多數(shù)高校已開展了生物統(tǒng)計學(xué)軟件教學(xué)，但軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀比較混亂。如應(yīng)用Excel計算原始資料的特征數(shù)、正態(tài)分布的概率、變量間的相關(guān)關(guān)系等，具有數(shù)據(jù)輸入格式簡單、操作方便、結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)；應(yīng)用Excel 統(tǒng)計分析功能來輔助理論教學(xué)，不僅能加深學(xué)生對統(tǒng)計學(xué)原理的理解，還可以提高學(xué)生應(yīng)用理論知識分析數(shù)據(jù)的能力。生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)是讓學(xué)生理解統(tǒng)計的基本思想并正確應(yīng)用對應(yīng)的統(tǒng)計模型，有賴于Excel 的自動重算功能，教學(xué)中應(yīng)用Excel 來演示手動計算的完整步驟，能加深學(xué)生對統(tǒng)計模型的理解。

但從統(tǒng)計學(xué)的角度講，Excel 的統(tǒng)計分析功能具有一定的局限性，如利用其“數(shù)據(jù)分析”功能對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行方差分析時，其僅能列出方差分析表，而SPSS 軟件不僅能列出方差分析表，一旦檢驗(yàn)差異顯著，還可以給出多重比較的結(jié)果，十分方便用戶對不同數(shù)據(jù)處理間的差異做出判斷。SPSS 軟件不但功能強(qiáng)大，而且界面友好，用戶只要掌握一定的Windows 操作技能，在理解統(tǒng)計分析的基本原理后就可以上機(jī)操作。因此，SPSS軟件成為應(yīng)用最為廣泛的一款統(tǒng)計分析軟件。應(yīng)用SPSS 軟件開展理實(shí)一體化教學(xué)，可有效提升學(xué)生分析復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力，在培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要的技能型人才方面發(fā)揮著重要的作用?？梢姡珽xcel 和SPSS 軟件結(jié)合應(yīng)用是未來實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展方向。

（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)結(jié)合不夠緊密

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的延續(xù)和完善，也是學(xué)生對理論知識及時鞏固和應(yīng)用的體現(xiàn)。盡管許多院校已建立了相應(yīng)的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，但受實(shí)驗(yàn)場地、經(jīng)費(fèi)等限制，實(shí)驗(yàn)課時偏少，時間安排也不夠合理，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的結(jié)合也不夠緊密。

（五）考核方式不夠多樣化

生物統(tǒng)計學(xué)的考核方式不夠多樣化，主要采用閉卷筆試的形式來考查理論知識，這樣的考核方式不能有效考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

三、高職生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革的措施

針對生物統(tǒng)計學(xué)理論性、實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，我校對其開展了相應(yīng)的教學(xué)改革，主要體現(xiàn)在統(tǒng)計分析方法的教學(xué)改革上，強(qiáng)調(diào)對統(tǒng)計分析的基本原理、適用條件和統(tǒng)計結(jié)果的正確解讀，弱化其煩瑣的計算過程，重點(diǎn)突出理論知識講授與專業(yè)軟件應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。

（一）明晰課程定位

課程的準(zhǔn)確定位是實(shí)現(xiàn)課程改革的第一步。生物統(tǒng)計學(xué)定位為農(nóng)林專業(yè)的“工具課”和“方法論”，它不是一門純理論性課程，而是一門應(yīng)用型學(xué)科平臺課，其教學(xué)目標(biāo)也不是把學(xué)生培養(yǎng)成統(tǒng)計學(xué)家，而是提升他們解決實(shí)際問題的技能。學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計學(xué)主要是學(xué)習(xí)一種思想方法，而思想方法是沒有專業(yè)限制的，適用于需要解決問題的所有領(lǐng)域，從而能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（二）精簡教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

大多數(shù)高職農(nóng)林專業(yè)未開設(shè)概率論與數(shù)理統(tǒng)計學(xué)，因此，需要有針對性地選擇合適的教材，并對教學(xué)內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整與優(yōu)化。概率論與數(shù)理統(tǒng)計學(xué)教材應(yīng)遵循實(shí)用性、方法性、思想性、簡明性等原則，著重介紹實(shí)用的統(tǒng)計分析方法和通用的統(tǒng)計思想，避免煩瑣的數(shù)理推導(dǎo)和數(shù)學(xué)證明。鑒于此，應(yīng)優(yōu)先選擇國家級規(guī)劃教材，這類教材概念準(zhǔn)確、內(nèi)容精練、重難點(diǎn)突出。但目前市場上適合高職生且統(tǒng)計學(xué)原理與統(tǒng)計應(yīng)用軟件結(jié)合緊密的教材仍一書難求。教師要考慮高職生的整體水平和個體差異，教學(xué)內(nèi)容不宜過寬過深，應(yīng)遵循數(shù)學(xué)邏輯合理編排教學(xué)內(nèi)容，如壓縮統(tǒng)計描述部分內(nèi)容，增加定量分析和統(tǒng)計推斷方面的內(nèi)容；淡化統(tǒng)計分析基本原理、基本方法的演繹和推導(dǎo)，多講原理和方法的應(yīng)用前提和案例；少講統(tǒng)計分析計算過程，多講試驗(yàn)設(shè)計、統(tǒng)計分析結(jié)果的專業(yè)解釋。

生物統(tǒng)計學(xué)各章節(jié)內(nèi)容之間既相對獨(dú)立，又環(huán)環(huán)相扣、逐步深入。利用思維導(dǎo)圖可以讓學(xué)生直觀地了解生物統(tǒng)計學(xué)知識體系間的邏輯關(guān)系，使得教學(xué)內(nèi)容體系化、系統(tǒng)化，有助于學(xué)生把厚書學(xué)薄，深刻領(lǐng)悟相關(guān)公式的來源、含義和相互關(guān)系，從而真正理解統(tǒng)計推斷的基本原理和常用統(tǒng)計分析方法的適用條件，增強(qiáng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

（三）改進(jìn)教學(xué)方式

1.改進(jìn)教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師是教學(xué)活動的“主角”，學(xué)生的主體地位沒能得到充分體現(xiàn)，教師僅重視知識傳授，而忽視了學(xué)生實(shí)際能力的培養(yǎng)，久而久之，學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣。而現(xiàn)代教學(xué)中，教師既是知識的傳授者，又是教學(xué)活動的組織者，教師秉持“道而弗牽，強(qiáng)而弗抑，開而弗達(dá)”的教學(xué)原則，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識、解決問題的能力。教師在傳授知識的同時，應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，讓學(xué)生由“學(xué)會”向“會學(xué)”轉(zhuǎn)變。教師在教學(xué)的過程中，應(yīng)適時設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生及時歸納、總結(jié)所學(xué)知識；學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，既是知識的載體，又是認(rèn)知的主體，因此教師應(yīng)改變“灌輸式”教學(xué)，更多地采用啟發(fā)式、討論式、案例式教學(xué)法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，最終取得“引而不發(fā)，躍如也”的教學(xué)效果。

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以真實(shí)的案例為材料，引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)習(xí)知識與應(yīng)用知識結(jié)合起來，增強(qiáng)學(xué)生的知識應(yīng)用與遷移能力，同時結(jié)合課堂討論與辯論，達(dá)到“學(xué)生畫龍，教師點(diǎn)睛”的目的。教師可借助SPSS 軟件進(jìn)行真實(shí)有效的案例教學(xué)，利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，把學(xué)生從煩冗的公式記憶和大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算中解放出來，使學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移到對統(tǒng)計分析方法的理解和對統(tǒng)計分析結(jié)果的合理解讀上。下面以單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計資料的方差分析為例，說明SPSS 軟件在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用。

例如馬鈴薯密度試驗(yàn)，設(shè)4 個種植密度分別為D、D、D、D，3 次重復(fù)，共計12 個小區(qū)，小區(qū)面積為21 m，隨機(jī)區(qū)組排列（如表1）。用新復(fù)極差法（SSR 法）測驗(yàn)4個種植密度的產(chǎn)量平均數(shù)間的差異顯著性。

對于單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的資料，可利用SPSS 軟件“一般線性模型”中的“單變量方差分析”模塊來實(shí)現(xiàn)，將“產(chǎn)量”選入“因變量”框，將“區(qū)組”和“密度”選入“固定因子”框（注意：把密度當(dāng)作一個因素來處理，過程從略）。結(jié)果輸出如表2。

區(qū)組間F 檢驗(yàn)表明，F(xiàn)=6.141>F=5.143，故P<0.05，說明三個區(qū)組間的土壤肥力有顯著差異，證明了該試驗(yàn)采用區(qū)組排列的合理性。種植密度間F 檢驗(yàn)，F(xiàn)=12.041>F=9.780，故P<0.01，說明不同密度間平均產(chǎn)量有極顯著差異，需進(jìn)一步做多重比較，結(jié)果見表3。

可以看出，借助SPSS 軟件將抽象枯燥、邏輯性強(qiáng)的理論知識與專業(yè)的案例結(jié)合起來進(jìn)行講解，可以培養(yǎng)學(xué)生利用統(tǒng)計資料發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，極大地簡化了平方和與自由度的分解、方差計算、多重比較等過程。此外，SPSS 軟件還具有完整的繪圖功能，可以直觀地呈現(xiàn)不同處理效應(yīng)間的差異。

2.改革教學(xué)手段

目前，高職教師大多是根據(jù)教學(xué)大綱設(shè)計生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，使用多媒體課件開展教學(xué)。多媒體具有信息量大、內(nèi)容豐富、圖文并茂的特點(diǎn)，教師在教學(xué)中適時適量地使用多媒體，有助于學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)效果。

然而，多媒體教學(xué)中教師是教學(xué)活動的主體，學(xué)生只是被動的受體，這可能會帶來一些弊端，如內(nèi)容多以展示為主，幻燈片切換快，由“照本宣科”變成“照屏宣科”，成為新的“滿堂灌”，未能突顯學(xué)生的主體地位。傳統(tǒng)的啟發(fā)式教學(xué)中，教師邊講解邊板書，而多媒體教學(xué)則常常滿屏顯示教學(xué)內(nèi)容，缺乏啟發(fā)性，不利于學(xué)生統(tǒng)計思維的培養(yǎng)，因而多媒體只能作為教學(xué)工具。在教學(xué)過程中，若信息量過大易造成學(xué)生思維跟不上教學(xué)進(jìn)度，對此教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律合理使用多媒體課件。在制作多媒體課件時，教師應(yīng)模仿傳統(tǒng)教學(xué)的板書，動畫式分步演示教學(xué)內(nèi)容。

教學(xué)中如果僅采用傳統(tǒng)的板書方式，學(xué)生也能較好地掌握基本知識和原理，但應(yīng)用能力不足；而僅采用多媒體教學(xué)方式，雖然學(xué)生的應(yīng)用能力有所提高，但容易忽視基本知識和原理。因此，在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)將傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮兩種教學(xué)方式的優(yōu)勢：在講授基本知識和原理時配合板書，以增進(jìn)與學(xué)生的互動；在講授應(yīng)用性知識時合理使用多媒體，以節(jié)約板書的時間，擴(kuò)大課堂容量。

（四）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、提高學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)“紙上談兵”的多，實(shí)驗(yàn)課開設(shè)不足，導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)。不同于傳統(tǒng)的生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)對數(shù)理統(tǒng)計學(xué)理論的過多強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)代生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。統(tǒng)計軟件的應(yīng)用使得煩瑣的數(shù)據(jù)分析變得簡單、快捷而準(zhǔn)確，是生物統(tǒng)計學(xué)發(fā)展的必然趨勢。將統(tǒng)計軟件引入生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中，既體現(xiàn)了信息時代的特點(diǎn)，又適應(yīng)了高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)的需求。在運(yùn)用計算機(jī)統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，學(xué)生深刻地意識到，雖然統(tǒng)計軟件功能強(qiáng)大，但必須對統(tǒng)計學(xué)原理有一定的理解，才能靈活應(yīng)用軟件。統(tǒng)計軟件的應(yīng)用進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)理論知識的主動性。

教學(xué)實(shí)踐中，采用理論講授、案例分析、上機(jī)操作三位一體的教學(xué)模式，達(dá)到了理解方法原理和同步掌握軟件操作方法的目的。將SPSS 軟件的應(yīng)用與理論教學(xué)相結(jié)合，其教學(xué)方式就從過去的注重公式推導(dǎo)與數(shù)據(jù)計算變?yōu)閺?qiáng)化數(shù)據(jù)模型的選擇。但是，任何一種分析方法都有其適用范圍，一定要根據(jù)數(shù)據(jù)的類型、試驗(yàn)設(shè)計的類別科學(xué)合理地選擇統(tǒng)計分析方法，只有這樣才能得出科學(xué)的結(jié)論。另外，對軟件分析結(jié)果的解讀，要緊密結(jié)合專業(yè)知識，否則，生搬硬套分析模塊必然得出錯誤的結(jié)論。

（五）改革考核方式

從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變，教師要改變重知識傳授、輕素質(zhì)教育的教學(xué)理念，從根本上改革傳統(tǒng)的考核方式。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對教材中的“死”知識掌握得較好，而對與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系密切的“活”知識掌握得較差。實(shí)際上，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力要比讓學(xué)生考取高分更重要。因此，教師應(yīng)建立“以能力測試”為中心的考試?yán)砟?，把學(xué)生對知識的實(shí)際應(yīng)用能力和對問題的綜合分析能力作為考核的重點(diǎn)?？己朔绞接梢酝拈]卷理論考試改革為閉卷考試和開卷考試相結(jié)合：理論知識采用閉卷筆試，案例分析部分采用SPSS 軟件開卷機(jī)考，考試命題突出實(shí)用性，重點(diǎn)考查基本知識和運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。

（六）加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

新的教學(xué)模式對任課教師提出了更高的要求，不僅要求教師有深厚的統(tǒng)計學(xué)知識，還要求教師具有較強(qiáng)的科研能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)歷，因此加強(qiáng)教師自身的科研水平是提升生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)效果的重要保障。隨著生物統(tǒng)計學(xué)的快速發(fā)展，以及學(xué)科之間的相互滲透，僅靠狹窄的專業(yè)知識已很難適應(yīng)現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)教學(xué)的要求，對此教師應(yīng)結(jié)合高職院校農(nóng)林專業(yè)的特點(diǎn)，設(shè)計合適的教學(xué)案例，而不能簡單地將教材內(nèi)容照搬進(jìn)課堂。

總之，教學(xué)既是一門科學(xué)，又是一門藝術(shù)。課堂教學(xué)不應(yīng)是教師的“獨(dú)唱”，而應(yīng)是師生的“合唱”，關(guān)鍵是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會發(fā)展需要的高素質(zhì)技能型人才。