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生物统计学样例十一篇

时间:2022-02-24 09:55:13

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生物统计学

篇1

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)14-0093-02

生物统计学是运用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门科学。其目的就是科学地设计试验,并对所得试验数据进行分析,达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化试验方案或数学模型的作用。随着生物学研究的不断发展,该学科逐渐成为生物学领域科学研究和实际工作必不可少的工具,是高等院校生物学各专业的必修专业基础课,其应用也越来越广泛,在科学研究中被誉为“科技工作者从事科学研究的工具和手段”。

由于生物统计学是一门集理论性和实用性于一体的工具学科,其包含的公式和抽象概念也较多,且需要一定的数学推理能力,所以,学生学起来枯燥无味,甚至产生厌学情绪。本人结合近几年的教学实践和目前教学中存在的问题,就怎样提高生物统计学的教学质量,探索适合生物相关专业的教学内容、教学手段和教学方法以及考核办法,谈谈自己的一些认识和思考。

一、传统教学中存在的问题

随着时代和科技的发展,传统生物统计学教学方式已不再适应现代教学的目标,其问题主要表现为:第一,教学内容太过繁杂,无法体现重点难点和实用性,有些内容过于详细全面。第二,授课方式太传统。教师上课基本是满堂灌,学生只是机械式地学习,无法调动学生的积极性和主观能动性。第三,缺乏教学实践内容。很少安排实践课程,即使有也是敷衍了事,学生没有真正学到什么。第四,课程考查形式单一。一般以闭卷笔试为主,且考试内容全是书本上的理论,无法反映学生利用知识解决实际问题的能力。第五,师资队伍不够强大。教师的年龄比例和教学经验都有一定的不足,特别是科技的发展,使得教师也得加强专业学习。

二、生物统计学教学改革措施

针对以上教学中存在的几个问题,尝试对该课程进行教学改革,为培养现代实用创新人才,积极探索有利于调动学生学习主动性和创造性的教学方式,我们对生物统计学的教学主要做了如下几个方面的改革:

(一)精简教材,优化内容

教材既是体现教学内容和教学要求的知识载体,也是教学的基本工具,它既是教师课堂教学的依据,也是学生获取知识的参考资料,能够保证教学过程的顺利进行,又能提高教学质量。因此,教师在选择生物统计学教材时,不仅要考虑内容全面,更要重视理论与实践相结合,比如试验设计软件、统计分析软件、实例讲解等应用性强的内容。

生物统计学教学内容一般包括试验设计和统计分析两大部分。试验设计和试验实施是统计分析的前提,只有正确的试验设计才能保障后续科学研究活动的科学性和可行性。但是,当前教学只注重基本原理和公式的推导过程,而忽略了试验设计的重要性。因此,对教学内容进行了如下优化:试验设计、试验研究方法和统计分析方法并重,尽量减少统计分析中原理和公式的详细讲解过程,重视试验设计与统计分析软件的应用及对统计分析结果的合理解释。

(二)改进教学方式

教学方式包括教学方法和教学手段。改革教学方式,其目的在于激发学生学习的积极性和主动性,提高学生综合运用统计学理论解决实际问题的能力。教师在授课过程中应尽量采取丰富多样的教学方法,如“反问式”、“启发式”、“互动式”等,或将各种教学方法有机结合,从而达到提高教学效果的目的。各种教学方法都有其特点,关键是如何根据教学内容的不同选择相应的教学方法,使学生更好地领会课程内容,以取得更好的教学效果。

高校教学改革使各门课程学时数减少,但生物统计学的内容不减反增,而且该课程公式概念多、内容抽象、统计计算过程复杂。这使得传统教学手段无法满足当前的教学发展需要。因此,要在有限的学时内完成超额的教学内容并取得较好的教学效果,就必须引进现代化多媒体教学手段。多媒体教学具有内容丰富,信息量大,图文并茂,形象生动,易于学生理解和应用的特点。但传统教学手段也不能完全丢掉,其特有的优越性是多媒体无法替代的。因此,在教学过程中应将二者有机结合,充分利用两种教学方式的优势,达到提高教学效果的目的。虽然多媒体教学加快了教学进度,提高了信息量,但也要充分考虑到学生的适应能力,信息量过大易导致学生思维跟不上教学进度,反而起不到应有的效果。

(三)加强上机和实践教学

生物统计学作为一门实用性很强的工具课,其重要性就在于解决实际问题。因此,加强上机操作和试验设计十分重要。理论课结束后进行上机操作,选择一个适合自己的统计软件进行操作练习。在学会了统计软件后,学生分组自选研究题目进行试验设计并按计划实施,再利用统计分析软件对试验资料和结果进行分析,结合专业知识给出合理解释,写出详细的试验报告,从而提高学生分析问题、解决问题的能力。

(四)加强师资队伍建设

课程建设和教学改革的关键是师资队伍的建设。随着生物统计学和科学技术的不断发展,新的教学内容和教学手段不断出现,这就要求教师也要不断加强业务学习和提高科研能力,掌握先进的教学手段和教学方法。不断充实生物统计学教师队伍,为课程改革奠定师资基础。教师的科研工作可以直接作为教学的第一手资料,在课堂上进行分析讲解,更能使学生理解。

(五)改革传统考核方式

生物统计学是一门应用性较强的课程,当前的考核方式大部分是闭卷笔试,考核内容基本都是课本上的基本理论,都是死记硬背的知识,这种考核方式不能更客观准确地评定学生对这门课的掌握程度和实际应用能力。因此,对课程考核方式做了如下改革:平时成绩占20%、试验设计与统计分析占30%、笔试成绩占50%。笔试内容突出实用性和工具性,重在理解而不是死记硬背,考查学生综合利用知识分析和解决实际问题的能力,特别是结合生物工程专业来出一些试验设计和统计分析题。这样,大大减轻了学生的考试压力,使他们不仅学到试验设计和统计学知识,又能灵活地运用。

三、结语

生物统计学课程作为生物学领域中重要的工具课,对于学生的专业课学习和以后的毕业论文设计及将来从事相关专业的工作十分重要。要提高生物统计学课程的教学效果和质量,教师不仅要努力钻研探索,提高自己的综合素质,同时也必须紧跟时展步伐,优化教学内容,改进教学方式。只有不断地探索和改进,才能提高学生运用知识解决实际问题的能力,提高教学效果和质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王学敏.高校《生物统计学》课程教学改革的初步探讨[J].经济研究导刊,2010,(9):233-234.

[2] 丁建华.《生物统计学》教学方法与技巧探讨[J].安徽农学通报,2011,17(19):171-175.

[3] 王素平.《生物统计学》教学方法改革分析[J].商丘师范学院学报,2012,28(6):132-133.

[4] 邓英毅.高校《生物统计学》课程教学改革初探[J].大学教育,2012,(7):30.

篇2

一、引言

随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。

同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。

二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。

(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。

二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。

21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。

将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。

未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。

(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。

生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。

生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。

生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。

三、教学方法和教学手段的改革。

(一)加强电子课件及网络平台建设。

生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。

(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。

多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。

但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。

而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。

(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。

生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。

(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。

统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。

在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。

四、加强实践教学,注重学生能力培养。

生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。

(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。

20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。

为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。

(二)全方位、多层次的实践教学。

为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。

组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。

掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。

这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。

此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。

通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。

精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。

参考文献:

[1]何风华,李明辉。生物统计学多媒体教学的探索与实践[J].江西教育学院学报(综合),2004,25(6):25~27

[2]洪伟,吴承祯,陈辉,等。精品课程建设的核心:学科、队伍建设与科学研究[J].高等农业教育,2004,6:50~51.

[3]崔相学。提高学生统计分析素质的实践与探讨[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2004,6(2):67~68.

篇3

生物统计学是南阳师范学院生命科学与技术学院的一门专业基础课,主要包括试验统计分析和设计两部分内容,是现代生物学研究不可缺少的工具。通过该课程的学习,可使学生掌握基本的试验设计和统计分析方法,培养学生具有严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力,以为以后的工作和科学研究打下基础。但该课程原理复杂、内容抽象、计算公式繁多且难记,加之教学内容的不断增加和学时的相对减少,开课时间又大多安排在大四,对大一所学的数学基础知识有所淡化,被许多学生认为是较难学习和掌握的一门课程,加之大部分学生又忙于准备考研,对学习该门课程的重要性认识不足,兴趣不浓,都给该课程的教学带来困难和挑战。因此,对生物统计的教学方法进行改革,以激发学生的学习兴趣,提高学生对该课程重要性的认识,理解和掌握基本知识及技能,特别是培养学生的应用能力,以进一步提高该课程教学效果。

1由考试型授课向实际应用型授课转变

生物统计学原理复杂,让学生完全掌握每个统计方法的原理、统计公式的推导较困难,且对于非统计专业人士是没有必要的。生物统计学的公式比较多,统计分析的方法也比较多,让学生把所有的公式记下来,既费时间、学生不易接受,也没有必要。在遇到生物、农林、生态、生化等实际问题时,一方面是如何设计实验方案,使实验既科学合理,节约时间和成本,通过统计分析,得出理想的实验结果;另一方面是面对已取得的实验结果,如何选择和使用统计分析方法。在大学科研中,有很多学生或在读研究生,在这方面的知识和能力表现不足。因此,培养学生解决实际问题的能力比考试取得高分更重要。授课内容要深入浅出,多拿实际事例让学生选择统计分析方法,把不同的统计方法加以比较;或者把一个实验结果用多种统计分析方法同时进行分析,对分析结果加以比较,使学生充分认识不同统计方法的特点和不足,激发学生对统计学的认识和兴趣,把学生从繁琐的概念和复杂的公式中解脱出来。由考试型授课向实际应用型授课转变的另一个重要环节,就是考试方式的转变。考试方式是学生学习方法的指挥棒。如果采取传统闭卷笔试的方式,学生往往在考前几天死记硬背公式以应付考试,考试过后又很快忘记。对于这门实践性较强的工具性课[1],教师尝试了“带纸开卷”考试法。即在考试内容上侧重以应用为主的考题,减少问答等概念性的内容,以引导学生掌握学习重点和方向,培养实际解决问题的能力。在学生的备考复习上,采用激发学生积极思考问题的方式,规定学生在2张A4纸上可单面手写自认为重要的公式供考试时参考,但不允许写有关基本概念、问答之类的内容。筛选和抄写公式的过程,本身就是一个深刻认真学习和思考的过程,这正是该课教学所要求的,促使学生把主要精力放在用统计分析方法解决实际问题的方向上,提高解决实际问题的能力,同时也大大减轻了学生的学习负担[2]。

2由纯理论型授课向软件应用实验型授课转变

统计学是一门相对古老的学科,在过去的授课过程中,因为计算多是笔算或由计数器计算,这就要求必须掌握计算过程,掌握计算的每一步骤,否则无法进行实际应用。但是随着现代计算机和计算软件的发展,使计算软件在工作和科研中的应用已经广泛普及。相反,如果不会使用计算机和计算软件,会给实际工作带来很多不便和困难,不能满足工作和科研的需要,特别是现代计算技术和计算软件突飞猛进的发展。在分析方法的多样性、分析结果的准确和详细性、分析制图的精美和完善性等方面,都是手工计算无法达到的。因此,必须改变传统的纯理论型授课方式,通过上机实习环节使学生应用统计软件进行数据分析,将学生从大量复杂计算中解放出来,提高效率,使学生综合运用知识的能力得到提高。适用于统计教学的计算机软件较多,目前主要有SAS、SPSS、Excel 等,都提供了一个功能相对完整的数据分析工具[3]。但相比之下,从功能和可操性而言,SPSS是国际流行的统计软件,有强大的数据处理功能,操作简单,分析结果详细,还有很好的制图功能,得到国内外专家的认可[4-5]。因此,在实践课程的教学过程中,要加大对该软件的应用。同时,老师要经常给学生介绍新的统计分析软件,扩大学生的视野。

3由完全依靠教材内容型授课向以教材为主、结合实际需要、拓展新内容型授课转变

生物统计学作为一门有一定学时限制的学科,在知识的组合方面,具有基础性、系统性和经典性的特点,所介绍的方法也是相对古老、常用、相对简单的,如假设检验、区间估计、方差分析、回归分析、相关分析、简单的正交实验设计等。而实际上生物统计的内容较多,如主成分分析、判别分析、聚类分析、对应分析、典型相关分析、通径分析等,实验设计中还有均匀设计、配合均匀设计等[6-7]。随着现代计算技术的飞速发展,许多新的计算方法不断出现,这些新方法是实践中非常需要的,而且新分析方法具有生物统计学所介绍的统计方法不可取代的作用。因此,完全有必要根据实际需要,适当插入一些新的内容,扩大学生的知识视野,其中重要的途径就是介绍使用新方法的文献资料,使学生充分认识到统计分析的重要性、广泛性,增加学生的实践能力。对生物统计学所介绍的方法,在实际应用时也有必要进行完善。如多重比较,虽然课本中介绍了多重比较的方法,对比较结果的显著性表示方法也做了介绍。但是在实际时,由于期刊文字的限制,用生物统计学所介绍的方法,所用版面太大,要求简明标出,这就提出了如何简化的问题。特别是很多组数据进行比较时,步骤较繁琐。如比较10组数据,用生物统计学所介绍的方法,需要45组数据来表示,显然占用版面较大,这时则需要启发学生用简明的办法进行解决。因此,要结合实际,完善课本内容,增强学生实际应用的能力,培养学生的创新能力,从而提高学生的实际操作能力。

4参考文献

[1] 孙晓菲,李鑫玲.《生物统计》教学改革实践[J].科技信息,2010(18):96.

[2] 郝小琴.生物统计课采用“一纸开卷”考试的体会[J].高教论坛,2006(4):64-65.

[3] 范平,崔党群,詹克慧,等.Excel软件在生物统计实验教学中的综合开发应用[J].实验技术与管理,2003,20(2):65-69.

[4] 向穷,施树良,李钰.常用统计软件在生物统计中的应用比较[J].现代生物医学进展,2009,9(9):1775-1777.

篇4

一、生物统计学的教育现状

随着生命科学研究的飞速发展,生物统计的重要性日趋彰显。2014年LinkedIn对全球超过3.3亿用户的工作经历和技能进行分析,在公布的最受雇主喜欢及关注的25项技能中,统计分析和数据挖掘位列榜首。生物统计学是运用概率论和数理统计的原理和方法,分析和解释生物界各种现象和实验调查资料的一门学科[1],是众多高等院校中生物学、医学、药学和农学等专业的必修课程。生物统计学的教学内容前后章节关系密切,环环相扣,层层深入,具有内容多、公式多、概念多的特点。学生在学习中感到晦涩难懂,容易产生难学、厌学的思想。同时,目前生物统计学的教育还存在一些不足之处:(1)试验设计在教学中所占比例不足。生物统计学与试验设计是紧密结合在一起的,主要向人们讲授了从事科学研究的试验方法和对收集到的试验结果进行分析整理的方法。凯尔文勋爵(LordKelvin)曾说过:“当你能够衡量你所谈论的事物,并能以数字来表达它时,可以说你对它有了一些了解;而当你不能衡量或不能用数字表达时,你对它的知识就是肤浅的和不能令人满意的”。由此可见,生物统计学作为量化事物的工具和手段在科学研究中发挥着重要的作用。然而,目前该课程的设置上忽视了新形势下的教学导向,偏重统计基本方法和基本理论的介绍,忽视了试验设计的介绍。(2)生物统计学理论和社会实践的脱节,学生缺少将统计理论应用到实践中的能力。在生物统计学的教学实践中,教师偏重理论知识的讲解,使得教学内容空洞而枯燥。同时,在课程设置中未将生物统计学与专业实践课联系在一起教学,使得学生脱离了社会实践,导致学生的学习积极性不高。(3)生物统计学和医学基础课之间的分离。在课程设置上,没有将这两个学科整合在一起,学生既没有形成自己的知识框架,又没有将生物统计学的知识应用到医学基础课的学习中。

二、课程整合理论对生物统计学教学的启示

基于上述课程设置及教育中的问题,南方医科大学生物统计学系在多年的教学实践中总结构建了“课程整合”体系。早在19世纪末20世纪初,在杜威(JohnDewey)发起的进步教育运动中,就有了一种综合课程的思想,他强调在理论与实践中倡导课程整合。ParkW.J.在参考了各类界定的基础上,认为整合的课程是超越单门学科有目的地组合知识、观点和探究问题,以达到学习者对学习内容更深层的理解[2]。根据目前生物统计学的教学环境和条件,深化生物统计学课程整合涉及到课程形式、教学模式和教学资源三个方面。

(一)课程形式的整合

以南方医科大学的五年制临床医学本科课程设置为例(其它学校基本类似),主要分为公共基础课程、专业基础课程、专业课、公共选修课和实践教学五类。公共课程包括大学语文、外语和体育等;专业基础课程为学生必须掌握的专业基本理论、基本知识和基本技能的课程;专业课指从事本专业或相近专业工作所需的相关课程和专业学习的延伸课程,主要培养学生从事相应领域临床实践的初级思维和能力;公共选修课为面向全校所有本科专业开设的选修课程;实践教学分为课内和课外实践教学环节,主要培养学生的实践能力和科研能力。在课程整合中主要有:(1)生物统计学的理论课程和实践教学课程的整合,其主要目的是使学生对生物统计将来的应用领域有一个大概了解,能够正确理解和合理解释应用领域的问题,面对统计咨询对象时能和其它专业人士进行较好的沟通。(2)整合生物统计学中的应用软件和专业基础课程,如SPSS软件与生物统计学,STATA软件与流行病学,RevMan和循证医学等,通过在一个学期同时开设两门课程,使学生充分感受到应用软件的实用性,有助于对一些抽象的计算方法的理解,提高学习兴趣进而提高学习效率。

(二)教学模式的整合

南方医科大学生物统计学系实施了导师制教育,每位导师指导3到6名本科生,从三年级开始指导学生参加科研活动和统计咨询与数据处理实践。导师制教育的实施整合了理论教学和实践教学,这种教学模式变教师“主讲”为“主导”,学生“被动”为“主动”。导师制教育是运用任务驱动法,以实际案例为主线,教师为主导,学生为主体的教育方法,最终目的是培养学生实际应用统计学知识的能力[3]。学生在实际案例的教学情境下学习统计学有多重好处:第一,丰富的生活案例或科研案例激发了学生学习统计学的兴趣,驱动着学生进行不断学习,培养了学生的文献查阅能力、团体合作的能力、克服困难的能力,以及在解决案例后的自我认同感。第二,案例教学可以激发学生的主观能动性。在这样的教学模式整合中,突出了学生主体的地位。学生在老师和同学的帮助下,在完成各项小任务的过程中,逐步完善各个主题的知识体系的构建,促进知识的吸收和应用。第三,案例教学培养了学生思考、分析和解决问题的能力,锻炼了学生的逻辑思维,激发了学生的科研兴趣。几年的实践表明导师制教育的执行不仅提高学生专业统计学软件的学习成绩,同时学生真正学会了生物统计学的应用能力,能够有机地将理论和实践相结合,达到了较好的教学效果。

(三)教学资源的整合

生物统计学教学资源整合包括:教材资源的整合和网络资源的整合两方面。教材资源的整合要考虑到教材的规范性、可靠性、时代性和针对性,使学生在学习中举一反三,有效地发挥学生学习的主动性和自主性。在教材的选择采纳上,除了使用中文的本科生规划教材外,还选取了部分英文教材如《FundamentalsofBiostatistics》(RosnerB,2006,6thEdit)、《UsingMultivariateStatistics)(TabachnickBG&FidellLS,2007,5thEdit)等。网络资源的整合为生物统计学的教学提供了丰富的资源和空间,利用“微信墙”增强学生的参与和互动,突出因材施教和个性发展。同时,利用网络资源,按照“自评他评结合、堂内堂外结合”的原则,综合运用现代先进技术,注重对学生日常学习表现作出发展性评价,逐步推动形成性评价体系建设。

三、结束语

医学课程改革中的“学科细分”和“课程整合”并不矛盾,课程整合的主要目的是消除各学科教学间的壁垒,促进学术的交流;同时,课程整合有利于促进教师之间的交流和合作。在高等医学院校,我们要着眼于未来,实现基础与临床、医学与人文、公共卫生与临床医学的有机整合。

作者:关 颖 张国霞 单位:南方医科大学

参考文献

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一、引言

随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。

同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。

二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位

(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。

二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。

21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。

将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。

未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。

(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。

生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。

生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。

生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。

三、教学方法和教学手段的改革

(一)加强电子课件及网络平台建设。

生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。

(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。

多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。

但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。

而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。

(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。

生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。

(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。

统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。

四、加强实践教学,注重学生能力培养

生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。

(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。

20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。

为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。

(二)全方位、多层次的实践教学。

为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。

组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。

掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。

这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。

此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。

通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。

精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。

参考文献:

[1]何风华,李明辉。生物统计学多媒体教学的探索与实践[J].江西教育学院学报(综合),2004,25(6):25~27

[2]洪伟,吴承祯,陈辉,等。精品课程建设的核心:学科、队伍建设与科学研究[J].高等农业教育,2004,6:50~51.

[3]崔相学。提高学生统计分析素质的实践与探讨[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2004,6(2):67~68.

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关键词:生物统计学;精品课程;教学改革

一、引言

随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。

同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。

二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。

(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。

二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。

21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。

将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。

未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。

(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。

生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。

生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。

生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。

三、教学方法和教学手段的改革。

(一)加强电子课件及网络平台建设。

生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。

(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。

多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。

但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。

而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。

(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。

生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。

(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。

统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。

在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。

四、加强实践教学,注重学生能力培养。

生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。

(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。

20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。

为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。

(二)全方位、多层次的实践教学。

为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。

组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。

掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。

这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。

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中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)06-0182-02

Study on Improving Teaching Efficience on Biology Statistics

Fang Ming et al.

(College of Life Science and Technology,Heilongjiang August First Land Reclamation University,Daqing 163319,China)

Abstract:Biology statistics is an fundamental professional classes in life and technology college and very important status in agricultural practice.However,current teaching methods existed many problems.Therefore,the article reformed three aspects of theory and practice and test so as to improve class efficiency and teaching effects.

Key words:Biology statistics;Teaching effects;Teaching efficience

生物y计学是高等院校农学、动物科学以及生命科学专业的必修课程之一,生命科学的快速发展、大量数据的涌现使得生物统计学重要性日益凸显,但是在课堂教学实践上存在严重问题,笔者在课堂实践中感受到,传统的“满堂灌”授课方式在生物统计学中教学效果不好,因此,本文针对生物统计学课程目前存在的问题,从课程基本理论、实验、考核方式等方面进行改进和完善,优化教学方法,改革教学方式,提高教学质量和教学效果。

1 改善教学方法,提高课堂学习效率

1.1 完善课程资料,丰富课堂活动 学习“生物统计学”课程需要具备一定的高等数学、线性代数、概率与数理统计知识,对于农业大学普通本科生来说,由于在大一阶段学得不够详细深入,学起来难度较大。教师在黑板上写满数学大公式,枯燥乏味,学生数学基础差,听不懂课,缺乏课堂互动,久而久之,教师授课缺乏动力,形成恶性循环。因此教师需要在授课风格、内容、学习方法等多方面做必要的调整[1]。首先要激发学生的学习兴趣,强调本门课程在生产和科研中的地位和作用,使学生意识到课程的重要性,激发学生的求知热情;其次教师需要重视课件的质量。课件要求生动、形象的展示教学内容,需要突出教学重点,在教学方法、版书设计等方面精心设计,精心准备上课资源,包括PPT、论文、Word和Excel、SPSS 等。要让课件的内容富有新鲜感,将知识性与趣味性结合起来。讲解内容需要具有详细的操作步骤,能够促进学生理解和操作。

1.2 推荐简单实用统计软件,简化繁冗程序 目前统计学上国际通用的软件包主要有SAS、SPSS等,功能强大;但针对农科院校的本科生而言,难以理解,而且是英文界面,结合多年教学经验,围绕教学目标逐步展开学习。研究者向学生推荐EXCEL,它基本能满足本科教学的需要,操作简便,建议在教学中推荐使用。

1.3 教学手段和方式方法的多样化 在课程讲授中要根据不同的教学内容采用不同的教学方式和方法。对于统计学基本理论,以讲授为主,讲清楚基本概念,说明其意义及应用条件。对于统计分析方法,引导学生运用数理统计原理探究问题和方法,培养学生的统计思维能力[2]。对于以文字叙述为主且容易理解的内容,指导学生自学,组织课堂讨论,以学生为主体,可以使学生的自学能力、思维能力增强,培养学生总结归纳和表达的能力。在授课过程中更多地创造机会让学生参与教学过程,老师多提出问题,让学生与教师多进行良性互动,可以使学生的文字及口头表达能力得到全面提高。每次授课结束后,布置一定量的课后习题,督促学生及时复习所学知识,从而对所学内容得到巩固和提高[3]。

2 优化实验内容,注重培养学生操作能力

生物统计学实验教学主要是培养学生综合运用基本理论和方法解决实际问题的能力。通过理论课上的讲授和练习后,学生基本全能掌握所学内容,但练习的内容与实践相脱节,所以实验课的内容以综合性、设计性实验为主,充分发挥学生的主观能动性和综合分析及解决问题的能力。实验课前,教师将要求学生熟悉实验内容[4]。上课时,学生根据内容上机操作学习,要求学生书写操作步骤,教师现场进行答疑,课后教师认真批阅电子版的实验报告后,再将学生的问题、成绩及评语反馈给学生。若实验中学生出现共性问题,教师则先将问题给学生讲解清楚再进行下节课的学习。通过师生之间的不断交流,教师可以及时掌握学生学习情况,有利于教师不断调整教学方法及进度以达到更好的教学效果。由此可见,通过各种相关的教材、网络、学院科研成果等方面的积累,收集大量的案例数据,建立富有学科特色的案例素材库,将实验内容与专业实验相结合,促进科研成果向教学资源的转化,丰富生物统计学的实验内容。教学内容的增加,开阔了学生视野,很多学生通过查阅文献,根据实验室条件,选定因素、水平可以独立设计试验和进行数据处理[5]。

3 改革考试方式

考试能够直接反馈教学效果,《生物统计学》的教学内容主要包括理论知识和综合应用两大部分,考试主要围绕理论知识和实际操作能力两个方面展开[6]。准确反映学生对于《生物统计学》的掌握程度。将理论知识与实际应用的比例应调整为5∶5,平时成绩与期末成绩的比例调整为3∶7或4∶6,降低考试的偶然误差。增加命题的多样化,重点考察学生基本知识的掌握程度及解决实际问题的能力,通过考察软件操作等方式来测试学生对统计知识的运用能力。

由此可见,本研究针对生物统计学课程实践性、应用性强的特点和目前教学中存在的问题,采取了理论教学与实验教学紧密结合、强化软件应用教学、制作多媒体课件辅助教学、改革考核方式以及建设开放式数量分析实验室等多种措施,增强了学生学习生物统计学的兴趣,进一步培养了学生运用生物统计方法分析和解决问题的能力,取得了较好的教学效果。在今后的生物统计学实验教学中,教师需要与时俱进,根据教学和科研需要,不断更新教学内容,采用先进的教学模式、教学方法和考核手段,使学生积极、快乐地学到知识,培养了学生逻辑思维能力、语言表达能力和自学能力,同时提高学生发现问题、解决问题的能力。

参考文献

[1]吕敏芝,林树茂,何兰花,等.生物统计学教学改革实践与体会[J].中山大学学报论从,2007,27(4).

[2]叶子弘,崔海峰,陈 春,等.生物统计学课程“能力素质培训计划”的构建及分析[J].安徽农业科学,2011,39(10):6268-6269.

[3]张强,张建平.生物统计学实验教学的探索与实践[J].实验室科学,2012,15(6).

[4]丁雪梅,张晓君,谭智敏,等.生物统计学实验教学改革的探索与实践[J].黑龙江畜牧兽医,2014.

篇8

生物统计学是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料,属于应用统计学的一个分支[1]。然而,在传统教学模式下,生物统计学教学与其应该达到的教学目标具有较大的距离,学生学完统计学课程后,并没有形成统计学思维,统计实践应用能力不足。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它将以往以传授知识为主的传统教学理念,转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念。近年来,任务驱动法多运用于单片机、PLC、医药等课程的教学中,提高了学生的学习兴趣,也培养了学生的创新意识和团队精神,锻炼了学生的操作技能,增强了学生的自信心[2-5]。因此,本研究将任务驱动法与生物统计学教学相结合,为生物统计学课程的教学模式改革提供一个新思路。

1.对象与方法

1.1研究对象

选择本校2013级植物保护本科生70人,采用任务驱动法进行部分教学,作为试验组;选取2012级同专业本科生67人作为对照组,对照组学生此前已经学习过本课程,采用传统授课方法。课程课时均为50学时,其中38学时为理论课时,12学时为上机实验课时。

1.2研究方法

对试验组学生统一授课以及任务驱动法进行教学,将生物统计学主要知识点分解为六大模块,即:试验设计模块、统计描述模块、参数估计模块、假设检验模块、方差分析模块和直线相关回归分析模块。教师针对一个主题,设置教学情境,布置学习任务,学生自主探索,分组讨论,代表发言,总结归纳,巩固提高等环节进行授课。本研究选取一个实际案例,六个模块的理论知识都需要应用于分析这个案例的数据,得到相关的统计结论。教师介绍相应的统计理论后,让学生分组讨论该案例,选用合适的统计研究方法,利用相关统计软件给出结果,并请代表进行发言。教师在学生讨论过程中适时指点,给出线索,最后进行归纳总结。在课程结束后,设计调查问卷,收集对照组和实验组学生对生物统计学这门课程的授课满意度(满意度分为:非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意)。

1.3效果评价

(1)客观评价:试验组与对照组之间的课程总评成绩的比较;

(2)主观评价:课程满意度问卷调查,问卷调查表的信度系数为0.89,效度α=0.84。共发放137份问卷,收回有效问卷136份。1.4统计学处理采用SPSS17.0统计软件进行数据处理。计量资料采用t检验,计数资料采用Mann-WhitneyU检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2.结果

2.1试验组和对照组学生的总评成绩比较

试验组学生的总评成绩为(77.43±2.48)分,对照组学生的总评成绩为(71.01±2.37)分,经t检验,试验组学生的成绩显著优于对照组学生(t=3.66,P=0.000),总评成绩平均提高了6.32分。

2.2试验组和对照组学生的课程满意度比较

试验组学生在课程的教学方式(P=0.009)、教学内容设计(P=0.007)、课堂氛围(P=0.034)、授课情境的设置(P=0.004)、授课效果(P=0.007)、上机实验(P=0.020)和综合评价(P=0.000)方面均优于对照组学生。

3.讨论

3.1运用任务驱动法进行教学的体会

首先,教学过程中教师和学生的定位发生了转变,让教师成为学生主动学习过程中的引导者。教师负责将基本的理论知识传授给学生,让学生置身于真实的案例和情境中,激发学生内在的学习兴趣,进行主动的探索,完成辨别是什么、怎么办的解决问题的一系列行为,最终达到培养学生将统计理论应用于实际案例的能力。其次,任务驱动法能够让学生培养团队合作能力。学生通过小组讨论完成学习任务,并以学习报告的形式汇报学习成果,在此过程中,沟通能力、协作能力、表达能力缺一不可。最后,任务驱动法能够加深学生对统计思维的理解,提高统计实践应用能力。在自主学习和小组讨论的过程中,每位学生都需要结合所学的统计知识,给出自己的解决方案和意见。在头脑风暴的过程中,学生就会更加清晰地认识到统计方法的精髓和作用,达到小组方案的完善。

3.2运用任务驱动法存在的问题及展望

在任务驱动法教学的实施过程中,也存在一些关键问题。首先,任务驱动教学法对教师的业务能力和精力要求更高。教师需要花费大量的时间来进行课程设计,还要根据教学过程中学生的反馈及时进行调整,对教师来说是一个很大的挑战。另外,个别学生已经习惯了传统授课模式,并不想做出改变,就出现了“消极怠工”的现象,对学习任务的完成没有起到积极的作用。任务驱动法确实能够提高学生的学习积极性和学习成绩,那么应用这种教学方法进行教学改革的尝试应该要坚持进行并不断进行完善,让学生改变对生物统计学课程的畏难情绪,实现课程的可持续发展,展现出以统计实践应用为目标的课程风采。

参考文献;

[1]李春喜,姜丽娜,邵云,等.生物统计学[M]北京:科学出版社,2013[2]刘国光.任务驱动法在单片机教学中的应用[J]中国职业技术教育,2005,27(10):74-75

[3]张晓海.任务驱动法在PLC教学中的实践[J]实验技术与管理,2009,26(11):131-132

篇9

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0164-02

生物统计学是数理统计原理在生物医学领域的应用。作为生物医学类各专业的重要基础课,该课程旨在培养学生具备统计思维,能科学地设计试验方案、收集整理试验数据,并在此基础上正确选择、应用统计原理与方法对试验结果进行分析,从而达到解决生物医学研究和实践中的实际问题的目的。通过该课程的学习,可培养学生分析、解决问题的能力,有利于提高学生的综合素质。

然而,当前生物统计学教学面临诸多挑战。一方面,当前高校教学的发展趋势是以适应社会需求为导向,突出应用性,因而专业基础课学时有不同程度的缩减,生物统计学仅有32课时,教学时间有限。另一方面,生物统计学包含众多关联度高的抽象概念,公式多且难记忆。传统教学模式以教师讲授为主,教师既要介绍基本概念和原理,又要通过实例阐释统计方法的应用,教学难度大;而学生要记忆大量公式和概念,还要通过反复练习巩固、掌握基本的试验设计和统计分析方法,学生普遍反映难以真正理解生物统计学的作用,不会灵活应用相关知识来解决实际问题,甚至不能正确地描述数据。课程结束后,学生会迅速遗忘学过的大部分知识,面对毕业设计和生产实践中遇到的问题一筹莫展。

如何突破教学难点,在生物统计学有限的课堂教学时间内提高教学效率,让学生真正的学以致用呢?通过近年来的教学实践,笔者认为,重视和加强统计分析软件的辅助教学作用是提升生物统计学教学效率的重要途径。

一、统计分析软件excel和SPSS简介及应用

(一)Excel的功能及其在生物统计学教学中的应用

Microsoft Excel是微软公司推出的办公软件Microsoft office的组件之一,提供大量统计函数,使用Excel可以实现如下统计分析功能。(1)用于数据整理和分析。试验过程中获得的试验数据首先要输入到统计分析软件中进行保存和整理。Excel提供求和、求平均数等简单运算,使用者可在Excel中对试验数据进行初步整理后,再将数据导入其他统计软件进行进一步的统计分析。(2)用于统计图表绘制。以Excel2003为例,Excel提供了含柱状图、折线图在内的共14种标准图表类型供用户选择;用户还可以根据需要对图表区、绘图区、坐标轴和图表标题等的格式进行修改。(3)统计函数分析。Excel提供包括数学函数、文本函数、逻辑函数以及统计函数等基本函数供用户使用,如COUNT、MAX等描述统计函数以及AVERAGE、STDEV等统计分析函数,可以帮助用户完成简单的统计分析和假设检验;Excel还在其分析工具库中提供了一些统计分析程序,如t检验、方差分析及回归分析等。因此,Excel友好的用户界面和强大的统计计算功能使其除生物统计学外,在会计、经管等专业的本科教学中得到了广泛应用。

(二)SPSS的功能及其在生物统计学教学中的应用

SPSS软件是国际认可的专业统计分析软件之一,最初由美国斯坦福大学的三名研究生于1968年开发成功,该软件操作简单易学,能够快速准确的对大量的、复杂的专业数据进行统计分析。此外,SPSS还具备强大的制图功能,可为用户提供可视化的分析结果。因此,它是另一个适用于生物统计学教学的重要统计分析软件。

SPSS的功能详解如下:(1)数据导入。SPSS软件既可直接建立或打开SPSS类型的数据文件,也可导入Excel、ASCII等数据文件,可以实现和检测仪器输出原始数据的无缝对接。(2)基本统计分析。SPSS可方便的实现数据汇总和描述性统计分析,用户获得的分层报告中给出了包括中位数、最大/小值、方差等常规描述统计结果。(3)SPSS的复杂统计分析功能。SPSS几乎涵盖了生物医学研究可能用到的所有的统计方法,如方差分析、聚类分析、平均数的检验、回归分析、判别分析等。(4)SPSS的绘图功能。在SPSS中各种统计图既可以由相应的统计过程产生,也可以由用户直接调用“Graph”菜单实现柱状图、散点图、饼图、时间序列图、频谱图等多种类型图表的绘制。

综上,Excel与SPSS统计分析软件各有特色,前者使用较方便、通用性强,适宜生物统计学初学者使用;后者的专业性更强,在学生积累了一定统计学原理的知识储备后,可逐渐加强对SPSS软件的学习,进一步提高自身分析复杂试验数据的能力。

二、统计分析软件辅助教学,提高教学效果

(一)激发学生兴趣,变被动学习为主动学习

从心理学的角度看,兴趣是人对客观事物的一种积极的认识倾向,它推动人去探求新的知识,发展新的能力。对于生物统计学这样一门逻辑思维严密、概念抽象、计算繁杂的课程而言,引入统计分析软件可以在一定程度上提高学生的学习兴趣,调动其学习的主动性,这将大大促进学习效果。例如,在讲授“数据收集整理”内容时,我们设定了如下教学场景:检测纳米材料导致老鼠肺部炎症的情况,要求学生将教师提供的或自己参与实验获取的原始数据录入统计软件,后续学习中利用统计软件对数据进行进一步的整理,包括定性/定量数据的转换、次数分布图绘制,配合正态分布和t分布曲线,可使学生对一些理论分布有了直观的感性认识。学生还可以继续使用统计分析软件对这些数据进行假设检验等统计分析,避免了传统教学单纯讲解教科书上抽象原理和例子的抽离感,使学生真正投入到学习中去。

(二)梳理教学内容,提高学生的实际应用能力

作者结合自己多年来从事生物医学研究的经验,将教学内容整合、梳理为基本统计原理、统计方法、统计分析软件应用及试验设计四大块。在教学实践中,为了提高学生的实际应用能力,遵循以下原则:(1)减少抽象概念和公式推导的讲授、弱化计算,在讲清基本统计原理的基础上,集中精力介绍统计方法的适用范围、统计结果的描述和解释。(2)增加生物医学工程研究实例讲解,让学生接触到本专业研究的前沿知识,具有鲜明的专业特色。(3)将统计软件的使用融入到日常教学内容中:教师在每章理论知识讲授完毕后,立即演示Excel和SPSS软件在本章节的应用。此外,预留一定的教学内容(如方差分析)要求学生自己查找资料、制作课件,并走上讲台介绍统计软件在该章节的应用,加深学生对统计原理的理解。通过此环节学生进一步熟悉运用了统计软件分析数据的方法,掌握了统计分析结果的判读和描述方法。通过上述理论学习和实践训练,提高了课堂教学的效率,也有助于提升学生解决实际问题的能力,达到学以致用的目的,为学生顺利撰写毕业论文和从事相关科学研究打下了良好的基础。

三、结语

实践证明,利用Excel和SPSS统计分析软件辅助《生物统计学》课程教学,能有效激发学生的学习积极性和热情,显著提高了教学效率和学生的学习效果。更重要的是,让学生掌握了利用统计分析软件整理、分析复杂试验数据的方法,可以真正利用《生物统计学》理论解读数据背后隐藏的试验规律,获得分析和解决实际问题的能力,全面提升该课程的教学质量。

参考文献:

[1]李春喜,姜丽娜,邵云,张岱静.生物统计学[M].第五版.北京:科学出版社,2013.

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生命科学领域的学习和研究内容决定了生物统计学课程是此领域本科学生的必修课程。但与生命科学领域其他专业课程相比,生物统计学理论性强、内容抽象、计算公式繁多。生命科学专业学生由于受形象思维方式的影响,较难接受和理解生物统计学的抽象概念和逻辑推理。课堂调查显示学生在心理上对本课程产生一定的抵触情绪,学习兴趣不高,学习效果不好。随着近年来本科教育目标及培养方案的不断调整,作为专业基础课程的生物统计学教学课时不断被压缩。但与此同时,生物统计学领域的新概念和新方法不断出现,学生由于进一步深造和工作对生物统计学知识的需求也不断增加,我们也必须不断增加和调整生物统计课程的教学内容。教学内容的不断膨胀和发展需求与教学学时压缩之间的矛盾是摆在国内众多任课教师面前的现实问题。因此,在学生认知不足、学习积极性不高的情况下,如何在有限的教学学时内高质量地完成生物统计学课程的教学,为学生奠定一个坚实的试验设计和统计分析的基础,是摆在每位从事生物统计课程教学教师面前的巨大挑战。

不同于传统的生物统计学教学对统计理论的过多强调,现代生物统计学教学过程中需对计算机技术在统计计算中应用能力的培养给予足够的重视。鉴于现在大学生计算机操作能力普遍较好且有兴趣的特点,在生物统计学课程教学中引入计算机教学为该课程改革提供了契机。运用计算机教学需要选择一个合适的统计分析软件,与常用的Excel和SAS软件相比,R语言既是一款更适合在生命科学相关专业本科生教学中进行使用的统计分析软件。

一、R语言的特点及应用现状

R语言早期由新西兰奥克兰大学的Ross Ihaka和Robert Gentleman开发,现在则由“R开发核心团队”负责开发。R语言免费的软件,可从R网站(http://)及其分布于世界各地的镜像网站上自由下载,具有丰富的统计函数及强大的画图功能,而且用户还可以通过安装新的套件(Packages)进一步增强其功能。R语言的代码是公开的,用户既可以查看函数的源代码学习统计编程,也可以通过修改源代码实现新的功能。鉴于其强大的统计计算与图形展示功能,且完全免费和源代码开放的特点,其近年来发展迅速。目前,国外众多大学统计相关课程及笔者较为了解的动物科学专业相关课程都将R作为教学工具软件。然而,目前国内高校统计相关课程教学中统计软件的使用虽种类繁多,有SPSS,SAS,Matlab,Minitab,Stata,Origin,MS xcel等,据笔者了解将R软件运用于大学统计教学的案例还非常少。因此,如何将R软件应用于大学生物统计学教学还需更多的研究和探讨。

二、R语言的基本功能

R语言在统计描述、统计作图、统计分布及统计检验等方面丰富的函数为生物统计教学提供了便利的资源。这些函数可分类总结如下:

统计描述:常用的统计描述函数有算术平均数mean,标准差sd,方差var,极差range,中位数median,和sum,最大值max,最小值min。同时,还可以用summary对不同类型数据进行简单统计描述,用table对多变量分类数据进行统计,用frequency对频数资料进行整理。统计作图:简单统计作图函数包括柱状图barplot、饼图pie、直方图hist、茎叶图stem、箱线图boxplot、散点图plot等图示方法;除此之外,还可以使用lattice程序包制作更为复杂的多变量、多数据集的组合图形,及3D图形。统计分布:在统计教学中统计分布是重要的一部分函数,R中常用的统计分布有正态分布normal,二项式分布binom,卡方分布chisq,指数分布exp,F分布f,泊松分布pois,t分布t,及均匀分布unif。将这些统计分布名称前面分别加上字母d、q和p即可获得这些统计分布的分布密度density,分位数quantile,概率函数probability。如dnorm(),即为正态分布密度函数。统计检验:R中常见的统计检验函数有t检验t.test,方差分析aov,卡方检验chisq.test,及相关检验cor.test。需要注意的是,在调用相关函数时,需提供正确的数据变量及参数选项。

三、生物统计教学实例分析

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1合理使用教材,优化教学内容

 

教材是体现教学内容和教学要求的知识载体,使教学的基本工具,不仅是学生在校获取知识的重要来源,也是教师进行教学的依据,贯穿整个教学过程,是提高教学质量的重要保证[6]。近几年来,随着教学改革的不断深化,各种各样的生物统计教材不断出现,每一本教材都有其自身的特点,又均有不同程度的不足之处,尤其在内容的编排上,笔者认为目前尚无符合数学逻辑的较为完美的教材,这也许与生物统计学这门课自身的特点有关。作为一名生物统计教师,要想取得良好的教学效果,就必须博览群书,归纳、整理和总结各家所长,深切领会生物统计教学内容,透彻把握内容间的内在逻辑联系,遵循数学逻辑编排各章节教学内容,

 

使学生听起来顺理成章,便于系统理解和掌握。例如:

 

大部分生物统计教材都是将正态分布、标准正态分布、、分布和二项分布等编排在同一章,而不同性质资料的显著性检验所依赖的理论分布不同,计量资料的显著性检验的理论依据是正态分布、标准正态分布、t分布和样本平均数的分布,其统计量的计算公式来源于正态分布和统计量的分布;计数资料的两属性率的显著性检验的理论依据是二项分布,其统计量的计算公式来源于二项分布的原理。所以,为了便于学生系统理解和掌握,应该将计量资料的显著性检验的理论分布和检验方法编排在一起讲授,而将计数资料的显著性检验的理论分布和检验方法编排在一起讲授。

 

2改革教学方法,运用多元化的教学形式

 

生物统计学的理论性相对较强,内容相对枯燥和抽象,单一的教学形式容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳。做为一名教师必须认真撰写教案或讲稿,认真备课,根据教材各章节的具体情况,选择多种适当的教学方式和方法贯穿于教学过程中,力求做到教学内容与方法的优化组合。例如:两样本所在总体均数差异的统计比较,试验设计方法不同,显著性检验所用的统计量的计算方法也不同,这时可采用比较法将成组设计与成对设计两种设计资料的统计比较方法对比起来讲解,从而有助于学生加深记忆,避免混淆;有时可采用演绎法,例如讲到算术平均数时,先下定义:一个资料中各观测值的总和除以观测值的个数所得的商就是算术平均数。再加以解释,最后再举例说明;有时可采用归纳法,例如在讲样本平均数分布的基本性质时,如果应用数学知识进行证明推导,一方面需要相当好的数学基础,另一方面又很抽象,不便于理解。为此,可模拟一个简单的抽样试验,根据试验结果归纳得出样本平均数分布的基本性质;有时可采用讲授与练习相结合的方法,例如,在讲授试验资料的整理、假设检验、方差分析、回归分析等内容时,在讲清解题思路和分析步骤的基础上,借助计算机Excel表统计分析工具和SPSS、DPS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果,并安排适当的时间让学生动手练习。

 

另外,笔者授课时还注重系统讲授与启发式、讨论式及课堂提问等教学方法相结合,避免满堂灌”。经常在讲课过程中提出问题,启发、引导学生思考,适当‘设疑”,活跃课堂气氛,吸引同学们的注意力,在每次课结束前,有意识地留出一定的时间,让学生提问,以了解学生对所讲授的知识的掌握程度,发现问题,通过答疑及时得到解决,进一步加深学生对所讲授内容的理解记忆,增强学习生物统计的兴趣。

 

在教学的组织上,讲宄教学策略,提高教学艺术,创设良好的教学情境,培养学生判断、思维、推测、论证等多项技能,促进其逻辑思维能力的发展。课堂讲授是生物统计教学过程的主要形式,授课时应注意概念准确,条理清楚,逻辑性强,全面把握课程的深广度,突出教学内容的重点,难点;语言生动、精练,深入浅出;板书简洁、清晰;重视讲课效果的信息反馈,根据反馈信息适当调整讲课进度与讲授方式,修改完善授课内容,力求使教与学两方面协调一致,以提高教学效果。

 

3明确教师职责,既教书又育人,实现教学相长

 

作为一名教师,应明确自己的职责,爱岗敬业,积极承担教学任务,以对国家、对学生高度负责的精神对待自己的教学工作。努力学习、刻苦钻研业务,不断提高学术水平。认真学习和研宄教育科学,不断改进教学方法,努力提高教学水平和教学效果。

 

作为一名大学教师应注重自身道德品质修养,始终坚持身正为师,德高为范的宗旨,树立高尚的职业道德,为人正直、诚实,治学严谨,以自己的言行规范同学们的思想意识,端正学习态度,帮助学生树立正确的世界观和人生观,真正做到既教书又育人。教师的言传身教对学生素质的培养起着潜移默化的作用,在生物统计学的教学中,要注意用教师的言行感召学生,影响他们正确做人,寓德育于智育之中。例如,通过介绍本门课程的发展史以及在生产和科研中的地位和作用,激发学生主动学习的热情,启迪学生树立发奋学习、将来为祖国建设献身的决心;通过介绍前人发现问题、解决问题的思路和方法,对学生进行辩证唯物主义教育,培养学生的逻辑思维能力和创新精神;通过指导学生自学,培养学生分析归纳、综合表达的能力;通过课堂讲授,在教学语言、教学方法、版书设计等方面,给学生起示范作用,培养学生的从师素质;通过认真批改学生作业和耐心答疑,培养学生严谨求实的科学态度。

 

由于生物统计学具有数学逻辑性,前后章节联系较密切,通常是上次课讲原理,下一次课接着讲应用,如果原理没有掌握好,具体应用时就会一塌糊涂;另外,生物统计课程内容的编排一般是:先讲基础理论、基础知识(包括一些常用的统计量,如均方、标准差、标准误等)或常用的实验术语和统计术语,后面直接利用这些基础理论、基础知识,或在讲课过程中直接使用统计术语或实验术语,如果这些基础知识没有理解或掌握,听课时就会反应迟钝,影响听课效果,久而久之,就会感到越听越糊涂,越学越不明白,结果可想而知。因此必须严格要求学生按时上课,不准随意旷课、迟到、早退,同时,上课要认真听讲,积极思考,顺着教师讲课的思路,认真详细地做好笔记,便于今后复习和巩固所学内容。

 

另外,为帮助学生巩固和消化所学知识,可要求学生积极主动与教师联系沟通,教师也要注重师生间的交流与互动。只有通过及时沟通,学生才可以及时解决学习中遇到的难题,向教师反馈教学中存在的不足和改进建议,同时教师也可以在交流中清楚了解学生的知识背景、理解能力及学习中普遍存在的问题,从而可以因地制宜、因材施教的调整教学计划和内容安排,并针对学生提出的问题及时优化课堂教学环节,促进教学相长和师生的共同进步与发展。在教学过程中笔者主要采用课间交流、作业批改、手机短消息、无记名随堂问卷调查等形式,保持教学互动和师生间必要的交流;通过E-mail等网络交流工具实现师生间在情感、知识等方面的良好沟通与紧密联系,以便及时发现问题,了解教学情况,有针对性地改进教学效果。

 

4充分利用现代化教学设施、手段,培养学生的创新意识

 

随着多媒体技术的发展和多媒体设备的普及,多媒体计算机辅助教学(MCAI)作为现代教育技术的一种重要手段,目前在国内外被广泛地应用于教学实践中。多媒体课件因其容量大、展示灵活,而且集图像、音频和视频于一体,为教学创造了广阔的空间[7]。多媒体计算机辅助教学和传统的教学手段相比,可以不受时间、空间、微观、宏观的限制,通过生动形象的教学内容,帮助学生进行对比、综合和归纳,培养学生的理解能力和创新能力,提高学生的分析问题和解决问题的能力,在学生的综合能力培养方面,可以实现传统教学方式不可比拟的效果。生物统计学概念多,公式多,统计计算过程繁琐乏味。如果在课堂上采用板书的形式进行演算,既浪费课堂教学时间,又容易出错。多媒体课件具有图文并茂的特点,可以进行人机交流,在生物统计教学过程中恰当地使用多媒体计算机辅助教学具有以下优点。

 

第一,使用多媒体教学能够传授给学生一种应用高科技、紧跟时代步伐的观念,开阔了学生的视野,拓宽了学生的知识面,并能在一定程度上促进学生在计算机等相关课程的学习。

 

第二,多媒体计算机辅助教学能以文字、图形或动画方式直观地展示生物统计学的教学内容,可以通过不同的背景图案、字体颜色、线条、图形、声音、动画等变化多端的形式,来吸引和刺激学生集中注意力,活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣,加深学生的理解和记忆。

 

第三,多媒体计算机辅助教学授课的信息量大,而且可以根据需要,及时衔接到相关的统计网站或网页,灵活地向学生传递相关的教学信息。在教学过程中,可以有意识地关注并介绍一些主要的统计学网站和论坛给学生,借助网络达到沟通和共同提高的目的。

 

第四,多媒体计算机辅助教学可以以计算机为媒介,通过‘网络课堂”模块,为学生提供自我学习空间,实现师生间的‘交互”。在网络课堂”模块,按照教师授课的逻辑过程及教学方法,将授课内容进行模拟,并以Flash动画的形式再现,学生可以随时浏览、学习,从而为学生营造了良好的自我学习空间,调动了学习的主动性;当学生在学习的过程中遇到问题时,可在‘网上讨论”界面,通过局域网与教师或学生进行讨论,实现师生之间的直接交流与互动。

 

第五,多媒体教学使生物统计学教学智能化,实现教学内容与实际应用的有机结合。生物统计学教学的目的并不在于让学生掌握一些知识点,而在于树立统计观念,培养学生新的统计学推理思维能力,学会从不确定性和概率的角度去思考问题,深刻理解统计学基本原理,懂得如何运用统计学原理处理科学研宄中的信息,并能够应用统计分析软件正确地处理分析试验数据。传统的生物统计学教学是以教师为中心,教师以黑板、粉笔和教案进行教学,学生被动地做笔记、复习、考试,这种教学模式不利于学生熟练掌握这门课程。应用多媒体计算机辅助教学,教师在授课过程中可以根据需要直接利用Excel、SPSS、DPS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果,从而实现教学内容与生物统计软件应用的有机结合,开阔了学生的视野,激发了学生们的学习兴趣。

 

5积极开设实验课,做到理论与实践相结合