高校生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)改革與探索

戚文華，蔣雪梅

（重慶三峽學(xué)院 a.生命科學(xué)與工程學(xué)院；b.化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶 404100）

【教改創(chuàng)新】

高校生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)改革與探索

戚文華，蔣雪梅

（重慶三峽學(xué)院 a.生命科學(xué)與工程學(xué)院；b.化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶 404100）

生物統(tǒng)計學(xué)是科學(xué)研究和實踐應(yīng)用的重要工具，具有較強(qiáng)的理論性和實踐性。為提高生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)效果，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)節(jié)、實踐教學(xué)以及考核方式等方面進(jìn)行了《生物統(tǒng)計學(xué)》課程教學(xué)改革探索與實踐，取得了良好效果。

生物統(tǒng)計學(xué)；教學(xué)改革；探索；實踐

生物統(tǒng)計學(xué)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法應(yīng)用于生命科學(xué)研究中資料的搜集、整理和分析的科學(xué)，它涉及生物科學(xué)試驗的設(shè)計，試驗方案的實施，數(shù)據(jù)的收集、整理和統(tǒng)計分析，是科技工作者從事科學(xué)研究的工具和手段[1]。生物統(tǒng)計學(xué)是現(xiàn)代生物科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐不可缺少的工具[2]，在農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、遺傳學(xué)、病理學(xué)、藥劑學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)等領(lǐng)域采用統(tǒng)計學(xué)的方法來認(rèn)識、推斷和解釋生物科學(xué)的各種現(xiàn)象越來越廣泛。目前，生物統(tǒng)計學(xué)已成為高等院校生物學(xué)及相關(guān)專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課。通過生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)和實踐，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)的方法分析和解決問題的能力，而且可以提高學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生探索問題的能力，激發(fā)學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神。

一、明確教學(xué)目標(biāo)，改革教學(xué)內(nèi)容

本校生物統(tǒng)計學(xué)課程現(xiàn)使用的教材是由李春喜等主編，由科學(xué)出版社出版發(fā)行的《生物統(tǒng)計學(xué)》教材（2009年8月第四版），生物科學(xué)、生物技術(shù)、食品工程、園藝等本科專業(yè)都開設(shè)了這門課程，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到難學(xué)。由于《生物統(tǒng)計學(xué)》僅有32學(xué)時，根據(jù)各章節(jié)的難易程度和實用性，適當(dāng)刪減部分內(nèi)容，合理編排教學(xué)內(nèi)容。在確定本課程的教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，根據(jù)本科生的培養(yǎng)層次和課時要求，在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行優(yōu)化組合，抓住核心，注重實用性；在教學(xué)目標(biāo)上，要求學(xué)生通過理論教學(xué)、實踐教學(xué)、課后學(xué)習(xí)等環(huán)節(jié)，熟練掌握數(shù)理統(tǒng)計原理、試驗設(shè)計（包括正交設(shè)計、回歸設(shè)計、隨機(jī)區(qū)組設(shè)計、裂區(qū)設(shè)計、拉丁方設(shè)計）以及統(tǒng)計分析方法（包括u檢驗、x2檢驗、F檢驗、方差分析、回歸分析、相關(guān)分析等）等內(nèi)容，達(dá)到能獨立設(shè)計試驗以及對試驗資料進(jìn)行統(tǒng)計分析和處理；在課程定位上，生物統(tǒng)計學(xué)應(yīng)是一門基礎(chǔ)理論課和實踐技能課。因此，在教學(xué)過程中，概率與概率分布重點講述統(tǒng)計數(shù)分布的特點、二項分布、正態(tài)分布的特點及其概率的計算；統(tǒng)計推斷需要重點強(qiáng)調(diào)假設(shè)檢驗的意義、基本原理和步驟，以及u檢驗、t檢驗、總體參數(shù)的區(qū)間估計方法；在試驗設(shè)計及其統(tǒng)計分析教學(xué)中，通過實際案例重點講述試驗設(shè)計的基本原則、基本方法、常用物試驗設(shè)計方法及使用條件，并要求學(xué)生掌握不同設(shè)計試驗資料的統(tǒng)計分析方法?！渡锝y(tǒng)計學(xué)》課程教學(xué)中應(yīng)重點難點突出，一般知識熟知，注重應(yīng)用性和實踐性，以素質(zhì)教育為最終目的，以培養(yǎng)學(xué)生能力為本位，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際的教學(xué)理念。例如講述概率分布、統(tǒng)計推斷、方差分析、回歸分析、試驗設(shè)計及其統(tǒng)計分析等，其中基本方法和步驟相似的減少原理論證，采用類比教學(xué)法和引導(dǎo)探討法，可以詳細(xì)講述其中一些分析方法，其他分析方法可以采用啟迪和推導(dǎo)方式讓學(xué)生輕松學(xué)習(xí)，盡可能多地結(jié)合實際生產(chǎn)和科學(xué)研究中的統(tǒng)計學(xué)案例進(jìn)行教學(xué)，加強(qiáng)理論與實踐的聯(lián)系。

二、改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo)，完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中運(yùn)用的方式與手段的總稱。教學(xué)方法形式多樣、特點和功能各不相同，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)和特點，選擇合理的教學(xué)方法，并對各種教學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)組合和優(yōu)化，以便取得良好的教學(xué)效果?！渡锝y(tǒng)計學(xué)》課程的理論性強(qiáng)，公式復(fù)雜、概念多、內(nèi)容抽象，采用傳統(tǒng)授課方式必然會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，難以取得良好的教學(xué)效果，不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。因此，關(guān)于不同的內(nèi)容應(yīng)選擇合適的教學(xué)方法，采用先簡化、再演繹、最后歸納的方法[3]。實踐證明，利用網(wǎng)絡(luò)資源、多媒體技術(shù)和信息技術(shù)實施課程教學(xué)活動可以取得良好的教學(xué)效果。在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中我們采用多媒體技術(shù)和板書設(shè)計有機(jī)結(jié)合進(jìn)行授課，多媒體授課內(nèi)容豐富，信息量大、圖文并茂、形象直觀，能夠充分調(diào)動學(xué)生的求知欲和積極性。但是，公式演繹和推導(dǎo)，若采用多媒體教學(xué)，會使學(xué)生錯失一些重要步驟，因此，我們采用板書方式直觀推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式。關(guān)于實際應(yīng)用性很強(qiáng)的知識進(jìn)行教學(xué)時，例如假設(shè)檢驗、統(tǒng)計推斷和方差分析等，可采取貼近實際生活的案例引導(dǎo)教學(xué)，并結(jié)合圖表，力求把基礎(chǔ)理論原理用淺顯的語言表達(dá)出來，改抽象教學(xué)為直觀教學(xué)，深入淺出。另外，《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)過程中結(jié)合實際生活，運(yùn)用創(chuàng)設(shè)情境法、提問設(shè)疑法等，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的習(xí)慣，遵循從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的認(rèn)知規(guī)律，并運(yùn)用視頻和動畫，讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作探究、分析總結(jié)等一系列思維活動，逐漸掌握生物統(tǒng)計學(xué)的基本原理及常用統(tǒng)計方法。同時根據(jù)教學(xué)進(jìn)度適當(dāng)安排一些輔導(dǎo)答疑課，讓教師解答學(xué)生的疑難問題，并且讓學(xué)生互相探討疑難問題，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

三、優(yōu)化理論教學(xué)，重視能力培養(yǎng)

生物統(tǒng)計學(xué)具有較強(qiáng)的應(yīng)用性、實踐性和可操作性，基本理論知識與統(tǒng)計方法的應(yīng)用是相輔相成，密切聯(lián)系的。生物統(tǒng)計學(xué)理論知識抽象，僅采用傳統(tǒng)的講授模式對學(xué)生傳授其空洞的理論，學(xué)習(xí)起來枯燥乏味，會降低學(xué)習(xí)的積極性，難以實現(xiàn)教學(xué)目的，更不能取得良好的教學(xué)效果。隨著生物統(tǒng)計學(xué)軟件的普及，我們在教學(xué)過程中，利用統(tǒng)計學(xué)軟件把基本原理與統(tǒng)計方法實際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決問題的能力，也巧妙地把理論知識和實際應(yīng)用接軌。在教學(xué)過程中，每講授一種統(tǒng)計方法后，給出相應(yīng)的具體數(shù)據(jù)，安排學(xué)生應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理、輸入、核對、計算和統(tǒng)計推斷，最后得出科學(xué)合理的結(jié)論。Excel軟件提供了數(shù)據(jù)分析、圖表繪制和輸出管理等功能，易學(xué)易用，我們在教學(xué)過程中直接通過Excel軟件處理系統(tǒng)進(jìn)行案例演示教學(xué)，實現(xiàn)學(xué)以致用的目的。Excel也提供了具體的數(shù)學(xué)函數(shù)，包括x2分布、F分布、二項分布和正態(tài)分布等重要的概率密度函數(shù)，可將教材中相關(guān)函數(shù)的實例結(jié)合Excel的統(tǒng)計分析功能進(jìn)行直觀演示教學(xué)，使學(xué)生很容易理解和掌握。

四、加強(qiáng)實踐教學(xué)，培養(yǎng)科研素質(zhì)

計算機(jī)的普及為生物統(tǒng)計學(xué)實踐教學(xué)提供了基礎(chǔ)，為大量試驗資料的收集、保存、整理和分析提供了有利的條件。我們在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，開設(shè)了生物統(tǒng)計學(xué)實驗課，采取理論教學(xué)與統(tǒng)計軟件實際操作同步進(jìn)行的方法。例如，講授完試驗資料的搜集和整理后，開設(shè)用Excel繪制常用統(tǒng)計圖的實驗課。方差分析和回歸分析講完后，緊接著安排1至2節(jié)實際操作課，讓學(xué)生通過統(tǒng)計軟件動手操作方差分析和回歸分析，有利于理論知識學(xué)習(xí)的理解和應(yīng)用，這些嘗試與改革受到學(xué)生的歡迎。實踐教學(xué)證明，利用計算機(jī)、多媒體和統(tǒng)計學(xué)軟件等先進(jìn)教學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合進(jìn)行實踐教學(xué)，合理安排學(xué)生操作時間，有利于學(xué)生把理論知識應(yīng)用到實踐操作中，訓(xùn)練學(xué)生親自進(jìn)行實際問題的分析和探討，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，并且理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)有效取代枯燥無味的純理論課教學(xué)。在實踐教學(xué)中，我們引導(dǎo)學(xué)生合理科學(xué)地整理試驗資料和編輯數(shù)據(jù)，選擇統(tǒng)計方法，正確理解統(tǒng)計結(jié)果的科學(xué)意義，掌握評價和分析數(shù)據(jù)的方法，并將獲得的統(tǒng)計結(jié)論結(jié)合生物科學(xué)、生物技術(shù)、食品工程等專業(yè)，去發(fā)展并闡述其內(nèi)在規(guī)律，為社會生產(chǎn)實踐和科研服務(wù)。另外，利用多種統(tǒng)計學(xué)軟件開展實踐教學(xué)，讓學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和統(tǒng)計學(xué)方法獨立完成試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，開拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，提高學(xué)生的科研素質(zhì)。

眾所周知，國內(nèi)外學(xué)術(shù)造假現(xiàn)象日益嚴(yán)重。在《生物統(tǒng)計學(xué)》整個教學(xué)過程中，可以采用實際案例正確引導(dǎo)學(xué)生樹立誠實、誠信的學(xué)術(shù)道德觀念，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。例如在講授試驗設(shè)計時，要著重強(qiáng)調(diào)設(shè)計試驗一定要遵循隨機(jī)性、重復(fù)性、可行性和可控性等基本原則，要設(shè)有試驗組和對照組，保證有足夠的樣本量。講授試驗數(shù)據(jù)整理及其統(tǒng)計分析時，要求學(xué)生一定要對原始試驗數(shù)據(jù)資料進(jìn)行檢查與核對，對試驗數(shù)據(jù)中的重復(fù)值、異常值、誤差值進(jìn)行刪除或訂正，反復(fù)告誡學(xué)生在今后的科研中不能隨意改動數(shù)據(jù)，獲得的結(jié)論一定要經(jīng)得復(fù)查或重新試驗的驗證，并舉例學(xué)術(shù)造假的案例告示學(xué)生，這有利學(xué)生在將來從事科學(xué)研究時保持良好的科學(xué)素養(yǎng)。

五、改革考核方式，注重統(tǒng)計方法的運(yùn)用

考核是課程教學(xué)的重要組成部分，科學(xué)合理的考核方式對學(xué)生理論學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)具有引導(dǎo)、激勵和促進(jìn)作用。傳統(tǒng)生物統(tǒng)計學(xué)考核方式常以閉卷筆試為主，這種考核方式無法全面考查學(xué)生對統(tǒng)計方法的掌握情況和應(yīng)用能力，也難以擺脫高分低能的現(xiàn)象[4]。為了科學(xué)合理地評價學(xué)生的成績和能力，由于生物統(tǒng)計學(xué)實用性強(qiáng)，我們實行考查學(xué)生掌握理論知識與實際操作技能相結(jié)合的綜合考核方式，采取閉卷考試和上機(jī)操作考試有機(jī)相結(jié)合的方式，將考核成績分為三部分：平時成績占20%，包括課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況；上機(jī)操作考試占30%，在計算機(jī)上進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)資料整理、輸入、分析和統(tǒng)計推斷等，考查學(xué)生利用統(tǒng)計學(xué)軟件對常用統(tǒng)計方法的運(yùn)用能力；閉卷筆試成績占50%，考試命題突出基礎(chǔ)性和實用性，多出應(yīng)用型計算題，同時考慮學(xué)生掌握基本知識的程度及靈活應(yīng)用知識和解決實際問題的能力。通過生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革，提高了教學(xué)效果，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，擺脫了單純的理論應(yīng)試教學(xué)模式，增強(qiáng)了學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，提高了學(xué)生科研素質(zhì)。但是，生物統(tǒng)計學(xué)概念多、公式復(fù)雜、基本原理抽象，教師要上好這門課程，仍需進(jìn)一步探索教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)過程，完善教學(xué)體系，全面提高教學(xué)質(zhì)量[5]。

[1]李春喜，邵云，姜麗娜.生物統(tǒng)計學(xué)（第四版）[M].北京：科學(xué)出版社，2008：1-3.

[2]王永立，喬琳，樊淑華.生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)改革探索與嘗試[J].周口師范學(xué)院學(xué)報，2011，28（5）：82-84.

[3]丁建華.《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)方法與技巧探討[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2011，17（19）：171-172.

[4]李六林.提高《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)效果的探討[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2009，8（1）：94-97.

[5]李玉閣.“生物統(tǒng)計學(xué)”課程教學(xué)初探 [J].生物學(xué)雜志，2006，23（5）：52-54.

基金項目：重慶三峽學(xué)院人才引進(jìn)項目（12RC03）；重慶三峽學(xué)院科研創(chuàng)新團(tuán)隊（201302）；重慶三峽學(xué)院青年項目（13QN12）。

G642.0

A

1674-9324（2014）42-0109-03

戚文華（1982–），男，副教授，博士，主要從事分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的教學(xué)和科研工作。