生物醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)培養(yǎng)策略

曹洪玉 唐乾 鄭學(xué)仿

摘 要：統(tǒng)計(jì)學(xué)思維與方法已滲透到生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)及臨床實(shí)驗(yàn)等，但許多生物醫(yī)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)重視不足，影響了學(xué)生在科研工作中應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。文章根據(jù)生物醫(yī)藥學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，重新定位統(tǒng)計(jì)學(xué)課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶?shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并提出生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)的培養(yǎng)路徑。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)；生物醫(yī)藥；路徑

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2015）06-0088-02

統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，被譽(yù)為“科技工作者從事科學(xué)研究的工具和手段”[1]，現(xiàn)在，統(tǒng)計(jì)學(xué)思維和方法學(xué)已經(jīng)滲透到理工農(nóng)醫(yī)及社會(huì)科學(xué)等各學(xué)科的研究和決策之中。生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、生物產(chǎn)品工程工藝條件、藥物生物活性實(shí)驗(yàn)及臨床實(shí)驗(yàn)等都尋求統(tǒng)計(jì)學(xué)家的合作，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health，NIH）的基金申請(qǐng)明確要求生物醫(yī)學(xué)科研項(xiàng)目要有統(tǒng)計(jì)人員參與，生物或藥物實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)品內(nèi)容都需詳盡的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)與分析。

實(shí)際工作中，很多生物學(xué)、醫(yī)學(xué)科研工作者對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的作用重視不足，突出表現(xiàn)在分析時(shí)盲目套用分析方法，對(duì)分析結(jié)果輕描淡寫(xiě)，把統(tǒng)計(jì)學(xué)當(dāng)作簡(jiǎn)單的修飾工具，甚至把整個(gè)統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程變成一個(gè)黑箱，那就有可能垃圾進(jìn)，垃圾出（garbage in，garbage out），嚴(yán)重影響了統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性[2]。為此各高校生物醫(yī)藥學(xué)相關(guān)專業(yè)均十分重視培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)，注重統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)方法、教學(xué)手段及考核方法等[3-5]，以期通過(guò)本課程教學(xué)，為學(xué)生以后從事相關(guān)領(lǐng)域的科研或工作打下良好基礎(chǔ)。

筆者所在學(xué)院的生物工程、生物技術(shù)和制藥工程三個(gè)本科專業(yè)都開(kāi)設(shè)了這門課程，今后這些學(xué)生將繼續(xù)從事本專業(yè)研究及生產(chǎn)實(shí)踐工作，生物或醫(yī)藥統(tǒng)計(jì)學(xué)課程將作為重要的工具課，對(duì)這些學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)及將來(lái)從事相關(guān)專業(yè)的工作十分重要，但這些專業(yè)的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，甚至有的學(xué)生談“數(shù)”色變，提高學(xué)生統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)也因此難度增加。筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐和調(diào)查問(wèn)卷相結(jié)合，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和課程特點(diǎn)，從主觀和客觀兩方面尋找存在的問(wèn)題，對(duì)如何提高生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)提出一些思考。

一、增加主動(dòng)性——樹(shù)立數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)，降低難度

課堂教學(xué)和調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果均顯示多數(shù)生物醫(yī)學(xué)類的學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)、概率論統(tǒng)計(jì)等相關(guān)課程興趣不濃，很多學(xué)生是因?yàn)閷W(xué)分或?qū)W院要求等才選修本課程。盡管大于70%學(xué)生認(rèn)為高等數(shù)學(xué)和概率統(tǒng)計(jì)學(xué)很重要，認(rèn)為統(tǒng)計(jì)學(xué)有用的學(xué)生占比例也很高，但問(wèn)及是否喜歡統(tǒng)計(jì)學(xué)課程時(shí)，則喜歡程度為“一般般”甚至“不喜歡”的比率達(dá)到58%，這種想學(xué)但不敢學(xué)矛盾的心理伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí)，數(shù)學(xué)相關(guān)課程似乎是陡峻的山，在學(xué)習(xí)過(guò)程中個(gè)別學(xué)生可能會(huì)對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的畏懼心理轉(zhuǎn)變?yōu)榈钟|心理，興趣幾乎變?yōu)榱恪?/p>

因此教師首先從心理上幫助學(xué)生克服畏難情緒，否則學(xué)生會(huì)停滯在山腳下。具體教學(xué)中講明統(tǒng)計(jì)學(xué)課程注重應(yīng)用且應(yīng)用面廣，可提高學(xué)生興趣；點(diǎn)明統(tǒng)計(jì)學(xué)公式及運(yùn)算簡(jiǎn)單，可消除學(xué)生的畏難情緒；介紹現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用情況，改善學(xué)生的情緒；增加互動(dòng)教學(xué)，讓學(xué)生多參與，讓學(xué)生體驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)并非是不可逾越的高山，進(jìn)一步提升學(xué)生興趣和降低學(xué)習(xí)難度，具體方法在以下各小節(jié)探討。

二、定位準(zhǔn)確——強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，降低難度

定位準(zhǔn)確可使學(xué)生學(xué)習(xí)具有目的性和積極性，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意識(shí)，降低統(tǒng)計(jì)學(xué)類課程教學(xué)難度，本課程是生物醫(yī)學(xué)類應(yīng)用工具課程，復(fù)雜的公式推導(dǎo)過(guò)程只會(huì)增加學(xué)習(xí)難度；實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)分析可避開(kāi)公式推導(dǎo)，直接根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的試驗(yàn)方案、條件及相應(yīng)的理論公式分析。基于以上思考，可將其定位為培養(yǎng)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)科研或生產(chǎn)實(shí)踐中的統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用能力，減少公式推導(dǎo)及公式死記硬背過(guò)程，提高學(xué)生的統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)。

課程定位后可根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷和教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行系統(tǒng)思考：教材、教學(xué)方法與手段、考核方式等都需要進(jìn)行調(diào)整。教師要廣泛閱讀各類教材從中優(yōu)選出適合學(xué)生專業(yè)的應(yīng)用型教材；教學(xué)過(guò)程可用多媒體展示案例，提出問(wèn)題[6]，板書(shū)主要公式，師生互動(dòng)分析案例的應(yīng)用條件，確定統(tǒng)計(jì)分析方法，并完成案例計(jì)算過(guò)程；學(xué)生也希望教師適當(dāng)留一些作業(yè)，考核方式采用適當(dāng)寬松的“一紙開(kāi)卷”方式進(jìn)行。系統(tǒng)改革思路確定后，學(xué)生壓力減輕，積極性極大提高，也期待著在學(xué)習(xí)過(guò)程中提高自己的統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)。

三、實(shí)踐出真知——實(shí)例互動(dòng)與軟件應(yīng)用整合

既然將本課程作為應(yīng)用課程對(duì)待，則加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必不可少，調(diào)查顯示學(xué)生非常關(guān)心案例教學(xué)和軟件使用教學(xué)，高達(dá)87%的學(xué)生認(rèn)為需要軟件教學(xué)，這也表明學(xué)生有對(duì)提高自己統(tǒng)計(jì)學(xué)素養(yǎng)及知識(shí)應(yīng)用的渴望；實(shí)踐證明這些教學(xué)環(huán)節(jié)既可提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，也顯著提高教學(xué)效果，往往理論教學(xué)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，而采用案例或者軟件使用教學(xué)，短時(shí)間學(xué)生即可領(lǐng)悟。

案例教學(xué)是根據(jù)學(xué)生的專業(yè)內(nèi)容提出案例，如生物學(xué)專業(yè)則主要以生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)分析為主，藥學(xué)專業(yè)則以藥物生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)或臨床應(yīng)用所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析為主，因兩學(xué)科交叉性強(qiáng)，許多教學(xué)案例可通用，因此也擴(kuò)展了學(xué)生視野。根據(jù)實(shí)例教學(xué)，學(xué)生會(huì)結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)課程，更易主動(dòng)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。軟件教學(xué)可讓學(xué)生拋開(kāi)簡(jiǎn)單但繁重的計(jì)算過(guò)程，如方差分析計(jì)算量很大，整個(gè)教學(xué)過(guò)程冗長(zhǎng)，可以通過(guò)向?qū)W生介紹統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用條件、計(jì)算過(guò)程，結(jié)合案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方差分析計(jì)算，并對(duì)進(jìn)行結(jié)果分析。

在實(shí)際教學(xué)中可采取案例導(dǎo)向教學(xué)：提出案例→案例解析→統(tǒng)計(jì)方法→上機(jī)實(shí)驗(yàn)→結(jié)果報(bào)告→課堂練習(xí)→互動(dòng)辨析常見(jiàn)疑問(wèn)→教師總結(jié)，通過(guò)典型案例分析和軟件應(yīng)用操作充分調(diào)動(dòng)同學(xué)們聽(tīng)課以及主動(dòng)參與的積極性，培養(yǎng)他們的科研中運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)思維的意識(shí)。

值得注意的是，如果只注重軟件實(shí)踐而忽視了原理理解與掌握，學(xué)生也難以形成統(tǒng)計(jì)學(xué)思維甚至濫用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，因此，軟件教學(xué)最好在理論學(xué)習(xí)結(jié)束后引入。軟件實(shí)踐教學(xué)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、過(guò)早都會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，學(xué)生會(huì)誤認(rèn)為軟件能夠解決一切，而忽視理論的學(xué)習(xí)，統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)的培養(yǎng)和正確的統(tǒng)計(jì)運(yùn)用也陷入空談。

四、適當(dāng)增加難度——實(shí)施“一紙開(kāi)卷”考核

考核不是目的，是手段，考核的實(shí)際目的是讓學(xué)生在備考過(guò)程中進(jìn)一步扎實(shí)地掌握知識(shí)。調(diào)查顯示相當(dāng)一部分學(xué)生也是喜歡“吃跳一下夠得著的桃子”，即贊成考試難度適當(dāng)高一些，包括“一紙開(kāi)卷”和閉卷考試。課程若采用閉卷考試，學(xué)生會(huì)死記硬背統(tǒng)計(jì)學(xué)公式，降低學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；目前統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件發(fā)展迅速，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中公式并不復(fù)雜，沒(méi)有必要讓學(xué)生完全記憶公式，閉卷考試偏難，對(duì)學(xué)生是一個(gè)負(fù)擔(dān)；但若采用開(kāi)卷考試，學(xué)生可能會(huì)不復(fù)習(xí)而直接上考場(chǎng)，稀里糊涂做題，學(xué)習(xí)效果較差。筆者根據(jù)本課程的多年教學(xué)實(shí)踐和調(diào)查回饋，建議選擇開(kāi)卷和閉卷考核之間的形式：“一紙開(kāi)卷”。

“一紙開(kāi)卷”方法是讓學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)把知識(shí)點(diǎn)總結(jié)到一張給定的紙張上，考試時(shí)，學(xué)生只能攜帶這一張紙參加考試。這一考試形式可以督促學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，又避免了死記硬背上考場(chǎng)的情況。學(xué)生在總結(jié)知識(shí)過(guò)程中，如果不認(rèn)真看書(shū)或筆記，不認(rèn)真將關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)記錄在紙上，若想在考場(chǎng)上能順利完成題目，也是有一定難度的。這一考核方法可以適度的“推一把”，讓學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)理論知識(shí)。

調(diào)查顯示學(xué)生通過(guò)以上學(xué)習(xí)過(guò)程只有15%學(xué)生感覺(jué)有較大壓力，大多數(shù)學(xué)生感覺(jué)有些壓力或壓力一般，且絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為本課程有益于自己的邏輯思維和統(tǒng)計(jì)學(xué)思維，表明上述教學(xué)過(guò)程基本實(shí)現(xiàn)減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力，提高統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)的目的。

五、更上一層樓——注重創(chuàng)新課題與畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用

統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)培養(yǎng)只限制于課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一定要讓學(xué)生在其他過(guò)程學(xué)習(xí)中應(yīng)用。學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中會(huì)得到許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但因是常規(guī)實(shí)驗(yàn)，分析方法固定，學(xué)生被動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，擴(kuò)展運(yùn)用機(jī)會(huì)極少。大學(xué)生創(chuàng)新課題和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)是培養(yǎng)統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)的最佳過(guò)程，在這兩個(gè)過(guò)程中，學(xué)生有大量的機(jī)會(huì)自主運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案、搜集數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，學(xué)生可在實(shí)踐過(guò)程中提高應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析數(shù)據(jù)的主動(dòng)性。

學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)不免有紙上談兵之嫌，而學(xué)生在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析數(shù)據(jù)的需求較多，此機(jī)會(huì)恰可以補(bǔ)充課堂教學(xué)之不足，也同時(shí)提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。教師在設(shè)計(jì)創(chuàng)新課題或畢業(yè)論文題目的時(shí)候可以考慮相關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法解決問(wèn)題，在具體過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)學(xué)目的就是科學(xué)地設(shè)計(jì)生物醫(yī)藥學(xué)試驗(yàn)并對(duì)所得數(shù)據(jù)分析，力求減少試驗(yàn)次數(shù)、節(jié)約試驗(yàn)成本、縮短試驗(yàn)周期、迅速找到優(yōu)化試驗(yàn)方案或數(shù)學(xué)模型[7]，學(xué)生在自行根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，理論指導(dǎo)實(shí)踐過(guò)程增加，學(xué)生的興趣得以提升，統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)也自然更易培養(yǎng)形成。

總之，統(tǒng)計(jì)學(xué)課程把數(shù)學(xué)語(yǔ)言引入生物醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的方法論學(xué)科，對(duì)生物醫(yī)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生在今后的科研和生產(chǎn)實(shí)踐有重要作用。結(jié)合課程特點(diǎn)和專業(yè)特點(diǎn)，系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用類統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)模式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中思考、在實(shí)踐中解決問(wèn)題，在實(shí)例互動(dòng)、討論式學(xué)習(xí)中培養(yǎng)思辨能力，培養(yǎng)理工專業(yè)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)有所得、學(xué)有所用。

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