生物信息專業(yè)《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的教學(xué)方法改革與探索

張明明+張瑞杰+姜永帥+呂洪超+尚振偉

摘要：對以往的教學(xué)方法進行改革和探索，提出了板書與多媒體教學(xué)有效結(jié)合，理論與實際相結(jié)合，引入了案例討論式教學(xué)法，開展與專業(yè)相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，同時提升教師自身的知識底蘊和人格魅力，以飽滿的熱情投入到工作當(dāng)中。大大提高了教學(xué)效率，得到了很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：生物信息；概率論；數(shù)理統(tǒng)計；教學(xué)方法；討論式教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是一門交叉科學(xué)，它包含了生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，它綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)的各種工具，來闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。它隨1990年人類基因組計劃（HGP）的實施和信息技術(shù)的發(fā)展而誕生，現(xiàn)已迅速發(fā)展成為當(dāng)今生命科學(xué)最具吸引力和重大的前沿領(lǐng)域，為生物學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等專業(yè)的高素質(zhì)人才提供了更廣闊的發(fā)展天地。

概率論與數(shù)理統(tǒng)計不僅是生物信息專業(yè)的基礎(chǔ)課程，同時也是很多理工院校的基礎(chǔ)課程。它研究隨機現(xiàn)象及其統(tǒng)計規(guī)律性的一門數(shù)學(xué)學(xué)科，其理論方法獨特、抽象，既有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，又與眾多學(xué)科有著密切的聯(lián)系[1]。它并不是由理論到理論簡單推衍，而是從實踐中獲得，扎根于實際問題當(dāng)中，因此有很強的生命力。隨著社會的飛速發(fā)展，新的科技產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)已進入了信息化的時代。為了更好的理解客觀物質(zhì)世界，人們必須學(xué)會處理好各種信息，尤其是對數(shù)字信息收集、整理和分析，這就離不開概率論與數(shù)理統(tǒng)計，概率論與數(shù)理統(tǒng)計越來越備受關(guān)注，在現(xiàn)實應(yīng)用中越來越廣泛，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生物、工程技術(shù)、經(jīng)濟管理、金融、國防、環(huán)境等領(lǐng)域[2]。隨著科學(xué)技術(shù)和知識更新速度的不斷加快，傳統(tǒng)的教學(xué)思路必須進行改革，以適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要。

概率論與數(shù)理統(tǒng)計的傳統(tǒng)教學(xué)，大部分時間都在講解概率論方面的基礎(chǔ)知識，再加之學(xué)時有限，統(tǒng)計方法知識所用時間甚少，這樣導(dǎo)致概率論與數(shù)理統(tǒng)計變成了枯燥的理論課，并沒有體現(xiàn)出它應(yīng)有的實際應(yīng)用價值，這不符合國家對創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求。作為高校教師，必須上好概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課，要提高概率論與數(shù)理統(tǒng)計的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維，增強學(xué)生應(yīng)用理論解決實際問題的能力。教學(xué)中我們要注重以下環(huán)節(jié)。

1 合理分配概率論內(nèi)容和數(shù)理統(tǒng)計內(nèi)容的學(xué)時

根據(jù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方案，合理分配概率論學(xué)時和數(shù)理統(tǒng)計學(xué)時，制定行之有效的教學(xué)大綱和教學(xué)日歷。目前教學(xué)的重心偏向于概率論，涉及到的數(shù)理統(tǒng)計學(xué)時較少。這顯然不符合高校培養(yǎng)高層次人次的要求。將概率論內(nèi)容直觀的、通俗易懂的語言講授給學(xué)生，把概率論作為數(shù)理統(tǒng)計的基礎(chǔ)知識去講授。在講解數(shù)理統(tǒng)計知識的時候，不但要介紹其原理和思想方法，還要介紹數(shù)理統(tǒng)計的各種軟件的功能及應(yīng)用[3]。同時安排學(xué)生上機實驗，提高學(xué)生解決實際問題的能力。

2 提高教師自身的人格魅力，增強教師自身的知識底蘊

作為教師，我們首先得熱愛這個工作，保持十足的熱情去工作。讓學(xué)生感覺每天都是樂觀的，生活都是美好的。我永記我國大教育家陶行知先生說過的：“你若把你的生命放在學(xué)生的生命里，把你和你學(xué)生的生命放在大眾的生命里，這才算是盡了教師的天職”。教師的道德是教師的領(lǐng)魂，師愛是教師的靈魂，愛學(xué)生則是師愛的最好體現(xiàn)。教師和學(xué)生是平等的，只不過是暫時的教與學(xué)之間的關(guān)系，把學(xué)生看成自己的孩子一樣去關(guān)愛，多傳遞學(xué)生正能量，為他們樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，不愧“人類靈魂工程師”的贊譽。

人們常說要給學(xué)生一碗水，教師必須得有一桶水。所以要想教好概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課，必須對所有的概率論與數(shù)理統(tǒng)計方面的書籍內(nèi)容以及課后習(xí)題的解答都熟知。同時還要熟練掌握各種統(tǒng)計軟件的安裝及其使用，尤其是各種統(tǒng)計軟件的實際應(yīng)用范圍。

3 板書與多媒體相結(jié)合，提高教學(xué)效率

教學(xué)中不能一味的寫板書，也不能一味的應(yīng)用多媒體，多媒體不要放的太快，要看學(xué)生的理解程度，要采用板書與多媒體教學(xué)有機結(jié)合。概念方面的知識、例題、動畫等用多媒體演示即可，以節(jié)約時間，加大課堂教學(xué)的信息量，開拓學(xué)生的視野。通過計算機動畫模擬、圖形顯示、數(shù)值計算等，使抽象的內(nèi)容更加直觀、形象、生動，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，提高教學(xué)效率。

4引入案例討論式教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力

案例討論式教學(xué)法是教師根據(jù)教學(xué)目的，在課堂這一特定的教學(xué)環(huán)境中，教師提供真實的案例，將學(xué)生分成4至6人一組，讓學(xué)生融入案例的場景，并在教師指導(dǎo)下，各組圍繞這個案例主動學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，通過師生之間、生生之間相互交流，共同探討、展示結(jié)果。他強調(diào)以學(xué)生為主體，為培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力為目的。

案例是實現(xiàn)案例教學(xué)的載體，是為完成一個教學(xué)目的而設(shè)置的。所以案例的選取尤為重要，必須考慮本課程的特點和學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，難易適中，體現(xiàn)出概率論和數(shù)理統(tǒng)計的知識點[4]。通過案例的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進一步理解概率論和數(shù)理統(tǒng)計的內(nèi)容，掌握各種檢驗法及其在實際中的應(yīng)用。通過討論式方式解決問題可以增強學(xué)生的團隊意識和責(zé)任意識。案例討論式教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力。

5 結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)計劃進行教學(xué)，真正做到學(xué)以致用

每個專業(yè)的最終目標(biāo)都是為本專業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的人才，生物信息專業(yè)也是本著這個原則。概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課程也應(yīng)該在教學(xué)中體現(xiàn)出這一點，因此這要求教師在教學(xué)中將理論內(nèi)容與專業(yè)相結(jié)合，讓學(xué)生明確課程的學(xué)習(xí)目的和意義。

總之，生物信息專業(yè)的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課除了教師具有豐富的知識和人格魅力，采用合適的教學(xué)方法和手段外，教師也應(yīng)該具有較強的專業(yè)科研背景，將學(xué)生深入淺出的代入概率論與數(shù)理統(tǒng)計的學(xué)習(xí)中，并在教學(xué)中不斷進行專業(yè)內(nèi)容滲透，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

參考文獻

[1] 肖 鵬，杜燕飛.概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)改革的幾點思考[J]. 數(shù)學(xué)教學(xué)研究，2009，28（1）：60-61

[2] 張迪，秦麗娟，牛雪娜，趙有益.概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)方法的探索[J]. 甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，27（1）：85-86

[3] 崔永偉，杜聰慧.概率論與數(shù)理統(tǒng)計思想的應(yīng)用[J].河南機電高等專科學(xué)校學(xué)報，2004，12（2）：61-62

[4]符曉明，魏傳安.概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)案例的選取與設(shè)計初探[J].時代教育，2014（1）：51-52