課程小論文在生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用效果研究

孟東恒++馬紀(jì)++劉小寧++張愛蓮++丁軍濤

摘要：生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生命科學(xué)大類的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的數(shù)理性和抽象性，與其他專業(yè)課相比，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是比較難的課程之一。在教學(xué)過程中我們引入課程小論文的訓(xùn)練環(huán)節(jié)，通過學(xué)生在論文寫作前后對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、科研調(diào)查和科技論文寫作認(rèn)識的自評數(shù)據(jù)分析以及課程小論文的評閱結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)小論文的撰寫激發(fā)了學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了學(xué)生對科學(xué)研究的了解、增強(qiáng)了學(xué)生對科技論文寫作的信心。

關(guān)鍵詞：生物統(tǒng)計(jì)學(xué)；課程小論文；學(xué)習(xí)興趣；效果評價

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）02-0164-04

一、前言

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)在生物學(xué)研究中的應(yīng)用，是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法來分析和解釋生物界各種現(xiàn)象和試驗(yàn)調(diào)查資料的一門學(xué)科，屬于應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個分支。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生命科學(xué)大類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門重要的工具性課程，并且已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、分子生物學(xué)、流行病學(xué)、生物信息學(xué)等眾多生命科學(xué)分支領(lǐng)域。同時也是許多高等院校的農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)等專業(yè)的必修課程之一。但與其他課程相比，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)具有內(nèi)容多、公式多、概念多及教師難教、學(xué)生難懂、難記、難用的“三多”和“四難”的特點(diǎn)。因此，探索有特色的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)模式是一個非常重要且亟待解決的問題。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)教學(xué)一般采用課后布置作業(yè)來加強(qiáng)學(xué)生的理解，學(xué)生始終處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，往往在后期學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)無法選擇具體的統(tǒng)計(jì)分析方法的現(xiàn)象，甚至有些學(xué)生對某些方法的原理都不能正確理解。因此我們嘗試在教學(xué)中設(shè)置課程小論文的寫作，要求學(xué)生通過對周圍事物的觀察，發(fā)現(xiàn)問題，提出合理假設(shè)，查閱文獻(xiàn)，討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或調(diào)查方案，收集、處理和分析數(shù)據(jù)，并撰寫論文，宣講論文，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深理解課程的基本理論和基本方法，并掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法。本文對我們在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)過程中多年進(jìn)行的課程小論文寫作實(shí)踐與提高教學(xué)效果的情況進(jìn)行研究總結(jié)，為更好地培養(yǎng)具有科學(xué)研究能力和創(chuàng)新精神的合格學(xué)生提供參考和借鑒。

二、方法

1.課程小論文的布置。我校《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程教學(xué)安排在第三學(xué)年上學(xué)期，課時為54學(xué)時。在教學(xué)的第十周布置小論文的寫作，此時學(xué)生已初步了解了基礎(chǔ)理論和假設(shè)檢驗(yàn)的原理與方法的大致內(nèi)容，并掌握了本課程的部分知識，具備了一定的基礎(chǔ)。因此要求每位同學(xué)到學(xué)期結(jié)束時，完成一篇調(diào)查或研究性科技小論文。并明確要求嚴(yán)格按照科技論文的格式進(jìn)行寫作。

小論文題目根據(jù)個人的興趣愛好選擇而定，教師在需要時給予指導(dǎo)。由于布置寫作任務(wù)時，教學(xué)授課進(jìn)程為統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)，因此我們強(qiáng)調(diào)“小”論文，即要求學(xué)生選題不能大而復(fù)雜，并且數(shù)據(jù)的收集簡單易行，我們建議為簡單的對照試驗(yàn)的t檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)、單因素方差分析和一元線性回歸等。

2.效果調(diào)查。通過新疆大學(xué)教育在線網(wǎng)站，對小論文實(shí)踐教學(xué)效果進(jìn)行問卷調(diào)查。設(shè)計(jì)如下問題（表1），在網(wǎng)上通過無記名問卷方式對學(xué)生在小論文寫作前后對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、科研調(diào)查的認(rèn)識、開展科研調(diào)查的認(rèn)識及其科技論文寫作等方面的認(rèn)知進(jìn)行自評。認(rèn)知等級分別是很低、較低、中等、較高和很高。調(diào)查時間分別是布置論文寫作時間和交論文時間。調(diào)查對象為2010級和2011級生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，共計(jì)5個班，收到回答的總?cè)藬?shù)為82人（總?cè)藬?shù)為143人，回答率57.3%）。

3.數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)小論文寫作前后各種調(diào)查項(xiàng)目認(rèn)知水平的問卷調(diào)查結(jié)果，進(jìn)行頻數(shù)資料的R×C列聯(lián)表獨(dú)立性χ2檢驗(yàn)。

4.課程小論文的評閱。對于每篇論文我們不僅逐篇批閱，并且都寫出了評語。從格式規(guī)范、語言表達(dá)、知識拓展、能力培養(yǎng)四個方面來做出評價，以50%計(jì)入平時成績。

三、調(diào)查結(jié)果與論文的成績評定

1.課程小論文寫作前后學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)知變化。我們將關(guān)于課程小論文寫作前后學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)知網(wǎng)上調(diào)查結(jié)果，如圖1所示，其中包括對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)識（圖1A）、對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的興趣（圖1B）和對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法應(yīng)用的認(rèn)識（圖1C）。在小論文寫作前，對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)知全部在中等以下，其中較低及較低以下占72%。通過小論文實(shí)踐，對課程的認(rèn)知都達(dá)到中等以上，其中認(rèn)知程度較高及較高以上占69.5%（圖1A）。在小論文寫作前，對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)有較高及其以上興趣的學(xué)生僅占11%，中等興趣的占40.2%，興趣較低及其以下的占36.6%。通過小論文實(shí)踐，對課程有較高及其以上興趣的占到了65.9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小論文寫作前（圖1B）。小論文寫作前，對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用的認(rèn)識較高和很高的僅占8.5%，小論文寫作后，有較高及其以上認(rèn)識的達(dá)到64.6%（圖1C）。在課程小論文寫作前后，學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)識、興趣和應(yīng)用的認(rèn)識都有了極顯著的提高。利用2×5列聯(lián)表獨(dú)立性χ2檢驗(yàn)，關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)的卡方值分別為116.08、57.91、85.58，P值均小于0.01，存在極顯著的關(guān)聯(lián)，即學(xué)生通過課程小論文的撰寫，顯著提高了對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)知、興趣和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用的認(rèn)識。

2.課程小論文寫作前后學(xué)生對科研調(diào)查的認(rèn)知變化。課程小論文寫作前后對學(xué)生在科研調(diào)查相關(guān)事項(xiàng)方面進(jìn)行調(diào)查問卷，結(jié)果見圖2，在小論文寫作前，對科研調(diào)查的認(rèn)識在較低及較低以下占67.1%。通過小論文寫作后，認(rèn)知程度較高及較高以上占到了52.4%（圖2A）。在小論文寫作前，對如何開展科研調(diào)查的認(rèn)識有較高及其以上的學(xué)生僅占6.1%，中等的占30.5%，興趣較低及其以下的占63.4%。通過小論文寫作實(shí)踐，對如何開展科研調(diào)查的認(rèn)識有較高及其以上的占到了47.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小論文寫作前（圖2B）。課程小論文寫作后，對自己開展科研調(diào)查能力有較高及其以上自評的高達(dá)48.8%，而小論文寫作前的認(rèn)識較高和很高的僅有6.1%，（圖2C）。在課程小論文寫作前后，學(xué)生對科研調(diào)查的認(rèn)識、如何開展科研調(diào)查和自己開展科研調(diào)查能力的認(rèn)識都有了明顯的提高。利用2×5列聯(lián)表獨(dú)立性χ2檢驗(yàn)，關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)的卡方值分別為77.58、69.99、63.09，P值均小于0.01，存在極顯著的關(guān)聯(lián)，這說明學(xué)生通過課程小論文的撰寫，顯著地提高了對科研調(diào)查的認(rèn)識、如何開展科研調(diào)查和自己開展科研調(diào)查能力的認(rèn)識。endprint

3.課程小論文寫作前后的學(xué)生對科技論文寫作的認(rèn)知變化?？萍颊撐膶懽饕螅瑢τ诒究粕厴I(yè)后開展初步的科學(xué)研究十分重要，也是獲得學(xué)士學(xué)位的必備條件。結(jié)合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)開展科研調(diào)查，撰寫小論文，有助于學(xué)生將來較順利地完成本科畢業(yè)論文。在小論文寫作前，對科技論文寫作有較高及其以上興趣的學(xué)生僅占8.5%，中等的占22%，興趣較低及其以下的占69.5%。通過小論文這些實(shí)踐，對科技論文寫作有較高及其以上興趣的占63.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小論文寫作前（圖3A）。小論文寫作前，對自己科技論文寫作能力的認(rèn)識中等及其以上占21.6%，小論文寫作后，有中等及其以上認(rèn)識的達(dá)95.1%（圖3B）。在課程小論文寫作前后，學(xué)生對科技論文的認(rèn)識和自己科技論文寫作能力的認(rèn)識都有了極顯著的提高。利用2×5列聯(lián)表獨(dú)立性χ2檢驗(yàn)，關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)的卡方值分別為91.11、86.66，P值均小于0.01，存在極顯著的關(guān)聯(lián)，即學(xué)生通過課程小論文的撰寫，顯著提高了對科技論文寫作的認(rèn)識和自己科技論文寫作能力的認(rèn)識。

4.課程小論文的成績評定。由于絕大多數(shù)學(xué)生都是第一次撰寫研究性科技論文，所以積極性很高，并且都能較好完成。對于立意新穎，富有創(chuàng)新思想與獨(dú)立見解的論文，給予優(yōu)秀，并且在教師的指導(dǎo)下，經(jīng)修改并正式發(fā)表。比如有學(xué)生統(tǒng)計(jì)國家英語四六級考題中閱讀理解和聽力部分的不同首字母單詞的頻數(shù)，并用方差分析告訴備考學(xué)生重點(diǎn)復(fù)習(xí)哪些首字母的單詞。又有學(xué)生按照感興趣的方向，通過關(guān)鍵詞的搜索去查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，從論文數(shù)量的年際間的變化來分析這個學(xué)術(shù)方向的發(fā)展動態(tài)。再如根據(jù)近幾年我院學(xué)生英語四六級考試通過率和英語學(xué)習(xí)的動機(jī)、方法等資料，分析英語成績差的原因以及改進(jìn)措施。對于個別學(xué)生不認(rèn)真準(zhǔn)備，整段整篇抄襲別人的論文，則要求重寫，否則給予不及格。由于事先我們已反復(fù)強(qiáng)調(diào)，至今還沒有不及格的，絕大多數(shù)為良好以上。

四、討論

經(jīng)過多年在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中設(shè)置課程小論文的寫作訓(xùn)練，并且通過對學(xué)生進(jìn)行小論文實(shí)施效果的問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)在激發(fā)學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣、對科學(xué)研究過程的了解與實(shí)踐以及對科技論文的寫作等方面都取得了十分顯著的效果。

1.激發(fā)了學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。以往，學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高，普遍感到生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中概念抽象難懂、公式復(fù)雜難記，并且不知如何運(yùn)用。俗話說，興趣是最好的老師。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是教師提高教學(xué)效果的基本條件。通過小論文實(shí)踐，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)或調(diào)查方案，科學(xué)地收集數(shù)據(jù)，將課堂上的抽象概念轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際應(yīng)用，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了對概念的理解，提高了學(xué)習(xí)興趣。圖1所示結(jié)果表明，經(jīng)過完成論文寫作中一系列的訓(xùn)練過程，提高了學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的認(rèn)知、興趣和應(yīng)用。例如“隨機(jī)樣本”的概念，數(shù)學(xué)定義是若從總體X～N（μ，σ2）隨機(jī)抽取含量為n的樣本，則隨機(jī)樣本為（X1，X2，…，Xi，…，Xn），且Xi～N（μ，σ2）[1]，這一概念比較抽象難懂。并且實(shí)際試驗(yàn)中是如何獲得“隨機(jī)樣本”？通過實(shí)際操作，學(xué)生發(fā)現(xiàn)隨機(jī)樣本的獲得即為日常所用的抓鬮或抽簽，并且進(jìn)一步認(rèn)識到隨機(jī)抽樣是指總體中每個個體被抽的可能性是相等的抽樣方法，這樣經(jīng)過實(shí)際操作，抽象的數(shù)學(xué)概念和公式就具體化、形象化，從而消除了學(xué)生的理解障礙，進(jìn)而加深了對基本概念和基本原理的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的效果，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情。這種訓(xùn)練方式在其他課程教學(xué)中也收到了很好的效果。

2.促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)研究一般過程的了解。生命科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，在其科學(xué)研究過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的功能是在專業(yè)學(xué)科與科學(xué)研究之間架設(shè)橋梁。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的最終應(yīng)用是落實(shí)到對具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)處理和分析上的。脫離實(shí)際的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)注定是僵化的、無效果的。因此，以小論文形式，將數(shù)據(jù)分析的不同方法與學(xué)生自己的科學(xué)實(shí)驗(yàn)或科學(xué)調(diào)查聯(lián)系起來，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了這門課程，并且通過課程的學(xué)習(xí)，了解和掌握了科學(xué)研究的一般過程和方法，極大地提高了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)效果。由圖2的結(jié)果表明，大部分學(xué)生通過小論文實(shí)踐，以問題為導(dǎo)向，科學(xué)地實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，回答所提問題，最后撰寫論文等一系列訓(xùn)練，對科學(xué)研究和科學(xué)調(diào)查過程有了初步了解。通過小論文實(shí)踐，消除了對科學(xué)研究的盲目畏懼感和神秘感，增強(qiáng)了今后開展科學(xué)研究工作的信心。

3.增強(qiáng)了學(xué)生對科技論文寫作的認(rèn)識和信心。對多數(shù)本科學(xué)生來講，科技論文寫作往往是很難的一件事。主要原因是學(xué)生不了解科學(xué)研究的方法與過程，不知道科技論文的結(jié)構(gòu)。本科學(xué)生一般還沒有撰寫研究性論文的經(jīng)歷，不知道如何撰寫。因此，我們在布置課程小論文時，對研究方法進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，要求論文內(nèi)容完整表述一項(xiàng)科學(xué)研究的過程，必須包括：①就自己感興趣的事物或現(xiàn)象提出問題，或假設(shè)；②合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或調(diào)查方法；③收集整理原始數(shù)據(jù)；④分析數(shù)據(jù)（也可借助相關(guān)分析軟件）；⑤獲得結(jié)論。

論文首先要求主題明確，知識表述正確；其次要求文字通順、語言簡練、表達(dá)準(zhǔn)確、條理清楚；最后嚴(yán)格按照科技論文的通常格式進(jìn)行寫作，即論文包括：題目、摘要、關(guān)鍵詞、前言、材料和方法、結(jié)果與分析、討論與結(jié)論、參考材料幾個部分。從課程小論文評閱結(jié)果看，學(xué)生們基本能按照研究性科技論文的內(nèi)容和格式完成，圖3的調(diào)查結(jié)果也表明，通過小論文寫作，絕大部分學(xué)生對研究性論文的構(gòu)成、各部分所寫內(nèi)容，以及相互關(guān)系有了較好的掌握，對自己的科技論文寫作能力有積極評價。

4.綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)。通過生物統(tǒng)計(jì)學(xué)小論文寫作實(shí)踐，在增強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容理解的同時，也提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，包括對周圍事物的觀察與思考能力、提出問題和解決問題的能力、數(shù)據(jù)收集和分析處理能力，以及科技論文的寫作能力。首先，經(jīng)過由現(xiàn)象提煉問題的過程，即把發(fā)現(xiàn)的問題轉(zhuǎn)化成研究論文的議題的思維訓(xùn)練，也就是發(fā)現(xiàn)問題能力的培養(yǎng)，而這對于科技工作者尤其重要；其次通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)尋求解答問題，學(xué)生不僅結(jié)合教材及課堂講授內(nèi)容進(jìn)行思考，也可以通過查找文獻(xiàn)資料尋找解決思路，從而增強(qiáng)了主動性學(xué)習(xí)和解決問題的能力。最后通過寫作訓(xùn)練可以幫助學(xué)生提高文字組織能力、歸納總結(jié)、邏輯推理能力。

五、結(jié)束語

在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中，學(xué)生普遍存在懼怕的心理，學(xué)習(xí)熱情不高，這主要源于統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)概念抽象難懂，數(shù)學(xué)公式難記，并且又不知如何運(yùn)用。我們在教學(xué)過程中嘗試課程小論文的寫作訓(xùn)練，結(jié)果激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索新知識的欲望，進(jìn)而極大地提高了教學(xué)效果。另外，學(xué)生在課程小論文寫作過程中，運(yùn)用已有知識，結(jié)合新知識，通過分析和綜合，謀求解決實(shí)際問題，對提高學(xué)生綜合素質(zhì)也具有較大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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