計算機輔助教學(xué)在《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用

陳展鱗

（中山大學(xué)腫瘤防治中心，廣東 廣州 510060）

基于新時代教學(xué)背景，《生物統(tǒng)計學(xué)》在教學(xué)中需要創(chuàng)新教學(xué)方法，在教學(xué)過程中拓展人才思維與眼界，運用數(shù)理統(tǒng)計的方法與原理分析生物界中的客觀現(xiàn)象。該課程的內(nèi)容廣泛，公式計算相較復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度大，為解決這一問題，提高教學(xué)有效性，將計算機輔助教學(xué)應(yīng)用于人才培養(yǎng)工作中，使人才掌握更有效的學(xué)習(xí)方式，能借助工具提升學(xué)習(xí)效率，明確學(xué)習(xí)目標，突出學(xué)習(xí)重點，制定個性化學(xué)習(xí)計劃，進而培養(yǎng)人才解決問題的能力。

1 計算機含義概述

計算機是指通過程序的驅(qū)動處理相關(guān)數(shù)據(jù)的電子設(shè)備，通常由硬件和軟件所構(gòu)成，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，有不同種類的計算機，其中包括普通計算機、大型計算機、生物計算機、量子計算機等，隨著信息科技的快速發(fā)展，計算機被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，同時在人才培養(yǎng)工作中也發(fā)揮了巨大的作用，可以說，計算機技術(shù)是人才培養(yǎng)的未來趨勢，因此在《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)改革創(chuàng)新中，需應(yīng)用計算機輔助教學(xué)、運用信息技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)方式、融合互聯(lián)網(wǎng)思維拓展教學(xué)維度。而計算機輔助教學(xué)是基于計算機設(shè)備輔助教學(xué)，開展各項教學(xué)活動，通過多樣化的教學(xué)方式安排教學(xué)進程、策劃教學(xué)方法，以計算機的角度為《生物統(tǒng)計學(xué)》提供更多的教學(xué)空間，將空間與時間關(guān)聯(lián)在一起，打破教室、實驗室的空間限制、教學(xué)與生活之間的時間限制，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上優(yōu)化教學(xué)資源、共享教學(xué)資源，以線上、線下混合式教學(xué)模式構(gòu)建新的人才培養(yǎng)空間，充分地體現(xiàn)人才的學(xué)習(xí)自主性，根據(jù)自身學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)目標制定個性化學(xué)習(xí)計劃，提升學(xué)習(xí)的自由度[1]。

2 《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)改革的指導(dǎo)思想、目標

在當(dāng)前的教育環(huán)境中，人才培養(yǎng)必須要結(jié)合現(xiàn)代教育要求和方向，明確目標、確立改革指導(dǎo)思想。因此《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)改革要融合本專業(yè)教學(xué)內(nèi)涵、本學(xué)科教學(xué)計劃明確教學(xué)改革的指導(dǎo)思想與目標，從而突出教學(xué)重點，提升教學(xué)效率，推動人才培養(yǎng)計劃的實施。

首先，在《生物統(tǒng)計學(xué)》的教學(xué)改革中應(yīng)做到因材施教，在該階段的教育工作中，人才個體差異化明顯，思維意識較為獨立，教師應(yīng)以多元化的教學(xué)方式突出學(xué)生主體性，滿足學(xué)生的差異化表現(xiàn)，在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的優(yōu)勢，以計算機輔助教學(xué)的方式補足人才在專業(yè)學(xué)習(xí)中的短板，充分意識到《生物統(tǒng)計學(xué)》課程在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性。

其次，在教學(xué)改革中要體現(xiàn)“以人為本、育德樹人、因文而教”，體現(xiàn)教學(xué)的全面性，突出課程中的人文精神，使人才在學(xué)習(xí)中不僅拓展知識性內(nèi)容，更培養(yǎng)自身核心素質(zhì)，教師則通過多維度的教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)高質(zhì)量人才。

最后，在教學(xué)改革中需要注重教學(xué)的實踐性，《生物統(tǒng)計學(xué)》理論性較強，內(nèi)容深奧，為提升人才對理論內(nèi)容的理解，要在教學(xué)中融入實踐精神，以實踐的方式探索理論內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。同時，教師應(yīng)不斷地優(yōu)化教學(xué)資源、完善教學(xué)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新教學(xué)方法，應(yīng)用計算機輔助教學(xué)，將理論聯(lián)系實踐，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，讓人才養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣[2]。

例如在計算機輔助教學(xué)下采用案例分析教學(xué)法優(yōu)化課程，教師將科研、生活中的經(jīng)典案例引入課堂教學(xué)中，其中可選擇與教學(xué)內(nèi)容匹配系數(shù)高、難度適宜的案例，引導(dǎo)人才主動地參與到案例編寫中，在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)人才分析問題、解決問題的能力，充分發(fā)揮人才學(xué)習(xí)的主動性，讓學(xué)生多角度探尋解決問題的方案，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

在計算機輔助教學(xué)的環(huán)境下開展《生物統(tǒng)計學(xué)》課程，一是為數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分析提供方法，有計劃地收集資料，運用科學(xué)的方式完成統(tǒng)計分析，采用數(shù)字化技術(shù)完成數(shù)據(jù)加工，從中分析內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律，最終用于指導(dǎo)生產(chǎn)。二是提供試驗設(shè)計的方法和原理，在《生物統(tǒng)計學(xué)》的教學(xué)中，會涉及大量的試驗，因此在開展試驗前需要完成試驗設(shè)計，做相關(guān)情況的調(diào)研與分析，并制定周密且合理的試驗計劃，提高試驗的成功率和準確率，降低誤差。三是能夠判斷試驗結(jié)果的可靠性，在計算機輔助教學(xué)背景下，試驗數(shù)據(jù)資料需要通過統(tǒng)計分析的方式方法獲取可靠的數(shù)據(jù)結(jié)論，最終目的也是為了降低試驗誤差，提高試驗準確率，為后續(xù)的分析提供準確的數(shù)據(jù)資料。另外，為了提升《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)有效性，需要讓人才正確認識到什么是生物統(tǒng)計學(xué)，例如通過生物統(tǒng)計學(xué)的方法探究生物數(shù)量性狀遺傳以及變異規(guī)律，進而掌握數(shù)量遺傳學(xué)，同樣基于計算機輔助教學(xué)下開展《生物統(tǒng)計學(xué)》能夠使人才正確地認識到生物的客觀性，以及生物客觀存在的規(guī)律性。

3 計算機輔助教學(xué)在《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用對策

3.1 適應(yīng)教學(xué)方式改革，調(diào)整授課風(fēng)格、方式

計算機輔助教學(xué)是基于時代對《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)要求創(chuàng)新的一種教學(xué)方式，因此計算機輔助教學(xué)在《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用應(yīng)調(diào)整授課風(fēng)格與方式，滿足教學(xué)改革要求，符合教學(xué)改革目標，依托教學(xué)改革指導(dǎo)思想，優(yōu)化教學(xué)資源，突出教學(xué)重點?！渡锝y(tǒng)計學(xué)》教學(xué)內(nèi)容包括兩個方面，一是試驗設(shè)計，二是統(tǒng)計分析，這是人才在學(xué)習(xí)中必須要掌握的兩方面內(nèi)容，在試驗設(shè)計中需要應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計的原理與方法，設(shè)計合理的試驗方案，并根據(jù)實際試驗需求選擇合適的材料，通過計算機軟件完善實驗設(shè)計方案，最大程度地提升數(shù)據(jù)準確性，降低誤差，以最少的成本獲取最可靠的數(shù)據(jù)資料。而統(tǒng)計分析知識通過數(shù)理統(tǒng)計的方法與原理完成數(shù)據(jù)的分析與整合，從而發(fā)現(xiàn)客觀生物現(xiàn)象的本質(zhì)，在數(shù)據(jù)中探究其規(guī)律。綜合《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)內(nèi)容的分析，在課程教學(xué)中試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析是相輔相成的關(guān)系，因此在教學(xué)中應(yīng)注重理論與實踐的綜合，在試驗設(shè)計中融合統(tǒng)計分析的原理及方法，并通過可靠的試驗為統(tǒng)計分析提供豐富的數(shù)據(jù)資料，進而推動生物科學(xué)的研究。譬如在計算機輔助下，利用SPSS、EXCEL 函數(shù)等軟件完成統(tǒng)計分析，精準的完成方差分析、均數(shù)比較、一元回歸分析、相關(guān)系數(shù)計算等統(tǒng)計與計算，在試驗設(shè)計模塊通過案例分析明確試驗設(shè)計原則、制定試驗設(shè)計方法，在統(tǒng)計分析模塊，不斷地積累知識，譬如在推斷性統(tǒng)計學(xué)中明確正態(tài)分布的概率計算方法，應(yīng)用適宜的統(tǒng)計分析方法，得出客觀、準確的結(jié)論，在統(tǒng)計分析和試驗設(shè)計中探索生物生命現(xiàn)象發(fā)展的客觀規(guī)律[3]。

3.2 落實學(xué)生主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

該階段的學(xué)生不僅需要具備扎實的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，更需要養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，因此在計算機輔助教學(xué)下的《生物統(tǒng)計學(xué)》用明確學(xué)生的主體地位，利用計算機輔助教學(xué)，為學(xué)生營造自主學(xué)習(xí)環(huán)境，并通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源延伸教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)生眼界，提高教學(xué)的寬度與廣度，在教學(xué)中以“引導(dǎo)”“點撥”“評價”的教學(xué)方式構(gòu)建自主學(xué)習(xí)空間，使其具備批判性思維，以辯證的角度建立學(xué)習(xí)體系。傳統(tǒng)教學(xué)中，《生物統(tǒng)計學(xué)》通常以講授的教學(xué)方式為主，學(xué)生常常是被動接受，學(xué)習(xí)存在依賴性和惰性，基于該課程的教學(xué)改革目標，應(yīng)轉(zhuǎn)化教學(xué)角度，以教學(xué)的互動性減少學(xué)習(xí)依賴。教師則需要充分地做到以人為本，課堂教學(xué)以學(xué)生為主，譬如引用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)理念，將教學(xué)中心前移，充分突出學(xué)生的主體性，以微課等形式引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，探究問題、分析問題、解決問題，在線下課堂教學(xué)中主要以答疑解惑為主，能主動把課堂上所學(xué)到的方法與例題在計算機上進行實際演練，拓寬學(xué)生統(tǒng)計分析的解題思路，在這樣的教學(xué)形勢下，發(fā)揮了學(xué)生在課程學(xué)習(xí)上的主觀能動性，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)探究積極性[4]。

3.3 打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，構(gòu)建雙向反饋與考核

傳統(tǒng)教學(xué)方式已無法滿足現(xiàn)代人才培養(yǎng)需求，為提升教學(xué)效率，充分體現(xiàn)《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)價值與意義，應(yīng)構(gòu)建雙向反饋與考核，重新構(gòu)建教學(xué)體系，在教學(xué)反饋上以雙向的角度提高反饋的有效性，教師能通過反饋進一步完善教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)資源。在雙向考核上區(qū)別于傳統(tǒng)考核內(nèi)容，在考核方式上，突破應(yīng)試教育的局限性，譬如在計算機輔助教學(xué)的角度考核學(xué)生試驗設(shè)計、統(tǒng)計假設(shè)檢驗、數(shù)分析處理、統(tǒng)計推斷等內(nèi)容的考核，在考核過程中考察學(xué)生解決問題的能力，分析問題的角度，減輕機械學(xué)習(xí)的負擔(dān)和壓力，使其將更多精力放在課程研究上，以客觀、多維度的方式評定學(xué)生的能力與成績[5]。

4 計算機輔助教學(xué)在《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用意義

4.1 轉(zhuǎn)移教學(xué)重心，提升課堂教學(xué)效率

計算機輔助教學(xué)在《生物統(tǒng)計學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用能有效地轉(zhuǎn)移教學(xué)重心、優(yōu)化教學(xué)方法，以多個維度開展教學(xué)活動，創(chuàng)造符合當(dāng)前教育要求的教學(xué)情景，有效解決因該課程理論性內(nèi)容強度大、教學(xué)內(nèi)容枯燥所帶來的教學(xué)問題，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方式，以動態(tài)的教學(xué)過程，吸引學(xué)生注意力，提升教學(xué)效率。且在計算機輔助教學(xué)下充分利用碎片化時間，建立生活與教學(xué)的聯(lián)系，實現(xiàn)課前、課中、課后的教學(xué)統(tǒng)一，不將知識點集中于課中教學(xué)，而將教學(xué)重心轉(zhuǎn)移至自主學(xué)習(xí)中，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為引導(dǎo)，制定個性化學(xué)習(xí)計劃，以自身的學(xué)習(xí)優(yōu)勢完成《生物統(tǒng)計學(xué)》的學(xué)習(xí)，在課前通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺獲取學(xué)習(xí)資源，完成預(yù)習(xí)等工作，在課中以項目分析、交流匯報等方式調(diào)動課堂氛圍，以互動的方式引導(dǎo)學(xué)生在課堂期間挖掘教學(xué)內(nèi)容內(nèi)涵，深化教育意義，在課后，通過教學(xué)評價、教學(xué)反饋等方式考察學(xué)生對知識的掌握程度。

4.2 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，進一步拓展教學(xué)內(nèi)容

人才的學(xué)習(xí)思維不能局限于課本中，因此在計算機輔助教學(xué)下，《生物統(tǒng)計學(xué)》要以不同的角度激發(fā)學(xué)生興趣，并應(yīng)用計算機技術(shù)拓展學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的延伸與拓展。例如在曲線擬合優(yōu)劣的檢驗中要通過比較剩余均方來判斷曲線擬合的好壞，也要根據(jù)失擬均方的大小判斷曲線擬合的優(yōu)劣，以不同的思維角度拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)中，課堂氛圍較為沉悶，致使部分學(xué)生的學(xué)習(xí)思維被局限于一定的空間內(nèi)，為充分地調(diào)動人才學(xué)習(xí)活力，要通過多樣化的教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容激發(fā)人才學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)其創(chuàng)新精神與探究精神，在試驗設(shè)計中，基于客觀理論，綜合考慮不同因素，完成試驗設(shè)計?；诮虒W(xué)角度則需要為學(xué)生提供一個良好的探究學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生深入互動，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)的敏感度[6]。

4.3 有效利用計算機，提升學(xué)生的實踐與應(yīng)用能力

《生物統(tǒng)計學(xué)》雖然大部分為理論性內(nèi)容，是利用概率論、數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法分析和探索生物界數(shù)量現(xiàn)象的學(xué)科，但在教學(xué)中也需融合實踐精神，將理論聯(lián)系實踐，有效利用計算機，提升學(xué)生的探究精神與應(yīng)用能力，使其能解決實際問題。該課程教學(xué)中會涉及大量的公式運算、表格圖形的數(shù)學(xué)分析等內(nèi)容，譬如一元回歸的方差分析、回歸方程計算等，因此要基于計算機的功能性實現(xiàn)教學(xué)統(tǒng)一，加強學(xué)生操作計算機統(tǒng)計軟件完成大型數(shù)據(jù)收集、整理、分析工作的能力，使學(xué)生在提升專業(yè)能力的同時，強化學(xué)習(xí)意識，具有較強的求知欲、探索欲，使其具備創(chuàng)造性精神、批判性精神，在學(xué)習(xí)的過程中尋找《生物統(tǒng)計學(xué)》的原動力，驅(qū)動自主學(xué)習(xí)意識。

5 結(jié)語

綜上所述，《生物統(tǒng)計學(xué)》是該專業(yè)中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也是探索生物客觀規(guī)律的重要方式，人才在學(xué)習(xí)中不斷地探索生物科學(xué)規(guī)律，在加強自身理論知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)自身客觀生物科學(xué)精神，不斷地積累經(jīng)驗、汲取知識，突破自我。基于計算機輔助教學(xué)，《生物統(tǒng)計學(xué)》應(yīng)具有開放性、探索性、創(chuàng)新性、導(dǎo)向性，以多元化教學(xué)方式培養(yǎng)復(fù)合型高質(zhì)量人才。