生物统计学的特点范文

时间:2023-12-06 18:03:03

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生物统计学的特点

篇1

同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。

二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。

(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。

二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。

21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。

将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。

未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。

(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。

生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。

生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。

生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。

三、教学方法和教学手段的改革。

(一)加强电子课件及网络平台建设。

生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。

(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。

多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。

但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。

而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。

(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。

生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解

统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。

在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。

四、加强实践教学,注重学生能力培养。

生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。

(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。

20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。

为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。

(二)全方位、多层次的实践教学。

为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。

组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。

掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。

这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。

此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。

通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。

精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。

篇2

关键词:生物统计学;精品课程;教学改革

一、引言

随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。

同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。

二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位

(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。

二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。

21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。

将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。

未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。

(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。

生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。

生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。

生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。

三、教学方法和教学手段的改革

(一)加强电子课件及网络平台建设。

生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。

(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。

多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。

但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。

而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。

(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。

生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。

(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。

统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。

四、加强实践教学,注重学生能力培养

生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。

(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。

20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。

为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。

(二)全方位、多层次的实践教学。

为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。

组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。

掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。

这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。

此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。

通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。

精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。

参考文献:

[1]何风华,李明辉。生物统计学多媒体教学的探索与实践[J].江西教育学院学报(综合),2004,25(6):25~27

[2]洪伟,吴承祯,陈辉,等。精品课程建设的核心:学科、队伍建设与科学研究[J].高等农业教育,2004,6:50~51.

[3]崔相学。提高学生统计分析素质的实践与探讨[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2004,6(2):67~68.

[4]邓华玲,傅丽芳,孟军,等。概率论与数理统计课程的改革与实践[J].大学数学,2004,20(1):34~37.

篇3

关键词:生物统计学;教学改革;探索

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0149-02

生物统计学是数理统计在生物学中的应用,是进行搜集、分析和解释生物学数据的一门学科。近年来,生物统计学的教学工作在各高校生物类专业中普遍得到了重视。但该课程与数理统计联系密切,内容抽象,原理复杂,教师感到难教,学生感到难学。本文笔者结合自己的多年的教学实践及对统计学的理解和体会,在分析目前教学现状和问题的基础上,就如何顺应科学发展,探索改革生物统计学课程的教学内容和教学方式,激发学生的学习热情,提高课堂教学效果。谈谈自己的一些体会和探索。

一、生物统计学课程的地位

生物统计学是许多高等院校生物类专业学生开设一门必修课程,是进行现代生物学研究必不可少的工具,是培养学生科学研究和综合分析问题能力的重要课程。生物统计学主要讲授实验设计方法、数据资料收集和整理的方法、数据资料的统计分析方法以及在概率论的基础上对实验结果做出科学的统计推断,从而认识研究对象的现象和本质。因此,生物统计学已成为生物科学研究所必备的工具,能够培养和提高大学生的科学研究素养以及独立分析和解决问题的能力。

二、教学现状分析

(一)教学手段单一,学生缺乏兴趣

生物统计学是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界的各种随机现象,是搜集、分析和解释数据的一门科学。该课程中的理论抽象、概念和公式多而复杂,难以理解和记忆,导致课程的学习枯燥而单调。在教学过程中,教师是知识的传播者,是学习活动的组织者,而学习的主体是学生,教学的一切活动都必须以学生的主动性、积极性为出发点。多数高校教师在教学过程中,一般只讲授书本理论知识,忽视学生统计思维的培养,导致结课后学生对统计的理解只停留在书本中有关数据的搜集、整理、分析和推断的案例,而面对实际问题,很难利用统计原理和方法来解释和分析。这样很难培养学生的学习热情和兴趣。

(二)课程设置不合理,实践能力较差

多数高校在第三学期开设本门课程,学生虽然已经学过了高等数学,有了一定数学基础和分析归纳问题的能力,但相关专业课程尚未学习,对案例中一些专业术语不熟悉,在用专业方面的例子讲解知识点时学生理解存在困难。学生在第八学期才进行毕业设计和论文写作,需要实验设计与统计方法解决实际科研问题,但有关统计学知识完全“归还”授课老师,“重新”学习统计理论和方法进行分析问题的难度较大。笔者对农学专业166名学生2004~2005学期学生期末考试成绩和试卷进行分析,从中可以了解学生对该课程各知识点的理解和掌握程度,也为进一步改进教学手段和提高教学效果提供参考依据。考试采用闭卷形式,题型有名词解释、填空题、判断题、简答题,计算分析题。可以统计出学生成绩在各分数段的分布情况。

通过分析可以看出学生成绩基本呈正态分布,说明学生基本掌握了本课程的主要内容。通过对试卷各题型分析,可以发现试卷中学生的名词解释和简答题得分较多,且变异系数较小,说明学生对这两部基本内容掌握较好;而填空题、判断题和计算题分析题得分较少,变异系数相对较大,说明学生对本课程内容的广度和深度掌握较差,且学生间存在明显差异。分析原因,主要有以下几方面:一是学生掌握了统计学的基本理论知识,但对理论知识不能灵活运用,缺乏实践和统计思维能力;二是知识点掌握不细致,导致填空题失分严重;三是审题不细,答非所问;四是难点没有很好理解掌握,不能举一反三,灵活运用。

(三)实践课时少,软件应用差

受本课程大纲规定学时限制,目前生物类专业的课堂理论教学与统计软件上机试验不能有机结合。目前随着生物科学的快速发展,各类统计软件被广泛开发和应用,比如Excel表统计分析工具、SAS、SPSS、R语言和DPS数据处理软件等,各高校一般都是对各种统计软件进行简单的说明讲授,而不是针对不同专业学生选择合适的软件进行深入的讲解,是学生理解并掌握一类软件,并能灵活运用。导致课堂所学内容与科研实践不能紧密结合,学生利用软件分析解决科学问题的能力不能显著提高。

三、生物统计教学的改革和探索

(一)明确培养目标,优化教学大纲

生物统计是一门理论性和实用性都较强的专业基础课,该课程的教学目标应适应科技发展:培养学生掌握常用的科学试验设计方法,能运用所学的统计理论进行设计试验,对所得的实验数据进行收集、整理和统计分析,并得出科学的结论。在理论知识方面,主要讲述生物统计学的基本原理、试验设计的基本原则、常用实验设计方法、理论分布和抽样分布,统计推断和方差分析理论,常用实验设计的统计分析方法等基本知识。在技能技巧方面,应选择合适的统计软件,让学生理解并掌握上机操作所学统计软件的使用方法。

(二)改革教学方法,提高教学效果

“生物统计学”内容枯燥,公式繁多,理论抽象,单一的教学形式很容易使学生对该课程产生厌烦情绪,因此,早授课过程中,应针对不同的教学内容,改革教学方法,丰富教学手段,提高学生的注意力,培养学生的学习兴趣。

1.结合传统与现代教学手段以提高课程教学效果。根据本课程的特点和大纲要求,在课堂上,教师应借助各种现代教学手段以保证在有限的学时内完成大量的教学内容,并取得较好的教学效果。笔者认为“生物统计学”授课教师可将现代教学手段与传统板书教学结合,在推导讲解重点公式和理论时使用传统板书,帮助学生理解课程的重点难点,而使用多媒体介绍基本概念和展示图、表等信息。充分发挥利用两种不同教学方式的优势,以提高课堂学生的互动和学习兴趣,从而提高教学效果的目的。

2.加强案例教学,增强课堂教学趣味性。在理论课程的教学过程中,根据授课内容引入具体的案例,引导学生通过分析具体案例,深入浅出的将理论知识传授与实践能力培养相结合,加深对理论知识的理解和把握。“生物统计学”课程与数学及生物学其他课程联系紧密,理论抽象,难点较多,学生很难直接理解和掌握,如果教师在讲授过程中,将一些和讲授内容有关的有趣的、生动的、特别是学生学习生活中的案例引入课堂进行讲解和分析,帮助学生更好地理解理论知识和概念,调动学生的学习热行,增强课堂的趣味性。

3.加强实践教学,提高学生的科研素养。“生物统计学”是一门应用性和实践性很强的学科。在教学过程中,应加强实践教学这一环节,理论联系实际,结合科研训练,引导学生把生物统计学的理论知识运用到实验、实习等科研活动中。课堂上重点讲解理论知识及统计分析方法的同时,有针对性地对科研中的案例利用合适的统计软件进行演示分析。同时对各统计软件如SPSS、Excel、DPS等统计软件的特点和应用条件,深入浅出地讲解演示如何进行实际案例的数据分析,从而达到将抽象统计理论与实际工作相结合的目的。

(三)不断提高授课教师自身的统计素养

在课堂上,教师起主导作用,是教学活动的组织者和知识的传授者。作为“生物统计学”的授课教师应具有扎实的高等数学、数理统计基础;熟练的计算机操作和软件应用能力;较强的逻辑思维和科学研究实践能力。教好这门课教师必须不断提高自身的综合素质,首先,教师应根据这门课教学的特点和不同专业学生的需求,将统计学的应用能力和学生的素质培养目标,充分发挥教师的主导作用,调动培养学生主动学习的热情和兴趣。其次,教师要注意自身的学习,不断提高科研素养和专业实践能力。

(四)改革传统考核方式,提高学生应用能力

考核是衡量教师教学效果和学生知识掌握程度的一种重要方式。传统的考核方式主要以闭卷考试为主,侧重课程基础知识和技能的理论性考核。生物统计学的教学是培养学生综合运用统计学原理,进行试验设计、试验数据的统计、分析以及对统计结果解释的能力。因此笔者认为考核中除了理论知识外,还应加强学生的对理论知识应用性的考察。由此可将考核方式分为三部分:理论知识考核,以闭卷考试方式为主,权重占总成绩的50%;而为统计思维和应用能力考核,学生利用所学的统计学理论知识和相关软件,根据具体实验目的和要求,独立完成实验的设计,并在计算机上对数据资料进行整理、分析和统计推断,得出结论,权重占总成绩的40%;最后是平日成绩的评析,根据学生的出勤率、作业和课堂表现做出考核,权重占总成绩的10%。通过考核方式改革,希望达到能够考察学生对基本知识的掌握程度及灵活运用统计学原理和方法解决实际问题的能力的目的。同时对教师的教学效果给予一个准确的综合评价。

四、结语

对于生物统计学的教学,教师应从学生的实际情况出发,优化教学内容,提高自身知识结构和科研能力,加强实践教学,改革教学手段和考核方式,培养学生综合运用统计学原理和知识为目标,充分调动学生学习生物统计学的主动性和积极性。作为该课程的专业教师,还应紧跟时展,更新教学能容,主动学习有关本课程的新知识和技能,为提高该课程的教学质量,培养适应社会需求的统计学专才。

参考文献:

篇4

关键词:生物统计学;理论与实践;教学模式

中图分类号:Q332;G642.0 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)50-0217-02

一、引言

生物统计学是我国高等院校生物科学类专业开设的一门专业基础课,是一门实践性、应用性很强的学科。它是我国高等院校生物科学类专业为培养大学生的科学研究能力,提高学生分析问题、解决问题的能力而开设的一门应用工具学科,也是当代生物科技工作者必备的知识。在以定量化和动态化为标志的近代生物科学的发展中,生物统计学的应用以及计算机技术的渗透已成为生物统计学发展的必然趋势[1]。

一、生物统计学教学改革的必要性

当前,我国的高等教育正处在改革和发展的关键时期,高等教育如何才能更好地适应世纪的发展和需要,这是我们每一个从事高等教育的人必须认真思考的问题[2]。国家教育事业发展“十一五”规划纲要已经明确指出“切实把高等教育发展的重点放到提高质量上,着力培养学生的创新精神和创新思维,增强学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力。实施高等学校本科教学质量与教学改革工程。”[3]国家教育事业发展“十二五”规划纲要中也同样强调要“加强创新意识和能力培养”,“加强动手实践教学,增加学生参加生产劳动、社会实践和创新活动的机会。”因此可见,加强创新意识和能力培养已经成为当今高等教育改革的一项重要目标。

生物统计学是一门探讨如何从不完整的信息中获取科学可靠的结论从而进一步进行生物学实验研究的设计、取样、分析、资料整理与推论的科学[4]。是将数学的方法应用于生物学研究领域中的一门工具学科,是广大科学研究工作者从事科学研究的重要工具和手段。在当今大学生物统计学的教育中,虽然我们在教学方法与内容上有了很大改进,但仍然存在一些问题,主要表现在:(1)教学课时减少与课程内容增加的矛盾。近年来,随着大学课程教学改革的进行,生物统计学的课程教学时数不断压缩,教学课时数的压缩与生物统计理论的发展、日益增加的教学内容这一对矛盾是每一个从事生物统计学课程教学的教师必然面临的挑战[5]。(2)教学与科研脱节的矛盾。在大学本科生物统计学的教学环节中,由于受到许多客观条件的限制,相应的实验条件缺乏,一部分实践性很强的教学内容只能在课堂讲解,培养大学生动手能力训练比较少,学生利用所学知识参与科学研究的机会较少,使教学与科研脱节。学生无法正确掌握和应用理论知识,也难以把理论知识转化为实际技能[6]。第三,学生使用计算机分析数据的能力较差。近年来由于学时的压缩,生物统计学的教学内容只限于对一些统计分折的基本原理、基本方法的讲解,对有关统计分析软件的应用讲的很少,统计软件的使用率非常低,学生还不能熟练地运用计算机分析试验数据。

为了适应社会和经济的发展,培养符合社会需求的人才,在生物统计学的教学过程中培养学生分析问题、解决问题的能力,增加学生的动手能力,提高学生的综合素质和科学素养。为此,我们在近年来的生物统计学的教学过程中对理论与实践相结合教学模式进行了研究与探索。

二、理论与实践相结合模式探索

1.理论与实践、应用相结合,构建课程体系与内容。生物统计学是一门搜集数据、整理数据和分析数据的基础学科,是定量认知事物的一种工具,而统计方法是本课程的核心内容。而在教学课时减少与课程内容增加的情况下,课堂教学内容不可能面面具到,而应该有所侧重,有所突出。在教学过程中,对于已经过时,与社会发展不相适应的一些内容、具体事例,要及时去除并及时增加一些本课程发展的新理论、新方法,及时增加一些反映当前科学技术和社会发展的最新成果的事例,使学生在掌握统计知识的同时能及时了解科学技术发展的最新动态,以适应社会发展的需要。另外,结合教学进度,增加常用统计分析软件EXCEL、SPSS等的使用方法介绍,使统计教学内容能够体现时代感、知识性和前瞻性。

2.理论讲解与实例分析相结合,加深对所学知识的理解。生物统计学是生物科学类专业一门必修专业基础课,是一门理论性、系统性很强的学科,是现代生物学研究不可缺少的工具。但该课程原理复杂、内容抽象、计算公式多而且繁杂、难懂且难记,影响了学生对本课程学习的兴趣和积极性。通过实例的分析,循序渐进引导学生思考,深入浅出地讲解知识点,从而能够激发学生的主观能动性[7]。例如,在讲解试验指标的概念时,如果只讲“衡量试验效果的标准就是试验指标”则学生一时难以理解,如果举例:甲、乙、丙三个品种进行产量比较试验,那么产量就是衡量品种优劣的标准。这样抽象的概念就具体化了,通过举一反三,触类旁通,学生在记忆概念的同时也能理解这些知识点了。

3.课堂讨论与案例分析相结合,提高学生分析和解决问题的能力。案例教学,是一种开放式、互动式的新型教学方式。是在学生掌握了一定的统计知识的基础上应用的一种教学方法。例如,在教学过程中,根据学生已有知识,给出如下案例:“食品安全关乎每个人的身体健康和生命安全,而农产品中的农药残留是大家关注的热点问题,今有某部门对当地即将上市销售的一批桃子进行某种农药残留量的检测,以千克为单位,随机抽测100千克,得其平均残留量为0.0485毫克/千克,标准差为0.0061毫克/千克(已知该农药在桃子中的最大残留量不允许达到0.05毫克/千克)。根据检测结果,甲工作人员的结论是:该批桃子农药残留量为0.0485,低于标准值0.05毫克/千克,所以,该批桃子合格,可以上市销售。乙则持不同意见,认为甲的结论缺乏依据。”请给出你的结论和依据。对于这样的问题,先交给学生们思考和讨论,老师作最后的总结。学生通过思考、计算分析、讨论和总结,增强了对试验误差、一尾测验、两尾测验等知识的理解和应用,特别是一尾测验和两尾测验对试验结果分析的结论的影响有了更直观和透彻的了解,同时进一步掌握了统计方法和公式的正确使用。正是这种对案例的思考、讨论和分析,发挥了学生的主体作用,提高了学生运用理论知识分析现实问题的能力。

4.软件教学与上机操作相结合,提高学生的应用和动手能力。21世纪是知识经济时代和信息化时代,随着教育和科技的迅速发展,对人才质量和结构的需求正在发生前所未有的变化。掌握扎实的专业知识,拥有熟练的计算机分析问题、处理问题的技能,才能更好地适应社会需求。而计算机技术的发展和计算机技术在各个学科中的应用,为我们培养学生分析和解决问题的能力、提高大学生的综合素质提供了广阔的空间。因此,在教学过程中,我们适当压缩课堂教学时间,注重精讲多练,增加学生上机操作的机会,使学生熟悉常用统计分析软件的使用方法。SPSS具有良好的用户界面,完全摆脱了命令行的操作方式,使用者不用记住复杂的过程和选择项,有着功能强大、操作简单的优势,是目前众多高等院校广泛使用的教学软件之一。对于SPSS要求学生重点掌握数据的录入、储存,各种基础统计方法的选择与应用、适用前提条件的判断、结果的解释等。Excel和SPSS统计软件有效结合可满足本科生毕业论文的要求。在生物统计学的实验教学过程中,通过利用计算机技术和统计软件,不仅使复杂的统计数据处理工作变得非常简单,而且由于学生自己动手操作,激发了学生的学习兴趣和求知欲望,也提高了学生的动手能力。

5.课堂教学与生产实践相结合,提高学生的科学素养与科研能力。在教学过程中,我们结合专业学科的特点,尽量创造各种条件,安排一些实践性教学活动,让学生接触到各种各样的科学研究,用所学的统计知识指导科研的各个环节,或要求学生根据某一专题,搜集数据、整理数据、分析数据,写出理论联系实际的统计分析报告。例如,要求学生对校园内的某种花卉或树种进行某方面的生物学性状的调查,然后采用相应的方法去分析,并得出结论。同时我们鼓励学生参与科学研究,掌握生物统计学在科学研究中的运用。

三、结语

生物统计学教学改革的最终目标是提高教学质量,加强学生创新意识和能力培养,促进学生综合素质的提高。通过对《生物统计学》理论与实践相结合教学模式的探索与实践,教学质量与效果显著提高,激发了学生学习生物统计学的兴趣,提高了学生运用生物统计方法分析和解决问题的能力。例如学生在做相关的毕业论文时,能够思路清晰地进行实验的设计、正确运用统计方法和统计软件,论文的完成质量有了明显的提高。但如何更合理地将理论与实践教学相融合,在提高学生动手能力和综合素质方发挥更大的作用,还需要在教学过程中不断的探索和改进。

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关键词生物统计学;教学方法;改革

生物统计学是南阳师范学院生命科学与技术学院的一门专业基础课,主要包括试验统计分析和设计两部分内容,是现代生物学研究不可缺少的工具。通过该课程的学习,可使学生掌握基本的试验设计和统计分析方法,培养学生具有严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力,以为以后的工作和科学研究打下基础。但该课程原理复杂、内容抽象、计算公式繁多且难记,加之教学内容的不断增加和学时的相对减少,开课时间又大多安排在大四,对大一所学的数学基础知识有所淡化,被许多学生认为是较难学习和掌握的一门课程,加之大部分学生又忙于准备考研,对学习该门课程的重要性认识不足,兴趣不浓,都给该课程的教学带来困难和挑战。因此,对生物统计的教学方法进行改革,以激发学生的学习兴趣,提高学生对该课程重要性的认识,理解和掌握基本知识及技能,特别是培养学生的应用能力,以进一步提高该课程教学效果。

1由考试型授课向实际应用型授课转变

生物统计学原理复杂,让学生完全掌握每个统计方法的原理、统计公式的推导较困难,且对于非统计专业人士是没有必要的。生物统计学的公式比较多,统计分析的方法也比较多,让学生把所有的公式记下来,既费时间、学生不易接受,也没有必要。在遇到生物、农林、生态、生化等实际问题时,一方面是如何设计实验方案,使实验既科学合理,节约时间和成本,通过统计分析,得出理想的实验结果;另一方面是面对已取得的实验结果,如何选择和使用统计分析方法。在大学科研中,有很多学生或在读研究生,在这方面的知识和能力表现不足。因此,培养学生解决实际问题的能力比考试取得高分更重要。授课内容要深入浅出,多拿实际事例让学生选择统计分析方法,把不同的统计方法加以比较;或者把一个实验结果用多种统计分析方法同时进行分析,对分析结果加以比较,使学生充分认识不同统计方法的特点和不足,激发学生对统计学的认识和兴趣,把学生从繁琐的概念和复杂的公式中解脱出来。由考试型授课向实际应用型授课转变的另一个重要环节,就是考试方式的转变。考试方式是学生学习方法的指挥棒。如果采取传统闭卷笔试的方式,学生往往在考前几天死记硬背公式以应付考试,考试过后又很快忘记。对于这门实践性较强的工具性课[1],教师尝试了“带纸开卷”考试法。即在考试内容上侧重以应用为主的考题,减少问答等概念性的内容,以引导学生掌握学习重点和方向,培养实际解决问题的能力。在学生的备考复习上,采用激发学生积极思考问题的方式,规定学生在2张A4纸上可单面手写自认为重要的公式供考试时参考,但不允许写有关基本概念、问答之类的内容。筛选和抄写公式的过程,本身就是一个深刻认真学习和思考的过程,这正是该课教学所要求的,促使学生把主要精力放在用统计分析方法解决实际问题的方向上,提高解决实际问题的能力,同时也大大减轻了学生的学习负担[2]。

2由纯理论型授课向软件应用实验型授课转变

统计学是一门相对古老的学科,在过去的授课过程中,因为计算多是笔算或由计数器计算,这就要求必须掌握计算过程,掌握计算的每一步骤,否则无法进行实际应用。但是随着现代计算机和计算软件的发展,使计算软件在工作和科研中的应用已经广泛普及。相反,如果不会使用计算机和计算软件,会给实际工作带来很多不便和困难,不能满足工作和科研的需要,特别是现代计算技术和计算软件突飞猛进的发展。在分析方法的多样性、分析结果的准确和详细性、分析制图的精美和完善性等方面,都是手工计算无法达到的。因此,必须改变传统的纯理论型授课方式,通过上机实习环节使学生应用统计软件进行数据分析,将学生从大量复杂计算中解放出来,提高效率,使学生综合运用知识的能力得到提高。适用于统计教学的计算机软件较多,目前主要有SAS、SPSS、Excel 等,都提供了一个功能相对完整的数据分析工具[3]。但相比之下,从功能和可操性而言,SPSS是国际流行的统计软件,有强大的数据处理功能,操作简单,分析结果详细,还有很好的制图功能,得到国内外专家的认可[4-5]。因此,在实践课程的教学过程中,要加大对该软件的应用。同时,老师要经常给学生介绍新的统计分析软件,扩大学生的视野。

3由完全依靠教材内容型授课向以教材为主、结合实际需要、拓展新内容型授课转变

生物统计学作为一门有一定学时限制的学科,在知识的组合方面,具有基础性、系统性和经典性的特点,所介绍的方法也是相对古老、常用、相对简单的,如假设检验、区间估计、方差分析、回归分析、相关分析、简单的正交实验设计等。而实际上生物统计的内容较多,如主成分分析、判别分析、聚类分析、对应分析、典型相关分析、通径分析等,实验设计中还有均匀设计、配合均匀设计等[6-7]。随着现代计算技术的飞速发展,许多新的计算方法不断出现,这些新方法是实践中非常需要的,而且新分析方法具有生物统计学所介绍的统计方法不可取代的作用。因此,完全有必要根据实际需要,适当插入一些新的内容,扩大学生的知识视野,其中重要的途径就是介绍使用新方法的文献资料,使学生充分认识到统计分析的重要性、广泛性,增加学生的实践能力。对生物统计学所介绍的方法,在实际应用时也有必要进行完善。如多重比较,虽然课本中介绍了多重比较的方法,对比较结果的显著性表示方法也做了介绍。但是在实际时,由于期刊文字的限制,用生物统计学所介绍的方法,所用版面太大,要求简明标出,这就提出了如何简化的问题。特别是很多组数据进行比较时,步骤较繁琐。如比较10组数据,用生物统计学所介绍的方法,需要45组数据来表示,显然占用版面较大,这时则需要启发学生用简明的办法进行解决。因此,要结合实际,完善课本内容,增强学生实际应用的能力,培养学生的创新能力,从而提高学生的实际操作能力。

4参考文献

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关键词:《生物统计学》;案例教学法;生物统计能力

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0061-02

一、传统《生物统计学》教学方法效果不佳

《生物统计学》是数理统计的原理在生物科学中的应用,作为动物科学和动物医学类各专业的基础课和必修课,在科学研究和生产中应用十分广泛,对于提高大学生的综合素质十分重要[1]。学习生物统计学的目的不是使学生掌握统计学的数学原理,而是培养学生运用统计学原理进行试验设计、选择正确的方法分析试验结果以及解释分析结果。传统生物统计教学方法为教师在课堂上讲授统计学理论,课后学生做作业;因为教师可以控制课程的内容和进度,所以这种教学方法有利于学生学习知识,但由于学生在课堂中只是被动听课,没有主动参与课堂教学,不利于学生生物统计能力的提高[2]。同时,《生物统计学》中的概念抽象、相互联系、高度结构化,公式多而难记忆,思维方法特殊[3]。研究表明,运用传统方法讲授《生物统计学》,许多人学习了生物统计学的公式和原理,却不会应用《生物统计学》知识解决实际问题,甚至不能正确地描述数据[4]。我们在教学实践中发现,运用传统的授课方法,在课程结束一到两年的时间里,学生会忘记《生物统计学》课堂中学过的大部分知识,在实际问题面前一筹莫展。在有限的时间里,生物统计课教师只能讲授有限的、最常用的统计分析方法,实践中学生可能用到的数据分析方法在课堂中不可能全部讲授,这要求学生有较高的生物统计能力,能够正确运用课堂中没有讲授的生物统计方法解决实际问题。因此,有必要尝试新的教学方法,以解决传统生物统计教学中存在的问题。

二、案例法教学实践

教育学理论告诉我们,如果学习过程能够与知识应用的过程结合在一起,则人们会在未来应用时更容易回想起学过的知识,应用知识的能力较强[5]。学生通过解决与生产实践相近的问题,使他们认识到学习《生物统计学》的重要性,增加学习欲望,通过认真学习,提高生物统计能力,形成正确的统计思维[6]。作为以问题为中心教学方法的一种,案例教学法(case-based lecture)要求学生在教师的指导下解决案例,把学习知识与应用知识有机地结合在一起[2]。从2006年起,我们尝试把案例教学法应用于《生物统计学》教学实践,经过几年的实验和摸索,取得了一些经验和较好的教学效果。

1.案例的设计与课堂组织。在案例教学法实践中,学生通过案例解决方案的学习,使他们知道哪些问题是生产实践感兴趣的,如何利用生物统计学知识解决这些问题,因此,案例设计是影响案例法教学效果最重要的因素。案例要紧密结合实践、生动有趣,才会唤起学生对课程的学习热情,认为课程“有用”,值得认真学习。设计案例时,我们注意做到两点。第一,案例均来自对生产实践的科学研究结果,其知识内容与教学目标相一致;教学实践发现,有些研究结果的数据量过多,用于课堂教学有一定难度,因此,对数据量进行了删减。第二,因为课程是由一系列案例构成的,所以以专业知识为主线组织案例,做到知识内容和案例之间前后关联。在案例教学中,有人认为,教师可以只向学生提供案例,由学生查找解决案例所需要的知识,并找出解答案例的方法,以锻炼学生的自学能力。这样做有两个假设,第一,根据问题,学生能够综合运用已有知识,找出解决问题所需要的新知识,第二,学生能够根据问题需要学会新知识,并运用这些知识解决问题[7]。心理学研究表明,如果掌握了某领域的知识,可以做出正确判断,如果对某领域没有任何背景知识,或者理解错误,往往不能做出正确的判断[8]。生物统计学的特点[3]决定了学生必须具有足够的统计学背景知识,才能正确解决实际问题。由于课程的授课对象是生物统计的初学者,还缺乏生物统计学的思维,而且课时数较少,如动物医学类《生物统计学》的课时只有32学时,因此,在教学实践中,我们没有让学生自己查找解决案例的相关知识,而是在上课前就把课程所需要的知识材料都交给每个学生。我们也试验了只交给大学生案例材料而让学生找出解决案例的方法,结果几乎没有发现有学生能够在规定的时间内找出案例的正确解决方案。教师首先在课堂上对相关知识进行讲解,然后,在课堂上通过指导学生解决案例,给学生创造一个自我学习和思考的环境,使学生通过想、做和说学习《生物统计学》知识,引导学生弄清楚应该采用哪种统计方法分析问题,采用该方法原因是什么,以及有没有其它替代分析方法等。

2.合适的统计学软件。在生物统计学习过程中,应用合适的统计软件可以使学生更加关注解决案例过程的学习,真正实现通过实践学习《生物统计学》,使学生学习的主动性提高,端正对学习生物统计学意义的认识,提高学习效果,显著提高学生成绩[9,10]。生物统计教学用软件好求易学易用,功能完备,SAS软件符合上述两点要求,而且SAS软件占统计市场的份额约为80%,使用人数较多,因此,我们选择SAS软件作为教学软件。几年的教学实践发现,由于在案例教学法实践中应用了统计软件,学生可以集中精力关注解决案例的过程而不是解决案例时具体的计算过程,一旦学生理解了案例的解决方案,解决具体案例所花费的时间很少,生物统计课后作业也不再是一个负担,从而使学生生物统计的兴趣大幅度提高。

3.教师的课堂指导与学生的主动性。研究表明,对于生物统计学的案例教学法,相对于其它课程,如果教师在问题讨论中给予学生较多的指导,有较高的教学热情,则教学效果较好;教师与学生有效的沟通,把解决案例的相关信息传递给学生,拓展学生对学生生物统计学知识的正确理解,激发学生解决案例的热情[3]。但是,学生能否主动参与解答案例是案例教学法成功的关键。因此,在解决案例过程中,应鼓励学生积极参与,为此,我们把平时成绩占总评成绩的比例提高到40%,如果学生在课堂上主动发言,则平时成绩加分。可能其它课程都是传统授课方法,个别学生上课前没有认真阅读教师提供的案例以及教师提供的生物统计学背景知识材料,因此课堂中表现被动。因为一旦有其他学生清楚了案例解决方案,总希望有表现机会,所以教师需要及时发现并对这些学生格外关注,有意识地鼓励他们发言,使他们也有进步的机会。教学过程中还发现,个别同学不认真思考案例的解决方法,但为了增加平时成绩而主动发言,我们采取了对案例解答偏离正确方法的学生只加分、不表扬,而对给出正确案例解答方法的学生,加分的同时予以口头表扬,有效地抑制了这种风气。

三、案例法教学效果评估

我们利用课后作业对教学效果进行实时评估,既发现教学的成功和不足,也找出学生对知识的掌握程度,及时更正学生对知识的误解。要求学生作业写出解决案例的完整报告,内容包括解决案例的SAS程序,SAS运行结果,以及结果的解释等。在教授新内容之前,教师在课堂上对作业进行总结,及时把相关信息反馈给学生。同样地,期末考试既是考察学生的学习效果,也是对教学效果的评估,考试的主要目的是考察学生解决案例的能力,考试内容有解决案例的相关《生物统计学》概念、SAS过程的语法及SAS运行结果的解读等。近年来,期末考试基本上杜绝了不及格现象,试卷成绩平均超过85分,说明学生对本门课程的学习兴趣较高,对课程和学习效果较好。

以前本科大学生毕业前夕,《生物统计学》任课教师经常需要帮助学生处理毕业论文的数据资料,应用案例教学法后没有了这种现象。毕业论文审查中也没有发现论文中有统计分析方面的错误,而且学生能够正确运用课堂中没有讲授的统计分析方法,说明大学生生物统计的应用能力确实得到了提高。

学生对教学的评估可以反映学生对课程的具体感受,2012年学生对课程的评价中,认为“教师的教学使我理解和掌握了该课程的内容,我觉得有收获”的学生占90.4%,“教学内容充实,安排合理,重点突出”的占92.9%,“教师授课能理论联系实际”的占93.6%,“教师鼓励学生参与课堂讨论,发表个人见解”的占94.3%,说明绝大部分学生对这种教学方法是肯定的。

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[9]Garfield J.How students learn statistics.International Statistical Review.1995,(63):25-34.

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关键词:生物统计学;开放式考核;毕业论文

0引言

当前,我国的高等教育正处在改革和发展的关键时期,高等教育如何才能更好地适应新时代的发展和需要,这是每一个从事高等教育的人必须认真思考的问题.全面深化高等教育综合改革的工作也在有序推进.高校应该在人才培养模式和实践教学等关键环节进行综合改革,高校教师应该加强教学研究和教学改革工作,对人才培养模式进行改革.其中,课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面的改革尤显重要.下面将对普通高等师范院校“生物统计学”课程如何改革考核方式进行一些探讨.

1“生物统计学”课程的地位和作用

“生物统计学”是一门应用数学,是高等师范院校生物学专业本科生的专业基础课程.该课程要求学生能够运用统计学原理和方法来分析和解释生物学界的各种现象,对实验所获得的数据能进行科学分析,从而做出符合实际的推断,生物统计学已成为生物科学研究所必需的重要手段.实验设计本身并不是生物统计学的内容,但是,只知道统计分析方法,而不知道如何设计符合统计学要求的实验,知识并不系统、全面.因此,多数统计学教材都加入了实验设计的内容.通过学习实验设计的内容,可以使学生掌握正确的数据收集、整理和分析的方法,并掌握常用的实验设计方法(简单实验设计、单因素实验设计、两因素实验设计、多因素实验设计),为完成其他专业课程的学习、毕业论文以及以后从事科学研究工作奠定基础,这对学生分析和解决问题能力的培养起着重要的作用.按照目前高等教育综合改革对人才培养模式的要求,学生应该具备较强的综合能力,而这些能力需要通过扎实的科技知识训练和系统的能力培养来实现.此外,生物统计学也是培养和提高大学生科技素质的一个很重要的方面.由于生物统计学要求学生具有一定的数学基础和较好的逻辑推理能力,普通高等师范院校的生物学专业虽然在大一时开设了高等数学这样的基础课,但是,数学基础仍然相对较差,所以,该课程一直被认为是生物学专业最具难度的课程之一.

2“生物统计学”课程考核方式现状分析

课程考核是教学的必要环节,既能检验学生对知识的掌握程度,又可以衡量教师的教学效果.现阶段我国许多高校的考试制度缺乏合理性和灵活性,如在课程的期末考试中规定必须要通过完成试卷的方式来考核,有的高校还规定必须具有一定数量的题型.传统的考核方式主要以考试(闭卷或开卷)为主,试题的内容主要体现在基本概念、基本原理和相关的统计分析方法的应用,期末考试成绩基本决定了课程的学期综合成绩.但是,不同的课程有不同的特点和要求,就生物统计学课程而言,考试的考核方式虽然可以通过让学生完成相应题目来考察学生对生物统计学原理的掌握及运用能力,但是,完成试题的过程需要使用计算器进行大量的运算,而在实际运用环节中,很少会使用计算器进行计算,都是通过相关的统计软件来进行统计分析.由此可见,通过完成试卷来考核的方式与实际应用脱节,缺乏合理性.此外,由于普通高等师范院校生物相关专业学生数学基础稍显薄弱,所以,这种传统的完成试题的考核方式会导致学生的考试分数不理想,不及格的学生比例较高.从生物统计学的教学目标来看,主要由试卷考核来评价学生的学习效果显得不够全面.前述考核方式可能还存在以下一些不足之处:首先,部分高校的课程总评成绩由考勤成绩、平时成绩和期末成绩三部分组成,各部分所占比例不同.

这种考核方式在一定程度上重视了学生的课题出勤率和平时完成作业的情况,避免了期末考试成绩在课程学期总成绩起主要作用的弊端.但是,部分同学在平时完成课后作业的过程中,由于没有学会相应的知识,无法独立完成作业,于是采用抄袭的方法来完成作业,这样就无法通过完成作业的过程来巩固相应的理论知识.其次,与多数课程一样,部分学生平时不认真学习,考前通过突击复习,即便考试通过,但是对知识掌握不牢靠,一段时间后就会忘记所学知识,当然更谈不上会运用统计学知识来解决生物学问题,到做毕业论文需用到统计学知识时,很多学生显得毫无头绪.第三,学生虽然掌握了统计学的基本理论知识,但缺乏基本的统计思维能力和实践经验,对理论知识不能灵活运用,也不能举一反三.这样的一些考核方式将学生引向了一种为了应付考试而学习的轨道,学生为了完成试题,需要花大量时间去进行计算,理论与实践脱节,当然会限制学生学习主动性和积极性的发挥.对于“生物统计学”这种注重分析和应用能力并且实践性较强的课程而言,这样的考核方式不够灵活,也不能使学生有较好的学习效果.

3“生物统计学”课程考核方式的改革探索

高等教育综合改革要求改变人才培养模式,培养出创新性人才是当下时代的需求.这样就要求学生拥有较强的学习能力以及运用所学的专业知识解决实际问题的能力.课程的考核是教学活动的必要环节,灵活合理的考核方式能很好地促进学生巩固教材上的学习内容,并培养其解决实际问题的能力.为了达到上述教学目标,对生物统计学课程进行考核方式的改革是必要的.在教学工作中,可以根据高等教育综合改革的具体要求,按照教学目标,对考试观念、内容和形式等方面进行改革,充分发挥考核的功能.改变传统的课程总成绩的测评方式,将考勤成绩、平时成绩、统计软件应用成绩、期末考核成绩相结合而综合考核.考勤成绩可以督促学生进入教室听课;平时成绩可以督促学生通过完成作业来加强对所学理论知识的掌握,只是,要避免学生为了平时作业的成绩较好而去抄袭作业的情况发生;统计软件的应用已经普及,通过统计软件应用这个项目的考核,可以督促学生掌握相应的统计软件的使用方法;期末考核内容可以结合学生之前学过的专业知识以及将要进行的毕业论文内容,学生可以查阅有关参考资料后选择一个小的研究课题,独立设计实验,并能够独立完成相关的统计分析内容,最后给予合理的生物学解释.生物统计学的教学主要是培养学生如何进行实验设计,如何收集并整理数据,并能用相关的统计分析方法分析出结果,最后得出相应的专业解释的能力.因此,教师首先要转变观念,认识到大趋势下进行高等教育综合改革的必要性,认识到人才的培养模式要有所调整,认识到教学改革的重要性.

对于生物统计学的教学,教师应根据学生的知识基础和学习能力,因材施教,以培养学生综合运用统计学原理和知识为目标,重点培养学生运用统计学原理和方法解决实际问题的能力.传统的用试卷进行考试的方法的实际应用价值并不是太大,这种考核方式要求学生使用计算器等工具进行大量的计算.而随着计算机技术的发展,相关的统计软件可以完成基本统计分析,因此这种传统的考核方式的实际应用价值并不太大.同时,由于该门课程本身较难,可能会导致学生花了太多的时间复习应考却并不能及格.大学生科学研究素养的培养主要体现在如何发现科学问题以及如何对所要研究的课题进行设计和实施两个方面.而生物统计学的教学正好可达到这一培养目标.“生物统计学”的教学内容包括实验设计和统计分析方法两块大的内容.通过实验设计内容的学习,可培养学生独立设计研究课题的能力(实验因素与水平的选择、实验设计方法的选择);

通过统计学原理和相关统计分析方法的学习,培养其利用统计学知识解决生物实际问题的能力.上述两个方面综合起来,还可以培养学生的逻辑思维能力,锻炼其科研能力.因此,考核方式和内容就应该通过改革来反应学生对这些能力的运用能力,摒弃单纯以理论知识的难度、深度和完成试卷的好坏来衡量学生对知识的掌握程度的做法.经过在普通高等师范院校多年的生物统计学教学实践,笔者提出如下针对期末考核方式的改革内容:可以采用开放式考核的方式,摈弃传统的试卷考试的方法.把生物统计学的考核与学生的毕业论文结合起来,毕业论文的前面一部分工作通过课程考核的方式来完成,让学生自己拟定实验计划书(包括题目选取、文献查阅、设计实验等).由于学生并没有实际开展实验,只能通过文献中的数据,列出相应的统计分析方法的计算步骤,再运用统计学软件进行统计分析.

通过这种开放式的考核,可以使学生在结合应用实际的基础上掌握相应的统计分析方法,综合培养学生的多方面能力,达到能够独立进行相应的统计分析的目的.到了毕业论文的实验部分完成后,对数据的整理以及统计分析方法的应用就能轻车熟路,达到较好的学习效果.具体内容可以从如下方面进行考虑:结合教材的两个大的方面的内容,统计分析和实验设计,让学生自己编制实验计划书,计划书包括选题、国内外研究动态、实验目的、预期结果、实验方法、实验设计(重点内容)、确定统计方法,并从文献中收集相关的数据来进行统计分析,列出分析步骤,最后运用统计软件进行分析,对结果进行解释.通过上述考核内容,还可以引导学生树立良好的学术道德观念.学生选题后进行实验设计时知道需要遵循的随机、重复、设置对照等原则,通过这个过程,应该认识到实验所获得的数据是分析问题、解释问题的基础,所获得的任何数据和结果一定要经得起别人的检验,不能为了得到理想的结果而去修改或者编造数据.这对他们今后从事科学研究或其他方面的工作保持良好的道德操守影响深远.

4结语

经过几年的教学实践,结果表明,通过以上考核方式的改革,学生没有了应付试卷的压力,学习的主动性和积极性都会有所提升.在完成期末考核内容的过程中,也锻炼了学生运用生物统计学原理和统计分析方法解决生物学实际问题的综合能力.此外,还能提高学生的逻辑思维能力和独立分析能力,使其具备基本的科研能力.今后,该课程的考核方式还需要进行如下的完善:更深层次将该课程考核与学生毕业论文进行融合,具体与学生的论文指导教师进行沟通,确定选题的大方向;可以将统计软件应用能力的考核与期末考核的内容结合起来,让学生上机分析从文献中获得的数据并给予适当的生物学解释.

参考文献:

[1]朱汉春,程龙.《生物统计学》教学改革与实践[J].西南农业大学学报(社会科学版),2006,4(3):270-272.

[2]张恩盈,程丽巧,赵永厚,刘芳,宋希云.高校《生物统计学》课程教学改革、探索与实践[J].教育教学论坛,2016(11):149-150.

[3]丁建华.《生物统计学》教学方法与技巧探讨[J].安徽农学通报,2011,17(19):171-172.

[4]叶子弘,崔海峰,陈春.《生物统计学》课程“全程评价、综合评定”考试模式的建立[J].高教论坛,2011(1):30-31.

篇8

Epidemiology and Population Health, Albert

Einstein College of Medicine

Biostatistics and

Epidemiology

A Primer for Health and

Biomedical Professionals

Third Edition

2004, 243pp.

Softcover $ 33.20

ISBN 0-387-40292-6

本书是由美国Albert Einstein医学院流行病学和群体健康系流行病学室Sylvia Wassertheil Smoller教授编著的。第一版于1990年出版,第二版于1995年出版,现为第三版。本书的特点是根据流行病学和统计学的基本框架,使读者理解流行病学与生物统计学的基本原理,理解“为什么做”和“做什么?”学会“如何做、如何解释”。书中的内容都是临床试验和基础研究中最常用的、或是在文献中经常引用的。

全书共分9章。第1章讲述科研方法问题,包括逻辑推理、变异、研究设计、变量的量化、无效假设、假设检验、检验错误的类型、显著性水平等;第2章叙述概率的一些基本概念;第3章介绍常用的统计学检验方法;第4章介绍流行病学的基本概念,包括流行病学的应用、常用指标、流行病学研究类型、偏倚、混杂、交互、多变量分析等;第5章介绍筛检的基本概念;第6章是叙述随机对照临床试验;第7章介绍生活质量的评价,包括量表的结构、可靠性、真实性、敏感性(反应性)以及用量表评价生活质量的局限性;第8章介绍遗传流行病学的基本概念,包括双生子研究、连锁和联系分析、传递不平衡检验等;第9章阐述科研伦理学与统计学的关系。第8、9两章的内容在人类研究中十分重要,是第三版新增加的,是一般流行病学或统计学入门书籍中所没有的。

书后附有9项附录,介绍正文中各种统计学计算的实例,以使读者能够更顺利阅读本书、以及如何实际计算,包括卡方、Z值及t-值的临界值表、Fisher精确检验、几组比较的Kruskal-Wallis非参数检验、相关系数计算、率的年龄调整、比值比的可信性、两个变量的“J”或“U”型关系、量表记分改变的适宜性(敏感性)评价、以及遗传学基本原理和知识。书后还附有参考文献及建议阅读的书目,读者如需了解更深入的、超出本书范围的内容、或涉及高等数学方面的内容,可阅读这些推荐的教科书。书末附有主题索引,便于读者检索。

本书以科学的哲学和逻辑学原理,讨论统计学检验的基本原理,而不是让读者去做具体的统计学检验。全书各章节都是独立的,读者可不按顺序阅读,只阅读感兴趣的部分。本书特别适合那些没有或很少有数学背景的读者,使他们能够读得懂、用得上。

本书内容既简明,又适合范围较广的读者需要,所阐述原理和方法适合多种领域,包括医学、公共卫生、心理学、教育学。本书是一本简明的流行病学与生物统计学教科书,适合从事临床和基础研究的医生、医学专业本科生、研究生,或非医学专业学生参考,也可供程度较高的读者、以及对生物统计学与流行病学的逻辑学和方法学感兴趣的研究人员参阅。

乌正赉,教授

(中国医学科学院基础研究所)

篇9

【关键词】信息化教学 双边互动 生物统计学 教学模式

【基金项目】广西教育科学“十二五”规划课题(2011C0028)。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)11-0253-01

信息化教学设计是上海师范大学黎加厚教授[1]提出的,就是在信息化环境中,教育者与学习者借助现代教育媒体、教育信息资源和教育技术方法进行的双边活动。其特点是:以信息技术为支撑;以现代教育教学理论为指导;强调新型教学模式的构建;教学内容具有更强的时代性和丰富性;教学更适合学生的学习需要和特点。信息化教学不仅仅是在传统教学的基础上对教学媒体和手段的改变[2-3],而且是以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。这种改革和变化是把教与学的互动作为教学过程最重要的特征之一,指出教师在教学过程中应与学生积极互动,共同发展,要处理好传授知识与培养能力的关系,注重培养学生的独立性和自主性,指导学生质疑、调查、探究,促使学生在教师指导下主动地、富有个性地学习[4]。笔者在生物统计学的教学过程中,通过构建新型的师生互动关系,提高学生的学习积极性和主动性,为培养出适应现代社会需求的素质高、能力强的人才做一份努力。

一、让学生拥有课堂自

传统的教学模式是一张黑板、一支粉笔、一本教科书、一张嘴巴进行课堂教学,过分强调“师道尊严”,教师是课堂的主导者、知识的传输者,学生学习往往是被动的。而忽视教学活动是师生之间的双边互动,就限制了学生主观能动性及独立创造性的发挥。生物统计学是生物工程、生物技术等专业的专业课,是科学研究和实践的重要工具,为了提高生物统计学的教学效果,我们利用多媒体和学校的机房进行教学活动,通过调动学生的积极性、让学生参与教学活动、听课的同时可以随着老师的演示自行操作、给学生创造一个发挥主观能动性的学习环境,从教学的各个环节激发学生的求知欲和学习兴趣。通过师生的双边互动,传授知识,发展和培养学生解决实际问题的综合能力。既提高了学生学习的兴趣,培养了学生的能力,又有效地激发起学生学习的内驱力,课堂生动活泼,教学事半功倍。

二、构建双向通道,实现有效教学互动

“师生互动设计”变传统的单向教学信息传递为双向传递,教师重在引导、启发和点拨[3]。如“方差分析”教学中的“师生互动设计”为:①教师请学生先说明当样本数较多时t检验的繁琐;②教师进一步引出其在科学研究中的作用;③教师使用相关程序演示利用宏分析进行方差分析,结果的快速获得;④学生自行操作,熟练程序,此时学生会好奇结果如何得到的;⑤教师再分解方差分析的每一个求解过程,也就是总体方差的各个分解过程。显而易见,这样的师生互动设计中,教师没有将较枯燥的原理强加给学生,而是从学生的实验经验入手,提供自主宽松的学习环境和自由表达、质疑、探讨的机会,精心设计有梯度、有层次的师生活动,激发学生的学习兴趣,引导学生主动参与、主动思考,培养学生的创新性思维能力。

三、效果及意义

近两年在教学中我们充分利用学校的机房,通过信息化教学技术,引入了Origin和EXCEL软件的实验环节,师生的反映效果都很好,大大提高了学生的学习兴趣。以课本例题提供的数据来进行实践教学,采用相同的统计分析方法所得结果与课本的结果进行比对,以加强学生对软件分析结果的接受度;而且课堂上当场进行练习,学生直接上机操作和课后学生在电脑上练习相结合,对课后习题进行统计分析,加深对统计方法应用条件的判断和认识。而且在学生平时参加的校级科研立项或大四毕业设计论文的数据统计处理中,学到的知识能够得以深刻理解和应用,使得论文数据更有说服力,论文质量水平也明显提高,更培养了学生对科学研究严谨性的认识。

参考文献:

[1]刘德亮. 黎加厚博士谈教育信息化,中国电化教育,2002, 1: 5-8.

[2]刘桦. 论高校青年教师信息化教学与传统教学的整合优化, 新西部, 2012, 18: 160-163.

[3]李倩. 信息化教学环境下教师课堂教学行为研究, 华中师范大学, 2012.

篇10

Agronomique Paris-Grignon

Franois Rodolphe, French National

Institute of Agriculture Research

Sophie Schbath, Institut National de la

Recherche Agrononique Unité Mathématique

DNA, Words and Models

Statistics of Exceptional Words

2005,138pp.

HardcoverUSD55.00

ISBN 052184729x

S.罗宾 F.鲁道夫 S.谢巴斯 著

大约在15年的时间里,生物学经历了巨大的变化。而这些变化中最重要的变化是DNA序列。计算生物学中一个重要的问题是鉴别短的DNA序列(它在数学上称为字),而这些短序列都具有生物学功能。一种鉴别方法就是决定一个特定的字是否纯粹是随机的,还是由于它出现的频率或所在的位置而具有统计学意义的。

本书介绍了用于解决这种所谓异常字问题的数学统计学概念。从详细描述对用于序列分析原理的模型的开始,其中马尔科夫模型是重点;捕获在被分析序列上的合成信息;接下去介绍了几种统计学方法。这些方法是考虑到用来发现异常字所使用的模型。本书的后半部分利用了对细菌基因组分析所提供的大批例子来加以说明。

本书分为三个部分共7章。第一部分由第1~4章组成,它们给出了对马尔科夫链以及用于序列分析的最重要的马尔科夫模型的全面介绍。这是专门针对那些不熟悉基本与通用工具的读者的。第1章绪论;第2章生物序列的简单模型;第3章对马尔科夫链模型的介绍;第4章考虑异质性。本书的第二部分第5章字出现的统计学性质,该章构成了本书的核心部分,共有三节组成:第一节涉及了搜寻具有异常频率的序列的方法;第二、三节涉及了异常字的分布。这是本书中技术性最强的一章。第三部分由第6~7章组成,第6章具有意想不到频率的字;第7章具有意想不到位置的字。

本书的特点在于:(1)本书是对序列统计分析的介绍,阅读本书必须掌握初步的数学知识。(2)有关生物学的必要知识在本书开头的预备概念及注释部分作了介绍,同时在绪论中介绍了一个异常字的实例。该实例是建立在对生物学背景深入了解的基础上的,它为本书的主题提供了一个稳固的基础。

本书可供计算生物学专业的研究人员及研究生阅读参考。而对于那些面对实际工作的用户而言,它也是一本实用指南。

胡光华,高级软件工程师

(原中国科学院物理学研究所)