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生物统计学论文

摘要: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。
生物统计学论文

生物统计学论文:生物统计学精品课教学创新论文

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着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6-7学时,降到现在的4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,也要保障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。

2世纪2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5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)多方位、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,开展多方位、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,得出试验条件。

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。公务员之家

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课程。作为精品课程的载体,应具有的教师队伍、的教学内容、的教学方法、的教材、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、能够促进学生的发展而深受学生欢迎的一门课程。

生物统计学论文:SPSS生物统计学本科教学论文

一、SPSS软件的基本特点以及数据文件的建立、导入与导出

李春喜教授主编的第五版生物统计学教材中,前一章内容分别为概论。结合SPSS特点,在讲授本章内容的同时,SPSS上机实验课应设置为SPSS软件的界面介绍、基本特点和作用,数据的建立、导入与导出部分。SPSS软件的特点与作用:SPSS(StatisticalPackagefortheSocialScienceorStatisticProductsandServiceSolution)软件是于1968年由美国斯坦福大学(StanfordUniversity,USA)的三位研究生研发而成,并以此名创立SPSS公司。该软件操作简单,易学易用,具有较强的统计功能和强大的作图功能,特别是能够快速地完成大量的、烦琐的、专业的和复杂的数据统计分析,是国际上认可的专业统计分析软件之一。其可广泛应用于统计分析(例如均值比较、相关分析、方差分析等)以及统计图形(例如柱状图、散点图、饼状图等)的制作和编辑。在介绍这些功能的同时,打开SPSS窗口,兼并介绍SPSS视图窗口中标题栏、菜单栏、数据单元格显示、工具按钮、数据视图和变量视图的一些简单用法。数据文件的建立:SPSS软件打开之后,会进入数据编辑窗口,新建一组数据后可将变量依据实验内容进行命名,并选择输入数据的基本变量类型(例如数值型、逗号型、句点型、科学计数型、日期格式型、美元型、定制货币型和字符串型等)。数据文件的导入与导出:SPSS可以导入SPSS(*.sav),Exce(l*.xls),dBASE(*.dbf),ASCⅡ(*.dat,*.txt),Access(*.mdb),Lotus(*.w*),Foxpro(*.dbc)等数据文件,以及各类SASS数据文件。即从菜单选择File中选Open,弹出OpenFile对话框,文件框内显示以选择所需文件后缀类型,之后选择对象,单击打开(O)按钮,或双击对象文件,从而将文件导入。同样文件的导出通过File中的save/saveas(保存数据对话框),选择保存路径,键入文件名,确定数据类型,单击保存(S)按钮,其导出文件。

二、应用SPSS软件的基本统分析

教学材料第二、三章内容为资料的整理与特征数的计算、概率和概率分布,结合教学内容SPSS上机实验课应设置基本统计分析课程,该部分包括数据汇总报告和描述性统计分析两方面的内容。基本统计分析可通过菜单栏的分析(Analyze)窗口进入,点击分析栏之后,鼠标放置数据汇总报告(Reports)栏,即可显示分层报告(OLAP—OnlineAna-lyticalProcessing)、数据汇总(CasesSummarize)、行汇总报告(ReportSummariesinRows)、列汇总报告选项(ReportSummariesinColumns)。其中分层报告主要用于中位数、较大值、最小值、方差、偏度系数等统计描述;数据汇总可用于对编辑窗口中的数据在结果窗口中罗列出来,以便浏览和打印,同时也可对数据的基本特征进行描述;行汇总报告可罗列原始数据,其格式是以观察单位和统计量为行标目,以报告变量为列标目;列汇总报告主要用来生成按列显示统计量计算结果的报告,同时也可以完成许多统计计算。当鼠标放置描述性统计分析(DescriptiveStatistics)位置后,选中响应的功能即可进入频数分析(Frequen-cies)、描述性分析(Descriptives)、探索性分析(Ex-plore)、多维交叉表分析(Crosstabs)、比值分析(Ratio)窗口从而根据自己的目的进行响应的数据分析。

三、应用SPSS软件的均值比较和方差分析

生物统计学基本知识熟悉之后,在随后在课堂教学中会开始进行统计推断和方差分析部分的内容。SPSS实验课在此部分结合课堂教学相应的设置均值比较和方差分析上机内容。均值比较可通过菜单栏的分析(Analyze)窗口进入,点击分析栏之后,鼠标放置数据均值比较(Com-pareMeans)上即可显示相应分析栏:平均数基本分(Means)可用于定量资料的统计分析,按分组变量计算因变量的描述统计量值,如均值、方差、标准差、偏度、峰度等统计量,并显示结果;单样本T-test(One-SampleTTest)单样本t检验主要用于样本平均数和已知总体平均数的比较;独立样本T-tes(tInde-pendent-SamplesTTest)可用于检验两个独立样本的总体平均数之间是否有显著差异;配对样本T-test(Paired-SamplesTTest)用于配对计量资料的比较,检验配对样本差值的总体均数与0的差异有无显著意义,以及配对样本是否相关方差分析包括单因素方差分析和多因素方差分析。其中单向方差分析(One-WayANOVA)可通过均值比较(CompareMeans)进入,其用于随机设计资料的多个样本均数比较和样本均数间的多重比较,也可进行多个处理组与一个对照组的比较。多因素方差分析可通过分析栏里的多因素方差分析(GeneralLinearModel)选项进入,进入之后会设置四个不同要求的选择:单变量多因素方差分析(Univariate)可用于一个因变量受一个或多个自变量影响的方差分析;多因变量方差分析(Multivariate)主要用于多个因变量受一个或多个因素变量或协变量影响的方差分析;多因变量方差分析(Multivariate)对同一因变量进行重复测量的方差分析;混合效应分析(VarianceCompo-nents)用来估计每个随机因素对因变量方差的贡献。在分析过程中可根据不同的需要和要求,选择相应的方差分析。

四、应用SPSS软件的回归和相关分析

在方差分析之后,李春喜教授主编的第五版生物统计学教材第七章内容为直线回归和相关分析。根据课程设置,SPSS上机实验课应设置为回归分析和相关分析的内容。回归分析包括线性回归分析和可转化的线性回归分析。其中线性回归分析包括一元、多元线性回归,其可通过分析(Analyze)中的Regression选项进入,进入之后可通过选择Linear选项进行数据的线性回归分析;可转化的线性回归分析,是将非线性数据通幂指数、倒数、等转化,转化为可线性回归的数据,从而进行分析,其可通过Regression里的CurveEstima-tion选项进入。相关分析是一种将客观事物之间相互联系反映到数量上,从而说明相关变量之间关系的一种分析。SPSS软件中可通过分析(Analyze)中相关(Correlate)里的Bivariate选项进行二元变量的相关分析;当实验要在进行排除其他变量影响下的两变量相关分析时,可通过选择相关(Correlate)里的PartialCorrelationAnaly-sis进行偏相关分析;而当研究问题涉及变量较多,众多变量间的相似性和信息交叠使得我们难以从中提炼出主要信息时,可选择相关(Correlate)里的Distances来进行距离分析。五、总结本人依据生物统计学的实际教学经验,将李春喜教授所编生物统计学第五版教材的教学内容与SPSS统计学专业软件的基本功能相结合,对不同章节的教学内容全部在SPSS软件中进行操作应用。通过SPSS实验教学与生物统计学课堂教学的相互照应,必将加深学生对本门的掌握程度,同时在以后的现实应用中也必会起到良好的效果。

作者:马建辉 张黛静 姜丽娜 邵云 单位:河南师范大学

生物统计学论文:生物统计学教学创新试析论文

摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。

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本论文由整理提供物学领域的应用,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本论文由整理提供方面的洞察力、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本论文由整理提供建设。

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,在内容没本论文由整理提供有缩减,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,也要保障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,本论文由整理提供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。超级秘书网

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)多方位、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,开展多方位、多层次的实践教学。

在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物本论文由整理提供栽培、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,得出试验条件。

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课程。作为精品课程的载体,应具有的教师队伍、的教学内容本论文由整理提供、的教学方法、的教材、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、能够促进学生的发展而深受学生欢迎的一门课程。

生物统计学论文:高校生物统计学论文

一、生物统计学课程的地位和作用

生物统计学是生物学学科不同专业学生都应该掌握的一门重要的工具课,是许多高等院校生物学、农学、医学等专业的必修课程之一。它是现代生物学研究不可缺少的工具,是培养学生科学研究和综合分析问题能力的重要课程,也是生物学等工作者必备的基础,同时该课程又是其他专业课程的重要基础。因此该课程在生物学、农学、林学、医学、食品、环保等专业中占有十分重要的地位[12]。生物统计学需以生物材料进行研究,但通常所涉及的材料数量较大,很难也没有必要全部参加试验,必须通过科学的方法抽取有代表性的试验个体进行试验,以获得相关的数据,实现由样本推断总体的重要功能。因此生物统计学与试验设计紧密联系,主要讲授数据资料收集和整理的方法、数据资料的统计分析方法和手段以及在概率论的基础上对统计结果做出科学的推断,从而帮助我们认识研究对象的现象和本质[13]。因此,生物统计学已成为生物科技工作者必备的基础,也有利于培养和提高大学生的科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力,是当代大学生系统的能力培养和的素质教育的具体体现。

二、生物统计学教学存在的主要问题

1.生物统计学教材方面。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体,也是教学最基本的工具,它不仅是教师进行教学的依据,而且是学生获取知识的重要资料,选择适合教师和学生的生物统计学教材,能够保障教学过程的顺利进行,而且还能提高教学质量,达到良好的教学效果[14,15]。目前,国内所出版的生物统计学教材种类较多,各大高校由于教师和学生的情况不同,在教材方面的选择和使用也不一样。尽管如此,目前国内所出版的生物统计学教材主要包括两大类。及时大类是传统生物统计学的知识和内容,不涉及统计软件的介绍和使用,这一大类教材包含两小类,一类主要侧重理论教学,过分强调课程体系的完整性和理论讲授,注重公式的推导而忽视了实际应用例题的讲解。这类教材忽略了对大学生统计思维和综合分析问题能力的培养,因此有一定的缺陷。另一类是目前各大高校使用较多的生物统计学教材,该类教材虽然也存在一些必要的公式推导,但更侧重于统计学理论与实际结合,清楚介绍每一个统计原理理论后,再通过具体实例分析和巩固统计学的基本原理和基本方法,注重培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力,因此这类教材比较适合现在生物科学等本科专业的使用。但这类生物统计学教材由于不涉及统计软件的内容,也存在一定的不足。如果教师在授课过程中未涉及一些统计软件的介绍和使用,那么即使学生掌握了相关的统计原理和方法,学生在复杂的试验设计及庞大的数据面前可能也会束手无策,即使会计算,在复杂及庞大的数据计算中也可能会算错,因此可能会得出相反的结论。第二大类统计教材是统计软件的介绍和使用,如Excel软件、SAS统计软件、SPSS统计软件、DPS统计软件、R统计软件等的介绍和使用。生物科学、技术等飞速发展的今天,这类统计软件发挥了很大的优势,给科技工作者带来了极大的方便。但这类教材也存在一定的不足,它只注重统计过程的运算和统计,没有统计原理的介绍,因此对没有相关统计学知识或统计学基础较差的学生或老师来说,即使按照教材上的步骤计算出相应的结果,但也不知道具体的含义,也不知道怎么分析。因此这类教材不适合大学本科生的教学。另外,这两大类教材要么只注重数理统计方法的讲授,要么只重视统计软件的使用,而忽视了统计学中的数理统计分析方法是建立在正确的试验设计以及所获数据资料的基础上才能发挥正确的作用,这是这两大类生物统计学教材共同存在的不足之处。因此,目前市场上还未见有统计学理论与实际结合,试验设计与统计原理相结合,统计软件与统计学原理相结合的较为完善的生物统计学教材。笔者认为这类生物统计学教材是当前生物科学专业、生物技术专业、生物工程专业、农学专业、医学专业、食品专业等本科专业较为适合的教材。

2.生物统计学与高等数学方面。①生物统计学与高等数学开课时间上的不一致性。国内许多高等学校生物科学等本科专业的培养方案中都把高等数学课程作为一门必修的基础课,学生通过对该门课程的学习,系统获得函数、极限、连续、导数、微积分及常微分方程等基础知识,它为后续课程的学习和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。而且,通过各个知识点的学习,逐步培养学生具有较为熟练的基本运算能力和自学能力,综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。更重要的是,高等数学课程是学习生物统计学的关键,生物统计学中的许多原理和方法都需要高等数学中相应的知识作为基础。②生物统计学与高等数学教学上的脱节性。高等数学课程作为生物科学本科专业一门必修的基础课,各高校均认识到它在生物科学本科专业中的重要性。但长期以来,高等数学和生物统计学均作为两名独立的课程开设,一般情况下,高等数学课程由数学专业教师讲授,由于数学专业的教师没有生物学专业的相关知识,不清楚生物统计学课程的知识体系,只注重数学知识的推导、讲授。因此所讲授的知识内容之间通常存在许多不衔之处,形成了不利于生物统计学课程教学的知识的断层。同样,这也是生物统计学中教师难教,学生难学、难懂、难用的原因之一。

3.生物统计学教师知识结构和科研能力方面。常言道,学生需要一滴水,教师至少要有一桶水。生物统计学的教学,相对于其他课程而言,对教师的要求更高,不仅要求教师要有一定的数学知识,较为渊博的统计学知识,还要求教师要有较强的科研能力。教师只有具备一定的数学知识和渊博的统计学知识,才能很好把握生物统计学相关原理、理论、统计分析方法等。具备较强的科研能力,才能很好将生物统计学相关原理、理论、统计分析方法与实际相结合,才能很好地进行案例教学。4.考试制度方面。考试制度在高等教育中占有非常重要的地位,考试是教学质量评价的一项重要指标,它既是对教师教学质量的反映,也是对学生学习效果的检验。考试制度是否合理

,决定着教学质量的好坏以及学生学习积极性是否能得到较大限度地调动[16]。但是现阶段我国许多高校的考试制度较为死板,缺乏合理性和灵活性。如在学期期末考试中规定一定数量的题型,当然,这种考试制度对于规范考试是必须的,但是应该根据具体课程而定,而不能一概而论。就生物统计学课程而言,如果规定一定数量的考试题型(比如四种题型),那么教师只能根据考试规定勉为其难考虑四种题型。比如说名词解释、填空、问答、计算这四种题型。很明显,这种考试方式只是较为死板的考试,不能真证体现生物统计学课程的本质,不能很好考察学生对生物统计学原理的掌握及运用。

三、生物统计学教学策略

针对目前生物统计学存在的问题,笔者根据自己近十年的生物统计学教学实践,就如何提高生物统计学的课堂教学效果,提出如下建议。

1.选择合适的教材并优化教学内容。教材是教学最基本的工具,选择适合的生物统计学教材,能够保障教学过程的顺利进行,并能提高教学质量。针对目前市场上的不同种类教材,结合学生的实际,选择统计学理论与实际相结合,试验设计与统计原理相结合,统计软件与统计学原理相结合的生物统计学教材进行教学较为合适。据笔者过去的教学实践,该课程授课内容不宜过多和过深,授课内容过多学生精力会分散,分不清重点,而过深则影响学生的接受效果[17]。因此应根据学生实际优化教学内容,坚持以试验研究实例为线索,以科学的试验研究方法为主线,理论原理和实际例子相结合,从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集和整理到试验数据的统计分析,做出科学的推断等,尽可能把抽象的统计学概念和原理转变为具体的实例,提高学生的学习兴趣,使其更好地理解和掌握所学的课程内容[7]。很好激发学生学习生物统计学课程的兴趣,从而更好地提高教学效果和教学质量。

2.处理好高等数学和生物统计学的关系。高等数学作为生物科学本科专业的基础课,是学习生物统计学的关键。一方面,高等数学一般在及时学年开设,因此生物统计学安排在第二学年开设为宜,这样能避免高等数学和生物统计学课程开设在时间上形成的断层,有利于学生对生物统计学的学习。另一方面,高等数学和生物统计学不应分别让不同专业的教师讲授,而均应由生物学专业教师讲授,因为生物学专业的教师清楚生物统计学课程的知识体系,在讲授高等数学时,能够根据生物统计学的相关原理和内容,优化高等数学的教学内容,有侧重点进行知识的讲授。从而能避免生物统计学与高等数学教学在知识上的脱节性,也有利于学生对生物统计学的学习。

3.提高自身知识结构和科研能力,注重案例教学。生物统计学教材大多理论性强,内容枯燥,容易使学生产生厌烦感。照本宣科的传统授课方法,更会使学生失去兴趣,对于培养学生的独立思考能力和创造能力十分不利。在现代教学中,教师既是知识的传授者,也是教学活动的组织者,在教学过程中起到关键的作用,教师知识水平的高低直接影响学生的学习效果[18]。因此教师应不断加强对生物统计学基本原理、基本理论和基本方法的学习与实践。另外,教师还应不断加强自身的科研能力,在教学过程中将自己的科研工作或生产实践案例贯穿到教学中,以自身科研实例辅助教学,增加学生的学习兴趣,培养学生的统计学思维以及对统计学的实际应用能力。

4.加强试验设计的教学和实践。试验设计又称为实验设计,它以概率论和数理统计的原理和方法为理论基础,科学地、经济地设计研究方案的一项技术。一个良好的试验设计,可以用最少的实验次数,得到足够的实验数据,从而能减少人力、物力和财力的投入[6]。由于生物统计学理论性和实践性较强,且涉及大量的数学公式、抽象的概念和复杂的内容。因此在生物统计学的教学中应充分调动学生学习的主动性,加强学生对生物统计学原理、知识的理解和综合运用,强化学生综合试验设计的锻炼及其应用。提高学生利用统计原理、方法分析和解决实际问题的能力。生物统计学教学中,一方面,教师应该有渊博的统计学知识及其丰富的科研经历,另一方面,应让学生走出教室,加强实践,使学生不但能够掌握统计分析的原理和方法,而且可以解决一些生产中的实际问题,真正达到生物统计学教学的目的。

5.改革传统的考核方式,着力培养学生综合运用生物统计学知识的能力。很多学校传统的考试以闭卷笔试的考核方式为主,试卷内容主要测重基本概念、理论知识和方法的考核,期末考试成绩基本决定了学期的成绩,这种考试方式造成的结果是学生平时可以不听课,考试前通过突击,也能考合格,但考后就可能全忘了。更重要的是学生学完生物统计学,学期考试后,都不知道学了些什么,更不知道怎么用,到做毕业论文需用到统计学原理和知识时,很多学生不会用或者乱用。一些高校期末考试总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成。这种方式在一定程度上重视了学生平时学习情况和期中考试成绩,避免了期末考试成绩基本决定了学期成绩的弊端,但是某些高校规定了每门考试课必须有四种以上的题型,对于一般的学科而言,这种规定也许是可行的,但对于生物统计学而言,这种规定是不合理的。因为生物统计学的教学主要是培养学生综合运用统计学原理和知识的能力,培养学生如何进行试验设计、试验数据的统计、分析以及对统计结果的解释等。因此笔者认为,对于生物统计学的教学,教师应从学生的实际情况出发,以培养学生综合运用统计学原理和知识为目标,合理讲授统计学的相关内容。期末考试以开卷考试为宜,学期总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成,考试题型只需考察计算题和试验设计题两种题型,即重点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。生物统计学是一门理论性较强的应用学科,涉及的内容多、公式多、概念多,对学生而言,难懂、难记、更难用,而且很多学生不愿意学习。因此在生物统计学教学过程中,教师应从学生的实际情况出发,选择合适的教材并优化教学内容,提高自身知识结构和科研能力,改变教学方法,加强试验设计的教学和实践,改革传统的考核方式,着力培养学生综合运用生物统计学原理和知识的能力为教学目标,充分调动学生学习生物统计学的主动性和积极性,同时增加学生上机学习统计软件的操作,掌握EXCEL、SPSS、DPS等统计软件的使用,提高学生利用生物统计学的原理和相关统计软件解决实际问题的能力。

作者:张以忠邓琳琼工作单位:毕节学院地理与生命科学学院

生物统计学论文:创新生物统计学教学强化能力培养论文

编者按:本文主要从引言;二十一世纪对生物统计学课程的重新定位;教学方法和教学手段的改革;加强实践教学,注重学生能力培养进行论述。其中,主要包括: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、新世纪对生物统计学课程提出的新要求、生物统计学对大学生素质培养的作用、生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论、加强电子课件及网络平台建设、将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合、长期坚持教育教学方法及教学规律的研究等,具体请详见。

摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。

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,也要保障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。转在课程建设中,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)多方位、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,开展多方位、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,得出试验条件。

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课程。作为精品课程的载体,应具有的教师队伍、的教学内容、的教学方法、的教材、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、能够促进学生的发展而深受学生欢迎的一门课程。

生物统计学论文:统计学思想与三型理论在生物医学科研中的应用

【关键词】 统计学; 生物医学; 实验设计; 统计分析

在生物医学科研工作中,人们面对的是具有极大变异性的生物体,而研究具有变异性事物或现象的变化规律,离不开统计学的思维方法和技术手段,因此,统计学起着不可替代的作用。遗憾的是统计学的理论比较深奥,要考虑的问题非常多,应用时灵活性又非常大,每当实际工作者(包括科研工作者、临床医生、杂志编辑等)要运用较复杂的实验设计知识和统计分析知识时,常感到心中无底,有时甚至望而生畏。问题的症结并非出自于实际工作者本身,主要原因应该归结于现行的医学(或卫生)统计学教科书。因为传统的统计学教科书中所写的内容几乎都是经过统计学工作者加工后的半成品,它们是一代又一代统计学工作者经过多年“修剪”出来的“标准型”。实际工作者拿着自己的问题(通常是披着假象的“表现型”),试图通过比照这些“标准型”找到解决问题的办法,但“表现型”与“标准型”之间常常并非一致,因此,盲目套用十有八九会出错。要想不出错,必须弄清每个“表现型”的本质(即问题的“原型”),倘若能将“原型”正确地转变成对应的“标准型”,问题也就迎刃而解了。也就是说,一本好的统计学教科书应该明确讲述与每个实际问题对应的前述“三型”(不能只讲述“标准型”),实际工作者才可以少花时间和精力,学到统计学的精髓,才能 在生物医学科研工作中发挥统计学的作用,真正达到提高统计学的应用水平和提高科研质量的目的。

1 时代呼唤正确的统计学思想

生物医学技术日新月异,对统计学提出了越来越高的要求。时代呼唤正确的统计学思想,而不是照抄和盲目套用那些繁琐的统计学公式。正确的统计学思想是什么?是用辩证的思维去观察事物,是用透视的眼光去洞察事物,即能够透过现象看本质的统计思维模式,概括起来为“八性”和“八思维”。 统计学在看待事物和处理问题时,离不开下列“八性”,即“延展性与概括性”、“随机性与均衡性”、“系统性与代表性”和“自悖性与相合性”。同时,还离不开下列“八思维”,即“从静态思维到动态思维”、“从正向思维到逆向思维”、“从简单思维到复杂思维”和“从横向思维到纵向思维”。

2 统计思维模式的“八性”和“八思维”

2.1 “八性”

2.1.1 延展性 人们所面对的研究对象的数目往往是无限大的,逐个加以研究几乎不可能,有时具有很大的破坏性(如贵重的精密仪器设计质量的实验研究),统计学告诉人们可以只研究其中很小一部分,由此去推论总体的规律性。例如,根据几十人,最多几百人的临床试验研究,就能决定一种新药是否可以用于临床诊治某些疾病,这就是说统计学具有延展性。

2.1.2 概括性 统计学不是堆放全部数据的仓库,而是抽象出数字特征,用以概括表达数据的内在规律性,不仅形象生动,而且言简意赅。例如:测出一万个正常成年人的血压值,计算出平均值、标准差和95%正常值范围和总体均值的95%置信区间,就等于掌握了这一万个血压数值的变化规律,这就是说统计学具有概括性。

2.1.3 随机性 在自然界(特别是生物医学研究)中,由于变异性的普遍存在,又由于通常无法研究总体中的全部个体,随机抽样研究是确保样本具有代表性的重要措施。例如:每个正常成年人的血小板数值并非一样,若将全国正常成年人的血小板数值都测量出来,自然就知道了全国正常成年人的平均血小板水平了,但测定的数量太大,费用、时间和人力都承受不起;若从全国各地随机抽取(不是人为选取)最有代表性的一部分正常成年人,由他们的测定值也能较好地估计全国正常成年人血小板的平均水平,估计的结果是否足够,主要取决于随机化的效果(它体现了代表性的好坏)和样本含量的大小,这就是统计学上十分强调的随机性。

2.1.4 均衡性 与研究问题有关的因素往往很多,作为试验分组的因素通常是反复挑选出来的为数较少的几个,由它们决定的各小组之间在其他因素方面是否均衡一致,将直接关系到结论的正确性!例如,要考察一种新药的疗效如何,若试验组患者使用新药,对照组患者使用目前市面上治疗该病好的药,但由于患者入组时未进行严格的随机化。结果发现,年龄大的患者比较保守,绝大多数都进入了对照组,试验结果显示,新药疗效优于对照药疗效,但这个结论却令人怀疑,因为两组患者在年龄上相差悬殊,况且,往往年龄大的患者病情较重、患病时间较长,难以治愈。所以,要使实验研究的结果具有较高的可信度,组间的均衡性是不可忽视的,这就是统计学上特别强调的均衡性。

2.1.5 系统性 实际工作者在科研中经常“顾此失彼,丢三落四”,应当系统地地考虑问题,以免所做的研究工作前功尽弃。任何一项科研工作,从开始构思到得出结论,需要经历很多步骤,其中任何一步考虑不周,都可能会使整个研究失败。比如,实验设计错了或数据整理的格式错了或统计分析方法选择错了或结果解释错了,都可能导致结论的错误,这就是说在统计学上考虑问题要、系统,方可得出正确结论。

2.1.6 代表性 统计学不单纯是处理实验数据的 学问,它更关注实验数据的来源和专业含义。这意味着强调实验数据的代表性如何,它肩负着谁的使命,它将为谁说话。更明确地说,实验数据反映的信息是否、,将直接影响结果和结论的正确性。例如,若想通过抽样调查了解全国正常成年人的身高的平均水平,若在北方地区与南方地区抽样的人数与当地正常成年人的人口数不呈正比例,当北方地区抽取的人数占的比重大了,其身高数据的样本平均值会明显高于全国相应指标的平均水平,反之亦然。这就是说,样本必须具有很好的代表性,在此基础上,由足够大的样本去推论总体的规律性才不会出错。

2.1.7 自悖性 统计学中的方法并非总是万能的,有时不同方法处理同一个实际问题其结果是自相矛盾的;有时统计学结论与专业结论是不相容的。例如,Simpson(1951)提出的关于吸烟与否是否会导致肺癌发生的调查资料,不同的分析策略,将得到自相矛盾的结论[1~2]。

2.1.8 相合性 统计学不能脱离专业知识,应根据研究目的、设计类型、资料特点,选择合适的方法描述和分析资料,整个过程应具有相合性。例如,有人为研究两种检测方法检测同一批患者的血样,看结果是否具有一致性,每次检测都有4种可能的诊断结果,即正常、轻度病态、中度病态、重度病态,研究者将检测结果写成两行,及时行是甲法检测全部患者所得到的结果,第二行是乙法检测全部患者所得到的结果,这样记录和整理资料,其统计分析方法也就跟着发生了改变,就不可能达到原先想达到的研究目的了。这就是说在统计学上应注意相合性。

2.2“八思维”

2.2.1 从静态思维到动态思维 很多人习惯用静态思维模式取代动态思维模式,因为静态条件下,可使复杂问题变得非常简单。事实上,这样做在很多场合下得出的结论是经不起推敲的或经不起时间考验的,更确切地说,其结果不具有“重现性”。例如:有人用某药治疗某病患者6人,治愈3人,便得结论:该药对该病的治愈率为50%。请问错在哪?很显然,在如此小的样本上,显示出的药物疗效具有一定的偶然性,谁也没有把握断言,再用该药治疗该病患者100人,会有多少患者能够被治愈。应当在较大范围内选取较多的该病患者用此药进行治疗,并对所获得的实验结果进行统计学推断,以95%以上的置信度推断此药对该病的治疗效果如何,其结论才能令人信服。

2.2.2 从正向思维到逆向思维 统计学的教与学,一般都是从正面入手,学习者只知道一些常规的做法,但一碰到实际问题与所学的内容不一样时就不知道该怎么办,常常是生搬硬套。然而,当教学过程中,不仅从正面讲授,还注意从反面揭示误用统计学的案例,可使学习者“吃一堑长一智”,痛定思痛,立志认真学好统计学,转被动学习为主动钻研,勤于动脑,勇于实践,效果必然明显。这就是“逆向统计教学法”成功之奥秘。

2.2.3 从简单思维到复杂思维 美国于1958年开始在外科手术中采用麻醉剂氟烷,到1962年突然掀起一场风波—— —麻醉剂氟烷有严重的副作用,导致部分患者病情恶化、发热、肝脏大片坏死而死亡。这关系到麻醉剂氟烷能否继续使用!这场风波产生于简单思维,因为某些人仅根据部分病例的表现得出了虚假结论。后来进行大量调查研究,将各种混杂因素对结果的影响尽可能降到低限度,借助统计学考虑问题的均衡性和系统性,从而平息了风波,体现了复杂思维的价值。

2.2.4 从横向思维到纵向思维 当人们希望了解事物的内在联系时,不仅要进行横断面研究,还需要进行纵向追踪研究。因为横断面研究只能揭示事物之间的静态联系,而且,有些观察到的联系可能带有一定的假象,甚至说不清楚谁是原因,谁是结果。纵向追踪观察,则可以比较真实地展现事物内在的联系和发展变化规律。例如,同时调查15~25岁的一群人的身体发育情况与对一群15岁的人连续观察身体发育情况10年所得的两批调查数据,其结果和结论可能相差很多,前者的结论仅供参考,若质量控制做得好,样本足够大,则后者的结论具有很高的可信度,对未来的研究和政策制定具有更大的指导意义。

3 统计学三型理论[3,4]

3.1统计学三型理论概述 进行生物医学科研工作离不开统计学,而要想把统计学应用正确,又离不开正确的统计思想。正确的统计思想由前述的“八性和八思维”组成,其精髓是“透过现象看本质”。事实上,很多与统计学有关的实际问题,均以“表现型”的面貌呈现在人们的面前,表现型常常带有假象,直接依据“表现型”去盲目套用传统的统计学教科书上的“标准型”,十有八九会出错,因此,要想正确运用统计学,必须弄清反映“表现型”本质的“原型”,将“原型”正确转变成“标准型”后,就很少会出错。这样一种由笔者创立的可有效解决问题的新理论,被称为“统计学三型理论”[3,4]。

3.2 统计学三型理论应用举例 统计学三型理论听起来好象很抽象,其实,它却非常具体、实在。请看来自生物医学科研的两个简单实例,不仅很容易理解这个理论,而且会发现此理论大有用武之地。

例1 某研究者希望考察A、B两药物升高白细胞的疗效,以用药前后白细胞的改变值作为评价 疗效的指标,设计了如下的4个组,每组用20只小鼠,观察白细胞的数值。第1组:空白对照组第2组:单用A药组第3组:A、B药联合使用组第4组:第3组的空白对照组请问:这样设计实验错在哪里?对差错的辨析与释疑 这位研究者给出了该实验设计的“表现型”,它不能很好地实现原先的研究目的。事实上,没有必要设置两个空白对照组,白白地浪费了20只小鼠。事实上,要想揭示A与B药联合使用后是协同作用还是拮抗作用,不仅需要A、B药联合使用组和单用A药组,还需要单用B药组,故与本实验研究对应的实验设计的“原型”为下面的结构: 第1组:空白对照组 第2组:单用A药组第3组:单用B药组第4组:A、B药联合使用组若确实按此“原型”所决定的结构去做实验,各组均有20个白细胞的改变值,如何对数据进行统计分析呢?很多人又盲目地去套用传统的统计学教科书,认为这是一个“单因素4水平设计定量资料”,便不假思索地选用“单因素4水平设计定量资料的方差分析”处理此资料。这样做仍是被表面现象迷惑住了,因为4个组可能会有三种情况,及时种是真正的单因素4水平设计;第二种是两个或多个因素水平不组合而成的四个组;第三种是两个各有 2水 平的因素的水平组合而形成的四个组。只有弄清究竟属于这三种情况中的哪一种,才能选用合适的统计分析方法予以处理。本例属于第三种情况,将这个“原型”正确地转变成对应的“标准型”后,其结构见表1。

表1 A与B药单用及联合使用的实验设计模式(略)

表1的结构在统计学上被称为两因素析因设计或2×2析因设计,若其定量资料满足参数检验的前提条件(通常为独立性、正态性和方差齐性),应选用两因素析因设计定量资料的方差分析处理资料为宜,否则,需要寻找合适的变量变换方法,若变换后的数据满足参数检验的前提条件,再对其使用前述方法处理。例2 某临床医生收集到一组临床资料,见表2。该医生用成组设计定量资料的 t 检验对表中的8组数据进行了两两比较,试问这样做其错误的实质是什么?对差错的辨析与释疑 显然,表中的定量测定结果受到两个实验因素(组别与时间)的影响,而成组设计定量资料的 t 检验通常只适合处理单因素两水平设计(或叫成组设计)定量资料。换句话说,原作者将该资料人为地拆分成多个单因素两水平设计定量资料,割裂了整体设计,每次分析资料的利用率很低,又无法考察因素之间的交互作用对测定结果的影响,故结论的可信度降低。其错误的实质是不认识该定量资料所对应的真正的实验设计类型是什么,仅根据“表现型”去盲目套用统计学教科书上的“标准型”,从而犯了严重的错误。那么,该定量资料所对应的“原型”究竟是什么? 改变一下列表的格式,就很容易辨别出其“原型”,

“组别”是实验分组因素,即全部患者被分成互相独立的两组,而每组中的每位患者都要在4个不同时间点上被重复观测“胃电图平均波幅”的数值,各组患者在“测定时间”这个因素上被重复观测,而且,整个实验涉及两个实验因素,故此表格所对应的实验设计叫做“具有一个重复测量的两因素设计”。表3的结构既是该实验所对应的“原型”,也是其“标准型”。若其定量资料满足参数检验的前提条件(通常为独立性、正态性和方差齐性,但重复测量资料不满足独立性,需要用高级统计技术予以处理),应选用具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析处理资料为宜,否则,需要寻找合适的变量变换方法,若变换后的数据满足参数检验的前提条件,再对其使用前述方法处理。 值得一提的是,术前的测定结果在两组中应相等,否则,没有可比性。若确有差别,可将其视为“协变量”,采用具有一个重复测量的两因素设计定量资料的一元协方差分析方法处理此资料更为妥当。 以上通过分析两个简单的实例可知,统计学三型理论与我们的日常生活和科研工作都密切相关,无论是简单的还是复杂的与统计学有关的实际问题,几乎都可运用此理论作出合理的解释或找到正确的处理方法,有利于提高统计学的正确运用水平和科研工作的质量。

生物统计学论文:高校生物统计学实验教学方法改革与实践

高校生物统计学实验教学方法改革与实践

生物统计学是一门理论性、应用性和实践性较强的专业基础课,是数理统计的原理和方法在生物学中的应用[1]。学生科学研究能力的培养与生物统计学实验教学密切相关,高校课程体系除把其作为专业基础实验课外,还把其作为素质教育中的重要课程。通过这门课程的系统学习,不仅能够培养学生的逻辑思维能力,还能培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。实验教学是培养学生理论联系实际,提高创新意识和实践能力的重要环节[2]。通过《生物统计学》实验教学,可以培养大学生的归纳推理本文由论文联盟//收集整理能力、科研能力,也为大学生毕业论文的设计以及毕业后的科学研究等奠定良好基础,有利于培养学生的实践能力和创新能力。以往,生物统计学以单纯理论教学为主,不设或很少开设实验课,其实验教学有待进一步加强。因此,我们结合《生物统计学》的基本原理,利用计算机和统计软件,开设了《生物统计学》实验课,并尝试对该课程的实验教学方法进行探索和改革。

1 优化实验教学内容,注重能力培养

生物统计学实验是培养大学生科研素质、试验设计及其统计分析能力的基础,其实验教学内容的设置直接影响学生对生物统计学的理解程度,它在培养学生科研能力和应用技能方面起到重要作用。在实验教学过程中,我们把常用的统计软件和统计方法引入实验教学中。根据生物统计学教学大纲,在教学过程中,优化整体设计,以完整性、系统性、实用性为原则,基础实验与应用实验相结合,将生物统计学实验课程设计为一个有机结合、互相连贯的整体。在《生物统计学》实验教学过程中,我们利用计算机辅助实验教学,从以下几个方面开设实验课:(1)《生物统计学》某章节理论知识讲授完之后,利用计算机和相关统计软件,开设相应的实验课。(2)学生参与试验设计和试验数据统计分析。学生要在生产实践或实验室设计试验,亲自参与试验数据的采集,并对试验数据进行统计和分析,这样有利于加深学生对所学内容的理解。

2 优化实验结构,培养创新能力

根据生物统计学实验教学大纲和课程要求,其实验分为基础性实验、综合性实验、提高性实验三个层次。基础性实验为及时层次,以实际案例验证和再现基本原理为目的,加深学生对理论知识的掌握。例如按照例题借助计算机利用excel绘制常用统计图以及进行数据描述统计分析设置为基础性实验。综合性实验为第二层次,理论和实践分析相结合,以培养学生发现、分析、解决问题的能力为目的。例如利用excel进行统计假设检验、利用spss和sas软件进行方差分析和回归分析等为综合性实验。根据第二章试验资料的整理与特征数的计算,让学生利用excel对不同类型资料进行整理,绘制相关统计图表,培养学生实际操作能力,并要求学生在实验过程中要有探索意识,对培养学生的创造意识很有帮助。提高性实验为第三层次,以设计试验为目的,主要在开放实验室进行。学生可根据专业特点、知识结构和兴趣,设计试验内容,教师指导学生查阅文献、分析资料、提出假设,引导学生互相讨论,激发学生的兴趣,逐步完成试验。在这一过程中,发展了学生的个性和主观能动性,锻炼了学生创新思维,培养了学生试验设计及其统计分析的能力,为将来完成毕业论文设计和进行科学研究打下了坚实基础。

3 运用多媒体技术和统计软件,优化实验教学方式

随着多媒体技术的发展和多媒体设备的普及,多媒体课件在教学中的应用越来越广泛。多媒体课件因其容量大、展示灵活,而且集图像、音频和视频于一体,为教学创造了广阔的空间。实验教学过程中多媒体技术的适当应用可起到直观教学的目

的[3]。为了提高实验教学效果,我们将excel、spss、sas等 软件与《生物统计学》实验教学有机结合起来,在计算机上利用相关统计学软件进行实践操作,改革传统的教学方法,显著提高了《生物统计学》的教学效果,并有效提高了学生应用《生物统计学》解决实际问题的综合能力。例如利用统计软件开设回归分析实验教学时,创设情境,设置如下问题:(1)如何确定因变量与自变量之间的回归模型;(2)如何根据样本观测数据,估计未知参数,检验回归模型及;(3)在众多的自变量中,让学生判断哪些变量对因变量的影响是显著的,哪些变量的影响是不显著的。

4 改革实验教学考核方式,注重学生能力考查

成绩考核是促进学生复习、巩固所学知识, 并对教学效果进行检查的重要方法[4]。生物统计学实验教学的目的除了加深学生对理论知识的理解外,培养学生实践能力和科研素质,更重要的是培养学生设计试验的能力和统计分析能力。因此,我们制定出能反映学生能力的综合评估指标:一是平时实验考核,包括出勤、纪律、动手操作能力、团结协作、实验完成时间等,占总成绩的30%;二是实验报告考核,占总成绩的40%,每次实验结束后5d交实验报告,以班级进行批改,重点批阅实验结果、讨论与分析,若发现问题,及时纠正和解决。三是期末实验考核,占总成绩的30%。就是在期末时安排单独的实验操作考试,分为上机操作和笔试2个部分。上机操作考试要求学生在规定时间内上机进行实例操作分析,教师的评分以学生基本操作为主,并辅以相关理论问题进行提问,试探学生是否具有积极主动性和创新能力。笔试题包括基础性实验、综合性实验和提高性实验的内容,涉及实验原理、操作步骤、结果、讨论与分析等方面,目的在考查学生对知识的掌握程度,能否灵活运用相关统计方法分析和解决问题等。

5 语结

教学改革是时展的要求,教育改革是社会发展的必然趋势。实践证明,开设《生物统计学》实验教学后,培养了学生试验设计的能力,使学生掌握了正确收集、整理试验资料的方法、常见统计方法,最终目的是培养学生能利用生物统计方法对试验资料进行正确的统计分析,得出科学合理的结论。

生物统计学论文:生物统计学精品课程建设的实践与体会

摘 要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。

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,也要保障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年代 发展 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)多方位、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,开展多方位、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,得出试验条件。

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课程。作为精品课程的载体,应具有的教师队伍、的教学内容、的教学方法、的教材、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、能够促进学生的发展而深受学生欢迎的一门课程。

生物统计学论文:生物统计学试验设计教学改革思考

1《生物统计学与试验设计》教学中面临的突出问题

1.1课程较难,学生无法理解

长江大学农学院在二年级上学期开设该课程,是由于学生已经学习了《高等数学》、《线性代数》和《概率论》等该课程所必需的先修课程。但是大一学生整学期进行大类学习,农学相关的课程中仅仅学习了植物学,其他专业课基本没有开设,导致学生对农学专业十分陌生。该课程的特点之一是需要接触大量田间试验的相关实例,而学生在这方面十分欠缺,因此在理解上存在很大困难。另外,学生们从未参与过科学研究活动,也没有接触过试验设计,因此没有重视该课程,认为学不学无关紧要。从考试情况来看,考试成绩呈现正态分布,多数学生仅仅处于及格阶段。学生对基本的计算方法已经掌握,但是对细节掌握不好;且只懂得如何进行简单的统计分析,不懂得如何设计试验,更不了解进行科学试验需要经历哪些步骤。

1.2课程抽象,理论繁琐,公式复杂,学生毫无兴趣

《生物统计学与试验设计》是应用数理统计方面的原理和方法解释生物学现象、解释自然规律的学科,属于应用统计学的一个分支。该课程中含有大量的公式、理论和概念,十分抽象,普通学生根本难以理解。因此,学生普遍反映该课程学习起来非常枯燥,学习积极性不高,甚至有很多学生根本不上课,考试复习时直接记忆书上的公式。此外,为了改善教学效果,往往会给学生留课后作业,帮助他们理解。但是,由于作业计算量大,需要花费大量时间,导致学生对该课的学习更无兴趣。

2《生物统计学与试验设计》教学改进思路

2.1改变教学思路,多让学生参与科研,以科研带动课程教学

《生物统计学与试验设计》是一门与实践联系十分紧密的课程,因此在实践中让学生理解该课程的理论和试验设计方法显得十分必要,因此可以变抽象为具体,变繁琐为简单,收到非常好的教学效果。该课程总课时为60课时,其中理论课为50课时,实验课为10课时。可以适当增加实验课的比例,在实验课上多讲试验设计,将理论课与实验课融合起来,便于学生理解。此外,长江大学农学院连续多年来一直开展“两基三段式”教学,许多学生在大一结束时就进入老师的团队进行科学研究。对于这样的学生,任课老师可以在他们的科研活动过程中与团队老师共同指导,帮助他们正确设计试验,顺利开展科研,并且指导他们进行统计分析。对于没有参加科学研究的同学,可以由参与科研的同学组成兴趣小组,将研究过程对没有参与科研的同学进行讲解,帮助他们认识试验设计、试验过程及后期数据如何进行统计分析。此外,教师可以多给学生讲解自己科研过程中的实例,帮助学生理解。如笔者曾从事了水稻粒型基因的挖掘工作,曾经构建了一些遗传群体,并进行了不同材料之间的比较。该科研活动中需要用到的基本统计学方法包括统计描述(平均数和标准差等)、方差分析、t测验、χ2检验和相关性分析等。可在教学过程中结合这些实例给学生讲解,让他们觉得这门课不是那么遥不可及,能为自己将来进行科学研究奠定基础,由此增加他们的学习兴趣。另外,在讲解试验设计过程中,教师可以穿插一些曾经科研过程中的经验和教训,让学生明白怎么样的试验设计是好的,在设计过程中应注意哪些问题,避免以后犯错误,同时还可以起到活跃课堂气氛的作用。

2.2针对课程特点,多种教学方法相结合,达到事半功倍的效果

《生物统计学与试验设计》内容抽象,理论性强,枯燥无味,且公式繁琐、计算量大,因此单一的教学方法很容易让同学们注意力不集中,严重影响教学效果。在教学过程中,需要授课教师根据不同的教学内容采用多种不同的教学方法。目前,长江大学几乎所有教室都安装了多媒体。多媒体教学可以使学生们对生物试验有直观具体的认识,部分解决该课程抽象枯燥的缺点,而且可以加快教学进度,因此受到了学生的一致欢迎。在教学过程中,可以适当增加图片、视频等信息,增加学生的感官认识,便于学生理解,活跃课堂气氛,增加学生的学习兴趣。而在进行公式推导时,就要在黑板上一步步讲解和演算,将推导过程详细罗列出来,便于同学们掌握。在统计分析部分的讲解中,要明确学生应该掌握的重点内容,即如何读懂分析的结果,并根据结果解释生物学现象,并指导农业生产实践。在计算机高速发展的今天,统计学家已经开发出了数量庞大的统计软件,这些软件中具代表性的有Excel、SPSS和SAS等。应当加大软件讲解的力度,着力帮助学生深入理解数据统计分析的应用范围和使用方法,使他们能正确使用软件,并能读懂软件分析的结果,能根据结果对生物学现象进行解释。此外,该课程的教学不能仅限于课堂,要逐步实行开放式教学。将教学教案等教学文件通过网络平台传给学生,建立相关的QQ群,并主动告知自己的电子邮箱,方便与学生交流。同时要定期安排答疑,遇到学生反映较多的问题,还可以找集中的时间统一、详细再讲解一遍。

3结语

《生物统计学与试验设计》理论性强,内容多,概念公式多,学生们普遍反映学习起来枯燥乏味,学习兴趣不大,教学效果也不好。教师在教学过程中,要通过各种方式调动学生的积极性,将抽象的内容具体化,使学生易于接受。同时采用多种教学手段,帮助学生理解和掌握课堂上所讲的内容。另外还要让学生多参与科研,在科研中启发他们对于该课程的认识,并将书本上的知识应用在实际科研过程中,以提高教学效率,改善教学效果。

作者:邱先进 张文英 李俊凯 单位:长江大学农学院 主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心

生物统计学论文:高等师范院校生物统计学课程考核方式研究

摘要:“生物统计学”作为普通高等师范院校生物专业的专业基础课程,有较强的实践性和应用性.目前该课程的考核方式主要为试题考核,不能适应课程的发展.笔者通过多年的教学实践,提出了把生物统计学的考核与学生的毕业论文结合起来,采用开放式考核的方式,考核学生对“生物统计学”课程的学习掌握程度.教学实践证明:此种考核方式提升了学生对该门课程学习主动性和积极性,提高了学生的专业应用能力水平.

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.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、.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.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,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,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,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.

作者:陈光升 单位:绵阳师范学院生命科学与技术学院

生物统计学论文:高校生物统计学课程教学改革探究

摘要:分析目前高校传统教学模式下生物统计学教学之不足以及理论课程与社会实践之间的差距,提出在课程整合模式下生物统计学课程的改革措施,指出在教学中融入多元化的概念,推进课程形式、教学模式和教学资源三个方面的有效整合。在教学中逐步实现新的教学模式,为提高学生素质提供保障。

关键词:课程整合;生物统计学;素质能力

一、生物统计学的教育现状

随着生命科学研究的飞速发展,生物统计的重要性日趋彰显。2014年LinkedIn对全球超过3.3亿用户的工作经历和技能进行分析,在公布的最受雇主喜欢及关注的25项技能中,统计分析和数据挖掘位列榜首。生物统计学是运用概率论和数理统计的原理和方法,分析和解释生物界各种现象和实验调查资料的一门学科[1],是众多高等院校中生物学、医学、药学和农学等专业的必修课程。生物统计学的教学内容前后章节关系密切,环环相扣,层层深入,具有内容多、公式多、概念多的特点。学生在学习中感到晦涩难懂,容易产生难学、厌学的思想。同时,目前生物统计学的教育还存在一些不足之处:(1)试验设计在教学中所占比例不足。生物统计学与试验设计是紧密结合在一起的,主要向人们讲授了从事科学研究的试验方法和对收集到的试验结果进行分析整理的方法。凯尔文勋爵(LordKelvin)曾说过:“当你能够衡量你所谈论的事物,并能以数字来表达它时,可以说你对它有了一些了解;而当你不能衡量或不能用数字表达时,你对它的知识就是肤浅的和不能令人满意的”。由此可见,生物统计学作为量化事物的工具和手段在科学研究中发挥着重要的作用。然而,目前该课程的设置上忽视了新形势下的教学导向,偏重统计基本方法和基本理论的介绍,忽视了试验设计的介绍。(2)生物统计学理论和社会实践的脱节,学生缺少将统计理论应用到实践中的能力。在生物统计学的教学实践中,教师偏重理论知识的讲解,使得教学内容空洞而枯燥。同时,在课程设置中未将生物统计学与专业实践课联系在一起教学,使得学生脱离了社会实践,导致学生的学习积极性不高。(3)生物统计学和医学基础课之间的分离。在课程设置上,没有将这两个学科整合在一起,学生既没有形成自己的知识框架,又没有将生物统计学的知识应用到医学基础课的学习中。

二、课程整合理论对生物统计学教学的启示

基于上述课程设置及教育中的问题,南方医科大学生物统计学系在多年的教学实践中总结构建了“课程整合”体系。早在19世纪末20世纪初,在杜威(JohnDewey)发起的进步教育运动中,就有了一种综合课程的思想,他强调在理论与实践中倡导课程整合。ParkW.J.在参考了各类界定的基础上,认为整合的课程是超越单门学科有目的地组合知识、观点和探究问题,以达到学习者对学习内容更深层的理解[2]。根据目前生物统计学的教学环境和条件,深化生物统计学课程整合涉及到课程形式、教学模式和教学资源三个方面。

(一)课程形式的整合

以南方医科大学的五年制临床医学本科课程设置为例(其它学校基本类似),主要分为公共基础课程、专业基础课程、专业课、公共选修课和实践教学五类。公共课程包括大学语文、外语和体育等;专业基础课程为学生必须掌握的专业基本理论、基本知识和基本技能的课程;专业课指从事本专业或相近专业工作所需的相关课程和专业学习的延伸课程,主要培养学生从事相应领域临床实践的初级思维和能力;公共选修课为面向全校所有本科专业开设的选修课程;实践教学分为课内和课外实践教学环节,主要培养学生的实践能力和科研能力。在课程整合中主要有:(1)生物统计学的理论课程和实践教学课程的整合,其主要目的是使学生对生物统计将来的应用领域有一个大概了解,能够正确理解和合理解释应用领域的问题,面对统计咨询对象时能和其它专业人士进行较好的沟通。(2)整合生物统计学中的应用软件和专业基础课程,如SPSS软件与生物统计学,STATA软件与流行病学,RevMan和循证医学等,通过在一个学期同时开设两门课程,使学生充分感受到应用软件的实用性,有助于对一些抽象的计算方法的理解,提高学习兴趣进而提高学习效率。

(二)教学模式的整合

南方医科大学生物统计学系实施了导师制教育,每位导师指导3到6名本科生,从三年级开始指导学生参加科研活动和统计咨询与数据处理实践。导师制教育的实施整合了理论教学和实践教学,这种教学模式变教师“主讲”为“主导”,学生“被动”为“主动”。导师制教育是运用任务驱动法,以实际案例为主线,教师为主导,学生为主体的教育方法,最终目的是培养学生实际应用统计学知识的能力[3]。学生在实际案例的教学情境下学习统计学有多重好处:及时,丰富的生活案例或科研案例激发了学生学习统计学的兴趣,驱动着学生进行不断学习,培养了学生的文献查阅能力、团体合作的能力、克服困难的能力,以及在解决案例后的自我认同感。第二,案例教学可以激发学生的主观能动性。在这样的教学模式整合中,突出了学生主体的地位。学生在老师和同学的帮助下,在完成各项小任务的过程中,逐步完善各个主题的知识体系的构建,促进知识的吸收和应用。第三,案例教学培养了学生思考、分析和解决问题的能力,锻炼了学生的逻辑思维,激发了学生的科研兴趣。几年的实践表明导师制教育的执行不仅提高学生专业统计学软件的学习成绩,同时学生真正学会了生物统计学的应用能力,能够有机地将理论和实践相结合,达到了较好的教学效果。

(三)教学资源的整合

生物统计学教学资源整合包括:教材资源的整合和网络资源的整合两方面。教材资源的整合要考虑到教材的规范性、性、时代性和针对性,使学生在学习中举一反三,有效地发挥学生学习的主动性和自主性。在教材的选择采纳上,除了使用中文的本科生规划教材外,还选取了部分英文教材如《FundamentalsofBiostatistics》(RosnerB,2006,6thEdit)、《UsingMultivariateStatistics)(TabachnickBG&FidellLS,2007,5thEdit)等。网络资源的整合为生物统计学的教学提供了丰富的资源和空间,利用“微信墙”增强学生的参与和互动,突出因材施教和个性发展。同时,利用网络资源,按照“自评他评结合、堂内堂外结合”的原则,综合运用现代先进技术,注重对学生日常学习表现作出发展性评价,逐步推动形成性评价体系建设。

三、结束语

医学课程改革中的“学科细分”和“课程整合”并不矛盾,课程整合的主要目的是消除各学科教学间的壁垒,促进学术的交流;同时,课程整合有利于促进教师之间的交流和合作。在高等医学院校,我们要着眼于未来,实现基础与临床、医学与人文、公共卫生与临床医学的有机整合。

作者:关 颖 张国霞 单位:南方医科大学

生物统计学论文:生物统计学精品课程建设实践体会

摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。

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,也要保障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)多方位、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,开展多方位、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,得出试验条件。

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课程。作为精品课程的载体,应具有的教师队伍、的教学内容、的教学方法、的教材、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、能够促进学生的发展而深受学生欢迎的一门课程。

本文关键词:生物统计学精品课程教学改革

生物统计学论文:对提升《生物统计学》教学效果的思考

摘要:生物统计学是生物医学类专业及研究中不可或缺的工具,然而由于其教学内容抽象、实践性强,从而增加了教学难度。本文分析了生物统计学课程的基本特点和教学要求,从教学内容、教学方法和课程考核等方面进行总结,以期提高生物统计学的教学水平和学生的综合素质。

关键词:生物统计学;教学效果;案例教学

生物统计学(Biostatistics)学是概率论和数理统计的原理和方法在生命科学领域的重要应用,它贯穿于生物医学研究流程的始终,不仅提供试验设计、数据收集整理和数据描述的基本方法,还提供合理选择统计分析方法以及对统计结果的分析与应用的重要原则[1]。因此,生物统计学是生物医学类各专业的重要基础课和必修课。该课程旨在培养学生具备统计思维,正确选择、应用统计方法解决生物医学研究中遇到的问题。通过该课程的学习,能为学生后续课程学习、毕业设计及科研论文撰写打好基础,也有利于培养学生的科学素养以及运用数学工具分析和解决问题的能力,从而大大提高学生的综合素质[2]。但生物统计学有很强的理论性和实践性,教学内容包含大量复杂的数学公式和抽象概念,需要学生具备一定的数学基础和逻辑推理能力。与其他专业课相比,普遍反映授课难度大、学生积极性不高、遗忘快。因此,必须针对该课程特点,改革教学体系、教学方法和考核方式,达到激发学生学习兴趣,培养学生熟练掌握并灵活运用常用试验设计和统计分析方法的目的。作者结合自己近年来的教学实践,分析教学过程中存在的问题,就如何提高生物统计学的教学效果浅谈自己的体会,为提升生物统计学的教学质量提供一定的参考。

一、生物统计学的教学体系建立

课程体系和教学内容直接反应课程的教学目的和培养目标,是培养学生学习能力、提高教学质量的核心环节。在生物统计学教学体系建立过程中,我们综合考虑课程特色和教学要求,从理论教学和实践应用环节入手,组织整合教材内容,精心提炼生物医学研究中的实际问题,以期给予学生在生物统计学的学习和应用中以科学、合理的引导。首先,理论教学是整个教学体系构建的基础,而教材则是教学体系是否完整而有效的基础与核心。作为教学内容的载体,教材是学生获取知识的来源,也是教师教学的依据,它是贯穿教学活动的重要因素,因此,教材的选择将直接影响教学质量和效率。在教材选择方面我们主要考虑了教学内容覆盖的性,在教学中指定李春喜主编的《生物统计学》(第五版)作为教材,根据本科教学的实际需求选择部分内容进行详细讲解。同时,授课教师归纳和融合其他参考书的教学内容,透彻理解教学内容的内在逻辑联系,打造适合本专业的理论教学体系。

其次,生物统计学课程具有很强的实践性。因此,实践教学体系是生物统计学教学的另一关键,也是检验课程实际效果的最终标准。在教学过程中,我们将计算机技术和统计软件引入生物统计学的实践教学,向学生介绍Excel、SAS、SPSS等经典统计软件的特点,在不同章节教学中穿插具体统计方法的统计软件实现,讲解利用统计软件进行统计分析的步骤,达到将抽象统计理论与直观形象操作相结合的目的。统计软件引入生物统计学教学既体现信息技术时代的特点,又适应了高素质应用型人才培养的要求[3]。另一方面,我们以具体的科研案例为基础,指导学生运用生物统计学知识自主进行实验设计和数据分析,并将实验方案和统计方法运用到学科竞赛等课外科技活动中,不仅巩固了学生对知识的理解,也提升科技作品的档次。在毕业论文环节,加强对学生论文中统计学方法运用的培训和规范化要求,提高毕业论文的质量。这些实践教学活动使学生把所学的知识真正运用于解决实际问题。

二、多元化教学,提高生物统计学教学效果

传统的生物统计教学以教师课堂理论讲授为主,教学活动以教师为中心,有利于教师掌控课程内容和进度,但教学效果主要取决于教师个人的课堂组织和语言表达能力。由于生物统计学教学内容枯燥,抽象概念多、关联度高,公式多且难记忆,学生在被动听课的过程中易产生厌学情绪,学习积极性不高,对知识的掌握效果欠佳。同时,单一的讲授教学使学生在课后除完成习题外,无任何其他检测手段,难以达到学以致用的效果,学生也难于感受该课程的现实意义。从教学实践中也发现,依靠传统教学模式,尽管教师和学生都投入了大量时间和精力,学生不会灵活应用相关知识来解决实际问题。在课程结束一到两年后,学生会遗忘学过的大部分知识,面对毕业设计和生产实践中遇到的问题一筹莫展。因此,必须采用多元化的教学形式,利用丰富的教学内容和富于变化的教学手段来吸引学生注意力,提高教学效率的目的。

(一)板书教学

板书教学作为传统教学手段,在讲授大数定理、中心极限定理、方差分析的分解等重要的统计学原理和相关公式的证明和推导时,可以留给学生足够的时间理解和消化讲授的知识,学生可在在老师的引导下积极思考,因而在理论教学时具有其他教学手段难以比拟的优势。

(二)多媒体教学

随着计算机技术的普及,多媒体教学手段在高校教学中已被广泛使用。多媒体教学能给予学生直观的图形、图像,能使得一些抽象的问题形象化,这对于生物统计学这样抽象概念众多的课程来说显得非常重要,通过我们精心制作的生物统计学课程教学课件,学生能多角度地直接观察对象,更好的理解抽象的生物统计学概念;而通过搭配课件中不同的背景、文字、图片、视频等内容,使得课件图文声像并茂,能多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣,提高学生的学习兴趣,能有效地突破教学难点。我们还利用多媒体教学交互性好的特点,基于本校课堂互动系统,要求学生接入该系统在线实时答题,师生共同批改检查并进行当堂评价,使大部分学生能在课内理解掌握重要知识点,有效解决了知识缺陷累加的问题。此外,在目前还没开设课内上机实验的情况下,我们还利用多媒体课件进行演示实验,如:随机抽样分布中的随机数生成,介绍Excel、SAS、SPSS等统计软件在统计推断、方差分析、一元回归等方面的应用,讲解利用上述统计软件进行统计图表绘制的要求和流程等,让学生清晰、直观的掌握抽象的概念及过程,提高学生分析和解决问题以及呈现研究数据的综合能力。

(三)案例式教学

案例教学法起源于19世纪20年代,由美国哈佛商学院所倡导。该方法将工作中的真实情景加以典型化处理,形成供学生思考分析的教学案例,学生通过课前/后独立学习和课堂讨论的方式主动参与教学过程。在生物统计学课程中我们遵照“提出问题―学生思考―寻求解决―理论讲授―实践运用”的思路实施案例教学法。在讲授前将要分析讲解的案例分发给学生,让学生在课后预先寻求解决方案,课堂上先由学生讲述自己的解决方案,然后再由教师分析讲授相关原理和正确方法。案例式教学可引导学生通过独立思考、分析案例,获取解决方案的学习过程,真正认识到生物统计学课程的重要性,形成正确的统计思维。此外,基于案例的教学模式重视教师与学生的双向交流。学生要对材料进行消化并查阅各种资料提出解决问题的方案;而教师要对学生的解决方案给以引导,并不断整合新的教学内容,对教师也提出更高的要求。在生物统计学中引入案例教学是提高教学效果的一种有效手段[4]。

三、改革考核方式,培养学生综合能力

作为评定学生对所学知识掌握程度的依据,考试是教学中的一个重要环节,它可以促进学生系统总结已学知识,也是教师了解教学效果最有效的方法。目前,生物统计学的考核方式多以期末闭卷考核为主,考察内容侧重于基本概念、理论和计算。这种考核方式下学生平时听课作业不认真,考前突击也能通过考试;即使是掌握了知识点的学生也可能不会灵活解决科研中的实际问题。因此,我们改革考核方式,结合平时含书面作业、案例分析口头讲述和期末考试综合评定学生成绩。期末考试形式为“一纸开卷”,学生可以将自己认为重要的知识点梳理后归纳至“一纸”上供考试时参考。考试内容加入大量案例分析内容,更为灵活。实践证明,上述考核方式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。

四、总结

综上,我们在生物统计学的教学中不断系统提炼教学内容,注意多种教学方法结合,通过灵活多样的教学手段调动学生学习的主动性,积极与学生互动,使学生由“被动式学习”转向“主动式”、“创新式”学习。通过不断探索和尝试,我们积累了一些经验,教学效果也得到了学生的肯定。但我们也深知,生物统计学为生物医学类学科中重要而特殊的一门工具学科,对教师的综合素质有着较高的要求,要进一步提升教学质量仍然任重道远。在今后的教学中,我们将努力提高自身科研素养和教学技能,优化教学过程,努力建立适合本专业特色和实际需要的教学体系,为提高该课程的教学质量而继续努力。

生物统计学论文:生物统计学课程形成性考核方法分析

摘要:生物统计学属于重点和难点课程。传统考核模式严重忽略了学习过程的考核,本文把形成性考核与传统考核模式进行对比,总结了形成性考核方法的优点,并针对目前形成性考核方法在生物统计学课程的应用实践做出了分析。

关键词:生物统计学;考核方式;形成性考核

生物统计学课程是一门专业基础课,由于课程涉及数理统计知识和计算分析方法较多,同时,它又不仅仅是数学公式的堆积,而是统计理论在生物学领域中的应用,需要根据不同的研究群体和试验设计选择不同的处理方法,因此历来是学生学习难度较大的一门课。该课程结课考核时考试结果往往不理想,学生对知识的掌握常常不到位,考试成绩及格率相对偏低。但是该课程却有着重要的意义,学生普遍反映研究生期间的学习过程以及毕业论文中数据的处理分析经常会用到这部分基础理论知识。

分析其课程不如人意的影响因素有很多,其中学生不注重平时的练习,对学过的统计分析方法不理解、不掌握,生搬硬套公式是一个很重要的原因。究根结底,与该课程以前所采用的传统的课程考核模式不无关系。

传统的“一考定乾坤”的成绩考核模式明显已不适应现在高等教育的形势和人才培养的需求[1],尤其是对生物统计学这种理论与实际分析结合的课程。如果只是通过一次考试来进行评价,学生若平时再不注重知识的积累,很容易在复习的时候出现心理负担过重、课程理解难度加大等问题。如果在教学过程中采取形成性考核,则可以对学生的学习过程进行督促和考察,能够真正发挥考核的评定、检测、诊断、反馈、引导和激励等功能,达到教学和考核互相支撑、紧密配合、有机结合,提高人才培养质量。从2006年开始,我们在生物统计学教学考核中采用形成性考核方式。本文就形成性考核在生物统计学教学中的应用做了初步的探索分析,并发现问题,总结经验,提出进一步改进的建议。

一、形成性考核方法介绍

所谓课程形成性考核,是指依据一定的标准,按照一定的程序和方法,定期或不定期对学生课程学习过程的状况进行考核和评价,并将考察和评价的结果作为评定学生课程学业成绩依据的过程[2]。

与传统的考试考核模式相比较,形成性考核具有以下优点:(1)更注重学习过程的考核,将过程与效果紧密结合起来。(2)考核机会更多,避免了传统考核模式重期末、轻平时的缺点,能及时发现学生学习问题,并给予其补救机会,最终调动其主动性和积极性,促使其更认真学好功课,杜绝部分学生铤而走险在考试中舞弊的侥幸心理。(3)考核形式多元化。传统的考核模式往往形式单一,绝大部分为开(闭)卷考试。而形成性考核可以在平时开放的学习环境下融合各种各样的考核方式,鼓励学生自发学习。也就是说,课程形成性考核是对学生学习过程的考核,能更、更客观、更公正地反映学生学习的状况,其将过程考核结果与课程终结性考核结果相结合,能更合理地对学生课程学习过程和课程学业成绩进行评定。课程形成性考核是现代教育教学过程中的重要环节,能够加强学习过程控制,督促学生学习,提高学习效率;反馈教学信息,及时调整教学节奏和方法,提高教学质量;、客观地评定学生课程学习效果和成绩。

二、生物统计学课程形成性考核实践

在生物统计学课程教学过程中,我们采用的具体的课程考核方式很多,按照类型划分,主要有平时作业考核、平时课程学习表现考核、阶段性小测验考核、特别作业考核、实践性作业考核、期中期末考试等。其考核最终成绩计算方法为:最终成绩=(平时与小测验总成绩×30%+期中成绩×40%+期末成绩×30%)×率+其他加分。其中,平时作业考核是在每一章学习结束后下发这一章的作业,并规定交作业的期限,按照作业完成的数量及质量进行评分,实行推迟24小时交作业,成绩扣除10%的惩罚。平时课程学习表现考核是根据学生在学习过程中的出勤率、学习态度、课堂表现等各方面的情况评定其成绩。如果课堂发言积极,与教师互动较多,给予一定的奖励,包括加分或书籍、礼物等物质上的。同时,鼓励学生走上讲台,亲自体会“台上一分钟,台下十年功”的辛劳,使之珍惜教师的劳动以及得来不易的学习机会。阶段性小测验考核是在教学过程中在课堂上随机进行的小测验,以检查学生学习过程中的情况,并可兼做出勤考察用。具体根据课程教学内容安排的实际情况确定,次数不宜过多,结合课程内容需要进行。特别作业考核,一般是在期中考试后进行的,以自愿为原则参与考核,主要目的在于给予期中考试成绩不理想的同学一次补救的机会。其内容一般是针对该课程所学内容或对课程本身的某一方面谈谈感想或是给学生一个实际问题要求运用统计知识给出一套解决方案。这种考核方式可以促进学生对课程的思考,并激起学生学习的兴趣和动力。根据学生完成作业的质量,考虑给其成绩加上0~2分。实践性作业考核,和特别作业考核相似,一般也是在期中考试后,期末考试前进行的。一般是提供给学生一些原始数据,如几个班的学生成绩资料,某养殖场的生产性能测定数据等,让学生运用所学的统计分析知识进行分析,并尝试形成书面论文。按照学生分析结果的正确性及论文写作质量,考虑给其期末成绩加上0~2分。期中、期末考试与传统考核模式基本相同,采取闭卷考试、统一阅卷的方式进行。此外,为了激发学生对生物统计学的兴趣,我们还特意设计了一项激励机制,给出了一个复杂的期中考试成绩的补救公式。

之所以给出如此复杂的公式,就是为了引导学生思考如何把学到的知识应用到生活和学习中去,以融会贯通。期中考试的补救成绩将替代原期中考试成绩,鼓励那些在期中考试中成绩不理想的学生继续努力学习提高成绩。

如果采用形成性考核,则教学工作量会呈数倍增长。我们采取的解决办法是吸纳汲取研究生力量。研究生参与作业批改、教学和答疑也是我们采用的一种方式。一来借鉴研究生同学本科学习的经验,对本科生进行学习过程教育,起到另一种言传身教的作用;二来创造更多的研究生与本科生之间的交流机会,促使研究生在独立完成课题的同时,完成知识输入到知识产出的过程,培养发展的综合素质。

基于以上分析,我们的形成性考核的内容涵盖了学生学习过程和结果的各方面,包括学习态度、学习能力和学习效果。其中,学习态度主要指学生课程学习的积极性、主动性和自主性,这从出勤、完成作业的时间和质量以及期中考试后是否采取补救措施的角度进行衡量;学习能力主要指学生选择学习资源、学习媒体、学习方式与方法进行课程学习的合理性与有效性水平;学习效果主要指学生独立完成课程学习内容、课程作业、课程实践环节的质量以及课程考试的成绩。学习态度、学习能力、学习效果三方面的课程形成性考核,较符合生物统计课程教学实际。

三、目前形成性考核方法实施过程中的问题及原因分析

通过几年来生物统计学课程的形成性考核方法的持续实施,督促学生加强平时的练习,指导学生自主学习,加深了学生对基础知识的理解,激发了学习兴趣及主动性,提高了学生自主探究能力。学生普遍反映生物统计学课程的恐惧心理已经不复存在,并且该课程的及格率也大大提高。学困生更加积极认真学习,许多的学生甚至开始学习阅读国外生物统计学课本,并与教师交流,教学相长。但是其中也发现了一些问题,那就是一直存在着平时作业率普遍偏高,而期中、期末考试成绩较低的不合理的情况。

为什么会产生这种情况?通过对形成性考核的构成内容进行分析,发现平时书面作业考核方式占据了形成性考核内容的大部分,但是由于这种开卷类考试本身就存在互相参考或抄袭不容易被发现的缺点,因此书面作业成绩存在一定水分,只能反映大多数学生对所学内容的掌握情况。而且我们安排作业答疑,鼓励同学针对作业进行讨论,助长了一部分学生被动学习的惰性。此外,本着大学生自尊心强的前提,对不按时交作业或者抄袭的同学,没有采取措施进行严格的处理。

四、对形成性考核方法实施过程的几点建议

1.分组考核。可以将每班同学随机分成小组(好男、女混合),以小组为单位安排平时作业或课堂小测验,各小组的作业题不同,增加学生抄写作业的难度。同时,又培养了学生之间交流和团队合作能力。

2.校验考核。在期中考试后,对那些平时作业率比较好而期中成绩不理想的同学,进行一项小测试,测试内容为以前各次作业中的原题,以推测其是否有抄作业的行为。对抄写平时作业的同学进行严肃的处罚,如降低平时成绩、增加学习任务等。

3.答疑考核。建议把每次作业的答疑合理地组织管理起来,这是一个能很好地动态反映学生在学习过程中的学习态度和努力的过程,及时发现和正确引导被动学习的学生。

4.行为考核。如果实际情况允许的话,可以要求学生在交作业时,把写作业过程中的演算纸一并交上,这是一个很好的防止学生抄袭作业的方法。

生物统计学论文:高校《生物统计学》课程教学改革、探索与实践

摘要:生物统计学是科学研究和实践的重要工具,具有较强的理论性和实践性。为提高生物统计学教学,本文从课程定位、现状分析及教学内容、教学方法、教学实践以及考核方式等方面进行了改革的探索与实践,以期起到抛砖引玉的作用。

关键词:生物统计学;教学改革;探索

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“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障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%;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。

生物统计学论文:注重应用能力培养的生物统计学课程建设

摘 要: 生物统计学是现代生物科学研究和生产实践不可缺少的工具。该课程教学多强调公式记忆和推导,而忽略生物统计的应用特点,且缺乏足够的实践环节,导致学生对生物统计学的实际应用能力偏低。本研究通过以案例教学和专题训练的形式培养学生统计学思维和实际应用能力,把传授知识、培养能力和提高素质有机结合起来,使学生在毕业论文设计、“大创”及我校“太阳鸟”等项目中,较熟练地应用生物统计学的基本原理和方法解决遇到的实验设计和数据分析等问题,以达到良好的教学效果。

关键词: 应用能力培养 案例教学 专题训练 生物统计学

1.引言

生物统计学是关于生物科学研究中资料的搜集、整理和分析的科学[1],是现代生物科学研究和生产实践不可缺少的工具[2],其在农学、生态学、环境科学等相关学科广泛用于认识、推断和解释各种现象。该课程的教学目的是使学生根据数理统计的基本原理,设计科学实验、正确处理和分析实验数据,并结合专业知识对实验结果做出科学合理的分析和解释[3]。通过该课程教学,不仅可以培养学生科学运用统计学的方法分析和解决问题的能力,而且可以培养学生探索问题的能力,激发学生的开拓创新精神[4]。

2.生物统计学课程改革的背景

业已成为高等院校生物学及相关专业的必修专业基础课的生物统计学,相对于其他数学课程其应用性比较强,且教学难度较大[3]。近年来,教学人员在生物统计学教学改革方面进行了一系列探索,取得了一定经验[5],[6]。但仍然存在很大不足:如关注生物统计本身的数学属性,过分强调公式的记忆和推导,而忽略其应用性特点;知道生物统计学是应用型学科,却缺乏足够的实践环节,导致学生对生物统计学的实际应用能力偏低[7];21世纪生物科学交叉学科和跨学科的发展,对生物统计学课程提出了新要求,当前生物统计学教育却远远滞后[8]。因此,更新教育理念、建立以应用能力培养为导向的生物统计学课程教学体系,是培养社会对人才需求的一个急待解决的问题[9]。

3.生物统计学课程改革设计

按照高等教育课程改革的基本要求,结合生物统计学教学设计的基本原则,借鉴信息化和项目教学设计方法,探索基于典型案例和专题的生物统计教学模式,实现“教、学、做”一体化教学设计。该模式由“案例教学”和“专题训练”两个环节组成,下面介绍该模式的具体实施方案。

3.1通过案例教学培养学生统计学思维

在教学过程中笔者发现学生沿用中学学习方式学习生物统计学,碰到数学公式总要刨根问底,而常常会忽视这些公式、概念的实际应用。因此,在教学中通过案例教学方式,有意识地引导学生确立统计思维,使学生真正学会生物统计课程中相关概念和公式的统计意义,而不是公式本身。并打破传统章节安排形式,以案例形式串联各个知识点。案例选择上,注重以应用能力培养为导向,淡化理论的完整性,突出应用性、实践性,促进学生把课堂知识学习由感性认识提高到理性认识,培养学生解决实践问题的能力。如从讲述如何比较两个人的身高,进一步讲述如何比较两个班级所有学生的身高,在此基础上给学生引入平均值、方差、假设检验等统计学基本理论和公式。在此基础上,引入中日韩平均身高的案例,为什么韩国人的平均身高要高于中国人和日本人?引起学生兴趣,让学生分析可能的原因;随后讲解统计量的概念,指出该案例在统计学上是错误的,因为没有考虑地理区域因素,且采样方法是有错误,等等。以案例教学的方式,向学生演示各种统计分布特点和推导方式,在此基础上着重讲述各种统计参数、统计量的意义和适用范围,逐步培养学生统计思想,使学生真正学会生物统计课程中相关概念和公式的统计意义,并能在实际工作中灵活应用。

3.2专题训练培养学生应用能力

开展相关生物统计学应用专题,专题数据来自于生物技术专业教师的研究课题相关的研究成果,使学生应用这些数据能独立完成数据统计和结果分析,达到与本专业教师的科研项目相结合的目的。以生物统计学主要教学内容“资料整理与特征数的计算”、“统计推断”、“方差分析”、“直线回归与相关分析”、“实验设计”为设计主线,设计的专题训练为“生物专业技术试验数据预处理与分析”、“两种施氮条件对隐子草根系的影响”、“不同盐碱梯度下吴屯杨长势分析”、“吴屯杨与新疆杨培育经济效益分析”、“羊草愈伤组织诱导与成分分析”、“不同菌肥对蔬菜品质的影响”等。在实际教学过程中,首先由笔者讲述一两个专题,专题讲述内容为:研究目的、研究意义、实验设计、原始资料的收集、资料处理、数据分析、图表制作和结论等。目的是使学生在统计学思维的基础上,初步建立科学的思维方式,让他们对科研工作过程有一定了解。然后将学生分为若干学习小组,让每组学生选择一个专题,进行专题训练(实验数据来自于具体教师科研的部分实际数据)。根据专题训练要求,将专题训练分为实验设计、数据收集与处理、数据分析、总结报告等五部分,具体专题根据难易程度可以细分。所有专题研究均要求撰写有一定水平的研究报告,小组中每位同学都有上讲台讲述的机会,向课堂其他同学讲述,如何设计实验、如何提出异常数据、采用何种分析方法、如何得出具体结论,等等,期间由老师点评他们在训练中的优点和不足。学生通过组成兴趣小组开展专题研究,初步实现从被动接受知识向提升应用能力和创新潜能的转变。

4.结语

通过案例教学方式培养学生的统计思维、以专题训练形式培养学生应用能力,建立以应用能力培养为导向的生物统计学课程案例教学和实践教学体系,将传授知识、培养能力和提高素质有机结合,使学生可以较熟练地应用生物统计学的基本原理和方法解决生物学生产和科研中遇到的实际问题。该模式的教学结果在本科生毕业论文设计、“大创”项目及校级“太阳鸟”创新项目等项目中,学生的试验设计、试验结果的处理和分析都得到了良好反馈。

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