提高生物統計學教學效果的方法探索

趙磊

摘要 ? ?生物統計學是數理統計學在生物學領域的應用，是進行科學研究與實踐的重要工具。生物統計學是植物生產類及生命科學類相關專業本科生的專業基礎課，具有較強的理論性和實踐性，是一門教師難教、學生難學的課程。本文針對生物統計學的教學特點，結合數年教學實踐過程中的探索與嘗試，歸納總結教學心得與體會，對如何有效開展教學進行初步探討，以期為今后高校生物統計學教學改革提供參考。

關鍵詞 ? ?生物統計學;教學方法;教學改革

中圖分類號 ? ?G642 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）23-0250-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

生物統計學是運用數理統計學的原理、方法分析和解釋生物學現象及問題過程中所形成的一門學科，是應用統計學的一大分支。生物統計學的主要內容包括試驗設計方法、數據的收集與整理、統計方法的選擇及結果分析與應用。隨著生物學研究的快速發展，生物統計學已發展成為現代生物學領域進行科學研究和生產實踐必不可少的工具，是生命科學相關專業學生都應該掌握的一門重要的工具學科，是高等院校生物科學專業的必修課程之一。生物統計學具有較強的理論性、邏輯性及實踐性等特點，學習中涉及到大量的數學公式，同時由于假設較多、比較抽象，要求學生必須具有扎實的數學基礎和較強的邏輯推理能力，一直以來都被認為是生物學科專業最具難度的課程之一。與其他課程相比，生物統計學內容多且零碎、概念多且抽象、公式多且復雜，從而造成教師難教與學生難學的局面[1]。因此，針對該課程特點，探索更加適合的教學內容、教學手段和教學方法，最大程度激發學生的學習興趣，讓學生從被動接受變為主動學習，熟練掌握課程知識并能夠應用到專業實踐中是一個非常重要且亟待解決的問題。筆者結合自己的教學實踐，在分析、思考教學中遇到問題的基礎上，就如何提高課程教學效果進行探討，以期為生物統計學的教學改革提供一些參考。

1 ? ?明確生物統計學課程的重要地位

生物統計學是一門重要的工具學科，是許多高等院校農學、生物學、醫學、植保、林學及食品等專業的必修課程，在本科教學中占據非常重要的地位。它是進行現代生物學研究所必須掌握的工具，是從事生命科學研究工作必備的基礎技能;同時該課程又是其他專業課程的重要基礎，能夠培養學生科學研究、綜合分析問題以及解決問題的能力，為學生未來在相關專業深造奠定基礎。明確生物統計學的地位及作用，讓教師和學生均認識到該課程的重要性，才能從根本上保證教學效果。以河北農業大學為例，之前某個專業因學生普遍反映該課程難度較大，易導致考試不合格，而將該課程從專業基礎課程定為專業選修課，結果學生從心理忽視該課程學習，最終考核成績極差，間接影響了學生的綜合素質，造成因噎廢食的局面。因此，明確生物統計學在生命科學相關專業中的重要性，合理定位，教師積極引導，讓學生主動學習，才能從根本上提升教學及學習效果，培養和提高學生獨立分析和解決問題的能力及創新思維能力，最終提高其科學修養和綜合素養。

2 ? ?合理編排教學內容，精講與泛講相結合

生物統計學課程學習內容較多，理解記憶較為困難，但是如果進行梳理就會發現，整個課程教學內容可以分成脈絡清晰的幾塊內容，譬如試驗設計、統計假設測驗、方差分析以及回歸與相關等。在授課過程中，引導學生把握學習主線，認識到不同章節之間知識的關聯性，在重要關節知識點處細講，讓學生充分領悟吸收，原理及分析流程相似的內容，選取部分章節重點闡述，其他則可粗略講解或引導學生自學即可。在教學過程中巧抓重點與難點，突出重點，分解難點，做到重點突出、主次分明、循序漸進，進行啟發式教學，以有效激發學生的學習興趣和熱情，起到事半功倍的效果[2]。譬如統計假設測驗是生物統計學的一大難點內容，其內容涵蓋了u測驗、t測驗，F測驗以及χ2測驗等內容，涉及多個章節。統計假設測驗是建立在理論抽樣分布和小概率事件原理基礎之上，為了讓學生更好地理解統計假設測驗原理及流程，在課時編排時對抽樣分布、小概率原理安排較多學時進行重點講解，同時結合u測驗對假設檢驗的流程進行分析，學生在掌握這部分內容之后，其他附帶內容及后續章節也就很容易接受和掌握。

3 ? ?教學與科研實踐有機結合

在本科生物統計學的教學環節中，由于受到諸多客觀條件的限制，部分實踐性很強的教學內容只能在課堂講解，學生參與科研實訓、將所學理論知識與實際科研訓練相結合的機會較少，致使教學與科研脫節，學生只能死記一些空洞的概念和理論，無法準確理解和掌握理論知識，將理論知識應用于科研實踐更加困難，難以真正把所學理論知識消化吸收轉化為自身實際技能[3]。譬如在河南農業大學，生物統計學課程一般安排在大學二年級上學期，此時學生很少有機會進入實驗室參與科研訓練，對很多專業性較強的知識點不能準確理解和把握，學習起來有一定困難。后經統計教研組建議，學院在統計課程內增加部分實踐教學環節，帶領學生進入實驗室與科研基地，促進學生將所學理論知識及時與實際應用聯系起來，加深理解;此外，學院在大學二年級上學期實行本科生全員導師制度，鼓勵本科生積極參與到科研實踐中去;學生經歷過這些實踐教學環節后，在統計教學課堂上講解專業案例時就會有比較直觀的印象，接受起來容易許多。因此，建議在進行統計教學時，適當穿插一些實踐教學環節，將有助于學生對所學知識的理解和運用，起到鞏固課堂教學效果的作用。

4 ? ?滾動式教學促進學生理解和掌握

生物統計學教學內容邏輯性及連貫性較強，前后章節聯系緊密，層層深入。如果學生在某一關鍵知識點處沒有掌握好，很可能導致后面的許多內容都難以聽懂。此外，學生通常每周只安排1～2次課程，大部分學生課下又很少進行課前預習和課后復習，學過的知識即使當時理解，但下次上課時可能也已經忘記。上述情況如果不能很好解決，都會導致學生陷入越來越聽不懂的惡性循環中，最終產生厭學情緒，甚至內心排斥和抵觸該門課程[4]。因此，在新課程開始前，對之前所學重點知識進行簡單回顧和總結，并結合案例引出即將學習的新知識就顯得尤為重要。在新一節課程開始前，教師盡可能采用提問或自我歸納總結的方式，帶領學生復習回顧上次課所學的重要知識點，并進行簡要梳理，讓學生在短時間內理清思路，進而引申出新的知識，將有助于顯著提高教學效果。

5 ? ?案例教學增加趣味性

生物統計學主要是培養學生分析和解決實際問題的能力，然而不同專業學生所面臨的實際問題千差萬別。在進行統計教學時，應注重應用性，能讓學生將所學知識同專業實踐緊密聯系起來，這就要求教師在授課過程中就要更加靈活，不能固化教學內容，局限在教材內容之中，在講授過程中力求采用案例教學法，盡可能引入更多專業相關實際案例，讓學生在課堂上就能接觸到各種各樣的大量實際問題，引導和培養學生綜合運用所學知識去解決實際問題的能力[5];同時有助于彌補理論教學抽象、枯燥的問題，增強統計教學的趣味性，讓學生聽起來感到更加生動形象，有利于加深對所學知識的理解、消化吸收和升華，起到融會貫通、舉一反三的作用。比如在講授田間試驗設計所要遵循的重復、隨機和局部控制等3項基本原則時，為強調重復原則的重要性，列舉了近年來行業內數位影響深遠的典型學術造假案例予以啟示，學生們反響強烈;在促進學生理解知識的同時，間接引導學生要注意樹立良好的學術道德觀念，起到一石二鳥的作用。

6 ? ?多媒體教學與傳統教學相結合

目前，多媒體教學已在統計教學中廣泛使用。與傳統教學手段相比，多媒體教學內容豐富、信息量大，可以借助圖片、動畫或視頻等豐富多彩的形式，圖文并茂進行展示，將抽象、艱澀難懂的統計概念和公式變得更加直觀和形象，可增強學生對所學知識的理解和運用，同時還可充分調動學生的注意力和學習興趣，提高課堂效率[6]。應用多媒體教學時，在授課過程中，教師可以根據需要直接利用Excel、SPSS等統計分析軟件演示例題的分析過程與結果，學生在理解記憶繁瑣的統計理論之余往往會驚詫于統計軟件功能的強大及快捷，充滿好奇感，不僅提高了學生的學習興趣，也實現了理論教學內容與統計軟件應用的有機結合，有助于學生對統計軟件的熟悉和掌握[7-8]。采用多媒體教學，對教師來講可節省大量板書時間，有較充足的時間去仔細講解知識點，與學生進行互動;對學生來講，在課堂上可以集中精力聽講，把更多時間放在思考問題上，課下再根據課件整理筆記，更有利于學生消化吸收講課內容。多媒體教學雖有諸多優點，但也不能完全依賴它。在授課過程中要根據學生對知識點的理解及接受情況，必要時輔以板書，加強學生對重要知識點的理解。通過多媒體教學與傳統板書的有機結合，提高了教師教學效率和學生學習效率，取得了良好的教學效果。

7 ? ?培養學生使用統計軟件分析數據能力

生物統計學是一門工具學科，教學目的是為了使學生理解和掌握統計學的原理和方法，并可利用統計方法正確的進行試驗設計和科學合理地整理分析所搜集的數據資料，最終掌握應用統計學知識分析和解決實際問題的能力，但是這其中要涉及到大量復雜的計算，耗時費力。近幾十年來，得益于計算機的快速發展和普及，各種統計軟件相繼開發出來并應用，使得原本冗繁的計算過程變得簡單、快捷和準確，借助先進的統計軟件，可將學生從繁瑣的計算中解放出來，把更多精力投入到對問題的分析討論和統計分析結果的評價上去。因此，在學生學習掌握統計學的原理和方法后，應通過計算機教學加強學生對常用的統計軟件了解和掌握，引導學生投入較少精力解決實際問題，為科學研究和生產實踐服務。適用于生物統計教學的計算機軟件有SAS、SPSS、Excel等，其中SAS雖功能強大，但對使用者要求較高，需經過一定訓練才可使用，不適合作為本科教學軟件;SPSS軟件由于操作相對簡便、易學易用，同時還有很好的制圖功能，目前在生物統計學領域得到了廣泛的應用[1];Excel從嚴格上說并不是統計軟件，但其擁有較強大的統計分析功能，對于簡單分析，使用較為方便，而且作為常用的辦公軟件，學生對其比較熟悉，很容易上手，因而非統計專業的統計教學一般選用Excel軟件作為輔助教學工具。筆者在幾年的教學實踐中發現，由于本科生計算機基礎普遍較差，在應用SPSS軟件進行教學時，學生接受程度及學習效果一般，在后來的教學探索中，嘗試以Excel與SPSS軟件相結合進行，學生可根據掌握情況自行選擇使用，一般簡單問題利用Excel即可完成，遇到復雜問題應用Excel分析難以解決時，則運用SPSS軟件進行分析[9-10]。為了增強上機課程學習效果，教研組編寫了《試驗設計與統計分析上機指導》，挑選實際案例，將軟件的操作過程詳細列出，為學生學習和掌握軟件使用提供參考。從實際教學效果來看，利用Excel與SPSS軟件相結合進行教學，難易搭配，可使學生快速接受并掌握利用統計軟件進行統計分析的基本操作，取得了良好的教學效果。

8 ? ?多種考核方式并舉

考核是衡量教師教學質量與效果、檢測學生知識掌握程度的一種重要手段。傳統的考核方式手段比較單一，通常僅靠一次期末考試就決定了整個學期的成績。大學平時管理比較寬松，有相當一部分學生自律性較差，平時不注重學習，期末考試前手忙腳亂，進行考前突擊，臨陣磨槍，但限于統計學的自身特點，僅靠突擊復習很難考出理想成績，更違背了課程的培養初衷。針對這種情況，筆者對考核方式進行了適度改進，每章節布置一定量的作業，保證涵蓋章節重要知識點，對每次作業的完成程度進行量化并納入平時成績;增加了期中考試，督促學生重視平日課下的學習，考試成績納入綜合成績并占相當大比重;進行計算機實驗課學習統計軟件操作時，適時適量進行實際測評，測試學生對統計軟件操作的掌握程度，并將考核結果量化納入平時成績。在期末考試命題時，注重突出統計學的實用性，不出或少出需死記硬背、理論性很強又無實際用途的考題，著重考察學生對所學知識的理解，以及靈活運用、解決實際問題的能力。通過多種考核手段相結合，督促學生平時堅持學習，起到了很好的教學效果。

9 ? ?結語

生物統計學是一門邏輯性及理論性均較強的應用學科，涉及的內容多且抽象。對學生而言，該課程枯燥乏味，艱澀難懂，理解記憶比較困難，實際運用更困難，大部分學生都不愿意主動學習。因此，在教學過程中，教師應從學生的實際情況出發，循循善誘，讓學生認識到統計學在未來學習和科研生涯中的重要作用;注意合理編排教學內容，突出重點，進行啟發式教學;改變教學方法，加強實踐教學環節，讓理論教學與科研實訓有機結合;采用案例教學，充分發揮多媒體教學優勢，提高學生學習興趣;改革傳統單一的考核方式，督促學生把功夫用在平時，充分調動學生的主動性和積極性;注重培養學生對統計軟件的操作和應用能力，掌握Excel、SPSS等常規統計軟件的使用;通過該課程學習，最終讓學生達到能夠綜合運用生物統計學原理和知識解決實際問題的培養目標。

10 ? ?參考文獻

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