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概率統(tǒng)計學(xué)近年來發(fā)展迅速,在各個領(lǐng)域的應(yīng)用向深度和廣度兩個方向擴(kuò)展。同時商業(yè)化統(tǒng)計軟件如SAS、S+及SPSS廣泛應(yīng)用,給數(shù)理統(tǒng)計的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)和新的要求,對此應(yīng)該在教學(xué)中有所反應(yīng)和體現(xiàn)。
1.1數(shù)理統(tǒng)計基本概念和基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)
對統(tǒng)計思維的培養(yǎng)很大程度上依賴于對基本概念與原理的準(zhǔn)確把握。雖然不同統(tǒng)計模型的具體方法不同,但均由樣本容量確定、隨機(jī)抽樣、參數(shù)估計、假設(shè)檢驗(yàn)、統(tǒng)計推斷、統(tǒng)計預(yù)測、模型驗(yàn)證等一系列環(huán)節(jié)構(gòu)成。由樣本、統(tǒng)計量、抽樣分布、置信區(qū)間、棄真概率α、取偽概率β、檢驗(yàn)效力(powerofatest)、P值等概念所表達(dá)的統(tǒng)計思想在不同統(tǒng)計模型中是完全一致的,因而在條件允許時,應(yīng)該用統(tǒng)計模擬方法進(jìn)行直觀化教學(xué),以加強(qiáng)對概念和基本原理的把握。
1.2統(tǒng)計模擬方法輔助教學(xué)
隨機(jī)模擬試驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生對統(tǒng)計基本概念和理論的理解,及分析問題、解決問題的能力[1]。例如,對顯著性水平為α置信區(qū)間的正確理解應(yīng)該為:(1)由兩個隨機(jī)變量(上下限)所確定的一個隨機(jī)區(qū)間;(2)在同等條件下無限多次反復(fù)抽取相同容量的樣本時,隨機(jī)區(qū)間包含未知總體參數(shù)的概率為1-α。對此抽象概念的直觀教學(xué),可以用統(tǒng)計軟件如S+簡單完成。對于其他概念,如抽樣分布、假設(shè)檢驗(yàn)中棄真和取偽錯誤概率、檢驗(yàn)效力、線性回歸模型參數(shù)估計量的抽樣分布、預(yù)測誤差分解、離差平方和分解等,均可利用統(tǒng)計模擬進(jìn)行直觀化教學(xué)。另外,統(tǒng)計模擬還可以取代部分定理和結(jié)論的證明,通過模擬試驗(yàn)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性驗(yàn)證。
1.3理論和實(shí)驗(yàn)技能的同步提高
首先應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),使學(xué)生掌握一種常用統(tǒng)計軟件的基本使用方法。SAS由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、運(yùn)算速度快而應(yīng)成為首選。另外,S+具有強(qiáng)大的、可編輯的圖形功能和易于編程特點(diǎn),可用于統(tǒng)計模擬。共享統(tǒng)計軟件R有與S+幾乎完全一致的語法,為S+的使用提供了方便。雖然學(xué)生可以用統(tǒng)計軟件快速完成統(tǒng)計運(yùn)算,但由于理論知識的不足而無法正確地提取和解釋軟件輸出結(jié)果。對這個問題的解決可以一方面保證一定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時,加強(qiáng)對統(tǒng)計結(jié)果的分析能力。另一方面,通過課堂講解、課后作業(yè)和統(tǒng)計模擬實(shí)驗(yàn)的形式加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)。加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的觀點(diǎn),在學(xué)時壓縮的前提下與一些學(xué)者的觀點(diǎn)相左[2]。我們認(rèn)為統(tǒng)計軟件的使用,一方面減輕了時間負(fù)荷使學(xué)生有更多時間用于理論學(xué)習(xí),另一方面也對理論水平提出更高的要求,即要求學(xué)生能夠理解和利用軟件分析結(jié)果。在有限學(xué)時內(nèi),加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的核心在于精講式和概論式教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。
1.4精講式和與概論式教學(xué)的相互結(jié)合
數(shù)理統(tǒng)計的內(nèi)容極其廣泛,不加選擇的教學(xué)使學(xué)生難以抓住重點(diǎn)。應(yīng)在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)允許的前提下,重點(diǎn)地講解核心內(nèi)容。例如單一正態(tài)總體統(tǒng)計分析雖然簡單,但涉及了所有核心統(tǒng)計概念,應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容講解。根據(jù)統(tǒng)計模型間的區(qū)別與聯(lián)系,應(yīng)注意將核心結(jié)論自然地擴(kuò)展到相近或相似的統(tǒng)計方法中去。如簡單線性回歸向多元線性回歸、協(xié)方差分析、方差分析乃至非線性回歸的自然擴(kuò)展。與精講相對應(yīng)的,可以進(jìn)行一定學(xué)時的概論式教學(xué),對專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的常用分析方法進(jìn)行一般性介紹,并以典型案例分析的形式拓寬學(xué)生的眼界,做到點(diǎn)面結(jié)合。
1.5典型案例分析
典型案例分析指對科技論文中常用統(tǒng)計方法的剖析和講解。典型案例分析可以使:(1)學(xué)生體會到統(tǒng)計方法在實(shí)際科研和生產(chǎn)中的應(yīng)用,培育學(xué)習(xí)興趣;(2)實(shí)際案例基本上包含了統(tǒng)計分析的各個方面和環(huán)節(jié),可以使學(xué)生直觀地體會統(tǒng)計分析的內(nèi)涵。對典型案例的進(jìn)行詳略得當(dāng)、點(diǎn)面結(jié)合的分析,可以使學(xué)生建立統(tǒng)計分析的系統(tǒng)觀念;(3)通過案例分析使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)科學(xué)研究的內(nèi)涵與方法,并融會貫通地掌握統(tǒng)計分析在本專業(yè)的應(yīng)用。概論性地介紹一些統(tǒng)計方法在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,不必苛求對統(tǒng)計方法和理論的深刻理解,僅要求學(xué)生體會具體案例中隨機(jī)抽樣、參數(shù)估計、假設(shè)檢驗(yàn)、統(tǒng)計推斷、統(tǒng)計預(yù)測、驗(yàn)證模型等環(huán)節(jié)所體現(xiàn)的統(tǒng)計思維方法,及對具體案例和所用統(tǒng)計方法的感性認(rèn)識。同時,應(yīng)該抽出一定的學(xué)時(如2學(xué)時)對高級統(tǒng)計分析方法進(jìn)行概論式介紹。
1.6自學(xué)能力和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)及考核方式
授人以魚,不如授人以漁。課堂教學(xué)永遠(yuǎn)無法包含將來所需要的全部知識,因而培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和激勵學(xué)習(xí)興趣應(yīng)成為教學(xué)指南。典型案例分析、模擬研究項(xiàng)目、統(tǒng)計模擬驗(yàn)證、課堂討論、概論式介紹應(yīng)用現(xiàn)狀和前景都是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的有效手段。課后作業(yè)是督促學(xué)習(xí)、培養(yǎng)自學(xué)能力和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的主要手段。精心設(shè)計的作業(yè),不僅可以幫助學(xué)生及時地理解和消化課堂所學(xué)知識,而且是培養(yǎng)自學(xué)能力的主要途徑??梢詫⒑唵蔚睦碚撟C明和一部分教學(xué)內(nèi)容以作業(yè)形式讓學(xué)生通過自學(xué)完成,逐漸培養(yǎng)自學(xué)能力。平時作業(yè)成績、分段考核成績、實(shí)驗(yàn)成績、課程設(shè)計應(yīng)在總評成績中占50%左右的比例,這樣不僅可以保證以上教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施并達(dá)到預(yù)期效果,還可以減輕期末考試時的學(xué)習(xí)壓力。考試可以采取分段多次考核的方法,以2~3次為宜。這樣教師和學(xué)生都能及時發(fā)現(xiàn)教與學(xué)中的問題并及時加以調(diào)整,減輕終考壓力,以免一次考試決定成績和突擊學(xué)習(xí)應(yīng)考的現(xiàn)象。
2教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)結(jié)構(gòu)的思考
雖然數(shù)理統(tǒng)計內(nèi)容龐大,但在本科階段所涉及的教學(xué)內(nèi)容均為基礎(chǔ)統(tǒng)計方法。對生物學(xué)而言主要包括與正態(tài)分布相關(guān)的統(tǒng)計模型,如單一正態(tài)總體的統(tǒng)計模型、線型回歸、協(xié)方差分析、方差分析和非線性回歸分析等,及與二項(xiàng)分布和泊松分布相關(guān)的統(tǒng)計模型,如二項(xiàng)分布的統(tǒng)計分析、邏輯斯第回歸以及關(guān)聯(lián)表等。根據(jù)以上內(nèi)容的區(qū)別與聯(lián)系,我們考慮按照如下順序?qū)嵤┙虒W(xué)。
2.1單一正態(tài)總體的統(tǒng)計模型
指的是對一個正態(tài)總體的統(tǒng)計分析,包括參數(shù)點(diǎn)估計、區(qū)間估計、假設(shè)檢驗(yàn)、兩個正態(tài)總體參數(shù)的對比分析等。雖然在概率論教學(xué)中有所涉及,但強(qiáng)化這部分內(nèi)容的教學(xué)對建立統(tǒng)計思維方式有極其重要的意義。通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),應(yīng)該使學(xué)生準(zhǔn)確把握樣本、統(tǒng)計量、抽樣分布、置信區(qū)間、假設(shè)檢驗(yàn)中棄真概率α、取偽概率β、檢驗(yàn)效力、P值等重要概念,為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中,對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)是不可或缺的,需要增加QQ圖的原理與應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容,即可以使學(xué)生了解這一簡單而廣泛應(yīng)用的圖形判別法,又可以強(qiáng)調(diào)在統(tǒng)計分析中必須對模型所依賴的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證的統(tǒng)計思想。
2.2線性回歸線型
簡單線性回歸的參數(shù)估計、參數(shù)估計量的抽樣分布以及參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)等內(nèi)容的推導(dǎo)證明僅涉及二元函數(shù)極值、數(shù)學(xué)期望和方差的基本性質(zhì)、以及簡單的代數(shù)運(yùn)算,因而在學(xué)時允許時應(yīng)盡量加以證明,使學(xué)生知其然知其所以然。應(yīng)介紹用圖示法判斷線性回歸模型的IID假設(shè)是否滿足。由于對非IID數(shù)據(jù)的廣義線性回歸方法已經(jīng)成熟,故無需對非IID模型的傳統(tǒng)矯正方法多做介紹。對于線性回歸中的統(tǒng)計預(yù)測,應(yīng)著重使學(xué)生掌握預(yù)測誤差的來源,即參數(shù)估計量和模型內(nèi)在隨機(jī)誤差項(xiàng)兩個因素對預(yù)測的影響。多元線性回歸在基礎(chǔ)統(tǒng)計學(xué)中占有核心地位,是銜接回歸分析和方差分析的紐帶。由于多元線性回歸的推導(dǎo)涉及隨機(jī)向量和隨機(jī)矩陣,而不宜進(jìn)行詳細(xì)的推導(dǎo)??梢允紫葘⒑唵尉€性回歸主要結(jié)論用矩陣表示出來,并推廣到多元線性回歸。在多元回歸階段應(yīng)強(qiáng)調(diào):(1)應(yīng)客觀地評述預(yù)測變量數(shù)目對確定系數(shù)R2的影響作用,避免在模型評價時對R2的過度依賴;(2)應(yīng)使學(xué)生理解回歸模型中的方差分析是對多個參數(shù)同時為0的假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn),以便于和以后試驗(yàn)設(shè)計與分析的學(xué)習(xí)銜接起來;(3)離差平方和的分解的意義及參數(shù)子集的F檢驗(yàn);(4)對擬合殘差的圖形分析法,使學(xué)生能夠?qū)ID的假設(shè)滿足與否進(jìn)行判斷;(5)回歸分析和相關(guān)分析的區(qū)別與聯(lián)系。
2.3協(xié)方差和方差分析
通過對多元線性回歸模型引入離散型的回歸變量而介紹協(xié)方差分析方法,使學(xué)生學(xué)會如何構(gòu)造虛擬變量,并通過虛擬變量將離散型的回歸變量加入到回歸模型的方法。虛擬變量的理解和使用,對邏輯斯第回歸、方差分析、非線性回歸的假設(shè)檢驗(yàn)的學(xué)習(xí)非常有幫助。在理解協(xié)方差分析和多元線性回歸的關(guān)系后,自然而然地將多元回歸過過渡到方差分析,即全部回歸變量均為離散型的多元線性回歸模型即方差分析模型??赏ㄟ^對虛擬變量加以限置的方法(使數(shù)據(jù)矩陣滿秩),用多元回歸方法進(jìn)行方差分析。由于方差分析數(shù)據(jù)矩陣的特殊性,可以方便地推導(dǎo)出單因素和雙因素方差分析的公式。通過以上學(xué)習(xí),應(yīng)該使學(xué)生建立回歸分析、協(xié)方差分析和方差分析屬于同一類模型的概念。
2.4非線性回歸
可以簡單介紹如何用泰勒多項(xiàng)式對非線性函數(shù)線性化后,通過多元線性回歸和迭代方法估計參數(shù)。由大樣本理論,參數(shù)的區(qū)間估計、假設(shè)檢驗(yàn)和統(tǒng)計推斷等均與多元線性回歸相同。
[關(guān)鍵詞]生物統(tǒng)計學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐
[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)14-0093-02
生物統(tǒng)計學(xué)是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法來分析和解釋生物界各種現(xiàn)象和試驗(yàn)調(diào)查資料的一門科學(xué)。其目的就是科學(xué)地設(shè)計試驗(yàn),并對所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,達(dá)到減少試驗(yàn)次數(shù)、縮短試驗(yàn)周期、迅速找到優(yōu)化試驗(yàn)方案或數(shù)學(xué)模型的作用。隨著生物學(xué)研究的不斷發(fā)展,該學(xué)科逐漸成為生物學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究和實(shí)際工作必不可少的工具,是高等院校生物學(xué)各專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課,其應(yīng)用也越來越廣泛,在科學(xué)研究中被譽(yù)為“科技工作者從事科學(xué)研究的工具和手段”。
由于生物統(tǒng)計學(xué)是一門集理論性和實(shí)用性于一體的工具學(xué)科,其包含的公式和抽象概念也較多,且需要一定的數(shù)學(xué)推理能力,所以,學(xué)生學(xué)起來枯燥無味,甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。本人結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)踐和目前教學(xué)中存在的問題,就怎樣提高生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,探索適合生物相關(guān)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法以及考核辦法,談?wù)勛约旱囊恍┱J(rèn)識和思考。
一、傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題
隨著時代和科技的發(fā)展,傳統(tǒng)生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)方式已不再適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的目標(biāo),其問題主要表現(xiàn)為:第一,教學(xué)內(nèi)容太過繁雜,無法體現(xiàn)重點(diǎn)難點(diǎn)和實(shí)用性,有些內(nèi)容過于詳細(xì)全面。第二,授課方式太傳統(tǒng)。教師上課基本是滿堂灌,學(xué)生只是機(jī)械式地學(xué)習(xí),無法調(diào)動學(xué)生的積極性和主觀能動性。第三,缺乏教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容。很少安排實(shí)踐課程,即使有也是敷衍了事,學(xué)生沒有真正學(xué)到什么。第四,課程考查形式單一。一般以閉卷筆試為主,且考試內(nèi)容全是書本上的理論,無法反映學(xué)生利用知識解決實(shí)際問題的能力。第五,師資隊伍不夠強(qiáng)大。教師的年齡比例和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)都有一定的不足,特別是科技的發(fā)展,使得教師也得加強(qiáng)專業(yè)學(xué)習(xí)。
二、生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革措施
針對以上教學(xué)中存在的幾個問題,嘗試對該課程進(jìn)行教學(xué)改革,為培養(yǎng)現(xiàn)代實(shí)用創(chuàng)新人才,積極探索有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性的教學(xué)方式,我們對生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)主要做了如下幾個方面的改革:
(一)精簡教材,優(yōu)化內(nèi)容
教材既是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識載體,也是教學(xué)的基本工具,它既是教師課堂教學(xué)的依據(jù),也是學(xué)生獲取知識的參考資料,能夠保證教學(xué)過程的順利進(jìn)行,又能提高教學(xué)質(zhì)量。因此,教師在選擇生物統(tǒng)計學(xué)教材時,不僅要考慮內(nèi)容全面,更要重視理論與實(shí)踐相結(jié)合,比如試驗(yàn)設(shè)計軟件、統(tǒng)計分析軟件、實(shí)例講解等應(yīng)用性強(qiáng)的內(nèi)容。
生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)內(nèi)容一般包括試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析兩大部分。試驗(yàn)設(shè)計和試驗(yàn)實(shí)施是統(tǒng)計分析的前提,只有正確的試驗(yàn)設(shè)計才能保障后續(xù)科學(xué)研究活動的科學(xué)性和可行性。但是,當(dāng)前教學(xué)只注重基本原理和公式的推導(dǎo)過程,而忽略了試驗(yàn)設(shè)計的重要性。因此,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了如下優(yōu)化:試驗(yàn)設(shè)計、試驗(yàn)研究方法和統(tǒng)計分析方法并重,盡量減少統(tǒng)計分析中原理和公式的詳細(xì)講解過程,重視試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析軟件的應(yīng)用及對統(tǒng)計分析結(jié)果的合理解釋。
(二)改進(jìn)教學(xué)方式
教學(xué)方式包括教學(xué)方法和教學(xué)手段。改革教學(xué)方式,其目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,提高學(xué)生綜合運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)理論解決實(shí)際問題的能力。教師在授課過程中應(yīng)盡量采取豐富多樣的教學(xué)方法,如“反問式”、“啟發(fā)式”、“互動式”等,或?qū)⒏鞣N教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合,從而達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。各種教學(xué)方法都有其特點(diǎn),關(guān)鍵是如何根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同選擇相應(yīng)的教學(xué)方法,使學(xué)生更好地領(lǐng)會課程內(nèi)容,以取得更好的教學(xué)效果。
高校教學(xué)改革使各門課程學(xué)時數(shù)減少,但生物統(tǒng)計學(xué)的內(nèi)容不減反增,而且該課程公式概念多、內(nèi)容抽象、統(tǒng)計計算過程復(fù)雜。這使得傳統(tǒng)教學(xué)手段無法滿足當(dāng)前的教學(xué)發(fā)展需要。因此,要在有限的學(xué)時內(nèi)完成超額的教學(xué)內(nèi)容并取得較好的教學(xué)效果,就必須引進(jìn)現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段。多媒體教學(xué)具有內(nèi)容豐富,信息量大,圖文并茂,形象生動,易于學(xué)生理解和應(yīng)用的特點(diǎn)。但傳統(tǒng)教學(xué)手段也不能完全丟掉,其特有的優(yōu)越性是多媒體無法替代的。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)將二者有機(jī)結(jié)合,充分利用兩種教學(xué)方式的優(yōu)勢,達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。雖然多媒體教學(xué)加快了教學(xué)進(jìn)度,提高了信息量,但也要充分考慮到學(xué)生的適應(yīng)能力,信息量過大易導(dǎo)致學(xué)生思維跟不上教學(xué)進(jìn)度,反而起不到應(yīng)有的效果。
(三)加強(qiáng)上機(jī)和實(shí)踐教學(xué)
生物統(tǒng)計學(xué)作為一門實(shí)用性很強(qiáng)的工具課,其重要性就在于解決實(shí)際問題。因此,加強(qiáng)上機(jī)操作和試驗(yàn)設(shè)計十分重要。理論課結(jié)束后進(jìn)行上機(jī)操作,選擇一個適合自己的統(tǒng)計軟件進(jìn)行操作練習(xí)。在學(xué)會了統(tǒng)計軟件后,學(xué)生分組自選研究題目進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計并按計劃實(shí)施,再利用統(tǒng)計分析軟件對試驗(yàn)資料和結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)合專業(yè)知識給出合理解釋,寫出詳細(xì)的試驗(yàn)報告,從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
(四)加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)
課程建設(shè)和教學(xué)改革的關(guān)鍵是師資隊伍的建設(shè)。隨著生物統(tǒng)計學(xué)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段不斷出現(xiàn),這就要求教師也要不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和提高科研能力,掌握先進(jìn)的教學(xué)手段和教學(xué)方法。不斷充實(shí)生物統(tǒng)計學(xué)教師隊伍,為課程改革奠定師資基礎(chǔ)。教師的科研工作可以直接作為教學(xué)的第一手資料,在課堂上進(jìn)行分析講解,更能使學(xué)生理解。
(五)改革傳統(tǒng)考核方式
生物統(tǒng)計學(xué)是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程,當(dāng)前的考核方式大部分是閉卷筆試,考核內(nèi)容基本都是課本上的基本理論,都是死記硬背的知識,這種考核方式不能更客觀準(zhǔn)確地評定學(xué)生對這門課的掌握程度和實(shí)際應(yīng)用能力。因此,對課程考核方式做了如下改革:平時成績占20%、試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析占30%、筆試成績占50%。筆試內(nèi)容突出實(shí)用性和工具性,重在理解而不是死記硬背,考查學(xué)生綜合利用知識分析和解決實(shí)際問題的能力,特別是結(jié)合生物工程專業(yè)來出一些試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析題。這樣,大大減輕了學(xué)生的考試壓力,使他們不僅學(xué)到試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計學(xué)知識,又能靈活地運(yùn)用。
三、結(jié)語
生物統(tǒng)計學(xué)課程作為生物學(xué)領(lǐng)域中重要的工具課,對于學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)和以后的畢業(yè)論文設(shè)計及將來從事相關(guān)專業(yè)的工作十分重要。要提高生物統(tǒng)計學(xué)課程的教學(xué)效果和質(zhì)量,教師不僅要努力鉆研探索,提高自己的綜合素質(zhì),同時也必須緊跟時展步伐,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方式。只有不斷地探索和改進(jìn),才能提高學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力,提高教學(xué)效果和質(zhì)量。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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課堂教學(xué)和調(diào)查問卷結(jié)果均顯示多數(shù)生物醫(yī)學(xué)類的學(xué)生對數(shù)學(xué)、概率論統(tǒng)計等相關(guān)課程興趣不濃,很多學(xué)生是因?yàn)閷W(xué)分或?qū)W院要求等才選修本課程。盡管大于70%學(xué)生認(rèn)為高等數(shù)學(xué)和概率統(tǒng)計學(xué)很重要,認(rèn)為統(tǒng)計學(xué)有用的學(xué)生占比例也很高,但問及是否喜歡統(tǒng)計學(xué)課程時,則喜歡程度為“一般般”甚至“不喜歡”的比率達(dá)到58%,這種想學(xué)但不敢學(xué)矛盾的心理伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí),數(shù)學(xué)相關(guān)課程似乎是陡峻的山,在學(xué)習(xí)過程中個別學(xué)生可能會對統(tǒng)計學(xué)課程的畏懼心理轉(zhuǎn)變?yōu)榈钟|心理,興趣幾乎變?yōu)榱恪R虼私處熓紫葟男睦砩蠋椭鷮W(xué)生克服畏難情緒,否則學(xué)生會停滯在山腳下。具體教學(xué)中講明統(tǒng)計學(xué)課程注重應(yīng)用且應(yīng)用面廣,可提高學(xué)生興趣;點(diǎn)明統(tǒng)計學(xué)公式及運(yùn)算簡單,可消除學(xué)生的畏難情緒;介紹現(xiàn)在統(tǒng)計學(xué)發(fā)展特點(diǎn),統(tǒng)計軟件應(yīng)用情況,改善學(xué)生的情緒;增加互動教學(xué),讓學(xué)生多參與,讓學(xué)生體驗(yàn)統(tǒng)計學(xué)并非是不可逾越的高山,進(jìn)一步提升學(xué)生興趣和降低學(xué)習(xí)難度,具體方法在以下各小節(jié)探討。
二、定位準(zhǔn)確———強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,降低難度
定位準(zhǔn)確可使學(xué)生學(xué)習(xí)具有目的性和積極性,增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意識,降低統(tǒng)計學(xué)類課程教學(xué)難度,本課程是生物醫(yī)學(xué)類應(yīng)用工具課程,復(fù)雜的公式推導(dǎo)過程只會增加學(xué)習(xí)難度;實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)分析可避開公式推導(dǎo),直接根據(jù)統(tǒng)計學(xué)的試驗(yàn)方案、條件及相應(yīng)的理論公式分析?;谝陨纤伎迹蓪⑵涠ㄎ粸榕囵B(yǎng)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)科研或生產(chǎn)實(shí)踐中的統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用能力,減少公式推導(dǎo)及公式死記硬背過程,提高學(xué)生的統(tǒng)計素養(yǎng)。課程定位后可根據(jù)調(diào)查問卷和教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行系統(tǒng)思考:教材、教學(xué)方法與手段、考核方式等都需要進(jìn)行調(diào)整。教師要廣泛閱讀各類教材從中優(yōu)選出適合學(xué)生專業(yè)的應(yīng)用型教材;教學(xué)過程可用多媒體展示案例,提出問題[6],板書主要公式,師生互動分析案例的應(yīng)用條件,確定統(tǒng)計分析方法,并完成案例計算過程;學(xué)生也希望教師適當(dāng)留一些作業(yè),考核方式采用適當(dāng)寬松的“一紙開卷”方式進(jìn)行。系統(tǒng)改革思路確定后,學(xué)生壓力減輕,積極性極大提高,也期待著在學(xué)習(xí)過程中提高自己的統(tǒng)計素養(yǎng)。
三、實(shí)踐出真知———實(shí)例互動與軟件應(yīng)用整合
既然將本課程作為應(yīng)用課程對待,則加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必不可少,調(diào)查顯示學(xué)生非常關(guān)心案例教學(xué)和軟件使用教學(xué),高達(dá)87%的學(xué)生認(rèn)為需要軟件教學(xué),這也表明學(xué)生有對提高自己統(tǒng)計學(xué)素養(yǎng)及知識應(yīng)用的渴望;實(shí)踐證明這些教學(xué)環(huán)節(jié)既可提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,也顯著提高教學(xué)效果,往往理論教學(xué)花費(fèi)很長時間,而采用案例或者軟件使用教學(xué),短時間學(xué)生即可領(lǐng)悟。案例教學(xué)是根據(jù)學(xué)生的專業(yè)內(nèi)容提出案例,如生物學(xué)專業(yè)則主要以生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)分析為主,藥學(xué)專業(yè)則以藥物生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)或臨床應(yīng)用所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析為主,因兩學(xué)科交叉性強(qiáng),許多教學(xué)案例可通用,因此也擴(kuò)展了學(xué)生視野。根據(jù)實(shí)例教學(xué),學(xué)生會結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)課程,更易主動運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。軟件教學(xué)可讓學(xué)生拋開簡單但繁重的計算過程,如方差分析計算量很大,整個教學(xué)過程冗長,可以通過向?qū)W生介紹統(tǒng)計的應(yīng)用條件、計算過程,結(jié)合案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方差分析計算,并對進(jìn)行結(jié)果分析。在實(shí)際教學(xué)中可采取案例導(dǎo)向教學(xué):提出案例案例解析統(tǒng)計方法上機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果報告課堂練習(xí)互動辨析常見疑問教師總結(jié),通過典型案例分析和軟件應(yīng)用操作充分調(diào)動同學(xué)們聽課以及主動參與的積極性,培養(yǎng)他們的科研中運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)思維的意識。值得注意的是,如果只注重軟件實(shí)踐而忽視了原理理解與掌握,學(xué)生也難以形成統(tǒng)計學(xué)思維甚至濫用統(tǒng)計學(xué)方法,因此,軟件教學(xué)最好在理論學(xué)習(xí)結(jié)束后引入。軟件實(shí)踐教學(xué)時間過長、過早都會產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,學(xué)生會誤認(rèn)為軟件能夠解決一切,而忽視理論的學(xué)習(xí),統(tǒng)計素養(yǎng)的培養(yǎng)和正確的統(tǒng)計運(yùn)用也陷入空談。
四、適當(dāng)增加難度———實(shí)施“一紙開卷”考核
考核不是目的,是手段,考核的實(shí)際目的是讓學(xué)生在備考過程中進(jìn)一步扎實(shí)地掌握知識。調(diào)查顯示相當(dāng)一部分學(xué)生也是喜歡“吃跳一下夠得著的桃子”,即贊成考試難度適當(dāng)高一些,包括“一紙開卷”和閉卷考試。課程若采用閉卷考試,學(xué)生會死記硬背統(tǒng)計學(xué)公式,降低學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;目前統(tǒng)計學(xué)軟件發(fā)展迅速,應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)課程中公式并不復(fù)雜,沒有必要讓學(xué)生完全記憶公式,閉卷考試偏難,對學(xué)生是一個負(fù)擔(dān);但若采用開卷考試,學(xué)生可能會不復(fù)習(xí)而直接上考場,稀里糊涂做題,學(xué)習(xí)效果較差。筆者根據(jù)本課程的多年教學(xué)實(shí)踐和調(diào)查回饋,建議選擇開卷和閉卷考核之間的形式:“一紙開卷”?!耙患堥_卷”方法是讓學(xué)生復(fù)習(xí)時把知識點(diǎn)總結(jié)到一張給定的紙張上,考試時,學(xué)生只能攜帶這一張紙參加考試。這一考試形式可以督促學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)知識,又避免了死記硬背上考場的情況。學(xué)生在總結(jié)知識過程中,如果不認(rèn)真看書或筆記,不認(rèn)真將關(guān)鍵知識點(diǎn)記錄在紙上,若想在考場上能順利完成題目,也是有一定難度的。這一考核方法可以適度的“推一把”,讓學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)的統(tǒng)計理論知識。調(diào)查顯示學(xué)生通過以上學(xué)習(xí)過程只有15%學(xué)生感覺有較大壓力,大多數(shù)學(xué)生感覺有些壓力或壓力一般,且絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為本課程有益于自己的邏輯思維和統(tǒng)計學(xué)思維,表明上述教學(xué)過程基本實(shí)現(xiàn)減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力,提高統(tǒng)計素養(yǎng)的目的。
五、更上一層樓———注重創(chuàng)新課題與畢業(yè)設(shè)計應(yīng)用
統(tǒng)計素養(yǎng)培養(yǎng)只限制于課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,一定要讓學(xué)生在其他過程學(xué)習(xí)中應(yīng)用。學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中會得到許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),但因是常規(guī)實(shí)驗(yàn),分析方法固定,學(xué)生被動分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),擴(kuò)展運(yùn)用機(jī)會極少。大學(xué)生創(chuàng)新課題和畢業(yè)論文設(shè)計是培養(yǎng)統(tǒng)計素養(yǎng)的最佳過程,在這兩個過程中,學(xué)生有大量的機(jī)會自主運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)原理設(shè)計試驗(yàn)方案、搜集數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,學(xué)生可在實(shí)踐過程中提高應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)的主動性。學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)不免有紙上談兵之嫌,而學(xué)生在畢業(yè)論文設(shè)計中運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)的需求較多,此機(jī)會恰可以補(bǔ)充課堂教學(xué)之不足,也同時提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。教師在設(shè)計創(chuàng)新課題或畢業(yè)論文題目的時候可以考慮相關(guān)試驗(yàn)設(shè)計,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)分析方法解決問題,在具體過程中指導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析方法應(yīng)用。統(tǒng)計學(xué)目的就是科學(xué)地設(shè)計生物醫(yī)藥學(xué)試驗(yàn)并對所得數(shù)據(jù)分析,力求減少試驗(yàn)次數(shù)、節(jié)約試驗(yàn)成本、縮短試驗(yàn)周期、迅速找到優(yōu)化試驗(yàn)方案或數(shù)學(xué)模型,學(xué)生在自行根據(jù)統(tǒng)計學(xué)知識設(shè)計實(shí)驗(yàn)時,理論指導(dǎo)實(shí)踐過程增加,學(xué)生的興趣得以提升,統(tǒng)計素養(yǎng)也自然更易培養(yǎng)形成。
關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計;課堂氛圍;統(tǒng)計方法;多媒體教學(xué)
作者簡介:石培春(1979-),女,新疆呼圖壁人,石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,講師;龔江(1976-),男,新疆奎屯人,石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,講師。(新疆
石河子832003)
中圖分類號:G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)10-0103-02
生物統(tǒng)計學(xué)是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的原理和方法,收集、整理、分析數(shù)據(jù),解釋生物現(xiàn)象,尋求其內(nèi)在規(guī)律的一門學(xué)科。與一般數(shù)理統(tǒng)計學(xué)相比,它不僅要通過事物外在的數(shù)量表現(xiàn)去揭示事物可能存在的規(guī)律性,而且要根據(jù)專業(yè)知識去探討、解釋為什么會存在這種規(guī)律性。[1]生物統(tǒng)計學(xué)的特點(diǎn)就是研究對象是抽象的隨機(jī)變量,而且要和農(nóng)業(yè)實(shí)際緊密聯(lián)系起來。“生物統(tǒng)計”主要包括田間試驗(yàn)中常用的、基本的試驗(yàn)設(shè)計方法與統(tǒng)計分析方法兩部分,是生物科學(xué)、植物生產(chǎn)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。[2]如何提高“生物統(tǒng)計”課堂教學(xué)的有效性,在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi)高質(zhì)量、高效率地完成“生物統(tǒng)計”課程的教學(xué),為學(xué)生奠定一個豐厚、扎實(shí)、牢固的試驗(yàn)設(shè)計和統(tǒng)計分析的基礎(chǔ),是擺在每一位從事“生物統(tǒng)計”課程教學(xué)的教師面前的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。
為了提高“生物統(tǒng)計”課堂教學(xué)的有效性,提高教學(xué)質(zhì)量,筆者所在教研室一直以來對教學(xué)方法、教學(xué)手段等進(jìn)行反復(fù)探索,不斷進(jìn)行新的嘗試,并有一些體會。以下淺談教學(xué)過程中的一些心得。
一、營造平等的師生關(guān)系,構(gòu)建和諧的課堂氛圍
“生物統(tǒng)計”這門課程比較抽象,以往學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到枯燥難懂、學(xué)習(xí)興趣不高。要想讓學(xué)生喜歡這門課首先要讓學(xué)生喜歡任課老師,從而對這門課感興趣?!敖陶邩菲浣?,學(xué)者樂其學(xué)”,良好的師生關(guān)系是“生物統(tǒng)計”課堂教學(xué)成功的基礎(chǔ)和保證。只有師生之間確立一種朋友關(guān)系,課堂教學(xué)的效果才會事半功倍?!吧锝y(tǒng)計”課堂教學(xué)在規(guī)范管理、形成良好學(xué)風(fēng)的前提下,應(yīng)該營造輕松、民主與和諧的氛圍,教師要放下架子,有缺點(diǎn)和錯誤要敢于承認(rèn),與學(xué)生像朋友一樣共同研究,共同探討,師生互動,心靈溝通,引起共鳴;讓課堂充滿笑聲,一句笑話,一句簡單風(fēng)趣的語言,都可以激活課堂,學(xué)生在輕松、民主與和諧的課堂氛圍下按照老師的思路和要求,不知不覺地學(xué)到和掌握知識,達(dá)到教學(xué)的目的。
此外,教師在課堂講授的過程中,教學(xué)內(nèi)容的引入要突出趣味性。加入一些和講授內(nèi)容有關(guān)的耐人尋味、引人入勝的情節(jié),這為激發(fā)學(xué)生認(rèn)知動因提供了良好的環(huán)境和條件。如2011-2012學(xué)年第一學(xué)期在講授“顯著水平”時,就以“天宮一號”的研制和發(fā)射、中國航天器空間對接技術(shù)為例,說明顯著水平的依據(jù)和重要性;又如在講授第四章“顯著性檢驗(yàn)的配對設(shè)計”時,以佳潔士牙膏為例:“在20世紀(jì)50年代后期,寶潔公司推出了佳潔士牙膏,這是第一個帶有氟化物的牙膏。為檢驗(yàn)佳潔士在檢驗(yàn)減少蛀牙方面的效果,研究者對多對雙胞胎進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),每對雙胞胎之中的一個使用了含氟化物的佳潔士牙膏,而另一個則繼續(xù)使用不含氟化物普通牙膏?!边@時提出問題,即將雙胞體作為非獨(dú)立樣本使用的目的是什么。通過這個例子既可以啟發(fā)學(xué)生的思維,又能讓學(xué)生輕松地明白什么樣的設(shè)計屬于配對設(shè)計,直觀地體現(xiàn)了有關(guān)知識的客觀背景,使學(xué)生通過自己的思維再現(xiàn)知識發(fā)生的過程。因此,教師在教學(xué)的過程中應(yīng)把握好每個概念,善于挖掘教材的內(nèi)在魅力,精心選擇一個個有趣的實(shí)例,使課堂教學(xué)妙趣橫生,觸發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生在趣味性中掌握生物統(tǒng)計的基本思想和方法。
老師要認(rèn)真對待學(xué)生提的每一個問題,有思考、研究價值的,教師要及時予以充分的肯定,讓他們享受到質(zhì)疑的成就感;淺顯幼稚甚至不太合適的,要選擇不同角度給予評價鼓勵(鼓勵其有所發(fā)現(xiàn),表揚(yáng)敢于質(zhì)疑的勇氣、勇于探索的精神)。這樣,才能消除學(xué)生的畏懼心理,激發(fā)他們質(zhì)疑的熱情,提高他們質(zhì)疑的勇氣,從而增強(qiáng)其主體意識,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二、針對不同專業(yè)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)例
筆者所在生物統(tǒng)計教研室給石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院所有學(xué)生講授“生物統(tǒng)計”課程。農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)、植保、林學(xué)、園藝、資環(huán)五個系使用的生物統(tǒng)計教材都是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)明道緒主編的《田間試驗(yàn)與統(tǒng)計分析》。因此,在教學(xué)過程中,如何結(jié)合專業(yè)實(shí)際、選取和專業(yè)相近的例子,分清重點(diǎn)難點(diǎn),對現(xiàn)有內(nèi)容進(jìn)行合理取舍是一個十分重要的問題。[3]
我們在講清基本原理、思路和方法后,在舉例時盡量結(jié)合專業(yè),便于學(xué)生理解和掌握,將所學(xué)知識應(yīng)用于專業(yè)實(shí)際。如給林學(xué)系的學(xué)生上課時,參考了續(xù)九如、黃智慧主編的《林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計》,所舉例題均與林木遺傳育種、栽培、生理生化和森林資源調(diào)查等有關(guān)。對資環(huán)系則盡量采用農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、植物營養(yǎng)與施肥、環(huán)境監(jiān)測與評價、生態(tài)效益分析、氣象觀測等方面的例子,有時即使將植?;蛘咿r(nóng)學(xué)類的例題僅在文字上變動一下而數(shù)據(jù)不變也能取得較好效果。
針對不同的專業(yè)特點(diǎn),同一章節(jié)的應(yīng)用問題也有所側(cè)重。如在講“直線回歸與相關(guān)分析”時,不同的系在理論聯(lián)系實(shí)際時側(cè)重點(diǎn)也不同。如給農(nóng)學(xué)系上課時,參考童一中主編的《作物育種常用的統(tǒng)計分析方法》,重點(diǎn)講授回歸分析和相關(guān)分析在作物遺傳育種和栽培上的應(yīng)用;在給植保系上課時,參考山東省農(nóng)作物病蟲測報站主編的《農(nóng)業(yè)病蟲數(shù)理統(tǒng)計預(yù)報》,重點(diǎn)講授根據(jù)害蟲發(fā)生發(fā)展規(guī)律及影響的有關(guān)環(huán)境因素預(yù)測害蟲未來的發(fā)生發(fā)展趨勢,為害蟲綜合治理提供決策依據(jù)等應(yīng)用。通過實(shí)例分析,使學(xué)生們明白了統(tǒng)計方法的重要性和實(shí)用價值??傊ㄟ^課堂講授、作業(yè)和上機(jī)操作,使學(xué)生學(xué)完該課程后不僅僅學(xué)到一些統(tǒng)計學(xué)的常用術(shù)語和公式,而且要意識到他們所接觸的統(tǒng)計學(xué)比單純地計算平均數(shù)以及用彩色圖表示出來復(fù)雜得多,它是一個強(qiáng)有力的分析工具。
對各個系都要講授“生物統(tǒng)計”的基本知識,內(nèi)容涉及到實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施、數(shù)據(jù)的收集、整理和統(tǒng)計分析等,即“田間試驗(yàn)”、“資料的整理與描述“、“常用概率分布”、“假設(shè)檢驗(yàn)”、“方差分析”、“X2測驗(yàn)”和“直線回歸與相關(guān)分析”。對于有些章節(jié)如“百分?jǐn)?shù)資料的假設(shè)檢驗(yàn)”,因?yàn)閿?shù)據(jù)涉及到有兩個屬性類別的質(zhì)量性狀和利用統(tǒng)計次數(shù)法得來的次數(shù)資料,農(nóng)學(xué)系和植保系學(xué)生用的較多,因此只對這兩個系講授。對于“兩因素系統(tǒng)分組試驗(yàn)資料的方差分析”,因?yàn)橹脖:唾Y環(huán)專業(yè)用的比較多,因此只對植保系和資環(huán)系的學(xué)生講授;對有些難度較大的章節(jié),如“方差分析處理效應(yīng)分類與期望均方”等一般只對農(nóng)學(xué)系學(xué)生講授;“樣本平均數(shù)抽樣分布與標(biāo)準(zhǔn)誤”一節(jié)雖然最難懂,但它是生物統(tǒng)計思想方法的重心所在,是重要基礎(chǔ)知識,既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),要仔細(xì)、耐心地給學(xué)生講清楚。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生能熟練制定實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析,并作出科學(xué)的結(jié)論。
三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重學(xué)生能力培養(yǎng)
1.將統(tǒng)計方法的講授與統(tǒng)計軟件的介紹緊密結(jié)合
隨著計算機(jī)的普及和廣泛使用,統(tǒng)計分析方法在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。統(tǒng)計軟件的應(yīng)用已經(jīng)成為高校學(xué)生與科研工作者必備的技能。生物統(tǒng)計教研室根據(jù)不同的專業(yè)開設(shè)了Excel和SPSS等統(tǒng)計軟件的實(shí)驗(yàn)課,收到良好的教學(xué)效果。
我們在介紹Excel、SPSS等軟件基本操作的基礎(chǔ)上,結(jié)合統(tǒng)計學(xué)基本理論和方法,通過實(shí)例,由淺入深、深入淺出地講解利用Excel、SPSS進(jìn)行統(tǒng)計分析的方法和步驟,從而達(dá)到將抽象統(tǒng)計理論與直觀現(xiàn)象操作相結(jié)合的目的。很多統(tǒng)計方法的計算量大,例如方差分析、直線回歸等,以前傳統(tǒng)的教學(xué)方法是手工計算,教師花費(fèi)大量時間在黑板上逐步計算,學(xué)生學(xué)習(xí)時覺得計算繁雜?,F(xiàn)在我們在講課時一邊講解理論,一邊把實(shí)例的處理結(jié)果做出來讓學(xué)生分析。把重點(diǎn)放在講授基本原理、思路、方法的適用條件和統(tǒng)計結(jié)果的解釋上面,要求學(xué)生能根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計選擇相應(yīng)的統(tǒng)計方法用統(tǒng)計軟件處理,并能做出科學(xué)、正確的解釋。
2.理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力
生物統(tǒng)計學(xué)是生物領(lǐng)域中非常重要的一種分析工具,對將來從事農(nóng)業(yè)和生物科技工作的學(xué)生來說是一門有重要實(shí)用價值的課程,與數(shù)理統(tǒng)計學(xué)不同的是,這門課程重在應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中一定要突出和強(qiáng)調(diào)“用”這個特點(diǎn),學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的最終目的是要會應(yīng)用。老師在上課過程中要注重學(xué)生統(tǒng)計思維能力的培養(yǎng)。
為了提高學(xué)生綜合分析問題與實(shí)際動手能力,教研室積極開展第二課堂,讓學(xué)生根據(jù)自己申報的大學(xué)生研究訓(xùn)練計劃(SRP)項(xiàng)目和本科畢業(yè)論文進(jìn)行討論和交流,每個學(xué)生給大家介紹自己的試驗(yàn)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)方案,并說明自己的項(xiàng)目或者畢業(yè)論文用是什么統(tǒng)計方法來分析。此外還安排上機(jī)實(shí)習(xí),并且是讓學(xué)生帶著自己的試驗(yàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立處理,讓學(xué)生體會“學(xué)有所用”。在處理數(shù)據(jù)的過程中,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計分析與邏輯思維能力。在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這樣使學(xué)生能夠真正利用統(tǒng)計學(xué)方法解決實(shí)際問題。
四、針對課程特點(diǎn)采用多種教學(xué)方法相結(jié)合
“生物統(tǒng)計”的特點(diǎn)是內(nèi)容抽象、枯燥,理論性、邏輯性較強(qiáng)。而且該課程內(nèi)容多、公式多、圖表多、計算量大,單一的教學(xué)方法容易導(dǎo)致學(xué)生注意力渙散,產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞,因此,教師應(yīng)該針對不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。
由于多媒體教學(xué)加快了教學(xué)進(jìn)度,提高了課堂教學(xué)的效率,因此多媒體教學(xué)應(yīng)用廣泛。但是并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合用多媒體來講授。就拿“方差分析”這一章來舉例。在講方差分析的基本原理和步驟時建議用板書講解,因?yàn)檫@部分內(nèi)容比較難,教師在黑板上一步步進(jìn)行講解和分析有利于學(xué)生更好地理解和掌握,滿足大多數(shù)學(xué)生的要求;在講不同試驗(yàn)設(shè)計資料的方差分析時,用板書講解該試驗(yàn)設(shè)計的田間試驗(yàn)設(shè)計圖、資料整理表及方差分析三步驟中涉及的公式,而講具體實(shí)例時應(yīng)采用多媒體。這種板書和多媒體相結(jié)合的授課方式很大程度上緩解了學(xué)時和教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾,還為啟發(fā)式教學(xué)提供了時機(jī),讓學(xué)生有足夠的時間在老師的引導(dǎo)下活躍思維,積極思考,及時理解和消化知識。
針對“生物統(tǒng)計”邏輯性較強(qiáng)的特點(diǎn),老師在講課過程中應(yīng)“授之以漁”而不是“授之以魚”。我們在講課過程中逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握解決問題的方式方法,讓學(xué)生直接參與探索教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中有成就感。因此,我們采用最多的就是啟發(fā)式教學(xué)法。在課堂上,著重問題的創(chuàng)設(shè),提供氛圍,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并著手解決問題,使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,教師則成為學(xué)生的協(xié)作者。
五、小結(jié)
要想提高“生物統(tǒng)計”課堂教學(xué)質(zhì)量,教師要把教學(xué)當(dāng)成一門藝術(shù)來對待。教師感情的投入、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)的培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容的處理、教學(xué)方法的選擇、教學(xué)結(jié)構(gòu)的編排、教學(xué)節(jié)奏的控制都在構(gòu)建著現(xiàn)代教學(xué)趨勢,教師只有全身心投入并不斷總結(jié)方法,才能探索出有生命力的教學(xué)方法。
參考文獻(xiàn):
[1]蓋鈞鎰.試驗(yàn)統(tǒng)計方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.
關(guān)鍵詞:任務(wù)驅(qū)動法;生物統(tǒng)計學(xué);教學(xué)改革
生物統(tǒng)計學(xué)是用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法來分析和解釋生物界各種現(xiàn)象和試驗(yàn)調(diào)查資料,屬于應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的一個分支[1]。然而,在傳統(tǒng)教學(xué)模式下,生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)與其應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)具有較大的距離,學(xué)生學(xué)完統(tǒng)計學(xué)課程后,并沒有形成統(tǒng)計學(xué)思維,統(tǒng)計實(shí)踐應(yīng)用能力不足。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法,它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念,轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念。近年來,任務(wù)驅(qū)動法多運(yùn)用于單片機(jī)、PLC、醫(yī)藥等課程的教學(xué)中,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊精神,鍛煉了學(xué)生的操作技能,增強(qiáng)了學(xué)生的自信心[2-5]。因此,本研究將任務(wù)驅(qū)動法與生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)相結(jié)合,為生物統(tǒng)計學(xué)課程的教學(xué)模式改革提供一個新思路。
1.對象與方法
1.1研究對象
選擇本校2013級植物保護(hù)本科生70人,采用任務(wù)驅(qū)動法進(jìn)行部分教學(xué),作為試驗(yàn)組;選取2012級同專業(yè)本科生67人作為對照組,對照組學(xué)生此前已經(jīng)學(xué)習(xí)過本課程,采用傳統(tǒng)授課方法。課程課時均為50學(xué)時,其中38學(xué)時為理論課時,12學(xué)時為上機(jī)實(shí)驗(yàn)課時。
1.2研究方法
對試驗(yàn)組學(xué)生統(tǒng)一授課以及任務(wù)驅(qū)動法進(jìn)行教學(xué),將生物統(tǒng)計學(xué)主要知識點(diǎn)分解為六大模塊,即:試驗(yàn)設(shè)計模塊、統(tǒng)計描述模塊、參數(shù)估計模塊、假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)K、方差分析模塊和直線相關(guān)回歸分析模塊。教師針對一個主題,設(shè)置教學(xué)情境,布置學(xué)習(xí)任務(wù),學(xué)生自主探索,分組討論,代表發(fā)言,總結(jié)歸納,鞏固提高等環(huán)節(jié)進(jìn)行授課。本研究選取一個實(shí)際案例,六個模塊的理論知識都需要應(yīng)用于分析這個案例的數(shù)據(jù),得到相關(guān)的統(tǒng)計結(jié)論。教師介紹相應(yīng)的統(tǒng)計理論后,讓學(xué)生分組討論該案例,選用合適的統(tǒng)計研究方法,利用相關(guān)統(tǒng)計軟件給出結(jié)果,并請代表進(jìn)行發(fā)言。教師在學(xué)生討論過程中適時指點(diǎn),給出線索,最后進(jìn)行歸納總結(jié)。在課程結(jié)束后,設(shè)計調(diào)查問卷,收集對照組和實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對生物統(tǒng)計學(xué)這門課程的授課滿意度(滿意度分為:非常滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意)。
1.3效果評價
(1)客觀評價:試驗(yàn)組與對照組之間的課程總評成績的比較;
(2)主觀評價:課程滿意度問卷調(diào)查,問卷調(diào)查表的信度系數(shù)為0.89,效度α=0.84。共發(fā)放137份問卷,收回有效問卷136份。1.4統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計量資料采用t檢驗(yàn),計數(shù)資料采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.結(jié)果
2.1試驗(yàn)組和對照組學(xué)生的總評成績比較
試驗(yàn)組學(xué)生的總評成績?yōu)椋?7.43±2.48)分,對照組學(xué)生的總評成績?yōu)椋?1.01±2.37)分,經(jīng)t檢驗(yàn),試驗(yàn)組學(xué)生的成績顯著優(yōu)于對照組學(xué)生(t=3.66,P=0.000),總評成績平均提高了6.32分。
2.2試驗(yàn)組和對照組學(xué)生的課程滿意度比較
試驗(yàn)組學(xué)生在課程的教學(xué)方式(P=0.009)、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(P=0.007)、課堂氛圍(P=0.034)、授課情境的設(shè)置(P=0.004)、授課效果(P=0.007)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)(P=0.020)和綜合評價(P=0.000)方面均優(yōu)于對照組學(xué)生。
3.討論
3.1運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動法進(jìn)行教學(xué)的體會
首先,教學(xué)過程中教師和學(xué)生的定位發(fā)生了轉(zhuǎn)變,讓教師成為學(xué)生主動學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者。教師負(fù)責(zé)將基本的理論知識傳授給學(xué)生,讓學(xué)生置身于真實(shí)的案例和情境中,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)行主動的探索,完成辨別是什么、怎么辦的解決問題的一系列行為,最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生將統(tǒng)計理論應(yīng)用于實(shí)際案例的能力。其次,任務(wù)驅(qū)動法能夠讓學(xué)生培養(yǎng)團(tuán)隊合作能力。學(xué)生通過小組討論完成學(xué)習(xí)任務(wù),并以學(xué)習(xí)報告的形式匯報學(xué)習(xí)成果,在此過程中,溝通能力、協(xié)作能力、表達(dá)能力缺一不可。最后,任務(wù)驅(qū)動法能夠加深學(xué)生對統(tǒng)計思維的理解,提高統(tǒng)計實(shí)踐應(yīng)用能力。在自主學(xué)習(xí)和小組討論的過程中,每位學(xué)生都需要結(jié)合所學(xué)的統(tǒng)計知識,給出自己的解決方案和意見。在頭腦風(fēng)暴的過程中,學(xué)生就會更加清晰地認(rèn)識到統(tǒng)計方法的精髓和作用,達(dá)到小組方案的完善。
3.2運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動法存在的問題及展望
在任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)的實(shí)施過程中,也存在一些關(guān)鍵問題。首先,任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法對教師的業(yè)務(wù)能力和精力要求更高。教師需要花費(fèi)大量的時間來進(jìn)行課程設(shè)計,還要根據(jù)教學(xué)過程中學(xué)生的反饋及時進(jìn)行調(diào)整,對教師來說是一個很大的挑戰(zhàn)。另外,個別學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)授課模式,并不想做出改變,就出現(xiàn)了“消極怠工”的現(xiàn)象,對學(xué)習(xí)任務(wù)的完成沒有起到積極的作用。任務(wù)驅(qū)動法確實(shí)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)成績,那么應(yīng)用這種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)改革的嘗試應(yīng)該要堅持進(jìn)行并不斷進(jìn)行完善,讓學(xué)生改變對生物統(tǒng)計學(xué)課程的畏難情緒,實(shí)現(xiàn)課程的可持續(xù)發(fā)展,展現(xiàn)出以統(tǒng)計實(shí)踐應(yīng)用為目標(biāo)的課程風(fēng)采。
參考文獻(xiàn);
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