单位文秘网 2021-07-19 08:19:04 点击: 次
摘 要:生物统计学是生物学、农学和医学等各相关专业本科生的基础课,是科学研究和实践应用的重要基础工具。而现代计算机技术和应用生物统计方法的蓬勃发展,使信息时代的生物统计学课程教学具有新的特点和需求。本文对信息时代高等院校生物统计学课程教学内容和教学方法的改革进行了初步探索和实践。
关键词:生物统计学 教学改革 网络教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-9795(2012)08(a)-0158-02
生物统计学传统的教学内容和僵化的教学方式,已不能满足生物、农业和医药卫生等领域科学研究与生产实践中对具有实际应用统计分析能力的高素质创新人才的迫切需求[1]。在网络学习和网络教育高速发展的今天,面对不断涌现出来的现代应用生物统计方法,高等院校的生物统计学教学内容该如何选择?又该怎么提高学习效率和教学效果?我们认真思考了这些问题,对信息时代高等院校生物统计学课程教学内容和教学方法的进行了初步改革,取得了一些令人满意的效果。下面从教学目标的最终确立、教学内容的精心选择、教学形式的灵活多样以及教学环节的有效把握等方面,谈谈我们几年来生物统计学教学改革的一些体会。
1 教学目标的最终确立
生物统计学教学的目的并不在于让学生掌握一些知识点,而在于树立统计观念,培养学生新的统计学推理思维能力,学会从不确定性和概率的角度去思考问题,深刻理解统计学基本原理,懂得如何运用统计学原理设计科学试验,并能够应用统计分析软件正确地处理分析试验数据[2]。由于我校学生已修过“概率论与数理统计”的课程,因此,数理统计的原理和方法已不再是生物统计学课程教学的主要内容,而应用统计方法分析和解决生物学研究中的实际问题才是生物统计学课程教学的重点内容和首要任务。
我们在生物统计学开课之前,多次召集一线教师讨论了如何将纯理论的统计学知识与科学研究中的实际问题联系在一起,使学生在深刻理解统计学基本原理的基础上建立统计思维逻辑,在教学实践中培养学生分析问题、解决问题的综合能力。通过深入的调研和论证,我们最终确立了生物统计学教学的教学目标:培养有实际应用统计分析能力的高素质创新人才,使学生树立统计的思想,形成统计的意识,学会科学合理的安排试验,并且能够使用统计软件进行数据分析与结果解释;以及生物统计学教学的中心思想:统计软件的使用为主,统计方法的讲解为辅,注重试验设计和结果分析,体现专业特色。
2 教学内容的精心选择
传统的生物统计学教学过多强调理论的重要性,学生通过查找书后附表设计试验与手工计算,忽视了利用计算机软件进行试验设计和数据分析的能力培养。但是,随着科学技术的发展与生物学研究的深入,我们所研究问题与所获数据的复杂程度都在不断增加,如高通量测序技术等产生的海量复杂数据,如果仍然手工计算与统计分析几乎是不可能完成的,也是不可靠的。而且,对于生命科学领域的研究人员来说,一般只会重视试验数据的统计结果与生物学意义,而不会关注统计分析过程中所用的统计原理与计算步骤。因此,传统的生物统计学教学内容已不能满足生命科学研究中统计分析的应用需求,不符合越来越借重于计算机技术的现代应用生物统计方法的发展趋势。信息时代的生物统计学教学必需重在应用,加强实践教学,即增加上机实习学时。在我们32个学时的生物统计学授课学时中,理论课与上机实习课各占一半。
我们前期调查发现,高校生物统计学的教学中采用R作为统计学主要教学软件,是适应学科发展需要的[3~4]。在参考了其它高校生物统计学教学内容的基础上,结合我校专业特点与办学特色,我们精心选择了生物统计学的教学内容,主要以李春喜主编的《生物统计学》第三版[5]为框架,以R语言的学习与使用为主线,结合实例重点介绍常用生物统计方法及其在R软件中的实现过程。
在课堂教学内容选择和重点把握方面,我们贯彻了以下原则:(1)简单介绍统计方法的原理,不重视数学公式的推导及其计算过程,重点介绍该统计方法的适用范围、局限性和优缺点等。(2)重视统计软件的使用,但又不是纯粹的统计软件的教学,强调统计思维逻辑能力和综合分析解决生物学问题能力的培养。(3)所举教学案例尽量体现我校生命科学相关研究方向和特色,重点探讨往届学生毕业设计与论文中出现的问题。(4)强调试验结果图形展示的重要性,详细介绍各种统计图表的制作。(5)试验设计、统计方法与模型参数的选择、统计程序的编写和统计结果的分析讨论等内容是教学重点与难点。
3 教学形式的灵活多样
生物统计学的概念多、公式多,统计计算过程烦琐乏味,传统板书形式的课堂教学,既浪费课堂教学时间,又容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉疲劳,思维麻木。单一的多媒体幻灯片课件教学,无论幻灯片制作多么精良,也有其缺点和不足,不利于学生的理解和记忆[6]。
我们充分利用学校提供的各种教学手段和计算机网络环境,在生物统计学的课堂教学过程中,采用了灵活多样的教学方法:(1)板书:传统的课堂教学形式,作为一种必要的补充,予以保留。(2)多媒体幻灯片:制作风格简洁、图文并茂、内容丰富的教学幻灯片。(3)动画演示:使用概率统计教学演示R程序包“TeachingDemos”与“animation”进行生物统计学的直观教学,可以加深学生对统计原理的理解,极大地调动学生学习生物统计学与R语言的兴趣。(4)统计软件:教师在授课过程中可以根据需要直接利用R、SPSS、EXECL等各种统计软件演示例题的分析过程和操作方法。(5)网页浏览:我们花费了大量时间和精力,设计制作了生物统计学维基百科教学网站(http://bio.cug.edu.cn/wiki/index.php/生物统计学),收集积累了许多统计素材和相关教学资源的网址,使统计原理、统计方法、统计软件和应用案例等可以相互链接与交叉引用。(6)网络教学:利用学校信息实验中心的网络教室,在校园局域网内进行生物统计学和统计软件的互动教学。
4 教学环节的有效把握
为了保证生物统计学的教学效果,完成教学任务,我们十分重视课前准备、课堂教学、课后作业、上机实践、考前复习、期终考试和考后总结等各个教学环节的有效把握和有机结合。(1)课前准备:在每学期开课前,我们会通知学生生物统计学的教材、参考书与教学网站,以及课程的教学要求、考核方式和成绩评定标准;教师除需要认真准备每一堂课的教学内容与制作幻灯片之外,还需要及时在教学网站上更新相关内容或发布通知,提供教学课件下载网址,使学生可以通过电脑或手机等随时随地查阅生物统计学的相关知识;学生需要通过网页或其它方式了解相关信息,下载教学课件并预习下一堂课的教学内容。(2)课堂教学:课堂教学过程中教师结合科研实际和科技进展的例子具体生动地阐述教学内容中的重点和难点,并且通过复习提问(上一堂课的相关内容或课后作业)和启发式提问在活跃课堂气氛的基础上控制教学节奏;学生在预习过生物统计学的基本概念、基本原理和基本方法之后,思考、提问、理解和记忆。(3)课后作业:教师在课堂教学结束之前会布置一些相关作业或思考题;学生则需要复习课堂教学内容,完成课后作业,并为上机实践做准备。(4)上机实践:教师准备一些习题和数据,并随时解答学生在上机操作中遇到的一些问题;学生需要在掌握统计软件基本使用方法的基础上,参考例题或网站上的源程序完成统计计算,然后改变统计模型或参数比较结果,还可以利用R语言自由编写一些统计小程序。(5)考前复习:教师在教学网站上发布复习资料和考试模拟题型,留出时间集中答疑;学生在复习考试过程中有任何问题可上网站论坛互相交流,通过邮件、短信或其它方式向老师咨询。(6)期终考试:教师需要准备两套试卷,给出参考答案和评分标准,试题涵盖课堂教学的所有重点内容,包括生物统计学中易混淆的知识点,以及统计软件R的使用与结果分析题;学生通过考试了解自己学习过程中薄弱环节,查缺补漏。(7)考后总结:教师对试卷题目难易程度、得分情况和成绩分布进行统计分析,设计网页或书面调查问卷,撰写课程教学总结,为下一学期教学提供参考;学生完成调查问卷,课程结束。
最后,各个教学环节都需要师生共同参与协作完成的,我们通过网站论坛、留言、电子邮件、QQ、短信、电话和面谈等多种方式与学生充分交流。
5 结语
中国地质大学(武汉)生物科学专业最初的教学计划中没有“生物统计学”的课程,而设置有“概率论与数理统计”课程。学生们虽然通过“概率论与数理统计”的课程掌握了数理统计的基本原理和分析方法,但却缺乏数据处理与统计分析的必要训练。从而导致2007年以前毕业的生物科学专业学生基本上没有试验设计与假设检验的概念,论文中也严重缺乏统计分析[4]。在办学之初,生物统计学教学走过的这一段弯路,使我们充分认识到生物统计学在生命科学研究和生产实践中的重要作用,确立了生物统计学的首要教学任务是应用实践,最终形成具有地质大学特色的生物统计学教学模式。
信息时代发达的计算机技术,地质大学校园内高速的局域网和免费无线网,地质大学良好的学习氛围和师生的辛苦努力等等都是我们进行新世纪高等院校生物统计学课程教学改革探索的有利条件和保障。在生物统计学维基百科教学网站建设的第一年,学生期终考试成绩比往年平均成绩显著提高了5.8分,学生反馈意见良好。
参考文献
[1] 朱香萍,李桢,张庭荣.信息时代《生物统计学》教学的探索与实践[J].农业网络信息,2008(2):81-83.
[2] 孙晓菲,李鑫玲.《生物统计》教学改革实践[J].科技信息,2010(18):96.
[3] 程新,魏赛金,江莉,等.统计软件R及其在《生物统计学》实验教学中的应用[J].统计教育,2008,4(103):29-31.
[4] 马相如.自由软件R及其在生物统计学教学中的使用[J].科技传播,2010(2):387-392.
[5]李春喜,姜丽娜,邵云,等.生物统计学(第三版)[M].北京:科学出版社,2005.
[6] 孙小玲.高职高专《生物统计学》教学改革初探[J].科技资讯,2010(30):387-392.
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