創(chuàng)新生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)強化能力培養(yǎng)論文

1、創(chuàng)新生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)強化能力培養(yǎng)論文 編者按：本文主要從引言；二十一世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程的重新定位；教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革；加強實踐教學(xué)，注重學(xué)生能力培養(yǎng)進(jìn)行論述。其中，主要包括：實現(xiàn)生物科學(xué)結(jié)論定量化是人們長期追求探索的目標(biāo)、生物統(tǒng)計作為數(shù)理統(tǒng)計在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，是教學(xué)難度較大的一門課程、新世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程提出的新要求、生物統(tǒng)計學(xué)對大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的作用、生物統(tǒng)計學(xué)是通過個別的試驗研究得出其一般性結(jié)論、加強電子課件及網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)、將多媒體教學(xué)優(yōu)勢與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律有機結(jié)合、長期堅持教育教學(xué)方法及教學(xué)規(guī)律的研究等，具體請詳見。 摘要：根據(jù)21世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程的重新定位，在生物統(tǒng)計學(xué)精品課

2、程建設(shè)中重點突出了教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，強化了學(xué)生能力的培養(yǎng)。 關(guān)鍵詞：生物統(tǒng)計學(xué)；精品課程；教學(xué)改革 一、引言 隨著生物科學(xué)的發(fā)展，只有定性的結(jié)論已不能滿足實踐的需要，實現(xiàn)生物科學(xué)結(jié)論定量化是人們長期追求探索的目標(biāo)；生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)科定量化的重要分析理論與方法，生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)科應(yīng)具備的基本知識和素質(zhì)，與生命活動有關(guān)的各種現(xiàn)象中普遍存在著隨機現(xiàn)象，大到森林陸地生態(tài)系統(tǒng)，小至分子水平，均受到許多隨機因素的影響，表現(xiàn)為各種各樣的隨機現(xiàn)象，而生物統(tǒng)計學(xué)正是從數(shù)量方面揭示大量隨機現(xiàn)象中存在的必然規(guī)律的學(xué)科。因此，生物統(tǒng)計學(xué)是一門在實踐中應(yīng)用十分廣泛的工具學(xué)科，它是生命科學(xué)各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，

3、對后續(xù)生命科學(xué)課程學(xué)習(xí)和生物科研有重要作用。 同時，生物統(tǒng)計作為數(shù)理統(tǒng)計在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，是教學(xué)難度較大的一門課程。因此，在生物統(tǒng)計學(xué)精品課程建設(shè)過程中，針對各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位，因材施教，更新教育理念，加強實踐訓(xùn)練，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行改革和大膽探索。 二、二十一世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程的重新定位。 （一）新世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程提出的新要求。 二十世紀(jì)上半葉農(nóng)業(yè)和遺傳統(tǒng)計學(xué)首先獲得了發(fā)展，在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生物統(tǒng)計學(xué)、統(tǒng)計流行病學(xué)、隨機化臨床試驗學(xué)已經(jīng)成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀(jì)里顯著提高了人類的期望壽命。 21世紀(jì)人類基因組，基因芯片等實驗科學(xué)產(chǎn)生出的巨量數(shù)據(jù)，需

4、要新工具來組織和提取重要信息。 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息需要統(tǒng)計理論和實踐方面的洞察力、技術(shù)和訓(xùn)練。 未來的生物統(tǒng)計學(xué)將會與信息技術(shù)密切結(jié)合，較少側(cè)重傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計，而會更多注意數(shù)據(jù)分析，尤其是大型數(shù)據(jù)庫的處理。生物統(tǒng)計學(xué)越來越不同于其它數(shù)學(xué)領(lǐng)域，計算機和信息科學(xué)工具至少和概率論一樣重要。 （二）生物統(tǒng)計學(xué)對大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的作用。 生物統(tǒng)計學(xué)的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體，這樣得到的結(jié)論有很大的可靠性但有一定的錯誤率，這是統(tǒng)計分析的基本特點，因此在生物統(tǒng)計課程的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)了一種新的思維方法從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學(xué)試驗的結(jié)果。 生物統(tǒng)計學(xué)是通過個別的試驗研究得出其一般性結(jié)論，

5、屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學(xué)歸納法，是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學(xué)的研究中絕大多數(shù)涉及到的是隨機事件，因此，生物統(tǒng)計學(xué)不僅是試驗設(shè)計與統(tǒng)計方法的教學(xué)，更重要的還是大學(xué)生思維方式的培養(yǎng)，這對提高大學(xué)生的素質(zhì)很有必要。 生物統(tǒng)計學(xué)包括試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法兩個有機聯(lián)系的組成部分。通過試驗設(shè)計的教學(xué)可提高大學(xué)生設(shè)計研究課題試驗方案的能力，使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設(shè)計方法等方面的內(nèi)容。通過統(tǒng)計方法的教學(xué)除讓學(xué)生弄清各種統(tǒng)計方法的內(nèi)涵外，還需要使學(xué)生能夠正確地選擇最適合的統(tǒng)計方法，以揭示資料潛在的信息，達(dá)到研究的最終目的，從而提高大學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)。

6、 三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。 （一）加強電子課件及網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)。 生物統(tǒng)計學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理研究生物界數(shù)量變化的學(xué)科，而概率統(tǒng)計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度，加之課程學(xué)時的減少（由原來的60-70學(xué)時，降到現(xiàn)在的40學(xué)時左右）,如何深入淺出地引導(dǎo)學(xué)生入門，并使學(xué)生在了解概率統(tǒng)計思想的基礎(chǔ)上，掌握常用統(tǒng)計分析方法的應(yīng)用及使用條件是課程的教學(xué)難點。為此，我們利用多媒體技術(shù)，制作了與教材配套的課件，通過在課堂上把抽象內(nèi)容形象化與直觀化，收到了良好教學(xué)效果。建設(shè)了一個生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)支撐平臺，現(xiàn)有課程簡介、教學(xué)大綱、師資力量、授課教案、電子版生物統(tǒng)計學(xué)教材、課程錄像、實習(xí)指

7、導(dǎo)、在線測試題、參考文獻(xiàn)、其它教學(xué)資源等欄目，免費向全校師生開放。 （二）將多媒體教學(xué)優(yōu)勢與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律有機結(jié)合，用較少的學(xué)時得到良好的教學(xué)效果。 多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。 但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合，多媒體教學(xué)就可能會帶來一些弊端諸如：（1）內(nèi)容多，幻燈片變換快，由照本宣科變?yōu)檎掌列?，為新的“滿堂灌”；（2）課件圖片多，內(nèi)容以展示為主，缺乏啟發(fā)性；（3）教學(xué)內(nèi)容常用滿屏的方式顯示（即所謂“死屏”）,老師照著屏幕上的內(nèi)容給學(xué)生講解，失去了傳統(tǒng)教學(xué)方法，老師邊講邊板書能給學(xué)生留下比較深刻印象的特點，缺乏吸引力。 而多媒體在教學(xué)中只能充當(dāng)工具的角

8、色，在教學(xué)過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律緊密結(jié)合在一起。在制作課件時，采用啟發(fā)式教學(xué)方式，精煉教學(xué)內(nèi)容，模仿傳統(tǒng)教學(xué)書寫板書的過程，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度，采用逐字、逐句、逐段顯示教學(xué)內(nèi)容的動畫方式。在課堂教學(xué)中，老師仍然保持傳統(tǒng)教學(xué)方法的教姿教態(tài)，在授課的過程中與學(xué)生保持互動，根據(jù)學(xué)生在課堂上接受知識的能力，掌握屏幕上顯示內(nèi)容的速度，必要時輔以板書進(jìn)行講解。這樣做既發(fā)揮了多媒體教學(xué)的特點，又充分照顧到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在內(nèi)容沒有縮減，學(xué)時減少近三分之一的情況下，仍然取得良好的教學(xué)效果。 （三）長期堅持教育教學(xué)方法及教學(xué)規(guī)律的研究。 生物統(tǒng)計學(xué)的理論基礎(chǔ)是概率論

9、與數(shù)理統(tǒng)計，從這個層面上講，它有非常濃的數(shù)學(xué)味道，但是它又有別于概率論與數(shù)理統(tǒng)計，生物統(tǒng)計學(xué)更主要強調(diào)的是概率論及數(shù)理統(tǒng)計的思想和方法在解決生命科學(xué)中一些具體問題的應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中就存在一個“度”的把握問題，如果將概率論及數(shù)理統(tǒng)計的原理講得太多，一是學(xué)時不允許，二是學(xué)生難以消化，得不到好的教學(xué)效果；如果只注重方法的講解，學(xué)生知其然不知其所以然，就會誤入亂套公式的歧途。經(jīng)過將教學(xué)的重點放在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生重點掌握統(tǒng)計方法的功能與用途，方法與步驟，防止各類方法的誤用，淡化定理的證明與公式的推導(dǎo)。在教學(xué)內(nèi)容的安排上采用“保干削枝”，即在學(xué)時減少很多的情況下，將一些次要的統(tǒng)計方法去掉，也要保證有足

10、夠的學(xué)時講授理論分布與抽樣分布、統(tǒng)計假設(shè)測驗等方面的內(nèi)容，讓學(xué)生掌握生物統(tǒng)計學(xué)中所蘊含的概率論及數(shù)理統(tǒng)計的思想精髓，從而避免學(xué)生亂套統(tǒng)計公式。 （四）密切跟蹤生命科學(xué)發(fā)展的前沿動向，探索生物統(tǒng)計學(xué)解決前沿問題的理論與方法。 統(tǒng)計學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用已有長遠(yuǎn)的歷史，許多統(tǒng)計的理論與方法也是自生物上的應(yīng)用發(fā)展而來，而且生物統(tǒng)計是一個極重要的跨生命科學(xué)各研究領(lǐng)域的平臺。現(xiàn)在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與生物信息學(xué)的蓬勃發(fā)展，使得生物統(tǒng)計在這些突破性生物科技領(lǐng)域上扮演著不可或缺的角色。轉(zhuǎn)在課程建設(shè)中，隨時注意納入生物統(tǒng)計學(xué)在前沿領(lǐng)域研究應(yīng)用的內(nèi)容，增強課程的活力，提高教師和學(xué)生面向生物產(chǎn)業(yè)主戰(zhàn)場解決實際問題的能

11、力。 四、加強實踐教學(xué)，注重學(xué)生能力培養(yǎng)。 生物統(tǒng)計學(xué)要不要開實驗課，怎樣開實驗課，一直存在爭議，在此認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)不僅應(yīng)該開設(shè)實驗課，而且還要將實踐教學(xué)的重點放在計算機技術(shù)和統(tǒng)計軟件的應(yīng)用上，讓學(xué)生不僅掌握統(tǒng)計方法，而且加深對原理的認(rèn)識，獲得就業(yè)或升學(xué)的必備計算機統(tǒng)計技能，提高解決復(fù)雜問題的能力。 （一）開展統(tǒng)計軟件的實習(xí)，擴(kuò)大學(xué)生的視野，提高學(xué)生素質(zhì)。 20世紀(jì)20年代發(fā)展起來的多元統(tǒng)計方法雖然對于處理多變量的種類數(shù)據(jù)問題具有很大的優(yōu)越性，但由于計算工作量大，使得這些有效的統(tǒng)計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術(shù)的誕生與發(fā)展，使得復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作變得非常容易，所

12、以充分利用現(xiàn)代計算技術(shù)，通過計算機軟件將統(tǒng)計方法中復(fù)雜難懂的計算過程屏障起來，讓用戶直接看到統(tǒng)計輸出結(jié)果與有關(guān)解釋，從而使統(tǒng)計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中，各課程的教學(xué)時數(shù)與達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)所需完成的教學(xué)內(nèi)容相比還是不足的。為此，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計軟件的教學(xué)實習(xí)來達(dá)到以點帶面，擴(kuò)大學(xué)生視野，提高學(xué)生素質(zhì)。 為此我們建立了一個專用于實習(xí)教學(xué)的生物統(tǒng)計電腦實驗室?，F(xiàn)共有50余臺電腦，并連接到校園網(wǎng)。實驗室配備有指導(dǎo)教師，負(fù)責(zé)對上機的學(xué)生答疑。除按教學(xué)計劃進(jìn)行的正常實習(xí)教學(xué)外，實驗室還對優(yōu)秀學(xué)生免費開放，鼓勵他們結(jié)合教師的科研活動，應(yīng)用所學(xué)生物統(tǒng)計學(xué)知識，學(xué)習(xí)新的生物統(tǒng)計學(xué)知識，掌握應(yīng)用計算

13、機解決生物統(tǒng)計學(xué)問題的技能。 （二）全方位、多層次的實踐教學(xué)。 為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，必須將本課程的實踐教學(xué)活動延伸到課堂教學(xué)外，開展全方位、多層次的實踐教學(xué)。 在原綿陽農(nóng)專期間，主要在作物育種、作物栽培、動物營養(yǎng)等課程實驗與實習(xí)中，根據(jù)相關(guān)內(nèi)容加入了試驗設(shè)計方法以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的相關(guān)內(nèi)容。 組建了西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院以后，由原來的單一農(nóng)科專業(yè)變成了理、工、農(nóng)三大學(xué)科均有專業(yè)的格局。雖然專業(yè)的學(xué)科歸屬不同，但有一點是相通的，其內(nèi)涵均屬于生命科學(xué)的范疇。以科學(xué)研究的方法進(jìn)行劃分，均屬于實驗科學(xué)。 掌握正確的實驗設(shè)計方法，從不確定性數(shù)據(jù)中挖掘事物的客觀規(guī)律，

14、是實驗科學(xué)工作者必備的技能。因此，我們將原來只是在農(nóng)科專業(yè)上延伸實踐教學(xué)的作法推廣到全院的所有專業(yè)，結(jié)合實驗課教學(xué)的改革，對發(fā)酵工藝學(xué)實驗、植物細(xì)胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學(xué)實驗等課程的內(nèi)容全部或部分改為用生物統(tǒng)計學(xué)指導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實驗設(shè)計，把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變?yōu)樵囼灄l件的優(yōu)化試驗，提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設(shè)計、單因素試驗設(shè)計、多因素試驗設(shè)計、正交試驗設(shè)計、均勻試驗設(shè)計，對試驗結(jié)果要求學(xué)生使用統(tǒng)計學(xué)的方法對進(jìn)行分析和討論，最后得出最佳試驗條件。 這樣的實驗教學(xué)改革起到了一箭雙雕的作用，從專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課的角度看，改驗證性實驗為設(shè)計型、綜合性實驗，增強了

15、學(xué)生解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的能力；從生物統(tǒng)計學(xué)角度看，將課程的教學(xué)實踐延伸到課程外，彌補了學(xué)時的不足，更重要的是學(xué)生將自己學(xué)到的統(tǒng)計學(xué)知識，轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力，知識得到很好的內(nèi)化。 此外，在學(xué)生課外科技活動中指導(dǎo)學(xué)生選用正確的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法，提升科技作品的檔次；在畢業(yè)論文（設(shè)計）中要求學(xué)生采用恰當(dāng)?shù)纳锝y(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行設(shè)計與分析，寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文（設(shè)計）。 通過這樣的教學(xué)實踐，訓(xùn)練了學(xué)生的統(tǒng)計思維能力，使學(xué)生充分認(rèn)識到掌握生物統(tǒng)計學(xué)這一工具的重要性和必要性，增強了學(xué)生學(xué)好用好這門工具的信心，提高了學(xué)生從復(fù)雜的生命現(xiàn)象中挖掘事物客觀發(fā)展規(guī)律的能力。 精品課程

16、是集科學(xué)性、先進(jìn)性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的優(yōu)秀課程。作為精品課程的載體，應(yīng)具有一流的教師隊伍、一流的教學(xué)內(nèi)容、一流的教學(xué)方法、一流的教材、一流的教學(xué)管理等特點。與之相比，我們在生物統(tǒng)計學(xué)精品課程的建設(shè)上，才剛剛起步，今后還要在教材建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、科學(xué)研究等方面加大力度，將生物統(tǒng)計學(xué)建設(shè)成體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想、符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和適應(yīng)社會發(fā)展進(jìn)步的需要、能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展而深受學(xué)生歡迎的一門課程。 參考文獻(xiàn)： 1何風(fēng)華，李明輝。生物統(tǒng)計學(xué)多媒體教學(xué)的探索與實踐J.江西教育學(xué)院學(xué)報（綜合）,2004,25（6）:2527 2洪偉，吳承禎，陳輝，等。精品課程建設(shè)的核心：學(xué)科、隊伍建設(shè)與科學(xué)研究J.高等農(nóng)業(yè)教育，2004,6:5051. 3崔相學(xué)。提高學(xué)生統(tǒng)計分析素質(zhì)的實踐與探討J.成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)