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摘 要：《生物统计学》是农学、动物科学、生物科学、生物技术等专业的专业基础课,是科学研究和实践应用
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中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1672-1578（2013）01-0040-02
《生物统计学》是数理统计在生物学中的应用,从数量角度研究生命科学现象已经为大多数生物学研究者所认知.通过对生物试验与调查数据资料的客观分析,不仅能够将生命科学问题推向深化和精确化,而且还能对其理论及其假说进行论证和说明.在这一过程中,生物统计为生命科学的研究和探索提供了重要方法和工具.近年来,全国各高校生物类专业普遍加强了《生物统计学》的教学工作[1].《生物统计学》具有较强的理论性和实践性,学生普遍反映这门课程难懂、难学.本文中笔者结合自己的教学实践,在分析目前教学中存在问题的基础上,就如何提高《生物统计学》的教学效果,谈谈自己的一些体会和思考.
1现状分析
1.1内容侧重数理,计算繁琐,令学生缺乏兴趣
统计学是把数学的语言引入具体的科学研究领域,将所研究的问题抽象为数学问题的过程,是搜集、分析和解释数据的一门科学.《生物统计学》是数理统计在生物学研究中的应用,它是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门学科,属于应用统计学的一个分支[1].该课程有许多抽象的理论、概念和公式,难以理解和记忆,所以课程学习起来,枯燥单调,且计算繁琐,学生的兴趣很难长时间保持.计算繁琐突出表现在作业完成需要用较多的时间,学生反映大部分时间都用于计算,由于平时学习任务较为繁重,没有充足的时间来完成作业.在考试过程中甚至存在个别同学宁愿放弃计算最后结果以求争得更多审题做题时间.因此计算繁琐、费时导致部分学生学习热情和兴趣下降.
1.2教学条件限制,计算机应用欠缺
由于教学条件限制,目前生物类专业的教学没有条件开设上机试验课,所以目前广泛应用的Excel表统计分析工具和SAS等统计分析软件这部分知识就没有机会传授给学生.如果仅仅在课堂上进行讲授不进行实际上机操作,就很难做到所学内容与科研实践的紧密结合.如果在课堂上学生用计算器来计算,一是降低了运算速度,相对耗时较多,二是无法对一些常用的《生物统计学》软件进行学习,无法进行较为复杂的统计分析.
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1.3专业课程尚未开设,学生理解困难
现代教学理论认为,在教学过程中,学生是学习的主体,教师是学习活动的组织者,是知识的传播者,教学的一切活动都必须以强调学生的主动性、积极性为出发点.根据这一教学理念,首先应该了解学生的特点.
开设本门课程是在大二的第一个学期,学生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,本课程需要用到的数学知识,大部分都已掌握；但对于专业课程尚未接触,对一些专业术语还不熟悉,在举专业方面的例子的时候学生理解时存在一定的困难.不过就笔者这学期所带的3个班而言,接受能力比以往的班级要强一些,特别是很多同学考研愿望比较强烈.因此,在给这些班级上课时,就必须考虑这种情况,结合专业术语、统计原理多举实例,着重突出统计原理在科研实践中的应用,体现因材施教的教育理念.
2教学实践中的两个发现
2.1从课堂效果看
在讲解试验设计的基本要求这一章节内容中,针对试验目的要明确这一知识点,“安排试验时,需要对试验的预期结果及其在生产和科研中的作用做到心中有数,既要抓住眼前的关键问题,又要兼顾未来.”在举例时,谈到国家转基因专项的立项目的和小麦突变体库构建的试验目的,通过一宏观一微观两个例子,学习便很好地理解了这一知识点.并且从学生的课堂表现可以看出,学生是非常乐意学习到一些这样紧密联系实际的例子.
2.2从试卷分析看
笔者对商丘师范学院生命科学学院2011级生物科学、生物工程专业共111名学生的期末试卷成绩进行了分析,从中可以了解学生对各知识点的理解和掌握程度,也可以为进一步改进教学方法和提高教学效果提供依据.考试采用开卷形式,考试题型有名词解释、填空题、计算题、综合题.学生成绩在各分数段的分布情况见表1.
从表1可以看出成绩大致呈正态分布,大部分的学生掌握了课程的基本内容.通过对试卷的分析,还发现试卷中学生的计算题失分较多.分析原因,可能存在以下几方面因素：一是只掌握了基本理论,应用到具体情况往往不知道该怎么分析.比如平均数的假设检验,根据不同的实际情况应该有区别的应用,但学生不知道什么情况下用哪种方法来计算,区分不明便容易出错；二是掌握知识点不细致,导致在计算时出现一些错误.比如t测验和u测验中临界值的大小记不准确；三是审题不明,导致所问非所答.比如把“相关系数”看成“回归系数”导致出错；四是难点没有很好掌握,导致计算错误.比如对数据进行多重比较时出错率较高；五是计算失误,导致结果错误.
3改进设想
基于以上对现状的分析及教学实践中的发现,针对存在问题,笔者有下面一些改进设想.
3.1调整已有教学内容顺序
该课程包括试验设计和统计分析两部分,考虑到学生对专业知识接触少,在课程内容的编排上可以实行先介绍试验设计的内容,包括田间试验、温室和盆栽试验的设计,而后再对统计分析结果的专业解释和剖析反馈信息内容作介绍.从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集整理到试验数据的统计分析,最后做出科学判断等,尽可能把抽象的数理概念变为看得见摸得着的具体事物,提高学生对学习的兴趣,使之更好地理解和掌握所学的课程内容[2].3.2加入计算机统计软件的教学内容
在计算机日益普及的今天,统计软件的使用使得计算变得简单、快捷和准确,这有利于将学生从繁琐的计算中解放出来,把注意力放到对问题的讨论、分析和评价统计结论上去,所以,学生应该通过统计教学对常用的统计软件有所了解和掌握.目前适用于统计教学的计算机软件有SAS、SPSS、Excel等,前两种属于专业统计软件,SAS功能强大,是国际流行的统计软件包,分析结果得到国内外专家的认可,但缺点也很明显,过于庞杂,且是完全的英文界面,教学难度较大[3].非统计专业的统计教学也可以选用Exce1软件作为辅助教学工具.因为Excel提供了一个功能相对完整的数据分析工具,它的统计功能涵盖了统计学的基本内容,并在Excel的宏内提供了一些实用的统计分析程序,如t测验、方差分析和回归分析等.而且大多数计算机里都装有该软件,学习起来非常方便.
在以后的教学中,可以尝试运用Excel或SAS软件来解决《生物统计学》教学的大量统计计算,使学生熟练掌握该统计软件进行统计分析的基本操作,进一步加深学生对有关统计学原理和方法的理解,也可以提高学生分析问题和解决问题的能力,为今后从事科学研究工作奠定良好的基础.
3.3类比人文学科实例,提高学生学习兴趣
针对培养学生的统计思维,运用统计学的思维和方法去分析和解决实际问题这个教学目标,可以类比人文社科的例子,从身边看得到摸得着已经熟悉的例子入手,再介绍相关专业上的例子,理解起来就会简单许多.如讲相关性分析时,就可以举如下例子：有10人对红、橙、黄、绿、青、蓝
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