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摘要：為了提高學生解決實際問題的能力，文章根據(jù)生物統(tǒng)計學教學的特點及存在的問題，論述了以實踐為導向的生物統(tǒng)計學教學的優(yōu)化策略，包括教學內(nèi)容的優(yōu)化、教學方法的改進、考核方式的優(yōu)化，最后討論了以實踐為導向的生物統(tǒng)計學教學效果。

關(guān)鍵詞：實踐；生物統(tǒng)計學；教學方法

生物統(tǒng)計學是一門運用數(shù)理統(tǒng)計方法設計和分析生物學試驗的學科,是生物學、農(nóng)學、林學、畜牧學、獸醫(yī)學等學科的專業(yè)課程，在這些領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要的作用[1-4]。本文分析了生物統(tǒng)計學教學特點及問題，結(jié)合筆者所在院校生物科學、生物技術(shù)專業(yè)，以實踐為導向，探究了如何改進生物統(tǒng)計學的教學方式和理念。

一、生物統(tǒng)計學教學的特點及存在問題

生物統(tǒng)計學教學內(nèi)容數(shù)學理論較深，學生學習存在一定難度。統(tǒng)計學是應用數(shù)據(jù)理論收集、整理、分析和解釋數(shù)據(jù)的學科。統(tǒng)計學教材一般數(shù)學性極強，充滿了純數(shù)據(jù)的定義、符號、公式、推導和證明。為了保證數(shù)學理論的嚴密性，一般統(tǒng)計學教學強調(diào)數(shù)學模型建立和演繹。生物統(tǒng)計教學也存在同樣問題。然而，統(tǒng)計學不僅僅是數(shù)學，它更注重如何應用數(shù)學的方法解決實際問題。例如，生物統(tǒng)計學是應用統(tǒng)計學的原理和方法研究生物學的客觀現(xiàn)象及問題的學科。在傳統(tǒng)教學中，相對于數(shù)學理論而言，對如何應用統(tǒng)計學的原理和方法，講得較為簡略，統(tǒng)計思想介紹不充分。在傳統(tǒng)生物統(tǒng)計學教學中，理論教學比例大，實踐教學比例小，強調(diào)計算，缺乏應用，致使學生覺得所學內(nèi)容比較抽象，學習興趣被淹沒在繁雜的公式記憶中，對統(tǒng)計思想的理解不深，以及面對實際問題無從下手和力不從心，與教師所言“有用性”形成了鮮明的對比。

二、以實踐為導向的生物統(tǒng)計學教學的優(yōu)化

（一）教學內(nèi)容的優(yōu)化。優(yōu)化課程內(nèi)容，增加實踐教學比例。生物統(tǒng)計是數(shù)理統(tǒng)計與生物學試驗相結(jié)合的學科。為了講述清楚數(shù)理統(tǒng)計原理，不可避免地包含繁雜公式推理，易使數(shù)學基礎薄弱的生物學專業(yè)的學生失去興趣。在不影響知識完整性的情況下，課程組適當?shù)販p少了概率論和數(shù)理統(tǒng)計部分的理論和難度，加強統(tǒng)計思維訓練，提高知識的直觀性、興趣性和易用性。例如，淡化公式推演，側(cè)重對常用統(tǒng)計方法的思想和適用原則的分析和解釋，深化統(tǒng)計方法對生物學試驗的指導作用。又如，針對生物科學和生物技術(shù)專業(yè)，適當簡化了與專業(yè)密切度低的內(nèi)容，增加了一些與野外調(diào)查和試驗設計的內(nèi)容。（二）教學方法的改進。1.以實踐問題為導向的啟發(fā)式教學。在教學中，課程組教師發(fā)現(xiàn)在講授統(tǒng)計學知識前，先提出一些實際生物學問題，給學生一定的思考空間，再講統(tǒng)計理論及統(tǒng)計方法的使用，教學效果會更好。例如，在講解統(tǒng)計學的假設檢驗時，教師提出“如何檢驗某種藥劑是否能促進生物生長”這一生物學試驗中的典型問題，然后讓學生思考并提出自己的檢驗方法，接著教師評估學生檢驗方法的合理性，引導學生辯證性討論，從而在適宜的時機引出統(tǒng)計學假設檢驗，并進一步講述統(tǒng)計學在設計生物學試驗、解析試驗結(jié)果等方面的科學性，培養(yǎng)學生客觀、正確的科學思維。通過這種方式，學生可在學習統(tǒng)計知識前，就意識到其重要性，自主探究統(tǒng)計理論或方法，即便是遇到繁雜的公式，也會主動進取。通過針對同一問題的不同觀點的互相交鋒和彼此互動，有利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，提高判斷能力、分析能力、決策能力、協(xié)調(diào)能力、表達能力和解決問題的能力。2.以實踐情境為導向的案例式教學。教學中應用案例創(chuàng)設情境，能提高學生的學習興趣。生物統(tǒng)計學教學主要面向生物學、農(nóng)學、畜牧等專業(yè)，這些專業(yè)學習生物統(tǒng)計學的主要目的是輔助試驗設計和分析試驗結(jié)果。課程組選取實訓實例時，從具體生物學試驗中選取，貼合學生的知識背景，創(chuàng)設具體應用情境，使學生感到學有所用，激發(fā)學生的興趣和求知欲。此外，在選取和講解案例時，要圍繞一定的教學目的。例如，有的案例著眼于統(tǒng)計方法的選擇，有的案例著眼于統(tǒng)計推理過程，有的案例著眼于統(tǒng)計結(jié)果的分析。不同的著眼點反映了不同的教學目的，創(chuàng)立的情境也不同，以符合學生的認知規(guī)律。3.加強思維訓練，提高實踐應用能力。啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，有利于提高其實踐應用能力。課程組教師積極引導學生學習使用類比、歸納和反向思維，指導他們從統(tǒng)計學角度分析他們所遇到的生物學問題，從數(shù)學概念和實際概率背景得出他們的結(jié)論。例如，指導學生歸納單因素、多因素、交互作用等方差分析的共性，比較參數(shù)估計和非參數(shù)估計的差異，引導學生發(fā)散思維和思辨思維。通過思維訓練，可以促進學生對統(tǒng)計學知識由“一知半解之悟”到“透徹之悟”轉(zhuǎn)變，有利于其在實踐中靈活應用統(tǒng)計方法解決具體問題。4.教師與學生同步演練，提升實踐教學效果。采用教師與學生同步演練的方式進行實踐教學。為了給學生提供統(tǒng)計軟件的實踐環(huán)境，經(jīng)過課程組教師的積極努力，建立了生物統(tǒng)計學實驗室。該實驗室現(xiàn)配備了36臺計算機，安裝了SPSS、R和Matlab等數(shù)據(jù)分析軟件，可滿足小班實踐教學活動。教師可在實驗室內(nèi)一邊講解統(tǒng)計理論知識，一邊操作統(tǒng)計軟件演示統(tǒng)計分析過程。學生與教師同步進行演練，不僅可以將教與練緊密結(jié)合在一起，而且還可以將學生從枯燥的手工計算過程解放出來，更加關(guān)注對統(tǒng)計方法和思想的理解。同步演練實現(xiàn)了“做中學、做中教”的教學理念。教師操作和學生同步操作,提高了課堂時間的利用率，學生再也不用等教師講完才能操作，學生學習的興趣和積極性得以充分發(fā)揮。同步演練解決了學生操練效果難以保證的問題，學生對聽講、操練互不影響，獲取信息更加全面，思路、行動均與教師同步，操練更加及時、充分,教學目標更容易達成，效果自然更有保障。此外，課程組還積極探索現(xiàn)代教育技術(shù)，利用網(wǎng)絡和多媒體條件，優(yōu)化教學方法。注重統(tǒng)計軟件和網(wǎng)站的使用，擴展學生知識面。例如，教師可以向?qū)W生介紹目前發(fā)展迅速的R語言及其豐富的工具包，實現(xiàn)課程理論學習與計算機的有機結(jié)合，輔助學生快速掌握統(tǒng)計應用的技巧，增加教學信息量，拓寬教學空間和時間。（三）考核方式的優(yōu)化。考核是促進學生學習知識和掌握技能的有效手段之一。在課程考核中，課程組注重考察學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，評估學生對生物統(tǒng)計方法的掌握程度，全面評價學生運用統(tǒng)計學方法解決生物學問題的能力。避免學生單純?yōu)榱丝荚嚩烙浻脖掣拍詈凸剑瑱C械式學習。評估學生的學習情況，從其在應用統(tǒng)計方法的過程中進行考核，而不是單一的理論考試評定學習效果。例如，在“方差分析”教學考察環(huán)節(jié)中，從試驗設計、數(shù)據(jù)整理、軟件操作、分析能力和結(jié)果解釋等方面，著重考核學生對于“方差分析”教學環(huán)節(jié)的知識和技能的掌握程度。

三、以實踐為導向的生物統(tǒng)計學教學效果

（一）教學內(nèi)容得到優(yōu)化，教學方式呈現(xiàn)多元化。在教學內(nèi)容設計上，課程組教師注重將統(tǒng)計思想與現(xiàn)實問題結(jié)合，促進學生掌握統(tǒng)計的基本概念和方法，培養(yǎng)學生解決相關(guān)實際問題的能力，使學生充分意識到統(tǒng)計學在社會實踐中的重要性。在教學方式上，課程組教師積極采用了多種教學模式，積極進行小組討論、教師提點、師生探討等形式，多元化了教與學，使課堂煥發(fā)出生機和活力。在實踐環(huán)節(jié)中，教師不再是“說教”，而是結(jié)合具體情景進行引導，激發(fā)學生的學習興趣。（二）學生的學習主動性增強。學生成了實踐的主體，自主學習，發(fā)展思維，敢于探索。學生的學習興趣和實踐意識均有提高，對數(shù)據(jù)的理解能力和解決問題的能力也明顯增強。學生的學習方式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，主動進行實驗操作，而且學生通過討論、合作等方式，在教師設計的生物學統(tǒng)計實驗中自主進行思考、分析和歸納，激發(fā)了學習興趣，意識到了統(tǒng)計技術(shù)的重要性，產(chǎn)生了內(nèi)在的學習需求。（三）學生的科創(chuàng)效果明顯提升。在學習生物統(tǒng)計學的同時，一些學生也在參加科創(chuàng)計劃、實踐實習等環(huán)節(jié)，如“挑戰(zhàn)杯”比賽、“互聯(lián)網(wǎng)＋”大學生創(chuàng)新訓練計劃等。這些科創(chuàng)環(huán)節(jié)會涉及調(diào)查研究、設計試驗、分析數(shù)據(jù)和總結(jié)結(jié)果等統(tǒng)計實踐技能。這些過程往往會與教師的科研課題結(jié)合。教師在科研課題中總結(jié)的研究問題及結(jié)果，是輔助學生學習專業(yè)知識的優(yōu)秀教學資源，有利于培養(yǎng)學生基本素質(zhì)和科研能力[5]。例如，本課程組教師結(jié)合自身課題，指導了本科生進行了野生植物的基因多態(tài)與適應性的關(guān)聯(lián)分析。在該項目中，學生不僅學會了觀察記錄、采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析和獲得結(jié)果等基本統(tǒng)計技巧，而且還學會了基因多態(tài)的測定、單倍型分析、全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）等群體遺傳學知識。（四）教師的業(yè)務能力顯著提升。生物統(tǒng)計教學也是鍛煉教師實踐能力的有效途徑。在生物統(tǒng)計教學中，通過閱讀相關(guān)教輔材料，教師可以接觸大量的生物學試驗設計，有利于深化專業(yè)知識，啟發(fā)科研靈感。此外，通過生物統(tǒng)計教學的歷練，教師在設計和從事科學試驗時，會更加嚴謹，研讀統(tǒng)計結(jié)果會更加客觀，無形中提高了自身的業(yè)務能力，很多教師先后獲得了國家自然科學基金、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃、中國博士后科學基金等科研項目資助，切實加強了自身的科研素養(yǎng)。

四、結(jié)語

生物統(tǒng)計學的核心內(nèi)容是輔助設計和分析生物試驗[6-7]。然而，統(tǒng)計學中復雜的計算方法和過程，使得生物專業(yè)的學生望而卻步。因而，生物統(tǒng)計學教學應該回歸其產(chǎn)生的初衷，以應用為主導，創(chuàng)造有利于實踐的教學環(huán)境和教學條件，培養(yǎng)學生能更好地掌握統(tǒng)計原理和方法，為其今后的實際應用打下基礎。

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作者:張婷婷 馬磊 單位:石河子大學生命科學學院