高校生物統(tǒng)計學論文
時間:2022-08-01 10:28:59
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一、生物統(tǒng)計學課程的地位和作用
生物統(tǒng)計學是生物學學科不同專業(yè)學生都應該掌握的一門重要的工具課,是許多高等院校生物學、農(nóng)學、醫(yī)學等專業(yè)的必修課程之一。它是現(xiàn)代生物學研究不可缺少的工具,是培養(yǎng)學生科學研究和綜合分析問題能力的重要課程,也是生物學等工作者必備的基礎,同時該課程又是其他專業(yè)課程的重要基礎。因此該課程在生物學、農(nóng)學、林學、醫(yī)學、食品、環(huán)保等專業(yè)中占有十分重要的地位[12]。生物統(tǒng)計學需以生物材料進行研究,但通常所涉及的材料數(shù)量較大,很難也沒有必要全部參加試驗,必須通過科學的方法抽取有代表性的試驗個體進行試驗,以獲得相關的數(shù)據(jù),實現(xiàn)由樣本推斷總體的重要功能。因此生物統(tǒng)計學與試驗設計緊密聯(lián)系,主要講授數(shù)據(jù)資料收集和整理的方法、數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計分析方法和手段以及在概率論的基礎上對統(tǒng)計結(jié)果做出科學的推斷,從而幫助我們認識研究對象的現(xiàn)象和本質(zhì)[13]。因此,生物統(tǒng)計學已成為生物科技工作者必備的基礎,也有利于培養(yǎng)和提高大學生的科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力,是當代大學生系統(tǒng)的能力培養(yǎng)和全面的素質(zhì)教育的具體體現(xiàn)。
二、生物統(tǒng)計學教學存在的主要問題
1.生物統(tǒng)計學教材方面。教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學要求的知識載體,也是教學最基本的工具,它不僅是教師進行教學的依據(jù),而且是學生獲取知識的重要資料,選擇適合教師和學生的生物統(tǒng)計學教材,能夠保證教學過程的順利進行,而且還能提高教學質(zhì)量,達到良好的教學效果[14,15]。目前,國內(nèi)所出版的生物統(tǒng)計學教材種類較多,各大高校由于教師和學生的情況不同,在教材方面的選擇和使用也不一樣。盡管如此,目前國內(nèi)所出版的生物統(tǒng)計學教材主要包括兩大類。第一大類完全是傳統(tǒng)生物統(tǒng)計學的知識和內(nèi)容,不涉及統(tǒng)計軟件的介紹和使用,這一大類教材包含兩小類,一類主要側(cè)重理論教學,過分強調(diào)課程體系的完整性和理論講授,注重公式的推導而忽視了實際應用例題的講解。這類教材忽略了對大學生統(tǒng)計思維和綜合分析問題能力的培養(yǎng),因此有一定的缺陷。另一類是目前各大高校使用較多的生物統(tǒng)計學教材,該類教材雖然也存在一些必要的公式推導,但更側(cè)重于統(tǒng)計學理論與實際結(jié)合,清楚介紹每一個統(tǒng)計原理理論后,再通過具體實例分析和鞏固統(tǒng)計學的基本原理和基本方法,注重培養(yǎng)學生分析實際問題和解決實際問題的能力,因此這類教材比較適合現(xiàn)在生物科學等本科專業(yè)的使用。但這類生物統(tǒng)計學教材由于不涉及統(tǒng)計軟件的內(nèi)容,也存在一定的不足。如果教師在授課過程中未涉及一些統(tǒng)計軟件的介紹和使用,那么即使學生完全掌握了相關的統(tǒng)計原理和方法,學生在復雜的試驗設計及龐大的數(shù)據(jù)面前可能也會束手無策,即使會計算,在復雜及龐大的數(shù)據(jù)計算中也可能會算錯,因此可能會得出相反的結(jié)論。第二大類統(tǒng)計教材完全是統(tǒng)計軟件的介紹和使用,如Excel軟件、SAS統(tǒng)計軟件、SPSS統(tǒng)計軟件、DPS統(tǒng)計軟件、R統(tǒng)計軟件等的介紹和使用。生物科學、技術等飛速發(fā)展的今天,這類統(tǒng)計軟件發(fā)揮了很大的優(yōu)勢,給科技工作者帶來了極大的方便。但這類教材也存在一定的不足,它只注重統(tǒng)計過程的運算和統(tǒng)計,沒有統(tǒng)計原理的介紹,因此對沒有相關統(tǒng)計學知識或統(tǒng)計學基礎較差的學生或老師來說,即使按照教材上的步驟計算出相應的結(jié)果,但也不知道具體的含義,也不知道怎么分析。因此這類教材不適合大學本科生的教學。另外,這兩大類教材要么只注重數(shù)理統(tǒng)計方法的講授,要么只重視統(tǒng)計軟件的使用,而忽視了統(tǒng)計學中的數(shù)理統(tǒng)計分析方法是建立在正確的試驗設計以及所獲數(shù)據(jù)資料準確的基礎上才能發(fā)揮正確的作用,這是這兩大類生物統(tǒng)計學教材共同存在的不足之處。因此,目前市場上還未見有統(tǒng)計學理論與實際結(jié)合,試驗設計與統(tǒng)計原理相結(jié)合,統(tǒng)計軟件與統(tǒng)計學原理相結(jié)合的較為完善的生物統(tǒng)計學教材。筆者認為這類生物統(tǒng)計學教材是當前生物科學專業(yè)、生物技術專業(yè)、生物工程專業(yè)、農(nóng)學專業(yè)、醫(yī)學專業(yè)、食品專業(yè)等本科專業(yè)較為適合的教材。
2.生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學方面。①生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學開課時間上的不一致性。國內(nèi)許多高等學校生物科學等本科專業(yè)的培養(yǎng)方案中都把高等數(shù)學課程作為一門必修的基礎課,學生通過對該門課程的學習,系統(tǒng)獲得函數(shù)、極限、連續(xù)、導數(shù)、微積分及常微分方程等基礎知識,它為后續(xù)課程的學習和解決實際問題提供必不可少的數(shù)學基礎知識及常用的數(shù)學方法。而且,通過各個知識點的學習,逐步培養(yǎng)學生具有較為熟練的基本運算能力和自學能力,綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。更重要的是,高等數(shù)學課程是學習生物統(tǒng)計學的關鍵,生物統(tǒng)計學中的許多原理和方法都需要高等數(shù)學中相應的知識作為基礎。②生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學教學上的脫節(jié)性。高等數(shù)學課程作為生物科學本科專業(yè)一門必修的基礎課,各高校均認識到它在生物科學本科專業(yè)中的重要性。但長期以來,高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學均作為兩名獨立的課程開設,一般情況下,高等數(shù)學課程由數(shù)學專業(yè)教師講授,由于數(shù)學專業(yè)的教師沒有生物學專業(yè)的相關知識,不清楚生物統(tǒng)計學課程的知識體系,只注重數(shù)學知識的推導、講授。因此所講授的知識內(nèi)容之間通常存在許多不銜之處,形成了不利于生物統(tǒng)計學課程教學的知識的斷層。同樣,這也是生物統(tǒng)計學中教師難教,學生難學、難懂、難用的原因之一。
3.生物統(tǒng)計學教師知識結(jié)構(gòu)和科研能力方面。常言道,學生需要一滴水,教師至少要有一桶水。生物統(tǒng)計學的教學,相對于其他課程而言,對教師的要求更高,不僅要求教師要有一定的數(shù)學知識,較為淵博的統(tǒng)計學知識,還要求教師要有較強的科研能力。教師只有具備一定的數(shù)學知識和淵博的統(tǒng)計學知識,才能很好把握生物統(tǒng)計學相關原理、理論、統(tǒng)計分析方法等。具備較強的科研能力,才能很好將生物統(tǒng)計學相關原理、理論、統(tǒng)計分析方法與實際相結(jié)合,才能很好地進行案例教學。4.考試制度方面??荚囍贫仍诟叩冉逃姓加蟹浅V匾牡匚?,考試是教學質(zhì)量評價的一項重要指標,它既是對教師教學質(zhì)量的反映,也是對學生學習效果的檢驗。考試制度是否合理
,決定著教學質(zhì)量的好壞以及學生學習積極性是否能得到最大限度地調(diào)動[16]。但是現(xiàn)階段我國許多高校的考試制度較為死板,缺乏合理性和靈活性。如在學期期末考試中規(guī)定一定數(shù)量的題型,當然,這種考試制度對于規(guī)范考試是必須的,但是應該根據(jù)具體課程而定,而不能一概而論。就生物統(tǒng)計學課程而言,如果規(guī)定一定數(shù)量的考試題型(比如四種題型),那么教師只能根據(jù)考試規(guī)定勉為其難考慮四種題型。比如說名詞解釋、填空、問答、計算這四種題型。很明顯,這種考試方式只是較為死板的考試,不能真證體現(xiàn)生物統(tǒng)計學課程的本質(zhì),不能很好考察學生對生物統(tǒng)計學原理的掌握及運用。
三、生物統(tǒng)計學教學策略
針對目前生物統(tǒng)計學存在的問題,筆者根據(jù)自己近十年的生物統(tǒng)計學教學實踐,就如何提高生物統(tǒng)計學的課堂教學效果,提出如下建議。
1.選擇合適的教材并優(yōu)化教學內(nèi)容。教材是教學最基本的工具,選擇適合的生物統(tǒng)計學教材,能夠保證教學過程的順利進行,并能提高教學質(zhì)量。針對目前市場上的不同種類教材,結(jié)合學生的實際,選擇統(tǒng)計學理論與實際相結(jié)合,試驗設計與統(tǒng)計原理相結(jié)合,統(tǒng)計軟件與統(tǒng)計學原理相結(jié)合的生物統(tǒng)計學教材進行教學較為合適。據(jù)筆者過去的教學實踐,該課程授課內(nèi)容不宜過多和過深,授課內(nèi)容過多學生精力會分散,分不清重點,而過深則影響學生的接受效果[17]。因此應根據(jù)學生實際優(yōu)化教學內(nèi)容,堅持以試驗研究實例為線索,以科學的試驗研究方法為主線,理論原理和實際例子相結(jié)合,從試驗研究的選題和設計、試驗方案的制定和實施、試驗數(shù)據(jù)的收集和整理到試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,最后做出科學的推斷等,盡可能把抽象的統(tǒng)計學概念和原理轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的實例,提高學生的學習興趣,使其更好地理解和掌握所學的課程內(nèi)容[7]。很好激發(fā)學生學習生物統(tǒng)計學課程的興趣,從而更好地提高教學效果和教學質(zhì)量。
2.處理好高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學的關系。高等數(shù)學作為生物科學本科專業(yè)的基礎課,是學習生物統(tǒng)計學的關鍵。一方面,高等數(shù)學一般在第一學年開設,因此生物統(tǒng)計學安排在第二學年開設為宜,這樣能避免高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學課程開設在時間上形成的斷層,有利于學生對生物統(tǒng)計學的學習。另一方面,高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學不應分別讓不同專業(yè)的教師講授,而均應由生物學專業(yè)教師講授,因為生物學專業(yè)的教師清楚生物統(tǒng)計學課程的知識體系,在講授高等數(shù)學時,能夠根據(jù)生物統(tǒng)計學的相關原理和內(nèi)容,優(yōu)化高等數(shù)學的教學內(nèi)容,有側(cè)重點進行知識的講授。從而能避免生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學教學在知識上的脫節(jié)性,也有利于學生對生物統(tǒng)計學的學習。
3.提高自身知識結(jié)構(gòu)和科研能力,注重案例教學。生物統(tǒng)計學教材大多理論性強,內(nèi)容枯燥,容易使學生產(chǎn)生厭煩感。照本宣科的傳統(tǒng)授課方法,更會使學生失去興趣,對于培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)造能力十分不利。在現(xiàn)代教學中,教師既是知識的傳授者,也是教學活動的組織者,在教學過程中起到關鍵的作用,教師知識水平的高低直接影響學生的學習效果[18]。因此教師應不斷加強對生物統(tǒng)計學基本原理、基本理論和基本方法的學習與實踐。另外,教師還應不斷加強自身的科研能力,在教學過程中將自己的科研工作或生產(chǎn)實踐案例貫穿到教學中,以自身科研實例輔助教學,增加學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的統(tǒng)計學思維以及對統(tǒng)計學的實際應用能力。
4.加強試驗設計的教學和實踐。試驗設計又稱為實驗設計,它以概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法為理論基礎,科學地、經(jīng)濟地設計研究方案的一項技術。一個良好的試驗設計,可以用最少的實驗次數(shù),得到足夠的實驗數(shù)據(jù),從而能減少人力、物力和財力的投入[6]。由于生物統(tǒng)計學理論性和實踐性較強,且涉及大量的數(shù)學公式、抽象的概念和復雜的內(nèi)容。因此在生物統(tǒng)計學的教學中應充分調(diào)動學生學習的主動性,加強學生對生物統(tǒng)計學原理、知識的理解和綜合運用,強化學生綜合試驗設計的鍛煉及其應用。提高學生利用統(tǒng)計原理、方法分析和解決實際問題的能力。生物統(tǒng)計學教學中,一方面,教師應該有淵博的統(tǒng)計學知識及其豐富的科研經(jīng)歷,另一方面,應讓學生走出教室,加強實踐,使學生不但能夠掌握統(tǒng)計分析的原理和方法,而且可以解決一些生產(chǎn)中的實際問題,真正達到生物統(tǒng)計學教學的目的。
5.改革傳統(tǒng)的考核方式,著力培養(yǎng)學生綜合運用生物統(tǒng)計學知識的能力。很多學校傳統(tǒng)的考試以閉卷筆試的考核方式為主,試卷內(nèi)容主要測重基本概念、理論知識和方法的考核,期末考試成績基本決定了學期的成績,這種考試方式造成的結(jié)果是學生平時可以不聽課,考試前通過突擊,也能考合格,但考后就可能全忘了。更重要的是學生學完生物統(tǒng)計學,學期考試后,都不知道學了些什么,更不知道怎么用,到做畢業(yè)論文需用到統(tǒng)計學原理和知識時,很多學生不會用或者亂用。一些高校期末考試總評成績由平時成績、期中成績和期末成績?nèi)糠纸M成。這種方式在一定程度上重視了學生平時學習情況和期中考試成績,避免了期末考試成績基本決定了學期成績的弊端,但是某些高校規(guī)定了每門考試課必須有四種以上的題型,對于一般的學科而言,這種規(guī)定也許是可行的,但對于生物統(tǒng)計學而言,這種規(guī)定是不合理的。因為生物統(tǒng)計學的教學主要是培養(yǎng)學生綜合運用統(tǒng)計學原理和知識的能力,培養(yǎng)學生如何進行試驗設計、試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析以及對統(tǒng)計結(jié)果的解釋等。因此筆者認為,對于生物統(tǒng)計學的教學,教師應從學生的實際情況出發(fā),以培養(yǎng)學生綜合運用統(tǒng)計學原理和知識為目標,合理講授統(tǒng)計學的相關內(nèi)容。期末考試以開卷考試為宜,學期總評成績由平時成績、期中成績和期末成績?nèi)糠纸M成,考試題型只需考察計算題和試驗設計題兩種題型,即重點考察學生對基本知識的掌握程度及靈活運用統(tǒng)計學原理和方法解決實際問題的能力。生物統(tǒng)計學是一門理論性較強的應用學科,涉及的內(nèi)容多、公式多、概念多,對學生而言,難懂、難記、更難用,而且很多學生不愿意學習。因此在生物統(tǒng)計學教學過程中,教師應從學生的實際情況出發(fā),選擇合適的教材并優(yōu)化教學內(nèi)容,提高自身知識結(jié)構(gòu)和科研能力,改變教學方法,加強試驗設計的教學和實踐,改革傳統(tǒng)的考核方式,著力培養(yǎng)學生綜合運用生物統(tǒng)計學原理和知識的能力為教學目標,充分調(diào)動學生學習生物統(tǒng)計學的主動性和積極性,同時增加學生上機學習統(tǒng)計軟件的操作,掌握EXCEL、SPSS、DPS等統(tǒng)計軟件的使用,提高學生利用生物統(tǒng)計學的原理和相關統(tǒng)計軟件解決實際問題的能力。
作者:張以忠鄧琳瓊工作單位:畢節(jié)學院地理與生命科學學院