張靖等

摘 要： 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是現(xiàn)代生物科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐不可缺少的工具。該課程教學(xué)多強(qiáng)調(diào)公式記憶和推導(dǎo)，而忽略生物統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用特點(diǎn)，且缺乏足夠的實(shí)踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用能力偏低。本研究通過以案例教學(xué)和專題訓(xùn)練的形式培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)學(xué)思維和實(shí)際應(yīng)用能力，把傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、“大創(chuàng)”及我?！疤桒B”等項(xiàng)目中，較熟練地應(yīng)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理和方法解決遇到的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等問題，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 應(yīng)用能力培養(yǎng) 案例教學(xué) 專題訓(xùn)練 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)

1.引言

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是關(guān)于生物科學(xué)研究中資料的搜集、整理和分析的科學(xué)[1]，是現(xiàn)代生物科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐不可缺少的工具[2]，其在農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等相關(guān)學(xué)科廣泛用于認(rèn)識(shí)、推斷和解釋各種現(xiàn)象。該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本原理，設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、正確處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合專業(yè)知識(shí)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出科學(xué)合理的分析和解釋[3]。通過該課程教學(xué)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法分析和解決問題的能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生探索問題的能力，激發(fā)學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神[4]。

2.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程改革的背景

業(yè)已成為高等院校生物學(xué)及相關(guān)專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)，相對于其他數(shù)學(xué)課程其應(yīng)用性比較強(qiáng)，且教學(xué)難度較大[3]。近年來，教學(xué)人員在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)改革方面進(jìn)行了一系列探索，取得了一定經(jīng)驗(yàn)[5]，[6]。但仍然存在很大不足：如關(guān)注生物統(tǒng)計(jì)本身的數(shù)學(xué)屬性，過分強(qiáng)調(diào)公式的記憶和推導(dǎo)，而忽略其應(yīng)用性特點(diǎn)；知道生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是應(yīng)用型學(xué)科，卻缺乏足夠的實(shí)踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用能力偏低[7]；21世紀(jì)生物科學(xué)交叉學(xué)科和跨學(xué)科的發(fā)展，對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程提出了新要求，當(dāng)前生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教育卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后[8]。因此，更新教育理念、建立以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)體系，是培養(yǎng)社會(huì)對人才需求的一個(gè)急待解決的問題[9]。

3.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程改革設(shè)計(jì)

按照高等教育課程改革的基本要求，結(jié)合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則，借鑒信息化和項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)方法，探索基于典型案例和專題的生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。該模式由“案例教學(xué)”和“專題訓(xùn)練”兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，下面介紹該模式的具體實(shí)施方案。

3.1通過案例教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)學(xué)思維

在教學(xué)過程中筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生沿用中學(xué)學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)，碰到數(shù)學(xué)公式總要刨根問底，而常常會(huì)忽視這些公式、概念的實(shí)際應(yīng)用。因此，在教學(xué)中通過案例教學(xué)方式，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生確立統(tǒng)計(jì)思維，使學(xué)生真正學(xué)會(huì)生物統(tǒng)計(jì)課程中相關(guān)概念和公式的統(tǒng)計(jì)意義，而不是公式本身。并打破傳統(tǒng)章節(jié)安排形式，以案例形式串聯(lián)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。案例選擇上，注重以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，淡化理論的完整性，突出應(yīng)用性、實(shí)踐性，促進(jìn)學(xué)生把課堂知識(shí)學(xué)習(xí)由感性認(rèn)識(shí)提高到理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)踐問題的能力。如從講述如何比較兩個(gè)人的身高，進(jìn)一步講述如何比較兩個(gè)班級(jí)所有學(xué)生的身高，在此基礎(chǔ)上給學(xué)生引入平均值、方差、假設(shè)檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)學(xué)基本理論和公式。在此基礎(chǔ)上，引入中日韓平均身高的案例，為什么韓國人的平均身高要高于中國人和日本人？引起學(xué)生興趣，讓學(xué)生分析可能的原因；隨后講解統(tǒng)計(jì)量的概念，最后指出該案例在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是錯(cuò)誤的，因?yàn)闆]有考慮地理區(qū)域因素，且采樣方法是有錯(cuò)誤，等等。以案例教學(xué)的方式，向?qū)W生演示各種統(tǒng)計(jì)分布特點(diǎn)和推導(dǎo)方式，在此基礎(chǔ)上著重講述各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)、統(tǒng)計(jì)量的意義和適用范圍，逐步培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思想，使學(xué)生真正學(xué)會(huì)生物統(tǒng)計(jì)課程中相關(guān)概念和公式的統(tǒng)計(jì)意義，并能在實(shí)際工作中靈活應(yīng)用。

3.2專題訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力

開展相關(guān)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用專題，專題數(shù)據(jù)來自于生物技術(shù)專業(yè)教師的研究課題相關(guān)的研究成果，使學(xué)生應(yīng)用這些數(shù)據(jù)能獨(dú)立完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和結(jié)果分析，達(dá)到與本專業(yè)教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合的目的。以生物統(tǒng)計(jì)學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容“資料整理與特征數(shù)的計(jì)算”、“統(tǒng)計(jì)推斷”、“方差分析”、“直線回歸與相關(guān)分析”、“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”為設(shè)計(jì)主線，設(shè)計(jì)的專題訓(xùn)練為“生物專業(yè)技術(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理與分析”、“兩種施氮條件對隱子草根系的影響”、“不同鹽堿梯度下吳屯楊長勢分析”、“吳屯楊與新疆楊培育經(jīng)濟(jì)效益分析”、“羊草愈傷組織誘導(dǎo)與成分分析”、“不同菌肥對蔬菜品質(zhì)的影響”等。在實(shí)際教學(xué)過程中，首先由筆者講述一兩個(gè)專題，專題講述內(nèi)容為：研究目的、研究意義、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、原始資料的收集、資料處理、數(shù)據(jù)分析、圖表制作和結(jié)論等。目的是使學(xué)生在統(tǒng)計(jì)學(xué)思維的基礎(chǔ)上，初步建立科學(xué)的思維方式，讓他們對科研工作過程有一定了解。然后將學(xué)生分為若干學(xué)習(xí)小組，讓每組學(xué)生選擇一個(gè)專題，進(jìn)行專題訓(xùn)練（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自于具體教師科研的部分實(shí)際數(shù)據(jù)）。根據(jù)專題訓(xùn)練要求，將專題訓(xùn)練分為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集與處理、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)報(bào)告等五部分，具體專題根據(jù)難易程度可以細(xì)分。所有專題研究均要求撰寫有一定水平的研究報(bào)告，小組中每位同學(xué)都有上講臺(tái)講述的機(jī)會(huì)，向課堂其他同學(xué)講述，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何提出異常數(shù)據(jù)、采用何種分析方法、如何得出具體結(jié)論，等等，期間由老師點(diǎn)評(píng)他們在訓(xùn)練中的優(yōu)點(diǎn)和不足。學(xué)生通過組成興趣小組開展專題研究，初步實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)接受知識(shí)向提升應(yīng)用能力和創(chuàng)新潛能的轉(zhuǎn)變。

4.結(jié)語

通過案例教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)思維、以專題訓(xùn)練形式培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力，建立以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程案例教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系，將傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生可以較熟練地應(yīng)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理和方法解決生物學(xué)生產(chǎn)和科研中遇到的實(shí)際問題。該模式的教學(xué)結(jié)果在本科生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、“大創(chuàng)”項(xiàng)目及校級(jí)“太陽鳥”創(chuàng)新項(xiàng)目等項(xiàng)目中，學(xué)生的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)結(jié)果的處理和分析都得到了良好反饋。

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