对比式和启发式教学法在“生物统计”课中的实践应用

石培春 龚 江 李春艳

(石河子大学 农学院，新疆 石河子 8320030)



对比式和启发式教学法在“生物统计”课中的实践应用

石培春 龚 江 李春艳

(石河子大学 农学院，新疆 石河子 8320030)

“生物统计”课是石河子大学农学院各专业本科教学中一门重要的专业基础课,是学生进行专业课程学习、参与科学研究、完成毕业论文及解决生产实践问题的工具性课程。根据“生物统计”课程特点，探讨对比式和启发式教学方法在“生物统计”课教学中的应用，提高学生生物统计知识的应用能力、逻辑思维能力和统计推断能力。

对比式教学法；启发式教学法；“生物统计”课程；探索

“生物统计”课程是一门以高等数学和概率论为基础的边缘学科，是石河子大学农学院农学、植保、农资、园艺和林学等专业本科教学中的一门重要的专业基础课。通过该课程的学习可以培养学生运用统计学原理进行试验设计、选择正确的方法分析试验结果以及解释分析结果，培养学生正确处理和分析试验数据的能力、科学研究能力、逻辑思维能力、统计能力等综合能力，和严谨务实的科研精神, 为进行专业课程学习、完成毕业论文及解决生产实践中的实际问题奠定基础，以适应社会大环境对人才的需求。

由于该课程涉及的公式繁多、计算量大，且前后章节的内容联系非常紧密、抽象复杂，理解记忆起来有一定的难度，所以学生普遍认为该课程是学院所开设课程中较难学的一门课程。由于统计课程性质的独特性，学生学习、教师讲授过程中存在与其他专业课程不同的特点，如果仍然采用传统教学方式教师讲授、学生死记硬背的方法，将会造成学生学习没有兴趣，教师讲授吃力等严重问题[1]。为了提高“生物统计”课堂教学的效果和教学质量，提高学生生物统计知识的应用能力、逻辑思维能力和统计推断能力，作为“生物统计”课主讲教师，要更新教学理念，坚持以学生为本，充分发挥学生的主体作用，更多地关注在课程教学活动过程中学生的参与和知识的获得。笔者结合多年的教学实践，探讨对比式和启发式教学方法在“生物统计”课教学中的应用。

1 对比式教学法在“生物统计”课教学中的应用

对比式教学法是在知识的广度和深度上通过对比类推，达到举一反三的目的。在对比式教学过程中，教师要引导学生将一些具有联系和区别的内容进行归纳和比较，掌握它们的相同之处和不同之处，使学生融会贯通。对比式教学法是“生物统计”课教学中最常用的方法之一。对比式教学法不仅可以加深学生对知识点的认识，而且还有助于对重点、难点的消化与理解，提高学生的记忆能力、分析能力、归纳概括能力和思维创新能力，从而全面提高学生的综合素质。教师可以根据不同的教学内容和教学阶段选择不同的比较方法。

1.1 正反对比法

正反对比法是指把两个或几个内容完全相反、相互对立的的概念或者知识点放在一起进行对比，在对比中分析和阐明两者的差异和对立，使事物的特征和本质在对比中显露出来。

例如，在讲资料的描述时，告诉学生对资料的特征特性进行描述时，既要列出表示资料集中程度的统计量，又要列出表示资料离散程度的统计量，即平均数和变异数。在讲课过程中把平均数和变异数这两类统计量放在一起对比讲授，通过对比举例来讲解两类统计量的作用。平均数是数据的代表值,表示资料中观察值的中心位置，并且可作为资料的代表与另一组资料进行比较；而变异数表示一份资料的离散程度，反映平均数代表性的好坏。代表资料集中性常用的统计量是算数平均数，代表资料离散性常用的统计量是标准差。在讲授算数平均数和标准差的算法时，可以把算数平均数的直接法和加权法的公式与标准差的直接法和加权法的公式对比来讲，通过这一正反比较让学生记住了这两类描述数据资料的统计量，对两类作用相反的统计量有了更深刻的认识和理解，便于学生理解和掌握这两类统计量的统计意义和作用。

1.2 相似对比法

相似对比法是将形式和内容相近的知识点或者容易混淆的内容放在一起比较，以便能够加深印象，使学生容易区分。在似与不似之间找出知识点的差别，的确有相当难度。但是，从教学实践来看，成功的相似比较，往往能最大程度地发展学生的智力，把一些模棱两可的东西辨析清楚了，学生掌握知识就更加准确了。

例如，在日常的统计分析中，标准差和标准误是一对十分重要的统计量，两者有区别也有联系。但是很多学生没有弄清其中的差异，经常性地错误使用。因此在讲抽样分布中的样本标准误时，可以和学过的知识点样本标准差对比来讲。在上课过程中提问学生两者的联系和区别是什么，让学生思考后进行总结。两者联系是:样本标准误是样本标准差与样本容量开平方根的比值，两者都是表示变异的统计量，两者都可以与均数结合使用，但是描述的内容不同。两者的区别是：(1)统计意义不同：标准差是反映一组资料中各个观测值变异程度大小的一个指标，它的大小说明了均数对该样本代表性的强弱；标准误反映样本均数的标准差，它是样本均数抽样误差的估计值，其大小说明了样本均数间变异程度的大小。(2)用途不同：标准差常用于表示变量值对均数波动的大小,在大样本资料中，与均数结合估计所考察性状或指标的优良性与稳定性；标准误常用于小样本，表示样本均数对总体均数的波动情况。又如，可以把系统误差和随机误差的特点和来源对比进行讲解。讲相关分析时，把相关系数和决定系数的符号、公式、统计意义和用途对比来讲。相似对比法有助于学生培养思维方式，引导学生自主地进行思考，激发学生的探索和创新意识。

1.3 求异对比法

求异比较法是通过对不同知识点或内容的比较和对照，以探求研究对象之间的差异点的比较方法。我们在学习知识时,除了认识它们的共同点外,更重要的是认识它们的不同点。只有这样才能认识事物，区别事物， 加深理解，增强记忆。

在介绍统计原理和方法时，可以把同类的方法放在一起比较，可以让学生更好地掌握同类方法的区别。例如，在讲多重比较的LSD法和LSR法(又分为SSR法和q法)时，可以先抛出问题——这两种方法有什么区别？通过问题激发学生学习兴趣。然后告诉学生在使用LSD法时任何两个平均数两两比较用的检验尺度是一样的；LSR法把平均数的差数看成是平均数的极差，根据极差范围内所包含的平均数的个数(称为秩次距) k的不同而采用不同的检验尺度。讲授时，通过例举奥运会的举重项目以加深理解，LSD法相当于所有的参赛运动员不管体重是多少举起的重量是一样的，而LSR法是根据运动员的体重分成不同的重量级，不同重量级的运动员要求举起的重量也不同。再次抛出问题——SSR法和q法有什么区别？通过板书两种方法的公式，让学生悟出这两种方法的区别：前者查的是SSR表，后者查的是q表。最后抛出一个问题——LSD法、SSR法和q法这三种检验尺度的区别是什么？这时PPT上列出同一道例题三种多重比较方法的检验尺度,让学生通过具体的数值来比较三种检验尺度的大小，得出结论LSD法≤SSR法≤q法。通过举例加深学生理解。有三个班(LSD班、SSR班和q班)，LSD班要求50分及格，SSR班要求60分及格，q班要求70分及格。在LSD班及格的，在SSR班和q班不一定及格，但是在q班及格的，在SSR班和LSD班一定及格。同理，用LSD法检验显著的差数，用SSR法和q法检验未必显著；用q法检验显著的差数，用SSR法和LSD法检验必然显著。通过比较，让学生牢固掌握这三种方法的区别。又如，可以把完全随机设计和随机区组设计、一尾检验和两尾检验、非配对设计和配对设计的假设检验对比来讲。这样可以使学生进一步巩固所学过的知识，对新的知识点能加深理解和记忆，有助于学生牢固掌握生物统计的基本原理和方法。

2 启发式教学法在“生物统计”课教学中的应用

启发式教学是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生学习的主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想[2]。启发式教学贯穿于“生物统计”课教学的全过程。启发式教学从感性启发、理性启发和问答式启发三个方面入手[3]，生成富有启发性的问题，引发学生统计思维的深层参与。

2.1 感性启发

感性启发是教师通过一些有趣的案例、视频等感性材料，激起学生对所学知识的强烈求知欲，调动学生的学习兴趣。

例如，在讲绪论时为了让学生感受统计的意义，以《红楼梦》为例。全书共120回，一般认为前80回为曹雪芹所写，后40回为高鹗所续，长期以来对这个问题一直有争议。教师提问：“能否从统计的方法做出论证?”稍后告诉学生复旦大学学者采用多元统计分析中的聚类分析证实了120回分成了两类，不是出自同一人的手笔。该例说明了统计学的重要性，统计学可以应用于几乎所有的领域，从而激起学生对“生物统计”这门课程强烈的求知欲。又如，在讲“生物统计学的主要内容”时，先给学生列出了学院2016年国家自然基金立项项目，问教师的项目如何研究?得到的数据又该如何分析?这正是本课程所要解决的“试验设计”和“统计推断”问题。此时，教师顺势对本课程具体章节及目前学科发展情况做一简要的介绍，并结合课程的特点对学习方法做出具体要求。

2.2 理性启发

与其他课程相比，“生物统计”课程的知识点由浅入深、由易到难，知识点之间的衔接性较强，学生掌握的知识直接影响后继内容的学习。理性启发是教师将生物统计的有关概念、计算公式、原理、方法、试验数据和参考文献同相关内容联系起来讲授，重在激活学生头脑中与新知识有实质性联系的知识，通过新旧知识之间的相互作用,启发学生从原有知识经验中生长出新的知识。“生物统计”课程理性启发式教学中新知识的学习要建立在学生已有知识和经验的基础之上。

例如，在讲多重比较之前，利用本院教师发表的论文(其中有方差分析并用标记字母法表示多重比较结果)引入新课，学生看了PPT上的结果分析部分后教师提问：“每个处理平均数后面跟的字母具有什么含义，是怎么标上去的？” 通过文献作铺垫, 激活学生的情感和思维，激活学生原有认知结构中与新学习内容有关的知识，使新学习内容与学生头脑中适当的知识、经验、思想和方法等建立内在联系。

2.3 问题式启发

问题式启发要求揭示事物的矛盾，形成问题的情景，调动学生积极开动脑筋，主动思考学习，达到举一反三的效果。问题式启发教学主要用于“生物统计”课程的一些难点和重点内容的授课。教师在选准问题后，让学生们思考讨论片刻，如果学生们得出答案，那么教师就达到目的。但是，学生往往是不会很快得出准确答案的，这时候教师也不要急于给出答案，而应循序渐进地继续逐步提问解答。

例如，在讲到田间试验的局部控制原则时，在例举局部控制在田间应用后提出问题：局部控制主要用于控制土壤差异，室内试验能否用局部控制呢？学生一定很疑惑，并努力思考。如果学生们都没有回答出来，这时候接着提问：在室内比较5个农药(有一个是对照)的杀虫效果，即试验有5个处理，每个处理重复3次，在准备试虫时发现虫龄大小不一致，这时候该怎么办？如果有学生回答随机分组，说明学生还没有想到用局部控制。这时候接着提出问题：采用随机区组，可以降低试验误差，有没有更好的办法呢？如果没有学生回答，教师继续解答：将虫龄一致的试虫分为一组，共3组，每组分成5小组(30头左右)，5个小组分别用5种农药处理，这种做法是不是用了局部控制？学生经过思考得出肯定结论。这样的教学效果要比传统教学法的效果来得生动有趣, 有利于引发学生进行持续思考和深层思维, 拓宽了学生知识面，也激发了学生在遇到相似问题时不断地开阔视野,创新思维。

3 结语

作为“生物统计”课的主讲教师，我们要潜心教研，认真备课，精心做好教学设计。教师集编剧、导演和演员于一身，因此要对教学内容进行深入钻研，根据教学要求和学生的实际情况及认知规律进行逆向设计。教师要灵活应用各种教学方法，注重发挥学生的主体性，提高课堂效率；要不断研讨统计理论，探索教学规律，优化教学内容，完善教学体系，全面提高教学质量。

[1]李兰会，周荣艳，李祥龙.培养课下自学思维提高学生综合解决问题能力[J].畜牧兽医杂志，2012,31(2)：70—71,74.

[2]韩龙淑.数学启发式教学研究[D].南京：南京师范大学，2007.

[3]王玉，赵伟春，万海同.启发式教学方法在生物统计学教学中的实践与研究[J].中国高等医学教育，2015,(7)：100—101.

责任编辑：卢宏业

10.3969/j.issn.1674-6341.2016.06.041

2016-10-29

石河子大学教育教学改革项目(KG-2013-34)

石培春(1979—)，女，新疆昌吉人，硕士，副教授。研究方向：生物统计学和麦类作物遗传育种。

G642.0

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1674-6341(2016)06-0099-03