许金根,程郁昕,靳二辉,宁康健,李升和
(安徽科技学院动物科学学院,安徽 凤阳 233100)
生物统计学是数理统计知识在生命科学领域中的应用,主要包括统计基本原理方法和试验设计,具有概念与专业术语多、内容抽象难懂、公式繁多难记、计算量大等特点。当前,为稳步推进地方应用型高水平大学建设,安徽科技学院正在积极开展各本科专业的课程建设与教学改革。《生物统计学》作为该校动物科学学院开设的一门必修专业基础课,笔者就该课程的教学改革进行初步的探讨。
按照该校应用型本科人才培养方案的要求,授课教师积极开展 《生物统计学》课程的教学改革,对课程教学大纲进行认真修订,并进一步优化和完善课堂教学内容,探索出一套符合地方高校特色的课程教学内容体系。
为培养高素质应用型人才,《生物统计学》课程内容设置既要让学生能够掌握统计基础知识(如试验设计原则与方法、数据资料收集与整理、统计基本原理与方法),又要重视培养学生应用统计理论知识进行数据分析的能力。由于教学课时受到压缩,该院动物科学专业《生物统计学》现为44学时,而动物医学、动植物检疫专业仅为36学时。教学使用的课本为明道绪主编的《生物统计附试验设计(第五版)》,该教材内容(如实例)非常适合动物科学类各本科专业的学生学习。针对《生物统计学》涵盖广、内容多、公式复杂等特点,教师要根据授课对象和学时数的不同,按照教学大纲和教学目标的要求,去繁就简、紧扣核心和重点知识,参考教材合理编排教学内容。同时,教师要认真撰写教案和注意授课内容的逻辑顺序,每个章节做到重难点突出,并适时调整与优化课程内容。由于教材知识一般会滞后于学科发展,为开阔学生视野和增加课程趣味性,教学中可适当补充本学科最新的理论与研究成果。另外,《生物统计学》在整个专业课程体系中起着承前启后的作用,相关课程的老师要加强授课内容设置的沟通。例如,动物科学专业因动物遗传学、动物育种学的遗传力估计等内容会用到统计学知识,故对上述联系密切的课程要做好教学内容的衔接与连贯,以便于学生更好地学习和系统掌握专业课知识。
教师是实施教学方法的主体、课堂的组织者和知识的传播者,为了把《生物统计学》课教好,授课教师要立足本校实际,采取集体备课与相互听课,积极参加学校的各项师资培训活动和讲课竞赛,以及去重点高校进修等方式提高自身专业知识和业务技能。课程组教师改变传统的满堂灌教学模式,教学中灵活采用引入式、启发式、探讨式等方法活跃课堂气氛和激发学生学习知识的热情,以提高学生的课堂学习效率。同时,课程组教师还通过积极开展教学研究,研习新的教育理念,探究新的教学方法,努力探索适合本课程的教学方式,以切实提高课堂的教学效果。
教师要用心做好课前、课中和课后的教学工作,努力提高授课水平和质量。课前让学生明确本节课的学习目标,随机抽选部分同学回顾上节课学到的重要知识点,督促学生课后按时复习和巩固课堂知识。课中要求学生认真听课和做好笔记,加强师生间、生生间的教学互动,鼓励学生参与课堂教学环节,营造轻松的课堂学习氛围,通过课堂提问、小组讨论促进学生主动思考,激发学生的学习潜能。课后通过布置习题让学生及时消化课堂所学的统计知识,教师认真批改和讲评作业,并根据学生作业的完成情况和学生对听课效果的反馈,做出教学进度的相应调整。对于理论性较强、抽象难懂的《生物统计学》,教师要根据各章节教学内容采用不同的教学方式[1]。教师只有丰富教学方法,避免知识传授和获取的单向性,才能提高学生的学习效率和做到有效教学。例如,资料的整理等内容由学生自学后在课堂中讲述,教师进行点评并组织班里其他同学参加讨论,通过引导学生自主学习和培养获取新知识的能力,将学生从被动学习转向主动学习。另外,在t检验、F检验(方差分析)、卡方检验的实例讲解中,教师应着重讲授解题的思路与方法,并用对比教学法让同学们分清不同统计方法的适用条件和应用范围,注重培养学生的统计思维和分析解决问题的能力,使学生具备正确应用统计方法处理数据的技能。此外,《生物统计学》也是一门应用型较强的工具课,为提高课堂教学效果,教师除了要有扎实的专业知识,还需具备从事科研或实践的能力。对于晦涩难懂的假设检验等内容,授课教师应结合各本科专业的特点,选择与专业相关的实际案例融入课堂教学,将枯燥乏味的统计理论知识变的具体形象,通过生动有趣的案例教学能激发学生学习兴趣和便于理解所学知识,也让同学们真正体会统计学知识在科学研究和畜牧业生产实践中的广泛应用。
目前,该院《生物统计学》课程仍采用传统的板书教学,教师需花不少时间书写板书,尤其是涉及图表的绘制、统计公式的推导和实例的演算,造成课堂时间的极大浪费;而且长时间的板书又容易分散学生的注意力,会降低学生的课堂学习效率[2]。因此,对于有限的课程学时和大量的教学内容,该课程需改进教学手段而开展多媒体教学。
多媒体技术具有信息量大、展示灵活、集图像与音视频于一体等特点,在现代教学设备中得到广泛应用。借助多媒体技术的优势,使抽象难懂的《生物统计学》知识易于学生理解和记忆,而缩短传统板书教学的准备时间不仅能让教师对重难点知识进行详细讲解,还可以在课堂上用统计软件演算例题。不过,计算机辅助教学也对授课老师提出相应要求,教师需花更多时间和精力充分备课,要精心设计教学环节,制作图文表并茂、生动直观的多媒体教学课件,将枯燥难学的统计公式变得直观易懂,提高学生上课的注意力和学习兴趣,便于学生掌握课堂知识和提高授课质量。当然,由于多媒体教学速度偏快,学生不易消化一些深奥的统计内容,尤其是涉及重点公式的推导和复杂的计算,教师授课时仍要结合板书,按由易到难、循序渐进地进行耐心讲解,让学生真正掌握教学知识。因此,教师要根据具体的授课内容,发挥传统板书与多媒体教学的各自优势,控制授课进度和节奏,从而达到最佳的课堂教学效果。另外,由于《生物统计学》课程内容紧密相扣,学生前期知识若没学好将会影响后期的内容学习,因此,课后教师可以通过邮件等形式解答同学们的问题,使学生及时消化每节课学到的知识点。此外,对学有余力和考研深造的同学,推荐他们学习重点高校的《生物统计学》精品在线网络课程,并鼓励他们利用课余时间阅读专业学术文章和生物统计学相关教材等,加深他们对课堂知识的理解,以拓宽知识面、提高专业兴趣和培养科学素养。
《生物统计学》属于学习难度较大的专业基础课,课程内容涉及概率论等数理知识,但该院动物科学等专业仅开设高等数学,而且招收来自职业高中学生的数学基础普遍偏弱,导致学生对统计学内容的学习存在困难。如何把学生教会,授课老师需要打消同学们对课程学习的畏难情绪,还要根据普高和职高学生的知识背景和理解能力进行差异化的教学[3]。随着生物学的迅速发展,生物统计学已成为生命科学领域(如生物学、医学、农学等)科学研究必不可少的工具。然而,一些学生对该课程的重要性认识不够,加之传统教学模式下的课堂枯燥无味,导致学生的学习兴趣不浓和动力不足。因此,教学中应形成以学生为主体、教师起主导的模式,教师多创设情境让学生参与教学,以活跃课堂气氛和吸引学生的注意力。通过增加平时分来激励课堂表现积极、善于思考的同学,调动学生学习积极性,激发学生的学习动力。例如,课堂教学中涉及的某些统计知识,可在课堂分享与之相关的科研论文,尤其是鼓励学生学习论文中的试验设计、统计分析方法、结果描述,增加学生对课程内容的趣味性以及深入领会统计知识在科研中的重要地位。另外,倡导学生勤于思考、乐于探究,引导学生发挥学习的主观能动性,由机械听课、被动接受知识转为主动学习,培养同学们的自主学习能力。例如,针对动物科学专业学生,让学生利用卡方适合性检验分析某个动物群体的基因型分布是否处于Hardy-Weinberg平衡状态,通过现学现用来充分调动学生的学习热情和增强学习信心。
为体现应用型本科高校的人才培养特征,《生物统计学》课程教学目的需由“考试型”转向“应用型”,教学不仅要让学生掌握统计理论知识,还要培养学生的统计分析能力、应用能力和创新意识。鼓励学生主动申报国家级、省级和校级大学生创新训练计划项目,或让学生积极参加学院教师主持的科研项目,使学生参与试验方案的设计、数据收集与整理、统计分析与推断、解读试验结果等。《生物统计学》作为研究生命科学领域的工具课,通过科研训练培养学生的统计思维和创新能力,强化对本课程学以致用的能力,为本科生的毕业论文试验设计与数据分析、从事科学研究等夯实基础。另外,教师也可以让学生主动收集养殖场的一线生产数据,通过整理和分析原始资料来揭示数据内部的特征,既能提高学生将所学统计知识应用到实践中的技能,也为其毕业后从事畜牧生产统计分析工作打下扎实的基础。
现今,计算机技术和统计软件的结合为数据统计分析提供极大的便利条件,利用统计软件代替繁冗的手工计算来处理数据已成为必然趋势。上机操作能提高学生的动手能力和实践能力,是学生掌握和巩固生物统计学基本原理和方法的重要途径。实践教学是将统计理论知识得到应用的重要渠道,但受课时和教学条件的限制,该院还没有单独开设《生物统计学》上机操作课,导致学生所学基础知识与实践应用有所脱节,学生对知识的学习多是机械记忆以及停留在感性认识,综合应用统计知识的能力难以得到提高。学生把大量时间和精力用于记忆复杂的统计公式和手动计算,既枯燥繁琐又容易出错,而在遇到实际问题进行数据分析时仍存在困难,明显制约了学生的实践应用能力。例如,学生在处理本科毕业论文数据过程中,表现出统计分析能力的欠缺,甚至出现误用统计分析方法的情况。因此,为进一步提高《生物统计学》的教学效果,必须改进纯理论型的课堂授课方式,采取理论与应用并重的教学方式,使用统计软件将学生从繁琐耗时的计算中解放出来,通过上机操作提高学习效率,培养同学们的实践创新能力和综合运用统计知识的能力。
传统的使用计算器进行复杂的统计习题,该种方法已明显跟不上时代发展要求。该院虽然开设了《计算机报表与数据统计》,但该课程是使用Excel软件进行数据分析。尽管Excel软件在绘制统计图表时较方便,但与主流的SPSS和SAS等专业统计软件有一定的差距,尤其是在数据处理和分析方面存在不足。根据该院学生的实际情况,推荐选用不需编程且易操作的SPSS统计软件[4],将繁杂的计算过程由软件处理,实现理论教学内容和统计软件应用充分结合。因此,建议将2门课程进行资源整合和有机结合,发挥教师间的优势互补和课程知识的衔接,做好《生物统计学》理论教学与《计算机报表与数据统计》上机操作的开设时间和开课顺序。通过实践性教学环节,做到理论密切联系实际,强化学生综合运用统计知识的能力。而且,在利用统计软件分析专业数据时,学生只有真正理解统计学原理与方法才能选用正确的统计方法处理数据,让其深刻领会到《生物统计学》课程基础知识学习的重要性,既能巩固所学的统计理论知识,还能进一步激发对课堂知识学习的动力,提高学生的计算机水平、动手能力和实践操作技能,从而达到地方应用型本科高校的教学目标。
该院《生物统计学》课程考核的方式,平时成绩占20%、期末考试成绩占80%。学生为了应付闭卷考试而在期末死记硬背,导致考完就忘的现象普遍存在,教学效果难以达到让学生真正理解所学知识、形成统计思维及应用知识的能力。为改进课程考核方式,更加公正和合理评价学生的学习成绩,可将平时成绩的比例提高至30%~40%[5]。除了要重视学生平时学习的用功程度(包括出勤率、课堂表现、课后作业完成情况等),还可增加课程的过程性考核,例如布置期末课程论文,让学生收集与专业相关的数据,并利用学过的统计方法进行整理和分析,让学生参与资料收集和统计分析的整个阶段,可培养学生逻辑思维能力以及应用统计知识分析与解决问题的能力[6]。通过上述措施可端正学生的学习态度,引导学生把时间和精力放在平时学习上,贵在平时学习的努力与积累,避免靠突击复习应付期末考试,有利于学生真正掌握课程知识。另外,期末考试也是对教师教学效果的客观衡量,教师要对试卷的题型精心设计,试卷内容侧重于考核学生对所学知识的理解以及综合运用知识的能力,以培养学生利用统计学原理和方法解决实际问题的能力。同时,根据每学期《生物统计学》的考试结果,授课老师要认真做好试卷分析,通过答卷情况反馈考生对知识掌握、理解情况,以便及时调整下一届学生的授课方式。7 结语
总之,《生物统计学》课程改革按照应用型本科高校人才培养方案的要求,教师要不断提高自身的业务水平和技能,继续优化课程教学内容,探究有效的教学方法,改进教学手段,强化上机操作教学,改革课程考核方式,切实提升教学效果和质量。同时,通过引导学生自主学习,激发学生对课程的学习兴趣,培养学生的统计思维,以及具备正确应用统计知识进行试验设计和数据分析的能力,为学生们后期的专业课学习、本科毕业论文设计、从事科学研究和生产实践等打下坚实的理论基础。
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[1]孙耀中.生物统计学课程教学中对学生的综合能力培养[J].河北科技师范学院学报,2006,20(1):60-62.
[2]曹平华,李晓霞.多媒体技术在《生物统计学》教学中的应用[J].畜牧与饲料科学,2010,31(9):74-76.
[3]李金辉.提高生物统计课程教学效果的探索和思考[J].畜牧与饲料科学,2017,38(6):70-72.
[4]李玉红,陈菊,黎娇凌.提高《生物统计学》学习效果之初探 [J]. 黔南民族师范学院学报,2014,34 (6):99-101.
[5]程郁昕.《生物统计学》教学改革的几点思考[J].安徽科技学院学报,2009,23(3):32-34.
[6]张爱莲,马纪.运用探究式教学提高生物统计学课堂教学效果[J].教育教学论坛,2017(22):181-182.