“生物统计学”课程情感价值目标的探索与实现——以绪论课为例

连玲丽 薛李春 林世强 何华勤

福建农林大学生命科学学院 福建福州 350002

随着生命科学的发展和大数据的盛行，众多生物学问题被精确量化，由此产生的海量数据越来越依赖于统计学的分析。因此，生物统计学作为生命科学研究中不可或缺的部分，一直以来是生物学类、医学类和农学类专业的必修课程。本课程小组经多年实践发现，课程的工具性属性很容易使授课老师过多地强调知识传授和技能训练，而忽视情感价值的传递；同时课程理论性很强，涉及大量概念、公式和原理，也容易使教学过程的单一化和扁平化、造成课堂缺少温度。因此，在课程中以讲故事、解案例、读文献等形式融入蕴含情感价值元素的实例，既有助于学生充分理解知识、增进技能，也有利于培养统计思维、提升人文素养，使教学模式更加多元立体。其中，绪论课作为课程的开场，往往被赋予激发学生的学习兴趣、培养探索求实的品质、增强学习的自信心及营造和谐的教学情境等多种功能，是达成课程情感价值目标的重要载体之一。基于此，笔者以绪论课为例，从教学内容与学情分析、教学案例的选择与组织、教学实施与反思等层面探索教学改革的途径和方法，以期提升课堂教学质量。

1 教学内容与学情分析

课程情感价值目标的构建和实现是以课程的知识、能力目标的达成为基础的，因而有必要首先对课程的知识与能力目标加以优化与重构。

1.1 比较分析以确定绪论课教学内容

现有的相关教材中，第一章大致涉及五个部分内容，分别是统计学含义、统计学发展简史、统计学功能或作用、统计学应用、统计术语。其中，多数教材包含统计学含义、统计学应用、统计术语这三部分内容，意在回答清楚“统计学是什么、统计学有哪些应用、统计学涉及哪些专有词汇”。在以往的教学实践中，我们也发现讲清这三部分内容能更好地为学生学习后续章节内容做好铺垫。相比而言，“统计学的功能”更适合在课程临近结束时由师生共同归纳，而“统计学发展简史”信息量大需要占用课时多，更适合在课后自学。因此，我们将绪论课教学内容确定为统计学含义、应用和术语三个小节，分别以案例分析的形式引出统计学含义、以专业领域的研究示例统计学应用及结合资料着重讲解常见术语。

1.2 调查分析以明确学生学情

以2018级生信教学班为例，分析学生的知识背景及兴趣点。在先修课程的学习方面，学生已完成遗传学、细胞生物学、分子生物学等课程理论部分的学习，但相应的实验教学却尚未开始，因而学生可能对实验数据分析的意义体会不深；同时学生已完成高等数学、概率论等课程的学习，然而调查发现学生的概率论课程考核情况并不理想，不到10%的学生成绩优良，三分之一以上的学生参加了补考，表明学生数学基础偏弱。在学习兴趣方面，仅少部分参与过科研课题研究的学生对生物数据分析较为敏感，多数学生更关注与自身相关的话题，如考研比例、读书偏好与选择、网络平台使用情况等。综上分析，绪论课教学中需要考虑：在案例的选择上不宜涉及过于枯燥、复杂的内容，重在激发学习兴趣、帮助学生理解统计分析的意义；同时在讲授概率论相关的知识点宜放慢授课节奏且更侧重知识应用，缓解学习压力。

综上分析，明确绪论课的知识与能力目标。在知识层面上，通过统计学含义与应用的学习，学生能清楚描述出统计学是什么，概括出生物统计学的含义，了解统计学的应用范围；在能力层面上，通过统计术语和统计学应用的学习，学生能辨析统计术语，能针对生物学问题提出统计学的解决方案。

2 教学案例的选择与组织

党的十九大以来，各高校全面贯彻“三全育人”教育理念，强调促进学生认知素质和情感素质的全面发展。而专业课程的情感价值实现有赖于丰富多样的教学案例，其中，与专业行业科技进展有关的科技型案例能培养学生的科学素养、激发学生科技报国责任心的家国型案例能强化学生的理想信念、增强民族文化自信的人文型案例能提高学生的人文素养。

2.1 案例素材的选择与梳理

结合实际收集到的案例素材，例如，绪论课中引入人文类案例“统计学破解文学作品作者之谜”以阐述统计学含义；例如，结合科技型案例“农业气象因素对作物病害发生的影响”讲解统计应用及统计术语。具体内容，前者包括统计学用于《红楼梦》《静静的顿河》、莎士比亚新诗等多种文学作品的作者鉴定，其中《红楼梦》是学生熟知的名著，容易引起共鸣，故以“统计学破解红楼梦作者之谜”为课堂教学案例；后者涉及的农业气象因素包括温度、光照、湿度等多种因素，作物病害种类更是复杂多样，以我省农作物的重要病害稻瘟病为切入点，将案例细化为“温度对稻瘟病发生的影响”，有助于引导学生关注当地的农业生产问题。

下面以“统计学破解红楼梦作者之谜”为例，说明案例内容的组织。

(1)简要介绍案例背景。因《红楼梦》后40回原作散失，现存文稿的归属存疑，因此有《红楼梦》前80回和后40回是否均为曹雪芹所著的争议，简称一人著和二人著学说。在实际教学中，结合现有《红楼梦》图书使案例背景的介绍更为具象，如以图书封面展示不同版本的作者情况，有些版本为曹雪芹，有些版本为曹雪芹和高鹗。

(2)着重介绍代表性研究。探讨《红楼梦》作者问题的研究很多，从20世纪50年代瑞典学者高本汉首次运用统计方法到近年陈城钰等运用统计模型，其间有十几项研究。选择内容相对简单的研究作重点介绍，即学者陈炳藻运用计算机方法从词汇频率的相关分析回答作者问题的研究。基于作者写作习惯相对固定的事实，若前80回和后40回系不同作者完成，则两者的用词将表现出明显差异，反之则高度相似。学者比较了前后章回使用同一词项的次数，发现两者的相关系数为78.57%，相关性达极显著水平，由此支持一人著学说。在实际教学中，结合部分章回词项的截图、词项使用频率表、相关分析散点图等资料阐述数据收集、整理、分析和解释的统计分析流程，使案例学习能自然地向知识点学习过渡。

(3)概述后续的相关研究。以列表等形式(表1)展现案例问题后续的典型研究，将这些研究依方法分为数理统计和统计学习两大类，大类中又包含多种不同的检验方法，有助于拓宽学生对统计方法的认识；以“改进与创新”栏目反映科学探究是一个继承、质疑、修正和创新的过程，有利于加深学生对科学研究本质的理解、激发探索创新的意识，使课程由知识点学习向情感素养培养延伸。

案例问题的后续研究*

2.2 情感价值元素分析

(1)培养科学精神。案例中，学者针对同一问题在继承前人成果的基础上不断地完善检验指标、改进统计方法，得到更具说服力的结论。如陈大康针对前人研究中存在的样本量不足、检验项目简单等问题，扩大了抽样范围、增加了检验项目内容等。通过案例的学习，学生既能体会统计学是科学研究必不可少的工具，也能感受到“继承和批判”的科学精神与“自由开放”的学术争鸣对推动科学发展的重要意义。

(2)增强民族文化自信。案例中，经典名著《红楼梦》蕴含丰富多样的古汉语词汇，能使学生感受到中华语言文化的魅力；案例的代表性研究来自在美国威斯康星大学举办的首届国际《红楼梦》研讨会，表明“红学研究”本身已成为世界性的学问，能使学生体会民族文化在全球的重要地位。因此，案例的学习有助于激发学生对民族文化的认同。

3 教学实施与反思

在具体的教学实施中，围绕绪论课的主体内容，以问题导向、案例故事等方式将教学案例与专业知识相融合。

3.1 问题导入

针对“统计学含义”的内容，首先于课前结合学习平台发布任务“试用1～2个关键词描述您对统计学的认识”，以了解学生的基本认知；其次以词云图形式(图1)展示学生的回答，并结合词云信息提出“统计学是如何分析数据”等问题，引导学生带着问题学习后续的案例故事，并从中寻找答案。

统计学关键词词云

3.2 案例学习与知识点讲解

以统计学解答《红楼梦》作者问题为“统计学含义”一节的案例故事，首先讲解学者是如何通过词项频次的收集、整理和相关性分析等研究工作回答作者问题；接着在回顾研究工作的基础上，将研究工作与统计分析的具体过程一一对应，如“记录不同章节特定词项出现次数”对应收集数据的过程，“按词项绘制次数分布表”对应整理数据等，从而总结出统计学是通过收集、整理、分析、解释这四个步骤完成数据分析的，由此回答3.1节的引导性问题；最后通过讲述案例后续典型研究，突出统计分析方法的多样性及统计分析过程的一致性，并结合多种不同定义解释统计学的内涵与外延。以温度影响稻瘟病发生的相关研究为“统计学应用”和“统计术语”的示例资料，首先，由“南北地区稻瘟病发生存在差异主要由哪种气象因素决定”“温度对稻瘟病的发生是否有显著影响”等问题引导学生分小组讨论可能的研究方案及分析流程；其次，结合学生的讨论结果给出研究团队的科研实例，加深学生对统计应用实践的理解；再次，以科研实例中的数据为例讲解统计学的常用术语，并结合学习通等智慧教学工具发布练习题，帮助学生正确辨析基本概念。最后，总结课程内容及发布课后拓展阅读任务，要求学生广泛查阅和收集资料回答“统计学在您所在专业有何应用”，并思考“为何统计学有如此广泛的应用”。

教学实施的可取处在于：(1)选择学生熟悉的经典名著作为切入点，激发学生兴趣，增强民族文化认同感，促进“寓教于乐、寓德于教”；(2)追踪案例的后续研究，使学生在多项研究的比较中感受学术研究的批判求实与自由创新精神，做到“寓道于教”；(3)开展小组讨论确定统计分析方案，增加学生的参与度，增加学习深度和挑战性；(4)联系实例，边学边练，将枯燥抽象的理论概念与文献资料的数据实例相结合，提高学生的概念辨析能力。当然，教学实施仍存在不少改进空间，如学生参与度仍有待提高。因课堂学时有限，学生的讨论深度不够，多数处于浅层参与状态。需考虑将学生的课堂参与延伸到课堂之外以提高参与效率，如课前预先熟悉案例或提前查阅资料、课后撰写总结材料等。又如教学中缺乏有效的情感目标评价。案例实施的效果如何，需要以学生的获得感、素质的养成等作为检验标准。因此今后将尝试以“问卷+学生自评”的方式了解其学习前后的心理状态、学习品质和积极性等方面的变化。再如情感价值元素的切入点较为单一，主要体现在课堂教学环节，今后，考虑将这些元素融入课后练习、上机实验和期末考试等环节。

4 总结

课程情感价值的实现对于学生的全面发展具有重要的意义，而“生物统计学”课程作为一门专业基础课程，具有传授统计理论知识和分析实操技能的功能，同时也承载着传播民族优秀文化、弘扬社会主义核心价值观、培养求实创新协作科学精神等情感价值的重要使命。因此，探索有效途径以实现课程的情感价值目标是“三全育人”背景下本课程的改革重点。本文以绪论课为例探讨专业课程的情感价值培养的功能和实现途径，实践表明情感价值元素的融入既使学生对民族文化和科研精神有新的理解和体会，也使学生在课堂中的参与度大大提高，这对于发挥学生的主体作用、落实“以学生为中心”的教学理念有着积极的意义。