教育数字化背景下高校生物统计学 教学改革的探索与思考

王文君,周荣艳,王德贺,贾 青

河北农业大学动物科技学院,河北 保定 071001

0 引言

教育和科技的发展对于培养人才起着重要作用。在党的二十大报告中,首次提出了将教育、科技、人才进行“三位一体”统筹安排、一体部署的重要战略,并强调了“推进教育数字化”的重要性。这为高校教育带来了前所未有的挑战与机遇。生物统计学作为一门重要的生命科学课程,既是现代生物科学发展的重要支撑,也是培养学生科学素养和数据分析能力的关键课程之一。随着教育数字化和智能化的兴起,大量数据可快速、大规模地获取、处理和分析,学生对于学习方式的需求也在发生变化。传统的生物统计学教学侧重理论知识的传授,学生主要通过课堂讲解与书本阅读来掌握相关知识和方法。在目前数字化和智能化的时代下,单纯的理论授课已无法满足学生个性化、自主化学习的需求[1]。为满足现代社会科技发展的需求,须将数字化和智能化技术融入生物统计学教学,为学生提供更加灵活、便捷和高效的学习方式。

1 教育数字化背景下生物统计学教学改革的重要性

1.1 改变学生学习方式

数字化、智能化时代对学生的学习方式产生了深远影响。学生倾向于通过电子设备和互联网等方式获取知识,并利用智能工具进行学习。传统的教学模式多以教师为中心,讲授内容较为单一,缺乏互动性,难以激发学生的兴趣和积极性。而生物统计学作为一门内容抽象且理论较多的学科,更需要通过数字化、智能化手段来提供更具实践性和互动性的学习环境,满足学生的学习习惯和需求,提升学生的学习效果。

1.2 满足个性化学习需求

在数字化、智能化时代下,学生对于个性化学习的需求越来越强烈。不同学生的学习风格、节奏和兴趣都有所不同,传统的一刀切教学模式已无法满足不同学生的需求。针对学生的个性化需求开展生物统计学教学改革,可提供更加灵活和多样化的学习途径,例如定制化内容、个性化的学习计划、智能化辅助工具等,从而更好地满足学生的学习需求,激发学生的学习兴趣和主动性。

1.3 培养数据分析技能

在数字化时代下,数据分析技能对于生物统计学学习者至关重要[2]。数字化和智能化技术为数据收集、处理和分析提供了更加高效便捷的途径,例如大数据分析、机器学习和人工智能等。因此,学生需要掌握与数字和智能技术相结合的生物统计学知识和技能,以应对日益复杂的数据分析需求。数字化、智能化的教学环境可使学生更好地理解和应用数据分析方法,并提升学生在实际工作中的竞争力。

1.4 提升教学效率

传统的生物统计学教学模式依赖于课堂讲授和纸质教材,教师需要花费大量时间和精力在讲解和整理资料上。而数字化、智能化时代提供了可随时随地获取知识的数字化教材和在线学习平台、实时反馈和推荐资源的智能辅助工具等丰富的技术手段,大大提高了教学效率,使教师在教学过程中更加专注于进行深入的指导和交流。

2 教育数字化背景下生物统计学教学改革的目标

2.1 激发学生的学习兴趣和动机

传统的生物统计学教学常常以公式和理论为主,对较多学生来说可能显得枯燥乏味。在数字化、智能化时代下,可利用多媒体技术、虚拟实验和动态可视化工具等创新手段,将抽象的统计概念和方法呈现得更加生动有趣。通过多样化的教学资源和形式,为学生提供更灵活、个性化和互动性更强的学习体验,可以激发学生的学习兴趣和动机,提高他们的学习积极性和主动性。

2.2 培养学生的数据分析能力

在数字化、智能化时代,大量数据被生成和积累,需要专业人才进行有效的数据收集、整理、分析和解释[3]。因此,教学改革的目标之一是培养学生的数据分析能力。通过数字化工具引入实际案例、真实数据和模拟实验的方式,学生可以亲自动手进行数据分析,掌握统计学的基本理论和实际应用。

2.3 培养创新思维和团队合作精神

通过引入数字化技术和智能工具,教师可以设计开放性问题开展项目学习,激发学生的创造力和独立思考能力。同时,数字化和智能化技术也为学生提供了跨时空的合作学习机会,方便学生利用在线社区和学术平台参与小组讨论、合作项目或与专家进行学术互动,在交流和合作中相互学习,共同解决问题。

3 教育数字化背景下生物统计学教学改革的策略

3.1 创新教学内容和形式

引入数字化技术和智能化工具,创造多媒体教学资源和交互式学习环境,为学生提供更丰富多样的学习资源。例如,使用在线教学平台和虚拟实验室,提供动态可视化的教学资源,将抽象的统计概念转化为具体生动的案例,激发学生的学习兴趣和动机。此外,应结合最新的研究成果和实践案例,不断更新教学内容,紧跟时代发展。

3.2 引入数据驱动的学习

数字化时代产生和储存了大量的数据,因此教学改革应将数据分析作为核心内容之一。可通过引入真实、多样化的数据集和案例,使学生亲自动手进行数据收集、整理和分析,培养他们的数据分析能力;也可使用数据分析软件和可视化工具,例如R Python等,帮助学生更直观地理解和分析复杂的统计数据,提高数据解读和科研分析能力,并将其应用于生物统计学问题的解决中[4]。

3.3 建立协作学习和交流平台

借助数字化和网络技术,为学生建立协作学习和交流平台。通过在线协作工具、社交网络和学术平台,学生可组成小组进行合作学习,共同解决实际问题。教师可通过在线论坛、讨论板等形式,促进学生间的互动和交流,培养学生的团队合作能力和学术交流能力。此外,教师还可以邀请专家进行线上讲座或参与学生的讨论,拓宽学生的视野。

3.4 强调实践和应用导向

数字化时代的教育追求实践和应用导向,教学改革应重视培养学生的实践能力和解决问题的能力[5]。通过引入真实案例、模拟实验和项目任务等方式,使学生在实践中掌握统计学知识和方法,并将其应用于生物学领域解决实际问题。此外,教师可以组织学生参与科研项目或实践活动,通过解决实际问题,提高学生学习的积极性和主动性,加深对生物统计学的理解和应用。

3.5 鼓励自主学习和持续学习

通过提供在线学习资源、开放式教育平台和自主学习任务,设计具有挑战性和实用性的生物统计学教学内容,激发学生的学习动力和学习兴趣,培养他们的自我学习和自我管理能力。此外,通过提供持续学习的机会和资源,帮助学生不断提升自己的专业素养和能力。

3.6 优化评估与反馈机制

通过智能化的辅助工具、在线作业系统和自动评估系统,及时了解学生的学习行为、答题情况和学习进度等情况,发现问题并及时提供个性化的反馈和指导,帮助学生克服学习难点和提高学习效果。此外,可使用自然语言处理技术,使学生能够与AI机器人进行交流,获得即时的解答和指导。同时,鼓励学生进行自我评估和同行评估,促进学生的反思和学习成长。

4 教学改革的评估方式

教育数字化背景下生物统计学教学改革的评估是确保教学改革取得预期效果的重要环节。在评估过程中,需要确保评估方法的科学性和客观性,教育数字化背景下生物统计学教学改革的评估方式如图1所示。

教育数字化背景下生物统计学教学改革的评估方式主要包括以下几点。

1)学生绩效评估。可利用在线学习平台和学习管理系统收集学生的学习数据,包括考试成绩、作业完成情况、参与讨论的频率等;也可以利用智能化的评估工具,例如自动批改系统、人工智能辅助评估系统等,对学生的答题情况进行分析和评估,提供及时的反馈和个性化的学习支持。

2)学生参与度评估。数字化、智能化技术可记录学生在在线学习平台上的学习行为,例如观看视频的次数、参与讨论的贡献度等,从而评估学生的参与度和积极度。此外,还可利用问卷调查、在线投票等方式获取学生的反馈,了解学生对教学内容和方式的满意度,进一步评估学生的参与度。

3)教学工具和资源评估。教育数字化教学改革引入了丰富的教学工具和资源,评估这些工具和资源的有效性至关重要。可定期对教学工具和资源进行调查,收集学生和教师对这些工具和资源的使用情况、满意度和建议等反馈,或进行实验比较研究;也可利用学习平台提供的数据分析功能,评估教学工具和资源在学生学习中的应用情况和效果,例如学生对虚拟实验的使用频率和反馈以及学生对数据分析软件的掌握程度等。

4)教学策略评估。教学策略是教师在教学过程中采取的行动和决策,对教学效果产生重要影响。通过数字化、智能化技术,可对教学策略进行评估和改进。例如,利用学习管理系统收集和分析学生学习数据,评估不同教学策略对学生学习成果的影响;借助在线讨论平台收集学生互动和合作的数据,评估教师鼓励学生参与讨论的策略效果;利用智能化评估工具分析学生对教师提供的反馈和指导的反应,评估教师给予个性化学习支持的策略效果。

5)教师专业发展评估。数字化、智能化时代为教师提供了多样的专业发展途径和工具,例如在线教育培训课程、教学技术研讨会等。可以采用问卷调查、教师自我评估、同行评估等方式,评估教师参与专业发展的情况、专业知识和教学技能的提升程度、以及教师在教学改革中的创新能力和应用能力。

6)教学改革效果评估。教学改革的最终目标是提高学生学习效果和教学质量。可通过学生绩效评估、教学工具和资源评估、教学策略评估等方面的数据进行综合分析,定性和定量评估教学改革的整体效果,得出综合评估结论。同时,可利用定期的教学反馈和评估活动,收集学生和教师对教学改革的评价、反馈和建议,为进一步的改进提供依据。

5 结束语

推行教育数字化的核心理念是以学生为中心,发挥现代技术和智能工具的优势,提供个性化自主学习的环境,培养学生创新思维、实践能力和合作精神,以适应信息化时代对教育的需求。通过充分发挥数字化和智能化技术在生物统计学教学中的应用潜力,帮助学生更好地理解和应用生物统计学知识,提高学习效果,满足个性化学习需求,并满足未来社会对统计学人才的需求。因此,高校应积极引入数字化和智能化元素,推进生物统计学教学改革,提升教学质量和学生素养。