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關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計(jì)學(xué);精品課程;教學(xué)改革
一、引言
隨著生物科學(xué)的發(fā)展,只有定性的結(jié)論已不能滿足實(shí)踐的需要,實(shí)現(xiàn)生物科學(xué)結(jié)論定量化是人們長期追求探索的目標(biāo);生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物學(xué)科定量化的重要分析理論與方法,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物學(xué)科應(yīng)具備的基本知識和素質(zhì),與生命活動(dòng)有關(guān)的各種現(xiàn)象中普遍存在著隨機(jī)現(xiàn)象,大到森林陸地生態(tài)系統(tǒng),小至分子水平,均受到許多隨機(jī)因素的影響,表現(xiàn)為各種各樣的隨機(jī)現(xiàn)象,而生物統(tǒng)計(jì)學(xué)正是從數(shù)量方面揭示大量隨機(jī)現(xiàn)象中存在的必然規(guī)律的學(xué)科。因此,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門在實(shí)踐中應(yīng)用十分廣泛的工具學(xué)科,它是生命科學(xué)各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,對后續(xù)生命科學(xué)課程學(xué)習(xí)和生物科研有重要作用。
同時(shí),生物統(tǒng)計(jì)作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,是教學(xué)難度較大的一門課程。因此,在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)精品課程建設(shè)過程中,針對各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位,因材施教,更新教育理念,加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練,在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行改革和大膽探索。
二、二十一世紀(jì)對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的重新定位。
(一)新世紀(jì)對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程提出的新要求。
二十世紀(jì)上半葉農(nóng)業(yè)和遺傳統(tǒng)計(jì)學(xué)首先獲得了發(fā)展,在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、統(tǒng)計(jì)流行病學(xué)、隨機(jī)化臨床試驗(yàn)學(xué)已經(jīng)成為攻克人類疾病的一個(gè)里程碑。這在過去的半個(gè)世紀(jì)里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀(jì)人類基因組,基因芯片等實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生出的巨量數(shù)據(jù),需要新工具來組織和提取重要信息。
將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息需要統(tǒng)計(jì)理論和實(shí)踐方面的洞察力、技術(shù)和訓(xùn)練。
未來的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)將會與信息技術(shù)密切結(jié)合,較少側(cè)重傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì),而會更多注意數(shù)據(jù)分析,尤其是大型數(shù)據(jù)庫的處理。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)越來越不同于其它數(shù)學(xué)領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)對大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的作用。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是通過樣本來推斷和估計(jì)總體,這樣得到的結(jié)論有很大的可靠性但有一定的錯(cuò)誤率,這是統(tǒng)計(jì)分析的基本特點(diǎn),因此在生物統(tǒng)計(jì)課程的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學(xué)試驗(yàn)的結(jié)果。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是通過個(gè)別的試驗(yàn)研究得出其一般性結(jié)論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學(xué)歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學(xué)的研究中絕大多數(shù)涉及到的是隨機(jī)事件,因此,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅是試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué),更重要的還是大學(xué)生思維方式的培養(yǎng),這對提高大學(xué)生的素質(zhì)很有必要。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)方法兩個(gè)有機(jī)聯(lián)系的組成部分。通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)可提高大學(xué)生設(shè)計(jì)研究課題試驗(yàn)方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗(yàn)因素與水平以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法等方面的內(nèi)容。通過統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)除讓學(xué)生弄清各種統(tǒng)計(jì)方法的內(nèi)涵外,還需要使學(xué)生能夠正確地選擇最適合的統(tǒng)計(jì)方法,以揭示資料潛在的信息,達(dá)到研究的最終目的,從而提高大學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)。
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。
(一)加強(qiáng)電子課件及網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理研究生物界數(shù)量變化的學(xué)科,而概率統(tǒng)計(jì)的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學(xué)時(shí)的減少(由原來的60 - 70學(xué)時(shí),降到現(xiàn)在的40學(xué)時(shí)左右) ,如何深入淺出地引導(dǎo)學(xué)生入門,并使學(xué)生在了解概率統(tǒng)計(jì)思想的基礎(chǔ)上,掌握常用統(tǒng)計(jì)分析方法的應(yīng)用及使用條件是課程的教學(xué)難點(diǎn)。為此,我們利用多媒體技術(shù),制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內(nèi)容形象化與直觀化,收到了良好教學(xué)效果。建設(shè)了一個(gè)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)支撐平臺,現(xiàn)有課程簡介、教學(xué)大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教材、課程錄像、實(shí)習(xí)指導(dǎo)、在線測試題、參考文獻(xiàn)、其它教學(xué)資源等欄目,免費(fèi)向全校師生開放。
(二)將多媒體教學(xué)優(yōu)勢與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律有機(jī)結(jié)合,用較少的學(xué)時(shí)得到良好的教學(xué)效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點(diǎn)。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點(diǎn)與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合,多媒體教學(xué)就可能會帶來一些弊端諸如: (1)內(nèi)容多,幻燈片變換快,由照本宣科變?yōu)檎掌列?,為新的“滿堂灌”; (2)課件圖片多,內(nèi)容以展示為主,缺乏啟發(fā)性; (3)教學(xué)內(nèi)容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”) ,老師照著屏幕上的內(nèi)容給學(xué)生講解,失去了傳統(tǒng)教學(xué)方法,老師邊講邊板書能給學(xué)生留下比較深刻印象的特點(diǎn),缺乏吸引力。
而多媒體在教學(xué)中只能充當(dāng)工具的角色,在教學(xué)過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點(diǎn)與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律緊密結(jié)合在一起。在制作課件時(shí),采用啟發(fā)式教學(xué)方式,精煉教學(xué)內(nèi)容,模仿傳統(tǒng)教學(xué)書寫板書的過程,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)畫方式。在課堂教學(xué)中,老師仍然保持傳統(tǒng)教學(xué)方法的教姿教態(tài),在授課的過程中與學(xué)生保持互動(dòng),根據(jù)學(xué)生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內(nèi)容的速度,必要時(shí)輔以板書進(jìn)行講解。這樣做既發(fā)揮了多媒體教學(xué)的特點(diǎn),又充分照顧到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,在內(nèi)容沒有縮減,學(xué)時(shí)減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學(xué)效果。
(三)長期堅(jiān)持教育教學(xué)方法及教學(xué)規(guī)律的研究。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論基礎(chǔ)是概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì),從這個(gè)層面上講,它有非常濃的數(shù)學(xué)味道,但是它又有別于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì),生物統(tǒng)計(jì)學(xué)更主要強(qiáng)調(diào)的是概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的思想和方法在解決生命科學(xué)中一些具體問題的應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中就存在一個(gè)“度”的把握問題,如果將概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理講得太多,一是學(xué)時(shí)不允許,二是學(xué)生難以消化,得不到好的教學(xué)效果;如果只注重方法的講解,學(xué)生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經(jīng)過將教學(xué)的重點(diǎn)放在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)掌握統(tǒng)計(jì)方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導(dǎo)。在教學(xué)內(nèi)容的安排上采用“保干削枝”,即在學(xué)時(shí)減少很多的情況下,將一些次要的統(tǒng)計(jì)方法去掉,也要保證有足夠的學(xué)時(shí)講授理論分布與抽樣分布、統(tǒng)計(jì)假設(shè)測驗(yàn)等方面的內(nèi)容,讓學(xué)生掌握生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中所蘊(yùn)含的概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的思想精髓,從而避免學(xué)生亂套統(tǒng)計(jì)公式。
(四)密切跟蹤生命科學(xué)發(fā)展的前沿動(dòng)向,探索生物統(tǒng)計(jì)學(xué)解決前沿問題的理論與方法。
統(tǒng)計(jì)學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用已有長遠(yuǎn)的歷史,許多統(tǒng)計(jì)的理論與方法也是自生物上的應(yīng)用發(fā)展而來,而且生物統(tǒng)計(jì)是一個(gè)極重要的跨生命科學(xué)各研究領(lǐng)域的平臺?,F(xiàn)在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與生物信息學(xué)的蓬勃發(fā)展,使得生物統(tǒng)計(jì)在這些突破性生物科技領(lǐng)域上扮演著不可或缺的角色。
在課程建設(shè)中,隨時(shí)注意納入生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在前沿領(lǐng)域研究應(yīng)用的內(nèi)容,增強(qiáng)課程的活力,提高教師和學(xué)生面向生物產(chǎn)業(yè)主戰(zhàn)場解決實(shí)際問題的能力。
四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重學(xué)生能力培養(yǎng)。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)要不要開實(shí)驗(yàn)課,怎樣開實(shí)驗(yàn)課,一直存在爭議,在此認(rèn)為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅應(yīng)該開設(shè)實(shí)驗(yàn)課,而且還要將實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用上,讓學(xué)生不僅掌握統(tǒng)計(jì)方法,而且加深對原理的認(rèn)識,獲得就業(yè)或升學(xué)的必備計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)技能,提高解決復(fù)雜問題的能力。
(一)開展統(tǒng)計(jì)軟件的實(shí)習(xí),擴(kuò)大學(xué)生的視野,提高學(xué)生素質(zhì)。
20世紀(jì)20年展起來的多元統(tǒng)計(jì)方法雖然對于處理多變量的種類數(shù)據(jù)問題具有很大的優(yōu)越性,但由于計(jì)算工作量大,使得這些有效的統(tǒng)計(jì)分析方法一開始并沒有能夠在實(shí)踐中很好推廣開來。而電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生與發(fā)展,使得復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作變得非常容易,所以充分利用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù),通過計(jì)算機(jī)軟件將統(tǒng)計(jì)方法中復(fù)雜難懂的計(jì)算過程屏障起來,讓用戶直接看到統(tǒng)計(jì)輸出結(jié)果與有關(guān)解釋,從而使統(tǒng)計(jì)方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學(xué)時(shí)數(shù)與達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)所需完成的教學(xué)內(nèi)容相比還是不足的。為此,可以通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)軟件的教學(xué)實(shí)習(xí)來達(dá)到以點(diǎn)帶面,擴(kuò)大學(xué)生視野,提高學(xué)生素質(zhì)。
為此我們建立了一個(gè)專用于實(shí)習(xí)教學(xué)的生物統(tǒng)計(jì)電腦實(shí)驗(yàn)室。現(xiàn)共有50余臺電腦,并連接到校園網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)室配備有指導(dǎo)教師,負(fù)責(zé)對上機(jī)的學(xué)生答疑。除按教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行的正常實(shí)習(xí)教學(xué)外,實(shí)驗(yàn)室還對優(yōu)秀學(xué)生免費(fèi)開放,鼓勵(lì)他們結(jié)合教師的科研活動(dòng),應(yīng)用所學(xué)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)知識,學(xué)習(xí)新的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)知識,掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決生物統(tǒng)計(jì)學(xué)問題的技能。
(二)全方位、多層次的實(shí)踐教學(xué)。
為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,必須將本課程的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)延伸到課堂教學(xué)外,開展全方位、多層次的實(shí)踐教學(xué)。
在原綿陽農(nóng)專期間,主要在作物育種、作物栽培、動(dòng)物營養(yǎng)等課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)中,根據(jù)相關(guān)內(nèi)容加入了試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的相關(guān)內(nèi)容。
組建了西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院以后,由原來的單一農(nóng)科專業(yè)變成了理、工、農(nóng)三大學(xué)科均有專業(yè)的格局。雖然專業(yè)的學(xué)科歸屬不同,但有一點(diǎn)是相通的,其內(nèi)涵均屬于生命科學(xué)的范疇。以科學(xué)研究的方法進(jìn)行劃分,均屬于實(shí)驗(yàn)科學(xué)。
掌握正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,從不確定性數(shù)據(jù)中挖掘事物的客觀規(guī)律,是實(shí)驗(yàn)科學(xué)工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農(nóng)科專業(yè)上延伸實(shí)踐教學(xué)的作法推廣到全院的所有專業(yè),結(jié)合實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革,對發(fā)酵工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)、食用菌實(shí)驗(yàn)、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程的內(nèi)容全部或部分改為用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)指導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),把過去單一的實(shí)驗(yàn)流程、樣品觀察或檢測實(shí)驗(yàn)改變?yōu)樵囼?yàn)條件的優(yōu)化試驗(yàn),提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗(yàn)設(shè)計(jì)、單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)、多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì),對試驗(yàn)結(jié)果要求學(xué)生使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對進(jìn)行分析和討論,最后得出最佳試驗(yàn)條件。
這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革起到了一箭雙雕的作用,從專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課的角度看,改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)型、綜合性實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的能力;從生物統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看,將課程的教學(xué)實(shí)踐延伸到課程外,彌補(bǔ)了學(xué)時(shí)的不足,更重要的是學(xué)生將自己學(xué)到的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識,轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力,知識得到很好的內(nèi)化。
此外,在學(xué)生課外科技活動(dòng)中指導(dǎo)學(xué)生選用正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中要求學(xué)生采用恰當(dāng)?shù)纳锝y(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析,寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 。
通過這樣的教學(xué)實(shí)踐,訓(xùn)練了學(xué)生的統(tǒng)計(jì)思維能力,使學(xué)生充分認(rèn)識到掌握生物統(tǒng)計(jì)學(xué)這一工具的重要性和必要性,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)好用好這門工具的信心,提高了學(xué)生從復(fù)雜的生命現(xiàn)象中挖掘事物客觀發(fā)展規(guī)律的能力。
精品課程是集科學(xué)性、先進(jìn)性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的優(yōu)秀課程。作為精品課程的載體,應(yīng)具有一流的教師隊(duì)伍、一流的教學(xué)內(nèi)容、一流的教學(xué)方法、一流的教材、一流的教學(xué)管理等特點(diǎn)。與之相比,我們在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)精品課程的建設(shè)上,才剛剛起步,今后還要在教材建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、科學(xué)研究等方面加大力度,將生物統(tǒng)計(jì)學(xué)建設(shè)成體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想、符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和適應(yīng)社會發(fā)展進(jìn)步的需要、能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展而深受學(xué)生歡迎的一門課程。
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教材是教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的主要依據(jù),是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識載體,貫穿整個(gè)教學(xué)過程。國內(nèi)現(xiàn)有《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》及相關(guān)教材有20余種,每本教材都有自己的特點(diǎn)和針對領(lǐng)域,有的還附有相關(guān)統(tǒng)計(jì)軟件知識的介紹和應(yīng)用[2~4]。河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院是較早開設(shè)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的高校之一。開設(shè)之初是選修課,沒有固定的教材,教師將主要講授內(nèi)容以講義的形式發(fā)給學(xué)生,重點(diǎn)介紹常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,所選案例亦是生物學(xué)試驗(yàn)中常見的。隨著培養(yǎng)方案的完善和專業(yè)設(shè)置的調(diào)整,1997年該課程調(diào)整為全院必修課。目前,是我院生物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課,是生物技術(shù)專業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的專業(yè)限選課。在多年的教學(xué)過程中,隨著生物學(xué)的發(fā)展和統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用,該課程的教材也從講義到科學(xué)出版社四版《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》及其配套的《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》[1,5~8]。筆者就四版教材建設(shè)中的體會與實(shí)踐進(jìn)行分析。
1《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第一版)
統(tǒng)計(jì)學(xué)是以概率論為基礎(chǔ)的,因而生物統(tǒng)計(jì)學(xué)必然與抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識相聯(lián)系。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng),而且涉及的內(nèi)容、公式和抽象概念較多,需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯推理能力,但由于生物學(xué)科的特點(diǎn),生物統(tǒng)計(jì)學(xué)相對應(yīng)于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是“拿來主義”,一般不過多討論其數(shù)學(xué)原理,而是在簡單介紹統(tǒng)計(jì)原理的基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹具體分析方法的應(yīng)用。教學(xué)組在多年教學(xué)實(shí)踐工作的基礎(chǔ)上,1997年在科學(xué)出版社出版的《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》[5]就充分體現(xiàn)了這個(gè)特點(diǎn)。書中內(nèi)容主要側(cè)重于各種統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用,在統(tǒng)計(jì)原理方面,一般只作概念上的介紹和公式的簡單推導(dǎo),對有些較復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)公式則只給出公式,其目的主要是為讓讀者不但對統(tǒng)計(jì)學(xué)原理有較全面的了解,更重要的是結(jié)合實(shí)例了解和掌握各種常用統(tǒng)計(jì)方法。在內(nèi)容的編排上,全書共分十二章,概括起來主要有五個(gè)方面:第一章至第三章介紹統(tǒng)計(jì)和概率的基礎(chǔ)知識,包括生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念和內(nèi)容、數(shù)據(jù)的搜集與整理、平均數(shù)和變異數(shù)的計(jì)算、概率和概率分布等;第四章、第五章介紹統(tǒng)計(jì)推斷,包括樣本平均數(shù)的檢驗(yàn)、樣本頻數(shù)的檢驗(yàn)、方差同質(zhì)性檢驗(yàn)、非參數(shù)檢驗(yàn)和檢驗(yàn);第六章至第九章介紹統(tǒng)計(jì)分析方法,主要內(nèi)容有方差分析、直線回歸與相關(guān)分析、可直線化的曲線回歸分析、多元回歸與相關(guān)分析、逐步回歸分析、多項(xiàng)式回歸、協(xié)方差分析;第十章、第十一章介紹抽樣與試驗(yàn)設(shè)計(jì),主要包括抽樣誤差估計(jì)、抽樣方法、抽樣方案制訂及常見的試驗(yàn)設(shè)計(jì)如對比設(shè)計(jì)、隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)、正交設(shè)計(jì)及其相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法;第十二章對多元統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行了簡單介紹。每章都附有一定數(shù)量的思考練習(xí)題,供讀者參考。
2《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第二版)
根據(jù)教學(xué)安排和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用的需要,在教材使用反饋意見的基礎(chǔ)上《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第二版)[6]于2000年在科學(xué)出版社出版。與第一版相比,各章節(jié)做了大幅度調(diào)整,將全書分為十四章,補(bǔ)充了拉丁方設(shè)計(jì)和裂區(qū)設(shè)計(jì)兩種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,將抽樣原理和方法、常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其統(tǒng)計(jì)分析放在了可直線化的非線性回歸分析之后進(jìn)行介紹,使章節(jié)編排體系更符合讀者學(xué)習(xí)的要求。第一章至第三章分是基礎(chǔ)理論,包括概論、試驗(yàn)資料的整理與特征數(shù)的計(jì)算及概率與概率分布。第四章至第六章介紹了具體的統(tǒng)計(jì)分析方法,分別是統(tǒng)計(jì)推斷、檢驗(yàn)和方差分析。第七章、第八章主要介紹試驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容,包括抽樣原理與方法、常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析。前面所涉及的統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容主要是針對一個(gè)變量而言,之后的章節(jié)則主要介紹兩個(gè)及多個(gè)變量的分析方法,第九章、第十章是關(guān)于一元回歸和相關(guān)的內(nèi)容,分別是直線回歸與相關(guān)分析、可直線化的非線性回歸分析。第十一章至第十四章介紹了協(xié)方差分析、多元回歸與多元相關(guān)分析、多項(xiàng)式回歸分析和多元統(tǒng)計(jì)分析簡介。書中增加了對全文關(guān)鍵詞匯和術(shù)語的索引,并在書后附上了各章部分思考練習(xí)題的答案。在例題上進(jìn)行了重新編排,以使所選例題更能反映本章的內(nèi)容且便于讀者的學(xué)習(xí)和理解。
3《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第三版)
為適應(yīng)21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展和生物學(xué)人才培養(yǎng)的要示,在第一版、第二版的基礎(chǔ)上,對教材內(nèi)容重新進(jìn)行了編排、審核并增加了部分內(nèi)容,于2005年在科學(xué)出版社出版《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第三版)[7],并被列為21世紀(jì)高等院校生物科學(xué)系列教材。與之前相比,此版教材突出了以下3個(gè)特點(diǎn):(1)內(nèi)容豐富:增加了平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)、倒數(shù)函數(shù)曲線、通徑分析等內(nèi)容;(2)編排科學(xué):全書分解為十六章,各章節(jié)的安排更加注重了內(nèi)容的循序漸進(jìn),并在每章之首增加了本章提要,總結(jié)該章節(jié)的主要內(nèi)容,并列出了難點(diǎn)和重點(diǎn);(3)針對性強(qiáng):內(nèi)容突出了本教材主要作為生物學(xué)專業(yè)教材這個(gè)重點(diǎn),所選例題均為均為生物學(xué)試驗(yàn)中的案例。另外,隨著計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件的發(fā)展和應(yīng)用,統(tǒng)計(jì)軟件是在統(tǒng)計(jì)學(xué)研究中必不可少的應(yīng)用工具。目前的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析方法及術(shù)語多以英文形式給出,只有掌握了相關(guān)術(shù)語的英文表達(dá),才能更好地應(yīng)用軟件,否則只會導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)分析的誤用。在此版的修訂中,對主要概念和術(shù)語增加了英文標(biāo)注,并重新編排了中英文對照索引,以便于學(xué)習(xí)和檢索。此版還對統(tǒng)計(jì)分析中學(xué)生易引起歧義的內(nèi)容進(jìn)行了修訂,例如,方差分析是統(tǒng)計(jì)學(xué)常用的分析方法之一,對方差分析基本原理的理解是正確運(yùn)用方差分析的前提。在教學(xué)中,要求學(xué)生正確理解方差分析中的處理數(shù)和組內(nèi)重復(fù)數(shù)的含義和統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。原來的教材中,例題中的處理數(shù)k和每處理下的重復(fù)數(shù)n的數(shù)量值是一樣的,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來容易產(chǎn)生混淆,在這次修訂中對例題進(jìn)行了更換,以使學(xué)生很容易掌握n、k的含義及特征。
4《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第四版)
為適應(yīng)21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展和生物學(xué)人才培養(yǎng)對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材的要求,在本書前三版的基礎(chǔ)上,按照“強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)、注重應(yīng)用、通俗易懂”的原則對全書內(nèi)容重新進(jìn)行了精簡和編排,于2008年出版《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第四版)[1],并被教育部列為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。與前三版相比,本書具有以下特點(diǎn):(1)突出以本科教學(xué)為重點(diǎn),注重與多數(shù)高校生物類專業(yè)目前生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)要求的適應(yīng),精簡了多元統(tǒng)計(jì)分析等部分較深的內(nèi)容和平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)、拉丁方設(shè)計(jì)、非參數(shù)檢驗(yàn)等不常用的內(nèi)容,將全書縮編為十四章。教材內(nèi)容更側(cè)重于各種統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用,而對復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)原理只做概念上的介紹和公式的簡單推導(dǎo),目的是讓讀者在全面了解統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)例了解和掌握各種常用統(tǒng)計(jì)方法。(2)根據(jù)生命科學(xué)研究的發(fā)展和要求不斷進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整教材內(nèi)容,在內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排方面,對全書各章節(jié)進(jìn)行了部分調(diào)整,將直線回歸與相關(guān)分析、可直線性的非線性回歸分析放在抽樣原理與方法和試驗(yàn)設(shè)計(jì)的前面,以使本書更加系統(tǒng),便于本課程基本內(nèi)容的教學(xué)。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)分為統(tǒng)計(jì)分析和試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩大部分內(nèi)容。此版教材在介紹統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本理論之后,全面介紹各種常用的統(tǒng)計(jì)分析方法,然后是試驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。各章節(jié)安排循序漸進(jìn),具有一定的深度和廣度。(3)更換和調(diào)整了部分例題和習(xí)題,對部分表達(dá)不甚清晰的部分進(jìn)行了修訂。在選用例題時(shí),選擇生物學(xué)各個(gè)分支典型例子,并著重突出生物專業(yè)及相關(guān)專業(yè)教材的重點(diǎn)。同時(shí)在各章后附上重新編排思考練習(xí)題,教材最后附上中英對照索引,以便于學(xué)習(xí)和檢索。(4)為了進(jìn)一步幫助讀者理解和學(xué)習(xí)此版教材的內(nèi)容,提高學(xué)生自學(xué)能力,配合本書編寫了《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》一書,以利于學(xué)生加強(qiáng)課后實(shí)踐練習(xí),實(shí)現(xiàn)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教材的立體化。
5《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的工具性課程。學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)需要舉一反三,既要對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本概念、基本內(nèi)容有較熟悉的理解和掌握,也要通過例題學(xué)習(xí)了解不同統(tǒng)計(jì)問題的解題思路和解題方法,更要通過習(xí)題練習(xí)來熟練掌握這些方法。因此,編寫一本與《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教材配套的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書就顯得十分必要。由于課時(shí)的限制,課堂講授僅限于基本的統(tǒng)計(jì)問題和部分?jǐn)U展性知識,用于介紹和解析各種統(tǒng)計(jì)方法的例題也只能選擇少部分經(jīng)典例,這就不可避免地會使一些問題得不到細(xì)致分析,部分內(nèi)容的敘述和公式推導(dǎo)也不夠深入。此外,前版教材雖然在書后附有各章習(xí)題的答案,但也僅是簡單的參考答案,而沒有詳細(xì)的解題分析和解題過程。
關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計(jì);R語言;軟件教學(xué);教學(xué)研討
生命科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究內(nèi)容決定了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程是此領(lǐng)域本科學(xué)生的必修課程。但與生命科學(xué)領(lǐng)域其他專業(yè)課程相比,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、計(jì)算公式繁多。生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生由于受形象思維方式的影響,較難接受和理解生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的抽象概念和邏輯推理。課堂調(diào)查顯示學(xué)生在心理上對本課程產(chǎn)生一定的抵觸情緒,學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效果不好。隨著近年來本科教育目標(biāo)及培養(yǎng)方案的不斷調(diào)整,作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)課時(shí)不斷被壓縮。但與此同時(shí),生物統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的新概念和新方法不斷出現(xiàn),學(xué)生由于進(jìn)一步深造和工作對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)知識的需求也不斷增加,我們也必須不斷增加和調(diào)整生物統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容的不斷膨脹和發(fā)展需求與教學(xué)學(xué)時(shí)壓縮之間的矛盾是擺在國內(nèi)眾多任課教師面前的現(xiàn)實(shí)問題。因此,在學(xué)生認(rèn)知不足、學(xué)習(xí)積極性不高的情況下,如何在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)高質(zhì)量地完成生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué),為學(xué)生奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ),是擺在每位從事生物統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)教師面前的巨大挑戰(zhàn)。
不同于傳統(tǒng)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)對統(tǒng)計(jì)理論的過多強(qiáng)調(diào),現(xiàn)代生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中需對計(jì)算機(jī)技術(shù)在統(tǒng)計(jì)計(jì)算中應(yīng)用能力的培養(yǎng)給予足夠的重視。鑒于現(xiàn)在大學(xué)生計(jì)算機(jī)操作能力普遍較好且有興趣的特點(diǎn),在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)教學(xué)為該課程改革提供了契機(jī)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)教學(xué)需要選擇一個(gè)合適的統(tǒng)計(jì)分析軟件,與常用的Excel和SAS軟件相比,R語言既是一款更適合在生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生教學(xué)中進(jìn)行使用的統(tǒng)計(jì)分析軟件。
一、R語言的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀
R語言早期由新西蘭奧克蘭大學(xué)的Ross Ihaka和Robert Gentleman開發(fā),現(xiàn)在則由“R開發(fā)核心團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)開發(fā)。R語言免費(fèi)的軟件,可從R網(wǎng)站(http://)及其分布于世界各地的鏡像網(wǎng)站上自由下載,具有豐富的統(tǒng)計(jì)函數(shù)及強(qiáng)大的畫圖功能,而且用戶還可以通過安裝新的套件(Packages)進(jìn)一步增強(qiáng)其功能。R語言的代碼是公開的,用戶既可以查看函數(shù)的源代碼學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)編程,也可以通過修改源代碼實(shí)現(xiàn)新的功能。鑒于其強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)計(jì)算與圖形展示功能,且完全免費(fèi)和源代碼開放的特點(diǎn),其近年來發(fā)展迅速。目前,國外眾多大學(xué)統(tǒng)計(jì)相關(guān)課程及筆者較為了解的動(dòng)物科學(xué)專業(yè)相關(guān)課程都將R作為教學(xué)工具軟件。然而,目前國內(nèi)高校統(tǒng)計(jì)相關(guān)課程教學(xué)中統(tǒng)計(jì)軟件的使用雖種類繁多,有SPSS,SAS,Matlab,Minitab,Stata,Origin,MS xcel等,據(jù)筆者了解將R軟件運(yùn)用于大學(xué)統(tǒng)計(jì)教學(xué)的案例還非常少。因此,如何將R軟件應(yīng)用于大學(xué)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)還需更多的研究和探討。
二、R語言的基本功能
R語言在統(tǒng)計(jì)描述、統(tǒng)計(jì)作圖、統(tǒng)計(jì)分布及統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)等方面豐富的函數(shù)為生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)提供了便利的資源。這些函數(shù)可分類總結(jié)如下:
統(tǒng)計(jì)描述:常用的統(tǒng)計(jì)描述函數(shù)有算術(shù)平均數(shù)mean,標(biāo)準(zhǔn)差sd,方差var,極差range,中位數(shù)median,和sum,最大值max,最小值min。同時(shí),還可以用summary對不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單統(tǒng)計(jì)描述,用table對多變量分類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),用frequency對頻數(shù)資料進(jìn)行整理。統(tǒng)計(jì)作圖:簡單統(tǒng)計(jì)作圖函數(shù)包括柱狀圖barplot、餅圖pie、直方圖hist、莖葉圖stem、箱線圖boxplot、散點(diǎn)圖plot等圖示方法;除此之外,還可以使用lattice程序包制作更為復(fù)雜的多變量、多數(shù)據(jù)集的組合圖形,及3D圖形。統(tǒng)計(jì)分布:在統(tǒng)計(jì)教學(xué)中統(tǒng)計(jì)分布是重要的一部分函數(shù),R中常用的統(tǒng)計(jì)分布有正態(tài)分布normal,二項(xiàng)式分布binom,卡方分布chisq,指數(shù)分布exp,F(xiàn)分布f,泊松分布pois,t分布t,及均勻分布unif。將這些統(tǒng)計(jì)分布名稱前面分別加上字母d、q和p即可獲得這些統(tǒng)計(jì)分布的分布密度density,分位數(shù)quantile,概率函數(shù)probability。如dnorm(),即為正態(tài)分布密度函數(shù)。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn):R中常見的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)函數(shù)有t檢驗(yàn)t.test,方差分析aov,卡方檢驗(yàn)chisq.test,及相關(guān)檢驗(yàn)cor.test。需要注意的是,在調(diào)用相關(guān)函數(shù)時(shí),需提供正確的數(shù)據(jù)變量及參數(shù)選項(xiàng)。
三、生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)實(shí)例分析
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容包括很多理論內(nèi)容,例如各種統(tǒng)計(jì)分布、種統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的原理等。這些內(nèi)容往往比較抽象,以口頭講解的方式通常難以在有限的時(shí)間內(nèi)高效地傳遞這些信息,學(xué)生接受程度較低,教學(xué)效果不理想。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中講解標(biāo)準(zhǔn)誤時(shí)涉及到的“樣本平均數(shù)的抽樣分布”即是一個(gè)較為抽象的概念。此時(shí)可以使用R語言的數(shù)據(jù)模擬及圖形演示功能演示樣本平均數(shù)的生成過程及其分布。具體實(shí)現(xiàn)過程如下:(1)設(shè)定包括群體大小、樣本大小、抽樣次數(shù)、總體均數(shù)、總體方差等群體參數(shù),使用rnorm()函數(shù)模擬生成服從正態(tài)分布的群體數(shù)據(jù)。(2)使用hist()函數(shù)作總體頻數(shù)分布圖。(3)用sample()函數(shù)對總體進(jìn)行抽樣,計(jì)算并記錄樣本均數(shù),使用plot()函數(shù)和point()函數(shù)演示抽樣過程及樣本平均數(shù)。(4)使用hist()函數(shù)制作樣本平均數(shù)的抽樣分布頻數(shù)圖,使用sd(),mean()等函數(shù)統(tǒng)計(jì)輸出樣本平均數(shù)的抽樣分布。
一、營造平等的師生關(guān)系,構(gòu)建和諧的課堂氛圍
“生物統(tǒng)計(jì)”這門課程比較抽象,以往學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到枯燥難懂、學(xué)習(xí)興趣不高。要想讓學(xué)生喜歡這門課首先要讓學(xué)生喜歡任課老師,從而對這門課感興趣。“教者樂其教,學(xué)者樂其學(xué)”,良好的師生關(guān)系是“生物統(tǒng)計(jì)”課堂教學(xué)成功的基礎(chǔ)和保證。只有師生之間確立一種朋友關(guān)系,課堂教學(xué)的效果才會事半功倍?!吧锝y(tǒng)計(jì)”課堂教學(xué)在規(guī)范管理、形成良好學(xué)風(fēng)的前提下,應(yīng)該營造輕松、民主與和諧的氛圍,教師要放下架子,有缺點(diǎn)和錯(cuò)誤要敢于承認(rèn),與學(xué)生像朋友一樣共同研究,共同探討,師生互動(dòng),心靈溝通,引起共鳴;讓課堂充滿笑聲,一句笑話,一句簡單風(fēng)趣的語言,都可以激活課堂,學(xué)生在輕松、民主與和諧的課堂氛圍下按照老師的思路和要求,不知不覺地學(xué)到和掌握知識,達(dá)到教學(xué)的目的。此外,教師在課堂講授的過程中,教學(xué)內(nèi)容的引入要突出趣味性。加入一些和講授內(nèi)容有關(guān)的耐人尋味、引人入勝的情節(jié),這為激發(fā)學(xué)生認(rèn)知?jiǎng)右蛱峁┝肆己玫沫h(huán)境和條件。如2011-2012學(xué)年第一學(xué)期在講授“顯著水平”時(shí),就以“天宮一號”的研制和發(fā)射、中國航天器空間對接技術(shù)為例,說明顯著水平的依據(jù)和重要性;又如在講授第四章“顯著性檢驗(yàn)的配對設(shè)計(jì)”時(shí),以佳潔士牙膏為例:“在20世紀(jì)50年代后期,寶潔公司推出了佳潔士牙膏,這是第一個(gè)帶有氟化物的牙膏。為檢驗(yàn)佳潔士在檢驗(yàn)減少蛀牙方面的效果,研究者對多對雙胞胎進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),每對雙胞胎之中的一個(gè)使用了含氟化物的佳潔士牙膏,而另一個(gè)則繼續(xù)使用不含氟化物普通牙膏?!边@時(shí)提出問題,即將雙胞體作為非獨(dú)立樣本使用的目的是什么。通過這個(gè)例子既可以啟發(fā)學(xué)生的思維,又能讓學(xué)生輕松地明白什么樣的設(shè)計(jì)屬于配對設(shè)計(jì),直觀地體現(xiàn)了有關(guān)知識的客觀背景,使學(xué)生通過自己的思維再現(xiàn)知識發(fā)生的過程。因此,教師在教學(xué)的過程中應(yīng)把握好每個(gè)概念,善于挖掘教材的內(nèi)在魅力,精心選擇一個(gè)個(gè)有趣的實(shí)例,使課堂教學(xué)妙趣橫生,觸發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生在趣味性中掌握生物統(tǒng)計(jì)的基本思想和方法。老師要認(rèn)真對待學(xué)生提的每一個(gè)問題,有思考、研究價(jià)值的,教師要及時(shí)予以充分的肯定,讓他們享受到質(zhì)疑的成就感;淺顯幼稚甚至不太合適的,要選擇不同角度給予評價(jià)鼓勵(lì)(鼓勵(lì)其有所發(fā)現(xiàn),表揚(yáng)敢于質(zhì)疑的勇氣、勇于探索的精神)。這樣,才能消除學(xué)生的畏懼心理,激發(fā)他們質(zhì)疑的熱情,提高他們質(zhì)疑的勇氣,從而增強(qiáng)其主體意識,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二、針對不同專業(yè)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)例
筆者所在生物統(tǒng)計(jì)教研室給石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院所有學(xué)生講授“生物統(tǒng)計(jì)”課程。農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)、植保、林學(xué)、園藝、資環(huán)五個(gè)系使用的生物統(tǒng)計(jì)教材都是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)明道緒主編的《田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析》。因此,在教學(xué)過程中,如何結(jié)合專業(yè)實(shí)際、選取和專業(yè)相近的例子,分清重點(diǎn)難點(diǎn),對現(xiàn)有內(nèi)容進(jìn)行合理取舍是一個(gè)十分重要的問題。[3]我們在講清基本原理、思路和方法后,在舉例時(shí)盡量結(jié)合專業(yè),便于學(xué)生理解和掌握,將所學(xué)知識應(yīng)用于專業(yè)實(shí)際。如給林學(xué)系的學(xué)生上課時(shí),參考了續(xù)九如、黃智慧主編的《林業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》,所舉例題均與林木遺傳育種、栽培、生理生化和森林資源調(diào)查等有關(guān)。對資環(huán)系則盡量采用農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、植物營養(yǎng)與施肥、環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)、生態(tài)效益分析、氣象觀測等方面的例子,有時(shí)即使將植?;蛘咿r(nóng)學(xué)類的例題僅在文字上變動(dòng)一下而數(shù)據(jù)不變也能取得較好效果。針對不同的專業(yè)特點(diǎn),同一章節(jié)的應(yīng)用問題也有所側(cè)重。如在講“直線回歸與相關(guān)分析”時(shí),不同的系在理論聯(lián)系實(shí)際時(shí)側(cè)重點(diǎn)也不同。如給農(nóng)學(xué)系上課時(shí),參考童一中主編的《作物育種常用的統(tǒng)計(jì)分析方法》,重點(diǎn)講授回歸分析和相關(guān)分析在作物遺傳育種和栽培上的應(yīng)用;在給植保系上課時(shí),參考山東省農(nóng)作物病蟲測報(bào)站主編的《農(nóng)業(yè)病蟲數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)》,重點(diǎn)講授根據(jù)害蟲發(fā)生發(fā)展規(guī)律及影響的有關(guān)環(huán)境因素預(yù)測害蟲未來的發(fā)生發(fā)展趨勢,為害蟲綜合治理提供決策依據(jù)等應(yīng)用。通過實(shí)例分析,使學(xué)生們明白了統(tǒng)計(jì)方法的重要性和實(shí)用價(jià)值??傊?,通過課堂講授、作業(yè)和上機(jī)操作,使學(xué)生學(xué)完該課程后不僅僅學(xué)到一些統(tǒng)計(jì)學(xué)的常用術(shù)語和公式,而且要意識到他們所接觸的統(tǒng)計(jì)學(xué)比單純地計(jì)算平均數(shù)以及用彩色圖表示出來復(fù)雜得多,它是一個(gè)強(qiáng)有力的分析工具。對各個(gè)系都要講授“生物統(tǒng)計(jì)”的基本知識,內(nèi)容涉及到實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施、數(shù)據(jù)的收集、整理和統(tǒng)計(jì)分析等,即“田間試驗(yàn)”、“資料的整理與描述“、“常用概率分布”、“假設(shè)檢驗(yàn)”、“方差分析”、“X2測驗(yàn)”和“直線回歸與相關(guān)分析”。對于有些章節(jié)如“百分?jǐn)?shù)資料的假設(shè)檢驗(yàn)”,因?yàn)閿?shù)據(jù)涉及到有兩個(gè)屬性類別的質(zhì)量性狀和利用統(tǒng)計(jì)次數(shù)法得來的次數(shù)資料,農(nóng)學(xué)系和植保系學(xué)生用的較多,因此只對這兩個(gè)系講授。對于“兩因素系統(tǒng)分組試驗(yàn)資料的方差分析”,因?yàn)橹脖:唾Y環(huán)專業(yè)用的比較多,因此只對植保系和資環(huán)系的學(xué)生講授;對有些難度較大的章節(jié),如“方差分析處理效應(yīng)分類與期望均方”等一般只對農(nóng)學(xué)系學(xué)生講授;“樣本平均數(shù)抽樣分布與標(biāo)準(zhǔn)誤”一節(jié)雖然最難懂,但它是生物統(tǒng)計(jì)思想方法的重心所在,是重要基礎(chǔ)知識,既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),要仔細(xì)、耐心地給學(xué)生講清楚。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生能熟練制定實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析,并作出科學(xué)的結(jié)論。
三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重學(xué)生能力培養(yǎng)
1.將統(tǒng)計(jì)方法的講授與統(tǒng)計(jì)軟件的介紹緊密結(jié)合隨著計(jì)算機(jī)的普及和廣泛使用,統(tǒng)計(jì)分析方法在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用已經(jīng)成為高校學(xué)生與科研工作者必備的技能。生物統(tǒng)計(jì)教研室根據(jù)不同的專業(yè)開設(shè)了Excel和SPSS等統(tǒng)計(jì)軟件的實(shí)驗(yàn)課,收到良好的教學(xué)效果。我們在介紹Excel、SPSS等軟件基本操作的基礎(chǔ)上,結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)基本理論和方法,通過實(shí)例,由淺入深、深入淺出地講解利用Excel、SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法和步驟,從而達(dá)到將抽象統(tǒng)計(jì)理論與直觀現(xiàn)象操作相結(jié)合的目的。很多統(tǒng)計(jì)方法的計(jì)算量大,例如方差分析、直線回歸等,以前傳統(tǒng)的教學(xué)方法是手工計(jì)算,教師花費(fèi)大量時(shí)間在黑板上逐步計(jì)算,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)覺得計(jì)算繁雜?,F(xiàn)在我們在講課時(shí)一邊講解理論,一邊把實(shí)例的處理結(jié)果做出來讓學(xué)生分析。把重點(diǎn)放在講授基本原理、思路、方法的適用條件和統(tǒng)計(jì)結(jié)果的解釋上面,要求學(xué)生能根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)方法用統(tǒng)計(jì)軟件處理,并能做出科學(xué)、正確的解釋。
2.理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物領(lǐng)域中非常重要的一種分析工具,對將來從事農(nóng)業(yè)和生物科技工作的學(xué)生來說是一門有重要實(shí)用價(jià)值的課程,與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)不同的是,這門課程重在應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中一定要突出和強(qiáng)調(diào)“用”這個(gè)特點(diǎn),學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的最終目的是要會應(yīng)用。老師在上課過程中要注重學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的培養(yǎng)。為了提高學(xué)生綜合分析問題與實(shí)際動(dòng)手能力,教研室積極開展第二課堂,讓學(xué)生根據(jù)自己申報(bào)的大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃(SRP)項(xiàng)目和本科畢業(yè)論文進(jìn)行討論和交流,每個(gè)學(xué)生給大家介紹自己的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案,并說明自己的項(xiàng)目或者畢業(yè)論文用是什么統(tǒng)計(jì)方法來分析。此外還安排上機(jī)實(shí)習(xí),并且是讓學(xué)生帶著自己的試驗(yàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立處理,讓學(xué)生體會“學(xué)有所用”。在處理數(shù)據(jù)的過程中,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)分析與邏輯思維能力。在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這樣使學(xué)生能夠真正利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法解決實(shí)際問題。
四、針對課程特點(diǎn)采用多種教學(xué)方法相結(jié)合
“生物統(tǒng)計(jì)”的特點(diǎn)是內(nèi)容抽象、枯燥,理論性、邏輯性較強(qiáng)。而且該課程內(nèi)容多、公式多、圖表多、計(jì)算量大,單一的教學(xué)方法容易導(dǎo)致學(xué)生注意力渙散,產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞,因此,教師應(yīng)該針對不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。由于多媒體教學(xué)加快了教學(xué)進(jìn)度,提高了課堂教學(xué)的效率,因此多媒體教學(xué)應(yīng)用廣泛。但是并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合用多媒體來講授。就拿“方差分析”這一章來舉例。在講方差分析的基本原理和步驟時(shí)建議用板書講解,因?yàn)檫@部分內(nèi)容比較難,教師在黑板上一步步進(jìn)行講解和分析有利于學(xué)生更好地理解和掌握,滿足大多數(shù)學(xué)生的要求;在講不同試驗(yàn)設(shè)計(jì)資料的方差分析時(shí),用板書講解該試驗(yàn)設(shè)計(jì)的田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖、資料整理表及方差分析三步驟中涉及的公式,而講具體實(shí)例時(shí)應(yīng)采用多媒體。這種板書和多媒體相結(jié)合的授課方式很大程度上緩解了學(xué)時(shí)和教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾,還為啟發(fā)式教學(xué)提供了時(shí)機(jī),讓學(xué)生有足夠的時(shí)間在老師的引導(dǎo)下活躍思維,積極思考,及時(shí)理解和消化知識。針對“生物統(tǒng)計(jì)”邏輯性較強(qiáng)的特點(diǎn),老師在講課過程中應(yīng)“授之以漁”而不是“授之以魚”。我們在講課過程中逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握解決問題的方式方法,讓學(xué)生直接參與探索教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中有成就感。因此,我們采用最多的就是啟發(fā)式教學(xué)法。在課堂上,著重問題的創(chuàng)設(shè),提供氛圍,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并著手解決問題,使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,教師則成為學(xué)生的協(xié)作者。
關(guān)鍵詞: 《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)改革教學(xué)效果建議
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是把數(shù)學(xué)語言引入具體的生命科學(xué)領(lǐng)域,運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法對生物有機(jī)體開展調(diào)查和試驗(yàn)的學(xué)科,目的是以樣本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估計(jì)總體的參數(shù),對所研究的總體進(jìn)行合理的推論[1]。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)研究的對象是生物有機(jī)體,與非生物相比,它具有特殊的變異性、特殊性和復(fù)雜性。隨著生物學(xué)研究的不斷發(fā)展,該學(xué)科逐漸成為生物學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究和實(shí)際工作過程中必不可少的工具學(xué)科,是高等院校生物學(xué)各專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。近幾年來,隨著本科教學(xué)培養(yǎng)方案的不斷修改,學(xué)生的數(shù)學(xué)課程學(xué)時(shí)比例下降,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí)。而生物統(tǒng)計(jì)學(xué)要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力。因此,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)一直被認(rèn)為是生物學(xué)各專業(yè)難度最大的課程之一。我們在多年的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)實(shí)踐過程中,結(jié)合本校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱這一具體特點(diǎn),不斷摸索,從以下四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革,取得了很好的教學(xué)效果。
1.合理編排教學(xué)內(nèi)容,注重理論與實(shí)踐的結(jié)合
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)科是在研究生物現(xiàn)象的過程中,與數(shù)學(xué)的發(fā)展相伴隨逐漸發(fā)展而來的。它把生命科學(xué)中的某些具體問題抽象為數(shù)學(xué)問題,以數(shù)學(xué)中的概率論為理論基礎(chǔ)。這其中就必然會涉及很多復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識。而許多學(xué)生由于自身的數(shù)學(xué)功底比較薄弱,對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)這門課程產(chǎn)生心理畏懼,甚至討厭這門課程。若要解決這一問題,就必須在選擇好深淺適度教材的同時(shí),編排好課程內(nèi)容,注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。
本課程可以大致分為統(tǒng)計(jì)分析和試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩部分,試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分需要以統(tǒng)計(jì)分析為基礎(chǔ),大量通過試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)又為具體的分析提供了數(shù)據(jù)資料,兩者相互依存、不可分割。但是,在實(shí)際教學(xué)過程中,很多教師用大量授課時(shí)間講授統(tǒng)計(jì)分析方法、原理及應(yīng)用,而對于試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分講解較少,使學(xué)生覺得這部分內(nèi)容不重要,導(dǎo)致在具體實(shí)踐過程中無法設(shè)計(jì)合理試驗(yàn),走彎路,甚至得不到正確的分析結(jié)果。為此,在課程內(nèi)容的編排上,必須試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析講授并重,盡可能把抽象的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理變?yōu)榫唧w事例,并對統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果做出科學(xué)的判斷和解釋。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn),教學(xué)內(nèi)容更新了,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也提高了,還培養(yǎng)了學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)踐中尋求最優(yōu)技術(shù)路線的意識,達(dá)到了理論聯(lián)系實(shí)際的目的。比如,在講解假設(shè)測驗(yàn)的過程中,不要僅僅講授假設(shè)測驗(yàn)的過程,而要結(jié)合授課當(dāng)時(shí)周圍的環(huán)境,以學(xué)生看得見、摸得著的生物現(xiàn)象為實(shí)例,深入淺出,更容易理解。
2.教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
教學(xué)方法是教師和學(xué)生為實(shí)現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo),完成共同的教學(xué)任務(wù),在教學(xué)過程中運(yùn)用的方式與手段的總稱。教學(xué)方法包括教師教的方法(教授法)和學(xué)生學(xué)的方法(學(xué)習(xí)法)兩大方面,是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一[2]。教學(xué)手段更是多種多樣,它們各具特點(diǎn)、功能不同、要求各異,這就需要教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和性質(zhì),選擇不同的教學(xué)手段,并對各種手段進(jìn)行優(yōu)化組合,以取得更好的教學(xué)效果[3]。
首先,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不同于生物學(xué)專業(yè)其他課程,它并不是唯理論的,在很大程度上強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在面對千變?nèi)f化的生物現(xiàn)象時(shí)的動(dòng)手和邏輯思維能力。教師在講授的過程中,要將具體的理論、繁雜的公式與實(shí)踐相結(jié)合。比如,我們在講解統(tǒng)計(jì)的假設(shè)測驗(yàn)這部分內(nèi)容時(shí),如果單單把假設(shè)測驗(yàn)的步驟教授給學(xué)生,學(xué)生就會覺得晦澀難懂,無法理解。但是,如果把生產(chǎn)實(shí)踐中的真實(shí)案例教給學(xué)生,他們就會產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的感性認(rèn)識,從而提高學(xué)習(xí)效率。其次,伴隨著理論知識的學(xué)習(xí),實(shí)踐教學(xué)也應(yīng)該同步進(jìn)行。要經(jīng)常帶領(lǐng)學(xué)生到生產(chǎn)實(shí)踐中,讓學(xué)生親自設(shè)計(jì)試驗(yàn),親自動(dòng)手搜集數(shù)據(jù),整理數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出分析并最終作出推斷和結(jié)論。這樣,在強(qiáng)化理論知識的同時(shí),能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后,多媒體技術(shù)已成為當(dāng)代教育技術(shù)的一個(gè)重要手段。我們在改革教學(xué)內(nèi)容和方法的同時(shí),應(yīng)該注意將現(xiàn)代化教學(xué)手段引入生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課堂,也引入統(tǒng)計(jì)分析軟件加強(qiáng)直觀教學(xué)。教師在授課過程中可以根據(jù)需要,直接利用Excel、SPSS、SAS等統(tǒng)計(jì)分析軟件演示案例的分析過程與結(jié)果,使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的整理、分析和推斷變得快速而簡單,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)與軟件應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。
3.不斷提高自身綜合素質(zhì)
在現(xiàn)代教學(xué)模式中,教師既是知識的傳授者,又是教學(xué)活動(dòng)的組織者[4],在教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用,直接關(guān)系到教學(xué)效果。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)要求教師具備高等數(shù)學(xué)、概率論等基礎(chǔ)理論和較強(qiáng)的邏輯思維能力。該門課程與生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)關(guān)系也十分密切。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展,與該課程相關(guān)的各種統(tǒng)計(jì)分析軟件也得到了大力開發(fā)和應(yīng)用。這就要求任課老師具有較高的理論水平和科研實(shí)踐能力。教師要想講好這門課,就必須提高自身的綜合素質(zhì)。首先,緊跟時(shí)代步伐,轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,努力鉆研教學(xué)規(guī)律,探索改革該課程教學(xué)體系,建立與之相應(yīng)的教學(xué)手段和教學(xué)方法,充分發(fā)揮教師的教學(xué)主導(dǎo)作用和學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用。其次,深入鉆研教學(xué)內(nèi)容,并緊跟該門課程的發(fā)展趨勢,不斷學(xué)習(xí)新內(nèi)容,掌握當(dāng)代統(tǒng)計(jì)學(xué)新的理論和方法及各種統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用,不斷完善教學(xué)內(nèi)容。最后,加強(qiáng)自身科研觀念和專業(yè)實(shí)踐能力?!渡锝y(tǒng)計(jì)學(xué)》是一門在科研和實(shí)踐工作上應(yīng)用性極強(qiáng)的課程,要求任課老師在教學(xué)過程中將科研工作和生產(chǎn)實(shí)踐貫穿教學(xué)內(nèi)容中。只有這樣才能講出該門課程的精髓,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,形成對該課程教學(xué)的促進(jìn)作用。
4.建立更加合理和完備的考核機(jī)制
本門課程傳統(tǒng)的考核方式以閉卷筆試為主,主要強(qiáng)調(diào)書本理論知識的考核,用一次期末考試完全決定這一個(gè)學(xué)期的成績,最終造成很多學(xué)生高分低能,無法客觀準(zhǔn)確地評定學(xué)生的成績和能力。我們認(rèn)為,學(xué)生的總成績應(yīng)由平時(shí)成績、實(shí)踐成績和筆試成績?nèi)糠謽?gòu)成。平時(shí)成績主要考查作業(yè)完成情況,出勤情況和平時(shí)課堂表現(xiàn),占總成績的20%;實(shí)踐成績主要考查學(xué)生在實(shí)踐過程中試驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性,推理的完整性和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件的能力,占總成績的30%;筆試成績主要考核學(xué)生對基本知識的掌握程度和靈活應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力,占總成績的50%。
綜上所述,在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中,教師要改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段,注重將理論與實(shí)踐相結(jié)合,更要主動(dòng)提高自身的素養(yǎng),順應(yīng)時(shí)代潮流。在提高學(xué)生綜合素質(zhì)的大前提下,建立更加合理和完備的考核機(jī)制,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)能力,增強(qiáng)動(dòng)手意識,提高教學(xué)效率,從而提高專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量,以滿足社會發(fā)展的需要。
參考文獻(xiàn):
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[3]王永立.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)改革探索與嘗試[J].周口師范學(xué)院學(xué)報(bào),2011,28,(5):82-84.
關(guān)鍵詞 Excel;生物統(tǒng)計(jì)學(xué);t檢驗(yàn);雙樣本異方差資料
中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)22-0284-01
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已有更多的軟件被應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué),如SPSS[1-4]、Excel[5]、SAS[6]等,但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件有不同的特點(diǎn),如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡單,但是操作方便,分析出來的結(jié)果更為直觀,更適合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者。
1 分析工具庫的安裝
Excel一般并不直接帶著“分析工具庫”這一模塊,需要在Excel的基礎(chǔ)上自行安裝。安裝步驟:Excel的工具―加載宏―分析工具庫―確定。
2 雙樣本等方差數(shù)據(jù)資料的t檢驗(yàn)
一般很難從數(shù)據(jù)資料上確定2個(gè)樣本的方差是否相等,需要對其做方差的齊性檢驗(yàn)來判斷。下面以果蠅的TPI酶活性為例,闡述雙樣本異方差的t檢驗(yàn)過程。
2.1 數(shù)據(jù)資料的建立
為了比較果蠅中TPI酶活性在pH=5和pH=8時(shí)是否有區(qū)別,將10只果蠅隨機(jī)分為2組,一組測定在pH=5下的TPI酶活性,另一組測定在pH=8下的TPI酶活性,問這2種pH值下的平均TPI活性是否有顯著差異[7]。首先在Excel中把分組的名稱“pH=5”和“pH=8”分別填入每一列的最上方,然后在“pH=5”和“pH=8”下方錄入其果蠅的TPI酶活性數(shù)據(jù)資料,具體如圖1所示。
2.2 t檢驗(yàn)分析
因?yàn)樵诒緮?shù)據(jù)資料里,沒有提到2個(gè)總體方差相等還是不相等,因此有必要先對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)。在Excel中,選擇工具―數(shù)據(jù)分析―F檢驗(yàn)―雙樣本方差,點(diǎn)擊確定進(jìn)行分析,在本例題中P(F≤f)單尾
2.3 結(jié)果分析
結(jié)果部分如圖3所示,“t Stat”Excel計(jì)算出的t值,圖3的最下方4項(xiàng)分別是單尾檢驗(yàn)和雙尾檢驗(yàn)的結(jié)果,可以依據(jù)題意來選擇哪個(gè)結(jié)果,一般情況是雙尾檢驗(yàn)。結(jié)果分析可以有以下2種途徑:①可以根據(jù)P(T≤t)雙尾的顯著性概率直接判定,即0.01
3 結(jié)語
本文主要介紹的是如何利用Excel對雙樣本異方差的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行t檢驗(yàn),在其t檢驗(yàn)過程中一定注意總體方差不等的情況下才可以用雙樣本異方差的t檢驗(yàn)?zāi)K,如果方差相等的情況選用其他模塊。在結(jié)果分析部分有2種依據(jù)可以判定結(jié)果,利用顯著性概率P(T≤t)來判定結(jié)果更為簡單一些,P(T≤t)
4 參考文獻(xiàn)
[1] 白俊艷,徐廷生,張小輝.《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》上機(jī)實(shí)驗(yàn)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇,2015(18):247-248.
[2] 白俊艷,賈小平,張小輝,等.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程改革與實(shí)踐[J].畜牧與飼料科學(xué),2013,34 (10):57-58.
[3] 白俊艷,武曉紅,張小輝,等.生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程考核方式的改革與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43( 5):369-370.
[4] 秦立金.SPSS統(tǒng)計(jì)軟件在生物統(tǒng)計(jì)課程中的探索研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,30(3):198-199.
[5] 韋若勛.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)課中Excel互動(dòng)教學(xué)方式的應(yīng)用[J].高等教育,2013(8):185-186.
關(guān)鍵詞 Excel;生物統(tǒng)計(jì)學(xué);方差分析;單因素
中圖分類號 O212.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)02-0271-02
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理、分析、解釋的科學(xué)[1],在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材中不僅提供了如何通過合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得理想的數(shù)據(jù)資料,還提供各種數(shù)據(jù)資料的分析方法,是所有高等學(xué)校本科生的必修課。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)也是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域中不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理與方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已有更多的軟件被應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué),如SPSS[2-4]、Excel[5]、SAS[6]等,但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件具有著不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn),如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡單,但是操作方便,分析出來的結(jié)果更為直觀,更適合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)公式比較多,理論相對深?yuàn)W,高等學(xué)校本科生對這門課程學(xué)習(xí)興趣相對不高。因此,本文主要介紹如何利用Excel對單因素方差進(jìn)行分析,以案例的形式詳細(xì)闡述其分析過程,希望能通過本文的應(yīng)用與探討來提高學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,并增強(qiáng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力。
1 分析工具庫的安裝
Excel一般不直接裝配“分析工具庫”這一模塊,需要在Excel的基礎(chǔ)上自行安裝。安裝步驟:Excel的工具加載宏分析工具庫確定。
2 單因素方差分析
單因素的方差分析一般適用于單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析,而且是因素水平需要>2時(shí)才可以運(yùn)用此分析模塊,例如比較分析3種飼料對仔豬日增重的影響則可以采用單因素方差分析。如果同樣是單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),但是因素水平是2的話,則可以采用t檢驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行分析。
2.1 數(shù)據(jù)資料的建立
例:在同樣飼養(yǎng)管理下,3個(gè)品種豬(A1、A2、A3)的增重如表1所示,試對3個(gè)品種增重差異是否顯著進(jìn)行檢驗(yàn)[1]。數(shù)據(jù)資料建立如表1,以行的形式建立稻藎每行就是1個(gè)因素水平。
2.2 單因素方差分析過程
在Excel中:工具數(shù)據(jù)分析單因素方差分析,點(diǎn)擊“確定”進(jìn)行分析。輸入?yún)^(qū)域:選擇原始數(shù)據(jù);分組方式:逐行(如果數(shù)據(jù)是以列的形式構(gòu)建的,則逐列);標(biāo)志位于第1列,指的是在建立數(shù)據(jù)的時(shí)候在數(shù)據(jù)第1列有數(shù)據(jù)的變量名,而且在輸入?yún)^(qū)域選擇的時(shí)候?qū)⒆兞棵策x上,這時(shí)可以勾選“標(biāo)志位于第一列”,否則就不選擇此項(xiàng)。?琢(顯著水平):0.05(或者0.01);輸出選項(xiàng):輸出區(qū)域處選一空白處,單擊“確定”按鈕(圖1)。
2.3 結(jié)果分析
結(jié)果部分見表2、3,表2中對數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述統(tǒng)計(jì)量的分析,只是簡單地列出了3個(gè)豬品種的樣本大?。?)、平均數(shù)、方差、總和等信息。從此結(jié)果可以初步看出,第3組(A3)的豬增重均值最小,但是數(shù)據(jù)資料的變異程度比較大(方差大),而第1組(A1)的豬增重均值是最大,第2組(A2)的數(shù)據(jù)資料的變異程度最?。ǚ讲钚。?/p>
方差分析的最終結(jié)果見表3,圖針對所有數(shù)據(jù)資料的變異來源分為組間(處理:在此例中為不同品種)和組內(nèi)(隨機(jī)誤差),分別列出了平方和(SS)、自由度(df)、均方(MS)、F值(F)、相伴概率(顯著性概率,P),F(xiàn)的臨界值(分位數(shù),F(xiàn)crit)。根據(jù)表3的結(jié)果可以有2種方法判斷結(jié)果,其一是直接根據(jù)顯著性概率來判斷,在本例中利用小概率不可能性原理,P=0.062 348>0.05(小概率),因此不同品種豬的增重差異不顯著;也可以根據(jù)F值來判斷,F(xiàn)=3.358 039
從表2、3可以看出,雖然不同品種豬的增重從均值上來看略微有些區(qū)別,但是經(jīng)過方差分析,結(jié)果為3個(gè)品種豬的增重差異不顯著,或者說沒有顯著差異,這也是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的精髓。
3 討論
在單因素方差分析中Excel數(shù)據(jù)資料的建立是十分方便的,基本按照因素水平以行或列建立數(shù)據(jù)資料即可,而SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)建立[7]需要將同一因素的所有水平建立在同一列里,相對復(fù)雜一些。Excel在結(jié)果輸出時(shí)候則給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果,可以以2種方式對結(jié)果進(jìn)行分析,而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)來判定結(jié)果相對單一[7]??梢钥闯觯肊xcel進(jìn)行單因素的方差分析雖然從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看,操作相對比較方便,適合初學(xué)者;但是也有不足之處,當(dāng)方差分析結(jié)果是差異顯著(或極顯著)時(shí),不能夠?qū)?shù)據(jù)資料進(jìn)行進(jìn)一步的多重比較。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 張勤.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2009.
[2] 白俊艷,賈小平,張小輝,等.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程改革與實(shí)踐[J].畜牧與飼料科學(xué),2013,34(10):57-58.
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[4] 秦立金.SPSS統(tǒng)計(jì)軟件在生物統(tǒng)計(jì)課程中的探索研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,30(3):198-199.
[5] 韋若勛.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)課中Excel互動(dòng)教學(xué)方式的應(yīng)用[J].高等教育,2013(8):185-186.
關(guān)鍵詞: 《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》 統(tǒng)計(jì)軟件 教學(xué)新模式
《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是一門理論性和實(shí)用性都很強(qiáng)的學(xué)科,是現(xiàn)代生物學(xué)研究不可缺少的工具,現(xiàn)已逐步成為高等院校本科生的專業(yè)必修課。通過學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理、基本方法,學(xué)生可培養(yǎng)科學(xué)的邏輯思維能力,同時(shí)可提高分析問題、解決實(shí)際問題的能力。然而,由于該學(xué)科的分析方法和數(shù)學(xué)模型建立在比較抽象的科學(xué)假設(shè)上,計(jì)算公式繁多、分析過程煩瑣,教學(xué)模式傳統(tǒng),使課堂索然無味,無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。近年來,大量統(tǒng)計(jì)軟件的出現(xiàn)使繁重的計(jì)算工作變得輕而易舉,同時(shí)也給教學(xué)帶來了盎然生機(jī)。本課題組采用了Excel、SPSS等幾種統(tǒng)計(jì)軟件來輔助《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》多媒體課堂理論教學(xué)和實(shí)習(xí)(實(shí)驗(yàn))教學(xué)進(jìn)行了多年的探索,實(shí)踐證明,這一教學(xué)新模式大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用能力,并提高了教師的教學(xué)水平,教學(xué)效果顯著。
一、《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)新模式的探索與實(shí)踐
1.利用Excel軟件在多媒體課堂進(jìn)行輔助教學(xué)。
我院有生物科學(xué)和生物技術(shù)兩個(gè)本科專業(yè),教學(xué)時(shí)數(shù)與達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)所需完成的教學(xué)內(nèi)容不相適應(yīng),繁多的公式的計(jì)算占去了大部分的課堂時(shí)間,老師精心安排的例題、認(rèn)真的演算無法引起學(xué)生的興趣,一堂課下來,學(xué)生感覺枯燥無味,老師感覺非常疲憊,且教學(xué)任務(wù)很難完成。針對此情況,我課題組大膽進(jìn)行了新模式的探索。首先加強(qiáng)了軟件在理論課堂上的演示,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和解決問題的能力。
我們首先選用了較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析功能和統(tǒng)計(jì)繪圖功能,易學(xué)易用,不用再另外購買就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的Excel軟件,并且學(xué)生對此軟件界面較熟悉,數(shù)據(jù)輸入也相對比其他軟件簡單。在多媒體教學(xué)過程中,首先進(jìn)行理論上的講授,同學(xué)們在掌握了選擇處理方法的基礎(chǔ)上,利用Excel數(shù)據(jù)處理功能來演示計(jì)算過程,這樣節(jié)省了手工計(jì)算大量煩瑣的公式的時(shí)間,然后重點(diǎn)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行推斷和分析,從而實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容與生物統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用的有機(jī)融合,改枯燥的純理論課為理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程。
課后布置作業(yè),要求學(xué)生借助計(jì)算器分步計(jì)算和使用Excel軟件兩種方法得出結(jié)果,同學(xué)們切身感受到軟件的益處,大大提高了學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的興趣。
2.統(tǒng)計(jì)軟件實(shí)習(xí)(實(shí)驗(yàn))與理論課教學(xué)緊密結(jié)合。
2007年我系剛開設(shè)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課,我們首先對教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了大膽改革,增加了實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)數(shù),由原來的只有理論教學(xué),過渡到在理論教學(xué)課堂上Excel軟件處理數(shù)據(jù)的演示,過渡到全部學(xué)完后再集中安排一至兩次(3學(xué)時(shí)次)上機(jī)實(shí)習(xí)課,最后改為理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)比例達(dá)到1∶1。雖然有了很大的進(jìn)步,但造成了理論知識與實(shí)習(xí)的脫鉤,同學(xué)們經(jīng)常忘記了所學(xué)的知識,滿腦空空地來到實(shí)習(xí)機(jī)房,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效果不太理想。因此,2009年我們一改傳統(tǒng)的教學(xué)方式,采取理論課的教學(xué)與統(tǒng)計(jì)軟件實(shí)習(xí)同步進(jìn)行。例如,學(xué)完方差分析理論知識后,緊接著就安排方差分析實(shí)習(xí)課,通過課本例題和老師精心選擇的習(xí)題讓學(xué)生獨(dú)立完成整個(gè)過程,包括該習(xí)題處理方法的選擇、軟件的使用方法、數(shù)據(jù)處理結(jié)果的推斷和分析,提高了方差分析統(tǒng)計(jì)方法的動(dòng)手能力。整個(gè)課程的學(xué)習(xí)一般給學(xué)生安排5次實(shí)習(xí)課,使學(xué)生能夠比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)軟件。這一改革受到了師生的一致歡迎,由原來的不到下課時(shí)間急著下課發(fā)展到了下課時(shí)間到了還不想下課。
3.加強(qiáng)多個(gè)統(tǒng)計(jì)軟件的使用,擴(kuò)大學(xué)生視野。
目前我們在實(shí)習(xí)機(jī)房電腦中安裝了Excel、SPSS、SAS、Origin等多種軟件,讓學(xué)生對此都有所了解,然后選擇自己喜歡使用的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。但是想要學(xué)生同時(shí)掌握多個(gè)軟件的使用是不現(xiàn)實(shí)的。四種統(tǒng)計(jì)分析軟件各有優(yōu)勢及不足,SAS軟件包幾乎囊括了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的所有方法,但需要編程運(yùn)行,初學(xué)者不易熟練掌握。SPSS是比較全面、實(shí)用的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,具有可操作性、不編程序的特點(diǎn),它的優(yōu)勢不言而喻[2]。而Excel數(shù)據(jù)分析軟件包,是Office組建的成員之一,因此在界面上及使用的方便程度上占有一定的優(yōu)勢,使用者操作起來會得心應(yīng)手,所不足的是由于是Excel附帶的數(shù)據(jù)軟件包,與上兩個(gè)軟件包比較起來功能上沒有那么強(qiáng)大,比如:缺少多因素方差分析、方差分析后的多重比較、多元回歸、多種曲線擬合,等等,但對于本科生來說,如果不需要很復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)學(xué)測試,已是一個(gè)很方便實(shí)用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件。Origin軟件操作容易、作圖方便、速度快,但統(tǒng)計(jì)學(xué)功能不完善。實(shí)踐證明,Excel、SPSS兩種軟件包深受學(xué)生歡迎。在配有多媒體設(shè)備的計(jì)算機(jī)房進(jìn)行練習(xí),一人一機(jī)。教師在主機(jī)上邊講解邊操作,學(xué)生可一邊從大屏幕投影觀察到具體的執(zhí)行過程,一邊在自己的機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的操作。學(xué)生強(qiáng)烈地感受到與以前用計(jì)算器相比,更快速、簡便、準(zhǔn)確、實(shí)用,這樣一方面密切聯(lián)系實(shí)踐,真正提高了學(xué)生的應(yīng)用能力,另一方面增強(qiáng)了學(xué)生的興趣,使學(xué)生由過去不愿學(xué)生物統(tǒng)計(jì)學(xué),到為了完成畢業(yè)論文不得學(xué),但望而卻步,到現(xiàn)在下課不愿意離去。在實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生不僅學(xué)到了統(tǒng)計(jì)分析知識,而且在畢業(yè)實(shí)習(xí)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)來分析畢業(yè)論文中的數(shù)據(jù),并為以后的科研打下了牢固的基礎(chǔ)。
4.以教師科研促教學(xué)。
課題組成員根據(jù)理論教學(xué)大綱和教師的科研成果,精心編制了Excel、SPSS兩種軟件的上機(jī)實(shí)習(xí)教材,通俗易懂,簡單明了,學(xué)生很快就能掌握上機(jī)要領(lǐng),效果良好。在學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)習(xí)的時(shí)候,所布置的上機(jī)作業(yè)的數(shù)據(jù)來自課本上的例題、課后習(xí)題和課題組老師的科研結(jié)果。因?yàn)閷W(xué)員在上機(jī)實(shí)習(xí)前已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了上機(jī)內(nèi)容的理論知識,并完成了課后習(xí)題作業(yè)。因此在上機(jī)實(shí)習(xí)時(shí),學(xué)生就能夠充分利用有限的上機(jī)時(shí)間而無需花費(fèi)更多的精力和時(shí)間來熟悉所要求完成的實(shí)習(xí)作業(yè)。學(xué)生可將剩余的大量時(shí)間用在老師提供的科研數(shù)據(jù)處理上,使學(xué)生真正解決科研活動(dòng)中遇到的問題,這樣就拉近了與實(shí)際生活的距離,真正做到了學(xué)以致用,從而更進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)的興趣。
二、效果及意義
經(jīng)過幾年在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用和嘗試,教學(xué)效果良好,具體表現(xiàn)在以下幾方面:(1)新的教學(xué)模式改枯燥無味的純理論課為理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,增強(qiáng)了實(shí)用性,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(2)根據(jù)不同層次不同專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)(包括生物技術(shù)本科、生物科學(xué)本科),按教學(xué)大綱實(shí)施不同的教學(xué)內(nèi)容,以教師科研促教學(xué),讓學(xué)生做到學(xué)以致用。(3)以Excel軟件輔助課堂教學(xué),多種軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展,統(tǒng)計(jì)功能相互補(bǔ)充,擴(kuò)大了學(xué)生的視野,提高了學(xué)生的素質(zhì)。(4)理論與上機(jī)實(shí)習(xí)操作交替進(jìn)行,學(xué)生能獨(dú)立快速完成資料的統(tǒng)計(jì)分析工作,提高了對實(shí)際問題的動(dòng)腦分析能力。
參考文獻(xiàn):
[1]范平,崔黨群,詹克慧等.Excel軟件在生物統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綜合開發(fā)應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2003,20,(2):65-69.
關(guān)鍵詞植物生產(chǎn)類;試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法;教學(xué)改革
中圖分類號G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2011)22-0031-02
試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法是高等院校植物生產(chǎn)類(農(nóng)學(xué)、園藝等)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理在生物科學(xué)中的具體應(yīng)用,是一門理論性、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的方法論學(xué)科,具有“三多”(內(nèi)容多、公式多、概念多)、“四難”(教師感到難教,學(xué)生難懂、難記、難用)的特點(diǎn)[1],由田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)和生物統(tǒng)計(jì)2個(gè)部分構(gòu)成。開展試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程,不僅可以培養(yǎng)鞏固學(xué)生的專業(yè)思想,提高綜合素質(zhì),還可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、獨(dú)立解決問題的能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)及職業(yè)選擇奠定良好的基礎(chǔ)[2]。為提高試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程的教學(xué)質(zhì)量,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合植物生產(chǎn)類本科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃修訂、試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程設(shè)置等新情況,根據(jù)學(xué)校發(fā)展實(shí)際,對該課程進(jìn)行教學(xué)分步改革實(shí)踐,包括教學(xué)目的、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等方面內(nèi)容,效果較好。此外,為了進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì),該文結(jié)合淮陰工學(xué)院植物生產(chǎn)類本科專業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程的教學(xué)改革,分析該課程當(dāng)前教學(xué)存在的問題,從教學(xué)內(nèi)容的合理編排、教學(xué)形式和教學(xué)手段的合理應(yīng)用等方面進(jìn)行探索,以期提高試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)效果[3-4]。
1明確課程定位,凝練教學(xué)目標(biāo)
試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,涉及到統(tǒng)計(jì)學(xué)和概率論等學(xué)科的知識,實(shí)踐性很強(qiáng),各知識點(diǎn)的聯(lián)系較密切,大多屬于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容。傳統(tǒng)的教學(xué)中,只注重傳授基本概念、基本理論等知識,忽略理論知識的實(shí)際應(yīng)用以及鍛煉學(xué)生能力的問題,學(xué)生普遍反映用時(shí)無從下手[3]??梢姡仨毟母飩鹘y(tǒng)的教學(xué)方式,進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,才能促進(jìn)該課程的廣泛應(yīng)用。大學(xué)生科研能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)問題與研究課題的設(shè)計(jì)與實(shí)施2個(gè)方面,其中研究課題的設(shè)計(jì)與實(shí)施能力的培養(yǎng)則是本科階段的主要目標(biāo),而試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)可以達(dá)到這一培養(yǎng)目標(biāo)。另外,學(xué)習(xí)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的最終目的是使學(xué)生掌握田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)和科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析方法這一從事科學(xué)研究的有力工具,能夠熟練地應(yīng)用于具體的實(shí)際問題[5]。根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和思維能力的需要,淮陰工學(xué)院將農(nóng)學(xué)、園藝等專業(yè)原有的各種試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)相關(guān)課程實(shí)行“三統(tǒng)一”,即統(tǒng)一課程名稱為試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法、統(tǒng)一課程性質(zhì)為學(xué)科基礎(chǔ)課、統(tǒng)一學(xué)時(shí)為56個(gè)學(xué)時(shí)。同時(shí),進(jìn)一步明確課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)目的[2-4]。因此,將試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程定位為一門工具課、方法課和實(shí)驗(yàn)技能課。在確定試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程的教學(xué)大綱時(shí),綜合考慮本科生的培養(yǎng)層次和課時(shí)要求,即在教學(xué)目標(biāo)上,要求學(xué)生在專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,通過課堂學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、撰寫課程論文等環(huán)節(jié),熟練掌握數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論知識、試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)處理技能等內(nèi)容,達(dá)到能獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文的基本要求,并具備在未來工作崗位上獨(dú)立開展產(chǎn)品研發(fā)的基本素質(zhì)和能力;在授課內(nèi)容上去粗取精,抓住核心,注重實(shí)用。
2合理使用教材,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
當(dāng)前的教學(xué)體系中,人才培養(yǎng)的主要落腳點(diǎn)是改善教學(xué)內(nèi)容和課程體系,這也是教學(xué)改革的關(guān)鍵[6]。教材貫穿整個(gè)教學(xué)過程,是進(jìn)行傳授教學(xué)的主要載體,是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的基本工具,不僅是教師進(jìn)行教學(xué)的依據(jù),也是學(xué)生獲取系統(tǒng)知識的重要來源、提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證[7]。為使學(xué)生全面、系統(tǒng)地認(rèn)識和把握試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法這門學(xué)科,選擇內(nèi)容全面的精選教材,在教學(xué)過程中依據(jù)不同的授課對象,有針對性地選擇部分內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解,并在博覽群書、歸納、整理、總結(jié)各家所長的基礎(chǔ)上,深切領(lǐng)會試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法教學(xué)內(nèi)容,透徹把握內(nèi)容間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,遵循數(shù)學(xué)邏輯編排各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生容易接受并消化新知識,形成適合專業(yè)特色和學(xué)生實(shí)際需要的課程內(nèi)容體系。
筆者認(rèn)為,試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)學(xué)推理思維能力,使其學(xué)會從不確定性和概率的視角思考問題[3]。在教學(xué)實(shí)踐中,將教學(xué)重點(diǎn)放在統(tǒng)計(jì)學(xué)基本原理、基本要領(lǐng)和邏輯思維上,讓學(xué)生盡可能地掌握數(shù)據(jù)資料的類型、樣本大小、設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)分布、結(jié)構(gòu)等分析方法,熟練使用SPSS、DPS和Excel 等重要統(tǒng)計(jì)軟件,根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的解釋和分析,提高運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力。
3改進(jìn)教學(xué)方法,全方位提高教學(xué)質(zhì)量
試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法課程的理論性相對較強(qiáng),單一的教學(xué)形式易導(dǎo)致學(xué)生注意力渙散,產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞,或者會感覺課程內(nèi)容較枯燥和抽象[8],難以取得良好的教學(xué)效果。因此,教師必須認(rèn)真?zhèn)湔n,根據(jù)教材各章節(jié)的具體情況,借助現(xiàn)代化多媒體教育技術(shù),不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)、改進(jìn)教學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與方法的優(yōu)化組合。在教學(xué)過程中,堅(jiān)持以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo),采用講授式、案例式、啟發(fā)式和討論式教學(xué),理論聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,促使學(xué)生積極主動(dòng)的開展思維活動(dòng)[4]。為了使學(xué)生徹底理解知識,應(yīng)同時(shí)注重講練結(jié)合,如在課堂演示相關(guān)例題,可借助SPSS和Excel等統(tǒng)計(jì)分析軟件,使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時(shí)又能掌握一定的計(jì)算機(jī)知識,并安排適當(dāng)?shù)臅r(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手練習(xí),給學(xué)生預(yù)留充分消化知識的時(shí)間,發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性與積極性,提高學(xué)生靈活運(yùn)用和綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
4強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合
以學(xué)生為主體的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于保證教學(xué)效果尤為重要。結(jié)合植物生產(chǎn)類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革,對該課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行較大的調(diào)整和改革[3]。首先,在課堂教學(xué)中增加提問和隨堂測驗(yàn),在每次課結(jié)束前留出一定的時(shí)間讓學(xué)生提問,便于教師及時(shí)掌握學(xué)生消化吸收生物統(tǒng)計(jì)理論的情況,及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生在課堂教學(xué)中的學(xué)習(xí)積極性。其次,加強(qiáng)習(xí)題訓(xùn)練和作業(yè)環(huán)節(jié),精心選擇具有代表性、普遍性和多樣性的課后作業(yè),要求學(xué)生獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,對分析結(jié)果進(jìn)行解釋和推理,并寫出相應(yīng)的結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生處理具體數(shù)據(jù)、解決實(shí)際問題的基本技能,為培養(yǎng)學(xué)生撰寫科研報(bào)告的能力奠定基礎(chǔ)[2]。再者,為使學(xué)生進(jìn)一步掌握試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的基本理論和概念,提高學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)分析軟件的能力,由學(xué)生動(dòng)手操作相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析軟件,如SPSS、Excel、DPS 等,由此提高學(xué)生素質(zhì),達(dá)到以點(diǎn)帶面、擴(kuò)大學(xué)生視野的目的[9]。最后,利用學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會,進(jìn)一步提高學(xué)生的運(yùn)用技能,指導(dǎo)學(xué)生針對具體課題進(jìn)行正確的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施和統(tǒng)計(jì)分析,系統(tǒng)、全面地完成試驗(yàn)課題和畢業(yè)論文,使學(xué)生能將所學(xué)習(xí)到的理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中。
5改革考核方式,促進(jìn)學(xué)習(xí)的全面鞏固
考試是教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的直接手段,也是衡量教師教學(xué)效果的重要方式、反饋教學(xué)成果的主要渠道[5]。為了更好地發(fā)揮考試的功能,在教學(xué)改革過程中針對傳統(tǒng)考試作為衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的應(yīng)試教育現(xiàn)象,根據(jù)淮陰工學(xué)院的人才培養(yǎng)定位目標(biāo),切實(shí)轉(zhuǎn)變思想觀念,堅(jiān)持考試應(yīng)為教學(xué)服務(wù),提高學(xué)生應(yīng)用能力。為全面測試學(xué)生對關(guān)鍵知識點(diǎn)的掌握能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,實(shí)行考知識與考方法相結(jié)合,考理論與考應(yīng)用相結(jié)合,建立從學(xué)習(xí)過程、平時(shí)作業(yè)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)直到期末考試實(shí)行定性評價(jià)與定量評價(jià)相結(jié)合的“全程評價(jià)、綜合評定”的考核評價(jià)體系[10]。在教改中嘗試實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核,將學(xué)生的總評成績分為平時(shí)成績、筆試成績及實(shí)驗(yàn)測試3個(gè)部分,增加平時(shí)成績及實(shí)驗(yàn)測試的比重,使其達(dá)到30%,筆試成績占70%。另外,應(yīng)兼顧學(xué)生對基本知識的掌握程度及靈活應(yīng)用知識和解決實(shí)際問題的能力,突出筆試內(nèi)容的實(shí)用性,減少需死記硬背、理論性很強(qiáng)但應(yīng)用較少的題目[4]。為培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地的學(xué)習(xí)態(tài)度,規(guī)范教師的教學(xué)內(nèi)容和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng),克服教學(xué)過程的“隨意性”,以及實(shí)現(xiàn)教考分離,由教研組組建試題庫,考試試題從試題庫中隨機(jī)抽取。結(jié)果表明,采用綜合評定的考核方法,學(xué)生普遍反映效果良好,既能兼顧一般學(xué)生的合格水平,又能突出優(yōu)秀學(xué)生的創(chuàng)造性思維和激發(fā)學(xué)生能力的發(fā)揮,客觀地反映學(xué)生的真實(shí)水平,并能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
6結(jié)語
試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法作為植物生產(chǎn)類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,同時(shí)也是生命科學(xué)學(xué)科中應(yīng)用性很強(qiáng)的工具課程。在教學(xué)實(shí)踐中,教研人員主要從凝練教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、豐富教學(xué)形式等方面進(jìn)行初步地改革探索。實(shí)踐表明,學(xué)生不僅提高了使用統(tǒng)計(jì)軟件以及分析問題和解決問題的能力,而且很好地掌握了試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的理論知識,達(dá)到試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)目標(biāo),但仍有很多問題值得進(jìn)一步的探究[2]。在今后的教學(xué)實(shí)踐中,仍需不斷地加強(qiáng)研討和交流,研究適于實(shí)際的教學(xué)方法,探索教學(xué)規(guī)律,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,完善教學(xué)體系,全面提高教學(xué)質(zhì)量。
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