“生物统计学”教学改革刍议

1、生物统计学”教学改革刍议摘要生物统计学”是我国高校生物科学、植物生产类的专业基础课，具有较强的理论性和实用性。为了让学生更好地学习和 掌握这门课程，针对教学中存在的问题，结合多年的教学实践和该门课的教学特点，提出在教学中应选择合适的教材并优化教学 内容，以多媒体技术与传统教学方式相结合的教学手段，同时加强田间试验与软件应用相结合，来激发学生学习兴趣，加深对所 学内容的理解和掌握，培养学生科学开展试验设计与应用统计软件分析数据的能力，改革考核方式等观点和建议。关键词生物统计学；课程;教学改革“生物统计学”是把数学语言引入具体生命科 学领域来解决其各分支学科中试验设计和统计分 析问题，也是进行搜集

2、、分析和解释生物学数据的 一门学科1$ 了解并掌握好这门课程，能帮助专业 技术人员通过事物外在的数量表现去揭示事物可 能存在的内在规律性，同时，根据专业知识去发 现、分析和解释为什么会存在这种规律性,是一门 应用数学。因此，生物统计广泛应用于生物科学、 农学、植物保护、园艺等研究领域的数据处理和分 析中。“生物统计学”对生命科学相关课程的学习 和生物科学研究有重要作用，在许多高等学校被 设为生物科学、植物生产类专业的专业基础课程 或学科基础课程。“生物统计学”一般涵盖田间试验中常用的试 验设计方法与统计分析方法两部分。由于是与数 理统计相结合的学科，比较抽象，需要较强的逻辑 思维能力，加之初学

3、者通常也没有田间试验的工 作经历，因此，是一门较为难学，也比较难教的课 程%为了有效提高“生物统计学”的教学质量，课 程教学团队在多年的教学实践中对该课程教学方 法进行系列探索和实践，积累了如下教学经验和 体会。一、选择合适教材并优化教学内容教材不仅是体现教学内容与要求的知识载 体，也是教师教学的基本工具，更是学生在校获取 知识的重要渠道，教材作为教师的教学依据，贯穿 在整个教学过程中，对提高教学质量起到无可取 代的重要作用3$目前国内有关生物统计方面的 教材主要有两类：一类以统计原理的介绍和统计 模型的推导为主，如林德光主编的生物统计学的 数学原理勺、莫惠栋主编的农业试验统计5 等;另一类更

4、注重基本理论知识与实际应用相结 合，包括各种例题解析、软件应用、实用统计方法 介绍等内容，如盖钧镒主编的试验统计方法（第 4版），杜荣骞主编的生物统计学（第4版）7及 明道绪编著的田间试验与统计分析） 8等教材。 从学以致用的角度来考虑，笔者认为后者更适合 高等院校农林专业、生命科学专业学生学习使用。一本适合农科类本科生学习的“生物统计学” 教材，其内容应包括以下几方面:试验前的试验方 案设计、试验过程中的误差控制及试验后的数据 资料分析，教材着重点在应用，通过各种常用的统 计方法介绍、例题讲解、应用软件操作，从生物领 域各种实际应用出发，培养学生的统计理念与逻 辑思维，通过应用统计学中涉及的

5、原理及方法来 解决科研生产实践中遇到的各种问题。笔者在长 期的教学过程中根据现代农科类本科教育培养目 标及学生自身的相关知识基础，选用了盖钧镒主 编的试验统计方法(第4版)，该教材是我国普通 高等教育“十一五”国家级规划教材，也是全国高 等农林院校“十二五”规划教材，该教材与目前发 行的其他同类教材相比，优点在于采用非数学性 的方法叙述，深入浅出地介绍了统计学相关的理 论与公式，并能着重介绍常用的试验设计与统计 分析方法和应用，每种方法均配有试验例题及相 应的SAS软件应用，可供比照使用。笔者认为教 师在精心安排教学内容时一定要涉及相应的统计 软件教学内容。合适的统计软件应用，不仅简化了 统计

6、数据的计算,使其更加准确，而且增加了统计 教学的趣味性，使统计教学变得趣味盎然。因此, 笔者已将Excel及SAS (Statistical Analysis System) 软件等应用到相应的章节内容上，在一定程度上 激发了学生对该门课程的学习兴趣，课堂气氛活 跃，教学效果良好。二、多媒体技术与传统教学方式相结合“生物统计学”的最大特点是公式多、数据多, 抽象、不好理解，学生在课堂中容易出现思维疲 劳、注意力不集中的现象9$在传统板书式教学 中，教师课堂上需要花费很多时间用于抄写公式 和数据，对教学进度和教学质量造成影响。多媒体 辅助教学早已成为现代教育教学技术的一种重要 手段。多媒体课件具

7、有容量大、展示灵活的特点， 有效地将文字与图像、动画与音视频融为一体，教 师可在教学过程中充分利用动画声音、字体颜色、 背景图案等课件形式，为教学创造广阔的展示空 间。有利于多角度刺激学生感官，活跃学生思维, 吸引学生注意力，使内容更容易被学生理解和消 化。笔者以多媒体教学为主,传统教学手段为辅, 对于“生物统计学”中重点需要掌握的知识点，如 概念的关键词、重要公式和重要数据等进行简洁 明了的板书,起到画龙点睛的作用$如笔者在讲授 “第一章科学试验及其误差控制”的试验因素、 水平、试验指标及效应等内容时，采用以多媒体技 术为主、课堂板书为辅助的方式，先将相关概念用 PPT展示，再结合所教授学生

8、的专业在黑板上列举 一试验，通过讲解、分析、板书、提问等方式让学生 充分了解并掌握所学的内容，能做到正确设计试 验并分析相应的试验因素、水平、试验指标等。笔者发现在“生物统计学”的教学过程中，对 部分相对较难理解但又是重点的知识点采用以上 做法既可提高学生的学习兴趣，又可提高教学时 效。但需要注意的是,一方面多媒体教学在加快教 学进度，提高课堂教学效率上发挥了很大作用;另 一方面也要考虑到学生课堂接受能力的差异,要 在控制多媒体教学节奏上下功夫，要根据教学内 容的难易程度，适时地留出时间让学生做好笔记、 完成课堂练习，并及时消化当堂所学内容。另外， 在教学中要多种教学方法相融合，也可将大部分

9、重点教学内容制作成视频，以网络课程录像形式 对学生开放,线上与线下混合教学,从而辅助加强 学生对该课程知识的学习与掌握，才能达到事半 功倍的教学效果。三、加强田间试验与软件应用相结合教学实践表明,田间试验和软件应用是“生物 统计学”重要的两大实践性教学。“生物统计学”课 程实践性较强，笔者感觉最好能在理论教学的同 时增加一些简单的单因子试验、相关性试验设计 的田间试验教学,好让学生亲身体验田间设计，更 好地理解和掌握具体的试验设计与统计分析方 法，进而取得举一反三、触类旁通的学习效果。如 在给农学专业学生讲授该课程时，指导该专业学 生能在其参加的热带作物学院“农学协会”开展的 田间种植科研活动

10、时,科学设计实验,将课堂学到 的理论知识运用到科研实训中，加深了对知识的 理解，能因地制宜、灵活应用常用的田间试验设计 与统计分析方法。将统计软件的应用充分融入实践教学过程 中，促使学生掌握利用统计软件进行数据分析的 技能。在“生物统计学”中，大部分的数据分析都需 要人们用统计软件来完成，可以说,不掌握统计软 件就无法应用“生物统计学”。教师要重视并开展 有关分析软件的教学实验内容，注重培养学生应 用统计软件来解决实际问题的能力。在实验教学 过程中，教师可将Excel、SA S两种统计软件与实验 教学内容相结合，这一方式有效地提高了实验教 学的效率。Exce 1的统计功能虽然不如专业统计软件（

11、如 SPSS）那样强大，但Exce 1软件具有很好的通用性 与兼容性，成为生物统计学方面最简单易操作的 辅助软件。在“生物统计学”实验教学中，应用Excel可以实现对数据的输入、整理、图表绘制及简单 统计计算等，如特征数、卡方值、t检验计算等。故 在给本校植物生产类专业学生进行“试验资料的 整理及特征数”教学时，利用Exce 1软件对例题中的 总和、平均数、标准差、方差、平方和、变异系数等 特征数进行计算，能有效引导学生主动使用个人 电脑的基本统计软件，加强学生对课程知识的理 解与掌握。SAS统计软件的功能齐全，涵盖了生物学中所 有的统计方法，更适合于复杂数据的统计分析和 试验设计10o SA

12、S软件在生物科学中的主要应用 有两大模块：包含由平均数检验、t检验、方差分 析、因子分析、聚类分析、广义线性模型、判别分析 等，以及多因素试验、裂区设计、拉丁方设计、正交 设计和响应面设计等试验设计，这两方面内容构 成的统计分析模块；由绘制直方图、散点图、饼图、 时间序列图、层次图等构成的绘图模块。在实验教 学中，通常教师可以针对“生物统计学”中常用的 统计分析法，先编辑一些常用的SAS程序，学生使 用时只需对程序做适当修改，替换相应数据，就能 直接使用。笔者在教学过程中，针对本校生物科学 类专业的“生物统计学（课内实验）”，在理论教学 时，先利用SAS软件对学生进行统计分析模块，如 平均数的

13、检验、t检验、相关分析、回归分析、方差 分析等介绍。继而在理论教学结束时开展了系列 上机练习，通过上机练习加深学生对相应知识的 理解与掌握。如上机练习一:“SA S软件简介及试验 资料的整理、基本统计SAS分析通过该次上机练 习，达到了使学生基本了解SAS软件统计分析基本 操作（安装与启动、程序的编写与执行），及掌握资 料的整理及基本统计SAS分析的效果；上机练习 二:“统计假设测验及卡平方测验”，通过该次上机 练习，达到了使学生学习掌握均数差异显著性测 验SAS分析，并掌握计数资料卡平方测验SAS分析 （适合性测验、独立性测验）的目的;上机练习三： “方差分析、相关与回归分析及协方差分析”，

14、通过 该次上机练习，达到了使学生学习掌握常用试验 设计实验结果的方差分析及SAS输出结果解释，掌 握资料直线相关与回归SAS分析结果解析，了解含 有一个协变量的随机区组设计实验数据的协方差 分析的应用。另外，还用一款国产统计分析软件DPS（Data Processing System），由于是中文界面，也不需要编 辑程序，使用起来非常简便易懂，另外，笔者认为 针对初学者，在进行试验设计时，用D PS软件进行 设计更简单直观，有条件的也可让学生了解掌握。四、调整考核评价的方式“生物统计学”是一门应用性很强的课程，因 此，该课程的考核应把学生应用统计学知识解决、 分析实际问题的能力作为考核重点。对

15、于公式的 推导、统计的理论只需让有兴趣的同学关注即可。由于采用了田间试验和软件分析实践教学， 实践教学的效果也是需用适当的考核方式进行评 价，因此，有必要对实践教学赋予一定的考核比 例，引起学生充分的重视。生物统计学的掌握重在练习，平时课堂上在 理论教学结束后，笔者会经常性地针对理论教学 的内容出几道应用题进行小测试，课后也会布置 相关的应用题作为课后作业进行巩固。因此，这部 分学习内容也需要赋予一定的考核比例。另外，一个学期结束后,要对学生进行整个课 程理论基础、技术方法掌握程度、分析与解决问题 能力的综合考核。可以结合闭卷考试和实验考核 两种方式，采取闭卷考试方式来判断学生对基础 知识的掌握，结合实验（统计软件应用）来考核学 生的实际应用部分。考试内容要注重其实用性，减 少偏题，增加一些能体现出学生对基本知识的掌 握程度、能灵活运用知识来解决实际问题的试题; 另外,也可根据考核学生专业方向的不同，灵活增 加一些设计型试题，用来检验学生对基本理论知 识的理解及与本专业知识的融合情况。为了强化平时课程练习，督促学生及时复习 所学章节内容及重点知识，达到良好的教学效果 目标,该课程的学生总评成绩评定比例