注重应用能力培养的生物统计学课程建设

张靖等

摘 要： 生物统计学是现代生物科学研究和生产实践不可缺少的工具。该课程教学多强调公式记忆和推导，而忽略生物统计的应用特点，且缺乏足够的实践环节，导致学生对生物统计学的实际应用能力偏低。本研究通过以案例教学和专题训练的形式培养学生统计学思维和实际应用能力，把传授知识、培养能力和提高素质有机结合起来，使学生在毕业论文设计、“大创”及我校“太阳鸟”等项目中，较熟练地应用生物统计学的基本原理和方法解决遇到的实验设计和数据分析等问题，以达到良好的教学效果。

关键词： 应用能力培养 案例教学 专题训练 生物统计学

1.引言

生物统计学是关于生物科学研究中资料的搜集、整理和分析的科学[1]，是现代生物科学研究和生产实践不可缺少的工具[2]，其在农学、生态学、环境科学等相关学科广泛用于认识、推断和解释各种现象。该课程的教学目的是使学生根据数理统计的基本原理，设计科学实验、正确处理和分析实验数据，并结合专业知识对实验结果做出科学合理的分析和解释[3]。通过该课程教学，不仅可以培养学生科学运用统计学的方法分析和解决问题的能力，而且可以培养学生探索问题的能力，激发学生的开拓创新精神[4]。

2.生物统计学课程改革的背景

业已成为高等院校生物学及相关专业的必修专业基础课的生物统计学，相对于其他数学课程其应用性比较强，且教学难度较大[3]。近年来，教学人员在生物统计学教学改革方面进行了一系列探索，取得了一定经验[5]，[6]。但仍然存在很大不足：如关注生物统计本身的数学属性，过分强调公式的记忆和推导，而忽略其应用性特点；知道生物统计学是应用型学科，却缺乏足够的实践环节，导致学生对生物统计学的实际应用能力偏低[7]；21世纪生物科学交叉学科和跨学科的发展，对生物统计学课程提出了新要求，当前生物统计学教育却远远滞后[8]。因此，更新教育理念、建立以应用能力培养为导向的生物统计学课程教学体系，是培养社会对人才需求的一个急待解决的问题[9]。

3.生物统计学课程改革设计

按照高等教育课程改革的基本要求，结合生物统计学教学设计的基本原则，借鉴信息化和项目教学设计方法，探索基于典型案例和专题的生物统计教学模式，实现“教、学、做”一体化教学设计。该模式由“案例教学”和“专题训练”两个环节组成，下面介绍该模式的具体实施方案。

3.1通过案例教学培养学生统计学思维

在教学过程中笔者发现学生沿用中学学习方式学习生物统计学，碰到数学公式总要刨根问底，而常常会忽视这些公式、概念的实际应用。因此，在教学中通过案例教学方式，有意识地引导学生确立统计思维，使学生真正学会生物统计课程中相关概念和公式的统计意义，而不是公式本身。并打破传统章节安排形式，以案例形式串联各个知识点。案例选择上，注重以应用能力培养为导向，淡化理论的完整性，突出应用性、实践性，促进学生把课堂知识学习由感性认识提高到理性认识，培养学生解决实践问题的能力。如从讲述如何比较两个人的身高，进一步讲述如何比较两个班级所有学生的身高，在此基础上给学生引入平均值、方差、假设检验等统计学基本理论和公式。在此基础上，引入中日韩平均身高的案例，为什么韩国人的平均身高要高于中国人和日本人？引起学生兴趣，让学生分析可能的原因；随后讲解统计量的概念，最后指出该案例在统计学上是错误的，因为没有考虑地理区域因素，且采样方法是有错误，等等。以案例教学的方式，向学生演示各种统计分布特点和推导方式，在此基础上着重讲述各种统计参数、统计量的意义和适用范围，逐步培养学生统计思想，使学生真正学会生物统计课程中相关概念和公式的统计意义，并能在实际工作中灵活应用。

3.2专题训练培养学生应用能力

开展相关生物统计学应用专题，专题数据来自于生物技术专业教师的研究课题相关的研究成果，使学生应用这些数据能独立完成数据统计和结果分析，达到与本专业教师的科研项目相结合的目的。以生物统计学主要教学内容“资料整理与特征数的计算”、“统计推断”、“方差分析”、“直线回归与相关分析”、“实验设计”为设计主线，设计的专题训练为“生物专业技术试验数据预处理与分析”、“两种施氮条件对隐子草根系的影响”、“不同盐碱梯度下吴屯杨长势分析”、“吴屯杨与新疆杨培育经济效益分析”、“羊草愈伤组织诱导与成分分析”、“不同菌肥对蔬菜品质的影响”等。在实际教学过程中，首先由笔者讲述一两个专题，专题讲述内容为：研究目的、研究意义、实验设计、原始资料的收集、资料处理、数据分析、图表制作和结论等。目的是使学生在统计学思维的基础上，初步建立科学的思维方式，让他们对科研工作过程有一定了解。然后将学生分为若干学习小组，让每组学生选择一个专题，进行专题训练（实验数据来自于具体教师科研的部分实际数据）。根据专题训练要求，将专题训练分为实验设计、数据收集与处理、数据分析、总结报告等五部分，具体专题根据难易程度可以细分。所有专题研究均要求撰写有一定水平的研究报告，小组中每位同学都有上讲台讲述的机会，向课堂其他同学讲述，如何设计实验、如何提出异常数据、采用何种分析方法、如何得出具体结论，等等，期间由老师点评他们在训练中的优点和不足。学生通过组成兴趣小组开展专题研究，初步实现从被动接受知识向提升应用能力和创新潜能的转变。

4.结语

通过案例教学方式培养学生的统计思维、以专题训练形式培养学生应用能力，建立以应用能力培养为导向的生物统计学课程案例教学和实践教学体系，将传授知识、培养能力和提高素质有机结合，使学生可以较熟练地应用生物统计学的基本原理和方法解决生物学生产和科研中遇到的实际问题。该模式的教学结果在本科生毕业论文设计、“大创”项目及校级“太阳鸟”创新项目等项目中，学生的试验设计、试验结果的处理和分析都得到了良好反馈。

参考文献：

[1]李春喜，邵云，姜丽娜.生物统计学（第四版）[M].北京：科学出版社，2008.

[2]王永立，乔琳，樊淑华.生物统计学课程教学改革探索与尝试[J].周口师范学院学报，2011，28，（5）：82-84.

[3]赵亮，高贵珍，刘小阳，etal.应用能力培养导向的生物统计学课程改革初探[J].宿州学院学报，2013，28，（11）：108-110.

[4]戚文华，蒋雪梅.高校生物统计学课程教学改革与探索[J].教育教学论坛，2014，（42）：109-111.

[5]何俊，贺长青，张元跃.生物统计课程教学改革与实践[J].中国校外教育，2009，（8）：445.

[6]王玉，万海同，刘文洪.生物统计学课程教学改革初探[J].中国高等医学教育，2009，（10）：90，112.

[7]陈秀莉.生物统计学教学改革实践与体会[J].阴山学刊，2014，28（3）：90-92.

[8]朱香萍，李桢，张庭荣.信息时代《生物统计学》教学的探索与实践[J].农业网络信息，2008，2008，（2）：81-84.

[9]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，（1）：60-62.