前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇生物统计学范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、引言
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革。
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。
在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养。
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。
精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
参考文献:
[1]何风华,李明辉。生物统计学多媒体教学的探索与实践[J].江西教育学院学报(综合),2004,25(6):25~27
[2]洪伟,吴承祯,陈辉,等。精品课程建设的核心:学科、队伍建设与科学研究[J].高等农业教育,2004,6:50~51.
[3]崔相学。提高学生统计分析素质的实践与探讨[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2004,6(2):67~68.
[4]邓华玲,傅丽芳,孟军,等。概率论与数理统计课程的改革与实践[J].大学数学,2004,20(1):34~37.
关键词:生物统计学;精品课程;教学改革
一、引言
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。
精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
参考文献:
[1]何风华,李明辉。生物统计学多媒体教学的探索与实践[J].江西教育学院学报(综合),2004,25(6):25~27
[2]洪伟,吴承祯,陈辉,等。精品课程建设的核心:学科、队伍建设与科学研究[J].高等农业教育,2004,6:50~51.
[3]崔相学。提高学生统计分析素质的实践与探讨[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2004,6(2):67~68.
[4]邓华玲,傅丽芳,孟军,等。概率论与数理统计课程的改革与实践[J].大学数学,2004,20(1):34~37.
关键词:任务驱动法;生物统计学;教学改革
生物统计学是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料,属于应用统计学的一个分支[1]。然而,在传统教学模式下,生物统计学教学与其应该达到的教学目标具有较大的距离,学生学完统计学课程后,并没有形成统计学思维,统计实践应用能力不足。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它将以往以传授知识为主的传统教学理念,转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念。近年来,任务驱动法多运用于单片机、PLC、医药等课程的教学中,提高了学生的学习兴趣,也培养了学生的创新意识和团队精神,锻炼了学生的操作技能,增强了学生的自信心[2-5]。因此,本研究将任务驱动法与生物统计学教学相结合,为生物统计学课程的教学模式改革提供一个新思路。
1.对象与方法
1.1研究对象
选择本校2013级植物保护本科生70人,采用任务驱动法进行部分教学,作为试验组;选取2012级同专业本科生67人作为对照组,对照组学生此前已经学习过本课程,采用传统授课方法。课程课时均为50学时,其中38学时为理论课时,12学时为上机实验课时。
1.2研究方法
对试验组学生统一授课以及任务驱动法进行教学,将生物统计学主要知识点分解为六大模块,即:试验设计模块、统计描述模块、参数估计模块、假设检验模块、方差分析模块和直线相关回归分析模块。教师针对一个主题,设置教学情境,布置学习任务,学生自主探索,分组讨论,代表发言,总结归纳,巩固提高等环节进行授课。本研究选取一个实际案例,六个模块的理论知识都需要应用于分析这个案例的数据,得到相关的统计结论。教师介绍相应的统计理论后,让学生分组讨论该案例,选用合适的统计研究方法,利用相关统计软件给出结果,并请代表进行发言。教师在学生讨论过程中适时指点,给出线索,最后进行归纳总结。在课程结束后,设计调查问卷,收集对照组和实验组学生对生物统计学这门课程的授课满意度(满意度分为:非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意)。
1.3效果评价
(1)客观评价:试验组与对照组之间的课程总评成绩的比较;
(2)主观评价:课程满意度问卷调查,问卷调查表的信度系数为0.89,效度α=0.84。共发放137份问卷,收回有效问卷136份。1.4统计学处理采用SPSS17.0统计软件进行数据处理。计量资料采用t检验,计数资料采用Mann-WhitneyU检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。
2.结果
2.1试验组和对照组学生的总评成绩比较
试验组学生的总评成绩为(77.43±2.48)分,对照组学生的总评成绩为(71.01±2.37)分,经t检验,试验组学生的成绩显著优于对照组学生(t=3.66,P=0.000),总评成绩平均提高了6.32分。
2.2试验组和对照组学生的课程满意度比较
试验组学生在课程的教学方式(P=0.009)、教学内容设计(P=0.007)、课堂氛围(P=0.034)、授课情境的设置(P=0.004)、授课效果(P=0.007)、上机实验(P=0.020)和综合评价(P=0.000)方面均优于对照组学生。
3.讨论
3.1运用任务驱动法进行教学的体会
首先,教学过程中教师和学生的定位发生了转变,让教师成为学生主动学习过程中的引导者。教师负责将基本的理论知识传授给学生,让学生置身于真实的案例和情境中,激发学生内在的学习兴趣,进行主动的探索,完成辨别是什么、怎么办的解决问题的一系列行为,最终达到培养学生将统计理论应用于实际案例的能力。其次,任务驱动法能够让学生培养团队合作能力。学生通过小组讨论完成学习任务,并以学习报告的形式汇报学习成果,在此过程中,沟通能力、协作能力、表达能力缺一不可。最后,任务驱动法能够加深学生对统计思维的理解,提高统计实践应用能力。在自主学习和小组讨论的过程中,每位学生都需要结合所学的统计知识,给出自己的解决方案和意见。在头脑风暴的过程中,学生就会更加清晰地认识到统计方法的精髓和作用,达到小组方案的完善。
3.2运用任务驱动法存在的问题及展望
在任务驱动法教学的实施过程中,也存在一些关键问题。首先,任务驱动教学法对教师的业务能力和精力要求更高。教师需要花费大量的时间来进行课程设计,还要根据教学过程中学生的反馈及时进行调整,对教师来说是一个很大的挑战。另外,个别学生已经习惯了传统授课模式,并不想做出改变,就出现了“消极怠工”的现象,对学习任务的完成没有起到积极的作用。任务驱动法确实能够提高学生的学习积极性和学习成绩,那么应用这种教学方法进行教学改革的尝试应该要坚持进行并不断进行完善,让学生改变对生物统计学课程的畏难情绪,实现课程的可持续发展,展现出以统计实践应用为目标的课程风采。
参考文献;
[1]李春喜,姜丽娜,邵云,等.生物统计学[M]北京:科学出版社,2013[2]刘国光.任务驱动法在单片机教学中的应用[J]中国职业技术教育,2005,27(10):74-75
[3]张晓海.任务驱动法在PLC教学中的实践[J]实验技术与管理,2009,26(11):131-132
[4]施红英,黄陈平等.任务驱动法在《医学统计学》教学中的实施效果[J]温州医科大学学报,2014,44(3):233-234
1合理使用教材,优化教学内容
教材是体现教学内容和教学要求的知识载体,使教学的基本工具,不仅是学生在校获取知识的重要来源,也是教师进行教学的依据,贯穿整个教学过程,是提高教学质量的重要保证[6]。近几年来,随着教学改革的不断深化,各种各样的生物统计教材不断出现,每一本教材都有其自身的特点,又均有不同程度的不足之处,尤其在内容的编排上,笔者认为目前尚无符合数学逻辑的较为完美的教材,这也许与生物统计学这门课自身的特点有关。作为一名生物统计教师,要想取得良好的教学效果,就必须博览群书,归纳、整理和总结各家所长,深切领会生物统计教学内容,透彻把握内容间的内在逻辑联系,遵循数学逻辑编排各章节教学内容,
使学生听起来顺理成章,便于系统理解和掌握。例如:
大部分生物统计教材都是将正态分布、标准正态分布、、分布和二项分布等编排在同一章,而不同性质资料的显著性检验所依赖的理论分布不同,计量资料的显著性检验的理论依据是正态分布、标准正态分布、t分布和样本平均数的分布,其统计量的计算公式来源于正态分布和统计量的分布;计数资料的两属性率的显著性检验的理论依据是二项分布,其统计量的计算公式来源于二项分布的原理。所以,为了便于学生系统理解和掌握,应该将计量资料的显著性检验的理论分布和检验方法编排在一起讲授,而将计数资料的显著性检验的理论分布和检验方法编排在一起讲授。
2改革教学方法,运用多元化的教学形式
生物统计学的理论性相对较强,内容相对枯燥和抽象,单一的教学形式容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳。做为一名教师必须认真撰写教案或讲稿,认真备课,根据教材各章节的具体情况,选择多种适当的教学方式和方法贯穿于教学过程中,力求做到教学内容与方法的优化组合。例如:两样本所在总体均数差异的统计比较,试验设计方法不同,显著性检验所用的统计量的计算方法也不同,这时可采用比较法将成组设计与成对设计两种设计资料的统计比较方法对比起来讲解,从而有助于学生加深记忆,避免混淆;有时可采用演绎法,例如讲到算术平均数时,先下定义:一个资料中各观测值的总和除以观测值的个数所得的商就是算术平均数。再加以解释,最后再举例说明;有时可采用归纳法,例如在讲样本平均数分布的基本性质时,如果应用数学知识进行证明推导,一方面需要相当好的数学基础,另一方面又很抽象,不便于理解。为此,可模拟一个简单的抽样试验,根据试验结果归纳得出样本平均数分布的基本性质;有时可采用讲授与练习相结合的方法,例如,在讲授试验资料的整理、假设检验、方差分析、回归分析等内容时,在讲清解题思路和分析步骤的基础上,借助计算机Excel表统计分析工具和SPSS、DPS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果,并安排适当的时间让学生动手练习。
另外,笔者授课时还注重系统讲授与启发式、讨论式及课堂提问等教学方法相结合,避免满堂灌”。经常在讲课过程中提出问题,启发、引导学生思考,适当‘设疑”,活跃课堂气氛,吸引同学们的注意力,在每次课结束前,有意识地留出一定的时间,让学生提问,以了解学生对所讲授的知识的掌握程度,发现问题,通过答疑及时得到解决,进一步加深学生对所讲授内容的理解记忆,增强学习生物统计的兴趣。
在教学的组织上,讲宄教学策略,提高教学艺术,创设良好的教学情境,培养学生判断、思维、推测、论证等多项技能,促进其逻辑思维能力的发展。课堂讲授是生物统计教学过程的主要形式,授课时应注意概念准确,条理清楚,逻辑性强,全面把握课程的深广度,突出教学内容的重点,难点;语言生动、精练,深入浅出;板书简洁、清晰;重视讲课效果的信息反馈,根据反馈信息适当调整讲课进度与讲授方式,修改完善授课内容,力求使教与学两方面协调一致,以提高教学效果。
3明确教师职责,既教书又育人,实现教学相长
作为一名教师,应明确自己的职责,爱岗敬业,积极承担教学任务,以对国家、对学生高度负责的精神对待自己的教学工作。努力学习、刻苦钻研业务,不断提高学术水平。认真学习和研宄教育科学,不断改进教学方法,努力提高教学水平和教学效果。
作为一名大学教师应注重自身道德品质修养,始终坚持身正为师,德高为范的宗旨,树立高尚的职业道德,为人正直、诚实,治学严谨,以自己的言行规范同学们的思想意识,端正学习态度,帮助学生树立正确的世界观和人生观,真正做到既教书又育人。教师的言传身教对学生素质的培养起着潜移默化的作用,在生物统计学的教学中,要注意用教师的言行感召学生,影响他们正确做人,寓德育于智育之中。例如,通过介绍本门课程的发展史以及在生产和科研中的地位和作用,激发学生主动学习的热情,启迪学生树立发奋学习、将来为祖国建设献身的决心;通过介绍前人发现问题、解决问题的思路和方法,对学生进行辩证唯物主义教育,培养学生的逻辑思维能力和创新精神;通过指导学生自学,培养学生分析归纳、综合表达的能力;通过课堂讲授,在教学语言、教学方法、版书设计等方面,给学生起示范作用,培养学生的从师素质;通过认真批改学生作业和耐心答疑,培养学生严谨求实的科学态度。
由于生物统计学具有数学逻辑性,前后章节联系较密切,通常是上次课讲原理,下一次课接着讲应用,如果原理没有掌握好,具体应用时就会一塌糊涂;另外,生物统计课程内容的编排一般是:先讲基础理论、基础知识(包括一些常用的统计量,如均方、标准差、标准误等)或常用的实验术语和统计术语,后面直接利用这些基础理论、基础知识,或在讲课过程中直接使用统计术语或实验术语,如果这些基础知识没有理解或掌握,听课时就会反应迟钝,影响听课效果,久而久之,就会感到越听越糊涂,越学越不明白,结果可想而知。因此必须严格要求学生按时上课,不准随意旷课、迟到、早退,同时,上课要认真听讲,积极思考,顺着教师讲课的思路,认真详细地做好笔记,便于今后复习和巩固所学内容。
另外,为帮助学生巩固和消化所学知识,可要求学生积极主动与教师联系沟通,教师也要注重师生间的交流与互动。只有通过及时沟通,学生才可以及时解决学习中遇到的难题,向教师反馈教学中存在的不足和改进建议,同时教师也可以在交流中清楚了解学生的知识背景、理解能力及学习中普遍存在的问题,从而可以因地制宜、因材施教的调整教学计划和内容安排,并针对学生提出的问题及时优化课堂教学环节,促进教学相长和师生的共同进步与发展。在教学过程中笔者主要采用课间交流、作业批改、手机短消息、无记名随堂问卷调查等形式,保持教学互动和师生间必要的交流;通过E-mail等网络交流工具实现师生间在情感、知识等方面的良好沟通与紧密联系,以便及时发现问题,了解教学情况,有针对性地改进教学效果。
4充分利用现代化教学设施、手段,培养学生的创新意识
随着多媒体技术的发展和多媒体设备的普及,多媒体计算机辅助教学(MCAI)作为现代教育技术的一种重要手段,目前在国内外被广泛地应用于教学实践中。多媒体课件因其容量大、展示灵活,而且集图像、音频和视频于一体,为教学创造了广阔的空间[7]。多媒体计算机辅助教学和传统的教学手段相比,可以不受时间、空间、微观、宏观的限制,通过生动形象的教学内容,帮助学生进行对比、综合和归纳,培养学生的理解能力和创新能力,提高学生的分析问题和解决问题的能力,在学生的综合能力培养方面,可以实现传统教学方式不可比拟的效果。生物统计学概念多,公式多,统计计算过程繁琐乏味。如果在课堂上采用板书的形式进行演算,既浪费课堂教学时间,又容易出错。多媒体课件具有图文并茂的特点,可以进行人机交流,在生物统计教学过程中恰当地使用多媒体计算机辅助教学具有以下优点。
第一,使用多媒体教学能够传授给学生一种应用高科技、紧跟时代步伐的观念,开阔了学生的视野,拓宽了学生的知识面,并能在一定程度上促进学生在计算机等相关课程的学习。
第二,多媒体计算机辅助教学能以文字、图形或动画方式直观地展示生物统计学的教学内容,可以通过不同的背景图案、字体颜色、线条、图形、声音、动画等变化多端的形式,来吸引和刺激学生集中注意力,活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣,加深学生的理解和记忆。
第三,多媒体计算机辅助教学授课的信息量大,而且可以根据需要,及时衔接到相关的统计网站或网页,灵活地向学生传递相关的教学信息。在教学过程中,可以有意识地关注并介绍一些主要的统计学网站和论坛给学生,借助网络达到沟通和共同提高的目的。
第四,多媒体计算机辅助教学可以以计算机为媒介,通过‘网络课堂”模块,为学生提供自我学习空间,实现师生间的‘交互”。在网络课堂”模块,按照教师授课的逻辑过程及教学方法,将授课内容进行模拟,并以Flash动画的形式再现,学生可以随时浏览、学习,从而为学生营造了良好的自我学习空间,调动了学习的主动性;当学生在学习的过程中遇到问题时,可在‘网上讨论”界面,通过局域网与教师或学生进行讨论,实现师生之间的直接交流与互动。
第五,多媒体教学使生物统计学教学智能化,实现教学内容与实际应用的有机结合。生物统计学教学的目的并不在于让学生掌握一些知识点,而在于树立统计观念,培养学生新的统计学推理思维能力,学会从不确定性和概率的角度去思考问题,深刻理解统计学基本原理,懂得如何运用统计学原理处理科学研宄中的信息,并能够应用统计分析软件正确地处理分析试验数据。传统的生物统计学教学是以教师为中心,教师以黑板、粉笔和教案进行教学,学生被动地做笔记、复习、考试,这种教学模式不利于学生熟练掌握这门课程。应用多媒体计算机辅助教学,教师在授课过程中可以根据需要直接利用Excel、SPSS、DPS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果,从而实现教学内容与生物统计软件应用的有机结合,开阔了学生的视野,激发了学生们的学习兴趣。
5积极开设实验课,做到理论与实践相结合
实验教学在整个教学体系中有它独特的地位,它是理论与实践相结合的重要手段,是将知识转化为能力的媒介,有利于拓展和提高学生的思维素质。大学期间所学的知识是有限的,最重要的应该是通过学习培养出良好的思维习惯和正确的思维方式,掌握探索未知世界规律的途径和方法。由于在实验过程中,学生可以运用多种感官来接受信息,不仅容易引发兴趣,调动学习的积极性,而且能全面观察和积极思维。
关键词 Excel;生物统计学;t分布;TINV函数;TDIST函数
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)23-0271-02
生物统计学是研究数据资料的收集、整理、分析、解释的一门科学[1],也是畜牧、兽医、农学、微生物、医学等领域中不可缺少的统计工具,越来越多的数据分析离不开生物统计学的原理。随着计算机技术的发展,已经有更多的软件或操作系统被应用于生物统计学,如Excel[2]、SAS[3]、SPSS[4-6]等,但是不同的统计软件具有不同的统计特点,如Excel统计功能更为简单,适合生物统计学的初学者。SAS统计功能比较宽广,因其统计模块的限制,所以更适合能够自己编写程序的学者。SPSS的统计功能更为强大,几乎具备了所有的统计分析功能,操作相对简单、直观。虽然从统计分析上来看,SAS和SPSS的统计分析功能略胜于Excel,但是Excel也具有其独特的地方,如对一些常用分布的概率计算来说Excel就显得更简单。本文则针对Excel在生物统计学 t分布中的一些应用进行探讨。
1 t分布
2 Excel在t分布计算的应用
2.1 t分布的概率计算
例1:如果一个t分布的自由度(df)等于60,临界值(或者分位数)是2,求t分布的两尾概率是多少?求t分布的单尾概率是多少?
t分布的双尾概率是指在其分布的2个尾部(左尾和右尾部)概率之和,Excel中选定空格―插入―fx函数―统计―TDIST,在其对话框中从上至下依次输入2、60、2,具体见图2,其概率为0.050 0。
t分布的单尾概率是指在其分布的左尾部概率或右尾部概率,因为t分布是左右对称分布,所以单侧的左尾概率与右尾概率相等。Excel中选定空格―插入―fx函数―统计―TDIST,在其对话框中从上至下依次输入2、60、1。
2.2 t分布的R界值计算
例2:如果一个t分布的两尾概率为0.05,自由度(df)为10时,则其临界值是多少?
Excel中选定空格―插入―fx函数―统计―TINV,在其对话框中从上至下依次输入0.05、10,具体见图3,其临界值为2.228 2。
3 结语
在本科生的教学改革与实践中,已经把各种分布的概率计算纳入生物统计学的实践教学中,而且在概率计算这方面,Excel比较方便快捷。本文主要介绍了用Excel中 的TDIST和TINV函数在t分布中的应用,在用TDIST函数模块时,双尾概率和单尾概率的不同之处在于提示框中“Tails”的填写数字不同,双尾填“2”,单尾填“1”。而TINV函数只能提供双尾概率的临界值,如果要计算单尾概率的临界值,如单尾概率为0.01的临界值,则可以事先变换成双尾概率即 0.02,然后即可利用TINV函数计算出其临界值[7-8]。
4 参考文献
[1] 张勤.生物统计学[M].北京:中国农业大学出版社,2009.
[2] 王香萍,王文凯,李俊凯,等.EXCEL中关于生物统计中两组平均数的应用方法及探讨[J].考试周刊,2011(6):180-181.
[3] 黄中文,张丹.生物统计与SAS教学中大学生自主学习能力的培养[J].新乡学院学报(社会科学版),2013,27(5):140-142.
[4] 白俊艳,徐廷生,张小辉.《生物统计附试验设计》上机实验改革与实践[J].教育教学论坛,2015(18):247-248.
[5] 白俊艳,贾小平,张小辉,等.生物统计学课程改革与实践[J].畜牧与饲料科学,2013,34(10):57-58.
[6] 白俊艳,武晓红,张小辉,等.生物统计附试验设计课程考核方式的改革与实践[J].安徽农业科学,2015,43(5):369-370.