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高职医药数理统计课程的知识目标为掌握x2分布、t分布及F分布的定义和正态总体的统计量的分布;掌握常用统计描述指标的计算方法、正态总体的均值和方差的置信区间的求法及假设检验方差分析的基本方法;掌握回归分析的基本方法;掌握使用正交表设计实验的方法。熟悉数理统计的基本概念、一元函数微积分及概率论的性质,运算法则;熟悉数据的统计整理方法,以及统计表与直方图的适用范围与绘制方法。高职医药数理统计课程的技能目标为能熟练运用所学知识,科学地搜集、整理、判断数据的性质,对统计数据作区间估计,假设检验,方差分析,相关分析与回归分析,能熟练使用Excel进行统计数据的处理,正确绘制统计表与直方图。会应用加法公式和乘法公式计算随机事件的概率;会计算随机变量的数学期望与方差;学会使用统计分析软件SPSS。
1.2高中数学与高职医药数理统计课程目标的区别与联系
高中数学课程的总体目标是使学生在九年义务教育数学课程的基础上,进一步提高作为未来公民所必要的数学素养,以满足个人发展与社会进步的需要。虽然高中数学课程标准中也有获得必要的数学基础知识和基本技能,提高抽象概括、推理论证、数据搜集处理等基本能力,发展数学应用意识和创新意识等条文,但受到应试教育的影响,为了高分通过大量的练习使学生形成“条件反射”,这样使数学的思维属性丧失殆尽,还易导致学生讨厌数学。因此数学学习能力、数学学习中的态度、意志、兴趣、应用意识和创新意识等数学素养的培养是高职医药数理统计所要具备的必要条件。高职医药数理统计虽然也有提高数学素养的目标,但更强调其为后续专业课程的学习奠定必要的基础,更强调课程为专业服务的工具作用,更强调课程的目标的职业导向。两门课程目标虽有所差异,但从数学研究的对象性质、所涉及的概念原理、思想方法以及逻辑思维规律几个方面来看仍然有着不可分割的联系。
2.高中数学与医药数理统计内容衔接现状
2.1高中阶段概率统计教学内容
在新课改下,高中数学均分必修与选修,但各地区高中数学所用版本不一,下面均以人民教育出版社A版为例《。必修3》、《选修2-3》《选修1-2》涵盖了高中概率统计内容。高中阶段主要是引导学生体会统计的基本思想,通过统计案例教学,培养学生对数据的直观感觉,认识到统计结果的随机性。基本概念,多是通过实例给出描述性说明,没有具体的定义。强调对基本概念和基本思想的理解和掌握,重点培养学生的运算、作图、推理、处理数据以及使用科学计算器等基本技能。在《选修2-3》中,学生通过实例了解条件概率的概念,理解离散型随机变量及其分布列、离散型随机变量均值和方差的概念,学会计算简单的离散型随机变量的均值和方差。但没有涉及条件概率的基本性质,没有明确给出概率的乘法公式,没有给出随机变量的严格定义,离散型随机变量未扩充到可列个,未涉及连续型随机变量的定义和分布函数的概念。正态分布也仅通过直观的方法引入其密度曲线,掌握它的特点及表示的意义,并没有给出正态分布的分布函数表、没有介绍标准正态分布,也不需计算正态分布随机变量落到任意区间的概率。未涉及泊松(Poisson)分布、均匀分布与指数分布、参数估计、假设检验、方差分析、相关分析与回归分析等内容,未要学会应用非专业统计软件如:SPSS、SAS等。
2.2高中概率统计与医药数理统计教学内容的安排
为符合学生认知螺旋式“上升”的特点,高中数学《必修3》是先教统计再教概率,在《选修2-3》中先讲概率分布再讲统计案例。因学生在初中已经具备了的一些概率常识,这些对于学习的统计一些基础理论已经够用了,且概率理论较为抽象,统计则与生产生活密切相关,用统计带动概率的学习,用统计的思想理解随机变量的概念,学生更加容易接受。医药数理统计教学更注重学科的系统性与严谨性,先安排高等数学与概率论的基本知识,再进行统计的教学,并对定理给出必要的证明。
2.3高中数学与医药数理统计教学内容的重复与脱节
2.3.1教学内容重复
文理科高中生都学习频数分布表、频率分布直方图、算术均数、中位数、中位数、线性回归方程等统计学中的概念,随机事件、概率、古典概型等概率论中的概念。对于理科高中生来说,总共学习了46学时的概率统计知识,对于文科高中生来说,总共学习了34学时的概率统计知识。这些知识大约覆盖了医药数理统计课程的10%以上教学内容。
2.3.2教学内容脱节
基础知识点缺失。文科高中数学对不定积分与定积分、排列组合等知识不作要求,但它们却是医药数理统计学习所必需的前期基础知识。
3.高中数学与医药数理统计顺利衔接的措施
3.1教学内容的衔接
教师的教和学生的学在很大程度上取决于教学内容,教学内容的顺利衔接对教学质量的提高起着关键作用.在医药数理统计的教学中,教师有意识地引导、启发学生用严谨科学的态度,用统计学的理论、观点、方法去分析与之相关生产、生活中的案例,使学生意识到高中数学教材中一些不能讲解“深刻”的内容,可以通过医药数理统计的学习,给予相应的解释,使这些统计案例能得到应有高度来认识。大学数学教师把教材中的抽象内容具体化的同时,要考虑到学生的理解与接受能力,使其范围、深度、速度能同学生的实际水平相适应。关于医药数理统计教材内容改革,许多数学教学工作者都作出了尝试,但医药数理统计内容的改革必须依据循序渐进原则或有序性原则,要依据科学的逻辑顺序和学生不同年龄阶段发展的顺序特点编写。改革时,必须密切联系学生学习实际,了解学生学习高中数学情况,关注高中数学教材改革动向,对教学内容的处理应建立在高中数学平台上,较好地把握教学的深度和广度。对于明显重复的部分,进行适当的删减,对于需要加深、扩展的内容,应加以强调和重视。对于因某些高中未教或是文理分科,或者涉及的角度和侧重点不同,应及时补充以免形成空白造成脱节,使医药数理统计教学内容与高中数学教学内容顺利衔接。
3.2教学方法的衔接
【关键词】 医药数理统计课程; 教学创新; 数学建模; 研究性学习
《医药数理统计方法》是医学院校药学类各相关专业的基础课,是一门强调统计理论与医药实际相结合的课程。本课程是以概率论知识为基础、统计推断为中心、统计分析方法为重点的一门课程。由于本课程理论知识的抽象性、思维方式的独特性以及大量复杂的公式不便于记忆和运用等特点,给学生学好这门课程增加了一定的难度。为了激发学生的学习兴趣、提高本课程的教学质量,我们在近几年的教学实践中,以现代化的教育理念为指导、以培养学生的科学思维和创新能力为目标,对医药数理统计课程的教学创新进行了初步的探索。
1 优化教学内容,注重知识体系的创新
20世纪数学不仅有辉煌的理论成就,而且数学在科学、技术、经济、社会等各领域都得到广泛而深入的应用,医药数理统计这门课程就体现了概率论和数理统计在医药领域的应用。该课程的教材是在概率论和数理统计的基础上,尽力增加了其在医药学中应用的实例。但是,由于各类教材受到传统数学的影响,都着重强调数学知识传播的连续性和严密的逻辑性推理,还普遍存在重理论轻实践,重知识轻能力的倾向。而且大部分该课程的教材所选用的例题、习题还相当陈旧,不能体现知识的更新,不能更好的体现统计在现代医药领域的应用。
在实际教学中,我们首先从转变观念入手,实现以数学理论为重点到以数学应用为重点的思想转变。对概率论部分的知识进行精讲,淡化定理的推理论证,注重教会学生用概率的思想理解基本概念,注重培养学生运用概率论思维解决实际问题的能力。在数理统计部分的教学中重点讲解统计概念及统计方法产生的背景和应用,让学生在掌握知识的同时,感受到数理统计并不单纯是公式和符号,它是一门工具,运用它可以解释许多现象和奥秘,可以解决很多医药学中的实际问题。教师在授课时不只局限于一本教材,为了增加课程的开放性和弹性,教师适当增加与该课程教学内容相关的新进展,引入数理统计在医药领域的新应用。
传统的数学教学注重知识结构的系统性和严密性,忽视其应用性,而数学建模改变了这种情况。数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践。 随着科学的发展,很多医药学问题都建立了其相应的数学模型,例如医生问诊时的贝叶斯模型、药物分析的假设检验模型等。在教学中适当引入数学建模,不仅体现了教学内容的创新,同时也培养和提高了学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力,完全与现代数学的发展接轨。
2 改革教学方法,培养学生的创新能力
大学教育的目的是培养具有创新能力的高层次人才,而不是高分低能的“人才”。这就对教师提出了更高的要求。以往数学教学有两个明显的不足,一是教师讲课过于呆板和技术化,二是课堂上缺少师生交流与互动,学生都是被动的接受者。为了改变这种情况,我们在教学中除了采用了启发式、讨论式和案例式等教学方法,另外还在医药数理统计课程的教学中适当地开展了研究性学习,这对学生创新能力的培养起到了不可忽视的作用。
研究性学习是指以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生生活和社会生活中选择和确定研究专题,通过亲身实践获取直接经验。针对本课程的教学目标,我们开展研究性学习时,给学生确定一定范围的专题供选择。另外考虑到学生没有研究性学习的经验,所以我们在选题特别注意所选专题与实际生活相结合,不能脱离实际。比如估算池塘中鱼的数量、合理验血问题、医疗保险的赔偿问题等等。然后要求学生通过调查实践,用概率与数理统计的知识来给出解决方法。通过研究性学习的开展,使学生养成了科学精神和科学态度,提高了学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,也培养了学生的创新能力。
3 引入现代化教育技术,重视教学手段的创新
随着计算机的普及和发展,越来越多的现代化教育手段也被应用到教学当中。一方面,我们制作了该课程的多媒体课件,把它作为辅助教学的重要工具。多媒体课件图文并茂,再加上动画演示,不仅从感官上调动了学生,激发了他们的学习兴趣,而且也增加了课堂信息量,提高了教学效率。例如,我们在授课时加入了蒲丰投针、二项分布、大数定律及中心极限定理和假设检验的两类错误等等很多内容的演示,这大大提高了学生的学习兴趣,取得了很好的效果。需要注意的是多媒体只是辅助教学的一种手段,不能用它替代传统的教学模式,只有在教学中合理使用多媒体才能取得最佳的效果。另一方面,当前很多的统计软件,如Excel(电子表格)、SAS(统计分析系统)和SPSS(社会科学统计软件)等都需要通过计算机演示才能达到教学目的。通过统计软件的教学使学生了解到在实际进行统计分析时,可以借助科学手段对数据等进行科学的分析。
4 转变考试观念,体现科学考核的创新
考试是教学过程中比较重要的一个环节。以往的考核方式多采用笔试,笔试是一种最省事的考核办法,但绝不是最科学的办法。规范化的试卷体现不出学生的个性和每位学生不同的才能,把考试成绩作为衡量学生学习结果的工具有一定的弊端。因此,我们在实施创新教学的过程中,对考核方式也进行了相应的改革创新。我们把学生本课程的考核成绩分成平时成绩、研究报告(或论文)及期末考试成绩3部分。平时成绩主要包括每章的作业、学生的课堂表现、学习态度等;研究报告(或论文)是要求学生根据数学建模或研究性学习的专题情况,形成一个总结性的论文,重点考查学生的学以致用效果及创新能力;期末考试采取开卷的方式,重点考查学生的综合应用能力,开卷考试既减轻了学生机械背公式的负担,同时也能调动学生的学习热情。
多年的教学实践促使我们在教学改革的各个环节不断探索创新,取得了一些经验和成绩,但是也发现有许多问题亟需解决。由于学校条件的限制,我们的数学实验课还不能开展,学生学习的一些统计软件还不能亲自实践,只能处在纸上谈兵阶段。另外,医药数理统计作为应用性很强的课程,要求教师要通晓在医药学的相关知识,更要掌握医药科研工作中数理统计应用方面的知识,这样才能结合教材更好地组织教学使学生学以致用。因此,教师的知识面亟待扩展,这就要求教师必须不断研究、不断更新知识、不断更新教育观念,不断提高自身素质,才能更好地培养出合格的医药型创新人才。
参考文献
1 祝国强,医药数理统计方法.高等教育出版社,2009.
关键词:《卫生统计学》;中医药院校;教学改革
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)10-0-01
一、目前中医药院校学生学习卫生统计学现状
1.学生数学知识薄弱。《卫生统计学》教学内容包含大量的数理统计学数学知识,而医学生数学知识薄弱成为学习卫生统计学的瓶颈。其次,这门课程一般于大学第三、四学年开设,学生经过前几年中医基础理论知识的学习,基本上已经形成中医辨证思维模式,这对卫生统计学中的抽象概念和逻辑推理较难接受,所以大多数学生感觉这门学科很难掌握,甚至有的同学反映听课犹如听天书。
2.对卫生统计学重要性认识不足。西医院校学生对卫生统计学课程认识普遍不足,中医药院校学生更是如此[2],甚至情况更为严重。现阶段,本科生没有科研设计及数据处理分析的迫切需求与压力,认识不到统计学对他们将来工作学习的重要性,一直认为这门课程没有用途,而现阶段学习统计学仅仅是为了期末应付考试,取得卷面成绩,最终导致学生对本门课程学习兴趣不足。
3.授课方式需改革。目前,高等医学院校统计学教学中仍以传统的教学方式为主,这种方式俗称填鸭式教学,即任课老师单向灌输书本知识,而学生只是处于被动接受的状态,导致学生动手能力较差;其次,有些老师在讲课时过分注重理论公式的推导及计算,而公式的推导过程及其繁琐,从而导致学生产生畏难情绪,这对统计学的学习非常不利。
二、《卫生统计学》教学改革措施
1.引导学生正确认知学习统计学的必要性。俗话说:“态度决定一切”。那么,在教学过程中如何激发学生认真、谨慎的学习态度呢?在统计学教学过程中,应不断引导学生树立正确的学习态度,这对于培养学生浓厚的学习兴趣非常必要。目前大多数学生都不能认识到卫生统计学会在他们今后的实际工作学习中所起的作用,所以在学习过程中会表现出一定程度的畏难情绪,不愿意主动学习,主动思考问题,而只是一味地被动接受知识,从而在很大程度上影响了教学及学习的效果。
卫生统计学知识理论性强、内容枯燥、抽象难懂,甚至很多公式难以理解和记忆,但只要学生能够认识到这门课程对他们以后科研工作的重要性,他们就愿意多花时间和功夫来攻克这个难关,主动学习[3]。因此,教师在教学过程中应注重知识的应用,正确引导学生认识到这门课程的重要性。并在授课过程中多采用科研实例来验证统计学的应用。
2.逐步训练学生的统计逻辑思维能力。据调查,当前医学科研论文中有大约70%~80%的文章所应用的都是最基本的统计学方法[4],如经常用到的t检验(单样本设计及配对设计),单因素方差分析,卡方检验,一元线性相关与回归等[5]。整个统计学学习过程中,难点集中在假设检验基本思想的理解及各种方法应用上。因此,教师在授课过程中应重视对理论思想的剖析讲解,减少指标的手工计算及公式的推导。另外,在每种方法的讲解过程中,应多列举案例或选取一些典型论文,引导学生详细分析论文中所涉及到的统计学方法,强调各种方法的使用范围、应用条件及注意事项,让学生掌握不同资料的分析方法,并将各种方法进行对比进一步理解不同方法的适用特点。这样,通过案例的讲解,由浅入深、由简到繁,就能够逐步训练学生的逻辑思维能力,大大地提高学生灵活运用和综合运用统计学方法的能力。
3.提高学生的数据分析能力。统计学在医学中主要是研究医学数据的收集整理和分析,我们学习统计学的主要目的在于以后的应用。因此,授课内容要与临床实例相联系,一方面,通过具体实例不但可以加深学生对基本理论知识的理解;另一方面,医学院校学生毕业后大部分从事临床工作,这样,他们可以根据现有资料进行相应的科学研究。除此之外,教师还可以应用具体数据,引导学生判断变量类型、资料分布类型,从而判断分析数据应采用什么样的统计学方法,这样不仅提高了学生的学习兴趣,而且提高了学生理论联系实际和解决实际问题的能力,同时也培养和强化了他们的科研意识。
4.加强统计学软件的应用。统计学学习过程中数据分析涉及到大量的数据计算,而本门课程的学习计算不是重点,方法应用才是目的。因此,卫生统计学教学应在掌握理解基本理论思想的前提下,尽快利用计算机和统计软件等先进教学手段进行实习,增加学生上机操作实践课时,让教师把教学(学生把学习)重点放在理解基本概念与原理、选择统计方法和对数据的结果解释上。目前,比较常用的统计软件有SPSS、SAS和Epidata[6]。不同的软件各有优缺点,但考虑到中医院校学生的基础,教师应该选择方法全面、操作简便的SPSS软件。通过软件学习,不但简化了繁琐的计算过程,且降低了学生学习的难度,同时,还可以利用计算机调动学生的学习积极性。
总之,在卫生统计学教学过程中,教师应转变教学思想,更新授课观念,充分调动学生学习积极性与主动性。另外,教学形式也应灵活多样,从学生对理论知识的需求和教学目的出发,以多种教学方式为手段,培养学生的逻辑思维能力为目的,使学生真正理解统计学理论知识与临床实践、医学科研、医院管理的联系,从而提高教学质量。
参考文献:
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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。
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关键词:定性资料;列联表;对数线性模型;Logistic模型
中图分类号:G4
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.01.070
1问题提出
本科生教学质量评价中除了涉及少量的定量变量(或称间隔尺度变量)外,往往更多地研究定性变量(或称名义尺度变量),这些定性变量往往只有各种状态的区别而无数量上的区别,例如学生的性别、教师职称等。
在概率统计中描述两个随机的相关程度是用线性相关系数,为了避免术语上的混淆,描述两个定性随机变量之间的相关性是指广义的相关性,称为关联性,两个定义随机变量之间的关联程度在某种意义上就是指的“不独立性”,如何直接对定性资料进行分析并给出两个定性变量之间是否立性检验?
先从引授实例切入:研讨优秀论文与依托科研的关系,这里用A表示是否获优,用B表示是否参加科研,假设从一批被调查的对象中得到的统计表,如表1所示。
3Logistic回归
对数线性模型是将列表中每格的概率(或理论频数)取对数后分解参数获得的,Logistic回归模型是将概率比取对数后,再进行参数化而获得的。在很多研究中概率比是常常遇到的,当因变量是一个多级分类的变量时,列联表就需要采用两两比较的方法。
Logistic回归要解决的问题与普通回归要解决的许多问题类似。比如在医药行业中,因变量y取0,1,…,g等g+1个不同的值,分别表示不同用药类型,y=0表示正常情况,y=1,…,g表示不同用药后的反应;药的剂量x1,性别x2,年龄x3,体重x4,血压x5,…等等为自变量x;显然因变量y与自变量x有关。很显然,这里因变量是定性的,自变量有定性的也有定量的,问这些自变量对一个定性变量的关系是否独立?不独立又会具有什么形式的联系?是线性的还是非线性的等等。
3.1Logit变换
在现实生活中常常会遇到这样的问题,即要研究某一事件A发生的概率p以及p值的大小与某些因素的关系,但由于p对x的变化在p=0或p=1的附近是缓慢的,或说不敏感的,比如像一个可靠度p已经是0.998的可靠系统,不管如何改善条件和系统结构,它的可靠度增长只能在0.000以后。于是人们就希望寻找一个形式相对较简单、且在p=0或p=1附近变化幅度较大、p的函数θ(p)。根据导数的意义,用dθ(p)dp来反映θ(p)在p附近的变化是很合适的,同时希望p=0或p=1,dθ(p)dp有较大的值,因此取
4结语
定性资料统计分析的内容丰富,方法实用,在教学质量评价实际工作中,对于列联表,可根据实际需要来选择模型,既可用对数线性模型也可用Logistic模型。研究表明了在对调查资料中进行定性随机变量之间的关联程度探讨分析时,实施数据挖掘,发现新的知识,是提高信息反馈的质量,提供决策参考的科学性与可靠性的有效途径。
参考文献
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