高等院校生物类本科专业统计课程的思考

唐毅

摘 要 统计类课程对培养学生运用统计原理与方法，收集、整理、分析数据，探索生命科学内在规律，解决生产、实践中具体问题的能力至关重要。如何设计统计课程才能应对生物类本科专业教学面临的挑战值得深入思考。现阶段统计课程教学中存在学生缺乏参与感、课程考核方式单一、学生解决实际问题能力不足等问题。为解决这些问题，可采用引入计算机模拟演示、增加课程考核环节、引导学生参与科研等对策。

关键词 统计学 R软件 计算机模拟 课程考核

中图分类号：G642文献标识码：A

Reflections on Higher Institute Biology Undergraduate

Professional Statistics Courses

TANG Yi

（Academy of Science， Liaoning University， Shenyang， Liaoning 110136）

Abstract Statistics courses to train students to use statistical theory and methods to collect， collate， analyze data， and explore the inherent law of life sciences to solve production， vital capacity practice specific issues. How to design a curriculum to meet the challenges of biological statistics Undergraduate Teaching faced worth deep thinking. Statistics stage presence teaching students lack a sense of participation， single curriculum assessment methods; students lack the ability to solve practical problems and other issues. To solve these problems， we can introduce computer simulation demonstration， increase course examination session， guide students to participate in research and other countermeasures.

Key words statistics; R software; computer simulation; course assessment

高等院校生物类本科专业包括生物科学、生物技术、生物工程。尽管三个专业在培养目标和课程设置有差异，但统计类课程（一般为生物统计学）是三个专业共同的专业基础课程。统计类课程对培养学生运用统计原理与方法，收集、整理、分析数据，探索生命科学内在规律，解决生产、实践中具体问题的能力至关重要。但统计课程具有理论性强、公式繁多，计算复杂的特点，对于初步接触概率论和数理统计的本科生而言，具有相当难度。而且，随本科培养方案和教学大纲的调整，统计类课程的课时有被压缩的趋势。此外，生命科学的迅速发展，以基因测序技术为代表的新技术日趋成熟，大数据时代的来临，对统计课程设置在统计分析方法和数据处理能力培养方面均提出更高要求。有鉴于此，如何设计统计课程才能应对生物类本科专业教学面临的挑战值得深入思考。

1 现阶段存在的问题

1.1 学生缺乏参与感

教学中发现，相当比例的学生课堂上缺乏参与感。主要体现在以下方面： （1）自己看书，不听教师讲课;（2）玩手机，玩笔记本电脑，玩平板电脑;（3）不积极思考教师提出的问题。

学生课堂上缺乏参与感的原因固然有网络资源丰富、学生对所学专业不感兴趣等客观原因，更重要的原因在于，一方面统计类课程理论性强，需要公式推导，且前后课程知识点联系紧密，部分學生基础薄弱，难以跟上课程进度;另一方面，教师教学方法单一，较难长时间吸引学生注意力。据统计，教师吸引学生注意力的时间为15～20分钟。以一节课40分钟计算，大约50%～62.5%的时间教师不能很好地吸引学生注意力。这意味着这部分课堂时间的利用效率比较低。

1.2 课程考核方式单一

教学中普遍采用的成绩评价体系由平时成绩、期中成绩和期末成绩组成。其中，平时成绩一般用课程作业考核，期中、期末成绩采用考试方式考核。这样的成绩评价体系具有操作简单的优点，但难以完全反映学生对课程内容的掌握程度和对统计思想的理解深度。

由于课时所限，课堂讲授内容有限，课程重点和难点较集中。考试前，学生通过习题练习可掌握相关内容，但对其中蕴含的统计思想和解决新问题的能力未能得到很好培养。另一方面，课程作业以题目为导向，未能充分挖掘学生的潜力。

1.3 学生解决实际问题能力不足

培养学生解决实际问题的能力是教学目标的重要方面。但在实际教学过程中，通过课程学习，学生解决实际问题的能力未能得到有效锻炼。体现在以下方面：（1）学生缺乏主动运用统计学原理和方法解决身边具体问题的意识;（2）在面对具体问题时，欠缺选择分析方法的能力;（3）缺乏分析数据的技巧;（4）缺乏将数据分析与解决问题联系的能力。

学生解决实际问题能力不足存在多方面原因。其中很重要的一点是，课堂学习过程中缺少独立思考。传统的课程教学是教与学的过程，教师与学生在这过程中的主要作用分别是传授知识和学习知识。而从传授知识到学习知识之间缺少练习、反思过程。这些过程对于培养学生运用所学知识解决实际问题的能力至关重要。

2 对策

2.1 引入计算机模拟演示

PC计算机性能的提升和统计软件的发展，使得教学中涉及的统计学方法和思想可以通过计算机模拟的方式在课堂上呈现出来。目前常用的统计软件包括R，SPSS，SAS，Matlab，Minitab，Stata，MS Excel 等。其中R软件是免费、源代码开放软件，可通过网站和镜像下载，并可针对具体教学需要安装不同Packages。而且R具有强大的图形展示能力，因此是一款非常适合在统计课程教学中使用的软件。

R软件可以实现的统计学教学内容包括以下内容：（1）统计描述，常用的函数有mean（算术平均数），sqrt（平方根）， sd（标准差），var（方差），range（极差），median（中位数），和sum（求和），max（最大值），min（最小值）;（2）统计绘图，barplot（柱状图）、pie（饼图）、hist（直方图）、stem（茎叶图）、boxplot（箱线图）、plot（散点图）;除此之外，还可以使用lattice 等程序包输出更为复杂图形;（3）统计检验， t.test（t 检验），aov（方差分析），chisq.test（卡方检验），cor.test（相关系数检验）。

计算机模拟演示的方式具有以下优点：（1）有利于增进学生对知识的理解。可通过调节函数的参数，实现动态图形输出，从而加深学生对统计方法的理解;（2）把抽象的理论知识和实践联系在一起，增加学生学习统计的兴趣;（3）培养学生利用软件解决问题的意识和能力;（4）针对具体教学内容，编写相关程序，使软件完全为教学服务。

2.2 增加课程考核环节

由平时成绩、期中成绩和期末成绩组成的成绩评价体系，扩展为课堂问答、课程作业、期中项目训练、期末考试。课堂问答通过讲授新内容时提问原有知识点，达到巩固旧知识，实现新旧知识之间的衔接。课堂问答可计入平时成绩，最终反映到课程得分，以提高学生回答问题的积极性。期中项目训练通过学生自由分组，共同解决一个具体问题的方式，引导和培养学生运用所学统计知识解决实际问题的能力，同时培养学生团队合作意识。在项目选择上特别要注意控制项目难度。难度过大或者耗时太长的项目易导致学生产生消极畏难情绪。因此，难度应控制在课程涉及到的统计学知识范围内，或者稍微扩展。

增加课程考核环节的优点在于：（1）培养学生利用自身能力解决问题的能力;（2）培养学生团队合作精神;（3）发挥解决问题能力强的学生的积极性;（4）使得课程分数更准确反映学生解决问题的能力。

2.3 引导学生参与科研

本科生参与科研首先需要教师具有科研经验并接受过完整的科學训练。教师具备相应的科研能力后，才能对学生进行指导。其次，教师应为本科生设计科研题目和科研步骤，在题目设计时应侧重统计方法的运用;再次，教师应在论文写作和科研项目报告等方面继续指导。最后，教师应引导学生对科研过程进行回顾与总结，激发学生的学习兴趣。

本科生参与科研具有以下优点：（1）培养学生解决具体问题能力;（2）培训学生掌握科研规范，为撰写科技论文打下基础;（3）增加学生自信心，培养创新能力。

参考文献

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