对《生物统计学与试验设计》教学改革的思考

邱先进，张文英，李俊凯 长江大学农学院，湖北荆州434025；

主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心，湖北 荆州434025

生物统计学是数理统计学的原理和方法在生命科学中的应用，是搜集、整理、分析和解释生命科学中随机变量的数量特征和变化规律的学科［1］。农学类的生物统计主要研究的是农业相关所有的生物现象，并通过这些生物现象揭示规律，从而指导农业生产，因此在农业研究领域十分重要。试验设计错误或分析方法有误，可能导致研究结果错误，甚至给农业生产造成巨大损失［2，3］。因此，全国农业高校都十分重视《生物统计学与试验设计》课程的教学。该课程主要包括田间常用的基本试验方法和数据的统计分析2大部分，是农学等专业的专业基础课。如何在规定时间内提高生物统计课程的教学效率，改善其教学效果，让学生扎实地掌握田间试验的方法，能熟练对获得的原始数据进行统计分析，为将来科学研究打下基础，是每位从事《生物统计学与试验设计》教学的老师面临的严峻现实。

长江大学农学院在近30年来对该课程的教学方式进行了不断探索，本研究结合近年来迅速发展的教学变革进行了一些思考。

1 《生物统计学与试验设计》教学中面临的突出问题

1.1 课程较难，学生无法理解

长江大学农学院在二年级上学期开设该课程，是由于学生已经学习了《高等数学》、《线性代数》和《概率论》等该课程所必需的先修课程。但是大一学生整学期进行大类学习，农学相关的课程中仅仅学习了植物学，其他专业课基本没有开设，导致学生对农学专业十分陌生。该课程的特点之一是需要接触大量田间试验的相关实例，而学生在这方面十分欠缺，因此在理解上存在很大困难。另外，学生们从未参与过科学研究活动，也没有接触过试验设计，因此没有重视该课程，认为学不学无关紧要。从考试情况来看，考试成绩呈现正态分布，多数学生仅仅处于及格阶段。学生对基本的计算方法已经掌握，但是对细节掌握不好；且只懂得如何进行简单的统计分析，完全不懂得如何设计试验，更不了解进行科学试验需要经历哪些步骤［1］。

1.2 课程抽象，理论繁琐，公式复杂，学生毫无兴趣

《生物统计学与试验设计》是应用数理统计方面的原理和方法解释生物学现象、解释自然规律的学科，属于应用统计学的一个分支。该课程中含有大量的公式、理论和概念，十分抽象，普通学生根本难以理解。因此，学生普遍反映该课程学习起来非常枯燥，学习积极性不高，甚至有很多学生根本不上课，考试复习时直接记忆书上的公式。此外，为了改善教学效果，往往会给学生留课后作业，帮助他们理解。但是，由于作业计算量大，需要花费大量时间，导致学生对该课的学习更无兴趣。

2 《生物统计学与试验设计》教学改进思路

2.1 改变教学思路，多让学生参与科研，以科研带动课程教学

《生物统计学与试验设计》是一门与实践联系十分紧密的课程，因此在实践中让学生理解该课程的理论和试验设计方法显得十分必要，因此可以变抽象为具体，变繁琐为简单，收到非常好的教学效果。该课程总课时为60课时，其中理论课为50课时，实验课为10课时。可以适当增加实验课的比例，在实验课上多讲试验设计，将理论课与实验课融合起来，便于学生理解。此外，长江大学农学院连续多年来一直开展“两基三段式”教学［4，5］，许多学生在大一结束时就进入老师的团队进行科学研究。对于这样的学生，任课老师可以在他们的科研活动过程中与团队老师共同指导，帮助他们正确设计试验，顺利开展科研，并且指导他们进行统计分析。对于没有参加科学研究的同学，可以由参与科研的同学组成兴趣小组，将研究过程对没有参与科研的同学进行讲解，帮助他们认识试验设计、试验过程及后期数据如何进行统计分析。

此外，教师可以多给学生讲解自己科研过程中的实例，帮助学生理解。如笔者曾从事了水稻粒型基因的挖掘工作，曾经构建了一些遗传群体，并进行了不同材料之间的比较。该科研活动中需要用到的基本统计学方法包括统计描述（平均数和标准差等）、方差分析、t测验、χ2检验和相关性分析等［6，7］。可在教学过程中结合这些实例给学生讲解，让他们觉得这门课不是那么遥不可及，能为自己将来进行科学研究奠定基础，由此增加他们的学习兴趣。另外，在讲解试验设计过程中，教师可以穿插一些曾经科研过程中的经验和教训，让学生明白怎么样的试验设计是好的，在设计过程中应注意哪些问题，避免以后犯错误，同时还可以起到活跃课堂气氛的作用。

2.2 针对课程特点，多种教学方法相结合，达到事半功倍的效果

《生物统计学与试验设计》内容抽象，理论性强，枯燥无味，且公式繁琐、计算量大，因此单一的教学方法很容易让同学们注意力不集中，严重影响教学效果。在教学过程中，需要授课教师根据不同的教学内容采用多种不同的教学方法。

目前，长江大学几乎所有教室都安装了多媒体。多媒体教学可以使学生们对生物试验有直观具体的认识，部分解决该课程抽象枯燥的缺点，而且可以加快教学进度，因此受到了学生的一致欢迎。在教学过程中，可以适当增加图片、视频等信息，增加学生的感官认识，便于学生理解，活跃课堂气氛，增加学生的学习兴趣。而在进行公式推导时，就要在黑板上一步步讲解和演算，将推导过程详细罗列出来，便于同学们掌握。

在统计分析部分的讲解中，要明确学生应该掌握的重点内容，即如何读懂分析的结果，并根据结果解释生物学现象，并指导农业生产实践。在计算机高速发展的今天，统计学家已经开发出了数量庞大的统计软件，这些软件中最具代表性的有Excel、SPSS和SAS等［8～11］。应当加大软件讲解的力度，着力帮助学生深入理解数据统计分析的应用范围和使用方法，使他们能正确使用软件，并能读懂软件分析的结果，能根据结果对生物学现象进行解释。

此外，该课程的教学不能仅限于课堂，要逐步实行开放式教学。将教学教案等教学文件通过网络平台传给学生，建立相关的QQ群，并主动告知自己的电子邮箱，方便与学生交流。同时要定期安排答疑，遇到学生反映较多的问题，还可以找集中的时间统一、详细再讲解一遍。

3 结语

《生物统计学与试验设计》理论性强，内容多，概念公式多，学生们普遍反映学习起来枯燥乏味，学习兴趣不大，教学效果也不好。教师在教学过程中，要通过各种方式调动学生的积极性，将抽象的内容具体化，使学生易于接受。同时采用多种教学手段，帮助学生理解和掌握课堂上所讲的内容。另外还要让学生多参与科研，在科研中启发他们对于该课程的认识，并将书本上的知识应用在实际科研过程中，以提高教学效率，改善教学效果。

［1］石培春，龚江，李春艳.“生物统计”课程教学探索和思考 ［J］.课程教材改革，2012，（10）：103～104.

［2］张焱.对改革生物统计课程教学的探索 ［J］.四川师范学院学报（哲学社会科学版），1996，（6）：113～115.

［3］李辉，蔡惠芬，施晓丽.《生物统计附试验设计》课程教学实践探讨 ［J］.时代教育，2014，（8）：45～49.

［4］章松柏，郭灵芳，张长青，等.农学类专业“三段式”实践教学模式的探索与实践研究 ［J］.科教研究，2007，（17）：65～66.

［5］王文凯，姚安庆，孙文学.校外实践教学基地建设的探索与实践——以长江大学农学院为例 ［J］.安徽农业科学，2007，35（29）：9383～9385.

［6］邱先进.水稻粒型主效基因qSS7的定位与鉴定 ［D］.武汉：华中农业大学，2013.

［7］Qiu X J，Gong R，Tan Y B，etal.Mapping and characterization of the major quantitative trait locusqSS7associated with increased length and decreased width of rice seeds ［J］.Theor Appl Genet，2012，125：1717～1726.

［8］范平，崔党群，詹克慧，等.Excel软件在生物统计实验教学中的综合开发应用 ［J］.实验技术与管理，2003，（2）：65～69.

［9］宁海龙，姜振峰，张淑珍，等.运用现代教育技术改革《生物统计与田间试验》课程的教学手段 ［J］.东北农业大学学报（社会科学版），2005，（1）：95～97.

［10］魏卫东.基于提升学生科研素质的《生物统计》教学改革 ［J］.科教论坛，2013，（32）：39～140.

［11］高忠江，施树良，李钰.SPSS方差分析在生物统计的应用 ［J］.现代生物医学进展，2008，8（11）：2116～2120.