SPSS统计软件在提高生物统计学课程教学效果中的应用

谭启玲，任 涛，党丽娜，孙学成

(华中农业大学资源与环境学院，湖北武汉430070)



SPSS统计软件在提高生物统计学课程教学效果中的应用

谭启玲，任 涛，党丽娜，孙学成*

(华中农业大学资源与环境学院，湖北武汉430070)

结合SPSS统计软件，从教学方法、数据分析实例等方面对农业高等院校的生物统计学相关课程的教学进行阐述，以说明通过SPSS统计软件对生物统计学课程教学进行改革，能简化繁琐的统计计算过程，降低学生学习该课程的难度，提升学生数据分析的实际能力。

生物统计学；SPSS统计软件；教学方法

计算机统计软件已是科研人员对数据进行分析必选的工具[1-2]，农业院校的学生也需要利用计算机来处理试验数据。与数据统计与分析相关的课程，如生物统计学等一直是农业院校的一门实践性非常强的专业必修课程，是开展农业相关研究及试验设计的基础，有助于对试验结果进行数据分析，以得出科学合理的结论，是需要将理论与实践结合起来的一门应用性课程。该课程需要有高等数学、微积分、线性代数、概率论与数理统计等相关基础知识，是农业院校大学生普遍觉得难学却又必须掌握的一门课程。枯燥的理论、难记的公式、繁琐的计算、统计结果的不易理解等，一直是学生学习该课程的难关，也加深了授课的难度与深度。

将SPSS(Statistical Product and Service Solutions)统计软件与该课程的教学相结合，从传统的注重计算过程到现在通过统计模块的选择来进行统计计算，明显提升了教学效果，也是提高相关课程教学与学习效果的改革方法之一[3-4]。笔者通过计算机SPSS统计软件的实践教学淡化数据计算过程，加强数据类型的判断、数据处理结果的分析，提高学生对生物统计学课程学习的兴趣，牢固掌握数据分析的方法。1 传统的教学方法与特点

传统的生物统计学教学一般注重数据分析中的计算过程，这在过去用计算器计算的时代是得到正确结果的保障，却并不适合各种统计软件已非常成熟的今天。

1.1 注重理论的掌握 通常将基本概念、计算公式及推导步骤作为讲授重点，并通过举例来让学生掌握统计计算的涵义及各部分所能解决的问题。这个过程中就包括繁琐的公式及计算过程，每讲解一个例题要花费较长时间。对于概率论与数据统计相关基础知识薄弱的农业院校学生来说，实在是难于理解，从而导致农业院校学生对数据统计分析望而生畏。这种情况在农业院校的大学生中普遍存在，已严重影响学生对试验数据的处理与分析。

1.2 需要记住繁琐难记的公式 需要记住相应的计算公式才能进行正确的计算，会加重学生学习的负担，并且因为这些公式极易忘记，所以学习效果不太理想。

1.3 强调计算过程 这是在传统统计计算中保证结果正确的方式，而这个过程在统计软件中已属于后台运算过程，并且只要模块选择正确，计算过程就会正确。

2 利用SPSS统计软件的教学方式与特点

将SPSS统计软件与生物统计学课程教学相结合，其教学方式就从过去的注重公式推导与数据计算变为强化数据模型选择的教学方式[5]。其特点有以下几个方面：①基础理论的教学与模块的选择相结合：将数据统计中误差的计算、假设检验、方差分析、回归分析及聚类分析等主要统计分析方法的基础理论与SPSS统计软件中的模块结合起来进行教学，让学生在掌握相应统计分析方法理论的同时掌握SPSS统计软件中的相应模块；②不再需要记繁琐难记的公式：因为这些公式都包涵在模块的正确选择中；③不再强调计算过程：因为这个过程在选择了正确的模块后，计算机会通过后台运算迅速给出正确的结果，这个计算过程并不被关注。3 课程教学实例

湖北省黄棕壤N、P、K三大要素肥料大豆的盆栽试验。试验方案为三因素二水平的完全试验方案(共8个处理)，N、P、K分别设不施肥和施肥两个处理，各处理设5次重复，其产量结果如表1，试对N、P、K的肥效进行分析。

3.1 模块的选择 这个数据属于三因素二水平(23)的完全试验方案，三因素间存在交互作用，所以可以采用方差分析的模块，并且需要进行N、P、K三因素的主效应、一级交互作用(N×P、N×K、P×K)以及二级交互作用(N×P×K)的计算，这样在多重比较中，就需要采用Duncan或Turkey等多重比较方法，不能采用LSD的多重比较方法，因为Duncan或Turkey法是针对非独立多因素试验数据的多重比较，而LSD则是针对因素间是互相独立试验数据的多重比较。这个过程是结合方差分析的基础理论知识，让学生掌握在SPSS软件中进行模块选择的方法。

3.2 数据计算 对于这组数据既可以得到单因素的主效应、因素的一级以及二级交互作用外，还需要对8个处理进行多重比较，以选出最优试验方案。所以需要利用SPSS统计软件中的模块对这组数据进行二次计算，其中一次是对所有处理进行计算，一次是将处理分为主效应、一级以及二级交互作用进行计算。

表1 N、P、K肥对大豆产量的影响

3.3 SPSS软件的计算结果与解读 由表2可知，P、K肥对大豆产量有极显著的增产效应，而N肥对大豆的增产效应不显著；N、P、K肥间的一级交互作用以及二级交互作用都不显著。

表2 主体间效应的检验(对每个因素效应的计算结果)

Table 2 Test on main body effect(calculation results of each factorial effect)

源SourceIII型平方和III-typequadraticsumdf均方MeansquareFSig.校正模型Cali-brationmodel549.658a1149.9695.9040N6.40016.4000.7560.392P384.4001384.40045.4150K84.100184.1009.9360.004NP9.02519.0251.0660.311PK7.22517.2250.8540.363NK1.22511.2250.1450.706NPK0.90010.9000.1060.747重复Repetition56.383414.0961.6650.186误差Error236.998288.464总计Total139672.88040校正的总计Correctedtotal786.65539

由表3可知，在这个试验中，处理对大豆产量有极显著的增产效应，但到底哪几个处理有显著的增产效果，则需要进行多重比较。

将表4对SPSS统计软件输出的多重比较结果转换为字母标注的多重比较结果，见表5。

表3 主体间效应的检验(对总的处理效应的计算结果)

Table 3 Test on main body effect (Calculation results of total treatment effect)

源SourceIII型平方和III-typequadraticsumdf均方MeansquareFSig.校正模型Cali-brationmodel549.658a1149.9695.9040处理Treatment493.275770.4688.3250重复Repetition56.383414.0961.6650.186误差Error236.998288.464总计Total139672.88040校正的总计Correctedtotal786.65539

表4 对所有处理产量的多重比较结果(Duncan法，P<0.05)

表5 字母标注的多重比较结果

注：图中不同字母表示差异显著性达5%水平。

Note：Different letters indicated significant differences at 5% level.

由上表可知，NK、NP、P、PK、NPK这5个处理都较对照显著增产，而N、K处理相对于对照增产效应不显著；其中产量最高的试验处理为PK及NPK处理。

3.4 结论 从以上的3步分极及计算过程可知，结合SPSS来进行试验设计与数据分析课程的教学，只需要将数据的模块选择正确，再对输出的数据结果进行正确的解读，就很容易得到一个相对比较复杂的试验设计数据的统计分析结果。

4 课程教学效果

通过2015年两个班两种不同教学方法的教学，以非实名进行了相应的调查与数据分析。结果表明，结合SPSS统计软件进行实践教学班的学生，能很好地对试验数据归类并选择正确的统计软件模块，而传统重视理论的教学班的学生实际处理和分析数据的能力显著要低。2016年全部采用结合SPSS统计软件进行理论与实践相结合的教学方法，大部分学生都掌握了最基本的数据处理与分析方法，哪怕是概率论与数据统计相关基础较差的学生，虽然在数据处理理论知识的掌握方面可能还不是非常牢固，但他们实际处理和分析数据的能力有了很大的提升，其在结业考试中的不及格率从过去的5%～7%下降到目前的1%左右。因为在利用SPSS统计软件进行课程教学的过程中，可以不再用到这些理论基础知识，只需要他们能对数据类型进行正确的归类，在SPSS软件上选择正确的数据分析模块，能对数据分析结果进行正确解读，就能很好地进行诸如概率计算、假设检验、方差分析、相关与回归分析、协方差分析等基础的数据处理。建议在农业高等院校的试验设计与数据分析相关课程教学中，都能结合统计软件进行教学，因为现在的大学生需要掌握的是实际处理数据的能力，而非数据分析的理论知识。

[1] 蔡朝阳，韩秀梅，吴国学，等.统计分析软件SPSS在化探数据处理中的应用[J].矿床地质，2010(29)：635-636.

[2] 张晓冉.统计分析软件在科研与教学中的作用[J].教学研究，2003，26(1)：74-75，94.

[3] 姚玉昌，滕小华，赵骞，等.有效结合SPSS统计软件，提高《生物统计学》教学效果[J].黑龙江畜牧兽医科技版，2012(8)：161-162.

[4] 杨洁，刘娟.《统计分析软件应用》课程教学方法及教学实践的探讨[J].沈阳师范大学学报(自然科学版)，2013，31(2)：257-259.

[5] 张群，李继云.基于SPSS统计软件实践教学改革路径探讨[J]． 经济研究导刊，2015(19)：235-236.

Application of SPSS Statistical Software in Improving the Teaching Effect of Course Biostatistics

TAN Qi-ling, REN Tao, DANG Li-na, SUN Xue-cheng*

( College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan, Hubei 430070)

Combining with the SPSS statistical software, teaching of agriculture university course Biostatistics was elaborated from the aspects of teaching method, data analysis and so on. Teaching of course Biostatistics was reformed by SPSS statistical software, which could simplify the complicated statistical calculation process, reduce the learning difficulty of students in the course, and promote the college students to master the skill of data analysis.

Biostatistics; SPSS statistical software; Teaching method

华中农业大学2014年度教学研究项目(2014B14)。

谭启玲(1966- )，女，湖北松滋人，副教授，博士，从事柑橘营养诊断与施肥方面的研究以及生物统计学相关教学工作。*通讯作者，副教授，博士，从事植物钼营养机理研究以及农产品品质安全相关的教学工作。

2016-09-02

S-01

A

0517-6611(2016)31-0245-02