研究生“生物统计学”专题实训式教学模式的研究与探索

栗现芳 谢维娜 赵富强 姚立

“生物统计学”是数理统计在生物学研究中的应用，它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的一门学科。随着生物学研究的不断发展，生物统计学的应用也越来越广泛。它不仅是生物科学、生物技术、农学等相关专业学生本科阶段的专业基础课，也是生物化学与分子生物学、生态学、微生物学等专业硕士研究生的学位基础课。与其说“生物统计学”是一门课程，不如说其是一门技术，具有很强的理论逻辑性和实践应用性。

在本科阶段，“生物统计学”作为数理统计在生物学领域的应用，概念多、公式多、内容抽象，属于学习难度相对比较大的一门课程。到了研究生阶段，本着培养适应国家和地方经济与社会发展需要的研究型、应用型人才的目标，不再仅强调理论学习，而更注重理论知识在各研究领域中的应用。学习面不一定要宽，但要深入，学习深度有所加强。如果学生的基础理论知识掌握得不够牢固，那就难以实现由理论到应用的突破。在“生物统计学”教学过程中，部分学生对基础理论知识掌握不够牢固和系统、对生物统计软件操作不熟，有的学生甚至在本科阶段未接触过该门课程，又因课时有限、从理论到实际操作的衔接跨度较大等问题，导致学生难以在实践中达到熟练运用的目的。因此，有必要对这门学位基础课进行教学模式的改革与探索，以实现由理论到实践的有效跨越，达到其作为工具学科为研究生今后科研服务的目标。

以课程体系为主线，进行专题式教学设计

1.确定所需内容的范围。为保证授课的实效性和针对性，教师应参阅多个教材和资料，根据课时的要求、研究生今后试验研究的数据处理需要，合理选择常用的数理统计处理内容和方法，确定教学内容的总体框架。比如：常用到的试验资料的整理与特征数的计算、概率与概率分布、统计推断、卡方检验、方差分析、直线回归与相关分析、试验设计及其统计分析等。

2.合理调整授课顺序。教师应由简到难、循序渐进、深入浅出地进行教学，形成完整的知识链条。在注重基本知识体系系统性和完整性的同时，教师还应抓住教学重点、难点，创造性地使用教材，将教学内容融于每一个专题的理论框架中。比如，概率及其分布是统计推断的基础，可将两部分内容并入一个专题进行讲解。再如，可将试验设计的基本要素、基本原则、常用方法及其统计分析等内容和方差分析放在同一专题，以便于学生结合各自研究方向进行试验内容的设计和统计分析方法的选择。

充分引入实际案例，组织专题教学内容

在专题式教学中，实训式教学对任课教师提出了更高的要求。教师应当具备扎实、系统的理论知识、高度的归纳总结能力和熟练的软件操作能力。在讲授每一个专题之前，教师要广泛收集资料，以贴近研究生科研方向的数据资料为例，从理论分析到实际操作进行实战演练，使学生对每个内容都听明白、理解透彻，遇到类似生物学问题时能做到“四会”，即会分析数据类型、会选择分析方法、会操作统计软件、会解释结果含义，以突出学科的科学性、思想性、学术性。同时，专题实训式教学也可促使教师和研究生把教、学与科研工作、试验研究很好地结合起来。比如，可选择更符合研究生或其导师研究方向的例题数据作为分析对象，如果允许学生提供自己的试验数据并让他对数据进行分析，能极大提高学生的积极性和主动性。针对不同专业的学生，教师应侧重选择不同的案例进行分析。比如，针对试验资料的整理和特征数的计算专题，对于生态学专业和生物化学与分子生物学专业的学生来说，各自的试验资料类型、试验资料的搜集方法和整理方法都有所不同。生态学专业学生接触较多的是数量性状资料，而生物化学与分子生物学专业学生接触较多的是质量性状资料，数据资料的类型不同将会采用的获取和整理方法也不同。那么在进行这个专题的讲解和实战演练时可以有所侧重和强调，从而引起学生的强烈关注，激发学生的浓厚兴趣。

课堂专题实训式教学实现了由理论到应用的跨越

1.课前复习和预习。由本科阶段对“生物统计学”这门课程的接触，到研究生阶段的再次学习，大约会时隔两年左右。而本科阶段的基本原理、基本概念、基本方法又是后续统计分析方法选择和分析结果解释的依据，因此，学生要对本科阶段所学的理论知识进行系统复习或自学总结，为做好每一次专题作铺垫。比如，在开展试验资料的整理和特征数的计算专题时，如果学生不明白数据资料的类型，就无法选择正确的整理方法，也就得不到理想的分析结果。

2.以问题为导向。每一节课相当于一个专题，会有一个专门的问题等待解决，进入研究生阶段更是如此。学生各有自己的研究方向和研究内容，教师应以最贴近学生研究方向的实际问题为例进行导课，不断激发学生的学习兴趣。比如，在统计推断专题中，样本平均数的假设检验方法有u检验和t检验，其中t检验又分为单一样本t检验、独立样本t检验和配对样本t检验。这时，教师可列举几種符合不同检验方法的实际问题，告诉学生遇到不同情况时应该怎样选择方法和进行分析，让学生带着问题进入课程内容的学习，使学习更有针对性。

3.课堂上先总结理论基础。在课堂教学中，教师应先进行理论知识的简要介绍、回顾和系统总结，强化学生对该章节内容的整体掌握，以便于其以后将理论应用于实践。比如，在绪论部分，除了简要回顾生物统计学的概念、基本内容和作用，明确学习目标和任务外，教师还需重点强调常用的统计学术语，包括总体、个体与样本、变量与常数、参数与统计数、效应与互作、误差与错误、准确性与精确性等最基本的概念。又如，在进行方差分析专题时，教师首先必须明确什么是方差分析，它有什么用途，与卡方检验、u检验或t检验有什么区别，在什么情况下适合用方差分析，方差分析时有哪些统计软件可选。只有总体上明确了这些基本原理，才能在解决实际问题时选择恰当的分析方法和统计软件，才会进行正确的数据分析，得出可靠的分析结果和研究结论。统计软件分析生成结果的解释也离不开理论知识的指导，统计软件属于工具，操作过程属于技术，而基本理论才是根本。

4.围绕案例介绍软件使用方法。在学生系统掌握理论知识的基础上，教师可围绕实际案例深入浅出地介绍如何进行有针对性的数据处理，推荐选用Excel和SPSS两种统计软件进行数据处理操作。比如，在进行假设检验和统计推断时，教师要根据问题研究的目的、样本容量的大小（大样本或小样本）、数据的类型（间断变量或连续变量）以及样本数的多少（单样本、独立样本或配对样本），选择是用u检验、t检验、卡方检验还是方差分析。应在理论的指导下确定检验方法，分别用Excel和SPSS两种软件介绍同一数据处理的操作过程，包括软件的获取与安装、数据的输入与保存、方法路径的选择、参数的设置、结果的生成、对结果的合理解释以及两种软件优缺点的对比与总结等，使学生在浓厚的兴趣下，以解决实际问题为出发点，实现从理论到应用的跨越。

5.实战演练操作过程。教师要留出部分时间让学生进行上机操作练习，使其对当次专题所讲的理论内容和应用方法能熟练掌握。在每次专题中，学生对理论知识进行系统总结后，可直接将其用于实际案例问题的解决，再结合相关统计软件，及时掌握软件的实际操作。学生要在每一节课中都能将理论与实践很好地结合起来，实现理论到实践的有效跨越，凸显研究生阶段课程学习的特点。

采用多样化的教学手段和考核方式

教师可利用学校或学院数码实验室中已有的硬件设施，通过生物统计学软件，结合多媒体教学和现场实训等方式，引导学生先观摩演练，随后再进行操作练习，为学生提供宽松的学习空间和实践条件，充分调动学生的视觉、听觉和思维去获取知识，培养他们观察问题、分析问题和解决问题的能力。

教师尤其要注重学生运用基本理论、基本方法解决实际问题的能力。在考核时，可先给出试验资料，让学生按要求对数据进行相应的统计处理，从数据的理论分析、方法选择、软件选择、数据输入、处理步骤到结果生成，以及对结果每一项指标的解释和最后的总结判断等多方面考核学生从理论分析到实际应用整个过程的掌握程度。考核范围涉及全部专题内容，将学生在每次专题中的课堂表现计入平时成绩，注重研究生阶段应用能力的培养。

结  语

“生物统计学”是生物学相关专业中既重要又实用的专业基础课，研究生阶段更注重学生对课程实际应用能力的培养，这就要求学生既要理论扎实，又要技术熟练。随着计算机应用技术的快速发展，生物统计软件的不断更新和升级，教师可结合课堂教学中存在的实际问题，进行专题实训式教学模式的改革和探索，以加强研究生的学习兴趣。教师不仅要注重学生对理论知识的系统归纳和总结，更要重视学生对知识实际运用的掌握，使其课堂学习目标明确、态度积极、理论扎实、操作熟练、理论与应用过渡自然，让学生能熟练运用生物统计学原理和方法解决各自研究中涉及的生物学问题，实现学以致用的目的。

参考文献：

[1]姜红霞：《Origin软件在生物统计学教学中的应用》，《陕西教育》2009年第3期，第82-83页。

[2]邢光南、管荣展、赵团结、盖钧镒：《比较法在生物统计实验教学中的应用》，《生物学杂志》2017年第2期，第112-115页。

[3]汪波、李文芬、颜亨梅：《教师科研项目在实验教学改革中的应用》，《生物学杂志》2018年第6期，第107-110页。

[4]李兰芝、陈渊、易图永：《浅谈〈R语言与生物统计学〉的“慕课学习+翻转课堂”教学模式》，《教育教学论坛》2019年第3期，第193-194页。

[5]李辉、王振军、陈华鑫、陈永楠、俞鹏飞：《以应用能力训练为导向的材料工程专业学位研究生案例教学研究》，《陕西教育》2018年第3期，第52-53页。

[6]李馨、李井春、赵春霞、刘胜军、鞠晓峰、王丽华：《案例教学在生物统计与试验设计课程中的应用体会》，《畜牧与饲料科学》2013年第10期，第53-54页。

[7]许金根、程郁昕、靳二辉、宁康健、李升和：《地方应用型高校〈生物统计学〉教学改革探讨》，《畜牧与饲料科学》2018年第1期，第82-85页。

[8]袁文業、彭惠茹、张洪亮、刘文欣、华金平、苏胜宝、孔繁玲：《基于网络教学平台的“生物统计学”教学改革及实践效果分析》，《中国农学通报》2011年第4期，第478-482页。

作者单位：延安大学生命科学学院   陕西延安

[摘  要]本文基于研究生阶段“生物统计学”教学理论基础不扎实、生物统计软件应用少、理论到应用跨度大的问题，结合研究型、应用型的人才培养目标，尝试专题式教学和课堂实训式教学相结合，进行新教学模式的探索和实践，主要包括设计专题式教学课程体系、充分引入实际案例、采用课堂实训式教学方法、多样化教学手段和考核评价方式等措施，充分利用各种教学条件激发学生的学习兴趣，实现由理论到实践再到应用的跨越，进一步提升研究生课程的教学效果。

[关键词]研究生  生物统计学  教学模式  专题实训式