基于试卷分析的生物统计学教学改革效果评价与教学反思

李玉阁 周明 付锦朋

关键词：生物统计学;试卷分析;总成绩;效果评价;教学反思

考试是有效衡量学生学习情况和教师教学效果的评价方法。试卷是考试测量的工具，试卷分析是教师教学工作不可缺少的环节之一。通过试卷分析不仅能客观评价教师的教学质量和学生的学习水平，还能根据学生对试卷的答题情况发现教学活动中的薄弱环节，为今后课堂教学改革和构建试题库提供重要的参考。

生物统计学是数理统计在生命科学研究中的应用，为生命科学研究提供实验设计和数据分析的基本方法，是生命科学研究中不可或缺的工具学科。生物统计学的理论性和实践性均较强，教与学的难度相对较高。如何用通俗易懂的语言使学生理解重要而抽象的统计学概念和理论，把握生物统计学的核心思想，形成明晰的课程体系，使学生在理解相关实验设计、统计分析方法原理和适用条件的基础上，能正确选择合适的统计分析方法来解决实际问题，是生物统计学课程教学的重点和关键。

2018年以来，我院的生物统计学课程由3学分、54学时压缩为2学分、36学时，如何优化课程体系和教学方法，在课时压缩的条件下完成教学任务，保证教学质量，将是教师面临的严峻考验。为此，尝试采用启发式教学及利用思维导图引导学生梳理统计学基础理论，理解统计学的思想精髓，掌握常用实验设计和统计分析方法及适用条件。同时，在引入SPSS统计分析软件的基础上，简化数学推导过程，加强典型实例、SPSS软件操作步骤和输出结果的正确解读，注重培养学生的科学思维能力，提高学生解决实际问题的综合应用能力。同时，在互联网+教育背景下，充分利用微信、超星学习通平台、雨课堂等在线平台，开展线上线下相结合的混合教学，强化课堂师生互动，加强课程的过程陛学习监督和学习效果评价，力求在课时压缩的情况下，做到教学内容和质量不缩水。

为检验教学改革效果，了解教学中的薄弱环节，利用SPSS软件对我院2014-2017级生物科学和植物科学与技术专业的541名学生的生物统计学试卷进行分析，以期为今后课堂教学改革及提高生物统计学教学质量提供教学启示。同时，也为其他课程教师有效开展试卷分析和基于试卷分析进行教学反思提供参考。

一、研究对象与试卷分析方法

（一）研究对象

以2014-2017级生物科学和植物科学与技术专业共541名学生的期末考试成绩为基础数据，每年试卷的题型、题量和难度相当，但重复率不超过20%。试卷满分为100分，闭卷考试，120分钟完成答卷。试卷题型有名词解释、单项选择、判断、简答、计算和综合分析6种题型，不同题型的分值和考查的要点见表1。

（二）试卷分析方法

1、总成绩分布的正态性检验及成绩差异的方差分析。在统计每份试卷每题得分和总评成绩的基础上，利用IBMSPSS19.0软件绘制不同年级期末成绩的频率分布图和正态拟合曲线，并对成绩分布的正态性进行Kolmogomv—Smimov检验。采用单因素方差分析对不同年级总评成绩进行差异显著性检验。

2、不同年级学生成绩等级划分和构成比差异的卡方检验。根据总评成绩将学生划分为优（≥190）、良75～90）、中60～75）、差（<60）四个等级水平，对不同年级、不同等级水平的学生人数进行统计，采用构成比的卡方检验对分布频率差异进行显著性检验。

3、不同年级、不同成绩等级每题得分率的比较分析。利用IBM SPSS19.0软件，统计不同年级、不同成绩等级学生的每题得分率，比较不同年级各题得分率的差异，以分析学生成绩差异的主要原因，找出教学中存在的薄弱环节。

二、基于生物统计学试卷分析

（一）学生总评成绩的正态性检验及方差分析

4个年级学生的生物统计学总成绩频率分布见图1。图1表明，4年的生物统计学成绩均符合正态分布（P>0.05），年级间的学生成绩存在极显著差异（F=11.36，P<0.001）。尽管2016和2017级学生的课时从3学时压缩为2学时，但平均成绩仍呈现出显著或极显著的逐年升高趋势（见表2），2014级、2015级、2016级、2017级的平均成绩依次为：63.33<69.27<71.81<73.98。2016和2017级的平均成绩极显著高于2014级，2017级的平均成绩显著高于2015级，2015级的平均成绩极显著高于2014级，2016级与2017级间差异不显著。

（二）4个年级不同成绩等级分布频率的卡方检验

为比较不同年级学生的整体学习效果，对4个年级的成绩按照优（1>90）、良75～90）、中60～75）、差（<60）进行分组，并对不同年级、不同分数组的分布频数和构成比差异进行卡方检验（见表3）。结果表明，经过2年的教学改革，不同年级的成绩构成比例发生了极显著（x2=39.713，df=6，P<0.001）的改变，从2014级到2017級，优、良率呈显著的逐年上升趋势，而不及格率呈显著的逐年下降趋势。其中，90分以上的优秀率从2014级的不足4%上升到2017级的16.15%，75分以上的优良率从2014年的30%提高到2017年的55%。不及格率从2014级的将近42%下降到了2016和2017级的18%左右。

（三）不同年级、不同等级学生总评成绩差异的原因分析

为分析不同年级、不同等级学生成绩差异的主要原因，找出教学中存在的薄弱环节，对4个年级不同分数组（优、良、中、差）的平均总评成绩和各题的平均得分率（见表4）进行比较分析。结果表明，不同年级、相同分数组别学生的平均总评成绩相差不大，但不同等级组别在不同题型的平均得分率，年级间差异明显，其中，优、良组学生各题的平均得分率逐年提升幅度均十分明显，尤其是考核学生对统计学核心思想理解的简答题和考核学生解决实际问题能力的综合分析题，得分率提升幅度最为明显，从2014级的平均得分率60%左右上升到2015-2017级的90%以上，得分率超过2014级的1.6倍。其次是计算题和判断题，平均得分率也提升了10%～20%。中、差组学生各题的平均得分率年级间没有明显变化，尤其是综合分析题和名词解释题，不及格组学生的平均得分率始终维持在20%～26%和45%左右。

可见，教学改革显著提升年度间总成绩的原因，主要是显著提升了优良率及优良组学生对生物统计学基础理论和统计分析方法的综合运用能力，降低了不及格率。

三、教学总结与展望

生物统计学总成绩、优良率和优良组学生各题的得分率逐年显著提高和不及格率的显著下降，均表明已开展的生物统计学教学改革成效显著，在课时压缩的情况下，随着教学内容、课程体系和教学方法改革的逐年深入和不断完善，学生学习效果逐年显著（P<0.05）上升，总成绩从2014级的63.3提升到了2017级的74.0，90分以上的优秀率提升了4倍，从2014级的不足4%提升到2017级的超过16%;中、差组学生的比例逐年显著下降，主要原因是显著提升了学生对生物统计学理论基础的理解（简答题）和综合应用能力（综合分析题），但2016级和2017级仍有一定的不及格率。因此，在今后的生物统计学教学过程中，在完善课程体系和教学内容的基础上，加快生物统计学理论和SPSS软件分析应用相结合的生物统计学教材建设，使学生在理解原理的基础上，提高分析解决实际问题的能力;同时，在“互联网+”教育背景下，利用网络平台探索线上、线下相结合的混合式教学模式和多元化、全过程的课程监督和评价体系，利用微信、QQ、学习通、雨课堂、钉钉等网络在线平台，充分发挥学生的主体作用，广泛开展有效的师生互动及个性化辅导，全面提升生物统计学教学效果。