生物统计学教学改革探索与实践

朱永平，和凤美，赵自仙，康志钰，张 慧

（云南农业大学 a.农学与生物技术学院；b.园林园艺学院，云南 昆明 650201）

生物统计学是生物科学、农学类专业的专业基础课，具有较强的理论性和实践性。生物统计学是数理统计在生物学中的应用，是用数理统计的原理和方法来收集、整理、分析、解释生物界中的现象以及生物学实验结果的一门科学［1］，是一门应用性、实用性很强的方法论学科，教学难度较大的课程。其目的就是科学地设计实验，并对实验数据进行分析，达到减少实验次数、缩短实验周期、迅速找到优化实验方案或数学模型［2］。随着生物科学的快速发展，现代生物统计学将与信息技术密切结合，减少侧重传统数理统计的理论教学，而更多注重数据处理、分析及生产实际应用。因此，生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科，具有“科研工具”的特点。通过该课程的学习，培养学生初步具有独立处理和分析实验数据的能力，并为生命科学相关课程的学习和生物科学研究奠定坚实基础［3］。

由于生物统计学的理论性和实践性较强，而且涉及的内容、公式和抽象概念较多，需要一定的数学基础和较强的逻辑思维能力，相对其他课程，普遍反映教师难教，学生难学、难记，学生会出现死记硬背、缺乏兴趣、厌烦上课等情况。针对出现的问题，改进该课程的教学方法、提高课堂教学效率及教学质量势在必行。笔者对多年来的教学内容、教学方法、教学手段、教学评价体系做了一些改革实践与探索，现就教学改革与实践谈几点体会和建议。

一、选择适合的优秀教材，优化教学内容

教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，是学生在校获取知识的重要来源，对提高教学质量起到重要保证作用［4］。改革教学内容，首先应选择适合的教材，优化教学内容。选用的教材与教学效果密切相关，教材是进行教学的基本工具，是学科建设与课程建设成果的凝结与体现，是学生在校获取知识的重要来源，是教师进行教学的依据，贯穿整个教学过程，对提高教学质量起到重要保证作用。由于培养目的不同，根据教学内容，选用教材时应有很强的针对性。统计学专业应选择以统计原理和统计模型的推导为主、系统性强的教材，目的是培养专业统计学人才。生物统计学包括实验设计和统计分析两部分，只有良好的实验设计，才能保障统计分析的科学性和可行性，没有科学、合理的实验设计，统计学处理将成为纯粹数学运算。生物科学、农学类专业应选择注重基本理论和实际应用的结合、适用性强的教材。教材内容应主要体现实验前的实验设计、实验过程中的误差控制和实验后的统计分析，应做到轻理论，重应用，通过各种实用统计方法介绍、案例讲解、应用软件操作，从生物领域各种实际应用出发，培养学生树立统计理念，建立统计逻辑思维，应用统计学的原理和方法来解决科研和生产实践中需要解决的问题，所以生物类专业的学生可选择应用型特色规划优秀教材。经过筛选比较，笔者所在院校选用李春喜主编，科学出版社出版的《生物统计学》（第五版）普通高等教育本科国家级规划教材。

二、利用现代化的教学手段和实验条件，提高教学效果

现代化教学手段有其优越性，推动了教学改革。传统的教学手段主要依靠粉笔板书，使宝贵的时间浪费于黑板上的概念解释、数据陈列、步骤罗列、公式书写、图表绘制，从而造成讲课信息量较少、效率低，不能留出充足的时间让学生进行课堂练习，巩固所学内容。

要让学生学好生物统计学，必须应用多种教学手段激发学生的学习兴趣，兴趣是学习者持久地集中注意力和积极思维的动力源泉。多媒体计算机辅助教学能集图像、动画、音频、视频等诸多媒体的优点于一身，能激发学生的学习兴趣，并能灵活、动态、有机地将各种媒体综合连接起来，使抽象枯燥的教学内容转化为生动形象的动感内容，直观形象，通俗易懂，为教学创造了广阔的展示空间，已成为现代教育的一种重要手段。在教学过程中可充分利用背景图案、字体颜色、线条、图形、声音、动画等变化多端的多媒体课件形式，图文并茂，以多角度来刺激学生的听觉、视觉，活跃学生的思维，吸引学生的注意力，加深对教学内容的理解和消化吸收［5］。

由于现代教育技术能够预先将大量的动画、视频、图形、图像、文字存储于计算机内，因此在该课程中利用多媒体进行教学可以大大减少教师在课堂上写板书的时间，提高了课堂教学效率，加快了教学进度，使教师将精力与时间更多地集中在重点知识与分析讲解上。为充分考虑学生的接受能力，在多媒体教学过程中应控制节奏，尽量放慢讲解速度，有必要留出时间给学生记笔记、做练习，思考、消化吸收所学内容。同时还应根据教学内容，对教学难点采用板书作解释性教学，将传统教学手段的独特优点与现代教育技术有机结合，以弥补多媒体教学的不足。

利用现代教育技术中心良好的实验硬件条件，每台计算机都安装有DPS、SAS、SPSS等常用统计软件。实现上机实验每个学生1台计算机，保证每个学生都能得到及时的辅导和上机训练，为培养学生的实践能力提供了保障。

三、加强实践能力的培养，建成科学有效的实验教学体系

生物统计学是一门应用性、实践性很强的课程，在教学过程中必须注重理论联系实际，重视知识的应用性。实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质人才的重要环节［6］。除课堂教学外，利用计算机实验中心让学生进行实际课题研究训练，培养学生掌握统计软件的应用技能，有利于加深对所学内容的巩固和理解。实验教学中尽可能多讲授一些实际生产和科学研究的统计软件应用案例，加强理论与实践的接轨，使学生在实践中获取理论，再把理论运用到实践。生物科学、农学类专业建议安排占总学时数20%左右的时间进行上机操作，在教师的指导下通过统计软件完成实验内容，培养学生处理实验数据资料的操作能力。在实验教学中可将Excel办公软件及SAS、SPSS统计软件，根据实验教学内容灵活应用，加强学生对理论知识的深入理解，提高学生对知识的实际应用能力，大大提高实验教学效率，能够起到良好的实验教学效果，而且还提高了学生的学习兴趣和积极性。

（一）Excel在实验教学中的应用

Excel是一个功能强大、技术先进、操作简易、方便灵活的表格式数据综合管理与分析系统，已在财政、金融、统计、管理等许多领域使用，其统计功能虽然不像专业统计软件那样强大，但Excel软件具有通用性和兼容性，直观明了，易学易用，是最简单易用的生物统计学教学辅助软件。在生物统计学实验教学中应用Excel可以对数据进行输入、整理、实验资料档案建立、图表功能及简单统计计算，如特征数计算、卡方计算、t检验等，特别是Excel图表处理功能可得到图文并茂的精美图形。用Excel软件进行计算，可大大提高计算效率，节省大量的时间，丰富教学内容，增强趣味性，又能使学生很容易地理解和掌握。Excel在生物统计学实验教学中的应用，可使数据的计算变得简单、快速、准确，有利于学生掌握简单的统计分析，激发学生课后动手的兴趣，同时增强学生使用常用办公软件的能力［7］。

（二）加强统计软件在实验教学中的应用

目前，常用的统计软件有SAS、SPSS等，其中SAS统计软件是目前国际上公认的最流行、具有权威性的数据统计分析软件之一，包括30多个工具模块，广泛应用于实用统计、运筹学、质量控制、大型矩阵计算等。SAS统计软件在生物科学中应用较多的有两大模块。一是统计分析模块，主要包含平均数的检验、t检验、相关分析、回归分析、方差分析、主成分分析、因子分析、聚类分析、广义线性模型、判别分析，以及实验设计等，如多因素多水平实验、拉丁方设计、裂区设计、正交设计和响应面设计等；二是绘图模块，主要包含绘制直方图、饼图、散点图、曲线图、层次图、时间序列图等。在实验教学中用Excel不能很好地解决统计分析问题，如方差分析、多元分析等，教师可以提前按实验教学内容编辑一些生物统计学中常用的SAS应用程序，学生根据实验内容打开相应程序，只需替换相应数据，或做适当修改就可直接运用。

四、科研带动教学，以教学推进科研

教师将最新研究成果及学科前沿知识融入教学内容，对科研项目的内容从实验设计和统计分析的侧面讲述给学生，使学生意识到只有灵活使用统计方法，才能发挥其最大的效益。教师可以结合自己的科研活动，让学生参与到教师的课题研究之中，运用所学的统计学知识进行一定的科学研究，达到学以致用的目的，将学、研融为一体，为今后从事科学研究奠定良好的基础。以科研带动教学、教学推进科研，使教学科研互相促进，教学科研同步得到提高，对教学具有很好的促进作用，并收到很好的教学效果，受到学生较好的评价。

五、制定严格而完善的教学管理制度

制定详细的授课内容和教学进度安排，定期组织集体备课。建立一套科学而严格的考评体系和适合课程特点的考试方式和评定标准，坚持课程考核与教学理念、教学目标、教学模式、教学手段配套协调。

六、改革考核方式，注重过程化考核，强化运用能力培养

考核是课程教学的重要组成部分，科学合理的考核方式对学生能力培养具有引导、激励和促进作用［8］。在成绩评价上应改变“一考制”，增加平时成绩和实验成绩。传统的考试以闭卷的方式为主，主要偏重理论知识和方法的考核，一次期末考试几乎决定了这门课程的成绩，造成期末考试前，学生临时抱佛脚，投入超过平时几倍的精力、时间突击应付，有的甚至“开夜车”，增加了学生的学习负担，同时也不利于学生牢固掌握所学知识，最终导致该门课程结束后很多学生对所学知识仍处于陌生状况。生物统计学属于工具性、实用性较强的课程，因此，应把考核学生应用统计学知识的能力、实际应用和综合分析问题的能力作为重点。采取闭卷考试与实验考核相结合，基础知识部分采取闭卷考试，实际应用部分（统计软件应用）通过实验考核完成。为了强化平时练习，督促学生及时复习所学知识，学生的总评成绩评定办法为：期末成绩占总成绩的65%；上机操作考核，考查学生利用所学的统计软件在计算机上完成实验数据的整理、分析和统计推断等，实验成绩占总成绩的20%；平时成绩占总成绩的15%，平时成绩由作业、出勤情况决定。同时注重突出考试内容的实用性，适当减少名词解释、问答题等需要纯记忆性的题型，增加考核学生掌握基本知识的程度及灵活应用知识解决实际问题能力的题型，把考核的重心置于考查学生对该门课程的实际应用能力上。

结语

教学改革应重点突出学生基本知识、基本技能、科学素养、实际应用能力和创新能力的培养［7］。生物统计学教学改革的目的，就是要为生物技术及农业生产培养具备统计分析与统计逻辑思维能力，在生产实践中具有一定创新能力的合格专业技术人才。生物统计学教学改革是一项长期的系统工程，是专业发展的需要，也是素质教育的需要，应在不断的实践过程中逐步提升和完善。需要进一步探索符合自身专业背景需求的教学规律，为解决科学研究和生产实践中的问题发挥作用［9］，为推动生物科学的发展、培养创新型人才和高素质人才而不断努力。