生物工程类专业生物统计学课程教学的思考与建议

◇安徽工程大学生物与食品工程学院 钱森和 李婉珍 王 洲 赵世光 李 闯

生物统计学是生物类本科专业的一门工具课，在学生进行试验设计与数据分析乃至今后的科研工作中具有重要的作用；同时，生物统计学作为一门理论性和实用性较强的专业基础课，要求授课教师具有较高的理论水平及应用实践能力。本文结合笔者多年的生物统计学教学实践，对目前教学过程中存在的一些问题及其解决途径提出了一些看法和建议，以期为教学同行能够提供借鉴。

生物统计学（Biostatistics）是数理统计在生物学研究中的应用，它是应用数理统计的原理和方法来认识、分析和解释生命过程中的各种现象和规律的一门科学[1]。生物统计学已成为生物工程类、农业科学、畜牧学、生物与医药等学科中的重要应用工具，亦成为这些专业人才培养方案中的重要专业基础课或专业课[2]。学生通过该门课程的学习，能够掌握试验设计的基本原则、数据的整理、统计推断基本原理、差异显著性分析、回归分析等重要知识点，进而使学生能够用统计思维来分析和解决在专业学习、科学研究、生活工作中的一些实际问题[3]。

生物统计学是我校生物工程和生物制药专业的一门专业基础课，这两个专业人才培养均离不开实验实践教学过程，需要学生掌握专业人才培养方案中相关实验操作技能，而这些实验的设计、实验结果的分析和结论的得出均与生物统计学知识紧密相关。因此，学生试验设计与数据统计分析的能力的培养显得尤为重要。笔者通过多年的生物统计学的教学实践，对生物统计学课程教学提出了一些自己的看法，以期为生物统计学教学同行提供参考。

1 目前生物统计学教学过程中存在的问题

1.1 课程教学目标不够清晰

课程教学目标贯穿整个教学过程，教学内容应支撑教学目标的达成度，教师若不能高度把握整个课程教学内容，将导致教学目标无法达成。生物统计学是一门工具学科，其教学目标不同于其他专业课程。因此，许多教师把该门课程的教学目标定位为统计原理掌握、统计公式的推导等，导致培养的学生是“高分低能”型，其实践应用能力较低，不能熟练掌握相关试验设计，亦不能采用合理的统计方法对试验结果进行统计分析。

1.2 课程教学内容侧重点不突出

生物统计学的课程教学对教师的要求较高，要求教师能够从课程内容结构上站得较高。许多年青教师对课程内容把握不够，按照课本章节知识原原本本授课，导致教学内容侧重点不够突出，达不到应有的教学效果，甚至在有限的学时内不能够完成教学内容的讲授。

1.3 教学形式较为单一，忽视“学生中心”导向

有效的教学形式能够活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性。生物统计学教学往往面对的是公式计算，采用传统的教学方式不仅会忽视“学生中心”的自主创新能力培养，还会导致学生感到该门课程枯燥无味。

1.4 学生缺乏统计思维与学习兴趣

由于学生之前未接触相关统计学知识，初上生物统计学课程，缺乏统计思维，其学习思维大多停留在相关数学知识层面上。另外，统计学的学习是建立在数学和概率论课程学习的基础之上，对于地方性普通高校，数学和概率论是大多学生的薄弱学科，而生物统计学的学习要求学生将数学与概率论相关知识应用到统计分析中去，导致学生对该门课程的学习感到吃力，甚至失去学习兴趣。

2 生物统计学课程教学的建议

2.1 注重学生统计思维的培养

在生物学研究中，统计分析的目的是科学的认识和解释未知的自然现象与规律，而不是停留在对单纯数据资料的分析，更不是数学中的加减乘除，这就要求学生们在生物统计学学习过程中必须具备一定的统计思维。统计思维是统计学在运作过程中形成的思维模式，是一种对给定数据及与数据有关的图与表潜意识的反映；面对与数据信息有关的问题时，能本能的从统计的角度进行思考，或是当遇到有关问题时，能够主动的去收集数据资料，并通过统计分析揭示数据中蕴含的内在规律[4]。从某种意义上说，统计思维是统计学学习的灵魂，教师在生物统计学课程教学过程中，需要充分考虑到学生的统计思维的培养，使学生意识到该门课程学习的真正应用价值。这就要求教师在授课时能够提前设计好课堂形式和内容，能够结合日常生活实例深入浅出的讲明白统计分析的过程及其作用，使学生能够感触到生物统计学的学习不仅仅能够应用于生物学试验设计与统计分析，还能应于生活和工作中的方方面面。

2.2 淡化公式推演，以培养学生实践能力为导向

生物统计学是数理统计的分支学科，是数理原理和概率论在统计分析中的应用[5]，学生碰到数学问题和概率问题时往往就会产生畏惧的心理，从而对该门课程的学习造成心理负担。因此，教师在该门课程的教学过程中应把握好课程教学目标，不应把统计公式的来龙去脉作为教学的重点，而应注重统计方法的实际应用，培养学生实际分析问题和解决问题的能力。典型的例子就是正态分布和t分布的概率密度函数，其函数公式较为复杂，授课时不必去推导其函数公式的来源，因为在实际统计分析时不需要通过该函数的积分去计算概率，统计学家已经绘制了u分布的累计概率表、u值表和t值表。意识到这点，在教学过程中就能够使复杂问题简单化，消除了学生学习过程中的畏惧心理，达到了使学生快乐学习的目的。

2.3 精讲与泛讲相结合

作为工科专业，均需要开展“工程认证”[6]。为了满足“工程认证”的需要，专业课程的学时受到了较大的影响，许多专业课的学时被压缩到32学时，如何能够在有限的学时内完成该门课程的教学，这对专业课教师是新的挑战。因此，教师需要高度把握课程内容体系，做到精讲与泛讲相结合。在生物统计学教学过程中，课程的前部分教学内容较为重要，是将学生从一个没有统计思维意识的真空状态引入到如何应用统计分析的过程。如统计的基本思想、假设检验的基本方法、方差分析的基本思想与方法等都需要精讲；学生掌握了这些基本的原理与方法后，对于其他不同数据的假设检验和方差分析就会套用基本原理与方法，这时只需做到泛讲即可。有时，通过精讲之后，也可以将泛讲内容留给学生课后完成同样能够达到较好的教学效果。

2.4 线上线下混合式教学

新冠疫情的发生给高校教师教学模式和方法带来新的变革。疫情期间，线上教学代替了传统的线下课堂教学，这为后疫情时代的教学模式提供了思考，便产生了线上线下混合式教学模式[7]。许多教师认为线上线下混合式教学就是一部分教学内容通过线上讲授，另一部分内容在线下讲授。其实线上线下教学模式也可以是线下以课程内容讲授为主，线上（教学平台）进行辅导、答疑以及布置和批改作业等为辅，这不仅节省了课堂教学时间，提高了教学效果，还能通过平台增加与学生交流的机会。线上平台教学资源的建设是混合式教学的前提，将生物统计学的大纲、教案、电子课件等教学资源整合后导入线上平台，并根据每次线下教学内容设置相应的课后作业，设置要求学生在一定时间内完成作业。教师可以直接在平台上批改作业，采用线上平台辅助功能分析作业中存在的问题，并在线上平台上针对性辅导和答疑。另外，也可在线上平台上设置一定量的不同教学拓展内容，供学生们自主选择作答，达到因材施教，个性化教学目标。

2.5 问题导向式教学法贯穿教学过程

在生物统计学教学过程中，采用问题导向式教学方法会收到较好的教学效果。问题导向式教学法主要是教师在授课过程中首先针对教学内容设计好问题，采用提问的方式积极引导学生思考，督促学生课堂注意力集中，从而达到提高教学效果的一种教学方法[8]。

生物统计学中的知识模块之间是层层递进的关系，内容之间的逻辑性较强，非常适合采用问题导向式教学法。如多个平均数的检验能不能采取U检验或T检验，会引发学生对采取U检验或T检验在多个平均数检验中的局限性进行思考，同时也使学生掌握了多个平均数检验应该采用什么方法检验。另外，如在讲授实验设计教学内容时，要使学生明白试验设计的目的是什么、为什么要采用试验设计、对于一个特定的试验采取哪一种试验设计、试验设计遵循怎样的原则、试验结果采用哪种统计分析方法等，让学生带了这些问题来学习，使学生会更好的掌握和应用试验设计相关重要知识，并在今后的实践中会准确采取相关试验设计及其结果分析的方法。

2.6 基础理论知识与统计分析软件教学并重

在教学过程中曾碰到学生问老师为什么不直接教授统计分析软件的使用，其实这是不现实的，学好生物统计学基础理论知识是采用统计软件进行统计分析的前提，没有理论知识的支撑，首先应用不好统计分析软件；另外，对统计分析软件输出的结果也无法正确解释。当然，统计分析软件的学习使用也很重要，现代的统计分析不再依靠手工计算，因为其不仅计算繁琐，而且还容易出错。对统计分析软件使用的教学也需要有针对性，因为现有的统计分析软件很多，如SPSS、SAS以及DPS等软件[9]，若采用多种软件进行教学，导致学生对统计软件使用的混淆。笔者在教学过程中一直采用SAS统计分析软件进行教学，因为SAS统计分析软件是统计分析中一款功能较为强大的权威软件。学生通过几次SAS课程的学习和操作实践，基本能够掌握SAS的基本应用。另外，教师可以将主要的统计分析方法编好SAS程序发给学生，学生在今后的数据分析时可以直接调用相关程序，替换原有数据即可进行结果分析。

3 结束语

生物统计学的教学效果的提升是一个循序渐进的过程，在教学过程中不断积累教学经验，创新教学方法、探索符合新时代大学生实际的教学方式。同时，也需要教师在课程内容结构及其知识面上站得高，理清知识点之间的逻辑关系，注重学生的接受能力及统计思维的培养，这样才能使学生灵活应用生物统计学知识正确的设计试验并分析试验结果，亦能使学生采用生物统计学的方法分析生活和工作中的一些具体问题，提高其对自然与社会中不确定性事物的思辨能力。