生物统计范文
时间:2023-04-11 06:00:24
导语:如何才能写好一篇生物统计,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。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,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革。
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。
在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养。
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
篇2
1用启发式教学法培养学生的学习兴趣
《生物统计附试验设计》教材的前4章内容包括绪论、资料的整理、平均数与标准差和变异系数及常用概率分布,这4章内容看似简单,但却是后面各种假设检验方法的铺垫、基础,统计推断的基本思想都来源于概率分布,所以需要在该课程开始的前4章下足功夫,打牢基础。采用启发式教学将统计思想融入学生喜闻乐见的生活实践和专业知识中,引导学生产生学好统计解决实际问题的迫切需求,培养学习生物统计的强烈兴趣,使各种统计方法、大量的公式不再是枯燥的数学计算,而是推断规律、揭示本质的必要手段。例如,资料的整理章节中要将100只种蛋出雏天数资料整理成频数分布表,整理的目的是表达数据,将数据特征用图表的形式简单、清晰地表达出来以代替繁琐的文字描述。首先,要引导学生从种蛋出雏天数、频数分布表中发现种蛋出雏天数的平均值及出雏天数的分散程度(不同天数出雏种蛋的百分比),理解指标的稳定性和变异性。其次,要启发学生思考该指标特征的生产实践价值,即生产中需要集中人力在哪几天,使学生认识到理论知识与生产实际的紧密关系,学习专业知识的价值所在,进而启发学生懂得数据整理不仅在于简化表达,也是挖掘检测数据特征的一种方法,使学生对专业知识的获取方式有所了解,即知其然,更知其所以为然。教育家叶圣陶说过:“教师之为教,不在全盘授予,而在相机诱导”。19世纪德国教育家第斯多惠有句名言:“一个坏的教师奉送真理,一个好的教师则教人发现真理”。两位教育家的教学理念实质就是启发式教学,教师要注意发挥学生的主体作用,启发学生思考,充分调动学生的积极性,使学生积极主动地学习,以提高课堂教学的实效性,培养创造型人才。
2采用探究式教学法培养学生逻辑思维能力
所谓探究式教学就是以探索、研究为主的教学活动,是一种符合教学规律的在教师精心策划指导下学生自主探究知识、提高能力的教学方法,它是一种新颖的教学形式,有别于传统教学方法。探究式教学不是单纯的对学生进行知识传授,而是对学生创造性思维能力的培养,学生由被动学习变为主动学习,激发学生持久的学习兴趣,使教师的主导作用和学生的主体作用贯穿于教学的全过程,符合课程“一切为了学生”的价值取向。苏霍姆林斯基曾说过:“在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者”。在教学过程中,应用“探究式”教学,通过创造和谐的教学氛围,可以充分调动学生的积极性,激发学生的求知欲,引导学生主动学习,满足学生成为“发现者、研究者、探索者”的愿望。各种统计分析方法(假设检验)的基本原理是生物统计的难点所在,对假设检验原理的讲解要在已掌握的描述统计,尤其是概率分布的基础上,采用探究式教学,可以收到良好的效果。以课本“判断某品种猪的怀孕期是否有114d”为例,引导学生从逻辑推理上进行思考。首先,分析的实质是判断该样本是否来自μ=114的正态总体;其次,分析采取什么方法判断该样本是否来自这一总体,如果样本和总体完全相同,就没有分析的必要,也就没有统计推断的必要,因为有差别存在,才有统计推断;最后,分析造成差别的原因,即来自同一总体的差别是样本间的,也就是样本标准误(抽样误差),来自不同总体的样本也是有差别的,该差别即μ1-μ2(总体间的差别)及抽样误差。所以分析差别是由抽样误差造成,还是由总体差别造成,即可得出样本是否来自同一个总体,继而考虑从数学上解决该问题,即构造适宜的统计量,并计算得出样本统计量,依据小概率原理推断得出结论。这一原理涉及的知识点较多,包括试验误差、概率分布、小概率原理等,必须是在学生对这些知识点都已理解吃透的基础上,才能把原理搞清楚;所以,采取探究的方式来学习统计原理是必要的,也是可行的。
3采用比较式教学法培养学生分析问题的能力
比较思维是创造性思维活动中常见且行之有效的一种思维方式。比较思维是通过联想分析比较,综合归纳,把已经熟知的知识、思维经验与所研究的分析方法、过程联系起来,找出它们的相似性和不同点,并用类似方法分析、处理问题或是根据2个或2个以上具有相同或相似特征的事物间的对比,从某个事物的某些已知特征去推测另一事物的相应特征的存在,异中求同,同中求异,从而产生新知,得出有创造性的结论,通过比较更好地掌握其特征。统计分析方法是统计推断的核心内容,是学习生物统计的重点所在,数据资料不同,统计分析方法也就不同。在阐述不同统计分析方法时,首先明确资料的类型,由于不同教材资料分类标准不同,类别及其名称也存在差异,将不同分类标准对照比较,引导学生掌握资料的类型。在此基础上,引导学生分析教材中t检验、方差分析、χ2检验各种统计推断方法的分析对象(数据资料的类型),使学生对资料类型这一概念不仅有理论上的认识,更要掌握数据资料在统计推断中的地位,以及各种统计分析方法差异的数据基础。通过课堂讲授和课后作业的“找不同”活动,即将课堂教师讲授的概念或术语与教材名称的差别或教材中在课上没有讲解的内容(如统计量与统计数、双侧检验与两尾检验等)进行比较,分析原因,不仅能督促学生课上积极参与教学,课下认真总结,对一些基本概念、基本术语产生深刻的印象,同时可以激发学生学习的主动性。
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4采用案例式教学法培养学生解决问题的能力
案例教学是连接统计理论与统计实践的桥梁,是学生在教师指导下运用所学统计理论知识和方法对案例进行思考、研究并对计算结果分析和评价的过程。只有将统计学的原理和方法应用于实践,找到理论与实践的结合点,才能体现出其价值所在,才能使生物统计获得最大的生命力;也只有构建以课堂、实验室和社会实践多元化的立体教育教学体系,才能有效提高学生的动手能力和创新能力。结合不同专业方向精选案例。例如,针对兽药营销专业的学生,举例讲解营销培训的效果验证,通过营销培训与不培训2组销售量的比较判断培训的价值。如果没有统计学知识而去分析这一问题,会因为销售量平均值的大小直接得出培训效果的优劣,但这一结论是没有经过统计分析、没有科学依据、经不起实践检验的。如果有统计学知识作基础,分析销售量的差别是由本质差异引起的、还是随机误差引起的,从而得出概率基础上的统计学结论和专业结论。通过这一案例,不仅使学生了解学习生物统计的目的所在,而且还激发了学生学习生物统计的兴趣,更激发起学生学习的积极性和主动性。
5通过统计分析培养严谨务实的科学研究精神
篇3
(大连大学,辽宁 大连116622)
摘 要:统计学思维与方法已渗透到生物学、农学、药学及临床实验等,但许多生物医药学专业学生对统计学重视不足,影响了学生在科研工作中应用统计学的科学性和严谨性。文章根据生物医药学专业特点,重新定位统计学课程目标,设计适当的实践教学环节,并提出生物医学专业学生统计素养的培养路径。
关键词:统计素养;生物医药;路径
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)06-0088-02
统计学的应用越来越广泛,被誉为“科技工作者从事科学研究的工具和手段”[1],现在,统计学思维和方法学已经渗透到理工农医及社会科学等各学科的研究和决策之中。生物学、农学、生物产品工程工艺条件、药物生物活性实验及临床实验等都寻求统计学家的合作,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)的基金申请明确要求生物医学科研项目要有统计人员参与,生物或药物实验及产品内容都需详尽的统计设计与分析。
实际工作中,很多生物学、医学科研工作者对统计学的作用重视不足,突出表现在分析时盲目套用分析方法,对分析结果轻描淡写,把统计学当作简单的修饰工具,甚至把整个统计分析过程变成一个黑箱,那就有可能垃圾进,垃圾出(garbage in,garbage out),严重影响了统计学应用的科学性和严谨性[2]。为此各高校生物医药学相关专业均十分重视培养学生的统计素养,注重统计课程教学方法、教学手段及考核方法等[3-5],以期通过本课程教学,为学生以后从事相关领域的科研或工作打下良好基础。
笔者所在学院的生物工程、生物技术和制药工程三个本科专业都开设了这门课程,今后这些学生将继续从事本专业研究及生产实践工作,生物或医药统计学课程将作为重要的工具课,对这些学生的专业课学习和毕业论文设计及将来从事相关专业的工作十分重要,但这些专业的学生数学基础较差,甚至有的学生谈“数”色变,提高学生统计素养也因此难度增加。笔者通过教学实践和调查问卷相结合,根据学生特点和课程特点,从主观和客观两方面寻找存在的问题,对如何提高生物医学专业学生统计素养提出一些思考。
一、增加主动性——树立数学应用意识,降低难度
课堂教学和调查问卷结果均显示多数生物医学类的学生对数学、概率论统计等相关课程兴趣不浓,很多学生是因为学分或学院要求等才选修本课程。尽管大于70%学生认为高等数学和概率统计学很重要,认为统计学有用的学生占比例也很高,但问及是否喜欢统计学课程时,则喜欢程度为“一般般”甚至“不喜欢”的比率达到58%,这种想学但不敢学矛盾的心理伴随着学生的学习,数学相关课程似乎是陡峻的山,在学习过程中个别学生可能会对统计学课程的畏惧心理转变为抵触心理,兴趣几乎变为零。
因此教师首先从心理上帮助学生克服畏难情绪,否则学生会停滞在山脚下。具体教学中讲明统计学课程注重应用且应用面广,可提高学生兴趣;点明统计学公式及运算简单,可消除学生的畏难情绪;介绍现在统计学发展特点,统计软件应用情况,改善学生的情绪;增加互动教学,让学生多参与,让学生体验统计学并非是不可逾越的高山,进一步提升学生兴趣和降低学习难度,具体方法在以下各小节探讨。
二、定位准确——强调应用,降低难度
定位准确可使学生学习具有目的性和积极性,增强学生数学学习意识,降低统计学类课程教学难度,本课程是生物医学类应用工具课程,复杂的公式推导过程只会增加学习难度;实际应用中数据分析可避开公式推导,直接根据统计学的试验方案、条件及相应的理论公式分析。基于以上思考,可将其定位为培养学生在生物医学科研或生产实践中的统计学应用能力,减少公式推导及公式死记硬背过程,提高学生的统计素养。
课程定位后可根据调查问卷和教学实践进行系统思考:教材、教学方法与手段、考核方式等都需要进行调整。教师要广泛阅读各类教材从中优选出适合学生专业的应用型教材;教学过程可用多媒体展示案例,提出问题[6],板书主要公式,师生互动分析案例的应用条件,确定统计分析方法,并完成案例计算过程;学生也希望教师适当留一些作业,考核方式采用适当宽松的“一纸开卷”方式进行。系统改革思路确定后,学生压力减轻,积极性极大提高,也期待着在学习过程中提高自己的统计素养。
三、实践出真知——实例互动与软件应用整合
既然将本课程作为应用课程对待,则加强实践教学环节必不可少,调查显示学生非常关心案例教学和软件使用教学,高达87%的学生认为需要软件教学,这也表明学生有对提高自己统计学素养及知识应用的渴望;实践证明这些教学环节既可提高学生学习积极性,也显著提高教学效果,往往理论教学花费很长时间,而采用案例或者软件使用教学,短时间学生即可领悟。
案例教学是根据学生的专业内容提出案例,如生物学专业则主要以生物学的实验分析为主,药学专业则以药物生产、实验或临床应用所产生的数据分析为主,因两学科交叉性强,许多教学案例可通用,因此也扩展了学生视野。根据实例教学,学生会结合专业学习课程,更易主动运用统计学分析实验数据。软件教学可让学生抛开简单但繁重的计算过程,如方差分析计算量很大,整个教学过程冗长,可以通过向学生介绍统计的应用条件、计算过程,结合案例引导学生进行方差分析计算,并对进行结果分析。
在实际教学中可采取案例导向教学:提出案例案例解析统计方法上机实验结果报告课堂练习互动辨析常见疑问教师总结,通过典型案例分析和软件应用操作充分调动同学们听课以及主动参与的积极性,培养他们的科研中运用统计学思维的意识。
值得注意的是,如果只注重软件实践而忽视了原理理解与掌握,学生也难以形成统计学思维甚至滥用统计学方法,因此,软件教学最好在理论学习结束后引入。软件实践教学时间过长、过早都会产生一定的负面影响,学生会误认为软件能够解决一切,而忽视理论的学习,统计素养的培养和正确的统计运用也陷入空谈。
四、适当增加难度——实施“一纸开卷”考核
考核不是目的,是手段,考核的实际目的是让学生在备考过程中进一步扎实地掌握知识。调查显示相当一部分学生也是喜欢“吃跳一下够得着的桃子”,即赞成考试难度适当高一些,包括“一纸开卷”和闭卷考试。课程若采用闭卷考试,学生会死记硬背统计学公式,降低学生学习兴趣;目前统计学软件发展迅速,应用统计学课程中公式并不复杂,没有必要让学生完全记忆公式,闭卷考试偏难,对学生是一个负担;但若采用开卷考试,学生可能会不复习而直接上考场,稀里糊涂做题,学习效果较差。笔者根据本课程的多年教学实践和调查回馈,建议选择开卷和闭卷考核之间的形式:“一纸开卷”。
“一纸开卷”方法是让学生复习时把知识点总结到一张给定的纸张上,考试时,学生只能携带这一张纸参加考试。这一考试形式可以督促学生总结学习统计学知识,又避免了死记硬背上考场的情况。学生在总结知识过程中,如果不认真看书或笔记,不认真将关键知识点记录在纸上,若想在考场上能顺利完成题目,也是有一定难度的。这一考核方法可以适度的“推一把”,让学生学好基础的统计理论知识。
调查显示学生通过以上学习过程只有15%学生感觉有较大压力,大多数学生感觉有些压力或压力一般,且绝大多数学生认为本课程有益于自己的逻辑思维和统计学思维,表明上述教学过程基本实现减轻学生学习压力,提高统计素养的目的。
五、更上一层楼——注重创新课题与毕业设计应用
统计素养培养只限制于课堂教学是远远不够的,一定要让学生在其他过程学习中应用。学生在专业实验课中会得到许多实验数据,但因是常规实验,分析方法固定,学生被动分析实验数据,扩展运用机会极少。大学生创新课题和毕业论文设计是培养统计素养的最佳过程,在这两个过程中,学生有大量的机会自主运用统计学原理设计试验方案、搜集数据统计分析,学生可在实践过程中提高应用统计学分析数据的主动性。
学生学习统计学不免有纸上谈兵之嫌,而学生在毕业论文设计中运用统计学分析数据的需求较多,此机会恰可以补充课堂教学之不足,也同时提高学生综合运用知识的能力。教师在设计创新课题或毕业论文题目的时候可以考虑相关试验设计,引导学生运用统计学分析方法解决问题,在具体过程中指导学生正确运用试验设计和统计分析方法应用。统计学目的就是科学地设计生物医药学试验并对所得数据分析,力求减少试验次数、节约试验成本、缩短试验周期、迅速找到优化试验方案或数学模型[7],学生在自行根据统计学知识设计实验时,理论指导实践过程增加,学生的兴趣得以提升,统计素养也自然更易培养形成。
总之,统计学课程把数学语言引入生物医药学领域,是一门应用性很强的方法论学科,对生物医药学专业学生在今后的科研和生产实践有重要作用。结合课程特点和专业特点,系统优化应用类统计学教学模式,让学生在学习中思考、在实践中解决问题,在实例互动、讨论式学习中培养思辨能力,培养理工专业学生的统计素养,让学生学有所得、学有所用。
参考文献:
[1]王素平.生物统计学教学方法改革分析[J].商丘师范学院学报,2012,(28).
[2]易东,刘岭等.关于“医学统计学”学习问题的思考[J].重庆医学,2012,(41).
[3]张颖.生物统计学教学方法的探讨[J].内蒙古民族大学学报,2012,(18).
[4]江明生,黎彤.生物统计学课程采用多媒体与启发式教学探讨[J].高教论坛,2011,(2)
[5]丁建华.生物统计学教学方法与技巧探讨[J].安徽农学通报,2011,(17).
篇4
关键词:生物统计学;精品课程;教学改革
一、引言
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。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,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。
精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
参考文献:
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篇5
关键词:生物统计学;试卷分析;教学效果;教学方法
资助项目:新疆自治区和校级精品课程(生物统计学)建设项目
生物统计学是生命科学专业的一门重要课程之一。由于该课程的理论和方法大都建立在较抽象的科学假设之上,因此计算公式较多、分析过程复杂,既难学,又难教[ 1- 3]。教师授课方法与技巧是引导学生学习、影响学习效果的重要因素之一。考试是教学过程中的一个很重要的环节,其测试与反馈功能是教育目标管理的主要手段。对试卷进行科学合理的分析,不仅有助于教师了解教学实效,而且为评定教学质量提供依据和指明改进方向,即通过对试卷和考试成绩的分析,获得反馈信息,既可了解学生对课程的掌握程度,又有助于任课教师对今后教学内容的调整和对教学方法的改进,可以进一步提高教师的课堂教学水平和教学质量。新疆大学生命科学与技术学院所开设的生物统计学是一门自治区级精品课程,为了解学生对各知识点的理解和掌握程度, 也为进一步改进教学方法和提高教学质量,对本学期生工10-1、食品10-1以及食品09-2共计79名学生的期末考试试卷和成绩进行综合分析和评价。
1 材料与方法
1.1 材料
调查对象为生命科学学院四年制本科学生---09级和10级食品工程与科学专业(55人)、10级生物工程专业(24人)生物统计学期末考试试卷及成绩。教材选用杜荣骞主编,高等教育出版社出版出版的《生物统计学》第三版。理论课学时32学时,采用多媒体教学方式授课。
期末考试在大学教务处统一组织、安排下进行,一般在结课后1~2周后进行。试卷来自生物统计学教研组自拟试卷库,由教务办随机抽取卷别,考核方式为闭卷笔答考试。试卷题型包括选择题、判断题、简答题和问答题4种,卷面总分100分。各题型分值及其考察目的见表1。
1.2 方法
考试结束后,并由专人按照标准答案和评分标准阅卷,以减少主观性差异。数据处理:将每个学生的总成绩和每道题的得分情况输入计算机,进行数据处理和统计分析,成绩正态性检验,比较
分析每题的得分、难度以及不同班级之间的成绩差异。
2 结果与分析
2.1考试成绩分析
依图2分析:考试成绩基本呈正态布,符合教学规律。有30%的学生,其考试成绩在80分以上,说明这部分学生已经较好地掌握了所学内容,能够熟练地设计试验方案和处理分析数据,具有在进一步深入学习的能力,有36.7%的学生其考试成绩为70~79分,说明这部分学生基本掌握了所学内容,但仍需对所学内容进行进一步熟化;还有21.5%学生的考试成绩在70~79分,结合试卷这部分学生对易混淆的知识点掌握的不好,计算公式、统计原理的运用很不熟练;12.7%学生没有达到教学要求,这部分学生对所学内容掌握程度较差。
2.2 各题型得分情况分析
依图1分析,大约70%的学生在选择题和判断题的得分率在70%以上,说明大部分学生对重点内容和一些基本性质等核心内容掌握得很好;对于计算题而言,仅51.9%的学生得分率为80%以上,结合试卷分析说明学生对一些基本假设推断原理的熟化程度需要进一步加强。在四种类型考题中,判断题得分率最低,说明学生对一容易混淆的知识点掌握不够。综合各题型的得分情况可以得出,学生较好地掌握了教材的重点内容和核心内容,但是对容易混淆的知识点和统计学原理应用掌握程度较差,有待加强。
2.3 试卷难度及不同班级成绩的差异分析
如果一个题目的难度大,则被试者得高分的可能性小;反之,如果题目的难度小,则被试者得高分的可能性就大。因此,用得分率可以作为难度系数的指标。题型结构是试卷内容的主要表现形式。考试的题型一般可分为主观题和客观题两类。主观题主要考察学生对核心内容和数据统计分析能力,此类题型题目大,分值高,涉及课程内容相对较少, 内容涵盖面相对较窄,有一定的局限性。客观题题型较固定,主要考察学生对主要知识点的掌握和记忆情况。由图3可以看出学生在不同题型上得分总趋势是计算题和简答题差异较大,说明学生对基本性质,理论以及统计推断掌握情况差异较大,主要表现在这两道题的标准差较大;
3试卷分析对生物统计学教学改革的启示
3.1优化教学内容
根据各专业特点, 在有限的学时内制定合理的教学计划,在教授基本原理、推导方法为基础,按照专业需求侧重于该专业最常用的试验设计和数据统计分析方法,精简不用的部分试验设计和统计分析方法;同时,整合、优化部分教学内容及顺序,调整授课课时。为了检验和提高学生的实践和数据资料统计分析能力,增加实验教学内容,以便充实教学内容;同时继续加强作为统计理论延伸的课程小论文实践环节,要求学生依据自己感兴趣的问题,先提出假设,然后围绕假设进行试验设计和实际调查或试验,收集原始数据,最后进行统计分析并给出合理的解释。通过几届学生课程小论文来看,学生在此方面的积极性很高,兴趣也很浓厚,收到较好的效果。通过此方式不仅极大地提高了学生学习生物统计学的兴趣,而且培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的实际能力,这也是知识转化为能力的主要途径。
3.2改进教学方法
3.2.1消除学生对公式的惧怕心理
生物统计学中的公式非常多,因此教师在讲授过程中不要把公式的推导过程作为重点,而是着重使学生理解公式的含义及其用途,掌握其规律性,引导学生把学习重点转移到统计方法的应用以及对分析结果的解释方面。
3.2.2根据学生的听课和掌握情况及时调整授课节奏
课堂上要随时观察学生的听课情况,以控制讲课节奏和方式。若发现某些内容学生难以理解,要及时变换一个角度讲解;或通过学生间讨论,可以深化成绩优秀的学生对所学内容的理解,同时能够对学习较差学生产生影响,加深、提高他们的理解能力,对于通过讨论仍不能理解的内容,教师再给予指导。这种方法可有效提高整体教学效果。课后通过本教研小组说课,广泛交流,丰富教学经验。不同教师的授课方式不同,通过交流可以丰富自身的教学经验。还可以组织课程组成员,对教学内容、教学方法、教学效果和教学手段加强研究,从总体上探索提高教学质量的新途径。总结各章节讲授的成功和不足之处,及时发现问题并调整授课方法。通过学生信息反馈、课堂讲授、课后作业和试卷分析等渠道,了解所授课程中存在的不足。另外,加强与其它院校教师的交流,借鉴和引进先进的教学理念。
3.2.3采用启发式教学来激发学生的学习积极性
教师应与学生多沟通,鼓励学生善于思考,使学生由被动听课变为积极思考,充分发挥学生的主观能动性;注重理论与实践相结合,在讲授各种数据统计分析方法时,最好列举专业实例进行讲解,使学生意识到所学的知识具有很强的实用性,并非是学无所用,一脸茫然,从而充分调动学生的学习积极性。合理分配各章节的讲授时间,根据各章节的难易程度确定授课学时,对于易于掌握的内容,尽量缩短讲授时间,难以理解或不易掌握的重点内容应重点讲授,由此向学生传达课程的重点与难点。对于较为抽象的内容最好采用类比法,使抽象问题形象化、直观化,以增加课堂教学的趣味性,激发学生的学习兴趣。此外,还可通过课程小论文的方式提高学生学习生物统计的兴趣,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3.3 考改进试方式
考试是教学的重要环节,是教学反馈的主要渠道,《生物统计学》的教学内容主要包括理论知识和综合应用两大部分,考试方式的改进应围绕这两部分展开。改进命题,重点考察学生基本知识的掌握程度及灵活应用解决实际问题的能力,多种形式( 如增加软件操作) 测试学生对统计知识的综合应用能力[5]。
综上,《生物统计学》作为生命科学学科中重要而特殊的一门工具课程,要教好这门课,还有很多问题需要进一步的探究。教学效果是教与学的最终体现,教师在其中具有重要作用,因此加强师资力量,提高教师自身的教学素质是提升教学质量的重要保障。在以后的教学中,还需要继续钻研统计理论,探索教学规律,优化教学过程,完善教学体系,从而全面提高该课程的教学质量。
参考文献
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[4]郝小琴.生物统计学课采用一纸开卷考试的体会[J].高教论坛,2006, (4):64- 65.
篇6
关键词:
中图分类号: G642 文献标识码: A 文章编号:1672-1578(2013)01-0040-02
《生物统计学》是数理统计在生物学中的应用,从数量角度研究生命科学现象已经为大多数生物学研究者所认知。通过对生物试验与调查数据资料的客观分析,不仅能够将生命科学问题推向深化和精确化,而且还能对其理论及其假说进行论证和说明。在这一过程中,生物统计为生命科学的研究和探索提供了重要方法和工具。近年来,全国各高校生物类专业普遍加强了《生物统计学》的教学工作[1]。《生物统计学》具有较强的理论性和实践性,学生普遍反映这门课程难懂、难学。本文中笔者结合自己的教学实践,在分析目前教学中存在问题的基础上,就如何提高《生物统计学》的教学效果,谈谈自己的一些体会和思考。
1 现状分析
1.1 内容侧重数理,计算繁琐,令学生缺乏兴趣
统计学是把数学的语言引入具体的科学研究领域,将所研究的问题抽象为数学问题的过程,是搜集、分析和解释数据的一门科学。《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,属于应用统计学的一个分支[1]。该课程有许多抽象的理论、概念和公式,难以理解和记忆,所以课程学习起来,枯燥单调,且计算繁琐,学生的兴趣很难长时间保持。计算繁琐突出表现在作业完成需要用较多的时间,学生反映大部分时间都用于计算,由于平时学习任务较为繁重,没有充足的时间来完成作业。在考试过程中甚至存在个别同学宁愿放弃计算最后结果以求争得更多审题做题时间。因此计算繁琐、费时导致部分学生学习热情和兴趣下降。
1.2 教学条件限制,计算机应用欠缺
由于教学条件限制,目前生物类专业的教学没有条件开设上机试验课,所以目前广泛应用的Excel表统计分析工具和SAS等统计分析软件这部分知识就没有机会传授给学生。如果仅仅在课堂上进行讲授不进行实际上机操作,就很难做到所学内容与科研实践的紧密结合。如果在课堂上学生用计算器来计算,一是降低了运算速度,相对耗时较多,二是无法对一些常用的《生物统计学》软件进行学习,无法进行较为复杂的统计分析。
1.3 专业课程尚未开设,学生理解困难
现代教学理论认为,在教学过程中,学生是学习的主体,教师是学习活动的组织者,是知识的传播者,教学的一切活动都必须以强调学生的主动性、积极性为出发点。根据这一教学理念,首先应该了解学生的特点。
开设本门课程是在大二的第一个学期,学生已经学过了高等数学,有了一定数学基础和分析归纳问题的能力,本课程需要用到的数学知识,大部分都已掌握;但对于专业课程尚未接触,对一些专业术语还不熟悉,在举专业方面的例子的时候学生理解时存在一定的困难。不过就笔者这学期所带的3个班而言,接受能力比以往的班级要强一些,特别是很多同学考研愿望比较强烈。因此,在给这些班级上课时,就必须考虑这种情况,结合专业术语、统计原理多举实例,着重突出统计原理在科研实践中的应用,体现因材施教的教育理念。
2 教学实践中的两个发现
2.1 从课堂效果看
在讲解试验设计的基本要求这一章节内容中,针对试验目的要明确这一知识点,“安排试验时,需要对试验的预期结果及其在生产和科研中的作用做到心中有数,既要抓住眼前的关键问题,又要兼顾未来。”在举例时,谈到国家转基因专项的立项目的和小麦突变体库构建的试验目的,通过一宏观一微观两个例子,学习便很好地理解了这一知识点。并且从学生的课堂表现可以看出,学生是非常乐意学习到一些这样紧密联系实际的例子。
2.2 从试卷分析看
笔者对商丘师范学院生命科学学院2011级生物科学、生物工程专业共111名学生的期末试卷成绩进行了分析,从中可以了解学生对各知识点的理解和掌握程度,也可以为进一步改进教学方法和提高教学效果提供依据。考试采用开卷形式,考试题型有名词解释、填空题、计算题、综合题。学生成绩在各分数段的分布情况见表1。
从表1可以看出成绩大致呈正态分布,大部分的学生掌握了课程的基本内容。通过对试卷的分析,还发现试卷中学生的计算题失分较多。分析原因,可能存在以下几方面因素:一是只掌握了基本理论,应用到具体情况往往不知道该怎么分析。比如平均数的假设检验,根据不同的实际情况应该有区别的应用,但学生不知道什么情况下用哪种方法来计算,区分不明便容易出错;二是掌握知识点不细致,导致在计算时出现一些错误。比如t测验和u测验中临界值的大小记不准确;三是审题不明,导致所问非所答。比如把“相关系数”看成“回归系数”导致出错;四是难点没有很好掌握,导致计算错误。比如对数据进行多重比较时出错率较高;五是计算失误,导致结果错误。
3 改进设想
基于以上对现状的分析及教学实践中的发现,针对存在问题,笔者有下面一些改进设想。
3.1 调整已有教学内容顺序
该课程包括试验设计和统计分析两部分,考虑到学生对专业知识接触少,在课程内容的编排上可以实行先介绍试验设计的内容,包括田间试验、温室和盆栽试验的设计,而后再对统计分析结果的专业解释和剖析反馈信息内容作介绍。从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集整理到试验数据的统计分析,最后做出科学判断等,尽可能把抽象的数理概念变为看得见摸得着的具体事物,提高学生对学习的兴趣,使之更好地理解和掌握所学的课程内容[2]。
3.2 加入计算机统计软件的教学内容
在计算机日益普及的今天,统计软件的使用使得计算变得简单、快捷和准确,这有利于将学生从繁琐的计算中解放出来,把注意力放到对问题的讨论、分析和评价统计结论上去,所以,学生应该通过统计教学对常用的统计软件有所了解和掌握。目前适用于统计教学的计算机软件有SAS、SPSS、Excel等,前两种属于专业统计软件,SAS功能强大,是国际流行的统计软件包,分析结果得到国内外专家的认可,但缺点也很明显,过于庞杂,且是完全的英文界面,教学难度较大[3]。非统计专业的统计教学也可以选用Exce1软件作为辅助教学工具。因为Excel提供了一个功能相对完整的数据分析工具,它的统计功能涵盖了统计学的基本内容,并在Excel的宏内提供了一些实用的统计分析程序,如t测验、方差分析和回归分析等。而且大多数计算机里都装有该软件,学习起来非常方便。
在以后的教学中,可以尝试运用Excel或SAS软件来解决《生物统计学》教学的大量统计计算,使学生熟练掌握该统计软件进行统计分析的基本操作,进一步加深学生对有关统计学原理和方法的理解,也可以提高学生分析问题和解决问题的能力,为今后从事科学研究工作奠定良好的基础。
3.3 类比人文学科实例,提高学生学习兴趣
针对培养学生的统计思维,运用统计学的思维和方法去分析和解决实际问题这个教学目标,可以类比人文社科的例子,从身边看得到摸得着已经熟悉的例子入手,再介绍相关专业上的例子,理解起来就会简单许多。如讲相关性分析时,就可以举如下例子:有10人对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色按照其喜好程度进行等级评价。其中,最喜欢的等级为1,最不喜欢的等级为7,结果用表格形式列出。问这10人对颜色的爱好是否具有一致性。通过这个例子学生可以明了相关分析的用途,然后再详细讲解专业上的例子。将抽象、枯燥的理论结合一个个生动的事例进行讲解,学生听起来感到形象、生动,有利于对知识的理解和升华,起到举一反三、触类旁通的作用[4]。
4 结语
对于《生物统计学》课程的学习,尤其是要发挥学生的学习主观能动性。教师在课堂上应反复强调这门课程的学习要求和学习的四个环节——预习、听课并做笔记、做题、复习。明确指出做笔记可以帮助学生集中注意力,提高课堂利用效率。注重发挥学生的主体性,倡导学生主动参与教学实践活动,调动学生的学习积极性。鼓励学生踊跃提出问题、回答问题和上讲台演算,提高学生分析和解决问题的能力,并引导学生在每学完一部分内容时进行归纳总结。统计学的内容博大精深,作为《生物统计学》课程的教师,应努力通过各种信息反馈途径,找出教学中的不足,从而加强教学研究,探索新的教学方法,提高《生物统计学》教学质量,为学生今后的科研奠定基础。
参考文献:
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[3]郑先波,栗燕,宋尚伟. Excel在生物统计学实验教学中的应用探讨[J].中国科教创新导刊,2010,11:183-183
篇7
关键词:田间试验;生物统计;教学
田间试验与生物统计是高等农林职业院校农林类专业的一门基础课,主要包括田间试验和统计分析两部分内容,是进行农业科学研究所不可或缺的。通过本课程的学习,可使学生掌握基本的试验设计和统计分析方法,培养学生严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力,为以后的工作和科学研究打下基础。但本课程理论性强、内容繁多、计算公式多且难记。而现在由于招生制度的改革,高等农林职业院校文理兼招,文科学生数学基础较差,因此许多学生认为本课程是较难学习和掌握的一门课程。同时,由于学生缺乏实践经验,学习中困难很多,学习积极性和主动性较差,影响了教学效果和教学质量。通过多年教学实践,笔者发现,要提高本门课程的教学质量,应在充分认识本课程和掌握学生特点的基础上,对教学方法进行创新,以激发学生的学习兴趣,提高学生对该课程重要性的认识,让他们理解和掌握基本知识及技能,特别是要培养学生的应用能力,以提高该课程的教学质量。
一、课程特点和学生特点分析
1.课程特点分析
“田间试验与生物统计”课程具有三个明显的特点。一是理论性强,因为本课程是以数理统计为基础的应用科学,与数学有非常密切的联系,许多统计分析的理论来源于数理统计,如概率分布等,因此需要有较好的数学基础。二是公式多且复杂难记忆,不论是特征数的计算,还是概率分布的计算,或是方差分析,都有很多公式需要加以理解和记忆,如果不能掌握计算公式,则不可能完成统计分析。三是有很强的实践性,如田间试验的设计与实施、试验结果的统计分析等,必须通过实践才能掌握和运用理论知识,因此必须加强实践教学,以培养学生能力,实现教学目标。
2.学生特点分析
教学中要充分了解教学对象,因材施教是基本的教学原则。因此,在教学中应充分了解和掌握学生的特点,才能有针对性地进行教学。现在的农林类高职学生,普遍存在学习基础较差、能力不强、主动性不足等问题。此外,由于招生制度的改革,现在高等农林职业院校农林类专业都是文理兼招,学生数学基础比较差,缺乏实际生产能力,对学习本课程是十分不利的。
二、培养学生的学习兴趣
科学巨匠爱因斯坦曾经说过,“兴趣是最好的老师”,即兴趣是学生学习的动力,学生对学习有了兴趣,就会保持强烈的求知欲,从而积极主动地、心情愉快地进行学习。培养学生学习兴趣可从以下几方面入手:一是上好绪论课,激起学生兴趣;二是把握教学过程,培养兴趣;三是在教学中突破重点难点,稳定学生学习兴趣;四是开辟第二课堂,发展学生兴趣。
三、创新教学方法,提高教学质量
1.突出教学重点难点
(1)专业术语、理论分布和基本原理是重点。原理、概念、公式及计算方法是本课程的三个难点。“田间试验与生物统计”课程中概念、名词较多,如总体与样本、回归与相关、标准差与标准误等。而二项分布、t 分布、F 分布等则是统计推断的基础。小概率原理、方差分析的基本原理又是假设检验的重要组成部分,故对这些理论分布和基本原理的阐述应属重中之重,应在教学中采取恰当的教学方法突出重点难点。在教学中可通过恰当举例,便于学生理解基本原理。对于计算公式,通过反复强调,增加印象,加强练习,强化记忆等手段和方法进行强化。采用启发式教学来调动学生的主动性,引导学生注重理解。通过实践和课外辅导,解决学生学习困难。公式的运用是统计分析的关键,对计算公式正确合理的运用是要重点讲解的内容,应使学生掌握各个公式的应用条件和适用范围,以免错用。
2.灵活运用教学方法
教学是艺术。教学中,笔者尽量改进教学方法,综合采取启发式、对比法、讨论法、归纳法、演绎法等教学方法,利用图表、PPT演示等增强直观性,针对教学内容的特点采取不同的教学方法。如在讲解统计假设的步骤、方差分析的步骤等内容时,先通过实例说明每一个步骤,最后推出基本步骤。讲授直线回归和相关时,通过对比说明其各自特征、区别及它们之间的联系。在讲授总体和样本时,把一个班示作总体,将其中某几个示作样本等进行说明,使学生通过事例掌握基本概念和基本理论。
四、强化实践教学,培养学生实践能力
高等职业院校的培养目标和教学目标在于培养学生实践技能。生物统计学是一门理论性强又十分强调实践教学的学科,在加强理论的同时,应十分重视实践教学。生物统计学中的各种设计方法、试验方法和统计方法只有通过学生实践才能被学生掌握,成为学生的知识和技能。
1.开展田间试验,提高学生能力
教师要结合教学内容,鼓励学生自己选择试验课题、拟订试验计划、实施试验、统计分析试验结果,从而使学生掌握试验设计、统计分析的理论知识和技能。教师在学生实践过程中应加强指导,帮助学生解决试验中的问题,这既增强了学生进一步钻研田间试验和生物统计的兴趣,又提高了学生的能力,也体现了高等职业院校教学的实践性和实用性。
2.参与科研,提高学生能力
在教学中,笔者十分注重学生科研能力的培养。在自己承担的科研课题研究中吸收学生参与,使学生掌握科学研究的理论与方法,既提高了学生能力,又解决了实践教学的不足。笔者这几年主持的研究课题,如“弥渡县灯盏花漂浮育苗病害防控研究”“大理州烟草漂浮育苗病害防治试验”等都有学生参与,有效地培养了学生的能力。
3.充分利用现代化教学手段,提高实践教学质量
在生物统计学实践教学中,现代化教学手段的运用是十分重要的教学手段和方法,如计算机、多媒体教学等。现在的生物统计中各种统计方法在计算机中都有相应的程序可以应用,如Excel、SAS程序等。因此,通过运用计算机中相应程序的实践教学,既让学生掌握相关程序的使用方法,又是培养学生实践能力的需要。借助多媒体教学,既能形象直观地展现教学内容,又是进行实践教学的重要途径。通过多媒体展示,使学生更直观地学习和掌握了理论知识。
参考文献:
[1]汤赵云,田朋萍,张霞.《生物统计学》课程改革的实践[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2008,21(2):82-83.
[2]杜瑞卿,杨建伟.生物统计学教学方法改革探讨[J].现代农业科技,2011,(2):26-28.
篇8
生物统计附试验设计课程特点改革生物统计是应用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界遗传变异现象的数量特征的科学。试验设计是科研工作未进行之前对整个试验研究课题的设计,生物统计与试验设计二者相辅相成。生物统计附试验设计作为畜牧兽医类专业的必修专业基础课,是一门理论性和实践性较强的课程,其教学目的在于使学生在掌握基本统计分析方法的基础上,培养学生独立处理和分析试验数据的能力,为进一步学习其它专业课程和毕业论文设计奠定一定的基础。该门课程相对于其它课程内容广、概念多、公式多。教学过程中教师难教,学生难学,加之大部分学生对该门课程的重要性认识不足,导致学生怕学,教师怕教。针对课程特点,对教学现状进行分析,为进一步教学改革提供帮助。
一、生物统计附试验设计课程特点
1.章节内容关系紧密,连贯性强
生物统计附试验设计的教学内容前后章节关系密切,环环相扣,层层深入。如本科教材中,常用统计术语、资料的整理、资料的统计描述、常用概率分布属于描述性统计部分,是理论基础;而假设检验、方差分析、X2检验、回归与相关分析是统计的核心内容,属于理论的应用部分;描述性统计与理论应用又为试验设计提供相应的原理和实验分析方法。如果学生对描述性统计部分尤其是常用概率分布内容理解不透的话,则后续章节中的假设检验部分将很难理解,进而导致学生越听越不懂,越听越没兴趣。
2.公式多,计算多,内容多,概念抽象,理解记忆难度大
生物统计附试验设计是一门专业基础课,是动物科学、动物医学以及生物学研究不可缺少的工具。学习过程中,涉及的公式和计算等多而且难记,概念也抽象易混淆,导致学生兴趣不浓。如常用概率分布包括正态分布、二项分布、泊松分布、t分布及样本平均数的抽样分布等,各种分布的特点不一,内容复杂难懂;基本统计量及三大显著性检验涉及大量的计算公式,多且难记;总体与样本、精确性与准确性、参数与统计量、自由度、秩次距等概念抽象易混淆,导致学生感到难懂、难记、难用。
3.以概率论和高等数学为基础,内容广,理论抽象
生物统计附试验设计是一门边缘学科,需要较好的概率论和高等数学为基础,涉及内容广泛。一些计算公式都是通过最小二乘法原理,运用微积分和线性代数等知识推导出来;一些原理,如平方和与自由度的可加性原理、小概率原理、无效假设原理等理论抽象难懂,需要在一定的概率论与数学基础上理解,常常会使学生感到枯燥乏味,不会灵活运用。
二、生物统计附试验设计课程存在的问题
生物统计附试验设计课程的显著特点决定了它必然会存在一些问题,主要表现为:①教学模式传统,手段单一。该门课程以课堂讲授为主,大都采用多媒体教学,教师是主讲者,学生是被动的接受者。由于内容抽象,原理枯燥,计算繁琐,导致学生厌学,积极性不高。②教与学脱节,实践环节薄弱,该门课程公式多,概念多,理论抽象,在讲授过程中,虽然能结合一定的生产和科研实例,但仍显抽象,难理解,直接导致教师感到难教,学生感到难懂,难记,不会灵活运用于生产实践。③学生对该门课程的重要性认识不足,由于学生在学习该门课程之前,对试验设计、试验结果统计分析等科研过程没有直观的认识和接触,直接导致学生认为该门课程不重要,学习也没用,萌生不爱学、不想学的思想。
三、结束语
综上所述,生物统计附试验设计是一门理论与应用相结合的科学,其课程特点决定了这门课程必然会存在一定的问题。在今后的教学中,为了培养更多的实用型和开拓创新型人才,只有认真分析课程的特点,针对教学现状,我们要不断的思考和探索,不断的改革教学方法,最大限度的挖掘学生的应用和创新能力,提高教学质量。
参考文献:
[1]汤赵云,田朋萍,张霞.《生物统计学》课程改革的实践[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2008,21(2):82-83.
[2]叶子弘,崔海峰,陈春.生物统计学课程“能力素质培养计划”的构建及分析[J].安徽农业科学,2011,39(10):6268-6269.
[3]章元明.生物统计学在农科大学生素质教育中的作用[J].高等农业教育,2002.12(138):68-69.
篇9
University, USA
William D. Johnson Louisiana State
University,USA
Basic Biostatistics for
Geneticists and
Epidemiologists
A Practical Approach
2009, 373pp.
Hardcover
ISBN 9780470024898
John Wiley
R.C.爱尔通等著
任何从事遗传学或流行病学研究的专业人员阅读专业文献时都不可避免地要面对许多统计数据和统计方法,这就要求他们对生物统计学的概念和基本方法能准确地理解。本书两位作者基于科研、教学的经验曾成功地撰写了专著Essentials of Biostatistics(《生物统计学精义》),本书是其新版本,作了增补和修订。本书以遗传学和流行病学方面的科研人员为基本对象,着重讲述专业所需要的统计方法,注意通过实例给出有关背景材料,阐述基本概念,包含必要的计算但不涉及较复杂的推演。是一本入门读物。
全书由13章组成。1.引论,强调统计方法对于专业研究的重要性和必要性;2-3.给出群体、样本等基本概念,阐述了描述性统计学的思想及作用;4-5.包含了稍难的一些材料,即概率、随机变量和分布的概念,其中涉及的计算以能保证应用为限;6-9.用简易的方式讲述极大似然估计、最小二乘法、假设检验、χ2检验等基本统计方法;10-11.讨论相关和回归、方差分析和线性模型;12.重点讲述目前广泛应用于专业研究中的一些统计技术,如转换检验、自助再抽样等;13.关于对专业报告进行评价的一些指导。
与其它同类统计学的入门书籍比较,本书更具有针对性、专业性和实用性,并且讲述浅显,通俗易懂。还包含大量选择题形式的习题(附答案),有利于读者加深对概念的理解和自学。本书可供有关专业大学生和科研人员阅读。
朱尧辰,研究员
(中国科学院应用数学研究所)
篇10
关键词 Excel;生物统计学;普哇松分布;POISSON函数
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)22-0287-01
生物统计学是研究数据资料的收集、整理、分析、解释的一门科学[1],也是畜牧、兽医、农学、微生物、医学等领域中不可缺少的统计工具,越来越多的数据分析离不开生物统计学的原理。在生物统计学中的上机实习是提高学生动手能力和解决问题能力的重要环节,在本次的教学改革与实践中,已经把二项分布、正态分布、普哇松分布等的概率计算纳入生物统计学的实践教学中。一方面可以让学生针对不同数据清楚其分布类型,针对不同分布类型选用不同的Excel函数模块,另一方面通过不同分布的概率计算,可以将课本上所学的知识很好地应用于实践数据分析。本文主要介绍利用Excel中的POISSON函数来计算普哇松分布的概率,现就POISSON函数的具体应用情况及注意事项进行介绍。
1 普哇松分布
普哇松分布(Poisson,也称泊松分布)是二项分布的一种极端形式,就是说某种试验结果或某种事件发生的概论极低(P很小)。因此,在应用中很容易将普哇松分布与二项分布混淆,普哇松分布的特点就是λ=π=σ2。普哇松分布的概论函数为[1]:
2 普哇松分布的概率计算示例
例题:已知某地区的牛群中每年出现怪胎的次数服从普哇松分布,每年出现怪胎的次数的平均数为2,计算该地区一年中出现3次怪胎的概率以及出现3次和3次以下怪胎的概率。对于这一问题,很显然牛群中每年出现正常胎和怪胎2种结果,而且怪胎出现的概率极低(平均2次),因此其属于普哇松分布。由于已经知道“每年出现怪胎的次数的平均数为2”,即就有λ=μ=2,因此该地区为出现3次怪胎的概率为:
2.1 出现3次怪胎的概率
利用以上公式可以直接计算普哇松分布的概率,但是因为需要记住公式,并且需要手动来计算,所以还是比较烦琐的。对于这一问题,可以借助Excel中的函数来快速计算出其概率。
首先在Excel中,选定空格按照以下顺序:插入―fx函数―统计―POISSON,出现图1提示框,在提示框中从上到下依次输入3、2、false,点击确定。就可以获得该地区出现3次怪胎的概率为0.180 4。
2.2 出现3次及3次以下怪胎的概率
首先在Excel中,选定空格按照以下顺序:插入―fx函数―统计POISSON,就会出现图2提示框,在提示框中从上到下依次输入3、2、true,点击确定。就可以获得该地区出现3次及3次以下怪胎的概率为0.857 1。
3 结语
随着计算机技术的发展,已经有更多的软件被应用于生物统计学,如Excel[2]、SAS[3]、SPSS[4-5]等,但是不同统计软件具有着不同的统计特点,如Excel统计功能更为简单,适合生物统计学的初学者。SAS统计功能比较宽广些,因其统计模块的限制,所以更适合能够自己编写程序的学者。SPSS的统计功能更为强大,几乎具备了所有的统计分析功能,操作相对简单、直观[6-8]。
虽然从统计分析上来看,SAS和SPSS的统计分析功能略胜于Excel,但是Excel也具有其独特的地方,如对二项分布、正态分布、普哇松分布等常用分布的概率计算来说Excel就显得简单多了。在普哇松分布的概率计算中虽然就是一个POISSON函数,但是针对不同问题这个函数里最后面的选项却不同,在POISSON函数的提示框中最后选项如果选“false”,则结果是显示P(X=x)的概率,而当最后一项选择“true”,则显示的概率是P(X≤x)[9-11]。
4 参考文献
[1] 张勤.生物统计学[M].北京:中国农业大学出版社,2009.
[2] 王香萍,王文凯,李俊凯,等.EXCEL中关于生物统计中两组平均数的应用方法及探讨[J].考试周刊,2011(6):180-181.
[3] 黄中文,张丹.生物统计与SAS教学中大学生自主学习能力的培养[J].新乡学院学报(社会科学版),2013,27(5):140-142.
[4] 白俊艳,贾小平,张小辉,等.生物统计学课程改革与实践[J].畜牧与饲料科学,2013,34 (10 ):57-58.
[5] 白俊艳,徐廷生,张小辉.生物统计附试验设计课程考核方式的改革与实践[J].教育教学论坛,2015(18):247-248.
[6] 李萍,胡琼波. Excel 2000在生物统计中的应用[J].岳阳职业技术学院学报,2005(3):51-53.
[7] 林树茂,吕敏芝,田允波,等.应用Excel进行畜禽性状相关和回归分析[J].家畜生态学报,2005(4):89-90.
[8] 赵秀敏.Excel和SPSS在生物统计课程教学中的应用[J].河南农业,2014(18):30-31.
[9] 范平,崔党群,詹克慧,等.Excel软件在生物统计实验教学中的综合开发应用[J].实验技术与管理,2003(2):65-69.