統計軟件輔助《生物統計學》教學新模式的探索

　　摘 要： 作者針對生物統計學教學中存在的問題，在多年教學過程中，進行了利用Excel、SPSS等多種統計軟件輔助多媒體理論教學和實習（實驗）教學的新模式的探索。實踐證明，新的教學模式改枯燥無味的純理論課為理論與實踐相結合的課程，增強了實用性，擴大了學生的視野，提高了學生的學習興趣，以教師科研促教學，學以致用，教學效果良好。
　　關鍵詞： 《生物統計學》 統計軟件 教學新模式
　　
　　《生物統計學》是一門理論性和實用性都很強的學科，是現代生物學研究不可缺少的工具，現已逐步成為高等院校本科生的專業必修課。通過學習統計學的基本原理、基本方法，學生可培養科學的邏輯思維能力，同時可提高分析問題、解決實際問題的能力。然而，由于該學科的分析方法和數學模型建立在比較抽象的科學假設上，計算公式繁多、分析過程煩瑣，教學模式傳統，使課堂索然無味，無法提高學生的學習興趣［１］。近年來，大量統計軟件的出現使繁重的計算工作變得輕而易舉，同時也給教學帶來了盎然生機。本課題組采用了Excel、SPSS等幾種統計軟件來輔助《生物統計學》多媒體課堂理論教學和實習（實驗）教學進行了多年的探索，實踐證明，這一教學新模式大大激發了學生的學習興趣，提高了學生的統計應用能力，并提高了教師的教學水平，教學效果顯著。
　　一、《生物統計學》教學新模式的探索與實踐
　　1.利用Excel軟件在多媒體課堂進行輔助教學。
　　我院有生物科學和生物技術兩個本科專業，教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容不相適應，繁多的公式的計算占去了大部分的課堂時間，老師精心安排的例題、認真的演算無法引起學生的興趣，一堂課下來，學生感覺枯燥無味，老師感覺非常疲憊，且教學任務很難完成。針對此情況，我課題組大膽進行了新模式的探索。首先加強了軟件在理論課堂上的演示，提高了學生學習的興趣和解決問題的能力。
　　我們首先選用了較強的數據分析功能和統計繪圖功能，易學易用，不用再另外購買就可以進行數據處理的Excel軟件，并且學生對此軟件界面較熟悉，數據輸入也相對比其他軟件簡單。在多媒體教學過程中，首先進行理論上的講授，同學們在掌握了選擇處理方法的基礎上，利用Excel數據處理功能來演示計算過程，這樣節省了手工計算大量煩瑣的公式的時間，然后重點對計算結果進行推斷和分析，從而實現了教學內容與生物統計軟件應用的有機融合，改枯燥的純理論課為理論與實踐相結合的課程。
　　課后布置作業，要求學生借助計算器分步計算和使用Excel軟件兩種方法得出結果，同學們切身感受到軟件的益處，大大提高了學習生物統計學的興趣。
　　2.統計軟件實習（實驗）與理論課教學緊密結合。
　　2007年我系剛開設生物統計學課，我們首先對教學計劃進行了大膽改革，增加了實習學時數，由原來的只有理論教學，過渡到在理論教學課堂上Excel軟件處理數據的演示，過渡到全部學完后再集中安排一至兩次（3學時次）上機實習課，最后改為理論與實驗學時數比例達到1∶1。雖然有了很大的進步，但造成了理論知識與實習的脫鉤，同學們經常忘記了所學的知識，滿腦空空地來到實習機房，費時費力，效果不太理想。因此，2009年我們一改傳統的教學方式，采取理論課的教學與統計軟件實習同步進行。例如，學完方差分析理論知識后，緊接著就安排方差分析實習課，通過課本例題和老師精心選擇的習題讓學生獨立完成整個過程，包括該習題處理方法的選擇、軟件的使用方法、數據處理結果的推斷和分析，提高了方差分析統計方法的動手能力。整個課程的學習一般給學生安排5次實習課，使學生能夠比較系統地學習統計軟件。這一改革受到了師生的一致歡迎，由原來的不到下課時間急著下課發展到了下課時間到了還不想下課。
　　3.加強多個統計軟件的使用，擴大學生視野。
　　目前我們在實習機房電腦中安裝了Excel、SPSS、SAS、Origin等多種軟件，讓學生對此都有所了解，然后選擇自己喜歡使用的軟件進行數據處理。但是想要學生同時掌握多個軟件的使用是不現實的。四種統計分析軟件各有優勢及不足，SAS軟件包幾乎囊括了生物統計學的所有方法，但需要編程運行，初學者不易熟練掌握。SPSS是比較全面、實用的統計學軟件，具有可操作性、不編程序的特點，它的優勢不言而喻［２］。而Excel數據分析軟件包，是Office組建的成員之一，因此在界面上及使用的方便程度上占有一定的優勢，使用者操作起來會得心應手，所不足的是由于是Excel附帶的數據軟件包，與上兩個軟件包比較起來功能上沒有那么強大，比如:缺少多因素方差分析、方差分析后的多重比較、多元回歸、多種曲線擬合，等等，但對于本科生來說，如果不需要很復雜的統計學測試，已是一個很方便實用的數據統計軟件。Origin軟件操作容易、作圖方便、速度快，但統計學功能不完善。實踐證明，Excel、SPSS兩種軟件包深受學生歡迎。在配有多媒體設備的計算機房進行練習，一人一機。教師在主機上邊講解邊操作，學生可一邊從大屏幕投影觀察到具體的執行過程，一邊在自己的機上進行相應的操作。學生強烈地感受到與以前用計算器相比，更快速、簡便、準確、實用，這樣一方面密切聯系實踐，真正提高了學生的應用能力，另一方面增強了學生的興趣，使學生由過去不愿學生物統計學，到為了完成畢業論文不得學，但望而卻步，到現在下課不愿意離去。在實驗課中學生不僅學到了統計分析知識，而且在畢業實習中運用計算機來分析畢業論文中的數據，并為以后的科研打下了牢固的基礎。
　　4.以教師科研促教學。
　　課題組成員根據理論教學大綱和教師的科研成果，精心編制了Excel、SPSS兩種軟件的上機實習教材，通俗易懂，簡單明了，學生很快就能掌握上機要領，效果良好。在學生進行上機實習的時候，所布置的上機作業的數據來自課本上的例題、課后習題和課題組老師的科研結果。因為學員在上機實習前已經系統地學習了上機內容的理論知識，并完成了課后習題作業。因此在上機實習時，學生就能夠充分利用有限的上機時間而無需花費更多的精力和時間來熟悉所要求完成的實習作業。學生可將剩余的大量時間用在老師提供的科研數據處理上，使學生真正解決科研活動中遇到的問題，這樣就拉近了與實際生活的距離，真正做到了學以致用，從而更進一步提高了學習的興趣。
　　二、效果及意義
　　經過幾年在理論教學和實驗教學中的應用和嘗試，教學效果良好，具體表現在以下幾方面：（1）新的教學模式改枯燥無味的純理論課為理論與實踐相結合的課程，增強了實用性，提高了學生的學習興趣。（2）根據不同層次不同專業的學生特點（包括生物技術本科、生物科學本科），按教學大綱實施不同的教學內容，以教師科研促教學，讓學生做到學以致用。（3）以Excel軟件輔助課堂教學，多種軟件在實驗教學中開展，統計功能相互補充，擴大了學生的視野，提高了學生的素質。（4）理論與上機實習操作交替進行，學生能獨立快速完成資料的統計分析工作，提高了對實際問題的動腦分析能力。
　　
　　參考文獻：
　　［１］范平，崔黨群，詹克慧等.Excel軟件在生物統計實驗教學中的綜合開發應用［J］.實驗技術與管理，2003，20，（2）：65-69.
　　［２］管紅云，劉治民，陳青山.多媒體與SPSS在醫學統計學教學中的應用［J］.山西醫科大學學報(基礎醫學教育版)，2005，7，（2）：143-145.
　　
　　項目：衡水學院2008年度教改資金資助課題（jg2008023）。