高校《生物統(tǒng)計學》課程教學思考

張以忠，鄧琳瓊

（畢節(jié)學院 地理與生命科學學院，貴州 畢節(jié) 551700）

高校《生物統(tǒng)計學》課程教學思考

張以忠，鄧琳瓊

（畢節(jié)學院 地理與生命科學學院，貴州 畢節(jié) 551700）

論文闡述了生物統(tǒng)計學課程的地位和作用、生物統(tǒng)計學教材的選用、生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學開課時間上的不一致性和教師知識上的脫節(jié)性以及考試制度對生物統(tǒng)計學教學的影響等。并討論了生物統(tǒng)計學的教學策略。

生物統(tǒng)計學；教學策略；案例教學；考試制度

生物統(tǒng)計學是概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法在生物學中的應用，是應用數(shù)學的一個十分重要的分支學科。它不僅提供如何正確地進行試驗設計、合理地收集數(shù)據(jù)和整理數(shù)據(jù)，而且還提供合理選擇正確的統(tǒng)計分析方法以及對計算結(jié)果的分析與應用[1-4]。不僅在傳統(tǒng)的生物學、醫(yī)學、藥學和農(nóng)學中被廣泛應用，而且在現(xiàn)代分子生物學研究中也是十分重要的工具[5，6]。因此生物統(tǒng)計學是生命科學學科不同專業(yè)學生都應該掌握的一門重要的工具課，是許多高等院校生物科學專業(yè)的必修課程之一，是一門理論性和實踐性較強的課程，該課程主要的目的是培養(yǎng)學生掌握基本的統(tǒng)計分析方法、收集和整理數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及分析試驗數(shù)據(jù)的能力，并能為今后學習各專業(yè)課程以及畢業(yè)論文設計與實施奠定一定的基礎(chǔ)，也有利于培養(yǎng)學生的科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力[7，8]。但生物統(tǒng)計學理論性和實踐性較強，且涉及大量的數(shù)學公式、抽象的概念和復雜的內(nèi)容，需要一定的數(shù)學基礎(chǔ)和邏輯推理能力。與其他課程相比，具有內(nèi)容多、公式多、概念多及教師難教、學生難懂、難記、難用的“三多”和“四難”的特點[9-11]。對于數(shù)學基礎(chǔ)較差的生物科學專業(yè)本科學生而言，學習起來有一定的難度，這就決定該門課程的教學與其他專業(yè)課程的教學應有一定的差異。因此針對該課程的特點，探索特色的生物統(tǒng)計學課程的教學內(nèi)容體系、合適的教學手段和教學方法，較大程度激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生理解生物統(tǒng)計學的基本原理、基本理論和基本方法，熟練掌握常用試驗設計資料的統(tǒng)計分析方法及相關(guān)試驗設計是一個非常重要且急待解決的問題。作者結(jié)合自己近十年生物統(tǒng)計學的教學實踐，分析該門課程教學中存在的問題的基礎(chǔ)上，就如何提高生物統(tǒng)計學的課堂教學進行了分析和討論，以期為生物統(tǒng)計學的教學提供一定的參考。

一、生物統(tǒng)計學課程的地位和作用

生物統(tǒng)計學是生物學學科不同專業(yè)學生都應該掌握的一門重要的工具課，是許多高等院校生物學、農(nóng)學、醫(yī)學等專業(yè)的必修課程之一。它是現(xiàn)代生物學研究不可缺少的工具，是培養(yǎng)學生科學研究和綜合分析問題能力的重要課程，也是生物學等工作者必備的基礎(chǔ)，同時該課程又是其他專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。因此該課程在生物學、農(nóng)學、林學、醫(yī)學、食品、環(huán)保等專業(yè)中占有十分重要的地位[12]。生物統(tǒng)計學需以生物材料進行研究，但通常所涉及的材料數(shù)量較大，很難也沒有必要全部參加試驗，必須通過科學的方法抽取有代表性的試驗個體進行試驗，以獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)由樣本推斷總體的重要功能。因此生物統(tǒng)計學與試驗設計緊密聯(lián)系，主要講授數(shù)據(jù)資料收集和整理的方法、數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計分析方法和手段以及在概率論的基礎(chǔ)上對統(tǒng)計結(jié)果做出科學的推斷，從而幫助我們認識研究對象的現(xiàn)象和本質(zhì)[13]。因此，生物統(tǒng)計學已成為生物科技工作者必備的基礎(chǔ)，也有利于培養(yǎng)和提高大學生的科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力，是當代大學生系統(tǒng)的能力培養(yǎng)和全面的素質(zhì)教育的具體體現(xiàn)。

二、生物統(tǒng)計學教學存在的主要問題

1.生物統(tǒng)計學教材方面。教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學要求的知識載體，也是教學最基本的工具，它不僅是教師進行教學的依據(jù)，而且是學生獲取知識的重要資料，選擇適合教師和學生的生物統(tǒng)計學教材，能夠保證教學過程的順利進行，而且還能提高教學質(zhì)量，達到良好的教學效果[14，15]。目前，國內(nèi)所出版的生物統(tǒng)計學教材種類較多，各大高校由于教師和學生的情況不同，在教材方面的選擇和使用也不一樣。盡管如此，目前國內(nèi)所出版的生物統(tǒng)計學教材主要包括兩大類。第一大類完全是傳統(tǒng)生物統(tǒng)計學的知識和內(nèi)容，不涉及統(tǒng)計軟件的介紹和使用，這一大類教材包含兩小類，一類主要側(cè)重理論教學，過分強調(diào)課程體系的完整性和理論講授，注重公式的推導而忽視了實際應用例題的講解。這類教材忽略了對大學生統(tǒng)計思維和綜合分析問題能力的培養(yǎng)，因此有一定的缺陷。另一類是目前各大高校使用較多的生物統(tǒng)計學教材，該類教材雖然也存在一些必要的公式推導，但更側(cè)重于統(tǒng)計學理論與實際結(jié)合，清楚介紹每一個統(tǒng)計原理理論后，再通過具體實例分析和鞏固統(tǒng)計學的基本原理和基本方法，注重培養(yǎng)學生分析實際問題和解決實際問題的能力，因此這類教材比較適合現(xiàn)在生物科學等本科專業(yè)的使用。但這類生物統(tǒng)計學教材由于不涉及統(tǒng)計軟件的內(nèi)容，也存在一定的不足。如果教師在授課過程中未涉及一些統(tǒng)計軟件的介紹和使用，那么即使學生完全掌握了相關(guān)的統(tǒng)計原理和方法，學生在復雜的試驗設計及龐大的數(shù)據(jù)面前可能也會束手無策，即使會計算，在復雜及龐大的數(shù)據(jù)計算中也可能會算錯，因此可能會得出相反的結(jié)論。第二大類統(tǒng)計教材完全是統(tǒng)計軟件的介紹和使用，如Excel軟件、SAS統(tǒng)計軟件、SPSS統(tǒng)計軟件、DPS統(tǒng)計軟件、R統(tǒng)計軟件等的介紹和使用。生物科學、技術(shù)等飛速發(fā)展的今天，這類統(tǒng)計軟件發(fā)揮了很大的優(yōu)勢，給科技工作者帶來了極大的方便。但這類教材也存在一定的不足，它只注重統(tǒng)計過程的運算和統(tǒng)計，沒有統(tǒng)計原理的介紹，因此對沒有相關(guān)統(tǒng)計學知識或統(tǒng)計學基礎(chǔ)較差的學生或老師來說，即使按照教材上的步驟計算出相應的結(jié)果，但也不知道具體的含義，也不知道怎么分析。因此這類教材不適合大學本科生的教學。另外，這兩大類教材要么只注重數(shù)理統(tǒng)計方法的講授，要么只重視統(tǒng)計軟件的使用，而忽視了統(tǒng)計學中的數(shù)理統(tǒng)計分析方法是建立在正確的試驗設計以及所獲數(shù)據(jù)資料準確的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮正確的作用，這是這兩大類生物統(tǒng)計學教材共同存在的不足之處。因此，目前市場上還未見有統(tǒng)計學理論與實際結(jié)合，試驗設計與統(tǒng)計原理相結(jié)合，統(tǒng)計軟件與統(tǒng)計學原理相結(jié)合的較為完善的生物統(tǒng)計學教材。筆者認

為這類生物統(tǒng)計學教材是當前生物科學專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)、生物工程專業(yè)、農(nóng)學專業(yè)、醫(yī)學專業(yè)、食品專業(yè)等本科專業(yè)較為適合的教材。

2.生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學方面。①生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學開課時間上的不一致性。國內(nèi)許多高等學校生物科學等本科專業(yè)的培養(yǎng)方案中都把高等數(shù)學課程作為一門必修的基礎(chǔ)課，學生通過對該門課程的學習，系統(tǒng)獲得函數(shù)、極限、連續(xù)、導數(shù)、微積分及常微分方程等基礎(chǔ)知識，它為后續(xù)課程的學習和解決實際問題提供必不可少的數(shù)學基礎(chǔ)知識及常用的數(shù)學方法。而且，通過各個知識點的學習，逐步培養(yǎng)學生具有較為熟練的基本運算能力和自學能力，綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。更重要的是，高等數(shù)學課程是學習生物統(tǒng)計學的關(guān)鍵，生物統(tǒng)計學中的許多原理和方法都需要高等數(shù)學中相應的知識作為基礎(chǔ)。②生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學教學上的脫節(jié)性。高等數(shù)學課程作為生物科學本科專業(yè)一門必修的基礎(chǔ)課，各高校均認識到它在生物科學本科專業(yè)中的重要性。但長期以來，高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學均作為兩名獨立的課程開設，一般情況下，高等數(shù)學課程由數(shù)學專業(yè)教師講授，由于數(shù)學專業(yè)的教師沒有生物學專業(yè)的相關(guān)知識，不清楚生物統(tǒng)計學課程的知識體系，只注重數(shù)學知識的推導、講授。因此所講授的知識內(nèi)容之間通常存在許多不銜之處，形成了不利于生物統(tǒng)計學課程教學的知識的斷層。同樣，這也是生物統(tǒng)計學中教師難教，學生難學、難懂、難用的原因之一。

3.生物統(tǒng)計學教師知識結(jié)構(gòu)和科研能力方面。常言道，學生需要一滴水，教師至少要有一桶水。生物統(tǒng)計學的教學，相對于其他課程而言，對教師的要求更高，不僅要求教師要有一定的數(shù)學知識，較為淵博的統(tǒng)計學知識，還要求教師要有較強的科研能力。教師只有具備一定的數(shù)學知識和淵博的統(tǒng)計學知識，才能很好把握生物統(tǒng)計學相關(guān)原理、理論、統(tǒng)計分析方法等。具備較強的科研能力，才能很好將生物統(tǒng)計學相關(guān)原理、理論、統(tǒng)計分析方法與實際相結(jié)合，才能很好地進行案例教學。

4.考試制度方面。考試制度在高等教育中占有非常重要的地位，考試是教學質(zhì)量評價的一項重要指標，它既是對教師教學質(zhì)量的反映，也是對學生學習效果的檢驗。考試制度是否合理，決定著教學質(zhì)量的好壞以及學生學習積極性是否能得到最大限度地調(diào)動[16]。但是現(xiàn)階段我國許多高校的考試制度較為死板，缺乏合理性和靈活性。如在學期期末考試中規(guī)定一定數(shù)量的題型，當然，這種考試制度對于規(guī)范考試是必須的，但是應該根據(jù)具體課程而定，而不能一概而論。就生物統(tǒng)計學課程而言，如果規(guī)定一定數(shù)量的考試題型（比如四種題型），那么教師只能根據(jù)考試規(guī)定勉為其難考慮四種題型。比如說名詞解釋、填空、問答、計算這四種題型。很明顯，這種考試方式只是較為死板的考試，不能真證體現(xiàn)生物統(tǒng)計學課程的本質(zhì)，不能很好考察學生對生物統(tǒng)計學原理的掌握及運用。

三、生物統(tǒng)計學教學策略

針對目前生物統(tǒng)計學存在的問題，筆者根據(jù)自己近十年的生物統(tǒng)計學教學實踐，就如何提高生物統(tǒng)計學的課堂教學效果，提出如下建議。

1.選擇合適的教材并優(yōu)化教學內(nèi)容。教材是教學最基本的工具，選擇適合的生物統(tǒng)計學教材，能夠保證教學過程的順利進行，并能提高教學質(zhì)量。針對目前市場上的不同種類教材，結(jié)合學生的實際，選擇統(tǒng)計學理論與實際相結(jié)合，試驗設計與統(tǒng)計原理相結(jié)合，統(tǒng)計軟件與統(tǒng)計學原理相結(jié)合的生物統(tǒng)計學教材進行教學較為合適。據(jù)筆者過去的教學實踐，該課程授課內(nèi)容不宜過多和過深，授課內(nèi)容過多學生精力會分散，分不清重點，而過深則影響學生的接受效果[17]。因此應根據(jù)學生實際優(yōu)化教學內(nèi)容，堅持以試驗研究實例為線索，以科學的試驗研究方法為主線，理論原理和實際例子相結(jié)合，從試驗研究的選題和設計、試驗方案的制定和實施、試驗數(shù)據(jù)的收集和整理到試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，最后做出科學的推斷等，盡可能把抽象的統(tǒng)計學概念和原理轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的實例，提高學生的學習興趣，使其更好地理解和掌握所學的課程內(nèi)容[7]。很好激發(fā)學生學習生物統(tǒng)計學課程的興趣，從而更好地提高教學效果和教學質(zhì)量。

2.處理好高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學的關(guān)系。高等數(shù)學作為生物科學本科專業(yè)的基礎(chǔ)課，是學習生物統(tǒng)計學的關(guān)鍵。一方面，高等數(shù)學一般在第一學年開設，因此生物統(tǒng)計學安排在第二學年開設為宜，這樣能避免高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學課程開設在時間上形成的斷層，有利于學生對生物統(tǒng)計學的學習。另一方面，高等數(shù)學和生物統(tǒng)計學不應分別讓不同專業(yè)的教師講授，而均應由生物學專業(yè)教師講授，因為生物學專業(yè)的教師清楚生物統(tǒng)計學課程的知識體系，在講授高等數(shù)學時，能夠根據(jù)生物統(tǒng)計學的相關(guān)原理和內(nèi)容，優(yōu)化高等數(shù)學的教學內(nèi)容，有側(cè)重點進行知識的講授。從而能避免生物統(tǒng)計學與高等數(shù)學教學在知識上的脫節(jié)性，也有利于學生對生物統(tǒng)計學的學習。

3.提高自身知識結(jié)構(gòu)和科研能力，注重案例教學。生物統(tǒng)計學教材大多理論性強，內(nèi)容枯燥，容易使學生產(chǎn)生厭煩感。照本宣科的傳統(tǒng)授課方法，更會使學生失去興趣，對于培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)造能力十分不利。在現(xiàn)代教學中，教師既是知識的傳授者，也是教學活動的組織者，在教學過程中起到關(guān)鍵的作用，教師知識水平的高低直接影響學生的學習效果[18]。因此教師應不斷加強對生物統(tǒng)計學基本原理、基本理論和基本方法的學習與實踐。另外，教師還應不斷加強自身的科研能力，在教學過程中將自己的科研工作或生產(chǎn)實踐案例貫穿到教學中，以自身科研實例輔助教學，增加學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的統(tǒng)計學思維以及對統(tǒng)計學的實際應用能力。

4.加強試驗設計的教學和實踐。試驗設計又稱為實驗設計，它以概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法為理論基礎(chǔ)，科學地、經(jīng)濟地設計研究方案的一項技術(shù)。一個良好的試驗設計，可以用最少的實驗次數(shù)，得到足夠的實驗數(shù)據(jù)，從而能減少人力、物力和財力的投入[6]。由于生物統(tǒng)計學理論性和實踐性較強，且涉及大量的數(shù)學公式、抽象的概念和復雜的內(nèi)容。因此在生物統(tǒng)計學的教學中應充分調(diào)動學生學習的主動性，加強學生對生物統(tǒng)計學原理、知識的理解和綜合運用，強化學生綜合試驗設計的鍛煉及其應用。提高學生利用統(tǒng)計原理、方法分析和解決實際問題的能力。生物統(tǒng)計學教學中，一方面，教師應該有淵博的統(tǒng)計學知識及其豐富的科研經(jīng)歷，另一方面，應讓學生走出教室，加強實踐，使學生不但能夠掌握統(tǒng)計分析的原理和方法，而且可以解決一些生產(chǎn)中的實際問題，真正達到生物統(tǒng)計學教學的目的。

5.改革傳統(tǒng)的考核方式，著力培養(yǎng)學生綜合運用生物統(tǒng)計學知識的能力。很多學校傳統(tǒng)的考試以閉卷筆試的考核方式為主，試卷內(nèi)容主要測重基本概念、理論知識和方法的考核，期末考試成績基本決定了學期的成績，這種考試方式造成的結(jié)果是學生平時可以不聽課，考試前通過突擊，也

能考合格，但考后就可能全忘了。更重要的是學生學完生物統(tǒng)計學，學期考試后，都不知道學了些什么，更不知道怎么用，到做畢業(yè)論文需用到統(tǒng)計學原理和知識時，很多學生不會用或者亂用。一些高校期末考試總評成績由平時成績、期中成績和期末成績?nèi)糠纸M成。這種方式在一定程度上重視了學生平時學習情況和期中考試成績，避免了期末考試成績基本決定了學期成績的弊端，但是某些高校規(guī)定了每門考試課必須有四種以上的題型，對于一般的學科而言，這種規(guī)定也許是可行的，但對于生物統(tǒng)計學而言，這種規(guī)定是不合理的。因為生物統(tǒng)計學的教學主要是培養(yǎng)學生綜合運用統(tǒng)計學原理和知識的能力，培養(yǎng)學生如何進行試驗設計、試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析以及對統(tǒng)計結(jié)果的解釋等。因此筆者認為，對于生物統(tǒng)計學的教學，教師應從學生的實際情況出發(fā)，以培養(yǎng)學生綜合運用統(tǒng)計學原理和知識為目標，合理講授統(tǒng)計學的相關(guān)內(nèi)容。期末考試以開卷考試為宜，學期總評成績由平時成績、期中成績和期末成績?nèi)糠纸M成，考試題型只需考察計算題和試驗設計題兩種題型，即重點考察學生對基本知識的掌握程度及靈活運用統(tǒng)計學原理和方法解決實際問題的能力。

生物統(tǒng)計學是一門理論性較強的應用學科，涉及的內(nèi)容多、公式多、概念多，對學生而言，難懂、難記、更難用，而且很多學生不愿意學習。因此在生物統(tǒng)計學教學過程中，教師應從學生的實際情況出發(fā)，選擇合適的教材并優(yōu)化教學內(nèi)容，提高自身知識結(jié)構(gòu)和科研能力，改變教學方法，加強試驗設計的教學和實踐，改革傳統(tǒng)的考核方式，著力培養(yǎng)學生綜合運用生物統(tǒng)計學原理和知識的能力為教學目標，充分調(diào)動學生學習生物統(tǒng)計學的主動性和積極性，同時增加學生上機學習統(tǒng)計軟件的操作，掌握EXCEL、SPSS、DPS等統(tǒng)計軟件的使用，提高學生利用生物統(tǒng)計學的原理和相關(guān)統(tǒng)計軟件解決實際問題的能力。

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G642.41

A

1674-9324（2014）04-0086-03

畢節(jié)學院教改項目（JG201124）。

張以忠，男（1977-），碩士，副教授，主要從事生物統(tǒng)計學及植物生物技術(shù)領(lǐng)域的教學和研究工作。