生物醫藥專業學生統計素養培養策略

曹洪玉 唐乾 鄭學仿

摘 要：統計學思維與方法已滲透到生物學、農學、藥學及臨床實驗等，但許多生物醫藥學專業學生對統計學重視不足，影響了學生在科研工作中應用統計學的科學性和嚴謹性。文章根據生物醫藥學專業特點，重新定位統計學課程目標，設計適當的實踐教學環節，并提出生物醫學專業學生統計素養的培養路徑。

關鍵詞：統計素養；生物醫藥；路徑

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2015）06-0088-02

統計學的應用越來越廣泛，被譽為“科技工作者從事科學研究的工具和手段”[1]，現在，統計學思維和方法學已經滲透到理工農醫及社會科學等各學科的研究和決策之中。生物學、農學、生物產品工程工藝條件、藥物生物活性實驗及臨床實驗等都尋求統計學家的合作，美國國立衛生研究院（National Institutes of Health，NIH）的基金申請明確要求生物醫學科研項目要有統計人員參與，生物或藥物實驗及產品內容都需詳盡的統計設計與分析。

實際工作中，很多生物學、醫學科研工作者對統計學的作用重視不足，突出表現在分析時盲目套用分析方法，對分析結果輕描淡寫，把統計學當作簡單的修飾工具，甚至把整個統計分析過程變成一個黑箱，那就有可能垃圾進，垃圾出（garbage in，garbage out），嚴重影響了統計學應用的科學性和嚴謹性[2]。為此各高校生物醫藥學相關專業均十分重視培養學生的統計素養，注重統計課程教學方法、教學手段及考核方法等[3-5]，以期通過本課程教學，為學生以后從事相關領域的科研或工作打下良好基礎。

筆者所在學院的生物工程、生物技術和制藥工程三個本科專業都開設了這門課程，今后這些學生將繼續從事本專業研究及生產實踐工作，生物或醫藥統計學課程將作為重要的工具課，對這些學生的專業課學習和畢業論文設計及將來從事相關專業的工作十分重要，但這些專業的學生數學基礎較差，甚至有的學生談“數”色變，提高學生統計素養也因此難度增加。筆者通過教學實踐和調查問卷相結合，根據學生特點和課程特點，從主觀和客觀兩方面尋找存在的問題，對如何提高生物醫學專業學生統計素養提出一些思考。

一、增加主動性——樹立數學應用意識，降低難度

課堂教學和調查問卷結果均顯示多數生物醫學類的學生對數學、概率論統計等相關課程興趣不濃，很多學生是因為學分或學院要求等才選修本課程。盡管大于70%學生認為高等數學和概率統計學很重要，認為統計學有用的學生占比例也很高，但問及是否喜歡統計學課程時，則喜歡程度為“一般般”甚至“不喜歡”的比率達到58%，這種想學但不敢學矛盾的心理伴隨著學生的學習，數學相關課程似乎是陡峻的山，在學習過程中個別學生可能會對統計學課程的畏懼心理轉變為抵觸心理，興趣幾乎變為零。

因此教師首先從心理上幫助學生克服畏難情緒，否則學生會停滯在山腳下。具體教學中講明統計學課程注重應用且應用面廣，可提高學生興趣；點明統計學公式及運算簡單，可消除學生的畏難情緒；介紹現在統計學發展特點，統計軟件應用情況，改善學生的情緒；增加互動教學，讓學生多參與，讓學生體驗統計學并非是不可逾越的高山，進一步提升學生興趣和降低學習難度，具體方法在以下各小節探討。

二、定位準確——強調應用，降低難度

定位準確可使學生學習具有目的性和積極性，增強學生數學學習意識，降低統計學類課程教學難度，本課程是生物醫學類應用工具課程，復雜的公式推導過程只會增加學習難度；實際應用中數據分析可避開公式推導，直接根據統計學的試驗方案、條件及相應的理論公式分析。基于以上思考，可將其定位為培養學生在生物醫學科研或生產實踐中的統計學應用能力，減少公式推導及公式死記硬背過程，提高學生的統計素養。

課程定位后可根據調查問卷和教學實踐進行系統思考：教材、教學方法與手段、考核方式等都需要進行調整。教師要廣泛閱讀各類教材從中優選出適合學生專業的應用型教材；教學過程可用多媒體展示案例，提出問題[6]，板書主要公式，師生互動分析案例的應用條件，確定統計分析方法，并完成案例計算過程；學生也希望教師適當留一些作業，考核方式采用適當寬松的“一紙開卷”方式進行。系統改革思路確定后，學生壓力減輕，積極性極大提高，也期待著在學習過程中提高自己的統計素養。

三、實踐出真知——實例互動與軟件應用整合

既然將本課程作為應用課程對待，則加強實踐教學環節必不可少，調查顯示學生非常關心案例教學和軟件使用教學，高達87%的學生認為需要軟件教學，這也表明學生有對提高自己統計學素養及知識應用的渴望；實踐證明這些教學環節既可提高學生學習積極性，也顯著提高教學效果，往往理論教學花費很長時間，而采用案例或者軟件使用教學，短時間學生即可領悟。

案例教學是根據學生的專業內容提出案例，如生物學專業則主要以生物學的實驗分析為主，藥學專業則以藥物生產、實驗或臨床應用所產生的數據分析為主，因兩學科交叉性強，許多教學案例可通用，因此也擴展了學生視野。根據實例教學，學生會結合專業學習課程，更易主動運用統計學分析實驗數據。軟件教學可讓學生拋開簡單但繁重的計算過程，如方差分析計算量很大，整個教學過程冗長，可以通過向學生介紹統計的應用條件、計算過程，結合案例引導學生進行方差分析計算，并對進行結果分析。

在實際教學中可采取案例導向教學：提出案例→案例解析→統計方法→上機實驗→結果報告→課堂練習→互動辨析常見疑問→教師總結，通過典型案例分析和軟件應用操作充分調動同學們聽課以及主動參與的積極性，培養他們的科研中運用統計學思維的意識。

值得注意的是，如果只注重軟件實踐而忽視了原理理解與掌握，學生也難以形成統計學思維甚至濫用統計學方法，因此，軟件教學最好在理論學習結束后引入。軟件實踐教學時間過長、過早都會產生一定的負面影響，學生會誤認為軟件能夠解決一切，而忽視理論的學習，統計素養的培養和正確的統計運用也陷入空談。

四、適當增加難度——實施“一紙開卷”考核

考核不是目的，是手段，考核的實際目的是讓學生在備考過程中進一步扎實地掌握知識。調查顯示相當一部分學生也是喜歡“吃跳一下夠得著的桃子”，即贊成考試難度適當高一些，包括“一紙開卷”和閉卷考試。課程若采用閉卷考試，學生會死記硬背統計學公式，降低學生學習興趣；目前統計學軟件發展迅速，應用統計學課程中公式并不復雜，沒有必要讓學生完全記憶公式，閉卷考試偏難，對學生是一個負擔；但若采用開卷考試，學生可能會不復習而直接上考場，稀里糊涂做題，學習效果較差。筆者根據本課程的多年教學實踐和調查回饋，建議選擇開卷和閉卷考核之間的形式：“一紙開卷”。

“一紙開卷”方法是讓學生復習時把知識點總結到一張給定的紙張上，考試時，學生只能攜帶這一張紙參加考試。這一考試形式可以督促學生總結學習統計學知識，又避免了死記硬背上考場的情況。學生在總結知識過程中，如果不認真看書或筆記，不認真將關鍵知識點記錄在紙上，若想在考場上能順利完成題目，也是有一定難度的。這一考核方法可以適度的“推一把”，讓學生學好基礎的統計理論知識。

調查顯示學生通過以上學習過程只有15%學生感覺有較大壓力，大多數學生感覺有些壓力或壓力一般，且絕大多數學生認為本課程有益于自己的邏輯思維和統計學思維，表明上述教學過程基本實現減輕學生學習壓力，提高統計素養的目的。

五、更上一層樓——注重創新課題與畢業設計應用

統計素養培養只限制于課堂教學是遠遠不夠的，一定要讓學生在其他過程學習中應用。學生在專業實驗課中會得到許多實驗數據，但因是常規實驗，分析方法固定，學生被動分析實驗數據，擴展運用機會極少。大學生創新課題和畢業論文設計是培養統計素養的最佳過程，在這兩個過程中，學生有大量的機會自主運用統計學原理設計試驗方案、搜集數據統計分析，學生可在實踐過程中提高應用統計學分析數據的主動性。

學生學習統計學不免有紙上談兵之嫌，而學生在畢業論文設計中運用統計學分析數據的需求較多，此機會恰可以補充課堂教學之不足，也同時提高學生綜合運用知識的能力。教師在設計創新課題或畢業論文題目的時候可以考慮相關試驗設計，引導學生運用統計學分析方法解決問題，在具體過程中指導學生正確運用試驗設計和統計分析方法應用。統計學目的就是科學地設計生物醫藥學試驗并對所得數據分析，力求減少試驗次數、節約試驗成本、縮短試驗周期、迅速找到優化試驗方案或數學模型[7]，學生在自行根據統計學知識設計實驗時，理論指導實踐過程增加，學生的興趣得以提升，統計素養也自然更易培養形成。

總之，統計學課程把數學語言引入生物醫藥學領域，是一門應用性很強的方法論學科，對生物醫藥學專業學生在今后的科研和生產實踐有重要作用。結合課程特點和專業特點，系統優化應用類統計學教學模式，讓學生在學習中思考、在實踐中解決問題，在實例互動、討論式學習中培養思辨能力，培養理工專業學生的統計素養，讓學生學有所得、學有所用。

參考文獻：

[1]王素平.生物統計學教學方法改革分析[J].商丘師范學

院學報，2012，（28）.

[2]易東，劉嶺等.關于“醫學統計學”學習問題的思考[J].

重慶醫學，2012，（41）.

[3]張穎.生物統計學教學方法的探討[J].內蒙古民族大學

學報，2012，（18）.

[4]江明生，黎彤.生物統計學課程采用多媒體與啟發式教

學探討[J].高教論壇，2011，（2）

[5]丁建華.生物統計學教學方法與技巧探討[J].安徽農學

通報，2011，（17）.

[6]段愛旭，賈濤等.醫學統計學PBL教學法對醫學生評判

性思維能力的影響研究[J].中國衛生統計，2014，（31）.

[7]李昆太，程新.生物統計學教學改革初探[J].大學教育，

2013，（7）.