生物統計學課程教學優化及學業評價的實踐與探索

王建禮，鐘 茜，張 琇

(北方民族大學 生物科學與工程學院，寧夏 銀川 750021)

?

生物統計學課程教學優化及學業評價的實踐與探索

王建禮，鐘 茜，張 琇

(北方民族大學 生物科學與工程學院，寧夏 銀川 750021)

針對目前生物統計學課程課時縮減、難教、難學的問題，筆者結合自身教學實踐，提出在教學中須優化和整合教學內容；利用板書、多媒體和網絡教學平臺等多種教學形式提高教學效果；重視案例教學與上機實踐，開展與課程特點和教學模式相適應的學業評價方式，如上機考試，以提高學生知識遷移能力和統計分析能力，最終提高生物統計學的教學質量。

教學內容；學業評價；案例；實踐

生物統計學是應用概率論和數理統計的原理與方法，收集、整理和分析資料，解釋生物學現象，探索其內在規律的一門學科。該門課程對于學生學習生命科學的其他專業課程、完成畢業論文、創新實驗以及提高學生的科研素養具有重要意義。作為一門工具課，生物統計學具有理論性和實用性強的特點，由于該課程涉及高等數學、線性代數和概率論等知識，概念多、公式多，計算繁瑣，具有一定難度，因此，相對于其他專業課程，學生認為該課程枯燥難學，存在一定畏學情緒。其次，目前很多學校進行教育教學改革并伴隨現代教育技術如多媒體的應用，生物統計學的課時數大幅縮減，無論作為必修課還是選修課，該課程分配的課時數一般在32-36學時[1，2]，例如，筆者所在學校的生物科學、生物技術及食品科學專業該門課程設置的學時均為32學時。因此，如何在較少的學時內讓學生掌握生物統計學的基本原理及基礎應用，如何兼顧效率，形成適合該課程特點和教學模式的學業評價方式，是教學中面臨的共同問題。就此問題，筆者結合多年教學實踐和體會提出一些建議和對策。

一、優化和整合教學內容

教學內容和課程體系是人才培養的主要落腳點，是教學改革的關鍵[3]。面對生物統計學課時較少的現狀，優化和整合教學內容是有效施教的第一步。在教學內容安排上我們遵循“強干削枝，重視實用，減少無效供給“的原則。結合學生的專業需要，強調課程內容的針對性，刪除一些次要的統計學內容，講授對本科生更實用的內容。生物統計學內容包括實驗設計和統計分析兩大部分，在精煉內容后，其知識結構涵蓋緒論、數據資料的收集與整理、常見概率分布、抽樣分布、統計推斷、參數估計、方差分析、非參數檢驗、直線回歸和相關分析、隨機區組實驗設計和正交實驗設計等內容。實驗設計是統計分析的前提，只有正確的實驗設計才能保障研究活動的科學性和可行性。因此，在課時分配上，盡管統計分析原理和基本方法需要占用較多課時，但實驗設計所占課時比例不應過少。此外，統計軟件對于學生應用各種統計方法解決實際問題非常重要。因此，教學內容中應包括統計軟件SPSS或者SAS以及Excel 統計函數功能的講授和上機應用，實現理論教學與統計軟件應用的有機結合。

二、開展多種形式的教學方式

努力提高課堂教學質量是提高教學效果的有效手段。課堂教學的效果對于引導學生的興趣和對知識的理解至關重要。因此，教師在不斷提升自身的專業素質外，還應開展形式多樣的教學。

1. 采用多媒體、板書與網絡教學有機結合的多元化教學形式

我們知道利用PPT可以增大教學信息量，極大地提高教學效率，但多媒體在教學中只是一種輔助教學手段。上課時PPT在播放時是分屏展示，在翻頁時本來相互聯系的內容處于斷裂狀態，這樣不利于學生記憶和把握教學內容之間的邏輯關系，尤其在講公式轉換和多步驟計算等問題時。因此，多媒體教學需要與板書教學相結合。板書是一種傳統的教學手段，但它是課堂教學的重要組成部分。板書與多媒體結合對于具有數理特點和邏輯性較強的生物統計學教學更具實效。教師一邊講授一邊書寫板書可以使內容更具條理性，有利于學生跟上教師的思路，幫助學生思考、理解和記憶，并能給學生留下比較深刻的印象。對于一些繁瑣的計算過程，板書只須列出一些主要步驟，如在講假設檢驗、方差分析的主要步驟時。在PPT上教師只給出例題、練習題、重要概念、公式、概率分布圖或統計圖、表以及有助于理解記憶的自制圖。一些學校如果沒有條件開設上機實驗，應用PPT可以演示SPSS或SAS等統計軟件的使用過程。

隨著高校信息化進程的推進，網絡在教學中的作用越來越大。我們利用學校網絡教學平臺或慕課平臺建立課程網站，拓展了教學空間。教學平臺內容包括教學大綱、課件、課程錄像、上機指導、案例、習題、作業答疑等教學資源，也包括鏈接一些主要的統計學網站和論壇，如丁香園、小木蟲統計學論壇。學生通過隨時瀏覽上課所用PPT進行自主學習，學生的作業也可以通過網絡平臺提交，不明白的問題也可以在網上向教師提出。教師則就作業中出現的或學生提出的一些共性問題及時在平臺上進行答疑。也可以給學生下載一些難度不大的論文，放到教學平臺，要求其閱讀，體會論文中使用的實驗設計和統計方法，以此來增強學生探索性的自主學習。此外，一些能夠提高學生對統計學興趣的資料也可以放在網絡平臺上，如介紹或鏈接一些著名統計學家的軼事。如高斯(Gauss)、高爾頓(Francis Galton)、卡爾·皮爾遜(Karl Pearson)、戈塞特(William Sealy Gosset)、費舍爾(Ronald Aylmer Fisher)等。他們中一些人的研究經歷既有趣又勵志，對這些知識點的介紹，可以開闊學生的視野，激發學生探索知識的興趣。此外，利用網絡教學平臺也可以在學生課外科技活動中指導其選用正確的實驗設計和統計分析方法。

2. 建立教學案例庫，開展案例教學法

目前教學方法有很多種，包括以問題為導向(Problem-based learning)的教學、翻轉課堂式 (Flipped class model) 教學、案例教學法(Case-based lecture)等。其中案例教學法在生物統計學教學中更具效果。案例教學法是教師根據教學目的需要，以真實的事件(案例)作為教學材料，通過剖析和討論等方式，把學習知識與應用知識有機地結合在一起，以增強學生知識遷移的能力，提高其分析和解決問題的能力。采用案例教學法，能夠改變 “概念、公式、例題、練習”的傳統教學模式，使理論教學不再枯燥僵硬，同時引導學生探究理論應用的具體情景，達到 “活學活用”[4]。學生通過學習與生產、科研實踐相近的問題，使他們認識到生物統計學的重要性，提高了學習興趣，形成正確的統計思維。案例教學需要教師精選合適的案例，使其能夠恰當地用于課堂教學。我們通過建立教學案例庫以備課堂教學和上機實踐。遴選的案例盡可能地體現專業特色并結合所學內容。案例庫來源可以是中國期刊網已發表的論文結果、教師自身的部分科研實驗結果、往屆畢業生論文以及大學生創新實驗。尤其以往屆畢業生論文及大學生創新實驗作為案例，會更加貼近學生所學，給學生以更深刻的印象。有的案例包含多個基本知識和技能，教師可以提前將案例通過網絡教學平臺發給學生，并提出要求，讓學生運用所學知識解決其中的統計學問題。

3. 突出上機實踐，培養學生分析問題的能力

生物統計學課程的教學目的是讓學生掌握實驗設計與統計分析的基本原理與方法，并且能夠正確地運用這些原理與方法。統計軟件的應用使統計數據的處理、分析和推斷變得快速而簡單，可以大大激發學生學習生物統計學的興趣。教學中除了原理、概念、公式、例題等課堂講授外，還應該將統計分析軟件的應用融入到教學中，這需要增加上機實踐環節。我們利用數碼互動平臺實驗室或者學校微機室，將講授SPSS軟件的應用和學生上機操作相結合。目前筆記本電腦在大學生中普及率非常高，對于沒有上機條件的學院，也可以讓學生攜帶自己的筆記本在課堂上進行操作。上機實踐內容包括資料的整理、均值比較、方差分析、非參數檢驗、相關分析、回歸分析、正交設計等，并且盡量使上述內容與實際案例結合。孔子曾云“吾聽吾忘，吾見吾記，吾做吾悟”。通過上機操作，促使學生積極參與到教學中、發揮學生的主動性與積極性、加深理論知識的理解、掌握統計分析軟件的應用范圍及具體操作方法，增強學生基礎知識的遷移能力。

三、建立適合生物統計學課程特點的學業評價

學業評價是以教學目標為依據，運用恰當的、有效的工具和途徑，系統地收集學生在教師教學和自學中認知行為的變化信息和證據，并對學生的知識和能力水平進行價值判斷的過程[5]。學業評價應強調學生的參與意識、實踐能力、分析和解決問題的能力。生物統計學的學業評價除了將過程性評價和終結性評價結合外，還應該與課程的理論性和實踐性強的特點相結合，與自身的教學模式相適應，例如，在課程教授中我們有實踐教學內容，則在學業評價中應該有反映實踐教學的部分。

過程性評價貫穿于整個學期的課堂教學。課堂上使每個學生都有1-2次表現的機會。預習是學習過程中的準備環節，學生通過預習發現新授內容中的難點，帶著疑問聽課，可以提高聽課效率。因此，教師要求學生課前預習并結合新課的教學目標有針對性地檢查可以作為課堂評價內容之一。其次，對課后作業的評價除了教師評閱外，還可以鼓勵同學之間進行習題糾錯、作業評比等方式互評。

終結性評價應包括理論知識和上機考試，二者各占期末考核成績的50%。統計分析計算題型如果采用閉卷考試，學生會將較多的時間用于記憶公式，在考前幾天死記硬背，考試過后又會忘記[6]，如果采用開卷考試，可促使學生把主要精力放在統計方法分析和解決實際問題上，大大減輕學生的學習負擔[7]。因此，我們的理論考試注重統計學基礎知識、方法原理、概念理解等方面的考核，采用閉卷考試。涉及數據處理的內容進行上機開卷考試，主要考核軟件中各種統計方法的使用，包括資料的整理、統計圖表的繪制、均數比較、方差分析、相關和回歸分析及正交表頭設計等。考試結束后學生將軟件生成的統計結果保存于電腦中，教師打印出來給分。

總之，生物統計學是生物科學工作者應具備的基本知識，需要扎實掌握。在教學中要突出本課程作為工具課的特點，凝練教學體系和教學大綱，使課程更具實用性。不同教學內容需要采用多元化的教學形式，板書與課件共用，講授與上機并舉。講授中采用適合本專業特色的案例教學。在重視理論教學的同時，必須加強上機實踐，以提高學生分析和解決問題的能力。建立統計分析、實驗設計和軟件應用相結合的課程體系。針對該課程理論性和實踐性強的特點，應確保學業評價覆蓋整個教學過程，以更好地實現激勵和導向功能。

(責任編輯：鄧遠美)

[1]何淼，何洪，彭曉南. 開放式課堂教學模式在生物統計學教學中的實踐[J]. 高等理科教育，2007(4)：97-100.

[2]張豪. 生物統計學案例教學法實踐[J]. 教育教學論壇，2013(18)：61-62.

[3]黃金林，潘志明，焦新安. 發酵工程課程教學的思考與探索[J]. 生物學雜志，2005(5)：46-47.

[4]楊吉霞，杜木英，張甫生，等. 案例教學法在《食品試驗設計與統計分析》課程教學中的應用探討[J]. 西南師范大學學報，2014(2)：174-177.

[5]褚慧玲. 學業評價中的試卷設計與試題命制技術研究[J]. 教育測量與評價，2011(1)：51-55.

[6]羅來高，許雪峰. 注重學生能力培養，提高生物統計學應用的實效性[J]. 滁州學院學報，2012(2)：115-116.

[7]郝小琴. 《生物統計》課采用“一紙開卷”考試的體會[J]．高教論壇，2006(4)：64-65.

Practice and Exploration on Teaching Optimization and Achievement Evaluation in Biostatistics Course

WANG Jian-li， ZHONG-Qian， ZHANG-Xiu

(College of Biology Sciences and Engineering，Beifang University of Nationalities，Yinchuan 750021， China)

Based on the problems that the reduction of biostatistics courses hours， hard to teaching and learning， combined with the teaching practice， we put forward some suggestions，such as integrating and optimizing the teaching content， improving the teaching effectiveness by a variety of teaching forms including blackboard-writing， multimedia and network teaching platform. Attaching importance to case teaching and computer practice， using the achievement evaluation method adapted to the characteristics of the course and the teaching mode， such as computer practice examination， to improve students ability of knowledge migration, statistical analysis， and ultimately improve the teaching quality of biostatistics.

teaching content; achievement evaluation; case; practice

G642

A

1671-9719(2016)11-0031-03

王建禮 (1976—)， 男，寧夏平羅人，博士，副教授，研究方向為生物統計學與動物學。

2016-08-23

2016-09-10

寧夏回族自治區高等學校本科教學工程建設青年項目“生物統計學教學優化及其學業評價體系的適應性研究” (NXJG2016047)；國家民委高等教育教學改革研究項目“民族高等院校人才培養模式的改革與創新——以生物類專業為例”(15035)。