突出軟件應(yīng)用能力培養(yǎng)的“生物統(tǒng)計學”教學改革探討

萬 萍，艾明強，鄭素梅，廖 婷

（江西科技師范大學生命科學學院，江西南昌 330013）

0 引言

生物統(tǒng)計學是應(yīng)用統(tǒng)計學的原理和方法來分析和解釋各種現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)的科學，在生物學、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、林學等諸多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。因此，“生物統(tǒng)計學”課程為諸多高校本科生的必修課程，該課程的教學質(zhì)量也關(guān)系著本科生的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。目前，“生物統(tǒng)計學”課程由于涉及許多的數(shù)學概念和數(shù)學公式推導，需要一定的數(shù)學知識和邏輯推理能力，從而導致普遍存在“教師難教、學生難學”的困境[2]。和人工處理數(shù)字相比較，統(tǒng)計軟件處理速度快、結(jié)果準確，因此應(yīng)用統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行計算分析越來越普遍?？梢詫⑸锝y(tǒng)計軟件的應(yīng)用加入“生物統(tǒng)計學”的教學中，將減輕教師教學和學生學習的負擔，提高學生學習的興趣及統(tǒng)計知識的應(yīng)用能力。許多高校已經(jīng)設(shè)置了“生物統(tǒng)計學”實驗課，在實驗課中增加了統(tǒng)計軟件的應(yīng)用。在教材的編寫方面，已有不少教材有專門的章節(jié)介紹統(tǒng)計軟件的應(yīng)用。但這些改革還不夠徹底且有改進的必要。以增加SPSS 統(tǒng)計軟件的應(yīng)用為例，在“生物統(tǒng)計學”的教學內(nèi)容、教學方式及考核方式上提出改革探討，以期為提高該課程的教學質(zhì)量及學生的培養(yǎng)質(zhì)量提供借鑒。

1 SPSS 軟件及其特點

常見的統(tǒng)計軟件有SPSS，SAS，EXCEL 和SYSTAT 等。這些統(tǒng)計軟件的功能相近，但也各有側(cè)重。其中的SPSS 和SAS 是在企業(yè)、院校和科研機構(gòu)中較為流行的2 種統(tǒng)計軟件[3]。SPSS（Statistical Product and Service Solutions），意為統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案。SPSS 軟件由美國的SPSS 公司開發(fā)，也是該公司的主打產(chǎn)品之一。自20 世紀60 年代SPSS 誕生以來，SPSS 由Fortran 語言寫成，升級速度快，為適應(yīng)各種操作系統(tǒng)平臺的要求經(jīng)歷了多次版本更新。2010 年，SPSS 公司由IBM公司并購，各產(chǎn)品名稱前統(tǒng)一加上了IBM SPSS 字樣。目前，該軟件的最新版本名稱為IBM SPSS Statistics 23。SPSS 以其界面友好、功能強大、容易使用，受到社會各界統(tǒng)計分析人士的喜歡。SPSS 也非常適合初學者使用，它有一個可以點擊的交互界面，能夠使用下拉菜單來選擇所需要執(zhí)行的命令，繪圖的交互界面非常簡單。事實上，SPSS 的口號為“真正統(tǒng)計，確實簡單”。因此SPSS 非常適合應(yīng)用于統(tǒng)計學的相關(guān)教學中[4-6]。

2 教學內(nèi)容的改革

傳統(tǒng)的“生物統(tǒng)計學”教材主要涵蓋以下幾方面的內(nèi)容：概率論、統(tǒng)計推斷、方差分析、回歸分析、抽樣原理、實驗設(shè)計，這些內(nèi)容原理都涉及大量的數(shù)學公式推導，應(yīng)用時還涉及大量的數(shù)學計算。對于非數(shù)學專業(yè)的學生而言，這些內(nèi)容比較抽象難懂且計算繁冗。若在這些章節(jié)中增加統(tǒng)計軟件的應(yīng)用，化繁為簡，可以提高學生的興趣和應(yīng)用能力。因此針對突出軟件應(yīng)用能力培養(yǎng)的“生物統(tǒng)計學”教學內(nèi)容提出以下改革建議。

第一，將SPSS 軟件介紹和基礎(chǔ)操作作為該課程的第一章節(jié)。在“生物統(tǒng)計學”教學過程中，應(yīng)當注重基礎(chǔ)知識的掌握，同時加強專業(yè)統(tǒng)計軟件操作的學習，統(tǒng)計軟件應(yīng)穿插于每個統(tǒng)計理論知識點中。因此，有必要在介紹統(tǒng)計理論知識點前先對統(tǒng)計軟件進行介紹和操作講解。內(nèi)容應(yīng)包括SPSS 發(fā)展簡史、SPSS 安裝、窗口簡介、數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建和數(shù)據(jù)簡單處理。其中數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建是重點，只有成功構(gòu)建了數(shù)據(jù)庫才能對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，后期進行的各統(tǒng)計分析在軟件操作上都是大同小異，只是理論知識點不同。此教學內(nèi)容的改革可以增加學生的學習興趣，提高他們的軟件應(yīng)用能力，從而達到更理想的教學效果。

第二，在整個教學過程中增加軟件分析案例。目前，在絕大多數(shù)“生物統(tǒng)計學”教材中，每一個統(tǒng)計知識點章節(jié)都有案例。案例可以讓學生認識到統(tǒng)計學的實用性，幫助學生掌握統(tǒng)計分析方法，提高學生的學習興趣。案例教學在“生物統(tǒng)計學”教學中的重要性毋庸置疑[7]。但是目前“生物統(tǒng)計學”教學中的案例，都是采用的人工分析、人工計算。在教學過程中增加軟件分析案例，例如在統(tǒng)計描述分析教學中，可以由學生用SPSS 進行數(shù)據(jù)整理，獲得直觀的統(tǒng)計圖或統(tǒng)計表；在方差分析的教學中，用SPSS 分析可以避免繁冗的數(shù)學計算等。學生在今后的科研工作中，若進行統(tǒng)計分析也是以軟件分析為主，在教學中增加軟件分析案例，更符合實際應(yīng)用需求，利于提高學生的軟件應(yīng)用能力。

3 教學方式的改革

目前，“生物統(tǒng)計學”大都采用的是多媒體教學[8]。由于“生物統(tǒng)計學”中數(shù)學概念多、公式推導復雜，往往每個章節(jié)在理論部分的講解就耗費大量時間，這些耗時會使大多數(shù)學生感到疲憊，在接下來的案例教學中學生失去興趣，導致教學效果不佳。針對這個問題，建議“生物統(tǒng)計學”課程采取理論課與實驗課相結(jié)合的教學方式。實驗課為在機房的軟件上機實踐操作課。理論課和實踐課必需有效結(jié)合起來，有的教師將實驗課安排在理論課全部結(jié)束之后，這樣學生上實驗課時已經(jīng)忘了所學的知識，起不到鞏固理論知識的作用，很難達到改善教學效果的目的。因此，根據(jù)“生物統(tǒng)計學”課程特點，整個教學過程可以完全改在機房進行。由于電腦完全可以聯(lián)網(wǎng)顯示教師的多媒體課件，因此理論課可以在機房進行講解，理論部分講解結(jié)束后，再使用SPSS 的案例分析，這樣可以做到理論課與實驗課的有效結(jié)合。由于軟件案例分析避免了復雜人工計算，學生完成整個學習過程不會很疲憊，預(yù)計會有較好的教學效果。

4 考核方式的改革

傳統(tǒng)的“生物統(tǒng)計學”采用常規(guī)的閉卷考核方式，考試內(nèi)容一般包括理論部分的掌握和案例的分析能力[9]。由于傳統(tǒng)的考試時間大多數(shù)為100～120 min，而統(tǒng)計分析的案例分析需要進行大量計算，考核知識點又必需包括教學大綱要求的統(tǒng)計推斷、相關(guān)分析、方差分析等需要進行復雜計算的知識點，所以學生很難在規(guī)定時間內(nèi)完成。為了減少所需時間就必需減少考核內(nèi)容，這樣就很難完全達到符合教學大綱的考核目的。因此，需要進行“生物統(tǒng)計學”考核方式的改革。“生物統(tǒng)計學”可以采用理論知識和案例分析分開考核的考核方式。理論知識采用筆試，案例分析采用SPSS 軟件的機考。使用軟件就免去了繁冗的人工計算，學生答題時間充裕，考核可覆蓋的知識點多，也符合“生物統(tǒng)計學”實踐性特點。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)的“生物統(tǒng)計學”教學存在不少弊端，雖然已有不少“生物統(tǒng)計學”教學改革強調(diào)了增加學生軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)，在教學過程中增加了實驗課，但是絕大多數(shù)實驗課和理論課沒有進行有效結(jié)合，達不到改善教學效果的目的。從教學內(nèi)容、教學方式和考核方式3 個方面就突出軟件應(yīng)用能力培養(yǎng)的“生物統(tǒng)計學”教學改革進行探討，在整個教學過程中全方位地加入了統(tǒng)計軟件的學習和實際應(yīng)用。加強SPSS 軟件的學習和應(yīng)用，旨在提高學生分析復雜數(shù)據(jù)的實踐能力，以符合大數(shù)據(jù)時代背景下對人才培養(yǎng)的要求，進一步提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量。