基于試卷分析的生物統計學教學改革效果評價與教學反思

李玉閣 周明 付錦朋

關鍵詞：生物統計學;試卷分析;總成績;效果評價;教學反思

考試是有效衡量學生學習情況和教師教學效果的評價方法。試卷是考試測量的工具，試卷分析是教師教學工作不可缺少的環節之一。通過試卷分析不僅能客觀評價教師的教學質量和學生的學習水平，還能根據學生對試卷的答題情況發現教學活動中的薄弱環節，為今后課堂教學改革和構建試題庫提供重要的參考。

生物統計學是數理統計在生命科學研究中的應用，為生命科學研究提供實驗設計和數據分析的基本方法，是生命科學研究中不可或缺的工具學科。生物統計學的理論性和實踐性均較強，教與學的難度相對較高。如何用通俗易懂的語言使學生理解重要而抽象的統計學概念和理論，把握生物統計學的核心思想，形成明晰的課程體系，使學生在理解相關實驗設計、統計分析方法原理和適用條件的基礎上，能正確選擇合適的統計分析方法來解決實際問題，是生物統計學課程教學的重點和關鍵。

2018年以來，我院的生物統計學課程由3學分、54學時壓縮為2學分、36學時，如何優化課程體系和教學方法，在課時壓縮的條件下完成教學任務，保證教學質量，將是教師面臨的嚴峻考驗。為此，嘗試采用啟發式教學及利用思維導圖引導學生梳理統計學基礎理論，理解統計學的思想精髓，掌握常用實驗設計和統計分析方法及適用條件。同時，在引入SPSS統計分析軟件的基礎上，簡化數學推導過程，加強典型實例、SPSS軟件操作步驟和輸出結果的正確解讀，注重培養學生的科學思維能力，提高學生解決實際問題的綜合應用能力。同時，在互聯網+教育背景下，充分利用微信、超星學習通平臺、雨課堂等在線平臺，開展線上線下相結合的混合教學，強化課堂師生互動，加強課程的過程陛學習監督和學習效果評價，力求在課時壓縮的情況下，做到教學內容和質量不縮水。

為檢驗教學改革效果，了解教學中的薄弱環節，利用SPSS軟件對我院2014-2017級生物科學和植物科學與技術專業的541名學生的生物統計學試卷進行分析，以期為今后課堂教學改革及提高生物統計學教學質量提供教學啟示。同時，也為其他課程教師有效開展試卷分析和基于試卷分析進行教學反思提供參考。

一、研究對象與試卷分析方法

（一）研究對象

以2014-2017級生物科學和植物科學與技術專業共541名學生的期末考試成績為基礎數據，每年試卷的題型、題量和難度相當，但重復率不超過20%。試卷滿分為100分，閉卷考試，120分鐘完成答卷。試卷題型有名詞解釋、單項選擇、判斷、簡答、計算和綜合分析6種題型，不同題型的分值和考查的要點見表1。

（二）試卷分析方法

1、總成績分布的正態性檢驗及成績差異的方差分析。在統計每份試卷每題得分和總評成績的基礎上，利用IBMSPSS19.0軟件繪制不同年級期末成績的頻率分布圖和正態擬合曲線，并對成績分布的正態性進行Kolmogomv—Smimov檢驗。采用單因素方差分析對不同年級總評成績進行差異顯著性檢驗。

2、不同年級學生成績等級劃分和構成比差異的卡方檢驗。根據總評成績將學生劃分為優（≥190）、良75～90）、中60～75）、差（<60）四個等級水平，對不同年級、不同等級水平的學生人數進行統計，采用構成比的卡方檢驗對分布頻率差異進行顯著性檢驗。

3、不同年級、不同成績等級每題得分率的比較分析。利用IBM SPSS19.0軟件，統計不同年級、不同成績等級學生的每題得分率，比較不同年級各題得分率的差異，以分析學生成績差異的主要原因，找出教學中存在的薄弱環節。

二、基于生物統計學試卷分析

（一）學生總評成績的正態性檢驗及方差分析

4個年級學生的生物統計學總成績頻率分布見圖1。圖1表明，4年的生物統計學成績均符合正態分布（P>0.05），年級間的學生成績存在極顯著差異（F=11.36，P<0.001）。盡管2016和2017級學生的課時從3學時壓縮為2學時，但平均成績仍呈現出顯著或極顯著的逐年升高趨勢（見表2），2014級、2015級、2016級、2017級的平均成績依次為：63.33<69.27<71.81<73.98。2016和2017級的平均成績極顯著高于2014級，2017級的平均成績顯著高于2015級，2015級的平均成績極顯著高于2014級，2016級與2017級間差異不顯著。

（二）4個年級不同成績等級分布頻率的卡方檢驗

為比較不同年級學生的整體學習效果，對4個年級的成績按照優（1>90）、良75～90）、中60～75）、差（<60）進行分組，并對不同年級、不同分數組的分布頻數和構成比差異進行卡方檢驗（見表3）。結果表明，經過2年的教學改革，不同年級的成績構成比例發生了極顯著（x2=39.713，df=6，P<0.001）的改變，從2014級到2017級，優、良率呈顯著的逐年上升趨勢，而不及格率呈顯著的逐年下降趨勢。其中，90分以上的優秀率從2014級的不足4%上升到2017級的16.15%，75分以上的優良率從2014年的30%提高到2017年的55%。不及格率從2014級的將近42%下降到了2016和2017級的18%左右。

（三）不同年級、不同等級學生總評成績差異的原因分析

為分析不同年級、不同等級學生成績差異的主要原因，找出教學中存在的薄弱環節，對4個年級不同分數組（優、良、中、差）的平均總評成績和各題的平均得分率（見表4）進行比較分析。結果表明，不同年級、相同分數組別學生的平均總評成績相差不大，但不同等級組別在不同題型的平均得分率，年級間差異明顯，其中，優、良組學生各題的平均得分率逐年提升幅度均十分明顯，尤其是考核學生對統計學核心思想理解的簡答題和考核學生解決實際問題能力的綜合分析題，得分率提升幅度最為明顯，從2014級的平均得分率60%左右上升到2015-2017級的90%以上，得分率超過2014級的1.6倍。其次是計算題和判斷題，平均得分率也提升了10%～20%。中、差組學生各題的平均得分率年級間沒有明顯變化，尤其是綜合分析題和名詞解釋題，不及格組學生的平均得分率始終維持在20%～26%和45%左右。

可見，教學改革顯著提升年度間總成績的原因，主要是顯著提升了優良率及優良組學生對生物統計學基礎理論和統計分析方法的綜合運用能力，降低了不及格率。

三、教學總結與展望

生物統計學總成績、優良率和優良組學生各題的得分率逐年顯著提高和不及格率的顯著下降，均表明已開展的生物統計學教學改革成效顯著，在課時壓縮的情況下，隨著教學內容、課程體系和教學方法改革的逐年深入和不斷完善，學生學習效果逐年顯著（P<0.05）上升，總成績從2014級的63.3提升到了2017級的74.0，90分以上的優秀率提升了4倍，從2014級的不足4%提升到2017級的超過16%;中、差組學生的比例逐年顯著下降，主要原因是顯著提升了學生對生物統計學理論基礎的理解（簡答題）和綜合應用能力（綜合分析題），但2016級和2017級仍有一定的不及格率。因此，在今后的生物統計學教學過程中，在完善課程體系和教學內容的基礎上，加快生物統計學理論和SPSS軟件分析應用相結合的生物統計學教材建設，使學生在理解原理的基礎上，提高分析解決實際問題的能力;同時，在“互聯網+”教育背景下，利用網絡平臺探索線上、線下相結合的混合式教學模式和多元化、全過程的課程監督和評價體系，利用微信、QQ、學習通、雨課堂、釘釘等網絡在線平臺，充分發揮學生的主體作用，廣泛開展有效的師生互動及個性化輔導，全面提升生物統計學教學效果。