关键词;理论与实践整合;中外合作办学;双语课程
中图分类号S-01;G2文献标识码A文章编号0517-6611(2017)30-0249-02
生物统计学(Biostatistics)是运用统计学的原理和方法,分析生命科学研究数据资料的一门科学,包含试验方案设计、试验数据收集、整理及分析。生物统计学是全国许多高等院校生命科学类本科专业的一门重要的专业基础课程。由于该课程涉及的原理、及数学公式多且抽象难懂,系统性强,对学生逻辑思维能力的要求也高,常使学生在学习中倍感头疼,是一门难度大的课程。而生物统计学属于应用统计学的范畴,具有很强的实践性和应用性,是一门重要的工具课,它能培养学生统计学思想,使其学会如何科学地设计研究方案及分析数据,从而得出科学的结论;它能帮助学生更好地学习专业相关课程及完成毕业实习论文。因此掌握好生物统计学知识对学生今后从事本行业相关工作有重要意义[1]。
在全球一体化的大环境下,中外合作办学日益兴起,福建农林大学自2003年以来成功开办了与加拿大新斯科舍农学院的“2+2”本科教学合作项目(中加合作班)[2],为了培养具有国际视野的高等人才,包括生物统计学在内的许多课程被设定为双语课程[3]。生物统计学双语课程要求学生掌握生物统计学的基本理论与应用的同时,也掌握一定的生物统计学专业英语,具备与国际同行进行专业交流的能力。本科学生的专业英语基础都相对薄弱,在学习难懂的生物统计学原理的同时,一并学习难记的生物统计学专业英语术语,可以说是难上加难。为了在有限的学时中让学生达到这两重学习目标,对课程体系和教学模式的完善进行了初步探索。关于优化生物统计学教学改革,各教学同行已有不少研究,案例法、引入各种计算机软件辅助教学、考核方式的改革、图示法、课程整合、项目导向等,均取得了成果[4-6]。其中课程整合模式和项目导向的教学模式启发很大,都在很大程度上强调了实践在生物统计学课程中的重要性,提倡“教、学、做”融为一体的教学理念,培养“知识+能力”的双强人才。世界著名教育学家杜威(JohnDewey)也强调理论与实践的整合,提出了综合课程的思想。在借鉴他人经验的同时,结合生物统计学的特点,即概念理论难和实践应用性强,从理论与实践相整合的角度出发,设计新的教学模式,利用理论讲授课、上机实践课、网络教学平台等多方面教学整合渗透,让学生在解决问题的实践过程中,更加深刻地理解理论知识,培养统计思想和实际应用的能力。
1修订教学内容及教学大纲
笔者所进行的教学改革面向对象为福建农林大学中加合作班的学生,他们本科学习的后2年即将赴加拿大繼续学习。为了提前适应国外的学习环境,他们的课程皆为双语课程,大多为全英文授课。针对各不同专业及各不同课程的双语课程,英文教学部分所占不等,都旨在使学生在掌握专业知识的基础上,培养能进行该专业学术问题国际交流的能力。而在英文渗透度不同阶段的双语教学中,以全英文教学对提高学生英语交流能力效果最好[7]。考虑到学生的实际需求,加上所面向的学生英语水平普遍较好,在教学内容的改革中,相应提高了英语教学所占的比重。起初计划实行全英文教学,但在与学生的初步交流后,发现他们的生物统计学专业英语基础十分薄弱,如果一味用全英文教学,恐怕本就难懂的生物统计学知识再加上不甚明了的专业英语使学生对该课的感觉更加云山雾罩,可能连掌握相应生物统计学原理的这个最基本教学要求都完成不了。因此修订了原初的教学计划,适当增加了中文教学的分量,在教学参考书、课件及教学情景设置上都做了相应的调整。教学用书选定了2本,中英文各1本,分别为杜荣骞著的《生物统计学》(高等教育出版社)和ThomasGlover、KevinMitchell著的AnintroductiontoBiostatistics(WavelandPrInc),同时也列出一些适合本科生阅读的英文教学参考书,方便学生课前预习和课后自学。采用全英文课件,旨在更好地给学生一个英语教学环境,而教学过程中,针对关键的专业知识和难懂的统计原理,用中英文详细解释,反复举例,力争使学生在掌握生物统计学知识的基础上同时增强他们的生物统计专业英语交流能力。
在确定该双语课程的教学语言模式后,根据该课程的教学目标及学时数,考虑到增加的生物统计学专业英语方面的学习内容,修订完善了教学大纲,对教学内容进行相应调整。相较于学校其他专业及他校该课程的40~50个学时安排,安排了60个学时,从时间上说比较充裕。其中51个学时为课堂理论课,9个学时为上机实践课。教学的主要内容与以往保持一致,包含生物统计学的基本原理概念、试验设计、描述统计(数据的整理与分析)和推断统计,每章增加相应的专业英语和统计软件操作的学习内容,并在课堂讲解后及时进行上机实践课的练习。为了让学生更好地学会灵活应用统计知识解决实际问题,一些公式的数理推算过程简略介绍,不再重点讲解。一方面让学生有更多时间和精力做到学以致用,另一方面打消学生因害怕艰涩难懂的数学演算而对该课程产生厌学情绪。在教学模式中,将理论与实践相整合,以达到“学中做,做中学”的目标。
2整合理论教学与实践教学
生物統计学虽然系统性、理论性强,但它更是一门实践性强的工具课。在教学中,若仅教授理论,学生很可能难以在今后的实际实践工作和研究中将其真正变成有利工具利用起来。基于这些特点,笔者试着从多角度进行理论和实践相整合的教学模式改革,以提高教学效果。具体体现在3个方面:一是试验设计原则理论与实践案例数据分析的教学整合;二是实践案例统计分析理论与计算机统计软件操作的教学整合;三是利用网络教学平台、课堂及课后的互动、中英文参考书的导读,将生物统计专业英语的教授与交流整合。
试验设计原则是生物统计学课程的重要内容之一,贯穿整个课程体系,它集中体现了统计思想的精髓所在。而对学生统计思想的培训,可以说是生物统计学课程教学的核心部分[8]。在教学过程中,这部分相对容易,没有复杂的数学公式,内容逻辑性强,学生能很快认同,但这也是最难教的一部分,学生可以很轻易地快速记住这些概念,但遇到实际问题的时候却往往表现得不知所措。同时,正因为没有真正学会如何去用,学生在一段时间后,可能不再记得这些概念原则。考虑到系统关联性,不少生物统计学书将试验设计的内容放在了全书的后半部分。。所以笔者选择了从课程教学的初期就开始结合案例讲授统计思想,推出试验设计原则的内容,在后期的各推断统计模型的教学中,先给出案例,让学生自我实践,做出试验设计,进一步讲解试验设计原则与统计思想。一方面使普遍惧怕书中繁杂数学公式的学生了解到统计其实是很有趣的一门课,并非是一味地进行数学计算,打破学生恐惧的心防,激发学生的学习兴趣,让学生有学下去的动力。另一方面,让试验设计原则与统计思想的讲解和实践贯穿课程始终,原理、原则思想都是从实践中高度抽象浓缩的概念,也只有通过不断的实践,才能使学生在识记的基础上做到灵活应用,提高统计学能力。
计算机统计软件的操作技能在当今科技高度发展的时代愈显重要,尤其是当今大数据时代,对于海量数据的处理,单靠纸笔显然是不够的。因此计算机统计软件教学的重要性也被提到日程上来,成为当今生物统计学课程教学的重要部分[9]。关于计算机统计软件的教学,笔者在不同班级中分别尝试过Excel、SPSS和R教学,它们各有优缺点,
哪个软件更适合本科教学,很难一概而论。软件的操作属于课程实践环节的内容,它们都可帮助学生省去用复杂公式计算的工作,更高效地分析处理数据。无论是哪种软件,单一的操作教授并不是难点,如何选择正确的程序命令,如何解读计算结果,得出科学结论才是统计软件学习的关键,而这些则依赖其背后统计原理的掌握。正是由于这样环环相扣的关联,在教学过程中,笔者将统计软件的教学和相对应的生物统计理论的讲解通过实践案例相整合,在课堂中讲完统计理论后,随即教授如何用软件操作相关案例,通过软件操作的讲解和结果的解读,进一步巩固相关统计理论。同时,特意调整上机实践课的时间,让学生得以及时实践,将实践与理论教学整合。
该课程是双语课程,培养学生的生物统计专业英语能力也是教学的主要目标之一。而任何英语的学习,更多实践的练习是学好的不二法门。为了达到这个教学目标,笔者也采取了理论与实践整合的策略,除了全英文课件及课堂英文教学外,也利用各种课堂课后互动的机会及学校的网络教学平台加大对学生生物统计专业英语的实践训练。推荐课程参考书有英文书也有中文书,推荐中文书的目的是帮助没有生物统计学基础的本科生更好地系统掌握该学科的理论知识,而英文参考书的阅读则进一步训练学生生物统计的专业英语阅读能力。通过网络教学平台上传该课程的学习资料,布置部分课程作业,加强与学生的互动。上机实践课和课后习题也大部分采用英文形式,让学生在实践练习中熟记生物统计的专业英文词汇。
3教学效果及其展望
经过这样的教学改革,取得一定教学成果,但仍有不少缺憾的地方。通过理论与实践相整合的教学模式,学生对抽象的统计学概念原理有了深一步的了解,可能对方差分析、线性回归模型中相对复杂的计算公式不一定完全记牢,但对
其试验设计的原理都有所掌握,对于不同的案例,学生基本都能判断出其试验设计的类型,据此选择正确的软件程序命令,并对数据输入结果做出正确的解读,达到了预期的教学效果。教学反馈显示,学生普遍觉得案例偏少,自己实践练习的环节不够。从学生的表现看,他们也普遍热衷于自我实践的学习,激发了学习的热情,笔者也鼓励启发他们尝试多种方法解决问题,引导他们在课堂外自学,在实践中相互讨论,让他们更深刻、直观地理解生物统计学原理。而这也从另一方面反映了生物统计学为应用统计学一个分支的特点,需要在实践中学习,才能帮助学生活学活用。为了检验学生对生物统计专业英语的掌握情况,在课程考核(上机考试和期末闭卷笔试)中也采用部分英文考核方式。虽然大多学生最初被题目中描述的生物试验的专业英语所难住而显得无从下手,也有少数学生还是抓住了题目中统计常用的词汇,对题目做出了应有的解题判断,在笔者的一点提示后,近一大半的学生还是有了解题的正确思路,这有很大可能是得益于英文教学与平时大量英文习题的练习。
总之,作为应用统计学分支的生物统计学是实践性强的一门工具课,又具有理论性强的特点,理论与实践相整合的教学模式使学生“学中做,做中学”,不但激发了学生学习的热情,也能帮助学生通过实践更深刻地理解其背后统计原理概念,并真正做到活学活用。结合教学效果及学生的教学反馈,将对该教学模式进行进一步的优化,进一步增加软件实践环节,做到学以致用,培养出适应当今科技发展潮流的人才。
参考文献
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University, USA
William D. Johnson Louisiana State
University,USA
Basic Biostatistics for
Geneticists and
Epidemiologists
A Practical Approach
2009, 373pp.
Hardcover
ISBN 97804700248
John Wiley
R.C.爱尔通等著
任何从事遗传学或流行病学研究的专业人员阅读专业文献时都不可避免地要面对许多统计数据和统计方法,这就要求他们对生物统计学的概念和基本方法能准确地理解。 of Biostatistics(《生物统计学精义》),本书是其新版本,作了增补和修订。本书以遗传学和流行病学方面的科研人员为基本对象,着重讲述专业所需要的统计方法,注意通过实例给出有关背景材料,阐述基本概念,包含必要的计算但不涉及较复杂的推演。是一本入门读物。
全书由13章组成。1.引论,强调统计方法对于专业研究的重要性和必要性;2-3.给出群体、样本等基本概念,阐述了描述性统计学的思想及作用;4-5.包含了稍难的一些材料,即概率、随机变量和分布的概念,其中涉及的计算以能保证应用为限;6-9.用简易的方式讲述极大似然估计、最小二乘法、假设检验、χ2检验等基本统计方法;10-11.讨论相关和回归、方差分析和线性模型;12.重点讲述目前广泛应用于专业研究中的一些统计技术,如转换检验、自助再抽样等;13.关于对专业报告进行评价的一些指导。
与其它同类统计学的入门书籍比较,本书更具有针对性、专业性和实用性,并且讲述浅显,通俗易懂。还包含大量选择题形式的习题(附答案),有利于读者加深对概念的理解和自学。本书可供有关专业大学生和科研人员阅读。
朱尧辰,研究员
(中国科学院应用数学研究所)
【关键词】生物统计学 教学手段 教学实践 学习主动性
【基金资助】国家自然科学基金(31271008)。
【中图分类号】G2.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-30(2014)02-0173-02
1.前言
随着现代科技的进步及研究手段的不断发展,生物科学成为2l世纪最具有吸引力和发展潜力的学科门类之一。生物统计学是利用概率论和数理统计的原理和方法来分析和解释生物科学研究中的各种生命现象的学科。生物统计学不仅在传统生物学、医学和农林学中被广泛应用,而且现代的生物信息学、基因和蛋白质组学等均是建立在生物统计学基础上的,系统生物学、心理学、教育学等同样离不开生物统计学的知识[1,2]。数理统计的基础思想为生物统计学提供了牢固的基石,生物科学试验调查和实验数据是生物统计学处理的对象,计算机为生物统计学提供了强有力的工具。在工作中,经常会有老师或研究生问到科研过程或实验结果处理时涉及的生物统计学问题。由此可见,生物统计学在科研和工作过程中的重要性。经过几年的生物统计学教学,我们发现学生们并没有意识到统计学的重要性,多数只是应付性的学习,缺乏主动性。因此,需要深入的分析在生物统计学教学过程中及学生学习过程中存在的问题和不足。
2.生物统计学教学中存在的问题
2.1 多媒体的作用没有充分发挥,教学缺乏生动性
随着计算机和网络技术的快速发展,多媒体技术在高校教学中不仅提高了课堂教学效率,在一定程度上也获得了良好的教学效果[3]。然而目前多媒体在课堂上主要以处理符号、文字、图形为主,而对基于大量运算才能输出的声音、影像、动画等信息,以及人机交互操作完成教学或训练功能的表现明显不足。
生物统计学的核心内容是一系列统计方法,涉及大量的公式、字母、符号等。在课堂教学实践中,单纯利用多媒体进行教学就会出现单调、枯燥的现象,缺乏吸引力,学生们将产生视觉疲劳,注意力下降,影响学习效率。讲这些内容时,就不能只以传统板书和幻灯显示的形式进行讲述,要把用复杂数学公式解决问题的过程和计算结果以生动的形式表现出来,如动画、3D影像,与学生交互式的操作等。利用相关的软件结合相应试题的解析,将会调动学生们的学习兴趣和参与热情,集中注意力,提高课堂讲课的生动性和学生们对讲授内容的接收效率,同时还能够提高学生分析和解决实际问题的能力,提高教学质量。
2.2 教学实践环节较薄弱
生物统计学是一门实用性课程,其目的是使学生能够充分掌握生物统计学知识,并利用其解决实际问题[4,5]。然而,由于教学计划中课时数的,需要老师在课堂上要适时安排实践环节,使得理论与实践环节相结合,加强生物统计的实践技能训练和素质培训。
2.3 学生们缺乏学习主动性
生物统计学属于工具性课程,在科研的实验设计及数据处理过程中起着非常重要的作用。多数学生还未直接接触实验设计和数据的统计分析,对科研的概念比较模糊,没有直观认识,难以理解相关的理论知识和统计分析方法,容易产生难学、不想学的思想。尽管在教学过程中,教师多次反复强调本门课程的重要性,但是,学生们在学习阶段由于意识不到课程的重要性,因而其学习兴趣不够。只有少数认真的学生会课下看书,仔细完成课下作业,多数的学生采用“应付式”的学习方式。“应付式”的学生会不加思考的草草的交上作业本,更有甚者课上不听讲,课下不复习,严重缺乏学习兴趣和主动性,这可能和人的“直接利益”思想相关。心理学认为“人的一切活动就是为了追求自己的个人利益”。学生们有可能认为生物统计学对其的“直接利益”就是平时作业成绩和考试成绩,故他们采用被动式的学习态度。
2.4 教材内容缺乏学生参与的先验设计
目前国内大多教材的设计仍是以传统模式为主,首先介绍概念、方法,给出公式,再举例印证。现代心理学和教育学已经证明,传统的教材组织和课堂讲述过程不利于启发学生的思维,学生会感觉枯燥,认为上课听讲与课后自己看书的效果是一样的,因此在课堂上不会集中注意力,也不会主动地融入到教学过程中来。缺乏主动反馈、师生紧密融为一体的课堂氛围,从而大大影响了教学效果。
3.结语
。我们不能使用传统的填鸭式和一言堂式的教学方法,不能使用强制的手段逼迫学生被动地接受知识。教师在教学过程中不断发现问题,并探究采用合适的教改方法和手段进行创新,改进教学课程体系,加强教学效果。学生起着主体的作用,必须充分调动并发挥学生的主观能动性,把素质教育融合入生物统计学课程教学过程中,把考核学生应用知识的能力和综合分析问题的能力作为重点,培养他们的实践能力和综合素质。
参考文献:
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关健词: 《生物统计学》 教学改革 改革与探索
《生物统计学》是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用,它不仅给我们提供了如何正确地设计科学试验和收集数据的方法,而且提供了如何正确地整理、分析数据,得出客观、科学结论的方法。它是生物科学等专业重要的专业基础课,该课程体系建设对生物科学、植物生产类专业、动物生产类专业十分重要,是从事生物生产、育种试验研究的工具性课程。通过该门课程的学习,学生不仅可以了解有关生物统计的基本概念以及参数的意义,掌握基本的试验设计和生物试验数据的统计分析方法,提高综合素质,同时还可以培养发现问题、分析问题的能力,建立和巩固专业思想。
在专业发展、大学生素质教育与创新教育等教学改革方面,《生物统计学》课程是一门十分重要的课程,具体体现在:(1)可提高学生从必然性推理到或然性推理的归纳推理能力;(2)可提高学生的科研能力,使学生明白试验研究前、中和后的主要目的和任务,以及怎样提高试验的精度,为毕业论文以及今后参加科学研究奠定良好的基础;(3)可提高学生的动手能力。为此,我们对《生物统计学》课程的教学内容、方法和手段进行了几项改革探索。
1 .教学内容的改革与探索
;(2)介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布及统计数的理论概率;(3)讲述统计推断的基本方法、平均数比较的u测验和t测验、F测验和x2测验及其应用,包括计量数据的方差分析和计数数据的统计分析;(4)方差分析的应用,介绍单因素、多因素试验结果的统计分析;(5)二变量直线回归和相关分析。。因此在教学实践中,描述性统计学的知识即资料的整理和描述应重点讲授连续性资料的整理方法;;对于回归、相关分析则主要介绍一元回归、相关分析的基本思想和分析方法,计算方法、过程留给学生自学,多元分析则要求学生在熟练掌握的基础上进行自学;试验设计重点讲清试验设计的基本原则,并结合实际讲清不同的试验设计的基本思想和设计方法,对试验所得资料的分析方法则要求学生自学。
2. 教学方法、手段的改革与探索
《生物统计学》的理论性相对较强,内容相对枯燥和抽象,教学方法单一必然会导致学生学习兴趣低下,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力,要想真正建立起先进、科学的创新教学模式,只有通过系统优化教学设计,针对教学内容,借助于现代化媒体技术,采取各种有效的教学方法。因此在教学中就要求由以教师为主体转变为以学生为主体、教师为主导的思路上来,突出以学为主,坚持以启发诱导为核心,激发学生学习的兴趣,引导学生积极主动开展思维活动,紧紧围绕学的需要组织教学。课内以课堂理论讲授为主,重点让学生弄懂基本原理;习题讨论主要运用实例进行分析,重点让学生掌握具体计算方法和分析;教学中可适当安排一些讨论课,让学生将所学知识与生产实际结合起来,充分调动学生学习的主动性、积极性,让学生学会学习。
2.1计算机辅助教学
《生物统计学》概念多、公式多,统计计算过程烦琐乏味,如果在课堂上用板书的形式进行演算,既浪费课堂教学时间,又容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳。多媒体课件具有图文并茂的特点,在《生物统计学》教学中若能应用好多媒体,既能提高学生的学习兴趣,又可加深学生的理解和记忆,促进教学内容的进一步深入,明显提高教学效果。
多媒体教学的效果与课件的设计和制作水平关系密切,课件应在重视教学基本原理的基础上,处理好内容与形式的关系,达到为教学服务的目的,切忌完全复制教材上的内容,而是必须突出重点、难点,这就需要教师对所要讲解的内容理解透彻,具备熟练的多媒体创作和使用技巧,引导学生学会统计分析方法,提高学习的积极性,同时要经常注意来自学生的信息反馈,不断地进行课件的更新。多媒体教学对教师提出了更高的要求,要求教师花费更多的时间和精力准备每一堂课的教学内容,同时不断地更新知识,为教学积累素材。
2.2 统计分析软件的应用
目前广泛应用的统计软件主要有SAS、SPSS,国产的优秀统计软件有DPS,此外Excel软件提供了较强的数据分析功能和统计绘图功能,易学易用,笔者在教学过程中穿插介绍Excel的一些统计功能,如Excel的一些常用统计函数及统计方法的应用,以及常用统计图表的绘制,并要求学生能够掌握并熟练运用,取得了较好的教学效果。对具体资料的统计分析,一些常用的统计分析方法如t检验、x2检验、方差分析、相关回归分析、多元相关回归分析等均有相应的计算机分析软件,教学中只需给学生介绍基本思想和基本原理,要求学生尽量考虑用计算机来完成,把学生从大量的计算中解脱出来使之集中精力去学习《生物统计学》的基本思想、方法及其实际应用。
2.3
生物统计学的教学并不是为了让学生掌握一些知识点而进行教学,树立统计的观念、应用统计方法分析和解决生物学研究的问题才是这门课程的最终目标。。
3. 考核方式的改革与探索
考核是教学活动的一个重要组成部分,是促进学生复习、巩固所学知识,并对教学效果进行检查的重要方法,恰当的考核对学生的理论学习和实践训练具有引导、激励和促进的作用。传统的笔试中学生要把大量的时间花在数学计算上,而不能全面考查学生对各种统计分析方法的掌握和应用情况。为了对教学质量进行科学地评价与管理,也为了客观准确地评定学生的成绩和能力,进行考试改革是必要的。
为了更好地发挥考试的功能,我们在教学过程中针对过去把书面考试作为评价学生学习效果的主要手段这一应试教育现象,实行考知识与考方法相结合,考理论与考应用相结合,建立了从学习过程、作业练习、期中考试到期末考试,定性评价与定量评价相结合的过程性评价体系,确保对影响学生应用能力形成的关键知识点进行全面测试,从重“知识”逐步走向重“能力”,培养学生脚踏实地的学习态度和严谨作风,促进教学质量不断改进和提高。
通过以上三个方面的改革尝试和探索,从各届学生的学习效果的比较分析看,已收到了一定的成效,使学生体会到了该课程的重要实用价值,初步树立了统计理念,培养了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力。但《生物统计学》作为生命科学学科中重要而特殊的一门工具课程,要教好这门课,还有很多问题需要进一步的探究,在以后的教学中,还需要继续钻研统计理论,探索教学规律,优化教学过程,完善教学体系,从而全面提高该课程的教学质量。
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关键词植物生产类;试验统计方法;教学改革
中图分类号G2.0文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)22-0031-02
试验统计方法是高等院校植物生产类(农学、园艺等)专业开设的一门专业基础课,是数理统计原理在生物科学中的具体应用,是一门理论性、应用性和实践性都很强的方学科,具有“三多”(内容多、公式多、概念多)、“四难”(教师感到难教,学生难懂、难记、难用)的特点[1],由田间试验设计和生物统计2个部分构成。开展试验统计方法课程,不仅可以培养巩固学生的专业思想,提高综合素质,还可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,为毕业设计及职业选择奠定良好的基础[2]。为提高试验统计方法课程的教学质量,进一步激发学生学习兴趣,培养学生的逻辑思维能力,在深入调研的基础上,结合植物生产类本科专业教学计划修订、试验统计方法课程设置等新情况,根据学校发展实际,对该课程进行教学分步改革实践,包括教学目的、教学方法、教学内容等方面内容,效果较好。此外,为了进一步培养和提高学生的实践能力和综合素质,该文结合淮阴工学院植物生产类本科专业试验统计方法课程的教学改革,分析该课程当前教学存在的问题,从教学内容的合理编排、教学形式和教学手段的合理应用等方面进行探索,以期提高试验统计方法的教学效果[3-4]。
1明确课程定位,凝练教学目标
。传统的教学中,只注重传授基本概念、基本理论等知识,忽略理论知识的实际应用以及锻炼学生能力的问题,学生普遍反映用时无从下手[3]。可见,必须改革传统的教学方式,进一步提高学生分析问题和解决问题的能力,才能促进该课程的广泛应用。大学生科研能力的培养主要体现在发现问题与研究课题的设计与实施2个方面,其中研究课题的设计与实施能力的培养则是本科阶段的主要目标,而试验统计方法的教学可以达到这一培养目标。另外,学习试验统计方法的最终目的是使学生掌握田间试验设计技术和科学的统计分析方法这一从事科学研究的有力工具,能够熟练地应用于具体的实际问题[5]。根据培养学生实际应用能力和思维能力的需要,淮阴工学院将农学、园艺等专业原有的各种试验统计相关课程实行“三统一”,即统一课程名称为试验统计方法、统一课程性质为学科基础课、统一学时为56个学时。同时,进一步明确课程教学目标和教学目的[2-4]。因此,将试验统计方法课程定位为一门工具课、方法课和实验技能课。在确定试验统计方法课程的教学大纲时,综合考虑本科生的培养层次和课时要求,即在教学目标上,要求学生在专业课学习的基础上,通过课堂学习、实验操作、数据处理、撰写课程论文等环节,熟练掌握数理统计理论知识、试验设计以及数据处理技能等内容,达到能完成毕业设计和毕业论文的基本要求,并具备在未来工作岗位上开展产品研发的基本素质和能力;在授课内容上去粗取精,抓住核心,注重实用。
2合理使用教材,优化教学内容
当前的教学体系中,人才培养的主要落脚点是改善教学内容和课程体系,这也是教学改革的关键[6]。。。
笔者认为,试验统计方法的教学重点和难点是培养学生的统计学推理思维能力,使其学会从不确定性和概率的视角思考问题[3]。在教学实践中,将教学重点放在统计学基本原理、基本要领和逻辑思维上,让学生尽可能地掌握数据资料的类型、样本大小、设计方法、数据分布、结构等分析方法,熟练使用SPSS、DPS和Excel 等重要统计软件,根据统计结果进行科学合理的解释和分析,提高运用统计学方法解决实际问题的能力。
3改进教学方法,全方位提高教学质量
试验统计方法课程的理论性相对较强,单一的教学形式易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳,或者会感觉课程内容较枯燥和抽象[8],难以取得良好的教学效果。因此,教师必须认真备课,根据教材各章节的具体情况,借助现代化多媒体教育技术,不断优化教学设计、改进教学方法,实现教学内容与方法的优化组合。。为了使学生彻底理解知识,应同时注重讲练结合,如在课堂演示相关例题,可借助SPSS和Excel等统计分析软件,使学生在学习专业知识的同时又能掌握一定的计算机知识,并安排适当的时间让学生动手练习,给学生预留充分消化知识的时间,发挥学生的主动性与积极性,提高学生灵活运用和综合运用统计学知识解决实际问题的能力。
4强化实践教学,实现理论与实践的有机结合
以学生为主体的实践教学环节对于保证教学效果尤为重要。结合植物生产类专业实践教学体系改革,对该课程的实践教学环节进行较大的调整和改革[3]。首先,在课堂教学中增加提问和随堂测验,在每次课结束前留出一定的时间让学生提问,便于教师及时掌握学生消化吸收生物统计理论的情况,及时调整教学进度和教学方法,调动学生在课堂教学中的学习积极性。其次,加强习题训练和作业环节,精心选择具有代表性、普遍性和多样性的课后作业,要求学生完成数据的统计分析,对分析结果进行解释和推理,并写出相应的结论,培养学生处理具体数据、解决实际问题的基本技能,为培养学生撰写科研报告的能力奠定基础[2]。再者,为使学生进一步掌握试验统计方法的基本理论和概念,提高学生利用统计分析软件的能力,由学生动手操作相关的统计分析软件,如SPSS、Excel、DPS 等,由此提高学生素质,达到以点带面、扩大学生视野的目的[9]。最后,利用学生毕业设计的机会,进一步提高学生的运用技能,指导学生针对具体课题进行正确的试验设计、实施和统计分析,系统、全面地完成试验课题和毕业论文,使学生能将所学习到的理论知识运用到实践中。
5改革考核方式,促进学习的全面巩固
考试是教学的重要环节,是检验学生学习效果的直接手段,也是衡量教师教学效果的重要方式、反馈教学成果的主要渠道[5]。为了更好地发挥考试的功能,在教学改革过程中针对传统考试作为衡量学生学习效果的应试教育现象,根据淮阴工学院的人才培养定位目标,切实转变思想观念,坚持考试应为教学服务,提高学生应用能力。为全面测试学生对关键知识点的掌握能力和实践动手能力,实行考知识与考方法相结合,考理论与考应用相结合,建立从学习过程、平时作业、上机实验直到期末考试实行定性评价与定量评价相结合的“全程评价、综合评定”的考核评价体系[10]。在教改中尝试实践教学环节的考核,将学生的总评成绩分为平时成绩、笔试成绩及实验测试3个部分,增加平时成绩及实验测试的比重,使其达到30%,笔试成绩占70%。另外,应兼顾学生对基本知识的掌握程度及灵活应用知识和解决实际问题的能力,突出笔试内容的实用性,减少需死记硬背、理论性很强但应用较少的题目[4]。为培养学生脚踏实地的学习态度,规范教师的教学内容和严谨的作风,克服教学过程的“随意性”,以及实现教考分离,由教研组组建试题库,考试试题从试题库中随机抽取。结果表明,采用综合评定的考核方法,学生普遍反映效果良好,既能兼顾一般学生的合格水平,又能突出优秀学生的创造性思维和激发学生能力的发挥,客观地反映学生的真实水平,并能充分调动学生的学习积极性。
6结语
试验统计方法作为植物生产类专业的一门基础课程,同时也是生命科学学科中应用性很强的工具课程。在教学实践中,教研人员主要从凝练教学内容、优化课堂教学环节、丰富教学形式等方面进行初步地改革探索。实践表明,学生不仅提高了使用统计软件以及分析问题和解决问题的能力,而且很好地掌握了试验统计方法的理论知识,达到试验统计方法的教学目标,但仍有很多问题值得进一步的探究[2]。在今后的教学实践中,仍需不断地加强研讨和交流,研究适于实际的教学方法,探索教学规律,优化教学内容,完善教学体系,全面提高教学质量。
7参考文献
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关键词:数理统计学;发展
1 前言
数理统计学是数学非常重要的分支,探讨如何合理的采集、整理以及分析具有一定随机性的数据,对于所需考察的问题实施推演又或是预估,直到为确定相应的决定与行动提供参考。部分专业人士将其概括成:探讨应用于科学与现实推演的,统计数据的全面性整理、加工与运用的数学方式。确定了数理统计学的分析主体与分析目标。
2 数理统计学的概念
数理统计学是探索合理使用数据采集和处理、多个模型和技术研究以及社会调研等等,对于科学技术的发展以及国民经济的关键问题与繁琐问题,以及与社会层面非常多的问题,怎样对数据实施推断,便于对问题实施推演与预估,进而对决定和行动奠定较好的基础。
3 数理统计学的发展
3.1 萌芽期
现代化的统计大致源自于分析总体、变差以及简化数据等。英国政治算术学派的典型人物约翰・格朗特在其编写的书里面经过大量观察的方式,分析同时挖据出了大量人口统计的基本规律。例如:在非瘟疫阶段,某个大规模城市的每个年份的死亡人员均具有一定的统计规律,普通疾病与事故的死亡率相对平稳,但是因传染病而死亡人数数量改变较大。新生婴儿的性别比为1.08,也就是出生13个女孩便会有14个男孩出生。由此可知,格朗特已经可以由大量繁琐的数据里面获得满足现实的相应结论。
3.2 发展期
截至1830年,大部分的经验分布均是与一个非数值又或是一维误差相关的变量。在此以后,凯特勒采取了正态分布与理论二项分布。高尔顿是生物统计学派的创始人,首次把概率统计理论等方式运用到生物科学之中,同时创新出了“生物统计学”。当前,被人们所熟知的“回归”与“相关”,同样也是高尔顿所首次运用的。。在此之后,多元正态分布便获得了人们大量的运用。其实首次由数学层面对生物统计进行分析的人便是皮尔森,其先后提出与拓展了标准差、正态概率曲线以及平均变差等大量相关的概念。
3.3 壮大期
在皮尔森的方式无法形成数量更加多的联合分布以后,伯恩斯坦指出一种更加具备生产意义的方式或许形成于随机过程之中。在1930年的时候,费舍曾经对于同分布概率变量的最大值的渐近分布实施理论层面的研究,挖据出了在极值分布里面存在着逆威布尔分布,康拜尔分布,遵循相同分布的n个单独持续的概率变量里面最大值x的极限分布;以及发现了属于正态分布的极值统计量向极值分布的收敛速度非常之慢。接着由米思所给出了分布函数归属极值分布吸引范畴的充分条件。
3.4 多元化
在1940年之后,数理统计逐渐向着多元化的方向发展。70年代能够说得上是规范化模型的阶段。其重点便是去除正态性的假设,达到涵盖由二项分布至咖码分布的线性化。该理论和概率随机相互融合,推动了对医学相关数据能够实施深层次考察的生存解析法的出现。。对数据进行模拟,回归变量的推断等非参数估计的方式随之产生。在90年代之后,非常多的应用问题均有着研究对象相对繁琐和难以准确识别模型架构等,经过运用专业型的软件实施模拟,能够处理非常多非常繁琐的问题。
4 数理统计学的应用
4.1 在数据分析中的应用
对于不一样的科学分析与社会活动层面,人们均会采取不一样的分析数据的方式来达到人们对此领域的研究与掌握。伴随数理统计可以处理现实问题的思想有着更加强的发展态势,数理统计在数据分析所占据的位置日益提升,数理统计在数据分析里面的统计方式相应的被确定。其间,大数定律就是数理统计和数据分析间创建关联的最为主要的纽带,在大数定律里面,大量观察的方式是数据分析最主要的方法,大量观察法是大数定律的重要基石。在对数据进行分析的环节里面,如果不进行大量观察,则数据分析所获得的整体的相对数与平均数等其它基本性的指标便没有了相应的重要意义与价值。由此可知,数理统计对于数据分析而言有着非常重要的意义。
4.2 在社会经济中的应用
。伴随数理统计的大量运用,人们逐渐意识到了数理统计所具备的重要性和科学性,调查问卷等方式的统计行为逐渐被接受。然而在商品的出售环节之中,商品在某一城市里面销售状况的数理统计所获得的结果,可以在一定范畴内对将来此商品在此城市的销售数据实施相应的预估,其是数理统计在社会经济中运用的本质所在。数理统计在社会里面应用形式丰富多彩,主要有抽样调研、随机统计以及人口发展动态模拟等,在社会的各个层面均有着或多或少的运用。
4.3 在中药质量鉴定中的应用
中是我们国家的瑰宝,然而它的成分较为繁琐、品质无法等其它问题对于中药的发展造成非常大的负面影响。之前所具备的性状鉴定以及显微鉴定已无法达到市场对中药品质的需求,较为单一的指标无法展示出中药繁琐系统的作用特征,所以,数理统计大量的运用在中药的质量鉴定环节中。
5 结语
数理统计学相关理论知识的运用,有了非常大的进展,然而概率论显得更为重要,其不仅是数理统计的重要基石,同时还是统计推理和归纳的重要参考。上述研究成果,使得当前更加完善、更加繁琐的数理统计学的出现,同时快速的运用于各个行业。但是,科学的发展是没有尽头的,现代化的数理统计学,依然有着非常多的问题,需要后期更加好的处理,需要人们更加深入的研究。
参考文献:
[1]徐传胜.数理统计学的发展历程[J].高等数学研究,2007,(10).
[2]孙波.在工程项目管理中应用统计学的初探[J].经济管理,2011,(03).
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