高校生物统计学实验教学方法改革与实践

2022-09-11

生物统计学是一门理论性、应用性和实践性较强的专业基础课, 是数理统计的原理和方法在生物学中的应用[1]。学生科学研究能力的培养与生物统计学实验教学密切相关, 高校课程体系除把其作为专业基础实验课外, 还把其作为素质教育中的重要课程。通过这门课程的系统学习, 不仅能够培养学生的逻辑思维能力, 还能培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。实验教学是培养学生理论联系实际, 提高创新意识和实践能力的重要环节[2]。通过《生物统计学》实验教学, 可以培养大学生的归纳推理能力、科研能力, 也为大学生毕业论文的设计以及毕业后的科学研究等奠定良好基础, 有利于培养学生的实践能力和创新能力。以往, 生物统计学以单纯理论教学为主, 不设或很少开设实验课, 其实验教学有待进一步加强。因此, 我们结合《生物统计学》的基本原理, 利用计算机和统计软件, 开设了《生物统计学》实验课, 并尝试对该课程的实验教学方法进行探索和改革。

1 优化实验教学内容, 注重能力培养

生物统计学实验是培养大学生科研素质、试验设计及其统计分析能力的基础, 其实验教学内容的设置直接影响学生对生物统计学的理解程度, 它在培养学生科研能力和应用技能方面起到重要作用。在实验教学过程中, 我们把常用的统计软件和统计方法引入实验教学中。根据生物统计学教学大纲, 在教学过程中, 优化整体设计, 以完整性、系统性、实用性为原则, 基础实验与应用实验相结合, 将生物统计学实验课程设计为一个有机结合、互相连贯的整体。在《生物统计学》实验教学过程中, 我们利用计算机辅助实验教学, 从以下几个方面开设实验课: (1) 《生物统计学》某章节理论知识讲授完之后, 利用计算机和相关统计软件, 开设相应的实验课。 (2) 学生参与试验设计和试验数据统计分析。学生要在生产实践或实验室设计试验, 亲自参与试验数据的采集, 并对试验数据进行统计和分析, 这样有利于加深学生对所学内容的理解。

2 优化实验结构, 培养创新能力

根据生物统计学实验教学大纲和课程要求, 其实验分为基础性实验、综合性实验、提高性实验三个层次。基础性实验为第一层次, 以实际案例验证和再现基本原理为目的, 加深学生对理论知识的掌握。例如按照例题借助计算机利用Excel绘制常用统计图以及进行数据描述统计分析设置为基础性实验。综合性实验为第二层次, 理论和实践分析相结合, 以培养学生发现、分析、解决问题的能力为目的。例如利用Excel进行统计假设检验、利用SPSS和SAS软件进行方差分析和回归分析等为综合性实验。根据第二章试验资料的整理与特征数的计算, 让学生利用excel对不同类型资料进行整理, 绘制相关统计图表, 培养学生实际操作能力, 并要求学生在实验过程中要有探索意识, 对培养学生的创造意识很有帮助。提高性实验为第三层次, 以设计试验为目的, 主要在开放实验室进行。学生可根据专业特点、知识结构和兴趣, 设计试验内容, 教师指导学生查阅文献、分析资料、提出假设, 引导学生互相讨论, 激发学生的兴趣, 逐步完成试验。在这一过程中, 发展了学生的个性和主观能动性, 锻炼了学生创新思维, 培养了学生试验设计及其统计分析的能力, 为将来完成毕业论文设计和进行科学研究打下了坚实基础。

3 运用多媒体技术和统计软件, 优化实验教学方式

随着多媒体技术的发展和多媒体设备的普及, 多媒体课件在教学中的应用越来越广泛。多媒体课件因其容量大、展示灵活, 而且集图像、音频和视频于一体, 为教学创造了广阔的空间。实验教学过程中多媒体技术的适当应用可起到直观教学的目的[3]。为了提高实验教学效果, 我们将Excel、SPSS、SAS等软件与《生物统计学》实验教学有机结合起来, 在计算机上利用相关统计学软件进行实践操作, 改革传统的教学方法, 显著提高了《生物统计学》的教学效果, 并有效提高了学生应用《生物统计学》解决实际问题的综合能力。例如利用统计软件开设回归分析实验教学时, 创设情境, 设置如下问题: (1) 如何确定因变量与自变量之间的回归模型; (2) 如何根据样本观测数据, 估计未知参数, 检验回归模型及; (3) 在众多的自变量中, 让学生判断哪些变量对因变量的影响是显著的, 哪些变量的影响是不显著的。

4 改革实验教学考核方式, 注重学生能力考查

成绩考核是促进学生复习、巩固所学知识, 并对教学效果进行检查的重要方法[4]。生物统计学实验教学的目的除了加深学生对理论知识的理解外, 培养学生实践能力和科研素质, 更重要的是培养学生设计试验的能力和统计分析能力。因此, 我们制定出能全面反映学生能力的综合评估指标:一是平时实验考核, 包括出勤、纪律、动手操作能力、团结协作、实验完成时间等, 占总成绩的30%;二是实验报告考核, 占总成绩的40%, 每次实验结束后5d交实验报告, 以班级进行批改, 重点批阅实验结果、讨论与分析, 若发现问题, 及时纠正和解决。三是期末实验考核, 占总成绩的30%。就是在期末时安排单独的实验操作考试, 分为上机操作和笔试2个部分。上机操作考试要求学生在规定时间内上机进行实例操作分析, 教师的评分以学生基本操作为主, 并辅以相关理论问题进行提问, 试探学生是否具有积极主动性和创新能力。笔试题包括基础性实验、综合性实验和提高性实验的内容, 涉及实验原理、操作步骤、结果、讨论与分析等方面, 目的在考查学生对知识的掌握程度, 能否灵活运用相关统计方法分析和解决问题等。

5 语结

教学改革是时代发展的要求, 教育改革是社会发展的必然趋势。实践证明, 开设《生物统计学》实验教学后, 培养了学生试验设计的能力, 使学生掌握了正确收集、整理试验资料的方法、常见统计方法, 最终目的是培养学生能利用生物统计方法对试验资料进行正确的统计分析, 得出科学合理的结论。

摘要：针对生物统计学课程实践性和应用性的特点, 探讨了如何通过实验教学来加强实践环节的思路。从生物统计学实验教学方法的改革入手, 优化实验教学内容和实验结构, 以培养学生实践能力和创新精神为主。运用多媒体技术, 结合统计软件, 优化实验教学方式。改革考核方式, 注重学生能力考查。实践证明, 生物统计学开设实验课, 提高了教学效果, 培养了学生试验设计能力和统计分析能力。

关键词：生物统计学,实验教学,改革,实践