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信息時代生物統(tǒng)計學教學的探索與實踐論文
生物統(tǒng)計學是生物學、動物科學、水產(chǎn)養(yǎng)殖等專業(yè)的專業(yè)基礎課，是科學研宄和實踐應用的重要基礎工具，是應用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理來研宄生物界數(shù)量變異規(guī)律的一門學科，是概率論與數(shù)理統(tǒng)計在生物方面的應用，屬于應用數(shù)學的范疇。它不僅為我們提供了如何正確地設計試驗和搜集數(shù)據(jù)的方法，而且也提供了如何正確地整理和分析數(shù)據(jù)，得出科學結論的方法。通過本門課程的學習，使學生具備正確處理和分析試驗數(shù)據(jù)的能力，為進一步學習相關專業(yè)課程以及完成畢業(yè)論文奠定堅實的基礎，為培養(yǎng)學生的科學研宄能力以及獨立分析問題和解決問題的能力起著非常重要的作用。生物統(tǒng)計學具有較強的理論性和實踐性，并且涉及的內(nèi)容、公式和抽象的概念較多，需要較扎實的數(shù)學基礎和較強的邏輯推理能力，相比其他專業(yè)課較難教、難學、難掌握。目前，在我國的一些高等院校生物統(tǒng)計學課程教學改革取得了一定的經(jīng)驗[1~4]，但與其他課程相比還有許多不足之處：在教學方法上，仍以課堂教授為主缺乏足夠的實訓環(huán)節(jié);在教學手段上，與現(xiàn)代計算機技術的應用相脫節(jié)，缺乏高質(zhì)量的教學課件;在教學過程中對生物統(tǒng)計學軟件的開發(fā)與應用也比較滯后，從而導致學生對生物統(tǒng)計學的實際應用能力偏低。因此，探索適合本專業(yè)特色的教學內(nèi)容體系、適合不同教學內(nèi)容的多元化的教學手段和教學方法，以激發(fā)學生的學習興趣，深入理解生物統(tǒng)計的基本原理，熟練掌握常用試驗設計資料的統(tǒng)計分析方法。與此同時，將傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)有機結合起來，以適應社會對人才需求的變化，是一個亟待解決的問題。作者結合多年的教學實踐，從教學內(nèi)容的合理編排、教學形式的靈活應用以及教學環(huán)節(jié)的有效把握等方面，就如何提高生物統(tǒng)計學的教學效果，談談自己的一些體會和思考。
1合理使用教材，優(yōu)化教學內(nèi)容
教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學要求的知識載體，使教學的基本工具，不僅是學生在校獲取知識的重要來源，也是教師進行教學的依據(jù)，貫穿整個教學過程，是提高教學質(zhì)量的重要保證[6]。近幾年來，隨著教學改革的不斷深化，各種各樣的生物統(tǒng)計教材不斷出現(xiàn)，每一本教材都有其自身的特點，又均有不同程度的不足之處，尤其在內(nèi)容的編排上，筆者認為目前尚無符合數(shù)學邏輯的較為完美的教材，這也許與生物統(tǒng)計學這門課自身的特點有關。作為一名生物統(tǒng)計教師，要想取得良好的教學效果，就必須博覽群書，歸納、整理和總結各家所長，深切領會生物統(tǒng)計教學內(nèi)容，透徹把握內(nèi)容間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，遵循數(shù)學邏輯編排各章節(jié)教學內(nèi)容，
使學生聽起來順理成章，便于系統(tǒng)理解和掌握。例如：
大部分生物統(tǒng)計教材都是將正態(tài)分布、標準正態(tài)分布、、分布和二項分布等編排在同一章，而不同性質(zhì)資料的顯著性檢驗所依賴的理論分布不同，計量資料的顯著性檢驗的理論依據(jù)是正態(tài)分布、標準正態(tài)分布、t分布和樣本平均數(shù)的分布，其統(tǒng)計量的計算公式來源于正態(tài)分布和統(tǒng)計量的分布;計數(shù)資料的兩屬性率的顯著性檢驗的理論依據(jù)是二項分布，其統(tǒng)計量的計算公式來源于二項分布的原理。所以，為了便于學生系統(tǒng)理解和掌握，應該將計量資料的顯著性檢驗的理論分布和檢驗方法編排在一起講授，而將計數(shù)資料的顯著性檢驗的理論分布和檢驗方法編排在一起講授。
2改革教學方法，運用多元化的教學形式
生物統(tǒng)計學的理論性相對較強，內(nèi)容相對枯燥和抽象，單一的教學形式容易導致學生注意力渙散，產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞。做為一名教師必須認真撰寫教案或講稿，認真?zhèn)湔n，根據(jù)教材各章節(jié)的具體情況，選擇多種適當?shù)慕虒W方式和方法貫穿于教學過程中，力求做到教學內(nèi)容與方法的優(yōu)化組合。例如：兩樣本所在總體均數(shù)差異的統(tǒng)計比較，試驗設計方法不同，顯著性檢驗所用的統(tǒng)計量的計算方法也不同，這時可采用比較法將成組設計與成對設計兩種設計資料的統(tǒng)計比較方法對比起來講解，從而有助于學生加深記憶，避免混淆;有時可采用演繹法，例如講到算術平均數(shù)時，先下定義：一個資料中各觀測值的總和除以觀測值的個數(shù)所得的商就是算術平均數(shù)。再加以解釋，最后再舉例說明;有時可采用歸納法，例如在講樣本平均數(shù)分布的基本性質(zhì)時，如果應用數(shù)學知識進行證明推導，一方面需要相當好的數(shù)學基礎，另一方面又很抽象，不便于理解。為此，可模擬一個簡單的抽樣試驗，根據(jù)試驗結果歸納得出樣本平均數(shù)分布的基本性質(zhì);有時可采用講授與練習相結合的方法，例如，在講授試驗資料的整理、假設檢驗、方差分析、回歸分析等內(nèi)容時，在講清解題思路和分析步驟的基礎上，借助計算機Excel表統(tǒng)計分析工具和SPSS、DPS等統(tǒng)計分析軟件演示例題的分析過程與結果，并安排適當?shù)臅r間讓學生動手練習。
另外，筆者授課時還注重系統(tǒng)講授與啟發(fā)式、討論式及課堂提問等教學方法相結合，避免滿堂灌”。經(jīng)常在講課過程中提出問題，啟發(fā)、引導學生思考，適當‘設疑”，活躍課堂氣氛，吸引同學們的注意力，在每次課結束前，有意識地留出一定的時間，讓學生提問，以了解學生對所講授的知識的掌握程度，發(fā)現(xiàn)問題，通過答疑及時得到解決，進一步加深學生對所講授內(nèi)容的理解記憶，增強學習生物統(tǒng)計的興趣。
在教學的組織上，講宄教學策略，提高教學藝術，創(chuàng)設良好的教學情境，培養(yǎng)學生判斷、思維、推測、論證等多項技能，促進其邏輯思維能力的發(fā)展。課堂講授是生物統(tǒng)計教學過程的主要形式，授課時應注意概念準確，條理清楚，邏輯性強，全面把握課程的深廣度，突出教學內(nèi)容的重點，難點;語言生動、精練，深入淺出;板書簡潔、清晰;重視講課效果的信息反饋，根據(jù)反饋信息適當調(diào)整講課進度與講授方式，修改完善授課內(nèi)容，力求使教與學兩方面協(xié)調(diào)一致，以提高教學效果。
3明確教師職責，既教書又育人，實現(xiàn)教學相長
作為一名教師，應明確自己的職責，愛崗敬業(yè)，積極承擔教學任務，以對國家、對學生高度負責的精神對待自己的教學工作。努力學習、刻苦鉆研業(yè)務，不斷提高學術水平。認真學習和研宄教育科學，不斷改進教學方法，努力提高教學水平和教學效果。
作為一名大學教師應注重自身道德品質(zhì)修養(yǎng)，始終堅持身正為師，德高為范的宗旨，樹立高尚的職業(yè)道德，為人正直、誠實，治學嚴謹，以自己的言行規(guī)范同學們的思想意識，端正學習態(tài)度，幫助學生樹立正確的世界觀和人生觀，真正做到既教書又育人。教師的言傳身教對學生素質(zhì)的培養(yǎng)起著潛移默化的作用，在生物統(tǒng)計學的教學中，要注意用教師的言行感召學生，影響他們正確做人，寓德育于智育之中。例如，通過介紹本門課程的發(fā)展史以及在生產(chǎn)和科研中的地位和作用，激發(fā)學生主動學習的熱情，啟迪學生樹立發(fā)奮學習、將來為祖國建設獻身的決心;通過介紹前人發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路和方法，對學生進行辯證唯物主義教育，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和創(chuàng)新精神;通過指導學生自學，培養(yǎng)學生分析歸納、綜合表達的能力;通過課堂講授，在教學語言、教學方法、版書設計等方面，給學生起示范作用，培養(yǎng)學生的從師素質(zhì);通過認真批改學生作業(yè)和耐心答疑，培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度。
由于生物統(tǒng)計學具有數(shù)學邏輯性，前后章節(jié)聯(lián)系較密切，通常是上次課講原理，下一次課接著講應用，如果原理沒有掌握好，具體應用時就會一塌糊涂;另外，生物統(tǒng)計課程內(nèi)容的編排一般是：先講基礎理論、基礎知識(包括一些常用的統(tǒng)計量，如均方、標準差、標準誤等)或常用的實驗術語和統(tǒng)計術語，后面直接利用這些基礎理論、基礎知識，或在講課過程中直接使用統(tǒng)計術語或實驗術語，如果這些基礎知識沒有理解或掌握，聽課時就會反應遲鈍，影響聽課效果，久而久之，就會感到越聽越糊涂，越學越不明白，結果可想而知。因此必須嚴格要求學生按時上課，不準隨意曠課、遲到、早退，同時，上課要認真聽講，積極思考，順著教師講課的思路，認真詳細地做好筆記，便于今后復習和鞏固所學內(nèi)容。
另外，為幫助學生鞏固和消化所學知識，可要求學生積極主動與教師聯(lián)系溝通，教師也要注重師生間的交流與互動。只有通過及時溝通，學生才可以及時解決學習中遇到的難題，向教師反饋教學中存在的不足和改進建議，同時教師也可以在交流中清楚了解學生的知識背景、理解能力及學習中普遍存在的問題，從而可以因地制宜、因材施教的調(diào)整教學計劃和內(nèi)容安排，并針對學生提出的問題及時優(yōu)化課堂教學環(huán)節(jié)，促進教學相長和師生的共同進步與發(fā)展。在教學過程中筆者主要采用課間交流、作業(yè)批改、手機短消息、無記名隨堂問卷調(diào)查等形式，保持教學互動和師生間必要的交流;通過E-mail等網(wǎng)絡交流工具實現(xiàn)師生間在情感、知識等方面的良好溝通與緊密聯(lián)系，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，了解教學情況，有針對性地改進教學效果。
4充分利用現(xiàn)代化教學設施、手段，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
隨著多媒體技術的發(fā)展和多媒體設備的普及，多媒體計算機輔助教學(MCAI)作為現(xiàn)代教育技術的一種重要手段，目前在國內(nèi)外被廣泛地應用于教學實踐中。多媒體課件因其容量大、展示靈活，而且集圖像、音頻和視頻于一體，為教學創(chuàng)造了廣闊的空間[7]。多媒體計算機輔助教學和傳統(tǒng)的教學手段相比，可以不受時間、空間、微觀、宏觀的限制，通過生動形象的教學內(nèi)容，幫助學生進行對比、綜合和歸納，培養(yǎng)學生的理解能力和創(chuàng)新能力，提高學生的分析問題和解決問題的能力，在學生的綜合能力培養(yǎng)方面，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)教學方式不可比擬的效果。生物統(tǒng)計學概念多，公式多，統(tǒng)計計算過程繁瑣乏味。如果在課堂上采用板書的形式進行演算，既浪費課堂教學時間，又容易出錯。多媒體課件具有圖文并茂的特點，可以進行人機交流，在生物統(tǒng)計教學過程中恰當?shù)厥褂枚嗝襟w計算機輔助教學具有以下優(yōu)點。
第一，使用多媒體教學能夠傳授給學生一種應用高科技、緊跟時代步伐的觀念，開闊了學生的視野，拓寬了學生的知識面，并能在一定程度上促進學生在計算機等相關課程的學習。
第二，多媒體計算機輔助教學能以文字、圖形或動畫方式直觀地展示生物統(tǒng)計學的教學內(nèi)容，可以通過不同的背景圖案、字體顏色、線條、圖形、聲音、動畫等變化多端的形式，來吸引和刺激學生集中注意力，活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣，加深學生的理解和記憶。
第三，多媒體計算機輔助教學授課的信息量大，而且可以根據(jù)需要，及時銜接到相關的統(tǒng)計網(wǎng)站或網(wǎng)頁，靈活地向學生傳遞相關的教學信息。在教學過程中，可以有意識地關注并介紹一些主要的統(tǒng)計學網(wǎng)站和論壇給學生，借助網(wǎng)絡達到溝通和共同提高的目的。
第四，多媒體計算機輔助教學可以以計算機為媒介，通過‘網(wǎng)絡課堂”模塊，為學生提供自我學習空間，實現(xiàn)師生間的‘交互”。在網(wǎng)絡課堂”模塊，按照教師授課的邏輯過程及教學方法，將授課內(nèi)容進行模擬，并以Flash動畫的形式再現(xiàn)，學生可以隨時瀏覽、學習，從而為學生營造了良好的自我學習空間，調(diào)動了學習的主動性;當學生在學習的過程中遇到問題時，可在‘網(wǎng)上討論”界面，通過局域網(wǎng)與教師或學生進行討論，實現(xiàn)師生之間的直接交流與互動。
第五，多媒體教學使生物統(tǒng)計學教學智能化，實現(xiàn)教學內(nèi)容與實際應用的有機結合。生物統(tǒng)計學教學的目的并不在于讓學生掌握一些知識點，而在于樹立統(tǒng)計觀念，培養(yǎng)學生新的統(tǒng)計學推理思維能力，學會從不確定性和概率的角度去思考問題，深刻理解統(tǒng)計學基本原理，懂得如何運用統(tǒng)計學原理處理科學研宄中的信息，并能夠應用統(tǒng)計分析軟件正確地處理分析試驗數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的生物統(tǒng)計學教學是以教師為中心，教師以黑板、粉筆和教案進行教學，學生被動地做筆記、復習、考試，這種教學模式不利于學生熟練掌握這門課程。應用多媒體計算機輔助教學，教師在授課過程中可以根據(jù)需要直接利用Excel、SPSS、DPS等統(tǒng)計分析軟件演示例題的分析過程與結果，從而實現(xiàn)教學內(nèi)容與生物統(tǒng)計軟件應用的有機結合，開闊了學生的視野，激發(fā)了學生們的學習興趣。
5積極開設實驗課，做到理論與實踐相結合
實驗教學在整個教學體系中有它獨特的地位，它是理論與實踐相結合的重要手段，是將知識轉化為能力的媒介，有利于拓展和提高學生的思維素質(zhì)。大學期間所學的知識是有限的，最重要的應該是通過學習培養(yǎng)出良好的思維習慣和正確的思維方式，掌握探索未知世界規(guī)律的途徑和方法。由于在實驗過程中，學生可以運用多種感官來接受信息，不僅容易引發(fā)興趣，調(diào)動學習的積極性，而且能全面觀察和積極思維。
本系統(tǒng)用戶使用起來備感親切，且操作簡單、方便、形象、富有趣味性。本網(wǎng)絡系統(tǒng)的互動平臺強調(diào)發(fā)揮教師的教學主動性和學生的積極參與性，而學生可以隨時進入學習內(nèi)容，動態(tài)的鏈接或導航指引，為學生的自主學習提供了方便。學生和教師又可以在論壇中進行討論研宄，這種交互對于學習興趣的激發(fā)與保持是極為重要的。此網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計充分利用了網(wǎng)絡技術的優(yōu)勢，在提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生自主學習和創(chuàng)造性方面發(fā)揮了積極的作用。
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