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信息時(shí)代生物統計學(xué)教學(xué)的探索與實(shí)踐論文
生物統計學(xué)是生物學(xué)、動(dòng)物科學(xué)、水產(chǎn)養殖等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課，是科學(xué)研宄和實(shí)踐應用的重要基礎工具，是應用概率論和數理統計的原理來(lái)研宄生物界數量變異規律的一門(mén)學(xué)科，是概率論與數理統計在生物方面的應用，屬于應用數學(xué)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據的方法，而且也提供了如何正確地整理和分析數據，得出科學(xué)結論的方法。通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習，使學(xué)生具備正確處理和分析試驗數據的能力，為進(jìn)一步學(xué)習相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程以及完成畢業(yè)論文奠定堅實(shí)的基礎，為培養學(xué)生的科學(xué)研宄能力以及獨立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力起著(zhù)非常重要的作用。生物統計學(xué)具有較強的理論性和實(shí)踐性，并且涉及的內容、公式和抽象的概念較多，需要較扎實(shí)的數學(xué)基礎和較強的邏輯推理能力，相比其他專(zhuān)業(yè)課較難教、難學(xué)、難掌握。目前，在我國的一些高等院校生物統計學(xué)課程教學(xué)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(xué)方法上，仍以課堂教授為主缺乏足夠的實(shí)訓環(huán)節;在教學(xué)手段上，與現代計算機技術(shù)的應用相脫節，缺乏高質(zhì)量的教學(xué)課件;在教學(xué)過(guò)程中對生物統計學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)與應用也比較滯后，從而導致學(xué)生對生物統計學(xué)的實(shí)際應用能力偏低。因此，探索適合本專(zhuān)業(yè)特色的教學(xué)內容體系、適合不同教學(xué)內容的多元化的教學(xué)手段和教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，深入理解生物統計的基本原理，熟練掌握常用試驗設計資料的統計分析方法。與此同時(shí)，將傳授知識、培養能力和提高素質(zhì)有機結合起來(lái)，以適應社會(huì )對人才需求的變化，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。作者結合多年的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內容的合理編排、教學(xué)形式的靈活應用以及教學(xué)環(huán)節的有效把握等方面，就如何提高生物統計學(xué)的教學(xué)效果，談?wù)勛约旱囊恍w會(huì )和思考。
1合理使用教材，優(yōu)化教學(xué)內容
教材是體現教學(xué)內容和教學(xué)要求的知識載體，使教學(xué)的基本工具，不僅是學(xué)生在校獲取知識的重要來(lái)源，也是教師進(jìn)行教學(xué)的依據，貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證[6]。近幾年來(lái)，隨著(zhù)教學(xué)改革的不斷深化，各種各樣的生物統計教材不斷出現，每一本教材都有其自身的特點(diǎn)，又均有不同程度的不足之處，尤其在內容的編排上，筆者認為目前尚無(wú)符合數學(xué)邏輯的較為完美的教材，這也許與生物統計學(xué)這門(mén)課自身的特點(diǎn)有關(guān)。作為一名生物統計教師，要想取得良好的教學(xué)效果，就必須博覽群書(shū)，歸納、整理和總結各家所長(cháng)，深切領(lǐng)會(huì )生物統計教學(xué)內容，透徹把握內容間的內在邏輯聯(lián)系，遵循數學(xué)邏輯編排各章節教學(xué)內容，
使學(xué)生聽(tīng)起來(lái)順理成章，便于系統理解和掌握。例如：
大部分生物統計教材都是將正態(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(zhù)性檢驗所依賴(lài)的理論分布不同，計量資料的顯著(zhù)性檢驗的理論依據是正態(tài)分布、標準正態(tài)分布、t分布和樣本平均數的分布，其統計量的計算公式來(lái)源于正態(tài)分布和統計量的分布;計數資料的兩屬性率的顯著(zhù)性檢驗的理論依據是二項分布，其統計量的計算公式來(lái)源于二項分布的原理。所以，為了便于學(xué)生系統理解和掌握，應該將計量資料的顯著(zhù)性檢驗的理論分布和檢驗方法編排在一起講授，而將計數資料的顯著(zhù)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(xué)方法，運用多元化的教學(xué)形式
生物統計學(xué)的理論性相對較強，內容相對枯燥和抽象，單一的教學(xué)形式容易導致學(xué)生注意力渙散，產(chǎn)生視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和思維疲勞。做為一名教師必須認真撰寫(xiě)教案或講稿，認真備課，根據教材各章節的具體情況，選擇多種適當的教學(xué)方式和方法貫穿于教學(xué)過(guò)程中，力求做到教學(xué)內容與方法的優(yōu)化組合。例如：兩樣本所在總體均數差異的統計比較，試驗設計方法不同，顯著(zhù)性檢驗所用的統計量的計算方法也不同，這時(shí)可采用比較法將成組設計與成對設計兩種設計資料的統計比較方法對比起來(lái)講解，從而有助于學(xué)生加深記憶，避免混淆;有時(shí)可采用演繹法，例如講到算術(shù)平均數時(shí)，先下定義：一個(gè)資料中各觀(guān)測值的總和除以觀(guān)測值的個(gè)數所得的商就是算術(shù)平均數。再加以解釋?zhuān)詈笤倥e例說(shuō)明;有時(shí)可采用歸納法，例如在講樣本平均數分布的基本性質(zhì)時(shí)，如果應用數學(xué)知識進(jìn)行證明推導，一方面需要相當好的數學(xué)基礎，另一方面又很抽象，不便于理解。為此，可模擬一個(gè)簡(jiǎn)單的抽樣試驗，根據試驗結果歸納得出樣本平均數分布的基本性質(zhì);有時(shí)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、回歸分析等內容時(shí)，在講清解題思路和分析步驟的基礎上，借助計算機Excel表統計分析工具和SPSS、DPS等統計分析軟件演示例題的分析過(guò)程與結果，并安排適當的時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手練習。
另外，筆者授課時(shí)還注重系統講授與啟發(fā)式、討論式及課堂提問(wèn)等教學(xué)方法相結合，避免滿(mǎn)堂灌”。經(jīng)常在講課過(guò)程中提出問(wèn)題，啟發(fā)、引導學(xué)生思考，適當‘設疑”，活躍課堂氣氛，吸引同學(xué)們的注意力，在每次課結束前，有意識地留出一定的時(shí)間，讓學(xué)生提問(wèn)，以了解學(xué)生對所講授的知識的掌握程度，發(fā)現問(wèn)題，通過(guò)答疑及時(shí)得到解決，進(jìn)一步加深學(xué)生對所講授內容的理解記憶，增強學(xué)習生物統計的興趣。
在教學(xué)的組織上，講宄教學(xué)策略，提高教學(xué)藝術(shù)，創(chuàng )設良好的教學(xué)情境，培養學(xué)生判斷、思維、推測、論證等多項技能，促進(jìn)其邏輯思維能力的發(fā)展。課堂講授是生物統計教學(xué)過(guò)程的主要形式，授課時(shí)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(xué)內容的重點(diǎn)，難點(diǎn);語(yǔ)言生動(dòng)、精練，深入淺出;板書(shū)簡(jiǎn)潔、清晰;重視講課效果的信息反饋，根據反饋信息適當調整講課進(jìn)度與講授方式，修改完善授課內容，力求使教與學(xué)兩方面協(xié)調一致，以提高教學(xué)效果。
3明確教師職責，既教書(shū)又育人，實(shí)現教學(xué)相長(cháng)
作為一名教師，應明確自己的職責，愛(ài)崗敬業(yè)，積極承擔教學(xué)任務(wù)，以對國家、對學(xué)生高度負責的精神對待自己的教學(xué)工作。努力學(xué)習、刻苦鉆研業(yè)務(wù)，不斷提高學(xué)術(shù)水平。認真學(xué)習和研宄教育科學(xué)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，努力提高教學(xué)水平和教學(xué)效果。
作為一名大學(xué)教師應注重自身道德品質(zhì)修養，始終堅持身正為師，德高為范的宗旨，樹(shù)立高尚的職業(yè)道德，為人正直、誠實(shí)，治學(xué)嚴謹，以自己的言行規范同學(xué)們的思想意識，端正學(xué)習態(tài)度，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀(guān)和人生觀(guān)，真正做到既教書(shū)又育人。教師的言傳身教對學(xué)生素質(zhì)的培養起著(zhù)潛移默化的作用，在生物統計學(xué)的教學(xué)中，要注意用教師的言行感召學(xué)生，影響他們正確做人，寓德育于智育之中。例如，通過(guò)介紹本門(mén)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(xué)生主動(dòng)學(xué)習的熱情，啟迪學(xué)生樹(shù)立發(fā)奮學(xué)習、將來(lái)為祖國建設獻身的決心;通過(guò)介紹前人發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路和方法，對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育，培養學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng )新精神;通過(guò)指導學(xué)生自學(xué)，培養學(xué)生分析歸納、綜合表達的能力;通過(guò)課堂講授，在教學(xué)語(yǔ)言、教學(xué)方法、版書(shū)設計等方面，給學(xué)生起示范作用，培養學(xué)生的從師素質(zhì);通過(guò)認真批改學(xué)生作業(yè)和耐心答疑，培養學(xué)生嚴謹求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
由于生物統計學(xué)具有數學(xué)邏輯性，前后章節聯(lián)系較密切，通常是上次課講原理，下一次課接著(zhù)講應用，如果原理沒(méi)有掌握好，具體應用時(shí)就會(huì )一塌糊涂;另外，生物統計課程內容的編排一般是：先講基礎理論、基礎知識(包括一些常用的統計量，如均方、標準差、標準誤等)或常用的實(shí)驗術(shù)語(yǔ)和統計術(shù)語(yǔ)，后面直接利用這些基礎理論、基礎知識，或在講課過(guò)程中直接使用統計術(shù)語(yǔ)或實(shí)驗術(shù)語(yǔ)，如果這些基礎知識沒(méi)有理解或掌握，聽(tīng)課時(shí)就會(huì )反應遲鈍，影響聽(tīng)課效果，久而久之，就會(huì )感到越聽(tīng)越糊涂，越學(xué)越不明白，結果可想而知。因此必須嚴格要求學(xué)生按時(shí)上課，不準隨意曠課、遲到、早退，同時(shí)，上課要認真聽(tīng)講，積極思考，順著(zhù)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(xué)內容。
另外，為幫助學(xué)生鞏固和消化所學(xué)知識，可要求學(xué)生積極主動(dòng)與教師聯(lián)系溝通，教師也要注重師生間的交流與互動(dòng)。只有通過(guò)及時(shí)溝通，學(xué)生才可以及時(shí)解決學(xué)習中遇到的難題，向教師反饋教學(xué)中存在的不足和改進(jìn)建議，同時(shí)教師也可以在交流中清楚了解學(xué)生的知識背景、理解能力及學(xué)習中普遍存在的問(wèn)題，從而可以因地制宜、因材施教的調整教學(xué)計劃和內容安排，并針對學(xué)生提出的問(wèn)題及時(shí)優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節，促進(jìn)教學(xué)相長(cháng)和師生的共同進(jìn)步與發(fā)展。在教學(xué)過(guò)程中筆者主要采用課間交流、作業(yè)批改、手機短消息、無(wú)記名隨堂問(wèn)卷調查等形式，保持教學(xué)互動(dòng)和師生間必要的交流;通過(guò)E-mail等網(wǎng)絡(luò )交流工具實(shí)現師生間在情感、知識等方面的良好溝通與緊密聯(lián)系，以便及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，了解教學(xué)情況，有針對性地改進(jìn)教學(xué)效果。
4充分利用現代化教學(xué)設施、手段，培養學(xué)生的創(chuàng )新意識
隨著(zhù)多媒體技術(shù)的發(fā)展和多媒體設備的普及，多媒體計算機輔助教學(xué)(MCAI)作為現代教育技術(shù)的一種重要手段，目前在國內外被廣泛地應用于教學(xué)實(shí)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(xué)創(chuàng )造了廣闊的空間[7]。多媒體計算機輔助教學(xué)和傳統的教學(xué)手段相比，可以不受時(shí)間、空間、微觀(guān)、宏觀(guān)的限制，通過(guò)生動(dòng)形象的教學(xué)內容，幫助學(xué)生進(jìn)行對比、綜合和歸納，培養學(xué)生的理解能力和創(chuàng )新能力，提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在學(xué)生的綜合能力培養方面，可以實(shí)現傳統教學(xué)方式不可比擬的效果。生物統計學(xué)概念多，公式多，統計計算過(guò)程繁瑣乏味。如果在課堂上采用板書(shū)的形式進(jìn)行演算，既浪費課堂教學(xué)時(shí)間，又容易出錯。多媒體課件具有圖文并茂的特點(diǎn)，可以進(jìn)行人機交流，在生物統計教學(xué)過(guò)程中恰當地使用多媒體計算機輔助教學(xué)具有以下優(yōu)點(diǎn)。
第一，使用多媒體教學(xué)能夠傳授給學(xué)生一種應用高科技、緊跟時(shí)代步伐的觀(guān)念，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，拓寬了學(xué)生的知識面，并能在一定程度上促進(jìn)學(xué)生在計算機等相關(guān)課程的學(xué)習。
第二，多媒體計算機輔助教學(xué)能以文字、圖形或動(dòng)畫(huà)方式直觀(guān)地展示生物統計學(xué)的教學(xué)內容，可以通過(guò)不同的背景圖案、字體顏色、線(xiàn)條、圖形、聲音、動(dòng)畫(huà)等變化多端的形式，來(lái)吸引和刺激學(xué)生集中注意力，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習興趣，加深學(xué)生的理解和記憶。
第三，多媒體計算機輔助教學(xué)授課的信息量大，而且可以根據需要，及時(shí)銜接到相關(guān)的統計網(wǎng)站或網(wǎng)頁(yè)，靈活地向學(xué)生傳遞相關(guān)的教學(xué)信息。在教學(xué)過(guò)程中，可以有意識地關(guān)注并介紹一些主要的統計學(xué)網(wǎng)站和論壇給學(xué)生，借助網(wǎng)絡(luò )達到溝通和共同提高的目的。
第四，多媒體計算機輔助教學(xué)可以以計算機為媒介，通過(guò)‘網(wǎng)絡(luò )課堂”模塊，為學(xué)生提供自我學(xué)習空間，實(shí)現師生間的‘交互”。在網(wǎng)絡(luò )課堂”模塊，按照教師授課的邏輯過(guò)程及教學(xué)方法，將授課內容進(jìn)行模擬，并以Flash動(dòng)畫(huà)的形式再現，學(xué)生可以隨時(shí)瀏覽、學(xué)習，從而為學(xué)生營(yíng)造了良好的自我學(xué)習空間，調動(dòng)了學(xué)習的主動(dòng)性;當學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，可在‘網(wǎng)上討論”界面，通過(guò)局域網(wǎng)與教師或學(xué)生進(jìn)行討論，實(shí)現師生之間的直接交流與互動(dòng)。
第五，多媒體教學(xué)使生物統計學(xué)教學(xué)智能化，實(shí)現教學(xué)內容與實(shí)際應用的有機結合。生物統計學(xué)教學(xué)的目的并不在于讓學(xué)生掌握一些知識點(diǎn)，而在于樹(shù)立統計觀(guān)念，培養學(xué)生新的統計學(xué)推理思維能力，學(xué)會(huì )從不確定性和概率的角度去思考問(wèn)題，深刻理解統計學(xué)基本原理，懂得如何運用統計學(xué)原理處理科學(xué)研宄中的信息，并能夠應用統計分析軟件正確地處理分析試驗數據。傳統的生物統計學(xué)教學(xué)是以教師為中心，教師以黑板、粉筆和教案進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生被動(dòng)地做筆記、復習、考試，這種教學(xué)模式不利于學(xué)生熟練掌握這門(mén)課程。應用多媒體計算機輔助教學(xué)，教師在授課過(guò)程中可以根據需要直接利用Excel、SPSS、DPS等統計分析軟件演示例題的分析過(guò)程與結果，從而實(shí)現教學(xué)內容與生物統計軟件應用的有機結合，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習興趣。
5積極開(kāi)設實(shí)驗課，做到理論與實(shí)踐相結合
實(shí)驗教學(xué)在整個(gè)教學(xué)體系中有它獨特的地位，它是理論與實(shí)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(xué)生的思維素質(zhì)。大學(xué)期間所學(xué)的知識是有限的，最重要的應該是通過(guò)學(xué)習培養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律的途徑和方法。由于在實(shí)驗過(guò)程中，學(xué)生可以運用多種感官來(lái)接受信息，不僅容易引發(fā)興趣，調動(dòng)學(xué)習的積極性，而且能全面觀(guān)察和積極思維。
本系統用戶(hù)使用起來(lái)備感親切，且操作簡(jiǎn)單、方便、形象、富有趣味性。本網(wǎng)絡(luò )系統的互動(dòng)平臺強調發(fā)揮教師的教學(xué)主動(dòng)性和學(xué)生的積極參與性，而學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入學(xué)習內容，動(dòng)態(tài)的鏈接或導航指引，為學(xué)生的自主學(xué)習提供了方便。學(xué)生和教師又可以在論壇中進(jìn)行討論研宄，這種交互對于學(xué)習興趣的激發(fā)與保持是極為重要的。此網(wǎng)絡(luò )系統的設計充分利用了網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的優(yōu)勢，在提高教學(xué)質(zhì)量、培養學(xué)生自主學(xué)習和創(chuàng )造性方面發(fā)揮了積極的作用。
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