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生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文

時(shí)間:2022-05-09 05:54:49

序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了一篇生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:Excel統(tǒng)計(jì)功能在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)本科教學(xué)中的應(yīng)用

[摘 要]Excel軟件提供的統(tǒng)計(jì)功能涵蓋統(tǒng)計(jì)學(xué)的大部分教學(xué)內(nèi)容,且操作簡便,可作為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)本科教學(xué)的有效輔助工具。筆者參考多年的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn),詳細(xì)介紹了Excel常用統(tǒng)計(jì)函數(shù)和統(tǒng)計(jì)方法的操作步驟與注意事項(xiàng),并結(jié)合理論知識對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了解釋,提出充分利用Excel軟件來輔助生物統(tǒng)計(jì)學(xué)本科教學(xué)的模式。

[關(guān)鍵詞]生物統(tǒng)計(jì)學(xué);本科教學(xué);Excel軟件;統(tǒng)計(jì)功能

統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究不可或缺的工具,目前大多數(shù)高校已把生物統(tǒng)計(jì)學(xué)列為生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修課。通過該課程的學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)生正確分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力,對于進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程和日后進(jìn)行科研也有著非常重要的作用。近年來,統(tǒng)計(jì)分析軟件的應(yīng)用越來越普及,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件來輔助生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論教學(xué)變得尤為重要。

Excel作為常用辦公軟件,除具備較強(qiáng)的圖表和計(jì)算功能外,還提供了大量的統(tǒng)計(jì)函數(shù)和數(shù)據(jù)分析工具。利用Excel的統(tǒng)計(jì)功能,可快速、簡便地進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)、t檢驗(yàn)、方差分析、回歸、相關(guān)等多種統(tǒng)計(jì)分析,從而為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)提供了極大便利,強(qiáng)化了教學(xué)效果。Excel的統(tǒng)計(jì)功能雖不如SPSS、SAS等專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件強(qiáng)大,但具有易學(xué)易用的優(yōu)勢,適用于統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者,可基本滿足本科生的教學(xué)需要。[3][4]

一、Excel統(tǒng)計(jì)函數(shù)簡介

(一)統(tǒng)計(jì)函數(shù)的插入

Excel軟件提供了豐富的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)函數(shù),將這些函數(shù)結(jié)合起來應(yīng)用,可顯示出Excel的統(tǒng)計(jì)分析功能。[3][4]在Excel 2003菜單中的“插入”項(xiàng),選擇“函數(shù)”。或在2007及以上版本中,在“公式”菜單項(xiàng)選“插入函數(shù)”命令,之后在“選擇類別”欄選擇“統(tǒng)計(jì)”,即顯示大量統(tǒng)計(jì)函數(shù)。

(二)常用統(tǒng)計(jì)函數(shù)介紹

1.統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)或特征數(shù)的計(jì)算

數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差、平均數(shù)等特征數(shù)均可由統(tǒng)計(jì)函數(shù)計(jì)算得到。反映集中性的函數(shù)包括AVERAGE(均值)、GEOMEAN(幾何平均數(shù))、HARMEAN(調(diào)和平均數(shù))、MEDIAN(中位數(shù))等;反映離散性的函數(shù)有:DEVSQ(離差平方和)、STDEV(樣本標(biāo)準(zhǔn)差)、VAR(樣本方差)、KURT(峰度系擔(dān)┑取

2.數(shù)據(jù)分類

FREQUENCY函數(shù)可對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和統(tǒng)計(jì),表達(dá)式為:FREQUENCY(Data array,Bins array)。該函數(shù)為數(shù)組公式形式,運(yùn)行顯示出一個(gè)分組的頻數(shù)后,還需選中所有結(jié)果的顯示區(qū)域,按F2鍵,再按“Ctrl+Shift+En?鄄ter”組合鍵,方可求出所有分組的頻數(shù)。[5]FREQUENCY的操作步驟因分類資料的性狀而有所差異。A. 質(zhì)量性狀資料:在函數(shù)對話框中,“Data array”一欄輸入分類數(shù)據(jù)所在的單元格地址,“Bins array”一欄輸入分類標(biāo)志值所在單元格。B. 數(shù)量性狀資料:確定好分類的組數(shù)、組距和組限后,將各組的上限按升序輸入工作表,在“Data array”和“Bins array”分別輸入相應(yīng)的單元格地址。

例:現(xiàn)有350名學(xué)生的英語成績,需按優(yōu)秀、良好、一般和不及格進(jìn)行分類,并統(tǒng)計(jì)各等級人數(shù)??荚嚦煽?yōu)閿?shù)量性狀資料,首先按升序?qū)⒏鹘M上限按升序輸入工作表(60、74、90)形成一列,插入FREQUENCY函數(shù),在“Data array”輸入成績所在單元格區(qū)域,在“Bins array”輸入各上限所在的單元格區(qū)域,確認(rèn)后即可計(jì)算出不及格的人數(shù)(

3.概率函數(shù)

概率函數(shù)可直接計(jì)算出給定參數(shù)條件下各理論分布的概率值(P)。[6]常用函數(shù)有BINOMDIST(二項(xiàng)分布)、POISSON(泊松分布)、NORMDIST(正態(tài)分布)、NORMSDIST(標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布)、TDIST(t分布),F(xiàn)DIST(F分布)等。

例如,BINOMDIST函數(shù)的功能為計(jì)算給定參數(shù)條件下二項(xiàng)分布的概率值。函數(shù)表達(dá)式:BINOMDIST(number_s,trials,probability_s,cumulative),其中num?鄄ber_s為試驗(yàn)成功的次數(shù),trials為獨(dú)立試驗(yàn)的次數(shù),prob?鄄ability_s為試驗(yàn)成功的概率;cumulative為一邏輯值,用于確定函數(shù)的形式,取值為1和0。Cumulative如果取1,結(jié)果顯示至多n次成功的概率;如為0,則返回恰好為n次成功的概率。

4.t 檢驗(yàn)

TTEST函數(shù)功能為返回t檢驗(yàn)的概率,以此來判斷假設(shè)檢驗(yàn)的顯著性。函數(shù)表達(dá)式:TTEST(array1,array2,tails,type),其中array1為第一組數(shù)據(jù)所在的單元格區(qū)域,array2為第二組數(shù)據(jù)的區(qū)域,tails為分布曲線的尾數(shù)(雙尾或單尾),type表示t檢驗(yàn)的類型。

5.相關(guān)和回歸系數(shù)計(jì)算

CORREL函數(shù)功能為計(jì)算兩變量間的相關(guān)系數(shù),以此來判斷兩變量間的相關(guān)程度和性質(zhì),表達(dá)式為COR?鄄REL(array1,array2),array1和array2代表進(jìn)行相關(guān)分析的兩組數(shù)據(jù)。利用INTERCEPT和SLOPE兩函數(shù)可計(jì)算線性回歸系數(shù),函數(shù)表達(dá)式分別為INTERCEPT(known_x′?鄄s,known_y′s),SLOPE(known_x′s,known_y′s),其中known_x′s、known_y′s為自變量和因變量的數(shù)據(jù)集合。INTERCEPT函數(shù)可計(jì)算線性回歸的截距(a),SLOPE函數(shù)可計(jì)算線性回歸的斜率(b),從而得到線性回歸方程:=a+bx。

二、數(shù)據(jù)分析工具的應(yīng)用

(一)分析工具庫加載

Excel的分析工具庫具有較強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)分析功能,但此功能通常未默認(rèn)安裝,需加載后使用。

1.在Excel 2003中,在“工具”菜單中單擊“加載宏”,在彈出對話框中選中“分析工具庫”即可,之后“工具”菜單中即出現(xiàn)“數(shù)據(jù)分析”條目。

2.在Excel 2007或更高版本中,單擊左上角的“Office按鈕”,選擇“Excel 選項(xiàng)”,在彈出對話框中單擊“加載項(xiàng)”,然后在“管理”欄中選擇“Excel加載項(xiàng)”,單擊“轉(zhuǎn)到”,最后在“加載宏”窗口中選中“分析工具庫”,之后在“數(shù)據(jù)”菜單中即出現(xiàn)“數(shù)據(jù)分析”條目。

(二)常用統(tǒng)計(jì)方法介紹

分析工具庫包括描述性統(tǒng)計(jì)、t檢驗(yàn)、方差分析、回歸、相關(guān)、F檢驗(yàn)等多種統(tǒng)計(jì)方法。[3][5]每次使用時(shí),按照各統(tǒng)計(jì)方法的格式要求輸入原始數(shù)據(jù),單擊“數(shù)據(jù)分析”選項(xiàng),在彈出對話框中選擇所需統(tǒng)計(jì)方法即可。

1.數(shù)據(jù)分類

將各組的分類標(biāo)志值(質(zhì)量性狀資料)或上限值(數(shù)量性狀資料)輸入工作表,在“數(shù)據(jù)分析”中選擇“直方圖”;彈出對話框后,在“輸入?yún)^(qū)域”選擇分類數(shù)據(jù)的單元格地址,“接收區(qū)域”選擇分類標(biāo)志所在的單元格,運(yùn)行即可。

2.描述統(tǒng)計(jì)

輸入數(shù)據(jù)資料,在“數(shù)據(jù)分析”中選擇“描述統(tǒng)計(jì)”,運(yùn)行后即可得到最小值、最大值、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、峰度、偏度等常用統(tǒng)計(jì)量。

3.t檢驗(yàn)

t檢驗(yàn)包括平均值的成對二樣本分析,雙樣本等方差假設(shè),雙樣本異方差假設(shè)檢驗(yàn)。如進(jìn)行平均值的成對二樣本分析,彈出對話框后,分別在“變量1區(qū)域”、“變量2區(qū)域”輸入兩組數(shù)據(jù)所在的單元格地址,之后在“輸出區(qū)域”選擇某空白區(qū)域,確定即可。運(yùn)行結(jié)果包括平均數(shù)、t值、df、單尾和雙尾概率(P)、臨界t值等信息。若P

如進(jìn)行成組設(shè)計(jì)的兩樣本均值檢驗(yàn),需先進(jìn)行F檢驗(yàn):雙樣本等方差假設(shè),判斷兩樣本所在總體方差是否同質(zhì)。步驟:分別在變量1、變量2輸出區(qū)域選擇相應(yīng)單元格區(qū)域,運(yùn)行結(jié)果包括方差、F值、單尾概率(P)、臨界F值等。如P

4.方差分析

方差分析包括單因素、無重復(fù)雙因素、有重復(fù)雙因素三種類型。如進(jìn)行單因素方差分析,彈出對話框中,在輸入?yún)^(qū)域、分組方式、輸出區(qū)域分別輸入相應(yīng)信息后,單擊“確定”即可。輸出結(jié)果包括平方和(SS)、df(自由度)、MS(均方)、F值、F crit(F臨界值)、P值等信息(表1)。如P>0.05(或F

5.回歸與相關(guān)分析

線性回歸分析:在“數(shù)據(jù)分析” 菜單選擇“回歸”, 在彈出對話框中輸入Y值、X值、置信度、輸出區(qū)域等信息后,運(yùn)行即可得到回歸截距(Intercept,a)和回歸系數(shù)(b)(表2),從而寫出回歸方程。根據(jù)回歸系數(shù)的t檢驗(yàn)結(jié)果或方差分析的F檢驗(yàn)結(jié)果,可判斷兩個(gè)變量間的線性回歸關(guān)系是否有效。[7]由表2可知,a(Intercept)=-1.382,b=5.503,回歸方程為:=5.503x-1.382。由回歸系數(shù)的t檢驗(yàn)可知,P=0.00004

三、結(jié)語

Excel軟件提供的統(tǒng)計(jì)功能基本涵蓋了統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,且對于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者而言,具有易學(xué)易用的優(yōu)勢,可作為本科教學(xué)的有效輔助工具。在每章理論知識講解完畢,應(yīng)緊接著介紹Excel的統(tǒng)計(jì)功能、操作步驟和結(jié)果解釋,把課程理論教學(xué)、實(shí)際案例分析和軟件應(yīng)用有機(jī)結(jié)合,可取得較好的教學(xué)效果。教學(xué)實(shí)踐表明,運(yùn)用Excel的統(tǒng)計(jì)功能來輔助理論教學(xué),不僅能夠加深學(xué)生對統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的理解,還可以提高學(xué)生運(yùn)用理論知識來分析數(shù)據(jù)的能力,從而使得生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)變得輕松。在今后的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,應(yīng)緊密加強(qiáng)Excel軟件應(yīng)用與理論教學(xué)的融合,并考慮將 SPSS等專業(yè)軟件逐步引入教學(xué)中,以期進(jìn)一步提升學(xué)生分析處理復(fù)雜數(shù)據(jù)、解決實(shí)際問題的能力。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:Excel在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)雙樣本異方差資料t檢驗(yàn)中的應(yīng)用

摘要 利用Excel對雙樣本異方差的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行t檢驗(yàn),并以在pH=5和pH=8條件下測定果蠅的TPI酶活性為案例詳細(xì)闡述了其分析過程及其注意事項(xiàng),利用顯著性概率P(T≤t)來判定結(jié)果更為簡單一些。

關(guān)鍵詞 Excel;生物統(tǒng)計(jì)學(xué);t檢驗(yàn);雙樣本異方差資料

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已有更多的軟件被應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué),如SPSS[1-4]、Excel[5]、SAS[6]等,但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件有不同的特點(diǎn),如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡單,但是操作方便,分析出來的結(jié)果更為直觀,更適合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者。

1 分析工具庫的安裝

Excel一般并不直接帶著“分析工具庫”這一模塊,需要在Excel的基礎(chǔ)上自行安裝。安裝步驟:Excel的工具―加載宏―分析工具庫―確定。

2 雙樣本等方差數(shù)據(jù)資料的t檢驗(yàn)

一般很難從數(shù)據(jù)資料上確定2個(gè)樣本的方差是否相等,需要對其做方差的齊性檢驗(yàn)來判斷。下面以果蠅的TPI酶活性為例,闡述雙樣本異方差的t檢驗(yàn)過程。

2.1 數(shù)據(jù)資料的建立

為了比較果蠅中TPI酶活性在pH=5和pH=8時(shí)是否有區(qū)別,將10只果蠅隨機(jī)分為2組,一組測定在pH=5下的TPI酶活性,另一組測定在pH=8下的TPI酶活性,問這2種pH值下的平均TPI活性是否有顯著差異[7]。首先在Excel中把分組的名稱“pH=5”和“pH=8”分別填入每一列的最上方,然后在“pH=5”和“pH=8”下方錄入其果蠅的TPI酶活性數(shù)據(jù)資料,具體如圖1所示。

2.2 t檢驗(yàn)分析

因?yàn)樵诒緮?shù)據(jù)資料里,沒有提到2個(gè)總體方差相等還是不相等,因此有必要先對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)。在Excel中,選擇工具―數(shù)據(jù)分析―F檢驗(yàn)―雙樣本方差,點(diǎn)擊確定進(jìn)行分析,在本例題中P(F≤f)單尾

2.3 結(jié)果分析

結(jié)果部分如圖3所示,“t Stat”Excel計(jì)算出的t值,圖3的最下方4項(xiàng)分別是單尾檢驗(yàn)和雙尾檢驗(yàn)的結(jié)果,可以依據(jù)題意來選擇哪個(gè)結(jié)果,一般情況是雙尾檢驗(yàn)。結(jié)果分析可以有以下2種途徑:①可以根據(jù)P(T≤t)雙尾的顯著性概率直接判定,即0.01

3 結(jié)語

本文主要介紹的是如何利用Excel對雙樣本異方差的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行t檢驗(yàn),在其t檢驗(yàn)過程中一定注意總體方差不等的情況下才可以用雙樣本異方差的t檢驗(yàn)?zāi)K,如果方差相等的情況選用其他模塊。在結(jié)果分析部分有2種依據(jù)可以判定結(jié)果,利用顯著性概率P(T≤t)來判定結(jié)果更為簡單一些,P(T≤t)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:Excel在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)普哇松分布概率計(jì)算中的應(yīng)用

摘要 對普哇松分布的概率計(jì)算中的POISSON函數(shù)的應(yīng)用及注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述,在POISSON函數(shù)的提示框中最后選項(xiàng)如果選“false”,則結(jié)果是顯示P(X=x)的概率,而當(dāng)最后一項(xiàng)選擇“true”,則顯示的概率是P(X≤x) 。普哇松分布的概率計(jì)算上來看,Excel統(tǒng)計(jì)分析功能略勝于SAS和SPSS。

關(guān)鍵詞 Excel;生物統(tǒng)計(jì)學(xué);普哇松分布;POISSON函數(shù)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是研究數(shù)據(jù)資料的收集、整理、分析、解釋的一門科學(xué)[1],也是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理。在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中的上機(jī)實(shí)習(xí)是提高學(xué)生動手能力和解決問題能力的重要環(huán)節(jié),在本次的教學(xué)改革與實(shí)踐中,已經(jīng)把二項(xiàng)分布、正態(tài)分布、普哇松分布等的概率計(jì)算納入生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的實(shí)踐教學(xué)中。一方面可以讓學(xué)生針對不同數(shù)據(jù)清楚其分布類型,針對不同分布類型選用不同的Excel函數(shù)模塊,另一方面通過不同分布的概率計(jì)算,可以將課本上所學(xué)的知識很好地應(yīng)用于實(shí)踐數(shù)據(jù)分析。本文主要介紹利用Excel中的POISSON函數(shù)來計(jì)算普哇松分布的概率,現(xiàn)就POISSON函數(shù)的具體應(yīng)用情況及注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹。

1 普哇松分布

普哇松分布(Poisson,也稱泊松分布)是二項(xiàng)分布的一種極端形式,就是說某種試驗(yàn)結(jié)果或某種事件發(fā)生的概論極低(P很?。R虼?,在應(yīng)用中很容易將普哇松分布與二項(xiàng)分布混淆,普哇松分布的特點(diǎn)就是λ=π=σ2。普哇松分布的概論函數(shù)為[1]:

2 普哇松分布的概率計(jì)算示例

例題:已知某地區(qū)的牛群中每年出現(xiàn)怪胎的次數(shù)服從普哇松分布,每年出現(xiàn)怪胎的次數(shù)的平均數(shù)為2,計(jì)算該地區(qū)一年中出現(xiàn)3次怪胎的概率以及出現(xiàn)3次和3次以下怪胎的概率。對于這一問題,很顯然牛群中每年出現(xiàn)正常胎和怪胎2種結(jié)果,而且怪胎出現(xiàn)的概率極低(平均2次),因此其屬于普哇松分布。由于已經(jīng)知道“每年出現(xiàn)怪胎的次數(shù)的平均數(shù)為2”,即就有λ=μ=2,因此該地區(qū)為出現(xiàn)3次怪胎的概率為:

2.1 出現(xiàn)3次怪胎的概率

利用以上公式可以直接計(jì)算普哇松分布的概率,但是因?yàn)樾枰涀」?,并且需要手動來?jì)算,所以還是比較煩瑣的。對于這一問題,可以借助Excel中的函數(shù)來快速計(jì)算出其概率。

首先在Excel中,選定空格按照以下順序:插入―fx函數(shù)―統(tǒng)計(jì)―POISSON,出現(xiàn)圖1提示框,在提示框中從上到下依次輸入3、2、false,點(diǎn)擊確定。就可以獲得該地區(qū)出現(xiàn)3次怪胎的概率為0.180 4。

2.2 出現(xiàn)3次及3次以下怪胎的概率

首先在Excel中,選定空格按照以下順序:插入―fx函數(shù)―統(tǒng)計(jì)POISSON,就會出現(xiàn)圖2提示框,在提示框中從上到下依次輸入3、2、true,點(diǎn)擊確定。就可以獲得該地區(qū)出現(xiàn)3次及3次以下怪胎的概率為0.857 1。

3 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有更多的軟件被應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué),如Excel[2]、SAS[3]、SPSS[4-5]等,但是不同統(tǒng)計(jì)軟件具有著不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn),如Excel統(tǒng)計(jì)功能更為簡單,適合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者。SAS統(tǒng)計(jì)功能比較寬廣些,因其統(tǒng)計(jì)模塊的限制,所以更適合能夠自己編寫程序的學(xué)者。SPSS的統(tǒng)計(jì)功能更為強(qiáng)大,幾乎具備了所有的統(tǒng)計(jì)分析功能,操作相對簡單、直觀[6-8]。

雖然從統(tǒng)計(jì)分析上來看,SAS和SPSS的統(tǒng)計(jì)分析功能略勝于Excel,但是Excel也具有其獨(dú)特的地方,如對二項(xiàng)分布、正態(tài)分布、普哇松分布等常用分布的概率計(jì)算來說Excel就顯得簡單多了。在普哇松分布的概率計(jì)算中雖然就是一個(gè)POISSON函數(shù),但是針對不同問題這個(gè)函數(shù)里最后面的選項(xiàng)卻不同,在POISSON函數(shù)的提示框中最后選項(xiàng)如果選“false”,則結(jié)果是顯示P(X=x)的概率,而當(dāng)最后一項(xiàng)選擇“true”,則顯示的概率是P(X≤x)[9-11]。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:Excel在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)單因素方差分析中的應(yīng)用

摘要 本文探討了利用Excel在單因素方差中的具體應(yīng)用,并以比較3個(gè)品種豬增重為例題,詳細(xì)闡述了單因素方差分析過程及結(jié)果分析等。用Excel進(jìn)行單因素的方差分析,從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看,操作相對比較方便,在結(jié)果輸出時(shí)給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果,可以以2種方式對結(jié)果進(jìn)行分析;而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)來判定,結(jié)果相對單一。

關(guān)鍵詞 Excel;生物統(tǒng)計(jì)學(xué);方差分析;單因素

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理、分析、解釋的科學(xué)[1],在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材中不僅提供了如何通過合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得理想的數(shù)據(jù)資料,還提供各種數(shù)據(jù)資料的分析方法,是所有高等學(xué)校本科生的必修課。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)也是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域中不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理與方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已有更多的軟件被應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué),如SPSS[2-4]、Excel[5]、SAS[6]等,但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件具有著不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn),如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡單,但是操作方便,分析出來的結(jié)果更為直觀,更適合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)公式比較多,理論相對深奧,高等學(xué)校本科生對這門課程學(xué)習(xí)興趣相對不高。因此,本文主要介紹如何利用Excel對單因素方差進(jìn)行分析,以案例的形式詳細(xì)闡述其分析過程,希望能通過本文的應(yīng)用與探討來提高學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,并增強(qiáng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力。

1 分析工具庫的安裝

Excel一般不直接裝配“分析工具庫”這一模塊,需要在Excel的基礎(chǔ)上自行安裝。安裝步驟:Excel的工具加載宏分析工具庫確定。

2 單因素方差分析

單因素的方差分析一般適用于單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析,而且是因素水平需要>2時(shí)才可以運(yùn)用此分析模塊,例如比較分析3種飼料對仔豬日增重的影響則可以采用單因素方差分析。如果同樣是單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),但是因素水平是2的話,則可以采用t檢驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行分析。

2.1 數(shù)據(jù)資料的建立

例:在同樣飼養(yǎng)管理下,3個(gè)品種豬(A1、A2、A3)的增重如表1所示,試對3個(gè)品種增重差異是否顯著進(jìn)行檢驗(yàn)[1]。數(shù)據(jù)資料建立如表1,以行的形式建立稻藎每行就是1個(gè)因素水平。

2.2 單因素方差分析過程

在Excel中:工具數(shù)據(jù)分析單因素方差分析,點(diǎn)擊“確定”進(jìn)行分析。輸入?yún)^(qū)域:選擇原始數(shù)據(jù);分組方式:逐行(如果數(shù)據(jù)是以列的形式構(gòu)建的,則逐列);標(biāo)志位于第1列,指的是在建立數(shù)據(jù)的時(shí)候在數(shù)據(jù)第1列有數(shù)據(jù)的變量名,而且在輸入?yún)^(qū)域選擇的時(shí)候?qū)⒆兞棵策x上,這時(shí)可以勾選“標(biāo)志位于第一列”,否則就不選擇此項(xiàng)。?琢(顯著水平):0.05(或者0.01);輸出選項(xiàng):輸出區(qū)域處選一空白處,單擊“確定”按鈕(圖1)。

2.3 結(jié)果分析

結(jié)果部分見表2、3,表2中對數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述統(tǒng)計(jì)量的分析,只是簡單地列出了3個(gè)豬品種的樣本大小(6)、平均數(shù)、方差、總和等信息。從此結(jié)果可以初步看出,第3組(A3)的豬增重均值最小,但是數(shù)據(jù)資料的變異程度比較大(方差大),而第1組(A1)的豬增重均值是最大,第2組(A2)的數(shù)據(jù)資料的變異程度最?。ǚ讲钚。?

方差分析的最終結(jié)果見表3,圖針對所有數(shù)據(jù)資料的變異來源分為組間(處理:在此例中為不同品種)和組內(nèi)(隨機(jī)誤差),分別列出了平方和(SS)、自由度(df)、均方(MS)、F值(F)、相伴概率(顯著性概率,P),F(xiàn)的臨界值(分位數(shù),F(xiàn)crit)。根據(jù)表3的結(jié)果可以有2種方法判斷結(jié)果,其一是直接根據(jù)顯著性概率來判斷,在本例中利用小概率不可能性原理,P=0.062 348>0.05(小概率),因此不同品種豬的增重差異不顯著;也可以根據(jù)F值來判斷,F(xiàn)=3.358 039

從表2、3可以看出,雖然不同品種豬的增重從均值上來看略微有些區(qū)別,但是經(jīng)過方差分析,結(jié)果為3個(gè)品種豬的增重差異不顯著,或者說沒有顯著差異,這也是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的精髓。

3 討論

在單因素方差分析中Excel數(shù)據(jù)資料的建立是十分方便的,基本按照因素水平以行或列建立數(shù)據(jù)資料即可,而SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)建立[7]需要將同一因素的所有水平建立在同一列里,相對復(fù)雜一些。Excel在結(jié)果輸出時(shí)候則給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果,可以以2種方式對結(jié)果進(jìn)行分析,而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)來判定結(jié)果相對單一[7]??梢钥闯?,利用Excel進(jìn)行單因素的方差分析雖然從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看,操作相對比較方便,適合初學(xué)者;但是也有不足之處,當(dāng)方差分析結(jié)果是差異顯著(或極顯著)時(shí),不能夠?qū)?shù)據(jù)資料進(jìn)行進(jìn)一步的多重比較。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:Excel在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》雙因素有重復(fù)方差分析中的應(yīng)用與探討

摘 要: 本文探討了利用Excel在雙因素有重復(fù)觀測值方差分析中的具體應(yīng)用,并以比較不同原料、不同溫度對酒精產(chǎn)量的影響為例題,詳細(xì)闡述雙因素有重復(fù)觀測值的方差分析過程及結(jié)果如何分析等。用Excel進(jìn)行雙因素有重復(fù)觀測值的方差分析從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看,操作相對比較方便,而且Excel在結(jié)果輸出時(shí)候給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果,可以以2種方式對結(jié)果進(jìn)行分析,而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)判定結(jié)果,相對單一。

關(guān)鍵詞: Excel 生物統(tǒng)計(jì)學(xué) 方差分析 雙因素 重復(fù)觀測值

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理、分析、解釋的科學(xué)[1],在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教材中不僅提供了如何通過合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得理想的數(shù)據(jù)資料,還提供了各種數(shù)據(jù)資料分析方法,是所有高等學(xué)校本科生的必修課。《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與方法,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已有更多軟件被應(yīng)用于《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》,如SPSS[2-4],Excel[5],SAS[6]等,但是不同統(tǒng)計(jì)軟件具有不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn),如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡單,但是操作方便,分析出來的結(jié)果更為直觀,更適合《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》初學(xué)者?!渡锝y(tǒng)計(jì)學(xué)》由于公式比較多,理論相對深奧,因此高等學(xué)校本科生對這門課程的學(xué)習(xí)興趣相對不高。本文主要介紹如何利用Excel對雙因素有重復(fù)觀測值方差分析,以案例的形式詳細(xì)闡述其分析過程,希望通過本文的應(yīng)用與探討提高學(xué)生學(xué)習(xí)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的興趣,并增強(qiáng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)能力。

1.分析工具庫的安裝

Excel一般并不直接帶著“分析工具庫”這一模塊,需要在Excel的基礎(chǔ)上自己安裝,安裝步驟:Excel的工具加載宏分析工具庫確定。

2.雙因素有重復(fù)的方差分析

雙因素有重復(fù)觀測值方差分析,一般適用于雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析,而且是不同因素水平組合(處理)的觀測值需要2個(gè)或2個(gè)以上才可以運(yùn)用此分析模塊。

2.1數(shù)據(jù)資料的建立

例1:為了從3種不同原料(A)和2種不同溫度(B)中選擇使酒精產(chǎn)量最高的水平組合,每一水平組合重復(fù)4次,試進(jìn)行方差分析[1]。數(shù)據(jù)資料建立如圖1,可以將原料(A)放在行上,溫度放在列上。

2.2單因素方差分析過程

在Excel中:工具數(shù)據(jù)分析方差分析:可重復(fù)雙因素分析,點(diǎn)擊確定進(jìn)行分析,輸入?yún)^(qū)域:選擇原始數(shù)據(jù)(包含行和列的標(biāo)志在內(nèi));每一樣本的行數(shù):4,也就是填寫重復(fù)觀測值的個(gè)數(shù);a(顯著水準(zhǔn)):0.05(或者0.01),輸出選項(xiàng):輸出區(qū)域處選一空白處,單擊確定按鈕,具體選項(xiàng)見圖2。

2.3 結(jié)果分析

結(jié)果部分見圖3,圖3只是對數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述統(tǒng)計(jì)量分析,只是簡單地列出了不同水平組合的樣本大小、平均數(shù)、方差、總和等信息,從此結(jié)果可以初步看出,每個(gè)組合的樣本大小均為4,A2B2組的酒精產(chǎn)量均值(15.5)是最小的,而A2B1的酒精產(chǎn)量均值(49)是最大的。

方差分析的最終結(jié)果見圖4,針對所有數(shù)據(jù)資料的變異來源分為樣本行(在此例中為不同原料)、列(本例中為不同溫度)、交互(原料與溫度的互作)、內(nèi)部(隨機(jī)誤差),分別列出了平方和(SS),自由度(df),均方(MS),F(xiàn)值(F),相伴概率(顯著性概率P-value),F(xiàn)的臨界值(分位數(shù),F(xiàn) crit)。根據(jù)圖4的結(jié)果可以有2種方法判斷結(jié)果,其一是直接根據(jù)顯著性概率判斷,也可以根據(jù)F值判斷。由圖4可以看出,利用相伴概率判定結(jié)果如下,不同原料(樣本):P=0.039486

如果根據(jù)F值判定,不同原料(樣本):F=3.888219>F臨界值=3.554561,因此不同原料的酒精產(chǎn)量差異顯著。不同溫度(列):F=44.66207>F臨界值=4.413863,因此不同溫度的酒精產(chǎn)量差異顯著,如想看是否會差異極顯著需要返回到圖2,在a處輸入0.01,然后重新判定結(jié)果。交互:F=1.582673

3. 討論

在雙因素方差分析中Excel數(shù)據(jù)資料的建立是十分方便的,基本按照將一個(gè)因素放在行上,另一因素放在列上建立數(shù)據(jù)資料就可以,而SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)建立[7]需要將同一因素的所有水平建立在同一列里。Excel在結(jié)果輸出時(shí)候則給出了相伴概率P和F值這兩種結(jié)果,可以以兩種方式對結(jié)果進(jìn)行分析,而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)判定結(jié)果相對單一[7]??梢钥闯?,利用Excel進(jìn)行雙因素有重復(fù)觀測值方差分析雖然從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看,操作相對比較方便適合初學(xué)者,但是也有不足之處,當(dāng)方差分析結(jié)果是差異顯著(或極顯著)時(shí),不能對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行進(jìn)一步多重比較。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:Excel在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》分布中的應(yīng)用與探討

摘 要: 本文主要介紹了Excel中的CHIDIST函數(shù)和CHIINV函數(shù)在分布中的概率和臨界值計(jì)算,并用實(shí)際例子演示其操作細(xì)節(jié),方便學(xué)生或其他人員利用Excel直接獲得概率或臨界值。

關(guān)鍵詞: Excel 生物統(tǒng)計(jì)學(xué) 分布 CHIDIST函數(shù) CHIINV函數(shù)

1.引言

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是研究數(shù)據(jù)資料的收集、整理、分析和解釋的一門科學(xué)[1],是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具,越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理?!渡锝y(tǒng)計(jì)學(xué)》中的上機(jī)實(shí)習(xí)是提高學(xué)生動手能力和解決問題能力的重要環(huán)節(jié),我們在本次教學(xué)改革與實(shí)踐中已經(jīng)把二項(xiàng)分布、正態(tài)分布、普哇松分布、F分布、卡方()分布等的概率計(jì)算納入《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》實(shí)踐教學(xué)中,一方面讓學(xué)生針對不同數(shù)據(jù)清楚分布類型,針對不同分布類型選用不同Excel函數(shù)模塊,另一方面通過不同分布概率計(jì)算,將課本上所學(xué)的知識很好地應(yīng)用于實(shí)踐數(shù)據(jù)分析中。本文主要介紹的是Excel中的CHIDIST和CHIINV函數(shù)在分布中具體應(yīng)用情況及注意事項(xiàng)。

4.結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有更多軟件被應(yīng)用于《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》,如Excel[2],SAS[3],SPSS[4]-[6]等,對二項(xiàng)分布、正態(tài)分布、普哇松分布、F分布、分布等常用分布的概率計(jì)算來說Excel顯得簡單多了。雖然《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》后面的附錄中一般提供分布的臨界值表,但是有其局限性,即當(dāng)自由度(df)>40時(shí)書本上就查找不到其臨界值了。因此本文主要介紹了Excel中的CHIDIST函數(shù)和CHIINV函數(shù)在分布中的概率和臨界值計(jì)算,方便學(xué)生或其他人員利用Excel直接獲得概率或臨界值。

通訊作者:白俊艷

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:關(guān)于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)方法的探討

摘 要: 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門應(yīng)用性和理論性都非常強(qiáng)的課程,對于理論的掌握需要很好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),而實(shí)踐應(yīng)用需要熟練地運(yùn)用相關(guān)的分析軟件。因此,無論對學(xué)生還是老師來說,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)都是大學(xué)里面難度最大的專業(yè)課程之一,在教學(xué)過程中應(yīng)采取多樣方式進(jìn)行授課,傳統(tǒng)和創(chuàng)新并重,并結(jié)合大學(xué)慕課平臺,以案例分析為主線,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。

關(guān)鍵詞: 生物統(tǒng)計(jì)學(xué) 教學(xué)方法 實(shí)踐應(yīng)用 慕課平臺

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是所有生命科學(xué)專業(yè)里面最重要的專業(yè)課程之一,它的基礎(chǔ)是高等數(shù)學(xué),概率論、微積分及線性代數(shù)是這門課程理論知識體系的核心工具,學(xué)好這門課程具有相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是基本要求。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)歸根結(jié)底是為了應(yīng)用,掌握相關(guān)的分析軟件是學(xué)好這門課程的另一個(gè)基本要求。如何把理論體系和實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來,是教學(xué)中最核心的任務(wù)。作者在多年的生物學(xué)統(tǒng)計(jì)教學(xué)的基礎(chǔ)上,從以下幾個(gè)方面闡述這個(gè)問題。

1.理論知識的掌握

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是統(tǒng)計(jì)學(xué)的手段運(yùn)用到生物學(xué)研究中,因此學(xué)好這門課程首先要熟練地掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)理論知識。一般來說,高校在學(xué)生大一大二的時(shí)候開設(shè)與數(shù)學(xué)相關(guān)的所有課程,如概率論、線性代數(shù)等,為了更好地銜接,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程就安排在大三的上學(xué)期。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)很多的知識點(diǎn)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)這門課程高度重合,很多情況下就是對這門課程的一個(gè)回顧,這對剛剛學(xué)完這門課的學(xué)生來說,掌握起來相對簡單。而整個(gè)理論體系里面的難點(diǎn)是如何把統(tǒng)計(jì)學(xué)知識和生物學(xué)結(jié)合起來,這需要學(xué)生從思維上真正認(rèn)識到統(tǒng)計(jì)學(xué)只有運(yùn)用到實(shí)踐中才能發(fā)揮作用,尤其在生物學(xué)領(lǐng)域中,統(tǒng)計(jì)學(xué)這個(gè)工具在具體的方案解決中的運(yùn)用才是其生命力的體現(xiàn)。這就需要在教學(xué)過程中通過一個(gè)個(gè)案例分析讓學(xué)生真正了解統(tǒng)計(jì)學(xué)是如何運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中的,這對他們以后進(jìn)行畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析有重要的意義。

2.案例分析

上面提到理論知識的真正掌握是運(yùn)用在實(shí)踐中,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材上也給予大量生物研究方面的案例,但不同的教材偏重點(diǎn)不同,如杜宋騫主編的教材,就是偏重于遺傳學(xué)方面的知識運(yùn)用。而你所面對的學(xué)生,以后進(jìn)行的畢業(yè)論文研究涉及生物領(lǐng)域的方方面面,因此你所需要進(jìn)行的案例分析不要僅局限于課本上,而要在各個(gè)領(lǐng)域搜尋典型的案例,盡可能地涵蓋生命科學(xué)的幾個(gè)主要學(xué)科,使學(xué)生以后面對任何方面的問題都能夠找到相關(guān)的借鑒。另外,案例分析要注重案例的代表性和普遍性,盡可能地通過一個(gè)案例衍生出多種生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的解決方案,讓學(xué)生掌握在何種情況下運(yùn)用何種分析方法,每種分析方法的適用條件是什么,各自的優(yōu)缺點(diǎn)等。這是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)最精髓的地方,經(jīng)過這門課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生把這個(gè)工具真正運(yùn)用到實(shí)踐中,因此這是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的重中之重。這對教師的要求非常高,只有親身在科研領(lǐng)域進(jìn)行多年研究的老師才能勝任。因此在選擇授課老師方面,科研經(jīng)驗(yàn)豐富,帶過多屆研究生的導(dǎo)師是最佳人選。

3.分析軟件的運(yùn)用

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,一個(gè)簡單的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)分析要伴隨大量的計(jì)算,如果僅靠人力計(jì)算,效率低不說,而且容易出錯(cuò)。在很多年前,統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)的軟件就已經(jīng)開始應(yīng)用到生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的領(lǐng)域。最著名的是SPSS軟件,其他的像R,METLAB,ORIGIN等也在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的使用。正如前面所說,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)授課的最根本目的是應(yīng)用,因此理論知識轉(zhuǎn)化到軟件的操作,是這門課程的最后一步。SPSS功能強(qiáng)大,可以實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,如果完全熟練地掌握這個(gè)軟件工具,所需要的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這門課的課時(shí);因此在有限的教學(xué)時(shí)間里,應(yīng)盡可能地把生物統(tǒng)計(jì)學(xué)最基本和最典型的分析教授給學(xué)生,并以此作為一個(gè)引子,在課余的時(shí)間里,讓學(xué)生自學(xué),根據(jù)自己的需要確定掌握到什么程度。老師的作用是把這個(gè)軟件介紹給他們,并且開啟應(yīng)用的大門,里面的“寶藏”讓學(xué)生自己挖掘。

4.大學(xué)生慕課平臺的使用

大學(xué)生慕課平臺已經(jīng)開始在中國大學(xué)教育體系里嶄露頭角,這種新形式的教學(xué)方法近幾年來取得矚目的成績。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)這門理論和實(shí)踐并重的專業(yè)課程,如果借助此平臺,將會進(jìn)一步達(dá)到課程的核心要求。尤其是關(guān)于軟件的應(yīng)用方面,老師可以把相關(guān)的操作通過視頻講解的方式到這個(gè)平臺上,讓學(xué)生隨時(shí)都可以查閱,這對他們熟練掌握生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用起到事半功倍的作用。在以后這些學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)論文里面數(shù)據(jù)分析的時(shí)候,慕課平臺可以提供他們所需的解決方法,同時(shí)平臺的互動性也可以讓他們隨時(shí)獲得老師的線上線下支持。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在大學(xué)中的地位決定了這門課程的重要性,相關(guān)的教學(xué)方法研究探討將一直進(jìn)行下去,其核心是更好地應(yīng)用,讓學(xué)過這門課程的大學(xué)生真正把這個(gè)工具應(yīng)用到實(shí)踐中。學(xué)以致用,對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)來說,尤為重要。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:水產(chǎn)類生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程特色建設(shè)與教學(xué)改革

[摘 要]水產(chǎn)生物學(xué)科是門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科。廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的課程設(shè)置,以及教學(xué)內(nèi)容與方式需要改革。水產(chǎn)類生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程特色建設(shè)與教學(xué)改革對策,可以從課程設(shè)置、學(xué)生思維方式培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容與方式、考核方式、課程建設(shè)幾方面進(jìn)行。

[關(guān)鍵詞]水產(chǎn);生物統(tǒng)計(jì)學(xué);教學(xué)改革

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法研究生物界數(shù)量變化規(guī)律的學(xué)科,屬于數(shù)學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用學(xué)科。其基本任務(wù)是研究生物學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)資料的收集、整理和分析方法,并對數(shù)據(jù)分析結(jié)果做出合理的解釋。[1]生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物類、植物生產(chǎn)類、動物生產(chǎn)類、食品科學(xué)類、水產(chǎn)類、環(huán)境科學(xué)類等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的方法論學(xué)科。盡管在基本概念和基本原理的講述上,各專業(yè)相差不多,但在有限學(xué)時(shí)內(nèi)具體授課內(nèi)容的選擇上,在例題、習(xí)題的選擇與編寫上,在試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法等問題上,不同專業(yè)差別還是很大的。21世紀(jì)以來,隨著社會的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步,高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)從以知識傳授為重點(diǎn)轉(zhuǎn)向以能力培養(yǎng)為重點(diǎn);從培養(yǎng)能夠繼承和使用知識的人才轉(zhuǎn)向培養(yǎng)能夠發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新知識的人才。[2]這種人才培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變給高校課程教學(xué)提出了更新、更高的要求,同時(shí)隨著水產(chǎn)學(xué)院申博增碩的成功獲批,針對水產(chǎn)類專業(yè)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程特色建設(shè)與教學(xué)改革也勢在必行。

一、問題分析

(一)課程設(shè)置

廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院現(xiàn)有三個(gè)專業(yè),即水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)、海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和海洋科學(xué)專業(yè)。作為一門重要的應(yīng)用數(shù)學(xué),多年來生物統(tǒng)計(jì)學(xué)一直是各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,普遍應(yīng)用于各專業(yè)的畢業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文撰寫中,其在水產(chǎn)科學(xué)研究中具有十分重要的作用。然而各專業(yè)在本門課程的設(shè)置上并不一致,如教學(xué)大綱不一致、授課學(xué)時(shí)不一致、授課方式不一致、考試方法不一致、授課學(xué)期不一致等。不同專業(yè)的授課教師各自為政,缺乏溝通與交流,這不利于整個(gè)水產(chǎn)學(xué)科的發(fā)展,也不利于課程的后續(xù)發(fā)展與建設(shè),更不利于碩、博課程的銜接與深化。

(二)教學(xué)內(nèi)容與方式

首先,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)對隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律進(jìn)行演繹和歸納,涉及概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物學(xué)及它們的綜合應(yīng)用等多方面,概念多、公式多、數(shù)據(jù)多,一些內(nèi)容較為抽象,很多學(xué)生對該門課程有畏懼心理。學(xué)生普遍認(rèn)為該課程較難,表現(xiàn)在概念難以理解、思維難以展開、問題難以入手、方法難以掌握、習(xí)題難做,因此對本門課程缺乏興趣,課堂學(xué)習(xí)積極性不高。此外,由于課堂互動少,與水產(chǎn)科學(xué)實(shí)踐聯(lián)系不緊密,教師過分重視教的過程,學(xué)生不能親自體驗(yàn)收集、處理數(shù)據(jù)的過程,因此學(xué)生難以深刻理解統(tǒng)計(jì)學(xué)的本質(zhì)原貌。

其次,在教材的選用上,以《概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)》為名的教材很多,但大多仍是基本沿用數(shù)學(xué)專業(yè)的教材體系,數(shù)學(xué)學(xué)科性太強(qiáng)[3],重?cái)?shù)學(xué)理論,輕水產(chǎn)應(yīng)用,數(shù)學(xué)與水產(chǎn)不能相互融合。以《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》為名的教材也較多,如杜榮騫的《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(高等教育出版社)[4]、明道緒的《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》(中國農(nóng)業(yè)出版社)[5]等,其編寫主線都是先概率、后統(tǒng)計(jì)、再試驗(yàn)設(shè)計(jì)。這些教材較傳統(tǒng)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)更加合理,充分考慮了授課學(xué)時(shí)的安排,少概率、多統(tǒng)計(jì);理論部分恰到好處地壓縮,應(yīng)用部分適當(dāng)加強(qiáng),在實(shí)踐中更易于被學(xué)生所接受。我們曾采用杜榮騫主編的《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》,雖然其強(qiáng)調(diào)了在生物科學(xué)上的應(yīng)用,但其例題和習(xí)題多為以動植物的遺傳、變異為主,需要有較好的生物知識,對水產(chǎn)學(xué)科來說有些脫節(jié),學(xué)生在學(xué)習(xí)了較難的理論后難以具體化、形象化,容易喪失學(xué)習(xí)的興趣。

最后,為了應(yīng)付傳統(tǒng)的單一筆試的考核方式,學(xué)生需要進(jìn)行大量的習(xí)題練習(xí)。學(xué)生把精力都放在了記背公式、過程的推導(dǎo)和演算當(dāng)中,忽略了對知識背景的理解,如果題型一變,馬上不知如何解答。一道簡單的方差分析就要花費(fèi)學(xué)生大量的時(shí)間,考試信息量受到限制,這些考試內(nèi)容在學(xué)生以后的計(jì)算機(jī)應(yīng)用中又基本用不上,這無疑加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

二、課程改革對策

(一)課程設(shè)置改革

為充分利用教學(xué)與教師資源,我們將課程更名為水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué),并作為院級限選課提出,強(qiáng)調(diào)了本課程在整個(gè)水產(chǎn)學(xué)院各專業(yè)課程設(shè)置中的重要性。課程采用統(tǒng)一的課程名稱、課程號,課程教學(xué)大綱及課程考核,課程學(xué)時(shí)設(shè)置為48學(xué)時(shí),其中理論授課學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)上機(jī)學(xué)時(shí)為12學(xué)時(shí),理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比為3∶1,基本保證了該門課程理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的要求(對多數(shù)高校而言,一般設(shè)置為40學(xué)時(shí)或更少)。為了保證本課程先修課程的順利完成,讓學(xué)生掌握必要的專業(yè)知識,且與學(xué)生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)相銜接,授課學(xué)期設(shè)置在第六學(xué)期較為合理。

(二)注重學(xué)生思維方式的培養(yǎng)

在學(xué)生思維方式的培養(yǎng)上,應(yīng)注重啟發(fā)式的教學(xué)原則。廣東海洋大學(xué)是一所以教學(xué)型為主的大學(xué),而水產(chǎn)學(xué)院在學(xué)校的發(fā)展中扮演著教學(xué)、科研并重的角色。水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門理論基礎(chǔ)強(qiáng)、實(shí)踐強(qiáng)的學(xué)科,在學(xué)時(shí)較少、學(xué)科研究日益深入發(fā)展的要求下,如何充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性,從“接受知識”轉(zhuǎn)向“主動應(yīng)用”,是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)與實(shí)踐的主要內(nèi)容。啟發(fā)式的教學(xué)原則,就是以激發(fā)學(xué)生的主動性思維、喚起學(xué)生的求知欲和興趣為出發(fā)點(diǎn),科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生主動思考,讓學(xué)生將知識融會貫通形成技能,發(fā)展學(xué)生智力、挖掘?qū)W生潛力。首先,在知識的傳授上,要“兩少兩多”,即“少概率、多統(tǒng)計(jì);少理論,多應(yīng)用”。學(xué)習(xí)什么情況下用什么方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,要比學(xué)習(xí)這個(gè)方法本身如何統(tǒng)計(jì)更重要?,F(xiàn)在的統(tǒng)計(jì)方法,都可以由很多專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件來完成,甚至你只要知道用什么方法,怎么輸入數(shù)據(jù),一個(gè)菜單就搞定了,也就是說,不管你方法對不對,總會有結(jié)果出來的。因此,培養(yǎng)學(xué)生主動分析的能力更為重要。

(三)教學(xué)內(nèi)容與方式改革

1.強(qiáng)化海洋、水產(chǎn)特色

根據(jù)水產(chǎn)學(xué)院各專業(yè)的人才培養(yǎng)特色與課程體系特征,我們以海洋水產(chǎn)類試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析與處理等為課程應(yīng)用導(dǎo)向,突顯海洋、水產(chǎn)特色。我們以蔡一林、岳永生主編的《水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)》[6]為教材,以各專業(yè)教師科研實(shí)踐的實(shí)際案例為補(bǔ)充例題及習(xí)題,深入淺出地介紹試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理,并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握如何合理有效地獲得數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推斷的原理和方法。由于與專業(yè)緊密相連,舉例對象學(xué)生熟悉,這自然減少了學(xué)生學(xué)習(xí)的畏難情緒。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上,除基本統(tǒng)計(jì)原理外,我們根據(jù)各專業(yè)實(shí)踐在有限的課時(shí)內(nèi)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。概率論是整個(gè)統(tǒng)計(jì)的理論基礎(chǔ),在教學(xué)上要注意講清概念、減少理論,加強(qiáng)引導(dǎo)。在概念的講解上,要注意深入淺出,簡明易懂。對于一些證明推導(dǎo),則可以適當(dāng)略去,只要說明問題的背景、來源、結(jié)果及應(yīng)用的方面即可。在統(tǒng)計(jì)上,要加強(qiáng)對基本統(tǒng)計(jì)理論的講解?;镜姆植?、方差分析、簡單的相關(guān)和回歸基本就解決了水產(chǎn)學(xué)科本科教學(xué)、科研的大多數(shù)問題。我們沒有必要為了解決10%的問題而去花90%的時(shí)間。此外,一些簡化公式都是為了手工計(jì)算而設(shè)計(jì)的,由于可以使用電腦完成計(jì)算,這部分內(nèi)容完全可以略去。

3.改革教學(xué)方法

水產(chǎn)生物學(xué)科是門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科,很多生物學(xué)現(xiàn)象及其原理都是在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),并通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證得出結(jié)論的,因此,試驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到結(jié)果的分析及其結(jié)論的正確、可靠與否。本課程把理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)作為重要的教學(xué)手段。

(1)在理論教學(xué)中做到以下幾點(diǎn)。①從各專業(yè)的背景出發(fā),建立抽象理論與學(xué)生熟悉的具體問題之間的聯(lián)系,通過比較研究,使學(xué)生掌握各種試驗(yàn)?zāi)P偷募俣捌鋺?yīng)用。②采用探索探究式、互動式教學(xué)方法,啟發(fā)學(xué)生思維,拓寬學(xué)生思路,引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的思維方式思考問題;由以教師“講”為主,轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生“學(xué)”為主,使得教師講授與學(xué)生自學(xué)、討論和研究有機(jī)地結(jié)合起來,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。③采用課外閱讀文獻(xiàn)、課堂評述等方法,重視培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力,為學(xué)生終身學(xué)習(xí)和創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。④精心設(shè)計(jì)多媒體課件。多媒體課件除具有一般多媒體課件形象、生動的特點(diǎn)外,還要根據(jù)本課程特點(diǎn)展示數(shù)據(jù)的動態(tài)分析過程,盡可能使課件融教學(xué)性、科學(xué)性、藝術(shù)性和技術(shù)性為一體,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教師的教學(xué)效率。

(2)在實(shí)踐教學(xué)中,分三個(gè)層次進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)。①通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法練習(xí),加深學(xué)生對基本原理理解的基礎(chǔ)實(shí)踐。②結(jié)合專業(yè)提出課題,由學(xué)生組織設(shè)計(jì)及分析,并進(jìn)行課堂討論的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)踐。③根據(jù)專業(yè),由學(xué)生自行選題、設(shè)計(jì)并分析推斷的研究性實(shí)踐。

4.切實(shí)用好“多媒體教學(xué)”

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,多媒體日益成為重要的教學(xué)手段。[7]它以計(jì)算機(jī)為主要媒介,把文字、圖形、圖像、音頻和視頻等信息媒體結(jié)合起來表達(dá)教學(xué)內(nèi)容。多媒體教學(xué)能使課堂變得生動活潑,從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法達(dá)到的效果,是高校教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。然而在實(shí)踐中,“多媒體”的“多”往往被單一計(jì)算機(jī)取代,多媒體課件也往往成了簡單的PPT演示。筆者曾在《淺談高等教育多媒體教學(xué)中存在的問題》[8]一文中,闡述了現(xiàn)代多媒體教學(xué)在帶來利的同時(shí)其弊同樣不可忽視。就生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的多媒體教學(xué)而言,其概念多、公示多、統(tǒng)計(jì)計(jì)算過程煩瑣乏味,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用無疑能起到事半功倍的效果。然而傳統(tǒng)黑板的作用也不能忽視。在教學(xué)中筆者就曾發(fā)現(xiàn),學(xué)生對統(tǒng)計(jì)量不知道怎么書寫;重要的推導(dǎo)過程在多媒體課件中一閃而過,跟學(xué)生的認(rèn)知思維銜接不上,這反而增加了學(xué)生的厭惡感,使學(xué)生不能跟著教師的節(jié)奏學(xué)習(xí)。由此可見,多媒體教學(xué)也存在一定的弊端。

此外,要注意生物統(tǒng)計(jì)學(xué)多媒體課件的制作不同于物理、化學(xué)等學(xué)科(它們強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)的模擬功能),生物統(tǒng)計(jì)學(xué)多媒體課件必須同統(tǒng)計(jì)分析軟件“鏈接”。在實(shí)踐中筆者發(fā)現(xiàn),普通計(jì)算器、Excel軟件和SPSS統(tǒng)計(jì)軟件是較為適合的本科教學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件。也許大家都忽略了普通計(jì)算器的應(yīng)用,實(shí)際上,在任何一臺Windows機(jī)器上,程序的附件中都有一個(gè)計(jì)算器,這個(gè)計(jì)算器雖然不能進(jìn)行復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)功能,但對于統(tǒng)計(jì)中經(jīng)常用到的統(tǒng)計(jì)量基本都能夠計(jì)算。此外,在電腦上機(jī)課上,可以重點(diǎn)介紹Excel的統(tǒng)計(jì)功能。嚴(yán)格說來Excel并不算是統(tǒng)計(jì)軟件,而只是數(shù)據(jù)處理工具。但它幾乎是每臺電腦上裝機(jī)必備的軟件,對于大多數(shù)的學(xué)生來說,Excel統(tǒng)計(jì)功能的學(xué)習(xí)能為他們以后從事非專業(yè)統(tǒng)計(jì)工作起到很好的幫助作用。專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS軟件,由于該軟件不需要編程,因此學(xué)生較易接受。除了課堂涉及的統(tǒng)計(jì)方法外,這些大型軟件包的一個(gè)主要好處就是菜單豐富,功能齊備,只要有一本參考書,學(xué)生就可以方便地掌握各種統(tǒng)計(jì)方法。

最后,要充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)將為學(xué)生提供廣闊的學(xué)習(xí)空間、充足的學(xué)習(xí)資料和多樣的學(xué)習(xí)方式。比如西安科技大學(xué)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)網(wǎng)站,除了具有精品課程的內(nèi)容外,還在“參考資料”欄目內(nèi)設(shè)有“教學(xué)篇”、“人物篇”、“歷史篇”、“故事篇”、“軟件篇”、“應(yīng)用篇”等內(nèi)容,這不僅能為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源,還增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并可以通過學(xué)生反饋來豐富學(xué)習(xí)資料。

三、考核方式的改革

成績考核是督促學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識并對教學(xué)效果進(jìn)行檢查的重要手段。在傳統(tǒng)的筆試考核方式中,學(xué)生要把大量的時(shí)間花在計(jì)算公式的背誦和數(shù)學(xué)計(jì)算上,這種考核方式不能全面、準(zhǔn)確地考查學(xué)生對各種統(tǒng)計(jì)分析方法的掌握和應(yīng)用情況。要改革考核方式,除筆試外,還應(yīng)增加電腦上機(jī)考試。筆試部分應(yīng)加強(qiáng)概念的理解和實(shí)際應(yīng)用,不要求背條文、記大量的公式,也不要求繁雜的計(jì)算。電腦上機(jī)考試部分,應(yīng)讓學(xué)生用所學(xué)的統(tǒng)計(jì)知識和原理,選取合適的統(tǒng)計(jì)命令進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算,并能對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。這樣就能將學(xué)習(xí)、考核和應(yīng)用真正結(jié)合起來,既解決了學(xué)生死記硬背的問題,又加強(qiáng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣,真正達(dá)到了本門課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

四、課程建設(shè)

在課程的建設(shè)上,應(yīng)注重兩點(diǎn)。一是加強(qiáng)師資建設(shè),以講授本門課程的教授、博士作為課程負(fù)責(zé)人,建設(shè)教學(xué)梯隊(duì),以研帶教,以較輔研;教師定期學(xué)習(xí)討論,編制更符合水產(chǎn)學(xué)院研究特色的教學(xué)例題、習(xí)題。二是將這門課程作為學(xué)生一生的課程,即在本科、碩士、博士三個(gè)學(xué)習(xí)階段都要開設(shè)本門課程的后續(xù),形成一個(gè)完整的統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)鏈條,使本門課程能真正服務(wù)于水產(chǎn)學(xué)院的教學(xué)、科研。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力與應(yīng)用意識的培養(yǎng)研究

摘要:生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理和方法在生物學(xué)科中的應(yīng)用,是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的工具學(xué)科。該課程因其抽象、難以理解的特點(diǎn)導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力和積極性,難以取得預(yù)期的教學(xué)效果。本文從學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力和應(yīng)用意識的培養(yǎng)兩方面著力探討了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)方法與策略,以期為水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計(jì)學(xué);統(tǒng)計(jì)思維;應(yīng)用意識

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法研究生物數(shù)量性狀變化規(guī)律的一門學(xué)科,是應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)科分支[1]。它涵蓋了生物學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)分析方法的選擇以及統(tǒng)計(jì)結(jié)論的得出與解釋等內(nèi)容。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和農(nóng)學(xué)等各學(xué)科專業(yè)中,也是現(xiàn)代分子生物學(xué)研究中數(shù)據(jù)分析的重要工具[2]。數(shù)據(jù)分析與處理能力是當(dāng)今生物學(xué)領(lǐng)域科研工作者的必備技能之一,且隨著生物組學(xué)時(shí)代的來臨,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用更加廣泛和深入,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在高校生物學(xué)課程體系中的位置也愈發(fā)重要,肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析技能和科研素養(yǎng)的重要使命。因此,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)已成為我國高等院校生物科學(xué)類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,也是廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)必修課。

然而,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程不同于其他的理論基礎(chǔ)課和專業(yè)課,其最大特點(diǎn)是概念抽象、公式復(fù)雜、計(jì)算煩瑣,是一門教師和學(xué)生普遍反映難教、難學(xué)、難懂的課程,這也導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和動力,難以取得預(yù)期的教學(xué)效果[3]。為此,本文將結(jié)合筆者近年來水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)實(shí)踐,就如何培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力和應(yīng)用意識進(jìn)行分析和探討,以期為水產(chǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)提供一定的參考。

一、統(tǒng)計(jì)思維能力培養(yǎng)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門工具學(xué)科,是一種思維方法(或統(tǒng)計(jì)思想)在生物學(xué)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)就是要學(xué)會利用統(tǒng)計(jì)思想分析問題和解決問題。姚亮等(2015)歸納了四條統(tǒng)計(jì)思想,分別是或然性思想、小概率原理、大概率原理和信息最大化原理。這些統(tǒng)計(jì)思想存在于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)理論體系的各個(gè)角落,共同構(gòu)成了統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)科的思想基礎(chǔ)。為此,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的課堂中,教師應(yīng)將核心統(tǒng)計(jì)思想的闡述貫穿于基礎(chǔ)理論知識講解中,努力幫助學(xué)生理解復(fù)雜統(tǒng)計(jì)理論和方法的思想本質(zhì)。

1.注重核心統(tǒng)計(jì)思想的講解是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的首要任務(wù)。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)活動中,由于較多的數(shù)學(xué)推理與計(jì)算等難點(diǎn)需要講解,因此會占用教師較多的授課時(shí)間和精力,從而面臨能力培養(yǎng)難于知識傳授的困境,這就與“知識傳授與能力培養(yǎng)”的高等教育課程基本培養(yǎng)目標(biāo)相違背。另一方面,正是因?yàn)樯锝y(tǒng)計(jì)學(xué)課程較大的教學(xué)與學(xué)習(xí)難度,才更需要學(xué)生掌握核心的統(tǒng)計(jì)學(xué)思想及應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)思想思考問題的思維模式,這樣才有助于學(xué)生更深層次地理解理論性較強(qiáng)的具體統(tǒng)計(jì)理論與方法,并將其靈活運(yùn)用于解決各種實(shí)際科研問題。

舉例來說,若某事件發(fā)生的概率很小,其在一次(或極少次)試驗(yàn)中幾乎不可能發(fā)生,統(tǒng)計(jì)學(xué)上將該事件稱為小概率事件。小概率事件對應(yīng)的小概率原理是假設(shè)檢驗(yàn)理論的思想基礎(chǔ),幾乎所有假設(shè)檢驗(yàn)的推理均是依據(jù)小概率原理來進(jìn)行的。具體來說,首先假定原假設(shè)成立并進(jìn)行檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算,推導(dǎo)出其為一小概率事件,那么依據(jù)小概率原理則有理由相信原假設(shè)在概率上是不成立的;反之,若無小概率事件的發(fā)生,則無充分理由質(zhì)疑原假設(shè)。顯然,小概率原理是假設(shè)檢驗(yàn)理論最為關(guān)鍵的思想基礎(chǔ)。倘若教師在講授假設(shè)檢驗(yàn)理論之前注重小概率事件原理的講解,便能幫助學(xué)生更好地理解統(tǒng)計(jì)推斷的推理過程和判斷依據(jù)。同樣,注重或然性現(xiàn)象(隨機(jī)性現(xiàn)象)、大概率原理以及信息最大化原理等統(tǒng)計(jì)思想的講解,對于幫助學(xué)生透徹理解統(tǒng)計(jì)學(xué)基本理論、培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力均具有十分重要的作用。

2.模型構(gòu)建訓(xùn)練及實(shí)例結(jié)合教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的主要途徑。源于數(shù)學(xué)學(xué)科分支的統(tǒng)計(jì)學(xué)可以理解為對現(xiàn)實(shí)問題的抽象概括,即現(xiàn)實(shí)統(tǒng)計(jì)問題的模型化表達(dá)。比如,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中的方差分析將總變異分解為組內(nèi)變異和組間變異兩部分,分別代表誤差和試驗(yàn)的處理效應(yīng),并將生物學(xué)中的各種控制試驗(yàn)采用統(tǒng)一的符號及線性公式來描述,進(jìn)而計(jì)算統(tǒng)計(jì)量來衡量因素的效應(yīng)值。教學(xué)過程中教師可要求學(xué)生將實(shí)際科研問題中的因素、水平、重復(fù)、組間、組內(nèi)等具體名詞代入方差分析的理論線性模型,反復(fù)開展模型構(gòu)建訓(xùn)練,以加深對方差分析的理解。再如假設(shè)檢驗(yàn),一般將檢驗(yàn)過程分為“假設(shè)提出”、“選擇及計(jì)算統(tǒng)計(jì)量”、“確定顯著性水平”和“統(tǒng)計(jì)推斷”四個(gè)步驟,而任何實(shí)際問題的假設(shè)檢驗(yàn)分析均可構(gòu)建為由這四個(gè)步驟構(gòu)成的模型。課程講授初期務(wù)必嚴(yán)格要求學(xué)生遵守“四步走”的分析流程,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)模型的構(gòu)建訓(xùn)練,不斷增強(qiáng)學(xué)生對該統(tǒng)計(jì)模型的熟悉程度,這樣做,讓同學(xué)們在更好地掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)理論知識的同時(shí),又培養(yǎng)了其模型思維能力。

實(shí)例結(jié)合教學(xué)是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的重要方法,也是模型構(gòu)建訓(xùn)練的重要組成部分。課堂教學(xué)活動中,教師可選擇一些貼近生活、科研與生產(chǎn)的實(shí)例來講解抽象的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和模型。比如,筆者在講解假設(shè)檢驗(yàn)理論時(shí),選用水產(chǎn)飼料裝包機(jī)工作是否正常的實(shí)例來講解假設(shè)檢驗(yàn)的基本步驟。首先提出原假設(shè)和備擇假設(shè),講解兩種假設(shè)各自表示的實(shí)際含義;根據(jù)“裝包機(jī)是否工作正?!奔啊邦~定標(biāo)準(zhǔn)”確定檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為樣本均值并計(jì)算;確定P值后,做出統(tǒng)計(jì)推斷,并解讀統(tǒng)計(jì)結(jié)論所代表的實(shí)際統(tǒng)計(jì)學(xué)含義。

通過以上模型構(gòu)建訓(xùn)練和實(shí)例結(jié)合教學(xué),將抽象的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論、方法與具體的實(shí)際問題相結(jié)合,達(dá)到化繁為簡的目的,進(jìn)而提高生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)效果。當(dāng)然,模型訓(xùn)練與實(shí)例結(jié)合教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要教師投入更多的時(shí)間和精力備課,并循序漸進(jìn)地將其貫穿于整個(gè)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)過程。

3.計(jì)算機(jī)輔助分析訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的有效措施。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)基本理論往往涉及復(fù)雜的推理和計(jì)算過程,而作為生物專業(yè)的學(xué)生并無必要完全掌握其中的每一個(gè)具體細(xì)節(jié)和過程。從生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)目的來看,基本原理和知識的講解固然非常重要,但更應(yīng)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生的生物學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集、分析以及處理技能的培養(yǎng)。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的最高目標(biāo)是讓學(xué)生從抽象、復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識中解放出來,學(xué)會利用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)工具高效地進(jìn)行生物數(shù)據(jù)的分析、處理和解釋。更為重要的是,計(jì)算機(jī)輔助分析過程中的數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計(jì)方法的選擇與應(yīng)用、適用前提條件的判斷以及結(jié)果的解釋等各環(huán)節(jié)的實(shí)訓(xùn)操作是學(xué)生對統(tǒng)計(jì)思想、統(tǒng)計(jì)模型的再次復(fù)習(xí)和鞏固,是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的有效措施。

二、統(tǒng)計(jì)應(yīng)用意識培養(yǎng)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是探討生物學(xué)研究的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集與整理、分析與推論,并最終從樣本信息中獲取有關(guān)總體的科學(xué)可靠的結(jié)論的科學(xué),是將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于生物學(xué)研究領(lǐng)域的工具學(xué)科,是生物科學(xué)應(yīng)用型人才的必備知識,也是廣大科研工作者從事科學(xué)研究的重要工具和手段。因此,著力培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)知識和方法的能力、增強(qiáng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力,進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)的又一目標(biāo)。

1.教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化。教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識載體,也是教學(xué)最基本的工具,它不僅是教師進(jìn)行教學(xué)的依據(jù),而且是學(xué)生獲取知識的重要資料。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程主要包括統(tǒng)計(jì)理論知識和統(tǒng)計(jì)軟件的使用兩部分內(nèi)容,二者相互依存,不可分割。因此,教師應(yīng)結(jié)合課程屬性,選擇統(tǒng)計(jì)理論與實(shí)際學(xué)科相結(jié)合、統(tǒng)計(jì)原理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法與統(tǒng)計(jì)軟件相結(jié)合的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材進(jìn)行教學(xué)較為合適;同時(shí)選擇若干具有一定實(shí)用性且難易程度、側(cè)重點(diǎn)不同的參考書讓學(xué)生課后參考學(xué)習(xí),以取長補(bǔ)短,開闊學(xué)生視野。其次,在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程課時(shí)減少和教學(xué)內(nèi)容增加的現(xiàn)實(shí)背景下,課程內(nèi)容體系的編排和優(yōu)化在兼顧該課程的理論性的同時(shí),更要突出其應(yīng)用性和實(shí)踐性。也就是說要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度和理論的系統(tǒng)性,合理分配學(xué)時(shí);盡量壓縮復(fù)雜統(tǒng)計(jì)學(xué)定理的證明和公式數(shù)理推導(dǎo)等內(nèi)容,相應(yīng)增加統(tǒng)計(jì)學(xué)基本理論和統(tǒng)計(jì)分析方法及其應(yīng)用的內(nèi)容。

2.加強(qiáng)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),重視知識的應(yīng)用性。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給統(tǒng)計(jì)學(xué)帶來了巨大的變化,它幫助科技工作者擺脫了繁重的手工計(jì)算的麻煩,同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)在統(tǒng)計(jì)學(xué)中的應(yīng)用,為培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,提高其綜合素質(zhì)提供了廣闊的空間。因此,教學(xué)過程中應(yīng)適當(dāng)壓縮統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的教學(xué)時(shí)間,注重統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件的操作,增加學(xué)生上機(jī)操作時(shí)間。筆者在各基本理論知識講授完畢之后,開設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程,講授統(tǒng)計(jì)軟件的使用方法和演示例題的計(jì)算及分析過程;同時(shí),要求學(xué)生結(jié)合實(shí)例,進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件的操作,重點(diǎn)掌握統(tǒng)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)錄入、儲存,各種基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)方法的選擇與應(yīng)用、適用前提條件的判斷、結(jié)果的解釋等內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,利用統(tǒng)計(jì)軟件把基本原理與統(tǒng)計(jì)方法的實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來,不僅使復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理工作變得簡單,而且充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)興趣,從而提高了學(xué)生的統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用能力。

3.合理運(yùn)用案例教學(xué)和專題訓(xùn)練,強(qiáng)調(diào)知識應(yīng)用性。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象,照本宣科的傳統(tǒng)教學(xué)方法,更會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣,不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力,且難以取得良好的教學(xué)效果。案例教學(xué)是實(shí)現(xiàn)以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)改革目標(biāo)的一個(gè)重要手段。教師將生物學(xué)領(lǐng)域的科研工作或生產(chǎn)實(shí)踐等案例貫穿到教學(xué)過程中,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論知識對試驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案制訂、樣品采集與測量、數(shù)據(jù)收集整理、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析等各個(gè)研究步驟進(jìn)行講解與分析,既增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生的統(tǒng)計(jì)學(xué)思維及統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用能力。教師在案例選擇上,盡量減少陳舊的、與社會發(fā)展不相適應(yīng)的實(shí)例,及時(shí)增加統(tǒng)計(jì)學(xué)課程呈現(xiàn)的新理論、新方法和新應(yīng)用,將反映專業(yè)發(fā)展最前沿的成果實(shí)例轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的同時(shí)及時(shí)了解專業(yè)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的最新動態(tài),與時(shí)俱進(jìn),適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的需要,提高學(xué)生的科研素質(zhì)。

專題訓(xùn)練是培養(yǎng)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用能力、達(dá)到從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的又一有效途徑。教師可以將統(tǒng)計(jì)學(xué)課程內(nèi)容分為若干模塊,每一模塊包含若干統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,并分專題講解各種統(tǒng)計(jì)方法和理論在生物學(xué)中實(shí)際應(yīng)用。通過專題訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的思維習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生合理、科學(xué)地應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,進(jìn)而逐步掌握生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理及常用統(tǒng)計(jì)方法。

4.改革考核方式,突出統(tǒng)計(jì)工具的運(yùn)用能力??荚囀歉叩仍盒5囊粋€(gè)重要教育制度,考試成績是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)??己朔绞降暮侠砼c否,決定著教學(xué)效果的好壞以及學(xué)生學(xué)習(xí)積極性能否得到最大限度地調(diào)動。目前我國許多高校的考試制度和考核方式缺乏一定合理性和靈活性,如以閉卷考試為主和限定的考試題型等。就生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程而言,這種考核方式不能真正體現(xiàn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的本質(zhì)屬性,不能全面考察學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的掌握及運(yùn)用能力。為此,筆者認(rèn)為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的考核方式應(yīng)實(shí)行考查學(xué)生掌握理論知識與統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用技能結(jié)合情況的綜合考核方式,將考核成績分為三個(gè)部分:平時(shí)成績(占20%,包括課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況)、理論考試成績(30%)和上機(jī)操作考試成績(50%)。閉卷考試命題應(yīng)突出基礎(chǔ)性和實(shí)用性,少出或不出理論性強(qiáng)但無實(shí)際應(yīng)用的偏題,同時(shí)考慮學(xué)生掌握基本知識的程度及靈活應(yīng)用知識的能力;上機(jī)操作考試部分是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、輸入、分析和統(tǒng)計(jì)結(jié)論的獲得等,是考查學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對常用統(tǒng)計(jì)方法的分析運(yùn)用能力。采取閉卷考試和上機(jī)操作考試有機(jī)結(jié)合的考核方式,同時(shí)加大上機(jī)操作的考核比重,既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,擺脫了單純的應(yīng)試考核模式,又培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和方法解決實(shí)際問題的能力,提升了學(xué)生的統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

針對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的屬性和特點(diǎn),筆者認(rèn)為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)既要注重學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的培養(yǎng),也要重視學(xué)生統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用意識的培養(yǎng)。為此,本文探討了培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思維能力的主要途徑和方法,主要包括統(tǒng)計(jì)思想講解、模型構(gòu)建訓(xùn)練與實(shí)例結(jié)合教學(xué)及計(jì)算機(jī)輔助分析訓(xùn)練;同時(shí),本文還從教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化、加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)、合理運(yùn)用案例教學(xué)和專題訓(xùn)練及改革傳統(tǒng)考核方式等方面闡述了培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用意識的教學(xué)策略。隨著生物組學(xué)時(shí)代的來臨,科研數(shù)據(jù)分析和處理能力將顯得尤為重要,相信以上教學(xué)方法和策略的應(yīng)用,將會顯著提高學(xué)生運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)知識分析問題、解決問題的能力,幫助學(xué)生抓住生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用機(jī)遇。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:統(tǒng)計(jì)分析軟件輔助生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的探索與實(shí)踐

摘要:《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究中不可或缺的重要工具。然而其教學(xué)內(nèi)容抽象,在現(xiàn)有的教學(xué)方法和手段下,學(xué)生難以掌握相關(guān)理論且實(shí)際應(yīng)用能力偏弱。為了提升教學(xué)效果,作者在前期教學(xué)基礎(chǔ)上,提出利用統(tǒng)計(jì)分析軟件輔助《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)的教學(xué)模式。實(shí)踐證明,該模式能幫助學(xué)生克服畏難情緒,有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:統(tǒng)計(jì)軟件;生物統(tǒng)計(jì)學(xué);本科教學(xué)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。作為生物醫(yī)學(xué)類各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課,該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生具備統(tǒng)計(jì)思維,能科學(xué)地設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案、收集整理試驗(yàn)數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上正確選擇、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)原理與方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,從而達(dá)到解決生物醫(yī)學(xué)研究和實(shí)踐中的實(shí)際問題的目的。通過該課程的學(xué)習(xí),可培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力,有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

然而,當(dāng)前生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面,當(dāng)前高校教學(xué)的發(fā)展趨勢是以適應(yīng)社會需求為導(dǎo)向,突出應(yīng)用性,因而專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)有不同程度的縮減,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)僅有32課時(shí),教學(xué)時(shí)間有限。另一方面,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)包含眾多關(guān)聯(lián)度高的抽象概念,公式多且難記憶。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師講授為主,教師既要介紹基本概念和原理,又要通過實(shí)例闡釋統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用,教學(xué)難度大;而學(xué)生要記憶大量公式和概念,還要通過反復(fù)練習(xí)鞏固、掌握基本的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法,學(xué)生普遍反映難以真正理解生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的作用,不會靈活應(yīng)用相關(guān)知識來解決實(shí)際問題,甚至不能正確地描述數(shù)據(jù)。課程結(jié)束后,學(xué)生會迅速遺忘學(xué)過的大部分知識,面對畢業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的問題一籌莫展。

如何突破教學(xué)難點(diǎn),在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高教學(xué)效率,讓學(xué)生真正的學(xué)以致用呢?通過近年來的教學(xué)實(shí)踐,筆者認(rèn)為,重視和加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析軟件的輔助教學(xué)作用是提升生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)效率的重要途徑。

一、統(tǒng)計(jì)分析軟件excel和SPSS簡介及應(yīng)用

(一)Excel的功能及其在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

Microsoft Excel是微軟公司推出的辦公軟件Microsoft office的組件之一,提供大量統(tǒng)計(jì)函數(shù),使用Excel可以實(shí)現(xiàn)如下統(tǒng)計(jì)分析功能。(1)用于數(shù)據(jù)整理和分析。試驗(yàn)過程中獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)首先要輸入到統(tǒng)計(jì)分析軟件中進(jìn)行保存和整理。Excel提供求和、求平均數(shù)等簡單運(yùn)算,使用者可在Excel中對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理后,再將數(shù)據(jù)導(dǎo)入其他統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。(2)用于統(tǒng)計(jì)圖表繪制。以Excel2003為例,Excel提供了含柱狀圖、折線圖在內(nèi)的共14種標(biāo)準(zhǔn)圖表類型供用戶選擇;用戶還可以根據(jù)需要對圖表區(qū)、繪圖區(qū)、坐標(biāo)軸和圖表標(biāo)題等的格式進(jìn)行修改。(3)統(tǒng)計(jì)函數(shù)分析。Excel提供包括數(shù)學(xué)函數(shù)、文本函數(shù)、邏輯函數(shù)以及統(tǒng)計(jì)函數(shù)等基本函數(shù)供用戶使用,如COUNT、MAX等描述統(tǒng)計(jì)函數(shù)以及AVERAGE、STDEV等統(tǒng)計(jì)分析函數(shù),可以幫助用戶完成簡單的統(tǒng)計(jì)分析和假設(shè)檢驗(yàn);Excel還在其分析工具庫中提供了一些統(tǒng)計(jì)分析程序,如t檢驗(yàn)、方差分析及回歸分析等。因此,Excel友好的用戶界面和強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能使其除生物統(tǒng)計(jì)學(xué)外,在會計(jì)、經(jīng)管等專業(yè)的本科教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。

(二)SPSS的功能及其在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

SPSS軟件是國際認(rèn)可的專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件之一,最初由美國斯坦福大學(xué)的三名研究生于1968年開發(fā)成功,該軟件操作簡單易學(xué),能夠快速準(zhǔn)確的對大量的、復(fù)雜的專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。此外,SPSS還具備強(qiáng)大的制圖功能,可為用戶提供可視化的分析結(jié)果。因此,它是另一個(gè)適用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的重要統(tǒng)計(jì)分析軟件。

SPSS的功能詳解如下:(1)數(shù)據(jù)導(dǎo)入。SPSS軟件既可直接建立或打開SPSS類型的數(shù)據(jù)文件,也可導(dǎo)入Excel、ASCII等數(shù)據(jù)文件,可以實(shí)現(xiàn)和檢測儀器輸出原始數(shù)據(jù)的無縫對接。(2)基本統(tǒng)計(jì)分析。SPSS可方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總和描述性統(tǒng)計(jì)分析,用戶獲得的分層報(bào)告中給出了包括中位數(shù)、最大/小值、方差等常規(guī)描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果。(3)SPSS的復(fù)雜統(tǒng)計(jì)分析功能。SPSS幾乎涵蓋了生物醫(yī)學(xué)研究可能用到的所有的統(tǒng)計(jì)方法,如方差分析、聚類分析、平均數(shù)的檢驗(yàn)、回歸分析、判別分析等。(4)SPSS的繪圖功能。在SPSS中各種統(tǒng)計(jì)圖既可以由相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)過程產(chǎn)生,也可以由用戶直接調(diào)用“Graph”菜單實(shí)現(xiàn)柱狀圖、散點(diǎn)圖、餅圖、時(shí)間序列圖、頻譜圖等多種類型圖表的繪制。

綜上,Excel與SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件各有特色,前者使用較方便、通用性強(qiáng),適宜生物統(tǒng)計(jì)學(xué)初學(xué)者使用;后者的專業(yè)性更強(qiáng),在學(xué)生積累了一定統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的知識儲備后,可逐漸加強(qiáng)對SPSS軟件的學(xué)習(xí),進(jìn)一步提高自身分析復(fù)雜試驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

二、統(tǒng)計(jì)分析軟件輔助教學(xué),提高教學(xué)效果

(一)激發(fā)學(xué)生興趣,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)

從心理學(xué)的角度看,興趣是人對客觀事物的一種積極的認(rèn)識傾向,它推動人去探求新的知識,發(fā)展新的能力。對于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)這樣一門邏輯思維嚴(yán)密、概念抽象、計(jì)算繁雜的課程而言,引入統(tǒng)計(jì)分析軟件可以在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動其學(xué)習(xí)的主動性,這將大大促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。例如,在講授“數(shù)據(jù)收集整理”內(nèi)容時(shí),我們設(shè)定了如下教學(xué)場景:檢測納米材料導(dǎo)致老鼠肺部炎癥的情況,要求學(xué)生將教師提供的或自己參與實(shí)驗(yàn)獲取的原始數(shù)據(jù)錄入統(tǒng)計(jì)軟件,后續(xù)學(xué)習(xí)中利用統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的整理,包括定性/定量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、次數(shù)分布圖繪制,配合正態(tài)分布和t分布曲線,可使學(xué)生對一些理論分布有了直觀的感性認(rèn)識。學(xué)生還可以繼續(xù)使用統(tǒng)計(jì)分析軟件對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)分析,避免了傳統(tǒng)教學(xué)單純講解教科書上抽象原理和例子的抽離感,使學(xué)生真正投入到學(xué)習(xí)中去。

(二)梳理教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力

作者結(jié)合自己多年來從事生物醫(yī)學(xué)研究的經(jīng)驗(yàn),將教學(xué)內(nèi)容整合、梳理為基本統(tǒng)計(jì)原理、統(tǒng)計(jì)方法、統(tǒng)計(jì)分析軟件應(yīng)用及試驗(yàn)設(shè)計(jì)四大塊。在教學(xué)實(shí)踐中,為了提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,遵循以下原則:(1)減少抽象概念和公式推導(dǎo)的講授、弱化計(jì)算,在講清基本統(tǒng)計(jì)原理的基礎(chǔ)上,集中精力介紹統(tǒng)計(jì)方法的適用范圍、統(tǒng)計(jì)結(jié)果的描述和解釋。(2)增加生物醫(yī)學(xué)工程研究實(shí)例講解,讓學(xué)生接觸到本專業(yè)研究的前沿知識,具有鮮明的專業(yè)特色。(3)將統(tǒng)計(jì)軟件的使用融入到日常教學(xué)內(nèi)容中:教師在每章理論知識講授完畢后,立即演示Excel和SPSS軟件在本章節(jié)的應(yīng)用。此外,預(yù)留一定的教學(xué)內(nèi)容(如方差分析)要求學(xué)生自己查找資料、制作課件,并走上講臺介紹統(tǒng)計(jì)軟件在該章節(jié)的應(yīng)用,加深學(xué)生對統(tǒng)計(jì)原理的理解。通過此環(huán)節(jié)學(xué)生進(jìn)一步熟悉運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)的方法,掌握了統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的判讀和描述方法。通過上述理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練,提高了課堂教學(xué)的效率,也有助于提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,達(dá)到學(xué)以致用的目的,為學(xué)生順利撰寫畢業(yè)論文和從事相關(guān)科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

實(shí)踐證明,利用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件輔助《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程教學(xué),能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情,顯著提高了教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。更重要的是,讓學(xué)生掌握了利用統(tǒng)計(jì)分析軟件整理、分析復(fù)雜試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法,可以真正利用《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》理論解讀數(shù)據(jù)背后隱藏的試驗(yàn)規(guī)律,獲得分析和解決實(shí)際問題的能力,全面提升該課程的教學(xué)質(zhì)量。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)方式的探索和實(shí)踐

摘要:生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法來分析和解釋生物界各種現(xiàn)象和試驗(yàn)調(diào)查資料的一門科學(xué),在生物學(xué)、食品、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、醫(yī)藥、衛(wèi)生、生態(tài)、環(huán)保等領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用,是生物學(xué)科各專業(yè)學(xué)生的必修課和工具課。本文以生物學(xué)專業(yè)的視角根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程特點(diǎn),通過改革教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核方式等途徑提高學(xué)生生物統(tǒng)計(jì)學(xué)知識的應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計(jì)學(xué);教學(xué)方式;實(shí)踐教學(xué)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)在生物學(xué)中的應(yīng)用,它是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理、方法來分析解釋生物學(xué)中各種現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)調(diào)查資料的一門科學(xué)。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是本科生專業(yè)必修課,對提高學(xué)生的科研能力和綜合素質(zhì)有重要意義。生物統(tǒng)計(jì)學(xué),不僅提供設(shè)計(jì)科學(xué)試驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)的方法,而且也提供整理和分析數(shù)據(jù)、得出科學(xué)結(jié)論的方法。同時(shí),生物統(tǒng)計(jì)學(xué)也是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,課程內(nèi)容廣、概念多、公式多;加上學(xué)生缺乏背景知識,對該課程認(rèn)識不夠,使這門課程有教師難教,學(xué)生難學(xué)、難記、難用的“四難”課程之稱[1,2]。從2012年開始,我校生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教研組針對課程特點(diǎn),重新確立了教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃,改進(jìn)教學(xué)方式,增加學(xué)生上機(jī)操作訓(xùn)練,使學(xué)生由傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識向掌握具體數(shù)據(jù)處理和分析方法的目標(biāo)上轉(zhuǎn)變,將過去以筆試為主的考試方式轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)知識測試和統(tǒng)計(jì)分析方法應(yīng)用相結(jié)合的考核制度,從源頭上使教學(xué)模式向注重人才培養(yǎng)和提高學(xué)生科研素質(zhì)上轉(zhuǎn)變。經(jīng)過教研組全體教師的努力,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平得到了大幅提升。筆者根據(jù)兩年來的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)工作的實(shí)踐,結(jié)合課程特點(diǎn),對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)方法的探索和實(shí)踐作如下總結(jié)。

一、確立教學(xué)目標(biāo)、調(diào)整教學(xué)計(jì)劃

2012年前,我校生物統(tǒng)計(jì)學(xué),主要由數(shù)學(xué)專業(yè)的老師進(jìn)行講授,教學(xué)內(nèi)容以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為主。學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后,仍然無法將統(tǒng)計(jì)學(xué)這一工具應(yīng)用于生物學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域。針對這一情況,學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)研究決定生物統(tǒng)計(jì)學(xué)這門課程由學(xué)院相關(guān)專業(yè)的教師授課,教研組接到通知后進(jìn)行了研究部署。筆者在確立人才培養(yǎng)目標(biāo)時(shí),首先將生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程定義為工具課。在確保這一基礎(chǔ)后,筆者根據(jù)我校本科生培養(yǎng)目標(biāo),將生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的目標(biāo)明確為:以一線教師和科研工作中最常用的統(tǒng)計(jì)分析方法為內(nèi)容,要求學(xué)生了解現(xiàn)代科學(xué)研究的基本方法、統(tǒng)計(jì)學(xué)基本概念和主要參數(shù)的意義;理解生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和常用統(tǒng)計(jì)模型的應(yīng)用條件;掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法,掌握EXCEL和STATISTICA軟件操作方法,能夠獨(dú)立進(jìn)行生物學(xué)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析,并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

根據(jù)上述教學(xué)目標(biāo),筆者選擇合適的課程教材,制定教學(xué)計(jì)劃,將生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的課程重心放在讓學(xué)生了解統(tǒng)計(jì)學(xué)的一般原理和方法、掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的原理、掌握統(tǒng)計(jì)軟件處理和分析數(shù)據(jù)的方法上。

二、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,突出課程重點(diǎn)

教學(xué)內(nèi)容貫穿整個(gè)教學(xué)過程,是人才培養(yǎng)的主要落腳點(diǎn)。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容非常龐雜,筆者根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃,將生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程進(jìn)行了梳理,主要以一線教師和科研工作者最常用到的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識為基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容,主要包括數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)類型、總體和樣本、數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)、概率和分布、統(tǒng)計(jì)推斷、t檢驗(yàn)、方差分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、多重比較、相關(guān)和回歸、因子分析、非參數(shù)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。教學(xué)的重點(diǎn),是讓學(xué)生理解各種統(tǒng)計(jì)方法的使用條件和基本原理,通過在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行EXCEL和STATISTICA軟件,結(jié)合生物學(xué)實(shí)例掌握各類統(tǒng)計(jì)模型和檢驗(yàn)方法的具體操作步驟,得出統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用已掌握的生物學(xué)原理解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的科學(xué)意義。此外,我們在教學(xué)過程中,會將近年來生物學(xué)方面有重要意義的一些統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和原理做簡單的普及,如將系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系納入形態(tài)數(shù)據(jù)中,檢驗(yàn)形態(tài)特征進(jìn)化的譜系依賴性;利用不同地理種群的生活史特征和形態(tài)特征計(jì)算物種的表型分化,結(jié)合遺傳分化數(shù)據(jù)分析物種分化的原因等。我們通過這樣的方式,在學(xué)生心中埋下進(jìn)一步學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的種子,為他們以后的科研和學(xué)習(xí)提供幫助。從教學(xué)內(nèi)容上,筆者將以往所注重的統(tǒng)計(jì)原理介紹和統(tǒng)計(jì)模型推導(dǎo)的部分轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W(xué)生理解統(tǒng)計(jì)模型的原理和應(yīng)用條件,內(nèi)容上側(cè)重于讓學(xué)生掌握統(tǒng)計(jì)分析方法的應(yīng)用。因此,筆者在授課過程中,上機(jī)實(shí)習(xí)的學(xué)習(xí)時(shí)間約占整個(gè)課時(shí)的50%。根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo),生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程重點(diǎn)要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理的一般方法,并利用EXCEL和STATISTICA軟件綜合分析數(shù)據(jù)并得出科學(xué)結(jié)論。教學(xué)過程中,筆者注重生物學(xué)實(shí)例教學(xué),利用已發(fā)表文章的數(shù)據(jù)為訓(xùn)練內(nèi)容,將課程所涉及的各類統(tǒng)計(jì)模型貫穿于實(shí)例教學(xué)中,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時(shí),將所學(xué)方法應(yīng)用于實(shí)際科研項(xiàng)目中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

三、“以學(xué)生為本”,優(yōu)化教學(xué)方式

現(xiàn)代教學(xué)觀念認(rèn)為,課程是學(xué)生的發(fā)展,課程是教師與學(xué)生之間的契約[3]。這里體現(xiàn)了一種“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念,傳統(tǒng)教學(xué)較多地體現(xiàn)在對教師和教材的關(guān)注上,而“以學(xué)生為本”的教學(xué)思想,則更多地關(guān)注在課程教學(xué)活動過程中學(xué)生的參與和知識的獲得,關(guān)注在課程教學(xué)過程中為學(xué)生創(chuàng)造出充滿生機(jī)的學(xué)習(xí)、研究氛圍,為學(xué)生提供張揚(yáng)個(gè)性、充分發(fā)展的環(huán)境[4]。在“以學(xué)生為本”的教學(xué)思想指導(dǎo)下,針對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)理論性較強(qiáng),內(nèi)容枯燥、乏味等特點(diǎn),筆者在教學(xué)過程中,以多媒體教學(xué)為主,輔以傳統(tǒng)的板書教學(xué)。教學(xué)過程,筆者為學(xué)生提供大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生主動挖掘數(shù)據(jù),通過小組討論等形式探究數(shù)據(jù)處理方式,應(yīng)用已學(xué)習(xí)的統(tǒng)計(jì)模型分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出科學(xué)結(jié)論。

在教學(xué)過程中,將傳統(tǒng)的教師講授模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熤v授和實(shí)例教學(xué)相結(jié)合的模式,筆者將上課的地點(diǎn)安排在計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行,每次上課根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同設(shè)置1~2課時(shí)的實(shí)例教學(xué)。從應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法解決實(shí)際科研問題的角度組織課堂教學(xué),以小組的形式就某個(gè)實(shí)際問題展開討論,教師的角色定位成課程組織者,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。例如,我們在講解t檢驗(yàn)時(shí),前1個(gè)課時(shí),我們通過多媒體教學(xué)結(jié)合板書的形式講解t檢驗(yàn)的應(yīng)用條件和計(jì)算原理;其余2個(gè)課時(shí),我們提供一定的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和中學(xué)生考試成績相關(guān)的數(shù)據(jù),以小組討論的方式要求學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)并得出科學(xué)結(jié)論。在學(xué)習(xí)相關(guān)與回歸時(shí),我們要求學(xué)生將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)拿到生物統(tǒng)計(jì)學(xué)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),如分子量和電泳遷移距離的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以用來檢驗(yàn)蛋白質(zhì)分子量和電泳遷移距離的相關(guān)性,并預(yù)測已知遷移距離的蛋白質(zhì)分子的分子量;通過卡方檢驗(yàn)驗(yàn)證果蠅雜交結(jié)果是否符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期等。我們通過對自己實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),讓學(xué)生深刻體會到學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的重要性,從而激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性,變被動接受為主動學(xué)習(xí)和探究。

四、“學(xué)以致用”,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)是高校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié),是高校生物專業(yè)教育教學(xué)體系的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能及實(shí)踐技能的重要途徑。它對提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,造就學(xué)生成為具有社會競爭力和國際競爭力的高素質(zhì)人才具有特殊作用[5,6]。因此,筆者根據(jù)大學(xué)生人才培養(yǎng)目標(biāo),將生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容融入到學(xué)生實(shí)踐教學(xué)中。在教學(xué)過程中,我們將整個(gè)班級按照每6個(gè)人一個(gè)小組進(jìn)行分組,在教授不同的教學(xué)內(nèi)容時(shí),給每組同學(xué)收集一定的數(shù)據(jù),采用研究型教學(xué)的方式讓學(xué)生根據(jù)已有的知識對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理,并得出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。我們通過研究型教學(xué)的方式,可以使學(xué)生積極參與到教學(xué)和科研實(shí)踐中,對提高學(xué)生利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理解決實(shí)際生物學(xué)問題有積極的推動作用。

此外,筆者利用動物、植物和微生物野外實(shí)習(xí)和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)活動引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際科研訓(xùn)練中。教師根據(jù)已學(xué)過的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理組織和指導(dǎo)學(xué)生在開展野外調(diào)查和創(chuàng)新訓(xùn)練前,針對性地查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中根據(jù)已確定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和采樣工作,完成野外實(shí)踐活動并獲得相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出科學(xué)結(jié)論。我們通過完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、獲得數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論等過程,使學(xué)生更好地掌握生物統(tǒng)計(jì)學(xué)這門工具課,提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

五、注重實(shí)效,改革考核形式

考試是教育教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié),正確理解和掌握考試的目的對促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和改進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量有重要意義。在以往的教學(xué)過程中,考試以筆試為主,考試內(nèi)容主要偏重于概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和基本概念等,期末考試的成績決定了這門課的最終成績。在這種考試指揮棒的作用下,學(xué)生往往是平時(shí)松、考前緊,考后不復(fù)習(xí)。這種考試方式不能全面考查學(xué)生對各種統(tǒng)計(jì)分析方法的掌握和應(yīng)用情況,同時(shí)也不利于學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)習(xí)課程后也不能將具體的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用到今后的科研或教學(xué)實(shí)踐中。為了扭轉(zhuǎn)這種局面,對學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)確、客觀、公正地評定學(xué)習(xí)成績和能力的改革勢在必行。筆者根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo),將課程最終考核成績分為以下三個(gè)部分:平時(shí)成績(占總成績的40%,主要由出勤和課后作業(yè)成績組成)、期末筆試成績(占總成績的24%,主要是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)一些重要的概念和統(tǒng)計(jì)原理)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析(占總成績的36%,根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用EXCEL和STATISTICA軟件選擇正確的統(tǒng)計(jì)分析方法,得出可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)論)。

在教研組實(shí)施上述教學(xué)改革后,我院學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)處理和解決科學(xué)問題的能力有了明顯提高。在大學(xué)生科研訓(xùn)練中,我們要求學(xué)生不斷地把統(tǒng)計(jì)的方法應(yīng)用到解決實(shí)際科學(xué)問題上,使他們形成了一個(gè)不斷鞏固統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和學(xué)習(xí)新的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識的良性循環(huán)中,對統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)有了更進(jìn)一步的提高??傊?,我們通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核形式的一系列改革,可以有效地將學(xué)生從機(jī)械地學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論知識向利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理解決實(shí)際生物教學(xué)和科研的實(shí)際問題上轉(zhuǎn)變,讓學(xué)生能夠在理解統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的基礎(chǔ)上,正確選擇和熟練運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法解決實(shí)際問題。作為專業(yè)教師,我們也會在今后的教學(xué)中,仍需要不斷學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)理論,探索教學(xué)規(guī)律,完善教育體系,提高課程教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才而努力。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:提高學(xué)生分析解決問題能力的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)改革

[摘要] 在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中,以提高學(xué)生分析解決問題能力為目標(biāo),積極構(gòu)建第二課堂教學(xué)體系:實(shí)施統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、指導(dǎo)社會調(diào)查、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)交流平臺和指導(dǎo)生物學(xué)科野外實(shí)踐,使學(xué)生能夠自主的運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識分析解決學(xué)習(xí)實(shí)踐中的問題。

[關(guān)鍵詞] 生物統(tǒng)計(jì)學(xué) 教學(xué)改革 能力

當(dāng)前,我國的高等教育正處在改革和發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,高等教育如何才能更好地適應(yīng)世紀(jì)的發(fā)展和需要,這是我們每一個(gè)從事高等教育的人必須認(rèn)真思考的問題。培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力已經(jīng)成為高等教育改革的一個(gè)重要目標(biāo)。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門探討如何從事生物學(xué)研究的設(shè)計(jì)、取樣、分析、資料整理與推論的科學(xué),已經(jīng)在環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)與利用、生態(tài)學(xué)研究、分子生物學(xué)研究、高科技農(nóng)業(yè)研究、生物制藥技術(shù)、流行病規(guī)律研究與探索、數(shù)量遺傳學(xué)研究、生物信息學(xué)研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在科學(xué)研究中被譽(yù)為是“科技工作者從事科學(xué)研究的工具和手段”,也是培養(yǎng)和提高大學(xué)生科技素質(zhì)的一個(gè)很重要的方面。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)模式主要以課堂教學(xué)為主,以教師為主體和中心,教師是主講者,學(xué)生是被動的接受者,教學(xué)效果主要取決于教師的組織能力與語言表達(dá)能力。從教學(xué)實(shí)踐中可以看出,這種課堂教學(xué)模式存在明顯缺陷,那就是學(xué)生缺乏獨(dú)立分析與解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng),對統(tǒng)計(jì)分析的方法沒有真正掌握。因此,我們在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中結(jié)合高校自主學(xué)習(xí)為主的教育特點(diǎn),發(fā)揮學(xué)生課余時(shí)間的主觀能動性,把傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)有機(jī)結(jié)合起來,摸索出一套對教學(xué)內(nèi)容有效補(bǔ)充的第二課堂教學(xué)體系。

一、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為主體,教師由主講者的角色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)者和指導(dǎo)者,教學(xué)媒體不僅是教師的講授工具,而且也是學(xué)生的認(rèn)識工具;學(xué)生也從知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極參與教學(xué)、參與操作、發(fā)現(xiàn)知識、理解知識、掌握知識的主動尋求者。統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的就是使學(xué)生能夠?qū)⒄n堂教學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去,能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識,自主解決實(shí)驗(yàn)中遇到的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析問題。

統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以學(xué)院的學(xué)生科研項(xiàng)目為平臺,每年學(xué)院都會組織學(xué)生申報(bào)學(xué)生科研項(xiàng)目,利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)科性質(zhì)對生物相關(guān)專業(yè)學(xué)生從科研項(xiàng)目申報(bào)、組織實(shí)施到科研文章撰寫進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)。學(xué)生在課下根據(jù)興趣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的習(xí)題課教學(xué)中專門留出自主習(xí)題教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生以項(xiàng)目組形式自行結(jié)合進(jìn)行答辯,并由其他學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方面提出自己發(fā)現(xiàn)的問題,進(jìn)行討論,最后由教師點(diǎn)評,并指導(dǎo)學(xué)生對科研項(xiàng)目進(jìn)行完善。對于已經(jīng)開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,項(xiàng)目組學(xué)生對數(shù)據(jù)處理提出自己的一套思路,在自主習(xí)題教學(xué)課上提出,并由其他學(xué)生提出意見進(jìn)行優(yōu)化,并由老師進(jìn)行點(diǎn)評。對科研項(xiàng)目的生物統(tǒng)計(jì)輔導(dǎo),已成為學(xué)院提高學(xué)生科研創(chuàng)新能力的一個(gè)教學(xué)特色,學(xué)院每年的學(xué)生科研立項(xiàng)數(shù)量均排名全校第一,而且有已有多篇科研論文在核心刊物發(fā)表。

二、社會調(diào)查指導(dǎo)

我校生物統(tǒng)計(jì)學(xué)主要針對大二、大三生物科學(xué)、生物教育等專業(yè)學(xué)生開設(shè),學(xué)生自己組建了環(huán)境協(xié)會和人類地球協(xié)會等學(xué)生團(tuán)體,對于環(huán)境和社會問題,社團(tuán)經(jīng)常組織較多的社會調(diào)查。課外交流中社團(tuán)學(xué)生對調(diào)查設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)整理以及數(shù)據(jù)報(bào)表分析等相關(guān)統(tǒng)計(jì)專業(yè)知識有較多的需求。

針對學(xué)院實(shí)際,在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中,增添了調(diào)查報(bào)表設(shè)計(jì),整理等相關(guān)知識。老師與協(xié)會形成固定的互動聯(lián)系,對調(diào)查的表格設(shè)計(jì),調(diào)查點(diǎn)的布置,調(diào)查數(shù)據(jù)的獲取方式以及調(diào)查數(shù)據(jù)的整理進(jìn)行專業(yè)的指導(dǎo)。目前,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)輔導(dǎo)已經(jīng)成為社團(tuán)活動的一個(gè)重要環(huán)節(jié),通過指導(dǎo),學(xué)生的調(diào)查更具科學(xué)性,自主分析解決調(diào)查中問題的能力明顯提高。對濕地、城市垃圾等社會調(diào)查活動由于科學(xué)性的選點(diǎn)、調(diào)查和分析,受到廣泛關(guān)注,被多家報(bào)紙和網(wǎng)站轉(zhuǎn)摘。

三、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)交流平臺

目前計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,使得我們的教育不能忽視其對教學(xué)的巨大輔助作用。通過兩年的生物統(tǒng)計(jì)教學(xué)摸索,我們已經(jīng)將飛信和QQ網(wǎng)絡(luò)互動交流平臺發(fā)展成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。每個(gè)專業(yè)建立有自己的討論群,根據(jù)需要常常設(shè)有作業(yè)問題討論、課堂內(nèi)容討論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)討論、調(diào)查問題討論、科研數(shù)據(jù)分析討論等話題。每班安排固定的學(xué)生對交流信息和問題進(jìn)行收集,并及時(shí)反饋給老師。學(xué)生根據(jù)自己需要,在相應(yīng)話題討論期間提出自己的問題和需要,與其他學(xué)生進(jìn)行交流。老師會對有關(guān)問題在相對固定的時(shí)間進(jìn)行解答,同時(shí)通過交流平臺老師也會及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題并予以改進(jìn)。對學(xué)生反應(yīng)較多與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的問題,老師進(jìn)行整理并作為問題在課堂討論,使得課堂教學(xué)更有目的性。在構(gòu)建交流平臺的過程中,學(xué)生交流的積極性是網(wǎng)絡(luò)交流平臺成功與否的關(guān)鍵,我們通過設(shè)立與學(xué)生學(xué)習(xí)生活相關(guān)的一些討論話題(如畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目申請、社會實(shí)踐指導(dǎo)等等)以提高學(xué)生參與的積極性,并結(jié)合課堂教學(xué)的不斷宣傳,使得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺已成為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要的第二課堂基地。

四、野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)

野外實(shí)習(xí)是生物教學(xué)的一個(gè)非常重要的組成部分,生物科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)大綱一般都明確植物、動物、生態(tài)學(xué)等學(xué)科都必須安排1~2周的野外實(shí)習(xí)內(nèi)容。通過實(shí)習(xí),以達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合,鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力。與生態(tài)學(xué)“課題式”野外實(shí)習(xí)改革相結(jié)合,對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和野外調(diào)查布點(diǎn)等統(tǒng)計(jì)專業(yè)知識的講解,幫助學(xué)生完成課題設(shè)計(jì),并在實(shí)習(xí)后,對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)軟件和畫圖軟件的培訓(xùn),提高了學(xué)生科研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析能力。在科學(xué)的統(tǒng)計(jì)指導(dǎo)下,學(xué)生自主設(shè)計(jì)了多個(gè)有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(群落物種多樣性及群落結(jié)構(gòu)、種群分布格局、林窗環(huán)境對群落物種演替的影響和林內(nèi)小氣候等等科研方向),并撰寫出多篇高質(zhì)量的優(yōu)秀實(shí)習(xí)報(bào)告,已被野外實(shí)習(xí)基地(寧波天童山國家生態(tài)定位站)作為優(yōu)秀實(shí)習(xí)論文收錄。與生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)結(jié)合,在生物學(xué)專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)中找到了擴(kuò)展統(tǒng)計(jì)教學(xué)內(nèi)容有效方式,為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)擴(kuò)展第二課堂提供了一個(gè)成功的范例。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)改革與探索

摘要: 《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等研究中重要而不可缺少的工具,具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。文章作者對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等進(jìn)行了一些改革的嘗試和探索,并提出了自己的見解,以期提高《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

關(guān)健詞: 《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》 教學(xué)改革 改革與探索

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用,它不僅給我們提供了如何正確地設(shè)計(jì)科學(xué)試驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)的方法,而且提供了如何正確地整理、分析數(shù)據(jù),得出客觀、科學(xué)結(jié)論的方法。它是生物科學(xué)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程體系建設(shè)對生物科學(xué)、植物生產(chǎn)類專業(yè)、動物生產(chǎn)類專業(yè)十分重要,是從事生物生產(chǎn)、育種試驗(yàn)研究的工具性課程。通過該門課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅可以了解有關(guān)生物統(tǒng)計(jì)的基本概念以及參數(shù)的意義,掌握基本的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和生物試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法,提高綜合素質(zhì),同時(shí)還可以培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力,建立和鞏固專業(yè)思想。

在專業(yè)發(fā)展、大學(xué)生素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育等教學(xué)改革方面,《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程是一門十分重要的課程,具體體現(xiàn)在:(1)可提高學(xué)生從必然性推理到或然性推理的歸納推理能力;(2)可提高學(xué)生的科研能力,使學(xué)生明白試驗(yàn)研究前、中和后的主要目的和任務(wù),以及怎樣提高試驗(yàn)的精度,為畢業(yè)論文以及今后參加科學(xué)研究奠定良好的基礎(chǔ);(3)可提高學(xué)生的動手能力。為此,我們對《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容、方法和手段進(jìn)行了幾項(xiàng)改革探索。

1 .教學(xué)內(nèi)容的改革與探索

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》主要講述五個(gè)方面的內(nèi)容:(1)介紹科學(xué)研究基本過程、試驗(yàn)方案制定和試驗(yàn)誤差及其控制,講述生物試驗(yàn)的誤差來源和控制誤差的技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施規(guī)則;(2)介紹研究對象總體的理論分布、統(tǒng)計(jì)數(shù)的抽樣分布及統(tǒng)計(jì)數(shù)的理論概率;(3)講述統(tǒng)計(jì)推斷的基本方法、平均數(shù)比較的u測驗(yàn)和t測驗(yàn)、F測驗(yàn)和x2測驗(yàn)及其應(yīng)用,包括計(jì)量數(shù)據(jù)的方差分析和計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析;(4)方差分析的應(yīng)用,介紹單因素、多因素試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析;(5)二變量直線回歸和相關(guān)分析。該課程的知識和分析問題的方法是科研工作者必須掌握和熟練運(yùn)用的。因此在教學(xué)實(shí)踐中,描述性統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識即資料的整理和描述應(yīng)重點(diǎn)講授連續(xù)性資料的整理方法;推斷性統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識即理論分布、t檢驗(yàn)、x2檢驗(yàn)、F檢驗(yàn),重點(diǎn)講授正態(tài)分布的概率計(jì)算方法和對各種資料的檢驗(yàn)方法,特別是資料的類型與相應(yīng)統(tǒng)計(jì)分析方法的聯(lián)系,使學(xué)生能掌握根據(jù)不同資料正確選擇使用統(tǒng)計(jì)分析方法的能力,并且能夠根據(jù)所掌握的知識和技能分析具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和材料,得出較為客觀和準(zhǔn)確的結(jié)果;對于回歸、相關(guān)分析則主要介紹一元回歸、相關(guān)分析的基本思想和分析方法,計(jì)算方法、過程留給學(xué)生自學(xué),多元分析則要求學(xué)生在熟練掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行自學(xué);試驗(yàn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)講清試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,并結(jié)合實(shí)際講清不同的試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想和設(shè)計(jì)方法,對試驗(yàn)所得資料的分析方法則要求學(xué)生自學(xué)。

2. 教學(xué)方法、手段的改革與探索

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的理論性相對較強(qiáng),內(nèi)容相對枯燥和抽象,教學(xué)方法單一必然會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下,不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,要想真正建立起先進(jìn)、科學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式,只有通過系統(tǒng)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),針對教學(xué)內(nèi)容,借助于現(xiàn)代化媒體技術(shù),采取各種有效的教學(xué)方法。因此在教學(xué)中就要求由以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的思路上來,突出以學(xué)為主,堅(jiān)持以啟發(fā)誘導(dǎo)為核心,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,引導(dǎo)學(xué)生積極主動開展思維活動,緊緊圍繞學(xué)的需要組織教學(xué)。課內(nèi)以課堂理論講授為主,重點(diǎn)讓學(xué)生弄懂基本原理;習(xí)題討論主要運(yùn)用實(shí)例進(jìn)行分析,重點(diǎn)讓學(xué)生掌握具體計(jì)算方法和分析;教學(xué)中可適當(dāng)安排一些討論課,讓學(xué)生將所學(xué)知識與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。

2.1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》概念多、公式多,統(tǒng)計(jì)計(jì)算過程煩瑣乏味,如果在課堂上用板書的形式進(jìn)行演算,既浪費(fèi)課堂教學(xué)時(shí)間,又容易導(dǎo)致學(xué)生注意力渙散,產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞。多媒體課件具有圖文并茂的特點(diǎn),在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)中若能應(yīng)用好多媒體,既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又可加深學(xué)生的理解和記憶,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步深入,明顯提高教學(xué)效果。

多媒體教學(xué)的效果與課件的設(shè)計(jì)和制作水平關(guān)系密切,課件應(yīng)在重視教學(xué)基本原理的基礎(chǔ)上,處理好內(nèi)容與形式的關(guān)系,達(dá)到為教學(xué)服務(wù)的目的,切忌完全復(fù)制教材上的內(nèi)容,而是必須突出重點(diǎn)、難點(diǎn),這就需要教師對所要講解的內(nèi)容理解透徹,具備熟練的多媒體創(chuàng)作和使用技巧,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會統(tǒng)計(jì)分析方法,提高學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)要經(jīng)常注意來自學(xué)生的信息反饋,不斷地進(jìn)行課件的更新。多媒體教學(xué)對教師提出了更高的要求,要求教師花費(fèi)更多的時(shí)間和精力準(zhǔn)備每一堂課的教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)不斷地更新知識,為教學(xué)積累素材。

2.2 統(tǒng)計(jì)分析軟件的應(yīng)用

目前廣泛應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)軟件主要有SAS、SPSS,國產(chǎn)的優(yōu)秀統(tǒng)計(jì)軟件有DPS,此外Excel軟件提供了較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析功能和統(tǒng)計(jì)繪圖功能,易學(xué)易用,筆者在教學(xué)過程中穿插介紹Excel的一些統(tǒng)計(jì)功能,如Excel的一些常用統(tǒng)計(jì)函數(shù)及統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用,以及常用統(tǒng)計(jì)圖表的繪制,并要求學(xué)生能夠掌握并熟練運(yùn)用,取得了較好的教學(xué)效果。對具體資料的統(tǒng)計(jì)分析,一些常用的統(tǒng)計(jì)分析方法如t檢驗(yàn)、x2檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)回歸分析、多元相關(guān)回歸分析等均有相應(yīng)的計(jì)算機(jī)分析軟件,教學(xué)中只需給學(xué)生介紹基本思想和基本原理,要求學(xué)生盡量考慮用計(jì)算機(jī)來完成,把學(xué)生從大量的計(jì)算中解脫出來使之集中精力去學(xué)習(xí)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的基本思想、方法及其實(shí)際應(yīng)用。

2.3 理論聯(lián)系實(shí)際

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)并不是為了讓學(xué)生掌握一些知識點(diǎn)而進(jìn)行教學(xué),樹立統(tǒng)計(jì)的觀念、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法分析和解決生物學(xué)研究的問題才是這門課程的最終目標(biāo)。因此,在教學(xué)中,特別要注意將純理論的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識與科學(xué)研究中的實(shí)際問題聯(lián)系在一起,必須與專業(yè)實(shí)際聯(lián)系在一起進(jìn)行教學(xué),只有這樣才不會使本課程的教學(xué)顯得空洞,才不會脫離生產(chǎn)實(shí)際,才能在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

3. 考核方式的改革與探索

考核是教學(xué)活動的一個(gè)重要組成部分,是促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識,并對教學(xué)效果進(jìn)行檢查的重要方法,恰當(dāng)?shù)目己藢W(xué)生的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練具有引導(dǎo)、激勵(lì)和促進(jìn)的作用。傳統(tǒng)的筆試中學(xué)生要把大量的時(shí)間花在數(shù)學(xué)計(jì)算上,而不能全面考查學(xué)生對各種統(tǒng)計(jì)分析方法的掌握和應(yīng)用情況。為了對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)地評價(jià)與管理,也為了客觀準(zhǔn)確地評定學(xué)生的成績和能力,進(jìn)行考試改革是必要的。

為了更好地發(fā)揮考試的功能,我們在教學(xué)過程中針對過去把書面考試作為評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的主要手段這一應(yīng)試教育現(xiàn)象,實(shí)行考知識與考方法相結(jié)合,考理論與考應(yīng)用相結(jié)合,建立了從學(xué)習(xí)過程、作業(yè)練習(xí)、期中考試到期末考試,定性評價(jià)與定量評價(jià)相結(jié)合的過程性評價(jià)體系,確保對影響學(xué)生應(yīng)用能力形成的關(guān)鍵知識點(diǎn)進(jìn)行全面測試,從重“知識”逐步走向重“能力”,培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng),促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷改進(jìn)和提高。

通過以上三個(gè)方面的改革嘗試和探索,從各屆學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的比較分析看,已收到了一定的成效,使學(xué)生體會到了該課程的重要實(shí)用價(jià)值,初步樹立了統(tǒng)計(jì)理念,培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)方法解決實(shí)際問題的能力。但《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》作為生命科學(xué)學(xué)科中重要而特殊的一門工具課程,要教好這門課,還有很多問題需要進(jìn)一步的探究,在以后的教學(xué)中,還需要繼續(xù)鉆研統(tǒng)計(jì)理論,探索教學(xué)規(guī)律,優(yōu)化教學(xué)過程,完善教學(xué)體系,從而全面提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)論文:增強(qiáng)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)效果的幾點(diǎn)建議

摘要: 《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是生物類專業(yè)的基礎(chǔ)課, 具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。學(xué)生普遍反映這門課程難懂、難學(xué)。因而如何讓學(xué)生喜歡這門課, 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生綜合利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識的能力,是提高生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。本文作者總結(jié)了學(xué)習(xí)、教授《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的經(jīng)驗(yàn),對如何教好這門課程提出一些想法,以期有助于青年教師提高教學(xué)水平和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞: 《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》興趣教學(xué)質(zhì)量

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是生物、農(nóng)學(xué)、園藝等許多專業(yè)的基礎(chǔ)課,對于學(xué)生正確、嚴(yán)謹(jǐn)、合理、科學(xué)地進(jìn)行畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)、撰寫,以及今后進(jìn)行科學(xué)研究非常重要,然而它卻是學(xué)生公認(rèn)的最難學(xué)習(xí)的課程。如何讓學(xué)生不懼怕、不排斥、學(xué)好《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》,是這門課程的任課老師必須思考的問題。筆者總結(jié)了自己學(xué)習(xí)、講授《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的經(jīng)驗(yàn),對于如何教好這門課程提出一些想法,以期提高青年教師的教學(xué)水平和教學(xué)效果。

一、強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用的廣泛性,引起學(xué)習(xí)的興趣

在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》開講的第一節(jié)課時(shí),教師要說明課程學(xué)習(xí)的難易程度,讓學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)有足夠的認(rèn)識,強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)及做習(xí)題的重要性。同時(shí),為防止學(xué)生在學(xué)習(xí)之初形成《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》難學(xué)的懼怕心理,對本門課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生輕視心理,教師需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)本門課程應(yīng)用的廣泛性。如列舉出工作生活中常見的統(tǒng)計(jì)學(xué)問題,包括如何利用假設(shè)檢驗(yàn)判斷藥物的療效,利用概率論推測體育彩票能否中獎(jiǎng),等等。并指出在部分學(xué)生畢業(yè)論文的寫作中,試驗(yàn)資料未經(jīng)任何統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,僅憑直觀比較觀測值大小,作出兩者之間的有顯著或極顯著差異的統(tǒng)計(jì)結(jié)論,這是缺乏生物統(tǒng)計(jì)學(xué)支持的錯(cuò)誤結(jié)論[1]。試驗(yàn)資料必須經(jīng)過統(tǒng)計(jì)處理后才能下結(jié)論。教師應(yīng)通過這些實(shí)例引起學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)學(xué)來分析、解決自己遇到的實(shí)際問題的興趣,為將來的學(xué)習(xí)創(chuàng)作一個(gè)良好的開端。

二、根據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的不同,選擇合適的方法進(jìn)行講授

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用,是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)。它不僅提供如何正確、科學(xué)地設(shè)計(jì)試驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)的方法,而且提供如何整理、分析數(shù)據(jù),得出客觀、科學(xué)的結(jié)論的方法[2]。學(xué)生應(yīng)在已學(xué)習(xí)線性代數(shù)、概率論等課程的基礎(chǔ)上,再通過該門課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)合理地進(jìn)行試驗(yàn)(調(diào)查)設(shè)計(jì),科學(xué)地整理、分析所收集的資料,從中獲得符合生物學(xué)規(guī)律的信息的能力,為后續(xù)課程如遺傳學(xué)、動植物育種學(xué)等課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),由于專業(yè)設(shè)置的不同,很多學(xué)生只學(xué)習(xí)了線性代數(shù)或概率論,有些甚至在學(xué)習(xí)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的同時(shí)才開始學(xué)習(xí)線性代數(shù)或概率論,這樣就使這些學(xué)生學(xué)習(xí)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》時(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識缺失。在這種情況下,教師應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生,以認(rèn)識、分析、解決專業(yè)問題為主線貫穿始終,對于涉及的數(shù)理邏輯避免對其進(jìn)行嚴(yán)密的公式推導(dǎo),力求深入淺出,要求學(xué)生理解并接受。而對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識較扎實(shí)的學(xué)生,授課時(shí)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)公式數(shù)理邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性,并增強(qiáng)專業(yè)的效用和合理性,為訓(xùn)練學(xué)生分析與解決專業(yè)實(shí)際問題的基本技能提供保障。

三、根據(jù)專業(yè)的不同,選擇合適的例題進(jìn)行講解

農(nóng)學(xué)、園藝、生物等專業(yè)都需要學(xué)習(xí)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》,但這些專業(yè)的研究對象略有不同,農(nóng)學(xué)專業(yè)的研究對象是農(nóng)作物,園藝專業(yè)的研究對象是蔬菜或是果樹,而生物科學(xué)專業(yè)的研究對象是動物、植物和微生物。這時(shí),任課老師在給不同專業(yè)的學(xué)生上課時(shí)舉的例子就應(yīng)與其所學(xué)專業(yè)的研究對象相一致。例如,對試驗(yàn)單元的講解應(yīng)根據(jù)他們各自專業(yè)的不同有所差別。對于農(nóng)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說實(shí)驗(yàn)單元一般是小區(qū),對于果樹專業(yè)的學(xué)生來說則是每棵果樹,而微生物專業(yè)的實(shí)驗(yàn)單元?jiǎng)t通常是每個(gè)培養(yǎng)皿,因此教師在講授順序排列和隨機(jī)排列的各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有針對實(shí)驗(yàn)單元的不同有針對性地舉例,使學(xué)生更容易理解與掌握。

四、強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn)的理解性記憶

統(tǒng)計(jì)思維不同于一般的邏輯思維和數(shù)學(xué)思維,新概念、新名詞術(shù)語較多,在講授基本原理時(shí),對顯著性測驗(yàn)的基本原理、方差分析的基本原理等,教師要盡量避免只交代方法步驟而使學(xué)生不知其所以然,盡可能用通俗的語言把統(tǒng)計(jì)方法的直觀背景、基本思路,以及應(yīng)用某種方法時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)盡量作出明確的說明,理清各種統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用條件與適用范圍,以防張冠李戴,盲目套用[3]。另外,據(jù)初步統(tǒng)計(jì),在我們所涉及的教學(xué)內(nèi)容中給予編號的公式就達(dá)215個(gè),而且有些公式是十分復(fù)雜的[4-6]。這些公式對于數(shù)據(jù)的整理、分析非常重要,可是這么多的公式如何記憶,是一件讓學(xué)生感到困難的事情。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)對一些原本應(yīng)理解記憶的公式死記硬背,照書上例題“依樣畫葫蘆”,按照例題做練習(xí),而并不了解公式的基本原理和分析結(jié)果的實(shí)際意義。這就要求教師在講解時(shí)要強(qiáng)調(diào)公式的含義、原理,教授學(xué)生根據(jù)原理舉一反三推導(dǎo)出一系列相關(guān)公式。如單因素、多因素的各類試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分析,對于平方和和自由度的分解各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)都有各自的公式。只要教師讓學(xué)生掌握了單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平方和、自由度的分析原理,就能引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)出其他類型的平方和、自由度公式,加強(qiáng)他們的理解和記憶。

五、改變考試的方式,培養(yǎng)學(xué)生綜合利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識的能力

傳統(tǒng)的《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程考核都以閉卷的形式進(jìn)行,以名詞解釋、填空、選擇、判斷、簡答、計(jì)算為主要類型,但經(jīng)過幾年的教學(xué)后,筆者發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生不能學(xué)以致用,往住在考后數(shù)日或走上工作崗位后又“全部還給老師”。學(xué)生在自己設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí),將教師上課所講的要注意設(shè)置合理的重復(fù),對照等基本的試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則拋諸腦后。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是因?yàn)閷W(xué)生要及格、考高分,必須背各種基本概念,記眾多的公式,結(jié)果自覺不自覺地把主要精力放到了“死記硬背”上[7]??紤]到《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的應(yīng)用性,教師可以考慮將傳統(tǒng)的閉卷考試改為開卷考試,以具體的試驗(yàn)為例,對學(xué)生從最初的設(shè)計(jì)到最后結(jié)果的分析進(jìn)行系統(tǒng)的考核,從實(shí)際運(yùn)用上讓學(xué)生學(xué)好《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》。這樣可給學(xué)生充分的學(xué)習(xí)空間,使其能更好地把握基本知識點(diǎn),并用更多的時(shí)間去探索統(tǒng)計(jì)學(xué)在實(shí)踐中的應(yīng)用,從而提高運(yùn)用知識對實(shí)際問題進(jìn)行分析與處理的能力。另外,教師可通過實(shí)驗(yàn)課的上機(jī)考試將統(tǒng)計(jì)軟件Excel、DPS、SAS、SPSS的運(yùn)用單獨(dú)進(jìn)行考核,使學(xué)生充分利用現(xiàn)代化手段收集、整理、分析統(tǒng)計(jì)資料,特別是能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中把過多的時(shí)間精力耗費(fèi)在冗雜的手工計(jì)算上[2,8]。這種開卷考試可促使學(xué)生平時(shí)認(rèn)真學(xué)習(xí),考前進(jìn)行全面、系統(tǒng)的復(fù)習(xí)、整理,引導(dǎo)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中注重實(shí)際能力的培養(yǎng)。

對于《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程的學(xué)習(xí),筆者也經(jīng)歷了艱難的學(xué)習(xí)過程,因此比較了解學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),在授課時(shí)針對他們的重難點(diǎn)著重講解原理的根本,并予以簡單的例子加以驗(yàn)證,例題由簡到難,學(xué)生更易掌握。統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容博大精深,對于一線教研人員而言,如何學(xué)好、教好、用好統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)知識,如何使學(xué)生能夠?qū)W以致用、觸類旁通,是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。因此,探索適合本專業(yè)特色的教學(xué)內(nèi)容體系、適合不同教學(xué)內(nèi)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(xí)興趣,深入理解生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理,熟練掌握常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)資料的統(tǒng)計(jì)分析方法是每一位講授《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程的教師需要長期探索的問題。