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信息時代生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的探索與實(shí)踐論文
生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)、動物科學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是科學(xué)研宄和實(shí)踐應(yīng)用的重要基礎(chǔ)工具，是應(yīng)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(xué)科，是概率論與數(shù)理統(tǒng)計在生物方面的應(yīng)用，屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)的范疇。它不僅為我們提供了如何正確地設(shè)計試驗(yàn)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(xué)結(jié)論的方法。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備正確處理和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程以及完成畢業(yè)論文奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研宄能力以及獨(dú)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(xué)具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)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(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯推理能力，相比其他專業(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(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)改革取得了一定的經(jīng)驗(yàn)[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(xùn)環(huán)節(jié);在教學(xué)手段上，與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用相脫節(jié)，缺乏高質(zhì)量的教學(xué)課件;在教學(xué)過程中對生物統(tǒng)計學(xué)軟件的開發(fā)與應(yīng)用也比較滯后，從而導(dǎo)致學(xué)生對生物統(tǒng)計學(xué)的實(shí)際應(yīng)用能力偏低。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)計的基本原理，熟練掌握常用試驗(yàn)設(shè)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(jī)結(jié)合起來，以適應(yīng)社會對人才需求的變化，是一個亟待解決的問題。作者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容的合理編排、教學(xué)形式的靈活應(yīng)用以及教學(xué)環(huán)節(jié)的有效把握等方面，就如何提高生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)效果，談?wù)勛约旱囊恍w會和思考。
1合理使用教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)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源，也是教師進(jìn)行教學(xué)的依據(jù)，貫穿整個教學(xué)過程，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證[6]。近幾年來，隨著教學(xué)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(diǎn)，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(rèn)為目前尚無符合數(shù)學(xué)邏輯的較為完美的教材，這也許與生物統(tǒng)計學(xué)這門課自身的特點(diǎn)有關(guān)。作為一名生物統(tǒng)計教師，要想取得良好的教學(xué)效果，就必須博覽群書，歸納、整理和總結(jié)各家所長，深切領(lǐng)會生物統(tǒng)計教學(xué)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(xué)邏輯編排各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，
使學(xué)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(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布、、分布和二項(xiàng)分布等編排在同一章，而不同性質(zhì)資料的顯著性檢驗(yàn)所依賴的理論分布不同，計量資料的顯著性檢驗(yàn)的理論依據(jù)是正態(tài)分布、標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)的理論依據(jù)是二項(xiàng)分布，其統(tǒng)計量的計算公式來源于二項(xiàng)分布的原理。所以，為了便于學(xué)生系統(tǒng)理解和掌握，應(yīng)該將計量資料的顯著性檢驗(yàn)的理論分布和檢驗(yàn)方法編排在一起講授，而將計數(shù)資料的顯著性檢驗(yàn)的理論分布和檢驗(yàn)方法編排在一起講授。
2改革教學(xué)方法，運(yùn)用多元化的教學(xué)形式
生物統(tǒng)計學(xué)的理論性相對較強(qiáng)，內(nèi)容相對枯燥和抽象，單一的教學(xué)形式容易導(dǎo)致學(xué)生注意力渙散，產(chǎn)生視覺、聽覺和思維疲勞。做為一名教師必須認(rèn)真撰寫教案或講稿，認(rèn)真?zhèn)湔n，根據(jù)教材各章節(jié)的具體情況，選擇多種適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式和方法貫穿于教學(xué)過程中，力求做到教學(xué)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(yàn)設(shè)計方法不同，顯著性檢驗(yàn)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(shè)計與成對設(shè)計兩種設(shè)計資料的統(tǒng)計比較方法對比起來講解，從而有助于學(xué)生加深記憶，避免混淆;有時可采用演繹法，例如講到算術(shù)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(shù)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(yīng)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行證明推導(dǎo)，一方面需要相當(dāng)好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，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(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)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(xí)相結(jié)合的方法，例如，在講授試驗(yàn)資料的整理、假設(shè)檢驗(yàn)、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(chǔ)上，借助計算機(jī)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(jié)果，并安排適當(dāng)?shù)臅r間讓學(xué)生動手練習(xí)。
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(xué)方法相結(jié)合，避免滿堂灌”。經(jīng)常在講課過程中提出問題，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考，適當(dāng)‘設(shè)疑”，活躍課堂氣氛，吸引同學(xué)們的注意力，在每次課結(jié)束前，有意識地留出一定的時間，讓學(xué)生提問，以了解學(xué)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(jìn)一步加深學(xué)生對所講授內(nèi)容的理解記憶，增強(qiáng)學(xué)習(xí)生物統(tǒng)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(shè)良好的教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生判斷、思維、推測、論證等多項(xiàng)技能，促進(jìn)其邏輯思維能力的發(fā)展。課堂講授是生物統(tǒng)計教學(xué)過程的主要形式，授課時應(yīng)注意概念準(zhǔn)確，條理清楚，邏輯性強(qiáng)，全面把握課程的深廣度，突出教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)，難點(diǎn);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(dāng)調(diào)整講課進(jìn)度與講授方式，修改完善授課內(nèi)容，力求使教與學(xué)兩方面協(xié)調(diào)一致，以提高教學(xué)效果。
3明確教師職責(zé)，既教書又育人，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長
作為一名教師，應(yīng)明確自己的職責(zé)，愛崗敬業(yè)，積極承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，以對國家、對學(xué)生高度負(fù)責(zé)的精神對待自己的教學(xué)工作。努力學(xué)習(xí)、刻苦鉆研業(yè)務(wù)，不斷提高學(xué)術(shù)水平。認(rèn)真學(xué)習(xí)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(yīng)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(shí)，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，以自己的言行規(guī)范同學(xué)們的思想意識，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，幫助學(xué)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(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)起著潛移默化的作用，在生物統(tǒng)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(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，啟迪學(xué)生樹立發(fā)奮學(xué)習(xí)、將來為祖國建設(shè)獻(xiàn)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(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新精神;通過指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析歸納、綜合表達(dá)的能力;通過課堂講授，在教學(xué)語言、教學(xué)方法、版書設(shè)計等方面，給學(xué)生起示范作用，培養(yǎng)學(xué)生的從師素質(zhì);通過認(rèn)真批改學(xué)生作業(yè)和耐心答疑，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
由于生物統(tǒng)計學(xué)具有數(shù)學(xué)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(yīng)用，如果原理沒有掌握好，具體應(yīng)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(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(包括一些常用的統(tǒng)計量，如均方、標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)誤等)或常用的實(shí)驗(yàn)術(shù)語和統(tǒng)計術(shù)語，后面直接利用這些基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識，或在講課過程中直接使用統(tǒng)計術(shù)語或?qū)嶒?yàn)術(shù)語，如果這些基礎(chǔ)知識沒有理解或掌握，聽課時就會反應(yīng)遲鈍，影響聽課效果，久而久之，就會感到越聽越糊涂，越學(xué)越不明白，結(jié)果可想而知。因此必須嚴(yán)格要求學(xué)生按時上課，不準(zhǔn)隨意曠課、遲到、早退，同時，上課要認(rèn)真聽講，積極思考，順著教師講課的思路，認(rèn)真詳細(xì)地做好筆記，便于今后復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)內(nèi)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(xué)生才可以及時解決學(xué)習(xí)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(xí)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(xué)計劃和內(nèi)容安排，并針對學(xué)生提出的問題及時優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)教學(xué)相長和師生的共同進(jìn)步與發(fā)展。在教學(xué)過程中筆者主要采用課間交流、作業(yè)批改、手機(jī)短消息、無記名隨堂問卷調(diào)查等形式，保持教學(xué)互動和師生間必要的交流;通過E-mail等網(wǎng)絡(luò)交流工具實(shí)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(xué)情況，有針對性地改進(jìn)教學(xué)效果。
4充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)施、手段，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和多媒體設(shè)備的普及，多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)(MCAI)作為現(xiàn)代教育技術(shù)的一種重要手段，目前在國內(nèi)外被廣泛地應(yīng)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(jī)輔助教學(xué)和傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生進(jìn)行對比、綜合和歸納，培養(yǎng)學(xué)生的理解能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，在學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)方面，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)方式不可比擬的效果。生物統(tǒng)計學(xué)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(jìn)行演算，既浪費(fèi)課堂教學(xué)時間，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(jī)交流，在生物統(tǒng)計教學(xué)過程中恰當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w計算機(jī)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(yīng)用高科技、緊跟時代步伐的觀念，開闊了學(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(jī)等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。
第二，多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)能以文字、圖形或動畫方式直觀地展示生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)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(xué)生集中注意力，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生的理解和記憶。
第三，多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)授課的信息量大，而且可以根據(jù)需要，及時銜接到相關(guān)的統(tǒng)計網(wǎng)站或網(wǎng)頁，靈活地向?qū)W生傳遞相關(guān)的教學(xué)信息。在教學(xué)過程中，可以有意識地關(guān)注并介紹一些主要的統(tǒng)計學(xué)網(wǎng)站和論壇給學(xué)生，借助網(wǎng)絡(luò)達(dá)到溝通和共同提高的目的。
第四，多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)可以以計算機(jī)為媒介，通過‘網(wǎng)絡(luò)課堂”模塊，為學(xué)生提供自我學(xué)習(xí)空間，實(shí)現(xiàn)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程及教學(xué)方法，將授課內(nèi)容進(jìn)行模擬，并以Flash動畫的形式再現(xiàn)，學(xué)生可以隨時瀏覽、學(xué)習(xí)，從而為學(xué)生營造了良好的自我學(xué)習(xí)空間，調(diào)動了學(xué)習(xí)的主動性;當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)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?qū)W生進(jìn)行討論，實(shí)現(xiàn)師生之間的直接交流與互動。
第五，多媒體教學(xué)使生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)智能化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。生物統(tǒng)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)，而在于樹立統(tǒng)計觀念，培養(yǎng)學(xué)生新的統(tǒng)計學(xué)推理思維能力，學(xué)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(xué)基本原理，懂得如何運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)原理處理科學(xué)研宄中的信息，并能夠應(yīng)用統(tǒng)計分析軟件正確地處理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的生物統(tǒng)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)生被動地做筆記、復(fù)習(xí)、考試，這種教學(xué)模式不利于學(xué)生熟練掌握這門課程。應(yīng)用多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)，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(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與生物統(tǒng)計軟件應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，開闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。
5積極開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個教學(xué)體系中有它獨(dú)特的地位，它是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段，是將知識轉(zhuǎn)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(yīng)該是通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)出良好的思維習(xí)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(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以運(yùn)用多種感官來接受信息，不僅容易引發(fā)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)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(luò)系統(tǒng)的互動平臺強(qiáng)調(diào)發(fā)揮教師的教學(xué)主動性和學(xué)生的積極參與性，而學(xué)生可以隨時進(jìn)入學(xué)習(xí)內(nèi)容，動態(tài)的鏈接或?qū)Ш街敢�，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)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(xí)興趣的激發(fā)與保持是極為重要的。此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)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(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性方面發(fā)揮了積極的作用。
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