“生物统计学”课堂教学和考核体系改革的探索

关天霞 张有富 张芬琴

[摘 要] 生物统计学是生命科学领域进行研究工作必不可少的一门工具学科，为了提高学生毕业论文设计以及未来进行科学研究的能力，根据“生物统计学”课程教学主要存在的问题，提出了将OBE教育理念深入贯彻到教学过程中，优化课程教学内容，将理论教学与实践教学相结合，将SPSS统计软件操作与教学内容紧密结合，探讨采用启发式教学、问题驱动式教学和团队教学法相结合的课堂教学模式，建立合理的考核评价体系。结果表明，可提高学生分析和解决实际问题的能力，达到提升人才培养质量的效果。

[关键词] 生物统计学;课堂教学;考核体系

[基金项目] 2015年度国家自然科学基金项目“畜禽粪便中重金属在河西走廊绿洲农业土壤-蔬菜系统传递与积累过程研究”（41461075）;2020年度甘肃省高等学校创新创业教育改革项目“‘1制2型3阶段、1师3导走全程创新创业育人模式的构建与实践”（2020-18）

[作者简介] 关天霞（1984—），女，甘肃白银人，博士，河西学院生命科学与工程学院副教授（通信作者），主要从事土壤环境质量与农产品质量安全、生物统计学研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）19-0089-04      [收稿日期] 2020-12-26

生物统计学是应用数理统计的原理来研究生命科学领域的一门学科，属于应用型学科。“生物统计学”是许多高校的农学类、林学类、医学类及生物类等专业的基础课程[1-3]，是生命科学领域研究人员、高校教师进行研究，以及学生进行毕业论文设计和未来进行科学研究所必须要掌握的一门工具课程[4，5]。“生物统计学”主要以概率论、线性代数为基础，教学内容数学理论较深，含有复杂、繁多而且抽象的公式推导，并且还要用这些数学的方法来揭示生命科学领域杂乱无章的现象下面掩盖的本质规律，课程的实践性很强，重点强调分析和解决实际问题的能力。与其他比较形象直观的课程不同，学生普遍感觉“生物统计学”难度较大，不易掌握。该课程的传统课堂教学方法是以教师教授为主，采用以闭卷考试为主的传统考核方式，使得学生只注重应付期末考试，而忽视了知识的掌握与实际应用，已经无法适应目前素质教育的培养要求。

一、“生物统计学”课程教学主要存在的问题

自2012年以来，学院的“生物统计学”课程由48学时压缩到40学时再压缩到32学时，实践课程也从原来的8学时到没有，也就是32學时内要让学生学完“生物统计学”这门课程的所有学习内容。然而，随着大数据时代的来临，对学生统计能力的要求越来越强，所以，如何在有限的学时内达到教学效果，对教师和学生来说，都是一个严峻的考验。成果导向教育（OBE）理念是国际上广泛认可的先进的教育理念[6，7]，教育已经从传统的以教师为中心转变为以学生为中心，所有的教的目的、教学质量的好坏都以学生学习成果作为评价标准[8]，所以，如何掌握学生的学习成效显得尤为关键。如何将OBE教育理念应用到“生物统计学”课程中，以提高学生的学习效果，是一个迫切需要解决的问题，这就需要教师进行严谨的教学设计。笔者想让学生掌握什么内容，怎么去掌握这些内容，怎么知道学生已经掌握了这些内容，这些问题都需要考虑。在传统“生物统计学”课堂教学中，只是以满堂灌的授课方式，教师给学生讲授了大量的公式，强调了计算，但缺乏实际应用。学生学完之后，只是记忆了一些公式，而不知道该怎么应用，碰到一些实际问题不知道怎么解决，甚至有的学生认为“生物统计学”是一门难学而无用的课程。有些专业在设置时为了减轻学生压力，甚至取消了这门课程，这就给学生进行毕业论文设计，乃至未来进行科学研究造成了很大的障碍。鉴于这种情况，我们应该进行深刻反思，也迫切需要教师对“生物统计学”课程进行课堂教学以及考核评价体系的改革，以满足学生未来的需求。

二、“生物统计学”课堂教学改革措施

（一）结合学生学习现状，优化教学内容

课程教学大纲中“生物统计学”只有32学时，而且全部都是理论课时，结合课程特点和学生学习现状，笔者将学时分解为理论学时26学时和实验学时6学时，因为课时量较少，所以实验课时内容主要包括试验设计（包括试验计划书的编制）、数据收集与处理、统计分析软件的基本操作。在教学中，结合学生目前学习情况及其他课程合理安排实验内容。比如在试验设计这一个实验中，因为学院在学生大一的时候已经安排了学业导师，到课程开设时，学生基本已经有了自己的毕业论文导师和毕业论文题目，笔者就会要求每位学生根据自己的毕业论文内容和研究目的选择合理的试验设计方法，并确定好试验方案，编制出详细的试验计划书，为学生后期进行毕业论文试验打好基础。在数据收集与处理实验中，结合同学期开展的植物生理学实验课程内容或者导师开展的项目研究，让学生具有了收集数据的原始资料，之后让学生收集数据，核对数据，拿到杂乱无章的数据时教会学生怎么用软件（最常用的是Excel）进行整理，并用图形或者三线表表示出来，这样数据结果清晰整齐。在统计分析软件的基本操作这个实验中，主要选择SPSS统计软件，主要是由于SAS、R、Stat和Origin等涉及语言编程，比较难学[4，9]，而SPSS（Statistical Package for the Social Science）是一个大型社会科学统计软件包，界面比较友好，方便易学，而且功能强大，几乎可以解决全部的统计分析问题[ 10 ]，学院最早没有机房，只能让学生自备或者借用同学的笔记本电脑，提前根据自己的电脑系统安装好SPSS统计软件，然后在上课时，随机出一些试验题目或者让学生利用自己已经做出的实验数据，从已经学过的理论知识中判断出是哪种试验设计，比如，成组或者配对试验设计、单因素完全随机试验设计、双因素随机区组试验设计或者是拉丁方试验设计等，选择合适的统计分析方法。通过实验课时的增加，明显感觉学生兴趣增加，可能主要是因为学生在学完理论课后，又能利用自己所学的知识解决研究中的实际问题，让学生感觉学有所用，而且在课程中学生参与度也大大增加。在之后学生完成毕业论文过程中，老师普遍反映，学生对于试验设计的掌握、数据的处理与分析能力及作图制表能力明显增强，学生毕业论文质量明显提高，达到了良好的学习效果。