引論:我們為您整理了1篇生物統計論文范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
生物統計論文:生物統計學精品課教學創新論文
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的6-7學時,降到現在的4學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學
生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。 (三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保障有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
2世紀2年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有5余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)多方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展多方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,得出試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。公務員之家
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的課程。作為精品課程的載體,應具有的教師隊伍、的教學內容、的教學方法、的教材、的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的發展而深受學生歡迎的一門課程。
生物統計論文:SPSS生物統計學本科教學論文
一、SPSS軟件的基本特點以及數據文件的建立、導入與導出
李春喜教授主編的第五版生物統計學教材中,前一章內容分別為概論。結合SPSS特點,在講授本章內容的同時,SPSS上機實驗課應設置為SPSS軟件的界面介紹、基本特點和作用,數據的建立、導入與導出部分。SPSS軟件的特點與作用:SPSS(StatisticalPackagefortheSocialScienceorStatisticProductsandServiceSolution)軟件是于1968年由美國斯坦福大學(StanfordUniversity,USA)的三位研究生研發而成,并以此名創立SPSS公司。該軟件操作簡單,易學易用,具有較強的統計功能和強大的作圖功能,特別是能夠快速地完成大量的、煩瑣的、專業的和復雜的數據統計分析,是國際上認可的專業統計分析軟件之一。其可廣泛應用于統計分析(例如均值比較、相關分析、方差分析等)以及統計圖形(例如柱狀圖、散點圖、餅狀圖等)的制作和編輯。在介紹這些功能的同時,打開SPSS窗口,兼并介紹SPSS視圖窗口中標題欄、菜單欄、數據單元格顯示、工具按鈕、數據視圖和變量視圖的一些簡單用法。數據文件的建立:SPSS軟件打開之后,會進入數據編輯窗口,新建一組數據后可將變量依據實驗內容進行命名,并選擇輸入數據的基本變量類型(例如數值型、逗號型、句點型、科學計數型、日期格式型、美元型、定制貨幣型和字符串型等)。數據文件的導入與導出:SPSS可以導入SPSS(*.sav),Exce(l*.xls),dBASE(*.dbf),ASCⅡ(*.dat,*.txt),Access(*.mdb),Lotus(*.w*),Foxpro(*.dbc)等數據文件,以及各類SASS數據文件。即從菜單選擇File中選Open,彈出OpenFile對話框,文件框內顯示以選擇所需文件后綴類型,之后選擇對象,單擊打開(O)按鈕,或雙擊對象文件,從而將文件導入。同樣文件的導出通過File中的save/saveas(保存數據對話框),選擇保存路徑,鍵入文件名,確定數據類型,單擊保存(S)按鈕,其導出文件。
二、應用SPSS軟件的基本統分析
教學材料第二、三章內容為資料的整理與特征數的計算、概率和概率分布,結合教學內容SPSS上機實驗課應設置基本統計分析課程,該部分包括數據匯總報告和描述性統計分析兩方面的內容。基本統計分析可通過菜單欄的分析(Analyze)窗口進入,點擊分析欄之后,鼠標放置數據匯總報告(Reports)欄,即可顯示分層報告(OLAP—OnlineAna-lyticalProcessing)、數據匯總(CasesSummarize)、行匯總報告(ReportSummariesinRows)、列匯總報告選項(ReportSummariesinColumns)。其中分層報告主要用于中位數、較大值、最小值、方差、偏度系數等統計描述;數據匯總可用于對編輯窗口中的數據在結果窗口中羅列出來,以便瀏覽和打印,同時也可對數據的基本特征進行描述;行匯總報告可羅列原始數據,其格式是以觀察單位和統計量為行標目,以報告變量為列標目;列匯總報告主要用來生成按列顯示統計量計算結果的報告,同時也可以完成許多統計計算。當鼠標放置描述性統計分析(DescriptiveStatistics)位置后,選中響應的功能即可進入頻數分析(Frequen-cies)、描述性分析(Descriptives)、探索性分析(Ex-plore)、多維交叉表分析(Crosstabs)、比值分析(Ratio)窗口從而根據自己的目的進行響應的數據分析。
三、應用SPSS軟件的均值比較和方差分析
生物統計學基本知識熟悉之后,在隨后在課堂教學中會開始進行統計推斷和方差分析部分的內容。SPSS實驗課在此部分結合課堂教學相應的設置均值比較和方差分析上機內容。均值比較可通過菜單欄的分析(Analyze)窗口進入,點擊分析欄之后,鼠標放置數據均值比較(Com-pareMeans)上即可顯示相應分析欄:平均數基本分(Means)可用于定量資料的統計分析,按分組變量計算因變量的描述統計量值,如均值、方差、標準差、偏度、峰度等統計量,并顯示結果;單樣本T-test(One-SampleTTest)單樣本t檢驗主要用于樣本平均數和已知總體平均數的比較;獨立樣本T-tes(tInde-pendent-SamplesTTest)可用于檢驗兩個獨立樣本的總體平均數之間是否有顯著差異;配對樣本T-test(Paired-SamplesTTest)用于配對計量資料的比較,檢驗配對樣本差值的總體均數與0的差異有無顯著意義,以及配對樣本是否相關方差分析包括單因素方差分析和多因素方差分析。其中單向方差分析(One-WayANOVA)可通過均值比較(CompareMeans)進入,其用于隨機設計資料的多個樣本均數比較和樣本均數間的多重比較,也可進行多個處理組與一個對照組的比較。多因素方差分析可通過分析欄里的多因素方差分析(GeneralLinearModel)選項進入,進入之后會設置四個不同要求的選擇:單變量多因素方差分析(Univariate)可用于一個因變量受一個或多個自變量影響的方差分析;多因變量方差分析(Multivariate)主要用于多個因變量受一個或多個因素變量或協變量影響的方差分析;多因變量方差分析(Multivariate)對同一因變量進行重復測量的方差分析;混合效應分析(VarianceCompo-nents)用來估計每個隨機因素對因變量方差的貢獻。在分析過程中可根據不同的需要和要求,選擇相應的方差分析。
四、應用SPSS軟件的回歸和相關分析
在方差分析之后,李春喜教授主編的第五版生物統計學教材第七章內容為直線回歸和相關分析。根據課程設置,SPSS上機實驗課應設置為回歸分析和相關分析的內容。回歸分析包括線性回歸分析和可轉化的線性回歸分析。其中線性回歸分析包括一元、多元線性回歸,其可通過分析(Analyze)中的Regression選項進入,進入之后可通過選擇Linear選項進行數據的線性回歸分析;可轉化的線性回歸分析,是將非線性數據通冪指數、倒數、等轉化,轉化為可線性回歸的數據,從而進行分析,其可通過Regression里的CurveEstima-tion選項進入。相關分析是一種將客觀事物之間相互聯系反映到數量上,從而說明相關變量之間關系的一種分析。SPSS軟件中可通過分析(Analyze)中相關(Correlate)里的Bivariate選項進行二元變量的相關分析;當實驗要在進行排除其他變量影響下的兩變量相關分析時,可通過選擇相關(Correlate)里的PartialCorrelationAnaly-sis進行偏相關分析;而當研究問題涉及變量較多,眾多變量間的相似性和信息交疊使得我們難以從中提煉出主要信息時,可選擇相關(Correlate)里的Distances來進行距離分析。五、總結本人依據生物統計學的實際教學經驗,將李春喜教授所編生物統計學第五版教材的教學內容與SPSS統計學專業軟件的基本功能相結合,對不同章節的教學內容全部在SPSS軟件中進行操作應用。通過SPSS實驗教學與生物統計學課堂教學的相互照應,必將加深學生對本門的掌握程度,同時在以后的現實應用中也必會起到良好的效果。
作者:馬建輝 張黛靜 姜麗娜 邵云 單位:河南師范大學
生物統計論文:成績統計生物教學論文
一、分析高中生物成績統計對教學的意義
高中生物的考試成績是教師教學成效的重要反映,因此生物考試成績的統計工作就顯得至關重要。有效的成績統計不僅是教師評價學生學習情況的重要參考依據,同時也對教師后續教學進行改進和發展具有舉足輕重的作用。可以說,高中生物成績的統計對教師教學有著重要的意義。
二、探析有效發揮生物成績統計作用的途徑
1.增強成績統計的頻率
高中生物考試一般來說分為月考、季考、期中考試和期末考試,而往往考試成績出來之后,大部分教師只會對期中考試和期末考試進行統計,結合這兩次的考試成績來分析學生這半學期和一學期的成績,而忽略了如學生臨時抱佛腳、在考試中偷看別人成績等情況。僅僅是統計期中、期末成績往往不能科學地、真實地反應學生的實際學習情況,因而教師應該對月考、季考甚至是周考進行統計,雖然統計工作比較繁雜,但是增強高中生物成績統計頻率,在很大程度上可以真實地反映學生的成績。
2.運用工具軟件進行成績統計
教師應該充分掌握計算機技術,并將此充分地利用到生物考試成績的統計工作中,相較于傳統手動統計成績來說,運用計算機工具軟件更有利于發揮成績統計的作用,在統計的整體上比傳統手工統計更加系統化、便捷化,教師通過軟件統計出來的數據能夠更加一目了然地看出學生分數分布情況。在生物考試成績統計中,鑒于軟件成績統計的優越性,教師還可以將成績提高或者是成績明顯下降的同學清晰地標記出來,更有利于之后教學的開展。
3.細分成績統計內容
發揮生物成績統計在教學中的作用,教師還應該將成績的統計進行細致劃分。傳統高中生物成績的統計內容往往是“姓名、成績、名次”,而細分統計內容則是在統計時,會增加具體知識點的成績統計,如“生物新陳代謝章節知識點分數”“生殖和發育章節知識點的分數”等,雖然這種細分工作很繁雜,但是一旦統計出來,教師就會對學生的掌握情況有了比較清晰、深刻的了解,相比于不了解學生學習狀況就進行教學活動更加有效率,也能有針對性地進行教材講解。
4.對成績統計進行描述性分析
每次進行成績統計之后,大部分教師往往會就此結束生物成績統計工作。其實,在統計之后,教師還應該對統計的結果進行描述性分析,也就是對統計做一個規律性的總結。如教師可以統計學生在“細胞”學習中,哪些知識點還沒有掌握,還可以對學生整體在考試成績中反應出的問題進行總結性的分析。統計的本質在于能夠促進后續教學的有效進行,只“重形式不重結果”是違背成績統計的初衷的。
5.增加成績統計的對比分析
在高中生物成績統計時,教師可以對這學期已經完成的考試成績統計進行綜合的對比分析。幾次生物考試的成績往往能夠反映該學生在總體知識上的掌握程度,因而教師通過科學的對比來研究不同學生對知識點的掌握情況,對之后的教學該如何展開,該采取怎樣的教學手段提高生物教學質量等方面都有著重要的參考價值。
6.將統計結果及時和學生溝通
教師對學生成績統計完成并且做出一定的總結之后,要將改進的建議以及成績反映的狀況及時和學生溝通,因為所有統計的根本目的是為了學生能夠更好地改善當前的學習狀況,因而教師必須和學生進行有效的、針對成績上反映出的問題的合理交流,給予學生在后續生物學習上的科學的建議,充分發揮成績統計的作用。
三、總結
綜上分析可知,生物考試成績的統計工作對高中教學活動有著重要的影響,教師利用生物成績的統計來了解學生在學習中依然存在的問題,不僅可以幫助教師評價學生的學習情況,同時也對教師后續教學進行改進和發展起到了重要的推動作用。
作者:岑雙慶單位:橫縣第二高級中學
生物統計論文:生物統計學教學創新試析論文
摘要:根據21世紀對生物統計學課程的重新定位,在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革,強化了學生能力的培養。
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生本論文由整理提供物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐本論文由整理提供方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革
(一)加強電子課件及網絡平臺本論文由整理提供建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒本論文由整理提供有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保障有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,本論文由整理提供許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。
在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。超級秘書網
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)多方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展多方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物本論文由整理提供栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,得出試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的課程。作為精品課程的載體,應具有的教師隊伍、的教學內容本論文由整理提供、的教學方法、的教材、的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的發展而深受學生歡迎的一門課程。
生物統計論文:Minitab輔助的生物統計論文
一、鼓勵和充分利用多媒體教學
生物統計課程教學內容抽象,圖表較多,而傳統的教學手段具有耗時較多和難以直觀地通過圖表來體現數據特征的不足。多媒體教學中圖文并茂、生動活潑的特點既有助于集中學生的注意力,又能直觀地使學生對許多抽象的概念和理論有直觀的理解。如利用多媒體手段,在教學中先給出一個有2000個容量的30日齡豬仔體重的數據集做總體,利用Minitab做豬仔體重的散點圖,可以很直觀地看出30日齡豬仔體重總體呈正態分布,豬仔體重在6.0-8.0kg之間。然后從該總體中做有放回的抽樣,每次抽10個豬仔體重做一個樣本,計算該樣本的均值,該過程分別重復10次,得到10個均值,做出這10個均值的散點圖,可以看到該散點圖的輪廓并不是呈對稱的正態分布,隨著重復次數的增多,做出的散點圖越來越逼近正態分布。通過這種直觀的教學,能讓數學基礎較差的生物和食品學科的學生很直觀的理解抽樣分布的概念和了解抽樣分布的規律,并能直觀的觀察體會T分布如何逼近正態分布。其他如F分布、卡方分布、置信區間、兩類錯誤、P值的意義和線性擬合等知識均能通過借助Minitab先演示實際例子,然后引出抽象的理論,這既克服了以往只講理論公式的“填鴨式”教學,又克服了普通多媒體教學中不能體現“引導式”教學的弊端。通過教學反饋來看,取得了良好的效果。
二、結合學科實例講解抽象的理論
生物統計是利用統計學的方法和手段來解決實際問題,突出應用性。目前國內的很多生物統計教材,或者是數學學科的專家學者編著,其基本特點的是注重理論推導,忽視通過實例直觀的講述統計思想和過程;或者是講述的實例并不適用于生物和食品學科的科研和生產實踐。因此,這就要求教師在講述每一個概念理論時,要多舉一些具體學生經常遇到的生物或者食品學科的實例。如在講述基本的統計推斷時,在生物學科舉例如下:根據以往經驗,30日齡豬仔體重近似服從正態分布,體重均值為7.0kg,標準差為0.5kg,現從一種豬場隨機抽取30日齡10只豬仔稱重并收集數據,計算的體重均值為5.0kg,問豬仔體重有無改變。從這個實例可以直觀地看出總體均值和樣本均值是有差異的,統計推斷的本質是找出這種差異究竟是否抽樣引起的,還是真實存在的。統計的原假設都是無差異的假設,即差異是由抽樣引起的,備擇假設與原假設互補,即差異是真實存在的,下來需要估算抽樣的均值5.0kg是否在給定的顯著性水平α下落在總體分布的1-α內,如果落在1-α內,則不能拒絕原假設,如果落在1-α內之外,根據小概率原理,不可能發生的事情了,那就要拒絕原假設而接受備擇假設。這里有兩個問題需要重點強調:一是在原假設成立的前提下,得到的分布結果不在預定的范圍內,在推斷過程無誤時,那只能是原假設不能接受;二是小概率原理判定中的不可能事件是統計上的不可能,也就是一般發生的概率極小,而不是邏輯上的不可能。通過這種結合學科恰當實例講述的方法,便于學生在教學后揣摩體會生物統計的基本理論和怎么在科研生產中使用以及在哪里領域能使用等。
三、強調統計軟件在授課和課后中的使用
公式繁多和計算復雜是生物統計教學中一個顯著特點,因此引入合適的統計學軟件把人從浩繁的計算中解脫出來是一個迫切的任務。目前的統計學軟件有數十種之多,常見的有SAS,SPSS,Matlab,Minitab等。結合多年教學探索,選擇由美國賓州大學開發的Minitab作為教學軟件。與SAS相比,Minitab具可視化操作和容易上手等優點;與SPSS相比,有較強大的試驗設計模塊(Designofexperiments,DOE)和質量控制模塊。Minitab的常用菜單有:數據菜單、計算菜單、統計菜單和圖形菜單。使用頻率較高的統計菜單提供了包括基本統計分析和多元統計分析、回歸分析、非參數分析、探索性數據分析、時間序列分析、質量分析、性分析、列聯表分析、DOE和樣本含量估計等功能。其中的基本統計分析功能能滿足教學中所涉及的數據的統計描述、參數估計、Z檢驗、單樣本T檢驗、獨立T檢驗、配對T檢驗,一元方差分析、一元線性回歸和擬合優度檢驗。在課堂教學中,涉及所有計算均通過Minitab完成,既節約了課堂時間,又能通過幻燈片的操作演示,讓學生初步了解軟件的基本界面和基本操作。課堂學習是學習和理解的過程,布置適當的課后作業能更好地鞏固學習效果。每一章學習之后,留有3~5道作業,要求學生完成作業的電子版后統一發到課程教學公共信箱。作業要求在每一個題目后先寫出自己的分析思路,然后利用Minitab完成計算過程,并且把數據集和計算結果的截圖插入電子作業中,并對結果做出合理的生物學解釋。通過這種教學嘗試,激發了學生的思考能力和動手能力,基本上解決了國內目前在教學中存在忽略統計方法的軟件使用的問題,大多數學生在后續的本科論文中涉的統計推斷均能很好的利用Minitab完成。
四、基于Minitab講解試驗設計
客觀、科學、合理和可行是一個實驗設計的基本要求。首先,在教學中我們反復的向強調一個合理的實驗流程是這樣的:選擇研究問題提煉實驗因子和響應指標收集整理實驗數據根據實驗目標和數據特點選擇合適的統計方法分析結果及生物學解釋。其次,設計具體實例借助Minitab講述試驗設計部分的教學內容。相比人工制作實驗項目表格的繁瑣,利用Minitab實施試驗設計省時省力并為后續的分析工作提供了便利。Minitab的DOE模塊能快速完成生物學研究中的大部分試驗設計,如全因子設計、部分因子設計、響應曲面設計、混料設計、田口設計和響應優化等。如在生物和食品學科的實踐中,常遇到優化某種微生物培養基或者飼料配方的實驗設計,在單因素的基礎之上,就可以通過Minitab的DOE模塊完成兩種不同類型的優化設計:正交設計和響應曲面設計。正交設計是在DOE的子菜單點擊創建田口設計,在彈出窗口中,選擇因素后,選擇可用設計即可實驗方案設計的列表,設置重復試驗或者空白列以估計誤差,按此設計表實施試驗,將試驗結果填入設計表中完成整個實驗。在DOE子菜單點擊分析田口設計即可得到正交設計試驗的方差分析結果和各因素主效應圖,從圖可以很直觀的得出方案。此外,還可以使用DOE子菜單的預測田口結果菜單預測方案的效果。響應曲面設計基本上和正交設計類似,也是在DOE子菜單中完成設計和結果分析。Minitab的DOE模塊能滿足生物和食品科學常見的試驗設計及結果分析。用軟件代替以往試驗設計只講理論的教學探索,基本上解決了以往課程結束后學生難以正確進行試驗設計的問題。
五、結語
生物統計課程一方面因為其抽象的理論一直是我校生物和食品學科學生的“頭疼課”,另一方面因為其在科學研究中的實用性,又激勵學生要學好這門課程。在較短的教學時間內,通過如何提高學生的學習興趣和參與性來提高學習效果,一直是參與生物統計課程教學工作者不得不思考的問題。在教學中多舉一些來自生物和食品學科的教學實例,在講清楚概念理論的基礎上,著重突出學生以生物統計的相關知識來解決實際問題的能力;選擇MINITAB完成試驗設計及試驗數據的統計分析加強了學生的應用能力。通過這幾年的教學探索,取得了較好的教學效果,突出了應用性的基本要求。
作者:李彥杰周大祥楊俊年劉仁華單位:重慶三峽學院生命科學與工程學院三峽庫區可持續發展研究中心
生物統計論文:Excel和SPSS教學的生物統計論文
一、Excel在生物統計學教學中的應用
(一)創建圖表和圖形Excel制圖功能強大、便捷、圖形種類選擇性強。Excel提供的統計制圖功能,為教師在教學過程中提供了一個有力的工具,使用這一工具可以十分方便地制作課件輔助教學。隨著多媒體輔助教學的普及,Excel繪制的統計圖在統計教學過程中的應用已相當廣泛。在Excel的“插入”菜單項,選擇“圖表”選項,選擇合適的圖表類型及其子圖類型,選定數據區域,就可以快速繪制出各種美觀的統計圖形。用戶在繪制中或繪制完成后均可通過設計、布局、格式菜單對圖表類型、數據、繪圖區、坐標軸、圖例、網格線、圖表標題的格式等進行修改調整,直到滿意為止。常見的圖表類型有11大類,包括柱形圖、折線圖、餅圖、條形圖、面積圖、XY散點圖、股價圖、曲面圖、圓環圖、氣泡圖、雷達圖。每種大類中包含2至19種子圖表類型可供選擇。如,在數據資料的整理、直線相關與回歸分析的章節教學中,可借助Excel的繪圖優勢進行繪制常見的統計圖及XY散點圖,將數據資料轉化為更加直觀、形象的圖形表達方式,有助于學生對數據資料特征的認識及操作能力的提高。
(二)數據資料的統計分析在生物統計分析中使用較多的工具是“數據分析”,因此在使用之前需要先安裝“分析工具庫”。方法是打開MicrosoftExcel2007工作薄,單擊左上角的MicrosoftExcel徽標按鈕,在打開的列表中選擇“Excel選項”,選擇“加載項”,并在“管理Excel加載項”后單擊“轉到”,然后在打開的“加載宏”對話框中選擇分析工具庫,點擊確定。如果打開的“加載宏”對話框中沒有可用的加載宏,建議重新安裝Excel2007完整版。使用時打開菜單“數據”,“數據分析”就出現在該菜單的一項。在“數據分析”中,生物統計上常用的統計分析工具有直方圖、描述統計、抽樣、t檢驗、z檢驗、f檢驗、方差分析、相關和回歸分析等,可基本滿足數據資料統計分析的要求。利用這些分析工具在課堂上演示,既可以解決教學過程中的大量數據的計算問題,又能使學生很容易地理解和掌握相關檢驗方法的具體操作。
二、SPSS在生物統計學教學中的應用
SPSS原先是statisticalpackageforthesocialscience(社會科學統計軟件包)的縮寫,是由美國斯坦福大學的三位研究生于1968年研究開發成功,同時成立SPSS公司,是世界上及時個用于大型機的統計軟件,也是世界上應用最廣泛的專業統計軟件之一。隨著SPSS產品服務領域的擴大和服務深度的增加,其軟件的應用早已不再局限于社會科學界,因此SPSS被賦予了新的含義:StatisticalProductandServiceSolutions(統計產品與服務解決方案)。2009年SPSS公司被IBM并購,因此現在的SPSS是IBM公司推出的一系列用于統計學分析運算、數據挖掘、預測分析和決策支持任務的軟件產品及相關服務的總稱。自被IBM收購之后,SPSS每年的8月中旬都會推出新的版本。目前的近期版本是2013年8月推出的IBMSPSSStatistics22.0。SPSS軟件在生物統計教學中有以下優勢。
(一)統計分析功能強大SPSS的基本功能包括數據管理、統計分析、圖表分析、輸出管理等。在統計分析方面具有完整的數據輸入、編輯、統計分析、報表、圖形制作等功能。SPSS自帶11種類型136個函數,SPSS軟件囊括了各類成熟的統計方法與模型,為統計分析提供了多方位的數據整理、統計學算法和統計分析服務。SPSS提供了從簡單的統計描述到復雜的多因素統計分析方法。其分析過程包括描述性統計、比較均值、一般線性模型、廣義線性模型、混合模型、相關、回歸、對數線性模型、神經網絡、分類、降維、度量、非參數檢驗、預測、生存函數、多重響應、缺失值分析、多重歸因等幾大類。每大類中又分為幾個或多個統計過程,如,回歸中又分自動線性建模、線性回歸分析、曲線估計、二元Logistic回歸、多項Logistic回歸、有序回歸、Probit回歸、非線性回歸、權重估計、兩階最小二乘法等多個統計過程,而且每個過程中又允許用戶選擇不同的方法及參數,可以滿足非統計專業人士的工作需要。
(二)強大的圖表分析功能SPSS具有專門的繪圖系統,可根據需要繪制條形圖、線圖、面積圖、餅圖、高低圖、箱圖、誤差條形圖、人口金字塔、散點圖、直方圖等。也可根據圖表構建程序和圖形畫板模板選擇程序快速地設計或定制所需的統計圖形,其演示圖形系統,可容易地控制創建、編輯圖表的時間,大大減少工作量,并且還可以一次創建一個圖或表,然后使用作圖模板以節省時間。
(三)兼容性較好,具有較強的數據接口SPSS提供的強大的數據管理功能,可幫助操作者使用其他的應用程序和數據庫。支持Excel、Dbase、FoxBASE、FoxPRO、Access、SAS等格式的數據文件,通過使用ODBC(OpenDatabaseCapture)的數據接口,可以直接訪問SQL(結構化查詢語言),訪問標準的數據庫管理系統,通過數據庫導出向導功能可以方便地將數據寫入到數據庫中。SPSS的圖形可轉換為其他7種圖形文件,其分析結果可保存為*.txt、word、PPT及html格式的文件。這種強大的數據接口能夠使數據在不同形式中轉換分析,避免錄入數據的繁瑣步驟,能夠大大提高數據分析的效率和速度。
(四)SPSS軟件操作簡便、輸出結果直觀、針對性強SPSS19.0為多國語言版,使用者可選擇中文進行安裝,其Windows視窗和Excel操作界面清新、友好,全新的中文幫助文檔可使學習更輕松。SPSS的操作除了數據錄入及部分命令程序等少數輸入工作需要鍵盤輔助外,大多數操作可通過鼠標拖曳、點擊“菜單”、“按鈕”和“對話框”來完成。因此,用戶無需花大量時間記憶大量的命令、過程、選擇項。SPSS統計分析結果直觀、清晰、漂亮,其圖表具有高分辨率、色彩豐富、可視化和可讀性強的特點。用戶只要掌握一定的Windows操作技能,粗通統計分析原理,無需通曉統計方法的各種算法,就可根據輸出的圖表讀懂統計分析結果。SPSS針對初學者、熟練者及精通者都比較適用,初學者入門容易,上手較快,熟練或精通者可以通過編程來實現更強大的功能。將SPSS引入生物統計教學,統計中的數據處理和數值計算變得輕而易舉,教師可以集中精力傳授生物統計的思想方法,結合專業進行實例分析,提高教學效率,增強學生應用能力的培養。在生物統計教學中輔助Excel和SPSS兩種軟件教學的新模式,既可滿足不同層次學生的學習需求,又能夠彌補各自軟件的不足,因此,比較適合高職院校非統計專業相關生物統計課程的教學工作。
作者:趙秀敏單位:河南農業職業學院
生物統計論文:基于食品學科教學的生物統計論文
一、在改革之前,要讓學生把握這門課
1.如何盡快地把學生引進門。
把學生引進門很關鍵,直接關系到學生對這門課程的興趣問題和學生對這門課程學習的主觀能動性。所以要設法對生物統計這門課程的每一個知識點進行形象的歸納概括,找出規律性的解決問題的辦法,用學生易懂的語言進行。
2.如何應用到具體實踐。
學習生物統計的主要目的就是把這門課程應用于實踐。那么如何應用就顯得很關鍵。一個好的辦法是通過合適的案例分析來闡述如何進行試驗課題設計和統計分析,如何應用統計分析的結果找出規律性的認識或應用于具體實踐。
3.如何把手算和電腦軟件分析運算具體結合起來。
生物統計中的手動計算和軟件計算都很重要,但是如何把二者有效結合呢?因為這關系到對這門課程的理解及把握和利用現代分析軟件的分析應用問題。擬設想的辦法就是對于剛開始學習生物統計學和對于不復雜的統計計算就利用手動計算,讓學生切實把握統計分析的具體過程,有些統計分析過程計算太復雜,但是原理并不復雜,這時我們好借助軟件來進行統計分析而節省大量的時間來做更重要的事情。
二、實施生物統計學課程的教學改革
1.教學內容的有所為與有所不為。
目前教學改革的目的是要發揮學生的主觀能動性,所以要盡可能多地把一些基礎內容如實驗數據的整理與特征數留給學生自學,教師可不講,但是教師要安排相應的習題讓學生在自學時加以回答,因為帶著問題的學習效果會更好。但是對于核心的內容如假設檢驗、方差分析、回歸與相關分析、食品學科基本的試驗設計的一般步驟和方法、試驗設計實施結果的統計分析等,這些內容必須著力講述,重點闡述基本概念和基本原理,重點掌握生物統計方法在食品學科中的功能與用途、方法與步驟,讓學生把握其內在規律,提高學生解決復雜問題的水平;而對于定理的證明與公式的推導這方面不需要大花時間,因為筆者覺得這方面的內容實際上就是數學變換,可以留給學生在課下自學,教師有選擇性地重點講解結合學生課下的自主學習,可讓學生更快地步入生物統計學世界。而對于難點問題和復雜問題,則也主要靠教師的講述學生才可能把握,不過該怎么講呢?筆者覺得最簡單的方法是把一個難點問題、復雜的問題分解成若干簡單的問題,那么這個復雜的問題也就變得簡單了,學生也更易把握了。如方差分析這一部分看起來很難也很復雜,但是如果把其分解成平方和的求解、自由度的求解、方差的求解、F檢驗和多重比較這幾部分,也就不難把握這部分內容了。
2.注重食品學科中生物統計案例講解,理論結合實踐。
每年食品學科的科研和生產實踐都會有不少新成果,這些成果的取得大多是在統計學的指導下取得的,那么教師可通過具體的案例分析來探索這些成績是如何取得的,激起學生的興趣。對于一些入門的基礎知識可以多講,而對于入門之后的一些很復雜的計算應少講,只要告訴學生基本的分析過程和如何應用有關統計分析軟件來進行求解即可。
3.教學手段多樣化。
以現代的幻燈片課件教學為主,同時輔以傳統的黑板板書。對于容易把握的知識,可以用幻燈片課件教學。而對于難點、關鍵點和學生的疑問解答,好把幻燈片和板書結合起來,因為板書更隨意,可以較大程度結合上課的具體情況發揮教師的隨機應變能力,可依據具體情況而變動,這樣也易使課堂氣氛活躍,學生印象亦會深刻得多。
4.實現教學內容資源的數字化。
充分利用現代先進的數字化技術,制作合適的教學大綱、教學多媒體課件、習題和參考答案、教學案例等,并把這些內容掛網,以方便學生的課下學習。
5.手動練習和軟件應用相結合。
對于剛剛開始學習生物統計學的學生來說,加強手動練習是引領它們快速入門的一個好方法。手動練習可加強學生的理解能力,把握解決基礎的典型的統計分析和試驗設計的一般程序。但是隨著學習的不斷深入,手動計算會越來越復雜,不過基本的統計分析過程是類似的,這時就有必要借助軟件來分析和解決統計分析問題。軟件可以用來分析統計分析問題,也可用來進行試驗設計,學生應該先掌握一些統計分析軟件如SPSS和試驗設計軟件Design-expert的一些最基本的用法。
三、結語
筆者通過這幾方面的教學改革探索,取得了不錯的效果。學生覺得生物統計學沒有想象的那么難,產生了難能可貴的興趣,有不懂的問題也更愿意和老師、同學探討。當然隨著時代的不斷發展,要讓學生學好、教師教好這門課,食品學科的生物統計學教學方法也應不斷改進:進一步探索教學規律,優化教學過程,完善教學體系,提高該課程的教學質量。
作者:李翠芹何臘平陳平單位:貴州大學化學與化工學院貴州大學釀酒與食品工程學院貴州大學理學院
生物統計論文:提升科研素質的生物統計論文
1問題的提出
青海大學農牧學院草業科學系承擔著草業科學專業本科教學任務。在以往的教學中,《生物統計》課程的定位是服務于專業課程的專業基礎課,但是隨著青海大學進入“211”重點建設行列后,學校教學及科研工作都有了大幅度的發展,對教學工作和學生培養工作也提出了新要求,加之社會各級各類就業單位對本科學生綜合素質的要求越來越高,使得《生物統計》課程的外延發生了相應的變化,即課程不僅是服務于專業學習的基礎課,同時應該成為學生參與科研,開展科研活動必須具備的基本技能,也就是說,需要通過《生物統計》等課程來提升學生的科研素質。那么,為什么結合《生物統計》課程提出“提升學生科研素質”這一問題呢?近幾年來,青海大學農牧學院草業科學系在青海大學教學科研不斷快速發展的推動下,自身也有了長足發展。截止2012年底,草業科學系教師主持科研課題24項,其中部級5項、省部級課題9項、校院級課題7項,其他來源3項,合計科研經費720萬元,教師參加科研比例為。
由此反映出,隨著草業科學專業教師學歷和職稱的提高,教師申報獲批或參與的科研項目在不斷增加,這就需要大量的學生參與到科研活動中,并且為學生參與到科研中提供了可能,這樣,就使得草業科學專業學生參與到教師科研項目中的人數和比例逐年增加。同時,草業科學專業本科學生積極申報國家或青海大學的大學生科技創新項目,截止2012年,獲批的國家或青海大學大學生科技創新項目8項,共計20余人參與,其中有兩項在第11屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中獲三等獎,表明草業科學專業本科學生參與、甚至主持的科研項目面積不斷在增大。另外,近三年草業科學專業本科畢業論文中,86%的畢業論文選題來自教師在研的科研項目或學生自己獲批的大學生科技創新項目,表明學生的畢業論文是在參與科研項目的基礎上完成的,從今后的發展趨勢看,這一比例還將增大。綜上所述,作為支撐科學研究中試驗方案設計、試驗內容實施、試驗結果整理統計與分析的《生物統計》課程在學生培養中的作用重大。因此,為了適應草業科學專業本科教學的這一新形勢和新需要,提出了《生物統計》課程的教學需配合學生科研素質的提升這一問題。
2《生物統計》課程教學與學習中存在的突出問題
從《生物統計》課程的內容看,涉及較多的數學公式和抽象的統計概念,要求學生具備較為扎實的數學基礎和較強的邏輯思維能力。因此,《生物統計》課程一直以來就是草業科學專業課程中較難授課和較難學習掌握的課程之一。對草業科學專業大多數本科學生而言,該課程晦澀難懂,似乎與專業課程學習和參與科研沒有直接的聯系,更突出的問題是,即便學生能夠認識到該課程在今后專業學習和參與科研中的重要作用,但是很難將課程的學習和將其科學地應用在科研活動中有機結合起來,導致對該課程的學習僅僅就是學習一門課程而已,當面對如何設計科學研究試驗方案,如何布置試驗、實施試驗,如何獲取客觀的試驗數據,如何通過科學的統計分析方法揭示自然規律時束手無策,缺乏將《生物統計》課程內容與實際應用緊密結合起來的能力,這樣,一方面導致課程學習結束后不能繼續發揮課程的作用,一方面導致學生在參與科研中因統計學方面知識的欠缺而成為短板。也就是說,目前《生物統計》課程的教學沒有達到學以致用的教學目的。
3《生物統計》課程在提升學生科研素質中的作用
草業科學專業本科學生科研素質的培養主要體現在研究課題的設計與實施兩個方面。其中研究課題的設計與實施能力的培養是主要目標。《生物統計》課程的主要內容是運用概率論與數理統計的基本理論,合理地安排科學試驗,以獲得盡可能多的、能反映事物本質的信息,并通過正確合理的統計分析,揭示事物內在的客觀規律及相互作用。因此,通過課程中試驗設計的教學是可以提高學生設計研究課題試驗方案能力的。眾所周知,在科學研究中,試驗結果會受到系統誤差和隨機誤差的影響,使得試驗處理的真實效應受到許多非處理因素的干擾和影響,從而影響到科學試驗的度和度,甚至無法揭示真實的自然規律。這就要求科學研究人員不但要清晰地了解這一現狀,更重要的是必須通過科學合理的試驗設計和安排來減少或是避免這種不利影響,這樣,才能在有限的科研時限內獲得科研成果。因此,需要培養參與科研的學生的這種科學、嚴謹、一絲不茍的精神和切實可行的科研方法,而這種科研方法的培養是可以通過《生物統計》課程實現的。在科研中,獲得了大量科研數據后,面臨的一個重要問題就是如何通過試驗數據揭示自然規律。由于本科學生參與科研工作的沉淀相對不足,當面對大量的科研數據時,更是無從著手,不能通過科學合理的統計分析方法揭示規律,而通過《生物統計》課程是可以提高學生分析數據,揭示規律的能力的。
4提升學生科研素質,改革《生物統計》課程教學
4.1轉變《生物統計》課程的定位
在以往的草業科學專業本科教學中,《生物統計》課程的性質是專業基礎課,教學中側重于理論教學,在一定程度上忽視了課程的實踐性應用。因此,要使《生物統計》課程在提升學生科研素質中發揮作用,首先要轉變課程的定位,即將《生物統計》課程定位在培養學生具體應用能力,提高學生動手能力,提升學生發現問題解決問題能力上。簡單說,就是將《生物統計》課程定位于學生學習后能切實使用這一教學目標上。
4.2對課程理論內容的講解要有針對性,部分內容適當弱化
《生物統計》是一門既有理論又有實踐的課程。基于上述對課程定位的轉變,在學時有限的教學中,教師應當根據各章教學內容及教學要求的不同,采取不同的教學方式,對部分理論內容適當弱化。如統計學基礎知識部分,著重講清基本概念和基本理論即可,力求深入淺出。對于統計學基本原理,要緊密結合草業科學專業特點,著重講清發現問題、解決問題的基本思路來啟發學生的邏輯思維能力即可。對于課程中大量的數理統計學公式,應淡化演繹、推理過程,而將數學公式的統計學含義、在實踐中的應用條件和范圍、如何運用講解清晰。
4.3緊密結合科研實踐,增加實例教學
在課堂教學中,將基本的科研方法,如怎樣進行科研選題、如何收集資料、如何制定試驗方案和實施試驗、如何對試驗結果進行統計分析等穿插在授課內容中進行講授。同時,在減少教材中部分練習題的前提下,布置具有實際意義的綜合性練習,加強學生進行科研活動的基本訓練,使學生初步掌握科研活動的方法和途徑,為下一步參與到教師科研項目中打基礎。其次,在課程授課中,增加實例教學內容。例如,在講授隨機區組設計方法時,可以列舉本專業科研中牧草飼料作物栽培領域涉及的實例,如肥料、水分兩因素對燕麥產量的影響;在講授卡平方測驗時,可以列舉牧草飼料作物育種領域里的實例,如通過卡平方測驗中的適合性測驗來驗證披堿草某一性狀的遺傳規律等。通過實例教學,使得該課程不再枯燥難懂,而且將學生引導到實際問題中去,通過分析與互相討論,調動學生學習興趣,提高學生解決實際問題的能力。在實例教學中,所舉例子既要符合教學內容,又要有現實意義,緊密結合科研與生產中的實際問題,這對學生才有吸引力。不僅加深學生對授課內容的理解和記憶,而且對提高學生綜合分析和解決實際問題的能力大有幫助,能增強學生在以后的科研工作中的實際應用能力。
4.4增加統計軟件的學習
目前,隨著計算機技術在各領域的廣泛使用,科學研究中數據的處理及統計分析基本依靠相應的軟件來完成,常用的有SAS、SPSS、DPS等。雖然統計分析軟件功能強大,幾乎無所不能,但是前提是使用者要深入理解科研數據統計分析的應用范圍、適用方法以及對軟件分析結果的解讀,否則,要么面對數據和軟件不知如何下手,要么套用錯誤的分析模塊得不出正確的結論,要么面對軟件給出的豐富結果不知對自己真正有用的結論是什么。基于此,將計算機統計分析軟件的應用融入到教學過程中。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,在講清思路和分析步驟的基礎上,直接利用ExcelSPSS、DPS等統計分析軟件演示例題的分析過程與結果,并安排適當的時間讓學生動手練習。這種教學方式的改革,能夠發揮學生的主動性與積極性,增加學生動手機會,在完成課程內容學習的同時就基本掌握了相應軟件應用能力,在后期學生參與科研項目時,遇見統計分析軟件不再陌生,甚至能靈活運用。
4.5教學文件公開,實行開放式教學
目前,草業科學專業《生物統計》課程總學時有限,在不增加學時而又增加了統計軟件等學習內容的背景下,課堂學習時間就捉襟見肘了。解決這一問題而進行的教學改革就是實行開放式教學,將課程教學文件通過各種網絡平臺呈現給學生,如可以共享在學生建立的QQ群中,或上傳到教師的個人空間中,搭起一個容易被學生接受的教師與學生間的互動平臺。這樣,就避免了教師下課后學生見不到老師無法繼續向老師學習,教師課后要給學生輔導又需要另找時間和教室而帶來的諸多不便,可以有更充裕的時間和更靈活的方式在師生間交流和互動。
4.6改革考核方式,提升學生綜合運用知識的能力
《生物統計》課程實踐性較強的性質決定了應把考核學生應用知識的能力和綜合分析問題的能力作為考核重點。考核方式可以從以往的閉卷理論考試改革為考核實踐技能的開卷考試。開卷考試的命題可采取教師事先編制好若干套綜合應用題,由考生抽簽選作,學生可以查閱有關參考資料,但要求考生在規定時間內獨立完成。如果條件具備,甚至可以采用計算機機考與筆試相結合,主觀性題以計算機考試為主,客觀性題則以筆試為主。這種考核改革,可以使學生從死記硬背概念和公式中解脫出來,以考查學生解決實際問題能力為重點,從而督促學生以掌握實際應用為學習目標。
5討論
當前我國高等學校農科類專業本科生的培養方案中,大多是以培養應用型人才為目標,學生畢業后在嚴峻的就業壓力下就業去向多為基層生產單位,從事的多是生產及時線的技術工作,從事研究工作的比例相對較少,但是,這與提升草業科學專業本科學生科研素質這一命題并不矛盾,因為,即便在生產及時線,也會大量運用統計學的知識指導生產,分析生產效果,在生產中并不排斥科研活動,尤其在創新型企業中,仍然非常重視科研活動,因此,對從業人員的科學研究或科學實驗的能力是有一定要求的,而具備這一能力的畢業生是深受用人單位歡迎的,具備這一能力的畢業生也能夠在工作中獨當一面,成為用人單位用得上的人才。從另一方面將,學生畢業進入生產及時線工作后,自身的發展也需要具備一定的科學實驗能力,而《生物統計》課程的改革,為學生具備這一能力貢獻了一份力量,具有現實的意義。
作者:魏衛東單位:青海大學農牧學院
生物統計論文:基于統計軟件的生物統計論文
1增強學生主體意識,調動學生學習積極性
“生物統計學”這門課程是我院一門重要的專業必修課,通過該課程的學習,不但可以使學生掌握生物統計學的基本理論,合理收集數據、正確整理和分析數據資料的方法,還讓學生掌握生物領域不同學科方向的不同情況的常用統計分析方法,比如對單個及兩個樣本平均數的檢驗,當σ已知時,采用u檢驗,當σ未知時,采用t檢驗;而3個及3個以上平均數進行顯著檢驗時,采用方差分析;對于標準差的顯著性檢驗,當是單個樣本標準差的檢驗,采用卡方檢驗,而兩個樣本標準差的檢驗則采用F檢驗.因此,“生物統計學”這門課程很多章節內容比較抽象,學生在課堂學習過程中感到枯燥無味、沒有學習興趣、課堂氣氛死氣沉沉.經過這幾年這門課程的教學,筆者認為要想讓學生學好這門課,首先得讓學生喜歡任課教師,這就要加強與學生的課堂溝通與交流,除此之外,課外要了解學生,了解他們的生活、學習、想法,與他們成為朋友,激發他們學習這門課程的興趣.其次,課堂上,在進行下一節新的內容的同時,依據本班學生的實際能力水平,提出一些具備一定的挑戰性,又不能脫離的問題,采用隨機性提問的方法,讓學生回答.這不僅能激發學生的學習興趣,還鞏固和復習了上節課的內容,加強了學生對知識的掌握,對學生學習新內容也奠定了基礎.
一學期下來,學生掌握的知識越多,就對學習該門課程越有興趣,就越能掌握和應用這門課程,最終達到“教者樂其教,學者樂其學”的教學效果.課本第四章統計推斷概述中,其中一部分內容是通過對樣本的統計數研究推斷總體的特征,要求分析樣本的數據資料去探索隱藏在其中的統計規律,這時,筆者認為,我們可以采用“啟發式”教學方法,通過多個具體實例,一步步的引導學生發現規律,通過自身的努力挖掘出隱藏在現象規律之后的本質,幫助學生獲得成就感.正是這種成就感的獲得,不僅能夠進一步激發學生的求知欲,還鍛煉了學生理論聯系實際的能力.在課堂教學過程中,老師要善于調節課堂上的的學習氣氛,達到師生之間、學生與學生之間學習的多向互動,這就是“互動”教學.正是這種互動教學,才能使學生能夠真正體驗以“學習主體”的身份進入到教學過程中,發揮自身的主觀能動性,開發自身的學習潛力,找到適合自己的學習方法,有效的提高學習效率和學習成績.與此同時,任課教師還可以在這種“互動”教學的過程中,及時發現自己在授課過程中存在的問題,以便于能夠因材施教、因地制宜地調整自己內容安排和教學計劃,針對課堂學生提出的問題,及時優化課堂教學環節,解決存在問題,積累教學經驗,促進教與學相長和師生的共同發展與進步.
2積極進行教學改革與實踐,注重學生能力培養
2.1SPSS統計軟件的介紹與統計方法的講授緊密結合
隨著計算機的普及和廣泛使用,統計分析方法在生物學和農學等很多自然科學的各個領域中得到越來越廣泛的應用,很多的統計軟件已經成為高校學生學習與科研必備的學習工具.我院開設的生物統計學課程安排在學生大二下學期,學生們經過1年計算機基礎課程的學習,部分學生能夠運用計算機辦公軟件的MicrosoftExcel等軟件進行生物統計基本操作.但MicrosoftExcel電子表格不是專門的統計軟件,學生科研試驗和畢業論文的數據分析要求專門的統計分析軟件,這樣才會更具有科學性.基于我院沒有開設SPSS等統計軟件的課程和上述情況,筆者打算在以后的教學中,介紹SPSS等軟件的基本操作,希望會收到良好的教學效果.筆者認為這門課程的大部分課時教授生物統計學的基本理論和方法,在此基礎上,的基礎上,通過實例,引入SPSS統計分析軟件,教授其好會利用SPSS統計分析軟件,掌握進行統計分析的方法和步驟,從而達到將抽象統計理論與直觀現象操作相結合的目的.生物統計學課程中的一些章節的很多統計方法的計算量很大,例如樣本平均數、樣本頻率的假設檢驗、u檢驗、t檢驗、方差分析、直線回歸等,以前傳統的教學方法是手工計算,教師花費大量時間在黑板上逐步計算,不僅容易出錯,學生學習起來也覺得特別累和煩躁.如果我們給學生引入統計分析軟件,例如SPSS統計軟件,我們就能在講課時一邊講解理論,一邊利用SPSS統計軟件對數據進行處理,省去了計算的大量時間和步驟,學生只需利用SPSS統計軟件處理的結果,進行實例分析就可以了,大大提高了課堂的教學效率.因此,筆者認為,在以后的教學過程中,我們把重點放在講授生物統計學的基本原理、基本理論以及統計結果的分析上面,結余出一部分課時,要求學生能根據不同的實驗設計,不同學科方向的實例,選擇相應的統計方法,學會運用SPSS統計軟件處理,最終能做出科學、正確的解釋.
2.2合理運用SPSS統計軟件,提高學生解決實際問題的能力
筆者認為,在上生物統計學的及時課時,引入SPSS統計軟件的概念,告訴學生在以后的學習中,會給大家講解有關SPSS統計軟件的操作方法與運用.當生物統計課程講授第二章節時,其中次數分布表的編制、常用統計圖的繪制,總體與樣本的特征數(例如平均數、標準差、方差)的計算,就可以運用SPSS統計軟件.這時,向大家介紹SPSS統計軟件,教會學生們到相關的網站下載專區下載SPSS相關軟件.課堂上向學生教授SPSS統計軟件的啟動,讓學生了解SPSS統計軟件數據編輯窗,了解數據編輯窗10個主菜單的內容,掌握數據文件的建立,重點學會定義變量和數據的輸入.怎么樣讓學生感到SPSS統計軟件方便靈活,這才是最重要的.所以教師先向學生教授生物統計學課程編制次數分布表的方法和步驟,學生掌握后,讓學生了解SPSS統計軟件次數分布表編制方法、統計圖的自動生成,這樣學生就會覺得,SPSS統計軟件運用方便、計算、節省了大量時間,讓學生喜歡上SPSS統計軟件.
在生物統計學這門課程以后的章節,包括t檢驗、方差分析、卡方檢驗、相關回歸分析等等,都可以應用SPSS統計軟件.生物統計學是一門理論性、應用性和實踐性都很強的課程,是生物領域中進行科學研究非常重要的一種數據分析工具,對將來從事農業和生物科技工作的學生來說,是一門有重要實用價值的課程.學生學習這門課程的最終目的是要會應用,因此,我建議將這門課程的理論學習與SPSS統計軟件的應用結合起來,達到生物統計學理論與實踐的相結合.在運用SPSS統計軟件處理數據的過程中,不僅進一步培養了學生的邏輯思維能力,還能在實踐中培養學生的創新能力,使學生能夠真正利用統計學方法解決實際問題.因此,我們在上課過程中要注重學生統計思維能力的培養,以后有機會,還安排上機實習,讓學生及時掌握所學的內容,并掌握實際操作的動手能力.如果有進行科學研究的學生,可以讓學生帶著自己的試驗數據進行獨立處理,讓學生真正體會“學有所用”涵義.
3多媒體教學,實例演示
我們都知道內容枯燥、抽象,理論性和邏輯性強是“生物統計學”的較大特點,除此之外,這門課程的公式多、內容難、計算量大.因此,采用單一的教學方法容易導致學生注意力渙散,產生視覺、聽覺和思維的疲勞,學生根本學不進去.所以,筆者認為該門課程應采用現代化教學方法-多媒體教學.多媒體教學的較大特點,就是形象、生動和高效,能實現傳統教學實現不了的影像、情境、動畫.多媒體教學課件內容豐富、條理清晰,一節課的課堂信息量比傳統教學大,能完成本課程的教學工作量.只有采用多媒體教學,才能節省大量的黑板板書時間,這樣才能給學生加入SPSS統計軟件的內容.另外,采用多媒體教學,更易突出重點、突破難點,進而提高教學的效果,促進學生發展.在“生物統計學”教學的過程中,并不是所有的教學內容都適合用多媒體來講授.
以生物統計學課本中“方差分析”這一章來舉例,我們在講解方差分析的基本原理和步驟時,筆者建議與板書講解相結合,因為這部分內容比較抽象,學生不易理解,多媒體課件的內容,不在一頁上,學生學了前面的內容,再講下一頁的內容時,對剛講的內容容易忘記,不利于這部分內容的理解.因此,教師在黑板上采用板書的形式,結合多媒體課件,一步步進行講解和分析有利于學生更好地理解和掌握,滿足大多數學生的要求.而在講單因素、多因素的不同試驗設計資料的方差分析時,運用板書和多媒體的相結合進行講解,效果會更好.而講具體實例時,應采用SPSS統計軟件處理,直接讓學生分析SPSS統計軟件處理的結果就可以了.這種板書和多媒體相結合的授課方式在很大程度上緩解了教學內容和學時之間的矛盾,還為“啟發式”教學方法提供了時機,讓學生有足夠的時間在老師的引導下活躍思維、積極思考、及時理解和消化知識.
4總結
綜上所述,生物統計學的任課老師應在教學實踐中不斷嘗試和摸索,加強和學生及同行進行交流、學習,勤于思考,積極進行教學改革和實踐.要把教學當成一門藝術來對待,慢慢的,我們就會逐步提高“生物統計學”課堂教學質量.筆者認為教師投入感情、培養學生學習興趣和動機、處理教學內容、編排教學結構、選擇教學方法、控制教學節奏等等都在構建著現代教學趨勢.因此,我們只有全身心的投入,尋找并能靈活運用各種有效的授課方法,才能提高課堂效率,不斷總結和創新教學設計,才能探索出有生命力的教學方法。
作者:秦立金單位:赤峰學院生命科學學院
生物統計論文:高校生物統計學論文
一、生物統計學課程的地位和作用
生物統計學是生物學學科不同專業學生都應該掌握的一門重要的工具課,是許多高等院校生物學、農學、醫學等專業的必修課程之一。它是現代生物學研究不可缺少的工具,是培養學生科學研究和綜合分析問題能力的重要課程,也是生物學等工作者必備的基礎,同時該課程又是其他專業課程的重要基礎。因此該課程在生物學、農學、林學、醫學、食品、環保等專業中占有十分重要的地位[12]。生物統計學需以生物材料進行研究,但通常所涉及的材料數量較大,很難也沒有必要全部參加試驗,必須通過科學的方法抽取有代表性的試驗個體進行試驗,以獲得相關的數據,實現由樣本推斷總體的重要功能。因此生物統計學與試驗設計緊密聯系,主要講授數據資料收集和整理的方法、數據資料的統計分析方法和手段以及在概率論的基礎上對統計結果做出科學的推斷,從而幫助我們認識研究對象的現象和本質[13]。因此,生物統計學已成為生物科技工作者必備的基礎,也有利于培養和提高大學生的科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力,是當代大學生系統的能力培養和的素質教育的具體體現。
二、生物統計學教學存在的主要問題
1.生物統計學教材方面。教材是體現教學內容和教學要求的知識載體,也是教學最基本的工具,它不僅是教師進行教學的依據,而且是學生獲取知識的重要資料,選擇適合教師和學生的生物統計學教材,能夠保障教學過程的順利進行,而且還能提高教學質量,達到良好的教學效果[14,15]。目前,國內所出版的生物統計學教材種類較多,各大高校由于教師和學生的情況不同,在教材方面的選擇和使用也不一樣。盡管如此,目前國內所出版的生物統計學教材主要包括兩大類。及時大類是傳統生物統計學的知識和內容,不涉及統計軟件的介紹和使用,這一大類教材包含兩小類,一類主要側重理論教學,過分強調課程體系的完整性和理論講授,注重公式的推導而忽視了實際應用例題的講解。這類教材忽略了對大學生統計思維和綜合分析問題能力的培養,因此有一定的缺陷。另一類是目前各大高校使用較多的生物統計學教材,該類教材雖然也存在一些必要的公式推導,但更側重于統計學理論與實際結合,清楚介紹每一個統計原理理論后,再通過具體實例分析和鞏固統計學的基本原理和基本方法,注重培養學生分析實際問題和解決實際問題的能力,因此這類教材比較適合現在生物科學等本科專業的使用。但這類生物統計學教材由于不涉及統計軟件的內容,也存在一定的不足。如果教師在授課過程中未涉及一些統計軟件的介紹和使用,那么即使學生掌握了相關的統計原理和方法,學生在復雜的試驗設計及龐大的數據面前可能也會束手無策,即使會計算,在復雜及龐大的數據計算中也可能會算錯,因此可能會得出相反的結論。第二大類統計教材是統計軟件的介紹和使用,如Excel軟件、SAS統計軟件、SPSS統計軟件、DPS統計軟件、R統計軟件等的介紹和使用。生物科學、技術等飛速發展的今天,這類統計軟件發揮了很大的優勢,給科技工作者帶來了極大的方便。但這類教材也存在一定的不足,它只注重統計過程的運算和統計,沒有統計原理的介紹,因此對沒有相關統計學知識或統計學基礎較差的學生或老師來說,即使按照教材上的步驟計算出相應的結果,但也不知道具體的含義,也不知道怎么分析。因此這類教材不適合大學本科生的教學。另外,這兩大類教材要么只注重數理統計方法的講授,要么只重視統計軟件的使用,而忽視了統計學中的數理統計分析方法是建立在正確的試驗設計以及所獲數據資料的基礎上才能發揮正確的作用,這是這兩大類生物統計學教材共同存在的不足之處。因此,目前市場上還未見有統計學理論與實際結合,試驗設計與統計原理相結合,統計軟件與統計學原理相結合的較為完善的生物統計學教材。筆者認為這類生物統計學教材是當前生物科學專業、生物技術專業、生物工程專業、農學專業、醫學專業、食品專業等本科專業較為適合的教材。
2.生物統計學與高等數學方面。①生物統計學與高等數學開課時間上的不一致性。國內許多高等學校生物科學等本科專業的培養方案中都把高等數學課程作為一門必修的基礎課,學生通過對該門課程的學習,系統獲得函數、極限、連續、導數、微積分及常微分方程等基礎知識,它為后續課程的學習和解決實際問題提供必不可少的數學基礎知識及常用的數學方法。而且,通過各個知識點的學習,逐步培養學生具有較為熟練的基本運算能力和自學能力,綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。更重要的是,高等數學課程是學習生物統計學的關鍵,生物統計學中的許多原理和方法都需要高等數學中相應的知識作為基礎。②生物統計學與高等數學教學上的脫節性。高等數學課程作為生物科學本科專業一門必修的基礎課,各高校均認識到它在生物科學本科專業中的重要性。但長期以來,高等數學和生物統計學均作為兩名獨立的課程開設,一般情況下,高等數學課程由數學專業教師講授,由于數學專業的教師沒有生物學專業的相關知識,不清楚生物統計學課程的知識體系,只注重數學知識的推導、講授。因此所講授的知識內容之間通常存在許多不銜之處,形成了不利于生物統計學課程教學的知識的斷層。同樣,這也是生物統計學中教師難教,學生難學、難懂、難用的原因之一。
3.生物統計學教師知識結構和科研能力方面。常言道,學生需要一滴水,教師至少要有一桶水。生物統計學的教學,相對于其他課程而言,對教師的要求更高,不僅要求教師要有一定的數學知識,較為淵博的統計學知識,還要求教師要有較強的科研能力。教師只有具備一定的數學知識和淵博的統計學知識,才能很好把握生物統計學相關原理、理論、統計分析方法等。具備較強的科研能力,才能很好將生物統計學相關原理、理論、統計分析方法與實際相結合,才能很好地進行案例教學。4.考試制度方面。考試制度在高等教育中占有非常重要的地位,考試是教學質量評價的一項重要指標,它既是對教師教學質量的反映,也是對學生學習效果的檢驗。考試制度是否合理
,決定著教學質量的好壞以及學生學習積極性是否能得到較大限度地調動[16]。但是現階段我國許多高校的考試制度較為死板,缺乏合理性和靈活性。如在學期期末考試中規定一定數量的題型,當然,這種考試制度對于規范考試是必須的,但是應該根據具體課程而定,而不能一概而論。就生物統計學課程而言,如果規定一定數量的考試題型(比如四種題型),那么教師只能根據考試規定勉為其難考慮四種題型。比如說名詞解釋、填空、問答、計算這四種題型。很明顯,這種考試方式只是較為死板的考試,不能真證體現生物統計學課程的本質,不能很好考察學生對生物統計學原理的掌握及運用。
三、生物統計學教學策略
針對目前生物統計學存在的問題,筆者根據自己近十年的生物統計學教學實踐,就如何提高生物統計學的課堂教學效果,提出如下建議。
1.選擇合適的教材并優化教學內容。教材是教學最基本的工具,選擇適合的生物統計學教材,能夠保障教學過程的順利進行,并能提高教學質量。針對目前市場上的不同種類教材,結合學生的實際,選擇統計學理論與實際相結合,試驗設計與統計原理相結合,統計軟件與統計學原理相結合的生物統計學教材進行教學較為合適。據筆者過去的教學實踐,該課程授課內容不宜過多和過深,授課內容過多學生精力會分散,分不清重點,而過深則影響學生的接受效果[17]。因此應根據學生實際優化教學內容,堅持以試驗研究實例為線索,以科學的試驗研究方法為主線,理論原理和實際例子相結合,從試驗研究的選題和設計、試驗方案的制定和實施、試驗數據的收集和整理到試驗數據的統計分析,做出科學的推斷等,盡可能把抽象的統計學概念和原理轉變為具體的實例,提高學生的學習興趣,使其更好地理解和掌握所學的課程內容[7]。很好激發學生學習生物統計學課程的興趣,從而更好地提高教學效果和教學質量。
2.處理好高等數學和生物統計學的關系。高等數學作為生物科學本科專業的基礎課,是學習生物統計學的關鍵。一方面,高等數學一般在及時學年開設,因此生物統計學安排在第二學年開設為宜,這樣能避免高等數學和生物統計學課程開設在時間上形成的斷層,有利于學生對生物統計學的學習。另一方面,高等數學和生物統計學不應分別讓不同專業的教師講授,而均應由生物學專業教師講授,因為生物學專業的教師清楚生物統計學課程的知識體系,在講授高等數學時,能夠根據生物統計學的相關原理和內容,優化高等數學的教學內容,有側重點進行知識的講授。從而能避免生物統計學與高等數學教學在知識上的脫節性,也有利于學生對生物統計學的學習。
3.提高自身知識結構和科研能力,注重案例教學。生物統計學教材大多理論性強,內容枯燥,容易使學生產生厭煩感。照本宣科的傳統授課方法,更會使學生失去興趣,對于培養學生的獨立思考能力和創造能力十分不利。在現代教學中,教師既是知識的傳授者,也是教學活動的組織者,在教學過程中起到關鍵的作用,教師知識水平的高低直接影響學生的學習效果[18]。因此教師應不斷加強對生物統計學基本原理、基本理論和基本方法的學習與實踐。另外,教師還應不斷加強自身的科研能力,在教學過程中將自己的科研工作或生產實踐案例貫穿到教學中,以自身科研實例輔助教學,增加學生的學習興趣,培養學生的統計學思維以及對統計學的實際應用能力。
4.加強試驗設計的教學和實踐。試驗設計又稱為實驗設計,它以概率論和數理統計的原理和方法為理論基礎,科學地、經濟地設計研究方案的一項技術。一個良好的試驗設計,可以用最少的實驗次數,得到足夠的實驗數據,從而能減少人力、物力和財力的投入[6]。由于生物統計學理論性和實踐性較強,且涉及大量的數學公式、抽象的概念和復雜的內容。因此在生物統計學的教學中應充分調動學生學習的主動性,加強學生對生物統計學原理、知識的理解和綜合運用,強化學生綜合試驗設計的鍛煉及其應用。提高學生利用統計原理、方法分析和解決實際問題的能力。生物統計學教學中,一方面,教師應該有淵博的統計學知識及其豐富的科研經歷,另一方面,應讓學生走出教室,加強實踐,使學生不但能夠掌握統計分析的原理和方法,而且可以解決一些生產中的實際問題,真正達到生物統計學教學的目的。
5.改革傳統的考核方式,著力培養學生綜合運用生物統計學知識的能力。很多學校傳統的考試以閉卷筆試的考核方式為主,試卷內容主要測重基本概念、理論知識和方法的考核,期末考試成績基本決定了學期的成績,這種考試方式造成的結果是學生平時可以不聽課,考試前通過突擊,也能考合格,但考后就可能全忘了。更重要的是學生學完生物統計學,學期考試后,都不知道學了些什么,更不知道怎么用,到做畢業論文需用到統計學原理和知識時,很多學生不會用或者亂用。一些高校期末考試總評成績由平時成績、期中成績和期末成績三部分組成。這種方式在一定程度上重視了學生平時學習情況和期中考試成績,避免了期末考試成績基本決定了學期成績的弊端,但是某些高校規定了每門考試課必須有四種以上的題型,對于一般的學科而言,這種規定也許是可行的,但對于生物統計學而言,這種規定是不合理的。因為生物統計學的教學主要是培養學生綜合運用統計學原理和知識的能力,培養學生如何進行試驗設計、試驗數據的統計、分析以及對統計結果的解釋等。因此筆者認為,對于生物統計學的教學,教師應從學生的實際情況出發,以培養學生綜合運用統計學原理和知識為目標,合理講授統計學的相關內容。期末考試以開卷考試為宜,學期總評成績由平時成績、期中成績和期末成績三部分組成,考試題型只需考察計算題和試驗設計題兩種題型,即重點考察學生對基本知識的掌握程度及靈活運用統計學原理和方法解決實際問題的能力。生物統計學是一門理論性較強的應用學科,涉及的內容多、公式多、概念多,對學生而言,難懂、難記、更難用,而且很多學生不愿意學習。因此在生物統計學教學過程中,教師應從學生的實際情況出發,選擇合適的教材并優化教學內容,提高自身知識結構和科研能力,改變教學方法,加強試驗設計的教學和實踐,改革傳統的考核方式,著力培養學生綜合運用生物統計學原理和知識的能力為教學目標,充分調動學生學習生物統計學的主動性和積極性,同時增加學生上機學習統計軟件的操作,掌握EXCEL、SPSS、DPS等統計軟件的使用,提高學生利用生物統計學的原理和相關統計軟件解決實際問題的能力。
作者:張以忠鄧琳瓊工作單位:畢節學院地理與生命科學學院
生物統計論文:生物統計學教學改革措施論文
摘要:根據21世紀對生物統計學課程的重新定位,在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革,強化了學生能力的培養。
關鍵詞:生物統計學;精品課程;教學改革
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保障有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)多方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展多方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,得出試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。公務員之家
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的課程。作為精品課程的載體,應具有的教師隊伍、的教學內容、的教學方法、的教材、的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的發展而深受學生歡迎的一門課程。
生物統計論文:定位目標加強實踐提升生物統計教學論文
編者按:本文主要從引言;二十一世紀對生物統計學課程的重新定位;教學方法和教學手段的改革;加強實踐教學,注重學生能力培養進行論述。其中,主要包括:隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要、生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程、新世紀對生物統計學課程提出的新要求、生物統計學對大學生素質培養的作用、加強電子課件及網絡平臺建設、將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合、長期堅持教育教學方法及教學規律的研究、密切跟蹤生命科學發展的前沿動向、開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質、多方位、多層次的實踐教學等,具體請詳見。
摘要:根據21世紀對生物統計學課程的重新定位,在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革,強化了學生能力的培養。
關鍵詞:生物統計學;精品課程;教學改革
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位。
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革。
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保障有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養。
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)多方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展多方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,得出試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的課程。作為精品課程的載體,應具有的教師隊伍、的教學內容、的教學方法、的教材、的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的發展而深受學生歡迎的一門課程。
生物統計論文:創新生物統計學教學強化能力培養論文
編者按:本文主要從引言;二十一世紀對生物統計學課程的重新定位;教學方法和教學手段的改革;加強實踐教學,注重學生能力培養進行論述。其中,主要包括:實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標、生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程、新世紀對生物統計學課程提出的新要求、生物統計學對大學生素質培養的作用、生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論、加強電子課件及網絡平臺建設、將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合、長期堅持教育教學方法及教學規律的研究等,具體請詳見。
摘要:根據21世紀對生物統計學課程的重新定位,在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革,強化了學生能力的培養。
關鍵詞:生物統計學;精品課程;教學改革
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位。
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革。
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保障有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。轉在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養。
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)多方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展多方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,得出試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的課程。作為精品課程的載體,應具有的教師隊伍、的教學內容、的教學方法、的教材、的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的發展而深受學生歡迎的一門課程。
生物統計論文:生物統計特征分析論文
一、影響我國電子商務安全性的因素分析
經濟全球化和信息技術與信息產業迅速發展,電子商務將成為今后信息交流的熱點,成為各國爭先發展,各個產業部門最為關注的領域。
1.互聯網電子商務平臺的普及使安全性經受新考驗
由于INTERNET的迅速流行,電子商務引起了廣泛的注意,被公認為是未來IT最有潛力的增長點。然而,在開放的網絡上處理交易,如何保障傳輸數據的安全成為電子商務能否普及的最重要的因數之一。人們擔心遭到黑客的侵襲而導致信用卡信息丟失,不愿意使用電子商務,安全成為電子商務發展中較大的障礙。
2.電子商務的國際化趨勢使安全問題日益嚴峻
中國電子商務必然走向世界,同時也面臨著世界電子商務強手的嚴峻挑戰。我國電子商務企業將隨著國際電子商務環境的規范和完善逐步走向世界。我國企業可以由此同發達國家真正站在一個起跑線上,變我國在市場經濟軌道上的后發劣勢為后發優勢。
2、基于生物統計特征的生物識別技術
1.生物識別技術的特點
生物識別技術是以生物技術為基礎,以信息技術為手段,集光學、傳感技術、超聲波掃描和計算機技術于一身的身份驗證技術。它依靠人體的生物特征來進行身份驗證,具有不可復制性和性。生物識別技術是最為方便與安全的識別技術,它不需要記住復雜的密碼,也不需隨身攜帶鑰匙、智能卡之類的東西。可借助于計算機技術實現,實現自動化管理。
2.生物識別技術分類
虹膜識別技術:通過對虹膜的特征結構進行檢驗,進而確定用戶身份。這種方式方便,無需物理接觸,具有惟一性、穩定性、可采集性、非侵犯性等優點。
視網膜識別技術:包括虹膜技術與角膜技術。角膜掃描是用低密度的紅外線去捕捉角膜的獨特特征,血液細胞的惟一模式就被捕捉下來。它具有使用者和設備非接觸、視網膜不會被偽造等特點,但由于要求被掃描者在它讀取角膜信息時直立不動,很難獲得用戶的普遍接受,另外,角膜掃描儀對于盲者和眼睛患病的人是無效的。
面部識別:通過對面部特征進行識別。標準視頻技術通過一個標準的攝像頭攝取面部的圖像或者一系列圖像,記錄一些核心點及它們之間的相對位置,然后形成模板;熱成像技術通過分析由面部的毛細血管的血液產生的熱線來產生面部圖像,通過特定算法將圖像變成數字信號,最終產生匹配或不匹配信號。面部識別是非接觸的,用戶不需要和設備直接接觸。
簽名識別:也被稱為簽名力學辯識,它是建立在簽名時的力度上的。它分析的是筆的移動,而非簽名的圖像本身。簽名力學的關鍵在于區分出不同的簽名部分,有些是習慣性的,而另一些在每次簽名時都不同。它容易被大眾接受,但隨著經驗的增長、性情的變化與生活方式的改變,簽名也會隨之改變。
聲音識別技術:是一種行為識別技術,識別設備不斷地測量、記錄聲音的波形和變化,并將現場采集到的聲音同登記過的聲音模板進行的匹配,從而確定用戶身份。是一種非接觸的識別技術,用戶可以很自然地接受。
指紋識別系統:它通過對指紋的全局特征和局部特征采集、分析后,與模板庫中存儲的指紋對比,自動、地鑒別出個人身份。用來采集指紋圖像的技術為光學技術和電容技術。光學技術需要一個光源從棱鏡反射按在一個取像頭的手指,光線照亮指紋從而采集到指紋。電容技術是按壓到采集頭上的手指的脊和谷在手指表皮和芯片之間產生不同的電容,芯片通過測量空間中的不同的電容場得到完整的指紋。
3、生物識別技術發展趨勢
隨著數字時代的到來,基于生物特征的驗證技術愈加顯示出它的價值。生物密碼時代呼之欲來,生物識別技術的性,以及有效地鑒定個人的身份有著重大的社會和經濟意義。“執生命密匙,啟身份之鎖”,在以計算機和生物技術為主流的知識經濟崛起時代,身份的鑒定有了來自生物體自身的密匙,橫跨這兩大科技領域的生物特征識別技術正愈益顯示出其旺盛的生命力和遠大前景。
由于各種生物特征的識別方式都有其一定的適用范圍,單一的生物特征識別系統在實際應用中顯現出各自的局限性,生物特征識別技術開始向多生物特征識別技術結合方向發展。當然生物識別技術并非萬無一失,與數字密碼識別技術相比較大的缺點是,一旦當事人的生物特征被仿制,很難像改變密碼一樣更改自身的特征。
4、結論
從目前的應用現狀看,生物特征是好的驗證方式,個體的生物特征不易丟失,不易仿造,是個體在出生的時候就獲得了的惟一的、先天的身份證明,這份證明是由最可信,具性和通用性的大自然發放的。總之,隨著電子商務成為信息交流的熱點,生物識別技術將獲得空前的發展空間,多生物識別技術共同應用是大勢所趨,隨著時間的推移和技術的發展,電子商務安全體系將越來越完善。
生物統計論文:田間試驗與生物統計教學研究
摘要:
“田間試驗與生物統計”是高等農林職業技術學院農業類專業的一門基礎課,筆者通過多年教學實踐認為,要做好本學科教學工作,就要從培養學生學習興趣、創新教學方法、強化實踐教學等入手,提高教學質量。
關鍵詞:
田間試驗;生物統計;教學
田間試驗與生物統計是高等農林職業院校農林類專業的一門基礎課,主要包括田間試驗和統計分析兩部分內容,是進行農業科學研究所不可或缺的。通過本課程的學習,可使學生掌握基本的試驗設計和統計分析方法,培養學生嚴謹的科學態度與分析問題、解決問題的能力,為以后的工作和科學研究打下基礎。但本課程理論性強、內容繁多、計算公式多且難記。而現在由于招生制度的改革,高等農林職業院校文理兼招,文科學生數學基礎較差,因此許多學生認為本課程是較難學習和掌握的一門課程。同時,由于學生缺乏實踐經驗,學習中困難很多,學習積極性和主動性較差,影響了教學效果和教學質量。通過多年教學實踐,筆者發現,要提高本門課程的教學質量,應在充分認識本課程和掌握學生特點的基礎上,對教學方法進行創新,以激發學生的學習興趣,提高學生對該課程重要性的認識,讓他們理解和掌握基本知識及技能,特別是要培養學生的應用能力,以提高該課程的教學質量。
一、課程特點和學生特點分析
1.課程特點分析“田間試驗與生物統計”課程具有三個明顯的特點。一是理論性強,因為本課程是以數理統計為基礎的應用科學,與數學有非常密切的聯系,許多統計分析的理論來源于數理統計,如概率分布等,因此需要有較好的數學基礎。二是公式多且復雜難記憶,不論是特征數的計算,還是概率分布的計算,或是方差分析,都有很多公式需要加以理解和記憶,如果不能掌握計算公式,則不可能完成統計分析。三是有很強的實踐性,如田間試驗的設計與實施、試驗結果的統計分析等,必須通過實踐才能掌握和運用理論知識,因此必須加強實踐教學,以培養學生能力,實現教學目標。
2.學生特點分析教學中要充分了解教學對象,因材施教是基本的教學原則。因此,在教學中應充分了解和掌握學生的特點,才能有針對性地進行教學。現在的農林類高職學生,普遍存在學習基礎較差、能力不強、主動性不足等問題。此外,由于招生制度的改革,現在高等農林職業院校農林類專業都是文理兼招,學生數學基礎比較差,缺乏實際生產能力,對學習本課程是十分不利的。
二、培養學生的學習興趣
科學巨匠愛因斯坦曾經說過,“興趣是好的老師”,即興趣是學生學習的動力,學生對學習有了興趣,就會保持強烈的求知欲,從而積極主動地、心情愉快地進行學習。培養學生學習興趣可從以下幾方面入手:一是上好緒論課,激起學生興趣;二是把握教學過程,培養興趣;三是在教學中突破重點難點,穩定學生學習興趣;四是開辟第二課堂,發展學生興趣。
三、創新教學方法,提高教學質量
1.突出教學重點難點(1)專業術語、理論分布和基本原理是重點。原理、概念、公式及計算方法是本課程的三個難點。“田間試驗與生物統計”課程中概念、名詞較多,如總體與樣本、回歸與相關、標準差與標準誤等。而二項分布、t分布、F分布等則是統計推斷的基礎。小概率原理、方差分析的基本原理又是假設檢驗的重要組成部分,故對這些理論分布和基本原理的闡述應屬重中之重,應在教學中采取恰當的教學方法突出重點難點。在教學中可通過恰當舉例,便于學生理解基本原理。對于計算公式,通過反復強調,增加印象,加強練習,強化記憶等手段和方法進行強化。采用啟發式教學來調動學生的主動性,引導學生注重理解。通過實踐和課外輔導,解決學生學習困難。公式的運用是統計分析的關鍵,對計算公式正確合理的運用是要重點講解的內容,應使學生掌握各個公式的應用條件和適用范圍,以免錯用。
2.靈活運用教學方法教學是藝術。教學中,筆者盡量改進教學方法,綜合采取啟發式、對比法、討論法、歸納法、演繹法等教學方法,利用圖表、PPT演示等增強直觀性,針對教學內容的特點采取不同的教學方法。如在講解統計假設的步驟、方差分析的步驟等內容時,先通過實例說明每一個步驟,推出基本步驟。講授直線回歸和相關時,通過對比說明其各自特征、區別及它們之間的聯系。在講授總體和樣本時,把一個班示作總體,將其中某幾個示作樣本等進行說明,使學生通過事例掌握基本概念和基本理論。
四、強化實踐教學,培養學生實踐能力
高等職業院校的培養目標和教學目標在于培養學生實踐技能。生物統計學是一門理論性強又十分強調實踐教學的學科,在加強理論的同時,應十分重視實踐教學。生物統計學中的各種設計方法、試驗方法和統計方法只有通過學生實踐才能被學生掌握,成為學生的知識和技能。
1.開展田間試驗,提高學生能力教師要結合教學內容,鼓勵學生自己選擇試驗課題、擬訂試驗計劃、實施試驗、統計分析試驗結果,從而使學生掌握試驗設計、統計分析的理論知識和技能。教師在學生實踐過程中應加強指導,幫助學生解決試驗中的問題,這既增強了學生進一步鉆研田間試驗和生物統計的興趣,又提高了學生的能力,也體現了高等職業院校教學的實踐性和實用性。
2.參與科研,提高學生能力在教學中,筆者十分注重學生科研能力的培養。在自己承擔的科研課題研究中吸收學生參與,使學生掌握科學研究的理論與方法,既提高了學生能力,又解決了實踐教學的不足。筆者這幾年主持的研究課題,如“彌渡縣燈盞花漂浮育苗病害防控研究”“大理州煙草漂浮育苗病害防治試驗”等都有學生參與,有效地培養了學生的能力。
3.充分利用現代化教學手段,提高實踐教學質量在生物統計學實踐教學中,現代化教學手段的運用是十分重要的教學手段和方法,如計算機、多媒體教學等。現在的生物統計中各種統計方法在計算機中都有相應的程序可以應用,如Excel、SAS程序等。因此,通過運用計算機中相應程序的實踐教學,既讓學生掌握相關程序的使用方法,又是培養學生實踐能力的需要。借助多媒體教學,既能形象直觀地展現教學內容,又是進行實踐教學的重要途徑。通過多媒體展示,使學生更直觀地學習和掌握了理論知識。
作者:張小明 單位:大理農林職業技術學院
生物統計論文:生物統計附實驗設計教學改革
摘要:
生物統計作為畜牧學科的核心課程一直是高校的講授重點與難點。本文將結合筆者在講授生物統計學課程中發現的一些現實問題,如:理論課與實操分割,學生的數理基礎薄弱,課堂交流的缺乏等探討生物統計學課程的教學改革方向。
關鍵詞:
生物統計;教學改革
統計學可以分為數理統計和應用統計兩大范疇。生物統計學就是應用統計學中的一個重要分支,同時也是生物信息分析和超級計算機平臺上進行大數據分析的重要理論基礎。隨著國際大數據時代的到來,中國不論從政府,企業還是高等學府越來越重視統計學的相關課程。通過生物統計學課程的講授,筆者發現了一些生物統計學課程講授中一些值得探討的問題。
1高校教學安排中通常將理論課的講授和實踐操作分割開來
舉個例子來說,在高校的生物統計學課程通常是先進行基礎理論的講授,內容包括統計資料的整理,資料的描述統計,常用的概率分布,假設檢驗,方差分析,卡方檢驗,直線回歸與相關分析,以及試驗設計方法。所有的理論課程講完以后,一般情況下就過去10個教學周了。之后是安排一整周的教學實習。教學實習的安排通常是一種統計學軟件(如SAS)的操作,以SAS軟件為例,主要教授如下內容:SAS軟件的基本操作,SAS程序結構、程序的輸入、修改調試和運行,常用生物統計方法的SAS程序(描述性統計、資料的正態性檢驗、t檢驗、方差分析、直線回歸分析等)[1]。這里有幾個小問題值得高等教育的工作者去思考。首先,學生的記憶能否再10周以后對于抽象的理論知識依舊清晰。在微機課程開始的時候,所學的知識已經是幾周以前講授的內容了,在教學中,我經常發現當我提出一個指令讓學生輸入的時候,一部分學生還可以馬上跟上教師的節奏,另一部分學生在線面瞪著眼睛茫然不知所措。其次就是實踐操作的部分內容和理論課程脫節。這樣講授的后果就是不論理論課程還是實踐操作,學生學習結果都是半桶水,而生物統計學課程也成為同學們心目中的難點課程。
2涉及大量的抽象概念和公式,導致學生缺乏學習該課程的興趣
生物統計學涉及大量抽象概念,例如:總體與樣本,參數與統計量,性與性,隨機誤差與系統誤差,小概率事件實際不可能原理等[2]。生物統計學涉及大量的數學知識。雖然我院的學生在開設生物統計學課程之前已經學習了部分高等數學的知識。但對于理工口的學生而言,農科口的學生對數學的掌握和運用程度仍然有所欠缺。而這些抽象的概念和公式導致了部分學生的恐懼心理。
3統計學課程的數理屬性導致了課堂交流開放性的欠缺
和管理或文法課程不同的是,生物統計學課程中講述例題的結果是在概率論的基礎下做出的結論。比如說:當計算出的試驗參數小于或超過試驗閾值的時候,我們可以接受或否定預先建立的零假設,而否定或接受備擇假設,從而對試驗結果做出統計學上的判斷[3]。而管理學課程往往可以是多元開放的結果。比如:請用S(strengths)W(weaknesses)O(opportunities)T(threats)分析法來討論一家企業的優勢,劣勢,機會和威脅。同學在和教師的討論過程中就可以根據自身的知識,經驗和理解給出開放多元的答案。根據以上三點在生物統計學講授課程中所發現的問題。我對生物統計學課程有如下思考:1)將理論課時和實踐課時結合講授。的方案是在機房里講授統計學課程,2個標準學時的大課可以一堂課程講授理論課程,一堂課講授相關的微機操作。次選方案是在多媒體教室講課時,老師用自己的筆記本電腦連接連接多媒體平臺,切換理論和操作課程的講授,每節課程結束后,下次課帶學生進機房實操。2)對于數學基礎相對薄弱學科的學生,在每節課的講授之前先做一個簡單的概念回顧,將本節課程所需要運用的數學知識進行一個幾分鐘的短時間review以消除學生對數學知識的恐懼心理。3)加強和學生的課堂溝通。盡管無法做到象文科類課程那樣隨心所欲的暢所欲言,課堂交流在生物統計學課程上仍然是必要的。一般而言,我會選擇上一堂課結束前講授過的習題和同學們進行溝通交流。溫故而知新,對自己已經聽過的課程同學們進行解答和回顧往往更有信心,也能更好的活躍課堂的氣氛。
4總結
生物統計是一門農業口重要的核心課程,在生物統計的教學中,筆者發現了一些困擾現在高校教師和學生的問題,也提出一些教學改革的探討,以期提高教學效率,改善教學效果。
生物統計論文:生物醫藥專業學生統計策略
一、增加主動性———樹立數學應用意識,降低難度
課堂教學和調查問卷結果均顯示多數生物醫學類的學生對數學、概率論統計等相關課程興趣不濃,很多學生是因為學分或學院要求等才選修本課程。盡管大于70%學生認為高等數學和概率統計學很重要,認為統計學有用的學生占比例也很高,但問及是否喜歡統計學課程時,則喜歡程度為“一般般”甚至“不喜歡”的比率達到58%,這種想學但不敢學矛盾的心理伴隨著學生的學習,數學相關課程似乎是陡峻的山,在學習過程中個別學生可能會對統計學課程的畏懼心理轉變為抵觸心理,興趣幾乎變為零。因此教師首先從心理上幫助學生克服畏難情緒,否則學生會停滯在山腳下。具體教學中講明統計學課程注重應用且應用面廣,可提高學生興趣;點明統計學公式及運算簡單,可消除學生的畏難情緒;介紹現在統計學發展特點,統計軟件應用情況,改善學生的情緒;增加互動教學,讓學生多參與,讓學生體驗統計學并非是不可逾越的高山,進一步提升學生興趣和降低學習難度,具體方法在以下各小節探討。
二、定位———強調應用,降低難度
定位可使學生學習具有目的性和積極性,增強學生數學學習意識,降低統計學類課程教學難度,本課程是生物醫學類應用工具課程,復雜的公式推導過程只會增加學習難度;實際應用中數據分析可避開公式推導,直接根據統計學的試驗方案、條件及相應的理論公式分析。基于以上思考,可將其定位為培養學生在生物醫學科研或生產實踐中的統計學應用能力,減少公式推導及公式死記硬背過程,提高學生的統計素養。課程定位后可根據調查問卷和教學實踐進行系統思考:教材、教學方法與手段、考核方式等都需要進行調整。教師要廣泛閱讀各類教材從中挑選出適合學生專業的應用型教材;教學過程可用多媒體展示案例,提出問題[6],板書主要公式,師生互動分析案例的應用條件,確定統計分析方法,并完成案例計算過程;學生也希望教師適當留一些作業,考核方式采用適當寬松的“一紙開卷”方式進行。系統改革思路確定后,學生壓力減輕,積極性極大提高,也期待著在學習過程中提高自己的統計素養。
三、實踐出真知———實例互動與軟件應用整合
既然將本課程作為應用課程對待,則加強實踐教學環節必不可少,調查顯示學生非常關心案例教學和軟件使用教學,高達87%的學生認為需要軟件教學,這也表明學生有對提高自己統計學素養及知識應用的渴望;實踐證明這些教學環節既可提高學生學習積極性,也顯著提高教學效果,往往理論教學花費很長時間,而采用案例或者軟件使用教學,短時間學生即可領悟。案例教學是根據學生的專業內容提出案例,如生物學專業則主要以生物學的實驗分析為主,藥學專業則以藥物生產、實驗或臨床應用所產生的數據分析為主,因兩學科交叉性強,許多教學案例可通用,因此也擴展了學生視野。根據實例教學,學生會結合專業學習課程,更易主動運用統計學分析實驗數據。軟件教學可讓學生拋開簡單但繁重的計算過程,如方差分析計算量很大,整個教學過程冗長,可以通過向學生介紹統計的應用條件、計算過程,結合案例引導學生進行方差分析計算,并對進行結果分析。在實際教學中可采取案例導向教學:提出案例案例解析統計方法上機實驗結果報告課堂練習互動辨析常見疑問教師總結,通過典型案例分析和軟件應用操作充分調動同學們聽課以及主動參與的積極性,培養他們的科研中運用統計學思維的意識。值得注意的是,如果只注重軟件實踐而忽視了原理理解與掌握,學生也難以形成統計學思維甚至濫用統計學方法,因此,軟件教學好在理論學習結束后引入。軟件實踐教學時間過長、過早都會產生一定的負面影響,學生會誤認為軟件能夠解決一切,而忽視理論的學習,統計素養的培養和正確的統計運用也陷入空談。
四、適當增加難度———實施“一紙開卷”考核
考核不是目的,是手段,考核的實際目的是讓學生在備考過程中進一步扎實地掌握知識。調查顯示相當一部分學生也是喜歡“吃跳一下夠得著的桃子”,即贊成考試難度適當高一些,包括“一紙開卷”和閉卷考試。課程若采用閉卷考試,學生會死記硬背統計學公式,降低學生學習興趣;目前統計學軟件發展迅速,應用統計學課程中公式并不復雜,沒有必要讓學生記憶公式,閉卷考試偏難,對學生是一個負擔;但若采用開卷考試,學生可能會不復習而直接上考場,稀里糊涂做題,學習效果較差。筆者根據本課程的多年教學實踐和調查回饋,建議選擇開卷和閉卷考核之間的形式:“一紙開卷”。“一紙開卷”方法是讓學生復習時把知識點總結到一張給定的紙張上,考試時,學生只能攜帶這一張紙參加考試。這一考試形式可以督促學生總結學習統計學知識,又避免了死記硬背上考場的情況。學生在總結知識過程中,如果不認真看書或筆記,不認真將關鍵知識點記錄在紙上,若想在考場上能順利完成題目,也是有一定難度的。這一考核方法可以適度的“推一把”,讓學生學好基礎的統計理論知識。調查顯示學生通過以上學習過程只有15%學生感覺有較大壓力,大多數學生感覺有些壓力或壓力一般,且絕大多數學生認為本課程有益于自己的邏輯思維和統計學思維,表明上述教學過程基本實現減輕學生學習壓力,提高統計素養的目的。
五、更上一層樓———注重創新課題與畢業設計應用
統計素養培養只限制于課堂教學是遠遠不夠的,一定要讓學生在其他過程學習中應用。學生在專業實驗課中會得到許多實驗數據,但因是常規實驗,分析方法固定,學生被動分析實驗數據,擴展運用機會極少。大學生創新課題和畢業論文設計是培養統計素養的過程,在這兩個過程中,學生有大量的機會自主運用統計學原理設計試驗方案、搜集數據統計分析,學生可在實踐過程中提高應用統計學分析數據的主動性。學生學習統計學不免有紙上談兵之嫌,而學生在畢業論文設計中運用統計學分析數據的需求較多,此機會恰可以補充課堂教學之不足,也同時提高學生綜合運用知識的能力。教師在設計創新課題或畢業論文題目的時候可以考慮相關試驗設計,引導學生運用統計學分析方法解決問題,在具體過程中指導學生正確運用試驗設計和統計分析方法應用。統計學目的就是科學地設計生物醫藥學試驗并對所得數據分析,力求減少試驗次數、節約試驗成本、縮短試驗周期、迅速找到優化試驗方案或數學模型,學生在自行根據統計學知識設計實驗時,理論指導實踐過程增加,學生的興趣得以提升,統計素養也自然更易培養形成。
總之,統計學課程把數學語言引入生物醫藥學領域,是一門應用性很強的方法論學科,對生物醫藥學專業學生在今后的科研和生產實踐有重要作用。結合課程特點和專業特點,系統優化應用類統計學教學模式,讓學生在學習中思考、在實踐中解決問題,在實例互動、討論式學習中培養思辨能力,培養理工專業學生的統計素養,讓學生學有所得、學有所用。
作者:曹洪玉 唐乾 鄭學仿 單位:大連大學