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理论与实践整合的生物统计学双语课程教学改革探索

发布时间:2018-01-10 16:34

  摘要针对生物统计学课程的特点,从理论与实践相整合的角度出发,修订了教学内容和教学大纲,整合了统计原理及实验设计原则与实践案例数据分析教学,整合了实践案例统计分析理论讲解与计算机统计软件的操作教学,整合了理论内容的全英文教授与课堂提问讨论、网络教学平台等多种互动交流练习,培养中外合作办学项目学生应用统计原理解决实践问题及应用生物统计专业英语交流的能力。


  关键词生物统计学;理论与实践整合;中外合作办学;双语课程


  中图分类号S-01;G642文献标识码A文章编号0517-6611(2017)30-0249-02


  生物统计学(Biostatistics)是运用统计学的原理和方法,分析生命科学研究数据资料的一门科学,包含试验方案设计、试验数据收集、整理及分析。生物统计学是全国许多高等院校生命科学类本科专业的一门重要的专业基础课程。由于该课程涉及的原理、概念及数学公式多且抽象难懂,系统性强,对学生逻辑思维能力的要求也高,常使学生在学习中倍感头疼,是一门难度大的课程。而生物统计学属于应用统计学的范畴,具有很强的实践性和应用性,是一门重要的工具课,它能培养学生统计学思想,使其学会如何科学地设计研究方案及分析数据,从而得出科学的结论;它能帮助学生更好地学习专业相关课程及完成毕业

。因此掌握好生物统计学知识对学生今后从事本行业相关工作有重要意义[1]。


  在全球一体化的大环境下,中外合作办学日益兴起,福建农林大学自2003年以来成功开办了与加拿大新斯科舍农学院的“2+2”本科教学合作项目(中加合作班)[2],为了培养具有国际视野的高等人才,包括生物统计学在内的许多课程被设定为双语课程[3]。生物统计学双语课程要求学生掌握生物统计学的基本理论与应用的同时,也掌握一定的生物统计学专业英语,具备与国际同行进行专业交流的能力。本科学生的专业英语基础都相对薄弱,在学习难懂的生物统计学原理的同时,一并学习难记的生物统计学专业英语术语,可以说是难上加难。为了在有限的学时中让学生达到这两重学习目标,对课程体系和教学模式的完善进行了初步探索。关于优化生物统计学教学改革,各教学同行已有不少研究,案例法、引入各种计算机软件辅助教学、考核方式的改革、图示法、课程整合、项目导向等,均取得了成果[4-6]。其中课程整合模式和项目导向的教学模式启发很大,都在很大程度上强调了实践在生物统计学课程中的重要性,提倡“教、学、做”融为一体的教学理念,培养“知识+能力”的双强人才。世界著名教育学家杜威(JohnDewey)也强调理论与实践的整合,提出了综合课程的思想。在借鉴他人经验的同时,结合生物统计学的特点,即概念理论难和实践应用性强,从理论与实践相整合的角度出发,设计新的教学模式,利用理论讲授课、上机实践课、网络教学平台等多方面教学整合渗透,让学生在解决问题的实践过程中,更加深刻地理解理论知识,培养统计思想和实际应用的能力。


  1修订教学内容及教学大纲


  笔者所进行的教学改革面向对象为福建农林大学中加合作班的学生,他们本科学习的后2年即将赴加拿大繼续学习。为了提前适应国外的学习环境,他们的课程皆为双语课程,大多为全英文授课。针对各不同专业及各不同课程的双语课程,英文教学部分所占不等,都旨在使学生在掌握专业知识的基础上,培养能进行该专业学术问题国际交流的能力。而在英文渗透度不同阶段的双语教学中,以全英文教学对提高学生英语交流能力效果最好[7]。考虑到学生的实际需求,加上所面向的学生英语水平普遍较好,在教学内容的改革中,相应提高了英语教学所占的比重。起初计划实行全英文教学,但在与学生的初步交流后,发现他们的生物统计学专业英语基础十分薄弱,如果一味用全英文教学,恐怕本就难懂的生物统计学知识再加上不甚明了的专业英语使学生对该课的感觉更加云山雾罩,可能连掌握相应生物统计学原理的这个最基本教学要求都完成不了。因此修订了原初的教学计划,适当增加了中文教学的分量,在教学参考书、课件及教学情景设置上都做了相应的调整。教学用书选定了2本,中英文各1本,分别为杜荣骞著的《生物统计学》(高等教育出版社)和ThomasGlover、KevinMitchell著的AnintroductiontoBiostatistics(WavelandPrInc),同时也列出一些适合本科生阅读的英文教学参考书,方便学生课前预习和课后自学。采用全英文课件,旨在更好地给学生一个英语教学环境,而教学过程中,针对关键的专业知识和难懂的统计原理,用中英文详细解释,反复举例,力争使学生在掌握生物统计学知识的基础上同时增强他们的生物统计专业英语交流能力。


  在确定该双语课程的教学语言模式后,根据该课程的教学目标及学时数,考虑到增加的生物统计学专业英语方面的学习内容,修订完善了教学大纲,对教学内容进行相应调整。相较于学校其他专业及他校该课程的40~50个学时安排,安排了60个学时,从时间上说比较充裕。其中51个学时为课堂理论课,9个学时为上机实践课。教学的主要内容与以往保持一致,包含生物统计学的基本原理概念、试验设计、描述统计(数据的整理与分析)和推断统计,每章增加相应的专业英语和统计软件操作的学习内容,并在课堂讲解后及时进行上机实践课的练习。为了让学生更好地学会灵活应用统计知识解决实际问题,一些公式的数理推算过程简略介绍,不再重点讲解。一方面让学生有更多时间和精力做到学以致用,另一方面打消学生因害怕艰涩难懂的数学演算而对该课程产生厌学情绪。在教学模式中,将理论与实践相整合,以达到“学中做,做中学”的目标。


  2整合理论教学与实践教学


  生物統计学虽然系统性、理论性强,但它更是一门实践性强的工具课。在教学中,若仅教授理论,学生很可能难以在今后的实际实践工作和研究中将其真正变成有利工具利用起来。基于这些特点,笔者试着从多角度进行理论和实践相整合的教学模式改革,以提高教学效果。具体体现在3个方面:一是试验设计原则理论与实践案例数据分析的教学整合;二是实践案例统计分析理论与计算机统计软件操作的教学整合;三是利用网络教学平台、课堂及课后的互动、中英文参考书的导读,将生物统计专业英语的教授与交流整合。


  试验设计原则是生物统计学课程的重要内容之一,贯穿整个课程体系,它集中体现了统计思想的精髓所在。而对学生统计思想的培训,可以说是生物统计学课程教学的核心部分[8]。在教学过程中,这部分相对容易,没有复杂的数学公式,内容逻辑性强,学生能很快认同,但这也是最难教的一部分,学生可以很轻易地快速记住这些概念,但遇到实际问题的时候却往往表现得不知所措。同时,正因为没有真正学会如何去用,学生在一段时间后,可能不再记得这些概念原则。考虑到系统关联性,不少生物统计学书将试验设计的内容放在了全书的后半部分。若课堂教学也参照该顺序,那么试验设计原则教授的内容并没有反复解说和演练,很可能会导致试验设计的原则与实践案例分析相割裂,难于找到内在的密切联系,也使学生对试验设计的原则学习缺乏实践应用,从而导致易学易忘。所以笔者选择了从课程教学的初期就开始结合案例讲授统计思想,推出试验设计原则的内容,在后期的各推断统计模型的教学中,先给出案例,让学生自我实践,做出试验设计,进一步讲解试验设计原则与统计思想。一方面使普遍惧怕书中繁杂数学公式的学生了解到统计其实是很有趣的一门课,并非是一味地进行数学计算,打破学生恐惧的心防,激发学生的学习兴趣,让学生有学下去的动力。另一方面,让试验设计原则与统计思想的讲解和实践贯穿课程始终,原理、原则思想都是从实践中高度抽象浓缩的概念,也只有通过不断的实践,才能使学生在识记的基础上做到灵活应用,提高统计学能力。


  计算机统计软件的操作技能在当今科技高度发展的时代愈显重要,尤其是当今大数据时代,对于海量数据的处理,单靠纸笔显然是不够的。因此计算机统计软件教学的重要性也被提到日程上来,成为当今生物统计学课程教学的重要部分[9]。关于计算机统计软件的教学,笔者在不同班级中分别尝试过Excel、SPSS和R教学,它们各有优缺点,


  哪个软件更适合本科教学,很难一概而论。软件的操作属于课程实践环节的内容,它们都可帮助学生省去用复杂公式计算的工作,更高效地分析处理数据。无论是哪种软件,单一的操作教授并不是难点,如何选择正确的程序命令,如何解读计算结果,得出科学结论才是统计软件学习的关键,而这些则依赖其背后统计原理的掌握。正是由于这样环环相扣的关联,在教学过程中,笔者将统计软件的教学和相对应的生物统计理论的讲解通过实践案例相整合,在课堂中讲完统计理论后,随即教授如何用软件操作相关案例,通过软件操作的讲解和结果的解读,进一步巩固相关统计理论。同时,特意调整上机实践课的时间,让学生得以及时实践,将实践与理论教学整合。


  该课程是双语课程,培养学生的生物统计专业英语能力也是教学的主要目标之一。而任何英语的学习,更多实践的练习是学好的不二法门。为了达到这个教学目标,笔者也采取了理论与实践整合的策略,除了全英文课件及课堂英文教学外,也利用各种课堂课后互动的机会及学校的网络教学平台加大对学生生物统计专业英语的实践训练。推荐课程参考书有英文书也有中文书,推荐中文书的目的是帮助没有生物统计学基础的本科生更好地系统掌握该学科的理论知识,而英文参考书的阅读则进一步训练学生生物统计的专业英语阅读能力。通过网络教学平台上传该课程的学习资料,布置部分课程作业,加强与学生的互动。上机实践课和课后习题也大部分采用英文形式,让学生在实践练习中熟记生物统计的专业英文词汇。


  3教学效果及其展望


  经过这样的教学改革,取得一定教学成果,但仍有不少缺憾的地方。通过理论与实践相整合的教学模式,学生对抽象的统计学概念原理有了深一步的了解,可能对方差分析、线性回归模型中相对复杂的计算公式不一定完全记牢,但对


  其试验设计的原理都有所掌握,对于不同的案例,学生基本都能判断出其试验设计的类型,据此选择正确的软件程序命令,并对数据输入结果做出正确的解读,达到了预期的教学效果。教学反馈显示,学生普遍觉得案例偏少,自己实践练习的环节不够。从学生的表现看,他们也普遍热衷于自我实践的学习,激发了学习的热情,笔者也鼓励启发他们尝试多种方法解决问题,引导他们在课堂外自学,在实践中相互讨论,让他们更深刻、直观地理解生物统计学原理。而这也从另一方面反映了生物统计学为应用统计学一个分支的特点,需要在实践中学习,才能帮助学生活学活用。为了检验学生对生物统计专业英语的掌握情况,在课程考核(上机考试和期末闭卷笔试)中也采用部分英文考核方式。虽然大多学生最初被题目中描述的生物试验的专业英语所难住而显得无从下手,也有少数学生还是抓住了题目中统计常用的词汇,对题目做出了应有的解题判断,在笔者的一点提示后,近一大半的学生还是有了解题的正确思路,这有很大可能是得益于英文教学与平时大量英文习题的练习。


  总之,作为应用统计学分支的生物统计学是实践性强的一门工具课,又具有理论性强的特点,理论与实践相整合的教学模式使学生“学中做,做中学”,不但激发了学生学习的热情,也能帮助学生通过实践更深刻地理解其背后统计原理概念,并真正做到活学活用。结合教学效果及学生的教学反馈,将对该教学模式进行进一步的优化,进一步增加软件实践环节,做到学以致用,培养出适应当今科技发展潮流的人才。


  作者:贾琪等


   参考文献 

  [1] 郝嘉琪.试论生物统计在农业科学试验中的应用[J].经济师,2017(6):224-225. 

  [2] 王松良,CALDWELL C D,KILYANEK S,等.中加合作农业生态学“双语+精品”课程建设的探索与实践[J].福建农林大学学报(哲学社会科学版),2010,13(1):90-95. 

  [3] 贾琪,贾坤志.农林院校留学生生物统计课程全英语教学实践与体会[J].教育教学论坛,2016(35):136-137. 

  [4] 屈德宁,刘兵.图示化教学策略在生物统计课程中的应用与实践[J].家畜生态学报,2016,37(9):90-94. 

  [5] 王玉,赵伟春,余勤,等.以项目为导向架构生物统计学课程教、学、做一体化思路[J].中国高等医学教育,2016(4):113-114. 


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