浅谈合肥学院《生物统计学》的教学改革探索

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李丹 常飞 王晓飞

合肥学院,安徽合肥 230000

摘要

《生物统计学》是生物工程专业必修的一门工具课程,对学生未来的学习、工作都将起到至关重要的作用。因此文章在分析现有的该课程教学过程中的诸多问题的同时提出了改革课程教学模式。改革提出以学生的能力提升为课程导向性的教学模式,从而更加适应合肥学院“应用型人才”的培养要求和生物工程专业学生的学习特点。牢牢把握学生应用能力提升的核心点,通过具体的课堂内容、教学方式及实际应用三方面的改革措施,使《生物统计学》这门工具学科成为学生能力提升的阶梯。


关键词

教学改革,能力提升,生物统计

正文

2021年安徽省质量工程教学研究项目:有关生物工程专业《生物统计学》教学模式的思考与改革实践探索(编号:2021jyxm1277);2022年安徽省教育厅研究生线上线下混合示范课程:高等生物化学(编号:2022hhsfkc049);2022年安徽省教育厅研究生教育教学改革研究一般项目:科教融合视域下“高等生物化学”研究生课程思政教学模式的探索与研究(编号:2022jyjxggyj351);2021年合肥学院线上线下混合式课程:生物化学(编号:2021hfuhhkc02)

在合肥学院“地方性、应用型、国际化”的办学理念及不断加大的“应用型人才”的培养力度的背景下,尤其,生物医药等相关领域的迅速发展,更是要求我们高等应用型学校必须进行教育教学改革。近些年,以学生能力为导向的《生物统计学》课程改革正在不断被提出,表明教育界的各位教师同仁对《生物统计学》课程目前存在的诟病及改革方向都有了初步的认识[1-2]。

生物统计学作为一门应用数学的分支,属于数学与生物学的交叉学科,是一门重要的工具学科[3-4]。生物统计学同本质上讲就是利用数理统计的原理和方法来分析和解释各种中生物学现象和规律,从而帮助人类认识生物规律并利用这些规律改变、改善人类的生产、生活[5-6]。

1 《生物统计学》课程教学模式改革的重要性

进入21世纪,生物医药行业得到前所未有的发展。国内各综合性和专业性高校在生物专业均开展了统计学的教学。《生物统计学》是现在生物学研究必不可少的工具。然而,纵观各高校的《生物统计学》课程,发现其内容体系纷繁复杂,语言晦涩难懂,这导致该门课程的开展困难,效果不佳,无法完成课程的设置要求,甚至会影响到该专业学生的未来发展。该课程的主要目标在于指导学生解决生物学方面的统计问题,是探索发现生物学方面具体现象规律的工具,对生物学科的发展起到至关重要的作用。因此对生物专业的《生物统计学》进行课程改革,对于教学质量的保证、生物行业未来的发展都刻不容缓、势在必行。

为解决生物统计学课程教学过程中存在的一系列问题,提高教学质量,进而推进学生自身能力的提高及行业的发展,就需要结合课程自身特点及专业特色,理清教学框架、分清内容的主次作用,明确课程中重点教学内容,做到主次分明,不添加繁杂冗余内容、不漏掉课程核心知识点。根据这些原则,我们选择了由杜荣骞主编的高等教育出版社出版的《生物统计学》作为教学用书。该教材的内容丰富,完全覆盖了生物学专业所需的统计学方面的知识,并且书中例题均与生物学现象相关,能够让学生在学习统计学知识的同时联系上生物学的专业知识,使得学生对生物学现象有更加深刻的认识,对统计学知识有更加直观的印象。

但是《生物统计学》教材虽然内容丰富,仍然不够精简。因此,在实际授课时,我们从各章节内容中分别抽取核心重点知识进行讲解,从而达到让学生学的少且学的精的目的。而这些内容的选择,主要是基础的统计学知识点及能够实际运用于生物学问题分析的知识点。例如,总体与样本的特征数、样本的统计假设检验及方差分析等内容。这些教学内容既能达到指定教学目标,又能减少学生的学习负担,从而可能提高教学质量,对于学生生物专业的学习发挥重要的辅助作用。

2 《生物统计学》课程的教学现状

《生物统计学》课程数理逻辑性很强,但同时又是一门应用学科。目前,根据调研发现,大多数教师还是根据传统的理论教学方式进行授课,这就导致学生对书中大量的数理逻辑和计算公式都只能通过死记硬背的方法进行学习,而对书中内容缺乏实际应用。再加上课程内容的繁杂,久而久之学生逐渐丧失学习的热情和积极性,也缺乏对其应用性、重要性的认识,认为只管学好专业理论课就可以,把这门课程当作可有可无的选修课。这样的教学现象在大学课堂上非常普遍,而这样的现象最后导致的结果就教师来说是课堂教学质量不高、效率不好,就学生来说就是失去了学习专业知识的辅助工具,在未来的科研工作中表现出后劲不足,知识体系不完善,不能上升到更高的领域发展。

3 改革探索思路

针对以上《生物统计学》课程教学过程中的各种问题,此次教学改革我们提出3方面课程改革思路。具体如下:

3.1通过以实际应用为导向,合理筛查、删减课程教学内容,归纳整理成完善的课堂教学体系。

《生物统计学》课程开设在大三第一学期,此时学生已经经过了二年专业相关基础知识的学习,下一步更深入的学习即是通过生物学现象揭示其背后的基本规律。《生物统计学》课程正是揭示这些生物学规律的有力工具。但是通过调研发现生物统计学方面的课程用书内容繁杂,知识点很多,但重点内容不突出。书中的例题也比较陈旧,不能做到与时俱进,无法让当今学生的学习兴趣。另外最重要的一点是没有强调该课程的实际应用价值及作为生物学专业学习工具的重要作用。因此在对课题组的调研结果及学生学习心理的进行分析后,我们提出了提炼生物统计学课程中与生物学专业实际应用相关的知识点,删去那些应用性不强的理论知识,将这些能够应用于实际的知识点重新设计成与学生专业相关的实例进行解释,从而一方面减轻内容繁多、学无重点的现状,另一方面让学生切实感受到学有所用的乐趣。

3.2通过引入生物工程专业课堂实验及科研实例,增加与学生的课堂互动,提高学生对课程的重视程度。

在《生物统计学》的课堂学习中,需要引用大量案例对统计学的知识进行具体解释及应用。一方面,鉴于学生已经接触过大量的生物学专业知识,因此将这些已经学习过的知识编成教学案例,并在课堂加以引用。既可以让学生复习旧知识,又可以使学生吸收到新的知识,可谓“一箭双雕”。另一方面,作为生物工程专业的学生在未来本科课程结束后会有相当一部分的群体进入生物相关的科研领域发展,因此可以以此为契机在课堂教学中适时引入科学研究方面的案例设计,从而可以在传授统计学知识的同时增加学生的科研兴趣,明确统计学在其未来专业发展中的重要作用。例如,研究某种药物刺激是否会对神经干细胞的增殖产生影响,从而明确该药物是否能够作为未来候选临床药物使用,就需要对给药组与对照组的干细胞增殖率进行统计分析。运用统计学的知识对特定药物的效果进行判断,对未来临床用药可以作为参考,从而提高学生对统计学课程重要性的认识,增加对课程的重视程度。

3.3通过软件的实际操作来检验学生对统计学知识的理解程度及应用能力,并作为评价教学质量和评定学生成绩的主要指标。

合肥学院作为全国应用型高校的典范,尤其注重培养学生对所学知识的实际应用能力。生物工程专业工具Ⅱ课程模块的教学目标也是作为应用工具来辅助生物专业知识的学习和探索。因此在生物统计这门课程的教学中,我们会让学生结合实例运用所学知识操作相关工具软件(如Excel、Graphpad、origin)分析实际生物学问题,制作图表呈现。这里的教学安排中,我们强调课堂教授Excel这类简便易学的软件,而非专业的统计学软件SPSS等。与专业的统计软件相比,一方面Excel这类常用软件在下载安装操作方面较简便,具有极大的优势;另一方面,本科阶段的学习中涉及到的数据分析并不复杂,Excel这类软件已经完全可以满足使用需求。因此,我们以Excel软件为例教授学生如何处理收集的数据资料,得出相应的结果及结论。这种相对简单的操作和使用,但是又能满足数据分析的要求,让学生觉得学习起来并不复杂,容易上手,愿意学习,从而使教学效果极显著提高,事半功倍。

在这个过程中既能加强学生对知识点的学习,又能及时发现学生的知识点薄弱环节,教师可根据情况适时调整强调学习重点。还能够及时检查教学成果,增加课堂学习多样化水平。而与此同时,能够让学生切实感受到生物统计学强大的实际应用性、重要性,从而端正学习的态度。统计学相关软件的应用尤其体现该课程特点和极强的应用性。在大三伊始,很多同学都已或准备加入感兴趣的课题组参与到教师的科研活动中。在科研活动的参与中,学生会实实在在的感受到该课程中学到的各种理论知识及软件分析操作的实用价值和重要作用,从而更加重视课程的学习。不会课程一结束,除了结业考试就再也接触不到相关知识的应用,最终导致所学的知识点也一并归还课堂。另外,在学生进入大四学期开始准备毕业论文,生物统计学的知识仍然是必不可少的关键,仍然要继续使用。因此生物统计学的知识在学生的不断运用中摆脱了课本“死知识”的印象,成为了帮助学生更好完成科研和学业的“活知识”,从而存活的“寿命”更长。

4 教学改革成果

经过一段时间的教学改革探索与实践,我们在《生物统计学》课程的教学中取得了一些积极的成果。首先,在以实际应用为导向的课程设计下,课堂内容更加紧凑,突出了与生物学专业实际应用相关的核心知识点。学生在课堂中能够更直观地体验到统计学在解决生物学问题中的实际应用,增强了他们对课程的学习兴趣。其次,通过引入生物工程专业课堂实验和科研案例,学生的参与度得到了提高,课堂变得更加互动和实践导向。学生通过案例分析和实验操作,不仅巩固了统计学知识,还培养了解决实际生物问题的能力。此外,教学中引入的统计软件操作也让学生更深入地理解了统计学的应用,为他们今后的科研和学业提供了有力支持。

然而,我们也意识到在教学改革中仍然存在一些挑战。首先,由于教学改革是一个逐步推进的过程,部分学生可能需要适应新的教学模式,尤其是对于实际操作软件进行数据分析方面。因此,我们需要进一步加强与学生的沟通,引导他们逐步适应新的学习方式。其次,尽管在教学中引入了案例和实验,但确保每个学生都能充分参与和深入理解仍然是一个挑战。我们需要持续关注学生的学习情况,及时调整教学方法,确保教学效果的最大化。最后,教学改革的可持续发展也需要长期的支持和投入。教师需要不断更新案例和实验内容,与时俱进,以保持课程的活力和吸引力。

5 结语

合肥学院作为应用型高校的排头兵,一直都非常注重对学生能力的培养。在此次《生物统计学》的教学改革中,我们也更加注重培养学生对统计学知识的应用能力。目前,合肥学院生物工程专业的《生物统计学》课程的教学改革已经开始了2个学年,在此次改革中我们以实际应用为导向,对课堂教学内容进行合理增删,使其更符合应用型教学的理念,同时通过引入生物工程专业课堂实验及科研实例,增加学生对以往知识的回顾和理解程度,又完成了统计学知识的学习提高学生对课程的重视程度和学习兴趣。最后,培养学生实际操作软件分析实验数据,从而从更深层次理解并应用统计学知识。

我校作为安徽省应用型本科高校联盟常任主席单位,在发挥应用型专业人才素质能力培养方面的示范引领作用方面尤其重要,《生物统计学》课程作为一门具有实际应用价值的理论教学课程,对其进行课程教学改革具有重大意义,通过本课程教学改革的深入探索,可将该课程的成功经验推广到更多应用型高等院校生物工程专业及相关专业本科生的《生物统计学》教学。

参考文献

[1]张梅芳,杨忠文,李雄军,陈曦.  高职生物统计学教学改革 [J].大学教育,2022,7.

[2] 贾莲,张冬,吕琳琳,冯淼,王珍,张博.以应用能力培养为导向的“生物统计学”课程教学改革[J]。农产品加工,2021,12(102-103)

[3] 张恩盈,赵永厚,程丽巧,宋希云.高校生物统计学教学改革与探索[J].安徽农学通报,2017,23(23):145-146.

[4] 李培英,孙宗玖. 草业科学专业田间试验附生物统计教学改革思想[J].《黑龙江畜牧兽医》科技版, 2012( 9) .

[5] 石培春,龚江,李春艳.“生物统计”课程教学探索和思考[J].中国电力教育, 2012( 10) .

[6] 孙晓菲,李鑫玲.《生物统计》教学改革实践[J]. 高教理科研究, 2012( 9) .

[7] 孙杰,赵宗胜. 生物统计教学中如何提高民族生学习能力的初探[J].兵团教育学院学报, 2015( 4) .



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