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    理論與實踐整合的生物統計學雙語課程教學改革探索

    發布時間:2018-01-10 16:34

      摘要針對生物統計學課程的特點,從理論與實踐相整合的角度出發,修訂了教學內容和教學大綱,整合了統計原理及實驗設計原則與實踐案例數據分析教學,整合了實踐案例統計分析理論講解與計算機統計軟件的操作教學,整合了理論內容的全英文教授與課堂提問討論、網絡教學平臺等多種互動交流練習,培養中外合作辦學項目學生應用統計原理解決實踐問題及應用生物統計專業英語交流的能力。


      關鍵詞生物統計學;理論與實踐整合;中外合作辦學;雙語課程


      中圖分類號S-01;G642文獻標識碼A文章編號0517-6611(2017)30-0249-02


      生物統計學(Biostatistics)是運用統計學的原理和方法,分析生命科學研究數據資料的一門科學,包含試驗方案設計、試驗數據收集、整理及分析。生物統計學是全國許多高等院校生命科學類本科專業的一門重要的專業基礎課程。由于該課程涉及的原理、概念及數學公式多且抽象難懂,系統性強,對學生邏輯思維能力的要求也高,常使學生在學習中倍感頭疼,是一門難度大的課程。而生物統計學屬于應用統計學的范疇,具有很強的實踐性和應用性,是一門重要的工具課,它能培養學生統計學思想,使其學會如何科學地設計研究方案及分析數據,從而得出科學的結論;它能幫助學生更好地學習專業相關課程及完成畢業

    。因此掌握好生物統計學知識對學生今后從事本行業相關工作有重要意義[1]。


      在全球一體化的大環境下,中外合作辦學日益興起,福建農林大學自2003年以來成功開辦了與加拿大新斯科舍農學院的“2+2”本科教學合作項目(中加合作班)[2],為了培養具有國際視野的高等人才,包括生物統計學在內的許多課程被設定為雙語課程[3]。生物統計學雙語課程要求學生掌握生物統計學的基本理論與應用的同時,也掌握一定的生物統計學專業英語,具備與國際同行進行專業交流的能力。本科學生的專業英語基礎都相對薄弱,在學習難懂的生物統計學原理的同時,一并學習難記的生物統計學專業英語術語,可以說是難上加難。為了在有限的學時中讓學生達到這兩重學習目標,對課程體系和教學模式的完善進行了初步探索。關于優化生物統計學教學改革,各教學同行已有不少研究,案例法、引入各種計算機軟件輔助教學、考核方式的改革、圖示法、課程整合、項目導向等,均取得了成果[4-6]。其中課程整合模式和項目導向的教學模式啟發很大,都在很大程度上強調了實踐在生物統計學課程中的重要性,提倡“教、學、做”融為一體的教學理念,培養“知識+能力”的雙強人才。世界著名教育學家杜威(JohnDewey)也強調理論與實踐的整合,提出了綜合課程的思想。在借鑒他人經驗的同時,結合生物統計學的特點,即概念理論難和實踐應用性強,從理論與實踐相整合的角度出發,設計新的教學模式,利用理論講授課、上機實踐課、網絡教學平臺等多方面教學整合滲透,讓學生在解決問題的實踐過程中,更加深刻地理解理論知識,培養統計思想和實際應用的能力。


      1修訂教學內容及教學大綱


      筆者所進行的教學改革面向對象為福建農林大學中加合作班的學生,他們本科學習的后2年即將赴加拿大繼續學習。為了提前適應國外的學習環境,他們的課程皆為雙語課程,大多為全英文授課。針對各不同專業及各不同課程的雙語課程,英文教學部分所占不等,都旨在使學生在掌握專業知識的基礎上,培養能進行該專業學術問題國際交流的能力。而在英文滲透度不同階段的雙語教學中,以全英文教學對提高學生英語交流能力效果最好[7]??紤]到學生的實際需求,加上所面向的學生英語水平普遍較好,在教學內容的改革中,相應提高了英語教學所占的比重。起初計劃實行全英文教學,但在與學生的初步交流后,發現他們的生物統計學專業英語基礎十分薄弱,如果一味用全英文教學,恐怕本就難懂的生物統計學知識再加上不甚明了的專業英語使學生對該課的感覺更加云山霧罩,可能連掌握相應生物統計學原理的這個最基本教學要求都完成不了。因此修訂了原初的教學計劃,適當增加了中文教學的分量,在教學參考書、課件及教學情景設置上都做了相應的調整。教學用書選定了2本,中英文各1本,分別為杜榮騫著的《生物統計學》(高等教育出版社)和ThomasGlover、KevinMitchell著的AnintroductiontoBiostatistics(WavelandPrInc),同時也列出一些適合本科生閱讀的英文教學參考書,方便學生課前預習和課后自學。采用全英文課件,旨在更好地給學生一個英語教學環境,而教學過程中,針對關鍵的專業知識和難懂的統計原理,用中英文詳細解釋,反復舉例,力爭使學生在掌握生物統計學知識的基礎上同時增強他們的生物統計專業英語交流能力。


      在確定該雙語課程的教學語言模式后,根據該課程的教學目標及學時數,考慮到增加的生物統計學專業英語方面的學習內容,修訂完善了教學大綱,對教學內容進行相應調整。相較于學校其他專業及他校該課程的40~50個學時安排,安排了60個學時,從時間上說比較充裕。其中51個學時為課堂理論課,9個學時為上機實踐課。教學的主要內容與以往保持一致,包含生物統計學的基本原理概念、試驗設計、描述統計(數據的整理與分析)和推斷統計,每章增加相應的專業英語和統計軟件操作的學習內容,并在課堂講解后及時進行上機實踐課的練習。為了讓學生更好地學會靈活應用統計知識解決實際問題,一些公式的數理推算過程簡略介紹,不再重點講解。一方面讓學生有更多時間和精力做到學以致用,另一方面打消學生因害怕艱澀難懂的數學演算而對該課程產生厭學情緒。在教學模式中,將理論與實踐相整合,以達到“學中做,做中學”的目標。


      2整合理論教學與實踐教學


      生物統計學雖然系統性、理論性強,但它更是一門實踐性強的工具課。在教學中,若僅教授理論,學生很可能難以在今后的實際實踐工作和研究中將其真正變成有利工具利用起來?;谶@些特點,筆者試著從多角度進行理論和實踐相整合的教學模式改革,以提高教學效果。具體體現在3個方面:一是試驗設計原則理論與實踐案例數據分析的教學整合;二是實踐案例統計分析理論與計算機統計軟件操作的教學整合;三是利用網絡教學平臺、課堂及課后的互動、中英文參考書的導讀,將生物統計專業英語的教授與交流整合。


      試驗設計原則是生物統計學課程的重要內容之一,貫穿整個課程體系,它集中體現了統計思想的精髓所在。而對學生統計思想的培訓,可以說是生物統計學課程教學的核心部分[8]。在教學過程中,這部分相對容易,沒有復雜的數學公式,內容邏輯性強,學生能很快認同,但這也是最難教的一部分,學生可以很輕易地快速記住這些概念,但遇到實際問題的時候卻往往表現得不知所措。同時,正因為沒有真正學會如何去用,學生在一段時間后,可能不再記得這些概念原則??紤]到系統關聯性,不少生物統計學書將試驗設計的內容放在了全書的后半部分。若課堂教學也參照該順序,那么試驗設計原則教授的內容并沒有反復解說和演練,很可能會導致試驗設計的原則與實踐案例分析相割裂,難于找到內在的密切聯系,也使學生對試驗設計的原則學習缺乏實踐應用,從而導致易學易忘。所以筆者選擇了從課程教學的初期就開始結合案例講授統計思想,推出試驗設計原則的內容,在后期的各推斷統計模型的教學中,先給出案例,讓學生自我實踐,做出試驗設計,進一步講解試驗設計原則與統計思想。一方面使普遍懼怕書中繁雜數學公式的學生了解到統計其實是很有趣的一門課,并非是一味地進行數學計算,打破學生恐懼的心防,激發學生的學習興趣,讓學生有學下去的動力。另一方面,讓試驗設計原則與統計思想的講解和實踐貫穿課程始終,原理、原則思想都是從實踐中高度抽象濃縮的概念,也只有通過不斷的實踐,才能使學生在識記的基礎上做到靈活應用,提高統計學能力。


      計算機統計軟件的操作技能在當今科技高度發展的時代愈顯重要,尤其是當今大數據時代,對于海量數據的處理,單靠紙筆顯然是不夠的。因此計算機統計軟件教學的重要性也被提到日程上來,成為當今生物統計學課程教學的重要部分[9]。關于計算機統計軟件的教學,筆者在不同班級中分別嘗試過Excel、SPSS和R教學,它們各有優缺點,


      哪個軟件更適合本科教學,很難一概而論。軟件的操作屬于課程實踐環節的內容,它們都可幫助學生省去用復雜公式計算的工作,更高效地分析處理數據。無論是哪種軟件,單一的操作教授并不是難點,如何選擇正確的程序命令,如何解讀計算結果,得出科學結論才是統計軟件學習的關鍵,而這些則依賴其背后統計原理的掌握。正是由于這樣環環相扣的關聯,在教學過程中,筆者將統計軟件的教學和相對應的生物統計理論的講解通過實踐案例相整合,在課堂中講完統計理論后,隨即教授如何用軟件操作相關案例,通過軟件操作的講解和結果的解讀,進一步鞏固相關統計理論。同時,特意調整上機實踐課的時間,讓學生得以及時實踐,將實踐與理論教學整合。


      該課程是雙語課程,培養學生的生物統計專業英語能力也是教學的主要目標之一。而任何英語的學習,更多實踐的練習是學好的不二法門。為了達到這個教學目標,筆者也采取了理論與實踐整合的策略,除了全英文課件及課堂英文教學外,也利用各種課堂課后互動的機會及學校的網絡教學平臺加大對學生生物統計專業英語的實踐訓練。推薦課程參考書有英文書也有中文書,推薦中文書的目的是幫助沒有生物統計學基礎的本科生更好地系統掌握該學科的理論知識,而英文參考書的閱讀則進一步訓練學生生物統計的專業英語閱讀能力。通過網絡教學平臺上傳該課程的學習資料,布置部分課程作業,加強與學生的互動。上機實踐課和課后習題也大部分采用英文形式,讓學生在實踐練習中熟記生物統計的專業英文詞匯。


      3教學效果及其展望


      經過這樣的教學改革,取得一定教學成果,但仍有不少缺憾的地方。通過理論與實踐相整合的教學模式,學生對抽象的統計學概念原理有了深一步的了解,可能對方差分析、線性回歸模型中相對復雜的計算公式不一定完全記牢,但對


      其試驗設計的原理都有所掌握,對于不同的案例,學生基本都能判斷出其試驗設計的類型,據此選擇正確的軟件程序命令,并對數據輸入結果做出正確的解讀,達到了預期的教學效果。教學反饋顯示,學生普遍覺得案例偏少,自己實踐練習的環節不夠。從學生的表現看,他們也普遍熱衷于自我實踐的學習,激發了學習的熱情,筆者也鼓勵啟發他們嘗試多種方法解決問題,引導他們在課堂外自學,在實踐中相互討論,讓他們更深刻、直觀地理解生物統計學原理。而這也從另一方面反映了生物統計學為應用統計學一個分支的特點,需要在實踐中學習,才能幫助學生活學活用。為了檢驗學生對生物統計專業英語的掌握情況,在課程考核(上機考試和期末閉卷筆試)中也采用部分英文考核方式。雖然大多學生最初被題目中描述的生物試驗的專業英語所難住而顯得無從下手,也有少數學生還是抓住了題目中統計常用的詞匯,對題目做出了應有的解題判斷,在筆者的一點提示后,近一大半的學生還是有了解題的正確思路,這有很大可能是得益于英文教學與平時大量英文習題的練習。


      總之,作為應用統計學分支的生物統計學是實踐性強的一門工具課,又具有理論性強的特點,理論與實踐相整合的教學模式使學生“學中做,做中學”,不但激發了學生學習的熱情,也能幫助學生通過實踐更深刻地理解其背后統計原理概念,并真正做到活學活用。結合教學效果及學生的教學反饋,將對該教學模式進行進一步的優化,進一步增加軟件實踐環節,做到學以致用,培養出適應當今科技發展潮流的人才。


      作者:賈琪等


       參考文獻 

      [1] 郝嘉琪.試論生物統計在農業科學試驗中的應用[J].經濟師,2017(6):224-225. 

      [2] 王松良,CALDWELL C D,KILYANEK S,等.中加合作農業生態學“雙語+精品”課程建設的探索與實踐[J].福建農林大學學報(哲學社會科學版),2010,13(1):90-95. 

      [3] 賈琪,賈坤志.農林院校留學生生物統計課程全英語教學實踐與體會[J].教育教學論壇,2016(35):136-137. 

      [4] 屈德寧,劉兵.圖示化教學策略在生物統計課程中的應用與實踐[J].家畜生態學報,2016,37(9):90-94. 

      [5] 王玉,趙偉春,余勤,等.以項目為導向架構生物統計學課程教、學、做一體化思路[J].中國高等醫學教育,2016(4):113-114. 


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