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课程小论文在生物统计教学实践中的应用效果研究

时间:2018-01-25 22:09:12  来源:互联网整理  作者:匿名  TAG:

  一、前言

  生物统计学是数理统计在生物学研究中的应用,是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门学科,属于应用统计学的一个分支。生物统计学是生命科学大类专业学生必须掌握的一门重要的工具性课程,并且已经广泛地应用于农业科学、生物技术、环境科学、分子生物学、流行病学、生物信息学等众多生命科学分支领域。同时也是许多高等院校的农学、医学、食品科学等专业的必修课程之一。但与其他课程相比,生物统计学具有内容多、公式多、概念多及教师难教、学生难懂、难记、难用的“三多”和“四难”的特点。因此,探索有特色的生物统计学课程的教学模式是一个非常重要且亟待解决的问题。

  生物统计学是一门应用性极强的课程,传统教学一般采用课后布置作业来加强学生的理解,学生始终处于被动学习状态,往往在后期学习与实际应用中出现无法选择具体的统计分析方法的现象,甚至有些学生对某些方法的原理都不能正确理解。因此我们尝试在教学中设置课程小论文的写作,要求学生通过对周围事物的观察,发现问题,提出合理假设,查阅文献,讨论设计實验或调查方案,收集、处理和分析数据,并撰写论文,宣讲论文,从而激发学生的学习兴趣,加深理解课程的基本理论和基本方法,并掌握相关实验设计和统计分析方法。本文对我们在《生物统计学》教学过程中多年进行的课程小论文写作实践与提高教学效果的情况进行研究总结,为更好地培养具有科学研究能力和创新精神的合格学生提供参考和借鉴。

  二、方法

  1.课程小论文的布置。我校《生物统计学》课程教学安排在第三学年上学期,课时为54学时。在教学的第十周布置小论文的写作,此时学生已初步了解了基础理论和假设检验的原理与方法的大致内容,并掌握了本课程的部分知识,具备了一定的基础。因此要求每位同学到学期结束时,完成一篇调查或研究性科技小论文。并明确要求严格按照科技论文的格式进行写作。

  小论文题目根据个人的兴趣爱好选择而定,教师在需要时给予指导。由于布置写作任务时,教学授课进程为统计假设检验,因此我们强调“小”论文,即要求学生选题不能大而复杂,并且数据的收集简单易行,我们建议为简单的对照试验的t检验、χ2检验、单因素方差分析和一元线性回归等。

  2.效果调查。通过新疆大学教育在线网站,对小论文实践教学效果进行问卷调查。设计如下问题(表1),在网上通过无记名问卷方式对学生在小论文写作前后对生物统计学、科研调查的认识、开展科研调查的认识及其科技论文写作等方面的认知进行自评。认知等级分别是很低、较低、中等、较高和很高。调查时间分别是布置论文写作时间和交论文时间。调查对象为2010级和2011级生物科学专业的学生,共计5个班,收到回答的总人数为82人(总人数为143人,回答率57.3%)。

  3.数据的统计分析。根据小论文写作前后各种调查项目认知水平的问卷调查结果,进行频数资料的R×C列联表独立性χ2检验。

  4.课程小论文的评阅。对于每篇论文我们不仅逐篇批阅,并且都写出了评语。从格式规范、语言表达、知识拓展、能力培养四个方面来做出评价,以50%计入平时成绩。

  三、调查结果与论文的成绩评定

  1.课程小论文写作前后学生对生物统计学的认知变化。我们将关于课程小论文写作前后学生对生物统计学的认知网上调查结果,如图1所示,其中包括对生物统计学的认识(图1A)、对生物统计学的兴趣(图1B)和对生物统计学的方法应用的认识(图1C)。在小论文写作前,对生物统计学的认知全部在中等以下,其中较低及较低以下占72%。通过小论文实践,对课程的认知都达到中等以上,其中认知程度较高及较高以上占69.5%(图1A)。在小论文写作前,对生物统计学有较高及其以上兴趣的学生仅占11%,中等兴趣的占40.2%,兴趣较低及其以下的占36.6%。通过小论文实践,对课程有较高及其以上兴趣的占到了65.9%,远远高于小论文写作前(图1B)。小论文写作前,对生物统计学应用的认识较高和很高的仅占8.5%,小论文写作后,有较高及其以上认识的达到64.6%(图1C)。在课程小论文写作前后,学生对生物统计学的认识、兴趣和应用的认识都有了极显著的提高。利用2×5列联表独立性χ2检验,关联度检验的卡方值分别为116.08、57.91、85.58,P值均小于0.01,存在极显著的关联,即学生通过课程小论文的撰写,显著提高了对生物统计学的认知、兴趣和统计学方法应用的认识。

  2.课程小论文写作前后学生对科研调查的认知变化。课程小论文写作前后对学生在科研调查相关事项方面进行调查问卷,结果见图2,在小论文写作前,对科研调查的认识在较低及较低以下占67.1%。通过小论文写作后,认知程度较高及较高以上占到了52.4%(图2A)。在小论文写作前,对如何开展科研调查的认识有较高及其以上的学生仅占6.1%,中等的占30.5%,兴趣较低及其以下的占63.4%。通过小论文写作实践,对如何开展科研调查的认识有较高及其以上的占到了47.6%,远远高于小论文写作前(图2B)。课程小论文写作后,对自己开展科研调查能力有较高及其以上自评的高达48.8%,而小论文写作前的认识较高和很高的仅有6.1%,(图2C)。在课程小论文写作前后,学生对科研调查的认识、如何开展科研调查和自己开展科研调查能力的认识都有了明显的提高。利用2×5列联表独立性χ2检验,关联度检验的卡方值分别为77.58、69.99、63.09,P值均小于0.01,存在极显著的关联,这说明学生通过课程小论文的撰写,显著地提高了对科研调查的认识、如何开展科研调查和自己开展科研调查能力的认识。

  3.课程小论文写作前后的学生对科技论文写作的认知变化。科技论文写作要求,对于本科生毕业后开展初步的科学研究十分重要,也是获得学士学位的必备条件。结合生物统计学开展科研调查,撰写小论文,有助于学生将来较顺利地完成本科毕业论文。在小论文写作前,对科技论文写作有较高及其以上兴趣的学生仅占8.5%,中等的占22%,兴趣较低及其以下的占69.5%。通过小论文这些实践,对科技论文写作有较高及其以上兴趣的占63.4%,远远高于小论文写作前(图3A)。小论文写作前,对自己科技论文写作能力的认识中等及其以上占21.6%,小论文写作后,有中等及其以上认识的达95.1%(图3B)。在课程小论文写作前后,学生对科技论文的认识和自己科技论文写作能力的认识都有了极显著的提高。利用2×5列联表独立性χ2检验,关联度检验的卡方值分别为91.11、86.66,P值均小于0.01,存在极显著的关联,即学生通过课程小论文的撰写,显著提高了对科技论文写作的认识和自己科技论文写作能力的认识。

  4.课程小论文的成绩评定。由于绝大多数学生都是第一次撰写研究性科技论文,所以积极性很高,并且都能较好完成。对于立意新颖,富有创新思想与独立见解的论文,给予优秀,并且在教师的指导下,经修改并正式发表。比如有学生统计国家英语四六级考题中阅读理解和听力部分的不同首字母单词的频数,并用方差分析告诉备考学生重点复习哪些首字母的单词。又有学生按照感兴趣的方向,通过关键词的搜索去查阅相关文献资料,从论文数量的年际间的变化来分析这个学术方向的发展动态。再如根据近几年我院学生英语四六级考试通过率和英语学习的动机、方法等资料,分析英语成绩差的原因以及改进措施。对于个别学生不认真准备,整段整篇抄袭别人的论文,则要求重写,否则给予不及格。由于事先我们已反复强调,至今还没有不及格的,绝大多数为良好以上。

  四、讨论

  经过多年在生物统计学教学过程中设置课程小论文的写作训练,并且通过对学生进行小论文实施效果的问卷调查,我们发现在激发学生对生物统计学的学习兴趣、对科学研究过程的了解与实践以及对科技论文的写作等方面都取得了十分显著的效果。

  1.激发了学生对生物统计学的学习兴趣。以往,学生对生物统计学的学习兴趣不高,普遍感到生物统计学中概念抽象难懂、公式复杂难记,并且不知如何运用。俗话说,兴趣是最好的老师。如何提高学生的学习兴趣,是教师提高教学效果的基本条件。通过小论文实践,由学生自行设计试验或调查方案,科学地收集数据,将课堂上的抽象概念转变为实际应用,变被动学习为主动学习,加强了对概念的理解,提高了学习兴趣。图1所示结果表明,经过完成论文写作中一系列的训练过程,提高了学生对生物统计学的认知、兴趣和应用。例如“随机样本”的概念,数学定义是若从总体X~N(μ,σ2)随机抽取含量为n的样本,则随机样本为(X1,X2,…,Xi,…,Xn),且Xi~N(μ,σ2)[1],这一概念比较抽象难懂。并且实际试验中是如何获得“随机样本”?通过实际操作,学生发现随机样本的获得即为日常所用的抓阄或抽签,并且进一步认识到随机抽样是指总体中每个个体被抽的可能性是相等的抽样方法,这样经过实际操作,抽象的数学概念和公式就具体化、形象化,从而消除了学生的理解障碍,进而加深了对基本概念和基本原理的认识,实现理论知識与实际应用相结合的效果,激发了学习热情。这种训练方式在其他课程教学中也收到了很好的效果。

  2.促进学生对科学研究一般过程的了解。生命科学是一门实验性学科,在其科学研究过程中会产生大量数据,生物统计学的功能是在专业学科与科学研究之间架设桥梁。生物统计学的最终应用是落实到对具体实验结果的科学处理和分析上的。脱离实际的生物统计学教学注定是僵化的、无效果的。因此,以小论文形式,将数据分析的不同方法与学生自己的科学实验或科学调查联系起来,使学生不仅学习了这门课程,并且通过课程的学习,了解和掌握了科学研究的一般过程和方法,极大地提高了生物统计学的教学效果。由图2的结果表明,大部分学生通过小论文实践,以问题为导向,科学地实验设计,收集数据,分析数据和解释数据,回答所提问题,最后撰写论文等一系列训练,对科学研究和科学调查过程有了初步了解。通过小论文实践,消除了对科学研究的盲目畏惧感和神秘感,增强了今后开展科学研究工作的信心。

  3.增强了学生对科技论文写作的认识和信心。对多数本科学生来讲,科技论文写作往往是很难的一件事。主要原因是学生不了解科学研究的方法与过程,不知道科技论文的结构。本科学生一般还没有撰写研究性论文的经历,不知道如何撰写。因此,我们在布置课程小论文时,对研究方法进行了详细的规定,要求论文内容完整表述一项科学研究的过程,必须包括:①就自己感兴趣的事物或现象提出问题,或假设;②合理设计实验或调查方法;③收集整理原始数据;④分析数据(也可借助相关分析软件);⑤获得结论。

  论文首先要求主题明确,知识表述正确;其次要求文字通顺、语言简练、表达准确、条理清楚;最后严格按照科技论文的通常格式进行写作,即论文包括:题目、摘要、关键词、前言、材料和方法、结果与分析、讨论与结论、参考材料几个部分。从课程小论文评阅结果看,学生们基本能按照研究性科技论文的内容和格式完成,图3的调查结果也表明,通过小论文写作,绝大部分学生对研究性论文的构成、各部分所写内容,以及相互关系有了较好的掌握,对自己的科技论文写作能力有积极评价。

  4.综合素质能力培养。通过生物统计学小论文写作实践,在增强学生对课程内容理解的同时,也提高了学生的综合素质,包括对周围事物的观察与思考能力、提出问题和解决问题的能力、数据收集和分析处理能力,以及科技论文的写作能力。首先,经过由现象提炼问题的过程,即把发现的问题转化成研究论文的议题的思维训练,也就是发现问题能力的培养,而这对于科技工作者尤其重要;其次通过设计实验寻求解答问题,学生不仅结合教材及课堂讲授内容进行思考,也可以通过查找文献资料寻找解决思路,从而增强了主动性学习和解决问题的能力。最后通过写作训练可以帮助学生提高文字组织能力、归纳总结、逻辑推理能力。

  五、结束语

  在生物统计学教学过程中,学生普遍存在惧怕的心理,学习热情不高,这主要源于统计数学概念抽象难懂,数学公式难记,并且又不知如何运用。我们在教学过程中尝试课程小论文的写作训练,结果激发了学生的学习兴趣和探索新知识的欲望,进而极大地提高了教学效果。另外,学生在课程小论文写作过程中,运用已有知识,结合新知识,通过分析和综合,谋求解决实际问题,对提高学生综合素质也具有较大的作用。

  参考文献:

  [1]彭明春,马纪.生物统计学[M].武汉:华中科技大学出版社,2015:1-3.

  [2]王江雪,胡大伟,等.生物统计学教学过程中存在的问题分析[J].课程教育研究,2014,(4):173-173.


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