水產類生物統計學課程特色建設與教學改革

張靜+王忠良+王學鋒+顏云榕+張健東

[摘 要]水產生物學科是門實驗性的學科。廣東海洋大學水產學院生物統計學課程的課程設置，以及教學內容與方式需要改革。水產類生物統計學課程特色建設與教學改革對策，可以從課程設置、學生思維方式培養、教學內容與方式、考核方式、課程建設幾方面進行。

[關鍵詞]水產;生物統計學;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0144-03

生物統計學是應用概率論和數理統計的原理和方法研究生物界數量變化規律的學科，屬于數學在生命科學領域中的應用學科。其基本任務是研究生物學領域數據資料的收集、整理和分析方法，并對數據分析結果做出合理的解釋。[1]生物統計學是生物類、植物生產類、動物生產類、食品科學類、水產類、環境科學類等相關專業的專業基礎課，是一門應用性很強的方法論學科。盡管在基本概念和基本原理的講述上，各專業相差不多，但在有限學時內具體授課內容的選擇上，在例題、習題的選擇與編寫上，在試驗設計方法等問題上，不同專業差別還是很大的。21世紀以來，隨著社會的發展和科學的進步，高等教育的培養目標從以知識傳授為重點轉向以能力培養為重點;從培養能夠繼承和使用知識的人才轉向培養能夠發現和創新知識的人才。[2]這種人才培養目標的轉變給高校課程教學提出了更新、更高的要求，同時隨著水產學院申博增碩的成功獲批，針對水產類專業的生物統計學課程特色建設與教學改革也勢在必行。

一、問題分析

（一）課程設置

廣東海洋大學水產學院現有三個專業，即水產養殖學專業、海洋漁業科學與技術專業和海洋科學專業。作為一門重要的應用數學，多年來生物統計學一直是各專業的專業基礎課，普遍應用于各專業的畢業試驗設計和畢業論文撰寫中，其在水產科學研究中具有十分重要的作用。然而各專業在本門課程的設置上并不一致，如教學大綱不一致、授課學時不一致、授課方式不一致、考試方法不一致、授課學期不一致等。不同專業的授課教師各自為政，缺乏溝通與交流，這不利于整個水產學科的發展，也不利于課程的后續發展與建設，更不利于碩、博課程的銜接與深化。

（二）教學內容與方式

首先，生物統計學應用數理統計對隨機現象的統計規律進行演繹和歸納，涉及概率論、統計學、生物學及它們的綜合應用等多方面，概念多、公式多、數據多，一些內容較為抽象，很多學生對該門課程有畏懼心理。學生普遍認為該課程較難，表現在概念難以理解、思維難以展開、問題難以入手、方法難以掌握、習題難做，因此對本門課程缺乏興趣，課堂學習積極性不高。此外，由于課堂互動少，與水產科學實踐聯系不緊密，教師過分重視教的過程，學生不能親自體驗收集、處理數據的過程，因此學生難以深刻理解統計學的本質原貌。

其次，在教材的選用上，以《概率論和數理統計》為名的教材很多，但大多仍是基本沿用數學專業的教材體系，數學學科性太強[3]，重數學理論，輕水產應用，數學與水產不能相互融合。以《生物統計學》為名的教材也較多，如杜榮騫的《生物統計學》（高等教育出版社）[4]、明道緒的《生物統計附試驗設計》（中國農業出版社）[5]等，其編寫主線都是先概率、后統計、再試驗設計。這些教材較傳統的概率論與數理統計更加合理，充分考慮了授課學時的安排，少概率、多統計;理論部分恰到好處地壓縮，應用部分適當加強，在實踐中更易于被學生所接受。我們曾采用杜榮騫主編的《生物統計學》，雖然其強調了在生物科學上的應用，但其例題和習題多為以動植物的遺傳、變異為主，需要有較好的生物知識，對水產學科來說有些脫節，學生在學習了較難的理論后難以具體化、形象化，容易喪失學習的興趣。

最后，為了應付傳統的單一筆試的考核方式，學生需要進行大量的習題練習。學生把精力都放在了記背公式、過程的推導和演算當中，忽略了對知識背景的理解，如果題型一變，馬上不知如何解答。一道簡單的方差分析就要花費學生大量的時間，考試信息量受到限制，這些考試內容在學生以后的計算機應用中又基本用不上，這無疑加重了學生的學習負擔。

二、課程改革對策

（一）課程設置改革

為充分利用教學與教師資源，我們將課程更名為水產生物統計學，并作為院級限選課提出，強調了本課程在整個水產學院各專業課程設置中的重要性。課程采用統一的課程名稱、課程號，課程教學大綱及課程考核，課程學時設置為48學時，其中理論授課學時為36學時，實驗上機學時為12學時，理論與實驗學時比為3∶1，基本保證了該門課程理論教學和實踐教學的要求（對多數高校而言，一般設置為40學時或更少）。為了保證本課程先修課程的順利完成，讓學生掌握必要的專業知識，且與學生畢業論文設計相銜接，授課學期設置在第六學期較為合理。

（二）注重學生思維方式的培養

在學生思維方式的培養上，應注重啟發式的教學原則。廣東海洋大學是一所以教學型為主的大學，而水產學院在學校的發展中扮演著教學、科研并重的角色。水產生物統計學是一門理論基礎強、實踐強的學科，在學時較少、學科研究日益深入發展的要求下，如何充分發揮學生的主動性和積極性，從“接受知識”轉向“主動應用”，是生物統計學教學與實踐的主要內容。啟發式的教學原則，就是以激發學生的主動性思維、喚起學生的求知欲和興趣為出發點，科學地引導學生主動思考，讓學生將知識融會貫通形成技能，發展學生智力、挖掘學生潛力。首先，在知識的傳授上，要“兩少兩多”，即“少概率、多統計;少理論，多應用”。學習什么情況下用什么方法進行統計分析，要比學習這個方法本身如何統計更重要?，F在的統計方法，都可以由很多專業的統計軟件來完成，甚至你只要知道用什么方法，怎么輸入數據，一個菜單就搞定了，也就是說，不管你方法對不對，總會有結果出來的。因此，培養學生主動分析的能力更為重要。

（三）教學內容與方式改革

1.強化海洋、水產特色

根據水產學院各專業的人才培養特色與課程體系特征，我們以海洋水產類試驗方案設計、數據分析與處理等為課程應用導向，突顯海洋、水產特色。我們以蔡一林、岳永生主編的《水產生物統計》[6]為教材，以各專業教師科研實踐的實際案例為補充例題及習題，深入淺出地介紹試驗設計的基本原理，并引導學生學習和掌握如何合理有效地獲得數據并對數據進行分析推斷的原理和方法。由于與專業緊密相連，舉例對象學生熟悉，這自然減少了學生學習的畏難情緒。

2.優化教學內容

在教學內容的設計上，除基本統計原理外，我們根據各專業實踐在有限的課時內優化教學內容。概率論是整個統計的理論基礎，在教學上要注意講清概念、減少理論，加強引導。在概念的講解上，要注意深入淺出，簡明易懂。對于一些證明推導，則可以適當略去，只要說明問題的背景、來源、結果及應用的方面即可。在統計上，要加強對基本統計理論的講解?；镜姆植?、方差分析、簡單的相關和回歸基本就解決了水產學科本科教學、科研的大多數問題。我們沒有必要為了解決10%的問題而去花90%的時間。此外，一些簡化公式都是為了手工計算而設計的，由于可以使用電腦完成計算，這部分內容完全可以略去。

3.改革教學方法

水產生物學科是門實驗性的學科，很多生物學現象及其原理都是在試驗中發現，并通過實驗加以驗證得出結論的，因此，試驗設計的好壞直接影響到結果的分析及其結論的正確、可靠與否。本課程把理論與實踐相結合的教學作為重要的教學手段。

（1）在理論教學中做到以下幾點。①從各專業的背景出發，建立抽象理論與學生熟悉的具體問題之間的聯系，通過比較研究，使學生掌握各種試驗模型的假定及其應用。②采用探索探究式、互動式教學方法，啟發學生思維，拓寬學生思路，引導學生用科學研究的思維方式思考問題;由以教師“講”為主，轉變為以學生“學”為主，使得教師講授與學生自學、討論和研究有機地結合起來，提高學生分析問題和解決問題的能力。③采用課外閱讀文獻、課堂評述等方法，重視培養學生獨立獲取知識的能力，為學生終身學習和創新奠定基礎。④精心設計多媒體課件。多媒體課件除具有一般多媒體課件形象、生動的特點外，還要根據本課程特點展示數據的動態分析過程，盡可能使課件融教學性、科學性、藝術性和技術性為一體，激發學生的學習興趣，提高教師的教學效率。

（2）在實踐教學中，分三個層次進行實踐性教學。①通過試驗設計的方法練習，加深學生對基本原理理解的基礎實踐。②結合專業提出課題，由學生組織設計及分析，并進行課堂討論的綜合性、設計性實踐。③根據專業，由學生自行選題、設計并分析推斷的研究性實踐。

4.切實用好“多媒體教學”

隨著計算機技術的發展，多媒體日益成為重要的教學手段。[7]它以計算機為主要媒介，把文字、圖形、圖像、音頻和視頻等信息媒體結合起來表達教學內容。多媒體教學能使課堂變得生動活潑，從而實現傳統的教學方式無法達到的效果，是高校教學改革的一項重要內容。然而在實踐中，“多媒體”的“多”往往被單一計算機取代，多媒體課件也往往成了簡單的PPT演示。筆者曾在《淺談高等教育多媒體教學中存在的問題》[8]一文中，闡述了現代多媒體教學在帶來利的同時其弊同樣不可忽視。就生物統計學的多媒體教學而言，其概念多、公示多、統計計算過程煩瑣乏味，計算機的應用無疑能起到事半功倍的效果。然而傳統黑板的作用也不能忽視。在教學中筆者就曾發現，學生對統計量不知道怎么書寫;重要的推導過程在多媒體課件中一閃而過，跟學生的認知思維銜接不上，這反而增加了學生的厭惡感，使學生不能跟著教師的節奏學習。由此可見，多媒體教學也存在一定的弊端。

此外，要注意生物統計學多媒體課件的制作不同于物理、化學等學科（它們強調計算機的模擬功能），生物統計學多媒體課件必須同統計分析軟件“鏈接”。在實踐中筆者發現，普通計算器、Excel軟件和SPSS統計軟件是較為適合的本科教學統計軟件。也許大家都忽略了普通計算器的應用，實際上，在任何一臺Windows機器上，程序的附件中都有一個計算器，這個計算器雖然不能進行復雜的統計功能，但對于統計中經常用到的統計量基本都能夠計算。此外，在電腦上機課上，可以重點介紹Excel的統計功能。嚴格說來Excel并不算是統計軟件，而只是數據處理工具。但它幾乎是每臺電腦上裝機必備的軟件，對于大多數的學生來說，Excel統計功能的學習能為他們以后從事非專業統計工作起到很好的幫助作用。專業統計軟件采用SPSS軟件，由于該軟件不需要編程，因此學生較易接受。除了課堂涉及的統計方法外，這些大型軟件包的一個主要好處就是菜單豐富，功能齊備，只要有一本參考書，學生就可以方便地掌握各種統計方法。

最后，要充分運用計算機網絡。網絡教學將為學生提供廣闊的學習空間、充足的學習資料和多樣的學習方式。比如西安科技大學的生物統計學網站，除了具有精品課程的內容外，還在“參考資料”欄目內設有“教學篇”、“人物篇”、“歷史篇”、“故事篇”、“軟件篇”、“應用篇”等內容，這不僅能為學生提供豐富的學習資源，還增加了學生的學習興趣，并可以通過學生反饋來豐富學習資料。

三、考核方式的改革

成績考核是督促學生復習、鞏固所學知識并對教學效果進行檢查的重要手段。在傳統的筆試考核方式中，學生要把大量的時間花在計算公式的背誦和數學計算上，這種考核方式不能全面、準確地考查學生對各種統計分析方法的掌握和應用情況。要改革考核方式，除筆試外，還應增加電腦上機考試。筆試部分應加強概念的理解和實際應用，不要求背條文、記大量的公式，也不要求繁雜的計算。電腦上機考試部分，應讓學生用所學的統計知識和原理，選取合適的統計命令進行統計運算，并能對統計結果進行分析和解釋。這樣就能將學習、考核和應用真正結合起來，既解決了學生死記硬背的問題，又加強了學生靈活應用所學知識的學習興趣，真正達到了本門課程的培養目標。

四、課程建設

在課程的建設上，應注重兩點。一是加強師資建設，以講授本門課程的教授、博士作為課程負責人，建設教學梯隊，以研帶教，以較輔研;教師定期學習討論，編制更符合水產學院研究特色的教學例題、習題。二是將這門課程作為學生一生的課程，即在本科、碩士、博士三個學習階段都要開設本門課程的后續，形成一個完整的統計學學習鏈條，使本門課程能真正服務于水產學院的教學、科研。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 苗永旺，劉學洪，茍瀟，等.《生物統計附試驗設計》課程教學改革效果探討[J].家畜生態學報，2012（1）：107-110.

[2] 李培英，孫宗玖.草業科學專業田間試驗附生物統計教學改革設想[J].黑龍江畜牧獸醫（科技版），2014（7）：186-188.

[3] 徐林.經濟學專業概率論與數理統計教學初探[J].科技信息，2008（35）：929.

[4] 杜榮騫.生物統計學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[5] 明道緒.生物統計附試驗設計[M].北京：中國農業出版社，2002.

[6] 蔡一林，岳永生.水產生物統計[M].北京：中國農業出版社，2001.

[7] 江崢嶸，李克東.關于開展多媒體創作工具教學的幾點思考[J].中國電化教育，1999（4）：18-20.

[8] 張靜，湯保貴.淺談高等教育多媒體教學中存在的問題[J].湛江海洋大學學報，25（增刊）：43-44.

[責任編輯：陳 明]