生物工程專業生物試驗設計與分析課程教學思考

林英　楊玉紅　呂淑霞　于曉丹

摘 要： 生物試驗設計與分析是生物工程專業的重要專業基礎和工具課程。認真學好該門課程，能夠根據研究背景靈活應用試驗設計原理和方法，合理有效地設計試驗方案，并運用合適的方法進行結果分析，進而做出精確可靠的推斷，是生物工程專業學生必須掌握的專業基礎技能。為提高教學質量，文章針對傳統教學中的不足，進行了課程教學改革的探索。

關鍵詞： 生物試驗設計與分析 生物工程 教學改革

生物試驗設計與分析是以數理統計理論和生物類的實踐經驗為基礎，科學地進行試驗設計，減少試驗次數，縮短試驗周期，迅速找到優化試驗方案或數學模型，對所得試驗數據進行統計分析的應用性課程。由于課程具有概念抽象、邏輯推理強、計算公式煩瑣、運算量大的特點，給課堂教學和應用帶來一定難度，學生普遍認為難學。與此同時，隨著計算機現代技術在生物學領域中的應用日益廣泛，教學設備發展日新月異，結合SPSS數據分析軟件進行生物試驗設計與分析課程的教學改革已成為一個重要課題。

筆者結合教學實踐及教學中存在的問題，在課程內容設置、教學方法手段及如何提高教學質量，增強學生的主動學習意識等方面做了積極探索。

一、在實踐教學中發現的問題

生物試驗設計與分析課程的開設，安排在大學二年級第二學期，由于學生還沒有走進研究室，對科研工作沒有直觀認識，因此對試驗設計和數據處理的相關知識難于理解，學習興趣不足。由于課程只安排了理論教學32學時，缺乏實踐教學環節，導致學生多采用“應付式”心理進行學習，機械地記筆記，很少思考具體問題。課程中涉及大量公式、字母、符號等，采用單一的傳統教學方式，極易導致視覺疲勞，注意力下降，學習效率低等問題。

二、課程教學改革的思考

根據以上存在的具體問題，筆者在教學內容、教學方法上進行了一些改革的嘗試。

（一）選用優質教材，精排課程內容。

生物試驗設計與分析課程在學時少、內容多的情況下，教學內容的編排應圍繞提高實際應用能力培養進行。傳統教材的編寫和教學模式，不利于啟發式教學的開展，學生在課堂上感覺枯燥無味，注意力不集中，與老師難于形成積極的教學互動，進而影響課堂教學效果。因此，根據本專業特點，在參考多本生物統計學相關教材的基礎上，選用倪海兒編的《生物試驗設計與分析》為主講教材。第一章重點講授正態分布和t分布，并介紹目前世界上最為流行的統計分析軟件之一SPSS。生物工程專業學生已先修了《高等數學》、《概率論》課程，重復性內容不必再講。第二章介紹生物試驗結果的回歸分析，為生物科學研究提供檢驗假說、尋找模式、建立相互關系的有力工具。第三到第七章，將數據的獲得和數據的統計分析貫穿起來，從最基礎的試驗設計出發，循序漸進，依次介紹完全隨機化試驗、隨機區組試驗、正交試驗的設計與分析；同時介紹運用SPSS軟件試驗結果分析的方法。為了便于理解與應用，教學內容都通過案例加以展現，同時配以適量習題。

（二）改革教學方式。

淡化公式的推導過程，發揮多媒體教學優勢。生物試驗設計與分析課程中涉及大量公式，在課程的講授過程中，不再把公式繁瑣的推導過程作為重點內容，進而消除學生對公式的懼怕心理。由于傳統的板書費時費力，這時可以充分發揮多媒體教學的優勢，將公式的推導過程采用動畫方式展現給學生，提高學生的學習興趣，加深對知識點的理解和記憶。在抽樣分布和檢驗部分，對于一些統計分析的過程公式，只要理解即可，強調學習提高解決問題的能力而非硬性記憶，將教學的重點放在對試驗統計分析的理解和現象的解釋上。

選取生物工程專業相關試驗例題。從學院的研究生和本科生的畢業論文中篩選典型范例，如采用發酵工程方面的畢業論文《利用原生質體誘變技術篩選高產纖維素酶降解菌》實例進行講解，使學生明白專業科研實踐和本課程結合的緊密性，了解科學合理的試驗設計對實際科研工作所起的指導作用，進而激發學習興趣。

結合SPSS軟件進行計算機輔助教學。SPSS廣泛應用于通訊、醫療、銀行、證券、保險、制造、商業、市場研究、科研教育等多個領域和行業。因此，在課堂上將SPSS軟件操作演示貫穿于整個教學過程，并以電子文件形式發例題和習題給學生，要求學生獨立完成，反復實踐鞏固加深，進而提高學生獨立分析和解決實際問題的能力。

三、結語

如何提高生物試驗設計與分析課程的教學效率和質量，一直是我們積極思考的問題，文中體會希望能為同行們提供些許參考。我們必須努力鉆研，不斷探索，提高自身綜合素質，還應緊跟時代的發展步伐，優化教學內容，改進教學方式，充分發揮學生的主觀能動性，加強互動，積極培養學生的統計學思維方式，為其后續相關課程的學習、畢業論文的順利完成和參加工作奠定堅實的統計學基礎。

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