生物信息專業《概率論與數理統計》的教學方法改革與探索

張明明+張瑞杰+姜永帥+呂洪超+尚振偉

摘要：對以往的教學方法進行改革和探索，提出了板書與多媒體教學有效結合，理論與實際相結合，引入了案例討論式教學法，開展與專業相結合的教學內容，同時提升教師自身的知識底蘊和人格魅力，以飽滿的熱情投入到工作當中。大大提高了教學效率，得到了很好的教學效果。

關鍵詞：生物信息；概率論；數理統計；教學方法；討論式教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

生物信息學（Bioinformatics）是一門交叉科學，它包含了生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內的所有方面，它綜合運用數學、計算機科學和生物學的各種工具，來闡明和理解大量生物數據所包含的生物學意義。它隨1990年人類基因組計劃（HGP）的實施和信息技術的發展而誕生，現已迅速發展成為當今生命科學最具吸引力和重大的前沿領域，為生物學、計算機科學、數學、信息科學等專業的高素質人才提供了更廣闊的發展天地。

概率論與數理統計不僅是生物信息專業的基礎課程，同時也是很多理工院校的基礎課程。它研究隨機現象及其統計規律性的一門數學學科，其理論方法獨特、抽象，既有嚴密的數學基礎，又與眾多學科有著密切的聯系[1]。它并不是由理論到理論簡單推衍，而是從實踐中獲得，扎根于實際問題當中，因此有很強的生命力。隨著社會的飛速發展，新的科技產品不斷涌現，現已進入了信息化的時代。為了更好的理解客觀物質世界，人們必須學會處理好各種信息，尤其是對數字信息收集、整理和分析，這就離不開概率論與數理統計，概率論與數理統計越來越備受關注，在現實應用中越來越廣泛，現已廣泛應用于生物、工程技術、經濟管理、金融、國防、環境等領域[2]。隨著科學技術和知識更新速度的不斷加快，傳統的教學思路必須進行改革，以適應新形勢發展的需要。

概率論與數理統計的傳統教學，大部分時間都在講解概率論方面的基礎知識，再加之學時有限，統計方法知識所用時間甚少，這樣導致概率論與數理統計變成了枯燥的理論課，并沒有體現出它應有的實際應用價值，這不符合國家對創新性人才培養的要求。作為高校教師，必須上好概率論與數理統計這門課，要提高概率論與數理統計的教學效果，培養學生創新性思維，增強學生應用理論解決實際問題的能力。教學中我們要注重以下環節。

1 合理分配概率論內容和數理統計內容的學時

根據專業學生的培養方案，合理分配概率論學時和數理統計學時，制定行之有效的教學大綱和教學日歷。目前教學的重心偏向于概率論，涉及到的數理統計學時較少。這顯然不符合高校培養高層次人次的要求。將概率論內容直觀的、通俗易懂的語言講授給學生，把概率論作為數理統計的基礎知識去講授。在講解數理統計知識的時候，不但要介紹其原理和思想方法，還要介紹數理統計的各種軟件的功能及應用[3]。同時安排學生上機實驗，提高學生解決實際問題的能力。

2 提高教師自身的人格魅力，增強教師自身的知識底蘊

作為教師，我們首先得熱愛這個工作，保持十足的熱情去工作。讓學生感覺每天都是樂觀的，生活都是美好的。我永記我國大教育家陶行知先生說過的：“你若把你的生命放在學生的生命里，把你和你學生的生命放在大眾的生命里，這才算是盡了教師的天職”。教師的道德是教師的領魂，師愛是教師的靈魂，愛學生則是師愛的最好體現。教師和學生是平等的，只不過是暫時的教與學之間的關系，把學生看成自己的孩子一樣去關愛，多傳遞學生正能量，為他們樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，不愧“人類靈魂工程師”的贊譽。

人們常說要給學生一碗水，教師必須得有一桶水。所以要想教好概率論與數理統計這門課，必須對所有的概率論與數理統計方面的書籍內容以及課后習題的解答都熟知。同時還要熟練掌握各種統計軟件的安裝及其使用，尤其是各種統計軟件的實際應用范圍。

3 板書與多媒體相結合，提高教學效率

教學中不能一味的寫板書，也不能一味的應用多媒體，多媒體不要放的太快，要看學生的理解程度，要采用板書與多媒體教學有機結合。概念方面的知識、例題、動畫等用多媒體演示即可，以節約時間，加大課堂教學的信息量，開拓學生的視野。通過計算機動畫模擬、圖形顯示、數值計算等，使抽象的內容更加直觀、形象、生動，激發學生的創新思維，體現學生在教學過程的主導作用，提高教學效率。

4引入案例討論式教學方式，培養學生解決實際問題能力

案例討論式教學法是教師根據教學目的，在課堂這一特定的教學環境中，教師提供真實的案例，將學生分成4至6人一組，讓學生融入案例的場景，并在教師指導下，各組圍繞這個案例主動學習、發現問題、提出問題，通過師生之間、生生之間相互交流，共同探討、展示結果。他強調以學生為主體，為培養學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力為目的。

案例是實現案例教學的載體，是為完成一個教學目的而設置的。所以案例的選取尤為重要，必須考慮本課程的特點和學生的知識結構，難易適中，體現出概率論和數理統計的知識點[4]。通過案例的學習，使學生進一步理解概率論和數理統計的內容，掌握各種檢驗法及其在實際中的應用。通過討論式方式解決問題可以增強學生的團隊意識和責任意識。案例討論式教學培養了學生解決實際問題的能力。

5 結合專業人才培養計劃進行教學，真正做到學以致用

每個專業的最終目標都是為本專業培養優秀的人才，生物信息專業也是本著這個原則。概率論與數理統計這門課程也應該在教學中體現出這一點，因此這要求教師在教學中將理論內容與專業相結合，讓學生明確課程的學習目的和意義。

總之，生物信息專業的《概率論與數理統計》課除了教師具有豐富的知識和人格魅力，采用合適的教學方法和手段外，教師也應該具有較強的專業科研背景，將學生深入淺出的代入概率論與數理統計的學習中，并在教學中不斷進行專業內容滲透，激發學生的學習興趣，提高教學效果。

參考文獻

[1] 肖 鵬，杜燕飛.概率論與數理統計教學改革的幾點思考[J]. 數學教學研究，2009，28（1）：60-61

[2] 張迪，秦麗娟，牛雪娜，趙有益.概率論與數理統計教學方法的探索[J]. 甘肅聯合大學學報（自然科學版），2013，27（1）：85-86

[3] 崔永偉，杜聰慧.概率論與數理統計思想的應用[J].河南機電高等專科學校學報，2004，12（2）：61-62

[4]符曉明，魏傳安.概率論與數理統計教學案例的選取與設計初探[J].時代教育，2014（1）：51-52