突出軟件應用能力培養的“生物統計學”教學改革探討

萬 萍，艾明強，鄭素梅，廖 婷

（江西科技師范大學生命科學學院，江西南昌 330013）

0 引言

生物統計學是應用統計學的原理和方法來分析和解釋各種現象和實驗數據的科學，在生物學、農業、醫學、林學等諸多領域均有廣泛的應用。因此，“生物統計學”課程為諸多高校本科生的必修課程，該課程的教學質量也關系著本科生的培養質量[1]。目前，“生物統計學”課程由于涉及許多的數學概念和數學公式推導，需要一定的數學知識和邏輯推理能力，從而導致普遍存在“教師難教、學生難學”的困境[2]。和人工處理數字相比較，統計軟件處理速度快、結果準確，因此應用統計軟件對數據進行計算分析越來越普遍。可以將生物統計軟件的應用加入“生物統計學”的教學中，將減輕教師教學和學生學習的負擔，提高學生學習的興趣及統計知識的應用能力。許多高校已經設置了“生物統計學”實驗課，在實驗課中增加了統計軟件的應用。在教材的編寫方面，已有不少教材有專門的章節介紹統計軟件的應用。但這些改革還不夠徹底且有改進的必要。以增加SPSS 統計軟件的應用為例，在“生物統計學”的教學內容、教學方式及考核方式上提出改革探討，以期為提高該課程的教學質量及學生的培養質量提供借鑒。

1 SPSS 軟件及其特點

常見的統計軟件有SPSS，SAS，EXCEL 和SYSTAT 等。這些統計軟件的功能相近，但也各有側重。其中的SPSS 和SAS 是在企業、院校和科研機構中較為流行的2 種統計軟件[3]。SPSS（Statistical Product and Service Solutions），意為統計產品與服務解決方案。SPSS 軟件由美國的SPSS 公司開發，也是該公司的主打產品之一。自20 世紀60 年代SPSS 誕生以來，SPSS 由Fortran 語言寫成，升級速度快，為適應各種操作系統平臺的要求經歷了多次版本更新。2010 年，SPSS 公司由IBM公司并購，各產品名稱前統一加上了IBM SPSS 字樣。目前，該軟件的最新版本名稱為IBM SPSS Statistics 23。SPSS 以其界面友好、功能強大、容易使用，受到社會各界統計分析人士的喜歡。SPSS 也非常適合初學者使用，它有一個可以點擊的交互界面，能夠使用下拉菜單來選擇所需要執行的命令，繪圖的交互界面非常簡單。事實上，SPSS 的口號為“真正統計，確實簡單”。因此SPSS 非常適合應用于統計學的相關教學中[4-6]。

2 教學內容的改革

傳統的“生物統計學”教材主要涵蓋以下幾方面的內容：概率論、統計推斷、方差分析、回歸分析、抽樣原理、實驗設計，這些內容原理都涉及大量的數學公式推導，應用時還涉及大量的數學計算。對于非數學專業的學生而言，這些內容比較抽象難懂且計算繁冗。若在這些章節中增加統計軟件的應用，化繁為簡，可以提高學生的興趣和應用能力。因此針對突出軟件應用能力培養的“生物統計學”教學內容提出以下改革建議。

第一，將SPSS 軟件介紹和基礎操作作為該課程的第一章節。在“生物統計學”教學過程中，應當注重基礎知識的掌握，同時加強專業統計軟件操作的學習，統計軟件應穿插于每個統計理論知識點中。因此，有必要在介紹統計理論知識點前先對統計軟件進行介紹和操作講解。內容應包括SPSS 發展簡史、SPSS 安裝、窗口簡介、數據庫的構建和數據簡單處理。其中數據庫的構建是重點，只有成功構建了數據庫才能對數據進行統計分析，后期進行的各統計分析在軟件操作上都是大同小異，只是理論知識點不同。此教學內容的改革可以增加學生的學習興趣，提高他們的軟件應用能力，從而達到更理想的教學效果。

第二，在整個教學過程中增加軟件分析案例。目前，在絕大多數“生物統計學”教材中，每一個統計知識點章節都有案例。案例可以讓學生認識到統計學的實用性，幫助學生掌握統計分析方法，提高學生的學習興趣。案例教學在“生物統計學”教學中的重要性毋庸置疑[7]。但是目前“生物統計學”教學中的案例，都是采用的人工分析、人工計算。在教學過程中增加軟件分析案例，例如在統計描述分析教學中，可以由學生用SPSS 進行數據整理，獲得直觀的統計圖或統計表；在方差分析的教學中，用SPSS 分析可以避免繁冗的數學計算等。學生在今后的科研工作中，若進行統計分析也是以軟件分析為主，在教學中增加軟件分析案例，更符合實際應用需求，利于提高學生的軟件應用能力。

3 教學方式的改革

目前，“生物統計學”大都采用的是多媒體教學[8]。由于“生物統計學”中數學概念多、公式推導復雜，往往每個章節在理論部分的講解就耗費大量時間，這些耗時會使大多數學生感到疲憊，在接下來的案例教學中學生失去興趣，導致教學效果不佳。針對這個問題，建議“生物統計學”課程采取理論課與實驗課相結合的教學方式。實驗課為在機房的軟件上機實踐操作課。理論課和實踐課必需有效結合起來，有的教師將實驗課安排在理論課全部結束之后，這樣學生上實驗課時已經忘了所學的知識，起不到鞏固理論知識的作用，很難達到改善教學效果的目的。因此，根據“生物統計學”課程特點，整個教學過程可以完全改在機房進行。由于電腦完全可以聯網顯示教師的多媒體課件，因此理論課可以在機房進行講解，理論部分講解結束后，再使用SPSS 的案例分析，這樣可以做到理論課與實驗課的有效結合。由于軟件案例分析避免了復雜人工計算，學生完成整個學習過程不會很疲憊，預計會有較好的教學效果。

4 考核方式的改革

傳統的“生物統計學”采用常規的閉卷考核方式，考試內容一般包括理論部分的掌握和案例的分析能力[9]。由于傳統的考試時間大多數為100～120 min，而統計分析的案例分析需要進行大量計算，考核知識點又必需包括教學大綱要求的統計推斷、相關分析、方差分析等需要進行復雜計算的知識點，所以學生很難在規定時間內完成。為了減少所需時間就必需減少考核內容，這樣就很難完全達到符合教學大綱的考核目的。因此，需要進行“生物統計學”考核方式的改革。“生物統計學”可以采用理論知識和案例分析分開考核的考核方式。理論知識采用筆試，案例分析采用SPSS 軟件的機考。使用軟件就免去了繁冗的人工計算，學生答題時間充裕，考核可覆蓋的知識點多，也符合“生物統計學”實踐性特點。

5 結語

傳統的“生物統計學”教學存在不少弊端，雖然已有不少“生物統計學”教學改革強調了增加學生軟件應用能力的培養，在教學過程中增加了實驗課，但是絕大多數實驗課和理論課沒有進行有效結合，達不到改善教學效果的目的。從教學內容、教學方式和考核方式3 個方面就突出軟件應用能力培養的“生物統計學”教學改革進行探討，在整個教學過程中全方位地加入了統計軟件的學習和實際應用。加強SPSS 軟件的學習和應用，旨在提高學生分析復雜數據的實踐能力，以符合大數據時代背景下對人才培養的要求，進一步提高學生的培養質量。