“生物統計學”課程情感價值目標的探索與實現
——以緒論課為例

連玲麗 薛李春 林世強 何華勤

福建農林大學生命科學學院 福建福州 350002

隨著生命科學的發展和大數據的盛行，眾多生物學問題被精確量化，由此產生的海量數據越來越依賴于統計學的分析。因此，生物統計學作為生命科學研究中不可或缺的部分，一直以來是生物學類、醫學類和農學類專業的必修課程。本課程小組經多年實踐發現，課程的工具性屬性很容易使授課老師過多地強調知識傳授和技能訓練，而忽視情感價值的傳遞；同時課程理論性很強，涉及大量概念、公式和原理，也容易使教學過程的單一化和扁平化、造成課堂缺少溫度。因此，在課程中以講故事、解案例、讀文獻等形式融入蘊含情感價值元素的實例，既有助于學生充分理解知識、增進技能，也有利于培養統計思維、提升人文素養，使教學模式更加多元立體。其中，緒論課作為課程的開場，往往被賦予激發學生的學習興趣、培養探索求實的品質、增強學習的自信心及營造和諧的教學情境等多種功能，是達成課程情感價值目標的重要載體之一。基于此，筆者以緒論課為例，從教學內容與學情分析、教學案例的選擇與組織、教學實施與反思等層面探索教學改革的途徑和方法，以期提升課堂教學質量。

1 教學內容與學情分析

課程情感價值目標的構建和實現是以課程的知識、能力目標的達成為基礎的，因而有必要首先對課程的知識與能力目標加以優化與重構。

1.1 比較分析以確定緒論課教學內容

現有的相關教材中，第一章大致涉及五個部分內容，分別是統計學含義、統計學發展簡史、統計學功能或作用、統計學應用、統計術語。其中，多數教材包含統計學含義、統計學應用、統計術語這三部分內容，意在回答清楚“統計學是什么、統計學有哪些應用、統計學涉及哪些專有詞匯”。在以往的教學實踐中，我們也發現講清這三部分內容能更好地為學生學習后續章節內容做好鋪墊。相比而言，“統計學的功能”更適合在課程臨近結束時由師生共同歸納，而“統計學發展簡史”信息量大需要占用課時多，更適合在課后自學。因此，我們將緒論課教學內容確定為統計學含義、應用和術語三個小節，分別以案例分析的形式引出統計學含義、以專業領域的研究示例統計學應用及結合資料著重講解常見術語。

1.2 調查分析以明確學生學情

以2018級生信教學班為例，分析學生的知識背景及興趣點。在先修課程的學習方面，學生已完成遺傳學、細胞生物學、分子生物學等課程理論部分的學習，但相應的實驗教學卻尚未開始，因而學生可能對實驗數據分析的意義體會不深；同時學生已完成高等數學、概率論等課程的學習，然而調查發現學生的概率論課程考核情況并不理想，不到10%的學生成績優良，三分之一以上的學生參加了補考，表明學生數學基礎偏弱。在學習興趣方面，僅少部分參與過科研課題研究的學生對生物數據分析較為敏感，多數學生更關注與自身相關的話題，如考研比例、讀書偏好與選擇、網絡平臺使用情況等。綜上分析，緒論課教學中需要考慮：在案例的選擇上不宜涉及過于枯燥、復雜的內容，重在激發學習興趣、幫助學生理解統計分析的意義；同時在講授概率論相關的知識點宜放慢授課節奏且更側重知識應用，緩解學習壓力。

綜上分析，明確緒論課的知識與能力目標。在知識層面上，通過統計學含義與應用的學習，學生能清楚描述出統計學是什么，概括出生物統計學的含義，了解統計學的應用范圍；在能力層面上，通過統計術語和統計學應用的學習，學生能辨析統計術語，能針對生物學問題提出統計學的解決方案。

2 教學案例的選擇與組織

黨的十九大以來，各高校全面貫徹“三全育人”教育理念，強調促進學生認知素質和情感素質的全面發展。而專業課程的情感價值實現有賴于豐富多樣的教學案例，其中，與專業行業科技進展有關的科技型案例能培養學生的科學素養、激發學生科技報國責任心的家國型案例能強化學生的理想信念、增強民族文化自信的人文型案例能提高學生的人文素養。

2.1 案例素材的選擇與梳理

結合實際收集到的案例素材，例如，緒論課中引入人文類案例“統計學破解文學作品作者之謎”以闡述統計學含義；例如，結合科技型案例“農業氣象因素對作物病害發生的影響”講解統計應用及統計術語。具體內容，前者包括統計學用于《紅樓夢》《靜靜的頓河》、莎士比亞新詩等多種文學作品的作者鑒定，其中《紅樓夢》是學生熟知的名著，容易引起共鳴，故以“統計學破解紅樓夢作者之謎”為課堂教學案例；后者涉及的農業氣象因素包括溫度、光照、濕度等多種因素，作物病害種類更是復雜多樣，以我省農作物的重要病害稻瘟病為切入點，將案例細化為“溫度對稻瘟病發生的影響”，有助于引導學生關注當地的農業生產問題。

下面以“統計學破解紅樓夢作者之謎”為例，說明案例內容的組織。

(1)簡要介紹案例背景。因《紅樓夢》后40回原作散失，現存文稿的歸屬存疑，因此有《紅樓夢》前80回和后40回是否均為曹雪芹所著的爭議，簡稱一人著和二人著學說。在實際教學中，結合現有《紅樓夢》圖書使案例背景的介紹更為具象，如以圖書封面展示不同版本的作者情況，有些版本為曹雪芹，有些版本為曹雪芹和高鶚。

(2)著重介紹代表性研究。探討《紅樓夢》作者問題的研究很多，從20世紀50年代瑞典學者高本漢首次運用統計方法到近年陳城鈺等運用統計模型，其間有十幾項研究。選擇內容相對簡單的研究作重點介紹，即學者陳炳藻運用計算機方法從詞匯頻率的相關分析回答作者問題的研究。基于作者寫作習慣相對固定的事實，若前80回和后40回系不同作者完成，則兩者的用詞將表現出明顯差異，反之則高度相似。學者比較了前后章回使用同一詞項的次數，發現兩者的相關系數為78.57%，相關性達極顯著水平，由此支持一人著學說。在實際教學中，結合部分章回詞項的截圖、詞項使用頻率表、相關分析散點圖等資料闡述數據收集、整理、分析和解釋的統計分析流程，使案例學習能自然地向知識點學習過渡。

(3)概述后續的相關研究。以列表等形式(表1)展現案例問題后續的典型研究，將這些研究依方法分為數理統計和統計學習兩大類，大類中又包含多種不同的檢驗方法，有助于拓寬學生對統計方法的認識；以“改進與創新”欄目反映科學探究是一個繼承、質疑、修正和創新的過程，有利于加深學生對科學研究本質的理解、激發探索創新的意識，使課程由知識點學習向情感素養培養延伸。

案例問題的后續研究*

2.2 情感價值元素分析

(1)培養科學精神。案例中，學者針對同一問題在繼承前人成果的基礎上不斷地完善檢驗指標、改進統計方法，得到更具說服力的結論。如陳大康針對前人研究中存在的樣本量不足、檢驗項目簡單等問題，擴大了抽樣范圍、增加了檢驗項目內容等。通過案例的學習，學生既能體會統計學是科學研究必不可少的工具，也能感受到“繼承和批判”的科學精神與“自由開放”的學術爭鳴對推動科學發展的重要意義。

(2)增強民族文化自信。案例中，經典名著《紅樓夢》蘊含豐富多樣的古漢語詞匯，能使學生感受到中華語言文化的魅力；案例的代表性研究來自在美國威斯康星大學舉辦的首屆國際《紅樓夢》研討會，表明“紅學研究”本身已成為世界性的學問，能使學生體會民族文化在全球的重要地位。因此，案例的學習有助于激發學生對民族文化的認同。

3 教學實施與反思

在具體的教學實施中，圍繞緒論課的主體內容，以問題導向、案例故事等方式將教學案例與專業知識相融合。

3.1 問題導入

針對“統計學含義”的內容，首先于課前結合學習平臺發布任務“試用1～2個關鍵詞描述您對統計學的認識”，以了解學生的基本認知；其次以詞云圖形式(圖1)展示學生的回答，并結合詞云信息提出“統計學是如何分析數據”等問題，引導學生帶著問題學習后續的案例故事，并從中尋找答案。

統計學關鍵詞詞云

3.2 案例學習與知識點講解

以統計學解答《紅樓夢》作者問題為“統計學含義”一節的案例故事，首先講解學者是如何通過詞項頻次的收集、整理和相關性分析等研究工作回答作者問題；接著在回顧研究工作的基礎上，將研究工作與統計分析的具體過程一一對應，如“記錄不同章節特定詞項出現次數”對應收集數據的過程，“按詞項繪制次數分布表”對應整理數據等，從而總結出統計學是通過收集、整理、分析、解釋這四個步驟完成數據分析的，由此回答3.1節的引導性問題；最后通過講述案例后續典型研究，突出統計分析方法的多樣性及統計分析過程的一致性，并結合多種不同定義解釋統計學的內涵與外延。以溫度影響稻瘟病發生的相關研究為“統計學應用”和“統計術語”的示例資料，首先，由“南北地區稻瘟病發生存在差異主要由哪種氣象因素決定”“溫度對稻瘟病的發生是否有顯著影響”等問題引導學生分小組討論可能的研究方案及分析流程；其次，結合學生的討論結果給出研究團隊的科研實例，加深學生對統計應用實踐的理解；再次，以科研實例中的數據為例講解統計學的常用術語，并結合學習通等智慧教學工具發布練習題，幫助學生正確辨析基本概念。最后，總結課程內容及發布課后拓展閱讀任務，要求學生廣泛查閱和收集資料回答“統計學在您所在專業有何應用”，并思考“為何統計學有如此廣泛的應用”。

教學實施的可取處在于：(1)選擇學生熟悉的經典名著作為切入點，激發學生興趣，增強民族文化認同感，促進“寓教于樂、寓德于教”；(2)追蹤案例的后續研究，使學生在多項研究的比較中感受學術研究的批判求實與自由創新精神，做到“寓道于教”；(3)開展小組討論確定統計分析方案，增加學生的參與度，增加學習深度和挑戰性；(4)聯系實例，邊學邊練，將枯燥抽象的理論概念與文獻資料的數據實例相結合，提高學生的概念辨析能力。當然，教學實施仍存在不少改進空間，如學生參與度仍有待提高。因課堂學時有限，學生的討論深度不夠，多數處于淺層參與狀態。需考慮將學生的課堂參與延伸到課堂之外以提高參與效率，如課前預先熟悉案例或提前查閱資料、課后撰寫總結材料等。又如教學中缺乏有效的情感目標評價。案例實施的效果如何，需要以學生的獲得感、素質的養成等作為檢驗標準。因此今后將嘗試以“問卷+學生自評”的方式了解其學習前后的心理狀態、學習品質和積極性等方面的變化。再如情感價值元素的切入點較為單一，主要體現在課堂教學環節，今后，考慮將這些元素融入課后練習、上機實驗和期末考試等環節。

4 總結

課程情感價值的實現對于學生的全面發展具有重要的意義，而“生物統計學”課程作為一門專業基礎課程，具有傳授統計理論知識和分析實操技能的功能，同時也承載著傳播民族優秀文化、弘揚社會主義核心價值觀、培養求實創新協作科學精神等情感價值的重要使命。因此，探索有效途徑以實現課程的情感價值目標是“三全育人”背景下本課程的改革重點。本文以緒論課為例探討專業課程的情感價值培養的功能和實現途徑，實踐表明情感價值元素的融入既使學生對民族文化和科研精神有新的理解和體會，也使學生在課堂中的參與度大大提高，這對于發揮學生的主體作用、落實“以學生為中心”的教學理念有著積極的意義。