生物统计学论文范文

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二、生物统计学教学存在的主要问题

1.生物统计学教材方面。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，也是教学最基本的工具，它不仅是教师进行教学的依据，而且是学生获取知识的重要资料，选择适合教师和学生的生物统计学教材，能够保证教学过程的顺利进行，而且还能提高教学质量，达到良好的教学效果[14，15]。目前，国内所出版的生物统计学教材种类较多，各大高校由于教师和学生的情况不同，在教材方面的选择和使用也不一样。尽管如此，目前国内所出版的生物统计学教材主要包括两大类。第一大类完全是传统生物统计学的知识和内容，不涉及统计软件的介绍和使用，这一大类教材包含两小类，一类主要侧重理论教学，过分强调课程体系的完整性和理论讲授，注重公式的推导而忽视了实际应用例题的讲解。这类教材忽略了对大学生统计思维和综合分析问题能力的培养，因此有一定的缺陷。另一类是目前各大高校使用较多的生物统计学教材，该类教材虽然也存在一些必要的公式推导，但更侧重于统计学理论与实际结合，清楚介绍每一个统计原理理论后，再通过具体实例分析和巩固统计学的基本原理和基本方法，注重培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力，因此这类教材比较适合现在生物科学等本科专业的使用。但这类生物统计学教材由于不涉及统计软件的内容，也存在一定的不足。如果教师在授课过程中未涉及一些统计软件的介绍和使用，那么即使学生完全掌握了相关的统计原理和方法，学生在复杂的试验设计及庞大的数据面前可能也会束手无策，即使会计算，在复杂及庞大的数据计算中也可能会算错，因此可能会得出相反的结论。第二大类统计教材完全是统计软件的介绍和使用，如Excel软件、SAS统计软件、SPSS统计软件、DPS统计软件、R统计软件等的介绍和使用。生物科学、技术等飞速发展的今天，这类统计软件发挥了很大的优势，给科技工作者带来了极大的方便。但这类教材也存在一定的不足，它只注重统计过程的运算和统计，没有统计原理的介绍，因此对没有相关统计学知识或统计学基础较差的学生或老师来说，即使按照教材上的步骤计算出相应的结果，但也不知道具体的含义，也不知道怎么分析。因此这类教材不适合大学本科生的教学。另外，这两大类教材要么只注重数理统计方法的讲授，要么只重视统计软件的使用，而忽视了统计学中的数理统计分析方法是建立在正确的试验设计以及所获数据资料准确的基础上才能发挥正确的作用，这是这两大类生物统计学教材共同存在的不足之处。因此，目前市场上还未见有统计学理论与实际结合，试验设计与统计原理相结合，统计软件与统计学原理相结合的较为完善的生物统计学教材。笔者认为这类生物统计学教材是当前生物科学专业、生物技术专业、生物工程专业、农学专业、医学专业、食品专业等本科专业较为适合的教材。

2.生物统计学与高等数学方面。①生物统计学与高等数学开课时间上的不一致性。国内许多高等学校生物科学等本科专业的培养方案中都把高等数学课程作为一门必修的基础课，学生通过对该门课程的学习，系统获得函数、极限、连续、导数、微积分及常微分方程等基础知识，它为后续课程的学习和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。而且，通过各个知识点的学习，逐步培养学生具有较为熟练的基本运算能力和自学能力，综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。更重要的是，高等数学课程是学习生物统计学的关键，生物统计学中的许多原理和方法都需要高等数学中相应的知识作为基础。②生物统计学与高等数学教学上的脱节性。高等数学课程作为生物科学本科专业一门必修的基础课，各高校均认识到它在生物科学本科专业中的重要性。但长期以来，高等数学和生物统计学均作为两名独立的课程开设，一般情况下，高等数学课程由数学专业教师讲授，由于数学专业的教师没有生物学专业的相关知识，不清楚生物统计学课程的知识体系，只注重数学知识的推导、讲授。因此所讲授的知识内容之间通常存在许多不衔之处，形成了不利于生物统计学课程教学的知识的断层。同样，这也是生物统计学中教师难教，学生难学、难懂、难用的原因之一。

3.生物统计学教师知识结构和科研能力方面。常言道，学生需要一滴水，教师至少要有一桶水。生物统计学的教学，相对于其他课程而言，对教师的要求更高，不仅要求教师要有一定的数学知识，较为渊博的统计学知识，还要求教师要有较强的科研能力。教师只有具备一定的数学知识和渊博的统计学知识，才能很好把握生物统计学相关原理、理论、统计分析方法等。具备较强的科研能力，才能很好将生物统计学相关原理、理论、统计分析方法与实际相结合，才能很好地进行案例教学。4.考试制度方面。考试制度在高等教育中占有非常重要的地位，考试是教学质量评价的一项重要指标，它既是对教师教学质量的反映，也是对学生学习效果的检验。考试制度是否合理

，决定着教学质量的好坏以及学生学习积极性是否能得到最大限度地调动[16]。但是现阶段我国许多高校的考试制度较为死板，缺乏合理性和灵活性。如在学期期末考试中规定一定数量的题型，当然，这种考试制度对于规范考试是必须的，但是应该根据具体课程而定，而不能一概而论。就生物统计学课程而言，如果规定一定数量的考试题型（比如四种题型），那么教师只能根据考试规定勉为其难考虑四种题型。比如说名词解释、填空、问答、计算这四种题型。很明显，这种考试方式只是较为死板的考试，不能真证体现生物统计学课程的本质，不能很好考察学生对生物统计学原理的掌握及运用。

三、生物统计学教学策略

针对目前生物统计学存在的问题，笔者根据自己近十年的生物统计学教学实践，就如何提高生物统计学的课堂教学效果，提出如下建议。

1.选择合适的教材并优化教学内容。教材是教学最基本的工具，选择适合的生物统计学教材，能够保证教学过程的顺利进行，并能提高教学质量。针对目前市场上的不同种类教材，结合学生的实际，选择统计学理论与实际相结合，试验设计与统计原理相结合，统计软件与统计学原理相结合的生物统计学教材进行教学较为合适。据笔者过去的教学实践，该课程授课内容不宜过多和过深，授课内容过多学生精力会分散，分不清重点，而过深则影响学生的接受效果[17]。因此应根据学生实际优化教学内容，坚持以试验研究实例为线索，以科学的试验研究方法为主线，理论原理和实际例子相结合，从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集和整理到试验数据的统计分析，最后做出科学的推断等，尽可能把抽象的统计学概念和原理转变为具体的实例，提高学生的学习兴趣，使其更好地理解和掌握所学的课程内容[7]。很好激发学生学习生物统计学课程的兴趣，从而更好地提高教学效果和教学质量。

2.处理好高等数学和生物统计学的关系。高等数学作为生物科学本科专业的基础课，是学习生物统计学的关键。一方面，高等数学一般在第一学年开设，因此生物统计学安排在第二学年开设为宜，这样能避免高等数学和生物统计学课程开设在时间上形成的断层，有利于学生对生物统计学的学习。另一方面，高等数学和生物统计学不应分别让不同专业的教师讲授，而均应由生物学专业教师讲授，因为生物学专业的教师清楚生物统计学课程的知识体系，在讲授高等数学时，能够根据生物统计学的相关原理和内容，优化高等数学的教学内容，有侧重点进行知识的讲授。从而能避免生物统计学与高等数学教学在知识上的脱节性，也有利于学生对生物统计学的学习。

3.提高自身知识结构和科研能力，注重案例教学。生物统计学教材大多理论性强，内容枯燥，容易使学生产生厌烦感。照本宣科的传统授课方法，更会使学生失去兴趣，对于培养学生的独立思考能力和创造能力十分不利。在现代教学中，教师既是知识的传授者，也是教学活动的组织者，在教学过程中起到关键的作用，教师知识水平的高低直接影响学生的学习效果[18]。因此教师应不断加强对生物统计学基本原理、基本理论和基本方法的学习与实践。另外，教师还应不断加强自身的科研能力，在教学过程中将自己的科研工作或生产实践案例贯穿到教学中，以自身科研实例辅助教学，增加学生的学习兴趣，培养学生的统计学思维以及对统计学的实际应用能力。

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二、应用SPSS软件的基本统分析

教学材料第二、三章内容为资料的整理与特征数的计算、概率和概率分布，结合教学内容SPSS上机实验课应设置基本统计分析课程，该部分包括数据汇总报告和描述性统计分析两方面的内容。基本统计分析可通过菜单栏的分析（Analyze）窗口进入，点击分析栏之后，鼠标放置数据汇总报告（Reports）栏，即可显示分层报告（OLAP—OnlineAna-lyticalProcessing）、数据汇总（CasesSummarize）、行汇总报告（ReportSummariesinRows）、列汇总报告选项（ReportSummariesinColumns）。其中分层报告主要用于中位数、最大值、最小值、方差、偏度系数等统计描述；数据汇总可用于对编辑窗口中的数据在结果窗口中罗列出来，以便浏览和打印，同时也可对数据的基本特征进行描述；行汇总报告可罗列原始数据，其格式是以观察单位和统计量为行标目，以报告变量为列标目；列汇总报告主要用来生成按列显示统计量计算结果的报告，同时也可以完成许多统计计算。当鼠标放置描述性统计分析（DescriptiveStatistics）位置后，选中响应的功能即可进入频数分析（Frequen-cies）、描述性分析（Descriptives）、探索性分析（Ex-plore）、多维交叉表分析（Crosstabs）、比值分析（Ratio）窗口从而根据自己的目的进行响应的数据分析。

三、应用SPSS软件的均值比较和方差分析

生物统计学基本知识熟悉之后，在随后在课堂教学中会开始进行统计推断和方差分析部分的内容。SPSS实验课在此部分结合课堂教学相应的设置均值比较和方差分析上机内容。均值比较可通过菜单栏的分析（Analyze）窗口进入，点击分析栏之后，鼠标放置数据均值比较（Com-pareMeans）上即可显示相应分析栏：平均数基本分（Means）可用于定量资料的统计分析，按分组变量计算因变量的描述统计量值，如均值、方差、标准差、偏度、峰度等统计量，并显示结果；单样本T-test（One-SampleTTest）单样本t检验主要用于样本平均数和已知总体平均数的比较；独立样本T-tes（tInde-pendent-SamplesTTest）可用于检验两个独立样本的总体平均数之间是否有显著差异；配对样本T-test（Paired-SamplesTTest）用于配对计量资料的比较，检验配对样本差值的总体均数与0的差异有无显著意义，以及配对样本是否相关方差分析包括单因素方差分析和多因素方差分析。其中单向方差分析（One-WayANOVA）可通过均值比较（CompareMeans）进入，其用于完全随机设计资料的多个样本均数比较和样本均数间的多重比较，也可进行多个处理组与一个对照组的比较。多因素方差分析可通过分析栏里的多因素方差分析（GeneralLinearModel）选项进入，进入之后会设置四个不同要求的选择：单变量多因素方差分析（Univariate）可用于一个因变量受一个或多个自变量影响的方差分析；多因变量方差分析（Multivariate）主要用于多个因变量受一个或多个因素变量或协变量影响的方差分析；多因变量方差分析（Multivariate）对同一因变量进行重复测量的方差分析；混合效应分析（VarianceCompo-nents）用来估计每个随机因素对因变量方差的贡献。在分析过程中可根据不同的需要和要求，选择相应的方差分析。

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二、探析有效发挥生物成绩统计作用的途径

1.增强成绩统计的频率

高中生物考试一般来说分为月考、季考、期中考试和期末考试，而往往考试成绩出来之后，大部分教师只会对期中考试和期末考试进行统计，结合这两次的考试成绩来分析学生这半学期和一学期的成绩，而忽略了如学生临时抱佛脚、在考试中偷看别人成绩等情况。仅仅是统计期中、期末成绩往往不能科学地、真实地反应学生的实际学习情况，因而教师应该对月考、季考甚至是周考进行统计，虽然统计工作比较繁杂，但是增强高中生物成绩统计频率，在很大程度上可以真实地反映学生的成绩。

2.运用工具软件进行成绩统计

教师应该充分掌握计算机技术，并将此充分地利用到生物考试成绩的统计工作中，相较于传统手动统计成绩来说，运用计算机工具软件更有利于发挥成绩统计的作用，在统计的整体上比传统手工统计更加系统化、便捷化，教师通过软件统计出来的数据能够更加一目了然地看出学生分数分布情况。在生物考试成绩统计中，鉴于软件成绩统计的优越性，教师还可以将成绩提高或者是成绩明显下降的同学清晰地标记出来，更有利于之后教学的开展。

3.细分成绩统计内容

发挥生物成绩统计在教学中的作用，教师还应该将成绩的统计进行细致划分。传统高中生物成绩的统计内容往往是“姓名、成绩、名次”，而细分统计内容则是在统计时，会增加具体知识点的成绩统计，如“生物新陈代谢章节知识点分数”“生殖和发育章节知识点的分数”等，虽然这种细分工作很繁杂，但是一旦统计出来，教师就会对学生的掌握情况有了比较清晰、深刻的了解，相比于不了解学生学习状况就进行教学活动更加有效率，也能有针对性地进行教材讲解。

4.对成绩统计进行描述性分析

每次进行成绩统计之后，大部分教师往往会就此结束生物成绩统计工作。其实，在统计之后，教师还应该对统计的结果进行描述性分析，也就是对统计做一个规律性的总结。如教师可以统计学生在“细胞”学习中，哪些知识点还没有掌握，还可以对学生整体在考试成绩中反应出的问题进行总结性的分析。统计的本质在于能够促进后续教学的有效进行，只“重形式不重结果”是违背成绩统计的初衷的。

5.增加成绩统计的对比分析

在高中生物成绩统计时，教师可以对这学期已经完成的考试成绩统计进行综合的对比分析。几次生物考试的成绩往往能够反映该学生在总体知识上的掌握程度，因而教师通过科学的对比来研究不同学生对知识点的掌握情况，对之后的教学该如何展开，该采取怎样的教学手段提高生物教学质量等方面都有着重要的参考价值。

6.将统计结果及时和学生沟通

教师对学生成绩统计完成并且做出一定的总结之后，要将改进的建议以及成绩反映的状况及时和学生沟通，因为所有统计的根本目的是为了学生能够更好地改善当前的学习状况，因而教师必须和学生进行有效的、针对成绩上反映出的问题的合理交流，给予学生在后续生物学习上的科学的建议，充分发挥成绩统计的作用。

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把学生引进门很关键，直接关系到学生对这门课程的兴趣问题和学生对这门课程学习的主观能动性。所以要设法对生物统计这门课程的每一个知识点进行形象的归纳概括，找出规律性的解决问题的办法，用学生易懂的语言进行。

2.如何应用到具体实践。

学习生物统计的主要目的就是把这门课程应用于实践。那么如何应用就显得很关键。一个好的办法是通过合适的案例分析来阐述如何进行试验课题设计和统计分析，如何应用统计分析的结果找出规律性的认识或应用于具体实践。

3.如何把手算和电脑软件分析运算具体结合起来。

生物统计中的手动计算和软件计算都很重要，但是如何把二者有效结合呢？因为这关系到对这门课程的理解及把握和利用现代分析软件的分析应用问题。拟设想的办法就是对于刚开始学习生物统计学和对于不复杂的统计计算就利用手动计算，让学生切实把握统计分析的具体过程，有些统计分析过程计算太复杂，但是原理并不复杂，这时我们最好借助软件来进行统计分析而节省大量的时间来做更重要的事情。

二、实施生物统计学课程的教学改革

1.教学内容的有所为与有所不为。

目前教学改革的目的是要发挥学生的主观能动性，所以要尽可能多地把一些基础内容如实验数据的整理与特征数留给学生自学，教师可不讲，但是教师要安排相应的习题让学生在自学时加以回答，因为带着问题的学习效果会更好。但是对于核心的内容如假设检验、方差分析、回归与相关分析、食品学科基本的试验设计的一般步骤和方法、试验设计实施结果的统计分析等，这些内容必须着力讲述，重点阐述基本概念和基本原理，重点掌握生物统计方法在食品学科中的功能与用途、方法与步骤，让学生把握其内在规律，提高学生解决复杂问题的水平；而对于定理的证明与公式的推导这方面不需要大花时间，因为笔者觉得这方面的内容实际上就是数学变换，可以留给学生在课下自学，教师有选择性地重点讲解结合学生课下的自主学习，可让学生更快地步入生物统计学世界。而对于难点问题和复杂问题，则也主要靠教师的讲述学生才可能把握，不过该怎么讲呢？笔者觉得最简单的方法是把一个难点问题、复杂的问题分解成若干简单的问题，那么这个复杂的问题也就变得简单了，学生也更易把握了。如方差分析这一部分看起来很难也很复杂，但是如果把其分解成平方和的求解、自由度的求解、方差的求解、F检验和多重比较这几部分，也就不难把握这部分内容了。

2.注重食品学科中生物统计案例讲解，理论结合实践。

每年食品学科的科研和生产实践都会有不少新成果，这些成果的取得大多是在统计学的指导下取得的，那么教师可通过具体的案例分析来探索这些成绩是如何取得的，激起学生的兴趣。对于一些入门的基础知识可以多讲，而对于入门之后的一些很复杂的计算应少讲，只要告诉学生基本的分析过程和如何应用有关统计分析软件来进行求解即可。

3.教学手段多样化。

以现代的幻灯片课件教学为主，同时辅以传统的黑板板书。对于容易把握的知识，可以用幻灯片课件教学。而对于难点、关键点和学生的疑问解答，最好把幻灯片和板书结合起来，因为板书更随意，可以最大程度结合上课的具体情况发挥教师的随机应变能力，可依据具体情况而变动，这样也易使课堂气氛活跃，学生印象亦会深刻得多。

4.实现教学内容资源的数字化。

充分利用现代先进的数字化技术，制作合适的教学大纲、教学多媒体课件、习题和参考答案、教学案例等，并把这些内容挂网，以方便学生的课下学习。

5.手动练习和软件应用相结合。

对于刚刚开始学习生物统计学的学生来说，加强手动练习是引领它们快速入门的一个好方法。手动练习可加强学生的理解能力，把握解决基础的典型的统计分析和试验设计的一般程序。但是随着学习的不断深入，手动计算会越来越复杂，不过基本的统计分析过程是类似的，这时就有必要借助软件来分析和解决统计分析问题。软件可以用来分析统计分析问题，也可用来进行试验设计，学生应该先掌握一些权威统计分析软件如SPSS和试验设计软件Design-expert的一些最基本的用法。