关键词:课程整合;生物统计学;素质能力
一、生物统计学的教育现状
随着生命科学研究的飞速发展,生物统计的重要性日趋彰显。2014年LinkedIn对全球超过3.3亿用户的工作经历和技能进行分析,在公布的最受雇主喜欢及关注的25项技能中,统计分析和数据挖掘位列榜首。生物统计学是运用概率论和数理统计的原理和方法,分析和解释生物界各种现象和实验调查资料的一门学科[1],是众多高等院校中生物学、医学、药学和农学等专业的必修课程。生物统计学的教学内容前后章节关系密切,环环相扣,层层深入,具有内容多、公式多、概念多的特点。学生在学习中感到晦涩难懂,容易产生难学、厌学的思想。同时,目前生物统计学的教育还存在一些不足之处:(1)试验设计在教学中所占比例不足。生物统计学与试验设计是紧密结合在一起的,主要向人们讲授了从事科学研究的试验方法和对收集到的试验结果进行分析整理的方法。凯尔文勋爵(LordKelvin)曾说过:“当你能够衡量你所谈论的事物,并能以数字来表达它时,可以说你对它有了一些了解;而当你不能衡量或不能用数字表达时,你对它的知识就是肤浅的和不能令人满意的”。由此可见,生物统计学作为量化事物的工具和手段在科学研究中发挥着重要的作用。然而,目前该课程的设置上忽视了新形势下的教学导向,偏重统计基本方法和基本理论的介绍,忽视了试验设计的介绍。(2)生物统计学理论和社会实践的脱节,学生缺少将统计理论应用到实践中的能力。在生物统计学的教学实践中,教师偏重理论知识的讲解,使得教学内容空洞而枯燥。同时,在课程设置中未将生物统计学与专业实践课联系在一起教学,使得学生脱离了社会实践,导致学生的学习积极性不高。(3)生物统计学和医学基础课之间的分离。在课程设置上,没有将这两个学科整合在一起,学生既没有形成自己的知识框架,又没有将生物统计学的知识应用到医学基础课的学习中。
二、课程整合理论对生物统计学教学的启示
基于上述课程设置及教育中的问题,南方医科大学生物统计学系在多年的教学实践中总结构建了“课程整合”体系。早在19世纪末20世纪初,在杜威(JohnDewey)发起的进步教育运动中,就有了一种综合课程的思想,他强调在理论与实践中倡导课程整合。ParkW.J.在参考了各类界定的基础上,认为整合的课程是超越单门学科有目的地组合知识、观点和探究问题,以达到学习者对学习内容更深层的理解[2]。根据目前生物统计学的教学环境和条件,深化生物统计学课程整合涉及到课程形式、教学模式和教学资源三个方面。
(一)课程形式的整合
以南方医科大学的五年制临床医学本科课程设置为例(其它学校基本类似),主要分为公共基础课程、专业基础课程、专业课、公共选修课和实践教学五类。公共课程包括大学语文、外语和体育等;专业基础课程为学生必须掌握的专业基本理论、基本知识和基本技能的课程;专业课指从事本专业或相近专业工作所需的相关课程和专业学习的延伸课程,主要培养学生从事相应领域临床实践的初级思维和能力;公共选修课为面向全校所有本科专业开设的选修课程;实践教学分为课内和课外实践教学环节,主要培养学生的实践能力和科研能力。在课程整合中主要有:(1)生物统计学的理论课程和实践教学课程的整合,其主要目的是使学生对生物统计将来的应用领域有一个大概了解,能够正确理解和合理解释应用领域的问题,面对统计咨询对象时能和其它专业人士进行较好的沟通。(2)整合生物统计学中的应用软件和专业基础课程,如SPSS软件与生物统计学,STATA软件与流行病学,RevMan和循证医学等,通过在一个学期同时开设两门课程,使学生充分感受到应用软件的实用性,有助于对一些抽象的计算方法的理解,提高学习兴趣进而提高学习效率。
(二)教学模式的整合
南方医科大学生物统计学系实施了导师制教育,每位导师指导3到6名本科生,从三年级开始指导学生参加科研活动和统计咨询与数据处理实践。导师制教育的实施整合了理论教学和实践教学,这种教学模式变教师“主讲”为“主导”,学生“被动”为“主动”。导师制教育是运用任务驱动法,以实际案例为主线,教师为主导,学生为主体的教育方法,最终目的是培养学生实际应用统计学知识的能力[3]。学生在实际案例的教学情境下学习统计学有多重好处:第一,丰富的生活案例或科研案例激发了学生学习统计学的兴趣,驱动着学生进行不断学习,培养了学生的文献查阅能力、团体合作的能力、克服困难的能力,以及在解决案例后的自我认同感。第二,案例教学可以激发学生的主观能动性。在这样的教学模式整合中,突出了学生主体的地位。学生在老师和同学的帮助下,在完成各项小任务的过程中,逐步完善各个主题的知识体系的构建,促进知识的吸收和应用。第三,案例教学培养了学生思考、分析和解决问题的能力,锻炼了学生的逻辑思维,激发了学生的科研兴趣。几年的实践表明导师制教育的执行不仅提高学生专业统计学软件的学习成绩,同时学生真正学会了生物统计学的应用能力,能够有机地将理论和实践相结合,达到了较好的教学效果。
(三)教学资源的整合
生物统计学教学资源整合包括:教材资源的整合和网络资源的整合两方面。教材资源的整合要考虑到教材的规范性、可靠性、时代性和针对性,使学生在学习中举一反三,有效地发挥学生学习的主动性和自主性。在教材的选择采纳上,除了使用中文的本科生规划教材外,还选取了部分英文教材如《FundamentalsofBiostatistics》(RosnerB,2006,6thEdit)、《UsingMultivariateStatistics)(TabachnickBG&FidellLS,2007,5thEdit)等。网络资源的整合为生物统计学的教学提供了丰富的资源和空间,利用“微信墙”增强学生的参与和互动,突出因材施教和个性发展。同时,利用网络资源,按照“自评他评结合、堂内堂外结合”的原则,综合运用现代先进技术,注重对学生日常学习表现作出发展性评价,逐步推动形成性评价体系建设。
三、结束语
医学课程改革中的“学科细分”和“课程整合”并不矛盾,课程整合的主要目的是消除各学科教学间的壁垒,促进学术的交流;同时,课程整合有利于促进教师之间的交流和合作。在高等医学院校,我们要着眼于未来,实现基础与临床、医学与人文、公共卫生与临床医学的有机整合。
作者:关颖张国霞单位:南方医科大学
参考文献
[1]叶子弘,陈春.生物统计学[M].北京:化学工业出版社,2012:2.
课堂教学和调查问卷结果均显示多数生物医学类的学生对数学、概率论统计等相关课程兴趣不浓,很多学生是因为学分或学院要求等才选修本课程。尽管大于70%学生认为高等数学和概率统计学很重要,认为统计学有用的学生占比例也很高,但问及是否喜欢统计学课程时,则喜欢程度为“一般般”甚至“不喜欢”的比率达到58%,这种想学但不敢学矛盾的心理伴随着学生的学习,数学相关课程似乎是陡峻的山,在学习过程中个别学生可能会对统计学课程的畏惧心理转变为抵触心理,兴趣几乎变为零。因此教师首先从心理上帮助学生克服畏难情绪,否则学生会停滞在山脚下。具体教学中讲明统计学课程注重应用且应用面广,可提高学生兴趣;点明统计学公式及运算简单,可消除学生的畏难情绪;介绍现在统计学发展特点,统计软件应用情况,改善学生的情绪;增加互动教学,让学生多参与,让学生体验统计学并非是不可逾越的高山,进一步提升学生兴趣和降低学习难度,具体方法在以下各小节探讨。
二、定位准确———强调应用,降低难度
定位准确可使学生学习具有目的性和积极性,增强学生数学学习意识,降低统计学类课程教学难度,本课程是生物医学类应用工具课程,复杂的公式推导过程只会增加学习难度;实际应用中数据分析可避开公式推导,直接根据统计学的试验方案、条件及相应的理论公式分析。基于以上思考,可将其定位为培养学生在生物医学科研或生产实践中的统计学应用能力,减少公式推导及公式死记硬背过程,提高学生的统计素养。课程定位后可根据调查问卷和教学实践进行系统思考:教材、教学方法与手段、考核方式等都需要进行调整。教师要广泛阅读各类教材从中优选出适合学生专业的应用型教材;教学过程可用多媒体展示案例,提出问题[6],板书主要公式,师生互动分析案例的应用条件,确定统计分析方法,并完成案例计算过程;学生也希望教师适当留一些作业,考核方式采用适当宽松的“一纸开卷”方式进行。系统改革思路确定后,学生压力减轻,积极性极大提高,也期待着在学习过程中提高自己的统计素养。
三、实践出真知———实例互动与软件应用整合
既然将本课程作为应用课程对待,则加强实践教学环节必不可少,调查显示学生非常关心案例教学和软件使用教学,高达87%的学生认为需要软件教学,这也表明学生有对提高自己统计学素养及知识应用的渴望;实践证明这些教学环节既可提高学生学习积极性,也显著提高教学效果,往往理论教学花费很长时间,而采用案例或者软件使用教学,短时间学生即可领悟。案例教学是根据学生的专业内容提出案例,如生物学专业则主要以生物学的实验分析为主,药学专业则以药物生产、实验或临床应用所产生的数据分析为主,因两学科交叉性强,许多教学案例可通用,因此也扩展了学生视野。根据实例教学,学生会结合专业学习课程,更易主动运用统计学分析实验数据。软件教学可让学生抛开简单但繁重的计算过程,如方差分析计算量很大,整个教学过程冗长,可以通过向学生介绍统计的应用条件、计算过程,结合案例引导学生进行方差分析计算,并对进行结果分析。在实际教学中可采取案例导向教学:提出案例案例解析统计方法上机实验结果报告课堂练习互动辨析常见疑问教师总结,通过典型案例分析和软件应用操作充分调动同学们听课以及主动参与的积极性,培养他们的科研中运用统计学思维的意识。值得注意的是,如果只注重软件实践而忽视了原理理解与掌握,学生也难以形成统计学思维甚至滥用统计学方法,因此,软件教学最好在理论学习结束后引入。软件实践教学时间过长、过早都会产生一定的负面影响,学生会误认为软件能够解决一切,而忽视理论的学习,统计素养的培养和正确的统计运用也陷入空谈。
四、适当增加难度———实施“一纸开卷”考核
考核不是目的,是手段,考核的实际目的是让学生在备考过程中进一步扎实地掌握知识。调查显示相当一部分学生也是喜欢“吃跳一下够得着的桃子”,即赞成考试难度适当高一些,包括“一纸开卷”和闭卷考试。课程若采用闭卷考试,学生会死记硬背统计学公式,降低学生学习兴趣;目前统计学软件发展迅速,应用统计学课程中公式并不复杂,没有必要让学生完全记忆公式,闭卷考试偏难,对学生是一个负担;但若采用开卷考试,学生可能会不复习而直接上考场,稀里糊涂做题,学习效果较差。笔者根据本课程的多年教学实践和调查回馈,建议选择开卷和闭卷考核之间的形式:“一纸开卷”。“一纸开卷”方法是让学生复习时把知识点总结到一张给定的纸张上,考试时,学生只能携带这一张纸参加考试。这一考试形式可以督促学生总结学习统计学知识,又避免了死记硬背上考场的情况。学生在总结知识过程中,如果不认真看书或笔记,不认真将关键知识点记录在纸上,若想在考场上能顺利完成题目,也是有一定难度的。这一考核方法可以适度的“推一把”,让学生学好基础的统计理论知识。调查显示学生通过以上学习过程只有15%学生感觉有较大压力,大多数学生感觉有些压力或压力一般,且绝大多数学生认为本课程有益于自己的逻辑思维和统计学思维,表明上述教学过程基本实现减轻学生学习压力,提高统计素养的目的。
五、更上一层楼———注重创新课题与毕业设计应用
统计素养培养只限制于课堂教学是远远不够的,一定要让学生在其他过程学习中应用。学生在专业实验课中会得到许多实验数据,但因是常规实验,分析方法固定,学生被动分析实验数据,扩展运用机会极少。大学生创新课题和毕业论文设计是培养统计素养的最佳过程,在这两个过程中,学生有大量的机会自主运用统计学原理设计试验方案、搜集数据统计分析,学生可在实践过程中提高应用统计学分析数据的主动性。学生学习统计学不免有纸上谈兵之嫌,而学生在毕业论文设计中运用统计学分析数据的需求较多,此机会恰可以补充课堂教学之不足,也同时提高学生综合运用知识的能力。教师在设计创新课题或毕业论文题目的时候可以考虑相关试验设计,引导学生运用统计学分析方法解决问题,在具体过程中指导学生正确运用试验设计和统计分析方法应用。统计学目的就是科学地设计生物医药学试验并对所得数据分析,力求减少试验次数、节约试验成本、缩短试验周期、迅速找到优化试验方案或数学模型,学生在自行根据统计学知识设计实验时,理论指导实践过程增加,学生的兴趣得以提升,统计素养也自然更易培养形成。
高中生物的考试成绩是教师教学成效的重要反映,因此生物考试成绩的统计工作就显得至关重要。有效的成绩统计不仅是教师评价学生学习情况的重要参考依据,同时也对教师后续教学进行改进和发展具有举足轻重的作用。可以说,高中生物成绩的统计对教师教学有着重要的意义。
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。
三、总结