生物统计学案例教学法实践

摘要：案例教学法可以使学生形成正确的统计思维，提高学习热情和生物统计能力，应该在《生物统计学》教学中应用。本文描述了在《生物统计学》课程中实施案例教学法的实践、经验和效果。

关键词：《生物统计学》；案例教学法；生物统计能力

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0061-02

一、传统《生物统计学》教学方法效果不佳

《生物统计学》是数理统计的原理在生物科学中的应用，作为动物科学和动物医学类各专业的基础课和必修课，在科学研究和生产中应用十分广泛，对于提高大学生的综合素质十分重要[1]。学习生物统计学的目的不是使学生掌握统计学的数学原理，而是培养学生运用统计学原理进行试验设计、选择正确的方法分析试验结果以及解释分析结果。传统生物统计教学方法为教师在课堂上讲授统计学理论，课后学生做作业；因为教师可以控制课程的内容和进度，所以这种教学方法有利于学生学习知识，但由于学生在课堂中只是被动听课，没有主动参与课堂教学，不利于学生生物统计能力的提高[2]。同时，《生物统计学》中的概念抽象、相互联系、高度结构化，公式多而难记忆，思维方法特殊[3]。研究表明，运用传统方法讲授《生物统计学》，许多人学习了生物统计学的公式和原理，却不会应用《生物统计学》知识解决实际问题，甚至不能正确地描述数据[4]。我们在教学实践中发现，运用传统的授课方法，在课程结束一到两年的时间里，学生会忘记《生物统计学》课堂中学过的大部分知识，在实际问题面前一筹莫展。在有限的时间里，生物统计课教师只能讲授有限的、最常用的统计分析方法，实践中学生可能用到的数据分析方法在课堂中不可能全部讲授，这要求学生有较高的生物统计能力，能够正确运用课堂中没有讲授的生物统计方法解决实际问题。因此，有必要尝试新的教学方法，以解决传统生物统计教学中存在的问题。

二、案例法教学实践

教育学理论告诉我们，如果学习过程能够与知识应用的过程结合在一起，则人们会在未来应用时更容易回想起学过的知识，应用知识的能力较强[5]。学生通过解决与生产实践相近的问题，使他们认识到学习《生物统计学》的重要性，增加学习欲望，通过认真学习，提高生物统计能力，形成正确的统计思维[6]。作为以问题为中心教学方法的一种，案例教学法（case-based lecture）要求学生在教师的指导下解决案例，把学习知识与应用知识有机地结合在一起[2]。从2006年起，我们尝试把案例教学法应用于《生物统计学》教学实践，经过几年的实验和摸索，取得了一些经验和较好的教学效果。

1.案例的设计与课堂组织。在案例教学法实践中，学生通过案例解决方案的学习，使他们知道哪些问题是生产实践感兴趣的，如何利用生物统计学知识解决这些问题，因此，案例设计是影响案例法教学效果最重要的因素。案例要紧密结合实践、生动有趣，才会唤起学生对课程的学习热情，认为课程“有用”，值得认真学习。设计案例时，我们注意做到两点。第一，案例均来自对生产实践的科学研究结果，其知识内容与教学目标相一致；教学实践发现，有些研究结果的数据量过多，用于课堂教学有一定难度，因此，对数据量进行了删减。第二，因为课程是由一系列案例构成的，所以以专业知识为主线组织案例，做到知识内容和案例之间前后关联。在案例教学中，有人认为，教师可以只向学生提供案例，由学生查找解决案例所需要的知识，并找出解答案例的方法，以锻炼学生的自学能力。这样做有两个假设，第一，根据问题，学生能够综合运用已有知识，找出解决问题所需要的新知识，第二，学生能够根据问题需要学会新知识，并运用这些知识解决问题[7]。心理学研究表明，如果掌握了某领域的知识，可以做出正确判断，如果对某领域没有任何背景知识，或者理解错误，往往不能做出正确的判断[8]。生物统计学的特点[3]决定了学生必须具有足够的统计学背景知识，才能正确解决实际问题。由于课程的授课对象是生物统计的初学者，还缺乏生物统计学的思维，而且课时数较少，如动物医学类《生物统计学》的课时只有32学时，因此，在教学实践中，我们没有让学生自己查找解决案例的相关知识，而是在上课前就把课程所需要的知识材料都交给每个学生。我们也试验了只交给大学生案例材料而让学生找出解决案例的方法，结果几乎没有发现有学生能够在规定的时间内找出案例的正确解决方案。教师首先在课堂上对相关知识进行讲解，然后，在课堂上通过指导学生解决案例，给学生创造一个自我学习和思考的环境，使学生通过想、做和说学习《生物统计学》知识，引导学生弄清楚应该采用哪种统计方法分析问题，采用该方法原因是什么，以及有没有其它替代分析方法等。

2.合适的统计学软件。在生物统计学习过程中，应用合适的统计软件可以使学生更加关注解决案例过程的学习，真正实现通过实践学习《生物统计学》，使学生学习的主动性提高，端正对学习生物统计学意义的认识，提高学习效果，显著提高学生成绩[9，10]。生物统计教学用软件好求易学易用，功能完备，SAS软件符合上述两点要求，而且SAS软件占统计市场的份额约为80%，使用人数较多，因此，我们选择SAS软件作为教学软件。几年的教学实践发现，由于在案例教学法实践中应用了统计软件，学生可以集中精力关注解决案例的过程而不是解决案例时具体的计算过程，一旦学生理解了案例的解决方案，解决具体案例所花费的时间很少，生物统计课后作业也不再是一个负担，从而使学生生物统计的兴趣大幅度提高。

3.教师的课堂指导与学生的主动性。研究表明，对于生物统计学的案例教学法，相对于其它课程，如果教师在问题讨论中给予学生较多的指导，有较高的教学热情，则教学效果较好；教师与学生有效的沟通，把解决案例的相关信息传递给学生，拓展学生对学生生物统计学知识的正确理解，激发学生解决案例的热情[3]。但是，学生能否主动参与解答案例是案例教学法成功的关键。因此，在解决案例过程中，应鼓励学生积极参与，为此，我们把平时成绩占总评成绩的比例提高到40%，如果学生在课堂上主动发言，则平时成绩加分。可能其它课程都是传统授课方法，个别学生上课前没有认真阅读教师提供的案例以及教师提供的生物统计学背景知识材料，因此课堂中表现被动。因为一旦有其他学生清楚了案例解决方案，总希望有表现机会，所以教师需要及时发现并对这些学生格外关注，有意识地鼓励他们发言，使他们也有进步的机会。教学过程中还发现，个别同学不认真思考案例的解决方法，但为了增加平时成绩而主动发言，我们采取了对案例解答偏离正确方法的学生只加分、不表扬，而对给出正确案例解答方法的学生，加分的同时予以口头表扬，有效地抑制了这种风气。

三、案例法教学效果评估

我们利用课后作业对教学效果进行实时评估，既发现教学的成功和不足，也找出学生对知识的掌握程度，及时更正学生对知识的误解。要求学生作业写出解决案例的完整报告，内容包括解决案例的SAS程序，SAS运行结果，以及结果的解释等。在教授新内容之前，教师在课堂上对作业进行总结，及时把相关信息反馈给学生。同样地，期末考试既是考察学生的学习效果，也是对教学效果的评估，考试的主要目的是考察学生解决案例的能力，考试内容有解决案例的相关《生物统计学》概念、SAS过程的语法及SAS运行结果的解读等。近年来，期末考试基本上杜绝了不及格现象，试卷成绩平均超过85分，说明学生对本门课程的学习兴趣较高，对课程和学习效果较好。

以前本科大学生毕业前夕，《生物统计学》任课教师经常需要帮助学生处理毕业论文的数据资料，应用案例教学法后没有了这种现象。毕业论文审查中也没有发现论文中有统计分析方面的错误，而且学生能够正确运用课堂中没有讲授的统计分析方法，说明大学生生物统计的应用能力确实得到了提高。

学生对教学的评估可以反映学生对课程的具体感受，2012年学生对课程的评价中，认为“教师的教学使我理解和掌握了该课程的内容，我觉得有收获”的学生占90.4%，“教学内容充实，安排合理，重点突出”的占92.9%，“教师授课能理论联系实际”的占93.6%，“教师鼓励学生参与课堂讨论，发表个人见解”的占94.3%，说明绝大部分学生对这种教学方法是肯定的。

参考文献：

[1]章元明.生物统计学在农科大学生素质教育中的作用.高等农业教育.2000，（12）：62-69.

[2]Boyle CR.A problem-based learning approach to teaching biostatistics.Journal of Statistics Education.1999，7（1）.Online：/publications/jse/secure/v7n1/boyle.cfm.

[3]Budé L，Imbos T，vd Wiel MWJ，Broers NJ，Berger MPF.The effect of directive tutor guidance in problem-based learning of statistics on students'perceptions and achievement.Higher Education 2009，57：（23）-36.

[4]Olsen CH.Review of the use of statistics in Infection and Immunity.Infection and Immunity.2003，（71）：6689-6692.

[5]Dochy F，Segers M，Van den Bossche P，Gijbels D.Effects of problem-based learning：a meta-analysis.Learning and instruction.2003，（13）：533-568.

[6]Tiwari A，Lai P，So M，Yuen K.A comparison of the effects of problem-based learning and lecturing on the development of students' critical thinking.Medical education.2006，（40）：547-554.

[7]Dolmans DHJM，De Grave W，Wolfhagen IHAP，Van Der Vleuten CPM.Problem-based learning：Future challenges for educational practice and research.Medical education.2005，（39）：732-741.

[8]Kirschner PA，Sweller J，Clark RE.Why minimal guidance during instruction does not work：An analysis of the failure of constructivist，discovery，problem-based，experiential，and inquiry-based teaching.Educational psychologist.2006，（41）：75-86.

[9]Garfield J.How students learn statistics.International Statistical Review.1995，（63）：25-34.

[10]Corresponding SL，Lehtinen puter-supported problem-based learning in the research methodology domain.Scandinavian Journal of Educational Research.2005，（49）：297-324.

作者简介：张豪（1965-），男，华南农业大学动物科学学院副教授；研究方向：动物遗传与育种学。