提升科研素质的生物统计论文

1问题的提出

青海大学农牧学院草业科学系承担着草业科学专业本科教学任务。在以往的教学中,《生物统计》课程的定位是服务于专业课程的专业基础课,但是随着青海大学进入“211”重点建设行列后,学校教学及科研工作都有了大幅度的发展,对教学工作和学生培养工作也提出了新要求,加之社会各级各类就业单位对本科学生综合素质的要求越来越高,使得《生物统计》课程的外延发生了相应的变化,即课程不仅是服务于专业学习的基础课,同时应该成为学生参与科研,开展科研活动必须具备的基本技能,也就是说,需要通过《生物统计》等课程来提升学生的科研素质。那么,为什么结合《生物统计》课程提出“提升学生科研素质”这一问题呢？近几年来,青海大学农牧学院草业科学系在青海大学教学科研不断快速发展的推动下,自身也有了长足发展。截止2012年底,草业科学系教师主持科研课题24项,其中部级5项、省部级课题9项、校院级课题7项,其他来源3项,合计科研经费720万元,教师参加科研比例为100%。

由此反映出,随着草业科学专业教师学历和职称的提高,教师申报获批或参与的科研项目在不断增加,这就需要大量的学生参与到科研活动中,并且为学生参与到科研中提供了可能,这样,就使得草业科学专业学生参与到教师科研项目中的人数和比例逐年增加。同时,草业科学专业本科学生积极申报国家或青海大学的大学生科技创新项目,截止2012年,获批的国家或青海大学大学生科技创新项目8项,共计20余人参与,其中有两项在第11届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获三等奖,表明草业科学专业本科学生参与、甚至主持的科研项目面积不断在增大。另外,近三年草业科学专业本科毕业论文中,86%的毕业论文选题来自教师在研的科研项目或学生自己获批的大学生科技创新项目,表明学生的毕业论文是在参与科研项目的基础上完成的,从今后的发展趋势看,这一比例还将增大。综上所述,作为支撑科学研究中试验方案设计、试验内容实施、试验结果整理统计与分析的《生物统计》课程在学生培养中的作用重大。因此,为了适应草业科学专业本科教学的这一新形势和新需要,提出了《生物统计》课程的教学需配合学生科研素质的提升这一问题。

2《生物统计》课程教学与学习中存在的突出问题

从《生物统计》课程的内容看,涉及较多的数学公式和抽象的统计概念,要求学生具备较为扎实的数学基础和较强的逻辑思维能力。因此,《生物统计》课程一直以来就是草业科学专业课程中较难授课和较难学习掌握的课程之一。对草业科学专业大多数本科学生而言,该课程晦涩难懂,似乎与专业课程学习和参与科研没有直接的联系,更突出的问题是,即便学生能够认识到该课程在今后专业学习和参与科研中的重要作用,但是很难将课程的学习和将其科学地应用在科研活动中有机结合起来,导致对该课程的学习仅仅就是学习一门课程而已,当面对如何设计科学研究试验方案,如何布置试验、实施试验,如何获取客观的试验数据,如何通过科学的统计分析方法揭示自然规律时束手无策,缺乏将《生物统计》课程内容与实际应用紧密结合起来的能力,这样,一方面导致课程学习结束后不能继续发挥课程的作用,一方面导致学生在参与科研中因统计学方面知识的欠缺而成为短板。也就是说,目前《生物统计》课程的教学没有达到学以致用的教学目的。

3《生物统计》课程在提升学生科研素质中的作用

草业科学专业本科学生科研素质的培养主要体现在研究课题的设计与实施两个方面。其中研究课题的设计与实施能力的培养是主要目标。《生物统计》课程的主要内容是运用概率论与数理统计的基本理论,合理地安排科学试验,以获得尽可能多的、能反映事物本质的信息,并通过正确合理的统计分析,揭示事物内在的客观规律及相互作用。因此,通过课程中试验设计的教学是可以提高学生设计研究课题试验方案能力的。众所周知,在科学研究中,试验结果会受到系统误差和随机误差的影响,使得试验处理的真实效应受到许多非处理因素的干扰和影响,从而影响到科学试验的精确度和准确度,甚至无法揭示真实的自然规律。这就要求科学研究人员不但要清晰地了解这一现状,更重要的是必须通过科学合理的试验设计和安排来减少或是避免这种不利影响,这样,才能在有限的科研时限内获得科研成果。因此,需要培养参与科研的学生的这种科学、严谨、一丝不苟的精神和切实可行的科研方法,而这种科研方法的培养是可以通过《生物统计》课程实现的。在科研中,获得了大量科研数据后,面临的一个重要问题就是如何通过试验数据揭示自然规律。由于本科学生参与科研工作的沉淀相对不足,当面对大量的科研数据时,更是无从着手,不能通过科学合理的统计分析方法揭示规律,而通过《生物统计》课程是可以提高学生分析数据,揭示规律的能力的。

4提升学生科研素质,改革《生物统计》课程教学

4.1转变《生物统计》课程的定位

在以往的草业科学专业本科教学中,《生物统计》课程的性质是专业基础课,教学中侧重于理论教学,在一定程度上忽视了课程的实践性应用。因此,要使《生物统计》课程在提升学生科研素质中发挥作用,首先要转变课程的定位,即将《生物统计》课程定位在培养学生具体应用能力,提高学生动手能力,提升学生发现问题解决问题能力上。简单说,就是将《生物统计》课程定位于学生学习后能切实使用这一教学目标上。

4.2对课程理论内容的讲解要有针对性,部分内容适当弱化

《生物统计》是一门既有理论又有实践的课程。基于上述对课程定位的转变,在学时有限的教学中,教师应当根据各章教学内容及教学要求的不同,采取不同的教学方式,对部分理论内容适当弱化。如统计学基础知识部分,着重讲清基本概念和基本理论即可,力求深入浅出。对于统计学基本原理,要紧密结合草业科学专业特点,着重讲清发现问题、解决问题的基本思路来启发学生的逻辑思维能力即可。对于课程中大量的数理统计学公式,应淡化演绎、推理过程,而将数学公式的统计学含义、在实践中的应用条件和范围、如何运用讲解清晰。

4.3紧密结合科研实践,增加实例教学

在课堂教学中,将基本的科研方法,如怎样进行科研选题、如何收集资料、如何制定试验方案和实施试验、如何对试验结果进行统计分析等穿插在授课内容中进行讲授。同时,在减少教材中部分练习题的前提下,布置具有实际意义的综合性练习,加强学生进行科研活动的基本训练,使学生初步掌握科研活动的方法和途径,为下一步参与到教师科研项目中打基础。其次,在课程授课中,增加实例教学内容。例如,在讲授随机区组设计方法时,可以列举本专业科研中牧草饲料作物栽培领域涉及的实例,如肥料、水分两因素对燕麦产量的影响;在讲授卡平方测验时,可以列举牧草饲料作物育种领域里的实例,如通过卡平方测验中的适合性测验来验证披碱草某一性状的遗传规律等。通过实例教学,使得该课程不再枯燥难懂,而且将学生引导到实际问题中去,通过分析与互相讨论,调动学生学习兴趣,提高学生解决实际问题的能力。在实例教学中,所举例子既要符合教学内容,又要有现实意义,紧密结合科研与生产中的实际问题,这对学生才有吸引力。不仅加深学生对授课内容的理解和记忆,而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助,能增强学生在以后的科研工作中的实际应用能力。

4.4增加统计软件的学习

目前,随着计算机技术在各领域的广泛使用,科学研究中数据的处理及统计分析基本依靠相应的软件来完成,常用的有SAS、SPSS、DPS等。虽然统计分析软件功能强大,几乎无所不能,但是前提是使用者要深入理解科研数据统计分析的应用范围、适用方法以及对软件分析结果的解读,否则,要么面对数据和软件不知如何下手,要么套用错误的分析模块得不出正确的结论,要么面对软件给出的丰富结果不知对自己真正有用的结论是什么。基于此,将计算机统计分析软件的应用融入到教学过程中。例如,在讲授试验资料的整理、假设检验、方差分析、回归分析等内容时,在讲清思路和分析步骤的基础上,直接利用ExcelSPSS、DPS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果,并安排适当的时间让学生动手练习。这种教学方式的改革,能够发挥学生的主动性与积极性,增加学生动手机会,在完成课程内容学习的同时就基本掌握了相应软件应用能力,在后期学生参与科研项目时,遇见统计分析软件不再陌生,甚至能灵活运用。

4.5教学文件公开,实行开放式教学

目前,草业科学专业《生物统计》课程总学时有限,在不增加学时而又增加了统计软件等学习内容的背景下,课堂学习时间就捉襟见肘了。解决这一问题而进行的教学改革就是实行开放式教学,将课程教学文件通过各种网络平台呈现给学生,如可以共享在学生建立的QQ群中,或上传到教师的个人空间中,搭起一个容易被学生接受的教师与学生间的互动平台。这样,就避免了教师下课后学生见不到老师无法继续向老师学习,教师课后要给学生辅导又需要另找时间和教室而带来的诸多不便,可以有更充裕的时间和更灵活的方式在师生间交流和互动。

4.6改革考核方式,提升学生综合运用知识的能力

《生物统计》课程实践性较强的性质决定了应把考核学生应用知识的能力和综合分析问题的能力作为考核重点。考核方式可以从以往的闭卷理论考试改革为考核实践技能的开卷考试。开卷考试的命题可采取教师事先编制好若干套综合应用题,由考生抽签选作,学生可以查阅有关参考资料,但要求考生在规定时间内独立完成。如果条件具备,甚至可以采用计算机机考与笔试相结合,主观性题以计算机考试为主,客观性题则以笔试为主。这种考核改革,可以使学生从死记硬背概念和公式中解脱出来,以考查学生解决实际问题能力为重点,从而督促学生以掌握实际应用为学习目标。

5讨论

当前我国高等学校农科类专业本科生的培养方案中,大多是以培养应用型人才为目标,学生毕业后在严峻的就业压力下就业去向多为基层生产单位,从事的多是生产第一线的技术工作,从事研究工作的比例相对较少,但是,这与提升草业科学专业本科学生科研素质这一命题并不矛盾,因为,即便在生产第一线,也会大量运用统计学的知识指导生产,分析生产效果,在生产中并不排斥科研活动,尤其在创新型企业中,仍然非常重视科研活动,因此,对从业人员的科学研究或科学实验的能力是有一定要求的,而具备这一能力的毕业生是深受用人单位欢迎的,具备这一能力的毕业生也能够在工作中独当一面,成为用人单位用得上的人才。从另一方面将,学生毕业进入生产第一线工作后,自身的发展也需要具备一定的科学实验能力,而《生物统计》课程的改革,为学生具备这一能力贡献了一份力量,具有现实的意义。

作者：魏卫东单位：青海大学农牧学院