提升生物醫(yī)學統(tǒng)計課程的教學質(zhì)量
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摘要：生物醫(yī)學統(tǒng)計是高校生命科學類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，為改善本科教育教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生終身學習的習慣，有必要在生物醫(yī)學統(tǒng)計課堂教學中引入新的教學模式。5E教學模式是一種應用于探究性學習的教學模式，它包含“參與、探索、解釋、遷移和評價”五個學習環(huán)節(jié)。將5E教學模式與生物醫(yī)學統(tǒng)計軟件緊密結(jié)合在一起應用于課堂教學，有利于學生自學習慣的培養(yǎng)；從而實現(xiàn)學生自主學習與教師主導知識傳授的有機結(jié)合、生物醫(yī)學統(tǒng)計理論與生物醫(yī)學實踐的相互交融，進而提升生物醫(yī)學統(tǒng)計的教學質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：課堂教學；生物醫(yī)學統(tǒng)計軟件；生物醫(yī)學統(tǒng)計；教學效果；5E教學模式
一、科學合理應用統(tǒng)計分析軟件提高教學質(zhì)量
1.激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)學生學習的主觀能動性。愛因斯坦說：“興趣是最好的老師，它可激發(fā)人的創(chuàng)造熱情、好奇心和求知欲[3]。”由堅韌不拔的信念支持的人的意志，遠遠強于似乎無敵的物質(zhì)力量。人的需求可分為表層需求與深層需求。表層需求是對環(huán)境及行為的需求，如提升技能、感覺良好等；而深層需求有責任、成功快樂、信念、意義等。要激勵一個人，必須了解其表層需求與深層需求，找出他最在意的價值。當所有激勵人的方法都是在這個人要做的事情上增加他所關(guān)注的價值時，他便會對完成事情有興趣，會全身心的主動、積極和認真地去做。多年生物醫(yī)學統(tǒng)計課程的教學及研究生培養(yǎng)過程中，感悟到學習興趣在學生的學習效率、對關(guān)鍵問題的把握度、看待學習及研究中遇到難題的態(tài)度及學習效果方面起著重要的作用；要想讓學生學到扎實的理論知識及實踐應用能力，激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣非常重要[4]。生物醫(yī)學統(tǒng)計是一門邏輯思維嚴謹、概念抽象難懂的課程，引入統(tǒng)計分析軟件，增加課程教學趣味性、形象化，可以促進學生的學習興趣，充分調(diào)動學生學習的主觀能動性。例如，在講授序論時，預設了以下教學內(nèi)容：檢測可植入生物材料導致老鼠炎癥的情況，要求學生先從數(shù)據(jù)庫及文獻中采集數(shù)據(jù)，然后將相關(guān)的原始數(shù)據(jù)錄入統(tǒng)計產(chǎn)品與服務解決方案（StatisticalProductandServiceSolutions，SPSS）應用軟件中，以它作為實際案例進一步整理數(shù)據(jù)，通過和理論分布曲線對比，增加學生對實際數(shù)據(jù)的感性認識[5]。學生還可以繼續(xù)使用SPSS軟件對這些數(shù)據(jù)進行假設檢驗等統(tǒng)計分析，將抽象原理和實際案例相結(jié)合，可以使學生對生物醫(yī)學統(tǒng)計在實踐中的應用有比較清晰的認識[5]，從而主動思考和探索與本專業(yè)相關(guān)統(tǒng)計問題的科學性和實用性。2.應用統(tǒng)計分析軟件夯實學生的理論基礎及實際應用能力。結(jié)合多年來教育教學實踐的經(jīng)驗，將生物醫(yī)學統(tǒng)計課程的教學內(nèi)容整理為基本原理、主要方法、SPSS分析軟件應用三大模塊。針對不同的教學模塊，采用合適的教學方法和教學模式。基本原理模塊部分，重點將抽象難理解的概念具體化、形象化，減少講授公式的推導過程。假設檢驗方法模塊，重點講授生物醫(yī)學統(tǒng)計理論知識、各類參數(shù)檢驗和非參數(shù)檢驗方法的適用范圍、統(tǒng)計結(jié)果的詳細闡述和合理注釋。增強講授生物學及醫(yī)學研究實例，通過剖析統(tǒng)計分析具體案例，一方面可以增加學生接觸生物學及醫(yī)學前沿知識的機會，另一方面也可以增強學生客觀評價統(tǒng)計分析方法應用在實際中的能力，刺激學生學習生物醫(yī)學統(tǒng)計的興趣[6]。SPSS分析軟件應用模塊部分，將SPSS軟件應用到課堂教學的每個環(huán)節(jié)，充分挖掘生物醫(yī)學統(tǒng)計軟件在教學中的潛力。在課堂教學過程中，學習完每章理論知識后，同時講解怎么應用SPSS軟件來解本章節(jié)的例題，學以致用，增加實踐應用的感性認識。為了培養(yǎng)學生的自學能力，增強學生解決實際問題的能力。相關(guān)與回歸分析部分的教學內(nèi)容，中學就有所接觸，擬將該部分內(nèi)容留給學生自學。教師將學生分成3人一組，要求學生查找相關(guān)文獻，并闡述SPSS統(tǒng)計軟件應用在相關(guān)與回歸的內(nèi)容，同時要求其他同學通過提問方式參與問題的討論，加深學生對統(tǒng)計原理的理解。增強學生熟練運用生物醫(yī)學統(tǒng)計軟件分析實際數(shù)據(jù)的能力，確實掌握解讀統(tǒng)計分析結(jié)果的方法。通過理論學習和實踐訓練，可以精準地提高課堂教學效率，為學生將來順利撰寫畢業(yè)論文和從事相關(guān)科學研究打下了良好的基礎[5]。
二、將5E教學模式與生物醫(yī)學統(tǒng)計軟件有機融合，提高課程教學效果
1.5E探究式教學模式簡介。5E探究式教學模式是由美國生物學課程研究會（BiologicalSciencesCur-riculumStudy，BSCS）基于Atkin-Karplus學習環(huán)提出來的，它包含參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Ex-plain）、遷移（Elaborate）和評價（Evaluate）五個環(huán)節(jié)[7]。“參與”是指教師通過精心設計問題情境激發(fā)學生的學習興趣，使學生自愿參與到教學活動中來，活動過程中，學生自發(fā)將自身的學習或生活經(jīng)驗與課程教學內(nèi)容相聯(lián)系。教師用提出問題、指出問題及定義問題等方式，掌控課堂討論內(nèi)容及主題走向。“探究”是指學生以自身掌握的知識及社會經(jīng)驗為基礎，采用直接參與、親手操作等方式進行摸索，得到感性體驗，并在教師的引導下不斷深化探究學習。“解釋”是指學生在真正“吃透”知識的基礎上，將所學的內(nèi)容去偽存真、去粗取精。教師通過引導學生將探索過程中獲得的感性認識與自身經(jīng)驗相結(jié)合，建構(gòu)對概念、公式、原理的理解。“遷移”是指激勵學生利用上一環(huán)節(jié)學得的知識構(gòu)建自己專屬的更深刻、更廣泛的理解技巧。“評價”既包括參與上述各環(huán)節(jié)活動過程的學生自我評價、學生互評和教師對學生的評價，也包括教師對學生課程學習效果的整體性評價。將定性評價與定量評價相結(jié)合，自我評價、相互評價及教師評價等多種評價方式結(jié)合起來，更全面地激勵學生的學習激情。5E教學模式下學生可以通過探究學習新概念、修復不全面及殘缺的知識，更透徹地理解概念，并將學習獲得的理論知識遷移到其他學科或領(lǐng)域。2.5E教學模式在生物醫(yī)學統(tǒng)計課程中的應用。參與：是5E教學模式中最關(guān)鍵的起始環(huán)節(jié)，課堂導入部分教師應該想方設法激發(fā)學生探究問題任務的興趣。課前教師應該了解學生對于新學課程基本概念的理解程度，精心布局教學方案，吸引學生愉悅地加入到探究和構(gòu)建新概念的學習中來。課中，教師將學生引入生物醫(yī)學統(tǒng)計課程所創(chuàng)設的情境中，以課程需要掌握的主題為導向，將課程教學內(nèi)容置于生動、富含趣味的生物學及醫(yī)學研究實例中，引導學生思考，利用學生深究事情真相的熱情來激發(fā)學生的探究意識[7]。教師需要在實際的生物學及醫(yī)學問題和抽象的統(tǒng)計概念、理論之間搭建溝通的橋梁，培養(yǎng)學生的統(tǒng)計思維，使學生能夠通過數(shù)據(jù)收集、整理及分析的方法研究生物學與醫(yī)學現(xiàn)象。探究：解決問題的過程，學生對問題提出質(zhì)疑，教師逐步引導激發(fā)學生的探究思維，在此過程中學生應用自身掌握的知識和技能技巧探索新問題的解決途徑，為新知識概念的形成創(chuàng)造有利條件[2]。學生是探究活動的主體，探究方式可以采用相互合作或自主獨立的方式，通過觀察、實驗、操作、搜集處理信息等形式建立事物之間的聯(lián)系；教師是探究活動的主導，教師的職責是挖掘?qū)W生的潛能，激發(fā)學生的求知欲，給予學生個性化的指導，并提供全方位、多層次的支持。此階段主要培養(yǎng)學生高階思維能力，督促學生建構(gòu)知識、形成經(jīng)驗、掌控技能技巧。生物醫(yī)學統(tǒng)計課程中涉及大量抽象、枯燥、晦澀、難懂的統(tǒng)計術(shù)語、概念、公式和理論，如果學生能借助已有的經(jīng)驗和直觀的感性認識理解這些專業(yè)知識，將有利于學生內(nèi)化這些知識。探究過程中，學生通過自主學習或多方協(xié)作探索SPSS軟件的基本功能，獲得較好的感性認識。學生可通過數(shù)據(jù)錄入、描述性統(tǒng)計、計算特征量、作圖等內(nèi)容進行探索，掌握如何以最簡單、清晰的統(tǒng)計分析方法展示生物學及醫(yī)學數(shù)據(jù)的科學意義，實現(xiàn)完美的數(shù)形結(jié)合。解釋：學生可以采用演講、辯論、虛擬演示等方式，根據(jù)自己的理解，用自己的語言闡述探究的意義。教師則可以采用提示討論、答疑等方式解釋、補充或訂正學生的解釋，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。針對學生的討論結(jié)果，教師整理所有問題并逐一講評。在此過程中讓學生列出生物醫(yī)學統(tǒng)計課程中最難理解的概念、原理，然后分組討論，每一個小組負責用一種獨特方式解讀概念。通過層層深入、抽絲剝繭的分析方法，學生將會逐漸領(lǐng)悟和理解這些晦澀的概念，明確它們與其他概念或統(tǒng)計學的基本原理之間盤根錯節(jié)、千絲萬縷的聯(lián)系。讓每一個基本概念、基本公式、主要統(tǒng)計學假設檢驗方法呈現(xiàn)出全新的、立體的、多方位的面貌，借此鍛煉學生的思辨能力。遷移：在教師啟發(fā)及引導下，學生通過討論、協(xié)作、交流、歸納、總結(jié)獲得正確的結(jié)論，然后利用新概念深入研究及拓展新知識。學生用SPSS軟件中的一些假設檢驗方法如：χ2檢驗、相關(guān)與回歸分析等，分析數(shù)據(jù)的固有性質(zhì)；對于天資聰慧的學生引導他們進行更深入的分析，如生存分析、主成分分析等。通過遷移，提升學生的已有經(jīng)驗體系，形成高度概括的系統(tǒng)化的知識。在此基礎上，教師再安排新的探究任務，學生通過做而學的過程（learningbydoing），將外顯知識延伸、拓展，內(nèi)化為其自身新的隱性知識。評價：評價存在于整個教學過程，是對學習過程或結(jié)果的總結(jié)。為了不打擊學生參與教學活動的積極性，無論學生得出的結(jié)論是否正確或者互動環(huán)節(jié)中表現(xiàn)是否積極，教師都應先加以贊賞，然后再循循誘導學生做出正確的反應或得到合理的結(jié)論。評價除過程性評價和總結(jié)性評價外，更要重視發(fā)展性評價。評價內(nèi)容不僅包含學生學習效果如何、探究過程中的表現(xiàn)等課堂評價，還應包括非預期結(jié)果的評估。可嘗試由師生共同探討考核課程的標準，增強學生的自我管理意識。考核指標的重心是學生的科學精神、探索意識、創(chuàng)新能力和合作能力。學生更重視課程結(jié)果的評價，因此改革期末考試形式非常重要。從前生物醫(yī)學統(tǒng)計課程的期末總評成績由期末試卷成績（占70%）和平時成績（占30%）兩部分構(gòu)成。為了更好地激勵學生參與到探究式教學過程中來，調(diào)整期末總評成績?yōu)椋浩谀┰嚲碚?0%，平時占40%，增加平時成績的占比，凸顯了學習過程的重要性。另外部分考試試題與SPSS軟件結(jié)合，將SPSS軟件的實驗結(jié)果作為試題的一部分，要求學生從生物學或醫(yī)學的角度分析SPSS軟件的結(jié)果，從而更好地將理論和實踐有機地結(jié)合起來。
三、小結(jié)
統(tǒng)計分析軟件的應用在生物醫(yī)學統(tǒng)計教學中占有重要的地位，該門課程應當全力提高學生對生物醫(yī)學統(tǒng)計的興趣，加強學生對假設檢驗方法原理的掌握、假設檢驗結(jié)果的解讀。將5E教學模式和生物醫(yī)學統(tǒng)計軟件相結(jié)合，以探究性學習為核心點，建立應用在生物醫(yī)學統(tǒng)計中的5E教學模式。在探索該模式的過程中，不斷深化調(diào)整教學策略，并以創(chuàng)新、和諧、有益為發(fā)展理念，推進生物醫(yī)學統(tǒng)計課程教學的改革步伐。教學研究中，教師積極投入感情、精力，想方設法尋找到培育學生學習興趣的合理教學方案，不斷總結(jié)和創(chuàng)新教學模式，最終提高學生利用生物醫(yī)學統(tǒng)計知識解決實際問題的能力。
參考文獻：
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[3]費倩男.興趣是最好的老師———淺談如何激發(fā)學生學習興趣,提高信息技術(shù)課堂教學的實效性[J].讀與寫旬刊,2016,13(11):233-234.
作者：譚建軍 喬愛科 吳水才 李春華 張小軼 單位：北京工業(yè)大學生命科學與生物工程學院