呂琦 馬炳潔 金鳳 玉榮

[摘? ? ? ? ? ?要]? 工業(yè)4.0時代下，“新農(nóng)科”對農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)提出了更新的要求，“生物統(tǒng)計學”是一門通用工具類課程，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要課程之一。以普通高等農(nóng)林院校為例，對“生物統(tǒng)計學”課程的現(xiàn)狀進行討論，從課程定位和設置、生源質(zhì)量、理論授課內(nèi)容、實驗教學工具和授課方式等方面提出建議。研究認為，“新農(nóng)科”對農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)的新需求主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)和人工智能方面，因此在教學實踐中應根據(jù)專業(yè)需求和生源質(zhì)量，對教學的廣度和深度進行調(diào)整，選擇最佳軟件進行實驗教學，保障學生掌握統(tǒng)計學原理、熟練應用統(tǒng)計方法解決實際問題，有效提高學生的數(shù)據(jù)分析能力。通過加強“生物統(tǒng)計學”課程建設、積極推動課程改革，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研培養(yǎng)高水平的綜合型人才，以適應我國農(nóng)業(yè)信息化和數(shù)字化的快速發(fā)展。

[關? ? 鍵? ?詞]? “新農(nóng)科”;“生物統(tǒng)計學”;教學改革;策略研究

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）42-0042-02

普通高等農(nóng)林院校是培養(yǎng)農(nóng)業(yè)人才的主力軍，為社會培養(yǎng)了大量的農(nóng)業(yè)專業(yè)人才。在此背景下，在普通高等農(nóng)林院校進行“生物統(tǒng)計學”的課程改革，可有效促進新技術與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)知識的有機結(jié)合，對推動“新農(nóng)科”的建設具有重要意義。因此，本文以“新農(nóng)科”建設為背景，從課程定位、課程設置、生源質(zhì)量、理論授課內(nèi)容、實驗教學工具和授課方式等方面闡述“生物統(tǒng)計學”在普通高等農(nóng)林院校的現(xiàn)狀和改革。

一、課程定位和設置

“生物統(tǒng)計學”是一門工具類課程，旨在提高學生對科學研究的認識，培養(yǎng)其獨立思考、分析和解決問題的能力。普通高等農(nóng)林院校中，畜牧、獸醫(yī)、食品等多個學科均有設置“生物統(tǒng)計學”課程，不同專業(yè)對該課程的定位不同，動物科學和動植物檢疫專業(yè)設置“生物統(tǒng)計學”為必修課，其余專業(yè)為選修課。

不同專業(yè)的課程課時設置也有區(qū)別，一般為32～56學時。實踐發(fā)現(xiàn)，32學時的教學進度較緊張，教學內(nèi)容難以保質(zhì)保量完成，學生的學習效果也相對較差。結(jié)合“新農(nóng)科”對專業(yè)的需求，建議“生物統(tǒng)計學”的學時應大于等于48學時，可保證教學進度和效果。

二、普通高等農(nóng)林院校生源質(zhì)量

普通高等農(nóng)林院校的學生數(shù)理基礎不同，以內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學為例，面向全國30個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）招生，生源主要集中在內(nèi)蒙古自治區(qū)，同時包括一本和二本兩個層次招生專業(yè)。前者學生相對綜合素質(zhì)較高，可達到較好的教學效果;而后者學生的數(shù)學基礎較差，教學進度較慢，需要足夠的課時以保證教學質(zhì)量。

同一個專業(yè)還包括漢語和蒙語兩種授課方式，前者學生綜合素質(zhì)相對較好，后者學生綜合能力及數(shù)學概率等知識薄弱，教學效果并不理想。因此，在普通高等農(nóng)林院校“生物統(tǒng)計學”教學中，應該因地制宜，根據(jù)生源質(zhì)量、不同專業(yè)，對教學內(nèi)容和深度進行有針對性的調(diào)整。

三、理論授課內(nèi)容

目前，“生物統(tǒng)計學”理論授課內(nèi)容主要包括描述性分析、常用概率分布、t檢驗、方差分析、卡方檢驗、直線回歸與相關、試驗設計等常規(guī)的基本統(tǒng)計分析方法。教學實踐發(fā)現(xiàn)，對教學內(nèi)容的廣度和深度應適當調(diào)整可有效提高教學效果。

（一）拓展適應“新農(nóng)科”人才需求的教學廣度

在新農(nóng)科背景下，不斷積累的海量數(shù)據(jù)需要新的分析方法，如主成分分析、聚類分析、判別分析等，個別新農(nóng)林專業(yè)已將這些新手段進行了教學實踐。同時，生物統(tǒng)計學方法在其他相關課程中也有所涉及，如數(shù)量遺傳學、生物信息學。因此，可以結(jié)合相關課程的教學內(nèi)容及科學研究需求，增加相關統(tǒng)計學方法的教學內(nèi)容，以適應“新農(nóng)科”多學科發(fā)展的大趨勢。

此外，可適當擴充已有教學內(nèi)容的教學廣度，如描述性分析，這類統(tǒng)計分析方法相對簡單容易理解，但考查中發(fā)現(xiàn)目前涵蓋的方法較少，不能有效幫助學生解決實際問題。因此，應該引入更多描述性統(tǒng)計方法，特別是大數(shù)據(jù)分析常用的統(tǒng)計圖和概念，如箱圖、小提琴圖、散點圖、百分位數(shù)等。

（二）有針對性調(diào)整教學深度

課程教學目標要求學生能對實際問題進行科學的分析，做出準確的推斷。而在“生物統(tǒng)計學”實際教學中，學生的最大反饋是“課上一聽就懂，課下做題就懵”。因此，可適當簡化對原理的講解，降低教學深度。如一些常用公式僅介紹其含義和應用場景，余下教學時間可讓學生獨立完成一個案例，當場考查學生對知識點的掌握情況，及時了解教學效果并且解決學生沒有掌握的重難點。

實踐表明，深入教學具體案例有助于學生對統(tǒng)計學方法的理解和應用。普通農(nóng)林院校的各專業(yè)有專用教材，基本采用本專業(yè)的案例，列舉專業(yè)案例有助于學生從專業(yè)角度進行理解、熟悉和應用統(tǒng)計方法。此外，結(jié)合其他專業(yè)案例，如與人類健康密切相關的醫(yī)學領域，由于貼近生活實際，可拓展學生思維，進而培養(yǎng)出“新農(nóng)科”所要求的綜合型跨學科專業(yè)人才。

四、實驗教學工具

“生物統(tǒng)計學”配套實驗教學，通過使用統(tǒng)計軟件，可加深學生對統(tǒng)計學方法的理解，達到靈活應用的目的。計算機中多種軟件都可以實現(xiàn)統(tǒng)計分析，選擇適合的教學軟件可以達到更好的教學效果，常用統(tǒng)計分析軟件包括Excel、R語言、Python、SPSS、SAS等。Excel、SPSS和SAS是三個商業(yè)軟件，SPSS和SAS的個人年使用費在1萬元以上，Excel屬于微軟辦公軟件套件，年使用費在300元左右。最新版Excel提供了種類繁多的繪圖功能，除了常規(guī)的柱形圖、折線圖以外，還包括地圖、曲面圖、雷達圖、旭日圖、箱圖等新圖，極大豐富了描述性統(tǒng)計分析方法。此外，數(shù)據(jù)分析功能提供方差分析和t檢驗等常規(guī)的假設檢驗。Excel具有免費手機移動端版本，包含常規(guī)的基本函數(shù)，因此也可以在課堂上應用手機端Excel進行概率計算，增加課堂的互動性，且性價比較高，更適用于高校實驗教學及師生日常使用。

R語言和Python是目前數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計學領域的常用開源分析工具。R語言是一個自由、免費、源代碼開放的軟件，專門為統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析開發(fā)的語言，系統(tǒng)運行負擔小，編程語言簡單易學，有Windows、Linux、OS版本，系統(tǒng)兼容性和代碼可移植性好。R語言主要功能包括數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)、向量和矩陣運算、連貫的統(tǒng)計分析以及優(yōu)秀的統(tǒng)計制圖，飽和函數(shù)種類繁多、更新快、透明性極好。

Python是一種跨平臺的開源計算機腳本解釋語言，被廣泛應用于系統(tǒng)編程、圖形處理、文本處理等多個領域。Python的scipy庫中的stats模塊和statsmodels庫是常用的數(shù)據(jù)分析工具，包含t檢驗、正態(tài)性檢驗、卡方檢驗、數(shù)據(jù)描述與可視化等分析方法。由于Python的簡潔性、易讀性以及可擴展性，許多國內(nèi)外知名大學已采用Python講授程序設計，此外，北京、浙江等省已將Python納入應試教育體系，這為在高校推廣Python實踐教學奠定了良好的基礎。

使用開源的、易上手的軟件是當今以及未來統(tǒng)計分析的發(fā)展趨勢，其中Excel是應該掌握的基本工具，學時允許的條件下可介紹R語言或Python，以實現(xiàn)更加個性化和全面的統(tǒng)計分析。若實驗課時在8學時及以上，建議選Excel+Python或Excel+R語言，若實驗課時在4學時及以下，建議選Excel。

五、授課方式

傳統(tǒng)的“生物統(tǒng)計學”課程教學采用線下教學方式，課堂上活躍的學習氛圍和師生間頻繁的互動交流，利于提高學生的學習興趣和學習效率。

相比之下，線上教學將課程教學和學習大綱的音頻、視頻、習題等文件資源分享在線平臺，方便學生根據(jù)自己的學習能力、學習節(jié)奏進行個性化學習。利用線上平臺，各類教學過程都方便記載在平臺上，如考勤、作業(yè)和考試等，教師可隨時查閱，大大提高了教學效率，極大方便了教師進行教學管理和反思。通過在線平臺，教師可及時解答學生的疑問，做到及時查漏補缺，為下一階段學習打好堅實的基礎。

但線上教學還存在一些不足，如需要學生有更高的學習主動性。其次，線上教學成本較高，需要保障硬件設施。

線上線下混合式教學可以實現(xiàn)二者優(yōu)勢互補，提高信息技術在課堂教學中的利用率，充分發(fā)揮教師和學生的自主性，獲得更佳的教學效果。因此，在未來建設和發(fā)展“生物統(tǒng)計學”線上線下混合式教學，靈活有機融合兩種學習形式，可以有效推動和提高課程的教學質(zhì)量及效果，實現(xiàn)教學最優(yōu)化。

六、結(jié)語

在建設“新農(nóng)科”的大背景下，普通高等農(nóng)林院校各專業(yè)都應加強生物統(tǒng)計課程的建設，積極推動課程改革，在教學各方面進行積極的思考和探索，充分發(fā)揮生物統(tǒng)計知識的工具課作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研活動培養(yǎng)具有高水平數(shù)據(jù)分析能力的專業(yè)人才和綜合型人才，有效促進我國農(nóng)業(yè)高度信息化和數(shù)字化，以適應工業(yè)4.0時代的發(fā)展。

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◎編輯 司 楠