項韜 余梅 曹建華

[摘 要]生物統(tǒng)計學(xué)是學(xué)習(xí)開展現(xiàn)代生物學(xué)研究所必需學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)核心課程，其理論相對比較復(fù)雜，細節(jié)要求嚴格。新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，線上教學(xué)由之前的輔助教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕虒W(xué)方式，生物統(tǒng)計學(xué)課程的特點使其線上教學(xué)的效果受到影響。文章試以課程內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方式革新、考核方式改革以及對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)為切入點，探討疫情期間生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)模式的創(chuàng)新變化與教學(xué)實踐思考，力爭在新冠肺炎疫情防控常態(tài)化的背景下，能夠?qū)崿F(xiàn)生物統(tǒng)計學(xué)線上教學(xué)的基本目標(biāo)，從而提高教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]生物統(tǒng)計學(xué);線上教學(xué);課程改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）02-0178-04

生物統(tǒng)計學(xué)是運用概率論與數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法對生物學(xué)中存在的客觀現(xiàn)象進行分析研究的一門學(xué)科，是進行現(xiàn)代生物學(xué)研究必備的基礎(chǔ)工具，具有很強的應(yīng)用性[1-2]。但是，生物統(tǒng)計屬于數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的一門分支課程，即使采用傳統(tǒng)線下授課開展教學(xué)，其教學(xué)內(nèi)容也顯得相對晦澀。因此在教學(xué)過程中，表現(xiàn)尤為突出的問題是學(xué)生機械式地完成對理論知識的記憶，無法深入理解統(tǒng)計原理和思想，難以設(shè)計科學(xué)合理的試驗，不能熟練掌握常見的統(tǒng)計分析軟件，將知識應(yīng)用于解決實際問題的能力缺乏。在新冠肺炎疫情防控常態(tài)化的情況下，教學(xué)模式有了很大變化，開展線上教學(xué)時教師沒有辦法通過學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)迅速、準(zhǔn)確地評估學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的接受程度。開展線上教學(xué)，對教師而言，是全新的嘗試也是挑戰(zhàn)，同時也可能是一個改變傳統(tǒng)授課模式的契機。為了盡量減少疫情對課程教學(xué)的消極影響，使學(xué)生基本掌握生物統(tǒng)計學(xué)的核心內(nèi)容，達到教學(xué)目的，筆者針對生物統(tǒng)計學(xué)課程的特點從課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等幾個方面對這門課程的線上教學(xué)進行了探索。

一、課程內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化

生物統(tǒng)計學(xué)的理論基礎(chǔ)源自概率論與數(shù)理統(tǒng)計，其中包含較多抽象的統(tǒng)計學(xué)和概率學(xué)概念以及大量的數(shù)學(xué)公式與計算。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，統(tǒng)計學(xué)理論和方法不斷更新，這就使得這門課程的授課內(nèi)容也需與時俱進。此外，前期的理論講授過程相對枯燥，再加上線上教學(xué)的實效性有所降低，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，因此合理調(diào)整線上課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，將理論基礎(chǔ)與實際應(yīng)用加以平衡顯得至關(guān)重要。

（一）合理劃分課程模塊

教師在進行線上課程設(shè)計時，需要考慮到疫情期間學(xué)生在家自主學(xué)習(xí)，沒有跟老師面對面互動，學(xué)習(xí)主觀能動性下降，課程學(xué)習(xí)速度會相對緩慢，因此應(yīng)該合理劃分課程整體模塊，突出課程重難點，科學(xué)安排教學(xué)任務(wù)，以收到更好的教學(xué)效果。生物統(tǒng)計學(xué)的課程內(nèi)容應(yīng)用性較強，其線上教學(xué)應(yīng)當(dāng)將重點放在后續(xù)的假設(shè)檢驗、方差分析和回歸分析部分。但是，扎實掌握生物統(tǒng)計學(xué)課程的開篇內(nèi)容，是取得良好教學(xué)效果的基礎(chǔ)，是開展后續(xù)較難理解內(nèi)容學(xué)習(xí)的鋪墊。教師在劃分課程模塊時需要抓住主干，使前后內(nèi)容得到貫通，并且要在全程授課中適當(dāng)回顧前面的相關(guān)內(nèi)容，以防出現(xiàn)“基礎(chǔ)打不牢，學(xué)問攀不高”的現(xiàn)象。

（二）結(jié)合實際應(yīng)用優(yōu)化課程內(nèi)容

生物統(tǒng)計學(xué)是學(xué)習(xí)開展生物學(xué)研究的必修課程，其課程內(nèi)容隨著計算機技術(shù)和生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展更新較快。如今大部分高等院校所使用的生物信息學(xué)教材，其內(nèi)容較為陳舊，仍以傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)理論知識為主，沒有強調(diào)生物統(tǒng)計學(xué)在生物學(xué)研究如數(shù)據(jù)分析的差異表達分析、聚類分析、主成分分析等內(nèi)容中的作用[3]。誠然，扎實掌握相關(guān)理論是學(xué)好生物統(tǒng)計學(xué)的基礎(chǔ)，但是過度強調(diào)理論學(xué)習(xí)而忽略引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)到的統(tǒng)計學(xué)知識用來解決生物學(xué)實際問題，容易使學(xué)生在未來的實踐應(yīng)用中無從下手。另外，教師授課如果大部分都是對理論知識的講解，就會顯得枯燥乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性下降，而這個現(xiàn)象在線上教學(xué)中會更加明顯。因此在設(shè)計這門課程的內(nèi)容時，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際，介紹生物統(tǒng)計學(xué)在生物技術(shù)前沿的應(yīng)用，并通過引入時事熱點如新冠肺炎相關(guān)案例，或以知名論著以及教師和學(xué)生的研究課題為案例進行分析，將理論知識與實驗設(shè)計相結(jié)合。通過這樣的方式進行課程內(nèi)容的講授，引導(dǎo)學(xué)生進行結(jié)果分析和實驗設(shè)計，可以增強課程的互動性，也可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力與知識應(yīng)用能力，充分體現(xiàn)生物統(tǒng)計學(xué)課程的應(yīng)用性。同時，為了提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力及應(yīng)用能力，應(yīng)該增加對SPSS、SAS、R等生物領(lǐng)域常用軟件的介紹和其有效使用方法的教學(xué)，增加上機練習(xí)題和準(zhǔn)備好包含詳細操作步驟的習(xí)題答案，使學(xué)生能夠獨立使用軟件工具，較輕松地掌握利用現(xiàn)代統(tǒng)計工具解決生物學(xué)問題的基本操作。

二、課程教學(xué)方式的改革

（一）巧妙設(shè)計教學(xué)方案

生物統(tǒng)計學(xué)涉及諸多數(shù)學(xué)公式與計算，這使得許多數(shù)學(xué)功底薄弱的學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒，影響其學(xué)習(xí)興趣。針對這一點，教師應(yīng)該為充分激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣而設(shè)計教學(xué)方案。比如第一章緒論主要講述了生物統(tǒng)計學(xué)的基本概念及發(fā)展歷程，教師在教學(xué)前期可以讓學(xué)生查閱相關(guān)文獻并將其讀后感進行分享，使學(xué)生在閱讀文獻的過程中對碎片化的知識進行整理，通過思考對生物統(tǒng)計學(xué)的整體框架有更深刻的認知。由于諸多文獻報道了生物統(tǒng)計學(xué)在現(xiàn)代農(nóng)、林、漁、牧等多個領(lǐng)域都有應(yīng)用，學(xué)生閱讀此類文獻可以更加直觀地體會到生物統(tǒng)計學(xué)課程較強的應(yīng)用性及重要性。與直接進行理論知識的講授相比，這種方式在教學(xué)前期更能有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，對后續(xù)課程教學(xué)的有效開展也有一定的益處。而對于課程其他部分，我們也可以通過設(shè)置問題的方式，鼓勵學(xué)生開展拓展學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自己通過更多途徑尋找問題的答案，并設(shè)置分享和討論環(huán)節(jié)，教師積極點評并答疑。這樣做不僅可減少學(xué)生對課程教學(xué)感到枯燥乏味的現(xiàn)象，而且也有助于學(xué)生閱讀文獻、構(gòu)建知識體系等多方面能力的培養(yǎng)。

（二）精選有效的線上教學(xué)工具

自新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，各高校紛紛開展線上教學(xué)，多種線上授課軟件如微師、騰訊會議、釘釘直播、雨課堂等得以廣泛應(yīng)用，同時各大網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺如中國大學(xué)慕課、智慧樹等紛紛開放免費資源庫[4]。這些線上平臺各有其優(yōu)勢與特點，筆者將多款授課平臺的主要功能進行了橫向比較（如下表所示）。

教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己的教學(xué)需求選擇合適的平臺，同時對網(wǎng)絡(luò)上的教學(xué)資源進行篩選，將優(yōu)質(zhì)資源進行整合，這樣不僅能為自己的授課提供新思路，也能用于輔助學(xué)生更好地理解課程知識。我們嘗試運用多款教學(xué)平臺來開展生物統(tǒng)計學(xué)這門課程的教學(xué)，建議使用的教學(xué)平臺應(yīng)盡可能滿足以下條件：（1）操作簡便，界面友好。（2）直播授課方式靈活，包括屏幕共享、PPT演示、播放視頻等不同方式，方便隨時演示國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)教學(xué)課件、視頻。（3）配備教學(xué)工具，靈活多樣，可在PPT或文檔上寫畫，能在學(xué)生端實時顯示，方便進行公式推導(dǎo)和內(nèi)容拓展。（4）學(xué)生既可以在手機學(xué)習(xí)通上看課程直播，也可以在網(wǎng)頁上觀看，避免學(xué)生身處不同地區(qū)因網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備等不同而影響學(xué)習(xí)效果。（5）具有回放功能，方便學(xué)生因網(wǎng)絡(luò)卡頓等原因無法及時、有效地參與教學(xué)活動時課后再回放觀看。（6）學(xué)生可舉手提問，與老師進行語音互動，可以用文字聊天，界面簡潔清爽。教師可與學(xué)生保持互動，隨時回答學(xué)生提出的問題。

（三）利用優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源輔助教學(xué)

相較于傳統(tǒng)線下面對面教學(xué)而言，線上教學(xué)的優(yōu)勢在于學(xué)生獲取知識的途徑不再僅限于課堂。因此，筆者在疫情期間采用“慕課+課堂教學(xué)”的模式完成了部分章節(jié)的線上教學(xué)。在課程開始前，教師通過中國大學(xué)慕課、網(wǎng)易公開課等平臺篩選優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源并上傳到云盤，讓學(xué)生提前對課程進行預(yù)習(xí)并對知識點進行梳理，同時通過QQ、微信、線上資源留言板等將預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問題及時反饋給教師，使教師的備課更有針對性。對于學(xué)生存在的共性問題，教師在課堂上組織學(xué)生進行討論解決。這樣可有效加快教學(xué)進程，使教師能夠?qū)⒏鄷r間和精力轉(zhuǎn)向更高階的活動中，如討論、答疑等，同時也充分鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[5]。在講授重點課程內(nèi)容時，教師通過線上平臺將課堂教學(xué)錄制下來，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)觀看。這樣做相較于單純的看書或瀏覽PPT，更便于學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解。同時，為避免學(xué)生因教學(xué)視頻過長而無法集中注意力觀看，教師可以制作微課視頻，開展知識點短視頻教學(xué)，這樣可以在保證學(xué)生集中注意力的同時，使學(xué)生對重要知識點的記憶更加深刻。另外，教師在篩選教學(xué)資源時也能夠不斷反思和總結(jié)，并且產(chǎn)生新的靈感，完善自己的課程教學(xué)。教師在授課過程中，要注意各個模塊間的邏輯性和相關(guān)性，避免生硬講述課本上的知識。對于難度較大的學(xué)習(xí)內(nèi)容，應(yīng)該設(shè)計具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，組織在線專題討論，調(diào)動學(xué)生的參與積極性，以便學(xué)生能更好地學(xué)習(xí)和理解這些課程內(nèi)容。

（四）利用線上平臺加強互動交流

傳統(tǒng)的生物統(tǒng)計學(xué)線下授課，大部分仍然局限于“老師講學(xué)生聽”的教學(xué)模式。這樣的教學(xué)模式顯得過于機械呆板，難以有效培養(yǎng)學(xué)生自主思考、自主學(xué)習(xí)的能力，難以很好地體現(xiàn)生物統(tǒng)計學(xué)作為一門“工具課”的應(yīng)用性[6]。疫情期間的線上教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)時間相對自由，同時可以利用大量網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，這為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了更多便利。因此，教師可以選擇部分章節(jié)以翻轉(zhuǎn)課堂的形式完成教學(xué)。學(xué)生成立學(xué)習(xí)小組，組員分別負責(zé)不同的知識點，運用網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)不同的知識點，教師以隨機抽查的方式請學(xué)生通過屏幕共享對知識點進行講述，讓學(xué)生變成課堂學(xué)習(xí)的主人。這樣做使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加靈活、主動以及參與感更強，更能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對于假設(shè)檢驗、方差分析等重點章節(jié)則由教師設(shè)置線上專題討論并進行答疑，同時引導(dǎo)學(xué)生對知識進行一定的拓展。教師可以利用屏幕共享功能，為學(xué)生展示多種統(tǒng)計軟件的具體使用過程。相較于傳統(tǒng)的課件教學(xué)，這樣的教學(xué)方式更加直觀，有助于學(xué)生更好地完成對重要統(tǒng)計軟件使用方法的學(xué)習(xí)。教師對學(xué)生課后答題情況進行統(tǒng)計后，能通過QQ等交流工具對學(xué)生進行更具針對性的一對一答疑，有助于學(xué)生更好地理解、掌握課程內(nèi)容。

（五）打造虛擬仿真課堂

運用虛擬仿真技術(shù)開展教學(xué)的課程，大都是一些實驗操作較困難或者危險系數(shù)較大不適宜學(xué)生大規(guī)模操作的實驗課，生物統(tǒng)計學(xué)虛擬仿真課堂探索目前仍比較缺乏。生物統(tǒng)計學(xué)課程是核心基礎(chǔ)課程，針對的是大學(xué)低年級學(xué)生，他們大都沒有開展生物實驗的經(jīng)驗，對統(tǒng)計的理解較淺，難以將過于抽象的生物統(tǒng)計理論形象化。例如，在動物生產(chǎn)中，對大范圍區(qū)域中的禽畜品種、品系分布、流行病學(xué)調(diào)查、飼料及抗生素的應(yīng)用以及野生動物分布調(diào)查等研究，都對決策層了解我國禽畜生產(chǎn)水平和野生動物保護等具有重要參考意義。由于受多種現(xiàn)實條件制約，難以讓學(xué)生深刻地了解抽樣調(diào)查的開展方法，只能通過描述性的講解進行教學(xué)，學(xué)生聽了既沒有直觀感受也不知在未來的生產(chǎn)實踐中如何進行抽樣統(tǒng)計。利用虛擬仿真技術(shù)可模擬較大區(qū)域內(nèi)，在充分考慮自然和人類活動影響的情況下，虛擬不同類型的畜牧場以及草原、山地、高原等自然環(huán)境，通過設(shè)置各種動物種類和數(shù)量分布參數(shù)，可供不同抽樣調(diào)查技術(shù)進行準(zhǔn)確性驗證。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能加深了解抽樣調(diào)查的科學(xué)方法，為未來相關(guān)實踐積累經(jīng)驗。同時，可借助虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)抽樣大數(shù)據(jù)的可視化和圖像化，激發(fā)學(xué)生分析大數(shù)據(jù)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計思維，讓學(xué)生初步掌握大數(shù)據(jù)分析的概念和方法，為其后續(xù)動物生產(chǎn)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。虛擬仿真課程本身就是利用計算機技術(shù)虛擬實現(xiàn)，特別適合線上教學(xué)使用。目前，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物統(tǒng)計學(xué)課程的虛擬仿真實驗經(jīng)過一學(xué)期的授課實踐，達到了預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生將抽象的生物統(tǒng)計技術(shù)具體化和形象化，加深了對生物統(tǒng)計技術(shù)的準(zhǔn)確理解，提高了自主學(xué)習(xí)熱情。

三、課程考核內(nèi)容與方式的創(chuàng)新

課程考核是教師檢驗學(xué)生知識掌握程度的重要手段，其存在的意義是幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)以及幫助教師有針對性地優(yōu)化教學(xué)。如今大部分學(xué)生將通過考試作為課程學(xué)習(xí)的唯一目的，這樣做所帶來的隱患就是學(xué)生只是機械完成了對理論知識的記憶，無法將其靈活運用，屬于典型的“高分低能”[7]。而考核應(yīng)當(dāng)起到的作用是督促學(xué)生復(fù)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生真正理解掌握課程的核心內(nèi)容。生物統(tǒng)計學(xué)是一門應(yīng)用性強的課程，選用單一的試卷考核方式并不合理，加上線上教學(xué)對學(xué)生難以監(jiān)管，難以避免出現(xiàn)作弊等情況，因此應(yīng)當(dāng)對生物統(tǒng)計學(xué)課程傳統(tǒng)的期末考核方式進行一定的調(diào)整。

（一）增加過程考核的比重

線上教學(xué)相較于線下面對面教學(xué)而言，學(xué)生缺乏課堂約束，其學(xué)習(xí)自覺性有所下降。因此應(yīng)增加過程考核的比重，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，保證整個階段的學(xué)習(xí)質(zhì)量。過程考核分為考勤考核、課堂互動考核以及平時作業(yè)考核。考勤考核是把學(xué)生課程出勤率以及平臺統(tǒng)計的學(xué)生觀看網(wǎng)課的時長作為考核依據(jù)，是過程考核的基礎(chǔ)，對學(xué)生按時在線上進行課程學(xué)習(xí)具有一定約束力。課堂互動考核把學(xué)生上課時的積極性、小組討論的表現(xiàn)和自我展示的表現(xiàn)作為考核依據(jù)，能夠提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，也有利于引導(dǎo)學(xué)生完成知識拓展。開展平時作業(yè)考核，有助于督促學(xué)生在課后進行復(fù)習(xí)，對所學(xué)內(nèi)容加深印象，而且教師通過檢查學(xué)生作業(yè)完成情況能更好地了解學(xué)生知識的薄弱點，然后對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進行調(diào)整。另外，將期末考試由閉卷改為開卷，減少書本上的死知識如名詞解釋這類題型的比重，增加試驗設(shè)計這類綜合題型的比重，同時通過引入具體案例完成對計算公式等內(nèi)容的考查。在2020年春季的生物統(tǒng)計學(xué)線上教學(xué)中，我們要求學(xué)生每周在線完成1套測試題（每周10題，有3次提交修改機會），并在“課堂交流區(qū)”回答教師所提問題;在整個課程學(xué)習(xí)周期，將學(xué)生每3人劃分成1個小組，每小組必須在“教師答疑區(qū)”至少參與3次學(xué)習(xí)討論，調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。同時，將期末總評分數(shù)構(gòu)成調(diào)整如下：8次線上測試題共占35%，線上實踐（如提問、回答問題、期中考試、小組作業(yè)等）等共占25%，期末開卷考試成績占40%，加大了過程考核的比重。

（二）注重應(yīng)用能力培養(yǎng)

學(xué)院開設(shè)生物統(tǒng)計學(xué)課程的目的是使學(xué)生能夠靈活運用統(tǒng)計學(xué)知識完成科學(xué)合理的實驗設(shè)計與實驗分析，因此課程考核更應(yīng)注重對學(xué)生應(yīng)用能力的考核。除了期末考試，學(xué)生還需要完成以具體案例為對象的分析報告（教師給每個學(xué)習(xí)小組1個主題，讓學(xué)生進行完整的實驗設(shè)計和統(tǒng)計分析）。同時應(yīng)注重對學(xué)生統(tǒng)計軟件應(yīng)用能力的考核，讓學(xué)生運用R、SPSS、SAS等軟件完成基本的數(shù)據(jù)處理，將操作過程以PPT或其他形式呈現(xiàn)，與同學(xué)分享自己的實驗設(shè)計與統(tǒng)計分析。

四、結(jié)語

要有效開展生物統(tǒng)計學(xué)課程的線上教學(xué)，要求任課教師根據(jù)其課程特點、培養(yǎng)目標(biāo)來制訂相應(yīng)的線上教學(xué)計劃，做到理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，教師講課與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合。在新冠肺炎疫情防控常態(tài)化的情況下，教師要充分利用線上平臺以及互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并完善考核方式，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維能力，使線上教學(xué)收獲良好的教學(xué)效果。另外，教師在課程設(shè)計、教學(xué)和考核過程中，要了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)條件、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，設(shè)法因人施教、因地施教，采取靈活有效的授課形式。關(guān)心、關(guān)愛每個學(xué)生，使大家平等地享受高等教育的陽光，是我們高校教師開展線上教學(xué)所不可忽視的。

[ 參 考 文 獻 ]

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[收稿時間]2020-08-20

[作者簡介]項韜（1989—），男，安徽人，博士，副研究員，研究方向：數(shù)量遺傳與應(yīng)用統(tǒng)計。余梅（1968—），女，湖北人，博士，教授，研究方向：整合基因組學(xué)、功能基因組學(xué)和統(tǒng)計生物信息學(xué)。通信作者：曹建華（1976—），男，湖北人，博士，副教授，研究方向：基因組三維結(jié)構(gòu)解析與表觀基因組學(xué)。

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