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篇(1)

關鍵詞：主成分分析；聚類分析；動物生物學；期末成績

中圖分類號：G424.7文獻標識碼：A文章編號：1671―1580（2014）01―0145―03

動物生物學是我院一門專業基礎課程，是校級精品課程，對其考試成績的分析不僅可以反映出該門課程學生的學習情況、教師的教學情況和本課程的教學改革效果，還可以根據考試成績特點評價精品課程建設效果如何等問題。因此，如何科學、準確地找出影響動物生物學考試成績的因素，合理地評價期末考試成績，是一項重要的工作。

本文為了科學地評價我院2010～2011學年第二學期生物技術專業民族班學生的動物生物學期末成績，找出影響成績的因素，提高教學質量，我們運用多元數值分析中的主成分分析和聚類分析法對學生成績進行因子分析。

一、研究對象與方法

1.對象

本文對新疆大學生命科學與技術學院生物技術專業2008級民族班的2010～2011學年第二學期“動物生物學”期末考試的32名學生的6部分成績及考試總分進行了分析。

2.方法

主成分分析的具體計算步驟參考了田開等（2009）和俞能福（2007）的方法，聚類分析的具體計算步驟參考了袁建美（1998）和王亮紅等（2009）。數據處理是在SPSS 13.0 for Windows軟件中進行。

二、結果與分析

1.期末考試成績特點

生物技術2008級民族班“動物生物學”期末考試成績見表1。

從表1中可以看出，動物生物學期末考試成績的最高分為72.5分，最低分為36分，平均分數為57.33分，平均及格率為53.13%，平均標準差為10.44。沒有優秀和良好成績，中等占15.63%，及格占31.25%，不及格占53.13%。為了進一步找出學生對不同題型的答題情況，我們計算了6種不同題型的最高分、最低分、平均分等參數，見表2。

從表2可以看出，學生對單項選擇和判斷題的答題情況較好，答對率分別達到了78.12%和71.86%，但名詞解釋、填空題、簡答題和論述題的答題情況比較差，因此出現了總成績的不合格率較高的結果。

2.學生成績的主成分分析

現在利用主成分分析法對我院生物技術2008級民族班學生“動物生物學”期末考試的32名學生的6部分成績進行分析。

由表5可知，簡答題、論述題和名詞解釋在第一個因子上有較高的載荷，第一個因子解釋了影響學生總成績的主要因素；單項選擇和填空題在第二個因子上有較高的載荷，解釋了影響學生成績的次要因素；判斷題在第三因子上，填空題在第四因子上具有較大載荷，說明各因子的含義更清楚。

進而應用MVSP（Multivariate statistical package）程序，以學生成績數據為指標和因素，作出32位學生成績分布的二維排序圖，見圖1。圖中，各題型成績用帶有箭頭的矢量線表示，連線的長短表示學生排序圖上的位置與該題型成績關系的大小，箭頭連線與排序軸的夾角表示該題型與排序軸相關性的大小，箭頭所指的方向表示該題型成績由低到高的變化趨勢。

在PCA排序圖中，與第一軸關系最大的是論述題、名詞解釋和簡答題，其次為判斷題和填空題，單項選擇題與第二排序圖的關系最密切。說明PCA分析排序圖在二維空間上比較理想地顯示出影響不同學生總成績的各類題型，從各題型與第一、二排序軸的關系分析，32位學生成績差異比較明顯的是論述題、簡答題和名詞解釋，而填空題、選擇題的成績差異相對較小，對總成績的影響不大。

3.學生成績的聚類分析

數據分類就是按照某種相似度函數或相似性準則把數據集劃分成若干個類別，使同一類別之間的個體差異達到最小化，而不同類別之間的個體差異達到最大化。系統聚類法是目前實際應用中使用最多的一種方法，它是將類由多變少的一種方法。本文以動物生物學期末考試成績為基礎，從中選取了各不同題型的分數，對其進行了聚類分析，運算結果見表6和圖2。

根據聚類圖，將6個不同題型分成如下三類：第一類包括論述題、簡答題和名詞解釋，特點是對學生最終成績的影響最大的題型；第二類包括判斷題和填空題，對最終成績具有次要的影響；第三類包括單項選擇題，對最終成績的影響不大，聚類結果和主成分分析結果保持一致。

三、小結

在學生考試成績評價中，為了盡可能地反映被評價對象的情況，往往需要選取不同的評價指標。但是，過多的指標不僅會增加評價的工作量，而且會因評價指標間的相關性造成評價信息相互重疊，相互干擾，從而難以客觀地反映被評價對象的地位。因此，如何用少數幾個不相關的新指標代替為數較多的且相互之間具有一定相關關系的指標，同時又能盡可能多地反映原來指標的信息量，這是教學成績評價中一個具有重要意義的問題。

多元統計分析是統計學中非常重要的分支，在經濟、醫藥、金融、生物等領域應用較為廣泛，近年來在教育領域開始應用也取得了比較好的效果。其中，主成分分析和聚類分析方法是通過對原始變量相關矩陣或協方差矩陣內部結構關系的研究，利用原始變量的線性組合形成幾個綜合指標 。因此，比較適合于解決學生考試成績的定量分析問題。

本文我們采用主成分分析和聚類分析等多元統計分析方法對生物技術2008級民族班的動物生物學期末考試成績進行了定量分析，發現判斷題和選擇題對考試成績的影響不大，而影響學生考試成績的主要題型是論述題、簡答題和名詞解釋。我們認為生物技術2008級民族班的學生多數來自新疆南部地區，漢語水平比較差，雖然通過一年的預科培訓提高了漢語聽、說能力，但是語言表達、寫字速度等方面仍然存在不少問題。因此，在兩小時的考試中他們無法完全完成論述題、簡答題等題型。同時，動物生物學課程包括無脊椎動物、脊椎動物、動物生理學、動物生態學等內容，學習內容多，課時量少，學生無法掌握所有的名詞，所以名詞解釋的答對率也比較低。另外本學期學生期末考試的課程較多，考試安排不合理，復習時間較短等因素也影響了學生期末考試成績。

[參考文獻]

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[7]王亮紅，宋代清，徐娜.聚類分析在學生成績分析中的應用[J].東北電力大學學報，2009（04）.

[8]周蕾.聚類分析在學生成績分析中的應用[J].農業網絡信息，2010（05）.

篇(2)

蒙語授課“生物統計學”課程教學團隊有能力建設課程系列教材菊林花教授自1982年就用蒙漢雙語講授“生物統計學”、“生物統計附試驗設計”、“試驗設計”等課程。多次出國學習，積累了30年的豐富經驗，在2012被評為校級名師。金鳳副教授自1985年開始用蒙漢雙語講授“生物統計學”、“生物統計附試驗設計”、“試驗設計與統計分析”等課程，已有28年教學經驗。自1988年開始自編、參編、主編多部教材的豐富經驗。2009～2010年在日本京都大學農學部統計教研室與佐佐木教授共同研究完成了“地方品種遺傳參數估計模型”。玉榮講師自2004年以來用蒙漢雙語講授"生物統計附試驗設計"、"試驗設計與統計分析"等課程。2010年到中國農業大學研修學習，積累了可喜的教學經驗。教材是有效補充課堂內容的工具、技術手冊，要及時關注本領域科學發展的前沿動向生物統計學是一門探討如何從事生物學研究的設計、取樣、分析、資料整理與推論的科學，它作為邊緣交叉學科，已經在生態環境保護、生物資源保護與利用、畜禽生態學研究、分子生物學研究、高科技農業研究、生物制藥技術、流行病規律研究與探索、畜禽數量遺傳學研究、畜禽遺傳繁育、生物信息學研究等領域有著廣泛的應用。目前基因組學，蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展，使得“生物統計學”在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設中，隨時注意增加生物統計在前沿領域研究應用的內容，增強課程的活力，提高教師和學生面向生物產業時的解決實際問題的能力。傳統的統計學教學模式主要以課堂講授為主，以教師為主體和中心，教師是主講者，學生被動接受，教學效果主要取決于教師的課堂組織能力與語言表達能力。從我講授蒙漢語“生物統計學”課程28年的教學實踐經驗看，課堂上老師講授，學生做筆記的教學模式存在一定的缺陷，阻礙了學生獨立分析與解決實際問題能力，影響了學生真正掌握統計分析的方法。因此，我們在生物統計學教學過程中結合高校自主學習為主的教育特點，充分利用學生課余時間，將傳授知識和提高素質有機結合起來，摸索出一套對教學內容有效補充作用的教材，同時可作為少數民族地區科技工作者從事科學研究的工具。

蒙語授課“生物統計學”教學團隊主編、參編的蒙漢雙語系列教材

1．金鳳、菊林花主編的蒙文版教材《生物統計學》2000年由內蒙古大學出版發行。是根據1999年修訂的全國高等農林院校本科教學大綱，依據同年11月召開的全國農林院校教材會議上討論的動物科學、動物醫學專業教材編寫大綱編寫的。是動物科學、動物醫學專業的本科生必修課程教材。當時在內容的編排上也相應照顧到了生物工程、食品工程等專業的需要，將案例和例題略加增刪或改動，并對個別專題內容加以補充。因此，本教材在2008年前一直作為生物工程、食品工程試用教材。教材的編寫，保持本學科的系統性和科學性的前提下，力求做到內容的先進性與針對性的統一，循序漸進、簡明易懂，特別注重了對學生的動手能力的培養。各章都有明確的教學目標，介紹本課程中的基本概念、著重對基本分析方法的詳細介紹，每一種分析方法都有相應的例題，其過程詳細，步驟完整。每章后配有習題，供讀者實踐。一直用作為畜牧獸醫專業成人教育、自學考試教材。2004年，該選題被內蒙古大中專蒙古文教材編審委員會審批為“普通高等教育‘十一五’規劃教材”。為了使其成為名副其實的規劃教材，以及貫徹落實教育部有關教改精神，進一步提高教材質量，使“生物統計學”課程教材符合新形勢下的教學要求及國家教委新制訂的課程教學基本要求，在廣泛征求兄弟院校如內蒙古大學、內蒙古民族大學的相關老師的意見基礎上，總結以往成功經驗，采納有關兄弟院校師生的建議，并針對使用中存在的問題，對《生物統計學》教材進行了全面修訂。2．金鳳、何金山(內蒙古大學)主編的蒙文版教材《生物統計附試驗設計》2004年由內蒙古大學出版社出版發行。本教材在2008年內蒙古大中專蒙古文教材評比中獲優秀獎。與《生物統計學》教材相比較，新版教材保證了學科的系統性、完整性和實用性，突出體現了本課程的先進性、技能性與前沿性。具體內容如下:對第一章、第二章的內容做了次序上的調整。第三章“平均數、標準偏差、變異系數”改為“數據特征值”。第四章補充了二項分布應用案例。第五章“兩個樣本平均數差異顯著性檢驗”改為“假設檢驗”。第六章方差分析的第四節中增加了兩個因素系統分組方差分析方法。第七章第二節中增加了檢驗是否符合某種分布的案例題。第八章第四節增加了直線相關與直線應用案例。第九章第三節增加了案例分析。第十章第十一章分別增加了對應案例。第十二章試驗設計原理與常用方法(新增)。第十三章常用統計應用程序簡介(新增)。該教材及時引入了現代運算工具，將常用的設計與分析方法與優秀統計應用軟件融為一體，使統計知識與計算機應用有機結合，為生物統計學技術的實際應用提供了方便與快捷的手段。已經連續8學年在10多個專業1000多人中使用，被相關專業師生廣泛采用，反響良好，已多次印刷，為生物統計學課程教學質量的提高做出了積極貢獻。目前，本教材已被列入自治區規劃教材。它的出版不僅解決了內蒙古農業大學蒙語授課“生物統計學”課程學生和內蒙古民族大學畜牧專業蒙語授課學生的資料問題，而且可作為牧區畜牧獸醫技術工作者、動物科學研究者、動物醫學研究者及相關專業研究生、博士生用來進行整理分析復雜的生產一線數據并找出數據潛在的規律提供參考書。3．金鳳、成格爾、玉榮主編的全國高等學校蒙文版教材《試驗設計與統計分析方法》2008年由內蒙古大學出版社出版發行。隨著科學事業的發展，“統計學”已大步跨進了一個又一個相關學科領域，而每個學科領域在其自身發展過程中都會產生大量的數據，需分析揭示其內在規律。統計學作為分析方法，食品科技工作者越來越清醒地認識到其重要性，開設“食品試驗設計與統計分析方法”課程。目前為止，蒙文版教材《試驗設計與統計分析方法》是唯一的一個專門給蒙語授課食品科學專業學生所使用的“統計學”類教材。同時也是那些從事相關專業的技術工作者的理想參考用書。4．金鳳參編國家十一五規劃教材《食品試驗設計與統計分析》(漢文，第二版)，2010年由中國農業大學出版社出版發行。承擔第七章的編寫，該教材為目前我校食品科學各專業課程教材。5．金鳳參編國家十一五規劃教材《生物統計附試驗設計》(漢，第四版)，2008年由中國農業出版社出版發行。它榮獲全國高等農業院校優秀教材獎。承擔第三章、第四章的編寫，該教材為目前我校動物科學、動物醫學、生物工程等院系課程教材。6．金鳳參編全國統編教材《田間試驗與統計分析》(漢文，第二版)，2008年由科技出版社出版發行。承擔第十一章的編寫，該教材為目前我校農學、生態環境等學院課程教材。7．金鳳參編面向21世紀教材《生物統計學》(漢文)，2005年由內蒙古大學出版社出版發行。承擔第六章的編寫，該教材為內蒙古農業大學(生物制藥)、內蒙古大學、內蒙古師范大學相關課程教材。8．金鳳參編國家十一五規劃教材《生物統計附試驗設計》(漢文，第三版)，2002年由農業出版社出版發行。承擔第四章編寫，該教材為2008年前我校動物科學、動物醫學、生物工程等院系課程教材。9．金鳳主編校級教材《統計分析SAS應用上機指導書》(漢文)，2010年內蒙古農業大學出版。該教材為目前我校動物科學、動物醫學、生物工程、食品科學各專業學生的上機實踐教材。

本系列教材主要解決的教學問題

1．“生物統計學”是數理統計分析方法在生物學中的應用。我們編寫教材時不僅保持本學科的系統性，知識性，而且注重了與現代計算技術的有機結合。因此解決了蒙漢雙語授課學生因認知差異引起的教學效果有差異的問題。2．雖然電子課件因其信息量大而受到大家好評，但是學生上課時更多的時間忙于抄課件，忽略了教師的講解，而教材恰可彌補多媒體教學的這些不足。有了教材學生通過閱讀教材可獲得試驗設計模板與方法、經典分析案例的詳細步驟、顯著性檢驗臨界值等。3．本系列教材在輔助科研水平提升的同時，促進了科研成果進一步支撐統計分析案例教學，解決了今后修訂教材時的實際案例問題，實現了科學研究與結果統計分析相互輔助的良性循環。蒙漢雙語《生物統計學》系列教材編寫過程中不僅突出了“生物統計學”是方法論、工具論的特色，而且顧及到了蒙漢雙語授課學生的認知差異，及地區特色，內容編排上多為草原畜牧業案例，從而促進了他們的學習興趣。

教學效果及社會效益

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關鍵詞 Excel；生物統計學；普哇松分布；POISSON函數

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）22-0287-01

生物統計學是研究數據資料的收集、整理、分析、解釋的一門科學[1]，也是畜牧、獸醫、農學、微生物、醫學等領域中不可缺少的統計工具，越來越多的數據分析離不開生物統計學的原理。在生物統計學中的上機實習是提高學生動手能力和解決問題能力的重要環節，在本次的教學改革與實踐中，已經把二項分布、正態分布、普哇松分布等的概率計算納入生物統計學的實踐教學中。一方面可以讓學生針對不同數據清楚其分布類型，針對不同分布類型選用不同的Excel函數模塊，另一方面通過不同分布的概率計算，可以將課本上所學的知識很好地應用于實踐數據分析。本文主要介紹利用Excel中的POISSON函數來計算普哇松分布的概率，現就POISSON函數的具體應用情況及注意事項進行介紹。

1 普哇松分布

普哇松分布（Poisson，也稱泊松分布）是二項分布的一種極端形式，就是說某種試驗結果或某種事件發生的概論極低（P很小）。因此，在應用中很容易將普哇松分布與二項分布混淆，普哇松分布的特點就是λ=π=σ2。普哇松分布的概論函數為[1]：

2 普哇松分布的概率計算示例

例題：已知某地區的牛群中每年出現怪胎的次數服從普哇松分布，每年出現怪胎的次數的平均數為2，計算該地區一年中出現3次怪胎的概率以及出現3次和3次以下怪胎的概率。對于這一問題，很顯然牛群中每年出現正常胎和怪胎2種結果，而且怪胎出現的概率極低（平均2次），因此其屬于普哇松分布。由于已經知道“每年出現怪胎的次數的平均數為2”，即就有λ=μ=2，因此該地區為出現3次怪胎的概率為：

2.1 出現3次怪胎的概率

利用以上公式可以直接計算普哇松分布的概率，但是因為需要記住公式，并且需要手動來計算，所以還是比較煩瑣的。對于這一問題，可以借助Excel中的函數來快速計算出其概率。

首先在Excel中，選定空格按照以下順序：插入―fx函數―統計―POISSON，出現圖1提示框，在提示框中從上到下依次輸入3、2、false，點擊確定。就可以獲得該地區出現3次怪胎的概率為0.180 4。

2.2 出現3次及3次以下怪胎的概率

首先在Excel中，選定空格按照以下順序：插入―fx函數―統計POISSON，就會出現圖2提示框，在提示框中從上到下依次輸入3、2、true，點擊確定。就可以獲得該地區出現3次及3次以下怪胎的概率為0.857 1。

3 結語

隨著計算機技術的發展，已經有更多的軟件被應用于生物統計學，如Excel[2]、SAS[3]、SPSS[4-5]等，但是不同統計軟件具有著不同的統計特點，如Excel統計功能更為簡單，適合生物統計學的初學者。SAS統計功能比較寬廣些，因其統計模塊的限制，所以更適合能夠自己編寫程序的學者。SPSS的統計功能更為強大，幾乎具備了所有的統計分析功能，操作相對簡單、直觀[6-8]。

雖然從統計分析上來看，SAS和SPSS的統計分析功能略勝于Excel，但是Excel也具有其獨特的地方，如對二項分布、正態分布、普哇松分布等常用分布的概率計算來說Excel就顯得簡單多了。在普哇松分布的概率計算中雖然就是一個POISSON函數，但是針對不同問題這個函數里最后面的選項卻不同，在POISSON函數的提示框中最后選項如果選“false”，則結果是顯示P（X=x）的概率，而當最后一項選擇“true”，則顯示的概率是P（X≤x）[9-11]。

4 參考文獻

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[9] 范平，崔黨群，詹克慧，等.Excel軟件在生物統計實驗教學中的綜合開發應用[J].實驗技術與管理，2003（2）：65-69.

篇(4)

關鍵詞 Excel；生物統計學；t分布；TINV函數；TDIST函數

中圖分類號 G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）23-0271-02

生物統計學是研究數據資料的收集、整理、分析、解釋的一門科學[1]，也是畜牧、獸醫、農學、微生物、醫學等領域中不可缺少的統計工具，越來越多的數據分析離不開生物統計學的原理。隨著計算機技術的發展，已經有更多的軟件或操作系統被應用于生物統計學，如Excel[2]、SAS[3]、SPSS[4-6]等，但是不同的統計軟件具有不同的統計特點，如Excel統計功能更為簡單，適合生物統計學的初學者。SAS統計功能比較寬廣，因其統計模塊的限制，所以更適合能夠自己編寫程序的學者。SPSS的統計功能更為強大，幾乎具備了所有的統計分析功能，操作相對簡單、直觀。雖然從統計分析上來看，SAS和SPSS的統計分析功能略勝于Excel，但是Excel也具有其獨特的地方，如對一些常用分布的概率計算來說Excel就顯得更簡單。本文則針對Excel在生物統計學 t分布中的一些應用進行探討。

1 t分布

2 Excel在t分布計算的應用

2.1 t分布的概率計算

例1：如果一個t分布的自由度（df）等于60，臨界值（或者分位數）是2，求t分布的兩尾概率是多少？求t分布的單尾概率是多少？

t分布的雙尾概率是指在其分布的2個尾部（左尾和右尾部）概率之和，Excel中選定空格―插入―fx函數―統計―TDIST，在其對話框中從上至下依次輸入2、60、2，具體見圖2，其概率為0.050 0。

t分布的單尾概率是指在其分布的左尾部概率或右尾部概率，因為t分布是左右對稱分布，所以單側的左尾概率與右尾概率相等。Excel中選定空格―插入―fx函數―統計―TDIST，在其對話框中從上至下依次輸入2、60、1。

2.2 t分布的R界值計算

例2：如果一個t分布的兩尾概率為0.05，自由度（df）為10時，則其臨界值是多少？

Excel中選定空格―插入―fx函數―統計―TINV，在其對話框中從上至下依次輸入0.05、10，具體見圖3，其臨界值為2.228 2。

3 結語

在本科生的教學改革與實踐中，已經把各種分布的概率計算納入生物統計學的實踐教學中，而且在概率計算這方面，Excel比較方便快捷。本文主要介紹了用Excel中 的TDIST和TINV函數在t分布中的應用，在用TDIST函數模塊時，雙尾概率和單尾概率的不同之處在于提示框中“Tails”的填寫數字不同，雙尾填“2”，單尾填“1”。而TINV函數只能提供雙尾概率的臨界值，如果要計算單尾概率的臨界值，如單尾概率為0.01的臨界值，則可以事先變換成雙尾概率即 0.02，然后即可利用TINV函數計算出其臨界值[7-8]。

4 參考文獻

[1] 張勤.生物統計學[M].北京：中國農業大學出版社，2009.

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篇(5)

關鍵詞： Excel 生物統計學 二項分布的概率

1.引言

生物統計學是研究數據資料的收集、整理、分析、解釋的一門科學[1]，也是畜牧、獸醫、農學、微生物、醫學等領域中不可缺少的統計工具，越來越多的數據分析離不開生物統計學原理。隨著計算機技術的發展，已經有更多軟件或操作系統被應用于生物統計學，如Excel[2]，SAS[3]，SPSS[4]等，但是不同統計軟件具有不同的統計特點，如Excel統計功能更為簡單，適合生物統計學的初學者。SAS統計功能比較寬廣些，因其里面統計模塊的限制，所以更適合自己編寫程序的學者。SPSS的統計功能更為強大，幾乎具備了所有統計分析功能，操作相對簡單、直觀。

2.二項分布

雖然從統計分析來看，SAS和SPSS的統計分析功能略勝于Excel，但是Excel具有其獨特的地方，如對一些常用分布的概率計算來說Excel顯得簡單多了。二項分布是最常見的離散性隨機變量的概率分布，核心定義為每次實驗只能有兩種可能結果。對于二項分布的手動計算公式[1]：

3 利用Excel對二項分布的概率計算

雖然二項分布的概率手動也能計算，但是比較費時費力，因此我們借助Excel計算二項分布的概率就比較簡單。例2：已知某種病豬的死亡率為30%，現在有10頭病豬，如果不給治療，問死4頭的概率是多少？和死4頭及4頭以下的概率是多少？

（1）死4頭的概率：Excel中選定空格―插入f函數統計BINOMDIST：在其對話框中從上依次輸入4，10，0.3，false，具體見圖1，其概率為0.2001。

（2）死4頭及4頭以下的概率：Excel中，選定空格―插入f函數統計BINOMDIST：在其對話框中從上依次輸入（4，10，0.3，true），具體見圖2，其概率為0.8497。

4.注意問題

在本次教學改革與實踐中，已經把各種分布的概率計算納入《生物統計學》實踐教學中，一方面可以讓學生針對不同數據清楚其分布類型，針對不同分布類型選用不同Excel函數模塊，可以說將課本上所學知識很好地應用于實踐數據分析。本文介紹的是二項分布，只有二項分布的概率計算才適用Excel中的BINOMDIST統計函數模塊，如果是其他分布的概率計算需要另選其他模塊。

參考文獻：

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[2]王香萍，王文凱，李俊凱，等.EXCEL中關于生物統計中兩組平均數的應用方法及探討.考試周刊，2011，6：180-181.

篇(6)

關鍵詞 試驗研究與統計分析；教學改革；教學效果

中圖分類號 G642.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）06-0291-01

試驗研究與統計分析是農業資源與環境專業的專業基礎必修課程，是一門理論性和實踐性并重的專業基礎課，也是培養學生科學研究素養的一個重要環節。然而，該門課程理論性強，數學概念抽象，數學符號和統計學公式多而繁雜，學生必須具備一定的概率論與數理統計的基礎理論知識以及綜合運用基礎知識和理論聯系實際的能力才能很好地掌握該課程，才能達到較好的教學效果[1-3]。然而，部分學生特別是數理統計基礎知識較差的學生對該門課程具有畏懼心理，如果教師未進行正確、及時的引導，并激發學生的學習興趣，將達不到應有的教學效果。因此，根據該課程的特點，調整教學重點，改變教學方法，讓學生自主參與到教學和實踐活動中是提高教學效果、達到全面提高學生綜合素質的培養目標的重要手段。筆者在10多年的教學過程中對該課程教學進行了有益的改革探索與實踐，現將一些效果良好的教學方法總結如下。

1 優化課程內容設計，突出專業性和應用性

對于將來從事農業資源與環境行業的學生來說，試驗研究與統計分析既是一個重要的科學分析工具，更是具有實用價值的一門課程。與純粹的數理統計學不同的是該課程更側重于應用，講授過程中一定要結合實例讓學生明白如何做到靈活運用。因此，要在有限的教學時數內讓學生掌握基本的、與專業密切相關的教學內容就必須優化課程教學內容，突出專業性和應用性，適應新時期農業資源與環境專業的人才培養需要。

實踐中首先對教學大綱進行了修訂，突出本學科前沿知識，強調試驗設計和統計分析方法的具體應用，同時介紹本領域前沿信息與新的統計方法研究進展。例如，在教學內容選取方面，在原有培養試驗法的講解基礎上，重點突出了培養試驗研究法中的根際營養研究法的教學內容和土壤微生物研究法的教學內容，以滿足土壤學和植物營養學相關研究的需要，這是與大農類專業的生物統計或統計分析方法課程教學中不同的一個重要方面；又如讓學生調查獲取區內當地的大中小型各類企業生產中向環境排放污染物方面的資料，并進行整理分析，選用正確的統計分析方法作出正確的判斷，這種系統的調查方案的擬定―資料的獲取―統計方法的應用―結果的分析與討論的研究手段的訓練，既讓學生了解到科學研究的思路，又讓學生學會獨立運用統計學知識去解決和分析實際問題。在介紹統計學軟件教學內容時，不僅介紹簡單的Excel的統計功能，同時也介紹目前國際上主要應用的功能強大的SAS和SPSS統計學軟件的使用方法，從而使學生對統計原理的理解更深入。在選取教學案例時，緊密結合農業資源與環境專業的特點精選教學案例進行教學。例如，結合土壤學有關課程，選取針對土壤中有機質含量或重金屬分布狀況的案例講解配對法設計的t檢驗，作出準確的統計分析和結果判斷；選取植物營養學中離子間的相互作用、不同肥料施用效果的比較試驗等案例進行方差分析。在教學過程中，恰當運用案例教學是一種能激發學生的學習興趣，使其熟練掌握所學基本知識并能運用到科學研究中的行之有效的教學方法。

2 將參與式教學方法引入課堂，激發學生學習興趣

以教師為中心、發揮學生主動性的參與式教學模式已經在經濟學、社會學、管理學和信息學等許多專業課程教學中得到應用。參與式教學法的核心是師生互動，教師既是主講人又是組織者與引導者，也是平等的討論參與者；學生既是聽眾又是主講人與參與者[4-5]。與傳統教學方法相比，這使得學生從被動接受知識轉變為主動發表觀點。

例如，在開始講授試驗研究的一般過程、田間試驗和培養試驗方法這些章節的內容前，即將學生分成幾個小組，每組4～5人，每組安排1個有關土壤學、植物營養學或環境生態學方面的研究熱點問題。小組成員合作完成相應的試驗研究設計，這其中包含了資料查閱，研究內容、研究思路和技術路線的確定，試驗方案的設計和試驗研究手段的選擇等多項內容。當教師講述完這些章節的內容后即安排和組織課堂討論，每組成員將自己的研究計劃向全班展示，闡明本小組課題的科學研究思路、試驗研究方法、研究方案和研究手段，然后展開討論，回答其他同學的提問和質疑并接受同學好的建議進行修改。然后任課教師對研究計劃的不足和優點加以點評，并進行最后的總結。通過這樣的參與式教學方式，使學生從單純接受者轉變成學習的主體，從接受式學習轉變為發現和探究式學習，使學生的學習興趣更濃厚，激發學生的創新觀念和探究欲望，使學生很好地掌握科學研究的一般程序和研究計劃的撰寫，同時鞏固相關的專業知識，為日后畢業論文的撰寫和科學研究的開展打下堅實的基礎[6-9]。

3 將科研融入課程實踐教學中，提升學生的科研素養

該課程的教學目的在于使學生能夠根據科學研究的需要來設計試驗，選用正確的統計方法來分析和解決科學試驗中的問題。因此，教學上安排了試驗研究方法和生物統計2個部分的內容，這是2個有機的組成部分，統計分析是在試驗設計的基A上運用統計方法進行科學研究真偽的判斷，而統計分析的結果又是對試驗設計合理性的反饋，從而幫助改進試驗設計和提高試驗效率。該課程安排有2周的課程實習，在實習周中將科研與生產實際相結合進行實習，且分散在整個授課學期進行。將學生在學習試驗設計章節時所設計的試驗方案改進后進行田間試驗，要求學生按照試驗條件，根據自己所設計的試驗，正確地劃分區組和小區，選擇合適的重復數，布置田間試驗，并全程對試驗進行管理，根據試驗目的選取和獲得相應的試驗指標。試驗研究實施完畢之后，對所獲得的數據嚴格按照理論課教學上的統計原則來選取正確合適的統計方法進行統計分析，并撰寫成科技小論文。在此過程中，學生能夠加深理解田間試驗的特點和設計方法，提高了學生獨立開展科學試驗的具體操作能力和動手能力，培養了學生科研工作中必備的操作仔細、一絲不茍、連續工作的作風和嚴謹的科研態度，自身的科研素質和水平得以明顯提高，從而為今后畢業論文的撰寫乃至參加工作后的科學研究工作的開展打下了堅實基礎。

4 創新考核評價方式，加大參與課堂教學和實踐教學在考核評價中的比重

科學合理的課程教學評價對激發學生的學習主動性有積極的作用。因此，在實施試驗研究與統計分析課程教學方法改革的同時，對課程教學評價方式進行了改革，由單純的期末考試成績作為評價指標轉變為多種考核形式相結合的方式進行綜合評價。該課程的教學評價由3個部分組成：一是以期末考試成績評價學生對基礎知識的掌握情況，這部分占學生課程成績的50%，且采取“一紙開卷考試”的考試方式，即學生可帶一張書寫由本人總結的各種統計公式的A4紙進入考場（紙張考試前由教師統一提供），同時考試試題側重于對實際問題的解決；二是根據學生的課后作業及課堂參與討論情況來評定學生的課堂成績，這部分占學生總成績的25%；三是根據課程實習時學生的表現來評定實習成績，這部分也占學生總成績的25%。這種教學評價方法不僅能引導學生加強對知識的積累與實際運用，同時也可以讓學生認識到課程的重要性，對提高學生的綜合素質具有積極、重要的作用[10]。

5 結語

試驗研究與統計分析是農業資源與環境專業的一門重要的專業基礎理論課程，在教學活動中通過加強教學內容之間的聯系、優化課程設置、引入參與式教學法、加強實踐教學以及建立合理的考核評價機制等全方位的教學改革而激發學生的學習熱情，以提高教學效果，讓學生掌握學科發展的前沿方向和應用技術的前景，同時培養學生獨立和嚴謹的科研精神和素養。

6 參考文獻

[1] 周愛明，王滿錚王永模.生物統計與田間試驗設計課程教學改革的探索和思考[J].教育教學論壇，2015（21）：283-284.

[2] 唐新蓮.如何提高《試驗研究與統計分析》課程的教學效果[J].廣西大學學報（哲學社會科學版），2005，27（增刊1）：68-69.

[3] 白厚義.試驗方法及統計分析[M].北京：中國林業出版社，2005.

[4] 陳釗，王亞婧.參與式教學在高級信息系統課堂教學中的研究與實踐[J].計算機教育，2015（17） ：84-87.

[5] 許云賀，張莉力，史東輝，等.參與式教學模式在《飼料生產學》課程中的應用[J].畜牧與飼料科學，2016，37（2）：88-90.

[6] 翟怡，胡濤.MOOC與我國高校化學類課程教學改革[J].中國大學教學，2015（6）：44-47.

[7] 劉義民.核心素養課程教學改革新探[J].河北師范大學學報（教育科學版），2016（5）：108-113.

[8] 麗杰，孫曉梅，江紅霞，等.淺談高校《遺傳學》課程教學改革與實踐[J].中國科技信息，2010（11）：287-288.

篇(7)

關鍵詞：生物統計；課堂氛圍；統計方法；多媒體教學

作者簡介：石培春（1979-），女，新疆呼圖壁人，石河子大學農學院，講師；龔江（1976-），男，新疆奎屯人，石河子大學農學院，講師。（新疆

石河子832003）

中圖分類號：G642.41     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0103-02

生物統計學是運用數理統計學的原理和方法，收集、整理、分析數據，解釋生物現象，尋求其內在規律的一門學科。與一般數理統計學相比，它不僅要通過事物外在的數量表現去揭示事物可能存在的規律性，而且要根據專業知識去探討、解釋為什么會存在這種規律性。[1]生物統計學的特點就是研究對象是抽象的隨機變量，而且要和農業實際緊密聯系起來。“生物統計”主要包括田間試驗中常用的、基本的試驗設計方法與統計分析方法兩部分，是生物科學、植物生產類專業的一門專業基礎課。[2]如何提高“生物統計”課堂教學的有效性，在有限的教學時數內高質量、高效率地完成“生物統計”課程的教學，為學生奠定一個豐厚、扎實、牢固的試驗設計和統計分析的基礎，是擺在每一位從事“生物統計”課程教學的教師面前的嚴峻現實。

為了提高“生物統計”課堂教學的有效性，提高教學質量，筆者所在教研室一直以來對教學方法、教學手段等進行反復探索，不斷進行新的嘗試，并有一些體會。以下淺談教學過程中的一些心得。

一、營造平等的師生關系，構建和諧的課堂氛圍

“生物統計”這門課程比較抽象，以往學生在學習過程中普遍感到枯燥難懂、學習興趣不高。要想讓學生喜歡這門課首先要讓學生喜歡任課老師，從而對這門課感興趣。“教者樂其教，學者樂其學”，良好的師生關系是“生物統計”課堂教學成功的基礎和保證。只有師生之間確立一種朋友關系，課堂教學的效果才會事半功倍。“生物統計”課堂教學在規范管理、形成良好學風的前提下，應該營造輕松、民主與和諧的氛圍，教師要放下架子，有缺點和錯誤要敢于承認，與學生像朋友一樣共同研究，共同探討，師生互動，心靈溝通，引起共鳴；讓課堂充滿笑聲，一句笑話，一句簡單風趣的語言，都可以激活課堂，學生在輕松、民主與和諧的課堂氛圍下按照老師的思路和要求，不知不覺地學到和掌握知識，達到教學的目的。

此外，教師在課堂講授的過程中，教學內容的引入要突出趣味性。加入一些和講授內容有關的耐人尋味、引人入勝的情節，這為激發學生認知動因提供了良好的環境和條件。如2011-2012學年第一學期在講授“顯著水平”時，就以“天宮一號”的研制和發射、中國航天器空間對接技術為例，說明顯著水平的依據和重要性；又如在講授第四章“顯著性檢驗的配對設計”時，以佳潔士牙膏為例：“在20世紀50年代后期，寶潔公司推出了佳潔士牙膏，這是第一個帶有氟化物的牙膏。為檢驗佳潔士在檢驗減少蛀牙方面的效果，研究者對多對雙胞胎進行了實驗，每對雙胞胎之中的一個使用了含氟化物的佳潔士牙膏，而另一個則繼續使用不含氟化物普通牙膏。”這時提出問題，即將雙胞體作為非獨立樣本使用的目的是什么。通過這個例子既可以啟發學生的思維，又能讓學生輕松地明白什么樣的設計屬于配對設計，直觀地體現了有關知識的客觀背景，使學生通過自己的思維再現知識發生的過程。因此，教師在教學的過程中應把握好每個概念，善于挖掘教材的內在魅力，精心選擇一個個有趣的實例，使課堂教學妙趣橫生，觸發學生學習的興趣，使學生在趣味性中掌握生物統計的基本思想和方法。

老師要認真對待學生提的每一個問題，有思考、研究價值的，教師要及時予以充分的肯定，讓他們享受到質疑的成就感；淺顯幼稚甚至不太合適的，要選擇不同角度給予評價鼓勵（鼓勵其有所發現，表揚敢于質疑的勇氣、勇于探索的精神）。這樣，才能消除學生的畏懼心理，激發他們質疑的熱情，提高他們質疑的勇氣，從而增強其主體意識，調動學生學習的積極性。

二、針對不同專業調整教學內容和教學實例

筆者所在生物統計教研室給石河子大學農學院所有學生講授“生物統計”課程。農學院農學、植保、林學、園藝、資環五個系使用的生物統計教材都是四川農業大學明道緒主編的《田間試驗與統計分析》。因此，在教學過程中，如何結合專業實際、選取和專業相近的例子，分清重點難點，對現有內容進行合理取舍是一個十分重要的問題。[3]

我們在講清基本原理、思路和方法后，在舉例時盡量結合專業，便于學生理解和掌握，將所學知識應用于專業實際。如給林學系的學生上課時，參考了續九如、黃智慧主編的《林業試驗設計》，所舉例題均與林木遺傳育種、栽培、生理生化和森林資源調查等有關。對資環系則盡量采用農業資源調查、植物營養與施肥、環境監測與評價、生態效益分析、氣象觀測等方面的例子，有時即使將植保或者農學類的例題僅在文字上變動一下而數據不變也能取得較好效果。

針對不同的專業特點，同一章節的應用問題也有所側重。如在講“直線回歸與相關分析”時，不同的系在理論聯系實際時側重點也不同。如給農學系上課時，參考童一中主編的《作物育種常用的統計分析方法》，重點講授回歸分析和相關分析在作物遺傳育種和栽培上的應用；在給植保系上課時，參考山東省農作物病蟲測報站主編的《農業病蟲數理統計預報》，重點講授根據害蟲發生發展規律及影響的有關環境因素預測害蟲未來的發生發展趨勢，為害蟲綜合治理提供決策依據等應用。通過實例分析，使學生們明白了統計方法的重要性和實用價值。總之，通過課堂講授、作業和上機操作，使學生學完該課程后不僅僅學到一些統計學的常用術語和公式，而且要意識到他們所接觸的統計學比單純地計算平均數以及用彩色圖表示出來復雜得多，它是一個強有力的分析工具。

對各個系都要講授“生物統計”的基本知識，內容涉及到實驗方案的實施、數據的收集、整理和統計分析等，即“田間試驗”、“資料的整理與描述“、“常用概率分布”、“假設檢驗”、“方差分析”、“X2測驗”和“直線回歸與相關分析”。對于有些章節如“百分數資料的假設檢驗”，因為數據涉及到有兩個屬性類別的質量性狀和利用統計次數法得來的次數資料，農學系和植保系學生用的較多，因此只對這兩個系講授。對于“兩因素系統分組試驗資料的方差分析”，因為植保和資環專業用的比較多，因此只對植保系和資環系的學生講授；對有些難度較大的章節，如“方差分析處理效應分類與期望均方”等一般只對農學系學生講授；“樣本平均數抽樣分布與標準誤”一節雖然最難懂，但它是生物統計思想方法的重心所在，是重要基礎知識，既是重點又是難點，要仔細、耐心地給學生講清楚。通過本課程的學習，使學生能熟練制定實驗方案、進行數據的處理與分析，并作出科學的結論。

三、加強實踐教學，注重學生能力培養

1.將統計方法的講授與統計軟件的介紹緊密結合

隨著計算機的普及和廣泛使用，統計分析方法在自然科學的各個領域中得到越來越廣泛的應用。統計軟件的應用已經成為高校學生與科研工作者必備的技能。生物統計教研室根據不同的專業開設了Excel和SPSS等統計軟件的實驗課，收到良好的教學效果。

我們在介紹Excel、SPSS等軟件基本操作的基礎上，結合統計學基本理論和方法，通過實例，由淺入深、深入淺出地講解利用Excel、SPSS進行統計分析的方法和步驟，從而達到將抽象統計理論與直觀現象操作相結合的目的。很多統計方法的計算量大，例如方差分析、直線回歸等，以前傳統的教學方法是手工計算，教師花費大量時間在黑板上逐步計算，學生學習時覺得計算繁雜。現在我們在講課時一邊講解理論，一邊把實例的處理結果做出來讓學生分析。把重點放在講授基本原理、思路、方法的適用條件和統計結果的解釋上面，要求學生能根據不同的實驗設計選擇相應的統計方法用統計軟件處理，并能做出科學、正確的解釋。

2.理論聯系實際，提高學生解決實際問題的能力

生物統計學是生物領域中非常重要的一種分析工具，對將來從事農業和生物科技工作的學生來說是一門有重要實用價值的課程，與數理統計學不同的是，這門課程重在應用。因此在教學過程中一定要突出和強調“用”這個特點，學生學習這門課程的最終目的是要會應用。老師在上課過程中要注重學生統計思維能力的培養。

為了提高學生綜合分析問題與實際動手能力，教研室積極開展第二課堂，讓學生根據自己申報的大學生研究訓練計劃（SRP）項目和本科畢業論文進行討論和交流，每個學生給大家介紹自己的試驗設計和實驗方案，并說明自己的項目或者畢業論文用是什么統計方法來分析。此外還安排上機實習，并且是讓學生帶著自己的試驗數據獨立處理，讓學生體會“學有所用”。在處理數據的過程中，進一步培養學生的統計分析與邏輯思維能力。在實踐中培養創新能力。這樣使學生能夠真正利用統計學方法解決實際問題。

四、針對課程特點采用多種教學方法相結合

“生物統計”的特點是內容抽象、枯燥，理論性、邏輯性較強。而且該課程內容多、公式多、圖表多、計算量大，單一的教學方法容易導致學生注意力渙散，產生視覺、聽覺和思維疲勞，因此，教師應該針對不同的教學內容采用不同的教學方法。

由于多媒體教學加快了教學進度，提高了課堂教學的效率，因此多媒體教學應用廣泛。但是并不是所有的教學內容都適合用多媒體來講授。就拿“方差分析”這一章來舉例。在講方差分析的基本原理和步驟時建議用板書講解，因為這部分內容比較難，教師在黑板上一步步進行講解和分析有利于學生更好地理解和掌握，滿足大多數學生的要求；在講不同試驗設計資料的方差分析時，用板書講解該試驗設計的田間試驗設計圖、資料整理表及方差分析三步驟中涉及的公式，而講具體實例時應采用多媒體。這種板書和多媒體相結合的授課方式很大程度上緩解了學時和教學內容之間的矛盾，還為啟發式教學提供了時機，讓學生有足夠的時間在老師的引導下活躍思維，積極思考，及時理解和消化知識。

針對“生物統計”邏輯性較強的特點，老師在講課過程中應“授之以漁”而不是“授之以魚”。我們在講課過程中逐步引導學生掌握解決問題的方式方法，讓學生直接參與探索教學，充分發揮學生的主觀能動性，開發學生的創新能力，使學生在學習中有成就感。因此，我們采用最多的就是啟發式教學法。在課堂上，著重問題的創設，提供氛圍，讓學生發現問題并著手解決問題，使學生成為學習的主人，教師則成為學生的協作者。

五、小結

要想提高“生物統計”課堂教學質量，教師要把教學當成一門藝術來對待。教師感情的投入、學生學習興趣和動機的培養、教學內容的處理、教學方法的選擇、教學結構的編排、教學節奏的控制都在構建著現代教學趨勢，教師只有全身心投入并不斷總結方法，才能探索出有生命力的教學方法。

參考文獻：

[1]蓋鈞鎰.試驗統計方法[M].北京:中國農業出版社,2000．