生物統計學概念范文
時間:2024-01-31 17:49:40
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篇1
關鍵詞:鋯石;u-pb年代學;f同位素;麻粒巖相變質作用;下地殼;幕式生長;前寒武紀;華北克拉通
中圖分類號:p5883 文獻標志碼:a
文章編號:672-656(202)04-000-11
0引言
大陸地殼的形成一般歸結為2個典型的板塊構造位置,即活動大陸邊緣和板內[]。其中,板內的大陸生長與地幔柱的巖漿板底墊托作用或巖漿底侵作用(magmatic underplating)有關,而板緣的大陸生長則主要通過俯沖增生和弧陸碰撞來實現的。而且,會聚大陸邊緣通常被認為是下地殼增生(包括幔源巖漿板底墊托作用和俯沖增生)的主要場所[2]。然而,很少有實例是來自活動大陸邊緣的下地殼包體[2-3]。
麻粒巖包體和麻粒巖地體(尤其是高壓麻粒巖)通常被認為是透視下地殼的窗口[2]。高壓麻粒巖通常被認為代表高級的變基性巖,并以單斜輝石+斜長石+石榴子石+石英等礦物組合為主要特征[4-6], 至于其他次要礦物如角閃石和藍晶石等是否出現,取決于水活度和全巖成分[7]。高壓麻粒巖不同于榴輝巖的是其礦物組合中含有斜長石和(或)貧硬玉分子的單斜輝石,而中壓麻粒巖不同于高壓麻粒巖的主要特征是其礦物組合中含有斜方輝石,但是高壓麻粒巖在峰期之后減壓過程中可能會形成以后成合晶冠狀體形式存在的斜方輝石[7]。高壓麻粒巖出露相當廣泛,從古元古代(如華北恒山雜巖[8])到新生代(如喜馬拉雅山脈)的諸多大陸碰撞造山帶中均有報道。前人研究結果顯示,當變質溫度超過800 ℃時,變質壓力可能超過4 gpa[5],這意味著加厚地殼(或俯沖地殼)的下部經歷了高溫作用。另外,高壓麻粒巖有時也與中溫榴輝巖共生,如華力西造山帶[9]。在特定地帶鑒定出高壓麻粒巖有助于對涉及大陸碰撞及相關過程中下地殼演化的認識,而對高壓麻粒巖相變質作用的巖石學觀察和年代學測定對理解變質作用和下地殼演化之間的關系至關重要。但是,獲得精確的高壓麻粒巖相變質作用的時代往往比較困難。這種困難主要來自于后期多階段變質作用疊加以及相關過程導致的礦物間同位素體系(尤其是sm-nd和rb-sr)的重置或不平衡,因此影響了對巖石的形成過程和構造背景的認識。
在過去的20年里,眾多研究者對華北克拉通前寒武紀變質基底和下地殼包體巖石開展了大量的巖石學、構造地質學、地球化學和地質年代學研究,并在其形成和演化上獲得了若干重要進展,進一步將華北克拉通變質基底劃分為東部陸塊、西部陸塊及分割東部和西部陸塊的中部造山帶[0-]。目前就東、西部陸塊沿中部造山帶在大約85 ga完成克拉通拼合已經達成共識[0-7]。拼合完成之后,在6~85 ga期間,克拉通內部和邊緣經歷了一系列的拉張和裂谷事件,形成了伴隨有鎂鐵質巖漿群侵位的拗拉槽和邊緣裂谷盆地,發育有斜長巖輝長巖紋長二長巖環斑花崗巖套和a型花崗巖,以及超鉀火山巖的噴發[7-22]。值得注意的是,目前已報道的古元古代高壓麻粒巖相變質作用主要來自于中部造山帶[8,0-3,23],而東部陸塊僅在膠東和信陽地區見有零星報道[24]。此外,對華北克拉通古元古代高壓麻粒巖相變質作用的構造背景還存在2種不同的解釋:一種觀點認為這些高壓
麻粒巖形成于東、西部陸塊拼合的碰撞造山環境中[8,-4];另一種觀點則認為它們是古元古代地幔柱活動的產物[8-20,24]。存在爭議的一個重要原因是對高壓麻粒巖相變質作用缺少直接的巖石學和年代學觀察,尤其是在華北克拉通東南緣或東部陸塊的南部。目前,在所研究的區域,僅見高壓麻粒巖相變質作用的巖石學證據和模糊的(晚)古元古代年齡的分開報道。最近,xu等在徐州—宿州地區發現了榴輝巖(類)捕虜體,認為它們是華北克拉通鎂鐵質下地殼在大約220 ma時構造加厚形成的[25-27]。
關于華北克拉通的形成與演化,雖然受到廣泛關注并日益引起國內外研究者的興趣,但是大部分研究都集中于華北克拉通內部、北部和東、西陸塊結合帶或中部造山帶,而東南緣下地殼的形成與演化研究則顯得較薄弱。華北克拉通東南緣出露的變質基底(五河變質雜巖)和下地殼包體巖石無疑為這一研究提供了極好的天然實驗室。最近的研究結果顯示,五河變質雜巖中的變基性巖經歷了80~90 ga的高壓麻粒巖相變質作用[28-29]。徐州—宿州一帶中生代侵入體中包體的巖石學、年代學和巖石地球化學研究也表明,這些包體大部分形成于24~25 ga并經過大約8 ga高壓麻粒巖相變質作用[25-29]。但是,有關研究區下地殼巖石的成因、形成與演化仍是亟待解決的重要科學問題。
為了更好地了解華北克拉通東南緣前寒武紀地殼(尤其是下地殼)的形成和演化過程,筆者根據近年來對蚌埠地區出露的前寒武紀變質基底和宿州附近夾溝中生代閃長斑巖中捕虜體的研究成果和進展,結合研究區已發表的相關資料,總結了華北克拉通東南緣前寒武紀幕式地殼生長和多期變質作用與改造的巖石學和年代學證據。
地質背景
華北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,保留有大于36 ga的古老地殼物質殘留[30]。地理位置上,華北克拉通西接祁連造山帶,北鄰天山—內蒙—大興安嶺造山帶;在南端,秦嶺—大別—蘇魯造山帶把華北克拉通和揚子克拉通分開(圖[26])?;谀甏鷮W、巖石組合、構造演化和p-t-t軌跡的不同,將華北克拉通劃分為東部陸塊、西部陸塊及夾于其中的中部造山帶[8,0,9,3]。筆者研究的蚌埠和徐州—宿州地區位于華北克拉通東部陸塊的東南緣,距蘇魯造山帶西端的郯—廬斷裂帶以西約00 km,距大別造山帶北端約300 km (圖)。區內變形的新元古代和古生代蓋層,以及晚太古代到古元古代的變質基底侵入有大量小的中生代侵入體(如夾溝、班井和利國巖體;圖)。這些中生代侵入體主要由閃長質和二長閃長質斑巖組成。研究區的前寒武紀變質基底主要出露在蚌埠地區(常稱為“五河變質雜巖”或“五河群”[32]),并且被中生代含石榴子石花崗巖所侵入[圖2(a)];而中生代侵入體中含有大量下地殼或幔源包體或捕虜體[25-26,29,33-34] [圖2(b)]的徐州—宿州地區則無變質基底出露。近期研究表明,變質基底出露區(荊山、懷遠和鳳陽等地)發育的含石榴子石花崗巖主要是由華南三疊紀俯沖陸殼巖石在59 ma左右發生部分熔融形成的[35-36]。
研究區變質基底的巖石類型主要有(含石榴)斜長角閃巖、榴閃巖、石榴麻粒巖和片麻巖等;下地殼包體的巖石類型主要有(含石榴)斜長角閃巖、榴閃巖、石榴角閃石巖、石榴麻粒巖、含石榴角閃斜長片麻巖和花崗片麻巖等。此外,包體中還有含尖晶石石榴單斜輝石巖、含金云母單斜輝石巖和含尖晶石二輝石巖等形成于古生代((393symbolqb@ 7)ma)的幔源巖石,指示北秦嶺向東延伸到華北克拉通東南緣(至少到安徽宿州地區)以及在華北克拉通與揚子克拉通之間存在一個已消失的新元古代洋殼[33]。
研究區前寒武紀變質基底巖石(五河變質雜巖),主要出露于“蚌埠隆起”區(如荊山、懷遠和鳳陽等地),巖石類型主要有含石榴斜長角閃巖、榴閃巖、石榴麻粒巖和片麻巖等。石榴斜長角閃巖呈構造巖塊或條帶狀產于不純的大理巖中[29,34-36],兩者之間呈構造接觸關系,反映了它們原巖的不同以及可能具有不同的演化歷史,它們的原巖分別為巖漿巖和沉積巖。石榴斜長角閃巖(如樣品07fy0)主要由石榴子石、斜長石和角閃石以及少量單斜輝石、榍石和微量金紅石等礦物組成(圖3(a)、(c)[29])。石榴子石在成分上是均一的,為鐵鋁榴石鎂鋁榴石鈣鋁榴石固溶體,錳含量較低。斜長石有3種產出形式:以包裹
體形式產于石榴子石中;以后成合晶形式與綠角閃石共生;以基質形式產出。富鈦的棕色角閃石通常以包裹體形式產于斜長石[圖3(b)[29]]或基質中,tio2含量(質量分數,后文同)高達
382%;而產于基質中或與斜長石共生產于后成合晶中[圖3(c)]的綠色角閃石幾乎不含ti?;|中殘留的單斜輝石為透輝石。榴閃巖[圖3(d)、(e)]主要由石榴子石、角閃石、斜長石和石英等組成,石榴子石在成分上相對均一,類似于樣品07fy0的石榴子石組成;角閃石有2期,分別為早期的棕色高鈦角閃石和晚期的綠色低鈦角閃石,這些特征暗示榴閃巖樣品也經歷了類似的高壓麻粒巖相變質作用及后期變質作用疊加。石榴麻粒巖的主要礦物組合為石榴子石+單斜輝石+斜長石+角閃石[圖3(f)],這種礦物組合指示其經歷了高壓麻粒巖相變質作用[4-6]。
研究區下地殼包體的巖石類型很豐富,如(含石榴)斜長角閃巖、榴閃巖、石榴角閃石巖、石榴麻粒巖、含石榴角閃斜長片麻巖和花崗片麻巖等(圖4[29,33])。其中,石榴斜長角閃巖(如樣品07jg2)主要組成礦物為石榴子石、斜長石、角閃石、金紅石、石英以及少量單斜輝石[圖4(b)、(d)、(e)]。石榴子石晶體在尺度上為毫米級別,成分相對均一,為鐵鋁榴石鎂鋁榴石鈣鋁榴石固溶體。斜長石有3種產出形式:以包裹體形式產于石榴子石中;以后成合晶形式與單斜輝石和(或)角閃石共生;以基質形式產出。大部分金紅石已退變為鈦鐵礦,單斜輝石被以角閃石+斜長石組成的后成合晶結構所替代[圖4(d)、(e)]。有時可見裂隙中鉀長石等礦物的分布[圖4(b)],可能指示晚期的溶體交代作用結果。
石榴麻粒巖(如樣品07jg4、08jg5)主要組成礦物為石榴子石、斜長石、角閃石、單斜輝石、石英、金紅石、榍石和少量綠泥石[圖4(a)、(f)~(h)]。單斜輝石為透輝石,有2種產出形式:與金紅石和石英共生,以包裹體的形式產出于石榴子石和榍石中;以殘晶形式與斜長石和角閃石共生產于后成合晶中。透輝石局部被綠泥石所交代[圖4(f)]。含有金紅石和角閃石針狀出溶體的單斜輝石有時含有角閃石退變邊[圖4(g)]。石榴子石的典型特征是含有定向的針狀金紅石出溶體[圖4(g)],成分上類似于樣品07jg2的石榴子石。長石主要以基質或后成合晶形式存在[圖4(f)]。基質中的金紅石部分被鈦鐵礦所替代。
含石榴角閃斜長片麻巖(如樣品07jg32)[圖4(c)]主要礦物組合為石榴子石+斜長石+角閃石+金紅石,金紅石部分退變為鈦鐵礦,石榴子石被斜長石+角閃石后成合晶所環繞。此外,石榴角閃石巖的主要組成礦物為石榴子石、角閃石、金紅石[圖4(i)]:石榴子石有2期,包括具有針狀金紅石出溶體的早期石榴子石和晚期深色石榴子石;角閃石也有2期,分別為早期的褐色富鐵、高鈦角閃石和晚期的綠色低鈦角閃石。
不同樣品中的角閃石是按照leake等的分類方案[37]來命名的。棕褐色、富tio2角閃石為韭閃石和鐵質韭閃石,而綠色、低tio2的角閃石為鎂質綠鈉閃石和淺閃石[圖3(b)、(e),圖4(i)]。表明這2類角閃石分別形成于不同的變質條件下,如麻粒巖相和角閃巖相條件下,因為前人研究已證明角閃石中ti含量隨變質程度的增加而升高[6,38]。這種差別也得到了巖相學證據的支持:綠角閃石產出于后成合晶中,而棕褐色角閃石以包裹體形式產出。有些樣品中含有較多的富鈦角閃石,可能反映了它們不同的原巖成分。根據電子探針成分分析,不同類型的角閃石可能形成于不同的變質條件下(圖5[39]),`這進一步證明本區下地殼巖石經歷了多期變質疊加與改造過程。
綜上所述,無論是變質基底還是下地殼包體巖石,它們大多數(除下地殼上部的巖石以外)都含有石榴子石、單斜輝石、金紅石、斜長石和石英等峰期礦物組合,指示形成于高壓(大約 gpa)麻粒巖相條件下[40]。另外,這些樣品缺少諸如藍晶石和硅線石之類的富鋁礦物相,表明其原巖為巖漿巖而非沉積巖成因[4]。基于上述顯微結構觀察和礦物之間的關系,至少可以區分出峰期高壓麻粒巖相(石榴子石+斜長石+單斜輝石+石英+金紅石±富鈦角閃石)變質礦物組合,以及后期角閃巖相(斜長石+綠角閃石+鈦鐵礦+榍石)和綠片巖相(綠泥石+方解石+磁鐵礦)等退變質礦物組合。因此,研究區前寒武紀變質基底巖石以及大多數下地殼包體巖石所
歷的最高變質條件為高壓麻粒巖相。礦物組合與初步的溫壓計算結果表明,高壓麻粒巖相變質階段溫度和壓力分別為800 ℃~860 ℃和0~2 gpa[29]。但是,由于緩慢冷卻,尤其是可能經歷了緩慢折返作用的巖石(如樣品07fy0),而導致礦物的fe-mg交換或重置[42],所計算的溫度有可能代表高壓麻粒巖相變質階段的最小估計值[43]。
3幕式地殼生長與多期改造的年代學和f同位素證據
由于受到后期多階段變質作用疊加的影響,sm-nd和rb-sr同位素體系發生了重置和(或)礦物之間的同位素不平衡,往往難以準確測定不同變質階段的時代,而鋯石無疑是理想的定年礦物。鋯石是一種難熔礦物,具有很低的pb擴散速率[44],因而高級變質巖中鋯石常常能保留多期次的巖漿作用和變質作用記錄[45-49]。因此,鋯石的原位u-pb定年是獲得經歷過復雜演化過程和多期變質作用巖石可靠時代的有效方法。但是,由于物理化學條件變化和每期變質時間長短的不同,導致早期的鋯石結構發生改變和(或)新的鋯石生長,從而造成高級變質巖中的鋯石結構顯示較大的變化性和復雜性[50]。鋯石中的變質礦物包裹體能把年代學結果和變質作用直接聯系起來,而對于那些反映巖石復雜的巖漿和變質作用歷史的環帶鋯石所表現出的諸如不規則邊界、不同的核幔邊區域之類的復雜結構可以通過陰極發光(cl)圖像揭示出來[5-52]。此外,鋯石的lu-f同位素體系優于其u-pb體系,通常能抵抗后期蝕變和改造作用的影響[44,53-54],能保存近于初始的f同位素比值,并可以用來示蹤巖石成因和源區研究[55-56]。
因此,單顆粒鋯石u-pb和lu-f 同位素的聯合分析數據已被證明能提供有關巖漿和變質事件以及巖石成因和殼幔演化的可靠詳細信息[53-55,57-65]。正如前文所述,華北克拉通是一個古老的克拉通并經歷了復雜的演化過程,為此,筆者根據最新研究成果以及已發表的有關華北克拉通東南緣變質基底和下地殼包體的鋯石u-pb年代學和lu-f 同位素數據,探討了研究區前寒武紀下地殼的形成和演化過程。
根據鋯石陰極發光圖像(圖6[29,33-34])可以看出,研究區前寒武紀下地殼包體巖石經歷了復雜的巖漿熱事件和多期變質作用,大多數鋯石顯示核幔邊結構,包括典型的巖漿鋯石核和具有石榴子石+單斜輝石+金紅石+斜長石等高壓麻粒巖相礦物組合的8~9 ga變質鋯石[29,33]以及具有高的ti溫度(大于800 ℃)的248~249 ga麻粒巖相變質鋯石[34]。鋯石u-pb年齡結果統計(圖7)顯示,研究區經歷了25~26、2 ga的巖漿熱事件以及25~26、2、8~9 ga以及390、76 ma的變質事件。其中,形成于25~26 ga的下地殼巖石包括2類:一類是經歷了2 ga和(或)8~9 ga高壓麻粒巖相變質作用以及390、76 ma的變質改造,而且可能是因為這類巖石位于下地殼下部,在2 ga時靠近俯沖帶,因而遭受大洋俯沖與變質作用的強烈影響而造成pb同位素均一化,形成了具有與約2 ga島弧巖石一致的高放射成因pb同位素組成;另一類巖石則形成于255~264 ga,可能因處于下地殼上部而僅遭受了248~249 ga麻粒巖相變質作用,但沒有2 ga和(或)8~9 ga變質疊加的巖石學和年代學記錄,表現為典型的前寒武紀下地殼巖石特點的低放射成因pb同位素組成[34]。此外,強烈的約8 ga高壓麻粒巖相變質作用可能是由于幔源巖漿底侵于下地殼底部而導致大規模地殼加熱和增厚引起的,這也與該時期華北克拉通存在廣泛的拉張、裂谷作用以及相關的鎂鐵質巖漿侵位等相吻合[8,20-2,29]。
鋯石的f同位素分析(圖8[33])指示,研究區前寒武紀下地殼經歷了25 ga和2 ga的巖漿熱事件。鑒于這2期鋯石的ε-f(t)中有一部分樣品為明顯的正值(如5~2),反映它們的原巖來自于新生地殼,結合其原巖性質和地球化學特點,指示它們的巖石成因與2期俯沖增生事件有關[33]。此外,27~28 ga的繼承鋯石u-pb年齡(圖7)和鋯石f模式年齡[33-34]暗示研究區可能還存在更老的地殼物質或更早的地殼生長時期,這尚需進一步的研究。
4結語
()華北克拉通東南緣前寒武紀下地殼的巖石組成復雜,反映一個不同形成時代和不同成因并經過多期不同程度變質作用與改造的形成、演化過程。
(2)華北克拉通東南緣在前寒武紀發生過幕式地殼生長,至少包括25~26 ga和2 ga這2期俯沖增生和約8 ga的垂向增生過程。由f模式年齡和繼承
鋯石限定的27~28 ga可能代表另一期地殼生長時間。
(3)華北克拉通東南緣前寒武紀下地殼巖石至少經歷過25~26、2、8~9 ga以及390、76 ma等多期構造熱事件和不同程度的變質交代與改造,造成巖石中某些元素和同位素特征發生變異。
篇2
根據生物統計學學科的發展特點,加強生物統計的實踐技能訓練和素質培訓對于幫助學生牢固掌握生物統計這門基礎工具以及今后參加科研工作具有重要的作用和意義。為培養該專業學生具有較強的實踐動手能力和科學研究素質,進行一系列的、創新性的課程體系改革和特色實驗體系的構建非常必要。中國計量學院生命科學學院教學團隊在多年的教學實踐中總結構建了生物統計學科的“能力素質培訓”課程體系,經實踐發現,能夠較好地提高教學效果,激發學生的學習熱情。
1生物統計學課程改革現狀
1.1生物統計學課程特點生物統計學的教學內容前后章節關系密切,環環相扣,層層深入,并且需要較好的概率論和數學基礎。同時,由于公式多、概念多、計算多,學生感到枯燥無味,難懂,而且部分統計概念容易混淆,比如:u分布和t布、標準差和標準誤等。學生對概念掌握的難度大,直接影響了學生對統計知識的掌握和運用,使得很多學生的計算結果是有偏差的。此外,統計分析方法多而且難,各種分析方法又有特定的適用范圍和使用特點,課程學時少,每章節的內容都講不透,使得學生一知半解,不會應用。
1.2生物統計學課程目前存在的問題因生物統計學課程的特點決定了其與其他課程相比還有很大的差距,存在一些不容忽視的問題:①拘泥于舊的教學模式,不能科學規劃該課程新形勢下的教學導向和編排,忽視試驗設計,只注重統計分析基本方法、基本原理;②教師對素質教育在課堂上的要求不清晰,自身知識結構和科研能力弱;③重課堂講授,少課外實訓,尤其是與科研活動相結合的實訓活動和統計分析;④對學生素質能力教育意識薄弱,教學環境營造意識缺乏。
2能力素質培養體系的設計
針對生物統計課程的特點以及對學生實際操作能力和素質的要求,中國計量學院生命科學學院經過多年實踐,對生物統計學課內教學學時(51學時)進行合理安排,并充分利用開放實驗室平臺,結合學校的開放實驗項目等,增加了課外綜合實訓(2周)的進程。將整個生物統計的課程教學分為3個階段(圖1):①理論教學階段,30學時,生物統計學基礎理論和方法的教學,給學生打好結實的統計學基本理論知識的基礎;②教學實驗階段,18學時,操作技能和相關統計軟件的教學與培訓,培養學生的統計分析能力;③綜合實訓階段,3學時+2周,結合專業知識的科研活動及統計分析,培養學生實際應用能力和科研能力。在進行基礎理論和方法-實驗操作技能-綜合實踐分析能力3個階段的學習和訓練的同時,注重學生或然性歸納推理思維和科學研究素質的教育。
3課程體系的實施
3.1教學團隊的組建為更好地實施能力素質培養體系,筆者整合資源,優勢互補,組建教學團隊,使生物統計學課程形成了一支素質優良,年齡、專業、學歷結構合理,理論知識和技能水平并重,思維活躍、團結合作、能適應專業發展需要的專業教師隊伍。在教學、實踐和科研等各方面都具有扎實的工作基礎。主要人員教學經驗豐富,注重對中青年教師的培養。4名成員分別畢業于浙江大學、上海大學、江南大學等著名學府,學緣結構合理。課程組配備主講教師2人,實踐環節教師2人,可以穩定、高水平地開設該課程。課程組教師嚴謹治學,愛崗敬業,無私奉獻,注重教書育人、言傳身教,甘于在教學第一線默默耕耘,具有強烈的事業心、責任感和團結協作精神,在生物統計學課程教學工作及研究生培養及科研工作中都發揮了重要作用。
3.2精選教學內容強化以“實際應用為導向”的知識點選擇原則,試驗設計和統計分析并重,強調試驗設計的重要性,擴大充實試驗設計方法的應用技術,如正交設計、趨勢面分析的設計等。對那些實際應用價值不大的章節,實行適當的合并和刪節。有機結合試驗設計與統計分析,注意統計分析對試驗設計的反饋作用。統計分析既是在試驗設計的基礎上進行,又對試驗設計具有反饋作用,而這些反饋信息將有助于提高試驗效率,更新試驗進程。注重案例講解,理論結合實踐。利用科研成果豐富教學內容,將教學與科研相結合,多講原理和方法的實踐應用案例,少講統計分析基本方法、基本原理的推導;多講試驗設計、統計分析結果的專業解釋和剖析反饋信息,少講統計分析計算過程。
選擇常用的統計軟件SAS和DPS,以及常用的且包含較多統計和數據分析功能的Excel軟件,結合統計教學的內容和各統計軟件的特點,制訂統計實驗教學的主要教學項目。實驗使用的數據資料為經典數據和最新的科研實驗數據,讓學生在對經典生物學相關規律(如遺傳學三大定律等)進行探討的同時跟蹤學科前沿,提高學生的操作能力和處理實際資料的能力,有利于學生掌握各種復雜的生物統計方法,也有利于拓展教學內容。
3.3采用靈活多樣的教學方法實行形式多樣的教學方式,提高教學效果。如,采用精講與泛講有機結合的啟發式教學,突出重點,分解難點,循序漸進,進行啟發式教學。比如,精講試驗設計和方差分析這兩大生物統計的核心內容,泛講顯著性測驗的基本原理這一難點,由于顯著性檢驗的基本思想貫穿在每一種統計方法之中,所以先概括性地介紹一下有關基礎內容,使學生對原理有一個輪廓性的了解,然后在隨后的教學內容里(如F測驗、Χ2測驗等章節)逐步加深講授,反復強調,使學生們能夠熟練使用。實行計算機結合傳統模式的互補教學方式,將有些章節制成圖文并茂的多媒體課件。利用傳統的教學手段(靠粉筆板書、陳列數據、書寫公式)在統計學公式的演算、推導方面的優點,加大使用計算機的頻率,這種傳統教學與多媒體教學相結合的方式,在有限的教學時間內盡可能多地講授相關的教學內容[3],使學生能夠輕松地解決實際問題,增強其自信心和使用生物統計學的愿望。同時,也借鑒滾動式教學方法[4],以解決教學內容連貫、學生復習時間少等問題。
3.4改革實驗教學理念利用計算機和統計軟件等先進教學手段進行實驗,有利于將學生從繁瑣的計算中解放出來,把注意力放到對問題的討論、分析和評價統計結論上去,而生命科學行業正需要“懂設計,會分析”的人才。因此,在實踐教學中,重點引導學生選擇合理的設計方法和正確的統計方法,正確理解統計結果的意義,掌握評價和分析這些數據的方法,將獲得的統計結論結合生物專業,去發展并闡述其內在規律。
建立綜合實訓體系。綜合實訓體系既要考慮學生的專業知識背景和實驗室條件,又要考慮不同知識的融會貫通,因此必須注重實訓項目設置的可行性和有效性,綜合鍛煉學生的研究能力和知識運用能力。綜合實訓過程:結合生命科學和生物計量等專業背景,給出3~5個選題方向,學生自由組隊(3~5人),在選題方向內確定選題,專題陳述選題依據、意義,教師指導修訂并確定選題;學生討論確定人員分工,查閱資料確定技術路線并開題,教師審核技術路線提出修改意見,最終確定實驗方案;組織實施實踐項目,總結實驗結果,以論文和PPT形式匯報實驗結果;教師綜合評定學生實驗成績。課內3學時主要用于實驗結果的匯報。
3.5科學合理的考核辦法有學者針對生物統計學課程公式、概念多的特點,提出“一紙式”考試方式[3],但仍是以期末考試成績為主要決定因素的終結式考核方法。本課程組改革傳統考試方法,采用平時成績(課堂表現+平時作業)、實驗報告成績、期末考試成績(開卷)和綜合實訓成績相結合的“全程評價、綜合評定”的考核方式。減小學生生記硬背的壓力,加大對學生靈活應用能力的考核。考核方法中綜合實訓的考核必須綜合考慮學生在綜合實訓各個環節的表現,根據學生查閱文獻、設計方案、實施實驗、論文總結和結果匯報等各環節,建立實驗室使用考查、學生評價和教師評價相結合的綜合評定方法。建立信息反饋機制,開通多種溝通途徑和平臺,課前、課內、課后實時反饋信息,及時調整和優化綜合實訓體系。
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生物統計學是應用概率論和數理統計的原理和方法研究生物界數量變化規律的學科,屬于數學在生命科學領域中的應用學科。其基本任務是研究生物學領域數據資料的收集、整理和分析方法,并對數據分析結果做出合理的解釋。[1]生物統計學是生物類、植物生產類、動物生產類、食品科學類、水產類、環境科學類等相關專業的專業基礎課,是一門應用性很強的方法論學科。盡管在基本概念和基本原理的講述上,各專業相差不多,但在有限學時內具體授課內容的選擇上,在例題、習題的選擇與編寫上,在試驗設計方法等問題上,不同專業差別還是很大的。21世紀以來,隨著社會的發展和科學的進步,高等教育的培養目標從以知識傳授為重點轉向以能力培養為重點;從培養能夠繼承和使用知識的人才轉向培養能夠發現和創新知識的人才。[2]這種人才培養目標的轉變給高校課程教學提出了更新、更高的要求,同時隨著水產學院申博增碩的成功獲批,針對水產類專業的生物統計學課程特色建設與教學改革也勢在必行。
一、問題分析
(一)課程設置
廣東海洋大學水產學院現有三個專業,即水產養殖學專業、海洋漁業科學與技術專業和海洋科學專業。作為一門重要的應用數學,多年來生物統計學一直是各專業的專業基礎課,普遍應用于各專業的畢業試驗設計和畢業論文撰寫中,其在水產科學研究中具有十分重要的作用。然而各專業在本門課程的設置上并不一致,如教學大綱不一致、授課學時不一致、授課方式不一致、考試方法不一致、授課學期不一致等。不同專業的授課教師各自為政,缺乏溝通與交流,這不利于整個水產學科的發展,也不利于課程的后續發展與建設,更不利于碩、博課程的銜接與深化。
(二)教學內容與方式
首先,生物統計學應用數理統計對隨機現象的統計規律進行演繹和歸納,涉及概率論、統計學、生物學及它們的綜合應用等多方面,概念多、公式多、數據多,一些內容較為抽象,很多學生對該門課程有畏懼心理。學生普遍認為該課程較難,表現在概念難以理解、思維難以展開、問題難以入手、方法難以掌握、習題難做,因此對本門課程缺乏興趣,課堂學習積極性不高。此外,由于課堂互動少,與水產科學實踐聯系不緊密,教師過分重視教的過程,學生不能親自體驗收集、處理數據的過程,因此學生難以深刻理解統計學的本質原貌。
其次,在教材的選用上,以《概率論和數理統計》為名的教材很多,但大多仍是基本沿用數學專業的教材體系,數學學科性太強[3],重數學理論,輕水產應用,數學與水產不能相互融合。以《生物統計學》為名的教材也較多,如杜榮騫的《生物統計學》(高等教育出版社)[4]、明道緒的《生物統計附試驗設計》(中國農業出版社)[5]等,其編寫主線都是先概率、后統計、再試驗設計。這些教材較傳統的概率論與數理統計更加合理,充分考慮了授課學時的安排,少概率、多統計;理論部分恰到好處地壓縮,應用部分適當加強,在實踐中更易于被學生所接受。我們曾采用杜榮騫主編的《生物統計學》,雖然其強調了在生物科學上的應用,但其例題和習題多為以動植物的遺傳、變異為主,需要有較好的生物知識,對水產學科來說有些脫節,學生在學習了較難的理論后難以具體化、形象化,容易喪失學習的興趣。
最后,為了應付傳統的單一筆試的考核方式,學生需要進行大量的習題練習。學生把精力都放在了記背公式、過程的推導和演算當中,忽略了對知識背景的理解,如果題型一變,馬上不知如何解答。一道簡單的方差分析就要花費學生大量的時間,考試信息量受到限制,這些考試內容在學生以后的計算機應用中又基本用不上,這無疑加重了學生的學習負擔。
二、課程改革對策
(一)課程設置改革
為充分利用教學與教師資源,我們將課程更名為水產生物統計學,并作為院級限選課提出,強調了本課程在整個水產學院各專業課程設置中的重要性。課程采用統一的課程名稱、課程號,課程教學大綱及課程考核,課程學時設置為48學時,其中理論授課學時為36學時,實驗上機學時為12學時,理論與實驗學時比為3∶1,基本保證了該門課程理論教學和實踐教學的要求(對多數高校而言,一般設置為40學時或更少)。為了保證本課程先修課程的順利完成,讓學生掌握必要的專業知識,且與學生畢業論文設計相銜接,授課學期設置在第六學期較為合理。
(二)注重學生思維方式的培養
在學生思維方式的培養上,應注重啟發式的教學原則。廣東海洋大學是一所以教學型為主的大學,而水產學院在學校的發展中扮演著教學、科研并重的角色。水產生物統計學是一門理論基礎強、實踐強的學科,在學時較少、學科研究日益深入發展的要求下,如何充分發揮學生的主動性和積極性,從“接受知識”轉向“主動應用”,是生物統計學教學與實踐的主要內容。啟發式的教學原則,就是以激發學生的主動性思維、喚起學生的求知欲和興趣為出發點,科學地引導學生主動思考,讓學生將知識融會貫通形成技能,發展學生智力、挖掘學生潛力。首先,在知識的傳授上,要“兩少兩多”,即“少概率、多統計;少理論,多應用”。學習什么情況下用什么方法進行統計分析,要比學習這個方法本身如何統計更重要?,F在的統計方法,都可以由很多專業的統計軟件來完成,甚至你只要知道用什么方法,怎么輸入數據,一個菜單就搞定了,也就是說,不管你方法對不對,總會有結果出來的。因此,培養學生主動分析的能力更為重要。
(三)教學內容與方式改革
1.強化海洋、水產特色
根據水產學院各專業的人才培養特色與課程體系特征,我們以海洋水產類試驗方案設計、數據分析與處理等為課程應用導向,突顯海洋、水產特色。我們以蔡一林、岳永生主編的《水產生物統計》[6]為教材,以各專業教師科研實踐的實際案例為補充例題及習題,深入淺出地介紹試驗設計的基本原理,并引導學生學習和掌握如何合理有效地獲得數據并對數據進行分析推斷的原理和方法。由于與專業緊密相連,舉例對象學生熟悉,這自然減少了學生學習的畏難情緒。
2.優化教學內容
在教學內容的設計上,除基本統計原理外,我們根據各專業實踐在有限的課時內優化教學內容。概率論是整個統計的理論基礎,在教學上要注意講清概念、減少理論,加強引導。在概念的講解上,要注意深入淺出,簡明易懂。對于一些證明推導,則可以適當略去,只要說明問題的背景、來源、結果及應用的方面即可。在統計上,要加強對基本統計理論的講解?;镜姆植?、方差分析、簡單的相關和回歸基本就解決了水產學科本科教學、科研的大多數問題。我們沒有必要為了解決10%的問題而去花90%的時間。此外,一些簡化公式都是為了手工計算而設計的,由于可以使用電腦完成計算,這部分內容完全可以略去。
3.改革教學方法
水產生物學科是門實驗性的學科,很多生物學現象及其原理都是在試驗中發現,并通過實驗加以驗證得出結論的,因此,試驗設計的好壞直接影響到結果的分析及其結論的正確、可靠與否。本課程把理論與實踐相結合的教學作為重要的教學手段。
(1)在理論教學中做到以下幾點。①從各專業的背景出發,建立抽象理論與學生熟悉的具體問題之間的聯系,通過比較研究,使學生掌握各種試驗模型的假定及其應用。②采用探索探究式、互動式教學方法,啟發學生思維,拓寬學生思路,引導學生用科學研究的思維方式思考問題;由以教師“講”為主,轉變為以學生“學”為主,使得教師講授與學生自學、討論和研究有機地結合起來,提高學生分析問題和解決問題的能力。③采用課外閱讀文獻、課堂評述等方法,重視培養學生獨立獲取知識的能力,為學生終身學習和創新奠定基礎。④精心設計多媒體課件。多媒體課件除具有一般多媒體課件形象、生動的特點外,還要根據本課程特點展示數據的動態分析過程,盡可能使課件融教學性、科學性、藝術性和技術性為一體,激發學生的學習興趣,提高教師的教學效率。
(2)在實踐教學中,分三個層次進行實踐性教學。①通過試驗設計的方法練習,加深學生對基本原理理解的基礎實踐。②結合專業提出課題,由學生組織設計及分析,并進行課堂討論的綜合性、設計性實踐。③根據專業,由學生自行選題、設計并分析推斷的研究性實踐。
4.切實用好“多媒體教學”
隨著計算機技術的發展,多媒體日益成為重要的教學手段。[7]它以計算機為主要媒介,把文字、圖形、圖像、音頻和視頻等信息媒體結合起來表達教學內容。多媒體教學能使課堂變得生動活潑,從而實現傳統的教學方式無法達到的效果,是高校教學改革的一項重要內容。然而在實踐中,“多媒體”的“多”往往被單一計算機取代,多媒體課件也往往成了簡單的PPT演示。筆者曾在《淺談高等教育多媒體教學中存在的問題》[8]一文中,闡述了現代多媒體教學在帶來利的同時其弊同樣不可忽視。就生物統計學的多媒體教學而言,其概念多、公示多、統計計算過程煩瑣乏味,計算機的應用無疑能起到事半功倍的效果。然而傳統黑板的作用也不能忽視。在教學中筆者就曾發現,學生對統計量不知道怎么書寫;重要的推導過程在多媒體課件中一閃而過,跟學生的認知思維銜接不上,這反而增加了學生的厭惡感,使學生不能跟著教師的節奏學習。由此可見,多媒體教學也存在一定的弊端。
此外,要注意生物統計學多媒體課件的制作不同于物理、化學等學科(它們強調計算機的模擬功能),生物統計學多媒體課件必須同統計分析軟件“鏈接”。在實踐中筆者發現,普通計算器、Excel軟件和SPSS統計軟件是較為適合的本科教學統計軟件。也許大家都忽略了普通計算器的應用,實際上,在任何一臺Windows機器上,程序的附件中都有一個計算器,這個計算器雖然不能進行復雜的統計功能,但對于統計中經常用到的統計量基本都能夠計算。此外,在電腦上機課上,可以重點介紹Excel的統計功能。嚴格說來Excel并不算是統計軟件,而只是數據處理工具。但它幾乎是每臺電腦上裝機必備的軟件,對于大多數的學生來說,Excel統計功能的學習能為他們以后從事非專業統計工作起到很好的幫助作用。專業統計軟件采用SPSS軟件,由于該軟件不需要編程,因此學生較易接受。除了課堂涉及的統計方法外,這些大型軟件包的一個主要好處就是菜單豐富,功能齊備,只要有一本參考書,學生就可以方便地掌握各種統計方法。
最后,要充分運用計算機網絡。網絡教學將為學生提供廣闊的學習空間、充足的學習資料和多樣的學習方式。比如西安科技大學的生物統計學網站,除了具有精品課程的內容外,還在“參考資料”欄目內設有“教學篇”、“人物篇”、“歷史篇”、“故事篇”、“軟件篇”、“應用篇”等內容,這不僅能為學生提供豐富的學習資源,還增加了學生的學習興趣,并可以通過學生反饋來豐富學習資料。
三、考核方式的改革
成績考核是督促學生復習、鞏固所學知識并對教學效果進行檢查的重要手段。在傳統的筆試考核方式中,學生要把大量的時間花在計算公式的背誦和數學計算上,這種考核方式不能全面、準確地考查學生對各種統計分析方法的掌握和應用情況。要改革考核方式,除筆試外,還應增加電腦上機考試。筆試部分應加強概念的理解和實際應用,不要求背條文、記大量的公式,也不要求繁雜的計算。電腦上機考試部分,應讓學生用所學的統計知識和原理,選取合適的統計命令進行統計運算,并能對統計結果進行分析和解釋。這樣就能將學習、考核和應用真正結合起來,既解決了學生死記硬背的問題,又加強了學生靈活應用所學知識的學習興趣,真正達到了本門課程的培養目標。
四、課程建設
在課程的建設上,應注重兩點。一是加強師資建設,以講授本門課程的教授、博士作為課程負責人,建設教學梯隊,以研帶教,以較輔研;教師定期學習討論,編制更符合水產學院研究特色的教學例題、習題。二是將這門課程作為學生一生的課程,即在本科、碩士、博士三個學習階段都要開設本門課程的后續,形成一個完整的統計學學習鏈條,使本門課程能真正服務于水產學院的教學、科研。
篇4
關鍵詞:生物統計與田間試驗設計;理論與實踐教學;教學效果
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)21-0283-02
生物統計與田間試驗設計不僅是植物保護、農學、園林及生物技術等專業的專業必修課程,也是科學研究過程中的重要環節,在科研工作中發揮著重要的作用。然而,該門課程理論性相對較強,教學內容相對抽象和枯燥,生物統計理論部分的數學符號相似度高、概念抽象、理論性強、計算公式復雜多變。如若對這些公式背后的原理不能理解,僅僅依靠死記硬背很難達到理想的教學效果。而目前,部分學生對該門課程具有畏懼心理,如果老師沒有正確、及時地進行引導,將對該門課程的學習造成不利影響。筆者認為形成這種局面的原因不僅僅是該門課程內容抽象、枯燥等原因引起的,而且與教師的教學思維與教學模式具有更密切的關系。如果教師對課程內容的邏輯性沒有深刻的認識和理解,對重難點的把握模糊不清,對實踐教學的重要性沒有引起足夠的重視,那么將很難到達理想的教學效果。首先,理論教學應突出重點和難點。該門課程試驗設計部分和統計分析部分的概念和原理較多,并且很多原理與高等數學的內容息息相關,一些原理往往需要進行邏輯推理。因此,在教學過程中,應該突出對基本概念和原理的剖析,向學生強調基本原理和數據分析方法的重要性。在教學過程中如果教師避重就輕,不重視基本概念和統計學原理的講授,那么大部分學生在面對統計問題時只能照搬公式,很難進行靈活運用和舉一反三,很難達到預期的教學效果。因此,老師在備課和教學的過程中,應該力求將抽象的概念具體化,將復雜的公式簡單化、將枯燥的原理形象化,這樣教師和學生之間將產生緊密的互動和交流,老師樂于教,學生樂于學。其次,該門課程各章節內容之間具有嚴密的邏輯關系,課程內容是相互銜接、緊密聯系的。生物統計與田間試驗設計課程包含生物統計和試驗設計兩部分內容,這兩部分密不可分。例如,一般前面章節主要介紹課程中的一些常用名詞、術語和一些常用的試驗設計方法,學生只有在對試驗設計方法與抽樣技術深刻理解的前提下,才能系統掌握統計分析的理論和原理。此外,試驗設計是試驗研究過程的依據和獲得高質量數據資料的重要環節。而目前,大多數老師只重視統計原理和分析方法的講解,而對試驗設計部分的內容卻講授不多,這種教學模式無法闡述和分析試驗設計和統計分析的邏輯關系,很難使學生能夠正確地將這些統計原理與方法應用于實踐。第三,將實踐教學放在更加突出的位置。筆者通過調查同類型院校該門課程學時分配的情況之后發現,目前,與該門課程的理論教學相比,實踐教學的學時數量要少得多。而該門課程是植物生產類專業的一門重要的基礎課程,很多統計學原理與方法的講解必須借助于實踐來完成,才能讓學生真正理解生物統計的原理。僅僅依靠教師在課堂上講述試驗的設計方法、抽樣調查技術以及分析統計的方法,很難讓學生在有限的課堂時間內去掌握該門課程的主要內容。要讓學生能夠扎實地掌握并運用這些統計原理,任課教師應該將理論教學與實踐教學結合起來。因此,必須加大實踐教學的學時數量,要求學生根據所學統計理論知識,結合自身專業知識,自己動手設計試驗、調查數據,并分析試驗中調查得到的數據,從而讓學生加深對理論知識的認識和理解,培養學生科學的思維能力和嚴謹的科學態度。
筆者通過梳理該門課程內容之間的邏輯性及重難點問題,結合自身對該課程教學的實踐經歷,就如何提高該門課程的教學效果提出了幾點體會與思考。
第一,教師應該加深對該課程內容之間邏輯性的認識和理解。該門課程主要內容包括試驗設計、抽樣調查和數據的統計分析。這三部分內容具有嚴密的邏輯關系,這些內容看似獨立,實則有著緊密的聯系。試驗設計是基礎,抽樣調查是關鍵,數據分析是重點。我們在理論教學時,并沒機械地按照課本的先后順序依次為學生講解,而是結合學生具備的專業知識,應用實例將各部分聯系起來,加深學生對統計學理論與原理的理解。比如毒力測定是植物保護專業學生必須掌握的實驗技能之一。當要求學生去評價某種殺蟲劑對某種農業害蟲的致死濃度和田間防治效果時,我們會讓學生分組自己動手設計實驗,這可以將試驗設計、抽樣調查和數據分析很好地結合起來。毒力測定實驗時,學生必須清楚完全隨機設計和隨機區組設計的區別以及這兩種設計方法的適用情況,按照當時的限定條件正確選擇試驗設計方法。而在評價田間防治效果時,學生必須理解抽樣調查的原理,清楚取樣的方法和樣本的大小,才能制定出正確的抽樣方案。在講到統計分析方法時,每組同學必須根據自己的設計方案選擇正確的分析方法。最后采用小組討論的形式,比較各組之間結果的差異,分析原因,這樣才能讓學生認識到選擇正確的分析方法的重要性,例如U測驗、T測驗、卡平方測驗以及方差分析的應用條件,成對T測驗和成組T測驗有什么區別。學生通過自己動手設計試驗和分析自己調查得到的數據,才能認識到這些內容并不是孤立存在的,它們之間存在著相互影響,這樣才能真正掌握該門課程的核心內容。
第二,優化課程設置,重視實踐教學。該門課程課教學的目的在于使學生能夠根據研究的需要來設計試驗,能夠分析和解決科學試驗中常見的統計學問題。因此,應開設與該門課程理論教學對應的實驗課程,或加大該門課程實驗學時的數量。目前,與理論教學相比,對該門課程實驗教學的重視程度還遠遠不夠,部分農林院校該門課程沒有設置實驗學時或學時數很少,這在一定程度上影響了學生對統計原理和方法的理解。因此,在課程設置上,必須安排相應的實驗學時。實驗課上,應該緊密結合專業研究方向,讓學生了解和認識專業相關的經典實驗。實驗完成之后,必須要求學生撰寫完整的實驗報告。實驗報告內容必須具體詳盡,它是考察學生是否真正掌握試驗設計方法和統計分析原理。例如,我們要求學生研究不同棉花品種對主要棉花害蟲及其天敵種群動態的影響時,在學校的試驗田內,要求學生按照實驗條件,根據研究目的進行試驗設計,對區組和小區進行正確的劃分,選擇合適的重復數,以及調查過程中的注意事項等。調查完畢之后,進行數據的統計分析,要求學生注重數據的真實性和可靠性。在這個過程中也能夠進一步讓學生理解田間試驗的特點。數據的統計分析方法必須依據當時的試驗設計來進行,獲得的數據也要嚴格按照理論課教學上的統計原則來處理。獲得結論之后,各個小組再進行相互比較,找出相同點和差異,分析其中的原因。只有這樣,學生對整個實驗過程才能有清晰的認識和了解。除此之外,教師應該為學生介紹當前主要的統計學軟件的使用方法。僅僅依靠計算器和筆算,不僅枯燥乏味,也不能滿足當前科學試驗對數據處理的要求。在實驗課上可為學生介紹SPSS、SAS等常用統計學軟件,這樣不僅能使學生了解和認識這些常用統計軟件的使用方法,還能使學生進一步理解數據結構與統計結果的相互聯系,進一步加深學生對這些統計原理的理解。讓學生認識到這些統計學軟件在科研工作中的重要性。統計分析結果的可靠性往往與試驗設計方法、數據的轉換等緊密相關,因此,學生親自操作統計學軟件的過程,也能夠對理論課堂上所學到的知識進行吸收和理解。同時,這些統計軟件也可以作為學生檢驗自己課后作業正確性的工具,通過比較自己演算的結果和統計軟件運行的結果,找出容易出錯的地方,從而再次加深對統計原理與方法的理解。
第三,創新考核方式??荚囀呛饬拷虒W效果和學生學習情況的重要工具。筆者調查了同類型院校該課程的考核方式,結果表明,針對該門課程的考核,大部分院校仍以閉卷筆試為主,試題一般只注重于對概念、原理和公式的背誦和記憶,而缺乏一些推理性的主觀試題。此外,該門課程的總評成績主要取決于期末考試成績。這在一定程度上導致學生不重視平時的積累,每逢期末考試,便開始突擊復習,應付考試的現象非常普遍。這起不到考試應有的作用,更不利于學生對該門課程的掌握和應用。為此,筆者在教學過程中對考核方式進行了改革探索。首先,考試試題要更注重解決實際問題,而不僅僅局限于對概念和原理的理解。其次,學生的總評成績不僅僅由期末考試成績來決定,還包括對平時表現和實驗過程的考察。平時表現主要包括出勤情況、回答問題的情況和隨機的課堂小測驗。實驗成績主要由實踐課上學生的表現來評定,例如學生自己設計試驗的積極性,調查抽樣方法的正確性,數據分析結果的準確性和可靠性等。這種考核方式勢必會引導學生在平時加強對知識的積累和運用,也可以讓學生認識到該門課程在科學研究過程中的重要性。
綜上所述,生物統計與田間試驗設計課程作為植物保護、農學和生命科學領域中重要的基礎課程,對學生的畢業設計和專業研究具有重要影響。教師應該重視教學內容之間的邏輯和銜接,優化課程設置,加強實踐教學,建立合理的考核機制,引導學生注重解決實際問題的能力,培養學生獨立和嚴謹的科學精神,這樣才能營造該門課程良好的學習氛圍,從而提升教學效果。
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.
篇5
關鍵詞:生物科學;生物統計學;問卷調查
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2014)20-0168-04
《生物統計學》是概率論和數理統計的原理和方法在生物學中的應用,是許多高等院校生物學、農學、醫學等專業的必修課程之一,是培養學生科學研究和綜合分析問題能力的重要課程,也是生物學等工作者必備的基礎,同時該課程又是其他專業課程的重要基礎[1-4]。但由于該課程的理論性和實踐性較強,且涉及大量的數學公式、抽象的概念和復雜的內容,與其他課程相比,具有“三多(內容多、公式多、概念多)”和“四難(難教、難懂、難記、難用)”的特點[5-7]。因此教師應不斷改進《生物統計學》課程的教學內容、教學方法、教學手段、考試方式等,提高《生物統計學》課程的教學效果與教學質量,探索特色的《生物統計學》課程教學內容、合適的教學手段、教學方法及考試方式等是一個非常重要且急待解決的問題。鑒于此,作者通過對《生物統計學》課程教學的客觀實際進行問卷調查,在力求客觀、準確、全面反映《生物統計學》教學中存在問題的基礎上,探索好的教學方法與教學途徑,為我?!渡锝y計學》課程的教學改革和教材建設提供一定的參考依據。
一、研究對象與方法
以我校2009級和2010級生物科學全日制本科學生為研究對象,以杜榮騫編著的高等教育出版社出版的《生物統計學》(第三版)教材為基礎,問卷采用無記名方式進行。課程結束時隨機發放問卷112份,回收112份,其中2009級生物科學全日制本科54份,2010級生物科學全日制本科58份,檢查后均為有效卷。調查內容的設計是建立在作者具備近10年教學經驗積累和學生學習該課程實際情況的基礎上,共13項內容(見表1)。
二、結果與分析
1.開課的必要性。從調查結果看,2009級和2010級學生對《生物統計學》課程的開課認識是一致的,認為設課必要和很必要的學生分別為94.44%、94.83%,反映出這兩個年級的學生對《生物統計學》課程有著很強的學習愿望,也充分反映了《生物統計學》課程對學生有較強的吸引力,為確立《生物統計學》的學科地位提供了充分的依據。
2.教學的重點章節。教學重點章節的認同由高到低的順序為:方差分析(87.50%)、假設檢驗(86.61%)、實驗設計(73.21%)、回歸與相關(69.64%)、擬合優度檢驗(33.93%)、參數估計(28.57%)、統計數據的收集與整理(27.68%)、抽樣分布(25.89%)、概率和概率分布(18.75%)、幾種常見的概率分布律(16.07%)。以上問卷數據表明,《生物統計學》的教學重點有以下明顯的特點:
①講授內容方面。從講授內容方面來看,側重于方差分析(平均認同率87.50%)、假設檢驗(平均認同率86.61%)、實驗設計(平均認同率73.21%)、回歸與相關(平均認同率69.64%)。這四個章節是《生物統計學》最核心的內容,也是生命科學工作者在實踐中應用最多的內容。而擬合優度檢驗(平均認同率33.93%)、參數估計(平均認同率28.57%)、統計數據的收集與整理(平均認同率27.68%)、抽樣分布(平均認同率25.89%)、概率和概率分布(平均認同率18.75%)、幾種常見的概率分布律(平均認同率16.07%)均較低。
②不同年級的學生方面。2009級和2010級兩個本科班的學生對重點章節認同在排列順序上是一致的,且對每一章節的認識上的差異都不具有顯著性(p>0.05)(見表2)。表明不同年級的學生對重點章節的認識是一致的,這為《生物統計學》課堂教學內容、教學重點等的改革提供了依據。
3.課堂教學。
(1)開課時間安排。《生物統計學》課程在我校生物科學專業本科班開課時間為第3學期,這樣安排可能存在較多不利因素。該門課程是一門應用性很強的學科,對畢業論文的設計以及資料的收集與整理有很大的指導性作用。開課時間在第3學期,而學生畢業論文安排在第6學期末,論文撰寫在第7和第8學期。因此,學生學習了《生物統計學》課程后間隔3個學期才應用其相關的原理和方法,很多知識對于學生來說已經忘記,這樣不利于學生通過實踐來檢驗自己所學,或者不利于學生將《生物統計學》的理論應用到實踐中。因此,第3學期開設該課程達不到真正的教學目的和效果。本次調查結果表明有71.43%的學生認為《生物統計學》應在第6學期開設。充分說明,調查的兩個班的學生已認識到上述的不利因素,這為今后生物科學專業本科教學大綱的修訂提供了一定的依據。
(2)課時安排。我校生物科學專業本科班《生物統計學》課程安排總學時為54,全部為理論課。這種安排存在一定的問題,對老師而言,只能按照教學大綱的要求進行全部的理論授課,而沒有相關統計軟件實際例子的操作應用,即使有,也非常少。對學生而言,只學習統計原理的相關知識,只會利用傳統的筆和紙進行相關的統計分析,而無法跟上《生物統計學》隨著計算機的發展而發展的步伐。因此學生普遍反映在復雜實驗設計及較大數據面前所學的統計學知識顯得無能為力,或者很難運算。本次調查結果表明63.39%的學生認為《生物統計學》課程總學時為54學時,其中理論課48學時,上機操作6學時。這說明,調查的兩個班的學生已認識到《生物統計學》實踐操作的重要性,也為今后生物科學專業本科教學大綱的修訂提供了有力依據。
(3)授課方式。①教學形式及提問。調查結果發現“多媒體與板書教學相結合”是學生最喜歡的教學形式(平均認同率達81.25%),位于各教學形式之首,而“完全板書教學”、“多媒體教學”、及“統計軟件教學”的認同率均很低,分別為4.46%、8.93%和5.36%??赡茉蚴恰敖y計軟件教學”由于需要一定的計算機基礎知識、統計軟件的操作應用知識及一定的統計學原理,學生可能感到有一定的難度,導致其認同率較低,“完全板書教學”可能不夠直觀,對一些較難、較復雜而又枯燥的知識點,利用板書不容易吸引他們的注意力。特別是板書時間過長,就容易分散了他們的注意力,從而使他們的學習效果受到影響,因此,認同率也較低。“多媒體教學”可能是由于缺少傳統板書教學對課堂知識的規劃性和整體,而且由于其是分屏顯示,相互關聯的內容處于隔離狀態,學生可能不容易掌握教學內容之間的邏輯關系,使得他們獲取一些信息的心里受到阻礙,因此,多數學生也不喜歡這樣的教學形式。另外,本研究還發現,在課堂教學中“適當的提問”是學生比較喜歡的方式,認為能激發他們的思考(平均認同率為83.04%),而對提問無所謂、不喜歡及反對的平均認同率均較低,分別為12.50%、4.46%和0.00%。表明學生對“多媒體與板書教學相結合”及課堂教學上“適當提問”的認同率都很高。這為《生物統計學》課程的教學提供了很好的教學參考。②討論課的開設。我校生物科學專業本科班《生物統計學》課程的授課一直嚴格按照教學大綱的要求來進行,因此,沒有開設過討論課。本次調查結果表明認為非常有必要和有必要開設討論課的平均認同率為78.57%,而認為沒必要和無所謂的只有21.43%。充分說明,調查的兩個班的學生已認識到《生物統計學》課程開設討論課的重要性,為今后生物科學專業本科教學大綱的修訂提供了一定的依據。
4.考試方式及成績組成?!渡锝y計學》課程在我校為生物科學專業必修課程之一,且為考試課程,在期末考試中多為閉卷考試。但就《生物統計學》課程而言,閉卷考試存在一定的弊端。本次調查結果發現“案例分析”是學生最喜歡的考試方式(平均認同率為65.18%),位于各考試方式之首,其次是“開卷考試”(平均認同率為22.32%),第三是“閉卷考試”(平均認同率為9.82%),而“抽題口試”是學生最不喜歡的考試方式(平均認同率僅為2.68%)。成績組成方面:“作業(10%)+課堂小測驗(10%)+出勤(10%)+期中考試(20%)+期末考試(50%)”是學生最喜歡的成績組成(平均認同率為60.71%),其次為“作業(10%)+期中考試(30%)+期末考試(60%)”(平均認同率為25.00%),而“作業(10%)+期中考試(20%)+期末考試(70%)”和“課堂小測驗(10%)+作業(10%)+期中考試(20%)+期末考試(60%)”這兩種成績組成的認同率均很低,只有7.14%。這為《生物統計學》課程總成績組成及教學大綱的制定奠定一定的基礎。
5.《生物統計學》課程難易程度及影響學習效果的因素。調查發現絕大多數的學生認為《生物統計學》課程比其他生物科學專業課程難(平均認同率為72.32%)、少數學生認為難易相當(平均認同率為25.89%)、極少數學生認為比較容易(平均認同率為1.79%)。在影響學習效果方面,56.25%的學生認為“課后復習少”是影響《生物統計學》課程學習效果的最主要的因素,其后依次為“數學基礎差(平均認同率22.32%)”、“上課不專心聽講(平均認同率11.61%)”、“自己不感興趣(平均認同率9.82%)”影響了學習效果。這說明學生在一定程度上認識到了《生物統計學》課程的難度以及影響學習其效果的因素,這為今后《生物統計學》課程的教學提供了一定的指導。
6.《生物統計學》課堂教學時間分配情況。調查發現,課程教學時間分配上,絕大多數學生認為老師上課所占時間合適(平均認同率為67.86%)、19.64%的學生認為老師還應該多講一些,而12.50%的學生認為老師講得太多。認同上的差別可能與不同學生基礎不同、對《生物統計學》的學習興趣、理解力不一樣所致。
三、討論
1.本研究中生物科學專業不同年級的學生對《生物統計學》課程開課的必要性、教學重點章節、開課時間、課程學時及其組成、授課形式、考試方式及成績組成等方面的認識是一致的,兩個年級的學生對《生物統計學》課程均具有較強的學習愿望。但從學生對《生物統計學》課程講授內容、課時安排及組成、授課方式、討論課的開設、考試方式及成績組成等方面反映出兩個年級的學生對《生物統計學》課程的學習更傾向于實用性。因此教師應不斷加強自身的科研能力,在教學過程中將自己的科研工作或生產實踐案例貫穿到教學中,以自身科研實例來輔助教學,增加學生的學習興趣,培養學生的統計學思維以及對統計學的實際應用能力。
2.《生物統計學》的教學方法、授課形式、考試方式等方面越來越傾向于綜合性。因此,在《生物統計學》教學中,首先,教師應具備淵博的統計學知識及豐富的科研經歷。其次,應讓學生走出教室,加強實踐,使學生不但能夠掌握統計分析的原理和方法,更能解決一些生產中的實際問題,真正達到《生物統計學》教學的目的。
3.有關學術機構應定期召開《生物統計學》課程相關的研討會,從教材建設、課程改革、教學方法、授課形式等多方面進行交流和探討,并制作《生物統計學》教學資源網,將一些優秀的《生物統計學》教學成果放于該網站,實現最大范圍的學習交流。教師在網絡互動、交流學習中不斷地思考、不斷促進自身的專業發展,真正實現優秀教育資源共享,共同進步、共同提高的目的和效果。
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基金項目:畢節學院教改項目(JG201124)。
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1用啟發式教學法培養學生的學習興趣
《生物統計附試驗設計》教材的前4章內容包括緒論、資料的整理、平均數與標準差和變異系數及常用概率分布,這4章內容看似簡單,但卻是后面各種假設檢驗方法的鋪墊、基礎,統計推斷的基本思想都來源于概率分布,所以需要在該課程開始的前4章下足功夫,打牢基礎。采用啟發式教學將統計思想融入學生喜聞樂見的生活實踐和專業知識中,引導學生產生學好統計解決實際問題的迫切需求,培養學習生物統計的強烈興趣,使各種統計方法、大量的公式不再是枯燥的數學計算,而是推斷規律、揭示本質的必要手段。例如,資料的整理章節中要將100只種蛋出雛天數資料整理成頻數分布表,整理的目的是表達數據,將數據特征用圖表的形式簡單、清晰地表達出來以代替繁瑣的文字描述。首先,要引導學生從種蛋出雛天數、頻數分布表中發現種蛋出雛天數的平均值及出雛天數的分散程度(不同天數出雛種蛋的百分比),理解指標的穩定性和變異性。其次,要啟發學生思考該指標特征的生產實踐價值,即生產中需要集中人力在哪幾天,使學生認識到理論知識與生產實際的緊密關系,學習專業知識的價值所在,進而啟發學生懂得數據整理不僅在于簡化表達,也是挖掘檢測數據特征的一種方法,使學生對專業知識的獲取方式有所了解,即知其然,更知其所以為然。教育家葉圣陶說過:“教師之為教,不在全盤授予,而在相機誘導”。19世紀德國教育家第斯多惠有句名言:“一個壞的教師奉送真理,一個好的教師則教人發現真理”。兩位教育家的教學理念實質就是啟發式教學,教師要注意發揮學生的主體作用,啟發學生思考,充分調動學生的積極性,使學生積極主動地學習,以提高課堂教學的實效性,培養創造型人才。
2采用探究式教學法培養學生邏輯思維能力
所謂探究式教學就是以探索、研究為主的教學活動,是一種符合教學規律的在教師精心策劃指導下學生自主探究知識、提高能力的教學方法,它是一種新穎的教學形式,有別于傳統教學方法。探究式教學不是單純的對學生進行知識傳授,而是對學生創造性思維能力的培養,學生由被動學習變為主動學習,激發學生持久的學習興趣,使教師的主導作用和學生的主體作用貫穿于教學的全過程,符合課程“一切為了學生”的價值取向。蘇霍姆林斯基曾說過:“在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者”。在教學過程中,應用“探究式”教學,通過創造和諧的教學氛圍,可以充分調動學生的積極性,激發學生的求知欲,引導學生主動學習,滿足學生成為“發現者、研究者、探索者”的愿望。各種統計分析方法(假設檢驗)的基本原理是生物統計的難點所在,對假設檢驗原理的講解要在已掌握的描述統計,尤其是概率分布的基礎上,采用探究式教學,可以收到良好的效果。以課本“判斷某品種豬的懷孕期是否有114d”為例,引導學生從邏輯推理上進行思考。首先,分析的實質是判斷該樣本是否來自μ=114的正態總體;其次,分析采取什么方法判斷該樣本是否來自這一總體,如果樣本和總體完全相同,就沒有分析的必要,也就沒有統計推斷的必要,因為有差別存在,才有統計推斷;最后,分析造成差別的原因,即來自同一總體的差別是樣本間的,也就是樣本標準誤(抽樣誤差),來自不同總體的樣本也是有差別的,該差別即μ1-μ2(總體間的差別)及抽樣誤差。所以分析差別是由抽樣誤差造成,還是由總體差別造成,即可得出樣本是否來自同一個總體,繼而考慮從數學上解決該問題,即構造適宜的統計量,并計算得出樣本統計量,依據小概率原理推斷得出結論。這一原理涉及的知識點較多,包括試驗誤差、概率分布、小概率原理等,必須是在學生對這些知識點都已理解吃透的基礎上,才能把原理搞清楚;所以,采取探究的方式來學習統計原理是必要的,也是可行的。
3采用比較式教學法培養學生分析問題的能力
比較思維是創造性思維活動中常見且行之有效的一種思維方式。比較思維是通過聯想分析比較,綜合歸納,把已經熟知的知識、思維經驗與所研究的分析方法、過程聯系起來,找出它們的相似性和不同點,并用類似方法分析、處理問題或是根據2個或2個以上具有相同或相似特征的事物間的對比,從某個事物的某些已知特征去推測另一事物的相應特征的存在,異中求同,同中求異,從而產生新知,得出有創造性的結論,通過比較更好地掌握其特征。統計分析方法是統計推斷的核心內容,是學習生物統計的重點所在,數據資料不同,統計分析方法也就不同。在闡述不同統計分析方法時,首先明確資料的類型,由于不同教材資料分類標準不同,類別及其名稱也存在差異,將不同分類標準對照比較,引導學生掌握資料的類型。在此基礎上,引導學生分析教材中t檢驗、方差分析、χ2檢驗各種統計推斷方法的分析對象(數據資料的類型),使學生對資料類型這一概念不僅有理論上的認識,更要掌握數據資料在統計推斷中的地位,以及各種統計分析方法差異的數據基礎。通過課堂講授和課后作業的“找不同”活動,即將課堂教師講授的概念或術語與教材名稱的差別或教材中在課上沒有講解的內容(如統計量與統計數、雙側檢驗與兩尾檢驗等)進行比較,分析原因,不僅能督促學生課上積極參與教學,課下認真總結,對一些基本概念、基本術語產生深刻的印象,同時可以激發學生學習的主動性。
、
4采用案例式教學法培養學生解決問題的能力
案例教學是連接統計理論與統計實踐的橋梁,是學生在教師指導下運用所學統計理論知識和方法對案例進行思考、研究并對計算結果分析和評價的過程。只有將統計學的原理和方法應用于實踐,找到理論與實踐的結合點,才能體現出其價值所在,才能使生物統計獲得最大的生命力;也只有構建以課堂、實驗室和社會實踐多元化的立體教育教學體系,才能有效提高學生的動手能力和創新能力。結合不同專業方向精選案例。例如,針對獸藥營銷專業的學生,舉例講解營銷培訓的效果驗證,通過營銷培訓與不培訓2組銷售量的比較判斷培訓的價值。如果沒有統計學知識而去分析這一問題,會因為銷售量平均值的大小直接得出培訓效果的優劣,但這一結論是沒有經過統計分析、沒有科學依據、經不起實踐檢驗的。如果有統計學知識作基礎,分析銷售量的差別是由本質差異引起的、還是隨機誤差引起的,從而得出概率基礎上的統計學結論和專業結論。通過這一案例,不僅使學生了解學習生物統計的目的所在,而且還激發了學生學習生物統計的興趣,更激發起學生學習的積極性和主動性。
5通過統計分析培養嚴謹務實的科學研究精神
篇7
關鍵詞:生物統計學;開放式考核;畢業論文
0引言
當前,我國的高等教育正處在改革和發展的關鍵時期,高等教育如何才能更好地適應新時代的發展和需要,這是每一個從事高等教育的人必須認真思考的問題.全面深化高等教育綜合改革的工作也在有序推進.高校應該在人才培養模式和實踐教學等關鍵環節進行綜合改革,高校教師應該加強教學研究和教學改革工作,對人才培養模式進行改革.其中,課程教學內容、教學方法以及考核方式等方面的改革尤顯重要.下面將對普通高等師范院?!吧锝y計學”課程如何改革考核方式進行一些探討.
1“生物統計學”課程的地位和作用
“生物統計學”是一門應用數學,是高等師范院校生物學專業本科生的專業基礎課程.該課程要求學生能夠運用統計學原理和方法來分析和解釋生物學界的各種現象,對實驗所獲得的數據能進行科學分析,從而做出符合實際的推斷,生物統計學已成為生物科學研究所必需的重要手段.實驗設計本身并不是生物統計學的內容,但是,只知道統計分析方法,而不知道如何設計符合統計學要求的實驗,知識并不系統、全面.因此,多數統計學教材都加入了實驗設計的內容.通過學習實驗設計的內容,可以使學生掌握正確的數據收集、整理和分析的方法,并掌握常用的實驗設計方法(簡單實驗設計、單因素實驗設計、兩因素實驗設計、多因素實驗設計),為完成其他專業課程的學習、畢業論文以及以后從事科學研究工作奠定基礎,這對學生分析和解決問題能力的培養起著重要的作用.按照目前高等教育綜合改革對人才培養模式的要求,學生應該具備較強的綜合能力,而這些能力需要通過扎實的科技知識訓練和系統的能力培養來實現.此外,生物統計學也是培養和提高大學生科技素質的一個很重要的方面.由于生物統計學要求學生具有一定的數學基礎和較好的邏輯推理能力,普通高等師范院校的生物學專業雖然在大一時開設了高等數學這樣的基礎課,但是,數學基礎仍然相對較差,所以,該課程一直被認為是生物學專業最具難度的課程之一.
2“生物統計學”課程考核方式現狀分析
課程考核是教學的必要環節,既能檢驗學生對知識的掌握程度,又可以衡量教師的教學效果.現階段我國許多高校的考試制度缺乏合理性和靈活性,如在課程的期末考試中規定必須要通過完成試卷的方式來考核,有的高校還規定必須具有一定數量的題型.傳統的考核方式主要以考試(閉卷或開卷)為主,試題的內容主要體現在基本概念、基本原理和相關的統計分析方法的應用,期末考試成績基本決定了課程的學期綜合成績.但是,不同的課程有不同的特點和要求,就生物統計學課程而言,考試的考核方式雖然可以通過讓學生完成相應題目來考察學生對生物統計學原理的掌握及運用能力,但是,完成試題的過程需要使用計算器進行大量的運算,而在實際運用環節中,很少會使用計算器進行計算,都是通過相關的統計軟件來進行統計分析.由此可見,通過完成試卷來考核的方式與實際應用脫節,缺乏合理性.此外,由于普通高等師范院校生物相關專業學生數學基礎稍顯薄弱,所以,這種傳統的完成試題的考核方式會導致學生的考試分數不理想,不及格的學生比例較高.從生物統計學的教學目標來看,主要由試卷考核來評價學生的學習效果顯得不夠全面.前述考核方式可能還存在以下一些不足之處:首先,部分高校的課程總評成績由考勤成績、平時成績和期末成績三部分組成,各部分所占比例不同.
這種考核方式在一定程度上重視了學生的課題出勤率和平時完成作業的情況,避免了期末考試成績在課程學期總成績起主要作用的弊端.但是,部分同學在平時完成課后作業的過程中,由于沒有學會相應的知識,無法獨立完成作業,于是采用抄襲的方法來完成作業,這樣就無法通過完成作業的過程來鞏固相應的理論知識.其次,與多數課程一樣,部分學生平時不認真學習,考前通過突擊復習,即便考試通過,但是對知識掌握不牢靠,一段時間后就會忘記所學知識,當然更談不上會運用統計學知識來解決生物學問題,到做畢業論文需用到統計學知識時,很多學生顯得毫無頭緒.第三,學生雖然掌握了統計學的基本理論知識,但缺乏基本的統計思維能力和實踐經驗,對理論知識不能靈活運用,也不能舉一反三.這樣的一些考核方式將學生引向了一種為了應付考試而學習的軌道,學生為了完成試題,需要花大量時間去進行計算,理論與實踐脫節,當然會限制學生學習主動性和積極性的發揮.對于“生物統計學”這種注重分析和應用能力并且實踐性較強的課程而言,這樣的考核方式不夠靈活,也不能使學生有較好的學習效果.
3“生物統計學”課程考核方式的改革探索
高等教育綜合改革要求改變人才培養模式,培養出創新性人才是當下時代的需求.這樣就要求學生擁有較強的學習能力以及運用所學的專業知識解決實際問題的能力.課程的考核是教學活動的必要環節,靈活合理的考核方式能很好地促進學生鞏固教材上的學習內容,并培養其解決實際問題的能力.為了達到上述教學目標,對生物統計學課程進行考核方式的改革是必要的.在教學工作中,可以根據高等教育綜合改革的具體要求,按照教學目標,對考試觀念、內容和形式等方面進行改革,充分發揮考核的功能.改變傳統的課程總成績的測評方式,將考勤成績、平時成績、統計軟件應用成績、期末考核成績相結合而綜合考核.考勤成績可以督促學生進入教室聽課;平時成績可以督促學生通過完成作業來加強對所學理論知識的掌握,只是,要避免學生為了平時作業的成績較好而去抄襲作業的情況發生;統計軟件的應用已經普及,通過統計軟件應用這個項目的考核,可以督促學生掌握相應的統計軟件的使用方法;期末考核內容可以結合學生之前學過的專業知識以及將要進行的畢業論文內容,學生可以查閱有關參考資料后選擇一個小的研究課題,獨立設計實驗,并能夠獨立完成相關的統計分析內容,最后給予合理的生物學解釋.生物統計學的教學主要是培養學生如何進行實驗設計,如何收集并整理數據,并能用相關的統計分析方法分析出結果,最后得出相應的專業解釋的能力.因此,教師首先要轉變觀念,認識到大趨勢下進行高等教育綜合改革的必要性,認識到人才的培養模式要有所調整,認識到教學改革的重要性.
對于生物統計學的教學,教師應根據學生的知識基礎和學習能力,因材施教,以培養學生綜合運用統計學原理和知識為目標,重點培養學生運用統計學原理和方法解決實際問題的能力.傳統的用試卷進行考試的方法的實際應用價值并不是太大,這種考核方式要求學生使用計算器等工具進行大量的計算.而隨著計算機技術的發展,相關的統計軟件可以完成基本統計分析,因此這種傳統的考核方式的實際應用價值并不太大.同時,由于該門課程本身較難,可能會導致學生花了太多的時間復習應考卻并不能及格.大學生科學研究素養的培養主要體現在如何發現科學問題以及如何對所要研究的課題進行設計和實施兩個方面.而生物統計學的教學正好可達到這一培養目標.“生物統計學”的教學內容包括實驗設計和統計分析方法兩塊大的內容.通過實驗設計內容的學習,可培養學生獨立設計研究課題的能力(實驗因素與水平的選擇、實驗設計方法的選擇);
通過統計學原理和相關統計分析方法的學習,培養其利用統計學知識解決生物實際問題的能力.上述兩個方面綜合起來,還可以培養學生的邏輯思維能力,鍛煉其科研能力.因此,考核方式和內容就應該通過改革來反應學生對這些能力的運用能力,摒棄單純以理論知識的難度、深度和完成試卷的好壞來衡量學生對知識的掌握程度的做法.經過在普通高等師范院校多年的生物統計學教學實踐,筆者提出如下針對期末考核方式的改革內容:可以采用開放式考核的方式,擯棄傳統的試卷考試的方法.把生物統計學的考核與學生的畢業論文結合起來,畢業論文的前面一部分工作通過課程考核的方式來完成,讓學生自己擬定實驗計劃書(包括題目選取、文獻查閱、設計實驗等).由于學生并沒有實際開展實驗,只能通過文獻中的數據,列出相應的統計分析方法的計算步驟,再運用統計學軟件進行統計分析.
通過這種開放式的考核,可以使學生在結合應用實際的基礎上掌握相應的統計分析方法,綜合培養學生的多方面能力,達到能夠獨立進行相應的統計分析的目的.到了畢業論文的實驗部分完成后,對數據的整理以及統計分析方法的應用就能輕車熟路,達到較好的學習效果.具體內容可以從如下方面進行考慮:結合教材的兩個大的方面的內容,統計分析和實驗設計,讓學生自己編制實驗計劃書,計劃書包括選題、國內外研究動態、實驗目的、預期結果、實驗方法、實驗設計(重點內容)、確定統計方法,并從文獻中收集相關的數據來進行統計分析,列出分析步驟,最后運用統計軟件進行分析,對結果進行解釋.通過上述考核內容,還可以引導學生樹立良好的學術道德觀念.學生選題后進行實驗設計時知道需要遵循的隨機、重復、設置對照等原則,通過這個過程,應該認識到實驗所獲得的數據是分析問題、解釋問題的基礎,所獲得的任何數據和結果一定要經得起別人的檢驗,不能為了得到理想的結果而去修改或者編造數據.這對他們今后從事科學研究或其他方面的工作保持良好的道德操守影響深遠.
4結語
經過幾年的教學實踐,結果表明,通過以上考核方式的改革,學生沒有了應付試卷的壓力,學習的主動性和積極性都會有所提升.在完成期末考核內容的過程中,也鍛煉了學生運用生物統計學原理和統計分析方法解決生物學實際問題的綜合能力.此外,還能提高學生的邏輯思維能力和獨立分析能力,使其具備基本的科研能力.今后,該課程的考核方式還需要進行如下的完善:更深層次將該課程考核與學生畢業論文進行融合,具體與學生的論文指導教師進行溝通,確定選題的大方向;可以將統計軟件應用能力的考核與期末考核的內容結合起來,讓學生上機分析從文獻中獲得的數據并給予適當的生物學解釋.
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篇8
傳統的生物統計學教學過多強調理論的重要性,學生通過查找書后附表設計試驗與手工計算,忽視了利用計算機軟件進行試驗設計和數據統計分析的能力培養,不符合越來越重于計算機技術的現代應用生物統計方法的發展趨勢。在十分有限的32個學時內,為使“生物統計學”的授課內容不與“概率論與數理統計”發生重復且更實用,筆者通過對現代應用生物統計方法和統計軟件發展趨勢的課前調研,發現R軟件是一款功能全面又易學的統計軟件,含有許多新穎而又實用的統計分析技術與假設檢驗方法,完全可以滿足生物統計學的教學需要,并且沒有版權問題。各種概率分布的計算,以及平衡不完全區組、拉丁方與正交表等試驗設計,都可以在R軟件中完成,使學生可以徹底擺脫手工查表與計算的煩惱。課后關于生物統計學與R軟件使用的問卷調查發現,88.2%的學生認為在修完“概率論與數理統計”課程后仍很有必要學習生物統計學和統計軟件,92.8%的學生認為自由軟件R作為生物統計學的教學軟件十分合適,還有86.7%的學生則認為R語言的學習能夠對理解統計原理有所幫助。
1統計軟件R的介紹
R語言是一門比較新的計算機語言,源自S語言(S-Plus軟件中使用)與Scheme語言?;贕NU協議的自由軟件R提供了一種使用R語言進行統計分析與圖形展示的計算機環境,整合有許多統計工具包[1]。R語言最初由新西蘭奧克蘭大學統計系教授RossIhaka和RobertGentleman合作編寫,由于這兩位“R之父”的名字都是以R開頭,所以就稱之為R語言。R自1993年誕生以來,深受統計學家和計量愛好者的喜愛,被國外大量學術與科研機構采用,其應用范圍涵蓋了計量經濟學、實證金融學、空間統計學、統計遺傳學和生物信息學等諸多領域,已經成為主流軟件之一。2009年1月7日,《紐約時報》記者AshleeVance題為“DataAnalystsCaptivatedbyR’sPower的文章[2]在科技版發表之后,引起了統計軟件R與SAS之爭,可見R在統計學界和業界的影響力。
相對于其它統計軟件,R的主要特色在于:1)R語言具有自由、免費、開放源代碼及統計模塊齊全的特征;2)R語言是徹底面向對象的統計編程語言,R中所有計算結果都可以作為對象保存起來,供進一步統計分析與圖形展示之用;3)R軟件體積小,更新速度快;4)R的擴展性非常強。世界各地的CRAN鏡像網站上有許多志愿者提供的非常豐富的工具包,供下載使用。正如Google首席經濟學家HalVarian所說,R最優美的地方是你能夠修改很多前人編寫的工具包的代碼做各種所需的事情,實際你是站在巨人的肩膀上。
據統計,2008年12月13日~14日“第一屆中國R語言會議”在中國人民大學召開時,共有近70家單位150余人參加;2009年12月召開的第二屆中國R語言會議則在北京和上海設有兩個分會場,共有90多家單位300余人參加。參會的人員主要來自高校和科研機構,包括在校學生、高校老師、科研所研究員等。
2統計教學中R軟件的使用現狀
由于R強大的統計計算與圖形展示功能,以及自由免費與開放源代碼的特點,目前國外許多大學統計相關專業都將R作為教學軟件。據筆者調查,國內高校教學中統計軟件的使用現狀比較混亂,多是采用SPSS或SAS軟件,也有使用S-Plus、Matlab、Minitab、Stata、Eviews、Origin、DPS、MSExcel等商業軟件,仍有部分高校在統計教學中沒有結合與講授統計軟件。國內只有很少一部分高校使用R軟件進行統計教學,但是已有48所(不含重復)國內高校的教師或在校學生參加過R會議。
據不完全統計,江西農業大學、清華大學、中國人民大學、華東師范大學、暨南大學、中國地質大學(武漢)等高校已將R語言作為統計相關課程上機實習的計算機軟件。其中江西農業大學自2005年開始,就在生物工程與生物技術專業的學生的生物統計學課程中采用自由軟件R作為教學輔助工具,并取得了良好的教學效果[3]。
3生物統計學教學與R使用的調查分析
當前,數據分析處理幾乎全是使用計算機統計軟件完成,在統計方法的實際應用過程中,人們往往不會關注理論推導與計算過程,而是注重統計分析結果的解釋。對于非數理統計專業的學生,統計教學過程中不應過多強調理論的重要性,從而忽視了統計思想和數據處理能力的培養。通過課后關于生物統計學與R軟件使用的問卷調查發現,參與調查的34位學生中有30位學生(88.2%)認為在修完“概率論與數理統計”課程后仍很有必要學習生物統計學。而沒有開設生物統計學課程的2003~2005級學生的畢業論文中,嚴重缺乏統計分析與假設檢驗。這充分說明了,純粹的統計方法與理論教學,越來越不符合借重于現代計算機技術的生物統計學發展趨勢。
問卷調查中發現,有96%的學生認為生物統計學與R語言都非常有用,畢業后無論是繼續深造還是參加科研或管理工作都能用得上,同樣有96%的學生在生物統計學的課程結束后會選擇繼續學習R語言,有80%的學生認為R語言上級實習的16學時不夠用,且有92.8%的學生認為R軟件作為生物統計學的教學軟件十分合適,86.7%的學生認為R語言的學習能夠對學習與理解統計原理有所幫助,67.6%的學生認為C語言的學習基礎對學好R語言有所幫助。江西農業大學生物科學與工程學院程新等主持的教學研究課題“基于自由軟件平臺的生物統計學實踐教學研究”,對兩個年級共233人分別采用R和SPSS教學效果的比較分析發現,采用R進行教學,激發了學生的學習積極性,提高了學生掌握統計學知識的能力,教學效果比SPSS有了顯著提高[3]。因此,可以認為使用R軟件作為生物統計學的教學軟件是十分合適的。
此外,本次問卷調查中還發現76.5%的學生認為R語言的入門很容易且R軟件安裝使用起來非常方便;有63.9%的學生認為R語言的一些統計函數特別是繪圖函數的參數設置比較麻煩,學習有困難;有81.8%的學生認為很有必要組織出版關于R語言與生物統計學的參考書。與市場上隨處可見的關于SPSS或SAS軟件的圖書相比,由于R軟件是一款比較新的統計軟件,且是自由軟件,目前關于R語言或R軟件的圖書非常少。截至到2009年底只能夠在互聯網上搜索到4本與R語言有關的圖書,分別是孫嘯等著的《R語言及Bioconductor在基因組分析中的應用》(2006年7月,科學出版社出版);王斌會主編的《R語言統計分析軟件教程》(2007年1月,中國教育文化出版社出版);薛毅等著的《統計建模與R軟件》(2007年4月,清華大學出版社出版);湯銀才主編的《R語言與統計分析》(2008年11月,高等教育出版社出版)。這些書籍均以較大的篇幅詳細介紹了R語言的基礎與使用方法,適宜作為關于R語言的工具書。但是由于這4本書中均未涉及到試驗設計與現代應用生物統計方法等方面的內容(實際上,試驗設計的內容在生物統計學中占有十分重要的地位),不宜作為生物統計學的上機實習指導書。而且CRAN網站上有多種關于試驗設計及其統計分析的R工具包,如AlgDesign、crossdes、conf.design、DoE.base、FrF2等可以自由下載使用。因此,基于R軟件在國內愈來愈旺盛的市場需求,筆者認為有關出版社很有必要組織出版關于“現代應用生物統計方法在R語言中的實現”的教參或工具書。
4結論
根據調查結果與科研工作的經驗,筆者認為統計的思想或意識比統計理論與方法更重要,使用統計軟件R進行生物統計學教學,可使學生不再陷入繁瑣的統計查表與計算過程中,從而增強統計思想和數據處理能力的培養。
篇9
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
篇10
【關鍵詞】統計學;統計思想;認識
統計學是一門實質性的社會科學,既研究社會生活的客觀規律,也研究統計方法。統計學繼承和發展基礎統計的理論成果,堅持統計學的社會科學性質,使統計理論研究更接近統計工作實際。隨著社會的不斷發展,統計學的應用越來越廣泛,并不斷發展。
一、 統計學中的幾種統計思想
(一)統計思想的形成
統計思想不是天然形成的,需要經歷統計觀念、統計意識、統計理念等階段。統計思想是根據人類社會需求的變化而開展各種統計實踐、統計理論研究與概括,才能逐步形成系統的統計思想。
(二)比較常用的幾種統計思想
所謂統計思想,就是統計實際工作、統計學理論及應用研究中必須遵循的基本理念和指導思想。統計思想主要包括:均值思想、變異思想、估計思想、相關思想、擬合思想、檢驗思想。現分述如下:
1.均值思想
均值是對所要研究對象的簡明而重要的代表。均值概念幾乎涉及所有統計學理論,是統計學的基本思想。均值思想也要求從總體上看問題,但要求觀察其一般發展趨勢,避免個別偶然現象的干擾,故也體現了總體觀。
2.變異思想
統計研究同類現象的總體特征,它的前提則是總體各單位的特征存在著差異。統計方法就是要認識事物數量方面的差異。統計學反映變異情況較基本的概念是方差,是表示“變異”的“一般水平”的概念。平均與變異都是對同類事物特征的抽象和宏觀度量。
3.估計思想
估計以樣本推測總體,是對同類事物的由此及彼式的認識方法。使用估計方法有一個預設:樣本與總體具有相同的性質。樣本才能代表總體。但樣本的代表性受偶然因素影響,在估計理論對置信程度的測量就是保持邏輯嚴謹的必要步驟。
4.相關思想
事物是普遍聯系的,在變化中,經常出現一些事物相隨共變或相隨共現的情況,總體又是由許多個別事務所組成,這些個別事物是相互關聯的,而我們所研究的事物總體又是在同質性的基礎上形成。因而,總體中的個體之間、這一總體與另一總體之間總是相互關聯的。
5.擬合思想
擬合是對不同類型事物之間關系之表象的抽象。任何一個單一的關系必須依賴其他關系而存在,所有實際事物的關系都表現得非常復雜,這種方法就是對規律或趨勢的擬合。擬合的成果是模型,反映一般趨勢。趨勢表達的是“事物和關系的變化過程在數量上所體現的模式和基于此而預示的可能性”。
6.檢驗思想
統計方法總是歸納性的,其結論永遠帶有一定的或然性,基于局部特征和規律所推廣出來的判斷不可能完全可信,檢驗過程就是利用樣本的實際資料來檢驗事先對總體某些數量特征的假設是否可信。
(三)統計思想的特點
作為一門應用統計學,它從數理統計學派汲取新的營養,并且越來越廣泛的應用數學方法,聯系也越來越密切,但在統計思想的體現上與通用學派相比,還有著自己的特別之處。其基本特點能從以下四個方面體現出:(1)統計思想強調方法性與應用性的統一;(2)統計思想強調科學性與藝術性的統一;(3)統計思想強調客觀性與主觀性的統一;(4)統計思想強調定性分析與定量分析的統一。
二、對統計思想的一些思考
(一)要更正當前存在的一些不正確的思想認識
英國著名生物學家、統計學家高爾頓曾經說過:“統計學具有處理復雜問題的非凡能力,當科學的探索者在前進的過程中荊棘載途時,唯有統計學可以幫助他們打開一條通道”。但事實并非這么簡單,因為我們所面臨的現實問題可能要比想象的復雜得多。此外,有些人認為方法越復雜越科學,在實際的分析研究中,喜歡簡單問題復雜化,似乎這樣才能顯示其科學含量。其實,真正的科學是使復雜的問題簡單化而不是追求復雜化。與此相關聯的是,有些人認為只有推斷統計才是科學,描述統計不是科學,并延伸擴大到只有數理統計是科學、社會經濟統計不是科學這樣的認識。這種認識是極其錯誤的,至少是對社會經濟統計的無知。比利時數學家凱特勒不僅研究概率論,并且注重于把統計學應用于人類事物,試圖把統計學創建成改良社會的一種工具。經濟學和人口統計學中的某些近代概念,如GNP、人口增長率等等,均是凱特勒及其弟子們的遺產。
(二)要不斷拓展統計思維方式
統計學是以歸納推理或歸納思維為主要的邏輯方式的。眾所周知,邏輯推理方式主要有兩種:歸納推理和演繹推理。歸納推理是基于觀測到的數據信息(尤其是不完全甚至劣質的信息)去產生新的知識或去驗證一個假設,即以所掌握的數據信息為依據,歸納得出具有一般特征的結論。歸納推理是要在數據信息的基礎上透過偶然性去發現必然性。演繹推理是對統計認識能力的深化,尤其是在根據必然性去研究和認識偶然性方面,具有很大的作用。
(三)深化對數據分析的認識
任何統計研究都離不開數據分析。因為這是得到統計研究結論的必要環節。雖然統計分析的形式隨時代的推移而變化著,但是“從數據中提取一切信息”或者“歸納和揭示”作為統計分析的目的卻一直沒有改變。對統計數據分析的原因有以下三個方面:一是基于同樣的數據會得出不同、甚至相反的分析結論;二是我們所面對的分析數據有時是缺損的或存在不真實性;三是我們所面對的分析數據有時則又是海量的,讓人無從下手。雖然統計數據分析已經經歷了描述性數據分析(DDA)、推斷性數據分析(IDA)和探索性數據分析(EDA)等階段,分析的方法技術已經有了質的飛躍,但與人類不斷提高的要求相比,存在的問題似乎也越來越多。所以,我們必須深化對數據分析的認識,圍繞“準確解答特定問題并且從數據中獲取一切有效信息”這一目的,不斷拓展研究思路,繼續開展數據分析方法技術的研究。
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