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中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1005-5843(2012)02-0162-03
概念学习分为概念形成和概念同化两个方面:概念形成是由学生从同类事物的不同实例中发现共同的本质特征;概念同化是学生利用认知结构中原有的概念学习新概念的方式。奥苏贝尔根据学生原有知识与新知识之间的关系,提出了三种基本的概念同化模式,即上位学习、下位学习、并列结合学习。[1]因此,教师在进行概念的教学时,根据概念在知识体系中所处的位置、顺序和相互关系,依据概念同化的三种模式,选择合适的方法,使学生学会透过现象看本质,客观地认识概念的本质属性,明确概念的内涵和外延,达到理解和掌握概念、由浅入深地运用科学概念去解决一些实际问题。
一、上位学习模式教学
上位学习又称为“总括学习”,是指新概念相对于学生认知结构中已有概念具有较高的概括水平和较广的包容面,新概念通过把一系列已有观念包含于其下而获得意义,新旧概念产生了一种上位关系。上位概念的外延较大,比较抽象,直接提出概念学生往往不容易理解和接受,借鉴实例或实验,较直观地呈现事实,从具体到抽象,形成概念。正如鲁宾斯坦所说:“任何思维,不论它是多么抽象多么理论的,都是从分析经验材料开始,而不可能是从任何其他东西开始的。”
(一)联系生活实际事例学习概念
功率的概念对初中学生讲是比较抽象的,教师可从生活现象引入,挖土机与人在挖土,挖土机的土少而人挖的土反而多?为什么?两个工人工作相同时间,为什么会出现不同的结果?接着,引导学生比较做功快慢,有两种方法,一是相同时间比做功多少,二是做相同功比较时间长短。这实质上是帮助学生提取储存在头脑中的感性材料,从现象到本质,从感性到理性,建立上位概念。
(二)利用实验探究学习概念
质量有不随物体的形状、状态、温度和位置改变而改变的属性。质量的属性相对生活中具体例子是上位概念,教师来一次实验探究让学生观察现象得出结论要比直接告诉他们记忆深刻得多。教师测量一个烧杯和一个装有固态碘(紫黑色)的升华管的总质量;将升华管加热使里面的固态碘变成气态碘(紫红色)后,重新放入烧杯,观察天平是否平衡,然后引导学生从以上的数据得出结论。物体的质量不随物体状态的改变而改变,物体的质量不随物体温度的改变而改变。同理,教师先测橡皮泥的原始质量,再将橡皮泥捏成其他形状后放回,观察天平是否仍然平衡。得出结论,物体的质量不随物体形状的改变而改变。实践证明,利用实验探究,从具体到抽象,质量的属性上位概念顺利地得到建立。
(三)从生活经验逻辑推理学习概念
从生活经验逻辑推理学习概念,这种方法强调知识的内在逻辑性和知识体系的整体性,对于形成良好的认知结构十分有利,但限于学生的学习能力,这种引入方法在初中阶段应用较少。例如,在引入功的公式时,教材上规定:功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。作为教师,该如何帮助学生形成功大小计算的概念呢?教师可以引导学生探究:功大小与哪些因素有关呢?假设将物体A举高1m做的功为W。教师提出问题:(1)如果力增加一倍,高度不变。(相当于同一物体举两次)学生回答:2W;(2)力不变,高度变为两米。(相当于同一物体举两次)学生回答:2W;(3)力增加一倍高度变为两米。(相当于同一物体举4次)学生回答:4W。因此,我们可以得出:功和力的大小成正比和距离成正比,即W=Fs。
二、下位学习模式教学
下位学习又称“类属学习”,是指将概括程度或包容水平较低的新概念,归属到原有认知结构中适当概念之下,从而获得新概念的意义。教学中可在原有概念下引出新概念,并把新概念纳入原有概念体系,反过来对原有上位概念又做了补充和扩展。
(一) 运用例举法内化呈现概念
氢氧化钠、氢氧化钙是碱的下位概念,我们在学习了碱通性以后,再来学习氢氧化钠、氢氧化钙的特性。教师在讲述完氢氧化钠、氢氧化钙的特性后,教师可以说,氢氧化钠、氢氧化钙属于碱,当然具有碱的通性。又如,教师在引出重力、压力、摩擦力、浮力概念后,可以让学生讨论、分析力的三要素。通过学生讨论,画图,无形中丰富了学生对力的感性认识,对于抽象的力概念,更形象化、直观化,使之便于理解。所以,多层面、多角度地呈现概念,为概念的顺利得出和概括创造条件。
(二)运用简化的模式图实现概念同化
如细胞分裂和细胞生长、分化都是细胞特点的下位概念,三者属并列关系。教师如果单纯地通过文字进行讲解,学生难以理解概念。教师在教学中,利用简化的模式图,将抽象概念具体化,学生很容易了解细胞的行为特征。如下图,过程(一)表示细胞通过分裂使数目增多,故细胞分裂是量变的过程,刚分裂出的细胞在形态、结构和生理功能上都相似。过程(二)表示细胞分化的过程,是在分裂的基础上,细胞在形态、结构和生理功能上形成稳定性差异的过程。[2]
(三)应用生活中的实际事例掌握概念
民间谚语中蕴藏着许多科学的概念知识,在备课过程中有意识地挖掘,在教学过程中恰当地运用,一定能起到激发学生兴趣、促进学生概念学习的作用。
“龙生龙,凤生凤,老鼠儿子会打洞。”这是生物的遗传,是生物界普遍存在的现象;“一母生九子,连母十个样。”这反映了生物的变异现象;“一山不容二虎”――生物的种内斗争;“飞蛾投火”,这是生物的应激性。“一朝被蛇蛟,三年怕草绳”,这是生物的条件反射;“一方水土育一方人”,这是生物与环境的关系。通过应用生活中的实际事例,把学到的概念在实践中加以运用,这是帮助学生从抽象到具体,从一般到个别的过程。
三、并列结合学习模式教学
要学习的新概念与原有概念并无上下位关系,但横向上同其他的概念相互作用有一定联系,或都是某一概念的下位概念,它们存在于共同的知识体系中。在完成一定知识的教学后,可以使用求同和求异方法对相邻、相对、并列的概念进行归纳整理,根据它们的相互关系组合成概念体系。
(一)运用类比的方法同化概念
类比具有启发思路,提供线索,举一反三,触类旁通的作用,鉴于初中学生的年龄特点,其思维活动还刚处于从形象到抽象思维的过渡,对于较为抽象的科学知识难以接受。如果教师能在课堂上给某些知识以形象生动的类比,学生接受起来往往能收到事半功倍的效果。相对原子质量是初中科学基本概念教学的一个难点,需要学生有较强的非逻辑思维能力去理解。因此,在教学中可以用一些具体的事例进行形象类比来正确理解。如,现有四种粮食的籽粒,它们每粒种子的实际平均质量是:高梁3×10-5kg、谷子2.5×10-6kg、玉米2.5×10-4kg、小麦4.5×10-5kg,要经常书写和使用这些数字很不方便,若取一粒高粱种子实际质量的1/12(即2.5×10-6kg)作为标准,其他几种粮食种子的实际质量与这个标准相比较,就会得出一些便于书写和使用的简单比值:高梁12、谷子1、玉米100、小麦18。同样道理,相对原子质量的标准是碳原子(C―12)质量的1/12,其它原子的质量跟它比较的值,就是这种原子的相对原子质量。通过这种形象的类比,学生对相对原子质量这个比较抽象的概念有了一个形象的认识,为正确理解相对原子质量的概念打下坚实的基础。
(二)列表对比展示概念差异
对比法就是把一些相近或关系密切的基本概念,从几个方面进行逐项的对比,从中找出异同点来,以便明确其本质特征。例如,动脉、静脉、毛细血管三种血管不同,可以从从管壁、弹性、血流速度、功能四个方面加以比较。动脉、静脉、毛细血管三种血管对比列表如下。
(三) 概念图构建概念体系
概念图能较好地展示概念之间的逻辑关系,能让概念之间隐性的关系显性化,用概念图来构建知识网络,能更好地组织和呈现教学内容,使学生更容易理解各概念之间的关系及其在知识体系中所处地位。[3]如,在动物的生命活动的调节教学中,涉及到很多概念,有些概念属于并列存在,有些概念属于上下位关系,关系错综复杂,学生不容易理清前后知识点的联系。它们的关系可以用概念图表示。
概念图既可以概括一节课的内容,又可以概括一章或几章的内容,范围大小视需要而定,引导学生自己画图找概念间的联系,有助于理清思路,理解概念在知识体系中的位置和作用,提高学习的效率。
(四)维恩图彰显概念关系
笔者发现,对概念的理解不到位,特别是对概念之间的关系理解不到位,这是学生在概念学习中的最大困难。许多概念之间有包含与被包含,或者出现交集的情况,这种内容相关的概念可以用借助数学集合关系,用直观的几何图形。比如,用大小的圆圈,以及圆圈之间的从属或有部分交集的关系来表示几个概念之间的关系。例如,种内斗争和种间斗争是并列关系,都是生存斗争概念的下位概念,它们构成了生存斗争的两种形式。竞争是属于种间斗争的下位概念,而不是种内斗争的范畴。生存斗争的维恩图可以概括为右图所示。
借助数学集合直观的图形,让学生在在运用中得到巩固和概念的深化。教师可以在完成章节知识的教学后,对那些相邻、相对、并列或从属的概念进行类比、归纳,根据它们的逻辑关系,用一定图式组成一定序列,形成概念体系。把学生感知“孤立”、“散装”的概念纳入相应的概念体系之中,让学生获得一个条理清晰的知识网络,既能帮助学生理解新概念,又能进一步巩固深化已学概念。
(五)循环图突出概念联系
在血液循环的教学中,体循环和肺循环是血液循环概念的下位概念,它们构成了血液循环的两阶段,并且都包含了营养物质和气体两方面的交换。体循环是细胞消耗营养物质,将氧气转化为二氧化碳;同时动脉血变成静脉血;在肺循环的过程中,血液将CO2排除,增加了氧气,把静脉血变成动脉血。体循环和肺循环同时存在,在物质上互相依存,在气体交换上具有的连续性。血液循环的整个过程用循环图表示更清晰,学生容易掌握血液的变化情况。
总之,奥苏贝尔提出的这三种概念同化模式并不是孤立存在,而是统一在一起的。教师在采用上位学习模式教学,有时还要用到下位学习模式,甚至并列结合学习模式。所以,教师在概念教学时,应灵活应用,同时,对一些重要的科学概念,学生只有在多次循环中才加以深刻的理解和掌握。为此,在教学中要根据学生的特点,从实际出发把握教材,深入研究每个概念的深度和广度,才能更好地完成科学概念教学。
注 释:
2高职医学检验专业《卫生统计学》教学改革初探
2.1改革教学内容
2.1.1结合职业岗位需求,精选授课内容:不同的职业岗位对《卫生统计学》知识的需求存在较大差异,教师要对专业岗位需求有清晰的认识,认真研读该专业的人才培养方案,明确该专业对《卫生统计学》知识的整体需求和知识结构。高职医学检验技术专业对《卫生统计学》专业知识的需求主要包括常用统计图表的制作、常用资料的统计描述和统计推断、相关与回归分析等,很少用到多元回归分析、医学科研设计等统计方法。因此,教师要结合专业特点对教材内容进行合理的梳理和筛选。
2.1.2强调对基本原理、概念的理解,形成统计思维,避免死记硬背:五年高职学生普遍存在逻辑思维能力差、喜欢死记硬背概念、生搬硬套公式等情况,课前不预习、课后不及时复习,很容易把各种统计分析方法张冠李戴。作为教师,应在讲清《卫生统计学》基本原理和基本概念的基础上,讲清、讲透几种最基本的统计分析方法,逐步培养学生的逻辑思维和统计思维能力。引导学生把学习重点放在掌握统计方法的基本概念和有关公式的应用条件上,让学生对统计内容进行对比、归纳,建立统计知识的整体观。课后让学生及时复习,以满足将来职业岗位的需要。
2.1.3结合统计软件,淡化公式的数理推导和记忆《:卫生统计学》具有理论深奥、概念抽象、数据枯燥的特点,但它不是数学,不像数学那样着重公式的推导、证明、记忆,并通过大量的习题运算来强化公式《。卫生统计学》的主要特点是逻辑性和实践应用性强,最终的教学目的是让学生在理解统计学的基本原理和方法的基础上学会分析问题、解决问题。合适的统计软件能使复杂的统计过程简单化,更容易激起学生学好《卫生统计学》的兴趣。利用统计分析软件,如SPSS等,使学生在学习统计学时不再拘泥于繁杂的计算过程,而是更加注重统计方法的实际应用,让学生能根据资料的类型,利用软件选择合适的统计分析方法,熟练地进行数据分析,同时也培养了学生对统计软件的操作使用能力。
2.2改革教学方法
2.2.1密切结合医学实例,强调应用能力的培养《:卫生统计学》是一门教师难教、学生难学的应用型学科,多数同学由于对医学检验技术专业的认识不够,不能深刻认识《卫生统计学》的重要性,导致缺乏学习兴趣。传统的教学方法多以教师讲授为主,辅以实习、案例讨论。课堂上教师先讲解基本概念、原理、公式和计算等,然后让学生采用手工法计算相应的统计指标,结果是繁琐的计算使学生对统计学这门课程越来越不感兴趣,对所学的内容似懂非懂,遇到具体问题时无所适从《。卫生统计学》授课时应采用多种教学方法,如PBL教学法、实践教学法、应用教学法等,通过应用统计软件、分析案例避开繁琐的运算,着重培养学生使用统计学这一工具分析问题、解决问题的能力。采用多种教学方法不仅课堂气氛活跃,师生交流多,学生印象深刻,还能充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。
2.2.2适当拓展课本知识:适当拓展对数据量较大的资料的整理和分析能力训练,如不同数据库之间的数据如何相互转换、导入,不同形式录入的数据如何整理分析,如何选用正确的统计分析方法等。只有通过具体的资料分析、统计方法的应用训练,才能让学生充分掌握理论知识,形成统计思维。
2.3改革教学评价的方式
2.3.1注重从结果性评价到过程性评价:高等职业教育的目的主要体现在应用性和操作性上,为了全面考查学生的知识和能力,务必摒弃简单的以期中或期末考试作为终结性评价的做法。应做到全面评价学生的学习过程和结果,调整考试结构,从基础知识和基本能力两个维度进行测试。基本能力的评价要覆盖课堂考核、课后考核、课前预习、知识掌握、灵活应用程度等方面,以全面考查学生对《卫生统计学》基础概念、基本原理和基本方法的掌握程度,以及对具体案例的统计分析能力。
2.3.2从知识评价的单一体系向知识、能力、应用分析等多元评价转变:目前,多数《卫生统计学》教材和各院校开设的《卫生统计学》课程依然使用传统的教学模式,注重理论知识、公式的推导、运算,很多时间花费在讲解基本原理和具体公式上,导致最终的考核评价主要侧重于理论知识的掌握程度,而较少侧重对于统计思维的养成、具体案例分析能力的考核。为此,对于《卫生统计学》考核的具体评价应该包括课堂知识的掌握、课后的总结归纳、统计软件的应用、具体的案例分析等多元评价。
2.3.3注重学生对老师的评价,反馈于教学(多元评价主体,多元评价客体):评价主体应多元化,不仅教师对学生进行评价,而且应该包括学生对教师授课内容、授课方法、授课过程中的亮点与不足等进行的定期评价,以期对教师改进教学方法、提高教学效果起到推动作用。
1《生物统计学》(第一版)
统计学是以概率论为基础的,因而生物统计学必然与抽象复杂的数学知识相联系。生物统计学的理论性和实践性均较强,而且涉及的内容、公式和抽象概念较多,需要一定的数学基础和较强的逻辑推理能力,但由于生物学科的特点,生物统计学相对应于概率论与数理统计是“拿来主义”,一般不过多讨论其数学原理,而是在简单介绍统计原理的基础上重点介绍具体分析方法的应用。教学组在多年教学实践工作的基础上,1997年在科学出版社出版的《生物统计学》[5]就充分体现了这个特点。书中内容主要侧重于各种统计方法的应用,在统计原理方面,一般只作概念上的介绍和公式的简单推导,对有些较复杂的统计公式则只给出公式,其目的主要是为让读者不但对统计学原理有较全面的了解,更重要的是结合实例了解和掌握各种常用统计方法。在内容的编排上,全书共分十二章,概括起来主要有五个方面:第一章至第三章介绍统计和概率的基础知识,包括生物统计学的概念和内容、数据的搜集与整理、平均数和变异数的计算、概率和概率分布等;第四章、第五章介绍统计推断,包括样本平均数的检验、样本频数的检验、方差同质性检验、非参数检验和检验;第六章至第九章介绍统计分析方法,主要内容有方差分析、直线回归与相关分析、可直线化的曲线回归分析、多元回归与相关分析、逐步回归分析、多项式回归、协方差分析;第十章、第十一章介绍抽样与试验设计,主要包括抽样误差估计、抽样方法、抽样方案制订及常见的试验设计如对比设计、随机区组设计、正交设计及其相应的统计分析方法;第十二章对多元统计分析进行了简单介绍。每章都附有一定数量的思考练习题,供读者参考。
2《生物统计学》(第二版)
根据教学安排和生物统计学应用的需要,在教材使用反馈意见的基础上《生物统计学》(第二版)[6]于2000年在科学出版社出版。与第一版相比,各章节做了大幅度调整,将全书分为十四章,补充了拉丁方设计和裂区设计两种试验设计方法,将抽样原理和方法、常用试验设计及其统计分析放在了可直线化的非线性回归分析之后进行介绍,使章节编排体系更符合读者学习的要求。第一章至第三章分是基础理论,包括概论、试验资料的整理与特征数的计算及概率与概率分布。第四章至第六章介绍了具体的统计分析方法,分别是统计推断、检验和方差分析。第七章、第八章主要介绍试验设计的相关内容,包括抽样原理与方法、常用试验设计及统计分析。前面所涉及的统计分析内容主要是针对一个变量而言,之后的章节则主要介绍两个及多个变量的分析方法,第九章、第十章是关于一元回归和相关的内容,分别是直线回归与相关分析、可直线化的非线性回归分析。第十一章至第十四章介绍了协方差分析、多元回归与多元相关分析、多项式回归分析和多元统计分析简介。书中增加了对全文关键词汇和术语的索引,并在书后附上了各章部分思考练习题的答案。在例题上进行了重新编排,以使所选例题更能反映本章的内容且便于读者的学习和理解。
3《生物统计学》(第三版)
为适应21世纪生命科学发展和生物学人才培养的要示,在第一版、第二版的基础上,对教材内容重新进行了编排、审核并增加了部分内容,于2005年在科学出版社出版《生物统计学》(第三版)[7],并被列为21世纪高等院校生物科学系列教材。与之前相比,此版教材突出了以下3个特点:(1)内容丰富:增加了平衡不完全区组设计、倒数函数曲线、通径分析等内容;(2)编排科学:全书分解为十六章,各章节的安排更加注重了内容的循序渐进,并在每章之首增加了本章提要,总结该章节的主要内容,并列出了难点和重点;(3)针对性强:内容突出了本教材主要作为生物学专业教材这个重点,所选例题均为均为生物学试验中的案例。另外,随着计算机统计软件的发展和应用,统计软件是在统计学研究中必不可少的应用工具。目前的统计学软件,相关的统计分析方法及术语多以英文形式给出,只有掌握了相关术语的英文表达,才能更好地应用软件,否则只会导致统计分析的误用。在此版的修订中,对主要概念和术语增加了英文标注,并重新编排了中英文对照索引,以便于学习和检索。此版还对统计分析中学生易引起歧义的内容进行了修订,例如,方差分析是统计学常用的分析方法之一,对方差分析基本原理的理解是正确运用方差分析的前提。在教学中,要求学生正确理解方差分析中的处理数和组内重复数的含义和统计学意义。原来的教材中,例题中的处理数k和每处理下的重复数n的数量值是一样的,这样学生学习起来容易产生混淆,在这次修订中对例题进行了更换,以使学生很容易掌握n、k的含义及特征。
4《生物统计学》(第四版)
为适应21世纪生命科学发展和生物学人才培养对生物统计学教材的要求,在本书前三版的基础上,按照“强化基础、突出重点、注重应用、通俗易懂”的原则对全书内容重新进行了精简和编排,于2008年出版《生物统计学》(第四版)[1],并被教育部列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。与前三版相比,本书具有以下特点:(1)突出以本科教学为重点,注重与多数高校生物类专业目前生物统计教学要求的适应,精简了多元统计分析等部分较深的内容和平衡不完全区组设计、拉丁方设计、非参数检验等不常用的内容,将全书缩编为十四章。教材内容更侧重于各种统计方法的应用,而对复杂的统计原理只做概念上的介绍和公式的简单推导,目的是让读者在全面了解统计学原理的基础上,结合实例了解和掌握各种常用统计方法。(2)根据生命科学研究的发展和要求不断进行补充和调整教材内容,在内容结构安排方面,对全书各章节进行了部分调整,将直线回归与相关分析、可直线性的非线性回归分析放在抽样原理与方法和试验设计的前面,以使本书更加系统,便于本课程基本内容的教学。生物统计学分为统计分析和试验设计两大部分内容。此版教材在介绍统计学的基本理论之后,全面介绍各种常用的统计分析方法,然后是试验设计的内容。各章节安排循序渐进,具有一定的深度和广度。(3)更换和调整了部分例题和习题,对部分表达不甚清晰的部分进行了修订。在选用例题时,选择生物学各个分支典型例子,并着重突出生物专业及相关专业教材的重点。同时在各章后附上重新编排思考练习题,教材最后附上中英对照索引,以便于学习和检索。(4)为了进一步帮助读者理解和学习此版教材的内容,提高学生自学能力,配合本书编写了《生物统计学学习指导》一书,以利于学生加强课后实践练习,实现《生物统计学》教材的立体化。
5《生物统计学学习指导》
[作者简介]周文君(1975-),女,江苏盐城人,盐城卫生职业技术学院卫生信息管理教研室主任,讲师,研究方向为公共卫生及卫生信息管理专业教学。(江苏盐城224005)孙晓凯(1978-),男,江苏盐城人,盐城市疾病预防与控制中心慢性病科主管医师,研究方向为慢性非传染性疾病的预防与控制及卫生统计学教学。(江苏盐城224002)
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2009)20-0144-02
现代医药卫生科技信息化发展迅速,卫生信息管理科学的发展对卫生信息管理专业人员的素质提出了很高的要求。医学院校培养的卫生信息管理专业学生需要面向各级卫生行政管理部门、医院、医学信息部门、医学图书馆等部门,从事日常办公事务处理、病案管理、卫生信息资料、医学图书、档案管理等工作和计算机维护工作。①他们除了需要掌握基础医学、临床医学等医药卫生知识和程序设计、数据库管理等计算机知识外,还需要具有较好的统计学理论知识,能够熟练掌握部分统计软件的使用,以便为各级医药卫生机构提供信息和决策依据。为了提高医学统计学课程质量,培养卫生信息管理专业学生建立统计学观念,提高动手解决实际问题能力,近年来,盐城卫生职业技术学院对卫生信息管理专业的医学统计学的教学方法进行了探索与研究,主要从以下几个方面着手。
一、根据课程特点明确学习要求
1.课程特点。医学统计学是一门既有复杂理论知识,又有丰富应用技巧的医学专业基础课程。它是科研设计、资料的搜集、整理和分析的灵魂,可应用于居民健康状况评价、医疗卫生实践和医学科研等各个方面,涉及基础医学、临床医学、预防医学等多学科领域。医学统计学内容主要是以医学理论及其研究内容为载体,应用数理统计学的理论和方法来阐述某个医学实际问题。②
2.学习要求。医学生学习医学统计学,并非要成为医学统计学的专业人才,其目的在于建立起统计学观念,学会从不确定性、机遇、风险和推断的角度去思考医学问题。对于卫生信息管理专业等非预防医学专业学生,特别是专科生,医学统计学的数学原理、公式推导等要求可以更加放宽,重点应放在统计方法的应用上。因此,我们要求学生学习医学统计学必须要牢固树立起统计学观念,如生物性个体变异观念,各种医学指标独特和分类观念,抽样误差不可避免及各种条件下样本具有不同的误差观念,各种研究对象和研究方式含有不同变异的观念,等等。学习医学统计学的具体要求是:能够理解一些基本概念、基本原理;记住一些最基本的公式和界值;重点要掌握统计方法的适用条件、统计结果的解释;此外还要再加上认真的课后练习和上机实习。
二、系统安排教学重点
1.合理选择授课章节。目前,各地院校本科、专科生开设的医学统计学课程课时大多在50~100节课间,要在这有限的课时内讲完这么多的内容很不现实,所以各地学校要根据培养目标选择适当的章节为学生讲解。对于非预防医学专业学生,除了基本的概念、统计描述、概率分布、参数估计、t检验、卡方检验、非参数检验等医学统计学基础理论部分外,其他的理论部分,如实验设计、调查设计、复杂的相关与回归等章节可以不讲,留给有兴趣的同学自学,把更多的时间安排在课上讨论和实习课的操作上。对于卫生信息管理专业学生的培养目标,除了基本统计学理论外,还应重点加上在日后信息统计工作中会常用到的关于各种率的概念、计算方法的章节。此外,还可以讲座的形式为学生介绍一些常用的、比较复杂的统计学方法。
2.明确教学重点。传统的统计学教学内容包括三个方向:一是基本概念和方法;二是公式的来源、推导和详细的手工计算步骤;三是统计结果的解释与分析。③传统的公式推导虽有利于对统计基本概念的理解,但对非统计专业的医学生来讲,冗长的公式推导已很难理解,更谈不上对它的记忆了。因此,对于统计公式,我们要求学生只要了解其直观意义、用途和应用条件,而不要求掌握其数学推导,教学内容的重点放在统计学基本原理、基本要领和逻辑思维上,而不是统计学方法的计算过程或数学算法的讲解上。同时,随着信息技术的迅速发展,各种数据处理软件和统计软件唾手可得,统计学计算也很容易实现,相反,统计学基本知识和基本原理的教学更显迫切。我们的教学重点是培养学生解决实际问题的能力,让学生对已有资料能够找到适合的统计方法,结合本专业知识解释统计结果。为此我们调整了一些教学内容,注重统计学基础、统计学思维、统计学操作能力的培养,同时利用优秀的统计软件,简化统计计算过程,强调统计方法的选择与报告信息的提取。例如,目前医学上常用的假设检验方法有十余种。我们要教会学生能够根据研究目的、资料类型选择最适宜的统计方法,如计量资料常用t检验、方差分析等方法;计数资料常用卡方检验;等级资料可用秩和检验等,同时还要注意各种检验方法的应用条件。
三、注重例题的练习
1.从例题入手,提高学生的认识。医学统计学的学习以理解为主,而一般医学院校的学生对数学的接触很少,因此,对于医学统计学这门课程,很多学生往往存在一种恐惧心理。为消除这种心理,使学生对之感兴趣,从实例入手是非常重要的。在理论教学课上讲授某个概念或方法之前先举个例子或提出问题,让学生给出自己的看法和解决思路,教师适当加以引导和启发,在解决这些问题的同时,再将统计学基本概念、基本原理和基本方法融入其中。这里提到的实例,可以是教材中现有的例题或练习题,可以是统计咨询中碰到的实际问题,或医学期刊论著中的一些实例,也可以是日常生活中的某一现象。学生的思维经过这样一个由感性到理性,由具体到抽象的认识过程,减轻了接受抽象概念和方法的难度,加深了对书本内容的理解,还调动了他们学习的积极性,对提高教学效果大有帮助。此外,大量例题的讲解和练习还有利于提高学生日后解决实际问题的能力。由于毕业后从事不同的工作岗位,对于大部分人来说,很多统计方法往往因用不到而不会使用,等实际工作中碰到时候便无从下手,这时他们便可查阅以往教材、参考书上的例题,与实际工作中的材料进行对比来获得合适的统计方法。
2.进行案例讨论,加深对常见错误的认识。统计方法的选择重点在于要根据设计类型、资料类型及分析目的选用适当的检验方法和检验统计量。我们在讲授各种检验方法时,不但重点强调各种方法的应用条件,还举出具体误用例子加以讨论,将常被误用的方法列举出来,供学生辨析,从反面吸取经验教训。比如常见误用有:配对t检验误用为成组t检验;多组均数比较应用方差分析及q检验误用为t检验;配对设计卡方检验误用为成组卡方检验;多个率比较应用行×列表卡方检验误用为四格表;应该用确切计算概率法误用为四格表卡方检验;等等。新版的“卫生统计学”教材每章都增加了“案例讨论”部分,教师减少了习题课时间,充分利用这些案例,给学生足够时间进行课堂讨论。案例讨论在不偏离主题的前提下,调动了每一个同学的积极性,又能及时发现问题,解决问题,培养学生的综合应用能力,为今后的实际应用打下坚实基础,很受学生的欢迎。
四、使用统计软件提高教学质量
1.选择SPSS软件作为教学软件。计算机和软件技术的飞速发展避免了在医学统计工作中烦琐的计算过程和记忆复杂的计算公式,使得医学统计学的应用越来越易于实现。卫生信息管理专业学生之前接受过计算机基本知识的培训,很容易掌握软件的操作,因此开设统计软件实习课显得尤为必要。目前,国内外的统计软件众多,根据学生的实际情况,从针对性、实用性的观点出发,我们选择了功能强大且易于掌握的SPSS软件作为医学统计学实习课的教学软件。SPSS是目前国际上最流行的、具有权威性的统计分析软件之一,它操作简单,无须编程,易学易用,可以直接读取Excle等数据文件,分析结果清晰、直观,可以直接复制到Word文档中,为学生使用带来极大的方便。④
2.精心安排实习课内容。实习课我们要求学生在计算机上学会应用该软件,能够在学习之后应用该软件独立完成实际资料的统计分析等工作。具体做法是,首先由实习教师对本节课的内容进行讲解,并在主机动态演示SPSS软件的操作过程,解释结果,然后让学生应用SPSS软件独立完成书本上或教师精心筛选的习题,并要求学生看懂计算机输出的结果,同时能对资料进行解释。我们重点让学生掌握的是一些基本操作(包括数据的输入和整理、变量的设置、转换等)、主要统计分析过程(包括描述性统计、t检验、方差分析、卡方检验、线性回归和相关分析、非参数检验)和基本统计图等内容,同时要求学生能理解输出的结果,合理解释统计结论中重点指标的含义。
3.避免盲目使用统计软件。统计方法选择的正确与否依赖于使用者对资料的了解程度与统计分析方法的掌握程度。而SPSS软件只是一种工具,它无法对统计方法的适应性做出判断,不能取代分析过程。如果不懂得选用正确的统计方法,而盲目使用计算机和统计软件,不管是什么研究类型的数据都简单地交给计算机处理,用计算机取代统计,那么大量的信息和统计数据将得不到有效的利用,势必造成统计方法的滥用和误用。另外,学生在课本上看到的是规范化的表格表示出来的资料,很容易选择适当的方法,而日常工作中往往不是这样,因此,如果学生对统计方法掌握不好,在实际工作学习中很容易出现滥用统计软件的情况。所以,我们教学中一再强调不能盲目的使用统计软件,而是要根据统计学原理选择合适的统计方法,然后再使用统计软件进行分析。
tions ability. Owing to shortcomings of Applied Statistics textbook in composition, the arrangement mode of Applied Statistics textbook in materials, which includes seven elements of unity and follows the law of human cognition - Inductive deductive method, is put forward from the cited cases, problem-solving thinking, problem-solving model, con-
cept, exercise, case studies, statistical software.
【Key words】 applied statistics, materials arrangements, cognitive law
统计学在自然科学与社会科学的研究中,作为通用的数据分析方法,日益受到社会各界的重视。教育部将统计学科上升为与经济学、数学等学科并列的一级学科,成为非统计专业的专业基础课程。作为一门应用性极其广泛的学科,统计学教材是教学过程的载体,是统计思想和方法的集合。只有统计学教材上档次了,统计学教学才能上层次,才能培养出具有统计思维与统计分析能力的高素质应用型人才。
1、应用统计学教材建设情况评述
张晓庆(2009)指出:非统计专业核心课程的《统计学》教材,其建设目标定位应是以统计学学科知识为基础内容,以综合素质培养和实际能力训练为基本目标,努力贯彻先进教育理念,遵循学习认知规律,合理规划教材结构,争取形成内容丰富、功能齐全、形式多样、系统完整、使用方便的综合性《统计学》教材内容体系。《应用统计学》教材作为《统计学》教材的一个分支,更加注重统计学的基本原理在实践中的应用,该种类的教材重点培养学生应用统计分析方法的实践能力,其教材的建设主要体现在以下几个方面。
(1)教材适用的范围、适用层次不断深化、细化
统计学应用于社会经济生活的各个方面,相应的统计学教学不断涌现。如:张爱华的《通信管理中的应用统计学》、谢彦君的《旅游管理应用统计学简明教程》、李林杰的《经济应用统计学》、向蓉美的《网络经济条件下统计学的应用与发展》、刘金兰的《管理统计学》、陈国英的《心理与教育统计学》、谢邦昌的《生物统计学》、杨永年《畜牧统计学》、黄振平的《水文统计学》等,其中经济与管理类应用统计学教学出版的最多。应用统计学适用的层次涵盖了各类职业学校、专科、本科、研究生,如:粟方忠的《统计学原理》、立信会计出版社出版的《统计基础》、于声涛的《统计学原理》等适用于高职高专的教材;张开玉、张耀有、陈星的《现代应用统计学》、吴伯林、曹立人的《现代统计学极其应用》、张梅林的《应用统计学》、龚曙明的《应用统计学》、谢忠秋的《应用统计学》、王淑芬的《应用统计学》等适用于本科的教材,适用于本科教材的最多;吴喜之的《统计学?D?D从数据到结论》、马庆国的《应用统计学》、卫海英的《应用统计学》、赵玮、温小霓的《应用统计教程》、葛新权、王斌的《应用统计学》等适用于研究生的教材。
(2)案例教学成为发展趋势
案例教学在应用统计学教材中越来越受到重视,它把学生引导到实际事件中,通过个人分析和与他人讨论或辩论,针对事件中的问题进行认真、冷静的思考,找出解决问题的基本途径和方法,追求的是一种“生存教育”,而不是传统的“书本教育”。如:张晓庆的《统计学》、赵振伦的《统计学?D?D理论、实务、案例》、谢忠秋的《应用统计学》、向书坚的《统计学》、袁卫的《统计学》、陈菊春的《应用统计学》等以引例的方式提出本章将要研究的内容或以案例分析的方式对本章的内容进行综合的运用,注重学生综合能力的培养,增强分析问题和解决问题的综合能力。、崔文田、徐青川的《应用统计学教学实践案例集》、中国统计出版社出版的《统计学教学案例》、董逢谷、朱荣明的《统计学案例集》等以案例集的形式,培养学生的统计应用能力。
(3)统计软件成为必备工具
应用统计学教材越来越重视统计方法和计算机软件的紧密结合,培养具有统计方法和统计信息现代化处理技术的实用型人才,EXCEL、SPSS等适用于统计教学的统计软件在统计教材内体现出来。EXCEL提供了一个功能强大的数据分析工具,它比专业统计软件易学、易用,大多数计算机里都装有该软件,学习起来非常方便。多数经管类非统计专业的统计学教材将EXCEL在统计中的应用重点编入其中,作为辅助教学工具。
近年来,国内的统计学教材,尤其是应用统计学的教材出现了上述三点变化,同时,教材形式逐渐向美式教材倾向,侧重教材的易学性与应用性。重视学生的统计思维与统计实践能力。
2、统计学教材编写的认知规律
应用统计学教材的侧重点应当是统计理论的实践能力。这需要把握两个方面,一个是统计理论的掌握能力,一个是统计理论的应用能力,这两点都需要在教材的编写中充分的体现出来。笔者认为,能够依据认知规律安排应用统计学各章节内容,有助于培养学生的统计素质与统计能力。
人的认知通常采用两种逻辑思维方法:归纳与演绎。归纳是由个别或特殊的具体知识出发推出一般结论,得到普遍原理的思维方法,是由个别或特殊上升到一般,由感性经验上升到理性思维的重要思维方法。归纳法主要表现为两个方面:一方面,运用这种方法整理科学事实从经验事实中找出普遍特征,总结出定律和公式。另一方面,运用归纳法可以启发思路,提出假说或猜想,促进科学研究的深入发展。
因此,统计教学的编写也应当按照归纳、演绎的认知顺序进行安排。现有的教材,并没有重视人的认知规律来编写教材。主要体现在:每章的第一节就是关于这一章概念的定义、分类、作用等的介绍。案例应当是掌握统计知识的基础上,培养学生的统计应用能力,内容安排顺序应是采用演绎法的认知规律,案例应是先有案例目的后有分析解决,以此加深学生的统计思维能力。
3、应用统计学教材编写的七要素分析
现以统计学中统计指数这一章的内容编写为例,说明统计教材在编写过程中的内容顺序的安排要与人的认知规律相符合。主要体现在以下几方面:
(1)引例。各小节应以引例开始,引例中提出需要解决的现实问题。例如:综合指数这一节,以某商店在报告期与基期销售三种商品价格与销售量:
提出:1)各种商品的销售量变动方向?
2)三种商品的销售量总体变动方向?
这四个问题的解决是为了引出什么是个体指数,什么是综合指数,什么是同度量因素,使同学在对现实问题的解决过程中归纳出相应的概念。
(2)解决思路、解题模型。根据引例中的问题,寻找解题路径:问题1可通过以学过的综合指标中的总量指标和相对指标解决。问题2的解决思路是:由于这三种商品的使用价值不同,计量单位也不同,因此不能直接把销售量简单相加。但我们知道:销售量×销售价格=销售额。如果我们将各种商品的销售量分别乘上它们的销售价格,把各种商品的销售额可以直接相加,得到销售总额。这样就使不能直接相加的销售量变成可以直接相加的销售额,为说明销售量总变动,用销售额进行对比,就必须把价格固定下来,这样得到的报告期销售总额与基期的销售总额的不同就是由于销售量变化引起的。由此得到综合的销售量指数。由此得出销售量变动方向或,在此过程中,锻炼学生的解决问题的能力。
(3)概念。对现实中解决的问题进行归纳总结,由此引出相应的概念。通过上例可归纳出:同度量因素的概念,它是在编制指数时,为解决现象不能直接相加时引入的一个媒介因素,它具有同度量的作用和权数的作用。同理可以归纳出个体指数、总指数、综合指数、质量指标指数、数量指标指数的概念,并进一步推导出指数的作用。通过实例教学,采用归纳认知方法,自然得出相应的概念与作用。
(4)习题。课后习题应采用先计算题后概念理解题的安排顺序。通过前面章节的学习,采用归纳的认知方法,对统计指数的相关概念、解题方法有了一定的理解,课后题应是对这些内容的加深理解。
(5)案例。案例分析题的安排应采用演绎式的安排。统计学的案例是检验学生通过本章知识的学习,解决实际问题的能力,这是由理论到实践的认知规律,即由演绎到归纳的认知规律。因此,统计案例的设计应遵循演绎的方式,首先是本案例的教学目的,然后是教学要求、案例背景资料、提出问题、解题过程、现实含义。
(6)统计软件。统计软件应当在习题的运算与案例分析中应用,不应以单独的形式介绍软件的应用,使同学在解决问题中提高自身的统计工具应用素质。这是直接在实践中增强学生的统计理论认知能力。
通过以上论述,可以得到统计学教材内容的安排与归纳演绎法的认知规律相结合的模型(如:图1)。在这一过程中,遵循了人们的认知规律,使学生通过解决引例中的问题,理解统计理论、统计模型、统计概念的实际含义,通过习题解决强化所学的统计知识,通过案例分析达到统计理论的应用,提高自身的应用统计能力。
关键词:
生物统计;教学改革
统计学可以分为数理统计和应用统计两大范畴。生物统计学就是应用统计学中的一个重要分支,同时也是生物信息分析和超级计算机平台上进行大数据分析的重要理论基础。随着国际大数据时代的到来,中国不论从政府,企业还是高等学府越来越重视统计学的相关课程。通过生物统计学课程的讲授,笔者发现了一些生物统计学课程讲授中一些值得探讨的问题。
1高校教学安排中通常将理论课的讲授和实践操作分割开来
举个例子来说,在高校的生物统计学课程通常是先进行基础理论的讲授,内容包括统计资料的整理,资料的描述统计,常用的概率分布,假设检验,方差分析,卡方检验,直线回归与相关分析,以及试验设计方法。所有的理论课程讲完以后,一般情况下就过去10个教学周了。之后是安排一整周的教学实习。教学实习的安排通常是一种统计学软件(如SAS)的操作,以SAS软件为例,主要教授如下内容:SAS软件的基本操作,SAS程序结构、程序的输入、修改调试和运行,常用生物统计方法的SAS程序(描述性统计、资料的正态性检验、t检验、方差分析、直线回归分析等)[1]。这里有几个小问题值得高等教育的工作者去思考。首先,学生的记忆能否再10周以后对于抽象的理论知识依旧清晰。在微机课程开始的时候,所学的知识已经是几周以前讲授的内容了,在教学中,我经常发现当我提出一个指令让学生输入的时候,一部分学生还可以马上跟上教师的节奏,另一部分学生在线面瞪着眼睛茫然不知所措。其次就是实践操作的部分内容和理论课程脱节。这样讲授的后果就是不论理论课程还是实践操作,学生学习结果都是半桶水,而生物统计学课程也成为同学们心目中的难点课程。
2涉及大量的抽象概念和公式,导致学生缺乏学习该课程的兴趣
生物统计学涉及大量抽象概念,例如:总体与样本,参数与统计量,准确性与精确性,随机误差与系统误差,小概率事件实际不可能原理等[2]。生物统计学涉及大量的数学知识。虽然我院的学生在开设生物统计学课程之前已经学习了部分高等数学的知识。但对于理工口的学生而言,农科口的学生对数学的掌握和运用程度仍然有所欠缺。而这些抽象的概念和公式导致了部分学生的恐惧心理。
3统计学课程的数理属性导致了课堂交流开放性的欠缺
和管理或文法课程不同的是,生物统计学课程中讲述例题的结果是在概率论的基础下做出的结论。比如说:当计算出的试验参数小于或超过试验阈值的时候,我们可以接受或否定预先建立的零假设,而否定或接受备择假设,从而对试验结果做出统计学上的判断[3]。而管理学课程往往可以是多元开放的结果。比如:请用S(strengths)W(weaknesses)O(opportunities)T(threats)分析法来讨论一家企业的优势,劣势,机会和威胁。同学在和教师的讨论过程中就可以根据自身的知识,经验和理解给出开放多元的答案。根据以上三点在生物统计学讲授课程中所发现的问题。我对生物统计学课程有如下思考:1)将理论课时和实践课时结合讲授。首选的方案是在机房里讲授统计学课程,2个标准学时的大课可以一堂课程讲授理论课程,一堂课讲授相关的微机操作。次选方案是在多媒体教室讲课时,老师用自己的笔记本电脑连接连接多媒体平台,切换理论和操作课程的讲授,每节课程结束后,下次课带学生进机房实操。2)对于数学基础相对薄弱学科的学生,在每节课的讲授之前先做一个简单的概念回顾,将本节课程所需要运用的数学知识进行一个几分钟的短时间review以消除学生对数学知识的恐惧心理。3)加强和学生的课堂沟通。尽管无法做到象文科类课程那样随心所欲的畅所欲言,课堂交流在生物统计学课程上仍然是必要的。一般而言,我会选择上一堂课结束前讲授过的习题和同学们进行沟通交流。温故而知新,对自己已经听过的课程同学们进行解答和回顾往往更有信心,也能更好的活跃课堂的气氛。
4总结
生物统计是一门农业口重要的核心课程,在生物统计的教学中,笔者发现了一些困扰现在高校教师和学生的问题,也提出一些教学改革的探讨,以期提高教学效率,改善教学效果。
统计的研究对象是大量社会经济现象总体的数量方面,可以说统计就是研究量的,大数据时代恰恰是以数据为中心的,所以说统计人员必须学会用数据去思考问题。如何适应大数据时展的要求,如何在这样的背景下对统计学教学进行改革,是急需解决的问题。除了普查这种调查方式以外,许多传统的统计方法都是基于小样本数据而建立起来的,因此它并不适用于大数据分析的需要。在如今这样的大数据时代,这些传统内容的相对重要性也会随之发生改变。比如,传统统计的数据搜集,通常是根据研究目的,在已知来源的数据当中搜集,记录者的身份是确定的,而大数据时代,数据的来源是很难追溯的,而且对记录者的身份也很难确定。再如,传统的抽样推断是在概率保证的前提之下,以分布理论为基础,用样本的特征推断总体特征的,而在大数据背景下,分布状况是实际的,判断也是基于总体特征进行的。
二、大数据时代下的传统统计教学必要性分析
大数据一词是由统计学家提出来的,可见大数据与统计渊源甚深。目前大数据时代致使统计学的教学内容发生了重大改变,但是其中最基本的原理保持不变,因此在统计学的教学过程中,要能够让学生应用基本原理进行新的教学内容的理解。在教学过程中要能够采取理论与实际并重的教学模式,将基础理论以及实际应用进行紧密的结合。大数据虽然对传统的统计教学产生了近乎颠覆性的影响,但并不是所有的问题都有海量的数据,不是说传统的统计理论和方法就不能用了,也不是所有的数据问题都适合用现有的大数据处理技术来处理。
(一)统计基础理论的重要性
在教学过程中,理论教学的作用非常重要。应该强调统计学理论基础,并分析基本理论在实践当中的应用。虽然一些统计学中的概念在大数据背景下变得不再是普遍性问题,比如样本的概念。但是在淡化了类似样本和总体概念的同时,似是模糊了抽样推断这一传统统计分析方法,但事实上却是强调了归纳,本质来说仍是推断(归纳推断)。
(二)传统统计调查、整理方法的重要性
传统统计学在数据搜集、模型的选择方面,有相当的独特之处。虽然已经进入了大数据的时代,但是并不是所有的问题都有海量的数据。传统的统计数据搜集、整理的方法仍然适用,因此,相关知识的传统统计教学十分重要。
(三)传统统计分析方法的重要性
数据统计是初中数学的重要组成部分,与生活各方面息息相关.学生掌握数据统计的方法,对于今后的学习和生活有重要作用.教师有效实用的教学方式,对学生掌握数据统计具有重要影响.
一、通过讲解,使学生形成统计的基本概念
教师讲解是初中教育中必不可少的基本教学方式.初中阶段的学生往往缺乏自学能力,理解能力也有待于提高,对于统计的基本概念缺少基础的理解,所以教师的讲解是学生进入统计部分学习的第一步.随着科技的不断发展,当今世界已经成为一个信息化的世界,信息的表达主要是通过对数据的统计和分析,如天气预报、体育比赛等,都是通过对数据的统计和分析将信息传递给群众.在数学统计教学中,教师可以通过日常生活中的例子向学生解释统计的基本概念,包括统计学中的中位数、众数、平均数等,还要向学生举例解释统计学对生活的影响,如可以通过比分等对体育比赛中的胜负做出判定.在统计的基本概念教学中,教师可以通过写出大量10以内的数字,如3、2、4、6、8、6、6、4、3、3、9、9、2、0、8、7、7,事先向学生说明统计学中平均数是指在一组数据中所有数据之和再除以数据的个数、众数是指一组数据中出现次数最多的那个数据,一组数据可以有多个众数,也可以没有众数等基本概念,与学生互动,提出问题:上面一系列的数字中平均数是多少?众数是多少?这样,在学生了解统计学基本概念的同时,使他们的应用能力得到提高.
二、引导学生进行探索,激发学生的学习热情
在统计教学中,激发学生的学习兴趣和热情,能够促使学生掌握知识.“兴趣是最好的老师”.因此,教师结合学生的实际生活来引导学生探索统计学知识对于激发学生的学习兴趣是十分有意义的.教师可以通过任何学生感兴趣的话题来激发学生的学习热情.例如,教师可以通过提问学生最感兴趣的运动是什么引起话题,吸引学生的注意力,之后举出一个有关足球比赛的例子,如甲队、乙队、丙队进行循环足球比赛,比赛情况为甲队:胜2,负零,平零,进球数为6个,失球数为2个;乙队:胜1,负1,平零,进球数为4个,失球数为4个;丙队:胜零,负2,平零,进球数为2个,失球数为6个.提问学生从中可以得出哪些信息,分析其提供的数据的正确性,得出最后的具体正确的比分.统计是建立在数据的基础之上,对于初中学生而言是比较枯燥无聊的.因此,由体育比赛吸引学生的目光,再通过学生对比分的好奇,促使学生积极探索,从而对统计知识的学习更加有兴趣.
统计在日常生产生活中是常用和实用的工具,统计学是一门通用方法论的科学,是一种定量认识问题的工具。对于中等职业学校会计专业来说,统计学基础是学生应该掌握的一门专业基础课。不过学生在中小学数学课程中已经学习了一些简单的统计知识,而统计的教学比较容易枯燥无味,因此如何激发学生学习统计学的兴趣,用什么教学手段来达到较好的教学效果,使学生学以致用,在工作中使用统计工具,是统计教学的焦点问题。
一、强化统计的作用,通过实践激发学习兴趣
统计学作为一种工具,必须有其用武之地,否则,统计方法就成为无源之水,无用之器。一些学生曾作为被调查对象,填写过各种市场调查问卷,在教学中安排学生分组收集到洗发水、手机等类产品的调查表,使他们认识到统计学在各行业的适用性,增强对统计学习的感性认识。
在授课过程中注重启发式教学,逐渐改变按部就班地讲解调查结果的方法,着重增加学生实践操作能力的培养。在教学中把学生分小组来设计调查项目:如人口抽样调查表、动漫类型调查表等。全班同学参与调查表的填写,让学生亲身经历统计数据收集、数据整理和数据描述的过程,并在课堂上分小组讲解自己的调查结果,这种实践操作既能激发学生的学习兴趣,又能让其掌握操作的方法。但对于中职的学生,在此基础上要更进一步,根据调查结果作出自己的判断和选择,在模拟中教导学生明白统计过程不是为统计而统计,而是为了分析和解决问题而统计。
二、注重培养学生的自学能力
课堂讲授法是应用最多、内容讲授系统且可控的教学方法,但学生学习被动,学得快,忘得也快。学生作为学习的主体,在教学中加强学生自学能力的培养,是发挥学生主观能动性的条件,也是锻炼学生终身学习能力的好机会。
在讲课之前,有目的地布置预习题,阅读有关章节后回答,以《统计学中的几个基本概念》一节为例:
1.什么是总体?什么是总体单位?二者之间的关系如何?
2.什么是指标?什么是标志?二者之间的联系与区别如何?
3.什么是变异?什么是变量?什么是变量值?三者之间关系如何?
这三题抓住了统计学中的几个基本概念,也是这一节中的难点和关键。让学生既要了解这几个基本概念,又要弄清这几个概念之间的区别和联系。
课堂教学时教师对要求自学的内容进行提问和指导。提问是检查学生的掌握情况,激发学生积极思维,针对学生的回答,指导学生对要求掌握的知识形成正确的认识和完整的概念。最后对全课要进行总结,安排相关的技能训练,布置课后练习、巩固所学知识。
三、引进计算机辅助教学,提高教学效果
通过调查取得大量分散的原始资料,需要采用科学的方法进行加工、整理,此时计算机成为极好的工具。在统计调查数据时,EXCEL表格中的计算功能快捷而准确,通过一个调查项目的实践操作,学生可熟练运用SUM、AVERAGE、MAX等功能,通过设置使用方差和标准差函数,使学生学会误差函数的设置,输入数据即可得到统计结果。学生将计算出的统计结果利用计算机设计成为统计表或统计图,非常形象直观,从而培养中职学生的实践操作能力。
四、创造意境,启发想象
思维是离不开具体感性材料的,形象的直观材料在思维中起主导作用。在教学中结合画图给学生创设一种意境,启发想象。在讲概率分布之一——正态分布时,通过频数直方图作出正态分布曲线,引导同学直观地得出正态曲线象钟的形状,所以也叫钟型曲线,然后根据图形启发同学们归纳出正态曲线的性质。
在教学过程中培养学生独立思考能力是教育的目标之一,其中既要有教师积极引导和严密的组织教学,又要有学生独立自主、积极主动的学习,只有教与学这两方面有机地结合起来,才能更好地促进学生生动活泼地学习。对于中职学校,加强学生实践动手操作能力是培养的重要目标之一,因此在教学中既加强学生自学能力的培养,又注重技能操作的训练,争取培养出社会适用的人才。
医学统计学是医学生必修的一门重要的基础课程。通过学习医学统计学知识,医学生学会从统计学角度思考医学问题,并能结合专业做出严谨的医学科研设计,正确收集和分析资料,对事物发展变化规律做出正确、科学的理解。故此,医学统计学既是现代医学科研的一门基础方法学科,又是医学生的主干课程。医学统计学在所有医学领域研究中所起的方法学作用不容忽视,也是别的学科所无法替代的。
但在教学过程中,要熟悉大量医学统计学的概念、公式和运算。同时与其他医学课程相比,医学统计学具有理论深奥、概念抽象,数据枯燥的特点,长期以来一直是医学统计学教学的难点,由于医学生的数学基础薄弱,理解不深或学习后很快遗忘。因此,许多学生对学习统计学产生畏惧心理。如何引导学生学好医学统计学,掌握统计学的基本原理和方法,使学生掌握统计推理技能,使枯燥难学的统计学知识变得简单有趣,是每位医学统计学教师的任务和目标。特别是在不同的实验教学模式下,如传统的计算器教学和现行的计算机软件教学,对于医学统计学教学效果有何影响,尚未见到相关文献报道,笔者在教学过程中进行了一些探索。
考试是衡量学生学习、理解和掌握知识的程度和范围的手段之一,通过考试分析也能检验教师在教学上的质量和存在的问题,是教学过程中的一个重要环节。为了进一步了解不同实验教学模式下医学统计学学习情况,笔者对某医学院两个年级医学生医学统计学考试成绩进行归纳分析。
1 对象与方法
1.1 调查对象 某医学院2005级和2006级医学生医学统计学考试成绩,其中2005级学生实验课用计算机统计软件模式教学,2006级实验课用计算器模式教学。共6个班级合计297人,其中男生120人、女生177人,两个年级学生性别构成无差异。医学统计学试卷主要题型有名词解释、填空题、判断题、选择题和问答题5种类型,分值分别为15分、20分、10分、30分、25分。全卷满分 100分。
1.2 方法 用Excel输入数据,包括每名学生的编号、班级、得分等内容,然后用SPSS13.0 统计软件进行数据处理和统计分析。
2 结果
2.1 考试结果和总体得分情况 本次考试共有297人参加,其中2005级141人,2006级156人,没有缺考和作弊现象发生,得分均为有效成绩。其中最高分94.5分,最低分50分,平均分为76.51分,标准差为9.24。不及格11人,其中05级不及格9人,06级不及格仅2人,不及格率为3.7%。6个班级中有4个班的考试成绩平均分超过75分(表1)。
2.2 不同年级和班级医学生医学统计学考试成绩比较分析 2005级和2006级两个不同年级医学生医学统计学考试成绩经t检验分析后结果显示,06级同学成绩要优于05级同学,成绩比较分析有统计学意义。6个班级医学统计学考试成绩经q检验分析后结果显示,06麻1班的医学统计学成绩要优于除06麻3班的其它4个班级,成绩比较分析有显著统计学意义。06麻3班的医学统计学成绩也较05麻1、麻3班高,06麻2仅比05麻3班高。05麻3班的医学统计学成绩比较不理想,低于其他5个班级的成绩。其它班级学生间成绩比较无统计学意义(表2、表3)。
2.3 不同班级医学生医学统计学考试成绩按分数段比较及优良率情况 不同班级医学生医学统计学考试成绩按分数段来看,整体成绩基本呈现正态分布,70~80分数段的学生最多,为119人,占总数的40.07%,60~70分数段和80~90分数段的学生数也比较多,其它分数段成绩学生数较少。从优良率情况看,把80分以上的学生成绩列入优良,总体优良率为38.05%,其中06麻醉1班优良率最高,为63.46%。05麻醉3班优良率最低,为18.42%。其它班级学生优良率在24%至42%之间(见表4)。
3 讨论
当前,随着计算机的普及和医学统计软件的广泛应用,传统医学统计学教学实验模式发生巨大改变,统计软件实验教学已得到广泛认可。这对于那些熟悉医学统计学基本原理和统计方法的医学生如鱼得水,使用极其方便。但对于那些对于医学统计学基本概念、基本知识不清,又不能正确选择统计方法的学生则是感到没有头绪,不知从何下手。所以说尽管医学统计学在新的教育教学模式下,学生可以从做大量的复杂的计算摆脱出来,但对于医学统计学的基本概念和知识仍要讲深讲透,特别是对于各种统计方法的使用条件、使用方法以及统计结果的解释更是学习的重点。
从本次不同实验教学模式下医学生医学统计学考试成绩比较分析中可以看出,尽管理论和实验老师均为同一人,且2005级同学属于高年级,学习和理解能力应该相对高于2006级同学,但在相同的理论教学和实验教学学时下,仅仅由于实验教学模式的不同,2005级同学考试成绩就明显低于2006级同学,这种现象一方面进一步验证了医学统计学实验教学的重要性,另一方面也显示了计算器实验教学模式的的独特效果。
尽管计算机统计软件教学具有很多优势,如在实际操作中可以使学生在较短的时间内获得更多的专业知识,避免大量的耗时耗力的纯粹手工计算,把主要精力和时间用于分析,有利于把理论教学落到实处,使抽象的方法、公式变得十分具体,在实际操作中也能拉近理论知识与实践训练的距离。但是另一方面,计算机软件教学过程中,也客观存在一些问题。比如由于过分重视统计软件的便捷和省力,忽视对于基本概念和理论的教育,学生对于医学统计学基本知识、基本方法、基本步骤掌握不清,囫囵吞枣。如课堂上带教老师不好充分地组织课堂讨论,同时部分学生也没有积极地思考和讨论,在实验课中学生因各种原因没有很好地学习统计软件,很多学生对着操作步骤完成统计过程后写上结果就算结束了,实验报告完成质量不高。
医学统计学的计算机统计软件教学是大势所趋,也是当前统计学实验教学的主流和发展方向,本次研究无意否定计算机统计软件教学的重要意义,一味回归到传统计算器实验教学模式,只是想进一步强调在积极推行计算机统计软件教学的同时,不要忘记强调医学统计学基本概念、基本方法、基本技能的讲授和掌握。扬长避短,既发挥计算机统计软件教学直观和便捷的特点,增强学生的感性认识和理解;又有利于调动医学生学习的积极性和主动性,从被动的灌输状态中解脱出来,从而在熟练掌握基础知识的基础上,主动运用所学统计分析方法来分析实际问题,解决实际问题,以培养科研实践创新能力。
当前无论是疾病还是健康的分布及其影响因素都在发生快速而深刻的变革,医学各学科飞速发展,但医学统计学作为一门重要基础和方法学科的地位不但没有削弱,反而更加得到医学界的推崇和广泛认可,这也促进笔者要更好的加强医学统计学教学工作,通过教学实践中不断探索、认真总结,积极创新,改正不足,以更好的提高医学统计学教育教学水平,培养具有扎实医学统计学乃至公共卫生基础的复合型医学人才。
参考文献
一、引言
统计学作为一门搜集数据、整理数据、展示数据、分析数据的方法论学科,在当今社会的各个领域得到了越来越广泛的应用,在我国各高等院校也日益受到重视,几乎所有的经济、管理类专业都把统计学作为学科基础课来开设,使之成为本专业定量分析的工具。可是据我十多年的统计学教学实践和调查结果来看,目前统计学在高校的开课效果并不理想,多数学生反映统计学公式多、计算量大、内容枯燥,还有不少同学对统计学存在畏惧心理,统计学也成为目前高校不及格率最高的科目之一。造成目前这种状况的原因很多,但目前国内的统计学教材的“可读性”差,读起来“味同嚼蜡”应该是一个主要的原因。本文对当前经济、管理类专业的统计学教材存在的一些问题进行探讨。
二、目前统计学教材存在的主要问题
目前市面上国内编著的经济、管理类的统计学教材数量繁多,其名字也五花八门,如:《统计学原理》《统计学基础》《统计学》《经济统计学》《管理统计学》等。据我调查,目前武汉市书店在售的这类图书不下三十种。虽然数目众多,但翻开一看,就会发现这些书的内容大同小异,和国外的统计学教材相比,对学生的吸引力不强。经过综合,我认为国内的统计学教材主要存在以下问题。
(一)内容陈旧。
如今的经济、管理类统计学教材由以前的只介绍描述统计变成既有描述又有推断统计的大统计学。可是翻开现有的统计学教材,就会发现不少已经过时的描述统计学的概念比比皆是,学生平时在生活、学习中几乎用不上。如不少教材里的第一章绪论部分重点介绍“标志”和“指标”这对概念,花很大篇幅来介绍两者的联系和区别,但这对概念在后续的数据分析中几乎用不到;在“后续统计调查”这章中,对统计报表、重点调查和典型调查这些方法也是花了不少篇幅来介绍,而这些在计划经济条件下使用的调查方法现在很少采用;另外,目前不少教材保留了“指数”一章,详细介绍了编制指数的两种方法,而这些内容由于内容繁杂,应用面窄,除了专门的统计调查人员,一般人根本没有必要掌握,只需要了解其基本含义。由此可见,目前国内统计学教材内容陈旧,教材中对广大读者用处不大的资源占用了大量的篇幅,而一些实用性很强的内容,如参数估计、假设检验及多元回归则放在教材后面简单介绍,由于学时有限,很多老师在课堂上只是简单地提一下,其结果是学生用这样的教材根本学不到有用的知识。
(二)概念、公式多,案例少。
目前很多学生并不需要学量系统的统计学知识,而只需要能用简单、实用的统计学方法来辨别、处理出现的定量分析问题,并且能够利用统计学软件自己解决一部分,当自己不能解决时知道到哪里寻求帮助就行了。因此统计学教材的主要任务是教会他们统计学的主要思想,学会用统计分析方法解决实际问题。基于这种目的,统计学教材应偏重实际应用,多引入生活中常见的实例或案例,不知不觉地把读者引入统计学专业知识的殿堂。但是目前的统计学教材一般都是先介绍理论、概念,再给出公式及其推导过程,最后才结合实践进行举例,而且大量繁琐的数学推导占了很大的篇幅,而经济、管理类专业的学生大多数是文科生,数学底子差,大量的公式推导往往让他们望而却步。而与大量公式相对应,国内现有的经济、管理类的统计学教材有关经济、管理的统计案例很少,大部分是过于简单的设例,或是“编写”的案例,甚至是若干年以前在自然科学领域内应用的陈旧的案例,与现实的经济、管理工作严重脱节。国内统计学教材这种重理论学习和公式推导,轻结合实际案例的特点,使得本该妙趣横生的统计学在学生眼里课程变得晦涩难懂、枯燥乏味。
(三)实用性不强。
统计学作为一门实用性很强的方法论学科,是和计算机以及统计软件紧紧地联系在一起,任何统计学方法都可以在统计学软件上操作完成,目前常用的统计学软件有SAS、STATISTIC、MINITAB、SPSS和EXCEL,对于经济管理专业的学生来说,SPSS和EXCEL都是操作起来相当简单方便的统计学软件。目前国内的统计学教材只是介绍统计学原理和方法,而如何应用统计软件来解决具体问题则没有系统的介绍,如Excel制作图、表的功能很强大,展示数据常用的直方图、条形图、饼图、环形图利用Excel都可以做得很漂亮,可是不少教材只是介绍什么是直方图和条形图,两者有何区别,而具体如何利用软件作图则只字未提;时间数列分析、多元回归分析等内容涉及的数据都很多,不借助统计软件根本没法完成,因此很多教材也只是介绍概念和方法,老师在课上也只简单介绍方法,不给学生讲授如何应用统计软件来解决具体问题,这使得学生学完这门课后实际分析问题的能力没有得到锻炼,学生在学习后续课程或撰写毕业论文时,抱怨统计学只是学了很多不会用,也不知怎么用的概念和公式。
三、对策分析
统计学教材的质量普遍不高,反映了当前我国定量分析问题的能力还有待提高。要解决这一问题,我觉得重点应从以下几方面着手。
(一)加大对从事统计学教学的教师的培训力度。
统计学教材是统计学教师教学实践的结晶。目前国内统计学教材质量不高的根本原因在于从事统计学教学教师的统计学能力有所欠缺。从事经济、管理类统计学教学的教师不仅要熟练地掌握统计学方法和统计软件的使用技巧,还要对经济、管理有一定的了解,并了解统计学在经济、管理中的使用。可是据我对武汉市高校的调查统计,不少学校从事经济、管理统计学教学的教师都是学习经济、管理的,他们对统计学方法和统计软件的使用并不熟悉,因此编出来的教材其质量也是可想而知。虽然一部分老师是统计学专业毕业的,但绝大多数是学经济统计的,对推断统计和统计软件的使用并不精通。另外还有一小部分老师是学数理统计专业的,他们对统计学方法进行过系统的学习,可是由于对于经济、管理了解甚少,因此没法和经济、管理的实际案例相结合,而只是像讲数学一样,着重公式的推导。因此要改变这种状况,各校首先要加大对统计学重要性的认识,其次要拿出切实可行的方案来对从事统计学教学的教师进行全方位的培训,使得他们具备从事统计学教学的专业水平,这样才有可能从根本上改变统计学教材吸引不了学生的现状。
(二)借鉴国外优秀统计学教材的经验。
和国内经济、管理类统计学教材内容陈旧、案例匮乏、实用性不强和趣味性差的现状相比,国外的统计学教材则让人眼前一亮。国外教材非常注重实际应用,每一部分都引入大量的生活中常见的实例或案例,不知不觉地把读者引入统计专业知识的殿堂。这些教材几乎都摒弃了繁琐的数学推导,大部分只介绍基本公式,少数则采用纯文字描述的形式来介绍统计学,让没有统计学基础的学生也能轻松地学习统计学而且它们都非常详细地介绍了如何利用统计软件来进行操作,并贯穿在各章,课后也有大量配套的习题让读者自己去练习,以加深对统计学方法的理解。因此要提高目前国内统计学教材的质量,多多向国外同行学习是非常必要的,不少学校的老师直接以国外的教材作为学生的学习教材。但是完全采用国外的教材也有不少问题,如直接采用国外原版教材,对多数学生来说英文水平有待提高,而如果采用翻译过来的教材,由于目前不少教材翻译质量不高,学生读起来感觉很生涩;另外国外的教材结合的都是本国的例子,和我国的具体国情不符,学生听起来觉得陌生。因此最好的方法是借鉴国外统计学教材好的体系和编排方法,同时结合本国的具体实践,编制适合我国国庆的教材,这就需要付出更多的努力。
(三)合理安排统计学教材的章节设置。