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高分子化学教学改革探讨:高分子化学实验教学改革与实践 摘要:高分子化学实验课程可以帮助学生接受课堂高分子化学理论学习,巩固高分子化学基本概念和理论,培养科学素质。文章介绍了嘉兴学院对高分子化学实验教学的改革和实践,主要通过学生参与实验前的部分准备工作、调整实验项目、完善实验考核制度及建设实验课程的网站方面进行改革与实践。通过两个学期的初步实践表明,高分子化学实验教学的改革探索激发了学生的学习兴趣,在提高学生的综合实验能力方面已初见成效。 关键词:高分子化学实验;改革;实践 高分子化学是嘉兴学院材料与纺织工程学院高分子材料科学与工程专业学生的优秀基础课程,它是以实验为基础的自然科学。通过实验课的教学,不仅能加深学生对理论知识的理解,培养学生熟练的实验操作,还可通过安装实验装置、观察和记录实验现象,培养学生动手能力,进而分析现象、解决问题,最终提高学生的综合素质和创新能力。由于本专业设立仅有5年时间,高分子化学专业课程的开设也只有短短的3个学年,由于教学经验有限及实验室建设的延迟,所开设的实验一般都是一些典型的验证性实验(如甲基丙烯酸甲酯的本体聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),学生往往不用动脑思考,只要按照标准步骤动手完成实验即可。基础性的实验可以培养学生基本的实验技能和熟悉实验仪器的操作,但是,往往难以培养学生分析问题、解决问题的能力,更不利于学生创新能力的培养及学生的学习兴趣的提高。等到学生到大四做毕业论文时,问题也暴露出来:缺乏思考问题、解决问题的能力,实验意识没体现出来。经初步调研论证,结合本校实际情况,我们确定选择即将开展高分子化学实验课程的高材09、10级学生作为这次实践教学改革的试点,有计划、有步骤地进行高分子化学实验教学模式的改革探索与实践。 一、让学生参与实验前的准备工作,珍惜实验教学,提高学生动手能力 实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验,在实验前有大量实验准备工作,包括实验室仪器设备调试、检修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化学试剂的配制,如单体、引发剂的精制,溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担,学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动,所以,往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的09级同学中,我们让学生适当参与实验的准备工作,如玻璃仪器的清洗,做过高分子化学实验的人都知道,残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗,同学在清洗玻璃仪器的过程中,既珍惜实验过程,又能初步了解高分子的性质;甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合,所以为了缩短实验时间,提高反应效率,实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯,加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作,同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程,与实验前的准备工作也密不可分,从而更加珍惜实验教学过程,珍惜自己的实验成果。更重要的是,实验的准备工作又加深了对理论知识的理解。 二、结合嘉兴学院高分子材料与工程专业特点及实际情况,改革优化实验项目,着重培养学生思考问题、解决问题的能力及团队精神 高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验。通过无机及分析化学、有机化学及物理化学的基础实验,已使学生掌握了基本仪器设备的使用和相关实验操作。因此,在专业高分子化学实验中,过多地开设验证性实验,不利于学生思考问题和解决问题能力的培养,不利于创新能力的培养。因此,必须对高分子化学实验项目进行改革,主要包括:①基础实验项目的改进,巩固及培养学生的基础理论与操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制备,学生可根据兴趣选择悬浮聚合或本体聚合,确定实验所需仪器设备及药品。在实验过程中,不同聚合方法有不同的实验步骤及注意事项。如,本体聚合分为三阶段进行,不同阶段温度不同,关键在于第一阶段转化率的控制,避免出现爆聚,反应时间相对较长,最终的实验产品为板材;而悬浮聚合实质也是本体聚合,但由于分散介质的加入可以很好地进行传质和传热,避免爆聚现象的发生,搅拌速度是控制实验成败的关键,聚合时间相对较短,最终的实验产品为球状小珠。同学之间对各自的实验现象、产品外观、产品性状等进行热烈讨论,从而加深对于聚合方法的理解。②强化设计性、综合性实验,培养和提高学生的综合素质及创新能力。开设具有工程特色的综合性实验项目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合实验,扩展为一组设计性、综合性实验:从单体精制、引发剂精制、乳化剂的选择与用量、到动态光散射法测定乳胶粒尺寸、稳定性的测定,最后在将其配制成乳胶漆,测定涂层性能与乳胶粒尺寸之间的关系。学生通过对整个材料制备及使用过程的全程跟踪,掌握结构、性能与合成之间密切联系,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,提高学生的工程能力,有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究,培养学生的工程观念。③适当增加科研性实验项目,培养学生的团队精神,增强对本专业的了解与热爱。为进一步激发学生的创新能力及参与科研的积极性,浙江省设立了大学生科技创新项目,嘉兴学院每年也设立大学生研究训练(SRT)计划,本专业大部分09级的学生都参与到科研性实验项目研究中。学生们呈现出前所未有的申报热情,他们自愿组成实验小组、每组成员3~5人,分工明确,团结合作。如作者本人就指导了一项浙江省大学生科技创新项目的研究,团队负责人由08级同学担任,主要成员为09级同学。项目开展之初,主要由08级同学设计并实验,09级同学从旁学习并辅助完成实验,项目进行中期,09级同学已掌握实验方法与手段,具备独立完成实验能力,08级同学的主要精力可放在考研复习上面,顺利完成新老接替的工作,培养了学生的团队精神。同时,学生更多地接触到高新技术和应用技术,开阔思路与视野,增强他们对于本专业的了解与热爱。 ④增加经典验证性实验的趣味性,提高学生的学习兴趣。很多同学刚上大学的时候,严重缺乏对高分子材料科学与工程专业的了解,因此对于学习没有兴趣,甚至有些学生想要转专业。为了培养学生的专业素养,提高学生的学习兴趣,我们将一些经典的验证性实验与我们日常生活密切联系起来,增加实验的趣味性和实用性。如,制备有机玻璃板前,让学生们准备一些干花、干树叶或大头贴,在注模过程中放入其中,等产品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,学生们非常有成就感,同时提高了对于高分子化学实验的兴趣。 三、完善实验考核制度,全面反映学生实验各环节中的表现 我们进一步细化与完善了实验的考核方式,使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们只根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩,学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现,缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此,我们借鉴比较传统的有机化学实验的考核机制,将实验成绩的评定细化:预习报告20分,实验着装10分,实验装置20分,操作规范20分,实验结果20分,卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生,加强学生的实验规范观念,从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成,从而改善学生不注重实验教学过程的现象,增加了学生的主观能动性。 四、建设实验课程网站,有助于学生的课前预习,提高学生学习的自主性 在以往的实验教学前,教师要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理及实验注意事项等,甚至要把实验从头到尾演示一遍,让学生看得清清楚楚,学生完全不用预习实验,也不用思考问题,这样就造成了学生对于实验教学的忽视。在理论教学中,多采用先进的多媒体教学手段,但在嘉兴学院大部分实验教学中,还没有利用多媒体的教学模式。而多媒体的生动性、可重复性可以让学生直观感受实验操作,可以很好地进行实验的预习。因此,我们正逐步建设高分子化学实验课程网站,初步将实验课的教学大纲、讲义等内容放到网站上。编制实验教学课件,如实验过程所涉及的基本仪器、基本操作、基本装置、注意事项等。实验课程网站的建成,方便学生的课前预习,提高学生学习的自主性。为了进一步完善课程网站的建设,我们还拟采用Flash演示等手段,帮助学生掌握实验步骤,了解注意事项。目前,实验课程网络的正在逐步建设与完善中。 高分子化学教学改革探讨:科学发展观与高分子化学教学改革初探 摘 要:高分子化学是综合了物理化学,数学,有机化学等相关课程知识于一体的专业基础性课程,涉及的知识面较广,教学难度与学生的接受难度都比较大。同时高分子化学也是一个较为年轻的学科,有许多东西还在不断的完善当中,并没有彻底定性。如果可以帮助学生更加深入的认识到科学发展观与高分子化学之间的联系,对于提高学生的学习积极性,悟性以及对于深入的学习与探讨都有较高的帮助。本文就意在阐明如何将科学发展观与高分子化学有机的结合在一起,达到更好的教学目的。 关键词:科学发展观;高分子化学;结合创新 在新课改不断深化的大背景下,教育工作者在不断的摸索不断的寻找着更好的教育学生的方式,希望借此来提高学生的成绩。强灌硬输很明显不是最好的方法,那么以引导为主,激发学生自主学习,自主探究的教学方式就随之而来,加之以理论与实践的结合。就是我们今天要探究的这种将科学发展观与高分子化学教学结合在一起的化学教育的初步改革。我们要做到将可持续发展观与课堂还有高分子化学有机的拆分再结合在一起,成功完成这一改革初探。 一、何为科学发展观以及如何应用在教学中 由中央在2003年7月28日的讲话中提出‘坚持以人为本,树立全面协调可持续的发展观,促进社会经济和人的全面发展’。概括起来就是四点: 1、以人为本的发展观 2、全面发展观 3、协调发展观 4、可持续发展观 如何将这四点有机的结合在高分子化学的教学中是重中之重。首先坚持以人为本的发展观,做到因材施教,以学生为基础采取多元化,多种样式的教学模式。从不同学生的心理角度出发找到可以激起他们学习兴趣的突破口,以这个突破口为起点做出针对每名学生让他们可以学的懂学的明白的教学方案。 其次坚持全面发展。在高分子化学这个领域有很多问题其实还没有一个全世界统一的口径,统一的看法。相对应的高分子化学本身也是个涵盖知识面很广的一个学科。每名学生在学科方面都会有自己的长处或者是自己的短板。对于自己喜欢和自己学的会的领域就会越来越喜欢,越来越爱学。而对于自己在高分子化学这一领域的短板的内容就会逐渐的从学不会,到不爱学,再到最后的放弃。而结合科学发展观我们要做的就是让每个学生对高分子化学这一学科的每一个小知识领域都产生都兴趣,做到不放弃任何一个地方。最后成为一个高分子化学的高手。再就是协调发展观,劳逸结合,丰富多彩的课堂才会激起学生的学期兴趣,而兴趣反而是最好的老师。而最后的可持续发展观对应了前面三点,在前面三点都做到了以后可以成功的激起学生的学习兴趣,对未知的主动求知的欲望,这些不会随着时间的改变而消散,只会随着时间的推移而因为越学越明白产生对高分子化学的无限热爱,良性循环就此展开。 二、在课堂上的具体应用 1、温故而知新可以为师矣 孔圣人的这句话很好的诠释了复习这一环节在学习生活中的重要性。那么是给学生留任务在课后复习呢还是课堂上给出一部分时间复习呢?前者对于当代的学生来说显得略微的有些不现实,至少在一部分学生的身上这是根本不可能出现的事情。那么就要着重是后者身上下功夫。可以在刚上课的时候抽出几分钟的时间,把上一节课的知识点与本节课要讲的知识点结合在一起向学生提问。这样有了新知识的加入既不会让学过的知识点略显枯燥同时也在无意识中将要学习的新东西在学生的心里打下了问号。对于未知的东西谁都是有一颗好奇心的,学生带着这一份好奇心去参加这一节课,必然就不会放过任何的一个讲课细节,因为他们要‘解密’!这样就可以使课堂变得生动而又有效率。 2、针对每名学生做出一份教学的计划 每个学生都会有自己擅长的在高分子化学中的领域,而作为教育工作者要做的就是将整个高分子化学划分为几个领域,找出每名学生所最擅长的领域,在每节课给他的任务中略微的掺杂一些别的领域的知识点。以此逐步渗透,将学生在以前并不擅长的知识领域渗透到他擅长的领域中,逐渐的就可以做到掌握高分子化学的全部领域。 3、授之以鱼不如授之以渔 要激起学生的学习激情与探知兴趣,让现代教育中普遍存在的被动教授知识变为主动的求索知识。而有了这样的一个态度就可以在以后的学习生活中做到可持续发展,在学生正确的找到了一种可以成功完成一科目学到十分优秀的方法后,以后是不会轻易放弃与遗忘这种方式的。主动勾起学生求知的欲望。关于高分子化学的教学过程中学生提出的问题不要给他做最全面的解答。只要给出一部分的答案另一部分或者说是具体细致的答案让学生自己去寻找,自己慢慢寻找到的过程会让学生自己知道怎么去寻找知识,这是很关键的一点。 三、结束语 如何将科学发展观与高分子化学有机的结合是新兴教学方式中很有意义的一种。结合科学发展观中的四个关键点坚持以人为本,全面发展,协调发展,可持续发展。当教育工作者与学生都能找准自己的角色融入到这四点中的时候,那么课堂将会变的很活跃,学生的思维也会对应发散,有自主的求知意识,并且会潜移默化的影响以后的学习和生活中去。 高分子化学教学改革探讨:高分子化学课程教学改革与实践 摘 要: 本文通过对高分子化学教学中的难点进行分析,对高分子化学课程教学方法和教学手段提出几点建议,以开拓学生思路,激发学习兴趣,增强教学效果。 关键词: 高分子化学 教学改革 教学实践 高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课,与四大化学并列,已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习,学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法,在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性,如何深入进行教学改革,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,就成为众多教学工作者的共同目标。 一、高分子化学教学的主要难点 (一)高分子化学的发展历史较短,许多理论尚不成熟,随着新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,并极大地丰富了高分子化学的内容。 由于课时及其他客观原因的限制,教师往往把所有内容全部灌输给学生,“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪,学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。 (二)高分子化学理论性强,学生理解困难,适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。 从学生反馈的信息来看,普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片,有些幻灯片重点不突出,且没有深入联系到实际生活和生产的经验,不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感;又加之教师授课时缺乏与学生互动交流,课堂气氛不活跃,出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况,久而久之,就会影响学习的主动性和兴趣性,达不到理想的教学效果。 二、高分子化学的教学实践与探索 (一)讲解重点突出,创新教学内容。 教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上,要处理好“干”与“枝”的关系,在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生,应有针对性、侧重点讲解,少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因,在讲解聚合方法时,由于此部分内容多数比较简单易懂,可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解,让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用,这样可以有重点地完善学生的知识结构,满足实践应用的需求。同时,要不断更新、创新教学内容。在教学中,教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法,也要关注国内外重要期刊上的最新报道,在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍,并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生,引导学生根据自己兴趣自由地学习,扩大学生的知识面,建立知识结构,引导学生探索高分子化学领域。 (二)加强师生互动教学,发挥主观能动性。[3] 在教学中,互动式教学能有效地改变“老师主动讲,学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流,用情绪感染学生,引导学生“多想善思”,讲课时语言要清晰流畅,抑扬顿挫,引导学生“勤学好问”。重要的是,在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事,尽量将生活中常见实例与理论知识相联系,努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围,使学生自觉、主动地接受知识。如:在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶,学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上,多采用启发性的多种教学方法,合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学,加深学生对所学知识的理解,提高教学质量。 (三)多渠道联系实践,培养自主学习能力。 随着如今高分子材料发展的迅猛,教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要,在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中,给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论,开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题,或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等,可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料,撰写小论文,制作幻灯片,并在课堂上为大家作知识讲座,营造合作探究、自主学习的氛围。同时,也可关注网络上以高分子为主题的论坛,通过与网上的专家、学者的交流,调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣,培养主动学习的能力,激发研究兴趣。 (四)选择合适的教学内容,不断完善多媒体教学。 1.适时使用拿来主义,做到因材施教。 教学是一个个性化的过程,不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说,可以借助别人的课件作为启发自己的思路,但是,这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同,教学过程中好的方法可以借鉴,但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子,比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。 2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。 多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势,能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力,并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容,采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节,采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段,帮助学生理解,印象深刻。但是先进的教学手段并不一定能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。如在高分子化学的课堂授课中,讲述自由基共聚理论推导公式时,就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导,同时采用启发式方法调动学生积极性,促进学生主动学习和思考。 3.采用多种手段完善多媒体教学。 采用多媒体教学,教学信息量大,进度快,学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大,因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台,将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善,这样既有利于学生课后复习,又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外,还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型,特别是一些三维立体模型,启发学生思考,激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学,可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写,能有效提高和丰富学生的专业词汇量,对收集到的专业文章,采用多媒体的形式讲解,又可以提高学生的专业阅读水平,这样,能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣,为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。 三、结语 高分子化学课程教学改革是一项系统的工程,总结近几年来的教学实践,笔者认为,以人文本,转变观念,因材施教是探索高分子化学课程的有效途径,合理有效地利用多媒体,不断完善网络教学平台,逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段,而创新教学内容、加强互动教学,培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索,使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求,为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。 高分子化学教学改革探讨:工科院校高分子化学教学改革的探索与创新 摘 要: 高分子化学是高分子材料专业重要的专业基础课。本文针对高分子化学课程的特点,从五个方面对高分子课程教学进行初步探索,包括教学结合科研,合理有效利用多媒体,开展师生互动教学,联系实验与生产实践等方面进行探讨。 关键词: 高分子化学 教学改革 教学创新 高分子化学是高分子专业理工科学生的必修课,也是高分子科学及材料科学的理论基础,在高等学校化学相关专业占有较大比重,与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并列成为第五大化学。因此,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,已成为众多教学工作者的共同目标。作为一名高分子化学的教师,笔者在讲授高分子化学课程中,对课堂教学方式与方法,多媒体教学手段,实验教学,以及与生产生活的结合等方面进行了探讨和思考。 1.教学与科研讲解相结合 高分子化学是一门年轻的学科,发展历史较短,许多理论尚不成熟。随着时代的不断进步,新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,同时也导致高分子化学教材的更新不能与科技同步。因此,在教学中,教师可以及时在传统教材内容的基础上补充近年发展的关于高分子化学的前沿科学技术和研究方法,结合国内外科研的最新研究成果和动向进行介绍与讲解,使教学内容始终跟上时代的步伐,开阔学生的视野,激发他们对高分子化学课程学习的热情。教师还可以推荐一些期刊、数据库和书籍,引导学生根据自己的兴趣自主学习,扩大学生的知识面,积极探索高分子化学的新领域。此外,在课堂上,对本专业老师的研究项目及最新研究成果进行介绍,如在配位聚合的讲解中,笔者就结合自己的研究方向,讲解通过开环易位聚合及非环二烯烃易位聚合方法合成不同拓扑结构的可降解聚合物用于纳米材料和生物医药。同学们对高分子化学的某些知识有了更深的了解,从而调动了学习和科研的积极性、主动性[1]。 2.多媒体和板书授课相结合 高分子化学中聚合反应机理与动力学理论比较抽象,难以理解[2]。多媒体教学作为一种当前基本普及的教学手段,可以实现传统教学无法实现的动态与三维效果,将高分子化学中微观反应历程形象逼真地显示在屏幕上,大大增加单位时间内学生掌握知识的数量。此外,对于工科院校高分子材料专业的学生,毕业以后多数去工业研究部门或工厂工作,除了要掌握理论知识外,还要将理论与实际相结合。因此,在高分子化学的讲授中应加入一些聚合物生产工艺部分的内容,对于这些内容的讲解,都涉及生产流程,应用Flash作出动态的流程图,帮助学生了解实际的生产过程,为以后的工作打下基础。然而,先进的教学手段不等于能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。讲授中发现,有很多需要理论推导的公式,例如自由基聚合中关于聚合动力学公式的推导,通过多媒体与板书相结合进行讲解,学生能够更容易理解和掌握。首先利用板书对相关公式进行详细推导,一步一步地传授给学生,然后与多媒体结合讲解,并进行归纳和总结,这样可以将结果表示得更清晰明确,更有助于加深学生对公式的记忆。 3.探究式与启发式教学相结合 高等教育的任务不仅是传授知识,而且要教给学生学习知识的方法,让学生积极思考,充分发挥想象,勇于探索和创新,培养自学能力。教学是教师和学生的双边共同活动,在教学时,教师应经常向学生阐明“弟子不必不如师,师不必贤于弟子”的道理,引导学生自由发表观点,从而拓宽学生思路,变被动学习为主动学习,培养他们的语言表达能力和归纳总结能力。在课堂上,教师采用讲授、提问、练习、讨论相结合的互动式教学启发学生,学生积极参与。这样不仅活跃了课堂气氛,而且学生感到上课很轻松,渐渐对该课程感兴趣,从而促进对知识的理解和探索。如教师可以在课堂上就某一主题或知识点专门进行讨论,大家畅所欲言、各抒己见,培养发散思维能力。此外,还可以让学生走上讲台,参与到教学工作中。例如在讲到连锁聚合反应时,科研将学生分成小组,各自选择一种聚合反应,学生通过查阅文献,制作多媒体在课堂进行讲解,其他同学向其小组成员提问。通过文献调研、讲解、回答问题,锻炼学生学习的主观能动性与综合能力,对学生基本的科研能力进行培养,老师也能从学生图文并茂、生动形象地演讲中获得很多新的知识[3]。 4.理论知识与实验教学相结合 化学是一门以实验为基础的科学,在化学教学中,实验占有十分重要的地位。高分子化学实验是高分子化学理论教学课程的重要组成部分,也是工科学生理论联系实际的纽带。实验教学不仅能使学生更好地理解课程中的理论知识,而且对提高学生学习本课程的积极性,培养学生的思维能力,操作能力,观察和解决实际问题的能力也有着极其重要的作用。高分子化学重点讲述聚合反应的机理和实施方法,其实验结果往往得到的是一些聚合物产品。我们可以选择一些和学生平时生活、学习关系紧密的实验内容来做。比如,以前我们开设了“聚甲基丙烯酸甲酯的制备”实验,目的是让学生了解和掌握自由基聚合反应的原理及反应条件对产物性能的影响,在实验中发现,学生的积极性并不高。学生反映不了解聚甲基丙烯酸甲酯是什么东西。为此,我们将这个实验换成“聚乙醇缩甲醛的制备”这个实验,同学们的兴趣一下子提高了许多。因为他们了解到这就是平时用的胶水,在实验过程中尤其积极认真。很多同学还带着空瓶子,做完实验将自己制得的样品带回去。这虽然是一个实验的调整和改变,但是通过这些,不仅使学生进一步学习和掌握了高分子化学的相关理论知识和高分子化学实验的基本操作,提高了学生做实验的积极性和主动性,而且使学生深刻认识到了高分子化学是一个和人们的日常生产生活息息相关的学科,激发了他们对该专业的热爱[4]。 5.高分子化学与社会生活相结合 以塑料、橡胶、纤维、涂料等为代表的高分子材料与人类社会的生产实践密切相关,且已经深入到日常生活的各个方面。然而,目前许多高校在讲授时,对基础理论方面的介绍非常系统、深入,但在高分子的应用和日常生活的联系方面相对弱一些。因此,教师在进行理论教学的同时,应结合高分子的特点,注重积极联系实际的生活和应用,在传授学生理论知识的同时,还要培养其对身边各种聚合物的认知能力。例如,在第一次上课时,可以介绍身边的高分子材料,看到保鲜膜就知道是聚乙烯,看到一次性饭盒知道是发泡聚苯乙烯,看到塑料杯子、盆子就知道是聚丙烯等,掌握一些基本的生活技能。此外,有些高分子材料还能很好地引出课程内容。比如女生都非常熟悉的尼龙袜就是缩聚反应的典型代表――尼龙。此外,还可以提示学生在买鞋的时候,如果售货员告诉是聚氨酯材料的,你就可以知道并不是天然的“皮”,而是人工通过缩聚反应合成的高分子材料。在教学过程中,还应当密切结合社会热点与时事。如当前我们国家面临大量废弃塑料难以降解造成严重的白色污染问题、2010年上海市静安区“11.15”重大火灾等,培养学生社会的责任心、思考能力和研究能力[5]。 教学方法的改革是高校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的过程,需要对教学过程中的各个环节认真研究,层层贯彻。随着教学改革的不断深入,我们将继续探索,总结经验教训,为培养优秀的应用型创新人才作出不懈努力。 高分子化学教学改革探讨:高分子化学特色教学改革研究 摘要:为了提高相关专业学生对高分子化学课程知识的掌握能力,本文结合实际教学经验,针对该课程的特点,从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面探讨了教学改革,突出了课程的特色化、针对性及实用性。旨在提高教学质量,使同学们对高分子化学有更直接、更深刻的认识。文中特别强调了研究生教学与本科生教学的区别。 关键词:高分子化学;教学改革;教学质量 高分子化学是高分子专业和材料专业的理科及工科学生的必修课,也是其他化学、化工专业学生的选修课之一,是高分子科学及材料科学的基础,在化学相关专业培养体系中占据相当重要的地位。所以,很多院校既在本科阶段开设本课程,又在研究生阶段开设相应的必修和选修课程[2]。高分子化学的主要讲授内容[1]为各种聚合方法的反应机理及其对聚合物结构的影响,以及聚合物的化学改性方法。课程的目的在于使学生能够通过高分子化学基础知识的学习,指导科研和生产实践活动。但是由于相对材料领域的其他学科来说,高分子化学还是一门比较年青的科学,许多理论还不太成熟,而且新材料和新的合成方法不断涌现,致使许多学生感觉无所适从,反映该课程涉及的内容太多且难于掌握,在一定程度上影响了学习的兴趣和掌握程度。为了提高学生学习的兴趣及知识的掌握程度,本人就教学中存在的一些问题进行了思考并且提出了一些个人的解决意见。下面分别从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面分别阐述。 一、关于教学方式 以往的高分子化学课程多是采用讲授法[3],这种方法的优点是教师容易控制教学进程,能够使学生在较短时间内系统地掌握科学知识。但是,如果运用不得当,就会出现教师在讲台上激情澎湃,而学生却听得云里雾里的状况,很可能由于听不懂而失去兴趣。所以我们根据授课对象的不同,改变不同的授课方式,通过调整教学方式,使难懂的知识变得易于接受,增加学生的学习兴趣。比如在讲授法的同时适当地加入了讨论教学法、互动教学法等。其中讨论法教学特别适用于对研究生的教学,让学生以小组为单位,围绕最新的高分子前沿知识,查阅相关资料,并布置课后作业,让学生查找与某一知识点相关的前沿科研成果(如RAFT法在材料制备中的应用),做成幻灯片,然后在课上以主题讲座的形式向全体同学汇报、讲解,并回答其他同学的问题。通过主动讲解的方式,把被动思维转化成主动思维。这样既调动了大家的积极性,同时又丰富了大家的知识,使学生在深刻地掌握高分子学科的相关知识的同时,又锻炼了研究生查阅文献和学术报告的能力。互动教学法中,我们会让学生提出一些自己感兴趣的高分子相关问题,然后在课堂讲授中予以回答。比如缓释药剂的释放原理是什么、塑化剂为什么会到饮料中去、饮料瓶是如何成产的等等。学生提出的往往是生活中遇到的实际问题,将这样的问题放到课堂,可以提高学习兴趣,活跃课堂气氛,加深学生对知识的理解。 二、关于教学内容 高分子化学是一门化学类的专业课程,它不仅需要有机化学、物理化学等基础化学专业背景知识,而且内容丰富、知识点众多,理论体系严谨,实践性强。在教学过程中存在知识点众多、反应方程式复杂、反应机理抽象深奥等特点,相对较难理解记忆。尤其是作为选修课的时候,许多同学由于相关的化学背景知识掌握得不扎实,导致难以理解,甚至不理解,造成学习障碍,从而影响学习的兴趣。因此,如何把复杂的机理,例如配位聚合、开环聚合等,通过通俗易懂的方式将知识点深入浅出地传达给学生,是教学改革的关键问题。在实际教学过程中,我们将高分子化学中的反应过程、反应机理、聚合物立体构型等抽象难懂的教学内容,以立体或动画的形式表述出来,实现了聚合反应的“可视化”[4]。以丙烯的配位聚合为例,我们以三维动画的形式来表述,分子式是三维立体的,反应机理是动画的形式一步一步进行的,生动地向学生讲述了从配位到过渡态再到反应终态的过程,最后还用ChemOffice等专业化学软件绘出彩色立体并可以旋转的聚丙烯旋光异构的结构,直观形象地描绘出难以想象的三维立体结构。大量三维立体图、动画、视频等多媒体的综合运用,将高分子化学知识形象逼真地显示在荧屏上,从而多方位刺激学生的感官,达到“刺激-反应-强化”式现代教学方式[5]。这种方式有利于调动学生的学习积极性和提高学习兴趣,加深对知识点的理解,优化教学过程,提高教学质量,提高学生形象思维能力和课堂效率,实现最佳的学习效果。我们还将高分子教学与网络教学相结合,提供给学生相应的文献检索数据库(如CNKI、ISI等)和高分子领域主流杂志(如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子学报等),使学生可以在课堂以外有针对性地选择自己感兴趣的内容,进行深入的学习。尤其对于研究生教学,要强调高分子科学中前沿科学的讲解,注重结合科研的最新成果。高分子科学本身就是一门年轻的学科,随着时代的不断进步,其内容也在不断地发展与完善。如自由基活性聚合机理的提出、配位聚合机理的完善、树枝状聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化学’的出现,极大地丰富了高分子化学的内容。它们不同于经典的高分子化学反应,但又是当今研究的热点。这些新技术的机理往往还不太成熟,很难在近期内系统写入教科书中。所以我们在讲解高分子化学的课程中,要在深化基础知识的前提上,将前沿的科研成果作为实例,融合到教学过程中,从而丰富和活化教学内容,使教学内容始终跟上时代的步伐。总的来讲,学生更爱听一些高分子化学在实际应用方面的知识,所以在讲课中,作者还把自己以前的研究内容,如聚合物纳米微球的聚合方法、聚合物互穿网络、铬系非均相催化乙烯的配位聚合等与所讲知识结合起来,丰富了教学的内容,收到了比较理想的效果。 三、关于教学对象 高分子化学这门课程既对本科生又对研究生开设,但是学习的侧重点会有所不同,所以应采用不同的教学方式,选择不同的教学内容。对于本科教学,我们要抓住基础知识的讲解。初窥门径的学习,最重要的是要有直观的认识,要将知识点尽量讲得生动、具体;注重基础理论部分,同时也要注重开放性思维的培养。对于研究生教学,则应当关注更深层次的理论研究,并将其与所研究课题的内容联系起来,把所学的知识活学活用,理论落实到实际当中去。在正式讲课前,可以让学生对自己的研究方向、研究内容做一个简短的介绍,了解学生研究课题与高分子相关之处,这样在授课中,对于学生的研究课题有益的地方重点讲解,做到有的放矢。比如乳液聚合的讲解。对于本科生,基础地从乳化剂、聚合机理和动力学进行讲解,突出强调了成核机理、聚合场所和乳液聚合的三个阶段这些基础知识点,并以最为常用的醋酸乙烯酯乳液聚合为例(同时还进行了分组实验),与本体自由基聚合进行对比,让学生形象地认识到乳液聚合的特点,特别是乳液聚合可以同时提高聚合速率和聚合度。而对于研究生,有些学生已经在本科阶段学习过该课程,而且学生的接受能力也较本科生好,可以在帮学生梳理上述基础知识后,结合乳液聚合的新进展进行讲解。我们为学生介绍了可控活性乳液聚合,即将可控活性自由基聚合和乳液聚合结合起来,如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等;还介绍了以不同材料作为种子,进行的种子乳液聚合制备多种复合材料的方法。 四、关于教学实验拓展创新 高分子化学是高分子科学的基础,是一门以实验为基础的自然科学,但是它的理论部分略显枯燥,让人觉得难以理解,如何把理论与实验相结合,相得益彰,这是我们努力的重点方向。实验部分不仅可以验证聚合理论,理论的学习最终也是要为实验服务。合理引导与启发,更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。为此,我们在绪论、逐步聚合和连锁聚合等部分的讲述过程中穿插开设了相应的实验。在课程伊始的绪论部分,我们将PE、PP、尼龙6等聚合物工业原料颗粒带进课堂,让学生对聚合物有一个直观的认识,并分别以果冻和淀粉这两种的食物为例,来区别交联和线性聚合物。在逐步聚合部分,让学生分组进行了酚醛树脂的制备实验。以先对简短而又典型的聚合实验,展示缩聚反应的过程,并让不同组,加入不同的苯酚和甲醛配比,来说明凝胶点问题。在连锁聚合讲述过程中,我们插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合,结合乳液聚合特点的讲述,使学生在实践中学习,显得更有效率,印象更加深刻。 我们要不断改进教学方法和教学内容,调动学生的积极性,力求学生能掌握知识要点,让学生学得明白,学得透彻。使学生在学习高分子化学课程后,能够融会贯通,指导生产实践和科研创新。
医学统计学教学研究:医学统计学课堂教学 摘要:生物信息学的蓬勃发展已使医学研究由宏观逐步探索到微观。医学统计学作为一门医学院校的基础课程,其理论和方法在医学研究的新要求下其理论和方法也有了新的发展与应用。将生物信息学知识带入医学统计学课堂教学,介绍医学统计学的新发展,不但能使学员了解到本学科的前沿研究内容,有效地激发学员的学习兴趣,还能使他们掌握生物信息学研究的工具,提高今后从事医学科研工作的能力。 关键词:生物信息学医学统计学课堂教学 生物信息学融合了生物技术、计算机技术、数学和统计学的大量方法,已逐渐成为发现生命过程中所蕴涵知识的一门重要学科。其基本问题主要包括:DNA分析、蛋白质结构分析、分子进化。医学统计学作为医科院校的基础课程之一,长期以来其理论和方法就广泛应用于临床医学、基础医学的各类研究中。随着生物新技术的诞生,在推动生物信息学发展的同时,医学研究对象也由宏观的病人、生物组织拓展到微观的基因领域,所面对的实验数据在性质和结构上也都有所不同,这对医学统计学的应用提出了新的更高的要求。 目前,医学统计学的很多原理和方法已成功地应用于这些新研究之中,并在此基础之上有了新的发展和改进。如概率分布的知识与序列相似性分析、蛋白质分类等技术密切相关;方差分析、非参数检验方法经改进和结合后在基因表达数据的前期分析中发挥了较好的作用;而聚类分析、判别分析、相关分析这些大家所熟知的统计学方法更是在基因分类和调控网络的建立中得到了广泛的应用。在进行医学统计学课堂教学时加入生物信息学方面的应用实例,不仅可以使学员了解本学科研究的前沿和医学、生物信息学研究的新发展,还可以提高学员对于医学统计学理论学习的兴趣,掌握先进的生物实验数据分析方法,提高今后从事医学科研的能力。下面,本文在回顾医学统计学授课主要内容的基础上,就医学和生物信息学中的可能应用举例如下: 一、概率分布 概率分布(probabilitydistribution)是医学统计学中多种统计分析方法的理论基础。授课内容一般包括:二项分布、Possion分布、正态分布、t分布、F分布等。 借助概率分布常常可以帮助我们了解生命指标的特征、医学现象的发生规律等等。例如,临床检验中计量实验室指标的参考值范围就是依据正态分布和t分布的原理计算得到;许多医学试验的“阳性”结果服从二项分布,因此它被广泛用于化学毒性的生物鉴定、样本中某疾病阳性率的区间估计等;而一定人群中诸如遗传缺陷、癌症等发病率很低的非传染性疾病患病数或死亡数的分布,单位面积(或容积)内细菌数的分布等都服从Poisson分布,我们就可以借助Poisson分布的原理定量地对上述现象进行研究。 在生物信息学中概率分布也有一定应用。例如,Poisson分布可以用于基因(蛋白质)序列的相似性分析。被研究者广泛使用的分析工具BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)能迅速将研究者提交的蛋白质(或DNA)数据与公开数据库进行相似性序列比对。对于序列a和b,BLAST发现的高得分匹配区称为HSPs。而HSP得分超过阈值t的概率P(H(a,b) t)可以依据Poisson分布的性质计算得到。 二、假设检验 假设检验(hypothesis)是医学统计学中统计推断部分的重要内容。假设检验根据反证法和小概率原理,首先依据资料性质和所需解决的问题,建立检验假设;在假设该检验假设成立的前提下,采用适当的检验方法,根据样本算得相应的检验统计量;最后,依据概率分布的特点和算得的检验统计量的大小来判断是否支持所建立的检验假设,进而推断总体上该假设是否成立。其基本方法包括:u检验、t检验、方差分析(ANOVA)和非参数检验方法。 假设检验为医学研究提供了一种很好的由样本推断总体的方法。例如,随机抽取某市一定年龄段中100名儿童,将其平均身高(样本均数)与该年龄段儿童应有的标准平均身高(总体均数)做u检验,其检验结果可以帮助我们推断出该市该年龄段儿童身高是否与标准身高一致,为了解该市该年龄段儿童的生长发育水平提供参考。又如,医学中常常可以采用t检验、秩和检验比较两种药物的疗效有无差别;用2检验比较不同治疗方法的有效率是否相同等等。 这些假设检验的方法在生物实验资料的分析前期应用较多,但由于研究目的和资料性质不同,一般会对某些方法进行适当调整和结合。 例如,基于基因芯片实验数据寻找差异表达基因的问题。基因芯片(genechip)是近年来实验分子生物学的技术突破之一,它允许研究者在一次实验中获得成千上万条基因在设定实验条件下的表达数据。为了从这海量的数据中寻找有意义的信息,在对基因表达数据进行分析的过程中,找到那些在若干实验组中表达水平有明显差异的基因是比较基础和前期的方法。这些基因常常被称为“差异表达基因”,或者“显著性基因”。如果将不同实验条件下某条基因表达水平的重复测量数据看作一个样本,寻找差异表达基因的问题其实就可以采用假设检验方法加以解决。 如果表达数据服从正态分布,可以采用t-检验(或者方差分析)比较两样本(或多样本)平均表达水平的差异。 但是,由于表达数据很难满足正态性假定,目前常用的方法基于非参数检验的思想,并对其进行了改进。该方法分为两步:首先,选择一个统计量对基因排秩,用秩代替表达值本身;其次,为排秩统计量选择一个判别值,在其之上的值判定为差异显著。常用的排秩统计量有:任一特定基因在重复序列中表达水平M值的均值;考虑到基因在不同序列上变异程度的统计量,其中,s是M的标准差;以及用经验Bayes方法修正后的t-统计量:,修正值a由M的方差s2的均数和标准差估计得到。 三、一些高级统计方法在基因研究中的应用 (一)聚类分析 聚类分析(clusteringanalysis)是按照“物以类聚”的原则,根据聚类对象的某些性质与特征,运用统计分析的方法,将聚类对象比较相似或相近的归并为同一类。使得各类内的差异相对较小,类与类间的差异相对较大1。聚类分析作为一种探索性的统计分析方法,其基本内容包括:相似性度量方法、系统聚类法(HierarchicalClustering)、K-means聚类法、SOM方法等。 聚类分析可以帮助我们解决医学中诸如:人的体型分类,某种疾病从发生、发展到治愈不同阶段的划分,青少年生长发育分期的确定等问题。 近年来随着基因表达谱数据的不断积累,聚类分析已成为发掘基因信息的有效工具。在基因表达研究中,一项主要的任务是从基因表达数据中识别出基因的共同表达模式,由此将基因分成不同的种类,以便更为深入地了解其生物功能及关联性。这种探索完全未知的数据特征的方法就是聚类分析,生物信息学中又称为无监督的分析(UnsupervisedAnalysis)。常用方法是利用基因表达数据对基因(样本)进行聚类,将具有相同表达模式的基因(样本)聚为一类,根据聚类结果通过已知基因(样本)的功能去认识那些未知功能的基因。对于基因表达数据而言,系统聚类法易于使用、应用广泛,其结果——系统树图能提供一个可视化的数据结构,直观具体,便于理解。而在几种相似性的计算方法中,平均联接法(AverageLinkageClustering)一般能给出较为合理的聚类结果2。 (二)判别分析 判别分析(discriminantanalysis)是根据观测到的某些指标的数据对所研究的对象建立判别函数,并进行分类的一种多元统计分析方法。它与聚类分析都是研究分类问题,所不同的是判别分析是在已知分类的前提下,判定观察对象的归属3。其基本方法包括:Fisher线性判别(FLD)、最邻近分类法(k-NearestNeighborClassifiers)、分类树算法(ClassificationTreeAlgorithm),人工神经网络(ANNs)和支持向量机(SVMs)。 判别分析常用于临床辅助鉴别诊断,计量诊断学就是以判别分析为主要基础迅速发展起来的一门科学。如临床医生根据患者的主诉、体征及检查结果作出诊断;根据各种症状的严重程度预测病人的预后或进行某些治疗方法的疗效评估;以及流行病学中某些疾病的早期预报,环境污染程度的坚定及环保措施、劳保措施的效果评估等。 在生物信息学针对基因的研究工作中,由于借助了精确的生物实验,研究者通常能得到基因(样本)的准确分类,如,基因的功能类、样本归结于疾病(正常)状态等等。当利用了这些分类信息时,就可以采用判别分析的方法对基因进行分类,生物信息学中又称为有监督的分析(SupervisedAnalysis)。例如,基因表达数据分析中,对于已经过滤的基因,前三种方法的应用较为简单。而支持向量机(SVMs)和人工神经网络(ANNs)是两种较新,但很有应用前景的方法。 (三)相关分析 相关分析(correlationanalysis)是医学统计学中研究两变量间关系的重要方法。它借助相关系数来衡量两变量之间的关系是否存在、关系的强弱,以及相互影响的方向。其基本内容包括:线性相关系数、秩相关系数、相关系数的检验、典型相关分析等。 我们常常可以借助相关分析判断研究者所感兴趣的两个医学现象之间是否存在联系。例如,采用秩相关分析我们发现某种食物中黄曲霉毒素相对含量与肝癌死亡率间存在正相关关系;采用线性相关方法发现中年女性体重与血压之间具有非常密切的正相关关系等等。 生物信息学中可以利用相关分析建立基因调控网络。如果将两个不同的基因在不同实验条件下的表达看作是两个变量,相关分析所研究的正是两者之间的调控关系。如采用线性相关系数进行两基因关系的分析时,其大小反应了基因调控关系的强弱,符号则反应了两基因是协同关系(相关系数为正),还是抑制关系(相关系数为负)。 四、意义 生物信息学不仅是医学统计学的研究前沿,更是医学研究由宏观向微观拓展的重要领域,其研究内容已逐渐为多数医学院校的学员了解和熟悉。而如何对新技术产生的生物实验数据进行准确合理的分析,却成为生物信息学研究的主要瓶颈之一。 在医学统计学课堂教学中引入生物信息学实例,而不仅仅局限于常见的医学、卫生领域的例子,将难以理解的统计理论和方法与前沿的生物实例相结合,拓宽了学员的视野,提高了学员的学习兴趣,更可以加深对所学知识的理解;与此同时,使学员掌握了生物实验数据的先进分析方法,扩大了学员的知识面,提高了他们今后开展医学科研工作的能力。 医学统计学教学研究:医学统计学教学路径探索 一、教材改革 1增强教学内容的针对性 职业教育倡导以能力为本位,这点和应试教育是完全不同的,在教授理论知识的同时,更应注重学生实践能力的培养。传统的教育内容包括3方面:基本概念和方法,公式来源、推导和详细的手工计算步骤,统计结果的解释与分析[2]。虽然掌握基本的知识点能使学生更好地理解、应用相关的统计学知识,但对一名医学生而言,冗长的公式推导、诸多公式的适用范围等都是枯燥的。所以,笔者认为医学生只要掌握统计学思考问题的基本方式、解决问题的基本思路和一些基本的统计学方法及其应用的前提条件以及结果的解释即可。医学统计学教材应重点介绍医学中常用的统计方法,并将统计理论与医学实际数据结合在一起,增加学生的感性认识。最后,还应适当增加统计软件部分,对医学生而言,重点是培养统计思维和解决实际问题的能力。 2教学方式、方法改革 在教学中遵循从典型事例的个别特点推出同类事物的普遍特征,再由普遍特征上升到掌握事物的发展规律原则,提高学生对客观世界的认识。和传统的教师讲授、学生听的方法不同,案例教学法侧重实践和案例的讲解分析,以启迪学生思维,强调教学过程中学生的主动参与,引导学生运用已学理论知识,去分析、归纳、演绎、推理、总结,从而达到巩固知识的目的。在案例教学法中,应严格筛选案例,案例应是多维的,形成一个反映统计学不同内容和不同方法的统计教学案例体系。案例应尽可能做到简单、常见、典型、有针对性,能够反映本学科的重点和难点。教师在筛选案例时还应做到紧扣章节内容,若用一个案例可以贯穿前后章节的知识点,则教师应反复讲解让学生加深理解。案例教学具有针对性、实践性、应用性、示范性及团体合作等优点,能克服传统统计学教学中的弊端,在教学中可将其与传统的讲授相结合。另外,教师也可以采用直观、有趣的方式进行教学,例如采用统计漫画、统计诗歌、统计幽默等方式,寓教于乐,使枯燥乏味的统计学课程变得生动有趣。 3增加上机实训时间 实践的主要目的是加强学生的职业技能培训,理论联系实际。对于医学统计学教学而言,应增加学生上机练习的时间,提高上机练习的效率。教师可在上课前录入相关数据,减少学生因输入大量数据而占用课堂的教学、练习时间。在上机实训中注重培养学生综合应用统计学知识的能力,使学生所学的知识系统化、条理化。在应用软件方面,让学生掌握Excel统计图表绘制、基本数据整理编辑功能。SPSS是一款界面友好、易学易用、功能强大的国际通用统计软件包,它基本包括了医学统计学常见、常用的内容,学生学习起来积极性较高,教师讲授重点是t检验、卡方检验、方差分析等内容。在理论课上,可选用功能比较全面的计算器(具有普通运算和统计运算两方面功能)。学生对于计算器的一般运算和函数运算的功能较为熟悉,但对于计算器的统计学功能了解甚少,所以在理论课上安排使用计算器统计功能的教学,在较短时间内轻松完成复杂的计算,可减少课堂时间的占用,提高效率,使教师有更多的时间指导学生。在案例教学实践中,以统计软件作为案例教学的辅助工具,不仅可以满足学生对大量数据进行处理和分析的需要,而且统计分析结果以图形的形式表现出来,可使案例教学更加直观,加深学生对相关知识的理解。 二、加强学生的专业思想教育 1突出学科重要性 首先,应向学生阐明医学统计学的重要性。医学统计学是研究医学领域内数据的科学,是一种方法学,它能指导医学生在医学研究与实践中有效地获取数据、正确地分析数据以合理地解释所得到的结果。因此在教学中应以医学为背景,注重解决实际问题能力的培养。虽然我们发现在校生对统计学的重要性普遍认识不足,但医学生只要经历一定的临床工作或医学科研后,就会真正体会到统计学的重要性,知道统计学知识对他们很重要,并渴望有机会弥补统计学知识[3]。 2激发学生学习兴趣 针对本课程数据多、公式多、推导多、运算多等特点,在理论授课时注意语言的易懂、幽默性,思维的严谨、合理性,内容的有趣、互动性,尽量把抽象的概念、难理解的公式直观化,使学生便于理解。抽象的问题变得生动、形象、具体,从而增加课堂信息容量,提高学生学习兴趣。在上机实训时,充分利用计算工具,使学生比较熟练地运用计算器和统计软件,简化运算过程,提高学习积极性[4]。另外,在有条件的情况下,可以让学生参与到教师的科研课题中,带学生进入统计学的科研领域,激发学生学习兴趣。 三、提高教师自身素质 提高教学质量的关键在于教师,没有高素质的教师就难以培养出高素质的学生。高职学校与普通高校在人才培养方面是有区别的,必须体现出其职业教育的特色———学有所长、学有所用,使学生能够真正适应社会,服务社会[5]。因此,高职高专教师应具备扎实的理论功底,合理优化的专业知识结构,在课堂上真正成为学生学习知识的顾问,解决问题的参谋。医学统计学是一门应用型学科,它要求教师不但要精通统计学的基本原理和方法,还要有一定的医学背景,这样在授课过程中,才能将理论与实践有机地联系起来。此外,还要求教师具有熟练的计算机操作能力、较高的外语水平和统计方法的实际应用能力。 四、改革考核方式 考核是教学的重要环节,可以评价学生的学习效果和教师的教学质量,以指导教学、推动教学。传统的考核方式以笔试为主,考核方式改革后,减少了笔试成绩在期末总评中的比例,增加上机考核成绩所占比例,两项成绩在期末总评中的比例可达60%~80%,其余20%~40%由平时上机练习、课堂提问、讨论课等平时成绩组成。另外在理论、实训考试中既要注重知识应用的考核,又要注重案例分析的考核,从而不断培养学生的逻辑思维和分析能力。(本文作者:杨艳单位:保山中医药高等专科学校) 医学统计学教学研究:医学统计学课堂教学论文 一、概率分布 概率分布(probabilitydistribution)是医学统计学中多种统计分析方法的理论基础。授课内容一般包括:二项分布、Possion分布、正态分布、t分布、F分布等。 借助概率分布常常可以帮助我们了解生命指标的特征、医学现象的发生规律等等。例如,临床检验中计量实验室指标的参考值范围就是依据正态分布和t分布的原理计算得到;许多医学试验的“阳性”结果服从二项分布,因此它被广泛用于化学毒性的生物鉴定、样本中某疾病阳性率的区间估计等;而一定人群中诸如遗传缺陷、癌症等发病率很低的非传染性疾病患病数或死亡数的分布,单位面积(或容积)内细菌数的分布等都服从Poisson分布,我们就可以借助Poisson分布的原理定量地对上述现象进行研究。 在生物信息学中概率分布也有一定应用。例如,Poisson分布可以用于基因(蛋白质)序列的相似性分析。被研究者广泛使用的分析工具BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)能迅速将研究者提交的蛋白质(或DNA)数据与公开数据库进行相似性序列比对。对于序列a和b,BLAST发现的高得分匹配区称为HSPs。而HSP得分超过阈值t的概率P(H(a,b) t)可以依据Poisson分布的性质计算得到。 二、假设检验 假设检验(hypothesis)是医学统计学中统计推断部分的重要内容。假设检验根据反证法和小概率原理,首先依据资料性质和所需解决的问题,建立检验假设;在假设该检验假设成立的前提下,采用适当的检验方法,根据样本算得相应的检验统计量;最后,依据概率分布的特点和算得的检验统计量的大小来判断是否支持所建立的检验假设,进而推断总体上该假设是否成立。其基本方法包括:u检验、t检验、方差分析(ANOVA)和非参数检验方法。 假设检验为医学研究提供了一种很好的由样本推断总体的方法。例如,随机抽取某市一定年龄段中100名儿童,将其平均身高(样本均数)与该年龄段儿童应有的标准平均身高(总体均数)做u检验,其检验结果可以帮助我们推断出该市该年龄段儿童身高是否与标准身高一致,为了解该市该年龄段儿童的生长发育水平提供参考。又如,医学中常常可以采用t检验、秩和检验比较两种药物的疗效有无差别;用2检验比较不同治疗方法的有效率是否相同等等。 这些假设检验的方法在生物实验资料的分析前期应用较多,但由于研究目的和资料性质不同,一般会对某些方法进行适当调整和结合。 例如,基于基因芯片实验数据寻找差异表达基因的问题。基因芯片(genechip)是近年来实验分子生物学的技术突破之一,它允许研究者在一次实验中获得成千上万条基因在设定实验条件下的表达数据。为了从这海量的数据中寻找有意义的信息,在对基因表达数据进行分析的过程中,找到那些在若干实验组中表达水平有明显差异的基因是比较基础和前期的方法。这些基因常常被称为“差异表达基因”,或者“显著性基因”。如果将不同实验条件下某条基因表达水平的重复测量数据看作一个样本,寻找差异表达基因的问题其实就可以采用假设检验方法加以解决。 如果表达数据服从正态分布,可以采用t-检验(或者方差分析)比较两样本(或多样本)平均表达水平的差异。 但是,由于表达数据很难满足正态性假定,目前常用的方法基于非参数检验的思想,并对其进行了改进。该方法分为两步:首先,选择一个统计量对基因排秩,用秩代替表达值本身;其次,为排秩统计量选择一个判别值,在其之上的值判定为差异显著。常用的排秩统计量有:任一特定基因在重复序列中表达水平M值的均值;考虑到基因在不同序列上变异程度的统计量,其中,s是M的标准差;以及用经验Bayes方法修正后的t-统计量:,修正值a由M的方差s2的均数和标准差估计得到。三、一些高级统计方法在基因研究中的应用 (一)聚类分析 聚类分析(clusteringanalysis)是按照“物以类聚”的原则,根据聚类对象的某些性质与特征,运用统计分析的方法,将聚类对象比较相似或相近的归并为同一类。使得各类内的差异相对较小,类与类间的差异相对较大1。聚类分析作为一种探索性的统计分析方法,其基本内容包括:相似性度量方法、系统聚类法(HierarchicalClustering)、K-means聚类法、SOM方法等。 聚类分析可以帮助我们解决医学中诸如:人的体型分类,某种疾病从发生、发展到治愈不同阶段的划分,青少年生长发育分期的确定等问题。 近年来随着基因表达谱数据的不断积累,聚类分析已成为发掘基因信息的有效工具。在基因表达研究中,一项主要的任务是从基因表达数据中识别出基因的共同表达模式,由此将基因分成不同的种类,以便更为深入地了解其生物功能及关联性。这种探索完全未知的数据特征的方法就是聚类分析,生物信息学中又称为无监督的分析(UnsupervisedAnalysis)。常用方法是利用基因表达数据对基因(样本)进行聚类,将具有相同表达模式的基因(样本)聚为一类,根据聚类结果通过已知基因(样本)的功能去认识那些未知功能的基因。对于基因表达数据而言,系统聚类法易于使用、应用广泛,其结果——系统树图能提供一个可视化的数据结构,直观具体,便于理解。而在几种相似性的计算方法中,平均联接法(AverageLinkageClustering)一般能给出较为合理的聚类结果2。 (二)判别分析 判别分析(discriminantanalysis)是根据观测到的某些指标的数据对所研究的对象建立判别函数,并进行分类的一种多元统计分析方法。它与聚类分析都是研究分类问题,所不同的是判别分析是在已知分类的前提下,判定观察对象的归属3。其基本方法包括:Fisher线性判别(FLD)、最邻近分类法(k-NearestNeighborClassifiers)、分类树算法(ClassificationTreeAlgorithm),人工神经网络(ANNs)和支持向量机(SVMs)。 判别分析常用于临床辅助鉴别诊断,计量诊断学就是以判别分析为主要基础迅速发展起来的一门科学。如临床医生根据患者的主诉、体征及检查结果作出诊断;根据各种症状的严重程度预测病人的预后或进行某些治疗方法的疗效评估;以及流行病学中某些疾病的早期预报,环境污染程度的坚定及环保措施、劳保措施的效果评估等。 在生物信息学针对基因的研究工作中,由于借助了精确的生物实验,研究者通常能得到基因(样本)的准确分类,如,基因的功能类、样本归结于疾病(正常)状态等等。当利用了这些分类信息时,就可以采用判别分析的方法对基因进行分类,生物信息学中又称为有监督的分析(SupervisedAnalysis)。例如,基因表达数据分析中,对于已经过滤的基因,前三种方法的应用较为简单。而支持向量机(SVMs)和人工神经网络(ANNs)是两种较新,但很有应用前景的方法。 (三)相关分析 相关分析(correlationanalysis)是医学统计学中研究两变量间关系的重要方法。它借助相关系数来衡量两变量之间的关系是否存在、关系的强弱,以及相互影响的方向。其基本内容包括:线性相关系数、秩相关系数、相关系数的检验、典型相关分析等。 我们常常可以借助相关分析判断研究者所感兴趣的两个医学现象之间是否存在联系。例如,采用秩相关分析我们发现某种食物中黄曲霉毒素相对含量与肝癌死亡率间存在正相关关系;采用线性相关方法发现中年女性体重与血压之间具有非常密切的正相关关系等等。 生物信息学中可以利用相关分析建立基因调控网络。如果将两个不同的基因在不同实验条件下的表达看作是两个变量,相关分析所研究的正是两者之间的调控关系。如采用线性相关系数进行两基因关系的分析时,其大小反应了基因调控关系的强弱,符号则反应了两基因是协同关系(相关系数为正),还是抑制关系(相关系数为负)。 四、意义 生物信息学不仅是医学统计学的研究前沿,更是医学研究由宏观向微观拓展的重要领域,其研究内容已逐渐为多数医学院校的学员了解和熟悉。而如何对新技术产生的生物实验数据进行准确合理的分析,却成为生物信息学研究的主要瓶颈之一。 在医学统计学课堂教学中引入生物信息学实例,而不仅仅局限于常见的医学、卫生领域的例子,将难以理解的统计理论和方法与前沿的生物实例相结合,拓宽了学员的视野,提高了学员的学习兴趣,更可以加深对所学知识的理解;与此同时,使学员掌握了生物实验数据的先进分析方法,扩大了学员的知识面,提高了他们今后开展医学科研工作的能力。 还有一些医学统计学方法目前也逐渐应用于生物信息学研究中,诸如:遗传算法、熵理论等等。但这些方法已经超出了医学统计学课堂教学的范围,我们将尝试在第二课堂或选修课中,作为补充知识进行讲授,供那些学有余力的学员学习交流摘要:生物信息学的蓬勃发展已使医学研究由宏观逐步探索到微观。医学统计学作为一门医学院校的基础课程,其理论和方法在医学研究的新要求下其理论和方法也有了新的发展与应用。将生物信息学知识带入医学统计学课堂教学,介绍医学统计学的新发展,不但能使学员了解到本学科的前沿研究内容,有效地激发学员的学习兴趣,还能使他们掌握生物信息学研究的工具,提高今后从事医学科研工作的能力。 关键词:生物信息学医学统计学课堂教学 医学统计学教学研究:医学统计学教学管理论文 教育是科技进步和经济振兴的基础,在全国上下贯彻落实《中国教育发展改革和发展纲要》《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》和全国教育工作会议精神的今天,高等教育为适应这一新形式,推进素质教育,培养大批高质量、高素质的各类专门人才已进行着多方面的改革。 众所周知,医学是理论性、实践性很强的学科。医学统计学更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,应用于居民健康状况评价、医疗卫生实践和医学科研,涉及基础医学、临床医学、预防医学等多学科领域。其教学内容贯穿于研究设计到论文撰写的全过程。如何适应新形势,迅速推广医学统计学的基础知识,在满足医学科研需要的同时实现医学统计学的自身发展,是医学统计教育面临的重要课题。我国医学统计教育面临的主要问题是:①教学对象的数学基础普遍较差,教学手段落后。②医学研究进一步向宏观和微观发展,信息数据更加复杂化、多元化和大数量化。我们利用多媒体计算机辅助教学CAI系统具备较好的独立性、可参与性与知识的全面、系统性,以及多媒体组合的高效性等诸多优点,解决了上述问题。利用多媒体技术,我们可以让学生做到“所学即所见、所闻即所学”,适当拓宽内容的深度和广度,提高灵活性,大大增强学生的参与感和实践能力,以创造传统教学手段所达不到的效果。同时,还可利用计算机对学生的学习进行评估并决定进度,实现因材施教。 进入21世纪以后,信息技术飞速发展,现代统计工具从计算器发展到计算机为主,能应用相关的统计软件处理医学科研数据已成为必备的能力。否则,一方面有人不懂得选用正确的统计方法,使大量的信息和统计数据得不到有效的利用;另一方面又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,势必造成大量统计方法的滥用和误用。医学研究的许多数据关系到病人的治疗、转归,甚至生死,统计方法的误用会导致严重的论理问题。我们利用计算机、统计软件、多媒体教学课件相结合,使课堂教学摆脱大量的繁琐演算的束缚,在单位时间内讲授的信息量将会大幅度增加。统计学教学不再是数据的罗列和公式的堆砌,而是研究设计的艺术和数据表达的艺术,并使学生体会到统计思维和推理的乐趣。 近年来我们进行了一些改革措施,取得了相应的成果,现总结如下: 一、积极申报院级教学研究立项的课题: (1)医学统计学多媒体CAI教学系统的研究和应用(2001年) (2)医学研究生统计学课程教学模式的改革(2002年) (3)《心理统计学》多媒体课件的制作及题库的构建(2004年) 另外开了《医学科研数据管理与统计分析》选修课 二、进行了一系列的教学改革措施: (1)教学内容上所进行的改革,具体做到了“四增三减”:减少了目前已无必要讲授的详细手工计算步骤与技巧;减少了复杂的公式推导,改为公式内涵的剖析;减少了部分浅显内容,改为自学或课堂讨论;增加了“实验设计和调查设计”;增加了“医学统计学软件使用”;增加了“多元统计分析”;增加了“医学统计应用错误的诊断”。 (2)在教学手段上进行了以下几方面的改革:建立了医学统计学多媒体CAI教学系统;开设了统计学电脑实验课;开设了“医学统计应用错误的诊断”讨论课。 (3)在考试内容和形式上的改革:着重考核医学统计学综合分析能力以及正确应用统计方法和纠正错误能力。不考死记硬背、公式和定理。 三、发表相关论文: (1)医学科研论文中t检验误用分析皖南医学院学报2002,21(2) (2)医学科研论文中x2检验误用分析皖南医学院学报(论文待发表) (3)皖南地区中学生伤害危险因素的病例对照研究,中华流行病学杂志,2003,24(7) (4)胆石病病因的临床流行病学研究现代预防医学2001,28(4) 四、编写的教材: (1)《医学科研方法与临床流行病学》(2003.8,安徽大学出版社) (2)《预防医学》(第2版)(2003.8,人民军医出版社) (3)《心理统计学》(2004.8,安徽大学出版社与北京科学技术出版社) (4)《心理评估学》(2004.5,安徽大学出版社与北京科学技术出版社) (5)《卫生统计学实习指导》(2003.10,安徽大学出版社) (6)《流行病学实习指导》(2002.8,中国科学技术大学出版社) 五、成果创新点: (1)将统计学软件、多媒体教学模式首次引入我院医学统计学教学之中; (2)将统计思维和科研创造性实践相结合,注重学生科研能力的培养; (3)改革了医学统计学的教学内容、教学手段、考试方法; (4)首次在我院学生中开设“医学科研统计应用错误的诊断”讨论形式的教学模式 (5)特别注重教师主导作用与学生能动性统一 (6)编写“医学统计学”相关教材 六、成果应用情况: (1)已经将改革的内容应用于我院专科生、本科生和硕士生的“医学统计学”; (2)在本科生和硕士生的教学手段上采用“多媒体CAI教学”模式; (3)在考试内容已作了相应的改革; (4)已经将“医学科研统计应用错误的诊断”应用于皖南医学院学报的论文审阅之中。 以上是对近年来“医学统计教学模式改革”的总结,我们突出了“医学统计学教学课件、医学统计学软件和医学统计应用错误的诊断”三方面的教学改革,敬请各位专家评审,不足之处,请多提宝贵意见,非常希望我们的教学成果能得到各位专家的肯定。 医学统计学教学研究:《医学统计学》双语教学改革研究与实践 【摘 要】医学统计教学改革以讲授SPSS统计软件,结合中医学专业最新国内外相关研究成果中的统计设计和统计方法,解决目前医学统计教学中存在的潜在问题,有效地提高中医药院校学生的统计实践能力和专业科研能力。 【关键词】医学统计学;教学改革;科研论文;SPSS软件 医学统计学是医药专业学生的必修课程之一,此课程的教学效果直接关系到医学专业和药学专业学生的科研能力,因此我校基于中医学专业本硕连读实验班《医学统计学》课程施行了教学改革,采用双语教学模式,结合SPSS软件讲授英文医学论文中的统计设计与统计方法,提高学生的基本科研素养,培养学生统计设计思维和解决科研中遇到的实际问题的能力。 1 增加统计软件SPSS实验课 医学统计课程定理内容较多且抽象难懂,而医学院校的学生数学基础薄弱,传统的教学方式会使学生对医学统计的理论知识难理解,也会导致医学统计学的教学效果不达标。因此,在教学改革实验课上进行SPSS的讲解和教学演示,教授学生统计软件SPSS菜单中的统计方法英文表达和如何解读统计软件输出的结果,这样可以简化计算过程,提高学生学习医学统计的学习兴趣,还能行之有效的增强学生解决实际问题的能力。SPSS统计软件具有操作简单,容易被学生掌握。过去用计算器要经过很多步骤计算和画图,现在用统计软件画出来的频数直方图、散点图、箱图、回归曲线既快又准。SPSS统计软件教学大量地节省了教学的板书时间,增加了学生的信息量,开阔了学生的统计知识面,进一步达到医学统计学教学改革的目的,即不是注重传统的统计概念,而是更专业的强调医学统计学的使用条件和具体实施方法,发挥统计的实际应用作用。 2 进行医学统计学的双语教学 本次教改的主要目的是要提高学生的科研能力,而目前的现状是中医药在医学研究发展方面的贡献没有西医显著,所以这就要求我们加紧与国外医学研究者增加交流,把我们的最新成果用统计学验证其医学方面的研究意义。因此,中医药院校的学生应在提高自身的统计学应用能力的前提下,熟悉英文表达,在日常教学中逐渐用英语把实验结果和统计学方法用英文表达出来,那么这种教育改革对于学生自身素质的提高、社会竞争力的提高都是非常有帮助的。所以在本次教改日中,我们增加了统计学专业术语的英文表达方式,真正的达到学以致用的目的,也是为我们的国粹――中医与中药的国际化发展增添一份力量。 3 注重统计分析,实现医学统计学的专业课题融合 医学课题完成的质量与水平离不开统计分析,只有正确、有效的医学统计分析,才能得出可信的结论。医学统计分析是将医学专业知识与统计学知识相结合,运用统计学原理和方法虽所得资料进行科学的加工、整理和分析,用正确的统计指标和方法描述取得的结果,并作出科学的推断。在课题的具体研究中,实验设计和统计方法的选择是学生遇到的最大困难,大多数学生能想到的统计方法不是相关回归就是t检验或方差分析,并没有在实验之前想好课题研究的统计设计方案。因此,在本次教学改革中我们对常用的设计方案:完全随机设计、配对设计、随机区组设计、拉丁方设计、序贯设计、析因设计、正交设计等,并结合课题做了具体的实例讲解,实现了医学统计学的专业课题融合。 教学中增加前沿国际学术论文统计方法分析环节,一是,看医学论文中的统计方法表达方式,二是,和学生专业融合,学到最新最快的医学研究方向,当然这要和医学专业的专业课教师先沟通,筛选适合学生参考学习的科学研究结果。 4 网络教学,增加师生交流 使用网络教学进行第二课堂辅助教学。本次教学改革为了提高医学统计课程教学质量,充分利用教学资源增加师生交流的网络教学。在我校的校园青果软件中,在医学统计课程的网页中制作了常用的统计模型和统计实例分析,极大地丰富了教学资源和教学手段。同时帮助学生校正修改参加大学生创业项目和大学生挑战杯项目中所遇到的统计问题,进一步增加了学生学习医学统计学的积极性,使学生能主动地参与医学统计学的科研实践,提高了教学效果。
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工程教育专业认证是针对高等教育机构中工程类专业教育所实施的专门性认证,它可以实现工程教育的国际互认,受到了越来越多国家的重视。工程教育专业认证遵循产出导向、以学生为中心和持续改进的基本理念,能够有效地保障高校的工程教育质量。计算机网络课程是网络工程、通信工程和信息工程等专业的一门重要专业课程,在课程体系中有重要的作用。学生通过对该课程的学习,可以掌握网络体系结构和网络协议的工作原理,具备一定的组网和网络应用能力。在目前的信息化时代,网络技术已经成为社会和经济发展的重要基础,尤其是随着移动互联网和物联网技术的发展,计算机网络对社会各领域的影响越来越大。本文针对该课程教学中存在的问题,结合工程教育专业认证理念,对教学内容和教学方法进行改革探索。该课程兼具理论性和实践性特点,在培养复合应用型定位的高校中,将工程教育理念融入计算机网络课程教学改革具有十分重要的意义。 1计算机网络课程教学中存在的问题 1.1教学内容与学生工程能力培养之间的相关度不够 首先,教学内容理论性强,概念抽象,知识点分散。计算机网络课程教材中涉及网络体系结构、数据通信、网络安全等内容,在体系结构的每一层都存在一系列的协议。如果简单按照教材框架对知识点进行讲解,虽然可以保证理论体系的完整性和学术性,但是知识内容抽象和分散,导致学生不能很好地理解和掌握。其次,相关领域技术发展快,教材中部分知识陈旧。随着各种新型网络技术出现,在课程教学中需要梳理和删减已经淘汰的知识,适当引入前沿的网络技术。再次,教学内容重理论轻实践,该课程本应该是一门实践性强的课程,可是在教学中实践环节偏少,这不能很好地培养学生工程实践能力,不符合工程教育专业认证面向产出导向的理念。 1.2教学方法有待进一步提高 目前,计算机网络课程教学多数采用以教师为中心的教学观念和教学设计方法,教师是教学活动的主动施教者,学生在整个教学过程中处于被动接收的状态。这种教学方式没有让学生自主参与学习,不能很好的调动学生的学习积极性和引起学生的学习兴趣,教学效果不理想。同时,在以教师为中心的教学方法中,学生很难主动发现和探索问题,这很大程度上影响了学生创新能力的培养,不符合工程教育专业认证以学生为中心的理念。 1.3考核方式不合理 首先,计算机网络课程的实践性强,目前以考勤、作业和期末考试为主要依据的考核方式不能够全面地反映学生的学习效果。其次,期末考试没有根据该课程对应的毕业要求指标点进行设计,不能很好地体现课程对毕业要求的支撑关系。再次,在课程结束后,教师并没有根据课程达成度对教学活动进行分析和反思,无法改进后续的教学活动,不符合工程教育专业认证持续改进的理念。 2计算机网络课程教学内容和教学方法的建议 为了解决计算机网课程教学中的上述问题,提升教学效果,我们按照工程教育专业认证理念,从以下几个方面对课程教学提出改革措施和建议。 2.1制定面向产出导向的计算机网络课程教学内容 根据工程教育专业认证以产出为导向的理念,教学内容服务于培养目标和毕业要求。进一步讲,教学内容的选择是以学生毕业五年后应具备的能力为导向,应支撑毕业要求指标点的达成,面向人才培养的目标要求。(1)教学内容需要突出工程基础知识,包括计算机网络基本概念(例如交换和路由)、各类网络协议配置、企业网络构建和典型网络应用等。教材内容的选取,可以按照计算机网络课程对毕业要求的支撑关系,根据工程教育专业认证毕业要求二级指标点规划课程教学内容。另外,避免课程内容的理论性太强,在讲授网络体系结构和数据通信等抽象内容时,可以根据分层结构按照自上而下或自下而上的方式引入各层知识点,注重知识点的系统性而非全面性,重点让学生理解基本概念以及各知识点之间的联系。(2)教学内容需要与时俱进。教学内容需要包含本领域的最新技术进展,例如移动互联网、云网络和物联网等前沿技术,使教学内容融合基础、实用和前沿于一体。根据工程教育专业认证的要求,学生能综合利用专业知识对设计方案进行优化并体现创新意识。在计算机网络教学内容中融入本领域的前沿进展和新技术,可以拓宽学生的知识面,加深学生对本专业领域的认识,培养学生创新意识。(3)教学内容需要加强实验设计等实践内容。根据工程教育专业认证要求,学生要能够针对本领域内的复杂工程问题,选择与使用恰当的现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟。在实验中,学生可以通过数据包的捕获与协议分析、虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork,VLAN)配置和访问控制列表控制等实验,熟悉PacketTracer和Wireshark等网络分析工具的使用,掌握计算机辅助软件进行网络设计的工作流程。学生通过搭建和配置域名系统(DomainNameSys-tem,DNS)协议服务器和文件传输协议(FileTransferProtocol,FTP)服务器等实验,可以熟悉Windows和Linux系统环境下的网络协议配置方法和流程,提升解决工程问题的能力。(4)教学内容需要面向工程问题。根据工程教育专业认证要求,学生需要掌握解决复杂工程问题的工程知识。因此,除了计算机网络教材上的基础知识点外,教学内容的选择应该面向计算机网络领域的工程问题,尤其是相关企业技术难题,以实际应用和项目课题为驱动,引导学生根据所学知识设计解决方案。 2.2构建以学生为中心的计算机网络课程教学方法 (1)把学生作为教学活动的主体,教师的职责是引导和协助学生学习。与传统的以教师为中心的教学模式不同,以学生为中心的教学思想使得学生不再单方面被动接收知识,而是围绕老师或学生提出的问题展开教学过程,主动参与交流互动和各个教学环节。针对课程的知识难点和重点,老师可以给予一定的启发,引导学生完成知识的学习,例如路由协议配置、DNS或者FTP服务器配置等内容。面对更加复杂的实际工程问题,教师可以通过慕课和微课等形式提前将问题布置给学生,并讲解该问题所涉及的专业知识和基本原理。在课堂上,教学活动主要以学生和教师讨论的形式开展,教师引导对问题提出合理可行的解决方案,保证教学过程以学生为中心。(2)从以教材内容为中心的教学方式转变为以培养学生能力为中心的教学方式。工程教育专业认证强调学生分析和解决问题的能力,在教学各个环节要注重培养学生建模、分析和解决复杂工程问题的能力。计算机网络课程教学不应仅局限于课堂。学生在有了计算机网络的知识背景以后,教师可以适当邀请行业专家开展技术讲座,还可以深入信息领域相关的企业调研技术难题和具有工程价值的课题,鼓励学生与企业技术人员一起讨论和制定解决方案。这种与实践充分结合的教学环节,既可以使学生了解课程知识的实践应用和最新进展,又能够培养学生处理复杂工程问题的能力。以企业网络搭建问题为例,问题可能涉及到虚拟专用网络、优先级、端口跟踪、计时器设计和状态检查等操作,同时还需要了解问题所涉及的各种潜在非技术因素,以保证所提出解决方案的合理性和可行性。如果在任何环节出现失误,学生都有可能不能顺利完成课题。这要求学生必须经过问题分析、制定方案、协作讨论、反复验证等环节,才可能解决本领域的复杂工程问题,因此可以培养学生分析和解决问题的能力。 2.3形成合理有效的计算机网络课程考核反馈机制 (1)为了适应所提出的教学方法,计算机网络课程的考核不局限于期末成绩,还应该包括课堂小组讨论、专题报告、工程应用、实践环节和报告撰写等方面的具体表现。在以上各个教学环节,分别制定评价规则并折算成相应的分数值。(2)期末考试的题型和考查的知识点应该符合毕业要求的支撑关系。例如选择题、填空题、判断题和简答题等题型通常是为了考查学生工程基础知识掌握情况,而分析题、综合题和设计题等题型侧重于考查学生知识运用和创新能力。考查的知识点,需要根据计算机网络课程所对应的毕业要求指标点来确定。(3)工程教育专业认证把持续改进作为优秀理念之一,要求建立一种以评价、反馈和改进为特征的考核机制。因此,在该课程结束后,教师需要根据课程达成度情况,对教学活动进行分析和反思,进而调整后续的教学内容和教学方法,以提升教学质量,并形成持续改进的闭环机制。 3总结 结合工程教育专业认证的理念,对计算机网络课程的教学内容、教学方法和考核方式进行了改革探索。制定了面向产出导向的教学内容,突出工程基础知识和引入前沿知识,加强实践环节和面向工程问题。构建了以学生为中心的教学方法,培养学生解决问题的能力。形成了合理有效的考核反馈机制,持续改进教学过程。培养学生了解决复杂工程问题能力,提升了教学效果。 参考文献 [1]谢希仁.计算机网络(第7版)[M].北京:电子工业出版社,2017. [2]周凌波,王芮.从《华盛顿协议》谈工程教育专业建设[J].高等工程教育研究,2014(4):6-14. [3]张东民,尚慧琳,郑刚,等.应用型本科专业工程教育专业认证探讨[J].价值工程,2017,36(32):138-140. [4]高光,王宁,任国恒.应用型地方院校的“计算机网络”课程教学改革研究[J].周口师范学院学报,2017,34(5):112-115. [5]翟娅菲,禹晓,相启森,等.工程教育专业认证背景下食品酶学课程教学改革的探索[J].轻工科技,2018,34(3):173-174. 作者:王小明 贾霞 单位:南京邮电大学通信与信息工程学院 南京邮电大学通达学院通信工程学院
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生物技术专业教学改革探讨:生物技术专业微生物学教学改革的实践与思考 【摘 要】微生物学是一门重要的基础课程,既是生命科学理论研究的优秀,又是一门应用性极强的学科。生物技术是长沙医学院近两年新设置的一门专业,针对本专业特点,笔者结合自身教学实践和遇到的问题,从教学大纲的制定、教材选定、教学内容和教学方法几个方面对微生物学教学进行了初步的改革和探索,以期提高教学质量。 【关键词】生物技术 微生物学 教学改革 微生物学是生物技术专业的一门重要的专业基础课,因涉及面广、实用性强、受益面宽、与生产实践紧密联系和发展迅速等特点,在生命科学领域中越来越受重视,在整个学科设置中占据了重要的地位,对生命科学和生物工程技术的发展起着巨大的推动作用。长沙医学院生物技术本科专业开设于2010年,是一门新开专业,如何结合医学院实际情况及生物技术专业特点和科技发展的要求,让学生及时掌握最新的微生物学理论知识和应用技术,是目前医学院生物技术专业微生物学教学中亟须解决的问题之一。本文针对生物技术专业特点,结合笔者的教学经历和实践中遇到的问题,从三个方面提出自己的点滴体会,期望能够对我院生物技术专业微生物学的教学改革实践有一定的指导意义。 一 明确课程地位、合理修订教学大纲 1.课程地位 根据生物技术专业的培养目标,将微生物学作为生物技术的主要专业基础课。微生物学课程的作用,一是为后续的专业课程学习奠定知识基础,实现专业培养目标;二是为学生今后从事相关专业工作提供丰富的微生物学知识和实践技能。学生只有具备了微生物学的基础理论和实践技能,才能更好地到与之相关的企事业单位从事生产经营、科研和管理工作。 2.教学大纲 在教育改革思想的指导下,结合专业特点,我们通过教学实践不断反思和总结,重新修订了医学院“微生物学教学大纲”和“微生物学实验教学大纲”。在大纲中明确了本课程的性质、目的和任务,对某些章节内容的学时数进行了一定调整,突出了重点内容,减少讲授时数,增加自学、研讨时数;对每一章内容都从“掌握、熟悉、一般了解”三个层次进行分解,形成知识结构体系;每章结束后安排15分钟在教师的引导下让学生自己总结和讨论章节内容,调动和培养学生的自主精神。例如,“原核微生物的形态结构”中“细菌细胞壁组成结构”等重点内容更为突出,所占课时比例增加;学习“真核微生物”时,让学生查阅文献,写出“酵母菌/霉菌在生产中的应用”的综述并安排小组讨论;在学习“微生物遗传”内容中补充微生物的基因组结构。在实验教学大纲中,笔者对实验顺序做了适当的调整,将“培养基的配制”和“消毒灭菌”实验分别作为第一、第二个实验;将“土壤中微生物的分离纯化”与微生物的形态观察如“革兰氏染色”和“微生物菌落的观察”等实验进行有机组合,形成连续、系统的综合大实验。同时,为了培养学生的自主创新能力,实验教学中还加入了自主设计性实验,由学生分组进行。教师提供几个可选主题,学生也可以选择自己感兴趣的方向,最后通过查阅文献设计实验方案进行操作。大纲中明确规定,实验考核不及格不能参加理论课考试,实验技能考核占微生物学总成绩的20%。 二 合理选择教材,注重教学内容的优化和更新 目前,国内出版的微生物学教材很多,但真正适合生物技术专业的微生物学教材却少见。另外,我国教材建设明显滞后国外,出版周期长。为此,在准备课堂教学之前,教师首先应根据专业和学校的实际情况,选择国内外优秀教材,同时要随时关注和紧跟学科发展动态,及时优化和更新教学内容,保证教学内容的先进性、系统性和合理性。 1.教材的选择和调整 教材是沟通教与学的桥梁,是教与学的基本依据,选用具有系统、完整的微生物学学科知识体系和反映当代微生物学领域最新成就的优秀的教材,是确保微生物学教学质量的关键环节。在教学实践中我们选择了袁生教授主编的《微生物学》(高等教育出版社,2009)作为教材进行试用。该教材为普通高等教育“十一五”部级规划教材,在结合精品课程建设,汲取、借鉴和参考国内外一些优秀教材的长处的基础上,加强了对微生物现代分子生物学前沿、微生物多样性等知识,以及当前热点问题的介绍,并且在教材编排比例上做了新的尝试,是一本内容全面、简明扼要、结构合理,并适用于综合性大学生物学、生物技术、生物工程等专业微生物学课程的教材。同时,笔者将周德庆先生编写的《微生物学教程》、武汉大学沈萍教授编写的《微生物学》等作为参考教材,这两部教材内容较新、知识性强,汇集了学科近期研究进展,资料翔实、信息量大。既避免了单纯靠一本教材所带来的局限和不足,拓宽了学生在微生物学领域的视野,又加强了学生的自学能力。此外,还通过给学生提供一些相关的课外学习的参考资料和网站(如《微生物学通报》、生物谷论坛等),让学生自主地了解微生物学的发展前沿与动态,从而激发学生对本课程的学习兴趣。 2.根据教学需要,优化更新教学内容 微生物学课程由于其内容庞杂、微观形态学内容较为抽象,在有限课时内不可能面面俱到。因此,教学中容易出现主线不清、体系不严谨等问题,而且如何在学时相对减少的条件下,处理好理论知识与实际应用、经典内容与现代科技的发展及最前沿的研究内容间的关系是进行教学内容改革首先遇到的问题。为此,首先,要深入研究和领会教学大纲,仔细钻研分析教材,理清脉络,形成立体的知识结构体系,突出重点和难点,与实际应用统一起来,然后再系统地、有侧重点地传授给学生,完成大纲的要求。其次,避免课程间内容交错重叠。笔者对交叉内容进行了适当的优化整合。例如,“微生物的代谢”一章,生物共同的代谢途径部分为生化课的重点内容,以学生自学为主,教师重点讲解微生物特有代谢途径及其作用和应用意义,如乙醇发酵、乳酸发酵、生物固氮等。又如“微生物遗传变异与育种”章节,对于在分子生物学课程重点“遗传物质及基因表达调控”等内容仅作简要概括或让学生自学。此外,适当补充微生物学在工业中的应用等相关教学内容,如在每讲完一大类微生物时,补充相关微生物工业和产品相关内容,既提高了学生学习微生物学的兴趣,又注重了学生实际能力的培养。 三 尝试多种教学方法,选择正确合适的教学方法 教学过程中,许多学生反映微生物学课程“听得懂、理不清、记不住”。因此,继续采用传统“填鸭式”教学方法只会与教学目标背道而驰,这就要求教师在教学过程中注重教学方法的改进,根据不同的教学内容和知识点选择适合的教学方法,形象生动地将微生物学基本知识传授给学生。在教学过程中,笔者尝试过以下几种教学方法。 1.归纳、对比式教学法 对于知识点零乱、分散且容易混淆的内容,可以通过归纳与比较其间的异同,使知识点层次清晰、分明,也可减轻学生记忆的难度。如原核微生物与真核微生物的比较;真病毒与朊病毒的比较;G+细菌与G-细菌细胞壁的比较;细菌、酵母菌、霉菌、放线菌菌落特征的比较;消毒与灭菌的比较;体液免疫与细胞免疫的比较等。比如,G+细菌与G-细菌细胞壁的比较可从四个方面对两者进行比较和说明:细胞壁结构;肽聚糖含量与单体结构;革兰氏染色反应;磷壁酸、LPS的有无等。归纳和比较法授课过程中引导学生自主列表比较,既能促进学生对知识的掌握和巩固,又能提高其自学能力。 2.实例教学法 教学中,要理论联系实际,多引入与生产生活实际密切相关的热点问题或有趣事例。例如,讲到“蕈菌”的时候,可以查阅最新文献向学生们介绍一些常见的食用蘑菇的培养过程,引出真菌繁殖的生活史;开始“病毒”一章的学习时,通过简单介绍当时SARS流行情况,引出其病原体—冠状病毒,讲到“亚病毒”时引入疯牛病的例子,激发学生学习病毒的兴趣。这样,不仅活跃了课堂气氛,还对学生起到开阔视野、拓宽思路、激发学习兴趣的作用。 3.讨论式教学法 教学过程中有些内容与当前热点问题有关,可以提前几周布置作业给学生,让学生通过查阅大量的相关资料写成综述或总结。如讲到细菌耐药性时,可以让学生查阅相关文献,总结和分析当前细菌耐药性研究的进展,包括耐药菌种、耐药机理及可采取的措施等,上课时分组派代表发言讨论,最后教师总结。这样有利于提高学生查阅资料、综合分析的能力,既加深了对知识的理解和记忆,又提高了学生的组织和表达能力。 4.多媒体课件的合理利用 微生物的微观形态特点使得微生物学的教学变得抽象、难以理解,采用多媒体课件辅助教学,可以把在显微镜下的影像信息搬到教室中,使课堂教学形象化,有助于学生理解和接受。如细菌、真菌、病毒的显微世界及鞭毛运动、噬菌体复制、担孢子形成的过程可以通过色彩丰富、生动形象的动画展示,再配有优美的音乐和解说,能够有效激发学生学习的积极性,提高讲课效率。教学过程中要把握好板书与多媒体的有效结合,避免多媒体画面富于变化而带来的讲授内容条理不清晰的弊端,在板书清晰的主线框架的前提下正确合理地利用多媒体教学。 四 结束语 以上是笔者根据微生物学课程的教学基本要求,为搞好课程教学而进行的一些改革实践和探索,并且已取得了一定的效果。但由于医学院生物技术专业开设时间不长,微生物学课程作为生物技术专业的重要基础课程之一,教学改革工作任重道远,今后还有许多工作要做,需要同仁在教学实践中不断改革、思考、总结和深化,使教学质量不断提高。 生物技术专业教学改革探讨:本科院校生物技术专业教学改革探讨和培养目标定位 摘要: 本文探讨了新形势下综合本科院校生物技术专业在人才层次、知识结构、素质能力和职业取向等培养目标上的定位,提出了生物技术专业教学改革的目标与思路,同时介绍了近年来南通大学生物技术专业在培养目标、教学内容改革、课程体系和实践教学方面的实践与探索,以对综合院校生物技术专业建设提供一定的参考。 关键词: 生物技术专业 目标定位 教学改革 综合院校 21世纪生物产业成为继信息产业之后世界经济中又一个新的主导产业,生命科学及生物技术的重大突破正在迅速孕育和催生新的产业革命。近年来,高等院校尤其综合性大学纷纷设置生物技术专业以适应经济和社会发展对生物产业人才的需求,但是,在专业设置上存在着明显的“生源需求导向”,在人才培养目标的定位上是“模糊的复合型”,在教学上倾向于重理论轻实践。上述问题的存在制约了生物技术专业整体的建设与发展。尤其随着经济社会的发展和高等教育的大众化,高等教育的目标也发生了一定的变化。因此,综合院校生物技术专业培养目标的定位和教学改革是一个值得深入探讨的课题。 1.综合院校生物技术专业教学改革的思路和目标 近年来,我国综合院校生物技术专业在教学上更多地沿袭了学历教育的教学方法,始终未能彻底摆脱学科型教学模式的束缚,成为传统本科教育的“翻版”。因此,积极探索符合综合院校生物技术专业人才培养目标的教学改革已成为当务之急。 1.1课程体系开发的思路和目标 课程体系建设中,要改变传统的“学科本位”课程观,按照“厚基础、宽口径、广知识、强实践”的培养目标,向“多元整合型”方向发展,形成一种“多元整合”的课程观。主要改革思路是:注重生物技术与产业化管理相结合,增强课程设置的灵活性,形成模块化、弹性化的课程体系,适应行业和社会对应用人才规格多变的需求。要改变传统生物技术专业的专业课程设置方式,开设以上游应用技术为背景的模块化专业课程,如生物制药技术、食品生物技术、农业生物技术、基因工程药物等;同时,增设以“下游工程”为背景的营销、物流、管理等经济管理类模块化专业课程。模块化专业课程的设置,能够让学生以行业需要为主线,将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。另外,还需开设关于生物技术前沿的讲座及与生物技术相关的法规、知识产权等弹性化课程,以适应日新月异的生物技术及其相关产业管理的需要。 1.2实践教学建设的思路和目标 要改变传统重理论轻实践的教学思路,使生物技术教育向实践应用方向发展,实践教学建设就要紧紧围绕生物技术产业对“双料人才”培养的要求,按照认知实习模块、基本技能训练模块、技能强化综合训练三个模块的特点,构建由实验实习、专业实验实习、社会实践系列所组成的新的实践教学内容体系,并制定相应的评价标准。具体可重点考虑以下实践教学环节:(1)生物技术产品的生产、分析检测;(2)生物技术应用性科学试验与技术推广工作;(3)生物技术产品的市场调查及前景预测;(4)生物技术产品的营销和物流管理;(5)生物技术企业的生产运作管理、信息与技术资源管理与质量管理,等等。 1.3注重教师综合能力发展和引导 教师在教学中要加强对学生引导作用,专业教师在教学中的角色首先是学生将来从事本专业岗位的“榜样”,然后才是教育者,而只有“复合型”教师才能够胜任生物技术专业的教学工作。学校应该重视专业教师的全面发展,努力加强“复合型”师资队伍建设。鼓励教师参加教师“岗位”技术培训和进修,保证知识技能的不断更新;鼓励教师参加与岗位相对应的技术等级和技术水平考试;鼓励教师参与应用型课题的开发与研究,加强与企业的联系与合作。“复合型”队伍的建设是专业建设的重中之重,学校应把“复合型”师资建设作为一项长期性工作来抓。教师自己也要抛弃过去的简单理论教学的短期行为,努力提高自身综合素质,加强理论和应用的结合。这样教学才能有特色,教育质量才能有保证,培养出来的毕业生才能得到社会的认可和欢迎,才是综合院校生物技术专业长远的生存和发展之道。 2.生物技术专业培养目标的定位 2.1人才层次定位 随着社会经济发展,社会对生物技术专业人才的需求是有层次和类别之分的。传统学科型教育在人才层次定位方面有自身的特点,学科型高等教育以学科建设和发展作为专业改革和建设的出发点,培养目标突出“学术型”人才层次。但由于社会经济的发展和高等教育的大众化,这一目标要有改变,要以需求为导向设置专业,围绕地方或行业经济发展的需求开展专业教学建设,培养目标突出“理论﹢应用型”人才层次。综合院校生物技术专业培养的人才必须适应时展的要求,紧密依托行业或企业,满足社会对应用型人才的需求。因此,综合院校生物技术专业人才层次定位应立足于培养高素质的理论应用型专门人才,这既不同于研究生阶段培养的“学术型”人才,又不同于高等、中等职业教育培养的“操作型”人才。对于有兴趣、能力,愿意以后从事生物技术研究相关工作的学生,要培养他们成为“学术型”人才,除了具备理论应用型专门人才知识体系,还要把握生物技术研究前沿和总体进展。 2.2知识结构和素质能力定位 我国生物技术产业面临的主要问题是“重研究、轻应用”,不能形成“科研—商业化”的良性循环[1]。造成这一问题的主要原因就是企业管理、市场营销等方面的人才大多不懂生物技术,同时专业的“学术型”人才又不懂市场开发。据权威人士估计,我国在生物技术领域中,“上游开发”仅比国际水平落后3—5年,而“下游工程”却至少相差15年以上[2]。改变这一状况,需要大批既熟悉生物科技知识,又熟悉产业化诸多环节的复合型“双料人才”。因此,学生在学习公共基础课和专业基础课的基础上,还应学习法律、企业管理、市场调查与预测、市场营销、物流管理、电子商务等工商管理专业类的知识,让在校学生具有复合型人才所需的知识结构。综合院校生物技术专业学生素质能力定位的依据是人才层次的定位。为了适应“上下游工程人才”培养的需要,学生应具有良好的职业道德素质、广博的知识素质、较强的能力素质和健康的身心素质;了解、掌握生物技术及应用专业的知识与技能;具备外语、计算机、法律、管理和经济应用文写作基础;具有较强的市场经济意识、社会适应能力和职业转换能力;具有较强的组织能力、协调能力和团队合作精神。 2.3职业取向定位 有些综合院校生物技术专业的职业定位只针对某一单独的岗位,例如食品发酵领域。随着社会人才总量的不断增加,企业对人才的要求越来越高,相关企业对人才的需求主要为高层次生产或管理人员;对于一线操作任务,出于自身经济利益考虑,企业多由高职或中职生来完成,对本科毕业生的需求有限[5]。因此,职业取向定位的狭窄性,给学生的就业方向造成了一定的模糊性:在生物技能工作岗位竞争不过高职生和研究生,在企业经营管理工作岗位又没有明显优势。为了使培养出来的人才有较强的适应性和就业灵活度,职业取向定位必须有明确的行业依托,即根据行业特点和要求,针对相关岗位确定职业岗位,例如,可以与农业、食品、药品、发酵、园艺、环保等行业或领域相结合。这种面向职业岗位的人才定位,既可避免人才培养目标上的“模糊不清”及“重理论带来的不适用”等不足,又能够培养出真正满足不同行业不同岗位需要的应用型人才,并能够让学生以行业需要为主线,将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。另外,还需开设与生物技术相关的法规、知识产权等弹性化课程,以适应日新月异的生物技术产业管理的需要。 3.南通大学生物技术专业培养目标定位和教学改革的实践 南通大学生物技术专业自设立以来,经过近几年的改革与发展,通过不断探索专业培养目标定位和深化教学改革,生物技术专业课程建设走向了健康发展的轨道,现已成为定位较准确、特色较鲜明的专业。 3.1培养目标 根据对南通市,以及长三角地区的生物技术及相关行业人才需求情况调研,结合我校的专业优势和条件,我们对生物技术专业的人才培养目标在人才层次、知识结构、素质能力和职业取向等方面都进行了准确的定位,并在教学实践中形成了鲜明的专业特色。具体而言,我校目前生物技术专业的人才培养目标为:符合南通市,以及长三角地区生物技术及相关产业需要、具备基本从业道德和职业素养、掌握现代生化技术及产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物化工、生物发酵、生物制药、药物分析、环境治理及保护、食品加工及制造等相关领域从事开发、生产、检测、营销、运输、仓储、配送、管理或科研辅助等工作的理论应用型专门人才。近年来,我校生物技术专业总体质量和综合素质都得到了明显的提高,学生的从业单位反响良好,初步树立了生物技术专业在本行业中的名声。 3.2教学改革实践 根据专业培养目标定位,在教学改革实践中,既要考虑知识的衔接及其先后程序,又要符合教学规律、循序渐进规律、因材施教规律、学生身心发展规律等;既要通过教学内容、课程体系和实践实习的改革,将知识传授、能力培养、素质教育融为一体,又要加强师资队伍建设,打造一支高质量的专兼结合、校企互通的能工巧匠型教学团队。 3.2.1教学内容和课程体系改革 生物技术专业的教学内容和课程体系改革必须体现职业生涯发展目标,要尊重学生基本学习权益,给学生提供多种选择方向,使学生获得个性发展与工作岗位需要相一致的职业能力,为学生的职业生涯发展奠定基础。因此,我们将教学内容和课程体系分成三大部分:职业基本素质课程、专业基础课程和专业拓展课程,其中,专业拓展课程是我们今后课程体系改革的重点。在专业拓展课程的设置上,结合我校为综合性院校的优势,我们鼓励学生选修以企业管理、市场调查与预测、市场营销、电子商务、物流概论和经济法等经济专业为主的其他学院的课程,或要求辅修取得这些与生物技术应用相关专业的第二学位,完善生物技术专业职业岗位的知识体系。 3.2.2实践教学改革 目前,无论是教师还是学生都明显存在着重理论、轻实践的教学倾向。为此,我校生物技术专业在加强实验室硬件建设的同时,从实验的内容、方法和管理改革入手,强化实验的考核、认知实习和顶岗实习,确保实践教学的质量。 首先,增加投入,改善实践条件。尤其近几年来,我们利用生物学作为学校申博的支撑学科优势,积极争取国家和学校资金,来改善生物技术实验室的设备。我校现有的生物技术专业实验室存设备齐全,基本能够满足与生物科学相关实践实验教学的需要。 其次,借助外部资源,实行资源共享。生物技术专业属于高投入专业,实验设备等各项投资大,尤其是代表上游生物技术发展的基因工程领域学科的实验仪器特别昂贵,在现有办学体制下,对于一个地方教学研究型高等院校,短期内通过筹资方式解决实验室经费不足问题是不可能实现的。因此,我们在仪器购置和实验课程的设置方面并没有简单照搬研究型院校的实验室建设模式,而是整合学校内部及外部资源,实现资源共享。例如,有些大型精密仪器使用就是借助医学院实验室;与生物技术相关工程设备借助机械学院,借助校企合作平台,采用“共建共管共用”的运行机制,不断开辟新的校外实训基地并长效运作,现在我们已经与南通百奥制药有限公司,南通伊士生物工程有限公司,海门联海生物和江苏赛奥等生物工程有限公司等多家知名企业签订了校企合作协议。 最后,合理调整实践教学计划。综合院校生物技术专业重点应突出理论应用技能培养,达到这一目的,应保证有一定时间参加社会实践和实习,并能在生产实践中得以应用。为此,我们建立了实践见习,科研导师,毕业实践教学体系。实践教学在大二就开始,通过前一年年在校学习基本理论知识及基本操作技能,适时到实践实习基地进行短期训练,大三时学生在前两年学校理论学习基础上,选择导师,参加导师的科研工作。在辅助导师的科研工作中提高学生操作技能,培养学生对生物技术专业的兴趣。大四的毕业实践,是我们实践教学的一个重要环节,老师提供研究课题,学生根据自己的兴趣选择毕业论文研究课题,通过老师和学生的双向选择,大大提高了毕业实践的效率。在长达半年多的实践中,学生切实提高了实际操作能力。这些实践练习,有效缩短了由学生转化为职业人的时间,使我校毕业生大多能较快进入状态,受到了用人单位的普遍欢迎。 4.展望 近年来,生物科学和生物技术获得了突飞猛进的发展,国际上很多重大成果的出现,都与生物技术密切相关。国内的生物技术产业也正处于一个快速发展的起飞阶段,要使科研成果以最快的速度转换为生产力,我国迫切需要大批既熟悉生物科技知识,又熟悉产业化诸多环节的复合型人才。虽然我国生命科学学科目前每年有四五万名毕业生,但是由于生物学科仍然采用传统意义的学科分科和专业分支,教育模式和知识结构并没有相应更新。“下游工程人才”培养的缺位,已成为制约生物技术产业发展的瓶颈,这就要求综合院校生物技术专业应重新审视和准确定位人才培养目标,与时俱进地进行教学改革,让在校学生能够向复合型人才靠拢,以便更好地适应生物技术及其产业对新类型、新能力人才的需要。 生物技术专业教学改革探讨:高职院校生物技术专业微生物学课程实验教学改革探析 摘要 总结了高职院校生物技术专业微生物学课程实验教学的改革措施,包括改革教学方法、实行理论课与实践课的一体化教学、加强实验教师队伍建设、构建新的实验教学考核评价体系等内容,以期为高职院校生物技术专业微生物学课程实验教学的改革提供参考。 关键词 高职院校;生物技术专业;微生物学;实验教学;改革 微生物学是高职院校生物技术专业的一门专业基础课,其教学目的是使学生了解微生物的相关知识,掌握微生物实验技能,使其能在相关企业从事产品检验、质量控制及技术管理等工作。传统的实验教学内容多为普通验证性实验,实验之间缺乏系统性及延续性。实验过程以教师为主,学生缺乏主动性和创造性,学生的基本技能得不到系统的训练和提高[1]。因此,笔者结合高职院校微生物学教学特点,总结了高职院校微生物学课程实验教学的改革措施,培养学生的综合能力,适应时展的需求,培养社会需要的高级技能型人才,这也是高等职业教育的出发点。 1 改革现有微生物学课程实验教学方法 1.1 充分利用多媒体教学手段 以前的多媒体手段多用于理论教学,随着各学校硬件及软件设备的不断提高,将多媒体手段用于实验教学,将起到意想不到的效果。借助动画、PPT课件、视频和显微投影等现代教学技术手段,将微观的、描述性的、抽象的内容,变得具体化、形象化。如,将人类肉眼无法直接可见的微生物世界通过图片、动画等形式展示给学生;利用教学视频,使学生能够轻松掌握接种、纯种分离等实验步骤,为后续实验打下基础。运用多媒体教学手段,使教师的实验教学更加形象生动、直观简洁,也激发了学生的学习兴趣和求知欲望,极大地提高了微生物学实验教学的质量和水平[2]。 1.2 学生全程参与实验准备工作 目前高职院校的实验准备工作一般都是由教师来完成的。为了培养学生独立思考和工作的能力,可以让学生全程参与实验仪器与耗材的准备、实验过程及实验结果的分析等。该种做法可以使学生从整体上把握实验思路,掌握实验操作步骤。同时,学生还可以通过实验的准备工作学习到实验试剂的配制方法等,能让其更加充分了解药剂的特性,还能让其在进行正式实验的过程中对实验操作得心应手。因此,应让学生充分参与到实验的各个步骤中去,对其能力的培养有非常重要的作用。但是在实际的实行过程中,会遇到学生对实验准备时间的安排问题。因此,应合理安排学生的课余时间[3]。 2 实行理论和实践课的一体化教学 2.1 更新实验内容,提高实验教学水平 目前,微生物实验教学中存在的一个比较突出的问题就是验证性实验比重太大,而设计性、综合性实验比重太小,这对学生创造性思维的培养非常不利。因此,应适当增加设计性、综合性实验,让学生通过自己掌握的知识,查阅文献,设计实验,有利于提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时还可以提高学生的实验操作能力[4]。此外,还可以利用科研课题的热点将其融入到课堂教学中去,扩大学生的知识面,使其了解最前沿的科研动向。如在学生动手操作之前,用一定的篇幅讲述国内外微生物研究现状及其在工农业生产中的应用,可以增强学生的学习热情。 2.2 有机结合实验课与课程实习 课程实习是通过学校与校外企业合作,让学生去校外企业实训生物技术。由教师带着学生进入企业参观并进行讲解,向企业技术人员请教专业知识,使学生对微生物课程的课本知识得到巩固,加强学生对企业文化的了解[5]。如到酒厂,了解微生物发酵的工艺和设备;到检测中心,了解微生物检验的原理和过程。这样不仅使学生学到更多课堂上学不到的知识,更提高了学生学习的兴趣,学生在做实验时也有更高的积极性。同时也能使学生更快地适应将来在企事业单位的工作。 2.3 实验教学与职业技能鉴定培训相结合 国家从 2000年7月1日起,实行职业资格证书制度,在全社会建立学历证书和职业资格证书并重的人才结构。为进一步贯彻国家职业资格证书制度,实现国家对食品检验人员持证上岗的要求。凡从事技术工种的人员必须经过劳动和社会保障部批准的考核鉴定机构,实施职业技能考核鉴定合格,并取得相应职业资格证书后方能上岗就业[6]。生物技术专业微生物学课程重在培养学生技能,学校应以国际、国家(或行业、企业)制定的食品标准和法规为依据,将培养技能与职业技能鉴定培训相结合,上微生物实验课的同时进行职业技能的培养和工种考证的培训。把学生培养成为专业技术应用型人才,满足企业要求,做到走出校门即能上岗。 3 加强实验教师队伍建设,提高教师自身专业素质 实验教师队伍的教育水平直接影响着实验教学效果[7]。目前部分高校仍“重理论轻实践”,实验技术人员评职称困难,工资待遇也相对较低,造成实验师资队伍学历层次和年龄结构不合理,相关教师的工作积极性也不高,直接影响到教学质量。因此,学校应加强并重视实验教师队伍的建设,以跟上社会发展的脚步。作为微生物专业的实验技术人员,也要不断学习新的专业知识,及时了解和掌握最新的科学技术,探索最佳的实验教学方法和手段,提高自身的科研素质。同时,应充分利用实验室的设备,发挥实验室在教学中的优势,培养出技能强、知识足、动手能力过硬、创新能力好的优质人才[8]。 4 构建新的实验教学考核评价体系 目前,微生物学课程实验教学传统的考核方法是课程结束后,对理论知识进行书面考试,实验课只是结合平时表现与实验报告完成情况给出总评成绩,不再进行综合考核。这势必造成学生重理论、轻实践,不重视实验的不良现象发生,少数学生高分低能,动手能力较差,这违背了高职院校人才培养目标的要求。针对微生物课程实验比例偏多的特点,完善的实验考核制度显得尤为重要,它既是实验教学与质量的反馈,又能直接地反馈实验教学中存在的问题;既能真实地反映出学生的实际水平,又能充分调动学生的学习兴趣。完善的实验教学考核体系应该包括平时成绩考核和期末考核,其中平时成绩考核应该包括到课情况、实验态度、实验原理和基本操作过程的掌握、实验数据处理和结果分析、实验报告完成等几个方面;期末考核可根据不同课程性质,选择采用口试、笔试、动手操作或模拟操作等多种考核形式。通过完善实验考核制度,使学生系统地掌握课程的基本知识内容和实验方法,真正将知识、能力、素质的培养贯彻到实验教学过程的每一个环节[9-12]。 生物技术专业教学改革探讨:医学院校生物工程专业生物技术概论教学改革体会 摘要:生物技术概论作为生物工程专业的必修课,其内容广泛、学习难度较大,为了提高教学质量,培养高素质应用型人才,在教学内容、教学方法、考核体系等方面谈在教学改革中的几点体会。 关键词:生物技术概论;教学改革;体会 一、引言 生物技术是生命科学的前沿和尖端学科[1],是20世纪70年代末80年代初发展起来的,以现代生物学研究成果为基础,以基因工程为优秀的新兴学科[2]。生物技术概论作为将基础知识和前沿科学相结合的综合性课程,近年来,除了生命科学专业将其设置为必修课外,一些本科院校非生命科学专业为了促进复合型人才的培养,也将其设置为公共选修课程。珠海校区在2002年开设生物工程专业,并将生物技术概论设置为必修课程。由于该门课程知识面广,涉及理、工、农、医等多个方面,学习难度相对较大,同时也为了在医学院校培养具有创新能力和科研实践能力的高素质生物技术人才,笔者在多年的教学实践和教学改革中,在教材选用和内容选择、教学手段改进等方面不断探索,有如下几点体会。 二、选择适合的教材,优化教学内容 生物技术发展迅速,因此其内容的更新和扩展也相对较快,同时,相关教材的种类繁多,为增加生物工程专业学生的知识面,培养高素质的应用型人才,教研室教师经过多次集体讨论,将宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论》作为授课教材,该书被列为“普通高等教育‘十一五’部级规划教材”,其内容全面而新颖,概念准确,语言深入浅出、通俗易懂,能反映生物技术各领域的最新研究进展[2],在此教材基础上,又以刘群红、李朝品主编的《现代生物技术概论》,(英)史密斯(Smith,J.E.)著、郑平等译的《生物技术概论(原书第四版)》等书作为教学参考书籍,丰富教学内容,课堂信息量得到大幅度增加。 生物技术作为一门新兴学科,在教材中除了介绍基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程的基本原理及基本方法外,还介绍了生物技术在各个领域中的应用,但本课程理论授课仅有28学时,因此在教学内容选择上,考虑到本专业学生的必修课蛋白质和酶工程、细胞工程和发酵工程这三门课程都有系统的专业课学习,为避免内容重复和学时浪费,将酶工程、细胞工程、发酵工程三章内容在该课程中不做讲解,基因工程虽然也有单独的专业课的学习,但考虑到基因工程技术是生物技术的优秀内容,是后面各章节的基础,因此将其保留。教学学时的合理分配,增强了学生对专业学习的兴趣,提高了教学效率。 三、采用灵活多样的教学方法 教学是一门艺术,而且是一门永无止境的艺术。教学方法即组织教学是取得良好教学效果的重要保障[3]。 1.以问题为导向,激发学生学习的积极性。生物技术概论是一门综合性很强的学科,内容广泛。学生在学习过程中感到难点多、知识杂乱,缺乏兴趣。以往教学模式中,教师是主体,在课堂教学中始终遵循“教师讲授,学生听,课后复习,考试”这样常规的教学思路,学生在学习的过程中始终处于被灌输知识的状态,学生想象力缺乏,对任何知识没有探究欲望,缺乏创新意识,对今后的科研和工作都会产生不利影响。因此,教师在课堂教学过程中,可以针对下次内容提前布置一些问题让学生思考,如在讲授生物技术培育抗除草剂、抗病虫作物时,可预留问题:这些具备抗病、抗虫作物有这么多优势,难道没有危害吗?在生物技术与食品包装内容时,课前先提出问题:目前食品包装方式都有哪些?生物技术在食品包装方面的应用和优势在哪里?这些问题的提出,激发了学生对知识探究的兴趣。为了解决这些问题,学生在课外时间利用相关专业书籍,网络查阅文献,浏览相关网页,不但学生自主学习能力得到提高,而且拓宽了学生对问题的深度和广度的认识。学生在下次课前可积极发言,阐述自己的观点和见解,这样一来,不仅丰富了课堂教学气氛,而且培养了学生的自主学习的能力。 2.多媒体辅助教学,提高学生学习兴趣。兴趣是最好的老师,也是学习的动力。在教学活动中,以多媒体技术作为现代教学手段,可以将文字、图形、声音、动画等多种资源整合优化[4]。由于其丰富多彩的画面的切换使学生置身于教学中,激发了学生的好奇心,使教学表现的内容更充实,更形象生动,更具吸引力[5]。如,讲到PCR技术时,因为在其他科目中已经有介绍,考虑到学生可能有所遗忘,可以直接播放动画,让学生清楚PCR的基本原理和过程。在此基础上再讲解PCR的一些衍生技术,一方面节省课时避免重复,另一方面加深对新内容的理解和掌握。如,在讲解转基因食品优势和安全性问题时,先问学生:在一些油桶说明书上明确写有“本产品为非转基因产品”等字样,为什么?针对提出的问题,教师不给予解释和评论,而是让学生观看利用网络资源搜索到的视频。这种方式比教师单独用枯燥的PPT介绍目前转基因食品种类和相应潜在危害要生动和有趣,同时更能启发学生对问题进行思考。通过这些形象生动的图画和视频内容,学生对这门课程产生了浓厚的兴趣,不但容易掌握和巩固新内容,也激发了学生的求知欲望,让学生感受到生物技术与日常生活、实际应用是息息相关的一门学科。 3.安排一定自学内容,让学生参与教学。生物技术概论内容涵盖面广泛,但教学时数有限;在有限的教学学时内,将所有内容都进行精讲、详讲是不可能的,因此,根据教学大纲要求,教师可安排一些内容让学生课后自学。如,讲解生物技术与农业一章,其中核移植技术、胚胎干细胞技术及其在养殖业中的应用就可以和生物技术安全性及其应对措施一章中动物克隆联系起来,布置一些问题让学生查阅资料,如:克隆技术好不好?从社会伦理角度谈对克隆人的认识。可以分成小组形式进行讨论,或者以正反两方的形式组织辩论,或者以小组形式选派代表阐述自己的观点等,通过这种教学方式,学生的独立思考、创新能力得到培养,并且充分发挥了其团队协作能力,提高了学生的自学能力,为今后的学习和工作奠定了基础。 四、完善考核方式 为避免期末考试一张考卷决定总分的弊端,实施综合考核方案,将平时成绩和期末成绩相结合。对于参与课堂讨论、辩论、回答问题等都作为平时成绩,同时根据平时章节安排,布置了一些论文、书面报告的形式作为作业,也将其归为平时成绩。这种考核方式的变革,使学习不再以单纯记忆型为主体,而是在增加学习兴趣的前提下加强学生自主学习、创新等能力的培养。 五、结语 多年的教学中,教师不断地探索、总结、实践,使学生对学习该门课程充满了兴趣,促进了学生潜能的充分发挥,调动了学生学习的积极性、主动性和创造性,为培养高素质的应用型生物技术人才打下了基础。 作者简介:周鹤峰(1980-),男,山东莱阳人,副教授,硕士研究生导师,硕士。 生物技术专业教学改革探讨:新时期生物技术专业教学改革思考 【摘 要】本文对新时期生物技术专业在培养目标确定、教学内容修订、创立学生自主性实验教学模式及提升学生的综合素质等方面的教学改革进行了初步探讨。 【关键词】生物技术;人才培养;教改 生物学是二十一世纪的主导学科,生物技术产业被认为是继信息技术产业之后世界经济中又一个新的主导产业。 随着生物技术产业的迅猛发展,近年来高等院校尤其综合性大学纷纷设置生物技术专业以适应经济和产业发展对生物技术人才的需求。但是,在专业设置及人才培养目标的定位上,思路不是非常清晰,在实际教学工作中理论课学时大于实践课程的学时。这些问题的存在制约了生物技术专业整体的建设与发展。近年来,随着生物技术产业的快速发展及高等教育的普及,高等教育的目标也随时代的发展发生了一定的变化。因此生物技术专业培养目标、培养方案的改革及相关课程进一步优化势在必行,以适应社会及产业发展对生物技术人才的需求。 1 培养目标的确定 生物技术专业作为我校2006年开设的新专业,专业建立时就确立人才培养要积极主动适应国民经济建设和社会发展需要的思想,尤其是与区域经济和产业的发展紧密结合,将人才培养的重点定位在应用型人才上,将生物技术专业与我校传统工科专业相互结合,互相促进,培养出理工结合、新时代需要的人才是我们人才培养的主要目标。 2 教学内容的修订 按课程教学改革的目标和遵循的基本原则进行,突出学生基本知识、基本能力、科学素养和创新能力的培养,适应新培养计划的要求。 1)优化课程体系,根据修订后的教学大纲,调整各课程的教学内容,避免课程内容上的重复教学,提高单位时间的教学效率。 2)在实验教学内容的选择上,适当减少定性的验证性实验内容,增加与专业培养方向相适应的综合实验和自选实验,引入学生自主性实验教学模式。在实验内容的顺序安排上由浅到深,相互渗透,循序渐进。使实验内容更加符合生物技术专业培养方向和学科发展方向,内容分布更趋合理。 3 创立学生自主性实验教学模式 培养学生的创新意识,培养学生的创新思维和创新能力,培养学生的实践能力,使实验教学活动真正建立在学生自主活动、主动探索的基础上。让学生经历全面的实验技能和科学研究的思想、方法的锻炼,切身感受实验的每个环节的重要性,全面培养和提高学生独立开展实验工作的能力。积极研究自主性实验在生物技术专业实验教学和人才培养中的作用和自主性实验教学模式中教师的作用。 4 提升学生的综合素质 适当减少必修课和指定选修课程的比重,增加任意选修课的比例。压缩课堂教学的时数,将更多时间交给学生进行自主学习。鼓励学生选择人文学、社会学、工课类课程,拓宽学生的知识面,提高学生的综合素养,对学有余力的学生鼓励其辅修其他专业,除可提高学生的文化修养外,还可有效拓宽学生的就业面。组织各种专题讲座、学术报告等学术活动,活跃学术气氛,增加除课堂外的其他知识汲取的途径。鼓励和引导学生参加各种社团活动、暑期社会实践和社会调查,提高学生的与人交往的能力,提高学生的社会适应能力,培养学生的参与及领导能力,达到提高学生情商的目的。 从社会的经济发展及生物技术产业的发展趋势来看,都需要高校培养大批量高素质生物技术人才。但由于生物技术专业开设时间较晚,产业发展又非常迅速,因此开展生物技术专业的教学研究很有必要。在探索和改革中,我们应敢于创新,敢为人先。使得生物技术的人才培养与社会的发展及产业的发展相适应。但改革中切忌步子太大,要做好调研,稳建操作。我们将继续对办学模式、培养目标、课程设置、教学内容等作进一步的探讨、研究和实践。为生物技术专业的发展和培养大批量高素质生物技术人才探索更多的办学经验。
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物理化学论文:物理化学自主学习论文 1独立学院物理化学实验教学存在的问题 1.1学生对物理化学实验重视不够有不少同学把物理化学看作“四大基础化学”中最难的,因此对物理化学实验也有抵触情绪,认为只是理论课的衍生物,没有认识到它对培养分析问题、解决问题能力,培养创新精神的重要作用。学生来做实验只是“走过场”,带有应付的心理,这也给物理化学实验教学带来很大困难。 1.2独立师资力量不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。还有大部分独立学院的师资力量不足,需要向母校聘请一些教师和聘用刚毕业的研究生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学经验丰富,但是思想保守,教学模式化。甚至有的教师没有合理地根据独立学院学生的基础来精减教学内容、改变原来给大一、大二学生上课的教学方式,让学生听课像“雾里看花”,后者虽然活力充沛,思想新潮,但是教学经验不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了学生学习物理化学实验的积极性。 1.3独立学院学生群体特点独立学院是现代高等教育的产物,学生的基础薄弱,每个学生的学习能力和水平也相差很多。扩招的学生有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不理想的;有知识面较广,但学习能力欠缺;也有一些偏科严重,这些就形成了独立学院学生群体的多样性。基于这一特点,独立学院以后的教学可以采取多层次性,针对不同层次的学生实施不同的教学模式有利于实现培养“复合型的应用人才”的办学目标[7]。 2自主学习型物理化学实验教学模式的建立 2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学实验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探索性实验,但由于教学内容和教学条件等方面的原因,一般都是基础实验的叠加,而且是按照实验教师的思路做实验。另外,物理化学理论课和实验课程不同步,有些实验课程早于理论课程,使学生在实验过程中过于依赖实验教材,比较被动,打击了学生做实验的积极性和主动性[8],教学效果不理想。可以从以下几个方面改进:第一要对实验内容进行调整,实验内容紧跟实验设备的更新。例如碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定实验,实验教材内容过于陈旧,而实验设备是新增的,学生在实验前的预习和所写报告都是按照实验教材进行的,以至于到课堂上再重新熟习实验内容,学生的自主性降低了。第二实验课程应与理论课程进度同步或者稍微滞后,使实验课程真正成为学生学习理论知识和培养能力的课堂。从2013年,怀德学院就改进了部分专业的培养方案,将物理化学实验课程与理论课程同步,通过实验课程的教学,使之成为理论课程引导和深化的手段。第三对简单的验证性实验进行删减,增加综合性和设计性实验,使学生通过简单的验证性实验锻炼其基本操作技能,在此基础上,逐步过渡到综合性和设计性实验,培养其初步的科学研究能力。这一点也是怀德学院和其他独立学院在以后培养综合应用型人才应该重视和努力的方向。独立学院自主学习型教学模式要求教师应该树立“以学生为中心”的教学观[9],相信学生的自主实验和学习能力,在物理化学实验教学中更加注意创设情境式教学,激发学生实验的潜能和内驱力。同时,要求学生应具有自主实验的意识和能力,即将“要我做实验”的被动性转变为“我要做实验”的自主性,不断提高自主实验的水平和能力,实现自己的学习目标。 2.2教学思路和教学目标的建立近年来,大学教育围绕着培养高素质的创新型人才为中心,因此在自主学习型教学模式下,物理化学实验的教学思路也应该围绕这一主题,建立新的教学思路和教学目标。这就要求物理化学实验课程对学生的培养不仅仅是使学生深化物理化学的理论知识和掌握物理化学领域的基本操作技能,更要注重培养学生发现问题和解决问题的基本素养和科研能力。在自主学习型教学模式下,物理化学实验教学目标应该强调学生自主实验的主动性,将学生自主实验的学习能力也作为教学目标的一项指标。学生按照教学大纲的要求,在任课教师的指导下能够自行制定实验的计划和进度,进行自我管理和评价。这样克服了传统教学模式教师占主导地位的弊端,发挥了学生的主体作用。也许物理化学实验课的前期教师讲得很生动形象,学生也产生了学习兴趣和热情,但如果后期不注重理论联系实际,学生的这种学习热情也会慢慢地减弱。就算教师讲了很多有关物理化学对社会发展的贡献,但是如果学生看不到物理化学实验在其专业中的作用,就会产生物理化学实验与其专业没有多大联系的想法,进而会慢慢产生抵触情绪甚至应付心理。因此,教师在物理化学实验教学过程中,要不断拓展知识面,与时俱进,经常阅读相关的科技文献,根据各专业的特点,找出该专业与物理化学实验的契合点,通过形象生动的实例和实验过程中的各种现象,对其加以阐述,进一步培养学生学习的兴趣。 2.3合理科学的实验成绩评定方法的建立为了培养出具有自主学习能力和创造力的学生,达到物理化学实验课程的设定目标,激发学生学习物理化学实验课程的学习兴趣,那么在新的自主学习实验的模式下,新型物理化学实验成绩的评定方法也应该随之而建立。新型的物理化学实验成绩评定方法的建立应该灵活多样,我们对学生物理化学实验成绩评定由原来的单一实验报告百分制转化为采用多层次的五个级制。考核内容可以包括以下五个部分:(1)考勤(10%)。要求学生至少提前5~10min进入实验室,不无故旷课和早退;实验过程中不大声喧哗,不玩手机,没有特殊情况不离开实验操作台。(2)预习报告(15%)。实验前,学生应该查阅相关资料和实验操作手册,了解实验原理、仪器的工作原理及使用、实验步骤、注意事项以及实验的思考题,并将这些写在实验报告上,教师实验前仔细检查并登记预习成绩。(3)实验操作(20%),实验过程操作应规范、正确,实验数据不弄虚作假,实验过程中认真观察实验现象,并将实验数据认真详细地记录在实验报告上,实验结束由教师签字确认,实验数据不正确应重新实验。(4)值日(5%)。实验后整理自己实验台面的仪器,药品放回原处,擦洗台面,当天值日生要打扫实验室地面,由教师检查批准后方可离开。(5)实验报告(50%)。学生能够独立根据原始数据实事求是地处理,可以用一些常用软件,例如excel、origin等进行数据分析处理、绘图,并对思考题以及实验过程中出现的问题进行讨论。 3结语 针对当前独立学院物理化学实验教学实际存在的问题,提出了一些相应的措施和建议。实验教学作为高等教育的重要部分,独立学院自主学习型物理化学实验教学还需要不断探索、不断改进。我们在物理化学实验教学中进行了探索性工作,接下来的任务还很重。例如,开设开放性的实验室和开发一些新的设计性实验;加强理论教学和实验教学的联系;将实验课程内容渗透到独立学院的一些专业,打通它们之间的壁垒,从而开设一些综合性实验;建立更科学合理的评定方案等。通过探索性实践,独立学院的自主学习型物理化学实验教学模式改革也取得了初步成效。只要不断进取,独立学院自主学习型物理化学实验教学模式将会取得更显著的成效。这也更加坚定了独立学院的物理化学实验教学始终要立足于培养应用型人才,为学习其它后续专业课程打下坚实的基础。 作者:杨慧芳朱方单位:常州大学怀德学院基础化学实验室 物理化学论文:物理化学教学方法论文 1充分利用启发式教学方法,调动学生积极性 教师可利用启发式教学方法把物理化学中比较抽象,不容易被学生接受、理解的知识,巧用生活中的实例,言简意赅解决问题。既能激发学生的学习兴趣,又能吸引学生听课时的注意力。如,讲稀溶液依数性时,提出问题,为什么冬季下雪时,城市道路路政人员在路面撒食盐?学生讨论归纳,是应用依数性的凝固点降低原理。医院输液用生理盐水浓度0.9%,葡萄糖注射液浓度5%,高于或低于这个浓度是否可以?会出现什么症状?最后用渗透压原理说明生理盐水和葡萄糖注射液,是人体血液中红细胞和血浆正常渗透压维持平衡而配制的等渗溶液。 2充分使用标准简洁普通话教学,增强师生互动 少数民族学生多数汉语基础差,听课有一定难度,教师在授课过程中必须顾及这些民族学生,授课中要控制好合适的语速。少数民族学生先把汉语转化为自己的民族语言再进行思维和分析。理解记忆需要一个过程,用标准普通话讲授,授课内容深入浅出,避免个人的方言,避免冗长的句子和生僻词语,以及文言文和歇后语。这样才能有助于学生对课本知识理解,有利于少数民族学生吃透教材,掌握知识点。另外,在讲授临界状态时,CO2临界温度与压力对应关系,即P-V图,让学生提前预习,课上师生互换角色,少数民族学生充当“小老师”,充分发挥学生的主体作用,既促进物理化学专业课的学习,同时提高少数民族学生的汉语言表达能力,增加其锻炼机会。 3综合利用板书教学与多媒体教学,提高课堂听课效率 少数民族学生汉语水平不高,教学过程中,完全依赖多媒体这种教学手段,学生会觉得是在“看电影”过眼烟云,热力学公式特别多,公式推导这个环节,切不可图省时省力,离开传统的板书演示。一定要在黑板上认认真真地详细推导和讲解,让学生紧跟教师的思度,掌握推导的技巧和技能。当讲授Bi-Cd相图,用步冷曲线绘制相图时,用动画flash将课本中的文字和简单的插图转化为生动、有趣的视听语言展现在学生面前,可起到事倍功半的效果。 4采用“精讲多练”,注重讲授习题的解题方法 少数民族学生普遍反映,“物理化学课上讲的能听懂,课后看书也能看懂,就是做题时不知从何下手”,或者,不知该用哪一个公式合适。解题时学生缺乏灵活应变能力,原来题目上稍微改动一些条件、更改一下数据顺序,学生就束手无策。针对这种情况,教师备课时准备些有针对性选择题、判断题,课上教师讲授完新课,及时让学生练习,加强对概念,定律的理解。对学生提出明确要求:这些题必须记笔记。在做作业之前,多举各种类型的例题,让学生能独立完成作业,学生若抄袭作业一次,从平时成绩中减去3分。利用课外时间专门给学生安排习题课和辅导课,并详细分析讲解作业习题。在讲解化学平衡习题时,给学生讲清楚,在解题以前首先必须对题目进行仔细分析。分析的一般步骤是:写出正确的化学反应式,并配平;写出反应物或产物的起始浓度或压力;找出反应物或产物的平衡浓度或压力;写出化学反应的标准平衡常数。 5注重实验教学,培养学生动手能力 指导少数民族学生物理化学实验,不是单纯的“照方配药”,而是让他们深入思考为什么这样做实验?为什么会有这样的现象?比如做乙酸乙酯皂化实验,让学生明白为何要测电导率。总之,教好少数民族学生物理化学并非易事,以上只是作者在物理化学教学中的一些体会。当然,对教学方法的认识和探索是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,可以取得更好的效果。 作者:王颖吴瑞凤杜玉英曹永范单位:内蒙古工业大学 物理化学论文:药学专业物理化学教学论文 【关键词】教育,药学;物理化学;教学 物理化学是研究化学体系行为最一般规律的学科,在培养创新能力方面有其他课程无法替代的作用。由70多位专家参与撰写的自然科学学科发展战略调研报告《物理化学》卷中指出[1],实践表明,凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生,适应能力强,“后劲”足。由于有较好的理论基础,他们容易触类旁通、自学深造,能较快适应工作的变动,开辟新的研究阵地,从而有可能站在国际科技发展的前沿。随着大学基础课程的改革,药学专业物理化学所安排的内容多,课时少,如何提高教学质量就成了很大的难题。笔者现介绍药学专业物理化学教学的一些体会。 1理论联系实际,激发学生的学习兴趣 很多学生认为物理化学是非常难学的一门课程,都是抽象的、枯燥的理论,从而产生厌学心理。“兴趣是最好的老师”,作为教师要从兴趣入手,引导他们喜欢并且学好这门课程,教师应更多地介绍物理化学与药学的联系,激发学生学习的积极性。例如讲授“相平衡”时,介绍超临界二氧化碳提取药物的知识,它是利用了物质在临界点附近的奇异性,利用无毒、不残留的二氧化碳代替水或有机溶剂作为萃取介质,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来的一种把萃取与分离两个过程合为一体的新型提取分离方法。对于那些热不稳定或易被破坏活性成分的药物,采用这种方法提取优于传统的方法,然而这一高新技术是物理化学中临界状态、两相平衡的知识。在介绍相图时,结合药剂型改良的知识。比如,难溶于水的药物溶解后不易被吸收,药效慢,如果与尿素或其它溶于水并且无毒的化合物共熔,用快速冷冻的方法制成低共熔混合物,则尿素在胃液中能很快溶解,剩下高度分散的药物,从而利于吸收。例如,在讲授“稀溶液依数性”内容时,可以列举“北方冬天吃冻梨前,先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间。发现冻梨表面结一层薄冰,而里边却解冻了。这是什么道理呢?”实际上,如果能清楚梨中的水不是纯水,而是溶有糖和一些物质的溶液,利用稀溶液中凝固点降低的规律就很容易解释这一问题了。在“胶体”这一章中,医药上用于胃肠造影的硫酸钡合剂,其中就含有足够量的一种高分子化合物——阿拉伯胶对硫酸钡溶胶起保护作用,当患者服用后,硫酸钡胶浆能均匀地粘附在胃肠道壁上形成薄膜,从而利于造影检查。 把理论知识与实际联系起来,让学生感觉到物理化学知识跟我们的生活息息相关,不再是一门枯燥乏味的课程,而是让学生感兴趣的课程。 2有效地组织课堂教学 课堂教学要遵循教师为主导,学生为主体的原则。课堂上教师除了传授知识之外,更重要的是培养学生的思维能力。因此,教师在组织教学活动时,要注意培养学生的创新精神。教师在授课的时候,应采用启发式教学,不能只以老师为中心,平铺直叙,照本宣科。多提出问题,让学生进行思考,采取教师讲授理论和学生参与讨论有机结合起来,让课堂变得生动活泼,教师和学生形成良好互动。这样既能够让学生掌握了知识,又能培养学生的思维能力。 例如,讲授到“热力学第二定律”时,让学生先发表自己对热力学第二定律的两种说法的理解,然后教师再做出总结和归纳。第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原,要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用,由此可见,热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异,这种差异决定了过程的方向,人们就用状态函数熵来描述这个差异。通过学生讨论和教师总结,加深了学生对知识的理解,同时也为后面讲的内容“熵增加原理”作铺垫。 3合理运用各种教学手段 在物理化学传授过程中,针对不同的教学内容应采用适当的教学手段。多媒体的应用使原本枯燥乏味的理论知识,通过具体、生动、形象、直观的形式表现出来,调动了学生学习的积极性,为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了知识点的讲授速度,课堂教学的信息量大大增强[2]。例如,物理化学课程有很多现象和性质,可通过直观的图片加以形象说明;对于需要大量图形图像信息展示的相图部分,利用多媒体教学优势更为突出。 在物理化学课程教学当中,有一些内容采用多媒体教学就不能显示出优势。比如,一些重要公式的推导和中间步骤及计算过程,适宜通过引导学生参与并以板书的形式讲解,让学生对公式的来龙去脉有必要的了解。这并不是说要求药学专业的学生掌握公式的推导过程,而是让他们加深印象,明白公式的应用条件和范围,从而能更好地运用这些公式。因此,要挖掘多媒体教学和传统教学的优势,发挥各自的长处,提高授课水平。 4突出重点和突破难点 对于药学专业的学生来说,在较少的课时内讲解完物理化学这门课,学生很难理解全部内容。因而要做到有的放矢,吃透教材,分清主次,突出重点,突破难点,学生才能掌握好必修的内容,在有限的时间内学到相应的知识。比如“相平衡”中让学生了解单组分和二组分体系的相图和应用即可,而对于比较复杂的三组分体系的相图可以不介绍。 例如,在等温等压条件下,我们用Gibbs自由能的改变量ΔG来判断化学过程的方向和限度,但为什么可以用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度呢?学生不能理解,而物理化学正是解决这个所以然的。用ΔG≤-W′判别式指出某个过程是不可逆的,并不意味着此过程就必定是自发的。从两方面分析用ΔG≤0能对等温等压下过程自发进行的方向和限度[3]。①W′≠0时,如果ΔG>0,由ΔG≤-W′,必然有W′<0,这说明环境对体系作了非体积功。所以,此不可逆过程是一个非自发过程。如果体系内发生自发过程,即体系对环境作非体积功,W′>0。由ΔG≤-W′,必然是ΔG<0。这就是说在等温等压并且作非体积功的情况下,体系发生自发过程,必然引起自由能的减少,一直到自由能最小时,ΔG=0,达到平衡状态。②W′=0时,体系与环境之间不作非体积功,则ΔG≤-W′式变为ΔG≤0。这样,ΔG>0的过程就不存在。体系若有自发过程发生,必定是不可逆的,即ΔG<0。这就是说在等温等压和不作非体积功的情况下,体系发生过程,必然引起自由能的减少,一直到自由能最小时,ΔG=0,达到平衡状态。从以上两方面来看,不管体系是否作体积功,在等温等压下,自发过程总是朝着自由能减少的方向进行,直到最小值时,ΔG=0,达到平衡状态。因此,可以利用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度。通过详细讲解,让学生能更好地理解难点。 5借助类比法讲清物理化学规律 在物理化学教学中,往往要介绍一些较难理解的规律。人们接受新知识的能力,在很大程度上依赖已掌握的知识,教学中可借某些新旧知识间存在着形式上或性质上的类似,通过类比诱导,使学生建立新概念和认识规律,从而避免单纯枯燥地解释意义。 有些物理化学规律,初看并无类似之处,但只要认真思考,注意捕捉它们在形式上和物质上的相似之处仍然可以类比,达到深刻理解的目的。例如,温度对化学反应速度的影响规律即阿累尼乌斯方程式lgK2K1=Ea2.303R(T2-T1T1T2)和温度对化学平衡常数的影响规律lgK2K1=ΔHθ2.303R(T2-T1T1T2)也有形式上的类似。但二者的含义不同,前者当反应的活化能为已知时,则可以从T1温度的速度常数K1计算在另一温度T2的速度常数K2。后者是当等压热效应为已知时,则可从T1温度的平衡常数K1计算该反应在另一温度T2时的平衡常数K2。这样用类比法讲授物理化学规律,避免了学生容易出现的离开化学实质,把定律作为数学公式来记的弊病。 因此,在物理化学教学中,恰当运用类比,可以少费口舌,化抽象为具体,学生接受新知识的过程变得自然、亲切,又觉得新鲜而不重复,学生获得的知识确切、清晰,又印象深刻。需要注意的是,运用类比法讲授新课时,应使学生明白“类”只是类似,“比”只是比较、推理,“类比”并不是“等于”。这是因为事物都各有自己的特殊内在本质和规律,类比只是认识事物本质和规律的一种思维方法。 6小结 以上是笔者对药学专业物理化学课程教学方法的体会。通过问卷调查,让学生从9个方面评价教师的教学效果,结果见表1。从表1可以知道每一项的满意率都超过了70%,说明这样的教学方法得到大部分同学的认可。物理化学这门课理论性强,抽象难懂,是最难学的基础课程之一。另外,药学专科生的基础差,底子薄,因此学习这门课程就更困难。尽管教学方法得到大部分同学的认可,但是也存在很多不足之处,例如,有些知识点讲得不够具体,对于公式的应用,所举例子太少。 物理化学论文:物理化学教学改革论文 摘要:物理化学课程是化工技术类专业必修的一门重要的专业基础课。因其内容抽象,故老师难教,学生难学,笔者结合教学实践,提出了一些改革措施,激发了学生学习兴趣,提高了学生学以致用的能力。 关键词:物理化学;改革;结合 物理化学是物理学与化学交叉的边缘学科,是化学学科的一个重要分支,是化学学科的理论基础。该课程是化工技术类专业一门必修的重要的基础课,它在化学与化工人才培养中有负有极其重要的作用,对学生科学世界观和综合素质的培养、动手能力和创造思维能力的培养起着至关重要的作用。因此必须加强物理化学课程建设,不断深化教学改革,提高教学质量,创建精品课程,才能完成时代赋予我们的使命。 物理化学教学改革包括教学内容(即教材)改革、教学过程改革、教学方法手段改革、教学管理(包括教学时间、教学安排、考试内容、考试方法、评分标准等等)改革。 1教学内容改革。即教材改革 我们先后使用了天津大学王正烈主编的《物理化学》第一版、第二版,教学过程中,不断选用新教材,对老师来说要加重负担,要不断写新的备课笔记。但我们体会到,写备课笔记可以加深对内容理解,提高教学效果。近些年来由于量子力学、微电子技术、波谱技术的发展,新材料、新催化剂、纳米材料的出现,促进了物理化学的发展。因此在教学内容上就不能局限于教材,要把物理化学的新知识、新成果介绍给学生。 2教学过程改革中。采用“六个相结合” ①宏观与微观相结合。对于难理解的概念,先从微观上解释,说明其物理化学意义,再从宏观上形象化。比如介绍熵的物理意义时,我们可以将红墨水滴入水中,红墨水不断扩散。系统混乱度逐渐增大,来描述熵是系统混乱度的量度。 ②理论与实际相结合。例如讲孤立体系熵增加,而开放体系因为可以有负熵流,可使开放体系熵减少。教学中联系生物体成长、壮大、死亡过程与熵的变化情况;还联系我国的改革开放政策,孤立体系——“一个封闭的山村”,熵值会越来越大,发展的动力就越来越小,经济落后,人民受穷,而要改变面貌。必须改革开放,把山村变成开放体系,“要想富先修路,少生孩子多种树”,引进外资、引进先进科学技术,就是引进负熵流,使体系熵值减少,才能快速发展。这样既加深了对熵定律理论的理解,又能从自然科学角度说明党的改革开放政策是正确性。 ③内容与方法论相结合。对物理化学中一些原理、定律的建立,除了要讲清原理的内容外,还要说明该原理是采用何种研究方法得来的。例如讲理想气体、理想溶液、理想吸附时,向学生说明这是采用理想模型法得来的;讲可逆过程时,说明这是采用科学抽象法得来的;讲标准燃烧热、标准生成热、标准电极电位等时,说明这是采用相对数值法得来的。还结合教学内容向学生说明逆向思维、发散思维、类比思维方法的运用,教学中注意培养学生创造思维能力。 ④基础知识与前沿知识相结合。在教材的每一章末尾。或习题课上,介绍与本章内容相关物理化学前沿新知识、新理论、新成果、新技术。 ⑤课堂教学与教学研究相结合。在课堂教学中,要把教学研究成果结合进去。例如在讲熵判据时,结合教研论文“对化学热力学熵判据的讨论”,来讨论“熵总是过程方向的判据吗?”,在讲化学平衡移动时,结合教研论文“反应组分浓度对化学平衡的影响”,来讨论“增加反应的浓度平衡一定向产物方向移动吗?”等等。 ⑥理论教学与化工生产相结合。我们是职业院校,培养的大多数学生将来要到化工生产第一线,因此更要注重实验环节,增强学生学习兴趣,培养高技能,高水平的应用性人才。例如在讲化学反应速率时,结合工业合成氨的具体状况。探讨如何提高反应速率,增加氨的产量。3习题课是提高教学质量的重要环节 物理化学课程是一门十分强调概念、定律和逻辑推理的理论课程。要学好它很不容易的,物理化学被认为是化工技术类专业中最难学的课程。难学的原因在于它有许多基本概念、基本定律,非常抽象不好理解,不好掌握,习题难解。我们在教学实践中体会到,要化难为易。提高学生学习积极性,除了上好理论课外,习题课是一个重要的、必有可少的环节。学过物理化学的人都知道,必需多做习题。在解题过程中,加深对理论的熟悉与理解,培养分析问题、解决问题能力,解题过程是理论联系实际的过程。上习题课要象上理论课一样,认真备课、写好教案。我们习题课的内容一般包括下列几个部分: ①扩大知识面的新理论、新知识介绍。 ②归纳总结一章中所学的知识。学生每节课所学的知识往往是“零碎”的感觉、片段的知识,只有把它们联系在一起,形成相互关联的知识系统,才能更深刻理解,更好掌握。为此,每一章学习后,我们帮助学生把一章中所学的知识点以“联络图”形式进行归纳总结。 ③总结学生作业中问题。对学生作业中的错误,特别是典型的有代表性的错误要及时指出,对有特色的解题技巧要介绍推广。 ④组织讨论思考题。一般教材的每章后面,都有一些思考题。我们先布置给学生先思考、解答,习题课时进行讨论讲解。 ⑤做一定数量的练习题。每章学习后,我们都印发给学生一些数量的练习题,其中选择题20个左右,计算题5至8个。这些练习题都是历年教学中精心挑选出来的,有代表性,有一定的难度。我们一般提前发给学生,要学生先做一遍,上习题课时,老师选择其中典型试题讲解。 4把现代化教学手段应用到物理化学教学中 20世纪90年代以来,计算机技术与网络技术飞快发展,多媒体计算机集文字、声音、图形、图像、动画、影视等为一体,突破了时空限制,虚拟现实。多媒体计算机与网络成为重要的教学手段、教学工具,把多媒体计算机应用到教学上,实现教学现代化。多媒体计算机在教学上应用,使教学的思想、教学的理论发生了变化,教学手段、教学方法、教学观点与形式发生了变化,课堂教学的结构与内容、课外辅导的内容与形式、考试内容与方式、学生成绩评定的标准与手段等发生了变化。国内外的大量实践表明,进行计算机辅助教学,提高了教学质量,提高了学生的素质。把多媒体计算机和网络技术应用到教学中,是教学改革的一个重要方向。计算机辅助教学有以下建议和思考 ①编制课堂教学的电子教案与教学课件。 ②对教材的思考题、练习题、习题进行详细解答。并且输入到计算机中,形成word文档。 ③编制计算机辅助教学课件(CAI)。 ④建立《物理化学教学辅导网站》,开展网上自学、网上练习、网上讨论等。 ⑤编制、交流物理化学实验课件。实验课件中,有实验模拟课件、实验演示课件、实验教学课件、实验数据处理课件等。编制《物理化学实验试题库》用于实验考试、考核。 物理化学论文:民族地区物理化学论文 1教学评价 传统的实验评价体系,虽然强调了平时实验表现的重要性,但由于实际实验教学中,教师担当了保姆的角色,常忙于帮助学生解决实验中的小问题,无法真正仔细观察学生实验表现。同时对于每个具体实验没有细化的考核指标,因此对学生学习效果的评价主要根据实验报告及实验笔试成绩。 2物理化学实验教学中存在的问题 物理化学实验作为是一门实践性课程,在实际教学中常出现与实践课程不符的情况。首先,由于教学内容主要为基础性验证实验,所以存在照方抓药、照葫芦画瓢的问题:实验在教师精心安排下进行,即实验内容有指定的教材,实验仪器设备经过调试,实验试剂及药品提前配好。上课时,先由指导老师详细讲解实验原理、步骤以及仪器的使用注意事项,才由学生在指定的时间内完成实验。其次,在整个实验过程中,实验教师充当保姆的角色,学生往往疏于思考,为实验而实验,甚至出现由于仪器插头没插上,仪器无法运行,学生找不出原因,这样让人啼笑皆非的事情。最后,由于仪器有限,学生通常被分成小组,分组进行实验,由此出现部分学生不参与实验,只是进行实验记录等简单工作,因而出现不会操作实验仪器设备,更无法提高实验技能。 3结合实际在民族地区师范院校进行 物理化学实验教学改革针对上述问题,有必要进行物理化学实验改革,提高学生的学习效果,真正提高学生综合素质,培养创新精神及实践能力。为了提高物理化学实验教学效果,实验改革可以从以下几个方面入手。 3.1充实教学内容 在基础性验证实验基础上增加开放式物理化学实验。开放式物理化学实验带有综合性和设计型实验的特点,以学生自学、自主活动为主,教师只提供必要的帮助和指导。作为少数民族地区的师范类高校,由于学生知识储备、动手能力都不能和其他地方师范类院校相比,加之现有实验仪器又和综合性大学存在差异。本着创新即为充分发挥学生主动性、调动学生实验热情、培养和发展创造能力,在实验内容上应更多关注能对未来教学工作提供教学信息的实验内容,如:日常生活中的化学,包括洗衣粉表面活性的测定、牛奶中蛋白质含量的测定、柴油燃烧值的测定,环境保护相关的话题如含酒精汽油的燃烧性能、蔬菜中重金属含量的测定等。这些实验内容虽不具有研究的创新性,但对学生却是更具吸引力。 3.2采取灵活自主的实验设计 对于开放性实验部分取消具体实验安排,由学生自行查阅资料,设计实验方案,提出所需仪器、药品。为了培养学生的创新能力,将易做实验做出新意,可附加要求:如牛奶中蛋白质含量的测定,要求学生利用现有的不同仪器提出至少两种实验方案;在固体燃烧值的测定基础上要求学生测定液体燃烧值,如添加二茂铁对柴油燃烧值的影响。实验过程完全由学生自行完成,过程中遇到的问题,老师只是帮助分析原因,把问题的最终解决权交给学生,让学生在解决问题中体会到实验的乐趣。总之,整个实验过程中强调学生的主体作用,大到设计实验方案、测试数据、分析实验结果,小到查阅资料、组装实验仪器、配制实验溶液均由学生自行完成。在实验过程中提高学生独立思考、自主安排、自由发挥的能力,激发学生的求知欲,培养了学生的创造性思维和创新精神。 3.3健全科学、合理的评价体系 改变传统评价体系,实验指导教师摆脱保姆角色,成为评判者。在实验过程中,观察学生实验情况,并细化每个实验的得分点,提高课堂表现及开放实验的得分百分比,使实验成绩与学生的实际表现紧密联系,调动学生参与实践的积极性。 4民族地区师范院校物理化学实验教学改革实施的思考 通过物理化学实验教学改革可以加强学生的独立性,培养自信心,锻炼意志力。但由于民族地区学生自身的特点,在实验教学改革时需要注意以下几点:(1)根据学生总体素质的实际情况,注意学生在实验过程中创造能力的发挥,而不应过多强调实验内容是否具有最新的科学研究价值。因为实验教学改革的主体是民族地区师范类学生,生源大多来自欠发达地区,总体素质无法与发达地区相比,所以应注重于创新理念的传达,过多强调科研价值势必打击学生实验热情,更难激发其创新信心。(2)开放性实验的时间安排上,应放在基础实验结束后,时间安排上应更宽松,让学生可以充分拓展自己的潜能。开放性实验个数上不应过多,应该少而精。(3)在实验改革中要强调实验过程的团队精神,使学生在实践环节培养团队意识,为学生日后的学习、生活打下良好的基础。 5结语 物理化学实验作为高师生化学教育专业基础实验课程,对培养学生创新精神、实践能力以及团队精神均具有重要作用。只有结合民族地区师范院校自身实际,进行物理化学实验教学改革,才能真正提高实验教学效果,为培养学生成为合格的教师打下良好的基础。 作者:蒙丽丽 朱汝葵 单位:广西师范学院化学与材料科学学院 物理化学论文:实验教学与物理化学论文 1构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验综合性设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解[7];综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度[8]。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 2改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一[9]。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视[10]。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥[11]。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验综合性设计性开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础[12-13]。 3完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 4学生培养成果 近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 5结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为优秀,实验教学内容实行“基础实验综合性设计性开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学 物理化学论文:教学改革与物理化学论文 改革后的物理化学课程,将原有的理论课程96学时和实训课程24学时,共计120学时的教学任务整合成一门60学时的项目化教学课程。全部教学过程包括五个项目大类,分别是化学热力学、化学动力学、相平衡热力学、界面现象及分散性质、电化学系统和电解质溶液。教学中除学生必须掌握的常规理论知识外,设计了17个实训项目,它们是恒温水浴性能测定、溶解热的测定、凝固点测定、蔗糖水解常数测定、电导率测定、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定、过氧化氢的催化分解、完全互溶双液系的平衡相图、饱和蒸汽压的测定、洗衣粉的合成和餐具洗涤剂的制备、肥皂和洗衣粉的性能比较、溶液表面吸附的测定、临界胶束浓度的测定、溶胶和乳状液的制备及性质研究、界面法测定离子迁移数、电导法测定弱电解质的电离常数、原电池电动势的测定及其应用。这17个实训项目贯穿于整个教材,教学过程中根据实际情况,可以先讲理论后进行实训,也可以先实训后讲理论课,具体问题具体分析,教学方法更加灵活多样。 教学中本着加大实践教学的原则,学时分配上理论与实践各占50%,学生全部课程有一半的时间是在教室上课,另一半时间全部用来做实训和完成实训报告,全面锻炼学生的动手操作能力。实训报告在课堂上完成,及时上交,不占用课余时间,也不留课后作业,大大减轻学生课余时间负担,为同学营造一个轻松、积极的学习环境。关于理论教学部分,课上采用多媒体教学方式授课,结合大量的图片和动画将抽象的理论知识形象化,便于学生理解和掌握。物理化学内容有其自身的逻辑联系,学生必须独立进行归纳,才能把课本越学越薄,使知识融会贯通。为了有利于学生对课堂知识的巩固,将理论部分重点内容以习题册的形式发给大家。教学中,课程组教师重新制定了教学计划和课程整体设计方案,在理论联系实际的基础上,注重以教学内容为依托,锻炼学生通过实际动手操作理清课堂知识的相关理论。同时结合实训报告,培养学生自己动手,自己归纳,分工合作,独立完成,和不耻下问等多种习惯,以提高同学的课堂注意力,发挥他们学习的积极性。 与此同时,学生的期末考核采取理论成绩、实训成绩和平时成绩相结合的形式综合考虑给出。学生期末成绩满分为100分,其中理论部分占50分,以考试答卷的形式体现,考试时间1个小时;实训部分占40分,以实训操作和实训报告来体现(其中实训出勤分值占20%,实训操作分占20%,数据处理占40%,实训报告完成情况占40%);平时成绩为10分,通过理论课出勤、迟到、旷课、请假、课堂表现和学生素质等各方面因素综合考虑给出。以此为依据,最终折算出的学生期末考核成绩,其统计数据完全符合正态分布,体现了每一个学生的真实的综合素质水平,效果令人满意。 通过改革,精选教学内容,引入现代化的先进教学手段,将物理化学的课堂教学和实践教学有机的结合起来,使学生用较少的学时高效率地掌握物理化学的精髓并扩大知识面。虽然教学改革的成果较为显著,但是毕竟是第一次实施这样的教学,整个教学过程中还有各种各样的不足,有待进一步改进。例如:学生的教材还需进一步校对和完善;实训设备运转率太高,不利于设备的正常维护;与教材配套的习题册也需进一步扩充;理论教学的多媒体课件还需进一步改进,使其具备形象化、简单化和条理性。随着教学改革的进一步实施,相信以上问题一定会逐步解决,物理化学的教学改革成果也会更加明显,真正做到使学生学有所得,学以致用。 作者:闫碧莹 郭俊锁 魏凤琴 单位:乌海职业技术学院 物理化学论文:物理化学与化学实验论文 1课程教师全程指导所有实验项目 物理化学实验中涉及热力学、动力学、表面化学及结构化学,知识面广,实验项目多,都是由一个任课教师进行全面指导,这就要求指导教师要精通所有实验项目的内容、详细操作及可能存在的问题,还需要在实验前准备各实验项目所需的实验仪器及试剂。这样的上课方式,不利于实验项目的更好进行,毕竟每个老师都不是全才,严重增加了教师的准备工作。要求任课教师完全弄懂每个实验项目,对实验指导教师提出了更高的要求,也不利于教师的发展。 2学生实验积极性不高 一般在实验的第一节课已经向学生说明实验前要预习,进实验室时要有预习报告。但是学生对实验的积极性不高,预习报告完全是为了应付检查才写的,这是目前大学生普遍存在的一个现象。教师进行原理、实验内容讲授时,少部分学生属于游离状态,教师在演示实验操作时,学生没有认真注意细节内容,真正到他们进行实验时,问题出现了,不懂得如何解决,而一味的在书本上找答案,还是没能最终解决问题。遇到此类情况,甚至有些学生干脆就不思考,任由错误的发生。由于需要分组进行实验,小组中有个别学生基本都没有亲自动手操作过,在实验过程中表现得很不积极。 3学生抱“应付”心理进行实验数据处理 物理化学实验中测定数据多,这就要求学生具有一定逻辑思维能力对实验数据进行处理,这也是探究实验机理、剖析实验内容的必需步骤。有部分学生完全不理会实验数据处理是否正确,只是一味凭感觉简单处理;有一部分学生是没有真正明白原理,引起处理数据不完整;还有一部分学生查阅后采用软件进行处理,但是由于不知所云,所以很多也都只是给出了图形。比如在三液系组分相图的绘制中,很多采用了某些理论课提供的软件画图,只是纯粹的画图,当问到三角坐标中每个点具体代表什么,学生没法回答。基于以上的情况,主要的根源还是学生要完成实验报告的任务,只能这样的应付了事。这对培养学生技能及解决问题的能力,起不到任何作用。但是基于现状,有些事情无法完善。因此,某些时候,针对这些好学又不是很明白处理原理的学生,需要更加耐心指导,注重不同类型学生心理素质的培养[3]。 4简单的考核方式 物理化学实验课程一般都是考查课,通常采用平时实验报告及平时表现进行综合给分。但是实验报告都是组员之间相互讨论给出,甚至有些都是抄袭过来的,并且对于平时的表现也不好衡量,该课程考核结果不是很满意,所以应该思考下能否改变现有的考核方式。 5针对存在的问题,提出可能性的应对方案 物理化学实验教学中遇到的这些问题,通过多个班级的教学,发现可以通过以下方式进行改善。(1)适当增加某些实验项目仪器,减少小组人数,加强学生动手操作机会。(2)可以通过细心指导学生,及时纠正学生在实验操作中的错误,并根据专业不同设置1~2个与专业相关度较大的设计性实验,从而提高学生实验的积极性。(3)加强学生实验技能,提高分析问题、解决问题的能力,更多体现在数据处理上。物理化学实验数据多,一般采取图解法进行数据处理。但是该课程一般开设在大学第三学期或者第四学期,甚至有些班级分析化学实验及物理化学实验同步进行,理论基础比较少,在数据处理上的逻辑思维能力较差,增加了学生实验报告的难度。因此,可以在数据处理上详细解释原理的应用,也可借助计算机软件,演示计算过程。所以要求指导教师耐心详细地给学生进行解释。(4)由于仪器设备套数较少,可以采取循环式教学,并且由几个物理化学实验教师同时进行,每个班可以分成若干组,尽可能在同一个时间或者在两次上课时间完成,便于学生安排时间,否则会导致一个班的部分学生在上课,另一半的学生在休息,不好协调;同时也利于任课教师开展相应功课,使得教师能够专攻两到三个实验项目,做到更加熟悉实验项目,上课效果会更佳。(5)在条件允许下适当安排开放性实验室。很多高校实践证明开放性实验有益于学生能力的培养[4-5]。(6)改变考核方式。考核结果可以结合实验报告、平时实验表现及最后一次课的考核。主要是要根据专业性质,设计一个实验,考核学生的综合能力及数据处理能力。 作者:翁艳英 单位:广西民族师范学院 物理化学论文:实验教学物理化学论文 物理化学实验同其他基础化学实验最明显不同之处就在于物理化学实验要采用大量的仪器设备,几乎每个实验都要用到一套较为复杂的仪器设备。而仪器设备一旦出现故障就要终止实验,既耽误学生实验又要花时间修理,影响正常教学秩序的进行。因此,实验教师要认真阅读仪器设备说明书,根据操作规程、按照教学实验要求进行调试,熟练掌握仪器设备的性能参数、构造、工作原理和使用方法、注意事项,特别留意仪器在实验中最容易出现的故障[4]。只有这样才能引导学生正确操作仪器,遇到仪器故障时才能快速分析原因,引导学生自己动手解决问题。最后,预作实验。把实验内容的每一个环节都亲手做一遍有助于了解仪器性能,熟悉实验过程中可能出现的现象和结果。当学生在实验中再遇到这些问题时,能过及时帮助学生分析现象产生的原因,给出合理的解释。 1督促学生做好实验预习 物理化学实验大多实验步骤较多,仪器操作比较繁琐或者数据处理过程比较复杂,学生没有预习的结果就是实验操作及数据处理过程中不断出错,甚至损坏仪器,造成时间精力的浪费和实验室财产的损失[5]。因此我们在上实验课之前要求学生认真预习实验并写好实验报告,在上课之前要上交预习报告,教师要批阅预习报告,掌握学生对本实验的了解程度。在讲解实验内容过程中还要对学生进行提问,以便发现学生是否只是敷衍了事,照抄书本上的实验内容。预习报告也将作为实验成绩的一部分,以这种方式敦促学生做好实验预习,这样学生便可以顺利地完成实验和更好地理解实验内容、提高实践能力。 2实验药品选择不必拘泥于教材 在全国提倡绿色环保的大环境下,我们对实验药品的选择也应尽量是无毒或是低毒的。现各高校使用的物理化学教材多种多样,但都包括经典的实验项目,且实验药品也基本相同。比如燃烧热的测定,几乎所有的教材都是使用萘作为测定对象,萘容易挥发和升华,吸入萘蒸气后,可引起头痛、乏力、恶心呕吐,皮肤接触后可引起皮炎。严重者会导致溶血性贫血及肝、肾损害及白内障、视神经炎和视网膜病变等[6]。从绿色环保和对学生安全的角度考虑可采用蔗糖或葡萄糖等代替萘,同样能达到实验目的。再比如最大气泡法测定表面张力的实验,我校原来采用教材上的实验药品正丁醇,但学生普遍反应此药品气味大,长时间实验感觉眼睛不舒服,因此现改为用乙醇做实验,尽管乙醇也稍有气味但无毒,学生使用安全且环保,并且学生对该药品熟悉、接触多,还会增加学生对实验的积极性,取得更好的实验效果。 3全面考核学生的实验教学成绩 以往传统的物理化学实验成绩的评定,是学生做完实验后,将实验记录下来的有关实验数据,利用课后时间将实验报告完成,老师根据学生实验报告的好坏评定出实验成绩,这样不能全面真实反映学生实验水平,往往会造成有些同学实验时认真,动手能力强,但由于实验报告写得不好而成绩不高;有些同学做实验时敷衍了事甚至不动手,课后抄袭或综合他人数据报告写的好而得高分,出现“高分低能”、“低能高分”现象,这种随意性和偶然性,势必影响到实验总成绩[7]。因此对学生实验成绩应全面考核,实验成绩的评定可包括预习报告、操作能力、现象及数据记录、实验报告等几方面内容,每一项指标均在实验总成绩中占有比例,实验教师根据学生在各个方面的表现给出成绩,避免上述状况的出现,做到对学生的成绩评定公平合理。 4结语 改革后的物理化学实验教学方法更有利于培养学生的实验操作能力和科研创新能力,提高实验教师的自身素质和责任感,提高物理化学实验教学的质量。 作者:王楠 石月丹 徐凛然 物理化学论文:应用型物理化学论文 一、使理论与生活实际相联系 像介绍表面张力时,就与学生一起做一个熟悉的肥皂膜游戏,边做边提问并讲解,让学生自己发现力的存在和力的方向,之后再让学生画出滴定管下端的液滴、水面下拉环或向下压面时所形成的弯曲液面的表面张力的方向时,学生快速准确地画了出来;在引出微小液滴的饱和蒸汽压与平液面的蒸汽压的关系,即开尔文公式时,就以冬天路边的雪堆,环卫个人是怎么处理的为题,分析原因,得出结论,再从热力学原理推导出开尔文公式,并和学生一起讨论农民为何天旱时锄地,“三北防护林工程”植树利用了物理化学哪方面的原理。这样在课堂教学中设置一些和生活实际相关的有趣的问题,让学生带着疑问和好奇去学习,使学生感到物理化学就在他们身边,生动而具体,从而激发了学生的学习兴趣。 二、使学科发展前沿的新技术和新成果渗透到课堂 物理化学作为一门化学专业的基础课,在本科生的培养过程中,不仅具有为其它课程服务的作用,更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上,精简一些次要内容,而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式,而是活生生的现实。另外,物理化学与其他学科相互渗透、相互结合,形成了许多边缘学科,拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学,生命科学,材料科学及信息科学的关系十分紧密,而光化反应在化学动力学中仅占很小比重,常被忽略,但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用,开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时,引入学生比较关心的石油开采过程,扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念,使学生既掌握了表面活性剂的作用原理,又拓展了知识面;在讲解电化学时介绍燃料电池,在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容,但可以增加学生的信息量,引起学生学习的兴趣,激发学生的学习积极性。 三、注重教学内容与教师科研的相互渗透 将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容,学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中,也可参加大学生创新创业项目,早期介入科研。例如,讲到活度的概念时,就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容;讲到接触角时,又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果;讲到langmuir吸附和BET公式时,给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪,并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分,转化成综合性、设计性实验,要求学生从查阅文献资料开始,自己设计全套实验方案,经指导教师审核后即可进行制备,所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生,我们积极鼓励学生整理数据,撰写论文并发表在部级学术刊物上,曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透,提高了学生的科研创新能力,还学到了科技论文写作方法,增强了学生的自信心,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。 四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学 所谓设问教学法,就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手,设计一些与所讲授课程内容相关的问题,引导学生仔细思考分析,展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中,我们始终坚持一个原则,就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识,学会推导多少个公式,完成多少种计算,而在于激发学生如何去思考与创造,授人以“渔”,而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法,让学生带着问题学,不仅激发学生的学习兴趣,积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如,引出Kelvin公式时,先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况,提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关?然后再从热力学角度进行公式的推导,加深了学生对公式的理解,也调动学生积极参与到教学环节中,教师与学生互动,活跃了课堂气氛。 五、建立物理化学教学的知识框架,注重学生的思路和知识点的衔接 物理化学是化学化工类专业重要的专业基础课,也是后续课程化工原理、化工热力学、化工动力学、反应工程、生物化学等课程的理论基础,起着承上启下的重要作用。帮助学生建立一个比较完整的知识框架,让学生进得去出得来,既能灵活应用前面所学的知识,又能为后续课程的学习奠定好基础是关键。为此,我们结合物理化学课程考试方法改革中机考题库的建立,把物理化学课程内容分成六个板块,即化学热力学、化学平衡、相平衡、电化学、界面化学和化学动力学,各知识点之间有机地衔接起来,使学生学习思路清晰,学习过程沿着一条主线,由浅入深、由表及里、由宏观到微观地发展,增强学生的信心和兴趣。 作者:周迎春 张启俭 郭洁 彭淑静 高杰 单位:辽宁工业大学 化学与环境工程学院 物理化学论文:高校物理化学论文 一、实验原理 纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:dlnpdT=ΔH气RT2(1)式中:P为液体在温度T时的饱和蒸气压;T为绝对温度;H气为液体摩尔气化热(J·mol-1);R为气体常数。在温度较小的变化范围内,H气可视为常数,积分(1)式可得:lnp=-ΔH气RT2+B′(2)由(2)式可知,若将lnP对1/T作图应得一直线,直线斜率m=-ΔH气R由此得到:H气=-Rm(3)由图解法先求得斜率m,然后再由(3)式算出摩尔气化热H气。 二、原始数据的处理 启动CurveExpert软件,分别在X、Y两列中输入实验原始数据:实验温度和压差计值。根据实验原理的要求,需要对这两列数据进行变换处理。即X列要加上273.15,将摄氏温度转变成绝对温度;Y列用实验室的大气压进行差减,以得到实验温度下体系内液体的饱和蒸汽压。在软件的Data菜单中选择Manipulation,打开DataManipulation对话框。此对话框可以对数据表中的数据进行加减、乘除、筛选以及排序。点击translate标签,在这里可以对X、Y列中现有的数据进行加减操作;在XTranslationFactor输入框中填入273.15,在YTranslationFactor输入框中填入-754,然后点击Apply。可以看到数据表中X、Y列数据的变化。点击Scale标签,这个标签中可以对X、Y列中现有的数据按一定的比例进行乘除操作。在YScaleFactor输入框中填入-1,点击Apply,将Y列数据变为正值。然后点击Close按钮退出。实验绝对温度的倒数值和饱和蒸汽压自然对数值的计算。在Data菜单中选择Transform,打开Transformation对话框,将数据表中的数据进行函数操作。首先对X列进行处理:在Function框中选择X^a函数,在a=框中输入-1,OperateOn选项中选定XColumn,然后点击OK。同样的方法处理Y列的数值,在Function框中选择ln(x)函数,在a=框中数值保持默认(这里用不到a值),OperateOn选项中选定YColumn,点击OK完成操作。通过上述操作将原始实验数据变换处理完毕。此时,在窗口右下部的图形预览框中,可以看到处理后的数据点所绘制的图形。 三、数据点的线性拟合及实验结果的获取 通过数据点的拟合,获取线性(非线性)方程中的相应系数,是数据处理过程中的重要步骤。饱和蒸汽压测定数据处理,要获取的是所拟合直线方程的斜率,用于计算摩尔汽化热。在软件菜单中点击ApplyFit,其中包含了大部分常见的线性和非线性拟合的模型。选择linear,弹出数据图形窗口。右上角显示标准偏差S=0.00972453和线性系数r=0.9996665。点击左上角的Info按钮,可以看到线性拟合的方程以及方程中的相关系数值。根据线性拟合的结果可知,直线的斜率:m=-4024.21569,由(3)式可以计算出该纯液体的摩尔汽化热:H气=33.457KJ·mol-1。鼠标右键点击数据图形,调出快捷菜单,选择Analyze菜单,出现Analyze窗口,在这里软件可以利用拟合出来的公式进行XY或YX的推算,以获得实验所用纯液体的正常沸点。另外还可以进行积分、微分以及弧度的求算。为了考察CurveExpert1.4软件对实验数据处理结果的准确性,用经典的数据处理软件Origin7.0以及MicrosoftExcel2003对同一组数据进行了处理。结果表明,CurveExpert处理的结果与另外两个商业软件的处理结果一致。 四、结论 CurveExpert作为一款共享软件,体积虽小,但功能强大,操作简单,在注册前并没有功能的限制。通过纯液体饱和蒸汽压测定实验数据的处理,得到了理想的结果。并且所得结果与另外两个商业软件的处理结果一致,完全可以胜任物理化学实验数据的处理。 作者:谢玉忠 孙光延 单位:延边大学 理学院化学系 物理化学论文:进阶型物理化学论文 一、进阶型实验教学模式的构建与实践 传统的物理化学实验大部分采用灌输式教学方法,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。[2]重视学生实践能力和创新能力的开发,培养创新型人才,已成为当今高校教育改革的优秀。[3]实验教学在培养学生实践创新能力方面发挥着重要的作用。[4]因此,我们在总结实验教学中经验的基础上,对“立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”的三层次进阶型的物理化学实验教学模式进行了探索和实践。 (一)立足基础知识 基础性实验的目的是培养学生掌握基本操作,正确使用仪器;能够认真观察、准确记录实验现象和科学处理实验数据;初步具有查阅手册、工具书及其他信息源的能力,以及实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风。环化学院“春晓班”是从应用化学和材料化学专业新生中选拔的优秀学生所组成的特色班级,以中国工程院曹春晓院士的名字命名。下面以“春晓班”为例介绍物理化学实验立足基础的教学内容。“春晓班”中一共开设了15个实验(共64学时,分2个学期进行),其中10个实验为基础性实验(共40学时),占总实验学时的62.5%,学生如果基础实验部分做得不好,就不能通过物理化学实验这门课程。在实际教学中,教师从严规范基本操作,严格把关,耐心指导,未掌握规范操作的学生必须重新进行实验,直至合格。从严教学有利于培养学生准确观察实验的能力,掌握实验的基本技能,同时也培养了学生实事求是的态度,学会了严谨的实验方法。 (二)培养创新思维能力 物理化学实验课第一个学期的最后一个实验为设计性实验。此实验要求学生自己查阅文献,设计方案,实施实验,以提高实践创新能力。学生没有现成的实验方案,需要自己动手设计方案。下面以设计型实验“表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析”为例介绍具体的实施过程:实验中,学生可以根据自己的兴趣选择表面活性物质的种类、实验测定的方法及影响因素(温度、离子及醇的种类及醇的用量)。因此,在老师的指导选题下,每位同学选择的实验内容都不相同,这意味着每位同学要独立进行实验方案的设计,并根据自己的实验内容查阅文献资料,实施方案。教师在实验前提供文献检索的途径、一个主题或几个关键词,由学生自己检索、筛选、阅读相关的文献,学生要在规定的时间段内根据查阅的资料,组织、总结前人的工作,然后设计自己的实验方案。教师面对的学生的设计方案往往是五花八门的,这就需要教师做好足够的预案。对于部分设计实验能力欠佳,实在找不到相关文献的同学,教师则会提供几篇相关文献供学生参考,但设计方案则必须由学生自己总结提出。实验实施过程中,教师在场提供帮助,但不再手把手地指导,目的是培养学生独立自主完成实验的能力。实验完成后同学们分组进行讨论,如:选择不同离子及醇的同学在一组讨论,可以了解各种离子及醇对临界胶束浓度的影响。这样能提高大家的团结合作、共同讨论的积极性,为后面的毕业设计及进行科研创新起到积极的作用。经过基础性和设计性实验的学习,第二个学期物理化学实验的最后四个实验为创新探索研究型实验。我们开设了B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究、不同方法测定粉体的比表面积4个创新探索研究型实验。选好创新探索研究型实验项目后,同学们根据自己的选题方向搜集所需要的文献资料,写好实验方案,由指导老师把关,方案可行才能进入实验室进行实验。实验后如果发现问题或与原先预想的结果不一致,学生会积极地与老师探讨,共同查找原因及重做实验。同学因进度、实验内容及仪器药品不一样,除了在规定的实验时间内可以来进行实验,还可以跟老师预约其他时间来进行实验,直到实验完成为止。该类实验有可能成功也有可能失败。实验过程中,我们鼓励同学由浅入深,先从自己熟悉的部分开始实验,在此基础上进行改进、探索,得出有益的结论。实验方案的设计及实验完成后均要求制作PPT进行答辩,对方案中可能碰到的问题,同学们共同探讨解决的方法,实验完成后将成果组织成论文格式的实验报告,这样学生的积极主动性及好奇心都大大地提高了。 (三)面向科研实践 面向科研实践方面所做的革新主要是打破原来物理化学实验室只承接课程任务的局面。由于课时的限制,学生课程内在物理化学实验室进行的实验是有限的,然而他们在后继的科研实践如毕业设计、科学研究训练及课外科技创新(如省级和校级大学生科技创新项目)等方面往往又会用到物理化学实验相关的知识和操作,而这时的学生往往对以前课程内学习的知识会有所淡忘,如果能够允许学生重新回到物理化学实验室,结合自身正遇到的科研实践问题进行物理化学实验,不但能加深以前学过的知识的印象,而且对其今后的科研创新会有巨大的促进作用。但不可回避的问题是,这样一来必然增加了物理化学实验室管理的工作量。为了解决这一问题,我们采取的措施是预约制和指导教师负责制。那些课程外要来物理化学实验室实验的同学,必须先行预约。为此,我们正在构建网上预约系统,五台基础化学实验网络查询及预约机也已经到位,不日即可投入使用。指导教师负责制是指来进行实验的学生由其指导教师负责,所产生的仪器、药品损耗等药费一律由指导教师承担。并且,该指导教师在学生进入实验室之前,自身必须接受相关培训,在得到物理化学实验室管理教师认可的前提下才能使用物理化学实验室。这对学生和教师的科研创新都起到了积极的促进作用。 二、改革实验教学方法与手段,强化能力培养 传统的基础实验采用“预习-实验-总结实验结果”,学生学多局限于教材,这不利于提高他们的自主创新性。在进阶型的实验教学过程中,我们结合具体的教学任务选择合适的教学方法进行教学。如:在探索研究型实验过程中,我们引导学生积极学会自主学习,即采用以学生自主探究为主,教师根据学生的需求加以引导为辅的主体性教学方式。[3]实验完成后,要求学生将成果撰写成论文格式的实验报告及制作成幻灯片,并组织学生进行现场答辩。教师和参与整个项目的同学共同积极讨论,根据答辩情况给出学生的成绩,营造一个良好的师生互动、积极向上的氛围。这样,可以锻炼学生的语言表达能力,对现场提问的思辨能力和综合能力,增强自信心,提高学习、思考的积极性。“教学有法,教无定法”。新的教学模式应以现代信息技术,特别是网络技术为支撑,能使学生选择适合自己需要的材料和方法进行学习,并获得学习策略的指导,逐步提高学习的能力。随着现代教育技术的发展和应用,开展网络化教学已是实验教学的大势所趋。基础化学实验中心为此建立了开放的网络平台,为实验预习及实施提供帮助。我们鼓励学生利用Excel、Origin、Chemoffice等软件进行数据处理,同时规范了数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 三、以人为本,创建“物理化学实践教学大环境”,加强教学的平台与团队建设,达成“教学相长” “立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”三层次进阶型的物理化学实践教学模式在实验实施过程中,我们随时地在旁边组织和指导,及时规范同学的操作及帮助实验过程中遇到问题的同学。教师也从中不断提升自己可持续发展的能力,面对学生时刻提出的问题,及时寻求解决的办法,从而达到“教学相长”。教学方面,陈萍华与蒋华麟老师分别获评南昌航空大学“青年教师讲课比赛”2011年实验教学一等奖和2013年的理论教学二等奖。邹建平老师2010年参与的“高效有机电致发光材料及器件性能研究”项目获得江西省自然科学二等奖。舒红英、邹建平、陈萍华等老师获得2010年南昌航空大学“全新开放实验教学体系构建及实践”教学成果奖一等奖。学生方面,学生对实验方法和技术的综合运用能力极大增强,具备了一定的竞争意识、分工合作能力和创新探索能力。近年来,我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学获得一等奖;李蕾等同学获得三等奖。在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学获得三等奖;汪婷等同学获得三等奖。这些获奖项目与物理化学的知识息息相关,表明我们的培养模式初见成效,对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 单位:南昌航空大学 环境与化学工程学院 物理化学论文:物理化学科学教育论文 1精简课堂内容 物理化学与物理学或其他化学(如无机化学、分析化学)重叠的知识部分尽量让学生在课前学习或者采用课堂提问等方式减少不必要的重复。在有限的学时内贯彻少而精的原则,将一些公式的推导(例如统计热力学中的公式)和概念的引出(例如热力学部分利用卡诺循环引出熵函数)做适当的精简,课堂上只讲具体的结论,推导过程留给学生课外自学[4]。再比如,界面化学和胶体化学可合并讲解,对这两章的内容可做一定程度的删减和调整。课堂内学时及内容虽然减少了,但要注意加强课外学时,教师可提供一些课外的参考资料或者自学讲义,教给学生学习的方法,引导学生自己去学习,培养学生的自学能力。 2设计课堂教学 在课程教学中介绍物理化学原理的同时,采取理论联系实际的教学方式,结合生活中常见的或有趣的实际现象,让学生带着问题去听课,以激发学生的学习热情和学习兴趣,使原本晦涩难懂的内容变得生动、易于理解。例如,在讲化学热力学的知识时,先问为什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰会非常顺畅?在讲到表面化学的知识时,先问为什么衣物上的油污只用水是洗不干净的,必须用肥皂、洗衣粉等表面活性剂?为什么雨后荷叶、小草上水珠都呈球形?为什么毛细玻璃管中的水呈现凹液面,汞则呈现凸液面?还有让学生用化学动力学的理论来说明为什么天气热的时候,牛奶、食物更容易变质?能否应用渗透压的知识来解决海水的淡化问题等等。让学生带着问题去听课,利用所学的知识对问题做出合理的解释,才能让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性,激发学生的学习热情和学习兴趣。 3改革教学模式 美国教育家杜威指出:教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情,而是一个主动和建设的过程。改革以前“填鸭式”、“灌输式”的教学方法,尽量采用“研究式、启发式、讨论式”教学模式。教学方法的先进与否,将直接影响创新人才的培养成果。因此,在课堂上一方面教师讲课要坚持少而精、博而通的原则,另一方面也要适当的开展讨论启发式教学,提出一些拓宽思路的研究型问题,增加课堂上师生的互动,增强双向交流。改变教师“一言堂”的传统教学模式,利于学生注意力的集中,激发学生的学习积极性,有效提高课堂教学效果。 4实施创新教育 同志曾将讲过:“一个没有创新精神的民族是永远不会前进的民族”。换而言之,没有创新精神的教育也将是永远不会成功的教育。教育教学的本质就是开发人的潜能,塑造具有健全人格的人。建立“以人为本”的教育理念,以学生为主体,教师为主导,把学生的发展放在首位,教学中应介绍些和教学相关的科学前沿的内容,拓宽学生的知识面,不断培养学生的创新意识,提高学生的综合能力和创新能力。例如,在电化学部分讲授化学电源时,除了介绍早期使用的锌锰电池、可充电的铅酸电池和镍氢电池外,可以结合现代社会面临的节能和环保的要求,向学生讲解一些绿色环保新电池的知识。如20世纪60年代以来就被用作空间站及宇宙飞船空间电源的燃料电池,利用太阳光中的能量进行光电转化的太阳能电池等。在化学动力学部分,光化学反应虽然内容较少,但是光化学与环境科学、生命科学、材料科学及信息科学等紧密相关。因此,可结合科学前沿介绍一些光催化技术在环境污水处理中的应用,开阔学生的视野,激发学生参与科学研究的积极性,培养学生的创新能力。 5结束语 本文就科学教育专业的物理化学课程的教学进行了初步的探讨,在改革教学内容的同时,教学方法,教学要求等也应与时俱进,一线教师要不断提高自身的能力和素质,注重学生综合能力和创新能力的培养,努力培养素质全面、能力突出的创新型人才。 作者:刘俊龙 师瑞娟 单位:阜阳师范学院化学化工学院 环境污染物降解与监测安徽省重点实验室 物理化学论文:大专物理化学论文 1根据教学目标和学生实际情况、科学安排教学内容 1.1学生基础分析 由于学生对相关的高等数学和中学物理知识的应用理解欠深入,产生对物理化学的畏惧,如物理化学在公式的推导、概念的理解及原理的应用较多地涉及高等数学中的偏微分方程,其次是刚进入大学的学生还未能完全适应大学的学习方法,常拘泥于细节的纠缠而难以认识该门重点课程的总体结构,容易导致“只见树木,不见森林”的情况。我校为大专层次,85%的学生在高中为文科生,物理和化学的基础不得而知。而物理化学总课时为30课时,如何利用有限的课堂教学时间,按照教学目标,顺利有效地完成教学内容,对学生和任课教师都是一个极大的挑战。为了实现教学目标,必需在教学内容上做出合理的取舍及必要的补充,否则就会满堂式的灌输或“眉毛胡子一把抓”的情况,这样的方式学生受不了,也达不到满意的效果。 1.2内容的取舍和补充 首先是结合开设的其它专业基础课程无机化学和分析化学,将重复的内容(如化学平衡和电化学两章)删掉不讲,学生自学。其次是要对授课内容做到重点突出,重点内容细讲,让学生弄懂,让学生在学习中获得成就感,从而提高学生学习积极性。如反应热的计算,主要讲标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓,其它四种计算方式,只做简单的提示,以学生自学为主。对前后有联系的概念,必需讲透,为后面的知识做好铺垫,不能赶进度。如相平衡的基本概念学习时,组分数K的计算是个难点,必需结合例题将独立的化学平衡R和浓度限制量R'讲透,因为自由度f的计算涉及到组分数K。根据学生的基础和学习内容的需要,适当补充基础内容,减小学习难度。大专学生基础不好,物理知识和高等数学知识的欠缺,灵活运用物理和化学基础知识的能力不强,使很多学生在做习题时知道使用哪个公式,就是算不出结果或是计算出的结果与答案相差甚远,这样学生就失去了学习兴趣,慢慢地失去了学好物理化学的信心,不再愿意动笔做习题,上课情绪也不饱满。教师根据授课内容,选取具有代表性的习题,用极少的时间,及时地添加部分必要的基础知识,降低学生学习的难度。如热力学第一定律中常用到理想气体的状态方程PV=nRT,该公式中的体积V,在分析化学和无机化学中溶液的体积一般是以升(L)或毫升(mL)为单位,而公式中主要是立方米(m3)为单位;其次温度T,平时用的是摄氏温度(℃),热力学温度T=摄氏温度(℃)+273.15K。又如物质体积的计算。 2精心设计授课内容的引入和讲解,激发学习兴趣 托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需的不是强制,而是激发学生学习的兴趣。”需要是兴趣的基础,也是学习的动力所在,物理化学授课老师尽可能将书本理论知识与中实际生活联系起来,使课堂教学变得形象直观、有趣,从而激发学生的学习兴趣,培养学生学习物理化学的积极性和创造性,提高学生“学以致用”的能力。通过生活中随处可见的、贴切、简单易懂的举例引入和讲解。在新课开始时,从学生感兴趣的事物出发,提出与教学内容相关的问题,激发学生的求知欲,让学生找到所学内容能解释的现象,做到有的放矢。在例如热力学第一定律的引入:首先展示一张高级轿车并设问(看到高级轿车有什么感觉?),调动学生情绪(学生会有不同的想法),再展示一张汽油油价表,学生发出人们常说的“车买得起,养不起”的感慨,在此基础上再提问(如果汽车不需要提供能量就能自己跑该多好,此种设想能否实现呢?)引出热力学第一定律的表达方式和研究内容。又如在化学动力学的新课开始时,从每次服药的药量、每日服药的次数和保质期是怎么来的引入,此种引入方式过渡自然,还可以为后续学习内容做好铺垫。虽然物理化学知识抽象,但是生活中的很多现象却可以用物理化学知识来解释。如:表面现象与水滴成圆形、干毛巾吸汗、干旱时锄地;化学动力学与药物的服用量、生物酶;胶体与人体血液;相平衡与酒精提纯、盐融雪等等。将物理化学知识和生活中常见的现象联系起来,通过启发式提问和图片直观的刺激,激发学生探求事物本质原因的求知欲。激发了学生的求知欲,课堂教学就达到了成功的一半。 3利用框架式教学将教学内容系统化 物理化学知识点多、定义多、公式多,让初学者摸不着头脑,因此每引进一个新的概念、定义、公式,首先讲明概念的产生背景与条件,分析一概念内含的几个要点,再讲概念适用的范围与条件,使学生对概念的内涵及应用有所了解。教师作为课堂的主导者,引导学生将相关的知识点按层次地安排于框架结构中,使之层层有序、步步可循,使学生了解各知识点的位置和彼此的关联,便可从内容的逻辑结构中获取贯通的知识。如热力学第一定律可设计附图。 4多媒体教学与板书辅助教学有效结合 随着科技的发展,教学手段越来越多,其中多媒体应用最为广泛。多媒体能将图像、图形、文字、声音、动画结合在一起,能把一些微观的、用传统方法无法表达清楚的信息形象、生动、直观的展示出来。多媒体的直观展示在一定程度上能刺激学生的各种感觉器官,有效地化解教学中的重点和难点,增加课堂信息量,调动学生学习的积极性,有助于提高学习效果。在物理化学教学中,可以将抽象概念和实验过程形象化、简化公式的推导过程、习题讲解便捷化、图标内容生动化。例如毛细现象实验、表面张力的实验视频、油和水的分层情况、胶体的聚沉等运用多媒体教学,既节省了时间,又可获得好的教学效果。但是多媒体播放过程一晃而过,播放过内容在学生头脑中留下的记忆不深。在物理化学教学中,究竟是多媒体还是板书更受学生青睐?调查结果显示,大部分学生倾向于教师在黑板上以板书的形式进行公式推导和例题解答;对于那些理论性较少且偏重于介绍性的知识,学生则倾向于教师以多媒体的形式表现出来。因此我们不能断定板书和多媒体孰优孰劣,应以物理化学各章节内容的特点来确定我们要采取的教学手段。如果是需要学生归纳或推导的内容,黑板板书有其不可替代的优势。板书辅助的课堂教学中,教师的自主空间很大,可以根据学生的反馈信息,及时调整教学目标、教学难度及知识拓展的广度,为学生提供质疑、交流和讨论的机会,从而更有利于知识的掌握和能力的培养。对遇到有关计算公式的推导和知识的归纳时,运用边讲解边板书更有利于引导学生的思考的方向。如热力学第一定律的知识归纳,状态函数熵、吉布斯能、亥姆霍兹能定义公式的推导和计算等。根据教学内容,将多媒体教学与适当板书有效结合,取长补短,提高教学效率。 5结语 实践教学表明,通过对教学内容做适当的增减,精心设计授课内容的引入,授课内容系统化,多媒体教学与黑板板书有机结合,降低了学习的难度,激发了学生学习物理化学的兴趣,活跃了课堂气氛,提高了学生分析问题和解决问题的能力,提高了物理化学课堂教学的质量。 作者:罗孟君 邓凤君 郭巧红 刘畅 吴琼林 李军 单位:益阳医学高等专科学校 物理化学论文:问题驱动物理化学论文 1问题驱动物理化学教学的作用 著名心理学家皮亚杰说过,学习是从问题开始的.教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动.通过多年的物理化学教学工作,笔者体会到,以问题驱动物理化学教学,对学生具有如下作用: 1.1激发学习兴趣 兴趣,是最好的老师,是点燃智慧的火花,是探索知识的动力,是学习积极性中很现实、很活跃的心理成分.例如,讲电导测定内容之前提出:滴定操作者能是色盲吗?这一新奇的事物,能吸引学生的注意和好奇心.好奇心是学习兴趣的源泉,使学生处于心求通而不解,几欲言而不能的愤悱状态,激发起学生浓厚的学习兴趣.老师这时来讲授新课内容,教学效果必然会大大提高.兴趣是追求真理的第一步.在学习后,学生会产生满足感,并由此产生欢快、惬意的心情,所以,学习兴趣是人才成长的起点. 1.2架设思维桥梁 思维是由目的产生的.教师精心设疑,明确章节和公式以及知识点要解决的问题.问题成为所学理论与其应用之间的思维桥梁.使学生产生强烈的求知欲,一旦思想活跃起来,很快便进入学习的最佳思维状态.从而使理论教学扎实有效. 1.3渗透创新理念 以问题驱动物理化学教学,不仅及时巩固所学理论知识,更重要的是可以提高学生对课堂理论的把握能力以及解决实际工作问题的能力,渗透创新理念,做到学而有思、学以致用、用以促学、学用相长的良性循环. 1.4培养社会责任感 在学习相平衡和化学动力学内容之前提出:请解释食盐浓度为23%、冬季咸菜缸在室外就能够耐﹣21℃的低温使缸不冻裂、地下排污管道焊接前应先将甲烷浓度稀释等问题,培养学生运用自己的专业知识对身边的百姓事给予理论指导的社会责任感,与此同时也使增加了学生的成功感和专业自豪感. 2驱动物理化学教学的问题 驱动物理化学教学的问题可以根据学生专业和基础的不同而异,通过导入课题的引言、课后思考题等形式呈现给学生,取得了令人满意的教学效果.笔者担任的物理化学课程被学校评为了精品课. 作者:王文英 单位:衡水学院化工学院 物理化学论文:物理化学教学论文 1改善教学方法,提高学生学习兴趣 传统的教学方法多以教师讲为主,偏重于灌输,忽略和限制了学生学习的主动性和积极性,引起学生厌学和逆反心理,导致教学效果不理想。因此,必须对教学方法进行改进。教学过程中,以启发式,讨论式教学方法为主,激发学生的学习兴趣,加深学生对所学内容的理解和掌握。比如,在讲克克方程时提出“在高原上煮鸡蛋能煮熟吗?为什么?”,在讲胶体分散系时,可以提出“江河入海口处的三角洲是如何形成的?”以及“明矾净水的原理是什么?”。在讲化学动力学时,提出“不同的药品为什么每天吃的次数会不同呢?”等问题。学生会给出不同的答案,教师就可以结合课堂内容,与学生一起分析并找出答案。此外,教师要对教材充分了解,深入分析,区分重难点内容,加深教学内容与医学专业之间的联系,这样不但教学重点突出,教学内容也更具有针对性。比如在讲热力学定律的时候,这部分内容与药学专业的联系不大,那么我们如何来提高学生的学习兴趣呢?可以将热力学内容和药物反应联系在一起,以药物为例,设计几道计算题,这样就达到了学以致用的效果。在讲授动力学内容时,可增加药物储存期,有效期的测定相关内容。同时,教师要引领学生学会归纳总结。由于物理化学课程知识点多,公式多,看似杂乱无章,其实各知识点之间存在着一定的逻辑关系。比如自发过程的判据包括三个,熵,吉布斯自由能,赫姆霍兹自由能,但是适用条件不同,在教学中,教师就可以鼓励学生自己总结,这样有利于调动学生学习的积极性。启发式,讨论式教学方法的运用,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性,培养了学生分析问题,解决问题的能力,提高了教学效果。 2理论联系实际 虽然物理化学这门课程理论性比较强,但也是从大量实践基础上总结出来的,因此,在教学中,尽可能地把物理化学中的抽象的概念,理论与实际生活中的现象联系在一起,加深学生对这门课程内容的理解,提高教学效果。比如,在讲渗透压的时候,可以介绍临床使用的0.9%生理盐水,以及与血浆渗透压的关系。在讲电解质使胶体聚沉的机制时,可以介绍“卤水点豆腐”,卤水中主要含有MgCl2,豆浆中含有大量蛋白质,蛋白质具有胶体的性质,胶体遇到电解质会发生聚沉,所以豆浆遇到卤水会变成豆腐。在讲开尔文公式的时候,可以解释土壤含水保湿的机制。在讲表面张力的时候,可以和学生一起做肥皂膜的实验,让学生自己发现表面张力和力的方向。物理化学实验作为理论教学的重要组成部分,不仅实现了理论知识的具体应用,还培养了学生的动手能力和独立思考能力。比如在讲到多组分相图的时候,内容比较抽象,学生不能直观的理解这章内容,但是通过实际操作双液系相图的实验,加深了学生对这章内容的理解,使教学效果更加完善。比如在讲到燃烧热时,在强调只有1mol物质完全燃烧时放出的热量才是燃烧热,以及根据各物质的燃烧焓求算反应焓以外,还可以在课堂上播放《燃烧热测定》实验的视频,使学生更直观地理解课堂内容,加深知识点的理解。在物理化学教学中,将基础理论和实际生活联系在一起,能够充分激发学生的学习兴趣,达到学以致用的效果。 3教学与科研紧密结合 随着现代科技逐渐发展,教师在教学过程中不能只局限于课本的内容,应将教学知识扩展,将课内与课外知识有效结合在一起,把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,充分激发学生的学习热情,让学生对物理化学这门课程不再敬而远之,而是自发地想要学好这门课。例如超临界流体萃取这一高新技术结合了物理化学中的溶解度定律,分配定律以及焦耳-汤姆生效应等理论;现代文明离不开磁性材料,如家用电器,磁悬浮列车,发电机等,目前得到广泛应用的铷铁硼永磁材料是利用凝固点降低原理和二组分体系相图等技术设计的。在介绍表面活性剂时,引入学生比较感兴趣的石油开采过程,简单介绍一次开采,二次开采等概念,使学生更加轻松地吸收新的知识点。学生还可以根据自己的专业和兴趣参与到教师的科研中,比如,在讲到催化反应动力学时,就可以介绍教师的关于催化剂制备的科研项目,学生也可以参与到其中,从查阅文献开始,设计实验方案,最后进行实验。充分调动了学生学习的积极性。 4结束语 实践证明,通过初步的改善教学方法,增加与学生的互动,将理论知识与生活实际相结合等方式,充分提高了学生的学习兴趣,调动了学习的积极性,提高了教学效果。今后我们会继续根据学生的反应,进一步对教学方法进行优化,完善教学方法和内容。 作者:薛莹雪 单位:吉林医药学院药学院 物理化学论文:林业物理化学教学论文 1教学内容改革 1.1所学内容紧扣学生专业特点 物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求学生掌握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡学生平时自学,上课前复习巩固学过的知识,强调数学和物理基础知识的重要性,培养学生对所学知识进行综合应用的能力.利用高等数学知识,帮助学生掌握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从理想气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某事件引入学习中,与物理化学紧密联系,加深学生对知识概念的理解,提高学生实际运用知识的能力. 1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育 在学习物理化学课程时,会涉及到很多著名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,教师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高学生学习的积极性,集中他们的注意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的成功都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经历,不仅丰富了课堂教学内容,而且学生对科学的发展也产生了兴趣,对科学家产生了崇拜,成为学生学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的研究促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为“牧场化学家”.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身普通家庭,求学时对化学产生浓厚的兴趣,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖. 2教学方法与考核方式改革 2.1多媒体教学与传统教学相结合 传统教学采用粉笔板书的方式,书写需要一定时间,导致学生接受知识量较少.而利用PPT课件,结合Flash动画,能使教学内容生动、信息量大,给学生更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,逻辑性强,有些问题比较抽象,单纯采用多媒体呈现,导致学生思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采用多媒体教学与板书相结合的方式授课,学生能充分地消化吸收所学的知识,教学速度适中,从而提高教学质量和效率. 2.2考核方式的改革与创新 物理化学课程考核方法普遍采用平时成绩加期末考试两大块的组合,存在期末考试成绩在总评成绩中比例偏重的问题.考核方式改革前,平时成绩占20%,期末考试成绩占80%.这种考核方式可能导致学生平时学习不认真,期末考试前突击,因而不能起到督促学生平时学习的作用.考核方式改革后,采取平时成绩占20%,阶段考试或考核成绩占30%,期末考试成绩占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然教师的工作量比改革前增加了,但学生学习的主动性和积极性得到了提高.学生要想取得优秀的成绩,就不能忽视阶段性成绩.另外,也尝试在总评成绩中增加其它一些(如课堂讨论、课程论文等)考核方式,从而促进学生积极学习. 3设计实验教学环节,培养学生创新能力 实验教学是物理化学教学中不可缺少的组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的重要手段.结合物理化学课程内容构建实验课程体系,该体系包括四部分:(1)基本操作和基本技能的训练.包括实验教学目的、要求、有效数字、相关实验技术、误差分析和实验数据的处理表达方法等.(2)验证实验训练.如燃烧热、液体饱和蒸气压测定,一级蔗糖水解反应速率常数测定等18个实验.通过实验训练,使学生对物理化学理论知识有更深入的理解和掌握,着重提高学生的实验技能,增强动手能力.如学生通过测定一定质量的蔗糖的燃烧热,将测试数据输入计算机,利用Origin或Excel软件绘雷诺温度校正图,计算蔗糖的燃烧热,研究系统与环境热交换的关系,从而理解摩尔恒容燃烧热和摩尔恒压燃烧热的差别.(3)综合及设计实验.结合化工企业生产的典型案例和教师的科研成果凝练实际项目,让学生能够发挥主观能动性,把所学的理论知识加以综合运用,增强独立解决实际问题的能力.如指导专业基础好、操作动手能力强的学生参加全国大学生化工设计大赛,通过参赛锻炼学生的实验思路和实验技能,培养学生的创新意识和创新能力.(4)物理化学实验中常用的数据表.物理化学的教学改革是一项长期而复杂的工作,需要不断地学习和改进.作为林业院校,在物理化学教学中已经做出一些尝试性的改革与创新,并取得了一定成果,但仍有一些工作需要做.如结合专业课程设置和专业培养目标来提高专业学生就业能力.物理化学课程的教学是一个需要长期研究的课题,只有不断地创新和改革,结合东北林业大学的发展,把不同专业的物理化学课程教学工作做好,才能培养出具有较强实践能力的实用型专业人才. 作者:方涛 王玉峰 孙墨珑 刘本才 张秀成 单位:东北林业大学理学院 物理化学论文:基础创新物理化学实验论文 1转变实验教学观念 传统的教学模式,整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行,学生被动参与,这样不利于学生创新能力的培养。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程,其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律,提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力,从而形成科学严谨的思维方法,使综合能力得到提高。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中,占有特别重要的地位,对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用。 2构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 3改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 4完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 5学生培养成果 近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 6结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为优秀,实验教学内容实行“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院 物理化学论文:民办高校物理化学论文 一、采取新颖的教学方法和教学形式 1.分段教学法和分层次教学法将45min课堂划分为三个阶段,第一段25min,运用板书形式讲解基本概念和基本理论;第二段10min,教师和学生互相质疑、讨论。第三段10min,运用多媒体手段讲解基本概念和理论在实践中的应用[3]。将教材内容分为“了解、理解、掌握、运用”四个层次,使不同层次的学生都能在了解、理解的基础上向掌握、运用过渡。2.结合专业特点讲授知识在教学内容的选择上,应与授课的专业发展向适应,在保重基础理论教学的基础上,对相关的内容进行调整,侧重与专业相关的内容,调整知识的难易程度,是学生能够学有所获[4]。如在教学中,我们可以针对石油专业的学生,可以增加有关相平衡的知识;在讲热力学计算的可以介绍石油的裂解、裂化;在讲金属防治与腐蚀中,可以介绍石油运输管线的防护等。在土木专业中可以介绍如何在冬天建筑中过程中防冻等。3.降低知识难度,扩展知识面适当扩展科学前沿知识,在电化学中可以介绍太阳能电池的结构;在化学动力学中,可以介绍日本福岛核电站;在介绍界面化学是,可以介绍纳米材料等。4.增加与日常生活相联系的具体实例将化学与日常生活联系起来,引入一些典型生动的具体实例;增加一些图片性、视频性的现实、热点、典型的内容。通过形象、生动、直观的日常生活中的实例和图片、短片等形式,调动学生的积极性和学习兴趣,活跃课堂气氛。如在化学动力学中,可以日本福岛核电站出现事故以后,人们抢购食盐等生活用品为例,介绍放射性元素及其半衰期;在酸碱平衡中,可以介绍利民的污水处理厂;在热力学中,可以介绍如何估算一瓶燃气能够做饭的次数等。5.教学中逐步渗透绿色化学的先进理念绿色化学就是尽可能小地对环境造成副作用,是实现污染预防的基本和重要的科学手段。比如说在原电池的教学过程中,可以向学生介绍一节纽扣电池弃入大自然可以污染六十万升水,相当于一个人一生的用水,而中国每年要消耗这样的电池四十二亿只;一节5号电池可以使一万立方米的土壤遭到污染。让学生知道绿色化学的重要性。6.民办高校开设专题讲座内容包括新型无机材料及复合材料、有机建筑材料化学、纳米材料、能源与化学、环境与化学、生命与化学等。可选以下题材:光化学烟雾、降水化学、富营养化、土壤污染化学、污染物在生物体内的转化。 二、更新教学手段和形式 1.建立基于网络环境构建普通化学课程的开放式教学平台课程简介、教学大纲、教学日历、教案、备课笔记、知识点与习题、参考书目等教学资料上传在网络教学平台上,扩展了课堂信息量,弥补课堂教学时数的不足。2.采取小组合作学习的组织形式例如:如何获得小组合作学习所需的启动知识,以获得知识为宗旨的小组合作学习,以竞赛为宗旨的小组合作学习,以社会参与为目的的小组合作学习,以讨论为主要形式的小组合作学习等。小组作业一般题量都很大,必须由小组成员分工完成。学生在合作学习中,互帮互学,共同提高。开设与学生专业相适应的化学专题讲座。采取“导师制”、“课外学习小组”、“寝室为单位的化学学习讨论小组”等。定期开展化学知识和化学技能大赛。与企业合作,定期到现场参观学习。引进先进的教学软件和教学器材。指导学生参加外校或者省市乃至国家的化学技能大赛。总之,通过对教学理念、方法、形式、手段、考核方式的研究,提出了一套适合民办高校学生特点的物理化学课程教学方法,对民办高校学生学习兴趣和能力的培养具有重要意义。 作者:郑秀君 王婧菲 杨昕 黄继秋 王智慧 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 物理化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者:孙红英 李占君 单位:安阳工学院 机械工程学院
生物技术专业实践教学研究:生物技术专业微生物学课程的实践教学改革初探 摘要 微生物学是生物技术专业的一门专业基础课,根据生物技术专业的培养目标,从教学内容、教学方式及考核方式等方面对微生物学课程进行实践教学的一些探索,包括:优化整合教学内容,引入学科新热点;将理论教学融入实践,培养学生科研创新能力;改革考核方式,全面考查学生对知识的活学活用能力。 关键词 生物技术专业;微生物学;实践教学 2007年,教育部印发了关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程(质量工程)的通知,对高等学校的人才培养提出新的要求。因此,高等教育改革的质量工程在各高校不断深入进行,目的是使学生具有良好的综合素质。当前,生命科学以前所未有的深度和广度迅速发展,它对生物相关专业人才提出扎实全面、复合创新及开拓型的培养要求。 微生物学是研究微生物及其生命活动规律和应用的学科,是生物学科中理论性和实验性都很强的学科,实践教学是不可或缺的重要教学环节[1]。随着分子生物学、遗传学等学科的迅速发展,微生物的研究方法已成为许多生物技术领域的基本技术和手段,其基本理论和应用研究在国际上一直是非常活跃的领域[2]。如何通过该课程帮助学生理解和巩固知识,培养严肃认真的科学态度、求实创新的科学方法及综合分析能力,锻炼学生的动手能力,为专业奠定牢固的理论专业技术基础,是微生物教学面临的一项重要任务。 近年来,在总结前人经验,并结合学生特点,以培养学生科研意识为目标,笔者对微生物学实践教学改革进行了积极的探索,下面简单介绍在生物技术专业微生物学实践教学中的一些改革工作。 1 优化整合教学内容,及时引入新知识新热点 微生物与生物化学、遗传学、分子生物学、微生物育种学等课程在内容上相互交叉渗透,授课时间上有前有后,为避免与先修课程某些内容重复、又为后续课程留有余地,突出本课程的特有内容,必须对交叉内容进行优化整合。作为生命科学中最活跃的分支科学之一,一批新的微生物学科正孕育和形成,如微生物基因组学、微生物蛋白质组学、微生物代谢组学等。很多新技术、新方法如荧光PCR、生物芯片技术、生物信息学等在微生物学中广泛应用,完全按照微生物学教材已不能掌握更多的新知识、新理论。因此,在保证教学内容的基础性、系统性、完整性的前提下,向学生讲授更多的有关科学前沿动态的知识,探索将课程中的经典理论和前沿科技发展有机地融合在一起,力求让学生在有限的学时内系统掌握本门课程的基础理论与实验操作技能。实践中的具体做法是:教师通过上网检索的方法,广泛收集有关外文教材和教辅资料,从中吸取精华,同时注重吸收国内重点大学在相关课程上的先进教学经验,在讲授过程中针对书上的兴趣知识点进一步查阅该领域的最新进展,做到源于书本又高于书本。 比如在讲到抗生素对细菌的作用时,引出2010年在全球多个地区出现的新德里金属β内酰胺酶I型(NDM-1)超级细菌的案例,帮助学生更好地了解了抗生素在目前抗感染治疗中的应用及目前国内外细菌对抗生素的耐药现状,部分兴趣浓厚的学生在课外时间对目前国内大型医院的抗生素临床使用展开探究。 2 开展课后科研,将理论教学融入实践,培养学 生科研创新能力 微生物学是一门与生活实践有密切联系的应用学科,教师在讲述中要充分发挥微生物学与生活实践有密切联系的优势,尽量多把生活、生产中一些与微生物生命活动有联系的有趣实例引入到课堂中,进行剖析,用平时看得见的实例刺激学生的感官,激发、引导学生思维。比如在给学生讲绪论中微生物的广泛性时提到“微生物无处不在,但肉眼看不见、用手摸不着”,学生理解起来较为抽象。因此,在微生物大类形态及培养基内容结束之后,给学生出一道课外实验题,请学生以实验举证“人类生活在微生物的海洋里”。各学生小组独立选择某一周围环境,提交从该环境分离微生物的实验方案,根据实验方案进行实验,并完成实验报告。通过该课题的开展,帮助学生真正意义上理解微生物无处不在的涵义。 在理论教学结束原核微生物、真核微生物及病毒这三个章节之后,让学生根据自己的兴趣,自主通过查阅文献、互联网或超市货架信息等方式,用1周左右时间考虑确定开发某一个微生物相关产品。在选定研究课题之后,教师再向学生详细介绍科研文献的检索方法和检索途径,然后小组内部分工开展文献调研、收集相关资料,并初步设计获得既定的微生物产品的实验方案,同时鼓励学生在小组内和小组间展开学术交流,发表见解并互相补充。通过反复讨论,在分析归纳的基础上,通过方案的完善及修改,达成一致意见,并最终形成结论,以PPT的形式,由学生在课堂上作汇报交流。学生开展相关微生物产品的科研活动期间,指导教师旁听并适时加以引导,既要防止学生讨论偏离学习实际,又不能过多干预学生的思维。 在学生开展上述科研活动的过程中,微生物实验室采取开放教学,积极支持学生实验的进行,这一方面可以巩固教学内容,充分调动学生的学习积极性和主观能动性;另一方面教师发挥引导作用,解疑答难,进一步提高学生分析、综合、研究、解决问题的能力。 3 完善考核机制,正确评估学生成绩 建立一套适合实践教学机制的考核方式,完善学生成绩评定标准, 正确评价学生成绩。 1)取消期中考试,代之以实践成绩,实践环节成绩由“人类生活在微生物的海洋里”的验证实验成绩、微生物产品开发的书面报告成绩及现场答辩成绩三部分组成。实践环节的设置可以让学生自己主动学习,查阅资料,把教学引向课堂外,培养学生的科研意识及主动探究问题能力, 2)改革成绩评定模式。打破长期以来将期末考试作为课程主要成绩的评定模式,对学生成绩进行综合评定,即由平时成绩(30%)、实践环节成绩(30%)及期末考试(40%)组成。其中平时成绩可以由考勤、作业和课堂表现三部分组成。这种成绩综合评价机制不但可促使学生重视平时学习,而且有利于调动学生学习的主动性和创造性,有利于学生素质和能力的全面提高。 近年来,在过去几届学生的微生物学课程的教学过程中,理论教学深入透彻地讲解微生物学理论,实践教学模块突出训练学生的创造力和动手能力,致力于培养学生的科研意识。通过实践教学的改革与研究,学生对微生物学课程的学习兴趣更为浓厚了,普遍反应从实践教学中学到了书本上学习不到的东西。课后科研活动的开展使学生的动手能力得到锻炼的同时,也帮助学生对实验室和实验设备有了较为全面的认识,为大四年级的毕业论文课题研究及以后从事生物技术行业的研究工作奠定一定的实践基础。 生物技术专业实践教学研究:药学专业生物技术制药教学改革的实践 近几年来,生物制药产业已成为最活跃、发展最快的产业之一,社会对生物技术制药人才的需求也日益增加。如何增强生物技术制药课程的教学效果,培养富有创新精神和具有实践能力的高素质的生物技术和药学复合人才,是广大药学教育工作者所关注的问题之一[1]。生物技术制药课程着重讨论应用基因工程、抗体工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等技术研制新药的原理和方法,突出“生物技术”与“药学”的有机结合。课程涉及的知识面广、内容多、更新速度快。笔者近几年针对四年制药学本科专业生物技术制药教学的特点,不断改进教学内容和教学方法,取得了良好的效果。 1 教学内容 1.1 不断更新教学内容,让学生经常接触到学科的前沿知识:现代生物技术和制药技术的发展日新月异,要使学生学到最新的有用知识,必须不断更新教学内容,把最新的知识引入到教学中。教研室在结合高等教育出版社出版的《生物技术制药》课程教材的基础上,自编了辅助教材《生物制药前沿》,并每年更新一次,着重用于扩展补充新知识。如在教学内容中增加了基因工程疫苗研制、海洋生物技术制药、生物技术与靶向药物开发、抗HIV新药开发、药物基因组学等专题。通过在教学中不断补充新知识、新理论和新观点,学生了解到当前生物技术制药最前沿的知识,拓展了学生的知识面,加深了学生对学科重要性的了解,极大地调动了学生的学习兴趣并培养了学生的创新能力。 1.2 融合相关学科内容:生物技术制药是一门综合性学科,生物技术制药的学习涉及到细胞生物学、生物化学、免疫学等生物学科以及药剂学、药理学、药物分析等药学学科。因此,笔者在教学过程中,注重各个学科之间的密切联系,引导学生复习相关学科知识,从而加深了学生对现学知识的理解,提高了教学效率。如在基因工程制药中质量控制的教学中,笔者就融合了药物分析、药剂学、药物化学等学科的相关知识。药物的质量控制是药物分析课学习的重点,主要包括鉴别、检查、含量测定和稳定性研究,基因工程药物的质量控制也是从这几方面来入手的,但是基因工程药物又有其独特之处,对其质量控制的要求更加严格。笔者因此将基因工程药物与化学药物的质量控制做对比进行讲述,如基因工程药物的鉴别采用肽图分析、氨基酸成分分析、部分氨基酸序列分析和二硫键分析等,而化学药物则是用红外、紫外、质谱和核磁共振谱进行结构鉴定,两者比较教学,加深了学生对基因工程药物的理解,同时又复习了化学药物结构鉴定的知识。 2 教学方法 2.1 开展启发式教学,引导学生进行科学思维[2]:在传统教学中,学生被动地接受知识的灌输,死记硬背,围着考试的指挥棒团团转,不利于培养学生的思维能力和学习兴趣。开展启发式教学,精讲巧问,引导学生边学边想边分析,并通过适时提问来激发学生的思维活动,培养学生的想象力和独立思考、钻研问题的能力,使教与学双方紧密结合起来。针对禽流感病毒、SARS病毒等疫苗和药物开发是目前生物技术制药研究的一个热点,笔者在授课过程中,积极引导学生运用生物技术制药的基础理论知识对禽流感、SARS等病毒感染治疗性药物和相关诊断试剂的开发思路进行分析。这种启发式的教学方式加深了学生对PCR、免疫酶技术、免疫荧光技术的理解,培养了学生进行科学思维的能力。教学活动是由教与学两方面构成,只有将教师的讲授和学生的思维活动有机结合起来,学生才会对所学的知识记忆深刻;学生只有对所学内容表现出强烈的好奇心和求知欲,才会自觉地去思考。 2.2 充分利用现代化信息技术和教学工具,提高教学效率:随着以计算机为优秀的信息技术的快速发展,信息技术、计算机技术和教学的紧密结合将成为推动当前教学改革的强大动力[3]。笔者在备课时,充分利用各种信息资源库,访问各种电子化的课程资源库,获得直接相关的素材和资料;使用各种多媒体百科全书光盘(如“科学大百科”、“药学大辞典”等) ,获得图文声并茂的教学资料;通过网络检索图书馆的相关资源,或者直接访问数字图书馆中的内容,获得学科的最新信息。例如,笔者通过查阅国外的电子版教材,下载了质粒克隆的QuickTime动画,在讲授外源基因通过质粒载体在大肠杆菌中复制表达时,通过给学生看形象的动画,加深学生对知识的理解。在讲授cDNA合成及PCR扩增原理等内容时,笔者运用PhotoShop,Flash等绘图及动画软件自己制作一些教学示意图及动画,给学生以形象的认识。当前现代生物技术发展迅速,运用集图、文、声于一体的现代信息多媒体教学模式,充分发挥现代信息技术的特点,扩充新的教学内容,使其直观化、形象化,有助于学生对生物技术制药知识的掌握,增强学习效果。 2.3 开展合作研讨性教学活动:合作研讨性教学是近年来广受重视的教学方式,具有学生参与度高、启发性强、趣味性浓、易于学生理解和掌握、利于学生综合素质提高等优点[4]。笔者在教学实践中开展了合作研讨性活动,收到良好的效果。如在讲授完转基因技术制药后, 笔者提出了“转基因技术与食品药品安全性”的研讨论题,学生分为小组分别准备,组织方案,每个小组分配一名代表表达自己的答案和思路。讨论时各个小组的代表各抒己见,相互评价,相互启发,气氛热烈,促进了研讨的深化。最后笔者根据学生的研讨对论题进行总结和提炼,总结出转基因食品药品存在一定的安全隐患,需对其质量进行严格控制,引导学生形成概括性的理解。在讨论过程中,要求学生对自己研讨问题的思考做成Power Point演示文稿,使自己的表达更清楚、更有条理。同时,通过在讲台上讲述,锻炼了学生的口头表达能力,提高了他们的综合素质。 2.4 课堂教学与实验教学相结合:课堂教学主要讲解知识的理论框架、基本概论和原理,实验教学则主要训练学生的操作和动手能力,使学生对所学的理论知识有一个形象实际的认识。笔者在课堂教学过程中,通过给学生观看部分实验的多媒体录像,加深学生对单调抽象的理论知识的理解,提高了学习效率。同时,在观看录像过程中穿插对学生进行提问,让学生带着问题想,带着问题学,有针对性地进行学习,引导学生主动思考。一系列的教学实践加深了学生对基本理论知识的理解,并且使抽象的理论变得更形象化,培养了学生的观察力、分析和解决实践问题的能力。 2.5 结合教研室最新科研成果,运用实例引导学生进行创新药物的开发:幽门螺杆菌目前已证实是导致慢性胃炎、十二指肠溃疡等疾病的主要病原菌,且被WHO组织列为一类致癌因子。教研室运用基因工程技术,针对幽门螺杆菌的特异保护性抗原,通过多年的基础研究,研制出了国家Ⅰ类新药“分子内佐剂胃病疫苗”。笔者结合这一课题,引导学生思考如何从复杂的病原微生物抗原成分中寻找并筛选具有特异的治疗或预防效果的活性物质,如何运用所学的生物制药的相关技术进行新药开发的基本策略。同时,笔者结合对于新药临床前研究的基础及经验,引导学生运用已学习的药理学、药物化学、药剂学等基础理论知识,设计开发创新性新药,培养了学生的开创性思维能力,对学生以后从事生物新药的开发起到了很好的引路作用。 生物技术专业实践教学研究:基于能力导向的生物技术专业实践教学改革探索 摘 要: 独立学院人才培养的目标是培养既有一定理论基础,又有丰富实践经验的应用型人才。为实现这一目标,运用能力导向理论对本学院生物技术专业的实践教学进行改革,主要改革课程体系、实践教学方式与实践课程评价制度,使培养的人才更加符合社会需求。 关键词: 独立学院 生物技术专业 能力导向 实践教学改革 独立学院的学生培养目标不是高级研究人才,而是既有一定理论基础又有丰富实践经验的复合型、应用型人才,因而独立学院不仅要重视本科教学的学科体系,而且要适应社会经济发展的需要,积极探索培养学生实践能力和创新精神的有效途径。 实践教学因具有独特的教学特点和教学手段,在培养学生动手能力、创新能力、实践能力等方面起着极其重要的作用。长期以来,我院生物技术专业实践课程存在课程设置彼此独立,实践课教学以验证理论知识为主,综合性、应用性实验很少,对学生实践能力和创新能力的培养不够。同时,缺乏科学合理的实验考评考核方式,而且实践课时偏少,对学生实践能力培养、专业技能训练等方面均明显不足,造成学生实际应用知识的能力不足,因而改革实践教学已成为当务之急。 能力导向理论即CBE理论(Competence Based Education),是以从事某一具体职业所必必须备的能力为出发点来确定培养目标,设计教学内容、方法和过程,评估教学效果的一种教学思想与实践模式。它以全面分析职业角色活动为出发点,以提供产业界和社会对培训对象履行岗位职责所需要的能力为基本原则,强调学生在学习过程中的主导地位,其优秀是如何使学生具备从事某一职业所必需的实际能力。能力导向理论的最大特点是整个教学目标的基点是如何使学生具备从事某一种职业所必需的能力,因此目标具体,针对性强,能提高培训的效率,易于控制学习过程和进行评价。高校独立学院借鉴能力导向教育理论培养应用型人才对确立有针对性的教学目标,强化学生的实践能力,培养学生的创新创业能力,更快融入社会与企业,适应社会需要具有十分重要的意义。 运用能力导向理论,一方面帮助学生学习掌握系统化的专业理论知识,并通过基础实践教学活动巩固学生的基础理论与基础知识,另一方面强化学生的实践应用能力,强化理论与实践的联系,强化知识的实际应用。从课堂认知,到实验操作,再到环境的模拟与现场锻炼等系列化的实践教学改革,加强学生实验的自主性和创新性,既帮助学生提高本科所需知识的掌握,又适应社会需要,提高学生适应社会的能力。 我们运用CBE的理论,结合独立学院培养目标与教学实际,进行了如下改进性的探索。 一、改进实践课程体系 生物技术实践技能体系分为基础技能、专业技能和行业综合技能。在实践课程设置上,保证学生掌握本科生必须具备的基础技能;着重强化专业技能,明确专业方向特色,由行业逻辑出发,设置专业技能训练实践课程,增加实践教学的比例,形成专业课程实践体系,加强学生实验的自主性和创新性,完善教学计划、教学大纲内容,在保证理论知识必需、够用的前提下,尽可能加大实验教学的比例以增强学生的知识应用能力;适当增强行业综合技能训练,提高学生适应社会需要的能力,力争做到与企业的无缝对接。将学生的实践能力培养从课程基础实验、综合大实验、综合实训、到企业与行业的实操等四方面作为一个实践教学体系来统一度量,真正提高生物技术人才的应用能力。适当压缩理论课程而加大实践课程,既保证学生知识体系的完整性、系统性,又兼顾学生实践能力的提高,定位准确,针对性强,对独立学院生物技术人才的培养具有独到的理解,在实践中也有较强的可操作性。 二、改进实践教学方式 学生的实践能力除了实验课的教学之外,更要强化课外的训练。为此,在组织实验教学时,为学生提供创新能力培养的条件,倡导“学生主体,教师主导”;查阅资料―制订实验方案―实施实验过程―记录实验结果―分析整理实验数据―撰写实验报告,整个实验活动的实施主体是学生,充分培养学生独立分析、解决问题的能力和综合表达能力,教师仅仅是组织者、指导者与监督者。由于这一系列的过程都由学生自己完成,有助于学生理清实验思路、增加动手操作机会,有利于系统地掌握实验方法和技能,激发学习兴趣,培养发现问题、解决问题的能力,培养科学研究意识与思路。同时,实现实验教学的多媒体化,加强师生交流,进一步完善专业实验室设备,完成一个实训基地建设,提高实验教学效能。同时,努力与相关行业、企业合作,逐渐建设一批实训基地,让学生在基地通过一线生产实际的锻炼,真正获得相关职业技能与操作技能,提高学生适应社会需要的能力,力争做到与企业的无缝对接。 三、改进实践课程评价方式 实践课程的评价关键在于评价学生实验技能的掌握程度,因而实践课程考核的重点也在于这些技能的掌握。一直以来,实践课程的考核更为关注学生的实践结果的考核,而忽略过程考核。而从实践技能培养来说,过程重于结果。因此,课程评价应重点考核学生对实验技能的掌握、实验过程的体会、实验结果的分析与探讨。评分标准不以实验结果的正确与否作为唯一标准,对因实验失误导致实验失败的学生,只要能仔细分析、找出失败原因,仍可给高分。此外,实践能力的考核不仅在课堂以内,而且要关注课堂以外。因此,在实践能力考核中强化职业技能资格证书作用,将拥有相关职业资格证书作为获得学位的必要条件,同时累计计算学分,制订学生的生物技术能力评价的标准,鼓励学生多参加相关职业技能证书的培训和考证活动,提高学生适应社会需要的能力。再者,以参与实习实训的时间与结果也作为学生实践能力的考核标准,根据时间与企业对此的评价作为实践能力的等级分,这样引导学生更多参与企业的实际生产,鼓励他们在生产实践中提高能力。 生物技术专业实践教学研究:高职生物技术及应用专业实践教学体系探索 摘 要:高职生物技术及应用专业由于办学时间短、相应产业处于快速发展期等原因,导致生物技术及应用专业实践教学体系建设方面明显滞后。分析了生物技术及应用专业实践体系的构建原则,提出了实践内容、支撑保障和评价体系建构方法。 关键词:高等职业教育;生物技术及应用专业;实践教学体系 在我国,高职生物技术类专业开设不足10年,实践教学体系建设滞后于学科发展,严重影响了生物技术类专业的实践教学质量,尽快制定较为完善的实践教学体系已是当务之急。 1 生物技术及应用专业实践教学体系构建的原则 1.1 与国家职业标准对接 生物技术及应用专业应以生物发酵、食品检验、酶制剂制造、食品类生产操作、生物制品等工种的职业功能、工作内容、技能要求、专业知识要求来确定实践教学目标、内容及考核评价指标、配置实践教学仪器设备,以提高实践教学的针对性和实用性。 1.2 三维目标并举原则 实践教学体系与理论教学体系是相辅相成,不可分割的,共同促成专业培养目标。教学中要充分利用实践教学这一素质教育的平台和载体,在进行校内实践、校外实践和毕业设计三维目标体系和内容体系设计时,不仅要重视学生职业技能和职业知识的培养,而且要充分考虑学生敬业精神、诚信意识、纪律观念、职业道德意识、团结协作和竞争能力等综合素质的培养。 1.3 整体优化原则 依据生物技术及应用专业培养目标对技能和素质的整体要求,系统架构实践教学体系以避免实践项目的重复设置和技能点训练的遗漏,达到提高实践教学效率和质量的双重目的。 1.4 层阶递进原则 生物技术应用专业的应用能力培养不是一蹴而就的,需要循序渐进,合理搭建单项实践、综合实践、课程设计、企业实习、毕业设计(论文)由简单到复杂的递进训练层级、递进实践教学内容体系。 1.5 技术应用与创新能力培养相结合的原则 国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业能力”。实践教学是创新能力培养最直接最有效的载体之一。实践教学体系构建要尽量设置一些综合性、设计性及具有探索性的实践项目,让学生参加一些高新技术项目的训练,提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。 2 建构“五岗六层”生物技术及应用专业实践教学内容体系 我校通过对生物技术及应用专业实践教学体系的深入研究,开发了以生物发酵、酶制剂制造、食品检验、食品类生产操作、生物制品营销岗位为依托,以单项实践、综合实践、课程设计、社会实践、企业实习、毕业设计(论文)为支撑的“五岗六层”生物技术及应用专业实践教学内容体系框架(见表1),在进行岗位实践教学能力结构分析的基础上,制定出了各实践项目的目标、内容及考核方式,编制了与之配套的微生物应用技术实践、企业实习等15门实践课程标准和实践教学指导教材。 表1 “五岗六层”生物技术及应用专业实践教学内容体系 3 架构“五位一体”的生物技术及应用专业实践教学支撑保障体系 实践教学设备、仿真环境与校内生产实训基地、校外基地、实践教学资源库、双师型教学团队“五位一体”的支撑保障体系是生物技术及应用专业实践教学体系得以实施的基础。其中实践教学设备以及仿真环境与校内生产实训基地是生物技术及应用专业实践教学得以实现的载体。近年来,我校生物技术及应用专业建成了基因工程、酶工程、细胞工程等18个实验实训室,购置600多万元实践教学仪器设备。建成了柠檬酸生产车间、啤酒酿造车间、果蔬汁生产车间、焙烤车间、今麦郎实训室等校内生产实训车间,基本满足了发酵产品及生物制品的模拟式教学和体验式教学的需要。深度合作的校外实习基地是保证顶岗实习顺利进行的关键。我校生物技术及应用专业与青岛啤酒(徐州)彭城有限公司、徐州恒顺万通食品酿造有限公司等8家生物技术、食品类企业建立了深度合作关系。实践教学资源库方面,我们不仅开发了实践教学课程标准、实践教学教材,还开发了一些动画素材及多媒体课件。在师资队伍建设方面,从行业企业聘请专家和工程技术人员构建专兼结合的实践教学双师团队,不仅能大幅度提高实践教学质量,而且为校内专业教师双师素质的塑造提供了一个直接高效的培养机会。 4 谋构“三维二级”的生物技术及应用专业实践教学质量评价体系 科学合理地评价实践教学质量是保证和促进生物技术及应用专业实践教学顺利进行的基础。课题组在深入研究基础上,针对校内实践、校外实践、毕业设计(论文)三种实践类型(三维)制定了生物技术及应用专业校内实践教学质量评价指标、生物技术及应用专业毕业设计(论文)教学质量评价指标、生物技术及应用专业校外实践教学教师及组织管理质量评价指标3个针对性的评价指标体系。评价指标均设立了二级,一级指标包括教学指导效果、学生学习效果、组织管理效果3个方面,每个一级指标又各设立了4~5个二级指标。该指标体系在2008~2010级生物技术及应用专业实践教学中得以应用,取得了良好的效果,极大地促进了实践教学质量的提高。 生物技术专业实践教学研究:高职生物技术及应用专业校外实践教学改革探讨 摘要:高职生物技术的校外实践教学在培养高等技术复合型、应用型人才中具有十分重要的作用,从更新实践教学观念,重视校外实践教学入手,针对企业对人才的需求特点,提出校外实践教学改革思路:同时,提出校外实践教学改革中学校、企业及政府部门均有不可忽略的作用。 关键词:高职;生物技术及应用;校外实践;教学改革 生物技术及应用专业在医药、食品、卫生、化工及农、林、牧、鱼、环保等众多行业中都具有广泛的应用,社会对优秀的生物技术专业人员的需求量也逐步增加。高职院校生物技术及应用专业的培养目标正是为社会培养和输送具有必要的生物技术及应用专业知识和实践技能、能够从事生物技术及相关领域工作的复合型、应用型的技术和管理人员,为适应市场经济建设和科技发展的需要。为使高职院校生物技术及应用专业的学生能适应企业对人才的要求,拓宽就业渠道,必须加强学生的实践教学。实践教学在该专业学生技能的培养过程中起着决定性的作用,具有中心地位的主导作用。因此,在进行校内实践教学的同时,必须加强校外实践教学并提出改革体系。 一、正视高职生物实践教学的现状,重视校外生物实践教学 生物技术及应用专业是一门实践性很强的专业学科,但目前在实践教学上存在着许多不符合生产实际的教学情况,应用就更谈不上, 首先,大多数高职院校在实践教学过程中,把理论能力培养放在第一位,应用能力培养放在了第二位;把传授理论知识、验证已有的理论知识作为教学重点,应用技术和综合应用操作技能的训练当作教学陪衬;在教学方法上。主要是进行模仿和验证性实践,且教学方法和手段极其落后,完全没有体现求知、创新和应用,对培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及实践操作能力效果甚微,这就使得培养出来的学生不能满足现代市场经济社会对高素质人才的需求。 其次,高职院校生物实践教学闭门造车,与企业实际生产脱沟。企业技术创新、产品更新及对岗位技能的需求发展迅速,大大超过学校普通实验、实践教学的设备更新和完善的能力及速度。许多学生走出校门显得茫然不知所措,进人工厂大门不知机器名称,面对实践仪器无从下手。即便企业录用,也要培训较长一段时间,给企业增加额外负担。同时,通过对企业的调查总结企业对生物技术专业人才提出的要求是:第一,必须有一定的文化基础素质;第二,要有扎实的专业技能。扎实的专业技能就是要有较高的技术应用能力和较宽的就业岗位的适应能力。其中有较高的技术应用能力是优秀,也是实践教学的基本任务,它集中体现在对专业技术的掌握和应用上。可见,高职院校生物技术专业校外实践教学不容忽视,极其重要。在此,结合我校的实际情况,从更新实践教学的观念人手,广开思路,认真吸取其他高职专业办学的成功经验,建立高职生物技术及应用专业的校外实践教学改革体系。 二、针对企业对人才的需求特点,提出校外实践教学改革思路 (一)以市场为导向,认真做好专业定位和课程设置 高等职业教育只有面向市场、进入市场,与产业发展、行业需求紧密结合才有生机活力。高职院校生物技术及应用专业在专业定位上坚持专业建设紧贴行业需求,突出以技术、能力培养为主、理论知识必须、够用的特点,为企业提供具有较高实践操作技能的“灰领”人才。同时,教学内容贴近企业,以企业为依托,重组课程体系,更新教学内容,修订教学计划,使教学内容与企业需求尽可能“零距离”贴近。课程安排与企业要求相适应,按照企业岗位在知识、技术、能力方面的要求,加强企业需要的针对性教学。坚持教学现场和生产现场同步,实验设施与生产设备同步。与企业共建实验室、共商课程设置。有必要的话还可聘请企业的工程技术人员参与教学计划、教学大纲的修订和教材的编写,参与部分课程的教学。这样教学内容更加贴近企业,使学生更能适应企业需要,缩短从学校人到企业人角色转变的过程,为培养高素质的实用型、复合型人才打下坚实的理论基础。 (二)以企业为依托,积极建立校外实习、实训基地 实践能力的培养必须有一个好的实践环境,学生除在实验室进行验证性实验外,更重要的是要给学生创造一个适合本专业动手操作的实习、实训场所,提供真实的职业环境。只有这样才能培养出一大批业务熟练、技术过硬的专业人才。因此,本课题组提出建立生物技术及应用专业校外实习、实训基地的改革思路。 首先,根据我校的实际情况,充分利用学院自身的优势,依托学校企业的先进设备和技术优势,校企联合共办校外实践基地。南昌理工学院为全日制普通高等专业学院,隶属于南昌航天科技集团。集团拥有企业30多家,其中与生物技术专业相关的企业有多个,通过校企商议。选择江西航天日用化工发展有限责任公司和江西航天泰力士药业有限公司为学院生物技术专业学生校外实习、实训基地。 其次,通过各种方式,在社会上选定一些相关的公司、企业建立相对稳定的校外实习、实训基地。鉴于目前公司、企业的市场性经营性质。应改变校外实践教学的方式和内容。采取“内低、外高”,“内技能、外技术”的实践教学模式。即本专业学生的基本操作技能,初步专业技能由校内实训基地解决,在此基础上,再到公司、企业参加技术性比较强的专业实践。比如技术革新、产品设计、方案论证、管理训练、高技术操作等。这样一般就不会影响公司正常的生产秩序,甚至可为公司、企业解决工程技术中的实际问题及创造相应的价值。这样的校外实习就会受到欢迎,并可使校外的实践教学取得事半功倍的效果。具体措施如下:第一,可由学校出面与企业进行联系,并签定有关实践教学的合同;第二,学生自主联系或课余兼职,并将校外实习的体会及时反馈学校;第三,吸纳企业,与企业合资办学,成立股份制学校,使企业自然地成为校外实训基地。 最后,开展校外实习、实训必须统筹规划,制定相应的校外实践教学管理制度。本课题组认为应该加强这些方面的管理。即制订详细的实训教学计划和实训指导书;建立注重过程和业绩的考核制度:建立互惠互利、优势互补的校企合作运作机制。这样,才能使校外实习、实训长期稳固地进行下去。 (三)以就业为目标,大力推进“订单式”教育模式 高等职业教育要坚持以服务为宗旨,以就业为导向。面向社会和市场办学,深化人才培养模式的改革,实施“订单式”人才培养的办学模式。“订单式”人才培养是校企合作的有效载体,是产学研结合的重要方式。作为校企合作培养人才的具体实施形式,“订单式”教育有利于高职教育体制和人才培养模式的改革,有利于弥补书本知识不贴近生产实际的不足,使学校的教学内容与社会的需求同步。同时,还可提高人才培养的质量,使培养的人才更符合企业生产实际,从根本上解决“对口”就业难的 问题, 本课题组结合我校的实际,经过市场调研及与企业咨询,了解企业对高职生物人才的需求,同时充分考虑高职生物技术专业的特点,在实施“订单式”人才培养模式上进行了积极的探索,提出以下教学改革思路。①全程模式,企业与学校共同确定招生计划并参与学生录取工作,学生入校后就将学生的档案与企业交流,企业为学生提供校外实训场所,对品学兼优的学生企业可优先录用。②2+1模式,学生在校学习两年后,在企业实习一年,在实习期间应充分发挥专业优势。为企业服务,企业对表现优秀的学生可优先录用或提前录用。③2.5+0.5模式,学生通过最后一学期在实训基地顶岗实训参加生产实践,实训基地对学生实行员工式的管理,学生在真实的职业环境中得到全方位的职业能力训练,实践技能水平得到显著提高。 校外实践就是让学生提前进入企业,让学生较早接触企业环境,在企业一边实习、实训,一边进行专业课学习,缩短教学与企业的差距,大大增强学生学习的主动性、针对性,激发学习热情,掌握了知识,增长了才干,学到了本事,成为就业有优势、创业有能力、继续深造有基础、持续发展有空间的有用人才。受到企业的欢迎。 (四)以网络为工具,构建校外实践交流的平台 学生在校外实践的过程中。有成功的惊喜,也不免会遇到这样或那样的问题,随时希望有老师、同学或朋友与其分享或为其排疑解惑。作为校外实践教学的一个补充,以网络为工具。构建校外实践交流的平台。同学们可以在此畅所欲言,交流实践成功的经验;也可以倾诉实践失败的教训;还可以提出各种专业问题。学校设立校外实践指导小组,定期安排教师为学生解答问题,进行专业实践指导。通过交流,学生将在校外实习的情况及时反馈给学校,学校能及时掌握学生在校外实践的效果。对学生实践技能及其他各方面能力的提高都具有重要的指导作用。同时,企业与学校之间也可通过网络进行多方面交流,指出学生在企业实践的优缺点。学校则及时解决出现的问题。这样。可使学校与企业长期合作。使校外实践、实训基地长期稳固地发展下去。 三、高职生物技术及应用专业校外实践教学改革中引发的思考 (一)校外实践教学改革实施中学校应发挥主体作用 校外实践教学组织形式应由单一化向丰富多彩的形式发展。过于依赖相对固定的校外实训基地。期望企业直接、全面参与学校人才培养过程是不现实的,开展校外实践教学还必须充分挖掘动态的社会资源,如开展市场调研、组织实战训练和课余兼职等。这就要求学院在专业课程设置上面向市场、进入市场。与产业发展、行业需求紧密结合,使学校一开始就与产业部门保持天然、密切的联系,依托行业。办出专业特色,形成优势。同时,对学生的实习、实训给予极大的支持。并制定一系列的政策、制度进行规范管理。如制定与企业互惠互利的合约、学生实习、实训的指导书、过程管理、绩效考核等。 (二)校外实践教学改革中企业应发挥的主导作用 校外实践教学离不开企业。学生的实习、实训必须依托企业,只有走进企业,接触企业,才能使理论与实践有机结合,才能提高专业技能,增强就业能力和社会竞争力。然而。由于市场经济的影响,很多企业对上门来洽谈合作的学校不是拒绝就是找各处理由推托;有的勉强答应了,但对前来实习的学生没有管理,没有培训,任其自生自灭;这样的校外实践形同虚设。如何使企业与学校共同携手并肩来实现高职专业学生的实践教学应是双方的责任。 (三)政府部门在校外实践教学中起着不可忽略的作用 我国目前正在加速工业化进程。社会对生产、管理、服务一线人才的需求庞大,企业和学校、政府共同成为办好高职教育的三大主体,政府引导,企业参与,实现学校和企业的密切联系和合作。是高职教育改革和发展的必然趋势。充分利用社会资源,国家通过法律规定或政策引导等方式促使学校与企业共担职业教育和技术培训义务,共享利益。形成有分有合、责权利相结合的良性循环机制。高职教育必须利用社会资源,而且也只有将校内外办学资源有机整合起来,才能实现人才培养的高质和高效。可见。国家政府部门在校外实践教学中起着不可忽略的作用。 四、结语 随着生物技术及其产业化的快速发展,企业对高职生物技术及应用专业人才的培养也有了更高更新的要求。为了加强学生的操作技能,提高学生综合素质和创新能力,高职院校生物技术及应用专业的实验教学必须与实际相结合,特别是校外实践教学方面应进行改革,形成一定的校外实践教学改革思路,这样才能实现高职生物教育的培养目标,真正为社会输送高素质的应用型、复合型生物技术人才。
哲学教学篇1 从二十一世纪初开始,在推动哲学基础理论研究和哲学教育改革的深度结合理念的影响下,“哲学导论”作为高校哲学专业本科生培养的基础课程应运而生。同时,学界也越来越意识到,接受高等教育的人应该具备一定的哲学修养,因此,部分高校也把“哲学导论”作为本科生的公共选修类的文化素质教育课,特别是在通识课的设置上也加入了哲学类的课程。“哲学导论”深化了当代中国哲学观念的变革,从哲学主题和哲学研究方法上实现对苏联教科书体系的突破,是时代精神的理论表达。 一、“哲学导论”课程教学改革的背景 “哲学导论”课程的教学模式和方法一直是高校教学实践中的焦点问题。目前,国内各高校纷纷以不同的形式开设“哲学导论”课程。虽然,国内许多高校将这门课程命为不同的名称,实际上课程的内容具有一定的“家族相似”特征。国内高校开设“哲学导论”课程,对学生的哲学启蒙起到了很好的引领作用。例如,吉林大学的孙正聿教授的“哲学通论”、复旦大学王德峰教授的“哲学导论”,北京大学张世英教授的“哲学导论”,等等,他们的“哲学导论”课程很受学生欢迎。“哲学导论”课程的学习可以使学生形成良好的前沿意识、问题意识、时代意识,也可以进一步促进学生对哲学本身的理解。但是,国内各高校对“哲学导论”课程的教学内容、教学理论、教学方法等理解也存在差异,基本集中于对哲学基本问题的介绍,还有一部分“哲学导论”课程是介绍西方哲学的发展脉络。基于此,这门课程的教学仍然处于从理论到实践的探索阶段。与其他科目不同,哲学没有一套被公认的统一的基础理论,也不具备一种统一的理论规范和研究方法,甚至关于“哲学是什么”这个问题,也没有统一的标准答案。为了与其他哲学二级课程(如“西方哲学史”“马克思主义哲学史”“中国哲学史”等)进行区分,也为了激发学生学习哲学的兴趣、体味哲学思考的乐趣、感受哲学思考的魅力,“哲学导论”课程会以“哲学究竟是什么”为问题主线展开教授与学习。具体体现在,哲学与人类其他的精神活动区分开来的重要标志是“哲学性的问题”,即导论的学习帮助学生了解哲学的思维方式、生活基础、基本问题、主要主题、派别冲突、历史演进以及学习者所应具备的哲学修养等问题。这样看来,导论不应只是讲述重要的、面面俱到的知识点和具体思想,而是让学生对哲学有一个较为明确和清楚的概念,让学生意识到哲学问题的奇异特征,把原来朴素的心智、自发的世界观转变为真正的、系统的哲学问题。目前,大部分的“哲学导论”教学都以哲学研究主题作为讲授内容。这种授课方式以教师为中心,呈现了哲学主题知识点的传播和个人哲学体悟的表达,学生在没有任何哲学史背景和哲学概念的情况下,只能在课堂上被动接受教师讲授的内容,这种授课方式以“理论描述”为主要特征。有的高校把“哲学导论”设置为大一新生的课程,一个学期之后,学生仅仅听教师讲了几个流派,几个简单命题的通常理解,对哲学的方法、研究路径、哲学观的前后转换一无所知,极大影响了学生以后哲学史和哲学专题学习课程的开展。因此,“理论描述”性的授课方式并没有使学生体会到哲学思维的魅力,学生的课堂参与度不高。课堂的学习给学生造成了哲学无趣、无用、艰深晦涩的印象,严重影响了学生继续学习哲学的积极性和兴趣。因此,要提高课堂效率,引导学生真正进行哲学思考,形成哲学的思维方式,需要对传统的课堂教学进行改革,真正达到课堂内容与形式的统一。从内容上看,通过“哲学导论”课堂,要形成学生“自己对这些问题的理解,赋予哲学的基本理论和基本范畴以新的思想内涵,变革了‘教科书’所给定的哲学观念”[1]。与传统课堂教学模式相对应,翻转课堂使学生和教师的角色发生了变化,教师更多的是去理解学生的问题和引导学生去运用知识。具体来说,翻转课堂是指学生在课前或课外观看教师的视频讲解,自主学习,教师不再占用课堂时间来讲授知识,课堂变成了师生之间和生生之间互动的场所,包括答疑解惑、合作探究、完成学业等,从而达到更好的教育效果。依据这个思路,“哲学导论”课堂教学应该以“问题导向”为主,让学生变成课堂的主角,形成主动围绕问题在课下提前预习、查找资料,课上进行讨论,课后整理论文的学习形式,加深学生对哲学研究内容来龙去脉的理解,把握正确的哲学研究的方法论路径。 二、翻转课堂:从“理论描述”到“问题导向”教学模式的转换 翻转课堂对提高学生的自主学习能力和学习热情有促进作用。一般而言,信息传递和吸收内化是学习过程中前后相继的两个阶段。在传统的教学模式中,信息传递是通过课堂上师生、生生之间的互动来完成;吸收内化通过课下学生自主复习来实现。从实际效果来看,第二个阶段由于缺少教师的支持和引导,学生经常会遇到不能消化学习内容的情况,如果未能消化的内容越来越多,学生就会有挫败感,丧失学习的动机和成就感。就“哲学导论”课程而言,学生对于课堂内容的消化主要是理解教师对教材内容的阐发,或者记住哲学史上已经生产出了哪些流派、哪些观点。但是,哲学家说过什么观点,批判过前人哪些思想并不是最重要的,最重要的是他们是如何阐发、如何批判的。“哲学恰恰是要努力去理解我们是谁,以及我们是怎样看待自己的。这也就是我们在哲学课堂上所学到的哲学史上的大哲学家们所做的事情,那就是力图去理解他们自身、他们那个时代以及他们在宇宙中的位置。事实上,他们做得是如此之出色,以至于直到今天仍然堪称我们的榜样。”[2]翻转课堂对学生学习的两个过程(信息传递和消化吸收)进行了重构。首先,课堂的翻转表现在学习两个过程的前后顺序的调整。信息传递放置在课前,学生通过各种线下线上资源进行自主学习,之后学生带着自主学习的问题进入课堂,跟随教师进行吸收内化。现代信息技术的快速发展给教学活动提供了海量丰富的学习资源。随着移动终端的普及应用,多媒体课堂、慕课、网上视频课大大拓宽了学生接受知识的渠道,改变了学生接受知识的方式和教师教学的手段。课前,教师给学生提供视频,必要的时候给予线上指导。例如,教师可以根据教学大纲的安排,提前把每次课堂教授内容给学生做一个简单的概括和说明。学生根据大纲和视频资源提前学习,做好问题的记录,带着问题进入到吸收内化的第二阶段。吸收内化是在课堂上通过互动来完成的,教师能够提前了解学生的学习困难,在课堂上给予有效的、有针对性的辅导,生生之间的相互交流更有助于促进学生知识的吸收内化。在翻转课堂的实施过程中,学生的史料研读能力和沟通合作能力都能得到有效的训练,进而促进学生历史核心素养的提升。其次,课堂的翻转表现在课堂学习过程中主客体角色的转换。传统的课堂教学以教师的讲授为主,大部分的课堂时间,都是教师根据教学内容进行理论描述和观点介绍、比较等,留给学生自主学习和独立思考的时间比较少。受每学期教学内容和教学时间安排的影响,教师尽可能要在课堂上将教学计划的内容全部讲授出来。在这个过程中,学生一味接受教师的“满堂灌(填鸭式教学)”,主体作用无从发挥,课堂主体性发展受到压抑。基于此种情形,翻转课堂尝试让学生成为课堂的主体,打破传统教学中教师“独白”的方式,形成教师与学生积极互动、师生共同学习的局面,进而提高教学效果。基于“哲学导论”课程的设置特点及其课程本身所呈现出来的问题意识,翻转课堂主要以从“理论描述”到“问题导向”的转变为切入点,从而探究如何实现课堂教学的翻转。当前,国内虽然普遍开设了这样一门课程,但是如何在教学过程中实现教学内容、理念、方法和教学效果的优化,一直是教学研究实践中的重要问题。在具体的实践路径选择上,可以尝试从以下三个方面入手。 第一,寻求传统“哲学导论”课堂“理论描述”的特征弱化路径。首先,在教材的选择上,教师尽可能让学生多接触各种不同哲学类的概论、通论性资料和文献,可以给学生推荐一本主要的参考教材,整个教学大纲的安排和讲授内容的展开以教材为模板。教师从哲学的起源、哲学观、基本问题、思维方式、内容分类、历史演进与派别冲突、哲学革命等几个主题引导学生慢慢进入到真切的哲学思考中,突破线性的哲学流派和思想家观点介绍,以哲学基本主题和主要问题为线索,全面客观呈现中西方思想家对不同问题的思考。其次,在对这些重要的内容进行学习和理解过程中,教师还可以让学生借助其他同类教材、文献资料就同一问题从不同角度补充完善,力图全方位地展现其理论实质,挖掘其内在逻辑,评价思想家在这些主题和问题上的理论得失,将问题与经典文本相结合,帮助学生实现知识的内化,培养学生的哲学理论思维。这样做的最终目的是引导学生经过“哲学导论”课程和其他哲学史知识的学习积累,进一步接触到经典哲学原著,引发学生与伟大思想家进行心灵对话的冲动。 第二,教师在每堂课上给出一个哲学观或一个问题作为研究主题,要求学生课下搜集资料,自行整理,课上展示,最后用小论文的方式呈现研究结果,加深学生对哲学问题时代性、前沿性的理解。以“问题意识”为导向,以“批判性思维”训练为核心,实现学生课堂主体化的参与度。从宏观角度而言,翻转课堂教学的主要特征是以学生为主体,注意发挥学生课上学习的主动性。从具体的实践操作层面而言,根据“哲学导论”课程大纲,可以尝试把全班分成几个小组,每个小组选出一个小组长。每次课前,教师通过微信群、QQ群等各种交流平台,给出下次课上的研讨主题(例如,形而上学、思维的客观性、上帝是否存在、存在先于本质等),每个小组领取一个主题。小组成员利用互联网线上资源、图书馆的哲学书籍、文章等资料,对主题进行来源分析、历史发展脉络梳理、当前哲学发展趋势批判等几方面的准备。小组成员可以进行再次分工,在小组长的协调下分别领取不同的准备工作。在准备期间,小组成员不定期进行研讨,组内汇报主题的准备进展和遇到的难题,并且可以随时线上与教师交流、咨询。在上课之前,发言小组要把领取的相关主题进行整理、归纳、提炼,形成PPT演示文稿,课上由学生自己演示阐发。教师在这个过程中,给学生提供二次查找资料的范围,规范各个哲学主题的内涵界定,并对学生的展示文稿进行点评和总结。课下,每个小组就准备的主题进行论文写作,装订成册,作为期末作业。这种方式既改变了传统的考试方式(无论是开卷的,还是闭卷的),也使得师生之间、生生之间的交流机会增多,相处更为融洽,学习氛围更为浓厚。同时,教师也可以把每次课堂的内容(包括学生演示文稿、学生提问、教师的回答点评等环节)进行视频录制,学期末时,回看每堂课的组织视频,进行对比自检,对课堂上出现的疏漏,诸如小组之间领取任务难易程度的协调问题、点评环节出现的知识点准确性欠缺等问题,及时加以总结、纠正,做好教学大纲和讲义的适当调整,不断提升教学水平和教学能力,为下一轮的课程教授提前做好准备。 第三,“哲学导论”翻转课堂实践应注意实现“哲学导论”课堂的讲授方法、方案的创新,最重要的特征是从“理论描述”到“问题导向”,实现课堂主客体互转,提高学生的学习能动性。但是,在实际操作过程中,要真正实现哲学研究过程中“前沿意识与基础意识”“问题意识与历史意识”“主讲方式与互动方式”等之间的良性结合和良性互动,可能还需要一个比较漫长、复杂的过程,新的授课方式、方法和手段可能会遇到各种各样的问题。例如,在哲学主题的选取上,要注重哲学问题基础性、前沿性与时代性的特征,还要考虑深入主题和研究方法“契合度”,避免研究主题的泛化。过于宏观的主题容易让学生陷入海量的资料中而迷失方向;避免出现过于争议性的哲学主题,否则学生失去了思维“批判”的参照维度,容易滑入“虚无主义”。因此,课堂的翻转其实是对教师的科研理论水平和教授方法提出了更高要求。在具体的课堂组织过程中,会出现下列情况:学生的提问超出教师的知识范围;学生之间就某个问题各执一端,争论不休;照搬教材,没有就问题形成“批判意识”等。因此,面临随时会出现的各种问题,教师除了不断夯实理论基础、形成广博的知识面以外,还要有灵活多变的现场应对能力。教师也要及时从文字表达和语言表述两个层面对学生课堂的展示效果有所关注,短时期内,探索采用何种教学方法能达到教学效果的最优化。总之,“哲学导论”的课堂教学强调对哲学基础问题(即什么是哲学)的理解。在国外,在关于什么是哲学的基础问题的课程教学中,不仅把关注的焦点放到了哲学史脉络的梳理上,而且还把与前沿性、时代性相关的哲学观问题贯穿其中。这种将当代哲学发展的前沿性、时代性贯穿于“哲学导论”课程中的讲授方法,也凸显了“哲学导论”课程讲授的主要目的是强调哲学应该与当下人类所面临的实际问题相结合。从哲学教学的发展趋势上来看,“哲学导论”课程讲授内容时代性、前沿性的关注也使得传统的理论描述性讲授方法不合时宜,学生需要一种全新的授课方式,以学生为主导的翻转课堂就是一种积极路径的探索。理解哲学主题的时代性和前沿性,一定程度上有利于提高学生对哲学命题的兴趣,学生也可以较快地进入相关哲学学科的研究领域,为其自我思考和合作探究提供了更多的机会。 作者:刘振怡 单位:黑龙江大学 哲学教学篇2 《马克思主义哲学》课是高校立德树人的重要课程之一,在培养大学生正确的世界观、人生观、价值观方面具有不可替代的重要作用。但是,由于传统课堂教学中理论与实践相脱节,培养的学生不能适应市场需求。因此,基于OBE理念的课程教学改革势在必行。 一、OBE教育理念的由来 OBE是英文Outcomes-based Education的缩写,意为成果导向教育,是一种以学习者为中心、学习结果为导向的教育哲学思想。与传统教育方式不同,“OBE教育理念的核心是以学生为中心,以学习成果为导向,反向组织、实施和评价教学活动,实现学生的知识、能力和素质的全面发展。”[1]它要求教育者必须对学生毕业时应达到的能力和水平有清楚的构想,然后寻求设计适宜的教育模式,来保障学生达到这些预期目标。国外对于OBE教育理念的研究,起源于美国学者罗杰斯和马斯洛等人的行为科学研究,20世纪90年代美国学者率先将OBE理念引入到课程教学当中,研究的内容从OBE教育理念的研究发展细化为成果导向对课程的关联和影响,主要集中于对概念的阐述、分析发展历程、实施要点、结合课程发展的相关模式等。但是国外的相关研究还仅仅停留在基础内容上,缺乏整体性和系统性的理论和实践应用。我国学术界于2003年开始对成果导向教育理念进行研究,2014年李志义首次在教育部引入了成果导向教育,并尝试将其应用到教学改革的实践中。近年来随着师范专业认证的推进,对于OBE教育理念在我国的普及、应用和研究起到了促进作用,目前有关研究渐趋活跃,研究成果日益丰富。OBE理念在高等人才教育培养方面广泛运用,极大提升了我国高等人才教育培养能力[2]。 二、《马克思主义哲学》课的教学现状及存在的问题 河北民族师范学院《马克思主义哲学》课共64课时,4学分。由于课时少、教学方法陈旧、评价手段单一等原因,很难调动学生的积极性,课堂教学效果不理想。主要存在以下问题: (一)教学手段陈旧,教学目标难以达成 在传统的马克思主义哲学课教学过程中,教师始终是课堂的主角,教学方法主要是讲授法,以教定学,教学活动是以教为中心来实施的,教师只重视理论知识的传授,而忽视学生能力的培养,师生之间的互动和交流较少,课堂缺乏生机和活力。这种单调、机械的教学方法,重知识轻能力的教学理念,很难引起学生的共鸣,学生的参与度不高,课堂气氛不活跃。 (二)教学设计结构僵化,不能因材施教 在传统的马克思主义哲学课教学设计过程中,整个课堂教学环节的设计都是围绕着教师怎么教来安排的。课堂上教师讲学生听,中间穿插部分讨论或提问,最后布置课后作业,这样一节课的教学任务就完成了。课堂提问和课后作业,是教师了解学生学习情况的主要途径。但是,由于课堂教学时间有限,很难提问到全班所有的学生,这样就会导致教师不能了解每一位学生的问题和困惑,不能做到因材施教,面向需求的针对性不够,学生的学习效果并不理想。 (三)教学评价只重结果,忽视过程 在传统的马克思主义哲学课评价环节,教师对学生学习效果的评价主要来自期末考试成绩,而缺乏必要的教学过程的跟踪监测和实时评估,缺乏多元化的评价手段。由于课前、课中、课后相脱节,导致学生只重视期末考试成绩,在考试前搞临时突击,而不重视平时的学习和积累;个别学生上课玩手机、不注意听讲,甚至逃课,但是期末考试成绩并不低。因此,如何改革传统评价方法和手段,有效激发学生学习的积极性,是《马克思主义哲学》课教师面临的一个亟待解决的重要课题。 三、基于OBE理念的《马克思主义哲学》课教学改革措施 OBE教育理念下的教育教学,要以学生为中心配置教育资源[3]。基于OBE理念下的课程设计需要以学校的人才培养方案为目标起点来进行设计[4]。《马克思主义哲学》课的教学改革具体做法如下: (一)制定OBE教学大纲 在OBE教学理念指导下,《马克思主义哲学》课改革的起点是修订课程教学大纲,主要是将现有教学大纲与OBE理念进行对比,找出存在的问题及其原因,在此基础上从课程教学目标到考核评价方式进行全面改革,使之精准对接毕业要求的指标点,从而形成对人才培养方案的有力支撑,形成适配师范专业认证要求的“学生需求—课程设计—课程实施—课程评价—持续改进”的教学闭环,促进学生所具备的知识、能力和水平等综合素质达到标准要求。 (二)设计OBE课程内容 《马克思主义哲学》课是高校立德树人的学科之一,承载着培养学生科学的世界观、人生观和价值观的重任。为了突出学生能力和综合素质培养,依据专业人才培养方案以及毕业要求与本课程的关联度,分析学生需求与中学思想政治课特点,本课程教学改革团队将《马克思主义哲学》的教学内容进行梳理和优化,重构了基于OBE理念的课程能力培养矩阵。与此相适应,将课程内容整合为唯物论、辩证法、认识论和历史观四大模块;同时,突出学生实践能力锻炼,设计了课堂实践教学环节,使之与课程目标、课程评价等其它教学环节相互衔接、相互促进、相辅相成、相得益彰。 (三)运用OBE教学方法 成果导向教育模式以学习成果为出发点与归宿[5]。《马克思主义哲学》课改变了传统以讲授为主的教学方法,将小组讨论、线上视频、案例分析、自主学习等多种教学方法相结合,充分调动学生的积极性,提高了辩证思维能力;同时运用清华大学智慧教学工具———雨课堂平台进行教学,实现了智慧课堂覆盖课前———课中———课后的每一个教学环节,利用其提供的完整立体数据支持功能,实现考勤、调查和课堂小测的个性化报表,并据此及时调控教学过程,不断提高教学实效。 (四)构建OBE评价机制 评价机制,包含课程评价环节、评价内容、评价标准、达成途径、课程达成度与持续改进报告等内容。《马克思主义哲学》课对考核方式进行改革,针对学生个体差异,以成果为导向,建立多元化的评价机制[6]。力求改变传统的期末一张试卷定成绩的考核方式,逐步完善了基于产出导向的科学合理的评价机制,既有认知性评价,也有表现性评价,明确教学目标的各项质量评价标准、构建学习跟踪与评估方法体系,对考核过程严格管理,使考核内容和方式能有效体现产出要求。同时,还设计了多元化的过程性考核环节,主要包括读书笔记、学习反思、主题分享、课堂辩论等内容,同时制定了各个环节的考核评价标准,而且所有考核都着眼于学生最终学到了什么知识,提高了哪些能力,还欠缺什么知识或能力等,了解教师在教学中存在的问题与不足,并据此反馈信息,形成持续改进报告,设计改进方案,在今后的教学工作中加以改进。 四、OBE理念指导下《马克思主义哲学》课教学改革的成效 河北民族师范学院《马克思主义哲学》课程的教学改革和建设,以思想政治教育专业师范类专业认证为契机,以OBE理念为指导,对提高教学质量起到了积极作用。 (一)学生中心:学生的主体地位得到落实 通过对《马克思主义哲学》课程的教学改革,任课教师都转变了教学观念,坚持以生为本,突出学生的主体地位;教师所设计的所有教学活动都旨在促进学生的健康成长和未来发展;将学生满意度和获得感作为课程评价的重要依据。这样,极大地激发了学生的学习兴趣,学生积极参与教学互动,课堂气氛生动活泼、民主和谐、张弛有度,学生的学习效率显著提高。 (二)产出导向:教学目标基本达成 OBE聚焦于在学生离开学校之前,将他们的学习和最终表现能力提升到尽可能高的水平[7]。《马克思主义哲学》课通过教学改革,已经把教学重点聚焦在学生通过本课程的学习“学到了什么”和“能做什么”这一问题上,依据教材与课程教学目标和毕业要求,同时对接未来中学思想政治课教学需求,反向设计课程内容和教学环节,正向实施教学过程,也就是从教学目标和结果出发进行设计,以最终学习成果反推教学的内容、方法、评价手段等,并及时进行教学反思,通过不断的持续改进,顺利达成教学目标。面向需求从培养目标到毕业要求到课程目标,再从课程目标定向施工到毕业要求、培养目标、市场需求,这样就是聚焦学生的学习需求,即中学岗位需求。 (三)持续改进:教学质量不断提高 《马克思主义哲学》课程通过教学改革,更加关注学生的核心能力和综合素质的培养。每次授课后,任课教师都要对本次课程的教学过程进行反思和评价,整个学期结束后,课题组全体成员都要对本学期的全部教学活动进行详细的总结和评估。通过对课程目标、毕业要求、培养目标等三个达成的评价,及时反思问题,并据此调整和完善教学改革方案,形成“学生需求———课程设计———课程实施———课程评价———持续改进”的闭环,学生的满意度和获得感不断增强,能力素质不断提升。总之,成果导向教育是一种以学生的学习成果(Learn-ink outcomes)为导向的教育理念[8]。基于成果导向教育的《马克思主义哲学》课教学改革,以学生的需求为依据,通过反向设计,正向施工,使课程教学目标顺利达成,人才培养质量不断提高。 作者:韩伟 李运昌 张旭东 单位:河北民族师范学院 哲学教学篇3 一、思想政治学科核心素养中科学精神的内涵 思想政治课标准(2017年版、2020年修订)中提出科学精神是指:在认识世界和改造世界的过程中表现出来的一种精神取向,即坚持马克思主义的科学世界观和方法论,能够对个人成长、社会进步、国家发展和人类文明做出正确的价值判断和行为选择。新课标所提倡的科学精神主要包括求真务实、勇于创新、理性批判三个基本精神。 (一)求真求实精神 科学精神的基本内容是要人们要尊重客观事实并不懈追求真理。求真求实的基本原则是:实践是检验真理的唯一标准。思想政治课培养学生科学精神要从学生实际情况出发,尊重客观事实。坚持理论与实际相结合,坚持客观规律,坚持马克思主义的认识论。 (二)勇于创新精神 创新是在已有的思维中运用已知的知识条件,创造出新的观点的一种精神。勇于创新精神鼓励学生能坚持自己的观点,能进行自我独立的思考,不人云亦云。思想政治课培养学生创新精神,是要求学生在掌握理论知识的同时,不断创新、不断提高,能更好地促进自我的身心发展。 (三)理性批判精神 科学精神所蕴含的批判性,就是在挣脱教条主义,对事物进行合理的批判。新课标所提倡的批判精神是理性的批判,不是否定一切事物,是使学生树立责任,肩负历史的使命。 二、《哲学与文化》教学中科学精神培养存在的问题及原因分析 (一)《哲学与文化》教学中科学精神培养存在的主要问题 1.教师科学精神匮乏。教师在日常的教学中扮演引路人的角色,在教学中应具有完善的知识储备。但是,在我国的教师队伍中存在着部分教师,对于科学精神这一概念的理解只停留在表面,不能了解其深刻内涵。一味地知识灌输使得教师在教学中的教学目标不足以明确,教师只是把分数看作是考验学生是否接受了知识,这些都是片面的,在根本上不能真实的培养学生的科学精神,从而导致学生只知道死记硬背,而在现实生活中并不知道如何去运用科学精神,并未领悟到其真谛所在。《哲学与文化》这本教材是高中生培养科学精神的主要教材,此本教材中包含丰富的科学精神内容,教师不能完全掌握课标要求和科学精神内涵的,这是培养学生科学精神过程中最大的问题,学生目前接受科学精神的主要途径就是教师的传授。但在实践中并没有将科学精神落实到实践中去,存在严重的知行不统一现象。2.教学方法运用不当。科学精神是对科学本质的不懈追求,在培养和教学中不能急于求成,需要经历不断的尝试和研究。因此,在科学精神的培养研究中,学生要做发现知识的积极主动者,要以学生为中心,让学生对知识产生主动建构,而不应是教师单一地讲授灌输,应该给学生自主探索学习的机会。在科学精神教学中部分教师仍保持传统的讲授式教学方法,在教学设计与教学环节背道而驰,使得在《哲学与文化》中培养科学精神难以落实。科学精神本身属于哲学范畴内的知识,如果运用传统的讲授方式,学生难免会产生一些对知识乏味困倦的态度,这使得本来就晦涩难懂的知识点在教学中不能有效地讲解,从而增大教学难度,影响教学效果,学生也会对此产生抗拒之情,不利于科学精神的培养。3.教材内容探究不足。在我国实际的教学中,一部分教师只会根据考试大纲进行教学,然而教材的变化带来大纲的更新,教师并没有对新的知识进行探索,只是讲解考试所需内容大纲所要讲解的内容,对其他内容只是一带而过,更不探究学生科学精神的有效培养,这是中国应试教育带来的严重后果。《哲学与文化》这本教材本身就具有一定的抽象性,其中包含很多与哲学相关内容,由于学生对于哲学内容的掌握较少,在学习中理解就会非常困难。在这样地教学条件下培养科学精神,就需要教师不断地挖掘和探究教材中的科学精神。 (二)《哲学与文化》教学中科学精神培养存在问题的主要原因 1.应试教育制度的限制。应试教育是阻碍《哲学与文化》培养科学精神的最重要的客观因素。当前,高中生的学习任务非常繁重,在日常后教学中存在非常严重的重教书轻育人现象,轻视素质教育重视应试教育,学生在学习中思维被固化,只是在意考试的成绩,没有对知识进行灵话运用。《哲学与文化》的课堂教学中,思政教师会忽视课程标准中的培养要求,而是以学生的成绩来强调学习效果。在应试教育的大环境下,学生对学习没有兴趣,只是简单地死记硬背,更不用说什么科学精神意识。这与思想政治课新课标的要求相差甚远,在对于学生科学精神的培养更是渐行渐远。教师在教学中只注重知识的灌输,为了可以拿到高分,不断地教授学生解题技巧等方法,学生在教师的长期影响下,就失去了对知识的追求。教师在课后对试卷进行评价,只是重视知识的得分点与丢分点,而不在乎中学生是如何思考的。应试教育制度的弊端严重阻碍学生科学精神的培养,只有将这种制度加以改革,降低注重分数等应试因素的比例,从而减少《哲学与文化》教学中对科学精神的影响。2.教师科学精神观念滞后。首先,教师的教育观念和知识有待更新。教师一向地注重“知识本位”的观念,在教学中把握对教材的讲解分析,并没组织与科学精神有关的实践活动。教师的专业知识及专业素养储备不足。其次,教师的专业能力有待提高。教师往往都是通过阅读新课标标准,在教学中只是停留在表面理解阶段,未领悟到科学精神的精髓所在,从而难以传达良好的教学效果。部分高中教师对于科学精神的理解存在很大的偏差,认为学生在学习中只要取得优异成绩就是对科学精神的掌握,忽视了新课标中对于科学精神的培养要求。有的教师由于教学任务比较繁忙,没有更多精力对科学精神进行深一步的研究。最后,科学精神的教学中不能只看中表面,要注重内涵,思考自身与《哲学与文化》的相通点,并将其渗透在教学设计中,采用现代化多元教学方式提高学生的学习效果。3.高中生的身心特点。高中生特殊的身心特点会影响科学精神在《哲学与文化》中的培养效果,《哲学与文化》涉及哲学方法的内容,本就比较抽象晦涩。虽然教材中会有相对应的解释和教师的引导,但高中生没有系统接受过哲学的学习,日常生活也接触的较少,学习的基础很薄弱。思考问题以感性思维为主导,对于抽象的理论的知识耐心比较弱,注意力不集中,无法全身心投入到学习中,这势必会影响科学精神的培养。高中生随着年龄不断增长,好奇心明显增强,思维逐渐活跃,对热点新闻及时事政治逐渐关注。由于每个人的所处的环境因素不同,从而导致对一些事物的认知发生偏差。如果只是照本宣科地进行讲解,不利于学生对科学精神的理解。在这种情况下,学生对于《哲学与文化》这门课既不感兴趣,也没有求知欲望,并没有什么思考的过程,只是被动地接受教师的讲解,在学生科学精神培养方面并没有得到影响和强化。 三、《哲学与文化》教学中科学精神培养的主要途径 (一)提高教师自身知识储备 教师作为课堂教学的主导者,同时在对学生进行科学精神培养中也扮演着主要角色。马克思主义哲学是理论与实践的统一体,因此教师在科学精神教育中要树立理论与实践相统一的教学理念,把自己融入实践当中,并做到知行统一。作为一名教师,让学习成为自己的终身职责,在教学开展中做到与时俱进不断创新,适应当今时代的发展,掌握新的知识与技能,做到教学相长。作为专业的思政教师在教学中具有绝对优势,在日常教学中应不断丰富自己的知识素养与储备。综合运用现代化技术手段对学生进行科学精神意识的提高,在教育培养学生科学精神的同时,需具备自身的科学精神,并顺利完成培养科学精神的教学任务。不管是在日常的教学开展中,还是在新课改中不断探索的教师需要拥有终身学习的观念,要用辩证发展的眼光去看待科学精神的内涵,才能满足现代教育的需要。 (二)明确科学精神的三维教学目标 在《哲学与文化》中,科学精神的教学目标制定明确清晰,并在教学中完美体现,才会使教学效果做到优化,因此,我们将把科学精神的三维目标进行如下分析:1.知识与技能目标。要清晰《哲学与文化》中的有关科学精神的核心知识和学科基本知识,科学精神不仅是影响学生思维的一种方式,更是学生运用创新精神,去发现世界,探索世界的能力。2.过程与方法目标。过程与方法作为学生学习科学精神的载体,要重视起学生在《哲学与文化》中所获取知识的途径,学生对科学精神有关活动的参与度直接影响到对本课程的学习动机,进而在情感态度、价值观等非智力因素上受到限制等。3.情感态度价值观。在科学精神培养的过程中,要重视起教师的影响地位,教师在对《哲学与文化》的教学设计、授课过程中,要用多种方式去影响学生在科学精神方面的意义建构,教师可以在教学过程中通过提问、奖励等方式来激发学生学习科学精神的思维,使学生主动学习。总之,在科学精神的三维目标教学标准制定中,把握好系统和要素之间的关系,我们要把三维看作是一个有机的整体。 (三)实施多元化的教学方法 传统教学过程中,教学方法主要是单一的灌输式教学,但是科学精神是探究活动的过程,科学精神属于情感态度的教学,要让学生主动地参与其中学习,科学精神才能得到强化,新课标下高中政治课属于“活动型课程”,目的是让学生成为课堂的主体,要让学生发散思维,在现实生活中不断探索,以提高学生的学习及效果。在课堂教学中运用思维导图,不仅可以清晰教学内容之间的关系,并能在逻辑推导中吸引学生的注意力。情景案例式教学,结合线上线下教育,运用多种现代教学手段,给学生渲染出一种真实的情境,让学生印象更深刻。从学生身边开始思考解决问题,情景不仅能结合教材知识点,也能使学生产生新的知识认知,在做中学,激发科学精神的不断创新。要让学生勇于实践,在现实生活中,从小事做起。 (四)整合多种教学资源 《哲学与文化》作为高中政治必修课程之一,是学生获取知识的主要途径,也是培养学生科学精神的重要渠道。教师不仅要了解教材表面的知识,还要挖掘教材背后对科学精神内容的解读,并且能够把这些内容通过教学传授给学生并影响他们的行为,使教材发挥最大的作用。思想政治教材具有很强的时代性,为了适应时代的发展需要,教材内容需要不断添加新的内容,应当符合当今时代所提倡的政治思想,要与时俱进。思政教师要紧随时代发展以及社会的热点内容,在不断补充教材案例的同时,也要不断的提高科学精神,要符合当今网络时代发展,要及时与学生进行互动。将科学精神与教材内容相结合并讲授给学生,从而引起学生的注意力,调动学生学习的积极性。新课标的改革,以及高中必修四《哲学与文化》的改版,对于培养高中生科学精神有了很大发展,丰富了青少年的科学精神,为他们形成正确的价值观和道德观奠定了基础,提高辩证思维能力,符合我国基本国情。展望国际视野,持续不断为我国输送社会主义接班人。在我国引导学生崇尚科学精神,用理性的思维分析问题,高中思政教师的职责任重道远。 参考文献: [1]宋美丽.《哲学与文化》教学中学生科学精神培养途径研究[D].河北师范大学,2020. [2]童贵兰.基于科学精神培养的《哲学与文化》课教学设计研究[D].西南大学,2020. [3]李胜英.高中思想政治课科学精神培育困境及对策研究[D].西南大学,2020. [4]王彦琪.科学精神在《哲学与文化》教学中的培育研究[D].湖南师范大学,2019. [5]严小莲.构建体悟教学培育科学精神———以《哲学与文化》课堂教学为例[J].青少年日记(教育教学研究),2019(02):124-125. 作者:郑文幸 陆通
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生物统计学论文:生物统计学精品课教学创新论文 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显着提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的6-7学时,降到现在的4学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学 生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 2世纪2年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有5余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:SPSS生物统计学本科教学论文 一、SPSS软件的基本特点以及数据文件的建立、导入与导出 李春喜教授主编的第五版生物统计学教材中,前一章内容分别为概论。结合SPSS特点,在讲授本章内容的同时,SPSS上机实验课应设置为SPSS软件的界面介绍、基本特点和作用,数据的建立、导入与导出部分。SPSS软件的特点与作用:SPSS(StatisticalPackagefortheSocialScienceorStatisticProductsandServiceSolution)软件是于1968年由美国斯坦福大学(StanfordUniversity,USA)的三位研究生研发而成,并以此名创立SPSS公司。该软件操作简单,易学易用,具有较强的统计功能和强大的作图功能,特别是能够快速准确地完成大量的、烦琐的、专业的和复杂的数据统计分析,是国际上认可的专业统计分析软件之一。其可广泛应用于统计分析(例如均值比较、相关分析、方差分析等)以及统计图形(例如柱状图、散点图、饼状图等)的制作和编辑。在介绍这些功能的同时,打开SPSS窗口,兼并介绍SPSS视图窗口中标题栏、菜单栏、数据单元格显示、工具按钮、数据视图和变量视图的一些简单用法。数据文件的建立:SPSS软件打开之后,会进入数据编辑窗口,新建一组数据后可将变量依据实验内容进行命名,并选择输入数据的基本变量类型(例如数值型、逗号型、句点型、科学计数型、日期格式型、美元型、定制货币型和字符串型等)。数据文件的导入与导出:SPSS可以导入SPSS(*.sav),Exce(l*.xls),dBASE(*.dbf),ASCⅡ(*.dat,*.txt),Access(*.mdb),Lotus(*.w*),Foxpro(*.dbc)等数据文件,以及各类SASS数据文件。即从菜单选择File中选Open,弹出OpenFile对话框,文件框内显示以选择所需文件后缀类型,之后选择对象,单击打开(O)按钮,或双击对象文件,从而将文件导入。同样文件的导出通过File中的save/saveas(保存数据对话框),选择保存路径,键入文件名,确定数据类型,单击保存(S)按钮,其导出文件。 二、应用SPSS软件的基本统分析 教学材料第二、三章内容为资料的整理与特征数的计算、概率和概率分布,结合教学内容SPSS上机实验课应设置基本统计分析课程,该部分包括数据汇总报告和描述性统计分析两方面的内容。基本统计分析可通过菜单栏的分析(Analyze)窗口进入,点击分析栏之后,鼠标放置数据汇总报告(Reports)栏,即可显示分层报告(OLAP—OnlineAna-lyticalProcessing)、数据汇总(CasesSummarize)、行汇总报告(ReportSummariesinRows)、列汇总报告选项(ReportSummariesinColumns)。其中分层报告主要用于中位数、最大值、最小值、方差、偏度系数等统计描述;数据汇总可用于对编辑窗口中的数据在结果窗口中罗列出来,以便浏览和打印,同时也可对数据的基本特征进行描述;行汇总报告可罗列原始数据,其格式是以观察单位和统计量为行标目,以报告变量为列标目;列汇总报告主要用来生成按列显示统计量计算结果的报告,同时也可以完成许多统计计算。当鼠标放置描述性统计分析(DescriptiveStatistics)位置后,选中响应的功能即可进入频数分析(Frequen-cies)、描述性分析(Descriptives)、探索性分析(Ex-plore)、多维交叉表分析(Crosstabs)、比值分析(Ratio)窗口从而根据自己的目的进行响应的数据分析。 三、应用SPSS软件的均值比较和方差分析 生物统计学基本知识熟悉之后,在随后在课堂教学中会开始进行统计推断和方差分析部分的内容。SPSS实验课在此部分结合课堂教学相应的设置均值比较和方差分析上机内容。均值比较可通过菜单栏的分析(Analyze)窗口进入,点击分析栏之后,鼠标放置数据均值比较(Com-pareMeans)上即可显示相应分析栏:平均数基本分(Means)可用于定量资料的统计分析,按分组变量计算因变量的描述统计量值,如均值、方差、标准差、偏度、峰度等统计量,并显示结果;单样本T-test(One-SampleTTest)单样本t检验主要用于样本平均数和已知总体平均数的比较;独立样本T-tes(tInde-pendent-SamplesTTest)可用于检验两个独立样本的总体平均数之间是否有显著差异;配对样本T-test(Paired-SamplesTTest)用于配对计量资料的比较,检验配对样本差值的总体均数与0的差异有无显著意义,以及配对样本是否相关方差分析包括单因素方差分析和多因素方差分析。其中单向方差分析(One-WayANOVA)可通过均值比较(CompareMeans)进入,其用于完全随机设计资料的多个样本均数比较和样本均数间的多重比较,也可进行多个处理组与一个对照组的比较。多因素方差分析可通过分析栏里的多因素方差分析(GeneralLinearModel)选项进入,进入之后会设置四个不同要求的选择:单变量多因素方差分析(Univariate)可用于一个因变量受一个或多个自变量影响的方差分析;多因变量方差分析(Multivariate)主要用于多个因变量受一个或多个因素变量或协变量影响的方差分析;多因变量方差分析(Multivariate)对同一因变量进行重复测量的方差分析;混合效应分析(VarianceCompo-nents)用来估计每个随机因素对因变量方差的贡献。在分析过程中可根据不同的需要和要求,选择相应的方差分析。 四、应用SPSS软件的回归和相关分析 在方差分析之后,李春喜教授主编的第五版生物统计学教材第七章内容为直线回归和相关分析。根据课程设置,SPSS上机实验课最后应设置为回归分析和相关分析的内容。回归分析包括线性回归分析和可转化的线性回归分析。其中线性回归分析包括一元、多元线性回归,其可通过分析(Analyze)中的Regression选项进入,进入之后可通过选择Linear选项进行数据的线性回归分析;可转化的线性回归分析,是将非线性数据通幂指数、倒数、等转化,转化为可线性回归的数据,从而进行分析,其可通过Regression里的CurveEstima-tion选项进入。相关分析是一种将客观事物之间相互联系反映到数量上,从而说明相关变量之间关系的一种分析。SPSS软件中可通过分析(Analyze)中相关(Correlate)里的Bivariate选项进行二元变量的相关分析;当实验要在进行排除其他变量影响下的两变量相关分析时,可通过选择相关(Correlate)里的PartialCorrelationAnaly-sis进行偏相关分析;而当研究问题涉及变量较多,众多变量间的相似性和信息交叠使得我们难以从中提炼出主要信息时,可选择相关(Correlate)里的Distances来进行距离分析。五、总结本人依据生物统计学的实际教学经验,将李春喜教授所编生物统计学第五版教材的教学内容与SPSS统计学专业软件的基本功能相结合,对不同章节的教学内容全部在SPSS软件中进行操作应用。通过SPSS实验教学与生物统计学课堂教学的相互照应,必将加深学生对本门的掌握程度,同时在以后的现实应用中也必会起到良好的效果。 作者:马建辉 张黛静 姜丽娜 邵云 单位:河南师范大学 生物统计学论文:生物统计学教学创新试析论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生本论文由整理提供物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践本论文由整理提供方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台本论文由整理提供建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没本论文由整理提供有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,本论文由整理提供许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物本论文由整理提供栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容本论文由整理提供、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:高校生物统计学论文 一、生物统计学课程的地位和作用 生物统计学是生物学学科不同专业学生都应该掌握的一门重要的工具课,是许多高等院校生物学、农学、医学等专业的必修课程之一。它是现代生物学研究不可缺少的工具,是培养学生科学研究和综合分析问题能力的重要课程,也是生物学等工作者必备的基础,同时该课程又是其他专业课程的重要基础。因此该课程在生物学、农学、林学、医学、食品、环保等专业中占有十分重要的地位[12]。生物统计学需以生物材料进行研究,但通常所涉及的材料数量较大,很难也没有必要全部参加试验,必须通过科学的方法抽取有代表性的试验个体进行试验,以获得相关的数据,实现由样本推断总体的重要功能。因此生物统计学与试验设计紧密联系,主要讲授数据资料收集和整理的方法、数据资料的统计分析方法和手段以及在概率论的基础上对统计结果做出科学的推断,从而帮助我们认识研究对象的现象和本质[13]。因此,生物统计学已成为生物科技工作者必备的基础,也有利于培养和提高大学生的科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力,是当代大学生系统的能力培养和全面的素质教育的具体体现。 二、生物统计学教学存在的主要问题 1.生物统计学教材方面。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体,也是教学最基本的工具,它不仅是教师进行教学的依据,而且是学生获取知识的重要资料,选择适合教师和学生的生物统计学教材,能够保证教学过程的顺利进行,而且还能提高教学质量,达到良好的教学效果[14,15]。目前,国内所出版的生物统计学教材种类较多,各大高校由于教师和学生的情况不同,在教材方面的选择和使用也不一样。尽管如此,目前国内所出版的生物统计学教材主要包括两大类。第一大类完全是传统生物统计学的知识和内容,不涉及统计软件的介绍和使用,这一大类教材包含两小类,一类主要侧重理论教学,过分强调课程体系的完整性和理论讲授,注重公式的推导而忽视了实际应用例题的讲解。这类教材忽略了对大学生统计思维和综合分析问题能力的培养,因此有一定的缺陷。另一类是目前各大高校使用较多的生物统计学教材,该类教材虽然也存在一些必要的公式推导,但更侧重于统计学理论与实际结合,清楚介绍每一个统计原理理论后,再通过具体实例分析和巩固统计学的基本原理和基本方法,注重培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力,因此这类教材比较适合现在生物科学等本科专业的使用。但这类生物统计学教材由于不涉及统计软件的内容,也存在一定的不足。如果教师在授课过程中未涉及一些统计软件的介绍和使用,那么即使学生完全掌握了相关的统计原理和方法,学生在复杂的试验设计及庞大的数据面前可能也会束手无策,即使会计算,在复杂及庞大的数据计算中也可能会算错,因此可能会得出相反的结论。第二大类统计教材完全是统计软件的介绍和使用,如Excel软件、SAS统计软件、SPSS统计软件、DPS统计软件、R统计软件等的介绍和使用。生物科学、技术等飞速发展的今天,这类统计软件发挥了很大的优势,给科技工作者带来了极大的方便。但这类教材也存在一定的不足,它只注重统计过程的运算和统计,没有统计原理的介绍,因此对没有相关统计学知识或统计学基础较差的学生或老师来说,即使按照教材上的步骤计算出相应的结果,但也不知道具体的含义,也不知道怎么分析。因此这类教材不适合大学本科生的教学。另外,这两大类教材要么只注重数理统计方法的讲授,要么只重视统计软件的使用,而忽视了统计学中的数理统计分析方法是建立在正确的试验设计以及所获数据资料准确的基础上才能发挥正确的作用,这是这两大类生物统计学教材共同存在的不足之处。因此,目前市场上还未见有统计学理论与实际结合,试验设计与统计原理相结合,统计软件与统计学原理相结合的较为完善的生物统计学教材。笔者认为这类生物统计学教材是当前生物科学专业、生物技术专业、生物工程专业、农学专业、医学专业、食品专业等本科专业较为适合的教材。 2.生物统计学与高等数学方面。①生物统计学与高等数学开课时间上的不一致性。国内许多高等学校生物科学等本科专业的培养方案中都把高等数学课程作为一门必修的基础课,学生通过对该门课程的学习,系统获得函数、极限、连续、导数、微积分及常微分方程等基础知识,它为后续课程的学习和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。而且,通过各个知识点的学习,逐步培养学生具有较为熟练的基本运算能力和自学能力,综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。更重要的是,高等数学课程是学习生物统计学的关键,生物统计学中的许多原理和方法都需要高等数学中相应的知识作为基础。②生物统计学与高等数学教学上的脱节性。高等数学课程作为生物科学本科专业一门必修的基础课,各高校均认识到它在生物科学本科专业中的重要性。但长期以来,高等数学和生物统计学均作为两名独立的课程开设,一般情况下,高等数学课程由数学专业教师讲授,由于数学专业的教师没有生物学专业的相关知识,不清楚生物统计学课程的知识体系,只注重数学知识的推导、讲授。因此所讲授的知识内容之间通常存在许多不衔之处,形成了不利于生物统计学课程教学的知识的断层。同样,这也是生物统计学中教师难教,学生难学、难懂、难用的原因之一。 3.生物统计学教师知识结构和科研能力方面。常言道,学生需要一滴水,教师至少要有一桶水。生物统计学的教学,相对于其他课程而言,对教师的要求更高,不仅要求教师要有一定的数学知识,较为渊博的统计学知识,还要求教师要有较强的科研能力。教师只有具备一定的数学知识和渊博的统计学知识,才能很好把握生物统计学相关原理、理论、统计分析方法等。具备较强的科研能力,才能很好将生物统计学相关原理、理论、统计分析方法与实际相结合,才能很好地进行案例教学。4.考试制度方面。考试制度在高等教育中占有非常重要的地位,考试是教学质量评价的一项重要指标,它既是对教师教学质量的反映,也是对学生学习效果的检验。考试制度是否合理 ,决定着教学质量的好坏以及学生学习积极性是否能得到最大限度地调动[16]。但是现阶段我国许多高校的考试制度较为死板,缺乏合理性和灵活性。如在学期期末考试中规定一定数量的题型,当然,这种考试制度对于规范考试是必须的,但是应该根据具体课程而定,而不能一概而论。就生物统计学课程而言,如果规定一定数量的考试题型(比如四种题型),那么教师只能根据考试规定勉为其难考虑四种题型。比如说名词解释、填空、问答、计算这四种题型。很明显,这种考试方式只是较为死板的考试,不能真证体现生物统计学课程的本质,不能很好考察学生对生物统计学原理的掌握及运用。 三、生物统计学教学策略 针对目前生物统计学存在的问题,笔者根据自己近十年的生物统计学教学实践,就如何提高生物统计学的课堂教学效果,提出如下建议。 1.选择合适的教材并优化教学内容。教材是教学最基本的工具,选择适合的生物统计学教材,能够保证教学过程的顺利进行,并能提高教学质量。针对目前市场上的不同种类教材,结合学生的实际,选择统计学理论与实际相结合,试验设计与统计原理相结合,统计软件与统计学原理相结合的生物统计学教材进行教学较为合适。据笔者过去的教学实践,该课程授课内容不宜过多和过深,授课内容过多学生精力会分散,分不清重点,而过深则影响学生的接受效果[17]。因此应根据学生实际优化教学内容,坚持以试验研究实例为线索,以科学的试验研究方法为主线,理论原理和实际例子相结合,从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集和整理到试验数据的统计分析,最后做出科学的推断等,尽可能把抽象的统计学概念和原理转变为具体的实例,提高学生的学习兴趣,使其更好地理解和掌握所学的课程内容[7]。很好激发学生学习生物统计学课程的兴趣,从而更好地提高教学效果和教学质量。 2.处理好高等数学和生物统计学的关系。高等数学作为生物科学本科专业的基础课,是学习生物统计学的关键。一方面,高等数学一般在第一学年开设,因此生物统计学安排在第二学年开设为宜,这样能避免高等数学和生物统计学课程开设在时间上形成的断层,有利于学生对生物统计学的学习。另一方面,高等数学和生物统计学不应分别让不同专业的教师讲授,而均应由生物学专业教师讲授,因为生物学专业的教师清楚生物统计学课程的知识体系,在讲授高等数学时,能够根据生物统计学的相关原理和内容,优化高等数学的教学内容,有侧重点进行知识的讲授。从而能避免生物统计学与高等数学教学在知识上的脱节性,也有利于学生对生物统计学的学习。 3.提高自身知识结构和科研能力,注重案例教学。生物统计学教材大多理论性强,内容枯燥,容易使学生产生厌烦感。照本宣科的传统授课方法,更会使学生失去兴趣,对于培养学生的独立思考能力和创造能力十分不利。在现代教学中,教师既是知识的传授者,也是教学活动的组织者,在教学过程中起到关键的作用,教师知识水平的高低直接影响学生的学习效果[18]。因此教师应不断加强对生物统计学基本原理、基本理论和基本方法的学习与实践。另外,教师还应不断加强自身的科研能力,在教学过程中将自己的科研工作或生产实践案例贯穿到教学中,以自身科研实例辅助教学,增加学生的学习兴趣,培养学生的统计学思维以及对统计学的实际应用能力。 4.加强试验设计的教学和实践。试验设计又称为实验设计,它以概率论和数理统计的原理和方法为理论基础,科学地、经济地设计研究方案的一项技术。一个良好的试验设计,可以用最少的实验次数,得到足够的实验数据,从而能减少人力、物力和财力的投入[6]。由于生物统计学理论性和实践性较强,且涉及大量的数学公式、抽象的概念和复杂的内容。因此在生物统计学的教学中应充分调动学生学习的主动性,加强学生对生物统计学原理、知识的理解和综合运用,强化学生综合试验设计的锻炼及其应用。提高学生利用统计原理、方法分析和解决实际问题的能力。生物统计学教学中,一方面,教师应该有渊博的统计学知识及其丰富的科研经历,另一方面,应让学生走出教室,加强实践,使学生不但能够掌握统计分析的原理和方法,而且可以解决一些生产中的实际问题,真正达到生物统计学教学的目的。 5.改革传统的考核方式,着力培养学生综合运用生物统计学知识的能力。很多学校传统的考试以闭卷笔试的考核方式为主,试卷内容主要测重基本概念、理论知识和方法的考核,期末考试成绩基本决定了学期的成绩,这种考试方式造成的结果是学生平时可以不听课,考试前通过突击,也能考合格,但考后就可能全忘了。更重要的是学生学完生物统计学,学期考试后,都不知道学了些什么,更不知道怎么用,到做毕业论文需用到统计学原理和知识时,很多学生不会用或者乱用。一些高校期末考试总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成。这种方式在一定程度上重视了学生平时学习情况和期中考试成绩,避免了期末考试成绩基本决定了学期成绩的弊端,但是某些高校规定了每门考试课必须有四种以上的题型,对于一般的学科而言,这种规定也许是可行的,但对于生物统计学而言,这种规定是不合理的。因为生物统计学的教学主要是培养学生综合运用统计学原理和知识的能力,培养学生如何进行试验设计、试验数据的统计、分析以及对统计结果的解释等。因此笔者认为,对于生物统计学的教学,教师应从学生的实际情况出发,以培养学生综合运用统计学原理和知识为目标,合理讲授统计学的相关内容。期末考试以开卷考试为宜,学期总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成,考试题型只需考察计算题和试验设计题两种题型,即重点考察学生对基本知识的掌握程度及灵活运用统计学原理和方法解决实际问题的能力。生物统计学是一门理论性较强的应用学科,涉及的内容多、公式多、概念多,对学生而言,难懂、难记、更难用,而且很多学生不愿意学习。因此在生物统计学教学过程中,教师应从学生的实际情况出发,选择合适的教材并优化教学内容,提高自身知识结构和科研能力,改变教学方法,加强试验设计的教学和实践,改革传统的考核方式,着力培养学生综合运用生物统计学原理和知识的能力为教学目标,充分调动学生学习生物统计学的主动性和积极性,同时增加学生上机学习统计软件的操作,掌握EXCEL、SPSS、DPS等统计软件的使用,提高学生利用生物统计学的原理和相关统计软件解决实际问题的能力。 作者:张以忠邓琳琼工作单位:毕节学院地理与生命科学学院 生物统计学论文:新世纪生物统计学新课程创新改革论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:生物统计学精品课教学创新论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显着提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:生物统计学精品课教学创新论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:生物统计学教学改革措施论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:生物统计学教学模式分析论文 编者按:本论文主要从二十一世纪对生物统计学课程的重新定位;教学方法和教学手段的改革;加强实践教学,注重学生能力培养等进行讲述,包括了新世纪对生物统计学课程提出的新要求、生物统计学对大学生素质培养的作用、加强电子课件及网络平台建设、将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合等,具体资料请见: 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:创新生物统计学教学强化能力培养论文 编者按:本文主要从引言;二十一世纪对生物统计学课程的重新定位;教学方法和教学手段的改革;加强实践教学,注重学生能力培养进行论述。其中,主要包括:实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标、生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程、新世纪对生物统计学课程提出的新要求、生物统计学对大学生素质培养的作用、生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论、加强电子课件及网络平台建设、将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合、长期坚持教育教学方法及教学规律的研究等,具体请详见。 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。转在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计学论文:改善生物统计学教学效果的优化研究 摘 要:生物统计学是生命学院本科生的专业基础课,对于学生理解和掌握统计学规律分析和解决农业实践问题意义重大,但是目前该课程的教学方法却存在诸多问题。该文针对目前存在的问题,从理论课、实验课、考核方式三个方面进行了完善,从改善课堂质量,提高教学效果入手,进行了一系列的完善和改进。以提高课堂效率,改进教学效果。 关键词:生物统计学;教学效果;课堂效率 生物y计学是高等院校农学、动物科学以及生命科学专业的必修课程之一,生命科学的快速发展、大量数据的涌现使得生物统计学重要性日益凸显,但是在课堂教学实践上存在严重问题,笔者在课堂实践中感受到,传统的“满堂灌”授课方式在生物统计学中教学效果不好,因此,本文针对生物统计学课程目前存在的问题,从课程基本理论、实验、考核方式等方面进行改进和完善,优化教学方法,改革教学方式,提高教学质量和教学效果。 1 改善教学方法,提高课堂学习效率 1.1 完善课程资料,丰富课堂活动 学习“生物统计学”课程需要具备一定的高等数学、线性代数、概率与数理统计知识,对于农业大学普通本科生来说,由于在大一阶段学得不够详细深入,学起来难度较大。教师在黑板上写满数学大公式,枯燥乏味,学生数学基础差,听不懂课,缺乏课堂互动,久而久之,教师授课缺乏动力,形成恶性循环。因此教师需要在授课风格、内容、学习方法等多方面做必要的调整[1]。首先要激发学生的学习兴趣,强调本门课程在生产和科研中的地位和作用,使学生意识到课程的重要性,激发学生的求知热情;其次教师需要重视课件的质量。课件要求生动、形象的展示教学内容,需要突出教学重点,在教学方法、版书设计等方面精心设计,精心准备上课资源,包括PPT、论文、Word和Excel、SPSS 等。要让课件的内容富有新鲜感,将知识性与趣味性结合起来。讲解内容需要具有详细的操作步骤,能够促进学生理解和操作。 1.2 推荐简单实用统计软件,简化繁冗程序 目前统计学上国际通用的软件包主要有SAS、SPSS等,功能强大;但针对农科院校的本科生而言,难以理解,而且是英文界面,结合多年教学经验,围绕教学目标逐步展开学习。研究者向学生推荐EXCEL,它基本能满足本科教学的需要,操作简便,建议在教学中推荐使用。 1.3 教学手段和方式方法的多样化 在课程讲授中要根据不同的教学内容采用不同的教学方式和方法。对于统计学基本理论,以讲授为主,讲清楚基本概念,说明其意义及应用条件。对于统计分析方法,引导学生运用数理统计原理探究问题和方法,培养学生的统计思维能力[2]。对于以文字叙述为主且容易理解的内容,指导学生自学,组织课堂讨论,以学生为主体,可以使学生的自学能力、思维能力增强,培养学生总结归纳和表达的能力。在授课过程中更多地创造机会让学生参与教学过程,老师多提出问题,让学生与教师多进行良性互动,可以使学生的文字及口头表达能力得到全面提高。每次授课结束后,布置一定量的课后习题,督促学生及时复习所学知识,从而对所学内容得到巩固和提高[3]。 2 优化实验内容,注重培养学生操作能力 生物统计学实验教学主要是培养学生综合运用基本理论和方法解决实际问题的能力。通过理论课上的讲授和练习后,学生基本全能掌握所学内容,但练习的内容与实践相脱节,所以实验课的内容以综合性、设计性实验为主,充分发挥学生的主观能动性和综合分析及解决问题的能力。实验课前,教师将要求学生熟悉实验内容[4]。上课时,学生根据内容上机操作学习,要求学生书写操作步骤,教师现场进行答疑,课后教师认真批阅电子版的实验报告后,再将学生的问题、成绩及评语反馈给学生。若实验中学生出现共性问题,教师则先将问题给学生讲解清楚再进行下节课的学习。通过师生之间的不断交流,教师可以及时掌握学生学习情况,有利于教师不断调整教学方法及进度以达到更好的教学效果。由此可见,通过各种相关的教材、网络、学院科研成果等方面的积累,收集大量的案例数据,建立富有学科特色的案例素材库,将实验内容与专业实验相结合,促进科研成果向教学资源的转化,丰富生物统计学的实验内容。教学内容的增加,开阔了学生视野,很多学生通过查阅文献,根据实验室条件,选定因素、水平可以独立设计试验和进行数据处理[5]。 3 改革考试方式 考试能够直接反馈教学效果,《生物统计学》的教学内容主要包括理论知识和综合应用两大部分,考试主要围绕理论知识和实际操作能力两个方面展开[6]。准确反映学生对于《生物统计学》的掌握程度。将理论知识与实际应用的比例应调整为5∶5,平时成绩与期末成绩的比例调整为3∶7或4∶6,降低考试的偶然误差。增加命题的多样化,重点考察学生基本知识的掌握程度及解决实际问题的能力,通过考察软件操作等方式来测试学生对统计知识的运用能力。 由此可见,本研究针对生物统计学课程实践性、应用性强的特点和目前教学中存在的问题,采取了理论教学与实验教学紧密结合、强化软件应用教学、制作多媒体课件辅助教学、改革考核方式以及建设开放式数量分析实验室等多种措施,增强了学生学习生物统计学的兴趣,进一步培养了学生运用生物统计方法分析和解决问题的能力,取得了较好的教学效果。在今后的生物统计学实验教学中,教师需要与时俱进,根据教学和科研需要,不断更新教学内容,采用先进的教学模式、教学方法和考核手段,使学生积极、快乐地学到知识,培养了学生逻辑思维能力、语言表达能力和自学能力,同时提高学生发现问题、解决问题的能力。 生物统计学论文:运用探究式教学提高生物统计学课堂教学效果 摘要:生物统计学是生物学专业的一门重要专业基础课程,由于其内在知识结构系统性强、内容抽象,影响了学生学习兴趣和教学效果,在多年的课堂教学过程中进行了有益的探索,运用探究式教学最大限度提高课堂教学效果和质量。 关键词:生物统计学;课堂教学;教学方法 生物统计学是一门探讨如何从事生物学实验研究的设计、分析、资料整理与推论的科学[1-2],应用于生命科学的各个领域,是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,也是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物学科研有重要的作用。生物统计学理论性和实践性均较强,公式和抽象概念多,需要一定的数学基础和较强的逻辑推理能力,存在难教、难学、难记的现象,学生甚至产生了畏惧心理,如何使学生在课堂教学过程中掌握基本的统计分析方法应用于今后的学习和研究中是每一位生物统计学授课教师面临的一个难题。 一、提高教学质量,关键是教师 良好的教风是提高教育质量的关键[3]。教师应该不断强化自身教育学意向,避免教师对学生的消极影响[4]。作为教师我热爱教育,热爱学生。在教学工作中,严谨治学,不断学习新知识,探索教育教学规律,改进教学方法,提高教学能力。《生物统计学》是一门不太容易上好的课程,也是很多学生最头疼的课程。需要教师付出更多的心血上好课,通过跟着经验丰富的主讲老师听课,查阅了大量参考书,积极参加各类教学竞赛,听教学名师的课等等提高教师课堂教学水平。通过这些方式,逐步熟悉了教育规律和教学艺术,不断进行教学理论的研究和教学方法的改进,提高了自身教学能力和教学水平,但是“学无止境”,教学水平仍然需要进一步提高。 二、情感激励促进师生互动,营造和谐提高,课堂教学质量 促进学生自由而全面的发展和教师专业发展是现代课堂教学的目标,建立平等的师生关系和课堂氛围,突出学生和教师的能动作用,设计并实施以学生为中心的体验型、对话型的启发式课堂,这样就可以把学生和教师真正作为知识的主人和推动课堂运作的动力[5]。在这样的理念下,能否在课堂教学过程中积极有效地调动学生的学习兴趣,直接关系到教学的成功与否。情感激励正是培养、激发学生学习热情、调动学生学习兴趣,营造和谐课堂,实施启发式课堂教学的重要手段。生物统计课程本身比较枯燥难懂,如果再用这种死气沉沉的教学方法,教学效果会极差。情感激励能促进课堂教学中的师生互动。在课堂教学过程中,教师的情感只有与学生的情感产生共鸣,达到交融时,才能变成激发学生的动力。运用情感激励来提高课堂教学质量,就要求教师要经常深入到学生中去交朋友、谈心、参与学生组织的活动,与学生达到心理相融,增进交融度。情感激励能够营造和谐的课堂气氛,使学生产生强烈的求知欲。课后主动与学生交流,不仅有学习上的,也与他们交流思想和生活上的,拉近和学生的距离,让学生认可和接受老师,这种积极向上的氛围影响着班里的每一位同学们。尤其关注学习不努力的学生,课前经常与他们谈心,关注他们的听课效果。下课后积极与老师探讨问题的学生越来越多了,老师也发现渐渐地学生们都争先恐后往前排坐,那些后进生更是如此,更加激发了老师的教学热情,这种和谐的师生关系极大地促进了课堂教学效果。 三、培养学生具有正确的统计思维激发学生的学习兴趣 生物统计学教学比较注重基本理论学习,很大篇幅都在讲授基本概念和基本理论,对统计方法的应用和统计思维能力的培养有些弱化,这样学生虽然都学习了生物统计学,但是在学生做的调查分析和研究工作中统计被滥用和误用的现象比比皆是,甚至研究生阶段也是如此,在学术文章中也不稀有,出现这些问题的关键仍然是同学们对生物统计学的基本概念和基本理论死记硬背,没有注意整个理论体系的内在逻辑联系,虽然能够应付期末考试,但是在日后的应用又会错误连篇。针对这一现象,从课程一开始就注重培养正确的统计思维,培养和发展学生的思维能力,尤其是分析问题、解决问题的应用能力。如:抽样分布这一章在整个生物统计学教学体系中起到了承上启下的作用,它是统计推断的基础,如果这一章理解得透彻,统计推断就比较容易学了,很多同学由于这一章没有理解透彻,导致统计推断只能囫囵吞枣,应付考试没有问题,但真正正确应用统计方法解决自己遇到的问题时通常会犯错误。加强教学实践环节,可以就学生关心或与本专业相关的课题做调查,布置了期末学期小论文,让学生自己就感兴趣的问题设计课题,搜集资料,然后运用学过的统计分析方法进行数据整理和分析,通过这一过程,不仅使学生知道了怎样进行资料搜集、整理和分析等统计分析过程,而且培养了学生应用统计知识开展统计调查和分析的能力。同时注重各个知识点之间联系的讲授,注重讲授这些知识点之间内在的逻辑联系,并将这一原则贯穿授课过程的始终,引导学生把统计学的理论和方法应用到自己所学的专业当中,使学生在学习这门课后具备了一定的统计素质要求。 四、运用探究式教学,提高教学质量 课堂教学是一门科学,也是一门艺术。为了克服在学习过程中容易产生统计既难学又枯燥无味的情绪,在教学过程中始终以学生为主体,将探究式教学和研究型教学引入课堂,课前尽心准备,课中多提问,多设问,引导学生积极思考。这就要求授课老师要对整个课程内容和前后逻辑理解的非常透彻,做到在讲授时游刃有余。生物统计学的内容很适合探究式教学,比如,在讲到概率和频率的概念时,为了让学生理解频率稳定性的统计规律,让每个同学做抛硬币的实验,自己观察频率经过多少次实验才能够稳定下来,培养学生坚忍不拔和求实的探究式的学习态度,有些学生竟然将硬币抛了1000次,理解了频率稳定性的概念。又如在讲解到平均数和标准差的概念时,对于整理后的数据进行集中和变异描述的时候,应该使用平均数和标准差共同描述,要学会用数据说话的科学意识。在生物统计学整个的教学过程中,合理使用多媒体教学手段也至关重要,可以让整个课堂讲授的精彩纷呈。由于本门课程是数学类的课程,多媒体制作不能够和其他课程一样,不宜把一幻灯的内容一下展示出来,应该像板书一样,将所需要讲的概念、公式和问题在需要时展现出来,以便加深学生的印象。同时一定要辅助板书,进一步强化教学难点和重点,从过去主要针对统计学概念和方法的理解转向使学生深入理解和掌握各种统计方法的实际应用。同时要组织好课堂教学中的案例教学,让学生自己参与其中,充分调动学生的积极性和主动性。当学生提出问题时,不要直接作答,而是引导学生互答问题和辩论自觉地运用所学的知识。本课程每一章节和每一节课的内容都有很多可以引导学生积极思考的问题,如:在讲到统计推断的基本原理时,首先需要进行假设,这时让学生思考如果是你来假设,会有几种方法来解决问题,学生自然会有不同的答案,然后老师进行总结,这样的提问和设问贯穿于整个授课过程,通过问卷调查,在学生中的反应很好,从每一节课学生听课的状态中也可以反映出来,可以看出这种讲授的方式把学生的积极性都调动起来了,整个班里的学生一直跟着老师的思路在积极思考,师生感觉整个课堂的过程都很愉快,这样把传统的灌输式教学转为启发式教学,在教师讲授与学生参与相结合上下功夫,使有限课堂时间得到了充分的利用,提高了课堂教学效果和教学质量。 生物统计学论文:生物统计学课程教学改革的探索 摘要:本文介绍了生物统计学作为专业基础课的重要性,分析了当前生物统计学课程教学中存在的问题,提出了提高生物统计学课程教学效果的有效途径,以期对课程教学改革提供参考。 关键词:生物统计学;教学改革;探索 生物统计学是应用数理统计的原理和方法来分析并揭示生物界各种现象和试验调查资料的一门学科[1]。随着生物学研究的不断发展,生物统计学的应用越来越广泛,已逐渐成为生物学各领域研究和实际工作必不可少的工具。本课程的教学目的旨在使学生理解生物统计学的基本原理,能正确设计科学试验,掌握合理收集数据、正确整理和分析数据资料的方法,培养分析问题和解决问题的能力,为今后毕业论文设计和科学研究奠定基础。 生物统计学是南阳师范学院生命科学与技术学院的一门专业基础课。与其他课程相比,该课程理论性强,比较抽象,而且要求学生具备必要的、足够的应用数学知识。此外,该课程内容广、概念多、计算公式繁多且y记[2,3],加之学时的限制及大部分学生对该门课程的重要性认识不足,导致许多学生认为该门课程较难学习和掌握,是一块“难啃的硬骨头”。因此,对生物统计的教学方法进行改革,进一步提高该课程教学效果,增加学生学习该课程的兴趣与信心,是当前从事生物统计课程教学教师面临的挑战。笔者结合自己的教学实践经历,针对该门课程的特点,在分析目前教学中存在问题的基础上,就如何提高该门课程的教学效果,谈谈体会和思考。 一、生物统计学教学中存在的问题 (一)学生缺乏学习积极性 生物统计学属于应用统计学的一个分支,以数学概率论和数理统计为理论基础[1]。该课程的一些计算公式及原理,需要在一定的概率论与数学基础上理解。虽然学生在大一已经学习了高等数学的相关知识,但多数学生数学基础知识相对薄弱,因此常常会感到枯燥乏味,进而导致厌学情绪的出现,学习积极性不高。此外,生物统计学的学习过程是循序渐进的,课程内容是承上启下、前后连贯的[1,4],如果学生对某一章节内容理解不透的话,则有可能会影响到后续章节的学习,导致学生陷入越听越听不懂、越听越没兴趣的恶性循环,进而萌生不想学的思想。 (二)教学手段单一,实践环节薄弱 课程教学大多仍然是单纯的课堂讲授,“纸上谈兵”多,缺乏应用生物统计知识的实际训练,导致学生无法正确掌握和应用理论知识,也难以把知识转化为实际技能。这种单一的传统教学模式已经严重束缚了学生学习的兴趣及动脑能力的培养。此外,生物统计学中涉及大量数据,传统课堂教学大多采用计算器进行统计计算,相对耗时较多,使课堂的教学效率降低。现代统计方法离不开先进的计算机手段,利用统计软件代替繁重的手工计算进行统计分析,已是生物统计学发展的必然趋势。由于受到学时及教学条件的限制,目前我院生物统计学尚未开设上机试验课,致使学生还不能熟练操作当前常用的Excel、SPSS、SAS等统计分析软件,很难做到所学内容与科研实践的紧密结合,综合运用知识的能力不能得到提高。 (三)开设课程学期不合理 目前,我院开设本门课程多是在大二的第二个学期。学生接触专业课还很少,一些专业术语尚不熟悉,对所举专业方面的一些例子,理解时还存在一定的困难,影响教学效果。 二、提高生物统计学课程教学效果的有效途径 (一)认识课程地位,培养学习兴趣 生物统计学这门课程理论抽象,学生在学习过程中普遍感到晦涩难懂,学习兴趣不高,甚至有部分学生主观上认为该门课程就是学习数学知识的。这些想法都没有真正理解生物统计学的内涵。兴趣是学生最直接意识到的学习动机[5],充分调动学生的积极主动性已成为教学改革的重点。生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,而且该课程的内容对学生顺利完成毕业论文设计有非常重要的作用,是完成高质量毕业论文的保证。通过本门课程的学习,能培养学生进行科学试验的能力和对试验结果进行科学分析的能力,也为今后从事科学研究打下坚实的理论基础。因此教师应该让学生对该门课程有正确的认识,充分了解课程的重要性。在授课过程中,可以采用“启发式教学法”,引导学生思考,从而提高学习生物统计的兴趣。 (二)改进教学方式,提高教学效果 针对生物统计学课程理论性和逻辑性强的特点,教师可以采用“比对法”、“演绎法”、“探究式教学法”、“案例式教学法”等多种教学方法来提高教学效果,例如对于一些概念和公式,我们可以采用“对比法”教学帮助学生加深理解,如总体和样本、统计数和参数、成组数据和成对数据平均数比较的假设检验、直线回归系数与直线相关系数等。通过“对比法”讲授,可以让学生在差异中找出类似,在类似中分辩出差异,让其更好地掌握其联系及本质的不同。 为了提高课堂教学的效率,可以采用传统的板书教学与多媒体教学相结合的手段进行授课。传统的板书教学可以使学生跟着教师的思路走,对及时理解和消化知识非常有益。多媒体课件具有形象化、直观化、生动活泼等特点[6,7],采用图示、实例等形式将抽象的知识以有效的方式呈现出来,有助于学生的理解和掌握。在教学中采用两者有机结合的方式,可充分利用两种教学手段的优势,达到好的教学效果。 (三)加强综合实训练习 在计算机日益普及的今天,统计软件的使用可以使计算变得简单和准确,因此应让学生对常用的统计软件有所了解和掌握。目前众多高等院校广泛使用的教学软件有Excel和SPSS[8]。其中Excel软件中的t检验、方差分析、回归、相关等功能可基本满足实验教学的要求,且易学易用。因此迫切需要尽快完成生物统计实验室的建设。 生物统计学是一门应用性很强的课程,在教学过程中必须注重理论联系实际。除课堂教学外,利用教学实训基地让学生进行实际课题研究训练,有利于加深对所学内容的理解。一方面学生可以根据自身的兴趣,通过搜集资料,自己提出课题和实验设计方案,然后在教师指导下进行课外研究,同时为毕业论文设计打下基础;另一方面,学生也可以参与到教师的课题研究之中,将学、研融为一体,为今后从事科学研究奠定良好的基础。 (四)建立合理的考核方式 魍车纳物统计课程考核以闭卷笔试的形式进行,这种应试模式使学生把主要精力放到了死记硬背上,忽视了知识的运用,而为了切实提高学生的实践能力,应建立合理的考核机制。 生物统计学考核成绩可由平时考核(占总成绩的20%)、期末实践考核(占总成绩的40%)、期末理论考试(占总成绩的40%)三部分组成。平时考核通过考勤、课堂提问、课后作业完成情况及小测验等情况综合评定;期末实践考核主要考查学生知识应用和解决实际问题的能力,可通过实训态度、实训报告、分析结果、上机应用软件操作的熟练程度等综合评定;期末理论考试主要考核生物统计的基本理论知识,考查学生对已学内容的掌握和应用情况。可以尝试采用开卷考试形式,可以看书和笔记,要求学生独立完成。这种考核方式既能检测学生的学习效果,又能加强学生解决实际问题的能力,有助于提高学生综合运用知识的能力。 三、结语 生物统计学是一门理论与应用相结合的学科,是现代生物学研究不可或缺的工具。在今后的教学中,还需要教师继续钻研理论知识,强化自身素质,在教学过程中要充分发挥学生的学习主观能动性,从根本上提高学生的科研素质和综合分析问题的能力,为推动我国生物科学的发展、培养创新性人才和高素质人才而不断努力。 生物统计学论文:生物医学工程专业《生物统计学》软件平台的选择 摘要:《生物统计学》课程是生物医学专业的优秀课程之一,但其理论性强、内容抽象、公式繁多,需要引入计算机软件平台来辅助教学。本文建议针对生物医学工程专业的特点,使用Matlab软件平台来开发生物统计学的辅助教学演示程序。本文介绍了Matlab语言的特点和统计学相关的基本函数,通过演示分析随机抽样的蒙特卡洛模拟可视化程序,明确了Matlab平台在生物统计教学中的优势。 关键词:《生物统计学》;生物医学工程;软件平台 生物医学工程是生物、医学与多种工程学高度结合的综合性边缘交叉学科。《生物统计学》是生物医学工程专业的一门基础学科,无论学生以后从事生物医学工程的哪个领域,如基础生物医学研究、医学影像或生物信号处理等方向,《生物统计学》都是必须掌握的技能。 由于生物医学工程专业交叉广、实用性强,所开设的《生物统计学》课程非常强调学生的动手实践能力。随着时代的发展,计算机的普及,《生物统计学》涉及的各种统计检验方法,可以非常方便地在计算机上实现。让学生掌握如何使用计算机软件来实现各种统计学方法和统计图表的制作,显得十分重要。 一、《生物统计学》软件平台的选择 目前统计学相关的计算软件平台较多,如最简单的Excel,更为专业的有SPSS、SAS、R等。国内各个开设《生物统计学》的院校,根据自身的专业特点,对不同的统计软件平台进行了选择和描述,如中国地质大学(武汉)生物系和华南农业大学动物学院使用的是R语言[1,2],河北农业大学农学院使用的是Excel[3],南开大学生命学院使用的是SAS[4]等。 然而,考虑到生物医学工程的专业特性,在先前的必修课程中(如数字信号处理等),学生们接触过Matlab计算软件平台(Matlab是工程相关领域用得最多的计算软件平台,能快速、方便地实现各种矩阵运算,在数字信号处理、图像处理等领域有较为广泛的应用)。Matlab平台也提供了常用的统计计算函数,我们认为,在32学时的《生物统计学》教学中,让学生直接在Matlab平台上熟悉各种统计学函数的使用、统计图表的制作,比让学生另外去熟悉并使用新的统计软件平台效率更高。因此,建议将Matlab作为生物医学工程专业《生物统计学》的软件平台。 二、Matlab的统计学基本功能 Matlab的统计工具箱在统计描述、统计分布和统计检验等方面提供了丰富的函数。例如,统计描述函数有算术平均数(mean)、标准差(std)、方差(var)、中位数(median)、求和(sum)、最大值(max)、最小值(min)等。统计图输出函数有箱图(boxplot)、正态概率图(qqplot)、直方图(hist)、散点图(plot)、茎叶图(stem)等。统计分布函数有贝塔分布(betapdf)、伽玛分布(gammapdf)、正态分布(normpdf)、t分布(tpdf)、F分布(fpdf)、卡方分布(chi2pdf)等,将这些分布函数后半部分的“pdf”改成“cdf”、“inv”和“rnd”,分别表示为分布的累积概率、分位数和服从该分布的随机数。统计假设检验相关的函数有z检验(ztest)、单样本t检验(ttest)、双样本t检验(ttest2)、卡方检验(vartest)等。多种方差分析相关的函数有单因素方差分析(anova1)、双因素方差分析(anova2)和多因素的方差检验(anovan)等。此外,该工具箱还提供了一些多维统计分析方法,如主成分分析法、聚类分析法等。这些函数在使用时,需要根据帮助文档中给出的信息和例程合理选择参数。 三、Matlab应用于《生物统计学》的教学实例 《生物统计学》的教学包含很多较为抽象的内容。例如,“抽样分布”这一章中,光从理论上讲述较为抽象难懂,学生容易产生厌倦和畏难情绪,但这样的一个过程可以使用蒙特卡洛模拟,通过计算机来直观地呈现给学生。为此,编写了一个基于Matlab的模拟抽样分布程序,学生可以选择不同的总体、不同的样本来考察样本均值的分布情况。软件运行界面如图1所示。 该程序模拟了样本从标准正态总体或参数为1的指数整体中,随机抽取含量分别为5、10、20和50的样本,抽取次数为10000次。程序将这些样本的标准化样本平均数以直方图的形式输出,在图形上与理论总体分布进行比较,同时还计算统计量的各个特征数,如均值、方差、偏斜度和峭度,将之与理论总体的特征数进行比较。 实践表明,用可视化交互程序能够更加调动学生的学习积极性,对于某些积极性特别高的学生,还可以让他们自己来搭建类似的Matlab可视化界面实现《生物统计学》的相关计算,进一步提升学生对《生物统计学》的理解和动手能力。 之,在生物医学工程专业的《生物统计学》教学中,使用Matlab计算软件平台,能够将抽象的统计学理论和统计学实践联系到一起,增加学生学习的趣味性。由于Matlab软件在生物医学工程专业中应用广泛,学生能够在深入学习《生物统计学》方法的同时,进一步提升该软件的使用方法,为日后的学习和研究工作打下坚实的基础。 生物统计学论文:生物统计学精品课程建设 一、随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
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生物统计论文:定位目标加强实践提升生物统计教学论文 编者按:本文主要从引言;二十一世纪对生物统计学课程的重新定位;教学方法和教学手段的改革;加强实践教学,注重学生能力培养进行论述。其中,主要包括:随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要、生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程、新世纪对生物统计学课程提出的新要求、生物统计学对大学生素质培养的作用、加强电子课件及网络平台建设、将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合、长期坚持教育教学方法及教学规律的研究、密切跟踪生命科学发展的前沿动向、开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质、全方位、多层次的实践教学等,具体请详见。 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:创新生物统计学教学强化能力培养论文 编者按:本文主要从引言;二十一世纪对生物统计学课程的重新定位;教学方法和教学手段的改革;加强实践教学,注重学生能力培养进行论述。其中,主要包括:实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标、生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程、新世纪对生物统计学课程提出的新要求、生物统计学对大学生素质培养的作用、生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论、加强电子课件及网络平台建设、将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合、长期坚持教育教学方法及教学规律的研究等,具体请详见。 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。转在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物统计特征分析论文 一、影响我国电子商务安全性的因素分析 经济全球化和信息技术与信息产业迅速发展,电子商务将成为今后信息交流的热点,成为各国争先发展,各个产业部门最为关注的领域。 1.互联网电子商务平台的普及使安全性经受新考验 由于INTERNET的迅速流行,电子商务引起了广泛的注意,被公认为是未来IT最有潜力的增长点。然而,在开放的网络上处理交易,如何保证传输数据的安全成为电子商务能否普及的最重要的因数之一。人们担心遭到黑客的侵袭而导致信用卡信息丢失,不愿意使用电子商务,安全成为电子商务发展中最大的障碍。 2.电子商务的国际化趋势使安全问题日益严峻 中国电子商务必然走向世界,同时也面临着世界电子商务强手的严峻挑战。我国电子商务企业将随着国际电子商务环境的规范和完善逐步走向世界。我国企业可以由此同发达国家真正站在一个起跑线上,变我国在市场经济轨道上的后发劣势为后发优势。 2、基于生物统计特征的生物识别技术 1.生物识别技术的特点 生物识别技术是以生物技术为基础,以信息技术为手段,集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的身份验证技术。它依靠人体的生物特征来进行身份验证,具有不可复制性和唯一性。生物识别技术是最为方便与安全的识别技术,它不需要记住复杂的密码,也不需随身携带钥匙、智能卡之类的东西。可借助于计算机技术实现,实现自动化管理。 2.生物识别技术分类 虹膜识别技术:通过对虹膜的特征结构进行检验,进而确定用户身份。这种方式方便可靠,无需物理接触,具有惟一性、稳定性、可采集性、非侵犯性等优点。 视网膜识别技术:包括虹膜技术与角膜技术。角膜扫描是用低密度的红外线去捕捉角膜的独特特征,血液细胞的惟一模式就被捕捉下来。它具有使用者和设备非接触、视网膜不会被伪造等特点,但由于要求被扫描者在它读取角膜信息时直立不动,很难获得用户的普遍接受,另外,角膜扫描仪对于盲者和眼睛患病的人是无效的。 面部识别:通过对面部特征进行识别。标准视频技术通过一个标准的摄像头摄取面部的图像或者一系列图像,记录一些优秀点及它们之间的相对位置,然后形成模板;热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像,通过特定算法将图像变成数字信号,最终产生匹配或不匹配信号。面部识别是非接触的,用户不需要和设备直接接触。 签名识别:也被称为签名力学辩识,它是建立在签名时的力度上的。它分析的是笔的移动,而非签名的图像本身。签名力学的关键在于区分出不同的签名部分,有些是习惯性的,而另一些在每次签名时都不同。它容易被大众接受,但随着经验的增长、性情的变化与生活方式的改变,签名也会随之改变。 声音识别技术:是一种行为识别技术,识别设备不断地测量、记录声音的波形和变化,并将现场采集到的声音同登记过的声音模板进行精确的匹配,从而确定用户身份。是一种非接触的识别技术,用户可以很自然地接受。 指纹识别系统:它通过对指纹的全局特征和局部特征采集、分析后,与模板库中存储的指纹对比,自动、准确地鉴别出个人身份。用来采集指纹图像的技术为光学技术和电容技术。光学技术需要一个光源从棱镜反射按在一个取像头的手指,光线照亮指纹从而采集到指纹。电容技术是按压到采集头上的手指的脊和谷在手指表皮和芯片之间产生不同的电容,芯片通过测量空间中的不同的电容场得到完整的指纹。 3、生物识别技术发展趋势 随着数字时代的到来,基于生物特征的验证技术愈加显示出它的价值。生物密码时代呼之欲来,生物识别技术的可靠性,以及有效地鉴定个人的身份有着重大的社会和经济意义。“执生命密匙,启身份之锁”,在以计算机和生物技术为主流的知识经济崛起时代,身份的鉴定有了来自生物体自身的密匙,横跨这两大科技领域的生物特征识别技术正愈益显示出其旺盛的生命力和远大前景。 由于各种生物特征的识别方式都有其一定的适用范围,单一的生物特征识别系统在实际应用中显现出各自的局限性,生物特征识别技术开始向多生物特征识别技术结合方向发展。当然生物识别技术并非万无一失,与数字密码识别技术相比最大的缺点是,一旦当事人的生物特征被仿制,很难像改变密码一样更改自身的特征。 4、结论 从目前的应用现状看,生物特征是最好的验证方式,个体的生物特征不易丢失,不易仿造,是个体在出生的时候就获得了的惟一的、先天的身份证明,这份证明是由最可信,最具权威性和通用性的大自然发放的。总之,随着电子商务成为信息交流的热点,生物识别技术将获得空前的发展空间,多生物识别技术共同应用是大势所趋,随着时间的推移和技术的发展,电子商务安全体系将越来越完善。 参考文献: 生物统计论文:生物统计学精品课教学创新论文 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显着提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的6-7学时,降到现在的4学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学 生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 2世纪2年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有5余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:SPSS生物统计学本科教学论文 一、SPSS软件的基本特点以及数据文件的建立、导入与导出 李春喜教授主编的第五版生物统计学教材中,前一章内容分别为概论。结合SPSS特点,在讲授本章内容的同时,SPSS上机实验课应设置为SPSS软件的界面介绍、基本特点和作用,数据的建立、导入与导出部分。SPSS软件的特点与作用:SPSS(StatisticalPackagefortheSocialScienceorStatisticProductsandServiceSolution)软件是于1968年由美国斯坦福大学(StanfordUniversity,USA)的三位研究生研发而成,并以此名创立SPSS公司。该软件操作简单,易学易用,具有较强的统计功能和强大的作图功能,特别是能够快速准确地完成大量的、烦琐的、专业的和复杂的数据统计分析,是国际上认可的专业统计分析软件之一。其可广泛应用于统计分析(例如均值比较、相关分析、方差分析等)以及统计图形(例如柱状图、散点图、饼状图等)的制作和编辑。在介绍这些功能的同时,打开SPSS窗口,兼并介绍SPSS视图窗口中标题栏、菜单栏、数据单元格显示、工具按钮、数据视图和变量视图的一些简单用法。数据文件的建立:SPSS软件打开之后,会进入数据编辑窗口,新建一组数据后可将变量依据实验内容进行命名,并选择输入数据的基本变量类型(例如数值型、逗号型、句点型、科学计数型、日期格式型、美元型、定制货币型和字符串型等)。数据文件的导入与导出:SPSS可以导入SPSS(*.sav),Exce(l*.xls),dBASE(*.dbf),ASCⅡ(*.dat,*.txt),Access(*.mdb),Lotus(*.w*),Foxpro(*.dbc)等数据文件,以及各类SASS数据文件。即从菜单选择File中选Open,弹出OpenFile对话框,文件框内显示以选择所需文件后缀类型,之后选择对象,单击打开(O)按钮,或双击对象文件,从而将文件导入。同样文件的导出通过File中的save/saveas(保存数据对话框),选择保存路径,键入文件名,确定数据类型,单击保存(S)按钮,其导出文件。 二、应用SPSS软件的基本统分析 教学材料第二、三章内容为资料的整理与特征数的计算、概率和概率分布,结合教学内容SPSS上机实验课应设置基本统计分析课程,该部分包括数据汇总报告和描述性统计分析两方面的内容。基本统计分析可通过菜单栏的分析(Analyze)窗口进入,点击分析栏之后,鼠标放置数据汇总报告(Reports)栏,即可显示分层报告(OLAP—OnlineAna-lyticalProcessing)、数据汇总(CasesSummarize)、行汇总报告(ReportSummariesinRows)、列汇总报告选项(ReportSummariesinColumns)。其中分层报告主要用于中位数、最大值、最小值、方差、偏度系数等统计描述;数据汇总可用于对编辑窗口中的数据在结果窗口中罗列出来,以便浏览和打印,同时也可对数据的基本特征进行描述;行汇总报告可罗列原始数据,其格式是以观察单位和统计量为行标目,以报告变量为列标目;列汇总报告主要用来生成按列显示统计量计算结果的报告,同时也可以完成许多统计计算。当鼠标放置描述性统计分析(DescriptiveStatistics)位置后,选中响应的功能即可进入频数分析(Frequen-cies)、描述性分析(Descriptives)、探索性分析(Ex-plore)、多维交叉表分析(Crosstabs)、比值分析(Ratio)窗口从而根据自己的目的进行响应的数据分析。 三、应用SPSS软件的均值比较和方差分析 生物统计学基本知识熟悉之后,在随后在课堂教学中会开始进行统计推断和方差分析部分的内容。SPSS实验课在此部分结合课堂教学相应的设置均值比较和方差分析上机内容。均值比较可通过菜单栏的分析(Analyze)窗口进入,点击分析栏之后,鼠标放置数据均值比较(Com-pareMeans)上即可显示相应分析栏:平均数基本分(Means)可用于定量资料的统计分析,按分组变量计算因变量的描述统计量值,如均值、方差、标准差、偏度、峰度等统计量,并显示结果;单样本T-test(One-SampleTTest)单样本t检验主要用于样本平均数和已知总体平均数的比较;独立样本T-tes(tInde-pendent-SamplesTTest)可用于检验两个独立样本的总体平均数之间是否有显著差异;配对样本T-test(Paired-SamplesTTest)用于配对计量资料的比较,检验配对样本差值的总体均数与0的差异有无显著意义,以及配对样本是否相关方差分析包括单因素方差分析和多因素方差分析。其中单向方差分析(One-WayANOVA)可通过均值比较(CompareMeans)进入,其用于完全随机设计资料的多个样本均数比较和样本均数间的多重比较,也可进行多个处理组与一个对照组的比较。多因素方差分析可通过分析栏里的多因素方差分析(GeneralLinearModel)选项进入,进入之后会设置四个不同要求的选择:单变量多因素方差分析(Univariate)可用于一个因变量受一个或多个自变量影响的方差分析;多因变量方差分析(Multivariate)主要用于多个因变量受一个或多个因素变量或协变量影响的方差分析;多因变量方差分析(Multivariate)对同一因变量进行重复测量的方差分析;混合效应分析(VarianceCompo-nents)用来估计每个随机因素对因变量方差的贡献。在分析过程中可根据不同的需要和要求,选择相应的方差分析。 四、应用SPSS软件的回归和相关分析 在方差分析之后,李春喜教授主编的第五版生物统计学教材第七章内容为直线回归和相关分析。根据课程设置,SPSS上机实验课最后应设置为回归分析和相关分析的内容。回归分析包括线性回归分析和可转化的线性回归分析。其中线性回归分析包括一元、多元线性回归,其可通过分析(Analyze)中的Regression选项进入,进入之后可通过选择Linear选项进行数据的线性回归分析;可转化的线性回归分析,是将非线性数据通幂指数、倒数、等转化,转化为可线性回归的数据,从而进行分析,其可通过Regression里的CurveEstima-tion选项进入。相关分析是一种将客观事物之间相互联系反映到数量上,从而说明相关变量之间关系的一种分析。SPSS软件中可通过分析(Analyze)中相关(Correlate)里的Bivariate选项进行二元变量的相关分析;当实验要在进行排除其他变量影响下的两变量相关分析时,可通过选择相关(Correlate)里的PartialCorrelationAnaly-sis进行偏相关分析;而当研究问题涉及变量较多,众多变量间的相似性和信息交叠使得我们难以从中提炼出主要信息时,可选择相关(Correlate)里的Distances来进行距离分析。五、总结本人依据生物统计学的实际教学经验,将李春喜教授所编生物统计学第五版教材的教学内容与SPSS统计学专业软件的基本功能相结合,对不同章节的教学内容全部在SPSS软件中进行操作应用。通过SPSS实验教学与生物统计学课堂教学的相互照应,必将加深学生对本门的掌握程度,同时在以后的现实应用中也必会起到良好的效果。 作者:马建辉 张黛静 姜丽娜 邵云 单位:河南师范大学 生物统计论文:成绩统计生物教学论文 一、分析高中生物成绩统计对教学的意义 高中生物的考试成绩是教师教学成效的重要反映,因此生物考试成绩的统计工作就显得至关重要。有效的成绩统计不仅是教师评价学生学习情况的重要参考依据,同时也对教师后续教学进行改进和发展具有举足轻重的作用。可以说,高中生物成绩的统计对教师教学有着重要的意义。 二、探析有效发挥生物成绩统计作用的途径 1.增强成绩统计的频率 高中生物考试一般来说分为月考、季考、期中考试和期末考试,而往往考试成绩出来之后,大部分教师只会对期中考试和期末考试进行统计,结合这两次的考试成绩来分析学生这半学期和一学期的成绩,而忽略了如学生临时抱佛脚、在考试中偷看别人成绩等情况。仅仅是统计期中、期末成绩往往不能科学地、真实地反应学生的实际学习情况,因而教师应该对月考、季考甚至是周考进行统计,虽然统计工作比较繁杂,但是增强高中生物成绩统计频率,在很大程度上可以真实地反映学生的成绩。 2.运用工具软件进行成绩统计 教师应该充分掌握计算机技术,并将此充分地利用到生物考试成绩的统计工作中,相较于传统手动统计成绩来说,运用计算机工具软件更有利于发挥成绩统计的作用,在统计的整体上比传统手工统计更加系统化、便捷化,教师通过软件统计出来的数据能够更加一目了然地看出学生分数分布情况。在生物考试成绩统计中,鉴于软件成绩统计的优越性,教师还可以将成绩提高或者是成绩明显下降的同学清晰地标记出来,更有利于之后教学的开展。 3.细分成绩统计内容 发挥生物成绩统计在教学中的作用,教师还应该将成绩的统计进行细致划分。传统高中生物成绩的统计内容往往是“姓名、成绩、名次”,而细分统计内容则是在统计时,会增加具体知识点的成绩统计,如“生物新陈代谢章节知识点分数”“生殖和发育章节知识点的分数”等,虽然这种细分工作很繁杂,但是一旦统计出来,教师就会对学生的掌握情况有了比较清晰、深刻的了解,相比于不了解学生学习状况就进行教学活动更加有效率,也能有针对性地进行教材讲解。 4.对成绩统计进行描述性分析 每次进行成绩统计之后,大部分教师往往会就此结束生物成绩统计工作。其实,在统计之后,教师还应该对统计的结果进行描述性分析,也就是对统计做一个规律性的总结。如教师可以统计学生在“细胞”学习中,哪些知识点还没有掌握,还可以对学生整体在考试成绩中反应出的问题进行总结性的分析。统计的本质在于能够促进后续教学的有效进行,只“重形式不重结果”是违背成绩统计的初衷的。 5.增加成绩统计的对比分析 在高中生物成绩统计时,教师可以对这学期已经完成的考试成绩统计进行综合的对比分析。几次生物考试的成绩往往能够反映该学生在总体知识上的掌握程度,因而教师通过科学的对比来研究不同学生对知识点的掌握情况,对之后的教学该如何展开,该采取怎样的教学手段提高生物教学质量等方面都有着重要的参考价值。 6.将统计结果及时和学生沟通 教师对学生成绩统计完成并且做出一定的总结之后,要将改进的建议以及成绩反映的状况及时和学生沟通,因为所有统计的根本目的是为了学生能够更好地改善当前的学习状况,因而教师必须和学生进行有效的、针对成绩上反映出的问题的合理交流,给予学生在后续生物学习上的科学的建议,充分发挥成绩统计的作用。 三、总结 综上分析可知,生物考试成绩的统计工作对高中教学活动有着重要的影响,教师利用生物成绩的统计来了解学生在学习中依然存在的问题,不仅可以帮助教师评价学生的学习情况,同时也对教师后续教学进行改进和发展起到了重要的推动作用。 作者:岑双庆单位:横县第二高级中学 生物统计论文:生物统计学教学创新试析论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生本论文由整理提供物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践本论文由整理提供方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台本论文由整理提供建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没本论文由整理提供有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,本论文由整理提供许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。超级秘书网 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物本论文由整理提供栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容本论文由整理提供、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:Minitab辅助的生物统计论文 一、鼓励和充分利用多媒体教学 生物统计课程教学内容抽象,图表较多,而传统的教学手段具有耗时较多和难以直观地通过图表来体现数据特征的不足。多媒体教学中图文并茂、生动活泼的特点既有助于集中学生的注意力,又能直观地使学生对许多抽象的概念和理论有直观的理解。如利用多媒体手段,在教学中先给出一个有2000个容量的30日龄猪仔体重的数据集做总体,利用Minitab做猪仔体重的散点图,可以很直观地看出30日龄猪仔体重总体呈正态分布,猪仔体重在6.0-8.0kg之间。然后从该总体中做有放回的抽样,每次抽10个猪仔体重做一个样本,计算该样本的均值,该过程分别重复10次,得到10个均值,做出这10个均值的散点图,可以看到该散点图的轮廓并不是呈对称的正态分布,随着重复次数的增多,做出的散点图越来越逼近正态分布。通过这种直观的教学,能让数学基础较差的生物和食品学科的学生很直观的理解抽样分布的概念和了解抽样分布的规律,并能直观的观察体会T分布如何逼近正态分布。其他如F分布、卡方分布、置信区间、两类错误、P值的意义和线性拟合等知识均能通过借助Minitab先演示实际例子,然后引出抽象的理论,这既克服了以往只讲理论公式的“填鸭式”教学,又克服了普通多媒体教学中不能体现“引导式”教学的弊端。通过教学反馈来看,取得了良好的效果。 二、结合学科实例讲解抽象的理论 生物统计是利用统计学的方法和手段来解决实际问题,突出应用性。目前国内的很多生物统计教材,或者是数学学科的专家学者编著,其基本特点的是注重理论推导,忽视通过实例直观的讲述统计思想和过程;或者是讲述的实例并不适用于生物和食品学科的科研和生产实践。因此,这就要求教师在讲述每一个概念理论时,要多举一些具体学生经常遇到的生物或者食品学科的实例。如在讲述基本的统计推断时,在生物学科举例如下:根据以往经验,30日龄猪仔体重近似服从正态分布,体重均值为7.0kg,标准差为0.5kg,现从一种猪场随机抽取30日龄10只猪仔称重并收集数据,计算的体重均值为5.0kg,问猪仔体重有无改变。从这个实例可以直观地看出总体均值和样本均值是有差异的,统计推断的本质是找出这种差异究竟是否抽样引起的,还是真实存在的。统计的原假设都是无差异的假设,即差异是由抽样引起的,备择假设与原假设互补,即差异是真实存在的,下来需要估算抽样的均值5.0kg是否在给定的显著性水平α下落在总体分布的1-α内,如果落在1-α内,则不能拒绝原假设,如果落在1-α内之外,根据小概率原理,不可能发生的事情了,那就要拒绝原假设而接受备择假设。这里有两个问题需要重点强调:一是在原假设成立的前提下,得到的分布结果不在预定的范围内,在推断过程无误时,那只能是原假设不能接受;二是小概率原理判定中的不可能事件是统计上的不可能,也就是一般发生的概率极小,而不是逻辑上的不可能。通过这种结合学科恰当实例讲述的方法,便于学生在教学后揣摩体会生物统计的基本理论和怎么在科研生产中使用以及在哪里领域能使用等。 三、强调统计软件在授课和课后中的使用 公式繁多和计算复杂是生物统计教学中一个显著特点,因此引入合适的统计学软件把人从浩繁的计算中解脱出来是一个迫切的任务。目前的统计学软件有数十种之多,常见的有SAS,SPSS,Matlab,Minitab等。结合多年教学探索,选择由美国宾州大学开发的Minitab作为教学软件。与SAS相比,Minitab具可视化操作和容易上手等优点;与SPSS相比,有较强大的试验设计模块(Designofexperiments,DOE)和质量控制模块。Minitab的常用菜单有:数据菜单、计算菜单、统计菜单和图形菜单。使用频率最高的统计菜单提供了包括基本统计分析和多元统计分析、回归分析、非参数分析、探索性数据分析、时间序列分析、质量分析、可靠性分析、列联表分析、DOE和样本含量估计等功能。其中的基本统计分析功能能满足教学中所涉及的数据的统计描述、参数估计、Z检验、单样本T检验、独立T检验、配对T检验,一元方差分析、一元线性回归和拟合优度检验。在课堂教学中,涉及所有计算均通过Minitab完成,既节约了课堂时间,又能通过幻灯片的操作演示,让学生初步了解软件的基本界面和基本操作。课堂学习是学习和理解的过程,布置适当的课后作业能更好地巩固学习效果。每一章学习之后,留有3~5道作业,要求学生完成作业的电子版后统一发到课程教学公共信箱。作业要求在每一个题目后先写出自己的分析思路,然后利用Minitab完成计算过程,并且把数据集和计算结果的截图插入电子作业中,并对结果做出合理的生物学解释。通过这种教学尝试,激发了学生的思考能力和动手能力,基本上解决了国内目前在教学中存在忽略统计方法的软件使用的问题,大多数学生在后续的本科论文中涉的统计推断均能很好的利用Minitab完成。 四、基于Minitab讲解试验设计 客观、科学、合理和可行是一个实验设计的基本要求。首先,在教学中我们反复的向强调一个合理的实验流程是这样的:选择研究问题提炼实验因子和响应指标收集整理实验数据根据实验目标和数据特点选择合适的统计方法分析结果及生物学解释。其次,设计具体实例借助Minitab讲述试验设计部分的教学内容。相比人工制作实验项目表格的繁琐,利用Minitab实施试验设计省时省力并为后续的分析工作提供了便利。Minitab的DOE模块能快速完成生物学研究中的大部分试验设计,如全因子设计、部分因子设计、响应曲面设计、混料设计、田口设计和响应优化等。如在生物和食品学科的实践中,常遇到优化某种微生物培养基或者饲料配方的实验设计,在单因素的基础之上,就可以通过Minitab的DOE模块完成两种不同类型的优化设计:正交设计和响应曲面设计。正交设计是在DOE的子菜单点击创建田口设计,在弹出窗口中,选择因素后,选择可用设计即可实验方案设计的列表,设置重复试验或者空白列以估计误差,按此设计表实施试验,将试验结果填入设计表中完成整个实验。在DOE子菜单点击分析田口设计即可得到正交设计试验的方差分析结果和各因素主效应图,从图可以很直观的得出最佳方案。此外,还可以使用DOE子菜单的预测田口结果菜单预测最佳方案的效果。响应曲面设计基本上和正交设计类似,也是在DOE子菜单中完成设计和结果分析。Minitab的DOE模块能满足生物和食品科学常见的试验设计及结果分析。用软件代替以往试验设计只讲理论的教学探索,基本上解决了以往课程结束后学生难以正确进行试验设计的问题。 五、结语 生物统计课程一方面因为其抽象的理论一直是我校生物和食品学科学生的“头疼课”,另一方面因为其在科学研究中的实用性,又激励学生要学好这门课程。在较短的教学时间内,通过如何提高学生的学习兴趣和参与性来提高学习效果,一直是参与生物统计课程教学工作者不得不思考的问题。在教学中多举一些来自生物和食品学科的教学实例,在讲清楚概念理论的基础上,着重突出学生以生物统计的相关知识来解决实际问题的能力;选择MINITAB完成试验设计及试验数据的统计分析加强了学生的应用能力。通过这几年的教学探索,取得了较好的教学效果,突出了应用性的基本要求。 作者:李彦杰周大祥杨俊年刘仁华单位:重庆三峡学院生命科学与工程学院三峡库区可持续发展研究中心 生物统计论文:Excel和SPSS教学的生物统计论文 一、Excel在生物统计学教学中的应用 (一)创建图表和图形Excel制图功能强大、便捷、图形种类选择性强。Excel提供的统计制图功能,为教师在教学过程中提供了一个有力的工具,使用这一工具可以十分方便地制作课件辅助教学。随着多媒体辅助教学的普及,Excel绘制的统计图在统计教学过程中的应用已相当广泛。在Excel的“插入”菜单项,选择“图表”选项,选择合适的图表类型及其子图类型,选定数据区域,就可以快速绘制出各种美观的统计图形。用户在绘制中或绘制完成后均可通过设计、布局、格式菜单对图表类型、数据、绘图区、坐标轴、图例、网格线、图表标题的格式等进行修改调整,直到满意为止。常见的图表类型有11大类,包括柱形图、折线图、饼图、条形图、面积图、XY散点图、股价图、曲面图、圆环图、气泡图、雷达图。每种大类中包含2至19种子图表类型可供选择。如,在数据资料的整理、直线相关与回归分析的章节教学中,可借助Excel的绘图优势进行绘制常见的统计图及XY散点图,将数据资料转化为更加直观、形象的图形表达方式,有助于学生对数据资料特征的认识及操作能力的提高。 (二)数据资料的统计分析在生物统计分析中使用较多的工具是“数据分析”,因此在使用之前需要先安装“分析工具库”。方法是打开MicrosoftExcel2007工作薄,单击左上角的MicrosoftExcel徽标按钮,在打开的列表中选择“Excel选项”,选择“加载项”,并在“管理Excel加载项”后单击“转到”,然后在打开的“加载宏”对话框中选择分析工具库,点击确定。如果打开的“加载宏”对话框中没有可用的加载宏,建议重新安装Excel2007完整版。使用时打开菜单“数据”,“数据分析”就出现在该菜单的最后一项。在“数据分析”中,生物统计上常用的统计分析工具有直方图、描述统计、抽样、t检验、z检验、f检验、方差分析、相关和回归分析等,可基本满足数据资料统计分析的要求。利用这些分析工具在课堂上演示,既可以解决教学过程中的大量数据的计算问题,又能使学生很容易地理解和掌握相关检验方法的具体操作。 二、SPSS在生物统计学教学中的应用 SPSS原先是statisticalpackageforthesocialscience(社会科学统计软件包)的缩写,是由美国斯坦福大学的三位研究生于1968年研究开发成功,同时成立SPSS公司,是世界上第一个用于大型机的统计软件,也是世界上应用最广泛的专业统计软件之一。随着SPSS产品服务领域的扩大和服务深度的增加,其软件的应用早已不再局限于社会科学界,因此SPSS被赋予了新的含义:StatisticalProductandServiceSolutions(统计产品与服务解决方案)。2009年SPSS公司被IBM并购,因此现在的SPSS是IBM公司推出的一系列用于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件产品及相关服务的总称。自被IBM收购之后,SPSS每年的8月中旬都会推出新的版本。目前的最新版本是2013年8月推出的IBMSPSSStatistics22.0。SPSS软件在生物统计教学中有以下优势。 (一)统计分析功能强大SPSS的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等。在统计分析方面具有完整的数据输入、编辑、统计分析、报表、图形制作等功能。SPSS自带11种类型136个函数,SPSS软件囊括了各类成熟的统计方法与模型,为统计分析提供了全方位的数据整理、统计学算法和统计分析服务。SPSS提供了从简单的统计描述到复杂的多因素统计分析方法。其分析过程包括描述性统计、比较均值、一般线性模型、广义线性模型、混合模型、相关、回归、对数线性模型、神经网络、分类、降维、度量、非参数检验、预测、生存函数、多重响应、缺失值分析、多重归因等几大类。每大类中又分为几个或多个统计过程,如,回归中又分自动线性建模、线性回归分析、曲线估计、二元Logistic回归、多项Logistic回归、有序回归、Probit回归、非线性回归、权重估计、两阶最小二乘法等多个统计过程,而且每个过程中又允许用户选择不同的方法及参数,完全可以满足非统计专业人士的工作需要。 (二)强大的图表分析功能SPSS具有专门的绘图系统,可根据需要绘制条形图、线图、面积图、饼图、高低图、箱图、误差条形图、人口金字塔、散点图、直方图等。也可根据图表构建程序和图形画板模板选择程序快速地设计或定制所需的统计图形,其演示图形系统,可容易地控制创建、编辑图表的时间,大大减少工作量,并且还可以一次创建一个图或表,然后使用作图模板以节省时间。 (三)兼容性较好,具有较强的数据接口SPSS提供的强大的数据管理功能,可帮助操作者使用其他的应用程序和数据库。支持Excel、Dbase、FoxBASE、FoxPRO、Access、SAS等格式的数据文件,通过使用ODBC(OpenDatabaseCapture)的数据接口,可以直接访问SQL(结构化查询语言),访问标准的数据库管理系统,通过数据库导出向导功能可以方便地将数据写入到数据库中。SPSS的图形可转换为其他7种图形文件,其分析结果可保存为*.txt、word、PPT及html格式的文件。这种强大的数据接口能够使数据在不同形式中转换分析,避免录入数据的繁琐步骤,能够大大提高数据分析的效率和速度。 (四)SPSS软件操作简便、输出结果直观、针对性强SPSS19.0为多国语言版,使用者可选择中文进行安装,其Windows视窗和Excel操作界面清新、友好,全新的中文帮助文档可使学习更轻松。SPSS的操作除了数据录入及部分命令程序等少数输入工作需要键盘辅助外,大多数操作可通过鼠标拖曳、点击“菜单”、“按钮”和“对话框”来完成。因此,用户无需花大量时间记忆大量的命令、过程、选择项。SPSS统计分析结果直观、清晰、漂亮,其图表具有高分辨率、色彩丰富、可视化和可读性强的特点。用户只要掌握一定的Windows操作技能,粗通统计分析原理,无需通晓统计方法的各种算法,就可根据输出的图表读懂统计分析结果。SPSS针对初学者、熟练者及精通者都比较适用,初学者入门容易,上手较快,熟练或精通者可以通过编程来实现更强大的功能。将SPSS引入生物统计教学,统计中的数据处理和数值计算变得轻而易举,教师可以集中精力传授生物统计的思想方法,结合专业进行实例分析,提高教学效率,增强学生应用能力的培养。在生物统计教学中辅助Excel和SPSS两种软件教学的新模式,既可满足不同层次学生的学习需求,又能够弥补各自软件的不足,因此,比较适合高职院校非统计专业相关生物统计课程的教学工作。 作者:赵秀敏单位:河南农业职业学院 生物统计论文:基于食品学科教学的生物统计论文 一、在改革之前,要让学生把握这门课 1.如何尽快地把学生引进门。 把学生引进门很关键,直接关系到学生对这门课程的兴趣问题和学生对这门课程学习的主观能动性。所以要设法对生物统计这门课程的每一个知识点进行形象的归纳概括,找出规律性的解决问题的办法,用学生易懂的语言进行。 2.如何应用到具体实践。 学习生物统计的主要目的就是把这门课程应用于实践。那么如何应用就显得很关键。一个好的办法是通过合适的案例分析来阐述如何进行试验课题设计和统计分析,如何应用统计分析的结果找出规律性的认识或应用于具体实践。 3.如何把手算和电脑软件分析运算具体结合起来。 生物统计中的手动计算和软件计算都很重要,但是如何把二者有效结合呢?因为这关系到对这门课程的理解及把握和利用现代分析软件的分析应用问题。拟设想的办法就是对于刚开始学习生物统计学和对于不复杂的统计计算就利用手动计算,让学生切实把握统计分析的具体过程,有些统计分析过程计算太复杂,但是原理并不复杂,这时我们最好借助软件来进行统计分析而节省大量的时间来做更重要的事情。 二、实施生物统计学课程的教学改革 1.教学内容的有所为与有所不为。 目前教学改革的目的是要发挥学生的主观能动性,所以要尽可能多地把一些基础内容如实验数据的整理与特征数留给学生自学,教师可不讲,但是教师要安排相应的习题让学生在自学时加以回答,因为带着问题的学习效果会更好。但是对于优秀的内容如假设检验、方差分析、回归与相关分析、食品学科基本的试验设计的一般步骤和方法、试验设计实施结果的统计分析等,这些内容必须着力讲述,重点阐述基本概念和基本原理,重点掌握生物统计方法在食品学科中的功能与用途、方法与步骤,让学生把握其内在规律,提高学生解决复杂问题的水平;而对于定理的证明与公式的推导这方面不需要大花时间,因为笔者觉得这方面的内容实际上就是数学变换,可以留给学生在课下自学,教师有选择性地重点讲解结合学生课下的自主学习,可让学生更快地步入生物统计学世界。而对于难点问题和复杂问题,则也主要靠教师的讲述学生才可能把握,不过该怎么讲呢?笔者觉得最简单的方法是把一个难点问题、复杂的问题分解成若干简单的问题,那么这个复杂的问题也就变得简单了,学生也更易把握了。如方差分析这一部分看起来很难也很复杂,但是如果把其分解成平方和的求解、自由度的求解、方差的求解、F检验和多重比较这几部分,也就不难把握这部分内容了。 2.注重食品学科中生物统计案例讲解,理论结合实践。 每年食品学科的科研和生产实践都会有不少新成果,这些成果的取得大多是在统计学的指导下取得的,那么教师可通过具体的案例分析来探索这些成绩是如何取得的,激起学生的兴趣。对于一些入门的基础知识可以多讲,而对于入门之后的一些很复杂的计算应少讲,只要告诉学生基本的分析过程和如何应用有关统计分析软件来进行求解即可。 3.教学手段多样化。 以现代的幻灯片课件教学为主,同时辅以传统的黑板板书。对于容易把握的知识,可以用幻灯片课件教学。而对于难点、关键点和学生的疑问解答,最好把幻灯片和板书结合起来,因为板书更随意,可以最大程度结合上课的具体情况发挥教师的随机应变能力,可依据具体情况而变动,这样也易使课堂气氛活跃,学生印象亦会深刻得多。 4.实现教学内容资源的数字化。 充分利用现代先进的数字化技术,制作合适的教学大纲、教学多媒体课件、习题和参考答案、教学案例等,并把这些内容挂网,以方便学生的课下学习。 5.手动练习和软件应用相结合。 对于刚刚开始学习生物统计学的学生来说,加强手动练习是引领它们快速入门的一个好方法。手动练习可加强学生的理解能力,把握解决基础的典型的统计分析和试验设计的一般程序。但是随着学习的不断深入,手动计算会越来越复杂,不过基本的统计分析过程是类似的,这时就有必要借助软件来分析和解决统计分析问题。软件可以用来分析统计分析问题,也可用来进行试验设计,学生应该先掌握一些权威统计分析软件如SPSS和试验设计软件Design-expert的一些最基本的用法。 三、结语 笔者通过这几方面的教学改革探索,取得了不错的效果。学生觉得生物统计学没有想象的那么难,产生了难能可贵的兴趣,有不懂的问题也更愿意和老师、同学探讨。当然随着时代的不断发展,要让学生学好、教师教好这门课,食品学科的生物统计学教学方法也应不断改进:进一步探索教学规律,优化教学过程,完善教学体系,全面提高该课程的教学质量。 作者:李翠芹何腊平陈平单位:贵州大学化学与化工学院贵州大学酿酒与食品工程学院贵州大学理学院 生物统计论文:提升科研素质的生物统计论文 1问题的提出 青海大学农牧学院草业科学系承担着草业科学专业本科教学任务。在以往的教学中,《生物统计》课程的定位是服务于专业课程的专业基础课,但是随着青海大学进入“211”重点建设行列后,学校教学及科研工作都有了大幅度的发展,对教学工作和学生培养工作也提出了新要求,加之社会各级各类就业单位对本科学生综合素质的要求越来越高,使得《生物统计》课程的外延发生了相应的变化,即课程不仅是服务于专业学习的基础课,同时应该成为学生参与科研,开展科研活动必须具备的基本技能,也就是说,需要通过《生物统计》等课程来提升学生的科研素质。那么,为什么结合《生物统计》课程提出“提升学生科研素质”这一问题呢?近几年来,青海大学农牧学院草业科学系在青海大学教学科研不断快速发展的推动下,自身也有了长足发展。截止2012年底,草业科学系教师主持科研课题24项,其中部级5项、省部级课题9项、校院级课题7项,其他来源3项,合计科研经费720万元,教师参加科研比例为100%。 由此反映出,随着草业科学专业教师学历和职称的提高,教师申报获批或参与的科研项目在不断增加,这就需要大量的学生参与到科研活动中,并且为学生参与到科研中提供了可能,这样,就使得草业科学专业学生参与到教师科研项目中的人数和比例逐年增加。同时,草业科学专业本科学生积极申报国家或青海大学的大学生科技创新项目,截止2012年,获批的国家或青海大学大学生科技创新项目8项,共计20余人参与,其中有两项在第11届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获三等奖,表明草业科学专业本科学生参与、甚至主持的科研项目面积不断在增大。另外,近三年草业科学专业本科毕业论文中,86%的毕业论文选题来自教师在研的科研项目或学生自己获批的大学生科技创新项目,表明学生的毕业论文是在参与科研项目的基础上完成的,从今后的发展趋势看,这一比例还将增大。综上所述,作为支撑科学研究中试验方案设计、试验内容实施、试验结果整理统计与分析的《生物统计》课程在学生培养中的作用重大。因此,为了适应草业科学专业本科教学的这一新形势和新需要,提出了《生物统计》课程的教学需配合学生科研素质的提升这一问题。 2《生物统计》课程教学与学习中存在的突出问题 从《生物统计》课程的内容看,涉及较多的数学公式和抽象的统计概念,要求学生具备较为扎实的数学基础和较强的逻辑思维能力。因此,《生物统计》课程一直以来就是草业科学专业课程中较难授课和较难学习掌握的课程之一。对草业科学专业大多数本科学生而言,该课程晦涩难懂,似乎与专业课程学习和参与科研没有直接的联系,更突出的问题是,即便学生能够认识到该课程在今后专业学习和参与科研中的重要作用,但是很难将课程的学习和将其科学地应用在科研活动中有机结合起来,导致对该课程的学习仅仅就是学习一门课程而已,当面对如何设计科学研究试验方案,如何布置试验、实施试验,如何获取客观的试验数据,如何通过科学的统计分析方法揭示自然规律时束手无策,缺乏将《生物统计》课程内容与实际应用紧密结合起来的能力,这样,一方面导致课程学习结束后不能继续发挥课程的作用,一方面导致学生在参与科研中因统计学方面知识的欠缺而成为短板。也就是说,目前《生物统计》课程的教学没有达到学以致用的教学目的。 3《生物统计》课程在提升学生科研素质中的作用 草业科学专业本科学生科研素质的培养主要体现在研究课题的设计与实施两个方面。其中研究课题的设计与实施能力的培养是主要目标。《生物统计》课程的主要内容是运用概率论与数理统计的基本理论,合理地安排科学试验,以获得尽可能多的、能反映事物本质的信息,并通过正确合理的统计分析,揭示事物内在的客观规律及相互作用。因此,通过课程中试验设计的教学是可以提高学生设计研究课题试验方案能力的。众所周知,在科学研究中,试验结果会受到系统误差和随机误差的影响,使得试验处理的真实效应受到许多非处理因素的干扰和影响,从而影响到科学试验的精确度和准确度,甚至无法揭示真实的自然规律。这就要求科学研究人员不但要清晰地了解这一现状,更重要的是必须通过科学合理的试验设计和安排来减少或是避免这种不利影响,这样,才能在有限的科研时限内获得科研成果。因此,需要培养参与科研的学生的这种科学、严谨、一丝不苟的精神和切实可行的科研方法,而这种科研方法的培养是可以通过《生物统计》课程实现的。在科研中,获得了大量科研数据后,面临的一个重要问题就是如何通过试验数据揭示自然规律。由于本科学生参与科研工作的沉淀相对不足,当面对大量的科研数据时,更是无从着手,不能通过科学合理的统计分析方法揭示规律,而通过《生物统计》课程是可以提高学生分析数据,揭示规律的能力的。 4提升学生科研素质,改革《生物统计》课程教学 4.1转变《生物统计》课程的定位 在以往的草业科学专业本科教学中,《生物统计》课程的性质是专业基础课,教学中侧重于理论教学,在一定程度上忽视了课程的实践性应用。因此,要使《生物统计》课程在提升学生科研素质中发挥作用,首先要转变课程的定位,即将《生物统计》课程定位在培养学生具体应用能力,提高学生动手能力,提升学生发现问题解决问题能力上。简单说,就是将《生物统计》课程定位于学生学习后能切实使用这一教学目标上。 4.2对课程理论内容的讲解要有针对性,部分内容适当弱化 《生物统计》是一门既有理论又有实践的课程。基于上述对课程定位的转变,在学时有限的教学中,教师应当根据各章教学内容及教学要求的不同,采取不同的教学方式,对部分理论内容适当弱化。如统计学基础知识部分,着重讲清基本概念和基本理论即可,力求深入浅出。对于统计学基本原理,要紧密结合草业科学专业特点,着重讲清发现问题、解决问题的基本思路来启发学生的逻辑思维能力即可。对于课程中大量的数理统计学公式,应淡化演绎、推理过程,而将数学公式的统计学含义、在实践中的应用条件和范围、如何运用讲解清晰。 4.3紧密结合科研实践,增加实例教学 在课堂教学中,将基本的科研方法,如怎样进行科研选题、如何收集资料、如何制定试验方案和实施试验、如何对试验结果进行统计分析等穿插在授课内容中进行讲授。同时,在减少教材中部分练习题的前提下,布置具有实际意义的综合性练习,加强学生进行科研活动的基本训练,使学生初步掌握科研活动的方法和途径,为下一步参与到教师科研项目中打基础。其次,在课程授课中,增加实例教学内容。例如,在讲授随机区组设计方法时,可以列举本专业科研中牧草饲料作物栽培领域涉及的实例,如肥料、水分两因素对燕麦产量的影响;在讲授卡平方测验时,可以列举牧草饲料作物育种领域里的实例,如通过卡平方测验中的适合性测验来验证披碱草某一性状的遗传规律等。通过实例教学,使得该课程不再枯燥难懂,而且将学生引导到实际问题中去,通过分析与互相讨论,调动学生学习兴趣,提高学生解决实际问题的能力。在实例教学中,所举例子既要符合教学内容,又要有现实意义,紧密结合科研与生产中的实际问题,这对学生才有吸引力。不仅加深学生对授课内容的理解和记忆,而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助,能增强学生在以后的科研工作中的实际应用能力。 4.4增加统计软件的学习 目前,随着计算机技术在各领域的广泛使用,科学研究中数据的处理及统计分析基本依靠相应的软件来完成,常用的有SAS、SPSS、DPS等。虽然统计分析软件功能强大,几乎无所不能,但是前提是使用者要深入理解科研数据统计分析的应用范围、适用方法以及对软件分析结果的解读,否则,要么面对数据和软件不知如何下手,要么套用错误的分析模块得不出正确的结论,要么面对软件给出的丰富结果不知对自己真正有用的结论是什么。基于此,将计算机统计分析软件的应用融入到教学过程中。例如,在讲授试验资料的整理、假设检验、方差分析、回归分析等内容时,在讲清思路和分析步骤的基础上,直接利用ExcelSPSS、DPS等统计分析软件演示例题的分析过程与结果,并安排适当的时间让学生动手练习。这种教学方式的改革,能够发挥学生的主动性与积极性,增加学生动手机会,在完成课程内容学习的同时就基本掌握了相应软件应用能力,在后期学生参与科研项目时,遇见统计分析软件不再陌生,甚至能灵活运用。 4.5教学文件公开,实行开放式教学 目前,草业科学专业《生物统计》课程总学时有限,在不增加学时而又增加了统计软件等学习内容的背景下,课堂学习时间就捉襟见肘了。解决这一问题而进行的教学改革就是实行开放式教学,将课程教学文件通过各种网络平台呈现给学生,如可以共享在学生建立的QQ群中,或上传到教师的个人空间中,搭起一个容易被学生接受的教师与学生间的互动平台。这样,就避免了教师下课后学生见不到老师无法继续向老师学习,教师课后要给学生辅导又需要另找时间和教室而带来的诸多不便,可以有更充裕的时间和更灵活的方式在师生间交流和互动。 4.6改革考核方式,提升学生综合运用知识的能力 《生物统计》课程实践性较强的性质决定了应把考核学生应用知识的能力和综合分析问题的能力作为考核重点。考核方式可以从以往的闭卷理论考试改革为考核实践技能的开卷考试。开卷考试的命题可采取教师事先编制好若干套综合应用题,由考生抽签选作,学生可以查阅有关参考资料,但要求考生在规定时间内独立完成。如果条件具备,甚至可以采用计算机机考与笔试相结合,主观性题以计算机考试为主,客观性题则以笔试为主。这种考核改革,可以使学生从死记硬背概念和公式中解脱出来,以考查学生解决实际问题能力为重点,从而督促学生以掌握实际应用为学习目标。 5讨论 当前我国高等学校农科类专业本科生的培养方案中,大多是以培养应用型人才为目标,学生毕业后在严峻的就业压力下就业去向多为基层生产单位,从事的多是生产第一线的技术工作,从事研究工作的比例相对较少,但是,这与提升草业科学专业本科学生科研素质这一命题并不矛盾,因为,即便在生产第一线,也会大量运用统计学的知识指导生产,分析生产效果,在生产中并不排斥科研活动,尤其在创新型企业中,仍然非常重视科研活动,因此,对从业人员的科学研究或科学实验的能力是有一定要求的,而具备这一能力的毕业生是深受用人单位欢迎的,具备这一能力的毕业生也能够在工作中独当一面,成为用人单位用得上的人才。从另一方面将,学生毕业进入生产第一线工作后,自身的发展也需要具备一定的科学实验能力,而《生物统计》课程的改革,为学生具备这一能力贡献了一份力量,具有现实的意义。 作者:魏卫东单位:青海大学农牧学院 生物统计论文:基于统计软件的生物统计论文 1增强学生主体意识,调动学生学习积极性 “生物统计学”这门课程是我院一门重要的专业必修课,通过该课程的学习,不但可以使学生掌握生物统计学的基本理论,合理收集数据、正确整理和分析数据资料的方法,还让学生掌握生物领域不同学科方向的不同情况的常用统计分析方法,比如对单个及两个样本平均数的检验,当σ已知时,采用u检验,当σ未知时,采用t检验;而3个及3个以上平均数进行显著检验时,采用方差分析;对于标准差的显著性检验,当是单个样本标准差的检验,采用卡方检验,而两个样本标准差的检验则采用F检验.因此,“生物统计学”这门课程很多章节内容比较抽象,学生在课堂学习过程中感到枯燥无味、没有学习兴趣、课堂气氛死气沉沉.经过这几年这门课程的教学,笔者认为要想让学生学好这门课,首先得让学生喜欢任课教师,这就要加强与学生的课堂沟通与交流,除此之外,课外要了解学生,了解他们的生活、学习、想法,与他们成为朋友,激发他们学习这门课程的兴趣.其次,课堂上,在进行下一节新的内容的同时,依据本班学生的实际能力水平,提出一些具备一定的挑战性,又不能脱离的问题,采用随机性提问的方法,让学生回答.这不仅能激发学生的学习兴趣,还巩固和复习了上节课的内容,加强了学生对知识的掌握,对学生学习新内容也奠定了基础. 一学期下来,学生掌握的知识越多,就对学习该门课程越有兴趣,就越能掌握和应用这门课程,最终达到“教者乐其教,学者乐其学”的教学效果.课本第四章统计推断概述中,其中一部分内容是通过对样本的统计数研究推断总体的特征,要求分析样本的数据资料去探索隐藏在其中的统计规律,这时,笔者认为,我们可以采用“启发式”教学方法,通过多个具体实例,一步步的引导学生发现规律,最后通过自身的努力挖掘出隐藏在现象规律之后的本质,帮助学生获得成就感.正是这种成就感的获得,不仅能够进一步激发学生的求知欲,还锻炼了学生理论联系实际的能力.在课堂教学过程中,老师要善于调节课堂上的的学习气氛,达到师生之间、学生与学生之间学习的多向互动,这就是“互动”教学.正是这种互动教学,才能使学生能够真正体验以“学习主体”的身份进入到教学过程中,发挥自身的主观能动性,开发自身的学习潜力,找到适合自己的学习方法,有效的提高学习效率和学习成绩.与此同时,任课教师还可以在这种“互动”教学的过程中,及时发现自己在授课过程中存在的问题,以便于能够因材施教、因地制宜地调整自己内容安排和教学计划,针对课堂学生提出的问题,及时优化课堂教学环节,解决存在问题,积累教学经验,促进教与学相长和师生的共同发展与进步. 2积极进行教学改革与实践,注重学生能力培养 2.1SPSS统计软件的介绍与统计方法的讲授紧密结合 随着计算机的普及和广泛使用,统计分析方法在生物学和农学等很多自然科学的各个领域中得到越来越广泛的应用,很多的统计软件已经成为高校学生学习与科研必备的学习工具.我院开设的生物统计学课程安排在学生大二下学期,学生们经过1年计算机基础课程的学习,部分学生能够运用计算机办公软件的MicrosoftExcel等软件进行生物统计基本操作.但MicrosoftExcel电子表格不是专门的统计软件,学生科研试验和毕业论文的数据分析要求专门的统计分析软件,这样才会更具有科学性.基于我院没有开设SPSS等统计软件的课程和上述情况,笔者打算在以后的教学中,介绍SPSS等软件的基本操作,希望会收到良好的教学效果.笔者认为这门课程的大部分课时教授生物统计学的基本理论和方法,在此基础上,的基础上,通过实例,引入SPSS统计分析软件,教授其好会利用SPSS统计分析软件,掌握进行统计分析的方法和步骤,从而达到将抽象统计理论与直观现象操作相结合的目的.生物统计学课程中的一些章节的很多统计方法的计算量很大,例如样本平均数、样本频率的假设检验、u检验、t检验、方差分析、直线回归等,以前传统的教学方法是手工计算,教师花费大量时间在黑板上逐步计算,不仅容易出错,学生学习起来也觉得特别累和烦躁.如果我们给学生引入统计分析软件,例如SPSS统计软件,我们就能在讲课时一边讲解理论,一边利用SPSS统计软件对数据进行处理,省去了计算的大量时间和步骤,学生只需利用SPSS统计软件处理的结果,进行实例分析就可以了,大大提高了课堂的教学效率.因此,笔者认为,在以后的教学过程中,我们把重点放在讲授生物统计学的基本原理、基本理论以及统计结果的分析上面,结余出一部分课时,要求学生能根据不同的实验设计,不同学科方向的实例,选择相应的统计方法,学会运用SPSS统计软件处理,最终能做出科学、正确的解释. 2.2合理运用SPSS统计软件,提高学生解决实际问题的能力 笔者认为,在上生物统计学的第一课时,引入SPSS统计软件的概念,告诉学生在以后的学习中,会给大家讲解有关SPSS统计软件的操作方法与运用.当生物统计课程讲授第二章节时,其中次数分布表的编制、常用统计图的绘制,总体与样本的特征数(例如平均数、标准差、方差)的计算,就可以运用SPSS统计软件.这时,向大家介绍SPSS统计软件,教会学生们到相关的网站下载专区下载SPSS相关软件.课堂上向学生教授SPSS统计软件的启动,让学生了解SPSS统计软件数据编辑窗,了解数据编辑窗10个主菜单的内容,掌握数据文件的建立,重点学会定义变量和数据的输入.怎么样让学生感到SPSS统计软件方便灵活,这才是最重要的.所以教师先向学生教授生物统计学课程编制次数分布表的方法和步骤,学生掌握后,让学生了解SPSS统计软件次数分布表编制方法、统计图的自动生成,这样学生就会觉得,SPSS统计软件运用方便、计算准确、节省了大量时间,让学生喜欢上SPSS统计软件. 在生物统计学这门课程以后的章节,包括t检验、方差分析、卡方检验、相关回归分析等等,都可以应用SPSS统计软件.生物统计学是一门理论性、应用性和实践性都很强的课程,是生物领域中进行科学研究非常重要的一种数据分析工具,对将来从事农业和生物科技工作的学生来说,是一门有重要实用价值的课程.学生学习这门课程的最终目的是要会应用,因此,我建议将这门课程的理论学习与SPSS统计软件的应用结合起来,达到生物统计学理论与实践的相结合.在运用SPSS统计软件处理数据的过程中,不仅进一步培养了学生的逻辑思维能力,还能在实践中培养学生的创新能力,使学生能够真正利用统计学方法解决实际问题.因此,我们在上课过程中要注重学生统计思维能力的培养,以后有机会,还安排上机实习,让学生及时掌握所学的内容,并掌握实际操作的动手能力.如果有进行科学研究的学生,可以让学生带着自己的试验数据进行独立处理,让学生真正体会“学有所用”涵义. 3多媒体教学,实例演示 我们都知道内容枯燥、抽象,理论性和逻辑性强是“生物统计学”的最大特点,除此之外,这门课程的公式多、内容难、计算量大.因此,采用单一的教学方法容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维的疲劳,学生根本学不进去.所以,笔者认为该门课程应采用现代化教学方法-多媒体教学.多媒体教学的最大特点,就是形象、生动和高效,能实现传统教学实现不了的影像、情境、动画.多媒体教学课件内容丰富、条理清晰,一节课的课堂信息量比传统教学大,能完美完成本课程的教学工作量.只有采用多媒体教学,才能节省大量的黑板板书时间,这样才能给学生加入SPSS统计软件的内容.另外,采用多媒体教学,更易突出重点、突破难点,进而提高教学的效果,促进学生全面发展.在“生物统计学”教学的过程中,并不是所有的教学内容都适合用多媒体来讲授. 以生物统计学课本中“方差分析”这一章来举例,我们在讲解方差分析的基本原理和步骤时,笔者建议与板书讲解相结合,因为这部分内容比较抽象,学生不易理解,多媒体课件的内容,不在一页上,学生学了前面的内容,再讲下一页的内容时,对刚讲的内容容易忘记,不利于这部分内容的理解.因此,教师在黑板上采用板书的形式,结合多媒体课件,一步步进行讲解和分析有利于学生更好地理解和掌握,满足大多数学生的要求.而在讲单因素、多因素的不同试验设计资料的方差分析时,运用板书和多媒体的相结合进行讲解,效果会更好.而讲具体实例时,应采用SPSS统计软件处理,直接让学生分析SPSS统计软件处理的结果就可以了.这种板书和多媒体相结合的授课方式在很大程度上缓解了教学内容和学时之间的矛盾,还为“启发式”教学方法提供了时机,让学生有足够的时间在老师的引导下活跃思维、积极思考、及时理解和消化知识. 4总结 综上所述,生物统计学的任课老师应在教学实践中不断尝试和摸索,加强和学生及同行进行交流、学习,勤于思考,积极进行教学改革和实践.要把教学当成一门艺术来对待,慢慢的,我们就会逐步提高“生物统计学”课堂教学质量.笔者认为教师投入感情、培养学生学习兴趣和动机、处理教学内容、编排教学结构、选择教学方法、控制教学节奏等等都在构建着现代教学趋势.因此,我们只有全身心的投入,寻找并能灵活运用各种有效的授课方法,才能提高课堂效率,不断总结和创新教学设计,才能探索出有生命力的教学方法。 作者:秦立金单位:赤峰学院生命科学学院 生物统计论文:高校生物统计学论文 一、生物统计学课程的地位和作用 生物统计学是生物学学科不同专业学生都应该掌握的一门重要的工具课,是许多高等院校生物学、农学、医学等专业的必修课程之一。它是现代生物学研究不可缺少的工具,是培养学生科学研究和综合分析问题能力的重要课程,也是生物学等工作者必备的基础,同时该课程又是其他专业课程的重要基础。因此该课程在生物学、农学、林学、医学、食品、环保等专业中占有十分重要的地位[12]。生物统计学需以生物材料进行研究,但通常所涉及的材料数量较大,很难也没有必要全部参加试验,必须通过科学的方法抽取有代表性的试验个体进行试验,以获得相关的数据,实现由样本推断总体的重要功能。因此生物统计学与试验设计紧密联系,主要讲授数据资料收集和整理的方法、数据资料的统计分析方法和手段以及在概率论的基础上对统计结果做出科学的推断,从而帮助我们认识研究对象的现象和本质[13]。因此,生物统计学已成为生物科技工作者必备的基础,也有利于培养和提高大学生的科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力,是当代大学生系统的能力培养和全面的素质教育的具体体现。 二、生物统计学教学存在的主要问题 1.生物统计学教材方面。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体,也是教学最基本的工具,它不仅是教师进行教学的依据,而且是学生获取知识的重要资料,选择适合教师和学生的生物统计学教材,能够保证教学过程的顺利进行,而且还能提高教学质量,达到良好的教学效果[14,15]。目前,国内所出版的生物统计学教材种类较多,各大高校由于教师和学生的情况不同,在教材方面的选择和使用也不一样。尽管如此,目前国内所出版的生物统计学教材主要包括两大类。第一大类完全是传统生物统计学的知识和内容,不涉及统计软件的介绍和使用,这一大类教材包含两小类,一类主要侧重理论教学,过分强调课程体系的完整性和理论讲授,注重公式的推导而忽视了实际应用例题的讲解。这类教材忽略了对大学生统计思维和综合分析问题能力的培养,因此有一定的缺陷。另一类是目前各大高校使用较多的生物统计学教材,该类教材虽然也存在一些必要的公式推导,但更侧重于统计学理论与实际结合,清楚介绍每一个统计原理理论后,再通过具体实例分析和巩固统计学的基本原理和基本方法,注重培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力,因此这类教材比较适合现在生物科学等本科专业的使用。但这类生物统计学教材由于不涉及统计软件的内容,也存在一定的不足。如果教师在授课过程中未涉及一些统计软件的介绍和使用,那么即使学生完全掌握了相关的统计原理和方法,学生在复杂的试验设计及庞大的数据面前可能也会束手无策,即使会计算,在复杂及庞大的数据计算中也可能会算错,因此可能会得出相反的结论。第二大类统计教材完全是统计软件的介绍和使用,如Excel软件、SAS统计软件、SPSS统计软件、DPS统计软件、R统计软件等的介绍和使用。生物科学、技术等飞速发展的今天,这类统计软件发挥了很大的优势,给科技工作者带来了极大的方便。但这类教材也存在一定的不足,它只注重统计过程的运算和统计,没有统计原理的介绍,因此对没有相关统计学知识或统计学基础较差的学生或老师来说,即使按照教材上的步骤计算出相应的结果,但也不知道具体的含义,也不知道怎么分析。因此这类教材不适合大学本科生的教学。另外,这两大类教材要么只注重数理统计方法的讲授,要么只重视统计软件的使用,而忽视了统计学中的数理统计分析方法是建立在正确的试验设计以及所获数据资料准确的基础上才能发挥正确的作用,这是这两大类生物统计学教材共同存在的不足之处。因此,目前市场上还未见有统计学理论与实际结合,试验设计与统计原理相结合,统计软件与统计学原理相结合的较为完善的生物统计学教材。笔者认为这类生物统计学教材是当前生物科学专业、生物技术专业、生物工程专业、农学专业、医学专业、食品专业等本科专业较为适合的教材。 2.生物统计学与高等数学方面。①生物统计学与高等数学开课时间上的不一致性。国内许多高等学校生物科学等本科专业的培养方案中都把高等数学课程作为一门必修的基础课,学生通过对该门课程的学习,系统获得函数、极限、连续、导数、微积分及常微分方程等基础知识,它为后续课程的学习和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。而且,通过各个知识点的学习,逐步培养学生具有较为熟练的基本运算能力和自学能力,综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。更重要的是,高等数学课程是学习生物统计学的关键,生物统计学中的许多原理和方法都需要高等数学中相应的知识作为基础。②生物统计学与高等数学教学上的脱节性。高等数学课程作为生物科学本科专业一门必修的基础课,各高校均认识到它在生物科学本科专业中的重要性。但长期以来,高等数学和生物统计学均作为两名独立的课程开设,一般情况下,高等数学课程由数学专业教师讲授,由于数学专业的教师没有生物学专业的相关知识,不清楚生物统计学课程的知识体系,只注重数学知识的推导、讲授。因此所讲授的知识内容之间通常存在许多不衔之处,形成了不利于生物统计学课程教学的知识的断层。同样,这也是生物统计学中教师难教,学生难学、难懂、难用的原因之一。 3.生物统计学教师知识结构和科研能力方面。常言道,学生需要一滴水,教师至少要有一桶水。生物统计学的教学,相对于其他课程而言,对教师的要求更高,不仅要求教师要有一定的数学知识,较为渊博的统计学知识,还要求教师要有较强的科研能力。教师只有具备一定的数学知识和渊博的统计学知识,才能很好把握生物统计学相关原理、理论、统计分析方法等。具备较强的科研能力,才能很好将生物统计学相关原理、理论、统计分析方法与实际相结合,才能很好地进行案例教学。4.考试制度方面。考试制度在高等教育中占有非常重要的地位,考试是教学质量评价的一项重要指标,它既是对教师教学质量的反映,也是对学生学习效果的检验。考试制度是否合理 ,决定着教学质量的好坏以及学生学习积极性是否能得到最大限度地调动[16]。但是现阶段我国许多高校的考试制度较为死板,缺乏合理性和灵活性。如在学期期末考试中规定一定数量的题型,当然,这种考试制度对于规范考试是必须的,但是应该根据具体课程而定,而不能一概而论。就生物统计学课程而言,如果规定一定数量的考试题型(比如四种题型),那么教师只能根据考试规定勉为其难考虑四种题型。比如说名词解释、填空、问答、计算这四种题型。很明显,这种考试方式只是较为死板的考试,不能真证体现生物统计学课程的本质,不能很好考察学生对生物统计学原理的掌握及运用。 三、生物统计学教学策略 针对目前生物统计学存在的问题,笔者根据自己近十年的生物统计学教学实践,就如何提高生物统计学的课堂教学效果,提出如下建议。 1.选择合适的教材并优化教学内容。教材是教学最基本的工具,选择适合的生物统计学教材,能够保证教学过程的顺利进行,并能提高教学质量。针对目前市场上的不同种类教材,结合学生的实际,选择统计学理论与实际相结合,试验设计与统计原理相结合,统计软件与统计学原理相结合的生物统计学教材进行教学较为合适。据笔者过去的教学实践,该课程授课内容不宜过多和过深,授课内容过多学生精力会分散,分不清重点,而过深则影响学生的接受效果[17]。因此应根据学生实际优化教学内容,坚持以试验研究实例为线索,以科学的试验研究方法为主线,理论原理和实际例子相结合,从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集和整理到试验数据的统计分析,最后做出科学的推断等,尽可能把抽象的统计学概念和原理转变为具体的实例,提高学生的学习兴趣,使其更好地理解和掌握所学的课程内容[7]。很好激发学生学习生物统计学课程的兴趣,从而更好地提高教学效果和教学质量。 2.处理好高等数学和生物统计学的关系。高等数学作为生物科学本科专业的基础课,是学习生物统计学的关键。一方面,高等数学一般在第一学年开设,因此生物统计学安排在第二学年开设为宜,这样能避免高等数学和生物统计学课程开设在时间上形成的断层,有利于学生对生物统计学的学习。另一方面,高等数学和生物统计学不应分别让不同专业的教师讲授,而均应由生物学专业教师讲授,因为生物学专业的教师清楚生物统计学课程的知识体系,在讲授高等数学时,能够根据生物统计学的相关原理和内容,优化高等数学的教学内容,有侧重点进行知识的讲授。从而能避免生物统计学与高等数学教学在知识上的脱节性,也有利于学生对生物统计学的学习。 3.提高自身知识结构和科研能力,注重案例教学。生物统计学教材大多理论性强,内容枯燥,容易使学生产生厌烦感。照本宣科的传统授课方法,更会使学生失去兴趣,对于培养学生的独立思考能力和创造能力十分不利。在现代教学中,教师既是知识的传授者,也是教学活动的组织者,在教学过程中起到关键的作用,教师知识水平的高低直接影响学生的学习效果[18]。因此教师应不断加强对生物统计学基本原理、基本理论和基本方法的学习与实践。另外,教师还应不断加强自身的科研能力,在教学过程中将自己的科研工作或生产实践案例贯穿到教学中,以自身科研实例辅助教学,增加学生的学习兴趣,培养学生的统计学思维以及对统计学的实际应用能力。 4.加强试验设计的教学和实践。试验设计又称为实验设计,它以概率论和数理统计的原理和方法为理论基础,科学地、经济地设计研究方案的一项技术。一个良好的试验设计,可以用最少的实验次数,得到足够的实验数据,从而能减少人力、物力和财力的投入[6]。由于生物统计学理论性和实践性较强,且涉及大量的数学公式、抽象的概念和复杂的内容。因此在生物统计学的教学中应充分调动学生学习的主动性,加强学生对生物统计学原理、知识的理解和综合运用,强化学生综合试验设计的锻炼及其应用。提高学生利用统计原理、方法分析和解决实际问题的能力。生物统计学教学中,一方面,教师应该有渊博的统计学知识及其丰富的科研经历,另一方面,应让学生走出教室,加强实践,使学生不但能够掌握统计分析的原理和方法,而且可以解决一些生产中的实际问题,真正达到生物统计学教学的目的。 5.改革传统的考核方式,着力培养学生综合运用生物统计学知识的能力。很多学校传统的考试以闭卷笔试的考核方式为主,试卷内容主要测重基本概念、理论知识和方法的考核,期末考试成绩基本决定了学期的成绩,这种考试方式造成的结果是学生平时可以不听课,考试前通过突击,也能考合格,但考后就可能全忘了。更重要的是学生学完生物统计学,学期考试后,都不知道学了些什么,更不知道怎么用,到做毕业论文需用到统计学原理和知识时,很多学生不会用或者乱用。一些高校期末考试总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成。这种方式在一定程度上重视了学生平时学习情况和期中考试成绩,避免了期末考试成绩基本决定了学期成绩的弊端,但是某些高校规定了每门考试课必须有四种以上的题型,对于一般的学科而言,这种规定也许是可行的,但对于生物统计学而言,这种规定是不合理的。因为生物统计学的教学主要是培养学生综合运用统计学原理和知识的能力,培养学生如何进行试验设计、试验数据的统计、分析以及对统计结果的解释等。因此笔者认为,对于生物统计学的教学,教师应从学生的实际情况出发,以培养学生综合运用统计学原理和知识为目标,合理讲授统计学的相关内容。期末考试以开卷考试为宜,学期总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成,考试题型只需考察计算题和试验设计题两种题型,即重点考察学生对基本知识的掌握程度及灵活运用统计学原理和方法解决实际问题的能力。生物统计学是一门理论性较强的应用学科,涉及的内容多、公式多、概念多,对学生而言,难懂、难记、更难用,而且很多学生不愿意学习。因此在生物统计学教学过程中,教师应从学生的实际情况出发,选择合适的教材并优化教学内容,提高自身知识结构和科研能力,改变教学方法,加强试验设计的教学和实践,改革传统的考核方式,着力培养学生综合运用生物统计学原理和知识的能力为教学目标,充分调动学生学习生物统计学的主动性和积极性,同时增加学生上机学习统计软件的操作,掌握EXCEL、SPSS、DPS等统计软件的使用,提高学生利用生物统计学的原理和相关统计软件解决实际问题的能力。 作者:张以忠邓琳琼工作单位:毕节学院地理与生命科学学院 生物统计论文:新世纪生物统计学新课程创新改革论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物统计学精品课教学创新论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显着提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物统计学精品课教学创新论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物统计学教学改革措施论文 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物统计学教学模式分析论文 编者按:本论文主要从二十一世纪对生物统计学课程的重新定位;教学方法和教学手段的改革;加强实践教学,注重学生能力培养等进行讲述,包括了新世纪对生物统计学课程提出的新要求、生物统计学对大学生素质培养的作用、加强电子课件及网络平台建设、将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合等,具体资料请见: 摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。 关键词:生物统计学;精品课程;教学改革 一、引言 随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 (一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 (二)生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 (一)加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。 (二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。 (三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。 (四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学,注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。 (一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 (二)全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。 此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。 通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
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工程管理专业课程体系改革探讨:工程管理专业课程体系改革研究 [摘 要]本文在工程管理专业概况基础上,对该专业课程体系改革的必要性进行了分析,并提出了课程体系改革的几点建议。 [关键词]工程管理;课程体系;改革 1 工程管理专业课程体系现状 我国工程管理专业可追溯到20世纪60年代初期,一批20世纪50年代前留学苏联的工程经济专家与20世纪50年代前留学英美的工程经济专家在我国开设技术经济学科,该阶段主要研究的是项目和技术活动的经济分析,如项目评价与可行性分析。1979年国内包括西安交通大学在内的11所院校开办了管理工程专业,1980年华中工学院开始招收物资管理工程本科生,1981年哈尔滨建筑大学招收了建筑管理工程专业学生,此后相继开设房地产经营管理、国际工程管理等专业。我国高校本科专业先后经过1963年、1989年、1993年及1998年4次修订,对原有相关专业包括建筑管理工程、基本建设管理工程、管理工程(建筑管理工程方向)、房地产经营管理、涉外建筑工程营造与管理、国际工程管理等专业整合成工程管理,于1998年正式成为管理科学与工程一级学科下设专业。工程管理专业是新兴的工程技术与管理交叉复合型学科。 本专业培养具备管理学、经济学、法学和土木工程技术的基本知识,掌握现代管理科学的理论、方法和手段,能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。 2 工程管理专业课程体系改革的必要性 新的挑战要求参与国际竞争的人才需要具备一些特殊的素质:一是语言能力。fidic合同一般都在特别条款中确定“以英语为工作语言”。二是经营素质。必须具备一定的经济、金融、财务等方面的知识。三是要熟悉相关国的法律、规范及国际惯例。 工程管理专业培养具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识,掌握现代管理科学的理论、方法和手段,能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。学生在校学习期间,要接受工程师和经济师的基本素质训练,打好工程技术、管理、经济、法律、外语及计算机应用方面的坚实基础。管理学院在对工程管理专业人才培养过程中,积极提供相应条件,使学生根据自身能力,能够攻读相关学科专业的双学位和双专业。 3 工程管理专业课程体系改革的几点建议 教学改革是一个系统工程。从宏观上讲,这个系统工程涉及教育思想、教育价值、教育目的等高等教育的根本问题。从教学这一特定范畴来讲,包括3个层面:一是专业设置、专业培养目标、专业人才培养模式等有机部分,相对于教学改革的其他方面而言,它是基础性的,具有先决和导向作用;二是专业课程体系、课程教学内容、教学方法、教学手段等方面,体现和落实第一层面的要求,同时检验和校正第一层面的要求是否合适,是教学改革中的重点和难点;三是教学组织和管理、教学评价、师资构成等环节,对前2个层面起保障和制约作用。3个层面相互联系、相互制约,形成一个有序的系统。 课程体系改革的总目标是构建有利于学生知识、能力、素质三位一体与协调发展的课程体系。在此体系之下,既能使学生掌握工程技术、经济、管理、法律基本知识,又能培养学生的创造性思维;既要有理论深度,使学生具备发展后劲,又要能提高实践能力;既要保证基本业务技能,又要有利于人格品质的塑造,还要有利于学生个性的发展。围绕工程管理专业的培养目标,在课程体系设置时,形成以下5个课程模块。 3.1 公共基础课 此类课程主要是文化素养和人文素质类课程,是学生学习知识、进行思维和基本技能训练、培养能力的基础。它为学生提高基本素质以及学好专业基础课程奠定基础。公共基础课的设置,应淡化专业界限,拓宽基础学科范围,尤其加强学生思想道德教育,诚信观念的培养以及外语和计算机应用能力的提高,突出强化了21世纪人才培养的特色。 3.2 专业基础课 此类课程由与本专业有关的知识组成,虽有应用背景但并不涉及具体的管理对象。它的覆盖面较广,有一定的理论深度和知识广度,往往是专业课的理论基础,因而它对学习专业课和培养工程管理专门人才的理论基础十分有用。这类课程的设置决定了专业面的宽窄和学生将来自我发展的能力。务必本着扎实而宽厚的原则,亦即“厚基础、宽口径”的要求来设置,尽量使其内容综合化。 3.3 专业课 专业课的设置要坚持总体优化原则,去掉重复的内容,合并相近的课程,取消不成熟、内容贫乏、口径过窄的课程。专业课的设置应体现我国加入wto后国际国内法律环境和国际惯例,体现工程管理新的发展趋势。乌拉圭回合缔结的服务贸易总协定将“建筑及相关工程”列入12项服务之一,建筑业使服务项目的性质派生出一些新的行业,如投资咨询、市场法律服务、项目营造服务、房地产评估等,都对工程管理专业提出新要求,应在专业课设置上得到体现。 3.4 选修课 此类课程包括限定选修和任意(自由)选修两大块。限定性选修课的设置主要应体现本专业及其发展方向的特点,加深理论基础,训练科学方法和技能,体现本学科与相邻学科的关系,拓宽学生的视野和知识面。自由选修课的设置主要以提高学生的人文素质,满足学生个人兴趣和爱好,以发展和完善学生个性为目的。 3.5 实践类教学环节 缩小学校与现实生活的差距是建构主义所关心的优秀问题之一,因此应尽量多地采用情景教学和加强实践教学课时量,必须注重向全面素质教育转变,向培养知识迁移能力、独立分析问题能力、动手能力、创新能力转变,向以学生为主体的实践教学模式转变。采用电化教学,提高教学趣味性,实施现场教学。人才培养是我国工程管理走向国际市场的关键所在,适应新的市场环境,改革课程设计,调整授课内容,改善教学方法是我国工程管理专业课程设计改革的必由之路。工程管理专业相关的资格考证:造价工程师执业资格、国际工程管理认证(emci)等。 工程管理专业课程体系改革探讨:独立学院工程管理专业课程体系改革研究 摘 要:目前高校各专业面临新的形式:一方面,教育部公布了新的《普通高等学校本科专业目录》(2012年版);另一方面,新的专业规范也在陆续公布,各专业的内涵均会有不同程度的调整。基于新的形势,在独立学院工程管理专业现有课程体系的基础上,总结出了目前课程体系中存在的几点问题,并提出了针对具体问题的改革措施,构建出了工程管理专业理论课程与实践课程体系的框图。 关键词:工程管理专业;课程体系;理论课程;实践课程 1 论文研究的背景 目前高校各专业面临新的形式社会的不断进步和科技的快速发展,对人才质量的要求不断提高,而独立学院工程管理专业现有的理论课程体系和实践教学环节大多停留在原来几个专业的简单合并上,专业基本平台过于宽泛,难以确保专业教学的重点性与实效性,各课程之间因为内容发生冲突而无法彼此协调。特别是作为一个兼有技术、经济、管理、法律等多学科知识的复合性专业,工程管理专业课程体系仍然存在改善的空间,尚未完成技术、经济、管理、法律四个平台课程的整合,知识融合度不够,没能形成完整的知识体系,因此也未能充分发挥“1+1 2”的效应。课程体系整体优化就显得十分重要。 2 独立学院工程管理专业课程体系目前存在的问题及原因分析 独立学院工程管理专业教学过程中因为人才培养方案制定的指导思想、专业师资队伍、课程体系建设与整合等方面的问题,导致四个平台课程的教学内容整合难度较大,知识融合度不够,所以还没能形成完整的知识体系。存在的问题主要有以下几方面: 2.1 课程内容交叉,课程之间融合度不高 专业教学计划中许多专业课程存在知识体系交叉和重复现象,知识条块融合度不高,使得本已紧张的课时资源存在着浪费,甚至落后的现象,跟不上社会、经济和科技发展的步伐。例如《工程合同管理》和《施工索赔》之间,施工索赔是一门仅20学时的课,但在工程合同管理中又作为一章非常重要的内容存在,是工程合同管理课程中的重点和难点,知识交叉非常严重。另外《工程合同法律制度》和《建筑法律》等法律类课程之间也存在很大的内容重叠。 2.2 技术类课程耗时多,效果少 工程管理专业技术课程是任务最重,难度最大的课程,目前技术课程存在许多人为设置的障碍,学生在技术课程上花费了大量时间,但却无法达到学以致用。像《工程力学》、《钢筋混凝土结构》、《建筑制图》等课程一直是工程管理专业不及格率最高的几门课程之一。 2.3 实践环节的缺乏,导致知识应用障碍 学生毕业时对所学课程仍未形成一个整体、清晰的认识,要为学生打好基础以适应未来面对面的工作与挑战,仅仅传授给学生一般知识技能是远远不够的,必须提供整体优化的基础教育和应用教育。现在用人单位对部分学生能力下降、进入工作角色慢的呼声日渐升高,缩小学校与工作岗位之间的差距是课程体系改革的优秀问题之一,因此要尽量多地采用情景教学和加强实践教学课时量,注重学生独立分析问题能力、动手能力、创新能力的培养。 2.4 学生很难获得一个完整的课程体系 课程体系是由相互关联的课程所组成的系统。现在的教学一般都是按照课程单独安排的,每位教师都在强调自己所承担课程的重要性,要求增加学时,并力图保持其完整性,但却忽略了课程之间的相互关联性,从而导致了课程体系被“人为”地割裂了,有时甚至会对学生产生误导,使学生很难获得一个完整的知识体系。 3 独立学院工程管理专业课程体系改革的措施 课程体系是构建人才培养方案的优秀内容,对实现人才培养目标具有决定性的意义。工程管理专业课程体系改革应本着以知识、能力、素质协调发展为着眼点,以培养德智体美全面发展的高素质应用型人才为目标,坚持“注重通识教育,拓宽专业口径,凝练专业主干,灵活专业方向”,科学构建以应用能力和工程素质培养为主线的课程体系,即相对独立又相互融合的理论教学、实践教学、素质教育课程体系。改革的具体措施如下: 3.1 整合课程内容 按照“技术是基础、管理是优秀、经济目的、法律是保证”的总体思想对四个平台知识进行筛选、取精,并力图减少课程内容交叉和重叠。定期召开课程负责人协调会,合理规划工程管理专业课程单元,优化课程结构,根据课程在人才培养方案中的地位和作用,精选教学内容,合同确定学时学分,进而实现课程结构、教学内容的整体优化;解决课程之间内容重复、教学内容针对性不强、目的不明确、课程内容体系不完整等问题。按照“宽口径、厚基础”的原则,对课程进行筛选、取精并整合。 3.2 白话技术课程 进行技术课程的“白话”革命,将复杂、抽象和枯燥的知识以简单,生动和形象的方式进行展示和讲授。这要通过教材和教学方法、教学手段创新来实现。目前,国内尚没有一套专门适用于工程管理专业的专业技术课程体系,更不用说专用的教材了。大多数高校的工程管理专业的专业技术课程都是在土木工程专业技术课程的基础上,进行简单压缩和简化直接应用于工程管理专业上来,没有考虑到学生的就业需求,更没有考虑到工程管理专业其它课程平台的要求。所以,针对工程管理专业技术课程的教材编写、课程设置亟待解决。另外,教学方法与手段直接影响学生知识的掌握,能力的开发,工程管理专业应根据本专业的课程特点,学生实际情况,因材施教,改革传统的教学方法,创新教学手段,提高课程的教学效果。 3.3 树立新型教学理念 摆脱传统教学思维与教学模式,侧重培养教师“统揽全局”、“点面结合”的教学理念,树立知识融合与知识集成,案例研讨与实践检验,系统科学与行为科学相结合的新型工程管理专业教学观。教师要明确所授课程在课程体系中的地位和作用,明确前导课程对自己课程的影响和自己所授课程对后续课程的引导作用。在教学过程中通过这种“前导、后引”克服教师过分强调自己所授课程的重要性,人为割裂课程体系的弊端。 3.4 强化实践教学 利用对理论课程进行梳理和优化所节省的教学资源来增加实践环节的内容和时间,提高学生对未来工作的适应性和就业竞争性。 4 独立学院工程管理专业理论课程体系的构建 构建由通识教育、专业基础教育和专业教育三个平台和公共课模块、公共选修课模块、基础课模块、专业基础课模块、专业基础选修课模块、专业或专业方向必修课模块、专业或专业方向选修课模块等七个模块组成的“平台+模块”的理论课程体系。 4.1 公共课模块 该课程模块的作用旨在保证和提高学生的思想道德素质、身体素质、知识能力等基本素质,满足学生共性发展需求,其设置过程中既有严格的统一性,又体现出层次性。主要包括思想政治理论、外语、体育与军事理论、大学计算机基础等系列必修课程。 4.2 公共选修课模块 该课程模块的作用旨在强化学生综合素质教育,以适应时展对未来人才的知识、能力和素质结构的要求,力求体现文、管、工、艺相互交叉渗透。该模块的课程主要包括人文社会科学、经济管理、自然科学与工程技术、体育卫生与艺术、外语与计算机等五类。 4.3 基础课模块 该课程模块的作用旨在为学生提供最重要、最基本的知识传授和技能训练,是后续专业知识学习和应用的基本工具、方法和语言。主要由专业所涉及的基础系列课程组成,如高等数学、线性代数、概率论与数理统计、工程图学、计算机语言等课程。 4.4 专业基础课模块 该课程模块的作用旨在培养学生在本专业领域内应具有的主干知识和毕业后可持续发展的内在能力。涵盖了专业人才培养目标中要求学生必须掌握的专业基础知识,以及反映专业发展前沿的基础知识。在课程设置过程中注重课程内容的融合。 4.5 专业基础选修课模块 该课程模块的作用旨在拓宽学生的专业基础知识面、完善学生的专业知识结构,强化学生的全面发展和个性优势。 4.6 专业或专业方向必修课模块 该课程模块的作用旨在培养学生在某个或某些领域具有比较深入的专门知识和技能。主要由本专业或专业方向优秀知识单元构成,重点突出专业主干课程,体现工程管理专业或专业方向的优势和特色。这些课程的内容专业性强,是专业人员必须掌握的优秀内容,教学内容需不断更新和融合。 4.7 专业或专业方向选修课模块 该课程模块的作用旨在适应时代要求,充分反映新知识、新理论、新技术而设置的课程。要侧重知识的交叉性,强调专业前沿信息和专业特色的传播,部分专业课程强调前瞻性。 5 工程管理专业实践教学课程体系的构建 实践教学是应用型专门人才的应用能力和工程素质培养的主要途径,是缩小学校与工作环境差距的主要教学手段,实践教学课程体系设置与质量的保证对应用型人才培养目标的实现起到关键性作用。工程管理专业实践教学体系的构建以应用能力培养为主线,以突出“实训、实战、实践”为特色,构建由基本技能、专业技能与能力和综合应用能力与创新能力组成的分阶段、全程化培养并与理论教学体系有机结合的实践教学体系。 实践教学体系按教学的层次可分为基础实践、专业实践和综合实践三个层次。基础实践旨在培养学生基础性技能;专业实践旨在培养学生掌握基本的专业技能和方法,促进学生科学思维能力的提高;综合实践旨在培养学生综合运用知识,分析解决专业和社会实际问题的能力。按组织形式分为课内实验教学、集中实践教学和课外实践教育三个形式。每个形式下面分若干模块,注重课内与课外、校内与校外的有机结合,着重培养学生的应用能力。 6 结语 通过一系列的课程体系改革,构建出有利于学生知识、能力、素质三位一体与协调发展的课程体系。使学生即能掌握工程技术、经济、管理、法律四个平台的基础知识,又能培养出自己的动手能力和创造性思维。在扎实掌握理论知识的基础上,提高自己的实践应用能力,完善基本的工作能力和发展能力。适应社会对建筑领域人才质量不断提高的要求。 工程管理专业课程体系改革探讨:“卓越工程师”培养模式下应用型本科工程管理专业课程体系改革 【摘要】 本文根据“卓越工程师”培养模式的要求,以项目管理知识体系为导向,深入研究工程管理专业课程体系,设计以建筑工程项目生命周期的“平台+模块”的课程体系,强化工程实践能力,培养学生的工程素质和创新能力。 【关键词】 卓越工程师 工程项目管理 课程体系改革 一、“卓越工程师”培养模式 应用型本科高校工程管理专业“卓越工程师”的培养应注重学生的实践能力、创新能力和创业能力培养,以工程技术为主线,与国家建筑工程管理人才执业资格的要求对接,以培养应用型卓越工程师的眼光探索改革课程体系和教学内容,强化工程项目技术背景,重视工程的实践性、应用性,着重培养学生的工程意识、工程兴趣及工程能力。 应根据行业人才需求调研,依托本专业人才培养优势和特色,通过专业指导委员会审定,制定应用型本科“卓越工程师教育培养计划”培养方案,创建“卓越工程师”实验班。总体思路应体现工程建设知识,工程素质和工程能力培养的综合特征,特别在实践教学环节的设计上,应与工程实际紧密结合。培养模式设计如图1所示。 二、以项目管理知识体系为导向的课程体系设置改革 工程管理专业主要是培养能在工程建设领域一线工作的,能进行项目决策,有效组织、管理和实施工程实践和技术开发活动的全过程管理的复合型高级管理人才,项目管理是工程管理专业人才的培养目标。中国工程项目管理知识体系(CPMBOK)是指以工程服务过程为主线,采用了“模块化结构”,便于知识的按需组合和更新。工程服务过程包括了项目与工程项目、项目管理与工程项目管理等概念、特点、生命周期、过程模式等,以及工程项目及其管理在策划评价、规划设计、实施竣工等各阶段的主要工作内容。 按照“卓越工程师”培养模式的要求,在培养目标和课程设置上应体现“模块化”的工程项目管理学科知识体系和行业的最新理念。此模块化的课程体系也是将原来强调学科知识体系转变为以工程项目实践为主线,在现有工程管理人才培养模式基础上可采用“平台+模块”课程体系,平台中的课程是学生必须掌握的共同知识,一般包括公共基础、专业基础等方面,反映了人才培养的基本规格和全面发展的共性要求。模块是由多个相互独立的专业模块和专业方向模块课程组成的,是可以由教师和学生共同根据自己的兴趣和特长选修的专业层面的课程,按照工程服务过程和周期的知识模块来设置课程,从浅到深、从先到后的逻辑顺序,体现了人才培养的多元化要求。由此可见,“平台+模块”课程体系实际上是分别按照对学生的共性和个性要求进行设计和构建的一种模块化课程体系。模块化课程体系是一种能够较好地满足卓越工程师培养的课程体系结构。 三、国内外高校工程管理专业课程设置情况 美国工程管理专业开设的审批都是由美国建筑工程教委员会(ACCE)来完成,ACCE对各大学工程管理专业四年制本科进行专业评估,使毕业生具有对建筑项目全过程的管理和现场施工监管能力。工程管理专业主要是面向建筑行业,所以ACCE的课程设置总的要求是,使学生具备在建筑业中进行领导工作的能力以及成为对社会负责任的一员。课程反映出社会、经济和技术方面的发展,以及行为科学、定量科学中新知识在建筑业中的应用。ACCE 规定的课程主要包括:一般教育(一学期18个周课时),包括人文、社会科学及交往沟通技巧等。数学与科学(一学期18个周课时),包括数学及各种定性、定量的方法,物理、化学、计算机等。建筑科学(一学期24周课时),包括建筑材料及实验;静力学、动力学、材料力学、土力学、水力学、力学;结构力学、机械学、电工学、道路、排水;工地临时设施、模板、脚手架、基础工程、工程测量;可行性研究、价值工程、现场规划、房建法规等。预算与管理(一学期21周课时),包括微观和宏观经济学;会计与财务、企业管理、房地产市场学等。建筑(一学期27周课时),包括制图、规范、合同文件、计算机应用、报价与投标、项目设施、项目控制等,包含案例。其他课程(一学期12周课时)。 目前国内有300多所高校开设了工程管理专业,这些院校以综合性质的、工科性质的和财经性质的院校为主。湖北地区有很多高校都开设了工程管理专业以及相关专业,如武汉大学、华中科技大学、华中农业大学、华中师范大学、湖北大学、武汉工程大学等。专业设置情况如表1所示。 四、工程管理专业课程体系结构 1、课程体系的价值取向 一是满足培养目标需要的课程体系必须达到工程管理专业培养标准的知识、能力和素质要求,随着卓越工程师的培养目标和培养标准的调整,课程体系要作相应的变化。 二是课程体系应体现学科专业领域整体的发展,既要重视学科的综合性和交叉性,又要注重构成课程教学内容的知识和信息的有效性和稳定性,所以课程的确定要经过充分的人才需求调研。 三是课程体系和课程教学内容要注重系统性,具体到工程管理专业课程设置就是要按照中国工程项目管理知识体系的系统来决定课程和教学内容。 四是课程体系应体现学科发展的前沿性,在工程项目管理领域,知识和技术的发展日新月异,要把握国内外管理学科的最前沿知识,将最新的知识及时地融入到课程教学和实践教学中。 2、模块化课程体系结构 按照“平台+模块”的课程体系,工程化背景下的平台课程的设置要求具有宽广的覆盖面,要具备一定的理论深度和知识广度。平台中的课程是学生必须掌握的共同知识,一般包括工程技术平台课程、管理平台课程、工程经济平台课程、法律平台课程。工程技术类课程应占较大比例,以秉持“工管融合、以管理为方向、以工程为基础”的学科发展道路。模块课程体系的设置,首先按照培养目标的要求,以培养学生能力为主线,以工程项目生命周期为主线组织课程体系,可按照由浅入深的原则,以学年为单位设计四个模块课程。 按照工程项目管理知识体系(PMBOK)的导向,根据工程管理专业应用型本科“卓越工程师”培养目标,构建模块化课程体系结构鱼骨图,其中平台课程主要指专业基础课,平台课程1指工程技术类课程,平台课程2指经济和管理类课程,模块课程主要指专业课和专业拓展课,模块课程1至4指按照工程项目生命周期为主线设置课程,如图2所示。 五、工程管理专业课程设置 1、确定主干课学科和优秀课程 一是主干学科:包括土木工程、管理学。二是优秀课程:基础优秀课程包括工程力学、结构力学、工程经济学、建筑结构、建筑材料、管理学原理;专业优秀课程包括土木工程施工技术、工程项目管理、建筑工程概预算、建筑工程招投标与合同管理、房地产开发与经营、建筑法规。 2、确定模块化课程体系的框架 根据工程管理专业“卓越工程师”培养模式下的模块化课程体系结构,安排各学年的课程,如图3所示。 课程体系的改革就是要强化工程意识,重视实践教学环节,走产学合作的办学之路。可以建立一批相对稳定的校外实习、实训基地,同时在校内形成教学、科研、生产相结合的多功能实验室和实习实训基地。在课程教学中,重视课程的实践环节和校企合作课程建设,充分利用实验、实训室进行课堂教学,努力塑造学生的工程意识和创新素质。 六、结语 课程体系在人才培养模式中处于优秀地位,课程体系的改革是专业教育改革深入教学环节的最佳切入点。应用型本科高校应按照“卓越工程师教育培养计划”要求改革工程管理专业人才培养的体制,形成一整套既适应经济需要又适应行业需要的工程管理教学体系、知识层次和培养制度,以满足经济建设和社会发展对工程管理专业工程师的需求。我们的研究仅仅是一个小的分支,重点在于培养学生的实践能力和创新能力,课程体系有待在实践中加以检验,逐步完善,力图形成一套科学可行的模式。 工程管理专业课程体系改革探讨:工程管理专业课程体系改革研究 [摘 要]本文在工程管理专业概况基础上,对该专业课程体系改革的必要性进行了分析,并提出了课程体系改革的几点建议。 [关键词]工程管理;课程体系;改革 1 工程管理专业课程体系现状 我国工程管理专业可追溯到20世纪60年代初期,一批20世纪50年代前留学苏联的工程经济专家与20世纪50年代前留学英美的工程经济专家在我国开设技术经济学科,该阶段主要研究的是项目和技术活动的经济分析,如项目评价与可行性分析。1979年国内包括西安交通大学在内的11所院校开办了管理工程专业,1980年华中工学院开始招收物资管理工程本科生,1981年哈尔滨建筑大学招收了建筑管理工程专业学生,此后相继开设房地产经营管理、国际工程管理等专业。我国高校本科专业先后经过1963年、1989年、1993年及1998年4次修订,对原有相关专业包括建筑管理工程、基本建设管理工程、管理工程(建筑管理工程方向)、房地产经营管理、涉外建筑工程营造与管理、国际工程管理等专业整合成工程管理,于1998年正式成为管理科学与工程一级学科下设专业。工程管理专业是新兴的工程技术与管理交叉复合型学科。 本专业培养具备管理学、经济学、法学和土木工程技术的基本知识,掌握现代管理科学的理论、方法和手段,能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。 2 工程管理专业课程体系改革的必要性 新的挑战要求参与国际竞争的人才需要具备一些特殊的素质:一是语言能力。FIDIC合同一般都在特别条款中确定“以英语为工作语言”。二是经营素质。必须具备一定的经济、金融、财务等方面的知识。三是要熟悉相关国的法律、规范及国际惯例。 工程管理专业培养具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识,掌握现代管理科学的理论、方法和手段,能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。学生在校学习期间,要接受工程师和经济师的基本素质训练,打好工程技术、管理、经济、法律、外语及计算机应用方面的坚实基础。管理学院在对工程管理专业人才培养过程中,积极提供相应条件,使学生根据自身能力,能够攻读相关学科专业的双学位和双专业。 3 工程管理专业课程体系改革的几点建议 教学改革是一个系统工程。从宏观上讲,这个系统工程涉及教育思想、教育价值、教育目的等高等教育的根本问题。从教学这一特定范畴来讲,包括3个层面:一是专业设置、专业培养目标、专业人才培养模式等有机部分,相对于教学改革的其他方面而言,它是基础性的,具有先决和导向作用;二是专业课程体系、课程教学内容、教学方法、教学手段等方面,体现和落实第一层面的要求,同时检验和校正第一层面的要求是否合适,是教学改革中的重点和难点;三是教学组织和管理、教学评价、师资构成等环节,对前2个层面起保障和制约作用。3个层面相互联系、相互制约,形成一个有序的系统。 课程体系改革的总目标是构建有利于学生知识、能力、素质三位一体与协调发展的课程体系。在此体系之下,既能使学生掌握工程技术、经济、管理、法律基本知识,又能培养学生的创造性思维;既要有理论深度,使学生具备发展后劲,又要能提高实践能力;既要保证基本业务技能,又要有利于人格品质的塑造,还要有利于学生个性的发展。围绕工程管理专业的培养目标,在课程体系设置时,形成以下5个课程模块。 3.1 公共基础课 此类课程主要是文化素养和人文素质类课程,是学生学习知识、进行思维和基本技能训练、培养能力的基础。它为学生提高基本素质以及学好专业基础课程奠定基础。公共基础课的设置,应淡化专业界限,拓宽基础学科范围,尤其加强学生思想道德教育,诚信观念的培养以及外语和计算机应用能力的提高,突出强化了21世纪人才培养的特色。 3.2 专业基础课 此类课程由与本专业有关的知识组成,虽有应用背景但并不涉及具体的管理对象。它的覆盖面较广,有一定的理论深度和知识广度,往往是专业课的理论基础,因而它对学习专业课和培养工程管理专门人才的理论基础十分有用。这类课程的设置决定了专业面的宽窄和学生将来自我发展的能力。务必本着扎实而宽厚的原则,亦即“厚基础、宽口径”的要求来设置,尽量使其内容综合化。 3.3 专业课 专业课的设置要坚持总体优化原则,去掉重复的内容,合并相近的课程,取消不成熟、内容贫乏、口径过窄的课程。专业课的设置应体现我国加入WTO后国际国内法律环境和国际惯例,体现工程管理新的发展趋势。乌拉圭回合缔结的服务贸易总协定将“建筑及相关工程”列入12项服务之一,建筑业使服务项目的性质派生出一些新的行业,如投资咨询、市场法律服务、项目营造服务、房地产评估等,都对工程管理专业提出新要求,应在专业课设置上得到体现。 3.4 选修课 此类课程包括限定选修和任意(自由)选修两大块。限定性选修课的设置主要应体现本专业及其发展方向的特点,加深理论基础,训练科学方法和技能,体现本学科与相邻学科的关系,拓宽学生的视野和知识面。自由选修课的设置主要以提高学生的人文素质,满足学生个人兴趣和爱好,以发展和完善学生个性为目的。 3.5 实践类教学环节 缩小学校与现实生活的差距是建构主义所关心的优秀问题之一,因此应尽量多地采用情景教学和加强实践教学课时量,必须注重向全面素质教育转变,向培养知识迁移能力、独立分析问题能力、动手能力、创新能力转变,向以学生为主体的实践教学模式转变。采用电化教学,提高教学趣味性,实施现场教学。人才培养是我国工程管理走向国际市场的关键所在,适应新的市场环境,改革课程设计,调整授课内容,改善教学方法是我国工程管理专业课程设计改革的必由之路。工程管理专业相关的资格考证:造价工程师执业资格、国际工程管理认证(EMCI)等。 [作者简介] 尹志红(1977―),女,辽宁阜新人,硕士,大庆石油学院经济管理学院讲师,研究方向:供应链管理及灰色理论。
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伴随现代技术如移动互联网、物联网和车联网等的快速发展,人们对信息存储、处理和交换的安全需求愈来愈高。在此背景下,国家对信息技术类人才的重视程度也在逐年提高,并在高校加设了信息安全课程,引导学生了解网络安全威胁,从硬件安全、软件安全和数据安全等方面进行深入的学习。信息安全课程的教学内容通常包括信息安全理论基础、安全防护、攻击技术、安全实现解决等方面。学生除了必须掌握基本的理论知识之外,对于下相关的公式推导、定理必须充分的理解,此外还要能够综合运用各种数学知识。学习起点较高、难度大的特点,导致学生对信息安全课程缺少学习兴趣,学习积极性不高。此外,现有课本内容陈旧,与现今告诉发展的信息技术脱轨。因此,对信息安全课程进行教学改革,探索更加高效的教学模式尤为必要。 1传统教学模式存在的不足 信息安全课程的目标是使学生能够在掌握信息安全的基本理论和基本概念的基础上,对信息安全有较为全面的认识并能意识到信息安全与国家政治、军事、经济、文化和社会生活等方面的关系,激励学生通过学习先进的科学技术,将来可以为国家、社会服务[1]。目前,传统的教学模式在信息安全课程中存在以下不足:⑴陈旧的教材内容。随着新一代信息技术如云计算、大数据、人工智能等快速的发展,现代科技迭代的速度越来越快。但目前高校普遍采用的还是五、六年前的教材,相对于日新月异的信息技术,现有教材的内容普遍过于陈旧[2]。如何让学生在有限的时间内既可以学到基本的信息安全知识,有能了解最前沿的信息技术动态是高校教育需要解决的一个重要问题。⑵传统教学模式无法满足信息安全课程的需求。传统的教学模式,如“灌输式”和”保姆式”的教学模式,无法提起学生的学习兴趣,同时也会使学生丢失独立思考的能力,难以提高他们的创新能力,发挥他们的潜能。⑶不合理的考核方式。现有课程一般采取平时+期末考试的方式对学生的学习情况进行考察。但对于信息安全这类新兴学科,这种传统的考核方式将使学生缺少学习的目标感,无法提高动手能力,同时也无法激发学生的学习兴趣。 2翻转课堂教学模式 为了有效解决现有教学模式在信息安全课程教学中存在的不足,本文通过将混合式学习方式和多元驱动教学方式相结合来构建翻转课堂的教学模式,以适应信息安全课程教学的要求,提高学生的学习兴趣以及学习目标感。 2.1混合式学习方式的解决方案 翻转课堂教学设计首先从分析混合式学习方式着手,把传统的线下学习的优势和线上学习的优势结合起来,更好的帮助学生了解最新的专业动态、深入探索信息安全专业领域[3,4]。此外,通过混合式学习方式,激发学生在学习过程中的学习兴趣以及提高独立思考、主动学习的意识和能力[5]。网络技术的充分利用以及课堂教学活动的顺利实施是混合式学习方式成功的关键,主要包括课前、课中和课后三个阶段。课前:课程的基础理论部分,充分利用视频教学资源引入慕课教学,要求学生提前进行预习,完成课前的准备工作,进而保证教师在课堂教学活动中能进行有效的互动,引导学生多思考,培养学生的团队合作意识。课中:教师根据学生课前预习的反馈,根据学生的共性问题,做出有针对性的讲解;对实践问题进行扩展、讨论和分析;充分利用网络资源,让学生了解最新的专业动态以及发展现状。课后:要求学生完成章节的课后习题以及阶段性测试。教师对课前和课中的情况进行总结,并根据学生的测试情况制定下一步的教学计划。反馈贯穿于教学过程的各个阶段。课前和课后阶段,教师可以利用网络上慕课自带的反馈、评价系统,及时地获得学生在各个阶段的反馈信息,进而有针对性的引导学生思考、制定合理的教学内容。课中阶段,通过和学生的互动,教师可以实时获取学生的反馈信息,增强学生实时解决问题的能力与信心。 2.2多元驱动的教学方式解决方案 ⑴激发学习兴趣。对于课程的基础理论部分,采用传统的教学方式。待课程进行一段时间之后,采用问题驱动教学方式,循序渐进地讲解课程内容,让学生成分认识到信息安全课程的重要性,采用启发式教学和讨论是教学,实现学生从被动学习到主动学习的转变,激发他们的学习兴趣,加深对有关知识的理解。⑵实践教学环节的设计。从实践应用的角度出发,通过采用任务驱动教学方式将课程各章节的内容设计成具体任务的目标、实施、总结和反馈等不同阶段,增强学生的学习目标感,提高学生学习的主观能动性;通过将现有的科研成果引入教学内容,丰富学生的知识结构;利用开放式实验环节,锻炼学生的实际动手能力以及团队协作意识。 2.3构建校企合作课程建设机制 信息安全课程属于交叉课程,其知识体系更新速度相比于其他课程来说更快。随着信息技术的高速发展,社会对信息安全类人才的要求也越来越高,这对高校的教学目标提出了更高层次的要求。企业是社会创新的动力,掌握着最前沿的技术。构建校企合作机制,可以充分整合企业资源,顺应社会发展的需求。同时,企业也能获得高校的科研资源,填补技术人才的缺失,实现高校、企业的共赢。 3结束语 本文为了解决现有教学模式在信息安全课程中存在的教材内容陈旧、无法满足教学需求和考核方式不合理等不足,提出了信息安全课程的翻转课堂教改方案。充分利用了混合式学习方式和多元驱动教学方式的优点,将信息安全课程的理论教学与实际应用相结合,同时穿插讲解前言的信息安全方面的知识,降低了学习者接受知识点的难度,增强了学习的目标感,并提高了学习者的信息技术实际应用能力和创新力;通过采用任务驱动和项目驱动相结合的多元驱动教学方式,逐步讲解课程每个章节的内容的同时,结合各章节的内容设计具体任务或项目的目标、实施、总结和反馈各个阶段,增强学生的学习目标感提高学生学习的主观能动性。 参考文献(References): [1]刘顺兰,张帆.面向工程实践创新的信息安全教学改革研究[J].现代计算机(专业版),2012(29):51-53 [2]刘刚,郭漪,肖嵩,等.混合式教学在“信息论与编码理论”中的探索[J].电气电子教学学报,2020,42(6):106-109 [3]胡为,刘伟,徐宏宁.移动应用开发课程教学改革与实践[J].计算机时代,2022(1):117-120 [4]李红娇,王亮亮,陈思远.“信息安全概论”线上线下混合式教学的探索与实践[J].教育教学论坛,2021(10):77-80 [5]常相茂.针对信息安全数学基础课程的教学改革研究[J].现代计算机,2020(32):87-89 作者:张金宝 武卫翔 沈杜宇 程实 单位:南通大学信息科学技术学院 南通大学杏林学院
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