试验统计方法(共10篇)
试验统计方法 篇1
试验统计方法属于应用统计学的一个分支,是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门学科[1]。该学科不仅提供设计科学试验和收集数据的方法,还提供整理、分析数据的方法,由此得出客观、科学的结论。学生在学习微积分、线性代数、概率论等课程的基础上,通过对该课程的学习,掌握基本的试验设计和统计分析方法,培养严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力,为以后的工作和科学研究打下基础。但由于该课程原理复杂、内容抽象、计算公式繁多且难记,理论知识体系和学习方法有别于其他门类的课程,而教学内容不断增加、学时相对较少,因而被认为是较难学习和掌握的一门课程。加之大部分学生又忙于准备考研,对学习该门课程的重要性认识不足,兴趣不浓,都给该课程的教学带来了困难和挑战[2,3]。为了激发学生的学习兴趣,深入理解统计的基本原理,熟练掌握常用的统计分析方法,应探索适合专业特色的教学内容新体系、适合不同教学内容的多元化教学手段和教学方法。笔者结合多年的教学实践经验,通过分析传统课程教学存在的问题,为增强试验统计方法的教学效果,从教学内容的合理编排、教学形式和教学手段的合理应用等方面出发进行了一些有益的探索[4,5]。
1 精选教材,优化教学内容,构建教学体系
教学的基本工具是教材,其也是学生获取知识的重要途径与来源,教师传授教学知识的主要依据,作为教学内容和教学要求的知识载体,贯穿整个教学过程[6]。在教学过程中根据不同授课专业,对教材应有针对性地选择。通过总结、归纳、整理,透彻分析课程内容的内在逻辑联系,形成适合专业特色的课程体系,从而满足实际需求。
试验统计方法课程内容包括试验设计和统计分析2个部分,为确保后续分析的科学性和可行性,试验设计要本着科学性、合理性的原则进行。目前,教学中存在的一个突出问题就是对试验设计重视不足,只注重分析方法、原理推导以及理论知识的应用。因此,应对课程内容进行合理编排,实行试验研究方法设计和统计分析方法并重。加大对试验设计的内容(田间、温室、实验室内的试验设计)、统计分析结果的专业解释和剖析反馈信息等内容的讲解。将试验研究实例贯穿于整个教学过程,以科学试验研究步骤和程序为主线,本着实际生产的要求,通过试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集整理到试验数据的统计分析,最后得到科学的结论等,由此提高学生的学习兴趣,对教学内容也更进一步地理解和掌握[5]。
在课堂教学实践中,应转变授课形式,突出技巧性,特别是试验基本原理、方法的讲授。由于该课程的理论、概念和公式较抽象,理解和记忆的难度较大,而在实际中又要灵活运用,因而强调应用案例教学,最好是应用教师科研工作中的实例,深入浅出,突出重点,将抽象的概念讲清、讲透[4]。如在讲授显著性测验、方差分析的基本原理时,要尽量避免只交代方法步骤,尽可能用通俗的语言讲明授课的重点,包括统计方法的背景、基本思路以及应用要点等方面内容,力图使学生能够接受和消化。
2 改革教学方法,创新教学形式,提高教学实效
试验统计方法课程的理论性相对较强,内容较抽象,单一的教学形式容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳,学习兴趣也逐渐降低[4,7]。因此,针对课程内容特点,应采用多元化教学形式,有效结合传统板书教学、多媒体辅助教学以及网络教学,由此吸引学生的注意力,提高课堂教学的效果[8]。
传统教学模式被称为“填鸭式”教学方法,表现在教师是主讲者,教学内容完全由教师设计,教学效果取决于教师的组织能力与语言表达能力;学生是被动的接受者,疲于应付作业和考试,“上课时抄笔记、考试前背笔记、考试后全忘记”的现象严重。因此,课程教学模式的教学效率难以提高,学生无法运用统计学的思维和方法分析和解决实际问题。
现代教学模式以培养学生独立获取知识和发现问题、解决问题的能力为目标,教师既是知识的传授者,也是教学活动的组织者。根据课程各章节内容及教学要求,应将新型教学与“讲授式”、“启发式”、“讨论式”等教学方法相结合,力求做到教学内容与方法的优化组合,提高教学效果。例如:对于基本方法部分,应结合各专业知识应用特点,通过精讲统计方法及典型实例,增加综合分析的内容,摘选一些农学研究中的实例或文献资料,进一步剖析、强调各种统计方法的适用条件、范围及注意事项,重点比较、联系各种统计方法;对于试验设计部分,以学生自学与课堂讨论为主,由教师拟定好自学提纲,组织学生进行讨论,引导学生提出问题,通过课堂讨论进而解决问题,最后由教师进行归纳和总结,从而培养学生总结、归纳和独立分析问题的能力[4]。
另外,在课程的讲授过程中采用案例教学法,让学生在课堂上接触各种实际问题,训练学生综合运用理论知识解决实际问题的能力[9]。结合实际应用事例,将抽象、枯燥的理论进行讲解,有利于学生加深对知识的理解和升华,起到举一反三、触类旁通的作用[5]。针对试验统计方法课程数据繁杂的特点,对于繁、难、抽象的内容,要充分学习和利用Excel、SPSS、DPS等软件工具,将学生从繁杂的计算中解放出来,还可以提高他们运用计算机运算的能力,由原来的“粉笔+黑板”方式向“粉笔+黑板+多媒体+实践”相结合的方式转化。
3 应用多媒体辅助教学,培养学生的思维意识和创新能力
随着科学技术的快速发展,大量多媒体技术和多媒体设备逐渐应用到课程教学中,多媒体计算机辅助教学(MCAI)已成为现代教育技术的重要手段,目前在国内外越来越广泛地应用于教学实践中。在传统的课堂教学中,教师以完成课程的教学要求为目标,只考虑将教学内容更快、更好地传递给学生,而很少考虑如何把课程的教学手段同培养学生的创新能力结合起来[4]。采用多媒体计算机辅助教学模式,可以不受时间、空间、微观、宏观的限制,通过生动形象的教学内容,可以达到传统教学方式不可比拟的效果,该方法可帮助学生进行对比、综合和归纳,培养学生的理解能力和创新能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。
为全面提升学生的综合能力,在改革教学内容和方法的同时,应加强直观教学的效果,注意将现代化教学手段引入课堂,同时也应引入统计分析软件进行辅助教学。在充分利用大量统计数据的基础上,正确应用假设检验、相关与回归分析、参数估计等统计分析方法,采用统计图形、统计模型、统计表格等方式,研究物质变化特征,这也是教学过程中的难点。应用多媒体计算机辅助教学,使教学内容更加生动、直观、形象,增强学生理解和运用知识点的能力,提高课堂教学效率。
4 突出实践、实验,注重培养学生综合分析素养
试验统计方法课程的最终目的是使学生掌握试验设计和科学的统计分析方法,通过理论联系实际,从而熟练地应用其解决实际问题。一方面,要重视课堂理论知识教学,加强实践教学,使学生在认识实际问题、用理论知识解决实际问题的过程中,进一步加强理解、巩固知识,培养学生处理和解决问题的实践技能。例如:利用学生毕业实习的机会,指导学生针对具体课题进行试验设计、实施和统计分析,独立地完成试验课题的实施和毕业论文的撰写,提高学生的运用技能。
实验教学是理论与实践相结合的重要手段,是将知识转化为能力的媒介,有利于拓展和提高学生综合分析问题的能力。计算机的普及、统计软件的使用使计算变得快捷和准确,有利于使学生在讨论、分析、评价问题方面投入更多的注意力[7]。因此,应充分利用学校的电化教学设施,开设软件实验课,使学生熟练应用统计分析软件,掌握抽象的概念和基本理论,提高利用统计分析软件分析和解决问题的能力。
5 充分利用网络资源,提高教学质量
国际互联网的飞速发展,为开放式教学提供了一个更广阔、便利的学习和研究平台。因为课堂的学习时间有限,在讲解完基本理论知识、内容后,扩展讲解知识的时间很少。将优秀的试验统计方法CAI(computer aided instruions)课件放在WEB服务器上,可以实现教育资源的共享。学生可以在网上获取各种学习资料,浏览相关的统计网站,遇到问题时,还可以通过电子邮件来交流以弥补课堂教学的不足;教师也可以通过网络了解学生的学习情况,通过网上信息反馈修改教案,不断提高教学质量。
6 勤于交流,提高教学效果
课堂教学话动的两大主体是教师与学生,教师的目的是教,学生的目的是学,二者是互动的过程。必须注重并加强师生间的互动与交流,才能及时解决学生在学习中遇到的难题,从而向教师反馈教学中存在的不足并提出改进建议;教师也可以在交流中清楚地了解学生的知识层次、理解能力,从而可以因地制宜、因材施教地调整教学计划,优化课堂教学内容,提高教学效果,促进师生的共同进步与发展。为保证教学互动和师生间必要的交流,在教学过程中主要采用课间交流、作业批改与解析、无记名随堂问卷调查、便利的网络资源等形式[4,7]。
7 改革考核方式,培养综合运用能力
为适应目前教育体制中素质教育的要求,必须从根本上改革传统的考核方式。试验统计方法课程的实践性很强,因而应重点考核学生应用知识和综合分析问题的能力。对于理论知识部分,考核方式以闭卷考试为主;对于统计分析方法的应用,可以采取开卷考试的形式。也可以采用计算机考试与笔试相结合的形式,分析性题以计算机上考试为主,理论性题则以笔试为主[4,5]。开卷考试可以使学生从死记硬背概念和公式中解脱出来,这样既考查了学生解决实际问题的能力,又考查了应用计算机的能力,使学生综合运用知识的能力得到提高。
综上所述,试验统计方法不但理论性强,而且应用性较强,涉及了较多的内容、公式和抽象概念,相对其他专业课程,师生普遍反映难教、难学、难记[5]。因此,学习者需要具备一定的数学基础和较强的逻辑推理能力,只有在理解和掌握知识的基础上,才能实现知识的合理应用。同时,教师也要博览群书、钻研教学内容,提高业务水平,紧跟时代步伐,转变教学理念、钻研教学规律。探索适合该专业特点的教学内容体系、适合不同教学内容的多元化的教学手段和教学方法,注意多种教学方法相结合,提高教学效果[7]。
摘要:试验统计方法是生物学专业的专业基础课,具有较强的理论性和实践性。传统的教学只重视理论知识的传授,忽视了学生分析和解决问题能力的培养。结合多年的教学实践和试验统计方法教学的特点,提出在教学中应选择合适的教材和教学内容,采用多元化的教学方法以激发学生的学习兴趣,加深对课程内容的理解和掌握,同时应强化计算机辅助教学,以培养学生应用统计分析软件的能力。
关键词:试验统计方法,教学改革,教学实践,多媒体教学
参考文献
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试验统计方法 篇2
基于铝合金疲劳试验,采用BLUE(best linear unbiased estimation)和MLE(maximum likelihood estimation)方法,提出了轮较加速寿命试验的加速模型,且用假设检验方法研究应力集中对2014铝合金轮毂加速因子的.敏感性.
作 者:邵养鹏 周一帆 王国力 作者单位:邵养鹏,周一帆(中航第514厂,陕西兴平,713106)
王国力(西安交通大学,西安,710049)
试验统计方法 篇3
关键词:试验设计与统计;食品;教学改革;教学优化
1 《食品试验设计与统计》在师范类院校食品专业中的地位
为了推动我国食品科技的快速发展,需要开展大量的科学研究,比如食品资源开发及应用、食品加工工艺优化、食品货架期评估等均离不开试验或调查。因此,如何科学地安排试验或调查已成为了提高食品科学研究效率的关键。此外,在试验或调查过程总会存在一些无法预测或控制的因素,它们会使数据资料具有变异性。因此,如何科学地整理、分析具有变异性的数据资料,揭示其内在规律已成为了食品科学研究的第二个问题。
《食品试验设计与统计》是一门实用性很强的课程,它始终贯穿食品科学研究整个的过程,在培育学生试验设计及数据整理、分析能力等方面起到了重要的作用,具体表现为以下两个方面[1, 2]:
①提供试验设计的方法。通常合理的试验设计方法能降低随机误差,消除系统误差,提高试验的精确性,从而为揭示客观事物间的内在规律提供可靠的数据资料。食品科学研究中常采用的试验设计方法有正交试验设计、回应面分析、均匀设计及混料设计等。
②提供资料整理、分析的方法。通常依据试验设计得到的数据或资料是杂乱无章的,因此需要运用统计学方法,依据数据或资料的特性,对其进行整理合、分析,以揭示数据间的内在联系与差异显著性。统计分析的方法很多,食品科学研究中常用的有差异显著性检验(包括t检验、F检验和检验等)、回归分析及主成分分析等。总之,试验设计和统计分析是《食品试验设计与统计》课程主要的两部分内容,它们互为前提,密不可分。只有理解和掌握一定的统计分析原理和方法并具备扎实专业知识和丰富实践经验才能进行合理地试验设计。反之,只有在试验设计合理的前提下,所获取的试验数据通过统计分析才能揭示事物间内在规律和本质特性。
2 《食品试验设计与统计》课程教学过程中存在的问题
虽然《食品试验设计与统计》对于食品专业学生试验设计与分析能力的培养具有重要的作用,但本课程以概率论和数理统计为基础,抽象的理论和复杂的计算给本课程教与学带来了很大的影响,因此,在实际教学过程中效果不甚理想。分析《食品试验设计与统计》课程教学中存在的问题,主要涵盖以下几个方面:
2.1 课程定位模糊,教学目的不明确
《食品试验设计与统计》实质上就是统计学的基本原理在食品科学领域中的应用,它具有内容全面、理论概括性强、实用性大等特点。但在多数高等院校中,它作为一门选修课,通常仅为34个学时。也就是说,在这么短的课时内既要让学生掌握基本的统计学理论和方法,又要熟悉理论和方法的应用技巧,是很难完成的,因此,在教学中必须做出舍弃,选择一部分章节进行讲授。这也是本课程教学亟待解决的问题,即是强调理论知识学习,还是强调应用技巧的培养?因为强调的内容不同,课程的教学方法也截然不同。
2.2 教学内容陈旧,需进一步整合
目前,国内关于试验设计与统计的教材较多,但由于专业背景的限制或编者水平的高低,各种教材均难以同时兼顾内容的全面性和系统性。而且随着统计学基础理论和计算机技术的不断发展,新的试验设计方法和软件也不断涌现,但目前教学依然和以往一样,将较多的课时放在公式的演绎和繁琐的计算上,而没有对课程的内容做必要的补充和修正。况且以往的教材虽然在编排存在差异,但均存在一个共性问题,即所选例题计算繁琐,结果不够准确,如一元非线性回归方面的例题[3]。
2.3 教学方法和手段单一
现在多数高校开设的《食品试验设计与统计》课程仍然以板书为主的“填鸭式”教学模式。这种教学方法教师是主导者,学生是被动的接受者,通常教学效果的好坏只取决于教师的组织能力和语言表达能力[4]。此外,学生在学习过程中,常因为课程内容抽象、
原理枯燥、计算繁琐而产生厌烦情绪,导致学生学习本课程的积极性和主动性散失,他们选择此课程仅仅是为了通过考试,获取学分。
2.4 “教”与“学”存在矛盾
本课程作为选修课,一般只有34个学时,教师在“教”的过程中,只能偏重于基础知识、概念和原理的讲授,虽然也会结合一些例子来演示基本原理的应用,但只局限于课本上例题或类似问题的解决,仍无法使学生灵活运用相关理论解决实际问题。就学生“学”来说,大多数学生认为课程难度较大,且与专业的相关性不大,因此,多数学生的学习主动性不够,从而导致教学效果不佳。据了解,大部分同学选修《食品试验设计与统计》是为了获取学分,保证能顺利毕业;还有部分同学是为了将来研究生学习做准备。
3 提高《食品试验设计与统计》教学效果的措施
3.1 明确教学目的
随着统计方法的普及和计算机技术的发展越来越多的科技工作者已能熟练运用统计方法及软件进行试验设计与统计分析。但是当今的课堂教学只强调基本理论的讲解,而对对理论知识的运用及相关软件的使用缺乏交待,导致今后的研究过程中学生无法灵活地运用数理原理去解决实际问题。况且,食品科学研究及生产优化设计同其他行业一样,均需要借助强大的统计软件系统才能有效地进行控制和优化。因此,单纯的理论讲解已不能满足食品工业快速发展的需求,这就需要将如何培养学生熟练运用统计学原理解决实际问题的能力作为本课程教学的主要目的。(表1)
3.2 创新教学内容
食品科学研究中,食品原料、生产工艺、质量控制等方面均具有特殊性和复杂性,因此科学地进行试验设计和统计分析对结论的正确性至关重要[1]。为了培养学生解决实际问题的能力,试验设计与统计》讲授过程中,必须引入实践教学的内容以加强学生对知识的理解和运用。依据以往的教学经验和学生的发展需求,笔者在《食品试验设计与统计》课程引入了实践教学内容,主要包括教学案例分析、科研实例分析、统计软件使用介绍、研究讨论等。
①教学案例分析:就是通过分析一些经典的食品试验设计案例,来提高学生的感性认识以巩固学生对理论知识的掌握。表1显示了笔者在课程教学中采用一些典型教学案例。
②科研实例分析:结合学院开设的食品专业试验以及学生申请的创新研究课题,指导学生如何正确地运用理论知识去解决实际问题。③统计软件使用:安排上机课演示统计软件(如SPSS,SAS, Design expert等)的操作流程,并结合实际案例让学生上机操作。
④加强研究讨论:为了提升该课程的教学效果,笔者建立了交流平台,针对课程的理论教学内容、各种试验设计与分析方法的应用及统计软件的操作技巧等方面展开讨论,从而加深学生对相关知识点的理解和应用。
3.3 改进教学方法和手段
恰当的教学方法对于教学效果的提升具有重要意义。可以说,任何一种教学方法都不是万能的,均存在优缺点。比如专题讨论可以充分发挥学生的能动性,对于学生合作意识和分析问题能力的培养起到了重要的作用,但如果组织不当,专题讨论就会演变为个别学生漫无边际的瞎扯。案例分析教学法也一样,如果案例选择恰当,则可以引导学生举一反三,灵活地解决实际中遇到的科学问题。因此,教师必须了解各种教学方法的优缺点,根据每个知识点的特点选择适当的教学方法,用其所长,避其所短。
多样化的教学手段也是增强教学效果的重要措施。不同的教学手段各有利弊,教师在教学过程中,应根据实际情况整合各种教学手段的优势,以达到良好的教学效果。多媒体教学使用方便,适用性强,可以有效节省教学时间,但是在课程教学中,过分的使用多媒体教学手段会难以吸引学生的注意力,致使教学效果降低。如本课程教学内容决定了其多媒体课件中必定会出现较多的文字和数学运算式,如果还单纯地采用这一教学手段,势必会降低学生的学习兴趣。因此,笔者在使用PPT的同时,还会依据讲授内容对教学手段进行调整,比如在讲解函数表达式时,则会用板书进行推导和演绎,以引导学生对教学内容进行思考。相比多媒体教学,板书是我国传统的教学手段,如果运用得当,则能吸引学生的注意力,使学生能紧跟教师讲课的节奏。但是这种教学手段在有效时间内传授的信息量不多,难以符合现代教学的效率要求。此外,为了培养学生解决实际科研问题的能力,还会涉及一些实践教学的内容,如果还是采用板书或多媒体教学往往效果不佳。为此,笔者根据实践教学内容的特点,选取了不同教学手段,如介绍统计软件(如SPSS、Origin、Design Expert等)使用时,则采用了案例演示和上机操作的方式,取得较好地教学效果。
3.4 实现“教”与“学”的统一
“教”与“学”的矛盾只有在教学目的和学习目的明确后后才能做到统一。“教”的最终目的是传授知识,并能熟练运用,因此,本课程的目的应着眼于知识的应用,而“学”的目的也正如此。将统计软件使用纳入本课程的教学内容,可达到 “教”与“学”的统一,其目的是培养学生利用现代化手段整理、分析资料的能力。因此,在教学过程中笔者根据实际情况结合了具体的案例对SAS、SPSS、Design Expert、Origin等软件进行了介绍,避免了学生将过多的时间精力耗费在冗杂的手工计算上。
4 结束语
《食品试验设计与统计》课程教学中存在的问题由来已久,这与课程的地位与性质、教师的教学艺术密切相关。因此,要想达到较好的教学效果,授课教师必须认真审视本课程教学存在的问题,尽量多从学生的角度思考问题,力求做到“教”与“学”的统一,使学生能灵活运用统计学的基本原理解决食品科学研究的实际问题,从而达到培养现代化实用型、复合型专业人才的教学目的。
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动物试验率指标差异的统计比较 篇4
1 计数百分率指标的统计比较方法
由于计数百分率一般服从二项分布, 所以在比较不同水平或处理该指标间的差异之前, 必须考虑如何使其变为近似服从正态分布的随机变量的问题。
1.1 样本含量的估计
计数百分率作为一个随机变量, 其服从正态分布的近似程度关键取决于样本含量即它的分母—总试验次数的大小。设允许估计误差为d, 总体百分率的经验值为p, 允许犯第Ⅰ类统计错误的概率为α, 犯第Ⅱ类统计错误的概率为β, 则当采用双尾检验时, 只考虑犯第Ⅰ类统计错误概率时的样本含量:
同时考虑犯第Ⅰ类和第Ⅱ类统计错误概率时的样本含量:。
例1, 某鸡场的种蛋常年孵化率为85%, 今欲以犯第Ⅰ类统计错误的概率为0.05, 犯第Ⅱ类统计错误的概率为0.05, 并要求估计误差不超过3%去抽样, 求其最少抽样数量。
已知d=0.03, p=0.85, 查得U0.05=1.96和U0.1=1.64, 计算只考虑犯第Ⅰ类统计错误概率时的样本含量, 即最少抽取54枚种蛋;同时考虑犯第Ⅰ类和第Ⅱ类统计错误概率时的样本含量, 即最少抽取184枚种蛋。
1.2 单因素随机分组设计计数百分率指标的统计比较
该设计资料经常被人为地区分为两种形式:一种是每个处理内只含有一个百分率;另一种是各处理内都含有多个百分率。由于参试动物的初始条件基本一致, 在贯彻随机分组的情况下, 每个处理内没必要设置重复, 所以对于第二种形式资料, 在已知各百分率样本含量的条件下, 处理内的百分率可以合并成一个百分率, 以防止各百分率因样本含量太小而影响其可靠性, 于是将单因素随机分组设计计数百分率资料统一为表1的模式。
对于表1资料, 既可以采用参数差异的多重比较方法比较m个处理间差异的显著性, 又可以采用非参数差异的x2检验法。
1.2.1多重比较法
如果采用SSR法作多重比较, 那么查显著水准α, 自由度为∞, 秩次分别为2, 3, …, m的SSR值, 表示为SSRα (f, ∞) , 求
将各处理实际百分率排序, 任意两个处理实际百分率差的绝对值与相应秩次的LSR值比较, 判断相应总体百分率间差异的显著性。
1.2.2检验法
注意表1的最后两行便不难发现:单因素随机区组设计计数百分率资料模式可以写成一个2×m型列联表, 故采用x2检验法也能够间接地比较不同处理百分率间的差异。
当m=2时, 由于自由度为1, 所以需要对x2统计量矫正:
例2, 将540只小鼠随机分成4组, 分别用4种布氏杆菌活菌苗进行免疫试验, 然后均用强毒攻击, 统计发病情况如表2, 试比较不同菌苗免疫效果的差异。
计算每个菌苗的发病率:
求发病率差的标准误:
据此, 采用SSR法继续1.2.1的过程, 得到4个百分率两两差异的统计结果:除了Ⅳ与Ⅱ和Ⅱ与Ⅰ间差异不显著, Ⅳ与Ⅰ间差异显著外, 其他菌苗间差异均极显著。
不同菌苗免疫效果差异的检验:若用表2中每个属性的实际次数计算x2值, 则
实际x2>x20.01 (3) , 推断4菌苗免疫效果差异极显著, 若比较4个百分率两两差异, 则需进一步作x2分割检验。对比多重比较法和x2检验法, 虽然都得到了同样的统计结论, 但由于x2检验法属于非参数差异的统计方法, 所以就不能在此基础上像多重比较法那样测定不同处理总体百分率差异量的大小。
1.3 单因素随机区组设计计数百分率指标的统计比较
若试验动物初始条件不能保持完全一致或各水平分别在不同区组取几个百分率, 则构成表3资料模式。
这是一个单因素随机区组设计计数百分率资料, 在行方差分析之前应根据各百分率大小, 决定是否作数据变换。一般情况下, 若资料中绝大多数百分率在0.3与0.7之间, 则无须作数据变换直接用和计量资料一样的方法进行方差分析和多重比较;如果有较多百分率比0.3小或比0.7大, 那么须先对每个百分率作反正弦变换, 再行方差分析和多重比较。经方差分析后, 如果判定区组效应差异不显著, 就将同一水平内各区组的百分率合并为一个百分率, 使表3的资料模式变成表1的形式, 并按单因素随机分组设计的统计比较方法比较不同水平百分率的差异。
2 计量率指标的统计比较方法
在动物科研中, 一般认为计量指标都服从正态分布, 以此为前提, 根据概率统计理论, 小样本情况下, 两个计量指标之比将不再服从正态分布, 因此, 以计量率为指标的随机分组资料由于没有满足方差分析的基本条件而不能直接采用方差分析法作统计比较。鉴于构成计量率的两个计量指标往往都存在着较大的相关, 若以其中一个计量指标为协变量, 则采用协方差分析法通过比较另一个计量指标在不同水平或处理的差异, 便可间接地实现对不同水平或处理计量率指标间差异的统计比较。
例3, 共有4种饲料 (A1、A2、A3和A4) , 每种饲料各饲喂试验仔猪10头, 记录处理后的日增重 (x1) 和采食量 (x2) , 结果列于表4, 试比较4种饲料的饲料效率间差异。
首先根据指标的变异大小确定协变量, 一般以变异相对较小的指标为协变量。通过对每个指标的方差分析得知:
自由度都是dfT=39, dfA=3, dfE=36
第一个指标的SST1=0.456 2, SSA1=0.261 1, SSE1=0.195 1, F1=16.06**
第二个指标的SST2=7.899 8, SSA2=3.716 8, SSE2=4.183 0, F1=10.66**
因为SSE2>SSE1即MSE2>MSE1, 所以确定x1为协变量, 对x2指标作协方差分析:
试验统计方法 篇5
Weibull分布下恒定应力加速寿命试验分组数据的统计分析
对Weibull分布恒定应力加速寿命试验的分组数据,利用形状参数的线性无偏估计将分组数据转换为指数分布的加速寿命试验分组数据,建立相应的.似然方程,求解得到加速模型参数最大似然估计,最后对某实例进行了分析.
作 者:郑德强 张正平李海波 胡彦平ZHENG De-qiang ZHANG Zheng-ping LI Hai-bo HU Yan-ping 作者单位:北京强度环境研究所,可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室,北京 100076刊 名:强度与环境 ISTIC英文刊名:STRUCTURE & ENVIRONMENT ENGINEERING年,卷(期):35(6)分类号:V524.3关键词:Weibull分布 恒定应力加速寿命试验 分组数据 似然函数
统计教学方法的创新 篇6
【关键词】教学方法;存在问题;统计学
一、统计课程教学存在的问题
1.学生对统计学的重视不够
一提到统计,很多学生会想到统计局、大量统计数据和统计报表等,觉得枯燥无味,并且认为统计学在工作和生活实际中作用不大,因此重视程度也仅停留在获得学习内容的表面上,使教师难以在学生不够重视的情况下,把统计学的知识讲清、讲透。另外,统计学的知识涉及范围广,知识面比较广,而中专学生的基础薄弱,统计课程与现实生活紧密联系,其中的知识点很丰富,而学生在没有接触经济、金融学、高中数学的相关课程的前提下进行学习,会感到迷茫,无从下手。
2.课程内容的规范性不强
目前使用的统计学专用教材,在教学内容上,多是以统计工作过程为主线,先后介绍统计调查、统计整理、统计指标、时间数列、指数、相关与回归、抽样推断等内容,不同的教材侧重点也不相同。不同的教师在教学内容上侧重点也不相同,有的教师重视数理统计方法,在抽样推断上花大量的时间,而有的教师又侧重于传统统计方法,统计学所涉及的基本知识点很多,重要部分需要精讲,教师不同的处理方法有时会造成重点知识的落实不到位。
3.教学方法的单一
教学方法是教学质量种中至关重要的环节,但从目前来看,统计学的教学方式仍然是以传统的教师讲授为主,学生接受知识比较被动,教学方法的多元化应用还不够,而且师生之间的互动和交流也比较缺乏。这种教学方法在教学内容上重视理论传授,轻视实践能力的培养,忽视知识在实践中的应用。在这种传统的统计教学模式下,学生只能学会书本中的理论知识,但不利于学生的统计实际应用能力地的提高,而且在学习过程中很容易使学生产生厌学的情绪。在教学中必须改变陈旧的教学方法,更新教学理念了。
二、统计学教学方法的创新与探索
1.加强理论知识学习,增强自身素质
统计学相关教学理论是优秀教师必须要熟练掌握和运用的。教师本身必须严格要求自己,端正学习态度,加强理论知识的学习。学习相关的经济学知识,查阅一些相关的资料,多浏览一些相关书籍、报纸、杂志、网页,多关注金融社会经济动态,有目的的地把教材中理论知识融入到对经济现象的分析中加深对教材理论知识的理解,增强自身的专业素养和分析能力。
2.结合生活实际进行课堂教学
教师在授课之前可结合教材相关内容查找一些与教学内容密切相关的案例,在教学过程中让学生根据所学知识对案例进行分析,结合老师的讲解,使学生变被动接受知识为主动地阅读、思考、分析、判断;教师通过对案例的归纳、整理,引导学生在实践中掌握具体的统计分析方法。这样的课堂模式实际上是统计实践过程的一种模拟,既能激发学生学习的兴趣,又能够有效地将理论知识转化为专业技能,教会了学生如何在实践中探究学习方法。
3.改变教师角色,活跃课堂气氛
调动学生的积极性才能更好地搞好教师可以采用多媒体教学等新兴的教学手段激发学生学习的兴趣,调动学生学习的积极性。对于理论部分内容,教师的讲授会令学生觉得很枯燥,在这种情况下,教师可以穿插一些学生熟知的内容或者结合我国的实际来讲解,这样可以转变课堂沉闷的气氛,使课堂活跃起来,在轻松愉悦的气氛下氛围里学习,可以加深学生对所讲述内容的理解,提高学习效率,加强教学效果。
4.将课堂知识与社会实践结合
枯燥的课堂知识必须和社会实践结合,这样才有生命力。在教学中,应适当结合课程内容安排学生进行社会实践。比如可以组织学生对相关专业的课题做市场调查,比如中专生的就业问题、网络应用的利与弊、学生厌学现象等学生们感兴趣的问题进行具体的抽样调查,从调查对象的确定、问卷的发放、回收与审核,数据输入与资料整理,估计与分析到调查报告的编写,调查或体会的形成等全部过程,都有由学生独立完成。这样,在整个社会实践过程中,学生通过亲力亲为参与了统计调查、统计整理和统计分析的整个过程,巩固了基础知识的同时又学会了理论的应用。
教师在教学过程中要时刻明确学生是课堂的主体,教师要结合学生状况,灵活设计课堂模式,激发学生学习兴趣,了解和贯彻课程内容对学生能力和学生个性发展的要求,把学生放在教学的主导地位,引导学生发挥其主观能动性,培养学生的信息学习的积极性、创造性。建立起能促进学生全面发展的教育教学模式。
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试验统计方法 篇7
1 重视教材建设, 合理选用教材
目前, 国内每年都有大量统计方面的新出版教材, 种类繁多, 但多数内容雷同, 能结合专业编辑的教材, 并满足教学大纲基本要求的教材较少。经过多年的教学实践和使用比较, 最后选用中国农业大学出版社出版, 由王钦德、杨坚主编的《食品试验设计与统计分析》作为教材, 该教材为国家级优秀规划教材, 基本满足了本科阶段学生对全面、系统的专业统计知识学习要求。云南农业大学的教学大纲规定《食品试验设计与统计分析》的理论教学为23学时, 实验教学为9学时, 学时较少, 较难实现对学习内容的面面俱到。因此在教学过程中, 按照保障教学学时、突出讲授重点内容等特点[3], 不断优化教学内容, 课堂下认真做好教案准备, 在保证完成教学目标的前提下, 根据教学实际, 分清教学重点和难点[4], 将课程的每一章教学内容划分为重要讲授内容、理解内容和课后自学内容3个部分, 适时、灵活地对教学要点、课程进度进行合理调整, 既保证了教学活动的有序开展, 也满足了不同学习层次学生在面向不同深度的统计知识学习内容上的个性发展需要。
2 开展案例教学, 丰富课程内容针对性
应用案例教学方法是培养学生应用统计的理论、原理和方法解决实际问题的重要途径[5]。案例教学具有形象化、生动化、简单化、具体化等特点, 能将沉闷的学习环境变成轻松愉快的学习氛围, 能有效避免出现教师满堂灌、学生被动接受的问题, 防止教师在讲授理论时过多推导理论公式等情况。因此在讲授课程内容时, 一方面要增强所讲理论知识的实践应用性, 同时还要积极调动学生学习的兴趣和积极性, 让学生参与案例分析的解决, 通过引导和启发学生利用理论原理和方法来思考解决案例中的问题。比如科学试验研究步骤和程序, 借助常见的试验内容为实例, 就可以实现抽象的统计原理转变为学生熟知的、感性的具体事例[6], 在激发学生学习兴趣的同时, 也使他们从食品专业的角度对结果做出科学的分析和判断。课堂引入案例教学, 可以起到丰富课堂教学和增强统计知识的实用性作用[7];有助于启发学生借助具体的统计分析方法来实现生产科研实际问题的解决, 也能促使学生更好的开展自我学习、自我提高, 为深入学习课程内容打下坚实的兴趣基础。
3 依托现代教学技术, 综合提高教学效果
现代教学技术是提高教学质量的重要手段和方法。作为基础理论课程, 多媒体技术可以促进文字、图像、动画和声音等教学材料的有机融合, 促进不同统计方法在案例中的应用说明, 信息量大, 形象生动、具体化, 对提高学生学习的主动性和自觉性作用很大, 同时也能减轻教师工作强度, 促进教学质量的提高。另外, 相对于多媒体教学的板书教学方法也有其独特优势, 能给学生足够的时间来消化、理解多媒体教学内容, 是对多媒体教学技术的有益补充。这种多媒体教学为主, 板书教学为辅的教学方式, 能大大提高教学效果。
4 强化计算机实验教学, 突出课程应用实践性
《食品试验设计与统计分析》实验教学是理论课程的重要补充部分, 能借助各种统计软件如SPSS、Excel、SAS等培养学生进行数据处理与分析的能力, 也是课堂教学的延续和检验。这些统计分析软件的语法简单、使用方便[8], 学生借助软件可以对数据输入后采用的分析方法、结果的识读进行独立思考, 使学生将课堂上学到的理论、方法原理运用于实验数据处理[9], 让数据分析结果更具说服力, 既增强了学生对统计知识的实践应用能力, 加深统计学原理与方法的理解, 也激发学生学习统计分析的兴趣。
综上所述, 相对于其他基础课程而言, 《食品试验设计与统计分析》课程较难教、难学, 但教学改革是永恒的主题。在教学过程中, 只要刻苦钻研教学内容和教学方法, 不断提高教学水平和转变教学理念, 在实践中不断探索, 在探索中不断实践, 就能培养出真正的现代化实用型与复合型人才。
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试验统计方法 篇8
为了推动我国食品科技的快速发展, 需要开展大量的科学研究, 比如食品资源开发及应用、食品加工工艺优化、食品货架期评估等均离不开试验或调查。因此, 如何科学地安排试验或调查已成为了提高食品科学研究效率的关键。此外, 在试验或调查过程总会存在一些无法预测或控制的因素, 它们会使数据资料具有变异性。因此, 如何科学地整理、分析具有变异性的数据资料, 揭示其内在规律已成为了食品科学研究的第二个问题。
《食品试验设计与统计》是一门实用性很强的课程, 它始终贯穿食品科学研究整个的过程, 在培育学生试验设计及数据整理、分析能力等方面起到了重要的作用, 具体表现为以下两个方面[1,2]:
(1) 提供试验设计的方法。通常合理的试验设计方法能降低随机误差, 消除系统误差, 提高试验的精确性, 从而为揭示客观事物间的内在规律提供可靠的数据资料。食品科学研究中常采用的试验设计方法有正交试验设计、回应面分析、均匀设计及混料设计等。
(2) 提供资料整理、分析的方法。通常依据试验设计得到的数据或资料是杂乱无章的, 因此需要运用统计学方法, 依据数据或资料的特性, 对其进行整理合、分析, 以揭示数据间的内在联系与差异显著性。统计分析的方法很多, 食品科学研究中常用的有差异显著性检验 (包括t检验、F检验和检验等) 、回归分析及主成分分析等。总之, 试验设计和统计分析是《食品试验设计与统计》课程主要的两部分内容, 它们互为前提, 密不可分。只有理解和掌握一定的统计分析原理和方法并具备扎实专业知识和丰富实践经验才能进行合理地试验设计。反之, 只有在试验设计合理的前提下, 所获取的试验数据通过统计分析才能揭示事物间内在规律和本质特性。
2 《食品试验设计与统计 》课程教学过程中存在的问题
虽然《食品试验设计与统计》对于食品专业学生试验设计与分析能力的培养具有重要的作用, 但本课程以概率论和数理统计为基础, 抽象的理论和复杂的计算给本课程教与学带来了很大的影响, 因此, 在实际教学过程中效果不甚理想。分析《食品试验设计与统计》课程教学中存在的问题, 主要涵盖以下几个方面:
2.1 课程定位模糊, 教学目的不明确
《食品试验设计与统计》实质上就是统计学的基本原理在食品科学领域中的应用, 它具有内容全面、理论概括性强、实用性大等特点。但在多数高等院校中, 它作为一门选修课, 通常仅为34 个学时。也就是说, 在这么短的课时内既要让学生掌握基本的统计学理论和方法, 又要熟悉理论和方法的应用技巧, 是很难完成的, 因此, 在教学中必须做出舍弃, 选择一部分章节进行讲授。这也是本课程教学亟待解决的问题, 即是强调理论知识学习, 还是强调应用技巧的培养?因为强调的内容不同, 课程的教学方法也截然不同。
2.2 教学内容陈旧, 需进一步整合
目前, 国内关于试验设计与统计的教材较多, 但由于专业背景的限制或编者水平的高低, 各种教材均难以同时兼顾内容的全面性和系统性。而且随着统计学基础理论和计算机技术的不断发展, 新的试验设计方法和软件也不断涌现, 但目前教学依然和以往一样, 将较多的课时放在公式的演绎和繁琐的计算上, 而没有对课程的内容做必要的补充和修正。况且以往的教材虽然在编排存在差异, 但均存在一个共性问题, 即所选例题计算繁琐, 结果不够准确, 如一元非线性回归方面的例题[3]。
2.3 教学方法和手段单一
现在多数高校开设的《食品试验设计与统计》课程仍然以板书为主的“填鸭式”教学模式。这种教学方法教师是主导者, 学生是被动的接受者, 通常教学效果的好坏只取决于教师的组织能力和语言表达能力[4]。此外, 学生在学习过程中, 常因为课程内容抽象、原理枯燥、计算繁琐而产生厌烦情绪, 导致学生学习本课程的积极性和主动性散失, 他们选择此课程仅仅是为了通过考试, 获取学分。
2.4“教”与“学”存在矛盾
本课程作为选修课, 一般只有34 个学时, 教师在“教”的过程中, 只能偏重于基础知识、概念和原理的讲授, 虽然也会结合一些例子来演示基本原理的应用, 但只局限于课本上例题或类似问题的解决, 仍无法使学生灵活运用相关理论解决实际问题。就学生“学”来说, 大多数学生认为课程难度较大, 且与专业的相关性不大, 因此, 多数学生的学习主动性不够, 从而导致教学效果不佳。据了解, 大部分同学选修《食品试验设计与统计》是为了获取学分, 保证能顺利毕业;还有部分同学是为了将来研究生学习做准备。
3 提高 《食品试验设计与统计 》教学效果的措施
3.1 明确教学目的
随着统计方法的普及和计算机技术的发展越来越多的科技工作者已能熟练运用统计方法及软件进行试验设计与统计分析。但是当今的课堂教学只强调基本理论的讲解, 而对对理论知识的运用及相关软件的使用缺乏交待, 导致今后的研究过程中学生无法灵活地运用数理原理去解决实际问题。况且, 食品科学研究及生产优化设计同其他行业一样, 均需要借助强大的统计软件系统才能有效地进行控制和优化。因此, 单纯的理论讲解已不能满足食品工业快速发展的需求, 这就需要将如何培养学生熟练运用统计学原理解决实际问题的能力作为本课程教学的主要目的。 (表1)
3.2 创新教学内容
食品科学研究中, 食品原料、生产工艺、质量控制等方面均具有特殊性和复杂性, 因此科学地进行试验设计和统计分析对结论的正确性至关重要[1]。为了培养学生解决实际问题的能力, 试验设计与统计》讲授过程中, 必须引入实践教学的内容以加强学生对知识的理解和运用。依据以往的教学经验和学生的发展需求, 笔者在《食品试验设计与统计》课程引入了实践教学内容, 主要包括教学案例分析、科研实例分析、统计软件使用介绍、研究讨论等。
(1) 教学案例分析:就是通过分析一些经典的食品试验设计案例, 来提高学生的感性认识以巩固学生对理论知识的掌握。表1显示了笔者在课程教学中采用一些典型教学案例。
(2) 科研实例分析:结合学院开设的食品专业试验以及学生申请的创新研究课题, 指导学生如何正确地运用理论知识去解决实际问题。 (3) 统计软件使用:安排上机课演示统计软件 (如SPSS, SAS, Design expert等) 的操作流程, 并结合实际案例让学生上机操作。
(4) 加强研究讨论:为了提升该课程的教学效果, 笔者建立了交流平台, 针对课程的理论教学内容、各种试验设计与分析方法的应用及统计软件的操作技巧等方面展开讨论, 从而加深学生对相关知识点的理解和应用。
3.3 改进教学方法和手段
恰当的教学方法对于教学效果的提升具有重要意义。可以说, 任何一种教学方法都不是万能的, 均存在优缺点。比如专题讨论可以充分发挥学生的能动性, 对于学生合作意识和分析问题能力的培养起到了重要的作用, 但如果组织不当, 专题讨论就会演变为个别学生漫无边际的瞎扯。案例分析教学法也一样, 如果案例选择恰当, 则可以引导学生举一反三, 灵活地解决实际中遇到的科学问题。因此, 教师必须了解各种教学方法的优缺点, 根据每个知识点的特点选择适当的教学方法, 用其所长, 避其所短。
多样化的教学手段也是增强教学效果的重要措施。不同的教学手段各有利弊, 教师在教学过程中, 应根据实际情况整合各种教学手段的优势, 以达到良好的教学效果。多媒体教学使用方便, 适用性强, 可以有效节省教学时间, 但是在课程教学中, 过分的使用多媒体教学手段会难以吸引学生的注意力, 致使教学效果降低。如本课程教学内容决定了其多媒体课件中必定会出现较多的文字和数学运算式, 如果还单纯地采用这一教学手段, 势必会降低学生的学习兴趣。因此, 笔者在使用PPT的同时, 还会依据讲授内容对教学手段进行调整, 比如在讲解函数表达式时, 则会用板书进行推导和演绎, 以引导学生对教学内容进行思考。相比多媒体教学, 板书是我国传统的教学手段, 如果运用得当, 则能吸引学生的注意力, 使学生能紧跟教师讲课的节奏。但是这种教学手段在有效时间内传授的信息量不多, 难以符合现代教学的效率要求。此外, 为了培养学生解决实际科研问题的能力, 还会涉及一些实践教学的内容, 如果还是采用板书或多媒体教学往往效果不佳。为此, 笔者根据实践教学内容的特点, 选取了不同教学手段, 如介绍统计软件 (如SPSS、Origin、Design Expert等) 使用时, 则采用了案例演示和上机操作的方式, 取得较好地教学效果。
3.4 实现“教”与“学”的统一
“教”与“学”的矛盾只有在教学目的和学习目的明确后后才能做到统一。“教”的最终目的是传授知识, 并能熟练运用, 因此, 本课程的目的应着眼于知识的应用, 而“学”的目的也正如此。将统计软件使用纳入本课程的教学内容, 可达到“教”与“学”的统一, 其目的是培养学生利用现代化手段整理、分析资料的能力。因此, 在教学过程中笔者根据实际情况结合了具体的案例对SAS、SPSS、Design Expert、Origin等软件进行了介绍, 避免了学生将过多的时间精力耗费在冗杂的手工计算上。
4 结束语
《食品试验设计与统计》课程教学中存在的问题由来已久, 这与课程的地位与性质、教师的教学艺术密切相关。因此, 要想达到较好的教学效果, 授课教师必须认真审视本课程教学存在的问题, 尽量多从学生的角度思考问题, 力求做到“教”与“学”的统一, 使学生能灵活运用统计学的基本原理解决食品科学研究的实际问题, 从而达到培养现代化实用型、复合型专业人才的教学目的。
摘要:针对目前师范类高校《食品试验设计与统计》课程教学中存在的一些问题, 结合食品专业教学改革, 笔者提出对《食品试验设计与统计》课堂教学优化的一些思考与见解, 以期为提高食品相关专业“验设计与统计”课程教学质量提供新思路。
关键词:试验设计与统计,食品,教学改革,教学优化
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试验统计方法 篇9
《生物统计附试验设计》既然以数理统计为基础, 属应用数学类课程, 因此各种类型的数学公式是必不可少的。据初步统计, 在我们所涉及的教学内容中给予编号的公式就达184个, 而且有些公式是十分复杂的。在以往的《生物统计附试验设计》考试中, 我们大多采取闭卷考试方式。为此学生要背各种基本概念, 要记众多的公式, 结果自觉不自觉地把主要精力放到了“死记硬背”上, 大大加重了学生的负担。我们也曾采用过开卷考试方式, 但开卷考试往往又使学生放松复习, 将一些应该在理解的基础上去记忆的知识忽略, 只会照书上例题“依样画葫芦”, 而并不了解基本原理和分析结果的实际意义。学生在学习这门课时普遍感觉很难学好, 到了工作岗位还是不会应用所学知识解决实际问题。特别是从毕业生的反馈信息了解到, 不少人不会应用Excel进行统计的基础数据处理。由此可见, 我们的教学与考试方法和高职教育的培养目标还是有差距的, 必须对《生物统计附试验设计》这门课的教学与考试方法进行以下几方面的改革。
1. 要把教学的重点向应用技能转变, 减少理论授课时间, 增加实践的内容。我们可以充分利用Excel的统计运算功能, 安排一定的上机实践课, 将所学理论与实际操作紧密结合, 让学生掌握原始数据的输入、统计的汇总、各种统计图表的绘制、常见资料的统计分析等基础操作。突出实际操作能力的培养, 拉近与实际工作能力的距离, 体现高职教育的培养目标。
2. 期末考试要理论与实际操作相结合, 改革过去《生物统计附试验设计》期末仅答一张试卷就定学习优劣的情况, 将理论考试与实际操作考核结合起来评定学生对这门课的学习情况。可将学生的学习成绩评定由三部分来组成。考核方案是:第一部分是理论课的期末笔试——30%, 主要考核对基础理论、基本统计方法和试验设计方法的掌握。第二部分是期末实践考核——30%, 给定原始数据, 上机操作, 主要考核将所学理论用于实际操作的能力, 根据操作中所表现出来的操作技能、问题判断和排除能力、创新能力, 来评定成绩。第三部分是平时考核——40%, 主要依据学生作业、参与课堂提问、平时口试成绩、平时的实际操作、出勤率等情况综合评价。
3. 理论课的期末笔试方法可采用“一页开卷”的考试方法。“一页开卷”是指允许学生在考试时自主携带一张A4纸, 这张A4纸的正反面可以事先写下与考试课程有关的内容以备答卷时参考。对A4纸上记录多少内容、记录什么内容不加限制, 但这张A4纸只能手写不能复印。此前, 已经有一些高等学校在不同的课程中进行了“一页开卷”考试的尝试。学生普遍反映这种考试方法有利于提高他们的能力, 学习更主动, 而不再疲于去应付, 死记硬背[2]。
衡量一种考试方法优劣的标准应包括:是否有利于激发学生平时的学习兴趣和学习积极性, 是否有利于提高学生的综合素质, 是否有利于培养学生的创新能力[3]。“一页开卷”考试在这几个方面表现出了它的优势。首先, “一页开卷”考试方法可引导学生在课程学习中注重实际能力培养。传统的闭卷考试形式常常迫使学生将很多理论、概念硬背下来, 但往住在考后数日或走上工作岗位后又“全部还给老师”。“一页开卷”考试方法允许学生将一些理论、概念整理在纸上带进考场, 大脑就被“解放”出来, 给了学生充分的空间, 从而更好地把握基本知识点, 并用更多的时间去探索到实践中很好应用的途径, 从而提高运用知识对实际问题进行分析与处理的能力。其次, “一页开卷”考试方法可促使学生平时认真学习, 考前进行全面、系统的复习、整理。每个学生对全书的内容掌握程度不尽相同, 因此也不可能去抄别人的, 抄别人的不一定适合自己。要把184个公式 (实际上还有许多并未编号的公式, 因此并不止184个) 全部抄在一张A4纸上, 即使写最小的字也抄不下。为此学生就必须系统地把所学内容全部复习一遍, 反复复习后, 才能从中挑出自己所需的公式, 无疑这一过程就是我们所希望的“系统复习”过程。而学生抄写的公式必然是他认为是难点的问题, 为此学生就会去重点复习或去咨询同学、教师, 达到搞懂的目的。更重要的是学生自然而然就把主要精力放在“如何应用这些公式”上去, 这正是我们这门课教学所要求的。第三, “一页开卷”有助于学生形成健康的应试心理, 在一定意义上可有效防止学生考试作弊, 可以说这也是对传统考试方法的一种合理改革。第四, “一页开卷”可促进教学方法的改革。改用“一页开卷”后, 教师在试卷命题时必然将重点转向考查学生的思考、应用能力, 也促使教师在平时授课中加强与本课程相关的新知识的分析与讨论, 以提高学生分析解决问题的能力和学习积极性[4]。
4. 实践的期末考试可采用上机操作的方法考核。操作技能的考核, 可安排在学期末, 也可安排在期末考试前某一个时间进行, 考试时间设为45分, 重点考核快速输入原始数据 (可设计几组原始数据, 每人选取一组参加考试) , 按要求进行资料整理、绘制图表、统计分析等, 考核操作中处理数据、分析问题、解决问题、创新的能力。具体评分标标准如表1所示。
应用性人才的培养顺序是先会后懂, 先会操作后明白原理, 学生不会操作就成不了应用性人才这是不言而喻的, 不同学生考核的测量标准可以有所不同, 但操作技能的考核是必不可少的。知识不会, 可以从工作手册、书籍中查到, 然后就可了解;而技能不行, 没有一定的操作技能, 根本无法完成岗位的工作, 是无法成为应用性人才的。操作技能考核的评分依据是看学生的整个操作过程的科学性、熟练程度, 以及统计分析结果的准确性。
我们知道, “考试”这一教学环节在教学工作中是十分重要的, 但要注意高职院校与普通本科院校培养目标的不同。高职院校是培养动手能力强的应用型人才而不是研究型人才, 所以考试要为达到这个目标服务。高等职业教育考试方法改革的研究与实践, 必将对培养高技能人才产生积极的、深远的影响。
摘要:针对《生物统计附试验设计》课程的特点, 笔者尝试采用期末理论考试、期末实践考核和平时考核三者相结合的方式来评定学生学习本课程的成绩。期末理论采用“一页开卷”的考试方式;期末实践考试进行上机操作, 主要考核将所学理论用于实际操作的能力;平时考核主要依据学生平时的实际情况综合评价。通过对本课程考试理念的改革和创新, 以期有效推进高职教育的考风建设, 着力实践素质教育对高职教育教学提出的要求, 使学生实现从死记硬背到灵活掌握、提升能力、学会学习的转变, 推动并促进高职教育教学改革的不断深入。
关键词:《生物统计附试验设计》,考试制度,改革,“一页开卷”
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试验统计方法 篇10
试验设计与统计分析是以数理统计理论、专业知识和实践经验为基础,科学地设计试验和收集数据,并对所得试验数据进行整理、分析,达到减少试验次数、缩短试验周期得出客观、科学的结论[3]。因而该课程是一门贯穿于生物工程科学研究工作的重要工具,对培育本专业学生的毕业论文设计、撰写和今后进行试验有重要的作用,在科研能力培养方面具有十分重要的意义。然而,试验设计与统计分析课程具有内容繁多、理论性强、实践应用要求高等特点。学生反映是学习难度大、难有兴趣的专业课程[4,5]。针对试验设计与统计分析课程教学中存在的问题,根据该课程特点和生物工程专业人才培养目标,结合学校的实际对其教学方法和手段进行探索与实践,激发了学生的学习热情与主动性,培养了学生的科学研究与创新能力,取得了良好的教学效果。
1 开展案例化教学,增强课程内容的针对性
实验设计与统计分析涉及微积分、线性代数和概率论等课程,教材信息量大、学时较少,较难实现对教学内容面面俱到,加之内容抽象、原理枯燥、推理过程复杂和计算烦琐等,导致缺乏学习的积极性和主动性,使其难于感受该门课程的现实意义。
案例化教学具有形象化、生动化、简单化和具体化等特点。能将沉闷的学习环境变成轻松愉快的学习氛围,能有效避免教师满堂灌,学生被动接受的问题[4]。通过案例可以增强理论知识的实践应用性。在案例化教学模式下,教师需要积极调动学生参与到案例中来,并引导和启发学生利用所学的理论和方法解决案例中出现的问题。比如我们在综合实验中,优化酿酒酵母发酵产乙醇的工艺,需要考虑影响乙醇产量的因素和水平,需要设计实验、实施、数据收集与整理、统计分析和得出结论等,引用专业实验中的实例,让学生有种身临其境做实验的感受,瞬间让学生将抽象的统计原理联系到实践。再结合以前的实验过程和数据,从专业理论的角度分析,让学生直接体会到整个实验设计及统计分析的实用性和重要性。这样的实例不仅可以激发学生的兴趣,同时也促使学生从专业角度科学的分析和判断实验结果。
为了促使学生进一步强化试验设计与统计分析理论并能深入联系专业知识。我们在优化的酿酒酵母发酵产乙醇的工艺条件下,探讨乙醇合成酶相关基因变化情况,并设计实验采用qRT-PCR的方法分析基因表达水平,并对前期实验数据统计分析。也可以引导学生思考从发酵的酵母中分离乙醇或者其它产品工艺又是如何设计和分析,等等。通过一个实例引出发酵工程、基因工程、分子生物学和生物分离工程等一系列课程的相关知识,即有助于启发学生利用统计学方法解决实现生产中的科研问题。也为深入学习课程内容打下坚实的兴趣基础,使学生由被动学习变为主动学习,使本课程成为学生能够用掌握的方法解决实际问题,借以训练思维、培养能力的课程。
2 采用PBL教学法,培养解决问题和自主学习能力
PBL教学法( Problem - Based Learning) 是以学生为主体,通过小组合作的形式共同解决复杂的、实际的或真实性的问题,学习隐含于问题背后的科学知识,以促进他们解决问题、自主学习和终身学习能力的发展[6]。教师根据学生认知水平、专业课程等相关方面提出的问题,对学习成果提出要求,让每个小组的学生明确自己的任务、目标和分工。引导学生利用网络课程等丰富的教学资源解决问题,且必须达到既定的标准。
教师是实施PBL教学法的倡导者、设计者和具体执行者,学生的主体性需要在教师的指导下逐步培养和发展。因此,教师运用新教学方法的心理准备、对问题的选择与设计、对教学资源的准备、调控课程教学的能力决定着教学方法的实施效果[6]。根据学生对知识理解由简到难和循序渐进的特点,将本课程设计为3 个方面的技能:( 1) 基本技能( 资料收集与整理) ; ( 2) 核心技能( 结果分析与判断) ; ( 3) 综合技能( 数据的统计分析与给出结论) 。围绕这3 个主要项目,结合专业实际提出问题。比如,如何收集酵母发酵过程中的资料? 如何整理? 为何要对结果统计分析? 如何分析? 如何去看分析结果?再结合其它的简单实例,告诉学生在解决问题的过程中要深入思考问题的各个方面。比如,如何获取资源、如何评价资源、如何根据这些资源来解决实际问题等。实现知识传授与技能培养的有机融合。
除了善于提出问题,教师应根据学生的基础、学习能力等的不同,适当准备和设计一些教学资源,并且这些资源难易兼顾,既要考虑到基础知识,也要有拓展知识,既能让学生自主独立、循序渐进的学习,也能让其自主探究学习。
3 加强 “任务驱动式” 教学,强化学生课程应用实践性
试验设计与统计分析是实践性较强的一门课程,单纯课堂讲授远不能满足教学目标的要求,需要结合相应的实践才能让知识得以巩固。目前的教学方式主要通过完成教材中的课后作业来实践。但是这些作业( 任务) 相对简单,对知识综合运用和拓展没有太大的帮助。在实践中,亦存在学生不动脑、作业抄袭、学生间互动少、作业应付差事的情况。
任务驱动式教学模式,即学生在教师的引导下,围绕一个切合实际的任务中心,在任务动机的驱动下,调动学生的主动性,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生完成学习的一种实践活动[7]。
该教学模式使学生带着真实的任务在探索中学习,构建属于自己的知识和技能,同时提高学生分析问题、解决问题能力。在完成任务的过程中,不断获得成就感,进而激发学生的求知欲,形成自我学习的良性循环,逐步培养出独立探索、勇于进取的自学能力。将以往简单的解决问题转变为以完成任务为目标的探究式学习,学生根据自己对问题的理解,以最积极的态度,竭尽所能的运用各种资源和经验提出方案、解决问题。
根据任务驱动教学法的原理,结合生物工程产品科研生产实践,对教材内容进行适当的删减和调整,减少复杂抽象公式的推导和计算,在授课过程中加入一些专业教师科研中的一些案例,如人参皂苷合成酶基因SS的PCR引物设计和条件优化、渗透压等对葡萄酒酵母发酵过程中甘油合成与挥发酸生成的调节作用、人参皂苷等药用活性成分提取分离工艺优化、葡萄糖苷酶稳定性分析、葡萄糖酶固定化工艺等。再对实验中需要的一些设计和统计分析软件,如正交实验设计、均匀实验设计、Design expert、SAS和SPSS等进行重要介绍。在阶段性完成某一部分内容讲授后,然后布置与上述的实例相关的任务,要求学生分组查阅相关的最新文献,在任务驱动下进行实践和网络拓展。通过指定任务督促学生将课堂讲过的理论知识进一步的消化吸收,借助任务的完成真正实现知识的深入理解和灵活运用,通过课内引导和课外拓展结合弥补学时和教材内容不足的局限,这样既增强了学生团队协作意识,也训练学生查阅资料,进行自主学习的能力。
4充分利用科研平台,调动学生积极性
“教”的目的是为了学生的 “学”, “学” 的目的是为了用。然而学习过程需要学生能够独立思考和较高的主观能动性。通过科研活动可以消除学生对课本知识的厌烦情绪,加深了对知识的理解,培养了学生的观察能力、分析能力、实际运用等方面的能力,更重要的是提高了学生的主观能动性。教师如果能及时将一些研究成果带进课堂,深入浅出的让学生对科研的重要性和魅力有所了解,这样会增加学生对科研的新鲜感,也能增加学习的兴趣。为了能让学生所学到的实验设计与统计知识能广泛应用到生物工程专业课程实践和应用之中,在指导学生进行相关的科研活动时,教师尽可能将科研项目与教学内容密切联系,引导学生运用所理论知识对实验结果进行分析和解释,并能提出自己的建议,在合适的时候,还可以让学生独立完成部分科研课题,进一步激发学生科学探索的兴趣。
基于上述的思路,结合化学化工学院省级省高校重点实验室和省校企人才合作培养示范基地等科研平台,开展多种形式的逐层递进的科研创新活动: 校级、省级和国家级大学科技创新创业训练计划项目; 开放实验( 带着自己感兴趣的课题进入实验室) ,国家和省级挑战杯大学生创业大赛; 湖南省大学生课外化学化工创新作品竞赛等; 结合我校发生物工程学科特点,鼓励大二以上的学生根据自己的兴趣,在专业教师的指导下开展科学研究。积极引导学生参加各级科技创新活动,以及各级别的挑战杯大学生创业大赛等活动。近五年,生物工程专业有近100 名本科生参加各类科技创新活动,获国家和省级科技创新项目5 项; 校级科技创新项目20 余项; 省部级以上挑战杯获奖3 项,其它科技竞赛获奖20 余项,学生发表论文30 余篇,毕业生受到用人单位普遍欢迎。这些成果显示我们这种教学方法的探索与实践取得一定的实效,学生学习的积极性主动性都有明显的提高,教学效果显著。
由于前期的教学内容彼此衔接且循序渐进,引导学生参与科研实践活动,使所学理论知识与科研实践相互衔接、互有补充。我们开展的一系列科技创新活动,明显的激发学生科研兴趣,提高了学生的创新能力。
5 结语
课程教学必须适应社会发展及人才培养的需要。随着社会发展和科技的进步,已经开始由培养知识型人才向培养创新型能力型和操作型人才转变。因此,教师的作用也应由引导学生学习转变为引导学生自主学习。然而,在我国各大高校的教学中重理论轻实践的教学现象仍然普遍存在,在试验设计与统计分析这样一门理论和实践紧密联系的课程中,此现象也屡见不鲜。
试验设计与统计分析是生物工程专业重要的工具课,通过探索与实践,我们在课堂教学中注重案例化、任务驱动和科研实践于一体的教学模式,激发了学生探索与主动学习的热情,初步取得了良好的教学效果。在以后的教学过程中,进一步优化教学模式,特别要注重解决实际问题能力的提高。为我国的生物工程工业培养出更多优秀的专业人才。
参考文献
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[2]常景玲,李兰,郭丹钊,等.生物工程实验课程教学改革探索[J].实验科学与技术,2008,6(2):78-79.
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