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關鍵詞:生物統(tǒng)計學;統(tǒng)計思維;應用意識
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0191-03
生物統(tǒng)計學是利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法研究生物數(shù)量性狀變化規(guī)律的一門學科,是應用數(shù)學領域的重要學科分支[1]。它涵蓋了生物學試驗設計、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分析方法的選擇以及統(tǒng)計結論的得出與解釋等內(nèi)容。生物統(tǒng)計學不僅廣泛應用于傳統(tǒng)的生物學、生態(tài)學、醫(yī)學、藥學和農(nóng)學等各學科專業(yè)中,也是現(xiàn)代分子生物學研究中數(shù)據(jù)分析的重要工具[2]。數(shù)據(jù)分析與處理能力是當今生物學領域科研工作者的必備技能之一,且隨著生物組學時代的來臨,生物統(tǒng)計學的應用更加廣泛和深入,生物統(tǒng)計學在高校生物學課程體系中的位置也愈發(fā)重要,肩負著培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析技能和科研素養(yǎng)的重要使命。因此,生物統(tǒng)計學已成為我國高等院校生物科學類專業(yè)的一門基礎課程,也是廣東海洋大學水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)的一門專業(yè)必修課。
然而,生物統(tǒng)計學課程不同于其他的理論基礎課和專業(yè)課,其最大特點是概念抽象、公式復雜、計算煩瑣,是一門教師和學生普遍反映難教、難學、難懂的課程,這也導致學生缺乏學習興趣和動力,難以取得預期的教學效果[3]。為此,本文將結合筆者近年來水產(chǎn)生物統(tǒng)計學的教學實踐,就如何培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力和應用意識進行分析和探討,以期為水產(chǎn)生物統(tǒng)計學課程的教學提供一定的參考。
一、統(tǒng)計思維能力培養(yǎng)
生物統(tǒng)計學作為一門工具學科,是一種思維方法(或統(tǒng)計思想)在生物學中的應用。學習生物統(tǒng)計學就是要學會利用統(tǒng)計思想分析問題和解決問題。姚亮等(2015)歸納了四條統(tǒng)計思想,分別是或然性思想、小概率原理、大概率原理和信息最大化原理。這些統(tǒng)計思想存在于生物統(tǒng)計學理論體系的各個角落,共同構成了統(tǒng)計學學科的思想基礎。為此,生物統(tǒng)計學的課堂中,教師應將核心統(tǒng)計思想的闡述貫穿于基礎理論知識講解中,努力幫助學生理解復雜統(tǒng)計理論和方法的思想本質。
1.注重核心統(tǒng)計思想的講解是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的首要任務。生物統(tǒng)計學教學活動中,由于較多的數(shù)學推理與計算等難點需要講解,因此會占用教師較多的授課時間和精力,從而面臨能力培養(yǎng)難于知識傳授的困境,這就與“知識傳授與能力培養(yǎng)”的高等教育課程基本培養(yǎng)目標相違背。另一方面,正是因為生物統(tǒng)計學課程較大的教學與學習難度,才更需要學生掌握核心的統(tǒng)計學思想及應用統(tǒng)計學思想思考問題的思維模式,這樣才有助于學生更深層次地理解理論性較強的具體統(tǒng)計理論與方法,并將其靈活運用于解決各種實際科研問題。
舉例來說,若某事件發(fā)生的概率很小,其在一次(或極少次)試驗中幾乎不可能發(fā)生,統(tǒng)計學上將該事件稱為小概率事件。小概率事件對應的小概率原理是假設檢驗理論的思想基礎,幾乎所有假設檢驗的推理均是依據(jù)小概率原理來進行的。具體來說,首先假定原假設成立并進行檢驗統(tǒng)計量的計算,推導出其為一小概率事件,那么依據(jù)小概率原理則有理由相信原假設在概率上是不成立的;反之,若無小概率事件的發(fā)生,則無充分理由質疑原假設。顯然,小概率原理是假設檢驗理論最為關鍵的思想基礎。倘若教師在講授假設檢驗理論之前注重小概率事件原理的講解,便能幫助學生更好地理解統(tǒng)計推斷的推理過程和判斷依據(jù)。同樣,注重或然性現(xiàn)象(隨機性現(xiàn)象)、大概率原理以及信息最大化原理等統(tǒng)計思想的講解,對于幫助學生透徹理解統(tǒng)計學基本理論、培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力均具有十分重要的作用。
2.模型構建訓練及實例結合教學是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的主要途徑。源于數(shù)學學科分支的統(tǒng)計學可以理解為對現(xiàn)實問題的抽象概括,即現(xiàn)實統(tǒng)計問題的模型化表達。比如,生物統(tǒng)計學中的方差分析將總變異分解為組內(nèi)變異和組間變異兩部分,分別代表誤差和試驗的處理效應,并將生物學中的各種控制試驗采用統(tǒng)一的符號及線性公式來描述,進而計算統(tǒng)計量來衡量因素的效應值。教學過程中教師可要求學生將實際科研問題中的因素、水平、重復、組間、組內(nèi)等具體名詞代入方差分析的理論線性模型,反復開展模型構建訓練,以加深對方差分析的理解。再如假設檢驗,一般將檢驗過程分為“假設提出”、“選擇及計算統(tǒng)計量”、“確定顯著性水平”和“統(tǒng)計推斷”四個步驟,而任何實際問題的假設檢驗分析均可構建為由這四個步驟構成的模型。課程講授初期務必嚴格要求學生遵守“四步走”的分析流程,進行統(tǒng)計模型的構建訓練,不斷增強學生對該統(tǒng)計模型的熟悉程度,這樣做,讓同學們在更好地掌握統(tǒng)計學理論知識的同時,又培養(yǎng)了其模型思維能力。
實例結合教學是生物統(tǒng)計學教學的重要方法,也是模型構建訓練的重要組成部分。課堂教學活動中,教師可選擇一些貼近生活、科研與生產(chǎn)的實例來講解抽象的統(tǒng)計學理論和模型。比如,筆者在講解假設檢驗理論時,選用水產(chǎn)飼料裝包機工作是否正常的實例來講解假設檢驗的基本步驟。首先提出原假設和備擇假設,講解兩種假設各自表示的實際含義;根據(jù)“裝包機是否工作正?!奔啊邦~定標準”確定檢驗統(tǒng)計量為樣本均值并計算;確定P值后,做出統(tǒng)計推斷,并解讀統(tǒng)計結論所代表的實際統(tǒng)計學含義。
通過以上模型構建訓練和實例結合教學,將抽象的統(tǒng)計學理論、方法與具體的實際問題相結合,達到化繁為簡的目的,進而提高生物統(tǒng)計學的教學效果。當然,模型訓練與實例結合教學是一項系統(tǒng)工程,需要教師投入更多的時間和精力備課,并循序漸進地將其貫穿于整個生物統(tǒng)計學的教學過程。
3.計算機輔助分析訓練是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的有效措施。生物統(tǒng)計學基本理論往往涉及復雜的推理和計算過程,而作為生物專業(yè)的學生并無必要完全掌握其中的每一個具體細節(jié)和過程。從生物統(tǒng)計學課程的教學目的來看,基本原理和知識的講解固然非常重要,但更應強調(diào)對學生的生物學試驗設計、數(shù)據(jù)收集、分析以及處理技能的培養(yǎng)。生物統(tǒng)計學教學的最高目標是讓學生從抽象、復雜的統(tǒng)計學知識中解放出來,學會利用計算機統(tǒng)計工具高效地進行生物數(shù)據(jù)的分析、處理和解釋。更為重要的是,計算機輔助分析過程中的數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計方法的選擇與應用、適用前提條件的判斷以及結果的解釋等各環(huán)節(jié)的實訓操作是學生對統(tǒng)計思想、統(tǒng)計模型的再次復習和鞏固,是培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的有效措施。
二、統(tǒng)計應用意識培養(yǎng)
生物統(tǒng)計學是探討生物學研究的試驗設計、數(shù)據(jù)收集與整理、分析與推論,并最終從樣本信息中獲取有關總體的科學可靠的結論的科學,是將數(shù)學方法應用于生物學研究領域的工具學科,是生物科學應用型人才的必備知識,也是廣大科研工作者從事科學研究的重要工具和手段。因此,著力培養(yǎng)學生綜合運用生物統(tǒng)計學知識和方法的能力、增強學生分析問題與解決問題的能力,進而提高學生的綜合素質和科學素養(yǎng)是生物統(tǒng)計學課程教學的又一目標。
1.教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化。教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學要求的知識載體,也是教學最基本的工具,它不僅是教師進行教學的依據(jù),而且是學生獲取知識的重要資料。生物統(tǒng)計學課程主要包括統(tǒng)計理論知識和統(tǒng)計軟件的使用兩部分內(nèi)容,二者相互依存,不可分割。因此,教師應結合課程屬性,選擇統(tǒng)計理論與實際學科相結合、統(tǒng)計原理與試驗設計相結合、統(tǒng)計學方法與統(tǒng)計軟件相結合的生物統(tǒng)計學教材進行教學較為合適;同時選擇若干具有一定實用性且難易程度、側重點不同的參考書讓學生課后參考學習,以取長補短,開闊學生視野。其次,在生物統(tǒng)計學課程課時減少和教學內(nèi)容增加的現(xiàn)實背景下,課程內(nèi)容體系的編排和優(yōu)化在兼顧該課程的理論性的同時,更要突出其應用性和實踐性。也就是說要根據(jù)教學內(nèi)容的難易程度和理論的系統(tǒng)性,合理分配學時;盡量壓縮復雜統(tǒng)計學定理的證明和公式數(shù)理推導等內(nèi)容,相應增加統(tǒng)計學基本理論和統(tǒng)計分析方法及其應用的內(nèi)容。
2.加強生物統(tǒng)計學的計算機輔助實驗教學,重視知識的應用性。計算機技術的發(fā)展給統(tǒng)計學帶來了巨大的變化,它幫助科技工作者擺脫了繁重的手工計算的麻煩,同時計算機技術的發(fā)展和計算機技術在統(tǒng)計學中的應用,為培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,提高其綜合素質提供了廣闊的空間。因此,教學過程中應適當壓縮統(tǒng)計學理論的教學時間,注重統(tǒng)計學軟件的操作,增加學生上機操作時間。筆者在各基本理論知識講授完畢之后,開設相應實驗課程,講授統(tǒng)計軟件的使用方法和演示例題的計算及分析過程;同時,要求學生結合實例,進行計算機軟件的操作,重點掌握統(tǒng)計軟件的數(shù)據(jù)錄入、儲存,各種基礎統(tǒng)計方法的選擇與應用、適用前提條件的判斷、結果的解釋等內(nèi)容。在計算機輔助實驗教學中,利用統(tǒng)計軟件把基本原理與統(tǒng)計方法的實際應用有機結合起來,不僅使復雜的統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理工作變得簡單,而且充分調(diào)動了學生的主觀能動性和學習興趣,從而提高了學生的統(tǒng)計學應用能力。
3.合理運用案例教學和專題訓練,強調(diào)知識應用性。生物統(tǒng)計學課程的理論性強、內(nèi)容抽象,照本宣科的傳統(tǒng)教學方法,更會使學生失去學習興趣,不利于培養(yǎng)學生獨立思考能力,且難以取得良好的教學效果。案例教學是實現(xiàn)以應用能力培養(yǎng)為導向的生物統(tǒng)計學課程教學改革目標的一個重要手段。教師將生物學領域的科研工作或生產(chǎn)實踐等案例貫穿到教學過程中,應用統(tǒng)計學理論知識對試驗設計、方案制訂、樣品采集與測量、數(shù)據(jù)收集整理、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等各個研究步驟進行講解與分析,既增強了學生的學習興趣,又培養(yǎng)了學生的統(tǒng)計學思維及統(tǒng)計學應用能力。教師在案例選擇上,盡量減少陳舊的、與社會發(fā)展不相適應的實例,及時增加統(tǒng)計學課程呈現(xiàn)的新理論、新方法和新應用,將反映專業(yè)發(fā)展最前沿的成果實例轉化為教學內(nèi)容,使學生在掌握統(tǒng)計學理論的同時及時了解專業(yè)技術發(fā)展和應用的最新動態(tài),與時俱進,適應專業(yè)發(fā)展的需要,提高學生的科研素質。
專題訓練是培養(yǎng)生物統(tǒng)計學應用能力、達到從感性認識到理性認識的又一有效途徑。教師可以將統(tǒng)計學課程內(nèi)容分為若干模塊,每一模塊包含若干統(tǒng)計學方法,并分專題講解各種統(tǒng)計方法和理論在生物學中實際應用。通過專題訓練培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題的思維習慣,引導學生合理、科學地應用統(tǒng)計學方法,進而逐步掌握生物統(tǒng)計學的基本原理及常用統(tǒng)計方法。
4.改革考核方式,突出統(tǒng)計工具的運用能力??荚囀歉叩仍盒5囊粋€重要教育制度,考試成績是檢驗教學質量和學生學習效果的一項重要指標??己朔绞降暮侠砼c否,決定著教學效果的好壞以及學生學習積極性能否得到最大限度地調(diào)動。目前我國許多高校的考試制度和考核方式缺乏一定合理性和靈活性,如以閉卷考試為主和限定的考試題型等。就生物統(tǒng)計學課程而言,這種考核方式不能真正體現(xiàn)生物統(tǒng)計學課程的本質屬性,不能全面考察學生對生物統(tǒng)計學原理的掌握及運用能力。為此,筆者認為生物統(tǒng)計學的考核方式應實行考查學生掌握理論知識與統(tǒng)計方法應用技能結合情況的綜合考核方式,將考核成績分為三個部分:平時成績(占20%,包括課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況)、理論考試成績(30%)和上機操作考試成績(50%)。閉卷考試命題應突出基礎性和實用性,少出或不出理論性強但無實際應用的偏題,同時考慮學生掌握基本知識的程度及靈活應用知識的能力;上機操作考試部分是在計算機上進行試驗數(shù)據(jù)的整理、輸入、分析和統(tǒng)計結論的獲得等,是考查學生應用統(tǒng)計學軟件對常用統(tǒng)計方法的分析運用能力。采取閉卷考試和上機操作考試有機結合的考核方式,同時加大上機操作的考核比重,既調(diào)動了學生學習的主動性,擺脫了單純的應試考核模式,又培養(yǎng)了學生運用統(tǒng)計學理論和方法解決實際問題的能力,提升了學生的統(tǒng)計學應用能力。
三、結語
針對生物統(tǒng)計學課程的屬性和特點,筆者認為生物統(tǒng)計學的教學既要注重學生統(tǒng)計思維能力的培養(yǎng),也要重視學生統(tǒng)計學應用意識的培養(yǎng)。為此,本文探討了培養(yǎng)學生統(tǒng)計思維能力的主要途徑和方法,主要包括統(tǒng)計思想講解、模型構建訓練與實例結合教學及計算機輔助分析訓練;同時,本文還從教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化、加強計算機輔助實驗教學、合理運用案例教學和專題訓練及改革傳統(tǒng)考核方式等方面闡述了培養(yǎng)學生統(tǒng)計學應用意識的教學策略。隨著生物組學時代的來臨,科研數(shù)據(jù)分析和處理能力將顯得尤為重要,相信以上教學方法和策略的應用,將會顯著提高學生運用生物統(tǒng)計學知識分析問題、解決問題的能力,幫助學生抓住生物統(tǒng)計學的發(fā)展和應用機遇。
參考文獻:
[1]張力,甘乾福,吳旭.SPSS19.0(中文版)在生物統(tǒng)計中的應用[M].廈門大學出版社,2013.
所謂大數(shù)據(jù)(Big Data),是指具有4V特征且用目前的管理、處理技術手段難以進行有效管理和分析的數(shù)據(jù)。4V的含義是數(shù)據(jù)量大(Volume Big),數(shù)據(jù)量級擴大至PB以及ZB級別;數(shù)據(jù)產(chǎn)生、輸入和處理快速化(Velocity Fast);數(shù)據(jù)結構和類型多樣化(Variable Type)及數(shù)據(jù)價值密度低(Value LowDensity)。大數(shù)據(jù)的目的是將數(shù)據(jù)轉化為知識,探索數(shù)據(jù)的產(chǎn)生機制和過程,進行預測和政策制定。隨著醫(yī)學健康檔案“電子化、信息化、數(shù)字化、智能化”的管理,隨著物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)學健康領域的應用,醫(yī)療、護理、康復、保健工作流程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲量呈指數(shù)增長。如何有效地利用這些海量信息為健康管理、臨床治療、醫(yī)院決策及衛(wèi)生政策制定提供支持,是大數(shù)據(jù)時代醫(yī)學信息化帶來的挑戰(zhàn)。美國國家衛(wèi)生研究院(NIH)為此特設立生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)研究中心及專項基金。在我國,科技部、國家自然科學基金委、國家社會科學基金委陸續(xù)醞釀和啟動了“大數(shù)據(jù)的處理與應用”系列重大研究項目。
統(tǒng)計是一門數(shù)據(jù)科學,醫(yī)學統(tǒng)計學是關于醫(yī)學健康數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和解釋的方法論學科?!按髷?shù)據(jù)”處理對統(tǒng)計學的發(fā)展提出了新的命題,如何將“醫(yī)學信息大數(shù)據(jù)”處理技術融入相關統(tǒng)計學課程教學以促進現(xiàn)代醫(yī)學信息分析技術的發(fā)展?本了相關的分析,并提出應該思考的一些問題。
一、大數(shù)據(jù)對統(tǒng)計學原理和方法提出的挑戰(zhàn)
1.統(tǒng)計數(shù)據(jù)產(chǎn)生由“問題導向”到“數(shù)據(jù)驅動”
目前,統(tǒng)計數(shù)據(jù)的產(chǎn)生主要是基于所要研究的問題而主動進行的“數(shù)據(jù)收集”,落腳點在于如何獲取數(shù)據(jù)。在大數(shù)據(jù)時代,海量數(shù)據(jù)隨處可得,由數(shù)據(jù)驅動而進行問題研究將非常普遍。那么,獲得數(shù)據(jù)的關鍵點不在于如何獲得,而在于如何識別與選擇。由“問題導向”產(chǎn)生的結構數(shù)據(jù)是經(jīng)過嚴格抽樣設計獲取的,具有系統(tǒng)誤差小、總體代表性好的優(yōu)勢,但是信息量有限,且數(shù)據(jù)獲取周期長。大數(shù)據(jù)流環(huán)境下,海量數(shù)據(jù)中有價值的數(shù)據(jù)可能并不多,即數(shù)據(jù)的價值密度低,且難以避免和判斷數(shù)據(jù)獲取的誤差和偏倚。在很多情況下,統(tǒng)計數(shù)據(jù)不需進行抽取,而是“數(shù)據(jù)樣本即總體”;同時,也要研究如何從源源不斷的數(shù)據(jù)中抽取足以滿足統(tǒng)計目的和精度的樣本,這需要研究新的序貫性和動態(tài)性的抽樣方法。
2.數(shù)據(jù)格式和結構復雜多樣化
目前統(tǒng)計數(shù)據(jù)都是結構化數(shù)據(jù),如疾病空間分布和時間序列數(shù)據(jù)等,可使用二維表格表示,可以方便地被常規(guī)統(tǒng)計軟件讀取和進行分析。在大數(shù)據(jù)背景下,除少量數(shù)據(jù)具有結構化特征外,更多的是半結構和非結構化數(shù)據(jù),如各種格式的文檔、圖片、網(wǎng)頁、圖像、音頻和視頻等。目前,這些半結構和非結構化的大數(shù)據(jù)僅能做到初步的實時業(yè)務應用。如在研究氣候變化與人類健康相關的命題時,需要處理龐大的氣象數(shù)據(jù),而80%以上的氣象數(shù)據(jù)均為非結構化的大數(shù)據(jù),如何將這些非結構化的大數(shù)據(jù)做到降維、分解和長時間序列儲存無疑是統(tǒng)計學面臨的新命題。
3.大數(shù)據(jù)的整合及跨庫分析方法亟待建立
傳統(tǒng)上,數(shù)據(jù)集的合并和拆分都是利用關系數(shù)據(jù)庫技術,如共同的編碼或關鍵字進行操作。在大數(shù)據(jù)環(huán)境,很多數(shù)據(jù)集不再有標識個體的關鍵字,關系數(shù)據(jù)庫鏈接方法不再適用,需要探討利用數(shù)據(jù)庫之間的重疊項目來結合不用的數(shù)據(jù)庫。此外,還可以改變分析思路,如直接利用局部數(shù)據(jù)進行推斷,然后整合這些數(shù)據(jù)集的統(tǒng)計結論。
4.大數(shù)據(jù)對于統(tǒng)計學核心理論的沖擊
一個新生事物的出現(xiàn)將必定導致傳統(tǒng)理論和技術的變革。大數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)統(tǒng)計學原理和方法的沖擊是劃時代的。傳統(tǒng)的統(tǒng)計學方法和理論立足于應用抽樣技術在總體中抽取小樣本進行分析,通過樣本統(tǒng)計量推斷總體的參數(shù)和性質。在大數(shù)據(jù)背景下,我們更關心的不是數(shù)據(jù)量的大小,而是數(shù)據(jù)所蘊含的信息量及信息的識別和選擇。因此,大數(shù)據(jù)的預處理如數(shù)據(jù)清洗、糾偏完全跳出了傳統(tǒng)小樣本研究的范疇。同時,大數(shù)據(jù)充滿了各種隨機的、非隨機的誤差和偏倚,很難滿足小樣本數(shù)據(jù)精度和分布的要求。在大數(shù)據(jù)時代,需要進一步拓展統(tǒng)計思維,豐富現(xiàn)有統(tǒng)計學的理論和方法,賦予統(tǒng)計學新的生命力。
二、在大數(shù)據(jù)時代對統(tǒng)計學教學的幾點思考
《“十二五”時期統(tǒng)計發(fā)展和改革規(guī)劃綱要》中明確提出,“建立現(xiàn)代統(tǒng)計體系就是建立以現(xiàn)代信息技術為支撐的統(tǒng)計系統(tǒng)”。根據(jù)這個綱要,計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、多媒體等現(xiàn)代信息技術在統(tǒng)計技術中將發(fā)揮更重要的作用。在醫(yī)學信息大數(shù)據(jù)時代背景下,醫(yī)學統(tǒng)計學教育是否能夠與時俱進,迎接大數(shù)據(jù)帶來的機遇與挑戰(zhàn)?為此,筆者談幾點思考:
1.補充和加強數(shù)學基礎和計算機應用課程
在大數(shù)據(jù)背景的沖擊下,統(tǒng)計學教育首先要面臨兩大沖擊。一是大數(shù)據(jù)背景下的統(tǒng)計模型將會跳出原有的傳統(tǒng)統(tǒng)計模型框架,需要更廣泛的學習一些數(shù)學概念,如拓撲、幾何和隨機場,這些數(shù)學知識將會在龐大數(shù)據(jù)分析的背景下扮演重要的角色。二是算法和計算機上的實現(xiàn)是傳統(tǒng)教育面對的更大挑戰(zhàn),大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)是海量的,同時又是結構化、半結構化、非結構化的混合數(shù)據(jù),處理這些技術需要先進的計算機技術平臺。在大數(shù)據(jù)和信息化的時代背景下,在目前醫(yī)學生的通識教育中,是否應該加強數(shù)學基礎及計算機應用等相關課程的教育?值得思考。
2.滲透大數(shù)據(jù)基本知識和統(tǒng)計思維
統(tǒng)計思維的培養(yǎng),是提高學生處理數(shù)據(jù)和運用數(shù)據(jù)分析實際問題能力的重要一環(huán)。在大數(shù)據(jù)時代,并非所有的醫(yī)學健康問題都通過大數(shù)據(jù)方式去處理,基于小樣本的分析仍然是最基本和最有效的實現(xiàn)方式。因此,傳統(tǒng)統(tǒng)計學基礎和原理仍然為醫(yī)學統(tǒng)計學教育的核心和重點。與此同時,結合大數(shù)據(jù)技術的特點,對統(tǒng)計學的基本知識進行拓展教育,有計劃地將大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析思維滲透在教學工作中。將大數(shù)據(jù)的基礎知識,如數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)結構和格式、收集和篩選,在教學中進行適當補充。引導學生將已有的統(tǒng)計學基本原理和方法運用到大數(shù)據(jù)處理中。
3.擴充實驗教學內(nèi)容,夯實基本軟件操作
統(tǒng)計學是一門處理數(shù)據(jù)的方法學科,重在應用。因此,在系統(tǒng)統(tǒng)計原理教學的基礎上,更加側重實踐性和應用性的訓練。在目前的統(tǒng)計學教學中,學生普遍比較缺乏的不能將醫(yī)學實際問題正確的轉化為統(tǒng)計學問題,不能根據(jù)資料根據(jù)資料的設計類型、性質和分析目的靈活選用合適的統(tǒng)計分析方法。通過綜合性的實際案例,將醫(yī)學科研中的實際問題納入教學,使學生虛擬的置身于科研一線,去感受和完成科學研究中的統(tǒng)計學應用。大數(shù)據(jù)時代,數(shù)據(jù)、資料的產(chǎn)生方式發(fā)生了很大變化,因此,需要增加部分大數(shù)據(jù)方面的數(shù)據(jù)、資料收集和整理方法的訓練內(nèi)容。大數(shù)據(jù)背景下,數(shù)據(jù)中除了一些結構性數(shù)據(jù)外,更多的是半結構和非結構化數(shù)據(jù),很難用傳統(tǒng)的二維數(shù)據(jù)表顯示方式予以直觀化。因此,除了目前常用的統(tǒng)計圖、統(tǒng)計表外,還應該逐步補充一些比較復雜的數(shù)據(jù)透視化技術方面的教學,如探索性可視化描述工具、Tableau、TIBCO和QlinkView以及敘事可視化工具等。
開課以來,經(jīng)濟系統(tǒng)計學專業(yè)的教學改革就不斷開展,在很多方面也取得了很好的成效。但是相對于專業(yè)教學來講,由于統(tǒng)計學課程的特殊性和教學條件的限制,導致統(tǒng)計學的教學仍主要處于理論部分教學階段,教學內(nèi)容和教學方式也過于側重理論知識的講解,學生在學習方法上也仍然延用中學時期的思維方法,偏重記憶和解題,而沒有實際分析問題的鍛煉,忽略了統(tǒng)計學的實用性。此外,由于課程中概念較多且彼此之間關系復雜,公式多且計算復雜、難度大,導致許多學生對課程學習思想負擔較重,缺乏學習主動性,無法對所學內(nèi)容展開深入的思考。面對這種形勢,我們該如何深化教學改革,提高教學質量呢?
一、開展實驗教學,課堂學習與上機學習統(tǒng)計軟件相結合
學有所用,這是學生學習的目標和動力。但我們教師在教學中,卻由于教學條件所限,導致學生實際動手操作能力的訓練非常少,另外,現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡已經(jīng)非常普及,統(tǒng)計學中的計算過程已經(jīng)不應該再被視作教學的重點,而統(tǒng)計思想和案例應用才應該是教學的重點。統(tǒng)計方法的實際應用已經(jīng)離不開統(tǒng)計軟件的處理技術,而且在統(tǒng)計學中使用統(tǒng)計軟件,不僅使統(tǒng)計數(shù)據(jù)的計算變得更為簡單、直接和精確,而且使統(tǒng)計教學由枯燥乏味變得簡單輕松,還可以提高學生的學習興趣,激發(fā)學生學習的自覺性。
經(jīng)濟系學生自學統(tǒng)計專業(yè)軟件,如SAS、SPSS、Eviews,難度較大,而Excel軟件作為一款常用辦公軟件,它提供的統(tǒng)計分析工具雖然比不上專業(yè)的統(tǒng)計軟件,可由于它簡單易學,更便于學生掌握。此外,很多高校都會在大學一年級為學生開設計算機基礎課程,學生具備Excel的基本知識,并且熟悉Excel的操作,因此,對于本門課程,我們可以采用Excel提供的統(tǒng)計分析功能,結合統(tǒng)計案例,進行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的處理和分析。
另一方面,如果把Excel軟件作為教學的輔助工具,在教學過程中加以演示,不僅可以簡化分析過程中繁瑣的計算,而且能夠加深學生對所學內(nèi)容的理解,提高他們的統(tǒng)計分析能力,也可增強學生使用常用辦公軟件的能力。這種加以計算機輔助的教學方式,不僅可以達到教學目標,還可以提高學生自主學習的能力,加強學生對統(tǒng)計實用性的認識。
二、推進考試考查方式的改革,嘗試建立合理的評價體系
以前,很多高校對于這門課程的考查方式是采用傳統(tǒng)的閉卷考試形式,主要考查學生對于基本概念、理論和分析方法的掌握,卻沒有實際應用方面的考核,這很難評價學生學習的真實水平,無法激發(fā)學生學習這門課程的興趣。為了通過考試,學生主要靠死記硬背,對于統(tǒng)計學原理無法深入理解,導致教師很難真正了解學生對統(tǒng)計分析方法應用的掌握水平,達不到考查的目的。
因此,為真正提高學生的統(tǒng)計實際應用能力,我們建議在統(tǒng)計學教學的新模式下,對現(xiàn)有的考試形式和內(nèi)容進行改革,嘗試將開卷考試與閉卷考試相結合,對于統(tǒng)計學中的基本概念和基本原理采取傳統(tǒng)閉卷考試方式,而對于數(shù)據(jù)處理等應用性部分的考核,可以采取開卷考試的形式,要求學生對于已給數(shù)據(jù),利用計算機的輔助功能,針對自己感興趣的方向,選用恰當?shù)慕y(tǒng)計分析方法,用統(tǒng)計軟件處理和分析數(shù)據(jù),并從數(shù)據(jù)中得出相應的結論。這種開卷考核的方式不僅可以提高學生的分析能力,還有助于考查學生對統(tǒng)計軟件的應用能力。
三、學習與實際應用相結合,教學中引入實踐活動
關鍵詞:旅游統(tǒng)計學;教學方法;應用型人才
旅游統(tǒng)計學是社會經(jīng)濟統(tǒng)計學分科中的一個分支,它是一門部門統(tǒng)計學也稱專業(yè)統(tǒng)計學,它是研究旅游業(yè)領域的社會經(jīng)濟現(xiàn)象的數(shù)量方面,研究旅游部門指標體系的性質,以及收集、整理和分析統(tǒng)計資料的理論和方法的科學。它是一門融合自然科學和社會科學的學問,從基礎數(shù)據(jù)的采集到綜合處理,從數(shù)據(jù)的分析研究到最終服務于社會,是一項復雜的系統(tǒng)工程。根據(jù)國家旅游局頒布的《旅游統(tǒng)計管理辦法》的規(guī)定:旅游統(tǒng)計是國家統(tǒng)計的組成部分,是提供旅游信息的主體。經(jīng)國家統(tǒng)計局批準制定的旅游統(tǒng)計調(diào)查制度屬于國家統(tǒng)計調(diào)查制度。旅游統(tǒng)計調(diào)查制度主要包括旅游定期報表制度、旅游抽樣調(diào)查和旅游專項調(diào)查。實際上就是社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理在旅游領域的應用。這門學科實踐性很強,內(nèi)容十分豐富,無論是進行理論上的研究還是企業(yè)從事生產(chǎn)經(jīng)營管理活動方面都發(fā)揮著重要的作用。因此,近幾年旅游管理專業(yè)在各高等學校、中等學校和職業(yè)技術學校等都陸續(xù)開設了旅游統(tǒng)計學課程,特別是高等教育在以培養(yǎng)適應旅游業(yè)需要的高質量應用型人才的需求下,旅游統(tǒng)計學課程越來越受到重視。但是,在我國旅游統(tǒng)計學開設的時間不長,在教學過程中難免遇到一些問題,特別是近幾年高校擴招以及教學環(huán)境的變化,對學校教育提出了更高的要求,這同樣對旅游統(tǒng)計學學科的建設和改進也提出了新的要求。
本文根據(jù)筆者近幾年的教學經(jīng)驗就旅游統(tǒng)計學課程的現(xiàn)狀和存在的問題,分別從教材的建設、教學計劃的安排、教學內(nèi)容的確定、教學方法和教學手段的選擇以及關于教學實踐環(huán)節(jié)等方面談幾點看法。
一、教材建設
該課程由于課程建設時間不長,教材缺乏,現(xiàn)有的教材中原創(chuàng)性教材很少。教材的發(fā)展明顯落后于旅游業(yè)本身的發(fā)展,知識更新慢,教學內(nèi)容陳腐,在教材的編寫內(nèi)容與形式上,剪輯性成果多,研究性成果少,理論內(nèi)容多、操作性內(nèi)容少,傳統(tǒng)繼承內(nèi)容多、創(chuàng)新內(nèi)容少。旅游統(tǒng)計學是社會經(jīng)濟統(tǒng)計學在旅游領域的應用,它融合了兩部分知識即社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理和旅游統(tǒng)計學,現(xiàn)有的教材結構基本都是分為兩部分,前篇是社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理的內(nèi)容,后篇是旅游統(tǒng)計學的內(nèi)容,只是將兩部分內(nèi)容分別羅列在一本書中,實質就是一冊合訂本。前篇講述社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理基本的調(diào)查收集資料的方法、統(tǒng)計整理的方法以及統(tǒng)計分析的方法,基本內(nèi)容與一般的社會經(jīng)濟統(tǒng)計原理無實質性的差別,只是將原理中的內(nèi)容冠以“旅游”的字樣。而后篇旅游統(tǒng)計學部分則又將前篇所講的原理內(nèi)容,按例題的形式應用于旅游領域。前篇的公式、原理等理論內(nèi)容枯燥無目的性,學生不感興趣,后篇又獨立講述旅游統(tǒng)計領域的一些概念和方法,增加了學生理解的難度和內(nèi)容上的重復性,前篇和后篇不能融合成一體,前篇和后篇內(nèi)容相互脫離使學生難于理解。
教材應體現(xiàn)旅游業(yè)最新的發(fā)展前沿問題,體現(xiàn)實際發(fā)展狀況,緊跟實踐,注重基礎應用型知識。為了使該課程前后貫通,建議在教材的編寫上應充分體現(xiàn)作為一門完整學科的存在,以旅游業(yè)所涉及的內(nèi)容為主線,以實際統(tǒng)計工作過程為順序,按照統(tǒng)計調(diào)查、統(tǒng)計整理、統(tǒng)計分析的順序分別介紹統(tǒng)計學的基本方法并同時講述在旅游業(yè)領域中的應用。
二、教學計劃的安排
旅游統(tǒng)計學是旅游管理專業(yè)的一門主干課程,是旅游管理專業(yè)的必修課之一,目前該課程開設的學時數(shù)過少,而其內(nèi)容又多,包括統(tǒng)計學原理部分、旅游統(tǒng)計學部分、數(shù)理統(tǒng)計學的部分內(nèi)容。目前多數(shù)高校開設的課時數(shù)是32學時、48學時,在有限的課堂上不能深入講解原理的內(nèi)容又沒有時間聯(lián)系實際的應用問題,導致學生對理論的掌握不深入,對實際的應用能力差。在國家教委下達的旅游專業(yè)課程設置中,包括54學時的旅游統(tǒng)計學課程,筆者認為這遠遠不夠。建議增加學時設置。由于該課程涉及內(nèi)容多,并且該學科作為專業(yè)基礎課重在對學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、分析問題能力的培養(yǎng),是方法論學科,直接關系到學生畢業(yè)論文的質量和在實際工作中管理、分析問題能力的提高,在整個教學中起著承前啟后的作用。目前大多數(shù)高校在總學分限定的情況下,往往加大專業(yè)課的比例,而專業(yè)基礎課的比例偏少,這樣會造成學生基礎不扎實,對基本方法掌握的欠缺,導致學生分析問題和解決問題的能力較差??紤]到課程的銜接和學生的接受能力,建議該課程應安排在第2學年的春季,以64學時為宜。在專業(yè)課之前緊接基礎課之后,為開設專業(yè)課提供一定的方法論基礎知識?;蛘叻謩e開設兩門課:基礎課統(tǒng)計學原理和專業(yè)基礎課旅游統(tǒng)計學,學時分別為48學時和32學時。
三、教學內(nèi)容的確定
目前的旅游統(tǒng)計學內(nèi)容包括三個部分即社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理、旅游統(tǒng)計學、數(shù)理統(tǒng)計學的部分。在原理部分中往往是無所不包地介紹所有內(nèi)容,不能體現(xiàn)旅游業(yè)的特點,而在旅游統(tǒng)計部分中又過多地介紹了旅游專業(yè)的術語,與一些專業(yè)課相沖突。在有限的學時內(nèi)介紹過多內(nèi)容,只能是泛泛而談,不能有針對性地講解重點內(nèi)容。根據(jù)旅游管理人才培養(yǎng)目標的要求,我們應該緊緊圍繞旅游業(yè)的統(tǒng)計范圍,有選擇地分重點地進行講解。對于非統(tǒng)計學專業(yè)的學生來說,學習統(tǒng)計學的目的重在相關領域的應用,在教學中只要講清統(tǒng)計學的基本方法以及能解讀統(tǒng)計數(shù)據(jù)的含義即可,而大量的計算則由計算機完成,不必花費有限的課時進行講解。在旅游統(tǒng)計學中計算技術不重要,重要的是使學生掌握對指標和數(shù)據(jù)的解釋和應用能力的培養(yǎng)。
為了提高學生的動手能力和分析問題的能力,建議在教學內(nèi)容上增加研究方法論的內(nèi)容,提高學生的分析研究能力,發(fā)揮統(tǒng)計學作為一種認識社會的工具的作用。建議加強對旅游市場統(tǒng)計調(diào)查相關內(nèi)容的分量和學時分配,以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力,完成從提出問題、調(diào)查項目的設計、調(diào)查問卷的編制、調(diào)查過程的實施、調(diào)查問卷的回收、問卷整理提綱的制定、整理匯總表的編制、統(tǒng)計分析表格的編制直到完成統(tǒng)計分析報告的全過程的練習。
面對不斷變化的社會環(huán)境,教師僅僅教授相對滯后的教材上的內(nèi)容是不能培養(yǎng)出為社會需要的應用型人才的。要使學生能盡快適應社會,學以致用,教師應在教學過程中時刻關注該行業(yè)的動向,及時地將最新的知識補充到教學中。目前一些大型的外資、合資飯店進行經(jīng)理培訓時,都增加了飯店管理的數(shù)據(jù)處理與分析的內(nèi)容,作為學校教育也要緊跟社會實踐的需求。建議在高等學校的本科教育層次中增加關于統(tǒng)計軟件的基本操作的內(nèi)容,上機授課,講授電子表格圖形的處理、基本統(tǒng)計指標的應用,如:EXCEL、SPSS、SAS、MINITAB等軟件的操作和應用統(tǒng)計軟件分析問題的能力,這樣勢必增加學生在就業(yè)市場上的競爭力。
四、教學方法和手段
目前多數(shù)高校鼓勵采用多媒體教學,以提高教學效率,在實施的幾年里對于大多數(shù)課程來說,確實取得了較好的效果。但不是所有的課程都適合采用多媒體的教學方式,對于強調(diào)應用性的旅游統(tǒng)計學課程來講,不適合使用多媒體教學手段。原因是該課程的特點是多有運算和公式的應用,采用多媒體教學不利于分步講解,也不利于學生的記憶和理解,學生忙于記筆記,而不能集中精力理解老師對于指標的講解。而采用傳統(tǒng)的板書形式,雖然在板書上花費的時間較長,但更能強化學生的記憶和理解。
近幾年隨著高校擴招和二級學院的出現(xiàn),高校學生人數(shù)大幅度增加,學校無論是公共課還是專業(yè)課往往是將多個班級合在一起上,對于一些公共課和純理論課,較易自學的課程來講效果不會受到較大的影響,但是對于一些實踐性較強、自學理解有難度的課程來講,適合進行小班制教學。筆者在實際的統(tǒng)計學教學過程中,比較大班課和小班課也證明了其效果的差異。
傳統(tǒng)的教學方式是課堂講授多,討論和案例少,練習少,學生是被動學習,在這種教育方式下,學生往往不善于表達自己的觀點。建議學習國外的經(jīng)驗,使用案例教學,增加討論課,開展“一小時教師體驗活動”,讓學生模擬教師,講授一個問題、一個章節(jié)或者一個專題,然后回答學生和教師的提問?!耙恍r教師制”可以增強學生的責任感、開發(fā)和挖掘學生的思維、活躍課堂氣氛,也可以給學生提供一次實踐的機會。
五、實踐環(huán)節(jié)
旅游管理專業(yè)強調(diào)培養(yǎng)學生的實際管理能力,而目前以課堂教學為主的教學模式,不能適應培養(yǎng)實用型人才的要求。由于缺乏實際技能和實際應用能力的練習,學生在進行畢業(yè)論文的研究時,往往難以找到適合自己的論文題目,不善于發(fā)現(xiàn)問題,不能很好地分析、解決問題,不能夠運用統(tǒng)計學的方法深入分析問題的成因,這顯然是缺少實踐環(huán)節(jié)的鍛煉,學到的書本知識不能很好地與實踐相結合導致的。因此建議在該課程結束后增加1周的實踐環(huán)節(jié),利用所學的專業(yè)知識和統(tǒng)計分析方法,進行從發(fā)現(xiàn)問題、確定研究課題以及調(diào)查對象的確定,到調(diào)查問卷的設計、調(diào)查問卷的發(fā)放和回收,到分析指標的設計到完成分析報告的實踐。這樣可以在教師的指導下得到發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的整個過程的鍛煉,培養(yǎng)動手操作能力,使學生在模擬的實踐中掌握實證研究的主要步驟和基本規(guī)范,并能夠運用各種統(tǒng)計分析方法分析問題的成因。
目前在飯店、旅行社的管理機構中,形成了一套完整的統(tǒng)計報表制度,在大型旅游企業(yè)都設有專門的統(tǒng)計部門,有稱統(tǒng)計部、計劃統(tǒng)計部、統(tǒng)計規(guī)劃部的,還有在財務部門設有專人負責的統(tǒng)計綜合分析崗位的,教師可以利用或收集使用這些部門的具體工作資料,對學生進行實證教育,拉近學校教育與社會實踐的距離。
六、改革考核形式
一、《統(tǒng)計學》的應用
1.內(nèi)容日益豐富
隨著大統(tǒng)計學思想的建立和統(tǒng)計學在實質學科中的應用的需要,大多數(shù)學校和老師在財經(jīng)類專業(yè)的本、專業(yè)《統(tǒng)計學》教學過程中,除了保留社會經(jīng)濟統(tǒng)計學原理中仍有現(xiàn)實意義的內(nèi)容,如統(tǒng)計學的研究對象方法、統(tǒng)計的基本概念、統(tǒng)計數(shù)據(jù)的搜集整理、平均及變異指標、總量指標、相對指標、抽樣調(diào)查、時間序列、統(tǒng)計指數(shù)等;同時也系統(tǒng)的充實了統(tǒng)計推斷的內(nèi)容,如:統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分布特征、假設檢驗、方差分析、相關與回歸分析、統(tǒng)計決策等。這一變化使得《統(tǒng)計學》的內(nèi)容更適合相關實質學科的發(fā)展需要。
2.學生的學習難度加大
首先,結合《統(tǒng)計學》的課程特點——概念多而且概念之間的關系十分復雜、公式多且計算有一定難度等。如果學生不做必要的課外閱讀、練習和實踐活動,是很難理解和掌握的。對于財經(jīng)類專業(yè)的本、??频膶W生來說,本身的專業(yè)課學習負擔已不輕。其次,對于財經(jīng)類專業(yè)的本、??频膶W生來說,由于其本專業(yè)的課程體系要求,使得學生的數(shù)學或者數(shù)理統(tǒng)計的基礎不是特別好,對于學生來說更不用說,推斷統(tǒng)計將是他們學習的困難。
二、《統(tǒng)計學》教學的發(fā)展趨勢分析
1.統(tǒng)計學從數(shù)學技巧轉向數(shù)據(jù)分析的訓練
在計算機及計算機網(wǎng)絡非常普及的今天,統(tǒng)計計算技術不再是統(tǒng)計學教學的重點了。統(tǒng)計思想、統(tǒng)計應用才應該是重點?,F(xiàn)代統(tǒng)計方本文由收集整理法的實際應用離不開現(xiàn)代信息處理技術。統(tǒng)計軟件的使用,不僅使統(tǒng)計數(shù)據(jù)的計算和顯示變得簡單、準確,而且使統(tǒng)計教學由繁瑣抽象變得簡單輕松、由枯燥乏味變得趣味盎然。所以,在統(tǒng)計教學過程中,大量的內(nèi)容只需要給學生講清楚統(tǒng)計基本思想、計算的原理和正確應用的條件、正確解讀計算的結果,而對大量復雜具體的計算可以交給計算機去完成。
2.通過統(tǒng)計實踐學習統(tǒng)計
也就是以學生為中心,通過課堂現(xiàn)場教學、引導學生先讀后寫再議、模擬實驗、利用課余時間完成項目、利用假期時間,通過參加學校組織的某些團隊、小組或自己組織去開展一些與專業(yè)有關的活動,如社會調(diào)查、專題研究、提供咨詢、參與企業(yè)管理等方法。全方位地激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、方法能力和社會能力。
三、基于 excel 的《統(tǒng)計學》教學設想
如何從煩瑣的數(shù)理統(tǒng)計技巧轉向數(shù)據(jù)處理的訓練,同時還要使學生容易掌握并有機會輔之于實踐。教師的導向是第一位的,要求必須選擇容易獲得而且普及性比較強的統(tǒng)計分析軟件,并在課堂教學和引導學生實踐中廣泛采用。
1.微軟公司開發(fā)的 excel 軟件無疑是我們最好的選擇專業(yè)的統(tǒng)計分析軟件 spss、sas、bmdp、systat 其功能固然強大,統(tǒng)計分析的專業(yè)性、權威性不可否認,但是對于沒有開設統(tǒng)計學專業(yè)的院校這些軟件并不常用,如果學生要進行自主性學習也比較難以找到相應的工具,此外專業(yè)統(tǒng)計分析軟件的英文操作界面,也讓中國人用起來不是很順手。微軟公司開發(fā)的excel 軟件作為一款優(yōu)秀的表格軟件,其提供的統(tǒng)計分析功能雖然比不上專業(yè)統(tǒng)計軟件,但它比專業(yè)統(tǒng)計軟件易學易用,便于掌握。在 windows 操作系統(tǒng)極為流行的今天,excel 也是隨處可見。對于《統(tǒng)計學》這門課程而言,利用 excel 提供的統(tǒng)計函數(shù)和分析工具,結合電子表格技術,已能滿足統(tǒng)計方面的要求。
2.基于 excel 的《統(tǒng)計學》教學設想
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