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中國古代的設計美學注重抽象化與意境,這有別于西方注重寫實和邏輯思維的設計美學。因此古代器物在制造時也會秉承“天人合一”的理念,用有形的東西傳達無形的思想,借而抒發造物者的情感、志向,并且關注人與自然平等包容關系。以座椅為例,中國傳統比較講究意向與象征意義,手工也非常精細,會把重點放在椅子材料(木頭等)的選用及裝飾與做工等,以求更好地達到與自然結合的目的。而西方設計美學則強調實用功能的重要性,在設計的時候會把精力放在研究人的坐姿、椅子的尺寸、舒適度等具體問題上,以此來設計出更符合人體姿態的座椅。
東西方設計美學的差異在文化、藝術、建筑等諸多領域也很明顯。如,繪畫。受中國古代設計美學的影響,中國古代畫家推崇的是意境而非寫實。因此他們并不是寫生作畫,往往是游覽了名川大山之后憑借自己的記憶繪畫,借畫來表達自己的志向、心情。如果說中國畫家重寫意,那么西方畫家則偏寫實,看重的是技藝和邏輯。繼承了西方設計美學的精華,他們的繪畫一種是強調反映物或人在光影下自然逼真的寫實畫,一種是表現極強邏輯思維的抽象畫。同樣的設計思想在園林建造中也有所體現。中國的園林建造受到詩歌繪畫的影響,追求詩情畫意的境界,因此它們通常被設計的曲折含蓄,著重考慮景觀在情感上給人的感受,力求“雖由人作,宛自天開”之境界。而西方的園林則過于強調結構、對稱、比例,且多會采用軸線對稱,以此表現強烈的節奏和邏輯感。
不止這些,確切地說,凡是涉及到設計美學的領域,在東西方范圍內,都有著不同的詮釋和發展。但盡管如此,設計美學思想卻是源于相同的出處——新石器時代。設計美學便是從那時起,伴隨著人類歷史走過了數千年,并一直指導著中國古代的設計。這些設計在歷史的長河中保留下來,且璀璨至今,每一個都飽含了設計者聰穎的思想和辛勤的汗水。然而在這些優秀的器具中,中國古代燈具以現存數量眾多,記載之詳盡,且擁有著完整的發展體系和脈絡,能夠充分反映中國古代設計美學的本質內涵[2]。
中國古代燈具起源于火的發現和人類照明的需要。隨著科學技術的發展、設計美學思想體系的完善,燈具有了更廣泛的作用和內涵。它們不僅僅是用作照明,更多的時候起到裝飾的效果。所以古代的燈具也必須要符合設計美學標準,兼具功能和形式兩方面才算得上是優秀的燈具。據考古資料記載,在春秋戰國時期就已經有了成型的燈具出現。那個時期的燈具,受傳統設計美學理論的影響,除了少量仿生、象形造型的銅燈以外,大多數燈具造型類似陶制盛食器“豆”。上盤下座,中間以柱相連。后來,由于青銅的發現、鑄造技術的提高,燈具和其他器具一樣,在美學價值上有了更深一步的發展。唐宋時期,更多的新材料被運用到燈具的制作中,于是出現了大量兼具實用功能和精美造型的燈具[3]。自那以后,燈具廣為流傳和發展。燈具的功能也隨之完善,造型和裝飾也更加貼近人們的審美標準、符合設計美學的規律。
doi:10.3969/j.issn.1002-6916.2012.21.043
設計美學產生于工業革命以后,是一門立足于現代,在現代設計理論的基礎上,結合傳統的美學思想和審美理念發展起來的交叉性學科。它涉及的內容相當廣泛,包含了功能之美,造型之美,工巧之美,內涵之美等與美學相關的各個方面。但就研究范疇而言,設計美學又不同于純粹的美學思辨。設計美學是應用型美學,它強調的是以市場經濟為導向,通過藝術與技術的巧妙結合,設計出符合現代人的審美標準和精神需要的產品。而傳統的美學則側重于純粹的藝術方面,看重藝術家個人情感的表現[1]。雖然設計美學作為一門獨立的學科確立于工業革命之后,但是設計美學的思想卻是很久以前就存在的了,并且在中國古代就已經有著非常廣泛的應用和體現。
中國古代的設計美學注重抽象化與意境,這有別于西方注重寫實和邏輯思維的設計美學。因此古代器物在制造時也會秉承“天人合一”的理念,用有形的東西傳達無形的思想,借而抒發造物者的情感、志向,并且關注人與自然平等包容關系。以座椅為例,中國傳統比較講究意向與象征意義,手工也非常精細,會把重點放在椅子材料(木頭等)的選用及裝飾與做工等,以求更好地達到與自然結合的目的。而西方設計美學則強調實用功能的重要性,在設計的時候會把精力放在研究人的坐姿、椅子的尺寸、舒適度等具體問題上,以此來設計出更符合人體姿態的座椅。
東西方設計美學的差異在文化、藝術、建筑等諸多領域也很明顯。如,繪畫。受中國古代設計美學的影響,中國古代畫家推崇的是意境而非寫實。因此他們并不是寫生作畫,往往是游覽了名川大山之后憑借自己的記憶繪畫,借畫來表達自己的志向、心情。如果說中國畫家重寫意,那么西方畫家則偏寫實,看重的是技藝和邏輯。繼承了西方設計美學的精華,他們的繪畫一種是強調反映物或人在光影下自然逼真的寫實畫,一種是表現極強邏輯思維的抽象畫。同樣的設計思想在園林建造中也有所體現。中國的園林建造受到詩歌繪畫的影響,追求詩情畫意的境界,因此它們通常被設計的曲折含蓄,著重考慮景觀在情感上給人的感受,力求“雖由人作,宛自天開”之境界。而西方的園林則過于強調結構、對稱、比例,且多會采用軸線對稱,以此表現強烈的節奏和邏輯感。
不止這些,確切地說,凡是涉及到設計美學的領域,在東西方范圍內,都有著不同的詮釋和發展。但盡管如此,設計美學思想卻是源于相同的出處——新石器時代。設計美學便是從那時起,伴隨著人類歷史走過了數千年,并一直指導著中國古代的設計。這些設計在歷史的長河中保留下來,且璀璨至今,每一個都飽含了設計者聰穎的思想和辛勤的汗水。然而在這些優秀的器具中,中國古代燈具以現存數量眾多,記載之詳盡,且擁有著完整的發展體系和脈絡,能夠充分反映中國古代設計美學的本質內涵[2]。
中國古代燈具起源于火的發現和人類照明的需要。隨著科學技術的發展、設計美學思想體系的完善,燈具有了更廣泛的作用和內涵。它們不僅僅是用作照明,更多的時候起到裝飾的效果。所以古代的燈具也必須要符合設計美學標準,兼具功能和形式兩方面才算得上是優秀的燈具。據考古資料記載,在春秋戰國時期就已經有了成型的燈具出現。那個時期的燈具,受傳統設計美學理論的影響,除了少量仿生、象形造型的銅燈以外,大多數燈具造型類似陶制盛食器“豆”。上盤下座,中間以柱相連。后來,由于青銅的發現、鑄造技術的提高,燈具和其他器具一樣,在美學價值上有了更深一步的發展。唐宋時期,更多的新材料被運用到燈具的制作中,于是出現了大量兼具實用功能和精美造型的燈具[3]。自那以后,燈具廣為流傳和發展。燈具的功能也隨之完善,造型和裝飾也更加貼近人們的審美標準、符合設計美學的規律。
中國古代燈具能夠反映每一個歷史時期的裝飾風格以及人們的審美觀念,是設計美學體系發展的很好見證, 其蘊含的設計美學思想和觀念值得我們深入研究。中國的設計美學思想包括很多內容,尤以功能之美、造型之美、工巧之美、內涵之美為代表。在營造燈具造型之美這方面,古代造物者最常用的一種方法便是模仿自然形態。因此古代的燈具通常是通過具體的形狀來營造出一種情景交融的精神境界,通過虛與實、意與境的相互結合,使燈具本身具有較高的情思和理趣,從而表達人們內心祈求融入自然的美好愿望。如圖1的十五連盞燈,產生于戰國時期,是由青銅制成,以造型獨特聞名于世。那個時期中國社會十分動蕩,藝術家們的思維也很活躍,他們希望更好的描述自然,與自然融為一體,因此這樣一款造型的燈具應運而生。該燈為樹形,中間一樹干直立于燈盤之上作為燈柱,前后各有十五個燈盞,燈的底座上刻著鏤空的龍,底座靠近中心刻著兩個小人。在燈架上也分別設計了玩耍嬉鬧的猴子和小鳥。從遠處看,儼然一幅人與自然和諧相處的畫面。在造型的設計上,生動又富有情趣,燈盤的重復也表現出很強的形式美感。可以看出它傾注了當時人們最高的智慧——借助有形的物體傳達無形的思想,表達了造物者渴望與自然和諧相處的美好愿望。而數字十五在文脈底蘊中也是蘊含著生命以及美好的向往的意思[4]。這件藝術品不僅在造型上構思巧妙,在功能和工藝的設計上也是匠心獨運。燈盤高低錯落,燈光可均勻地射向周圍四方,使照明功能更加完備。在制作中,將工藝、雕刻等技術集于一身,手工精細,燈具連接處也吻合牢固。十五連盞燈將古代設計美學精華反映的淋漓盡致,在設計美學的各個方面都可作為典型的例子和代表。
當然,設計美學的內涵在其它燈具中也有非常顯著的體現。以功能之美為代表,中國古代傳統燈具的功能美學講究“重己役物,致用利人”。強調器物是為人所用的,器物最本質的目的是更有利于人的生活,相當于現在設計所強調的“以人為本”。例如圖2的漢代長信宮燈。這款燈具不僅在中國,乃至世界上都享有盛譽。該燈集各種美學內涵于一身,堪稱“中華第一燈”。在造型美學上打破了傳統青銅器具給人的笨重感覺,以宮女一手執燈為造型,含蓄溫婉,整個形態極其優美自然。它在設計時比較注重概念,沒有刻意追求嚴格的結構,將形象的東西抽象化,寓情于物,給人更加隨和舒適的視覺感受和精神境界,與設計美學所追求的意境相吻合。在功能美學方面,除了基本的照明以外,還加入了蓄煙功能。設計原理是燈火的煙可積聚于器身內腔,然后從袖口排出,減少燈油的污染而保持空氣清潔。其在功能方面做出的跨越,為以后的燈具設計提供了方向。它的制作工藝也是相當精湛。《考工記》中記載一個好的器物應該是“材有美,工有巧”的,就是說傳統設計美學包括了材料的品質加上完美的技藝。從這件燈具高超工藝中就可看出造物者的審美觀念。長信宮燈是通體鎏金的銅燈,整體由六個部分——頭部、身軀、燈座、燈盤、右臂、燈罩組成,澆鑄后合在一起。表面打磨得非常光亮,細膩,宮女的神態以及衣服袖子上的褶皺都栩栩如生,活靈活現,把工巧美學的內涵表現到極致。
說到工藝之美,還有一件作品值得一提,便是永樂青花折枝花卉八方燭臺。主要是因為其表面精巧絕倫的花飾。燭臺通體繪有青花,色澤鮮艷,釉面也是青白色,瑩潤、干凈。燭臺的燭插和座壁都繪有蕉葉紋,且紋理間通過線條粗細變化來表現層次。將青花瓷的端莊典雅以及高超燒制工藝在燭臺中完美體現出來。而制作為八角,是借數字“八”來寄托祥和富貴的愿望、心意。
縱觀這些優秀的燈具設計,它們造型獨特、工藝巧妙、寓意深刻,每一個都承載了中國古代豐富的文化內涵和設計美學理念。可以說,這些燈具在設計美學的影響下,既將功能和形式的關系處理的恰到好處,還把古代人追求“天人合一”的境界充分表現出來。而且其設計美學理念合理科學,不僅對當時器物設計有很重要的指導意義,也是現代設計絕佳的靈感源泉。因此對中國古代設計美學進行研究是很有必要的,不但能夠讓我們對古代的設計理論和美學規律有更深一步的了解,也能更好地啟發現代設計,用現在的設計語言來詮釋傳統,把傳統應用到當代產品設計中[5]。在分析研究中國傳統設計美學的同時,發掘中國古代的美學精髓,并在此基礎之上,繼承、發揚中國的傳統文化。我們要做的不僅僅是符號的抄襲、形式的模仿,我們要深入剖析傳統設計文化及表達方式,了解其美學內涵和設計語義,走出一條屬于中國自己的特色設計之路。
參考文獻
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[5]祝燕琴,楊維平,晏群.中國古代燈具造型藝術研究[J].安徽工業大學學報,2009,(8):120-122.
家校合作是指對學生最具影響的兩個社會機構——家庭、學校形成合力對學生進行教育。家校合作是一種雙向活動,是家庭參與學校教育的一個重要的組成部分,而家庭和學校是合作中的雙主體,家長要對學校教育給予支持,學校要對家庭教育作出指導。家校合作過程體現著家長對學生、對學校教育的認同,同時,也體現著學校對家長以及學校教育的一致性。因此,在家校合作過程中,學生、家長、教師三者間的相互交流尤為重要,值得重視。
“共同體”一詞最初源于德文“gemeinschaft”,原義指共同的生活。共同體是指當一群人相互交往、相互依賴共同完成某些任務時,就形成了共同體。“共同體”理論引入教育領域出現了“學習共同體”的概念。學習共同體是所有人為共同的愿景一起學習的組織,組織中的個體共同參與尋找通向知識的旅程。學習共同體具有共同愿景、尊重差異性、強調共享、共同發展等特征。其中,共同愿景主要是指全體成員都擁有一個共同的目標。如果沒有共同愿景,就不會有學習共同體。而就尊重差異性而言,共同體主張依靠個性差異的原動力,尋求、探索和建構學習的實踐活動。學習共同體就具有共享、共發展的特征。學習共同體與非學習共同體的顯著區別在于共同參與、溝通對話與彼此分享。在共同參與中,成員之間相互交流,共同分享學習的資源和成果。這一過程,體現了共同體的民主精神和情感態度,營造了愉悅的學習氛圍,實現共同發展的最終目標。
二、構建家校合作學習共同體的意義
1.構建家校合作學習共同體的必要性
首先,構建家校合作學習共同體能夠強化社會功能,有利于提高學習者的興趣。在學習共同體中,學習者有一種集體的歸屬感,具有較為一致的價值趨向性。在這種共同傾向性下,學習者間能展開更廣泛的交流,取長補短,參與學習的興趣和熱情也隨之提高。其次,構建家校合作學習共同體有利于家長和教師間、家長和學生間的相互學習、共同提高。家長可以向教師、其他家長學習,以提高自身的修養和綜合素質。在構建學習共同體的合作中,家長認識到教師職業的神圣,更加支持教師的工作,尊重教師的勞動,給子女營造良好的家庭教育環境。同時,教師可以向家長了解學生的成長背景,從而因材施教。而家長的性格、生活環境、經歷各具特點,教師可以從中獲得各種信息從而進行區別對待、針對性管理。再次,構建家校合作學習共同體有利于促進家校教育的協調一致。家庭和學校二者以不同的時間和空間形式,對學生進行教育,一絲的疏忽都可能導致一些不健康文化思想的侵害,甚至出現“學生在校進一步,回到家庭退兩步,到了社會退三步”的現象。因此,需要家長和教師在交流溝通中保持高度一致的教育觀念,以形成教育合力。
2.構建家校合作學習共同體的可行性
首先是終身教育理念的深入人心。終身教育理念提倡教育和學習貫穿人的一生,學習者的學習活動不應受到時空的限制。學校是貫通教師、學生、家長、學習工作的場所,應充分發揮學校的育人功能,增強終身學習的意識。其次是現代信息技術的普及。信息技術的快速發展為學習共同體的構建提供了有力條件。由于電視、網絡媒體的普及,多媒體信息技術的應用,學生可以同伴為師,老師和家長也可以學生為師,由此形成了一個龐大的學習共同體。再次是應試教育詬病的留存。學校教育是根據社會的需要確定培養的目標,以系統科學的教材為載體,采取有效的教育手段,對學生進行系統的思想政治教育和文化知識教育。但是,應試教育下僵化的課程體系,單一的評價標準,使得學校教育存在諸多問題。學生的思維被同一模型所框定,教師忽視學生間的個體差異。而學習共同體則注重學生異質性,學生、教師、家長在學生學習的過程中始終保持著一種平等的關系。而在應試教育教學中,“課堂中心”、“教材中心”是教學的全部,家校之間缺乏有效的溝通與合作。如今新課改下的課程標準對學生的身心發展提出了更高的要求,家校合作為其目標的實現提供了可能。
三、構建家校合作學習共同體存在的主要問題
1.家校雙方對學習共同體的認識不足
學習共同體對于學校和教師來說是一個較新的理念,大部分教師對學習共同體的概念了解甚少,而對于廣大家長來說更是陌生。學校和家長還未充分認識到構建學習共同體的優勢,學校教師平時忙于教學,沒有將精力投入到學習共同體的研究之中,而家長更多關注的是孩子的學業成績,使家校雙方忽視了對學習共同體的構建。
2.學校主體性過強,而家長缺乏主動性和積極性
構建家校合作學習共同體是家庭和學校雙向的活動,是相互配合、相互支持的過程。然而,多數教師認為部分家長對教育規律認識的欠缺,會給學校教育帶來障礙。于是當家長走進校園時,教師們傾向于自我保護,呈現出主導性和領導性的態勢。在具體的合作構建學習共同體的活動中,有些學校與家長進行交流時,大都采用簡單的灌輸方法,使活動內容很難被家長內化為參與學習共同體的行動。與此同時,從家庭方面看,部分家長缺乏參與構建學習共同體的主動性和能動性,沒有認識到活動過程中自身的責、權、利。除此之外,家長參與自學和共學的程度較低,在與教師的交往中,堅持己見,或是被動等待。因此,使合作達不到相互促進的目的,無法找到構建學習共同體的有效途徑。
3.構建家校雙方學習共同體的計劃性欠缺
計劃是家校合作構建學習共同體的基本保證,是構建活動開展的指南。然而,目前大部分學校缺乏一套整體的計劃,沒有具體的活動步驟。很多學校在活動開展前沒有專門對學習共同體內容做細致的準備,對結果的預測也只是想當然,整個合作構建活動經常缺少完備的流程安排。即使部分有計劃的也多是與實際不符,缺乏實踐意義。在實際操作中,隨意性較強,收到的效果差。因此,合作活動缺乏計劃性和針對性,無法從根本上形成一套相對完整的學習共同體的實施體系。
4.缺乏相關教育部門的整體統籌,學校學習方式單一、學習內容偏狹
學習共同體在我國是一個新事物,如果沒有相關部門的統籌協調,學校感覺無從下手,也不知道開展什么樣的活動可以推進學習共同體的發展。而設立專門的管理機構是構建家校合作學習共同體的重要保證,有統一的管理機構和奮斗目標,學習共同體的創建工作就會有成效。同時,大部分家庭還是以孩子學習為主,團隊學習、合作學習多是發生在學生之間。目前家校共學的形式多以網絡和傳統的學習媒介為主,這使得家校雙方難以深入了解對方的想法和要求,而缺乏在實踐中、社會中和自然中的共同學習。除此之外,學習內容多是重視知識技能的學習,忽視了美學、體育、人際交往等等領域的學習。因此,學習方式的單一和學習內容的偏狹在一定程度上影響了學習共同體的構建。
四、構建家校合作學習共同體的主要措施
1.掌握學習共同體的相關理論
家校合作學習共同體的構建是建立在一定的理論基礎之上的,因此,需要教師、家長及相關教育管理者學習和掌握其相關理論。首先,終身學習理論和學習型社會理論。終身學習思想是以強調學習者為中心,重視學習者個體的參與意識,關注學習者自身的內部變化,強調以自我為中心進行系統的選擇、計劃和實施。而學習型社會對人才的培養要求具有自我超越、改善心智模式、建立共同愿景、團隊學習和系統思考的能力。由此可見,終身學習和學習型社會具有全員性,強調學習對象的整體性,而學習共同體正是注重全員性,把成員看作一個學習的整體。同時,終身學習和學習型社會具有開放性和主體性,強調全面發展,并注重學習的自覺性,這些都與學習共同體提倡的理念相吻合。因此,只有通過學習共同體的建設,才能促進學習型社會的建設。其次,建構主義學習觀的理論。建構主義者認為,教學不是教師簡單地傳遞知識給學生,知識是學生自我建構的,教師不能代替學生建構新的知識。它強調學習的建構性、社會性和情境性。建構主義的學習觀為建立學習共同體提供了理論依據,我們可以把學習共同體看作是實現建構主義理念的實踐與創新。
2.更新傳統學習觀念
學習觀念是對學習者關于學習觀的總稱,包括對學習目的、學習價值、學習對象、學習過程、學習策略、學習評價等方面所持的觀念。觀念對學習行為具有先導性和決定性。在提倡終身學習的今天,要改變應試教育影響,形成新的學習觀念,促進學習共同體的構建,就應該做到觀念先行。首先,教師、家長、學生都應該明白學校畢業并不代表著學習的終結,而是為今后的學習奠定了基礎。因此,要加強自主學習觀念的養成。其次,轉變依賴型學習觀,形成主動學習觀。在學習過程中,有目的地從事學習活動,創造性地學習。再次,建立創新型學習觀。改變過去學習中忽視創造能力的培養,重視知識的創新與發展。除此之外,實現由學會向會學的轉變。只有“會學”的人才能實現學習者自主性的培養。
3.系統地、有序地構建家校合作學習共同體,發揮教育部門統籌和組織的作用
在我國目前的大部分學校,每學期開始和期末都會召開一次由教師、家長和學生共同參與的會議,但這并不是真正意義上的學習共同體。學校應將學習共同體的構建納入正式的議程,成立學習共同體建設領導小組,制定出科學的合作構建學習共同體的計劃,并將計劃的內容和具體任務分解,落實到個人。同時,規定學校和家長雙方的權利和義務。家長要發揮主動性和主體性,積極推動計劃的落實,發現計劃有不當之處或出現阻礙,應大膽地提出合理意見,以切實推進學習共同體的構建。
同時,學習共同體是當代教育發展的一個新主題,尚處在起步階段。要整合學校、家庭、社會三方面的教育資源,職能部門必須協調和統籌規劃制定計劃、落實任務。各級教育行政部門應在黨的教育方針指導下,統籌協調家校合作學習共同體的構建,制定相關促進學習共同體發展的制度和法規,制定督導評估內容和業績考核辦法,使其逐步走向科學化、制度化,成為推動素質教育全面發展的動力。
4.增強教師和家長的個人綜合素養
教師和家長是保證雙方合作構建學習共同體成功的關鍵因素。教師在尊重、理解和接受的基礎上與家長和睦相處。教師應當具備基本的人際交往技能,如人際洞察力、人際交往能力等。學校在對教師進行培訓的時候,除了進行教學、教法等專業知識、技能的培訓外,可適當增加交往能力培養的內容。而家長是學生成長的第一任教師。家長素質的高低直接關系到學習共同體的成效。因此,為了提高家長的整體素質,學校應通過宣傳、咨詢、講座、交流等方式,激發家長關心教育的熱情,向家長宣傳各種科學的學習方法,并予以指導,以提高家長參與教育的積極性和主動性。
5.加強家長、教師和學生間交流溝通
在構建家校合作學習共同體中,家長與教師應該處于平等的地位,家長和教師是雙主體,不是被動的接受者,否則難以發揮各自的主動性。同時,學習共同體成員之間應是一種民主關系,教師、家長與學生三者之間應是平等的。在學習共同體的建設中,教師、家長和學生之間相互影響、共同成長并注重平等交流,充分尊重他人的意見,以獲得學習的整體效果。在這一過程中,平等是合作的基礎,它是建立在理解基礎之上,在促進學習共同體健康和諧發展中具有重要的意義。
除此之外,學校應創新和豐富學習方式,拓寬學習內容。要建立起交互式的學習模式,它有利于促進學校、家長和學生共同成長。在學習共同體中,它為其成員提供了更寬泛的內容,以更情境化的方式幫助各成員學習更多領域的知識,并要求每一個成員用不同的方式參與學習。同時,在學習共同體中,還應關注所有成員參與的項目,開展多種形式的合作,通過應用合作學習的技巧和小組學習的多種途徑來培養教師、學生、家長共同合作的學習精神。
參考文獻
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316L不銹鋼更利于血管內皮細胞的黏附及增殖,并可以降低血管內皮細胞的早期凋亡率。
[關鍵詞] 含銅不銹鋼; 血管內皮細胞; 黏附; 增殖; 細胞凋亡
[中圖分類號] R 783.5 [文獻標識碼] A [doi] 10.7518/hxkq.2013.01.005 在正畸治療中,支抗控制貫穿于整個治療過程,是治療成敗的重要因素之一[1]。微種植體的支抗作用
是通過種植釘與骨界面的組織學機械鎖結和骨結合,從而抵抗一定限度內的矯治力[2]。在種植體愈合過程
中,新生血管的形成早于成骨活動的開始[3]。血管內皮細胞合成和分泌的調節因子具有調控成骨細胞趨化、增殖及分化的功能[4]。而細胞的生物學行為受生物材料自身性能的影響[5]。因此,不同種植材料很可能會影響種植體-骨界面血管內皮細胞的生物學性狀。中國科學院金屬研究所研發的含銅不銹鋼具有良好的抗菌性能和生物相容性,能有效預防種植體周圍細菌感染的發生[6-7]。本實驗旨在觀察含銅不銹鋼對血管內皮細胞黏附、增殖及凋亡情況的影響。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 細胞株 人臍靜脈內皮細胞株EA.hy926由中國醫科大學中心實驗室提供。
1.1.2 實驗材料 316L不銹鋼為醫用級不銹鋼,成分:Cr18%,Ni12%,其余為Fe。含銅不銹鋼(316L-
Cu),成分:Cr18%,Ni12%,Cu4%,其余為Fe,材料由中國科學院金屬研究所提供。
1.1.3 主要試劑和設備 DMEM、甲基噻唑基四唑(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)、二甲基亞砜(di-methylsulfoxide,DMSO)、胰蛋白酶(Sigma公司,美國),胎牛血清(杭州四季青生物有限公司),吖啶橙
(上海化學試劑公司),Annexin V-FITC凋亡檢測試劑盒(北京寶賽生物技術有限公司),熒光倒置顯微鏡(Nikon公司,日本),流式細胞儀(BD公司,美國),
自動酶標檢測儀(Tecan公司,奧地利)。
1.2 方法
1.2.1 試件的制備 將含銅不銹鋼和316L不銹鋼制備成兩種規格試件。一種為直徑10 mm、厚2 mm,各15片,用于黏附實驗和增殖活性檢測;另一種為直徑25 mm、厚2 mm,各5片,用于制備浸提液。上述材料經超聲清洗、干燥,高溫高壓(33 MPa、121 ℃)滅
菌處理后備用。
1.2.2 浸提液的制備 將直徑25 mm、厚2 mm的兩種不銹鋼材料置于6孔培養板中,按試件表面積與培養液之比為3 cm2·mL-1加入DMEM培養液,置于37 ℃培養箱內,浸泡72 h后收集浸提液。
1.2.3 黏附和增殖活性檢測 將直徑10 mm、厚2 mm的兩種不銹鋼試件置于無菌24孔板中。用0.25%胰蛋白酶消化處于對數生長期的血管內皮細胞,制備成密度為每毫升2×104個的細胞懸液,接種到各材料表面,靜置3 h后,從各孔板側壁緩慢加入DMEM培養基1 mL。標準條件下分別培養1、2、3 d后,將兩種材料各取出2片,PBS沖洗3次,95%乙醇固定10 min,晾干,加入0.1 mg·mL-1吖啶橙染液,0.1 mol·L-1氯化鈣分色。在熒光顯微鏡下觀察細胞在不同材料表面的黏附情況,隨機選取上、下、左、右、中5個視野拍照并計數。用MTT法檢測兩種材料表面血管內皮細胞的增殖活性。在培養1、2、3 d后,分別取出兩種不銹鋼材料各3片,PBS沖洗后,置于一預先加入DMEM培養液的新24孔板內。每孔加入5 mg·mL-1的MTT試劑80 μL,繼續培養4 h后,棄培養基,每孔加入450 μL DMSO,37 ℃下靜置2 h,待藍紫色結晶物徹底溶解后,振蕩10 min。將每孔中的液體按每孔150 μL吸入96孔板中,用酶標儀讀取吸光度值(A值)(波長490 nm),實驗重復3次。
1.2.4 流式細胞術檢測細胞凋亡率 將濃度為每毫升2×105個的血管內皮細胞接種于3塊6孔板中,分別設計為含銅不銹鋼組、316L不銹鋼組和對照組。培養24 h后,用浸提液置換孔板中的培養液,對照組用新培養液置換,繼續培養24 h。用0.25%胰酶消化細胞,1 000 r·min-1下離心后重懸,制成單細胞懸液,分別加入Annexin V-FITC和PI,避光反應15 min,用流式細胞儀檢測各組細胞凋亡率。
1.3 統計學方法
采用SPSS 17.0統計軟件對實驗數據進行分析,數據以x±s表示,對黏附在材料表面的細胞數及增殖活性采用t檢驗進行分析,對細胞凋亡率采用方差分析,P
2 結果
2.1 熒光顯微鏡觀察結果
熒光顯微鏡下,細胞呈多角形,鋪路石樣排列(圖1)。在培養1、2 d后,含銅不銹鋼組材料表面黏附的內皮細胞數明顯多于316L不銹鋼組(P0.05)(圖2)。
2.2 MTT法檢測細胞增殖活性
培養1、2 d時,含銅不銹鋼組A值高于316L不銹鋼組(P0.05)(圖3)。
2.3 流式細胞儀檢測結果
各組細胞均以正常細胞為主,凋亡細胞在各組間分布不均。316L不銹鋼組早期凋亡的血管內皮細胞多于含銅不銹鋼組和對照組(圖4)。
2.4 細胞凋亡率的測定
316L不銹鋼組、含銅不銹鋼組、對照組的細胞凋亡率分別為5.23%±0.35%、1.96%±0.18%、1.45%±0.15%。經統計學分析,兩種不銹鋼組與對照組相
比,細胞凋亡率間差異有統計學意義(P
種不銹鋼組相比,細胞凋亡率間差異有統計學意義(P
Fig 2 The numbers of endothelial cells on two kinds of materials
surface
Fig 3 Proliferation of endothelial cells on two kinds of materials
surface
3 討論
微種植體支抗在正畸臨床應用中較傳統支抗方式相比,具有穩定、舒適、不依賴于患者配合等優點,提供了一種相對穩定的口內強支抗。目前使用的微種植體材料,一般為純鈦、鈦合金及不銹鋼種植體。鈦的生物相容性較好,骨結合能力強,但其材質較脆,易折斷。不銹鋼與鈦相比,具有良好的延展性和強度,穿透能力強,可抵抗一定程度的旋轉力,降低種植體折斷的風險。但在臨床應用中,種植體周圍炎的發生而導致種植體松動、脫落已成為微種植體失敗的重要原因之一[8]。本實驗中應用的
含銅不銹鋼是一種集結構與功能于一體的新型生物醫用材料。含銅不銹鋼在體內會釋放微量的銅離子,經證明能有效地殺滅引起種植體周圍炎的常見致病菌[7],因此是一種極具開發潛力的微種植體材料。
種植體植入后起初被凝血塊包繞,隨后成骨細胞分化并參與骨形成[9]。骨形成是骨內微環境中血管
內皮細胞、成骨細胞和破骨細胞之間共同作用的結果[10]。相關研究表明:血管內皮細胞合成的血管發
生因子能促發絲裂原反應,在骨結節的形成中發揮重要作用[11]。同時,血管內皮細胞釋放的內皮素-1
可結合成骨細胞膜上存在的相應受體,從而刺激骨形成[12]。而血管內皮細胞分泌的一氧化氮可通過旁
分泌的形式作用于破骨細胞,抑制其骨吸收功能[13]。
以上結果提示:血管內皮細胞合成和分泌的調節因子對成骨細胞及破骨細胞均具有調控作用。此外,種植體的愈合過程必須依賴充分的血供,血管內皮細胞形成的新生血管為氧氣、營養物質及代謝廢物的運輸提供通道。因此,血管內皮細胞為種植體界面的愈合提供了良好的生物學基礎。
血管內皮細胞在種植材料表面的黏附情況,直接影響到其增殖、分化以及在種植體-骨界面愈合中的作用。本實驗通過吖啶橙染色,在熒光顯微鏡下觀察、比較血管內皮細胞在兩種不銹鋼材料表面的黏附情況。其原理為:吖啶橙能與活細胞中雙螺旋DNA結合,形成發綠色熒光的復合物。在共培養1、2 d后,含銅不銹鋼組表面黏附的內皮細胞多于316L不銹鋼組。Barbucci等[14]等研究表明:含有Cu2+的透明質酸復合物對血管內皮細胞的遷移和黏附具有促進作用。此外,MTT檢測結果也顯示,含銅不銹鋼組細胞的增殖活性高于316L不銹鋼組。分析原因可能是含銅不銹鋼富銅相中的銅以Cu2+形式溶出,對血管內皮細胞的增殖產生影響[15]。
增殖和凋亡兩者的動態平衡維持著組織的正常形態和功能。不同的合金材料由于成分、金相等差異,在析出金屬離子的種類上有所不同,對黏附其表面細胞的影響也各有差別[16]。Annexin V作為檢測細胞早期凋亡的靈敏指標之一,其原理為:細胞凋亡早期,細胞膜中的磷脂酰絲氨酸(phosphatidylse-rine,PS)由脂膜內側翻向外側。Annexin V能與外側的PS特異性結合,標記早期凋亡的細胞。本研究通過流式細胞儀檢測血管內皮細胞早期凋亡率,結果發現,316L不銹鋼組的細胞凋亡率高于含銅不銹鋼組,兩者差異有統計學意義(P
本實驗僅從細胞水平研究含銅不銹鋼對血管內皮細胞黏附、增殖及凋亡的影響,而析出的Cu2+與血管內皮細胞的具體作用機制則有待于從分子水平進一步探究。
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《統計學原理》是高職院校經管類專業的專業基礎課,其教學目的是教會學生宏地、直觀地、有條理地去觀察問題、分析問題和解決問題。通過《統計學原理》的學習,了解和掌握幾個概念和原理是遠遠不夠的,而應加大分析、判斷力度,突出實用特色,注重統計工作能力的培養。案例教學本質上創造了一種模擬實踐的環境和過程,在統計理論和統計實踐之間架起了一座橋梁,對激發學生的專業學習興趣,培養學生的專業素質,提高學生的綜合實踐能力起非常重要的作用,能有效地將專業知識轉化為專業技能。
一、案例教學的內涵和特點
(一)案例教學的內涵
案例教學,又稱情景教學法,是教師根據一定的教學目的和教學內容的要求,在學生掌握有關知識和方法的基礎上,使學生經歷或體驗模擬的具有一定典型意義的事物發生、發展的過程,引導學生對這些特殊情景進行分析和研究,并運用所學理論知識和方法提出各種解決問題的方案,從而提高學生分析問題和解決問題能力的一種理論聯系實際的啟發式教學方法。
(二)案例教學的特點
1.以基本知識點為核心。
案例教學的目的是通過案例幫助學生掌握統計學課程中的要點和難點。基本的知識點是案例教學的支撐點,一個案例可能涉及到一個或多個知識點,因此,案例和知識點之間應該做到明確對應。例如高職《統計學原理》課程的講授內容包括:統計數據的采集方法;數據的整理與顯示方法;統計數據的描述;時間序列分析法;相關與回歸分析法;指數分析法;簡單統計推算方法等。教師在編寫和講解具體案例時,應根據課程的章節與內容要求,緊密結合課程中的基本理論和重要知識點,提出問題,收集數據,使每一個案例盡可能包含本所章節所有知識點。
2.以現實環境為背景。
案例教學以現實環境為背景,案例多取材于現實問題,是實際存在或曾經發生過的典型事例,通過研究現實世界中群體現象數量表現出的內在規律,將抽象的概念、原理具體化,使學生的知識得到內化,同時也最大限度地激發了學生的學習積極性。由于統計學原理和定理取材于豐富的現實世界,在教師的引導下,通過真實而典型的素材分析研究和總結規律,從而能夠增強學生的認識能力,提高學生的動手實踐能力。
二、高職統計學案例教學的幾點建議
(一)選取合適的統計案例
選取合適的、有針對性的案例是案例教學的基礎。統計案例應將統計理論知識融于具體實例之中,并且與課本知識點緊密結合。具體的教學目標、內容及學生應掌握的知識和技能是構建案例教學的基礎。首先,從教學功能的角度來看,案例教學適合內容比較復雜、專業性比較強的知識。其次,從形式與內容的統一性來看,案例要與教材內容密切聯系。脫離了教材內容,偏離了教學主題,就無法達到幫助學生掌握基本概念和原理的教學目的。同時,案例選擇一定要有現實性和趣味性,貼近學生生活實際、活生生的案例,才能吸引學生,激發他們的探究熱情,促使他們不斷思考。例如對于抽樣推斷、假設檢驗、方差分析等基本思想,可以選擇控制產品質量等方面的案例來講解,從而做到深入淺出,通俗易懂。此外,統計學的案例教學中要明確問題,案例選取應當具有明顯的問題導向性,這樣才能有利于學生通過統計分析做出明確的判斷。
(二)適當應用統計分析軟件
在進行統計調查和案例教學的過程中,不可避免地會碰到大量的實際數據,適當地在高職統計案例教學中輔助以統計分析軟件,會起到事倍功半的效果。在案例實踐教學中,有很多可供選擇的統計軟件,比如Excel、SPPS、SAS等應用較廣的統計軟件。這些統計軟件功能非常強大、普及程度很高、而且本身擁有完整的統計分析工具,如描述統計分析工具,方差分析工具,回歸分析工具等,這些分析工具可以非常方便地對現有數據進行處理;另外,上述統計軟件都帶有很強的模擬工具。大多數概率統計公式都比較抽象,如果需要生動地展示其原理,就可以進行各種數據模擬和試驗,可以處理和分析大量案例數據。
(三)強調學生的實踐參與活動
應用性和實踐性是高職統計學教學的一個突出特征,學生運用統計學中所學基本知識點,通過親自搜集數據,親自嘗試編寫案例,進而在教師的引導下分析案例,是案例教學達到良好效果的途徑之一。例如可以組織學生到本地大型超市和電器商場進行大型的統計調查實踐,通過搜集有關消費者數據和產品數據,對當地的消費市場進行調查和分析。這些調查都以問卷的形式進行,問卷的設計、分發、回收和數據的匯總工作都由學生來完成,而教師負責指導和整體把關。教師則根據每個同學的興趣,成立學習小組,通過布置課外作業的形式,鼓勵學生完成數據的整理工作和統計案例的編寫。除了鼓勵學生組織研究合作小組之外,還可以由任課教師牽頭,組織大型的統計調查活動,就他們所感興趣的現實問題進行實地調查和研究,內容可以涉及校內和校外生活的方方面面,如大學生網戀情況調查研究,大學貧困生生活現狀調查等。
一、概率論引入統計學的意義
(一)方法的突破
統計學研究對象的拓展。引入概率論后統計學研究對象的拓展表現在外延與內涵兩方面。外延上,導源賭博問題研究的概率論以隨機性現象為主要研究對象,它的應用將統計學思想方法帶到自然科學領域,甚至用于研究人類心理活動、思維現象,拓展了原來始于社會經濟現象研究的統計學的研究對象。另外,聯姻前統計學對現象的描述、分析只能止于其確定性方面,有概率論新工具后,其不確定性方面也能描述分析,拓展了作為統計學對象的社會經濟現象的數量信息內涵。研究對象的拓展,使得在此基礎上統計學成了一門具有通用性的定量分析工具。
統計學研究方法的進階。概率論聯姻“統計”的突出意義表現在方法上—由描述走向推斷。“描述統計”(包括數據的收集、整理、顯示和分析)主要是通過圖表形式對所收集的數據進行加工處理和顯示,進而綜合、概括和分析得出反映客觀現象規律的數量特征;“推斷統計”則是在對樣本數據進行描述的基礎上對統計總體的未知數量特征作出以概率形式表達的推斷。聯姻之前的古典統計學主要就是初級的“描述統計”(簡單的計量、分組、圖表、推算等),現代統計學則以“推斷統計”為其核心內容。這里“描述”與“推斷”的劃分一方面反映統計方法發展的兩個階段,另外也反映應用統計方法探索客觀事物數量規律的不同過程。“描述”是基礎,“推斷”是主要內容。
推斷統計的現實性意義。統計學從描述發展到推斷,反映統計學發展的巨大成就,也是統計學成熟的重要標志。一方面,它是重要的認識工具。正是由于有了“推斷”,科學借助統計這一定量分析工具取得了巨大成就。象著名的基因論就借助推斷統計方法而得。
(二)思想的騰飛
矩:統計學早期便有“平均”即一般代表值的思想,認識事物數量方面的一般性。引入概率論后,“平均”引申到“期望”,描述隨機變量的集中趨勢。與“平均”相對應,有對數據偏離“一般”程度的描述即“變異”,認識事物數量方面的差異。引入概率論后其內涵擴充到對隨機變量離散程度的描述。“矩”源于力學研究,均數、方差同重心和轉動力矩之間的類似促使統計上用“矩”來描述數據特征。其概念涵蓋前述的幾個參數,并擴充到多階、多維隨機變量特征的描述。“矩”體現了統計“求同察異”的思想,即在了解差異的同時認識事物的同質性。
估計:估計是據樣本數據對總體參數所作出的“猜想”’其實質是一種類比,將對已知事物的認識拓廣到更大范圍。實際上有一個假定即樣本、總體的同質性(同分布)。由于樣本的隨機性使得估計帶有不確定性,便給出“區間”來對其描述。
檢驗:檢驗即先對總體特征作出一種假設,然后根據樣本信息對這一假設的支持程度作出描述(假設正確性的判斷),主要運用反證法、小概率原則等思想。檢驗與估計構成統計推斷內容的兩面,鑒于思維上推與證的不同而分別提出。
擬合:擬合就是對現象之間的聯系、發展規律、變化趨勢給予定量描述,是對事物間關系表現的一種抽象。也就是以一定的模型來反映現象及現象間的聯系的發展變化,表現出聯系的顯性方面而抽象掉非顯性方面。
相關:相關是客觀事物普遍聯系的哲學思想在統計上的具體化。統計所研究的對象之間往往表現出相隨共變或相隨共現的情況,相關便是對現象間這種聯系的數量表現的描述、分析。通過對比關聯現象變化的方向與程度,來研究它們之間是否有聯系、聯系的緊密程度和形式。
慣性:哲學上,客觀現象都是有規律的辯證發展運動過程。任何運動都具有慣性,這種慣性表現為系統的動態性即記憶性。它反映現象未來行為與過去的行為有關這樣一種動態思想,是“動態相關”,也是預測的思想基礎,反映現象本身及現象之間關系發展、變化的規律性。
二、概率論引入統計學的啟發
概率論引入統計學,使統計學思想方法有了質的飛躍,并成為統計學堅實的理論基礎。這也給我們啟發:統計學必須與時俱進,順應時代而發展,不斷完善方法體系,與其它定量分析工具、計算技術及其應用領域科學結合融會。
研究對象泛化:統計學是定量分析工具,首先便表現在對所研究的對象(社會經濟現象、自然現象、精神思維等)的定量描述上(對象信息數據化),然后再做定量分析。最初統計學只能局限于現象數量信息做確定性的數量描述、分析,引入概率論之后,對研究對象便可以做隨機性描述、分析。而實際工作中有時還必須對定性的、模糊的、混沌的甚至突變的等研究對象做定量的描述與分析,概率論便會有所局限,必須引入新的工具。比如引入模糊數學,對模糊性現象做定量描述分析;引入灰色理論,形成灰色統計思想等等。
電子技術發展:科技特別是計算機技術的發展使數據處理的手段得到提升,并對統計提出了新挑戰。電腦、網絡的出現一方面使統計學的研究對象(總體)成了一個結構復雜的系統,另一方面對數據的分析處理變成了算法。同時在我們面對的數量信息超大量化后,統計的“收集、分析數據”的任務、統計推斷意義也就必然發生變化,等等。這一切都要求統計必須與計算機及其它科學聯姻,如人工智能、神經網絡理論等。
應用領域擴張:現代統計學是一多層次多門類的學科,幾乎所有的科研都要借助這一定量分析工具。應用領域的不同,對這一工具的要求必然不盡相同。比如生物統計、保險統計與統計地理學在基礎性方法一致的基礎上各有與其相聯系的實質性科學的特點。現代統計方法(包括概率論的成長、壯大)很大程度上來自一些實質性科研活動,這也就要求我們堅持以概率論等數理工具為基礎的前提下緊密聯系應用領域的實質性科學。
中圖分類號:G4
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2013)01012502
高等職業教育是以培養經濟建設和生產一線高級應用型人才為目標。為了適應社會發展需求,高職統計學教學必須以就業為導向,實現理論與應用的有機結合。因此,在統計學課程中進行案例教學是開展實踐性教學的有效途徑。《統計學原理》是高職院校經管類專業的專業基礎課,其教學目的是教會學生宏觀地、直觀地、有條理地去觀察問題、分析問題和解決問題。通過《統計學原理》的學習,了解和掌握幾個概念和原理是遠遠不夠的,而應加大分析、判斷力度,突出實用特色,注重統計工作能力的培養。案例教學本質上創造了一種模擬實踐的環境和過程,在統計理論和統計實踐之間架起了一座橋梁,對激發學生的專業學習興趣,培養學生的專業素質,提高學生的綜合實踐能力起非常重要的作用,能有效地將專業知識轉化為專業技能。
1案例教學的內涵和特點
1.1案例教學的內涵
案例教學,又稱情景教學法,是教師根據一定的教學目的和教學內容的要求,在學生掌握有關知識和方法的基礎上,使學生經歷或體驗模擬的具有一定典型意義的事物發生、發展的過程,引導學生對這些特殊情景進行分析和研究,并運用所學理論知識和方法提出各種解決問題的方案,從而提高學生分析問題和解決問題能力的一種理論聯系實際的啟發式教學方法。
1.2案例教學的特點
(1)以基本知識點為核心。
案例教學的目的是通過案例幫助學生掌握統計學課程中的要點和難點。基本的知識點是案例教學的支撐點,一個案例可能涉及到一個或多個知識點,因此,案例和知識點之間應該做到明確對應。例如高職《統計學原理》課程的講授內容包括:統計數據的采集方法;數據的整理與顯示方法;統計數據的描述;時間序列分析法;相關與回歸分析法;指數分析法;簡單統計推算方法等。教師在編寫和講解具體案例時,應根據課程的章節與內容要求,緊密結合課程中的基本理論和重要知識點,提出問題,收集數據,使每一個案例盡可能包含本所章節所有知識點。
(2)以現實環境為背景。
案例教學以現實環境為背景,案例多取材于現實問題,是實際存在或曾經發生過的典型事例,通過研究現實世界中群體現象數量表現出的內在規律,將抽象的概念、原理具體化,使學生的知識得到內化,同時也最大限度地激發了學生的學習積極性。由于統計學原理和定理取材于豐富的現實世界,在教師的引導下,通過真實而典型的素材分析研究和總結規律,從而能夠增強學生的認識能力,提高學生的動手實踐能力。
1.3以親身實踐為過程
相對傳統的理論教學法,案例教學法是在實踐活動中去進行真實的模擬。在案例教學中,教師是主導,學生是主體,其著眼點在于使學生從“被動的聽眾”轉變為“積極的參與者”, 是師生共同參與的交互式教學過程。對于兼容理論與實踐的統計課而言,案例教學是一種基于實踐性教學活動的教學方法,通過具體情境的創設和模擬,有效地縮短了教學情境和實際工作情景之間的差距。
1.4以能力培養為目標
現代職業教育強調應用性,以“行為導向”為理念的案例教學法遵循了職業教育的特點。案例的功能是提供情景、體驗過程、積累經驗,其著眼點在于培養能力。在學生主動參與和共同合作的過程中,在分析問題、討論問題以及充分交流意見的過程中,大家各抒己見,集思廣益,各種觀點相互碰撞,既鍛煉了學生獨立思考問題、解決問題的能力,又逐步培養了一定的學習能力、實踐能力和職業能力,最終實現了統計學案例教學的目的。
2高職統計學案例教學的幾點建議
2.1選取合適的統計案例
選取合適的、有針對性的案例是案例教學的基礎。統計案例應將統計理論知識融于具體實例之中,并且與課本知識點緊密結合。具體的教學目標、內容及學生應掌握的知識和技能是構建案例教學的基礎。首先,從教學功能的角度來看,案例教學適合內容比較復雜、專業性比較強的知識。其次,從形式與內容的統一性來看,案例要與教材內容密切聯系。脫離了教材內容,偏離了教學主題,就無法達到幫助學生掌握基本概念和原理的教學目的。同時,案例選擇一定要有現實性和趣味性,貼近學生生活實際、活生生的案例,才能吸引學生,激發他們的探究熱情,促使他們不斷思考。例如對于抽樣推斷、假設檢驗、方差分析等基本思想,可以選擇控制產品質量等方面的案例來講解,從而做到深入淺出,通俗易懂。此外,統計學的案例教學中要明確問題,案例選取應當具有明顯的問題導向性,這樣才能有利于學生通過統計分析做出明確的判斷。
2.2適當應用統計分析軟件
在進行統計調查和案例教學的過程中,不可避免地會碰到大量的實際數據,適當地在高職統計案例教學中輔助以統計分析軟件,會起到事倍功半的效果。在案例實踐教學中,有很多可供選擇的統計軟件,比如Excel、SPPS、SAS等應用較廣的統計軟件。這些統計軟件功能非常強大、普及程度很高、而且本身擁有完整的統計分析工具,如描述統計分析工具,方差分析工具,回歸分析工具等,這些分析工具可以非常方便地對現有數據進行處理;另外,上述統計軟件都帶有很強的模擬工具。大多數概率統計公式都比較抽象,如果需要生動地展示其原理,就可以進行各種數據模擬和試驗,可以處理和分析大量案例數據。除此之外,這些統計軟件都具有強大的制圖功能,以圖表的形式展現許多統計分析結果,有利于更加直觀地進行案例講授,從而加深學生對統計功能的理解,幫助學生完成統計的定量分析和定性分析。在統計教學中,將統計軟件、統計案例和傳統的統計理論教學有機結合起來,是一種行之有效的教學方法。
2.3強調學生的實踐參與活動
應用性和實踐性是高職統計學教學的一個突出特征,學生運用統計學中所學基本知識點,通過親自搜集數據,親自嘗試編寫案例,進而在教師的引導下分析案例,是案例教學達到良好效果的途徑之一。例如可以組織學生到本地大型超市和電器商場進行大型的統計調查實踐,通過搜集有關消費者數據和產品數據,對當地的消費市場進行調查和分析。這些調查都以問卷的形式進行,問卷的設計、分發、回收和數據的匯總工作都由學生來完成,而教師負責指導和整體把關。教師則根據每個同學的興趣,成立學習小組,通過布置課外作業的形式,鼓勵學生完成數據的整理工作和統計案例的編寫。一方面,學生通過實地調查獲取的豐富數據,可以為教師編寫教學案例提供豐富的素材。另一方面,由于學生從始到終參與了整個案例數據的調查和數據的分析和研究過程,對案例的背景知識有比較清楚的了解,而且渴望知道他們搜集到的數據有沒有實際價值;如果數據有應用價值,通過數據的整合,能發現什么樣的問題,進而得出什么樣的結論。因而對于這樣的案例講解,學生的學習興趣往往會很濃厚,學習效果也會更佳。除了鼓勵學生組織研究合作小組之外,還可以由任課教師牽頭,組織大型的統計調查活動,就他們所感興趣的現實問題進行實地調查和研究,內容可以涉及校內和校外生活的方方面面,如大學生網戀情況調查研究,大學貧困生生活現狀調查等。由于所研究的問題貼近他們的實際生活,同時又在運用所學知識解決實際問題,并且整個學習過程學生全程參與,因而可以極大地激發學生的學習熱情,極大地調動學生學習統計方法的積極性。在整個研究過程中,針對實驗設計,問卷的設計,異常數據的處理,軟件操作等問題,學生查閱資料,與老師和同學相互探討,從而找到解決問題的途徑,大大提高了他們自學的能力,使學生獲得很高的成就感。
2.4注重與所學專業的交融
在當今信息時代,數據的收集、管理與分析不僅是統計學研究的核心問題,經濟學、工程學、管理學、計算機科學等也都涉及到統計技術。一個完整的統計學案例往往還包含了許多其它相關學科的內容知識,教師應在明確不同專業教學目的的前提下,調整不同專業統計學課程的教學目的、重點和難點,本著“服務專業、突出應用”的原則,并結合學生所學案例,精心選擇教學案例。例如,對于金融專業的學生,可以設計用單利和復利兩種形式在銀行存款,利用算數平均數和幾何平均數計算平均年利率的多少,來判斷投資的平均收益率;利用變異指標來考察投資的風險大小。所以,隨著科技的發展,各個學科融合交叉已成為一種趨勢。在統計學的案例教學中融入其他學科知識,不僅會擴展學生的知識面,而且有利于加深學生對統計學實用價值的進一步理解。
總之,案例教學是對傳統統計教學的一種重要補充。一方面,案例教學將理論與實際緊密結合起來,將抽象、枯燥的統計理論知識和具體、形象的現實案例有機地結合起來,培養了學生綜合運用所學知識去解決實際問題的能力;另一方面,在案例教學中,教師起引導的作用,而學生是活動的主體,通過學生積極參與和主動思考,有利于發揮學生的主觀能動性,使學生對統計方法有更加透徹的理解,熟練掌握滲透在統計方法里的統計思想。同時,統計理論、統計案例和統計軟件三者的有機結合,能夠使學生在掌握統計理論和統計方法的同時,更加熟練的運用現代化的數據處理工具,進一步提高統計學課程的實用價值和現實效益。
參考文獻
[1]周曉宏.管理專業統計學教學模式研究[J].價值工程,2009,(2).
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位。
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的可靠性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革。
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。
在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養。
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對優秀學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)全方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展全方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,最后得出最佳試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)18-0231-03
一、引言
“生物統計學”是把數學的語言引入生命科學研究領域,將所研究的問題抽象為數學問題的過程,用數理統計的原理和方法來分析和解釋生物界各種現象和試驗調查資料,是應用統計學的一個分支。生物學研究實踐證明,只有正確應用生物統計學的原理和分析方法對生物學試驗進行合理設計,對數據資料進行客觀分析,才能得出科學的結論[1]。目前,從數量角度研究生命科學現象已經為大多數生物學研究者所認知,“生物統計學”為生物學的研究和探索提供了重要的方法和工具。
近年來,全國各高校生物學專業普遍加強了“生物統計學”的教學工作,使學生學習試驗設計和數據收集與整理的方法,正確應用統計學原理分析和解釋數據資料,為進一步學好專業課程奠定了堅實的基礎。
二、生物統計學課程的特點
1.以數學知識為基礎。“生物統計學”是在研究生物現象的過程中,與數學的發展相伴隨逐漸發展而來的。它把生命科學中的某些具體問題抽象為數學問題,以數學概率論和數理統計為理論基礎[1],這其中就必然會涉及到排列、組合、積分、導數等數學知識。例如,大數定律是用樣本統計數推斷估計總體參數的基礎,需要掌握概率論的相關知識;在推導直線回歸方程時,回歸系數和回歸截距的計算,是建立在最小二乘法的基礎上,需要用到導數的計算;正態分布中變量的概率計算,需要了解積分的性質[1]。盡管在“生物統計學”課程學習之前,學生已經學習了“高等數學”的相關知識,但多數學生的數學基礎知識仍相對薄弱,由此對學習該門課程產生畏懼心理。加上很多學生沒有理解生物統計學的內涵,主觀上認為該門課程就是學習數學知識的,進而導致厭學情緒。
2.概念術語多。“生物統計學”不同于生物學專業的其他課程,在學習過程中涉及很多概念術語,并且這些概念術語常成對出現[1]。例如,總體和樣本、變量與常數、參數與統計數、效應與互作、準確性與精確性、頻率與概率、標準差與標準誤、因素與水平、相關與回歸、雙尾檢驗與單尾檢驗、棄真錯誤與納偽錯誤、假設檢驗與區間估計等。如果不理解這些概念術語的含義,生搬硬套,在應用時就會出錯,得出錯誤的結果。
3.計算公式多。“生物統計學”是應用統計學方法,分析和解釋生命科學研究中數據資料數量上的變化,進而做出符合科學實際的推斷。在學習過程中,必須要用到大量的計算公式[1,2]。如反映變異性的指標有標準差和標準誤,二者的含義不同,計算公式也不同。在正態分布中,為了計算服從正態分布的變量的取值概率,通常要對變量進行標準化處理,在學習了變量標準化公式之后,接下來在應用時還需要用到平均數的標準化、平均數差數的標準化、頻率的標準化、頻率差數的標準化、成對數據差數平均數的標準化等公式。在直線相關與回歸分析中,需要掌握相關系數、回歸系數、回歸截距等計算公式。盡管目前有很多統計軟件可以直接對一些統計量進行計算,但學生們必須掌握和理解相關統計量計算的原理和具體內涵才能正確地應用這些統計軟件。
4.課程內容連貫性較強。“生物統計學”的課程內容是承上啟下、前后連貫的[1,2]。例如,概率分布是學習統計推斷的基礎,平均數的假設檢驗和區間估計是相互聯系的,單因素數據資料方差分析的原理和方法是對多因素數據資料進行方差分析的基礎[1]。如果學生沒有掌握某一章節的內容,很可能導致后面的許多內容聽不懂、難理解,陷入越聽越聽不懂的惡性循環。
三、教學內容的實踐與探索
針對“生物統計學”課程的特點和現狀,近年來,我們在教學過程中,圍繞教學內容、教學方法、課程建設、考核方式等多方面進行了實踐和探索,取得了較為理想的效果。
1.合理編排教學內容,提高教學效率。我校本科教學計劃調整后,“生物統計學”課程安排在第三學期,周學時為2,共36學時。學生在之前已學習了“高等數學”等公共課程,“植物學”、“動物學”等專業基礎課程,與本學期同時學習的還有“生物化學”。為適應生命科學的發展和對生物學人才的培養,我們按照“強化基礎、突出重點、注重應用、通俗易懂”的原則合理設計安排教學內容[1]。在課堂講授時,我們盡可能把抽象的統計學原理與生命科學的前沿或學生們感興趣的事例進行結合,并引導學生從專業知識的角度對統計分析的結果做出科學的判斷和合理的解釋,這樣一方面使學生感受到生物統計學與生命科學的各專業都是緊密聯系的,另一方面學到的統計分析方法和試驗設計原則也可以指導學生后續專業課程的學習。
作為應用性極強的課程,我們在課堂授課時一般不過多討論數學原理,而主要偏重于統計原理的介紹和具體分析方法的應用。在有限的課堂教學時數內,對涉及到的數理統計知識多是“拿來主義”,對于一些公式,通常只進行概念上的介紹和公式上的簡單推導,對有些較復雜的統計公式則只給出公式,并不要求學生掌握具體的推算過程,其目的是讓學生對統計學原理和統計分析方法有較全面的了解。在章節內容上,根據具體情況進行適當刪減,做到重點突出、主次分明。比如講授方差分析一章時,以單因素數據資料的分析為例,重點介紹方差分析的基本原理、數學模型和分析步驟,對于二因素數據資料的分析則啟發學生根據其基本原理和數學模型進行推理,多因素數據資料的方差分析則只介紹基本原理,其目的是培養學生對所學理論知識的應用能力,實現以素質教育為基礎,以能力培養為本位的教學理念。
2.靈活運用多種教學方法。在教學過程中,我們根據教學內容,采用多種教學方法并重,對學生“授之以漁”而不是“授之以魚”[3],充分調動學生學習的積極性和主動性,使教學相融。
問題導入法。在課堂講授時,我們注重問題的創設。提供氛圍,啟發學生發現問題并思考如何解決問題[4],使學生成為學習的主人,教師則成為學生的協作者。例如,在方差分析一章講述時,以單因素數據資料為例[1],讓學生思考如何進行多組平均數之間的比較。有的學生會提出,可以采用之前學習過的兩個樣本平均數假設檢驗的分析方法對多組數據進行兩兩的比較,而這又引發了一些新的問題。如何解決這些問題呢?這時,我們引導啟發學生將所有的數據資料作為一個整體來考慮,將數據的總變異按照其變異來源剖分成處理引發的變異(組間變異)和試驗誤差引發的變異(組內變異),并利用反映變異特性的方差這一統計量來表示組間變異和組內變異的大小,進而采用檢驗對其二者的差異進行顯著性檢驗,由此和學生共同推導出方差分析的基本思想和分析步驟。這樣,既讓學生理解了方差分析的原理和應用,也培養了學生分析問題和解決問題的能力。
對比法。“生物統計學”中有很多概念都是成對出現的,其相應的公式也有著許多形式上的共同點,這就為我們進行對比法講解提供了很好的素材。例如標準差與標準誤、直線回歸系數與直線相關系數、樣本平均數假設檢驗的檢驗及檢驗等[1]。對比法講授,既可以幫助學生記憶公式,也便于學生更好地理解公式的含義和具體應用,做到舉一反三。
演繹法。“生物統計學”中有很多公式是前后聯系的,存在公式的變形,運用演繹法教學可以讓學生更好地理解公式的來源和內涵。例如變量的標準化公式,對于服從正態分布的變量進行標準化轉換的公式(u=■)是核心,在理解這個公式含義的基礎上,對于各統計數(平均數、平均數差數、頻率、頻率差數、成對數據差數等)進行標準化轉換的公式自然也就推導出來了,從而避免了對這些公式的死記硬背。
板書與多媒體課件并行。隨著電子技術、計算機技術和網絡技術的發展,在教學實踐中多采用多媒體課件進行授課。多體媒體課件集文字、公式編輯、圖形、色彩、動畫于一體,既可以插入圖片和例證,也可以實現公式推導的逐步展現,圖文并茂,色彩豐富,省去了板書所占的時間,可以在有限的課堂教學時間內增加教學內容,增強師生之間的互動[4]。同時,傳統的板書不能完全放棄,在講授過程中,適時穿插板書內容,可以幫助學生更好地聯系已學知識。因此,在教學過程中,我們以多媒體教學為主,板書為輔,注重將這兩種教學方法進行有機的結合。
3.加強實驗教學,注重理論與實踐的結合。“生物統計學”是一門應用學科。我們在理論教學的同時,安排了18個學時的實驗課,主要目的是讓學生將課堂理論知識加以應用并學會常用統計學軟件的使用。生物統計學實驗課在生命科學學院信息學實驗室利用電子教室系統進行,教師在主控機上邊講解邊操作,學生可以在自己的計算機上觀察到具體的執行過程,之后可以自己進行相應的操作,然后以電子文檔的形式提交實驗課作業。通過實驗課教學,一方面使理論知識密切聯系實踐,真正提高了學生的應用能力;另一方面增強了學生的興趣,在實驗課中學生不僅鞏固了統計分析知識,而且利用計算機來分析數據也為相關專業課實驗數據的分析奠定了基礎。在運用計算機統計軟件進行數據分析時,學生們也深刻意識到,盡管統計學軟件功能強大,但必須對相關的統計學知識有一定的認知和理解,才能更好地使用這些軟件,由此也進一步激發了學生課堂學習的動力。
4.課程資源的立體化建設。在教學過程中,我們注重加強課程資源的立體化建設。以教材為中心,我們編寫了與科學出版社《生物統計學》(第四版)配套的《生物統計學學習指導》,對每一章的內容都配套了目的要求、內容提要、難點評析、例題解析、習題解答和自我測驗[5],以供學生在課下進行學習和知識的擴充。同時,“生物統計學”是河南師范大學校級網絡課程,學生可以通過瀏覽網頁進行課程內容學習。在網絡課程中,每章均示出了重點、難點,便于學生自學或復習掌握;同時,網絡課程中豐富生動的圖表資料及實例分析也有助于學生對知識點的理解。
5.考核采用筆試和實驗相結合。“生物統計學”的考核成績由期終閉卷筆試成績(占總成績的80%)和實驗課成績(占總成績的20%)兩部分組成。其中,閉卷考試內容偏重實用性、基礎性,避開需死記硬背、理論性強而無實際用途的題目和偏題怪題,并且盡量減少需要進行計算的工作量,目的是考核學生對已學內容的掌握和應用。實驗課則重點考查學生知識應用和解決實際問題的能力。這種考核方式,一方面激發了學生學習的積極性與主動性,擺脫了學生死記硬背的單純應試模式,另一方面也強調了學生解決實際問題的能力,有助于提高學生綜合運用知識的能力。
四、小結
“生物統計學”是一門理論性和實用性都很強的學科,是現代生物學研究不可缺少的工具。在教學過程中,我們注重培養學生樹立統計學觀念,掌握如何運用統計學原理科學設計試驗,正確應用統計分析方法分析數據資料,培養學生統計學推理思維能力,并能用專業知識對推斷結果加以闡釋。在教學過程中,我們強調以教師為主導,以學生為主體,充分調動學生學習的主動性和積極性,在培養學生扎實理論基礎知識的同時,更注重實踐教學,積極引導學生去發現問題、分析問題、解決問題,切實培養學生的應用能力。
參考文獻:
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一、前言
隨著統計學的作用不斷凸顯,統計學由原來的二級學科調整為理學類一級學科。理工農醫以及社會學等大部分學科和專業中,紛紛開設了統計學課程;統計知識還被列入了中小學教學。無論是經濟管理,還是企業與個人的經營、投資決策,都越來越依賴于定量分析,依賴于統計方法。統計方法已成為管理、金融等許多領域進行研究的重要實證方法。
二、統計學教學的創新
作為一門重要的方法論科學,如何實現統計學教學創新顯得尤為重要。結合教學實踐,本文認為主要應從以下四方面尋求有效途徑。
1.教學理念。大多數統計學教學采取類似于數學的授課方式,如推導公式、講解例題、布置習題等。由于這種教學方式過多強調解題過程,往往不將統計學的思維方式作為教學理念,因此,教學效果常常不遂人愿。
事實上,統計學從其成為一門科學的那一天起,就以客觀現象數量的特征為研究對象,但也強調以現象的定性認識為基礎。顯然,如果對客觀事物的基本性質沒有正確的認識,無論搜集、整理數據的方法如何正確,計算的方法如何先進等等,最后得到的結果都不能準確地反映客觀現象的本質,更不能達到本來的研究目的。對于抽象的數字, 可能出現兩個以上的正確答案;對于客觀的現象,同一資料不可能出現兩個以上的答案,只有一個是合理的。這正是統計學異于數學之處。因此統計學一貫提倡定量與定性的分析方法相結合,要以定量分析為主,但不能置定性分析于不顧,甚至完全忽略不計。這成為統計學思維方式的一大特色。
2.教學內容。我國現行統計學教材中,既有統計學的內容,也有數理統計的成分,將大部分統計實務知識舍棄,甚至完全刪除。
那么“統計學教學到底應該包含什么”呢?統計學不是簡單的數據搜集,是一門關于如何數據收集、整理、歸納和分析的方法論。教學應當圍繞收集、整理、歸納和分析這四大主要內容展開,并有所側重,不能一味求全,否則得不償失。因此,不能盲目采取“數理統計、統計學拼接”的辦法,在教學內容的選擇和篩選上要突出兩者的不同,適度加以區分。
我們在教學中刪除了與數理統計學重復的內容,并在相關章節補充統計實務的知識,即統計學原理、數理統計與統計實務的有機融合。這種做法不但突出了統計學與數理統計的差異,更重要的是,可以通過補充的統計實務知識,清晰地說明數據的來源和本質內涵,那么在學生學習的過程中,不是僅僅停留在“知其然”,還能“知其所以然”,更能“知其所以‘不然’”。
因此,在教學內容的選擇上,要采取“契合統計學的特點+專業特色”的做法,突出統計實質,內容得當,因“專業”制宜。
3.教學方法。歷來,統計學常以“課堂理論講授”的教學方法為主,強調公式推導、計算過程等。學生往往將過多的精力放在公式的記憶、大量復雜的計算之中,無暇理解基本概念、方法及蘊藏其中的統計思想,由此出現一系列問題,如照本宣科、張冠李戴,數據處理能力、分析能力薄弱等等。應該如何避免、解決此類問題呢?
一方面,為了解惑釋疑,達到更好的教學目的和效果,在教學設計方面,教師要注意在知識點間的銜接上下功夫。比如,對于算術平均數、調和平均數、幾何平均數等知識點,學生在中學階段已有涉及。不乏少數的人,認為這些不過是三種獨立的平均數形式,但確實如此嗎?相同的數據若采用不同的平均數形式,計算結果可能大不相同。究竟哪種平均數的結果才是正確的呢?若其中之一是正確的,其余兩種又錯在何處呢?如何銜接知識點,一氣呵成,將問題的來龍去脈解釋清楚,又能不露痕跡地過渡到“平均指標使用中注意的問題”,實現動態生成?經過精心安排、布局、設計,并結合實際教學經驗,可以借助“平均化過程”的四個步驟,將三種平均數融為一體。這樣,不僅巧妙地避免了某些常見的錯誤,而且在強調“四個步驟之二的合理性”時,又自然地引出了“平均指標使用中注意的問題”,合乎邏輯,自然過渡,合情合理,加深學生的理解,同時培養了學生良好的統計思維習慣,教學效果極好。
另一方面,通過上機操作課加強學生對理論的理解。根據教學計劃修改的具體要求,我們增加了excel軟件(該軟件應用較廣泛且獲取方便)的上機操作課,學生的數據處理能力得到了很大的提高。
4.教學手段。現代信息技術與教學相整合是當前教育改革與創新的重要趨勢。根據這一新趨勢,我們不斷提高信息技術應用于教學的水平,探索教學的新模式――“板書+多媒體課件+excel軟件+教室局域網+教學平臺”的組合。作為傳統的授課模式,板書雖然存在靜止、不夠生動等缺點,但其直觀、簡潔的特點卻是其他手段難以替代的。一定程度上,現代教育技術可以克服板書的缺點,例如,多媒體課件不僅可以生動展示各種圖形、圖表和圖像,還可播放有音效的相關案例、錄像資料;通過教室局域網的屏幕演示功能向學生示范excel軟件操作過程,進行即時演示,使教與學同步,激發學生參與學習的積極性,提高了其知識接收的效率,從而改善師生之間的信息交流。利用教學平臺,教師可課程要求、上傳課件、布置與批改作業、網上答疑等,為學生課余時間的學習提供良好的環境;學生可以方便地利用教學平臺上共享的課件、資源進行網絡學習,按要求提交作業,交流反饋教學信息等。這種“四位一體”的教學模式相互補充、相互融合,既可高效地拓展教學環境,實現科學教學,又提供了平臺,為學生的課后學習、鞏固知識提供了便利條件,有利于學生更好地掌握統計學基本理論、思想與實務,提高學生應用計算機和現代網絡信息技術的能力,增強學生動手實踐能力。
三、結論
綜上所述,注重學生的參與意識,調動學生的積極性,激發學生的求知欲望,培養學生的學習興趣,是進行統計學教學創新的突破口。要進行統計學教育創新,使學生不僅能學到知識,更能獨立獲取知識。首先,應該以培養統計的思維方式的教學理念為核心;其次,要對教學內容合理取舍,做到結合專業特點,力求重點突出;再次,針對不同的講授內容,教學設計要布局合理,自然流暢,力求理論與實踐有機結合;最后,為了提高教學效果,需不斷豐富教學手段。也就是說,不斷創新、與時俱進,是推動統計學教學發展的最好方略和最佳途徑。
參考文獻: