医学统计学课堂教学的多元化改革实践

山东大学公共卫生学院(250012) 刘 静 刘言训 薛付忠 李秀君 王淑康

·教学研究·

医学统计学课堂教学的多元化改革实践

山东大学公共卫生学院(250012) 刘 静 刘言训 薛付忠 李秀君 王淑康

与其他医学基础课程相比，医学统计学具有如下特点：一方面，其概念和理论非常抽象，涉及较多的公式和计算，对医学生来讲难以理解和掌握；另一方面，医学统计学理论方法又是任何医学实践活动、医学科研工作以及进行医学知识更新必不可少的工具，统计学素养甚至可以影响一个医学工作者的职业生涯。这种特点使得医学统计学教学中存在非常突出的矛盾，即医学生对这门课程强烈的学习需求和难以克服的畏难情绪之间的矛盾。在医学教育阶段，如何化解这种矛盾，提高医学统计学的教学效果，成为医学统计学教学研究工作者的重要任务。

为了探索医学统计学教学模式，近年来国内许多学者进行了大量的教学研究、改革和实践，并取得了很大的成效。概括起来，教学内容方面，逐步实现了从只进行基本统计方法的教学延伸扩展到医用多元统计、现代高级统计方法的理论和应用；从只重视资料的统计分析方法的教学到加强科学研究设计的教学和统计思维模式的训练；从只重视理论课教学到理论与实践并重，教学内容中增加了统计软件的介绍和应用。同时针对以上教学内容的改革，近年来出版了多部医学统计学理论和国际权威统计软件应用方面的教材，全国的医学统计学教学有了长足的发展和进步[1-6]。教学方式方法方面，绝大多数学校实现了多媒体教学，充分利用多媒体手段，改善了教学效果。例如笔者在教学过程中，通过各种计算机软件进行模拟抽样实验、绘制图形，将抽象的概念、复杂的理论形象化、生动化，加深了学生的理解。另外，以问题为导向的学习(problem-based learning,PBL)和案例教学模式(case-based learning,CBL)也开始被应用于医学统计学的教学研究与实践[7-11]。

近年来，我们的教学团队在医学统计学教学中，借鉴前人成果并结合自己多年的教学经验，对理论课和实验课的教学内容和教学手段都进行了深入探讨和多元化改革实践，取得了良好的教学效果。现将改革实践和心得体会总结如下。

医学统计学理论课教学的改革实践

1.重视统计思维能力的培养

在讲解统计分析方法的同时，强调和突出科研设计的重要性。我们认为，医学统计学的教学不应满足于教师在课堂上灌输知识，而要把教学重点放在通过讲解统计学概念、方法以及它们形成的应用背景，引导学生理解统计学思维的特征，理解统计学思想，并应用到解决实际问题的能力和意识的培养上来，达到学以致用的目的。为实现这一目的，在教学实践中，将统计工作步骤与医学科研工作步骤联系起来，明确统计学在科研中的地位和作用，让学生理解医学统计学不仅仅是对数据资料进行分析，而是包括“提出问题→研究设计→收集资料→整理资料→分析资料→得到结论”的一门系统科学，其思想贯穿于整个科研过程。对每一种分析方法的讲解，都不是单纯灌输给学生该方法的步骤、公式和计算得到的统计结果，而是紧紧围绕研究目的和研究的设计类型强调其应用条件和适用范围，以及统计学结果的专业意义。

例如，本教学组所在学院自2009年建立了农村人群健康研究基地，可以基于一些固定的社区开展农村人群的健康研究。我们将基于这一人群进行的某些课题研究(如探讨甲状腺功能减退与血脂异常的关系)根据以上步骤整理出研究思路，并尽可能明确和简化后作为例证贯穿于公共卫生学院本科生的教学中，随着统计分析方法的进展逐步展开，收到了较好的教学效果。在这个过程中，不仅提出问题→研究设计→收集资料得到了实践和感性认识，还利用实际研究获得的综合性数据，将如何根据具体研究目的进行资料的整理→资料的描述→参数估计→假设检验→相关回归分析→结果解释，最终得到结论。

2.强化理解、弱化记忆和计算

医学统计学是逻辑性非常强的一门课程，各种分析方法都有严密的理论依据，但是医学生缺乏概率论和高等数学的基础，对医学统计学方法的理解存在困难，常常产生畏难情绪甚至抵触情绪。传统的教学中，往往只注重讲解方法本身的应用，忽视该方法的数学基础和理论依据，学生不能真正理解方法的来龙去脉，只能靠记忆被动地接受，感觉既枯燥又难学。我们在教学实践中，尝试对每一个概念和分析方法，都简要交待它背后的数学背景和理论依据，这样可以加强学生对方法的理解，枯燥的公式就好像有了生命，自然就记住了，应用起来也得心应手。

例如，对于样本标准差这样一个基本的描述指标，一般医学统计学教材中直接给出公式，并不介绍分母用自由度“n-1”的原理，以往学生在这儿经常会有疑虑。因此，我们在教学中，对随机变量均值和方差的定义和性质以及由样本统计量估计总体参数的要求等简要加以介绍，使学生理解自由度的数学含义，从而清晰地理解了样本标准差的计算公式。再比如，Poisson分布两样本计数比较的假设检验，看起来较为复杂，分两样本观察单位相同和不同时两种情况，分别给出公式，特别是两样本观察单位不同时的u检验公式，令很多同学望而生畏。笔者在教学过程中，将其理论背景讲解清楚之后，困难迎刃而解。另外，通过实验课的同步改革，传统的计算过程也被功能强大的统计软件替代了，不仅有利于培养学生的兴趣，还能够增强学生的科学研究意识，培养学生的统计学理念和实际工作能力。

3.注意复习总结、前后联系

将一系列统计分析方法有机地结合起来，帮助学生理解各种方法之间的内在联系，学会从实际问题出发选择正确的分析方法。医学统计学传统的课堂教学过程中，通常都是根据资料类型和分析目的将相关的统计方法分章节一一介绍，学生在学习这些方法时，脑海里各种方法之间是孤立的。实际上，某些统计方法看似毫无联系，而在数学原理上是相通的，甚至具有统一的数学模型，如果理解了它们之间的内在联系，应用起来会得心应手，也更有助于理解研究问题的本质。

例如，方差分析和直线回归是本课程重点要讲述的基本统计分析方法，传统的教学中，这两种方法是在不同章节、不同时间分别讲述的，如果教师忽视它们之间的联系，不引导学生去思考，学生往往不能深入地理解其内涵，也注意不到它们的共通性，在遇到实际问题时，就不能灵活应用，处理资料时甚至无从下手。本次教学实践中，两种方法都学习过以后，教师运用启发式教学引导学生去思考它们的联系，进一步引申出一般线性模型这样的统计概念，并通过实例加以解释和强化，收到了良好的教学效果。

医学统计学实验课教学的改革实践

在医学统计学教学中，实验课是一个非常重要的环节，其目的是加深学生对理论知识的理解和训练学生的实用操作技能，有利于把理论教学落到实处，使抽象的方法、公式变得十分具体，在实际操作中也能拉近理论知识与实践训练的距离。但是，传统的医学统计学实验课教学，存在以下突出的问题[9-11]：只重视资料分析的软件实现，忽视了实验设计、资料整理过程的软件实现，导致学生以为计算机统计软件只是计算器的替代品，只能用来完成繁杂的计算过程，根本不了解统计软件的全面功能，实际工作中软件利用率不高；只重视针对某一类统计学分析方法的训练，忽视了根据具体研究目的对资料进行综合分析的训练，造成学生“上课听得懂、实验会操作、考试能通过，但遇到实际问题无从下手”的状况；实验课内容单一，只教会学生机械地通过统计软件特定的操作程序来完成某些资料分析的过程，忽视了实验课与理论课的结合。

针对以上问题，我们对医学统计学实验课教学从以下几个方面进行了改革：结合各专业医学统计学的教学大纲要求，重新拟订实验课的教学内容提纲，明确每一个实验内容的实验目的；针对具体的实验内容，尝试多元化的实验教学模式，包括上机、讨论等，同时不定期地举办统计学知识讲座(不占用课程内学时数，学生自愿参加)，以扩展学生的知识面，并通过不定期考核及对部分学生的访谈评价教学效果；在改革实践过程中，针对发现的问题，结合学生的专业背景及时调整教学内容和教学方式，激发学生对本课程的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力，提高学生的满意度，全面改善本课程的教学效果。这种调整主要体现在两方面：对于基础理论和方法部分，举例和选用例题时尽量选择与学生专业密切相关的例子，尽可能结合当前大家普遍熟知的实际工作或研究热点，避免过于老套和平淡的例子；对于研究设计部分，除了设计中的一些基本概念、基本原则、常用研究设计类型等共同的部分外，结合学生的专业特点设置不同的教学内容。

例如，针对临床医学专业，教学内容包括临床试验、诊断试验评价、循证医学和系统评价等相关的统计分析方法；而针对主要从事实验室研究的基础医学和药学专业方向的学生，则重点讲述多种实验设计的类型及其统计分析方法；针对公共卫生学院的学生，则重点讲述调查研究设计和观察性研究中常用的统计分析方法。

实验课内容的改革实践

1.紧紧围绕理论课的内容安排实验，将实验课作为理论课的补充，通过实验课让学生加深对理论课内容的理解。课题组近年来在理论课教学改革中注重了统计方法的数学背景，但本门课程仍以应用为主，限于学时数和学生的专业背景，不可能对各种方法一一展开进行数学推导和证明。因此通过实验课的教学内容改革，为实验课增加另一个功能，即将实验课作为理论课的扩展和延伸，借助统计软件，利用抽样实验、绘制图形等方式使某些重要的理论直观形象地呈现出来，加深学生的理解，增加趣味性。这部分实验内容的主要目的是让学生加深对统计学概念和规律的理解，而不要求所有学生能独立完成程序编写或操作，因此要求教师在备课过程中，将所需要的程序提前编写和调试好，学生上课时只要直接调用程序并修改其中某几个参数即可。例如几种常见的概率分布，通过改变参数、绘制图形，直观地展示了它们各自的特征和相互之间的内在联系，学生理解透彻、印象深刻，为后面讲述多种统计方法打下了良好的基础，教学效果非常好。

2.扩展实验课的内容，适当增加上机实验的学时数。传统的《医学统计学》实验，一般只注重资料分析的方法和操作过程，忽视了实验设计、资料整理等环节的统计软件实现。以往的教学大纲中，实验设计只有理论课，学生感到抽象、枯燥、不实用，于是我们在实验课教学内容的改革中增加了实验设计的部分，将样本含量估计、随机分组、复杂设计的资料分析等均通过统计软件来完成，使学生加深了对实验设计的理解，提高了学生对统计软件的实际应用能力和解决实际问题的能力，深受学生欢迎。

3.增加对科研资料进行综合分析的训练和指导。针对理论课上讲过的某类特定方法而设置的实验课，学生的学习重点是掌握这一类方法的程序操作和读懂计算机给出的结果，但基本上不用思考如何结合研究目的和资料类型而选择合适的方法。如果不进行资料综合分析的训练，遇到实际问题仍然不能学以致用。我们在实验课中增加了对实际研究资料进行综合分析的指导和训练，由教师选择合适的实际研究资料(包含各种类型的变量)，提出若干问题，要求学生针对所提出的问题对该资料进行分析并解释结果。这一训练过程，不仅要求学生主动思考如何选择正确的分析方法，熟悉实际科研资料的分析过程，进一步理解如何应用统计学手段解决实际科研问题；同时，还强化了资料整理的训练过程。资料整理包括发现和剔除异常值、生成新变量、分组、合并等，这些对数据处理的基本技能恰恰是医学统计学实验课教学最容易忽视的，因此学生会在实际应用中犯一些低级的错误，例如在资料录入时某些数值变量(如年龄)用‘9999’代表缺失值，而学生用统计软件分析时将这些值当成实际数值直接计算均数标准差。通过资料的综合分析，我们加强了资料整理方面的规范训练，使学生掌握了处理实际科研资料的基本技能。

医学统计学课程教学改革实践的体会

随着我国医学事业的发展，医学科研能力已经成为高等医学院校毕业生所必须具备的基本素养，而医学统计学是培养科研能力必不可少的课程。只有不断深化医学统计学教学内容、课程体系、教学方法、教学手段的改革，才能构建符合21世纪人才培养需要的人才培养模式。本研究通过多元化教学模式的改革实践，充实和完善了医学统计学的教学内容，使实验课与理论课有机结合、相互补充，提高了教学质量，改善了教学效果，已使本校1200多名学生直接受益。笔者认为，本次教学改革对今后的医学统计学教学具有很好的理论和实践意义，也希望本次课程改革的方向和思路能够对其他课程的教学改革有所裨益。

[1]孙振球，徐勇勇,主编.医学统计学.第4版.北京：人民卫生出版社.2014.9.

[2]贺佳,主编.卫生管理统计及软件应用.北京：人民卫生出版社，2013.8.

[3]陈峰,主编.医用多元统计分析方法.第2版.北京：中国统计出版社，2007.1.

[4]方积乾,主编.医学统计学与电脑实验.第4版 上海：上海科学技术出版社，2012.6.

[5]胡良平,主编.现代统计学与SAS应用.北京：军事医学科学出版社，2000.8.

[6]颜虹,主编.医学统计学.第二版.北京：人民卫生出版社,2009.8.

[7]孙亚林，张罗漫，孟虹，等.七年制临床医学本科生《医学统计学》两阶段教学的需求分析.西北医学教育,2009,17(3):542-545.

[8]王萍玉，谢书阳.PBL教学法在医学本科生医学统计学实验教学中的应用.医学教育探索,2008,7(9):932-934.

[9]漆光紫，黄高明，冯启明，等.设计性实验在医学统计学教学中的实践与探索.卫生职业教育,2008，26(7)：112-113.

[10]李栋,景学安.适应计算机时代特点的医学统计学教学改革探索.中国高等医学教育,2009(8):56,115.

[11]吴骋,王睿，吴美京，贺佳.多元化《医学统计学》教学模式的探索与实践.医学教育探索,2009;8(9):1085-1087.

(责任编辑：郭海强)