大数据驱动背景下多元化医学统计课程体系的构建及教学模式的改革*

王素珍 陶恩学 石福艳 吕军城 孟维静 许小珊孙 娜 朱高培 李 娟 冯佳宁 王晓璇

1.潍坊医学院卫生统计学教研室(261053) 2.维坊医学院校医院

大数据的产生给医学领域带来了新的变革和挑战[1]，由于数据规模大、实时性强、来源丰富、结构复杂等特点[2]，如何从中挖掘有用的信息，有效服务于临床科研和诊疗，成为医学科研工作者和临床医生必须面对的问题，这些问题的解决需要医学统计学与医学科研设计方法、循证医学理论以及计算机技术的有机结合。在此背景下，适应社会需求，将大数据处理技术融入医学统计课程的体系构建以及教学模式改革中，让学生在主动学习中将医学统计学、科研设计、SPSS软件、循证医学等多门课程融会贯通，为将来的医学科研与临床实践打下坚实的基础，成为医学统计学课程改革必须面对的重要问题。

近几年，随着国家对临床医学专业认证的加强和临床医学人才培养需求的增加，许多医学类院校对临床医学培养方案进行了修订。以潍坊医学院为例，在新的临床医学本科培养方案中，强调了应用型人才和岗位胜任力的培养，培养目标中强调能力培养。与之相适应，突出能力培养的医学统计课程体系的构建显得尤为重要。从厚基础、重能力出发，该体系的构建应以临床大数据为主线，串接医学研究设计、医学资料收集、数据统计分析、循证医学理论、统计软件应用等理论和知识体系，与临床医学课程有机交融，为临床决策提供理论依据和实践技能。

从逻辑关系上看，大数据时代的临床医学决策强调临床“循证”的重要性，而“循证”需要海量数据的分析与处理，必然离不开“大数据处理技术”的支持。“大数据处理技术”本质上是对数据的统计分析，统计分析离不开医学统计方法，而统计方法的选择则取决于医学研究设计方法，统计方法的实现则离不开计算机技术以及统计软件的使用。因此，传统的将医学统计学科中各门课程简单罗列组合的体系难以适应大数据时代医学生培养的需求，迫切需要变革。同时，重理论轻实践、教学内容模式化、方法简单化的传统教学模式和方法也需要创新和调整，以适应大数据时代的要求[3]。

1.大数据驱动背景下课程体系的构建

大数据时代医学大数据的提取量大、更新时间快、对医学统计学综合知识要求高[4-5]，临床医学专业培养方案以及专业资格认证考试、执业医师资格考试等的具体要求确定的新课程体系，由医学统计学、医学研究设计与分析、循证医学、SPSS软件与应用4门课程组成，突出主修和选修结合、理论与实践结合，强调传授知识和提升能力的统一。

(1)强调“知识、能力、素质”并重的医学统计课程体系

针对临床医学生培养方案的要求和应用型人才培养的目标，根据应用型本科临床医学专业知识和能力的要求，以及医学统计工具学科的特点，以突出实用性为目的，构建大数据驱动背景下的以医学统计学为核心、医学科研设计为支撑、SPSS统计软件为辅助、循证医学为拓展的强化理论、注重实践的系统化课程体系。通过医学统计基础知识、科研设计方法、统计软件、循证医学等理论讲授、实验实训以及综合实践，培养学生理论联系实际认识问题、解决问题的能力。

(2)优化课程体系建设

根据“核心-支撑-辅助-拓展”的主线，进一步优化课程体系。以培养应用型人才为导向，以提高临床医学专业学生实际分析能力为目标，结合临床医学的学科特点，以案例分析加强核心课程的讲授；通过医学统计的理论教学、以教师实际科研课题为支撑加强医学科研设计的运用；以SPSS对实际医学数据的辅助分析强化实验实践等教学环节；以临床循证实例训练拓展理论知识的应用，通过大数据驱动主线将四个模块中的四门课程有机地串接到一起，构成优化的大数据驱动下的医学统计课程体系，如图1。

2.大数据背景下教学模式的改变

医学统计课程体系中，传统的教学模式仍然是以教师为主导的课堂方式，即教师“讲授”、学生“接受”，实践证明这种单向的知识传输并不利于培养学生自主学习的意识；教学内容上，过于注重课本知识，轻视实际应用，特别是不注重实际案例的分析和讲授，这一教学模式也导致了理论与实际的脱节，很多同学认为课堂上已经学会了基本理论和方法，然而遇到实际问题，却感到无从下手。因此，结合大数据的发展，应改变传统的教学模式，建立“以学生为主体，教师为引导”的新型案例式教学模式。

图1 大数据驱动下的医学统计课程体系

(1)在各门课程中引入大数据案例教学

医学统计课程体系中的各门课程属于公共卫生与科学方法教育课程，不像临床医学专业课程具体形象，每门课程中都包含抽象的概念和复杂的公式、计算，如果继续采用以教师为主导的课程教学模式，很难激发学生的兴趣。传统授课方式与现实的脱节也令学生对医学统计类课程敬而远之，久而久之，就会产生害怕和厌倦心理，从而严重影响了教学效果。故此，借助大数据背景，引入大数据案例和循证思维[6]非常有必要。

比如在医学统计学的教学中，对logistic回归分析的讲解，老师就可以引入与医学相关的大数据案例，如著名的Google公司的工程师利用Google搜索引擎收集的大数据，成功预测了流感的发生，与美国CDC的预测高度相似，预测时间却比CDC提前了10多天[7]。通过该案例老师可以启发学生：这个大数据的应用案例中，应用到了哪些医学统计相关知识？采用了什么样的设计方案？使用了什么统计分析方法？如何利用SPSS软件做统计分析？此处的方法与本堂课讲解的方法有哪些相同之处？案例中的研究对象、观察指标分别是什么？流感暴发时作为临床医生应该做好哪些准备？进而引申到教材中要求掌握的重点原理、方法及注意事项等方面。这样不但讲解了知识，增加了趣味性，还把各门课程中的知识融会贯通，对以前学习的部分内容作了复习。

同时，老师也可以鼓励学生利用网络查找医学相关的大数据案例，并说明查找的案例与当前学习内容的关系。引导学生辩证地看待相关案例的统计分析，阐述自己的意见并与同学进行交流。使学生体会到医学统计学、临床医学和大数据之间的联系，学会在今后医疗工作和科学研究中合理运用统计学分析医学大数据。

(2)注重实践教学，加强学生实践能力的锻炼

教学体系在注重理论课的同时，还要充分考虑实践教学在教学体系中的重要作用，同时从整个专业人才培养计划的整体优化角度出发，处理好实践教学与理论教学之间的关系。在具体实践中,加强实践教学与理论教学相结合、建立起基本操作与基本理论相结合、传统统计方法与现代大数据处理技术相结合、技能训练与素质教育相结合、实习与实验相结合、课内与课外相结合的实践教学模式。

积极组织学生参加医学统计相关的第二课堂活动，潍坊医学院卫生统计学教研室近3年来成功举办了三期医学统计方法应用建模大赛，并取得了良好的效果。从以往举办大赛的情况来看，每年均有临床医学生参加，且取得了非常好的成绩。通过建模大赛，学生对医学统计课程体系中各门课程的关系有了更加深入的了解，拓展了个性化的教育空间，激发了学生的创造热情；结合课程设计及实验实训等，培养和强化了学生的综合能力。

(3)强化实践教学中统计软件的使用

“大数据”环境下，对人才的需求也发生了变化，面对海量的多样化数据，如何进行合理的收集整理和统计分析变得比以往任何时候更加重要。一名合格的临床医生不但需要具备良好的医学知识和技能，还需要具有医学数据的获取、整理、统计分析能力。这就要求在教学过程中强化统计软件的教学。摒弃传统的手工计算，将统计软件融入实验课堂教学，并安排一定的实验课时上机学习，以此提高学生数据处理能力，加深对统计学基本原理的理解与掌握。

医学统计学以及医学科研设计与分析的实验课教学中采用SPSS统计分析软件，引导学生在掌握SPSS相关操作的前提下，思考相关的医学统计学知识点。同时，引导学生思考“大数据处理”的技术要求，启发学生如何认识和使用医疗大数据，并在未来的临床实践中结合循证医学的理论和方法，进行合理的数据收集、发掘、存储以及计算分析等[8-9]。同时提示学生课后阅读和学习相关的大数据分析软件，如Hadoop[10]，找出其与SPSS的联系和区别等。

3.大数据背景下教学方法的改变

大数据和互联网的发展正在改变着人们的思维模式，对“满堂灌”的教学方法也提出了挑战。借助互联网和移动通讯设备，对医学统计课程体系中的知识点进行推送，使学生自主学习、随时随地学习成为一种可能。

(1)网络微课教学系统的建立

大数据时代的互联网和云存储设备等为大容量的视频、音频提供了良好的传播途径和存储介质。为微课系统建立提供了良好的物质基础。教师首先根据教学内容、目标要求、重点难点，将每章节教学知识点按层次划分，制作PowerPoint演示文稿，边讲解边利用自媒体录制软件如手写录屏宝录制成20分钟左右的微课视频，上传至百度云盘，为学生提供免费登录的账号和密码，使学生通过登录账号和密码观看视频。提前预习所学习的知识或者进行课后复习。

(2)手机微信群教学知识点的推送

大数据时代的移动互联设备也为老师与学生之间、学生与学生之间的交互学习提供了平台和基础。利用微信建立医学统计课程学习平台，由各门课程老师定期在群里推送关于医学统计的学习技巧、主要知识点和医学统计界的名人轶事及其对医学统计的贡献，激发学生的兴趣，让学生在娱乐中学习，轻松掌握知识。

比如，著名的统计学家Ronald A.Fisher，他不仅是F检验(方差分析)的创始人，也是Fisher准确概率法的倡导者，这两种方法在医学统计学中均属学生必须掌握的内容；Fisher还是医学科研设计中随机、对照、重复三项基本原则的创造者；这三项基本原则再加上“盲法”就是随机化临床试验(randomized clinical trial，RCT)的基本原则，RCT又是循证医学的最高证据；而F检验，Fisher确切概率等方法的实现都离不开SPSS、SAS等统计软件的帮助和支持。关于Fisher，还有许多与统计课程相关的有趣故事，如包含样本量和随机对照原理的“女士品茶”的故事。如果将Fisher及其趣事推送到微信中，必将令学生对该知识产生浓厚的兴趣。可见，通过一个著名的科学家Fisher作为桥梁，不仅将课程体系中的四门课程紧密连接到一起，还可以寓教于乐，令学生在娱乐中增长了知识，掌握了技能。

在大数据的发展对医学统计课程体系的重构建和教学模式的改革带来机遇和挑战的前提下，新的医学统计课程体系的构建和多元化教学模式的发展将成为必然。适应大数据时代医学发展的趋势，将医学统计学、医学研究设计与分析、循证医学、SPSS软件与应用等多门课程交互融合、优势互补、理论与实践相结合，强调各门课程之间的联系，构建新医学统计课程体系变得尤为重要。

在教学过程中，则需多元化的教学模式，课堂讲解、讨论、实验实训相结合，基本原理、基本方法与具体应用案例相结合；口头解释与自媒体推送知识点相结合；枯燥的公式与有趣的统计名人轶事相结合；课本知识与临床循证相结合；让学生在多种学习模式下采用灵活多变的学习方法，轻松学习知识、掌握技能，为临床循证奠定坚实的基础。