基于医学统计学案例教学实践的内科学专业研究生培养路径研究*

赵红燕 王爱民 黄一铭 王凤琳 孔雨佳 王清华 石福艳△ 王素珍△

【提 要】 目的 通过研究内科学专业研究生医学统计学案例库构建及案例教学实践情况,进而为探索研究内科学专业研究生医学教育有效路径提供实践依据。方法 对近年来在国内外发表的内科学专业期刊上的相关文献进行检索及分析,从中找出常见的统计错误,选择与内科学专业密切相关的临床典型案例构建医学统计学案例库,并将案例库应用于内科专业研究生的医学统计学实际教学中。结果 本研究以与内科学专业密切相关的临床案例为主要资料来源,针对科学研究中科研设计和统计分析方法常犯的错误,分别构建了医学科研设计案例库、统计描述指标选择案例库、统计推断方法选用案例库、多元统计分析方法案例库和提高医学论文统计学质量的策略案例库,并将该案例库应用于内科学专业研究生医学统计学实际教学过程中。此外,研究团队在教学过程引入前期相关科研成果作为例证对相关内容进行讲解,使学生对所学统计分析方法的理解更加深入。结论 医学统计学案例库可为内科学专业研究生学习医学统计学提供真实的案例素材,可增加课堂内容与临床实际的密切联系。基于案例库的案例教学方法教学效果较好,是内科学专业研究生医学教育的有效路径,该研究可为其他专业研究生培养路径探讨提供帮助。

我国现阶段临床医学专业研究生的培养目标是培养强实践能力和高科研能力并重、可适应未来医学科学发展需求的高素质医学人才。于是,大部分医学院校在培养学生实践能力的同时,着力提升研究生的科学意识以及做科学研究的能力,尤其对科学学位研究生的培养更是如此。因此,培养适应社会需求的高素质临床医学研究生首先需要培养学生的科研思维,增强学生的科研意识,进而激发学生的创新能力和临床实际问题解决能力。临床医学研究生,特别是内科学专业研究生的有效培养路径对医学生的科研创新能力及综合素质培养具有重要意义。

医学统计学作为现代医学专业研究生教育课程设置体系中的必修课,能够为医学专业研究生从事医学研究、撰写论文、阅读文献方面奠定必要的基础,特别是在研究生培养过程中,能够培养研究生的文献识别能力、课题创新能力和实践能力,在临床专业学生学习临床医学知识的同时,提升自身的科研素质[1-4]。因此,熟练掌握常见的统计学方法已经成为临床医学相关专业研究生的必备素质。

然而,在临床医学相关专业研究生的科研实际中,对医学统计学方法的误用情况却非常多见。医学统计学因为概念抽象、逻辑性强等特点,学生在学习过程中不易理解、不得要领,又因其公式繁琐、运算复杂令许多同学对其望而生畏。医学统计学因其固有的课程特点,在理论和实践教学方法上与一般的医学课程有所不同。传统的填塞式讲授方式较为单调,理论课与实践上机课脱节,师生互动机会少,限制了学生学习的主动性和创造性,从而导致后期出现设计欠严谨、统计方法误用、分析思路混乱、结果经不起验证,以及所写的论文质量低下等问题。对医学统计学的传统教学模式的改革,已经成为国内学者的共识,许多学校正在积极进行着许多尝试[5-9],其中,案例教学就是其中的有益尝试[6-9]。临床医学专业研究生教育更加重视实际技能和实践,更适合采用案例教学,因而,建立系统化的案例库成为必然。案例库对于学生正确应用医学统计学方法,解决实际临床问题,提高科研技能具有重要意义。

近年来,本教学研究团队在案例库构建方面进行了一些尝试,针对内科学专业研究生,设计并构建了医学统计学案例库,并将案例应用于实际教学之中,取得了良好的效果。现将案例教学库构建过程中的一些经验和体会总结如下。

案例教学在医学统计学课程教学中的重要性

案例教学实质是一种启发式教育,在实际操作中应用典型的案例,引导学生自主学习,强调培养学生的创新能力。医学统计学案例教学是引用来自临床实际或发表于某些医学期刊的典型案例,有针对性地对统计方法进行讨论及分析,让学生在临床实际情景中领悟统计思想和理解统计方法,从而掌握课题统计设计的基本思路和过程,让学生从统计学的学习中很自然地过渡到实际应用。部分院校的三年制内科学专业硕士研究生已经系统学习了医学统计学相关内容,医学统计学课堂教学中已经实施了案例教学,但多为模拟演练,与实际应用差别较大。本教学团队把课堂上的医学统计学案例教学模式进一步向专业拓展,指导内科学专业硕士研究生将案例库中的实际案例与自己科研过程中的具体问题相结合,在科研课题实施中掌握统计学分析方法,并尽可能借鉴他人的科学研究,触类旁通,从而提高科研能力及文献阅读能力。

内科学专业学位研究生医学统计学案例库构建

本教学团队在内科学专业学位研究生医学统计学案例库构建过程中,首先对近5年国内外发表的内科学专业期刊上的相关文献进行检索及分析,并从中找出常见的内科研究中的统计错误,然后按照如何正确选择医学科研设计方法、如何根据资料类型正确选择统计学描述指标及统计分析方法、如何提高医学论文统计学质量的策略的顺序构建案例库[10]。案例选择以与内科学专业密切相关的临床案例为主要资料来源,以实际应用过程中鲜活的具体实例为依托,针对科学研究中科研设计和统计分析方法常犯的错误进行实例辨析、揭示产生这些错误的根源和危害性,并对如何正确应用进行详细分析和解释,进而使案例具有较高的说服力和实用价值。

1.医学研究设计案例库构建

针对医学科研中常用的随机化原则、对照原则、样本含量估计,以及对研究设计类型误用等问题构建案例库。在案例筛选过程中,团队教师发现许多临床研究者容易将“配对设计资料”按照“成组设计资料”进行分析;容易将“完全随机设计的多组资料”分割为多个“两组资料”进行分析;容易将“析因设计资料”按“完全随机设计的多组资料”进行分析;容易将“重复测量设计资料”按照“多组独立样本资料”进行分析。另外,许多研究限于临床实际,在研究过程中,缺乏科学合理的样本含量估计过程,大多数研究者根据经验或按照他人的研究文献确定样本含量。总之,临床相关专业研究者在课题实施过程中关于医学研究设计的问题比较突出。

2.统计描述指标选择和统计推断方法选用的案例库构建

针对统计描述指标选择和统计推断方法选用过程中常出现的一些案例,结合统计分析内容,教学团队对其进行梳理及汇总,并分别构建了案例库。研究发现,临床专业研究生在统计描述指标选择方面误用较多的情况有:均数和中位数,率和百分比,发病率和患病率等,许多学者对这些术语的含义及应用理解不清,从而导致出现相关术语表述混乱及误用等情况。

另外,在整理案例的过程中发现,研究者在统计推断方法选用方面出现的问题也较多。常见问题主要有:(1)对多因素设计资料采用单因素分析方法的误用。如,许多研究者将完全随机设计的多组资料分解为多次独立的两两比较资料进行处理分析。(2)非参数检验方法与参数检验方法的误用。许多研究者在选择统计方法的过程中,并未对各方法的应用条件进行严格检验、核查,不考虑数据实际情况,直接套用t检验、方差分析等方法进行处理。此外,对于Pearson相关和等级相关误用情况也较多。

3.多元统计分析方法案例库构建

多元统计分析方法案例库主要针对多重线性回归分析、logistic回归分析、协方差分析、生存分析等统计分析方法构建的案例,同时附有临床医学研究中多元分析样例展示及对差错的辨析与释疑,以减少繁杂的理论和公式陈述,增加实际应用性[11]。在多元统计分析方法案例库构建过程中,团队发现有关多重线性回归分析方法的误用情况较多。许多研究者忽视线性回归分析应用条件(如线性条件的判断),不具体分析数据资料的情况,直接通过软件进行统计分析并读取结果。另外,在变量筛选过程中,忽视多重共线性的问题也比较突出。

4.提高医学论文质量的策略案例库构建

除了上述统计方法案例库之外,研究团队以国际医学期刊编委会(ICMJE)发布的《生物医学期刊投稿统一要求:生物医学出版物的写作与编辑》中的常见研究设计形式及其报告标准为基准,建立医学论文写作案例库,包括正确和错误形式两类,通过两类的辨析对比,帮助学生理解正确的论文格式和设计形式,进而提高论文质量。

内科学专业研究生医学统计学案例库应用实践

我校为内科学专业研究生开设了《临床试验设计与统计分析方法》,授课过程中根据授课内容从案例库中选取相关的案例素材对相关方法进行系统讲解。通过临床实际案例,培养学生基于临床问题开展科学研究的科研思维,调动学生学习的兴趣和主动性。所选用的案例资料主要为同行已经发表的内科学科研论文,也就是临床工作中的真实案例,因而具有较高的说服力和启发性,实用价值较高。该门课程已开设5年,学生普遍反映该课程选用的案例对于他们硕士课题研究具有很大帮助。

除了引用案例库中的案例素材外,教学团队也选用课题组老师前期开展的一些科研成果作为例证对相关内容进行深入讲解,从而使学生对所学统计分析方法的理解更加深入。例如,在讲解多重线性回归分析方法时,选用了研究团队前期的科学研究(肾病综合征与气象因素的关系)作为实例[12],对误用多重线性回归分析的结果进行了对比展示,让学生通过鲜活的实例目睹了误用多重线性回归分析方法后与实际情况截然不同的结果,从而加深理解多重线性回归方法的应用条件。具体使用过程中,分别采用多重线性回归和广义可加模型两种方法分析了气象因素(温度、降雨量、日照时间、湿度、大气压和风速)对肾病综合征发病率的影响。多重线性回归分析结果显示,除大气压和日照时间外,其他四个因素对肾病综合征发病率均有不同程度的影响,具体结果见表1。广义可加模型分析结果显示:六个气象因素对肾病综合征发病率的影响均有统计学意义,其中除了日照时间呈线性关系外,其他5个因素与肾病综合征发病率之间呈非线性关系。尤其是温度,非线性关系非常明显,具体结果见表2和图1。

图1 气象因素对肾综合征出血热月发病率的平滑函数图

表1 气象因素对HFRS月发病影响的多重线性回归分析

表2 气象因素对HFRS月发病影响的广义可加模型分析

根据上述分析结果,再引导学生对该资料进行线性趋势及正态性检验等条件进行判断。正态性检验分析结果表明,除了日照时间外,其他5个因素均为非正态分布资料。

通过该实例的具体演示,加深了学生对线性回归分析条件的深刻理解,让学生明白在统计分析方法选择过程中需根据现有资料特点,合理选择恰当的统计分析方法,避免根据教科书实例而盲目“套用”统计分析方法的现象。

医学统计学案例库构建及案例教学心得

本研究构建的案例库为内科学研究生学习医学统计学提供了真实的案例素材,增加了课堂内容与临床实际的密切联系。案例库建设和案例教学法的实施在医学统计学学习中可以增加学习兴趣,充分调动学生的积极性和主动性。教学形式的多样化,强调了传统的师承作用,使学生在课题实施过程中不断积累统计知识和提高解决实际科研问题的能力。目前,该案例库仅应用于我校内科专业硕士研究生的教学实践中,对于其他临床专业研究生或其他层次学生尚未使用。后期,研究团队将进一步扩大案例库的使用范围,结合各专业课时实际,逐步将案例库应用于临床其他专业研究生、甚至是临床专业本科生的医学统计学教学之中。另外,教学团队后期将会针对学生发表论文的数量和质量等情况进行追踪调查,从而对案例库及其实施效果进行进一步优化和改进。

综上,医学统计学课程已在我校多个专业、多个层次开设,因此,根据专业特点构建各专业学生的统计学教学案例库是我们教学研究团队下一步的工作打算,希望在后期的统计学教学过程中,尽可能引用具有专业特色的案例素材进行教学。另外,也希望本研究探讨的内科学专业研究生医学统计学案例教学实践,可为其他专业研究生培养路径提供科学依据及帮助。