融合數(shù)學基礎知識醫(yī)學統(tǒng)計學教學改革

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摘要:醫(yī)學統(tǒng)計學是一門運用概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理方法，結(jié)合醫(yī)學實際，研究醫(yī)學資料的收集、整理、分析和推斷的學科。其中概率論是該課程的數(shù)學基礎。但是在醫(yī)學相關(guān)專業(yè)教學過程中，概率論不會作為一門專門基礎課程進行教學。這樣的課程設置是否可能會對學生醫(yī)學統(tǒng)計學的學習造成影響呢?本研究基于49名醫(yī)學相關(guān)專業(yè)學生，發(fā)現(xiàn)概率論基礎與其醫(yī)學統(tǒng)計學成績分數(shù)存在顯著正相關(guān)(p＜0．05)。表明概率論的學習會對學生后續(xù)醫(yī)學統(tǒng)計學的學習產(chǎn)生相當?shù)募钭饔谩Ｒ虼?，本文提出在醫(yī)學統(tǒng)計學教學過程中融合概率論等數(shù)學基礎知識，并在教學內(nèi)容、教學模式、考核方式上提出具體的改革思路。

關(guān)鍵詞:醫(yī)學統(tǒng)計學;概率論;本科生;教學改革

一、課程背景

醫(yī)學統(tǒng)計學是一門以概率論與數(shù)理統(tǒng)計為基礎，為解決醫(yī)學實際問題而對醫(yī)學數(shù)據(jù)資料的收集、整理、分析、推斷進行研究的一門學科［1］。該門課程的特點在于應用概率論等數(shù)學知識與醫(yī)學實際科學問題結(jié)合。其主要目標是在隨機偶然事件中找出其中潛在的必然性，即隨機事件的客觀規(guī)律性。例如，判斷某種新療法是否對疾病具有顯著療效;不同年齡的病人對某種藥物的反應是否一致等問題。醫(yī)學統(tǒng)計學在20世紀20年代后逐漸成為一門學科，近幾十年由于電子計算機的飛速發(fā)展，極大地促進了醫(yī)學統(tǒng)計學在醫(yī)學研究領域中的應用。目前醫(yī)學統(tǒng)計學在醫(yī)學研究與數(shù)據(jù)分析領域得到極廣的應用?？梢哉f，沒有醫(yī)學統(tǒng)計，就沒有醫(yī)學科學研究。統(tǒng)計在醫(yī)學研究領域已經(jīng)成為一種基礎技能，因此目前國內(nèi)高校大多數(shù)醫(yī)學相關(guān)專業(yè)都開設了醫(yī)學統(tǒng)計學課程。對于學生來說，掌握醫(yī)學統(tǒng)計這項重要技能對于今后的工作或者繼續(xù)深造都至關(guān)重要。所有統(tǒng)計都是基于概率論基礎的，統(tǒng)計推斷的基本思想是基于小概率事件在單次試驗中不可能發(fā)生的原則。采用類似反證法的思想，首先假定0假設，然后基于概率論計算事件的發(fā)生概率，如果該事件是小概率事件，則認為對應顯著性水平上0假設不成立。該過程設計較多的概率論知識，而醫(yī)學相關(guān)專業(yè)學生缺乏概率論學習的系統(tǒng)性，難以理解統(tǒng)計學基礎原理部分。根據(jù)學生學習情況反饋，醫(yī)學統(tǒng)計學在醫(yī)學類相關(guān)專業(yè)學生中屬于學習較為困難的科目［2］。因此，相對于統(tǒng)計學與數(shù)理統(tǒng)計等專業(yè)課程，醫(yī)學統(tǒng)計學更多地側(cè)重于統(tǒng)計方法的介紹，著重了解各種現(xiàn)有統(tǒng)計方法，如T檢驗、F檢驗，相關(guān)分析等的適用范圍與具體操作。

二、教學問題分析

那么概率論等數(shù)學基礎的缺失對于學生學習醫(yī)學統(tǒng)計學是否會造成影響呢?為解決這個問題，我們設計了一項教學試驗進行驗證，試驗流程如右圖所示。試驗對象為貴州大學醫(yī)學院護理學專業(yè)大二學生，共49人。在第一次教學課程時發(fā)放概率論試卷，對學生當前概率論知識水平進行簡單測試，為保證試驗的雙盲，對試卷進行封存處理。在所有教學課程完畢，期末成績出來之后對概率論試卷進行批改。然后統(tǒng)計學生的概率論知識水平，這里采用偏相關(guān)分析概率論分數(shù)與醫(yī)學統(tǒng)計學分數(shù)是否存在顯著相關(guān)，其余非數(shù)學類課程平均成績作為協(xié)變量放入用于排除學生個體因素，例如學習努力程度等的干擾。統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)醫(yī)學院護理學學生醫(yī)學統(tǒng)計學分數(shù)與概率論分數(shù)呈顯著正相關(guān)(p＜0．05)。值得注意的是，醫(yī)學統(tǒng)計學試卷分為理論部分與上機操作部分，學生概率論分數(shù)與上機操作部分總分也呈顯著正相關(guān)(p＜0．05)。這部分試驗結(jié)果顯示學生本身的概率論基礎知識水平會極大地影響后續(xù)醫(yī)學統(tǒng)計學課程的學習效果，值得注意的是概率論基礎知識水平不僅影響了醫(yī)學統(tǒng)計學理論課程的學習，在看似不相關(guān)的上機實踐操作中也產(chǎn)生了顯著影響。這可能與學生理論學習過程中由于基礎知識不足而對本門課的學習信心產(chǎn)生了影響有關(guān)。

三、教學改革方案

基于目前醫(yī)學統(tǒng)計學教學存在的問題，現(xiàn)提出以下三個方面的教學改革措施:教學內(nèi)容、教學模式、考核方式。

(一)教學內(nèi)容1．增強基礎數(shù)學內(nèi)容教學從本門課的教學數(shù)據(jù)分析上可以看出，概率論等基礎數(shù)學知識水平對醫(yī)學統(tǒng)計學的學習具有顯著影響。但是醫(yī)學相關(guān)專業(yè)的課程安排有其特殊性，課程較多。在此基礎上增加概率論等數(shù)學基礎課程會進一步加重學生學習負擔，導致整體學習效果的下降。因此，本論文提出在醫(yī)學統(tǒng)計學教學過程中應進一步加強數(shù)學基礎內(nèi)容的教學，如古典概率、概率密度函數(shù)、大數(shù)定律、中心極限定律等內(nèi)容，在相關(guān)課程開始之前安排對于基礎數(shù)學內(nèi)容的教學。2．理論教學深入淺出，增強學生學習信心從教學數(shù)據(jù)的分析中，我們同時發(fā)現(xiàn)醫(yī)學統(tǒng)計學實踐操作部分的學習效果也與學生數(shù)學基礎水平相關(guān)。而實踐操作部分教學內(nèi)容實際是不需要數(shù)學基礎知識的。這提示學生數(shù)學基礎水平的欠缺可能導致了對醫(yī)學統(tǒng)計學理論知識學習的畏難情緒，從而對整門課程學習的信心不足，導致對全部課程學習效果的降低。因此，本文提出在醫(yī)學統(tǒng)計學教學過程中對理論教學內(nèi)容的進一步淡化，但該部分的淡化并不意味著對理論推導過程的不重視，而是對理論知識的深入淺出，盡可能地用通俗易懂的實例來進行教學，而不是大段的公式推導，例如，統(tǒng)計推斷的過程可以采用和數(shù)學定理推導中的反證法進行類比的方式，如下表所示，而不強調(diào)統(tǒng)計推斷的數(shù)學推導過程。讓學生簡單理解其思想即可，不強求學生完全理解其背后的數(shù)學原理。

(二)教學模式理論實踐結(jié)合。針對學生反映的理論學習困難的問題，本文提出理論與實踐結(jié)合的教學模式。醫(yī)學統(tǒng)計學數(shù)學理論性較強，但同時具有較強的實踐性。在理論與實踐相結(jié)合的教學模式下，讓學生明白理論如何應用于實踐。將教學地點從教室轉(zhuǎn)變到機房，每次教學前半學時進行理論課程教學，后半學時進行上機操作，保證每節(jié)課的教學流程都是從理論到實踐。例如，單樣本T檢驗的教學，前半課時進行T分布、T檢驗，以及單樣本T檢驗的理論教學，后半學時提出實際醫(yī)學問題，如護理學學生進行醫(yī)學統(tǒng)計學學習時脈搏頻率與標準脈搏頻率是否存在顯著差異。讓學生明白如何應用統(tǒng)計學原理解決醫(yī)學實際問題，提升學生學習興趣，增強學生教學參與度。

(三)考核方式1．淡化對統(tǒng)計學理論的考核醫(yī)學統(tǒng)計學具有其特殊的課程背景，學習該門課程的主要目的是為了解決學生今后工作科研過程中的實際問題，那么在進行考核時更應該強調(diào)對統(tǒng)計學方法的應用，同時淡化對統(tǒng)計學理論的考核。對于學生而言，其考核要點應該側(cè)重于統(tǒng)計學方法的適用問題，即該方法能夠用于解決哪一類的醫(yī)學實際問題;統(tǒng)計學方法的適用條件，例如，雙樣本T檢驗需要兩組樣本數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布;統(tǒng)計學軟件的使用，例如，對SPSS或者R軟件的應用等。讓學生學習完該門課程后能夠直面工作科研中遇到的實際醫(yī)學問題。2．考核學生“提出問題”的能力傳統(tǒng)醫(yī)學統(tǒng)計學課程主要提升學生解決問題的能力，然而在實際教學過程中這種解決問題的能力被過度強調(diào)。學生對于所學知識的應用是一種被動式的，遇到實際問題的時候才會去思考到底用哪種統(tǒng)計學方法，對知識應用的場景有限。為此本文提出鍛煉學生“提出問題”的能力，讓學生在進行知識學習之后進一步思考所學知識該怎么運用，能夠解決哪些實際問題。在作業(yè)考核時不再限定學生的作業(yè)題目，例如，在學習完雙樣本T檢驗課程之后，布置作業(yè)提出3個能夠采用雙樣本T檢驗解決的實際醫(yī)學問題，自行收集或者編造數(shù)據(jù)，然后采用統(tǒng)計學軟件中的雙樣本T檢驗分析問題。讓學生對于知識的應用由原來的“被動式”變?yōu)椤爸鲃邮健保孕袑ふ抑R應用的場景，并且培養(yǎng)學生“提出問題”的能力同時能夠鍛煉學生的創(chuàng)新思維。在今后的科研工作中，學生能融會自己所學的各類知識解決實際問題。綜上所述，醫(yī)學統(tǒng)計學課程有其特殊的教學背景，對于醫(yī)學相關(guān)專業(yè)學生，其復雜的數(shù)學理論基礎是學習過程中的一大難點，本文從不同方面提出了部分改革方案，但仍存在考慮不足的情況，在今后的教學實踐中再逐漸完善并提出更加可行的方案。

參考文獻:

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作者：陳恒 賀碧芳 單位：貴州大學醫(yī)學院