SigmaPlot軟件在醫(yī)學(xué)研究生中的教學(xué)實(shí)踐與體會*

空軍軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室(710032)

譚志軍 王 陵 梁 英 楊 喆 張海悅 李 晨 尚 磊 夏結(jié)來 張玉?！?/p>

【提 要】 SigmaPlot是一款常用的科研數(shù)據(jù)分析與圖形可視化軟件包，在我教研室設(shè)置的研究生醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件選修課中是一個重要的講授內(nèi)容。本文介紹了SigmaPlot的功能特點(diǎn)和在醫(yī)學(xué)研究生中的教學(xué)實(shí)踐，從數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計制圖三個方面總結(jié)了SigmaPlot的教學(xué)體會，以期為SigmaPlot在醫(yī)學(xué)研究生科研能力培養(yǎng)中發(fā)揮更重要的作用。

SigmaPlot是一款常用的科研數(shù)據(jù)分析與圖形可視化軟件包，廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)、實(shí)驗(yàn)室、臨床研究等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理與分析[1-3]。目前，SigmaPlot在醫(yī)學(xué)研究生教學(xué)中并不常見。本教研室開設(shè)的醫(yī)學(xué)研究生選修課醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件中，SigmaPlot是主要講授內(nèi)容?，F(xiàn)簡要介紹SigmaPlot的功能特點(diǎn)，并總結(jié)近幾年積累的一些粗淺的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與體會，以期為SigmaPlot在醫(yī)學(xué)研究生科研能力培養(yǎng)中發(fā)揮更重要作用。

SigmaPlot的功能特點(diǎn)

作為一款極佳的科學(xué)制圖軟件，SigmaPlot主要有以下三個功能特點(diǎn)[4]：

1.制圖精密美觀。SigmaPlot可繪制100多種常見的2D或3D的統(tǒng)計圖、曲線擬合圖，生成的學(xué)術(shù)圖形精密美觀，幾乎不用修改就能夠達(dá)到各類學(xué)術(shù)雜志的發(fā)表要求，還提供了EPS、TIFF、JPEG等多種輸出格式，可以滿足不同展示載體的質(zhì)量要求。

2.統(tǒng)計功能全面。嵌入Systat模塊后，其統(tǒng)計分析功能覆蓋了醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)統(tǒng)計方法(t檢驗(yàn)、方差分析、非參數(shù)檢驗(yàn)、卡方檢驗(yàn)等)、高級統(tǒng)計方法(多元線性回歸、logistic回歸、生存分析等)和基本的樣本量估計方法。此外，還內(nèi)建了100多組擬合方程。統(tǒng)計分析功能可以滿足醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中實(shí)驗(yàn)室和臨床研究數(shù)據(jù)分析的需求。

3.操作簡單靈活。操作界面類似于Office中的Excel，使用者只須有辦公軟件操作經(jīng)驗(yàn)便可輕易操作。SigmaPlot可導(dǎo)入多種格式的二維數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫，可與其他的應(yīng)用軟件如Word、Excel和PowerPoint無縫對接。系統(tǒng)自帶的圖庫使圖形繪制工作簡單高效。

SigmaPlot的教學(xué)實(shí)踐

1.課程設(shè)置背景

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)是我校醫(yī)學(xué)研究生的公共必修課程，該課程配套了軟件實(shí)習(xí)課。但是，實(shí)習(xí)課的學(xué)時數(shù)不足，學(xué)員難以系統(tǒng)地掌握應(yīng)用統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的技能。此外，實(shí)習(xí)課授課內(nèi)容的針對性和軟件的可選擇性不強(qiáng)，導(dǎo)致實(shí)習(xí)重點(diǎn)不夠清晰，學(xué)習(xí)興趣不高。為提高我校研究生科研能力培養(yǎng)水平，滿足基礎(chǔ)與臨床方向的不同需求，教研室單獨(dú)開設(shè)了醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件選修課，講授SPSS、PASS、SigmaPlot和Origin四個常用軟件。該課程針對性和實(shí)用性強(qiáng)，授課效果較好，受到醫(yī)學(xué)研究生的普遍歡迎。

2.SigmaPlot教學(xué)內(nèi)容

SigmaPlot在SPSS和PASS軟件之后講授，分配12個學(xué)時，授課內(nèi)容和知識點(diǎn)見表1。由于SPSS已講授各類統(tǒng)計方法的基本原理和統(tǒng)計結(jié)果解讀，SigmaPlot授課更側(cè)重于統(tǒng)計繪圖。授課形式為教員演示+學(xué)員操作+課堂答疑(主講教員和輔講教員)。教員演示采用SigmaPlot自帶的統(tǒng)計實(shí)例數(shù)據(jù)，學(xué)員實(shí)習(xí)采用研究生用書《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)》(孫振球主編，第4版)的配套數(shù)據(jù)[5]?？己瞬捎蒙蠙C(jī)操作的形式。

SigmaPlot的教學(xué)體會

經(jīng)過三年的教學(xué)實(shí)踐，現(xiàn)將SigmaPlot軟件在數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計制圖的教學(xué)體會以及整體教學(xué)效果作簡要總結(jié)。

1.數(shù)據(jù)管理

在數(shù)據(jù)管理方面，SigmaPlot有兩個突出的優(yōu)點(diǎn)。一是同一種統(tǒng)計分析方法兼容多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如進(jìn)行t檢驗(yàn)或方差分析時，數(shù)據(jù)既可以是一組觀測為一列的Raw結(jié)構(gòu)，也可以是含樣本量、均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差或標(biāo)準(zhǔn)誤等中間結(jié)果的結(jié)構(gòu)，還可以是分組因素單獨(dú)成列、觀測指標(biāo)為一列的indexed結(jié)構(gòu)。二是可以將一次分析中的數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的統(tǒng)計分析報告、圖形結(jié)果等不同類型的文件，打包存儲在一個后綴為.jnb的文件中，下次只需打開jnb文件即可同時打開數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析結(jié)果和圖形。以上兩個優(yōu)點(diǎn)使得醫(yī)學(xué)研究數(shù)據(jù)的管理更為方便、靈活和高效，但學(xué)生習(xí)慣了SPSS單一數(shù)據(jù)管理模式后，需要一定的時間來適應(yīng)和掌握。

表1 SigmaPlot的授課內(nèi)容與知識點(diǎn)

2.統(tǒng)計分析

SigmaPlot以資料類型和分析目的為依據(jù)劃分統(tǒng)計分析功能，將其分為Single Group、Compare Two Groups、Compare Many Groups、Before and After、Repeated Measures、Rate and Proportions、Regression、Correlation、Survival等幾大塊，這種劃分能使非統(tǒng)計專業(yè)或者初學(xué)者更容易找到合適的統(tǒng)計分析方法。同時，還提供了非常實(shí)用的Adivisor導(dǎo)航功能，當(dāng)使用者不知道選用何種統(tǒng)計方法時，該功能可通過一步步設(shè)問幫助使用者選擇合適的統(tǒng)計分析方法。當(dāng)資料滿足正態(tài)性而選擇了非參數(shù)檢驗(yàn)時，系統(tǒng)會彈出“正態(tài)性檢驗(yàn)通過，是否更改檢驗(yàn)方法”的提醒，進(jìn)一步降低錯用統(tǒng)計分析方法的可能性。SigmaPlot幫助文件中提供了Statistical Samples實(shí)例庫，涵蓋了所有統(tǒng)計分析功能的實(shí)例，每一個實(shí)例打包了數(shù)據(jù)、統(tǒng)計結(jié)果、圖形，是非常好的教學(xué)案例和初學(xué)者練習(xí)材料。與SPSS和SAS統(tǒng)計分析結(jié)果相比，SigmaPlot的統(tǒng)計分析結(jié)果文件對結(jié)論的文字解釋更多、更貼近學(xué)術(shù)論文中的表述方式，部分結(jié)論可直接用于學(xué)術(shù)論文的結(jié)果表達(dá)。不足之處在于，分析結(jié)果沒有采用表格形式，結(jié)構(gòu)性不強(qiáng)，這一點(diǎn)不及SPSS和SAS方便，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

3.統(tǒng)計制圖

在統(tǒng)計制圖方面，除提供了包括100多種圖形的圖庫外，使用者還可以基于統(tǒng)計分析結(jié)果文件繪制相應(yīng)的統(tǒng)計圖，例如配對設(shè)計t檢驗(yàn)中的Before&After Line Plot、方差分析中的Multiple Comparison Plot和Main Effects圖、相關(guān)分析中的Scatter Matrix Plot、生存分析中的Adjusted Survival Curves。對于醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究中常用的誤差圖，SigmaPlot通過調(diào)整類型、Error bar的方向和大小，可個性化定制10多種形式各異的誤差條圖[6]。SigmaPlot具備強(qiáng)大的后期編輯功能，使用者可在初步繪制的統(tǒng)計圖上，像操作Office一樣靈活精準(zhǔn)地作形式、顏色、文本、大小等方面的修改。SigmaPlot的Graph Page文件一頁可存放多張統(tǒng)計圖且可自動排版，當(dāng)需要集中展示多張圖時，可省去后期合成圖片的麻煩，是一項(xiàng)非常實(shí)用的功能。

4.教學(xué)效果

近3年的教學(xué)評價問卷調(diào)查結(jié)果顯示，選課學(xué)員對統(tǒng)計制圖軟件需求較大，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)之后，86.36%的學(xué)生贊同目前的授課內(nèi)容能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，對于Sigmaplot軟件，有53.49%的學(xué)生認(rèn)為其主要優(yōu)點(diǎn)是繪圖精美，且大部分學(xué)生(90.91%)能夠掌握數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計制圖的基本技能。在使用意愿方面，有32.56%的學(xué)生愿意選擇Sigmaplot繪制統(tǒng)計圖?？梢?，課程教學(xué)提高了SigmaPlot的認(rèn)知度和使用率，但普及程度有待進(jìn)一步提高。

小 結(jié)

綜合近幾年的教學(xué)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及選課學(xué)員的反饋來看，SigmaPlot是一款非常實(shí)用的統(tǒng)計分析與制圖軟件，使醫(yī)學(xué)研究非統(tǒng)計專業(yè)人員多了一項(xiàng)選擇。相比統(tǒng)計分析功能，學(xué)員使用統(tǒng)計制圖功能的頻率更高，在以后的教學(xué)中要更加注重制圖授課的系統(tǒng)性、實(shí)用性和趣味性，不斷改善教學(xué)效果，進(jìn)一步提高普及度和使用率，發(fā)揮SigmaPlot在醫(yī)學(xué)研究生科研數(shù)據(jù)分析與結(jié)果展示能力培養(yǎng)中的作用。