醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法的應(yīng)用與實踐

覃 思，徐俊芳，郭孝鵬，胡啟托，郭有鋒

（湖北民族大學(xué)，湖北 恩施 445000）

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)曾經(jīng)重理論、輕實踐[1]，以至于很多醫(yī)學(xué)生理論考核可以考高分，需要解決實際問題時卻不知從何下手，因為實際問題常常不是教科書上的“標(biāo)準(zhǔn)問題”；近年來，一些高校醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)又走向重操作、輕原理的極端[2]，通過各種案例讓學(xué)生依葫蘆畫瓢，對照操作統(tǒng)計軟件得出結(jié)果即可，學(xué)生往往知其然，不知其所以然。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)應(yīng)達到學(xué)生學(xué)以致用的目的，能解決實際中（畢業(yè)論文寫作、論文投稿等）碰到的統(tǒng)計學(xué)問題。但實際情況是學(xué)生缺乏基本的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，不具備基本的統(tǒng)計思維，無法掌握分析方法以及醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)知識。探索采用“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法提高醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的途徑。

1 對象與方法

1.1 對象

以2012級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生為研究對象，以班為單位采用整群隨機抽樣法將其分為兩組，對照組163人，分為5個小班授課，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，先講理論，再講操作，然后做練習(xí)題；實驗組170人，分為5個小班授課，采用“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法，然后進行實際操作訓(xùn)練。兩組學(xué)生年齡、性別、上一學(xué)年度綜合測評成績比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 方法

兩組學(xué)生在課程學(xué)習(xí)前與結(jié)業(yè)時，采用武漢大學(xué)黃如花教授的數(shù)據(jù)素養(yǎng)自評量表進行測評[3]，量表包括數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)倫理，采用Likert 5級評分法，將完全不同意、不同意、一般、同意、完全同意分別計1～5分。數(shù)據(jù)意識調(diào)查學(xué)生對數(shù)據(jù)的需求以及對實現(xiàn)數(shù)據(jù)需求的基本途徑；數(shù)據(jù)收集調(diào)查學(xué)生利用數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)、制訂檢索策略的能力；數(shù)據(jù)整理調(diào)查學(xué)生能否有效管理和組織數(shù)據(jù)以及制定數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)，能否規(guī)范描述存儲數(shù)據(jù)、判斷數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和評價數(shù)據(jù)質(zhì)量；數(shù)據(jù)分析調(diào)查學(xué)生對數(shù)據(jù)分析工具的熟悉程度，了解學(xué)生可否掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的方法；數(shù)據(jù)存儲調(diào)查學(xué)生對數(shù)據(jù)存儲知識、安全性及解決相關(guān)問題的能力；數(shù)據(jù)倫理主要調(diào)查學(xué)生對相關(guān)法律、規(guī)定的了解程度，以及是否具備規(guī)范說明數(shù)據(jù)來源的能力。比較實驗組與對照組學(xué)生在學(xué)習(xí)前后數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)倫理方面的差異。比較兩組學(xué)生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程考核成績、畢業(yè)論文中統(tǒng)計學(xué)誤用情況，根據(jù)比較結(jié)果分析“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法與傳統(tǒng)教學(xué)方法的優(yōu)劣。

1.3 教學(xué)方法

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)基本內(nèi)容包括統(tǒng)計設(shè)計、數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計描述和統(tǒng)計推斷，目前絕大多數(shù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教材的主要內(nèi)容為統(tǒng)計描述和統(tǒng)計分析方法。在學(xué)習(xí)統(tǒng)計描述時，側(cè)重于數(shù)據(jù)素養(yǎng)與統(tǒng)計思維；在學(xué)習(xí)統(tǒng)計分析方法時，則采用“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法進行教學(xué)。兩組學(xué)生總學(xué)時均為48學(xué)時，所用教材相同，但教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)順序不一致。對照組按照教材編排的內(nèi)容順序采用“理論—操作—練習(xí)”傳統(tǒng)教學(xué)方法進行學(xué)習(xí)；實驗組則在講完緒論后，根據(jù)教學(xué)需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)順序，把教材中編排靠后的“統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖”一章提前講述，每次課均采用“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法，著重提升學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，強調(diào)在科研過程中正確地進行收集、加工、評價、利用數(shù)據(jù)的重要性，其中也包含著科研誠信的道德和行為規(guī)范[4]。教會學(xué)生使用SPSS軟件建立數(shù)據(jù)文件，繪制標(biāo)準(zhǔn)的三線表以及常見的統(tǒng)計圖。

1.3.1 培養(yǎng)學(xué)生思維能力 根據(jù)教學(xué)大綱要求，本科階段的學(xué)生需要掌握的統(tǒng)計分析方法主要是連續(xù)性資料、分類資料（包括等級資料）基礎(chǔ)統(tǒng)計方法的正確選擇與應(yīng)用，主要包括單樣本、兩樣本、配對t檢驗，完全隨機設(shè)計、隨機區(qū)組設(shè)計的方差分析，四格表χ2檢驗（需要和不需要校正）、Fisher’s概率法、配對、R×C χ2檢驗，單樣本、兩樣本、配對秩和檢驗、多組比較的秩和檢驗，直線相關(guān)與直線回歸分析、秩相關(guān)分析。

1.3.2 培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng) 以某課題研究的實驗組、對照組兩組數(shù)據(jù)比較為例，數(shù)據(jù)素養(yǎng)部分主要講數(shù)據(jù)要忠于原始客觀記錄，不能主觀篡改，這是最基本的科研誠信道德和行為規(guī)范，但是根據(jù)分析目的進行合理的數(shù)據(jù)變換是允許的，有時甚至是必須的。數(shù)據(jù)的獨立性判斷決定建立數(shù)據(jù)文件時是兩個指標(biāo)變量還是一個指標(biāo)變量與一個分組變量，及方差齊性的檢驗都體現(xiàn)了數(shù)據(jù)素養(yǎng)。

1.3.3 培養(yǎng)學(xué)生辯證思維 統(tǒng)計思維主要涉及對不確定性、概率性、合理估計以及假設(shè)檢驗結(jié)果的正確理解與合理解釋。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的研究對象是醫(yī)學(xué)中具有不確定性結(jié)果的事物，其主要作用是通過數(shù)據(jù)的偶然性揭示其內(nèi)在的規(guī)律。實驗組與對照組的數(shù)據(jù)比較，同一組之中數(shù)據(jù)大小不一，不同組之間數(shù)據(jù)有時是前者高于后者，有時是后者高于前者，這是不確定性，但是這種不確定性在達到一定樣本含量的情況下，又是呈現(xiàn)一定規(guī)律的。小概率事件表示在一次隨機抽樣中發(fā)生的可能性很小，但只要觀測次數(shù)夠多，就一定會發(fā)生。統(tǒng)計學(xué)上的假設(shè)，經(jīng)檢驗后，不論接受哪一個假設(shè)，假設(shè)永遠(yuǎn)是假設(shè)，始終無法讓其成為定律。在隨機事件中，很多現(xiàn)象都只能視為假設(shè)，就看人們更愿意接受哪一個，接受不表示就完全相信該假設(shè)為真，拒絕也不表示該假設(shè)一定為偽，只是在某一概率水平上做出的判斷。

1.3.4 培養(yǎng)學(xué)生多方法思考問題的能力 計量資料、計數(shù)資料與等級資料分別對應(yīng)不同的分析方法，在同一類型的資料中，組數(shù)不同分析方法也有差別，同一類型相同組數(shù)的資料因分析目的不同分析方法也有差別，變量之間是否獨立也導(dǎo)致分析方法不同。

1.4 統(tǒng)計方法

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)素養(yǎng)自評量表得分情況

實驗組與對照組學(xué)生課程學(xué)習(xí)前與結(jié)業(yè)時數(shù)據(jù)素養(yǎng)自評量表得分見表1。兩組學(xué)生學(xué)習(xí)前數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)倫理維度得分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，兩組學(xué)生結(jié)業(yè)時各維度得分比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 實驗組與對照組學(xué)生課程學(xué)習(xí)前與結(jié)業(yè)時數(shù)據(jù)素養(yǎng)自評量表得分比較（±s，分）

表1 實驗組與對照組學(xué)生課程學(xué)習(xí)前與結(jié)業(yè)時數(shù)據(jù)素養(yǎng)自評量表得分比較（±s，分）

注：*表示與實驗組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）

結(jié)業(yè)時3.32±0.15 2.73±0.13*組別實驗組對照組數(shù)據(jù)意識學(xué)習(xí)前2.51±0.12 2.48±0.17數(shù)據(jù)收集學(xué)習(xí)前2.30±0.15 2.33±0.18結(jié)業(yè)時3.19±0.11 2.57±0.14*數(shù)據(jù)整理學(xué)習(xí)前1.65±0.16 1.68±0.15結(jié)業(yè)時2.84±0.17 2.32±0.13*數(shù)據(jù)存儲學(xué)習(xí)前1.37±0.18 1.34±0.12結(jié)業(yè)時2.78±0.22 2.49±0.14*數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)前1.19±0.13 1.21±0.12結(jié)業(yè)時2.40±0.23 2.09±0.25*數(shù)據(jù)倫理學(xué)習(xí)前1.48±0.31 1.42±0.39結(jié)業(yè)時2.77±0.27 2.46±0.32*

2.2 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程考核成績

實驗組與對照組學(xué)生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程考核成績比較結(jié)果見表2。兩組學(xué)生平時成績、實驗成績、期末成績比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。平時成績主要包括課堂提問、小組討論、課后作業(yè)得分；實驗成績主要包括實驗報告、SPSS統(tǒng)計軟件操作得分；總成績由平時成績（15%）、實驗成績（25%）、期末成績（60%）構(gòu)成。

表2 實驗組與對照組學(xué)生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程考核成績比較（±s，分）

表2 實驗組與對照組學(xué)生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程考核成績比較（±s，分）

注：*表示與實驗組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）

實驗成績91.23±15.64 85.84±14.39*實驗組對照組期末成績79.40±13.60 61.86±15.11*組別 平時成績79.27±9.60 72.70±12.78*

對期末成績進一步分析發(fā)現(xiàn)，實驗組與對照組學(xué)生在單項選擇題、是非判斷題、名詞解釋、簡答題的得分上差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而在計算題、創(chuàng)新分析題得分上兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（見表3）。

表3 實驗組與對照組學(xué)生期末成績各題得分比較（±s，分）

表3 實驗組與對照組學(xué)生期末成績各題得分比較（±s，分）

注：*表示與實驗組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）

創(chuàng)新分析題9.80±2.46 5.88±1.29*實驗組對照組組別 簡答題15.63±8.43 13.88±8.35單項選擇題10.57±3.89 9.78±3.67是非判斷題7.41±2.19 7.03±1.53名詞解釋10.27±4.55 9.34±4.84計算題7.17±4.02 4.16±3.82*

2.3 畢業(yè)論文中統(tǒng)計學(xué)誤用情況

指導(dǎo)教師修改實驗組與對照組學(xué)生的畢業(yè)論文第一稿時所發(fā)現(xiàn)的統(tǒng)計學(xué)知識誤用情況比較見表4。

表4 實驗組與對照組學(xué)生畢業(yè)論文中統(tǒng)計學(xué)誤用情況比較[n（%）]

3 討論

在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)素養(yǎng)成為大學(xué)生的必備能力。數(shù)據(jù)素養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，要求學(xué)生具備數(shù)據(jù)意識和數(shù)據(jù)敏感性，能夠有效且恰當(dāng)?shù)孬@取、分析、處理、利用數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)具有批判性思維的能力。數(shù)據(jù)素養(yǎng)包括對數(shù)據(jù)的敏感性、數(shù)據(jù)的收集能力、數(shù)據(jù)的分析與處理能力、利用數(shù)據(jù)進行決策的能力、對數(shù)據(jù)的批判性思維，其基本要素包括數(shù)據(jù)態(tài)度、數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)知識、數(shù)據(jù)技能和數(shù)據(jù)倫理5個方面。對統(tǒng)計學(xué)教學(xué)而言從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題的價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于精致計算、細(xì)致操作的價值[5]。Hogenboom等認(rèn)為數(shù)據(jù)素養(yǎng)是閱讀、解釋、分析、批判性思考統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及將統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為證據(jù)的能力[6]。數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育應(yīng)包含培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識、培育數(shù)據(jù)能力、樹立數(shù)據(jù)倫理3個模塊的內(nèi)容[7]。Carlson等認(rèn)為數(shù)據(jù)素養(yǎng)是理解數(shù)據(jù)的意義，包括如何正確地讀取圖表，從數(shù)據(jù)中得出正確的結(jié)論，以及能夠指出數(shù)據(jù)錯誤或不恰當(dāng)使用[8]。

3.1 “數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法教學(xué)效果明顯

無論在數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)倫理，還是平時成績、實驗成績、期末成績中，實驗組學(xué)生成績都優(yōu)于對照組學(xué)生，說明“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法具有較好的教學(xué)效果。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的客觀規(guī)律，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的順序，先培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，形成科學(xué)的數(shù)據(jù)意識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)態(tài)度和嚴(yán)密的統(tǒng)計思維，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)各種統(tǒng)計分析方法，循序漸進，既保證了數(shù)據(jù)收集的完整性、準(zhǔn)確性、及時性和真實性，又保證了數(shù)據(jù)整理的條理化、系統(tǒng)化、合理化。從而保證了統(tǒng)計分析方法所用數(shù)據(jù)的真實性和合理化，為得出正確的統(tǒng)計分析結(jié)果奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)術(shù)誠信意識，防止學(xué)術(shù)不端。

3.2 “數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法提高了學(xué)生處理統(tǒng)計問題的綜合能力

期末考試各題得分顯示，學(xué)生傾向于機械記憶的單項選擇題、是非判斷題、名詞解釋、簡答題，且學(xué)生間得分差別不大，而在需要綜合發(fā)現(xiàn)、分析、處理、利用能力的計算題，尤其是創(chuàng)新分析題的得分差異明顯。說明與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法提高了學(xué)生處理統(tǒng)計問題的綜合能力。畢業(yè)論文是一項考核學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題能力的綜合性評估方式，醫(yī)學(xué)生畢業(yè)論文中涉及的統(tǒng)計學(xué)知識主要是論文選題后研究準(zhǔn)備階段的統(tǒng)計設(shè)計，包括研究對象的選擇，觀察單位、樣本含量、抽樣方法的確定，研究方案的擬定，誤差的控制等；通過學(xué)生畢業(yè)論文完成情況來分析其統(tǒng)計學(xué)知識掌握情況，結(jié)果顯示實驗組學(xué)生寫作畢業(yè)論文時出現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)知識誤用的情況少于對照組。

本研究僅以一個年級的學(xué)生作為研究對象，且缺乏畢業(yè)后遠(yuǎn)期的教學(xué)效果評估，研究結(jié)果存在一定的局限性。

“數(shù)據(jù)素養(yǎng)—統(tǒng)計思維—分析方法”三段式教學(xué)方法目前取得了較好的教學(xué)效果，可提高學(xué)生利用統(tǒng)計學(xué)知識解決實際問題的綜合能力，可為教師講授統(tǒng)計學(xué)課程提供一種新的教學(xué)方法。