基于SPSS的《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)探索

張利萍　吳秀峰　鄭彥玲

【摘 要】作為高等醫(yī)藥類院校本科低年級(jí)教育的一門基礎(chǔ)課程，《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》不僅保持?jǐn)?shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)科的知識(shí)體系，更強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計(jì)理論與醫(yī)藥實(shí)際相結(jié)合，突出學(xué)科發(fā)展成果在醫(yī)藥專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式有利于學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，但繁瑣的計(jì)算導(dǎo)致學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣降低且不能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。統(tǒng)計(jì)軟件的發(fā)展使繁瑣的統(tǒng)計(jì)計(jì)算變得簡(jiǎn)單，其中操作、編程簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大的SPSS軟件使得不具備編程思想的低年級(jí)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)統(tǒng)計(jì)知識(shí)成為可能。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)；SPSS；實(shí)驗(yàn)課

1 《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》課程地位

《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》是一個(gè)有特色的數(shù)學(xué)分支。該課程從數(shù)量側(cè)面研究客觀世界中隨機(jī)現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)規(guī)律，其專門針對(duì)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，有自己獨(dú)特的概念和方法[1]。

通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)熟練掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的基本理論和分析方法，能熟練運(yùn)用基本原理解決某些實(shí)際問(wèn)題。該課程也是訓(xùn)練本科學(xué)生不確定思維的最重要的課程之一。為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造性人才，本課程的培養(yǎng)目標(biāo)定位于引導(dǎo)學(xué)生從傳統(tǒng)的確定性思維模式進(jìn)入隨機(jī)性思維模式，使學(xué)生掌握處理在研究問(wèn)題中出現(xiàn)的隨機(jī)問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法。同時(shí)強(qiáng)調(diào)注重理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2 傳統(tǒng)教學(xué)方式及其缺點(diǎn)

《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》是藥學(xué)、中藥學(xué)、臨床藥學(xué)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。教學(xué)過(guò)程多年來(lái)以理論教學(xué)為主，教學(xué)內(nèi)容由概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)兩部分組成，主要介紹：隨機(jī)事件及其概率、隨機(jī)變量及其分布、隨機(jī)變量的數(shù)字特征、隨機(jī)抽樣及抽樣分布、抽樣估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)，方差分析、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析、相關(guān)與回歸分析等內(nèi)容。課程內(nèi)容側(cè)重于講解概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本理論與方法，同時(shí)在教學(xué)中結(jié)合專業(yè)的特點(diǎn)介紹性地給出在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。課程的任務(wù)在于使學(xué)生初步掌握處理隨機(jī)現(xiàn)象的基本理論和方法，培養(yǎng)他們解決某些相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的能力。

在教學(xué)過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，概率論部分理論性較強(qiáng)，古典概型的計(jì)算技巧性強(qiáng)，分布函數(shù)的計(jì)算難度較大；數(shù)理統(tǒng)計(jì)部分具有極其廣泛的應(yīng)用，但檢驗(yàn)方法較多，手工計(jì)算量很大。傳統(tǒng)的教學(xué)方式以手工計(jì)算為主，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感覺(jué)理論枯燥，計(jì)算繁瑣，應(yīng)用困難。

3 實(shí)驗(yàn)輔助理論教學(xué)的必要性及課程設(shè)置探討

作為一門方法論的學(xué)科，傳統(tǒng)的純理論教學(xué)方式不能有效培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，繁瑣的計(jì)算降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何改進(jìn)教學(xué)方法，與時(shí)俱進(jìn)，諸多高校教師從不同角度提出了各自的見(jiàn)解和建議[2-4]。

為提升理論知識(shí)的實(shí)用性，開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課是成為教學(xué)中必要的環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的有效手段[5-7]。通過(guò)習(xí)題課和上機(jī)練習(xí)，可以幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行階段性總結(jié)，提高解題能力。教會(huì)學(xué)生正確使用統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，掌握基本的統(tǒng)計(jì)分析功能和使用方法，對(duì)于提高學(xué)習(xí)效率有很大幫助。SPSS界面友好，操作簡(jiǎn)單，統(tǒng)計(jì)分析功能強(qiáng)大，對(duì)于不具備編程基礎(chǔ)的低年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)容易上手。以祝國(guó)強(qiáng)主編的《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》為例[8]，根據(jù)理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，我們可以設(shè)置基于SPSS軟件的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容如下[9-10]：

第一章：隨機(jī)事件及其概率

實(shí)驗(yàn)一：SPSS軟件入門

（1）軟件安裝與運(yùn)行；

（2）認(rèn)識(shí)窗口及功能；

（3）變量、數(shù)據(jù)文件及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置；

（4）輸出信息的編輯。

第二章：隨機(jī)變量及其分布

實(shí)驗(yàn)二：隨機(jī)變量與分布函數(shù)的應(yīng)用

（1）掌握常見(jiàn)的離散型隨機(jī)變量的概率分布相關(guān)函數(shù)

1）學(xué)習(xí)與兩點(diǎn)分布相關(guān)的三個(gè)SPSS函數(shù)：PDF.BERNOLLI（quant， prob），PDF.BERNOULLI（quant， prob），RV.BERNOULLI（prob）；

2）學(xué)習(xí)與二項(xiàng)分布相關(guān)的三個(gè)SPSS函數(shù)：PDF.BINOM（quant， n， prob），PDF. BINOM （quant， n， prob），RV. BINOM （n， prob）；

3）學(xué)習(xí)與泊松分布有關(guān)的三個(gè)SPSS函數(shù)：PDF.POISSON（quant， mean），PDF. POISSON （quant， mean），RV. POISSON （mean）；

（2）掌握常見(jiàn)的連續(xù)型隨機(jī)變量的概率分布相關(guān)函數(shù)

1）學(xué)習(xí)與指數(shù)分布有關(guān)的三個(gè)SPSS函數(shù)：PDF.EXP（quant， shape）， CDF.EXP（quant， shape）， RV.EXP（shape）；

2）學(xué)習(xí)與正態(tài)分布相關(guān)的SPSS函數(shù)：PDF.NORMAL（quant， mean， stddev）， CDF.NORMA（quant， mean， stddev）， RV.Normal（mean， stddev）；

（3）熟悉SPSS中隨機(jī)變量的7類函數(shù)（CDF， IDF， PDF， RV， NCDF， NPDF， SIG）

（4）了解隨機(jī)變量與分布函數(shù)的應(yīng)用

1）符合分布要求的隨機(jī)數(shù)生成；

2）概率密度函數(shù)與累積概率密度函數(shù)的應(yīng)用及SPSS實(shí)現(xiàn)。

第三章：隨機(jī)變量的數(shù)字特征

實(shí)驗(yàn)三：統(tǒng)計(jì)描述

（1）SPSS軟件計(jì)算均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤差、頻數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)、分位數(shù)；

（2）SPSS軟件計(jì)算全距、方差和標(biāo)準(zhǔn)差；

（3）SPSS軟件計(jì)算峰度、偏度、標(biāo)準(zhǔn)化Z分?jǐn)?shù)及其線性轉(zhuǎn)換。

第四章：隨機(jī)抽樣及抽樣分布

實(shí)驗(yàn)四：生成和編輯統(tǒng)計(jì)圖

（1）利用SPSS進(jìn)行頻數(shù)分布分析；

（2）掌握利用SPSS生成基本統(tǒng)計(jì)圖形：直方圖、條形圖、圓圖、散點(diǎn)圖；

（3）熟悉常用的其他幾類統(tǒng)計(jì)圖形SPSS生成過(guò)程：線圖、面積圖、高低圖、箱圖和誤差條圖；

（4）了解運(yùn)用SPSS生成交互圖、帕累托圖和控制圖。

第五章：抽樣估計(jì)

實(shí)驗(yàn)五：基本統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程及結(jié)果的解釋

（1）描述統(tǒng)計(jì)（Descriptives）；

（2）探索分析（Explore）。

第六章：假設(shè)檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)六：均值比較與檢驗(yàn)SPSS操作

（1）Means過(guò)程；

（2）單一樣本的T檢驗(yàn)；

（3）兩獨(dú)立樣本的T檢驗(yàn)；

（4）兩配對(duì)樣本的T檢驗(yàn)。

（5）二項(xiàng)分布檢驗(yàn)；

（6）游程檢驗(yàn)；

（7）兩個(gè)獨(dú)立和多個(gè)獨(dú)立樣本檢驗(yàn)；

（8）兩個(gè)相關(guān)樣本和多個(gè)相關(guān)樣本的檢驗(yàn)；

（9）卡方檢驗(yàn)過(guò)程。

第七章：方差分析

實(shí)驗(yàn)七：方差分析實(shí)驗(yàn)

（1）方差分析過(guò)程；

（2）單因素方差分析；

（3）單因變量多因素方差分析；

（4）多因變量線性模型的方差分析；

（5）協(xié)方差分析；

（6）重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)的方差分析；

（7）方差成分分析

第八章：正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)八：正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析[11]

（1）利用SPSS創(chuàng)建正交表并錄入數(shù)據(jù)；

（2）數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析。

第九章：相關(guān)與回歸

實(shí)驗(yàn)九：相關(guān)與回歸分析

（1）SPSS相關(guān)分析過(guò)程；

（2）兩個(gè)變量間的相關(guān)分析；

（3）偏相關(guān)分析；

（4）距離分析；

（5）線性回歸及曲線估計(jì)。

相較于SAS，R，Stata等統(tǒng)計(jì)軟件，SPSS軟件的可視化主窗口易學(xué)易用，對(duì)于不具備編程思想的低年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，更容易學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合理論教學(xué)進(jìn)度，以SPSS軟件輔助理論課教學(xué)，這種方式不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且提升了應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以通過(guò)SPSS軟件快速實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，繪制常用的統(tǒng)計(jì)圖，假設(shè)檢驗(yàn)，方差分析，相關(guān)與回歸分析等。通過(guò)選取試點(diǎn)班級(jí)對(duì)比，開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課輔助教學(xué)班級(jí)普遍反映更容易理解和靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，提高了學(xué)習(xí)興趣。

4 結(jié)論

《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》課程主要的教學(xué)目的，是使學(xué)生掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念，了解它的基本理論和方法，使學(xué)生初步掌握處理隨機(jī)現(xiàn)象的基本思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)課程如《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》、《醫(yī)用多元統(tǒng)計(jì)分析》等課程打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的單一理論教學(xué)方式和純手工數(shù)據(jù)處理方法偏于落后，結(jié)合現(xiàn)代的統(tǒng)計(jì)軟件輔助理論教學(xué)是大勢(shì)所趨。SPSS具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與分析能力，界面友好，簡(jiǎn)單易操作，非常適合作為醫(yī)學(xué)院校低年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法》課程的輔助實(shí)驗(yàn)工具。對(duì)于低年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)以理論教學(xué)內(nèi)容為參考，以入門和基礎(chǔ)為主。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]