基于醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例教學(xué)實(shí)踐的內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生培養(yǎng)路徑研究*

趙紅燕 王愛民 黃一銘 王鳳琳 孔雨佳 王清華 石福艷△ 王素珍△

【提 要】 目的 通過研究內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫構(gòu)建及案例教學(xué)實(shí)踐情況,進(jìn)而為探索研究內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生醫(yī)學(xué)教育有效路徑提供實(shí)踐依據(jù)。方法 對近年來在國內(nèi)外發(fā)表的內(nèi)科學(xué)專業(yè)期刊上的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索及分析,從中找出常見的統(tǒng)計錯誤,選擇與內(nèi)科學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的臨床典型案例構(gòu)建醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫,并將案例庫應(yīng)用于內(nèi)科專業(yè)研究生的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)實(shí)際教學(xué)中。結(jié)果 本研究以與內(nèi)科學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的臨床案例為主要資料來源,針對科學(xué)研究中科研設(shè)計和統(tǒng)計分析方法常犯的錯誤,分別構(gòu)建了醫(yī)學(xué)科研設(shè)計案例庫、統(tǒng)計描述指標(biāo)選擇案例庫、統(tǒng)計推斷方法選用案例庫、多元統(tǒng)計分析方法案例庫和提高醫(yī)學(xué)論文統(tǒng)計學(xué)質(zhì)量的策略案例庫,并將該案例庫應(yīng)用于內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)實(shí)際教學(xué)過程中。此外,研究團(tuán)隊在教學(xué)過程引入前期相關(guān)科研成果作為例證對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解,使學(xué)生對所學(xué)統(tǒng)計分析方法的理解更加深入。結(jié)論 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫可為內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)提供真實(shí)的案例素材,可增加課堂內(nèi)容與臨床實(shí)際的密切聯(lián)系。基于案例庫的案例教學(xué)方法教學(xué)效果較好,是內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生醫(yī)學(xué)教育的有效路徑,該研究可為其他專業(yè)研究生培養(yǎng)路徑探討提供幫助。

我國現(xiàn)階段臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)強(qiáng)實(shí)踐能力和高科研能力并重、可適應(yīng)未來醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展需求的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才。于是,大部分醫(yī)學(xué)院校在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的同時,著力提升研究生的科學(xué)意識以及做科學(xué)研究的能力,尤其對科學(xué)學(xué)位研究生的培養(yǎng)更是如此。因此,培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)臨床醫(yī)學(xué)研究生首先需要培養(yǎng)學(xué)生的科研思維,增強(qiáng)學(xué)生的科研意識,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和臨床實(shí)際問題解決能力。臨床醫(yī)學(xué)研究生,特別是內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生的有效培養(yǎng)路徑對醫(yī)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)培養(yǎng)具有重要意義。

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生教育課程設(shè)置體系中的必修課,能夠為醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生從事醫(yī)學(xué)研究、撰寫論文、閱讀文獻(xiàn)方面奠定必要的基礎(chǔ),特別是在研究生培養(yǎng)過程中,能夠培養(yǎng)研究生的文獻(xiàn)識別能力、課題創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,在臨床專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)臨床醫(yī)學(xué)知識的同時,提升自身的科研素質(zhì)[1-4]。因此,熟練掌握常見的統(tǒng)計學(xué)方法已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)研究生的必備素質(zhì)。

然而,在臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)研究生的科研實(shí)際中,對醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)方法的誤用情況卻非常多見。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)因為概念抽象、邏輯性強(qiáng)等特點(diǎn),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不易理解、不得要領(lǐng),又因其公式繁瑣、運(yùn)算復(fù)雜令許多同學(xué)對其望而生畏。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)因其固有的課程特點(diǎn),在理論和實(shí)踐教學(xué)方法上與一般的醫(yī)學(xué)課程有所不同。傳統(tǒng)的填塞式講授方式較為單調(diào),理論課與實(shí)踐上機(jī)課脫節(jié),師生互動機(jī)會少,限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性,從而導(dǎo)致后期出現(xiàn)設(shè)計欠嚴(yán)謹(jǐn)、統(tǒng)計方法誤用、分析思路混亂、結(jié)果經(jīng)不起驗證,以及所寫的論文質(zhì)量低下等問題。對醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革,已經(jīng)成為國內(nèi)學(xué)者的共識,許多學(xué)校正在積極進(jìn)行著許多嘗試[5-9],其中,案例教學(xué)就是其中的有益嘗試[6-9]。臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生教育更加重視實(shí)際技能和實(shí)踐,更適合采用案例教學(xué),因而,建立系統(tǒng)化的案例庫成為必然。案例庫對于學(xué)生正確應(yīng)用醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)方法,解決實(shí)際臨床問題,提高科研技能具有重要意義。

近年來,本教學(xué)研究團(tuán)隊在案例庫構(gòu)建方面進(jìn)行了一些嘗試,針對內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生,設(shè)計并構(gòu)建了醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫,并將案例應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)之中,取得了良好的效果?，F(xiàn)將案例教學(xué)庫構(gòu)建過程中的一些經(jīng)驗和體會總結(jié)如下。

案例教學(xué)在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)中的重要性

案例教學(xué)實(shí)質(zhì)是一種啟發(fā)式教育,在實(shí)際操作中應(yīng)用典型的案例,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例教學(xué)是引用來自臨床實(shí)際或發(fā)表于某些醫(yī)學(xué)期刊的典型案例,有針對性地對統(tǒng)計方法進(jìn)行討論及分析,讓學(xué)生在臨床實(shí)際情景中領(lǐng)悟統(tǒng)計思想和理解統(tǒng)計方法,從而掌握課題統(tǒng)計設(shè)計的基本思路和過程,讓學(xué)生從統(tǒng)計學(xué)的學(xué)習(xí)中很自然地過渡到實(shí)際應(yīng)用。部分院校的三年制內(nèi)科學(xué)專業(yè)碩士研究生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)相關(guān)內(nèi)容,醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課堂教學(xué)中已經(jīng)實(shí)施了案例教學(xué),但多為模擬演練,與實(shí)際應(yīng)用差別較大。本教學(xué)團(tuán)隊把課堂上的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例教學(xué)模式進(jìn)一步向?qū)I(yè)拓展,指導(dǎo)內(nèi)科學(xué)專業(yè)碩士研究生將案例庫中的實(shí)際案例與自己科研過程中的具體問題相結(jié)合,在科研課題實(shí)施中掌握統(tǒng)計學(xué)分析方法,并盡可能借鑒他人的科學(xué)研究,觸類旁通,從而提高科研能力及文獻(xiàn)閱讀能力。

內(nèi)科學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫構(gòu)建

本教學(xué)團(tuán)隊在內(nèi)科學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫構(gòu)建過程中,首先對近5年國內(nèi)外發(fā)表的內(nèi)科學(xué)專業(yè)期刊上的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索及分析,并從中找出常見的內(nèi)科研究中的統(tǒng)計錯誤,然后按照如何正確選擇醫(yī)學(xué)科研設(shè)計方法、如何根據(jù)資料類型正確選擇統(tǒng)計學(xué)描述指標(biāo)及統(tǒng)計分析方法、如何提高醫(yī)學(xué)論文統(tǒng)計學(xué)質(zhì)量的策略的順序構(gòu)建案例庫[10]。案例選擇以與內(nèi)科學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的臨床案例為主要資料來源,以實(shí)際應(yīng)用過程中鮮活的具體實(shí)例為依托,針對科學(xué)研究中科研設(shè)計和統(tǒng)計分析方法常犯的錯誤進(jìn)行實(shí)例辨析、揭示產(chǎn)生這些錯誤的根源和危害性,并對如何正確應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析和解釋,進(jìn)而使案例具有較高的說服力和實(shí)用價值。

1.醫(yī)學(xué)研究設(shè)計案例庫構(gòu)建

針對醫(yī)學(xué)科研中常用的隨機(jī)化原則、對照原則、樣本含量估計,以及對研究設(shè)計類型誤用等問題構(gòu)建案例庫。在案例篩選過程中,團(tuán)隊教師發(fā)現(xiàn)許多臨床研究者容易將“配對設(shè)計資料”按照“成組設(shè)計資料”進(jìn)行分析;容易將“完全隨機(jī)設(shè)計的多組資料”分割為多個“兩組資料”進(jìn)行分析;容易將“析因設(shè)計資料”按“完全隨機(jī)設(shè)計的多組資料”進(jìn)行分析;容易將“重復(fù)測量設(shè)計資料”按照“多組獨(dú)立樣本資料”進(jìn)行分析。另外,許多研究限于臨床實(shí)際,在研究過程中,缺乏科學(xué)合理的樣本含量估計過程,大多數(shù)研究者根據(jù)經(jīng)驗或按照他人的研究文獻(xiàn)確定樣本含量?？傊?臨床相關(guān)專業(yè)研究者在課題實(shí)施過程中關(guān)于醫(yī)學(xué)研究設(shè)計的問題比較突出。

2.統(tǒng)計描述指標(biāo)選擇和統(tǒng)計推斷方法選用的案例庫構(gòu)建

針對統(tǒng)計描述指標(biāo)選擇和統(tǒng)計推斷方法選用過程中常出現(xiàn)的一些案例,結(jié)合統(tǒng)計分析內(nèi)容,教學(xué)團(tuán)隊對其進(jìn)行梳理及匯總,并分別構(gòu)建了案例庫。研究發(fā)現(xiàn),臨床專業(yè)研究生在統(tǒng)計描述指標(biāo)選擇方面誤用較多的情況有:均數(shù)和中位數(shù),率和百分比,發(fā)病率和患病率等,許多學(xué)者對這些術(shù)語的含義及應(yīng)用理解不清,從而導(dǎo)致出現(xiàn)相關(guān)術(shù)語表述混亂及誤用等情況。

另外,在整理案例的過程中發(fā)現(xiàn),研究者在統(tǒng)計推斷方法選用方面出現(xiàn)的問題也較多。常見問題主要有:(1)對多因素設(shè)計資料采用單因素分析方法的誤用。如,許多研究者將完全隨機(jī)設(shè)計的多組資料分解為多次獨(dú)立的兩兩比較資料進(jìn)行處理分析。(2)非參數(shù)檢驗方法與參數(shù)檢驗方法的誤用。許多研究者在選擇統(tǒng)計方法的過程中,并未對各方法的應(yīng)用條件進(jìn)行嚴(yán)格檢驗、核查,不考慮數(shù)據(jù)實(shí)際情況,直接套用t檢驗、方差分析等方法進(jìn)行處理。此外,對于Pearson相關(guān)和等級相關(guān)誤用情況也較多。

3.多元統(tǒng)計分析方法案例庫構(gòu)建

多元統(tǒng)計分析方法案例庫主要針對多重線性回歸分析、logistic回歸分析、協(xié)方差分析、生存分析等統(tǒng)計分析方法構(gòu)建的案例,同時附有臨床醫(yī)學(xué)研究中多元分析樣例展示及對差錯的辨析與釋疑,以減少繁雜的理論和公式陳述,增加實(shí)際應(yīng)用性[11]。在多元統(tǒng)計分析方法案例庫構(gòu)建過程中,團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)有關(guān)多重線性回歸分析方法的誤用情況較多。許多研究者忽視線性回歸分析應(yīng)用條件(如線性條件的判斷),不具體分析數(shù)據(jù)資料的情況,直接通過軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析并讀取結(jié)果。另外,在變量篩選過程中,忽視多重共線性的問題也比較突出。

4.提高醫(yī)學(xué)論文質(zhì)量的策略案例庫構(gòu)建

除了上述統(tǒng)計方法案例庫之外,研究團(tuán)隊以國際醫(yī)學(xué)期刊編委會(ICMJE)發(fā)布的《生物醫(yī)學(xué)期刊投稿統(tǒng)一要求:生物醫(yī)學(xué)出版物的寫作與編輯》中的常見研究設(shè)計形式及其報告標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn),建立醫(yī)學(xué)論文寫作案例庫,包括正確和錯誤形式兩類,通過兩類的辨析對比,幫助學(xué)生理解正確的論文格式和設(shè)計形式,進(jìn)而提高論文質(zhì)量。

內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫應(yīng)用實(shí)踐

我校為內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生開設(shè)了《臨床試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析方法》,授課過程中根據(jù)授課內(nèi)容從案例庫中選取相關(guān)的案例素材對相關(guān)方法進(jìn)行系統(tǒng)講解。通過臨床實(shí)際案例,培養(yǎng)學(xué)生基于臨床問題開展科學(xué)研究的科研思維,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性。所選用的案例資料主要為同行已經(jīng)發(fā)表的內(nèi)科學(xué)科研論文,也就是臨床工作中的真實(shí)案例,因而具有較高的說服力和啟發(fā)性,實(shí)用價值較高。該門課程已開設(shè)5年,學(xué)生普遍反映該課程選用的案例對于他們碩士課題研究具有很大幫助。

除了引用案例庫中的案例素材外,教學(xué)團(tuán)隊也選用課題組老師前期開展的一些科研成果作為例證對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入講解,從而使學(xué)生對所學(xué)統(tǒng)計分析方法的理解更加深入。例如,在講解多重線性回歸分析方法時,選用了研究團(tuán)隊前期的科學(xué)研究(腎病綜合征與氣象因素的關(guān)系)作為實(shí)例[12],對誤用多重線性回歸分析的結(jié)果進(jìn)行了對比展示,讓學(xué)生通過鮮活的實(shí)例目睹了誤用多重線性回歸分析方法后與實(shí)際情況截然不同的結(jié)果,從而加深理解多重線性回歸方法的應(yīng)用條件。具體使用過程中,分別采用多重線性回歸和廣義可加模型兩種方法分析了氣象因素(溫度、降雨量、日照時間、濕度、大氣壓和風(fēng)速)對腎病綜合征發(fā)病率的影響。多重線性回歸分析結(jié)果顯示,除大氣壓和日照時間外,其他四個因素對腎病綜合征發(fā)病率均有不同程度的影響,具體結(jié)果見表1。廣義可加模型分析結(jié)果顯示:六個氣象因素對腎病綜合征發(fā)病率的影響均有統(tǒng)計學(xué)意義,其中除了日照時間呈線性關(guān)系外,其他5個因素與腎病綜合征發(fā)病率之間呈非線性關(guān)系。尤其是溫度,非線性關(guān)系非常明顯,具體結(jié)果見表2和圖1。

圖1 氣象因素對腎綜合征出血熱月發(fā)病率的平滑函數(shù)圖

表1 氣象因素對HFRS月發(fā)病影響的多重線性回歸分析

表2 氣象因素對HFRS月發(fā)病影響的廣義可加模型分析

根據(jù)上述分析結(jié)果,再引導(dǎo)學(xué)生對該資料進(jìn)行線性趨勢及正態(tài)性檢驗等條件進(jìn)行判斷。正態(tài)性檢驗分析結(jié)果表明,除了日照時間外,其他5個因素均為非正態(tài)分布資料。

通過該實(shí)例的具體演示,加深了學(xué)生對線性回歸分析條件的深刻理解,讓學(xué)生明白在統(tǒng)計分析方法選擇過程中需根據(jù)現(xiàn)有資料特點(diǎn),合理選擇恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計分析方法,避免根據(jù)教科書實(shí)例而盲目“套用”統(tǒng)計分析方法的現(xiàn)象。

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例庫構(gòu)建及案例教學(xué)心得

本研究構(gòu)建的案例庫為內(nèi)科學(xué)研究生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)提供了真實(shí)的案例素材,增加了課堂內(nèi)容與臨床實(shí)際的密切聯(lián)系。案例庫建設(shè)和案例教學(xué)法的實(shí)施在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)學(xué)習(xí)中可以增加學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。教學(xué)形式的多樣化,強(qiáng)調(diào)了傳統(tǒng)的師承作用,使學(xué)生在課題實(shí)施過程中不斷積累統(tǒng)計知識和提高解決實(shí)際科研問題的能力。目前,該案例庫僅應(yīng)用于我校內(nèi)科專業(yè)碩士研究生的教學(xué)實(shí)踐中,對于其他臨床專業(yè)研究生或其他層次學(xué)生尚未使用。后期,研究團(tuán)隊將進(jìn)一步擴(kuò)大案例庫的使用范圍,結(jié)合各專業(yè)課時實(shí)際,逐步將案例庫應(yīng)用于臨床其他專業(yè)研究生、甚至是臨床專業(yè)本科生的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)之中。另外,教學(xué)團(tuán)隊后期將會針對學(xué)生發(fā)表論文的數(shù)量和質(zhì)量等情況進(jìn)行追蹤調(diào)查,從而對案例庫及其實(shí)施效果進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。

綜上,醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)課程已在我校多個專業(yè)、多個層次開設(shè),因此,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)構(gòu)建各專業(yè)學(xué)生的統(tǒng)計學(xué)教學(xué)案例庫是我們教學(xué)研究團(tuán)隊下一步的工作打算,希望在后期的統(tǒng)計學(xué)教學(xué)過程中,盡可能引用具有專業(yè)特色的案例素材進(jìn)行教學(xué)。另外,也希望本研究探討的內(nèi)科學(xué)專業(yè)研究生醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)案例教學(xué)實(shí)踐,可為其他專業(yè)研究生培養(yǎng)路徑提供科學(xué)依據(jù)及幫助。