科研式教学在“医学科研中的统计学方法”课程中的应用与思考

Reflection and application of research-based teaching in the course of “Statistical Methods in Medical Research”

摘要

目的 探讨科研式教学在“医学科研中的统计学方法”课程教学中的应用效果并为后续教学模式改进更新提供依据。 方法 采用科研式教学的研究生作为试验组（n=456），课程改革前的研究生作为对照组（n=135），比较两组间的理论及上机考试成绩，并通过问卷调查进行结果评价。 结果 试验组的理论成绩和上机成绩均优于对照组：（83.3±3.2）分vs.（81.6±4.3）分（P＜0.05），（82.1±2.9）分vs.（80.5±5.7）分（P＜0.05）。问卷调查结果显示，学生对课程改革效果满意且有助于后续科研能力的培养。 结论 以科研式教学为主线，注重统计学方法的实际应用，融入国际前沿科研方法和案例，取得了较好的教学效果。

Abstract

Objective To investigate the efficacy of research-based teaching in the instruction of "Statistical Methods in Medical Research" and lay the groundwork for enhancing and updating subsequent teaching mode. Methods Postgraduates who underwent research-based teaching were assigned to the experimental group (n=456),while postgraduates before the course reform were designated as the control group (n=135).A comparative analysis of theoretical knowledge and computerized test scores was conducted between the two groups,along with a questionnaire assessment. Results The experimental group demonstrated superior theoretical and computerized test scores compared with the control group:83.3±3.2 vs.81.6±4.3 (P＜0.05) and 82.1±2.9 vs. 80.5±5.7 (P＜0.05).Findings from the questionnaire survey revealed that students were content with the course reform outcomes,which contributed positively to the development of their future scientific research capabilities. Conclusion The implementation of research-based teaching mode, emphasizing the practical application of statistical methods and integrating international scientific research methodologies and case studies,has resulted in superior educational outcomes.

关键词

科学研究 / 教学改革 / 统计学

Key words

scientific research / teaching reform / Statistics

“医学科研中的统计学方法”是医学研究的重要方法学，也是许多高校研究生的一门必修课程。如何在该课程的教学过程中将医学科研中涉及统计学方面的基本理论知识、核心思想、技术方法教授给学生，对医学研究生后期开展科研工作至关重要^[1-2]。首都医科大学各专业研究生均需学习“医学科研中的统计学方法”课程，经过全体教师多年的不断探索和深化改革，在课程设计上强调以医学科学研究为主线，从教学内容、教学方法、教学手段、考试形式等多方面深化教学改革，取得了较好的教学效果，2019年该课程获批为“全国医药研究生精品建设课程”。

1 科研式教学模式改革方针

1.1 增加科研案例，改革教学内容

1.1.1 追踪国际热点，更新授课内容

从全球范围获取和应用最新的研究成果对学生的科研学习具有重要意义。因此，在该课程教学过程中，首都医科大学公共卫生学院的教师特别注重追踪国际热点以应对研究生后期科研工作的需求。这一亮点的设置使该课程授课内容更加紧跟时代潮流，为学生提供了与最新科研成果接轨的机会。在课堂中，教师全面讲解基础医学统计方法，并带领学生深入了解该课程的发展历史，辅助学生构建基础的统计学观念。同时，教师密切关注医学统计学领域的最新进展、前沿理论方法和国际研究热点，引入最新的研究进展和方法，激发学生探索欲望、拓宽学生眼界、满足学生学习需求。该课程整体设计分为了解、掌握和理解三个层次，层层推进以逐步引领学生深入学习。为进一步帮助学生更好地学习该课程，从不同的视角吸收前沿研究成果，教师定期与国外专家进行交流和讨论、了解最新的研究进展和方法、分享经验和成果，从而及时更新教学内容，启发学生对学科问题的深入思考，激发其创新意识和科研兴趣。这一方式也有助于建立跨学科的科研合作，促进国际间的学术交流。此外，教师共同建立经典案例数据库供教学使用，为学生提供更多学习资源与机会，帮助学生更好地将所学知识应用于实际科研课题中，培养其解决问题的能力。这种教学方式使得学生对于医学统计学的了解不再局限于书本内容，能够更好地了解相关领域的最新发展动态，并与国际前沿接轨，拓展对这一学科的思考与认识。

1.1.2 弱化统计理论，强调切实应用

为提升学生解决实际问题的能力，并培养其科研思维和科研能力，教师在课堂授课中采用丰富的教学手段。首先，教师降低统计学理论教学的比例，增加实际科研应用的分享，将自身的项目经验融入课堂教学，使学生能够更好地理解理论知识与实际应用的关系。其次，教师采用理论教学和软件实际操作相结合的方式。通过让学生进行软件操作，将理论知识应用到实际案例中，帮助学生将理论与实际应用相结合，提高解决科研问题的能力。另外，教师逐步增加实验教学的比例。在实验教学中，学生通过自主思考解决问题，巩固课堂所学的知识，并将其应用到实际情境中，教师则在适当时机加以点拨，解答疑难。这种实验教学的方式不仅能够提高学生对统计学的理解，还能够培养其在科研问题中的应对能力。丰富的授课方式使得教学内容不再局限于纸上谈兵，而是真正融入到实际应用中。教师的项目经验和实践分享帮助学生更好地理解和应用统计理论，培养他们解决科研问题的实际操作能力。而实验教学的引入也为学生提供了更多的实践机会和更大的锻炼空间，促使学生更好地理解统计学的概念，培养了科研思维和科研能力。

1.1.3 模拟学术研究，启蒙科研思维

为启发学生科研思维，并与后续科研课题接轨，教师采取多种方式引导学生模拟学术研究。首先，教师组织学生分组查阅大量相关科研文献。通过阅读高质量文献，促进学生了解最新研究进展和前沿理论，同时培养其对科学研究的兴趣，引发其对科学问题的思考；并鼓励学生撰写开题报告和科研计划书，锻炼其科学写作能力和科研思维。其次，教师关注有影响力的医学期刊对相关主题的报道并及时进行检索，如《新英格兰医学杂志》《柳叶刀》《美国医师协会杂志》和《英国医学杂志》。通过评析经典科研文献和介绍一流的科研案例，帮助学生理解优秀科研案例的设计。同时，教师组织学生对文献中的统计学方法进行分析和讨论，梳理理论知识和实际问题间的联系，促进学生切实理解实际科学研究。此外，教师注重培养学生的理论联系实际能力，鼓励学生客观评价研究实例，深入思考科学问题的提出与科学研究的设计，使学生获得批判性的思考能力和独立研究的能力^[3-5]。通过教师的引导，学生能够从检索文献到提出科学问题再到解决实际案例，完整模拟学术研究的过程。这种科研启蒙的教学方式不仅可以启发学生的科研思维，还能够让学生了解科研的全过程，培养其对科学研究的兴趣和热情^[5-6]。

1.2 紧跟现代技术，改革教学方法

1.2.1 基于“互联网+”的案例教学方法

作为医学生的必修课程，“医学科研中的统计学方法”教学目的不仅是掌握基础医学统计学相关知识理论，更在于使学生具备软件操作和实际应用的能力。例如，学生在实际应用时，可以正确运用相应理论，纲举目张、抓住主要问题，客观思考、条分缕析阐明现象所在，并解决问题。为改善当前教学问题（课程内容抽象、理解困难等问题），提升学生学习兴趣，教学过程充分利用“互联网+”带来的多种学习资源和教育教学素材^[6-8]，例如丰富授课形式（采用小组讨论等方式激发思维）、充实授课内容（选取实际案例和多媒体课件生动形象地教授知识、引人入胜）、师生充分的互动（及时捕捉学生理解难点），为学生营造积极向上的课堂学习氛围。教师在课堂教学中因地制宜地选择适宜的实际案例和科研经历，结合相关统计理论和教学纲领，融入教学授课之中，便于学生理解与感悟。针对不同专业的学生，通过互联网搜集不同专业的教学案例。例如：对临床医学专业学生选择内科、外科、妇儿科等临床科室的典型治疗案例进行教学；对药学专业学生可以以药物临床研究案例为例进行教学；等等。

1.2.2 启发及研究式教学方法

教师在教学中采用研究式教学方法，注重启发学生。通过这种方式，学生能够根据案例和文献进行观察和思考，发展自己的思维能力。此外，教师还会选择经典案例，加强学生对统计方法和数学原理的理解，并与学生深入讨论问题，因材施教。教师在教学过程中不仅传授理论知识和软件操作，还采用启发式教学点拨学生对实际应用和前沿理论的认知，加强学生理解能力。为此，教师选取经典的错误统计方法案例，并与相应的正确案例进行对比，直观展示统计学中常见的错误和计算上的错误。这一教学方法能够帮助学生拓展解决实际问题的相关视野和思维能力。同时，教师指导学生挖掘最新的学术论文，了解领域的先进发展，并进行深入研讨^[8]，提升学生对最新理论应用的敏感性和思辨能力。在讲授过程中，教师结合大量的科研实际应用案例，培养学生对医学科研数据的分析能力，增强其在医学领域解决实际问题的科研能力。

1.3 强化实践环节，改革教学手段

1.3.1 提升统计软件操作技能

该课程的教学目标是讲解统计学概念，使学生深入理解并在实际应用中培养较高的统计思维素质和数据处理能力，让学生能够灵活地运用各种统计学知识解决复杂的科研问题。为了实现这一目标，将在教学中增加更多的实践内容^[9]。总教学时数为54学时，其中34学时用于理论学习，20学时用于实践学习。实践部分的教学内容主要围绕医学领域中的统计学方法展开，并借助“互联网+”的教学资源扩展学生学习内容。课程配套设计相应的教学方式和学生作业，包括整理统计学资料、实际操作统计学相关软件、撰写实验报告以及参与虚拟案例项目的研究等，帮助学生全方位地深入学习统计学知识。通过多种实践活动，学生将深入地理解统计学的应用，增强数据分析和实验研究能力。在教学设备方面，学校配备了多媒体教室，建成了现代化图书馆，装备了先进的数字化互动式实验室，学院建立了中心实验室，为课程建设提供了必要的基础设施保证；在实践教学设备方面，学系共有160台计算机，可以进行不同层次、不同专业的医学统计学软件实验，能够满足该课程的计算机实验教学需求；在软件配备方面，公共卫生学院已购买SAS 9.4、SPSS正版软件，供各专业研究生统计软件操作，能够保证单人单机进行实验教学。

1.3.2 搭建网络资源共享平台

在“互联网+”时代背景下，学生可以运用广阔的网络环境搜集学习资料和相关资源，并且可以接触学术论坛等平台，与他人共同研究讨论相应学术问题^[10-11]。因此，为创造更适宜的学术学习环境，学校建立网络平台，以供教师和学生等相关人群交流和学习。在具体应用上，将纸质资料转化为电子媒体，并增加动画演示等多媒体形式，方便查阅、传播和学习理论知识。例如，将纸质版教材和习题集转为电子化教学材料，方便查阅检索，并辅以动画表现，能够更直观地展现知识的全貌。通过寓教于乐的方式提升学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性和积极性。此外，建立校园内部的网络教学平台，内置了国内外丰富的教学资料和视频，与其他高校和研究者进行互动交流。在课堂之外的学习实践中，学生可以利用网络平台，结合丰富教学资源，巩固基础知识，掌握学科的理论知识，并进行统计学软件操作的实践。通过建立网络平台和使用电子化教材，学生可以更方便地获取教学资源和学习资料，同时享受到多媒体展现形式带来的更好的学习体验。校园内部网络教学平台为学生提供更大的学习空间和交流机会，让他们能够与其他高校和研究者进行互动，拓宽视野，获取更丰富的教学资源和学术资料。网络平台的使用有助于增强学生的自主学习能力和实践操作能力，促进学生更好地运用统计学方法解决实际问题。

1.3.3 课上学习课下实践相结合，考核形式多样化

教师应鼓励学生参与课外科研实践活动（第二课堂或教师的科研项目），形成由理论到实践再到理论的良性循环过程^[12-13]。相较于理论课的集中教学，实践课采用小班教学。即由多名教师带领，分成多个学习小组，在计算机机房以小组讨论、案例处理的多种方式进行实践学习。此外，在科研活动方面，一部分由拥有研究课题的教师带教1~2名学生，深入参与科研项目，掌握一定的软件操作技能。另外一部分教师将带领部分学生进行现场调查研究，掌握线下理论应用。该过程将持续4个月左右。

该课程注重全面培养学生能力，促进学生夯实基础，多方向发展。通过综合应用多种教学手段包括课堂实践、小组讨论^[14-15]、师生之间深入交流、各个环节全方面双语教学、学生科研案例实习，让学生真正掌握统计学的真谛，为其以后进入实际工作岗位打下坚实的科研方法学基础。

2 科研式教学模式应用评价

2.1 研究对象与方法

2.1.1 研究对象

“医学科研中的统计学方法”课程改革以来，将近两届456名全体研究生作为试验组，并纳入课程改革前135名研究生作为对照组，所有参与者均完成课程学习及考核。

2.1.2 统计分析方法

采用SPSS 25.0软件进行相关数据的统计分析，计量资料采用(\overline{x}±s)表示，组间比较采用t 检验；计数资料采用n(%)表示，组间比较采用χ²检验。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2.1.3 教学效果评价

该课程考试将平时上课与综合考试结合、理论与软件操作结合^[12]。依据学生撰写论文综述、研究论文，优秀论文参与学校或省以上单位评奖，占总成绩的20%；每次上机软件操作占总成绩的20%；综合卷面考试占总成绩60%。采用问卷调查的方法，调查在科研式教学模式下研究生对学习该课程的主观评价。该问卷由教师设计，包括课程设置是否合理、学习效果是否良好等问题。

2.1.4 质量控制

上机软件操作和综合卷面考试试卷由两名教师出题，试卷进行保密封装；考场由两名教师负责监考；考试结果由三名教师进行批改，以保证成绩的准确性。问卷调查采用匿名调查，在课程结束后电脑端统一进行，无法漏选或多选，保证问卷调查结果的有效性。

2.2 结果

2.2.1 问卷调查

研究对教学效果问卷调查。问卷调查对象为“医学科研中的统计学方法”课程改革以来近两届456名全体研究生，一共发出问卷456份，收回456份。其中，男性占43.20%，女生性占56.80%；临床医学专业研究生占59.00%，口腔医学专业研究生占24.56%，儿科学研究生占16.45%。问卷调查结果显示，对教学内容改革的满意度评价特别满意或者比较满意的占46.49%和51.32%；对教学方法与手段改革的满意度评价为特别满意的占91.67%；48.25%和48.46%的研究生对考试形式改革的满意度评价为特别满意和比较满意；48.90%和48.03%的研究生对考试内容改革的满意度评价为特别满意和比较满意；93.64%的研究生对课程内容总体设置的难易程度评价为难易程度适中；73.90%的研究生对课程提供的科研案例接受程度评价为容易接受；93.42%的研究生对科研式教学对科研能力提升的评价为有很大帮助（如表1所示）。

2.2.2 考核成绩

将教学改革后的456名研究生与教学改革前的135名研究生的理论和上机成绩进行比较，结果显示教学改革后学生的理论和上机成绩均高于改革前学生的理论和上机成绩，差异具有统计学意义（如表2所示）。

3 结束语

该课程以科研为主线，以培养学生发现问题、分析和解决问题的能力为核心，采用线上线下、课上面授、课下第二课堂、课下学生创新项目以及网络资源共享课程等多种模式为一体，不断深化教学改革，将课堂理论教学、科研案例分析和实验实践密切结合，充分调动学生学习的积极性，培养学生深入观察、谨慎思考的科研思维，提高了研究生的科研意识和数据处理能力，为学生今后开展科研工作提供了方法学支撑。许多师生主动寻求与临床医生的科研合作，通过鼓励学生积极参与临床数据分析的科研活动，也扩大了该课程的影响力。目前已有40多名研究生参加全国SAS软件操作大赛、统计建模竞赛和科技创新等活动，获得了一等奖、二等奖或优秀奖。“医学科研中的统计学方法”课程的学习，显著提高了研究生医学数据统计分析和科研创新能力，课程教学取得了较好的效果。

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基金资助

国家自然科学基金面上项目(82073668)

首都医科大学教学改革项目(2019JYJX026)