新醫科背景下基于應用場景的CBL 教學模式應用探索
——以醫藥數理統計課程為例

趙瑜，馮天義，李江平，溫靜，楊甲飛

(寧夏醫科大學 公共衛生與管理學院，銀川 750004)

為適應新一輪科技革命和產業變革的要求，探索符合新時代需求的新醫科人才培養體系對于醫學教育改革至關重要，2018 年教育部提出加快實施“六卓越一拔尖”計劃2.0，提出了從治療為主到兼具預防治療、康養的生命健康全周期醫學的“新醫科”理念[1]。近年來，隨著大數據和各類基因組學等海量醫藥生物數據的廣泛產生，學生對這些本學科的前沿發展和整體學科在大數據和信息變革環境下的變化無所適從。數據的產生給醫學領域帶來了新的變革和挑戰[2]，由于數據具有規模大、實時性強、來源豐富和結構復雜等特點[3]，如何利用合理的統計方法挖掘有用的信息，培養學生具備較強的實驗、臨床數據統計分析能力是綜合提升崗位勝任力的必然要求。在此背景下，適應社會發展需求，將基于不同學科應用場景的案例與醫藥數理統計課程有效地融合，讓學生將科研設計、統計方法抉擇和SPSS 軟件使用等多門課程相互銜接，能夠為將來的醫學科研與臨床實踐打下堅實的基礎，成為醫藥數理統計課程改革必須面對的重要問題。

一 醫藥數理統計課程教學現況分析

生物醫藥大數據背景下的醫藥數理統計課程已成為了各高等醫學院校醫藥生物相關專業學生的一門重要基礎必修課程，其與醫藥學課程的交叉融合程度也直接影響著培育學生在做實驗、臨床統計、疾病的發病率及藥物試驗等各個方面的創新思維和分析解決問題的能力。然而，在實際的教學過程中，由于學生和教師都缺乏對醫藥數理統計課程上的需求和供給的對接，導致了學生不了解、不理解自己所學能干什么，老師也沒辦法充分應用現代化的教學方法和手段為學生提供更多其關注的信息，從而出現了一些有待改進的地方[4-5]。以筆者所在學校為例，目前開設的醫藥數理統計課程，共計72 學時，其中理論課48 學時，實踐課24 學時。許多本科生在初步接觸醫藥數理統計課堂的時候，只是盲目地了解課程設置中開設了這樣一門和數學相關的課程，并不了解他們在何時、何地、何種應用場景需要使用這些技能，因此，從課程一開始就缺乏對“應用場景”的理解，導致教師講解多，學生被動接受。然而，高年級的本科生在做畢業實驗(論文)或者研究生在完成自己論文課題的時候，才發現許多地方醫藥數理統計課程都能夠為他們帶來工具上的極大支持。于是，反過頭來再重新學習或者向統計老師咨詢相關的統計模型方法選擇、軟件使用和數據分析等方面的問題。據項目組所在的流行病和衛生統計教研室不完全統計，每年要向各級各類醫學生開展統計咨詢百余次，而這些“回頭學”的學生由于了解了醫藥數理統計課程將會成為助力其完成科研或學習任務的有力工具，學習的態度端正且熱情特別高，同時表明在本科階段開設醫藥數理統計課程之初，自己也應該認真系統地學習這門課程。然而，由于在醫藥數理統計課程中沒有認真系統的學習，補來的內容往往缺乏完整性、系統性，進而導致常常會出現誤用、濫用統計模型、方法，數據的處理、分析缺乏相應的基本步驟和技巧，往往會事倍功半，適得其反。

與此同時，由于統計學科自身的特點，在教學過程中存在著內容抽象、學習任務重和學生基礎較為薄弱等問題，特別是在學生中廣泛缺乏學習能動性，學生在學習了醫藥數理統計這門課程之后不知會在何種“應用場景”下使用，能夠幫助自己在今后的學習和科研生活中扮演什么樣的角色，缺乏詳盡和準確的導向性理解。學生繼而在醫藥數理統計學習中出現興趣不足、應用場景不清晰、目的不明確的問題，從而導致目前該課程的實際授課后效果差強人意。

二 分層CBL 教學在醫藥數理統計課堂的應用策略

隨著現代化教育教學方法和技術的不斷發展，更多新的教學方法和教育技術被廣泛地應用于各種各樣的統計學課程來提高授課效果和學生的學習效率[6-7]。CBL(Case-Based learning，案例式學習)教學模式是一種較為傳統的教學方法，在醫學教育中近些年逐漸被重視和應用[8-11]。教師可以通過對典型案例的分析，幫助學生建立統計思維，提升其獨立分析和解決自身研究中統計學問題的能力。傳統的分層教學就是教師根據學生現有的知識、能力水平和潛力傾向把學生科學地分成幾組各自水平相近的群體并區別對待，這些群體在教師恰當的分層策略和相互作用中得到最好的發展和提高。

考慮到醫藥數理統計這門學科對于醫藥生物相關專業的學生而言，關鍵是要讓他們學會如何提高動手能力和數據分析處理能力，而實際教學過程中學生的掌握情況也有許多的不同，要想調動更多學生的積極性就需要讓學生參與其中，多動手多動腦，如果要按照傳統的分層教學教學方法，由于學生人數多，效果很難保證，而考慮知識內容的分層更具有可操作性。因此，我們需要將原有的教學內容，從“應用場景”的視角出發[12-13]，優化課程體系，合理擬定分層課程目標(如基礎目標、提高目標、拓展目標)，在不同的目標標定下設置生物藥學等數據相關的教學案例，結合學校在線學習平臺等混合教學技術，及時了解學生掌握情況，實現教學任務的順利開展和完成。學生對所學知識能幫他們解決工作和生活中哪些實實在在的問題有了更加清晰的認識，激發了學習興趣和熱情，也提高了實際數據的分析能力。

基于上述分析，我們根據學生專業背景對教學目標進行整合，如圖1 所示。如在前三章中，我們以數據資料的類型及其表達和描述為主要案例，在第4 章我們借助統計圖、表對數據進行有效描述和可視化為主要案例，在第5—8章，我們以差異性分析的統計分析及方法抉擇為主要案例，在第9—10章，我們以變量間相互依賴關系的統計分析為主要案例，最后，我們以統計分析中常見的錯誤辨析為主要案例。

圖1 醫藥數理統計課程分層CBL 教學分解實施路徑

我們對不同的案例類型，在理論課和SPSS 實踐課的過程中進行了知識點的對應和基于應用場景的案例解析。

案例1：對臨床藥學、藥學、生物技術專業的學生，引入糖尿病患者的影響因素的案例，將研究人群分為病例和對照組，特征包括年齡(定量)、性別、體質指數(BMI)、慢性病史、健康行為、社會支持和服藥依從性等。在進行分析時，這組數據既有定性又有定量數據，既有正態又有偏態數據，還有差異性比較的結果，如何進行整合？這個案例就結合了描述性分析和統計圖表的知識點，又讓學生明白正態分布數據用x±S 來描述、偏態數據用中位數和四分位數間距來描述、分類數據用n 和%共同描述，并對如何利用SPSS 軟件來計算上述指標進行演示講解。

案例2：配伍及煎煮方法對麻黃湯中桂皮醛含量的影響，A 為麻黃湯全方合煎劑，B 為麻黃湯分煎合并樣品液，C 為桂枝樣樣品液，樣品含量測定結果(mg/劑)，判斷三種樣品的桂皮醛含量是否不同。在進行分析時，首先對各組的桂皮醛含量進行描述性統計，對桂皮醛含量進行正態性和方差齊性檢驗，然后根據檢驗結果進行統計學分析思路的抉擇，看看是要進行單因素方差分析還是Kruskal-Wallis H 檢驗，并討論當檢驗結果具有統計學意義時還需要進行多重比較以明確哪兩種樣品的桂皮醛含量有差異，最后對如何利用SPSS 軟件實現上述過程進行演示講解。

通過類似這樣的從統計分析案例的目標出發，利用不同的統計手段來實現這些目標，并用SPSS 等統計軟件實現的全過程教學，實現了基于學生專業背景的應用場景醫藥數理統計課程教學模式。利用具有典型性、針對性、應用性和示范性的案例讓學生深入理解知識點、明確知識點在整個統計分析過程中的作用和實現。

實踐課練習后，我們針對不同章節的案例，提出如下問題讓學生總結凝練課堂所學知識：①該資料的類型？②變量的分布特征？③應采取何種關聯性(差異性、描述性)分析的方法？④分析方法在SPSS 中如何實現？結果如何解讀？⑤分析問題過程中的注意事項(常見錯誤的辨析)有哪些？最后，在課程結束后，學生須完成上機手冊及擴展練習題。并且在學校在線學習平臺布置作業，題目采取線上方式，學生可以不受時空的限制，隨時隨地解答。還將常用的統計學方法的SPSS 操作過程錄制成微視頻和操作手冊，上傳至學校在線學習平臺，供對計算機能力較差的學生反復觀看、練習。

三 分層CBL 教學實施效果評價

通過近年的教學實踐運行，證明基于應用場景的分層CBL 教學模式是可行有效的。在學期考試結束后，分別對實施了分層CBL 教學模式的2019 級學生和未實施CBL 教學模式的2018 級學生利用問卷星開展了教學效果調查。調查2018 和2019 級學生共332名，其中女生占70.73%，比較了學生對課程的需求及案例教學的模式和滿意度。

針對案例出現的時間，有28.05%的同學認為應該在課前準備階段提出，28.66%的同學認為應該在課堂提出，而19.51%的同學認為應在課程結束前總結提煉；針對案例的引出方式，有43.09%的同學認為應該先學習知識點，后聯系實際案例，有25%的同學認為應使用將教學內容進行模塊化分類并結合典型案例進行教學的方法，而有13.41%的同學認為應該先案例，再引出知識點；針對案例教學的課堂呈現時間結點，69.51%的同學認為應在理論和實踐課均呈現，相對而言，只在理論課(16.46%)或實踐課(14.02%)呈現的比例較少。此外，針對案例教學的課堂呈現形式，55.49%的同學更趨向于視頻和文字材料相結合的方式。

由表1 可知，實施分層CBL 教學模式前后滿意度具有顯著的統計學差異，表明對2019 級實施分層CBL教學模式學生的滿意度有顯著的提高(P＜0.05)。此外，還對2018 級和2019 級同學的成績進行比較分析，2018級中位成績73.5分，2019 級中位成績77.6分，兩組成績均不符合正態分布，利用兩組的秩和檢驗分析，2019級同學成績高于2018級，且差異具有統計學意義(P＜0.05)。

表1 實施分層CBL 教學模式前后滿意度比較

此外，學期末通過一學期的CBL 教學，有89.03%的同學都認同這樣的教學模式，認為課堂氛圍好，能夠對案例進行充分的討論，選取的案例具有典型性和代表性，切換專業課程背景，師生準備充分，課上有“干貨”。

四 結束語

考慮到新醫科背景下，在藥學、中藥學和生物技術等專業方面都會產生大量的實驗、臨床數據，對這些數據進行有效的統計分析和量化研究是學生必備的能力要求。針對醫藥數理統計課程難度大和與大數據結合緊密的特點，我們在實踐過程中設計和實施了基于應用場景的分層CBL 教學模式，以實際應用為需求，以學生能力提升為目標，讓學生在學習的過程中更加明確目標導向，學習不同的統計方法在何種場景能夠有用，如何用。結果表明，該模式能夠有效提高學生對于數據的分析能力和數據分析的規范性。同時通過本課程的學習，提高了學生的科研能力、統計決策思路的選擇能力、統計軟件的操作能力、統計結果的解讀能力和實際問題的分析能力。在實施過程中，仍有一些不足需要完善，如進一步加強學生過程考評的模式等，這些都能夠有助于進一步促進分層教學效果的提高。