基于PBL模式的《醫藥數理統計》教學改革

楊文國　石瑩　沈曉婧　呂佳萍　黃鑫海

摘要：本文通過具體分析數理統計的教學現狀和存在的問題，提出在中醫院?；赑BL模式的《醫藥數理統計》幾點教學改革，在此基礎上對教學實踐進一步分析和完善，引進數學實驗課：基于Minitab軟件數據模擬上機實踐。

關鍵詞：醫藥數理統計；PBL；教學改革；Minitab

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）48-0126-03

《醫藥數理統計》是我校開設的一門必修課程，選修對象是藥學院各專業的學生，該課程為藥學、中藥制藥、生物制藥、中藥資源等專業的基礎課程，也是后續課程如應用藥劑學、藥物分析、生物藥、生物藥劑學與藥物動力學等課程的重要基礎課和不可缺少的分析解決問題的工具，應用范圍極為廣泛，是中醫藥學專業學生必備的基本知識。顯然，學好《醫藥數理統計》對今后開展科研工作是十分重要的?；趩栴}式學習（Problem-Based Learning簡稱PBL），是一種以問題為核心，以解答問題為驅動力，以分組闡述、展示、討論及相互交流為手段，以激發學生積極主動自學、培養學生創新性思維為主要目標的全新的教學模式。PBL的教學目標，尤其要突出學生的獨立自學能力、創新思維能力、資料組織能力、實踐操作能力以及創新能力的培養。

一、中醫院?！夺t藥數理統計》存在的問題

長期以來，在中醫藥院校以中醫藥為主學科的特色大學里，對醫藥數理統計教學重視不夠，無論是教師還是學生，雖然都認為《醫藥數理統計》是一門很重要的課程，具有很強的使用性。事實上，該課程，無論是從教材、教學方法、教學手段到教學課時、教學安排等，都有許多不盡人意的地方。學生動手能力很差，學習效果很不理想。目前使用的《醫藥數理統計》教材在內容和結構上過于強調自身的系統性與嚴謹性，偏重理論，嚴重缺少鮮活生動形象的例子，導致學生學完之后就逐漸將其淡忘，而造成的結果將是在他們今后從事現代醫學科研中，連最基本的統計知識都忘記，嚴重地制約了醫藥科研的開展及其水平的提高。教師講解，學生被動接受，很少注重發揮學生的主觀能動性，教學模式單一，不能有效調動學生的學習積極性。雖然引入了多媒體，但教學模式變化不大，新的媒體成了滿堂灌的新手段。因課時壓縮，導致課堂上講解偏重理論現象嚴重；上機實踐幾乎沒有，學生的動手能力和解決問題的能力弱，導致學生缺少學習熱情，只是為考試而學習。目前，數理統計的考核方式傳統：筆試，以一張試卷考核學生分析問題和解決問題的能力，其實考試內容多為概念理解和公式套用，學生都是考前死記硬背，過后就遺忘了。這種就是應試教育。

二、基于PBL模式的《醫藥數理統計》幾點實踐

在給藥學專業學生講授數理統計時，最好的方式就是讓其“學好數理、用好統計”。長期實踐表明，以“問題”為基礎的教學法，能夠有效地激活學生的學習天性，提高學生分析問題和解決問題的能力，有著傳統教學方法不可比擬的優越性。

1.問題的設計。PBL教學法是以解決問題為中心，通過學生的討論交流，達到理解知識、應用知識的目的。所以，如何設計問題是基于PBL模式的《醫藥數理統計》教學改革的核心，問題若設計得好，則達到事半功倍的效果。本課題組成員調研大量資料，根據每章節的知識精心設計能啟迪學生思維的問題，這些問題能激發學生的創新能力，更能引導學生積極地、主動地、自覺地探求真理，獲得新知識。當然，教師在設計各個章節的高質量問題時，一定要遵循認知的規律性，由易到難，由淺入深，循序漸進設計問題。而且大多數問題可以通過學生之間的討論可自行解決。

2.PBL模式的課堂實踐。在教學實踐的時候，提前一周將要講授的章節以及這一章節的問題告訴同學，讓他們帶著問題做好充分的預習，當然這些問題在預習過程中不可能完全被解決，所以每位學生都有自己的想法。根據這一特點，我們上課時盡量不以教師講授為主，而是多讓同學們參與教學，大家一起討論，盡量能讓學生思想碰出火花來。這種PBL教學模式使學生成為課堂的主體，多讓學生思考探索，能充分地調動廣大學生的自主性，這種課堂教學能培養學生分析問題和解決問題的能力，做到知識和能力的統一。

3.基于Minitab軟件數據模擬上機實踐。目前，PBL教學模式在醫學已成功運用，將成為醫學教育的主要方式。在其他學科，很多只是形式，雖然按照PBL的教學方法實施，往往最終僅僅停留在課堂實踐這個環節。在課堂，學生理解了概念，掌握了基本定理，理論知識是掌握了，但對于《醫藥數理統計》這門實用性很強的學科，不用于實際問題，不親自使用軟件解決問題，沒有這些成功的體驗，過不了多久就會忘記。所以，數據模擬上機操作至關重要，既可以加深對概念的理解，又能掌握一門統計軟件，兩全其美的事。我們為學生挑選了Minitab軟件，Minitab是一個集成軟件系統，具有統計、作圖等功能。另外，Minitab是最易學實用的數據處理軟件之一，被稱為非統計學家使用的統計軟件。與其他統計分析軟件相比，這一軟件的重要特點是方便、高效、易學，同學們可以在短時間內學會操作。Minitab最突出的特點就是操作界面極為友好，輸出結果美觀漂亮。Minitab使用Windows的窗口方式展示各種管理和分析數據方法的功能，使用對話框展示出各種功能選擇項，使用該軟件可以非常簡便地為特定的科研工作服務。無需編程，只要了解統計分析的原理，無需通曉統計方法的各種算法，即可得到需要的統計分析結果。對于常見的統計方法，Minitab的命令語句、子命令及選擇項的選擇絕大部分由“對話框”的操作完成。因此，用戶無需花大量時間記憶大量的命令、過程、選擇項。Minitab具有完整的數據輸入、編輯、統計編程。它在質量管理方面很有用，對中藥生產、采購有很好作用。我們課題組將這一環節定義為實驗課，納入到正常教學環節中，實驗前，我們制定了簡明實驗指導書，編寫實驗指導書依據PBL教學模式中的問題進行設計，并且與《醫藥數理統計》教材上的例題和習題保持一致。實驗指導書，包含整個上課設計的問題，具體有：描述統計分析、參數估計、假設檢驗、擬合優度檢驗、列聯表分析、方差分析、相關與回歸分析、綜合練習題共八個實驗。八個實驗大概8個課時，分兩個半天進行。根據問題設計，每一個實驗分為：問題、實驗目的、原理、實驗內容與要求、結果解釋五個部分。比如，相關與回歸分析實驗中，首先，介紹概念，經常要考慮兩個隨機變量的關系：如果隨著一個變量增大，另一個變量也大體“線性增大”，則稱它們“正相關”；如果隨著一個變量增大，另一個大致“線性減小”，則稱它們“負相關”；在這兩種情形下，都稱它們“相關”。為了判定兩個隨機變量是否相關，可以畫它們樣本的散點圖：如果散點圖接近一條斜線，就說它們相關。但是憑肉眼判斷點子是否接近一條直線，不夠準確。我們可以用樣本相關系數（簡稱為相關系數）及相應假設檢驗來判斷兩個量是否“相關”。相關系數描述隨機變量間相關的程度：樣本容量相同時，相關系數絕對值越大，相關程度越高；如果它們相關，正相關時相關系數大于零，負相關時相關系數小于零。但是，樣本容量不同時，相關程度不好用相關系數比較，因此要作假設檢驗：原假設H0：二變量不相關，備擇假設H1：二變量相關。一般總規定：p值小于0.05，判定它們相關。有關計算和檢驗可用“相關”對話框實施。給一組數據，檢驗出生率和死亡率是否相關，就可以將上面的概念全部弄清搞懂。endprint

4.改變考核方式。雖然大學不是為了考試而學習，但是我們的大學生是從應試中走出來的，多數人認為學習的目的就是考試，若不考試就不學習，導致大學生對待考查課與考試課的認真投入的程度有天壤之別。而《醫藥數理統計》大多數中醫院校都是考試課，過去的考核方式多采用閉卷考試，無論是學生還是老師都喜歡這種方式，因為這種考試是一種最省事的考核辦法，但不是最科學的方式。一張試卷，十幾題無法考查每位同學掌握情況和實際應用能力。故而，課題組在實施基于PBL模式的《醫藥數理統計》教學改革項目時，改變了考核方式，進行了一些大膽的創新改革。過去，我校期末總評成績為30%的平時成績加70%的期末成績，現在分為平時成績、上機考核及期末考試成績3部分。平時成績，主要是課堂參與討論回答問題的表現等；上級考核是根據實驗教學，重點考查學生的動手能力以及解決問題的能力；期末考試改變以往閉卷的方式，采取開卷考試，重點考查學生的綜合應用能力。這樣既減少了復雜的公式推導，同時也能調動學生的學習熱情。

5.教學效果。課題組實施方案以前，采取對照試驗法，選取同專業同年級，一個班采用傳統的教學模式，另外一個班采用課題組的方案進行教學，經過一年多的實踐，教學效果有明顯差異。因為PBL的教學是基于實際問題而來的，能極大地激發了學生的學習興趣和熱情，并且整個教學環節都要求學生參與，這樣能使學生加深對基本概念的理解。關鍵是，這還鍛煉了學生的自學能力和動手解決問題的能力，使他們終身受益。

當下，中醫院校的《醫藥數理統計》教學遠遠落后于時代的發展和要求。從上面分析得知，《醫藥數理統計》實際教學中有些院校重點偏理論，另外有些學校過度強調實際應用而不重視數理統計基本理論的講解，片面強調上機操作，只教給學生簡單上機操作，當學生面對新問題時，不知應該采用哪種統計方法進行處理，缺乏創新思維。本文提出的基于PBL模式《醫藥數理統計》的教學改革彌補了以上缺陷，學生既能掌握必備的理論知識，又能解決實際問題。當然，這對我們教師提出了更高的要求，要求老師不斷“充電”，既要學習中醫藥的知識，又要掌握一種統計軟件，還要對數理統計理論深刻理解。只有這樣，我們才能夠培養出具有創新精神的實用型的中醫藥人才。

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基金項目：南京中醫藥大學教師教學發展專項課題：基于PBL教學模式的《醫藥數理統計》教學研究（2013-13）

作者簡介：楊文國（1977-），男（漢族），江蘇泰興人，碩士，講師，主要方向：數學建模、醫藥數理統計。endprint