基于醫學統計學案例教學實踐的內科學專業研究生培養路徑研究*

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 通過研究內科學專業研究生醫學統計學案例庫構建及案例教學實踐情況,進而為探索研究內科學專業研究生醫學教育有效路徑提供實踐依據。方法 對近年來在國內外發表的內科學專業期刊上的相關文獻進行檢索及分析,從中找出常見的統計錯誤,選擇與內科學專業密切相關的臨床典型案例構建醫學統計學案例庫,并將案例庫應用于內科專業研究生的醫學統計學實際教學中。結果 本研究以與內科學專業密切相關的臨床案例為主要資料來源,針對科學研究中科研設計和統計分析方法常犯的錯誤,分別構建了醫學科研設計案例庫、統計描述指標選擇案例庫、統計推斷方法選用案例庫、多元統計分析方法案例庫和提高醫學論文統計學質量的策略案例庫,并將該案例庫應用于內科學專業研究生醫學統計學實際教學過程中。此外,研究團隊在教學過程引入前期相關科研成果作為例證對相關內容進行講解,使學生對所學統計分析方法的理解更加深入。結論 醫學統計學案例庫可為內科學專業研究生學習醫學統計學提供真實的案例素材,可增加課堂內容與臨床實際的密切聯系?；诎咐龓斓陌咐虒W方法教學效果較好,是內科學專業研究生醫學教育的有效路徑,該研究可為其他專業研究生培養路徑探討提供幫助。

我國現階段臨床醫學專業研究生的培養目標是培養強實踐能力和高科研能力并重、可適應未來醫學科學發展需求的高素質醫學人才。于是,大部分醫學院校在培養學生實踐能力的同時,著力提升研究生的科學意識以及做科學研究的能力,尤其對科學學位研究生的培養更是如此。因此,培養適應社會需求的高素質臨床醫學研究生首先需要培養學生的科研思維,增強學生的科研意識,進而激發學生的創新能力和臨床實際問題解決能力。臨床醫學研究生,特別是內科學專業研究生的有效培養路徑對醫學生的科研創新能力及綜合素質培養具有重要意義。

醫學統計學作為現代醫學專業研究生教育課程設置體系中的必修課,能夠為醫學專業研究生從事醫學研究、撰寫論文、閱讀文獻方面奠定必要的基礎,特別是在研究生培養過程中,能夠培養研究生的文獻識別能力、課題創新能力和實踐能力,在臨床專業學生學習臨床醫學知識的同時,提升自身的科研素質[1-4]。因此,熟練掌握常見的統計學方法已經成為臨床醫學相關專業研究生的必備素質。

然而,在臨床醫學相關專業研究生的科研實際中,對醫學統計學方法的誤用情況卻非常多見。醫學統計學因為概念抽象、邏輯性強等特點,學生在學習過程中不易理解、不得要領,又因其公式繁瑣、運算復雜令許多同學對其望而生畏。醫學統計學因其固有的課程特點,在理論和實踐教學方法上與一般的醫學課程有所不同。傳統的填塞式講授方式較為單調,理論課與實踐上機課脫節,師生互動機會少,限制了學生學習的主動性和創造性,從而導致后期出現設計欠嚴謹、統計方法誤用、分析思路混亂、結果經不起驗證,以及所寫的論文質量低下等問題。對醫學統計學的傳統教學模式的改革,已經成為國內學者的共識,許多學校正在積極進行著許多嘗試[5-9],其中,案例教學就是其中的有益嘗試[6-9]。臨床醫學專業研究生教育更加重視實際技能和實踐,更適合采用案例教學,因而,建立系統化的案例庫成為必然。案例庫對于學生正確應用醫學統計學方法,解決實際臨床問題,提高科研技能具有重要意義。

近年來,本教學研究團隊在案例庫構建方面進行了一些嘗試,針對內科學專業研究生,設計并構建了醫學統計學案例庫,并將案例應用于實際教學之中,取得了良好的效果?，F將案例教學庫構建過程中的一些經驗和體會總結如下。

案例教學在醫學統計學課程教學中的重要性

案例教學實質是一種啟發式教育,在實際操作中應用典型的案例,引導學生自主學習,強調培養學生的創新能力。醫學統計學案例教學是引用來自臨床實際或發表于某些醫學期刊的典型案例,有針對性地對統計方法進行討論及分析,讓學生在臨床實際情景中領悟統計思想和理解統計方法,從而掌握課題統計設計的基本思路和過程,讓學生從統計學的學習中很自然地過渡到實際應用。部分院校的三年制內科學專業碩士研究生已經系統學習了醫學統計學相關內容,醫學統計學課堂教學中已經實施了案例教學,但多為模擬演練,與實際應用差別較大。本教學團隊把課堂上的醫學統計學案例教學模式進一步向專業拓展,指導內科學專業碩士研究生將案例庫中的實際案例與自己科研過程中的具體問題相結合,在科研課題實施中掌握統計學分析方法,并盡可能借鑒他人的科學研究,觸類旁通,從而提高科研能力及文獻閱讀能力。

內科學專業學位研究生醫學統計學案例庫構建

本教學團隊在內科學專業學位研究生醫學統計學案例庫構建過程中,首先對近5年國內外發表的內科學專業期刊上的相關文獻進行檢索及分析,并從中找出常見的內科研究中的統計錯誤,然后按照如何正確選擇醫學科研設計方法、如何根據資料類型正確選擇統計學描述指標及統計分析方法、如何提高醫學論文統計學質量的策略的順序構建案例庫[10]。案例選擇以與內科學專業密切相關的臨床案例為主要資料來源,以實際應用過程中鮮活的具體實例為依托,針對科學研究中科研設計和統計分析方法常犯的錯誤進行實例辨析、揭示產生這些錯誤的根源和危害性,并對如何正確應用進行詳細分析和解釋,進而使案例具有較高的說服力和實用價值。

1.醫學研究設計案例庫構建

針對醫學科研中常用的隨機化原則、對照原則、樣本含量估計,以及對研究設計類型誤用等問題構建案例庫。在案例篩選過程中,團隊教師發現許多臨床研究者容易將“配對設計資料”按照“成組設計資料”進行分析;容易將“完全隨機設計的多組資料”分割為多個“兩組資料”進行分析;容易將“析因設計資料”按“完全隨機設計的多組資料”進行分析;容易將“重復測量設計資料”按照“多組獨立樣本資料”進行分析。另外,許多研究限于臨床實際,在研究過程中,缺乏科學合理的樣本含量估計過程,大多數研究者根據經驗或按照他人的研究文獻確定樣本含量?？傊?臨床相關專業研究者在課題實施過程中關于醫學研究設計的問題比較突出。

2.統計描述指標選擇和統計推斷方法選用的案例庫構建

針對統計描述指標選擇和統計推斷方法選用過程中常出現的一些案例,結合統計分析內容,教學團隊對其進行梳理及匯總,并分別構建了案例庫。研究發現,臨床專業研究生在統計描述指標選擇方面誤用較多的情況有:均數和中位數,率和百分比,發病率和患病率等,許多學者對這些術語的含義及應用理解不清,從而導致出現相關術語表述混亂及誤用等情況。

另外,在整理案例的過程中發現,研究者在統計推斷方法選用方面出現的問題也較多。常見問題主要有:(1)對多因素設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設計的多組資料分解為多次獨立的兩兩比較資料進行處理分析。(2)非參數檢驗方法與參數檢驗方法的誤用。許多研究者在選擇統計方法的過程中,并未對各方法的應用條件進行嚴格檢驗、核查,不考慮數據實際情況,直接套用t檢驗、方差分析等方法進行處理。此外,對于Pearson相關和等級相關誤用情況也較多。

3.多元統計分析方法案例庫構建

多元統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、協方差分析、生存分析等統計分析方法構建的案例,同時附有臨床醫學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,增加實際應用性[11]。在多元統計分析方法案例庫構建過程中,團隊發現有關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用條件(如線性條件的判斷),不具體分析數據資料的情況,直接通過軟件進行統計分析并讀取結果。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.提高醫學論文質量的策略案例庫構建

除了上述統計方法案例庫之外,研究團隊以國際醫學期刊編委會(ICMJE)發布的《生物醫學期刊投稿統一要求:生物醫學出版物的寫作與編輯》中的常見研究設計形式及其報告標準為基準,建立醫學論文寫作案例庫,包括正確和錯誤形式兩類,通過兩類的辨析對比,幫助學生理解正確的論文格式和設計形式,進而提高論文質量。

內科學專業研究生醫學統計學案例庫應用實踐

我校為內科學專業研究生開設了《臨床試驗設計與統計分析方法》,授課過程中根據授課內容從案例庫中選取相關的案例素材對相關方法進行系統講解。通過臨床實際案例,培養學生基于臨床問題開展科學研究的科研思維,調動學生學習的興趣和主動性。所選用的案例資料主要為同行已經發表的內科學科研論文,也就是臨床工作中的真實案例,因而具有較高的說服力和啟發性,實用價值較高。該門課程已開設5年,學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,教學團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內容進行深入講解,從而使學生對所學統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,選用了研究團隊前期的科學研究(腎病綜合征與氣象因素的關系)作為實例[12],對誤用多重線性回歸分析的結果進行了對比展示,讓學生通過鮮活的實例目睹了誤用多重線性回歸分析方法后與實際情況截然不同的結果,從而加深理解多重線性回歸方法的應用條件。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、大氣壓和風速)對腎病綜合征發病率的影響。多重線性回歸分析結果顯示,除大氣壓和日照時間外,其他四個因素對腎病綜合征發病率均有不同程度的影響,具體結果見表1。廣義可加模型分析結果顯示:六個氣象因素對腎病綜合征發病率的影響均有統計學意義,其中除了日照時間呈線性關系外,其他5個因素與腎病綜合征發病率之間呈非線性關系。尤其是溫度,非線性關系非常明顯,具體結果見表2和圖1。

圖1 氣象因素對腎綜合征出血熱月發病率的平滑函數圖

表1 氣象因素對HFRS月發病影響的多重線性回歸分析

表2 氣象因素對HFRS月發病影響的廣義可加模型分析

根據上述分析結果,再引導學生對該資料進行線性趨勢及正態性檢驗等條件進行判斷。正態性檢驗分析結果表明,除了日照時間外,其他5個因素均為非正態分布資料。

通過該實例的具體演示,加深了學生對線性回歸分析條件的深刻理解,讓學生明白在統計分析方法選擇過程中需根據現有資料特點,合理選擇恰當的統計分析方法,避免根據教科書實例而盲目“套用”統計分析方法的現象。

醫學統計學案例庫構建及案例教學心得

本研究構建的案例庫為內科學研究生學習醫學統計學提供了真實的案例素材,增加了課堂內容與臨床實際的密切聯系。案例庫建設和案例教學法的實施在醫學統計學學習中可以增加學習興趣,充分調動學生的積極性和主動性。教學形式的多樣化,強調了傳統的師承作用,使學生在課題實施過程中不斷積累統計知識和提高解決實際科研問題的能力。目前,該案例庫僅應用于我校內科專業碩士研究生的教學實踐中,對于其他臨床專業研究生或其他層次學生尚未使用。后期,研究團隊將進一步擴大案例庫的使用范圍,結合各專業課時實際,逐步將案例庫應用于臨床其他專業研究生、甚至是臨床專業本科生的醫學統計學教學之中。另外,教學團隊后期將會針對學生發表論文的數量和質量等情況進行追蹤調查,從而對案例庫及其實施效果進行進一步優化和改進。

綜上,醫學統計學課程已在我校多個專業、多個層次開設,因此,根據專業特點構建各專業學生的統計學教學案例庫是我們教學研究團隊下一步的工作打算,希望在后期的統計學教學過程中,盡可能引用具有專業特色的案例素材進行教學。另外,也希望本研究探討的內科學專業研究生醫學統計學案例教學實踐,可為其他專業研究生培養路徑提供科學依據及幫助。