新医科背景下基于应用场景的CBL教学模式应用探索

摘  要：在生命健康全周期的新医科的理念下，培养学生具有较强的实验、临床数据统计分析能力是综合提升岗位胜任力的必然要求。针对医药数理统计课程难度大和与数据结合紧密的特点，探讨基于应用场景的医药数理统计课程CBL教学模式应用及效果评价。选择2021年某校医药数理统计课程授课对象的163名五年制本科生，开展基于应用场景的CBL模式教学，评价教学效果和CBL教学的开展模式。实施分层CBL教学模式前后满意度比较具有显著的统计学差异。基于应用场景的案例应该在课堂内容引入的部分引出，继而开展知识点学习，将教学内容模块化、视频和文字材料相结合的方式更有助于案例教学效果的提升，激发学生的学习兴趣，提高学生统计方法的应用能力。

关键词：新医科；应用场景；医药数理统计；CBL；教学模式

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）08-0102-04

Abstract： Under the concept of new medical science of the whole life and health cycle， training students with strong experimental and clinical data statistical analysis ability is an inevitable requirement to comprehensively improve their post competence. Aiming at the characteristics of medicine mathematical statistic which is difficult and closely combined with data， the application and effect evaluation of CBL teaching mode of medicine mathematical statistic based on application scenarios were discussed. A total of 163 five-year undergraduate students were selected to conduct CBL teaching based on application scenarios， and the teaching effect and CBL teaching mode were evaluated. There is a significant statistical difference in satisfaction before and after the implementation of layered CBL teaching model. CBL based on application scenarios should be introduced in the part of classroom content introduction， and then carry out knowledge learning. Modularization of teaching content and combination of video and text materials are more conducive to the improvement of CBL teaching effect， stimulate students' interest in learning， and improve students' application ability of statistical methods.

Keywords： new medical science; application scenario; medicine mathematical statistic; CBL; teaching model

为适应新一轮科技革命和产业变革的要求，探索符合新时代需求的新医科人才培养体系对于医学教育改革至关重要，2018年教育部提出加快实施“六卓越一拔尖”计划2.0，提出了从治疗为主到兼具预防治疗、康养的生命健康全周期医学的“新医科”理念[1]。近年来，随着大数据和各类基因组学等海量医药生物数据的广泛产生，学生对这些本学科的前沿发展和整体学科在大数据和信息变革环境下的变化无所适从。数据的产生给医学领域带来了新的变革和挑战[2]，由于数据具有规模大、实时性强、来源丰富和结构复杂等特点[3]，如何利用合理的统计方法挖掘有用的信息，培养学生具备较强的实验、临床数据统计分析能力是综合提升岗位胜任力的必然要求。在此背景下，适应社会发展需求，将基于不同学科应用场景的案例与医药数理统计课程有效地融合，让学生将科研设计、统计方法抉择和SPSS软件使用等多门课程相互衔接，能够为将来的医学科研与临床实践打下坚实的基础，成为医药数理统计课程改革必须面对的重要问题。

一  医药数理统计课程教学现况分析

生物医药大数据背景下的医药数理统计课程已成为了各高等医学院校医药生物相关专业学生的一门重要基础必修课程，其与医药学课程的交叉融合程度也直接影响着培育学生在做实验、临床统计、疾病的发病率及药物试验等各个方面的创新思维和分析解决问题的能力。然而，在实际的教学过程中，由于学生和教师都缺乏对医药数理统计课程上的需求和供给的对接，导致了学生不了解、不理解自己所学能干什么，老师也没办法充分应用现代化的教学方法和手段为学生提供更多其关注的信息，从而出现了一些有待改进的地方[4-5]。以笔者所在学校为例，目前开设的医药数理统计课程，共计72学时，其中理论课48学时，实践课24学时。许多本科生在初步接触医药数理统计课堂的时候，只是盲目地了解课程设置中开设了这样一门和数学相关的课程，并不了解他们在何时、何地、何种应用场景需要使用这些技能，因此，从课程一开始就缺乏对“应用场景”的理解，导致教师讲解多，学生被动接受。然而，高年级的本科生在做毕业实验（论文）或者研究生在完成自己论文课题的时候，才发现许多地方医药数理统计课程都能够为他们带来工具上的极大支持。于是，反过头来再重新学习或者向统计老师咨询相关的统计模型方法选择、软件使用和数据分析等方面的问题。据项目组所在的流行病和卫生统计教研室不完全统计，每年要向各级各类医学生开展统计咨询百余次，而这些“回头学”的学生由于了解了医药数理统计课程将会成为助力其完成科研或学习任务的有力工具，学习的态度端正且热情特别高，同时表明在本科阶段开设医药数理统计课程之初，自己也应该认真系统地学习这门课程。然而，由于在医药数理统计课程中没有认真系统的学习，补来的内容往往缺乏完整性、系统性，进而导致常常会出现误用、滥用统计模型、方法，数据的处理、分析缺乏相应的基本步骤和技巧，往往会事倍功半，适得其反。

与此同时，由于统计学科自身的特点，在教学过程中存在着内容抽象、学习任务重和学生基础较为薄弱等问题，特别是在学生中广泛缺乏学习能动性，学生在学习了医药数理统计这门课程之后不知会在何种“应用场景”下使用，能够帮助自己在今后的学习和科研生活中扮演什么样的角色，缺乏详尽和准确的导向性理解。学生继而在医药数理统计学习中出现兴趣不足、应用场景不清晰、目的不明确的问题，从而导致目前该课程的实际授课后效果差强人意。

二  分层CBL教学在医药数理统计课堂的应用策略

随着现代化教育教学方法和技术的不断发展，更多新的教学方法和教育技术被广泛地应用于各种各样的统计学课程来提高授课效果和学生的学习效率[6-7]。CBL（Case-Based learning， 案例式学习）教学模式是一种较为传统的教学方法，在医学教育中近些年逐渐被重视和应用[8-11]。教师可以通过对典型案例的分析，帮助学生建立统计思维，提升其独立分析和解决自身研究中统计学问题的能力。传统的分层教学就是教师根据学生现有的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组各自水平相近的群体并区别对待，这些群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高。

考虑到医药数理统计这门学科对于医药生物相关专业的学生而言，关键是要让他们学会如何提高动手能力和数据分析处理能力，而实际教学过程中学生的掌握情况也有许多的不同，要想调动更多学生的积极性就需要让学生参与其中，多动手多动脑，如果要按照传统的分层教学教学方法，由于学生人数多，效果很难保证，而考虑知识内容的分层更具有可操作性。因此，我们需要将原有的教学内容，从“应用场景”的视角出发[12-13]，优化课程体系，合理拟定分层课程目标（如基础目标、提高目标、拓展目标），在不同的目标标定下设置生物药学等数据相关的教学案例，结合学校在线学习平台等混合教学技术，及时了解学生掌握情况，实现教学任务的顺利开展和完成。学生对所学知识能帮他们解决工作和生活中哪些实实在在的问题有了更加清晰的认识，激发了学习兴趣和热情，也提高了实际数据的分析能力。

基于上述分析，我们根据学生专业背景对教学目标进行整合，如图1所示。如在前三章中，我们以数据资料的类型及其表达和描述为主要案例，在第4章我们借助统计图、表对数据进行有效描述和可视化为主要案例，在第5—8章，我们以差异性分析的统计分析及方法抉择为主要案例，在第9—10章，我们以变量间相互依赖关系的统计分析为主要案例，最后，我们以统计分析中常见的错误辨析为主要案例。

我们对不同的案例类型，在理论课和SPSS实践课的过程中进行了知识点的对应和基于应用场景的案例解析。

案例1：对临床药学、药学、生物技术专业的学生，引入糖尿病患者的影响因素的案例，将研究人群分为病例和对照组，特征包括年龄（定量）、性别、体质指数（BMI）、慢性病史、健康行为、社会支持和服药依从性等。在进行分析时，这组数据既有定性又有定量数据，既有正态又有偏态数据，还有差异性比较的结果，如何进行整合？这个案例就结合了描述性分析和统计图表的知识点，又让学生明白正态分布数据用x±S来描述、偏态数据用中位数和四分位数间距来描述、分类数据用n和%共同描述，并对如何利用SPSS软件来计算上述指标进行演示讲解。

案例2： 配伍及煎煮方法对麻黄汤中桂皮醛含量的影响，A为麻黄汤全方合煎剂，B为麻黄汤分煎合并样品液，C为桂枝样样品液，样品含量测定结果（mg/剂），判断三种样品的桂皮醛含量是否不同。在进行分析时，首先对各组的桂皮醛含量进行描述性统计，对桂皮醛含量进行正态性和方差齐性检验，然后根据检验结果进行统计学分析思路的抉择，看看是要进行单因素方差分析还是Kruskal-Wallis H检验，并讨论当检验结果具有统计学意义时还需要进行多重比较以明确哪两种样品的桂皮醛含量有差异，最后对如何利用SPSS软件实现上述过程进行演示讲解。

通过类似这样的从统计分析案例的目标出发，利用不同的统计手段来实现这些目标，并用SPSS等统计软件实现的全过程教学，实现了基于学生专业背景的应用场景医药数理统计课程教学模式。利用具有典型性、针对性、应用性和示范性的案例让学生深入理解知识点、明确知识点在整个统计分析过程中的作用和实现。

实践课练习后，我们针对不同章节的案例，提出如下问题让学生总结凝练课堂所学知识：①该资料的类型？②变量的分布特征？③应采取何种关联性（差异性、描述性）分析的方法？④分析方法在SPSS中如何实现？结果如何解读？⑤分析问题过程中的注意事项（常见错误的辨析）有哪些？最后，在课程结束后，学生须完成上机手册及扩展练习题。并且在学校在线学习平台布置作业，题目采取线上方式，学生可以不受时空的限制，随时随地解答。还将常用的统计学方法的SPSS操作过程录制成微视频和操作手册，上传至学校在线学习平台，供对计算机能力较差的学生反复观看、练习。

三  分层CBL教学实施效果评价

通过近年的教学实践运行，证明基于应用场景的分层CBL教学模式是可行有效的。在学期考试结束后，分别对实施了分层CBL教学模式的2019级学生和未实施CBL教学模式的2018级学生利用问卷星开展了教学效果调查。调查2018和2019级学生共332名，其中女生占70.73%，比较了学生对课程的需求及案例教学的模式和满意度。

针对案例出现的时间，有28.05%的同学认为应该在课前准备阶段提出，28.66%的同学认为应该在课堂提出，而19.51%的同学认为应在课程结束前总结提炼；针对案例的引出方式，有43.09%的同学认为应该先学习知识点，后联系实际案例，有25%的同学认为应使用将教学内容进行模块化分类并结合典型案例进行教学的方法，而有13.41%的同学认为应该先案例，再引出知识点；针对案例教学的课堂呈现时间结点，69.51%的同学认为应在理论和实践课均呈现，相对而言，只在理论课（16.46%）或实践课（14.02%）呈现的比例较少。此外，针对案例教学的课堂呈现形式，55.49%的同学更趋向于视频和文字材料相结合的方式。