基于PBL模式的《医药数理统计》教学改革

杨文国　石莹　沈晓婧　吕佳萍　黄鑫海

摘要：本文通过具体分析数理统计的教学现状和存在的问题，提出在中医院校基于PBL模式的《医药数理统计》几点教学改革，在此基础上对教学实践进一步分析和完善，引进数学实验课：基于Minitab软件数据模拟上机实践。

关键词：医药数理统计；PBL；教学改革；Minitab

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）48-0126-03

《医药数理统计》是我校开设的一门必修课程，选修对象是药学院各专业的学生，该课程为药学、中药制药、生物制药、中药资源等专业的基础课程，也是后续课程如应用药剂学、药物分析、生物药、生物药剂学与药物动力学等课程的重要基础课和不可缺少的分析解决问题的工具，应用范围极为广泛，是中医药学专业学生必备的基本知识。显然，学好《医药数理统计》对今后开展科研工作是十分重要的。基于问题式学习（Problem-Based Learning简称PBL），是一种以问题为核心，以解答问题为驱动力，以分组阐述、展示、讨论及相互交流为手段，以激发学生积极主动自学、培养学生创新性思维为主要目标的全新的教学模式。PBL的教学目标，尤其要突出学生的独立自学能力、创新思维能力、资料组织能力、实践操作能力以及创新能力的培养。

一、中医院校《医药数理统计》存在的问题

长期以来，在中医药院校以中医药为主学科的特色大学里，对医药数理统计教学重视不够，无论是教师还是学生，虽然都认为《医药数理统计》是一门很重要的课程，具有很强的使用性。事实上，该课程，无论是从教材、教学方法、教学手段到教学课时、教学安排等，都有许多不尽人意的地方。学生动手能力很差，学习效果很不理想。目前使用的《医药数理统计》教材在内容和结构上过于强调自身的系统性与严谨性，偏重理论，严重缺少鲜活生动形象的例子，导致学生学完之后就逐渐将其淡忘，而造成的结果将是在他们今后从事现代医学科研中，连最基本的统计知识都忘记，严重地制约了医药科研的开展及其水平的提高。教师讲解，学生被动接受，很少注重发挥学生的主观能动性，教学模式单一，不能有效调动学生的学习积极性。虽然引入了多媒体，但教学模式变化不大，新的媒体成了满堂灌的新手段。因课时压缩，导致课堂上讲解偏重理论现象严重；上机实践几乎没有，学生的动手能力和解决问题的能力弱，导致学生缺少学习热情，只是为考试而学习。目前，数理统计的考核方式传统：笔试，以一张试卷考核学生分析问题和解决问题的能力，其实考试内容多为概念理解和公式套用，学生都是考前死记硬背，过后就遗忘了。这种就是应试教育。

二、基于PBL模式的《医药数理统计》几点实践

在给药学专业学生讲授数理统计时，最好的方式就是让其“学好数理、用好统计”。长期实践表明，以“问题”为基础的教学法，能够有效地激活学生的学习天性，提高学生分析问题和解决问题的能力，有着传统教学方法不可比拟的优越性。

1.问题的设计。PBL教学法是以解决问题为中心，通过学生的讨论交流，达到理解知识、应用知识的目的。所以，如何设计问题是基于PBL模式的《医药数理统计》教学改革的核心，问题若设计得好，则达到事半功倍的效果。本课题组成员调研大量资料，根据每章节的知识精心设计能启迪学生思维的问题，这些问题能激发学生的创新能力，更能引导学生积极地、主动地、自觉地探求真理，获得新知识。当然，教师在设计各个章节的高质量问题时，一定要遵循认知的规律性，由易到难，由浅入深，循序渐进设计问题。而且大多数问题可以通过学生之间的讨论可自行解决。

2.PBL模式的课堂实践。在教学实践的时候，提前一周将要讲授的章节以及这一章节的问题告诉同学，让他们带着问题做好充分的预习，当然这些问题在预习过程中不可能完全被解决，所以每位学生都有自己的想法。根据这一特点，我们上课时尽量不以教师讲授为主，而是多让同学们参与教学，大家一起讨论，尽量能让学生思想碰出火花来。这种PBL教学模式使学生成为课堂的主体，多让学生思考探索，能充分地调动广大学生的自主性，这种课堂教学能培养学生分析问题和解决问题的能力，做到知识和能力的统一。

3.基于Minitab软件数据模拟上机实践。目前，PBL教学模式在医学已成功运用，将成为医学教育的主要方式。在其他学科，很多只是形式，虽然按照PBL的教学方法实施，往往最终仅仅停留在课堂实践这个环节。在课堂，学生理解了概念，掌握了基本定理，理论知识是掌握了，但对于《医药数理统计》这门实用性很强的学科，不用于实际问题，不亲自使用软件解决问题，没有这些成功的体验，过不了多久就会忘记。所以，数据模拟上机操作至关重要，既可以加深对概念的理解，又能掌握一门统计软件，两全其美的事。我们为学生挑选了Minitab软件，Minitab是一个集成软件系统，具有统计、作图等功能。另外，Minitab是最易学实用的数据处理软件之一，被称为非统计学家使用的统计软件。与其他统计分析软件相比，这一软件的重要特点是方便、高效、易学，同学们可以在短时间内学会操作。Minitab最突出的特点就是操作界面极为友好，输出结果美观漂亮。Minitab使用Windows的窗口方式展示各种管理和分析数据方法的功能，使用对话框展示出各种功能选择项，使用该软件可以非常简便地为特定的科研工作服务。无需编程，只要了解统计分析的原理，无需通晓统计方法的各种算法，即可得到需要的统计分析结果。对于常见的统计方法，Minitab的命令语句、子命令及选择项的选择绝大部分由“对话框”的操作完成。因此，用户无需花大量时间记忆大量的命令、过程、选择项。Minitab具有完整的数据输入、编辑、统计编程。它在质量管理方面很有用，对中药生产、采购有很好作用。我们课题组将这一环节定义为实验课，纳入到正常教学环节中，实验前，我们制定了简明实验指导书，编写实验指导书依据PBL教学模式中的问题进行设计，并且与《医药数理统计》教材上的例题和习题保持一致。实验指导书，包含整个上课设计的问题，具体有：描述统计分析、参数估计、假设检验、拟合优度检验、列联表分析、方差分析、相关与回归分析、综合练习题共八个实验。八个实验大概8个课时，分两个半天进行。根据问题设计，每一个实验分为：问题、实验目的、原理、实验内容与要求、结果解释五个部分。比如，相关与回归分析实验中，首先，介绍概念，经常要考虑两个随机变量的关系：如果随着一个变量增大，另一个变量也大体“线性增大”，则称它们“正相关”；如果随着一个变量增大，另一个大致“线性减小”，则称它们“负相关”；在这两种情形下，都称它们“相关”。为了判定两个随机变量是否相关，可以画它们样本的散点图：如果散点图接近一条斜线，就说它们相关。但是凭肉眼判断点子是否接近一条直线，不够准确。我们可以用样本相关系数（简称为相关系数）及相应假设检验来判断两个量是否“相关”。相关系数描述随机变量间相关的程度：样本容量相同时，相关系数绝对值越大，相关程度越高；如果它们相关，正相关时相关系数大于零，负相关时相关系数小于零。但是，样本容量不同时，相关程度不好用相关系数比较，因此要作假设检验：原假设H0：二变量不相关，备择假设H1：二变量相关。一般总规定：p值小于0.05，判定它们相关。有关计算和检验可用“相关”对话框实施。给一组数据，检验出生率和死亡率是否相关，就可以将上面的概念全部弄清搞懂。endprint

4.改变考核方式。虽然大学不是为了考试而学习，但是我们的大学生是从应试中走出来的，多数人认为学习的目的就是考试，若不考试就不学习，导致大学生对待考查课与考试课的认真投入的程度有天壤之别。而《医药数理统计》大多数中医院校都是考试课，过去的考核方式多采用闭卷考试，无论是学生还是老师都喜欢这种方式，因为这种考试是一种最省事的考核办法，但不是最科学的方式。一张试卷，十几题无法考查每位同学掌握情况和实际应用能力。故而，课题组在实施基于PBL模式的《医药数理统计》教学改革项目时，改变了考核方式，进行了一些大胆的创新改革。过去，我校期末总评成绩为30%的平时成绩加70%的期末成绩，现在分为平时成绩、上机考核及期末考试成绩3部分。平时成绩，主要是课堂参与讨论回答问题的表现等；上级考核是根据实验教学，重点考查学生的动手能力以及解决问题的能力；期末考试改变以往闭卷的方式，采取开卷考试，重点考查学生的综合应用能力。这样既减少了复杂的公式推导，同时也能调动学生的学习热情。

5.教学效果。课题组实施方案以前，采取对照试验法，选取同专业同年级，一个班采用传统的教学模式，另外一个班采用课题组的方案进行教学，经过一年多的实践，教学效果有明显差异。因为PBL的教学是基于实际问题而来的，能极大地激发了学生的学习兴趣和热情，并且整个教学环节都要求学生参与，这样能使学生加深对基本概念的理解。关键是，这还锻炼了学生的自学能力和动手解决问题的能力，使他们终身受益。

当下，中医院校的《医药数理统计》教学远远落后于时代的发展和要求。从上面分析得知，《医药数理统计》实际教学中有些院校重点偏理论，另外有些学校过度强调实际应用而不重视数理统计基本理论的讲解，片面强调上机操作，只教给学生简单上机操作，当学生面对新问题时，不知应该采用哪种统计方法进行处理，缺乏创新思维。本文提出的基于PBL模式《医药数理统计》的教学改革弥补了以上缺陷，学生既能掌握必备的理论知识，又能解决实际问题。当然，这对我们教师提出了更高的要求，要求老师不断“充电”，既要学习中医药的知识，又要掌握一种统计软件，还要对数理统计理论深刻理解。只有这样，我们才能够培养出具有创新精神的实用型的中医药人才。

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基金项目：南京中医药大学教师教学发展专项课题：基于PBL教学模式的《医药数理统计》教学研究（2013-13）

作者简介：杨文国（1977-），男（汉族），江苏泰兴人，硕士，讲师，主要方向：数学建模、医药数理统计。endprint