時間:2023-03-20 16:21:54
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一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生本論文由整理提供物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐本論文由整理提供方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的可靠性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革
(一)加強電子課件及網絡平臺本論文由整理提供建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒本論文由整理提供有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保證有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,本論文由整理提供許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。
在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。超級秘書網
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對優秀學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)全方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展全方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物本論文由整理提供栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,最后得出最佳試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的優秀課程。作為精品課程的載體,應具有一流的教師隊伍、一流的教學內容本論文由整理提供、一流的教學方法、一流的教材、一流的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的全面發展而深受學生歡迎的一門課程。
李春喜教授主編的第五版生物統計學教材中,前一章內容分別為概論。結合SPSS特點,在講授本章內容的同時,SPSS上機實驗課應設置為SPSS軟件的界面介紹、基本特點和作用,數據的建立、導入與導出部分。SPSS軟件的特點與作用:SPSS(StatisticalPackagefortheSocialScienceorStatisticProductsandServiceSolution)軟件是于1968年由美國斯坦福大學(StanfordUniversity,USA)的三位研究生研發而成,并以此名創立SPSS公司。該軟件操作簡單,易學易用,具有較強的統計功能和強大的作圖功能,特別是能夠快速準確地完成大量的、煩瑣的、專業的和復雜的數據統計分析,是國際上認可的專業統計分析軟件之一。其可廣泛應用于統計分析(例如均值比較、相關分析、方差分析等)以及統計圖形(例如柱狀圖、散點圖、餅狀圖等)的制作和編輯。在介紹這些功能的同時,打開SPSS窗口,兼并介紹SPSS視圖窗口中標題欄、菜單欄、數據單元格顯示、工具按鈕、數據視圖和變量視圖的一些簡單用法。數據文件的建立:SPSS軟件打開之后,會進入數據編輯窗口,新建一組數據后可將變量依據實驗內容進行命名,并選擇輸入數據的基本變量類型(例如數值型、逗號型、句點型、科學計數型、日期格式型、美元型、定制貨幣型和字符串型等)。數據文件的導入與導出:SPSS可以導入SPSS(*.sav),Exce(l*.xls),dBASE(*.dbf),ASCⅡ(*.dat,*.txt),Access(*.mdb),Lotus(*.w*),Foxpro(*.dbc)等數據文件,以及各類SASS數據文件。即從菜單選擇File中選Open,彈出OpenFile對話框,文件框內顯示以選擇所需文件后綴類型,之后選擇對象,單擊打開(O)按鈕,或雙擊對象文件,從而將文件導入。同樣文件的導出通過File中的save/saveas(保存數據對話框),選擇保存路徑,鍵入文件名,確定數據類型,單擊保存(S)按鈕,其導出文件。
二、應用SPSS軟件的基本統分析
教學材料第二、三章內容為資料的整理與特征數的計算、概率和概率分布,結合教學內容SPSS上機實驗課應設置基本統計分析課程,該部分包括數據匯總報告和描述性統計分析兩方面的內容。基本統計分析可通過菜單欄的分析(Analyze)窗口進入,點擊分析欄之后,鼠標放置數據匯總報告(Reports)欄,即可顯示分層報告(OLAP—OnlineAna-lyticalProcessing)、數據匯總(CasesSummarize)、行匯總報告(ReportSummariesinRows)、列匯總報告選項(ReportSummariesinColumns)。其中分層報告主要用于中位數、最大值、最小值、方差、偏度系數等統計描述;數據匯總可用于對編輯窗口中的數據在結果窗口中羅列出來,以便瀏覽和打印,同時也可對數據的基本特征進行描述;行匯總報告可羅列原始數據,其格式是以觀察單位和統計量為行標目,以報告變量為列標目;列匯總報告主要用來生成按列顯示統計量計算結果的報告,同時也可以完成許多統計計算。當鼠標放置描述性統計分析(DescriptiveStatistics)位置后,選中響應的功能即可進入頻數分析(Frequen-cies)、描述性分析(Descriptives)、探索性分析(Ex-plore)、多維交叉表分析(Crosstabs)、比值分析(Ratio)窗口從而根據自己的目的進行響應的數據分析。
三、應用SPSS軟件的均值比較和方差分析
生物統計學基本知識熟悉之后,在隨后在課堂教學中會開始進行統計推斷和方差分析部分的內容。SPSS實驗課在此部分結合課堂教學相應的設置均值比較和方差分析上機內容。均值比較可通過菜單欄的分析(Analyze)窗口進入,點擊分析欄之后,鼠標放置數據均值比較(Com-pareMeans)上即可顯示相應分析欄:平均數基本分(Means)可用于定量資料的統計分析,按分組變量計算因變量的描述統計量值,如均值、方差、標準差、偏度、峰度等統計量,并顯示結果;單樣本T-test(One-SampleTTest)單樣本t檢驗主要用于樣本平均數和已知總體平均數的比較;獨立樣本T-tes(tInde-pendent-SamplesTTest)可用于檢驗兩個獨立樣本的總體平均數之間是否有顯著差異;配對樣本T-test(Paired-SamplesTTest)用于配對計量資料的比較,檢驗配對樣本差值的總體均數與0的差異有無顯著意義,以及配對樣本是否相關方差分析包括單因素方差分析和多因素方差分析。其中單向方差分析(One-WayANOVA)可通過均值比較(CompareMeans)進入,其用于完全隨機設計資料的多個樣本均數比較和樣本均數間的多重比較,也可進行多個處理組與一個對照組的比較。多因素方差分析可通過分析欄里的多因素方差分析(GeneralLinearModel)選項進入,進入之后會設置四個不同要求的選擇:單變量多因素方差分析(Univariate)可用于一個因變量受一個或多個自變量影響的方差分析;多因變量方差分析(Multivariate)主要用于多個因變量受一個或多個因素變量或協變量影響的方差分析;多因變量方差分析(Multivariate)對同一因變量進行重復測量的方差分析;混合效應分析(VarianceCompo-nents)用來估計每個隨機因素對因變量方差的貢獻。在分析過程中可根據不同的需要和要求,選擇相應的方差分析。
四、應用SPSS軟件的回歸和相關分析
摘要:根據21世紀對生物統計學課程的重新定位,在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革,強化了學生能力的培養。
關鍵詞:生物統計學;精品課程;教學改革
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位。
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的可靠性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革。
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保證有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養。
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對優秀學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)全方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展全方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,最后得出最佳試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的優秀課程。作為精品課程的載體,應具有一流的教師隊伍、一流的教學內容、一流的教學方法、一流的教材、一流的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的全面發展而深受學生歡迎的一門課程。
參考文獻:
[1]何風華,李明輝。生物統計學多媒體教學的探索與實踐[J].江西教育學院學報(綜合),2004,25(6):25~27
[2]洪偉,吳承禎,陳輝,等。精品課程建設的核心:學科、隊伍建設與科學研究[J].高等農業教育,2004,6:50~51.
[3]崔相學。提高學生統計分析素質的實踐與探討[J].成都中醫藥大學學報(教育科學版),2004,6(2):67~68.
[4]鄧華玲,傅麗芳,孟軍,等。概率論與數理統計課程的改革與實踐[J].大學數學,2004,20(1):34~37.
【關鍵詞】泡桐屬;化學成分;生物活性
玄參科泡桐屬Paulownia植物,全屬共有7種,分別是白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],蘭考泡桐(P.elongataS.Y.Hu),椒葉泡桐(P.catalpifoliaGongTong),臺灣泡桐(P.kawakamiiIto),川泡桐(P.fargesiiFranch.)和南方泡桐(P.australisGongTong),光泡桐[P.tomentosavar.tsinlingensis(Pai)GongTong]是毛泡桐的變種。除東北北部、內蒙古、新疆北部、等地區外全國均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老撾也有分布,有些種類已在世界許多國家引種栽培。作為一種優質木材,它不僅在工農業方面有廣泛用途,同時它還是一種常用的中草藥,其花、葉、皮、根、果古時就有其藥用記載。如《本草綱目》記述:“桐葉……主惡蝕瘡著陰,皮主五痔,殺三蟲。花主傅豬瘡,消腫生發[1]。”《藥性論》也言:“治五淋,沐發去頭風,生發滋潤。”近年來醫學研究發現其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降壓止血,同時還具有殺蟲作用。
1化學成分
泡桐屬植物的化學成分研究始于20世紀30年代初。日本學者最先對泡桐屬植物的化學成分進行了研究,1931年MascoKazi等從泡桐葉的樹皮和樹葉中分離得到糖苷類化合物[2,3]。1959年,KazutoruYoneichi研究了桐木中的木脂素成分,分離得到了丁香苷。隨著科學技術的發展,各種色譜分離方法和現代波譜技術應用于天然產物的研究,從泡桐屬植物中不斷發現新化合物。該屬植物中所含化學成分類型主要有環烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黃酮、倍半萜、三萜等。其中許多化合物被證明具有一定的生物活性。
1.1苯丙素類化合物苯丙素類化合物在泡桐屬植物中分布較為廣泛。主要有:(1)木脂素(四氫呋喃駢四氫呋喃類):細辛素(d-Asarinin)[4],芝麻素(d-Sesamin)[5],泡桐素(Paulownin)[6],異泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[7]等。(2)苯丙素酚類:Verbascoside[8],Isoverbascoside[9]。
1.2環烯醚萜類富含環烯醚萜類成分是泡桐屬植物的一大特征,在該屬植物中多以成苷的形式出現,廣泛分布于桐木、桐皮、桐葉中,花中還未見文獻報道。泡桐屬中的環烯醚萜成分具有九碳骨架(即C-4去甲基)的環戊烷型、環戊烯型和7,8環氧戊烷型,顯示了其在植物分類學上的意義。其取代基位置比較固定,一般1位羥基與1分子葡萄糖成苷,8位為甲基或羥甲基。另外,Soern等從成年毛泡桐的葉部獲得兩個5,6位為雙鍵的環烯醚萜苷,同時,他還發現成年和幼年的毛泡桐中環烯醚萜苷成分有所不同[10~14]。
1.3倍半萜類李志剛等[15]從毛泡桐的花中分到7個落葉酸型的倍半萜,為首次從該屬植物中分到倍半萜類化合物,可能與該類激素促進開花,抑制種子發芽有關,其他部分未發現。
1.4甘油酯類杜欣等[16]從毛泡桐的花中還分到了甘油酯類的化合物及其苷。
1.5其他成分從該屬植物中還分離出黃酮類、二氫黃酮類、三萜(主要為熊果酸及其苷[17])、生物堿、多酚、單糖、鞣酸、脂肪酸等多種成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[18]對泡桐花的精油成分作了色譜、質譜分析,研究了其中的蛋白質、氨基酸、微量元素等營養成分,利用GC/MS技術鑒定出許多長鏈及芳香族化合物。
1.6植物激素王文芝等[19]對河南蘭考泡桐的根、莖、葉中的植物激素進行了研究,利用HPLC技術分離鑒定出了激動素、反式玉米素、激動素核酸等8種激素。
2生物活性
2.1抗菌作用芝麻素對結核桿菌有抑制作用[20],而泡桐花及其果實的注射液(醇提取后用醋酸鉛沉淀去雜質制成),體外實驗時對金黃色葡萄球菌及傷寒桿菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、布氏桿菌、革蘭菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[4]。從泡桐屬植物中分到的紫葳新苷Ⅰ對金黃色葡萄球菌和乳鏈球菌均有抑制作用,最小濃度為150μg/ml,并認為其角甲基是抗菌必要基團[21]。魏希穎等將泡桐花的黃酮提取物作了體外抑菌實驗,發現其對金黃色葡萄球菌作用最強,而對黑曲霉、啤酒酵母、產黃青霉無明顯的抑制作用[22]。
2.2治療氣管炎泡桐果及花治療慢性氣管炎有一定療效,臨床治療1341例,有效率為81%,其中臨床控制率7%,顯效25%[23]。
2.3消炎作用泡桐花可用于治療炎癥感染,臨床報道用其治療16種疾病計244例,均有一定療效,其中對上感、支氣管肺炎、急性扁桃體炎、菌痢、急性腸炎、急性結膜炎的療效較好,治療中未發現不良反應和副作用[4]。實驗中通過觀察泡桐花浸膏對哮喘豚鼠肺病理組織學的影響發現泡桐花浸膏能明顯延長豚鼠誘喘潛伏期,優于地塞米松(P<0.001);對肺組織炎性細胞浸潤有明顯的抑制作用。能減輕炎癥反應對哮喘豚鼠肺組織結構的破壞[24]。李寅超等通過實驗發現泡桐果總黃酮及揮發油可通過抑制支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的血嗜酸粒細胞(EOS)聚集而具有一定的抗哮喘氣道變應性炎癥的作用[25]。
2.4止血作用泡桐屬植物中所含丁香苷有明顯止血作用。本品注射液用于手術70例,良效(明顯止血)30例,占42.9%,有效(出血減少)26例,占37.1%,無效14例[26]。
2.5毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半數致死量為21.4g生藥/kg。大鼠口服2g/(kg·d),共21天,一般情況及體重均無異常,內臟病理檢查未見中毒性病理形態改變。家兔急性、亞急性毒理實驗中,泡桐果煎劑對心、肝、腎、脾、胃均無毒性病理改變。家兔灌服泡桐花浸膏或靜脈注射,一般情況及食欲、體重、白細胞等均無明顯變化,成人口服上述浸膏或肌肉注射,自覺癥狀、體溫、脈搏及白細胞數等均無明顯改變,但有輕度血壓下降[4]。已有報道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、清除自由基、延緩骨骼肌疲勞、DNA堿基修復、抗凝血、抗血小板凝聚等多種生理活性。從泡桐屬植物的樹皮和莖部分離得到一個新的呋喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[1,2-2′,3′]furan-7,12-dione-6-carboxylate),對hela癌細胞有抑制作用,對polio病毒的brunhildeⅠ型EC50為0.1μg/ml對leonⅢ型EC50為0.1μg/ml[27]。另外,咖啡酸的糖酯類化合物被認為與該植物的顏色改變有關[28]。
2.6殺蟲作用泡桐素、芝麻素可增強殺蟲劑除蟲菊酯的殺蟲作用,可有效殺滅蚊蠅及其幼體[29]。
2.7其他作用泡桐屬植物還具有止咳、平喘、祛痰、治手足癬與燒傷、消腫、生發等功效[4]。
從以上可知,泡桐屬植物化學成分療效顯著且具多樣化,但對該屬植物的成分研究多集中于毛泡桐種,其他種涉及較少,而對部位的研究則多為桐葉,皮、根,莖次之,花研究的最少。對生物活性的研究則不夠深入,其有效部位及有效成分有待進一步確定。
【參考文獻】
1中國科學院.中國植物志.北京:科學出版社,1979,67(2):28.
2MasaoKazi,TokitiSimabayasi.AglucosidefromPaulownia.Japan,1931,93;735;27.
3KoitiIwadare.Lignin.Ⅱ.LiginofPaulowniaimperialis.JChemSocJapan,1941,62:186-189.
4江蘇新醫學院編.中藥大詞典.上海:上海科學技術出版社,1977.
5KijjoaA,KitirattrakarnT,AnantachokeC.PreliminarystudyofchemicalconstituentsofPaulowniaTaiwaniana.KasetsartJ,1991,25(4):430-433.
6KotaroTakagawa.ConstituentsofmedicalplantsⅣstructureofpaulownin,acomponentofwoodofPaulowniatomentosa.YakugakuZasshi,1963,83:1101-1105.
7Hiroji,MayumiO,YutakaS,etal.(+)-PiperitolfromPaulowniatomentosa.PlantaMedica,1987,53(5):504.
8SchillingG,HugelM,MayerW.VerbascosideandisoverbascosidefromPaulowniatomentosaSteud.Z.,Naturforsch,B:AnorgChemOrg.Chem,1982,37B(12):1633-1635.
9SticherI,LahloubMF.PhenolicglycosidesofPaulowniatomentosabark.PlantaMedica,1987,46(3):145-148.
10DamtoftSoren.Biosynthesesofcatalpol.Phytochemistry,1994,35(5):1187-1189.
11HegnauerR,KooimanP.Thetaxonomicsignificanceofiridoidsoftubifloraesensuwettstein.PlantaMedica,1978,33(1):1-33.
12AdrianiC,BoniniC,IavaroneC,etal.Isolationandcharacterizationofpaulownioside,anewhighlyoxygenatediridoidglucosidefromPaulowniatomentosa.JNatProd,1981,44(6):739-744.
13SorenD,SorenRJ.Tomentosideand7-hydroxytomentoside,twoiridoidglucosidesfromPaulowniatomentosa.Phytochemistry,1993,34(6):1636-1638.
14SoerenD.Biosynthesisofcatalpol.Phytochemistry,1994,35(5):1187-1189.
15李志剛.毛泡桐花化學成分.蘭州大學碩士學位論文.2001.
16杜欣.毛泡桐花的化學成分研究.蘭州大學碩士學位論文,2003.
17YoshihisaT,SadaoK,KotaroT,etal.ConstituentsofmedicalplantsⅢConstituentsofleavesofPaulowniatomentosaandRhododendronkaempferi.KauazwaDaigakuYakugakubuKeukguNempo,1962,12:7-14.
18宋永芳,羅嘉梁,倪善慶,等.泡桐花的化學成分研究.林產化學與工業,1990,10(4):269.
19王文芝.反向高效液相色譜分離泡桐中的植物激素.分析化學,1984,12(6):531.
20國家醫藥管理局中草藥情報中心.植物藥有效成分分離手冊.北京:人民衛生出版社,1980.
21WhitePJ.SeparationofK+-andCl--selectiveionchannelsfromryerootsonacontinuoussucrosedensitygradient.JExpBot,1995,46(285):361-376.
22魏希穎,何悅,蔣立鋒,等.泡桐花體外抑菌作用及黃酮含量的測定.天然產物研究與開發,2006,18:401-404.
23河南醫學院,等.泡桐果及花治療慢性氣管炎的臨床療效和實驗研究.河南醫學院學報,1975,1:26-28.
24張永輝,劉宗花,杜紅麗,等.中藥泡桐花浸膏對哮喘豚鼠肺組織作用的病理學研究.新鄉醫學院學報,2002,19(6):473-475.
25李寅超,趙宜紅,李寅麗,等.泡桐花總黃酮抗BALB/c小鼠哮喘氣道炎癥的實驗研究.中原醫刊,2006,33(19):16-17.
26謝培山,楊贊熹.救必應化學成分的研究—止血成分救必應乙素的分離、鑒定.藥學學報,1980,15(5):3-7.
27KangKH,HuhHK,BakK.AnantiviralfuranoquininefromPaulowniatomentosaSteud.Phytother,1999,13(7):624-646.
統計學論文2300字(一):統計學方法的發展及其在大數據中的應用論文
【摘要】現階段,統計學方法在我國企業管理中有廣泛應用。本文嘗試對統計學方法的誕生以及發展情況進行了簡要的分析,同時還對統計學方法在現今大數據時代的應用情況進行了探索。
【關鍵詞】統計學方法發展大數據應用
對于統計學方法來說,誕生的最初只是為了進行單純的計數以及描述,隨著統計學方法的不斷發展,其所涉及到的內容更加多樣化。在統計學家以及各個領域專家的不懈努力之下,統計學方法正在不斷的進步以及完善,在實際應用的過程中也發揮出了較為理想的效果。在現階段大數據的時代背景之下,對統計學進行深入探究是非常重要的,會對今后多個行業的快速發展起到促進作用。
一、統計學基本發展探析
對世界統計學的發展情況進行分析,會發現,其與科學界的發展趨勢較為類似,隨著統計學的不斷完善,也開始與其他科學進行融合發展。對統計學進行總結,可以發現,其主要具備兩個基本結合趨勢,即與實質性學科結合的趨勢以及與計算機學結合的趨勢。對于統計學來說,其與經濟學結合發展我國有廣泛的應用,并且產生了經濟統計這一專業;而統計學與教育的結合產生了教育統計。對于這些分支學科來說,其具有雙重屬性。一方面是統計學的分支;另一方面是實質性學科的分支。隨著計算機信息技術的不斷發展,其運算能力不斷提升,這也使得大規模的統計調查工作在實際展開的過程中取得了理想效果,不僅保證了數據計算的準確性,同時也保證了計算的高效性。因此,在進行統計學技術研究發展的過程中,與計算機技術的深入結合應用是重要發展途徑。通過對計算機軟件的有效應用可以使統計計算過程中一些疑難的部分得到有效解決,同時也使得統計計算的展開更加方便。從現階段我國經濟類統計專業的教育情況來看,一方面在對統計方法進行創新教育,另一方面在對學生利用商品化統計軟件包裝能力進行提升。由此我們可以看出,在今后統計學的發展過程中,勢必不能離開計算機技術的支持。在今后統計學相關專業的教育過程中,應該對學生的計算機程序設計以及利用能力進行培養提升,使得在展開統計工作的時候可以通過統計模型的編程來實現。
二、統計學方法在大數據中的應用趨勢
(一)統計學方法及相關領域的動態分析
目前,國內外對統計學都有較為廣泛的應用,主要應用在教育行業、生產制造行業以及企業管理當中,取得了較為理想的應用效果。根據CNKI數據庫中統計方法、機器學習分布情況可以看出,在機器學習領域的論文數量從2013年以后一直呈現出持續增長的勢頭,并且在2016年超過了統計方法領域的論文數量。由此可以說明,我國在機器學習領域的發展速度正現出穩定提升的趨勢,反映了我國在大數據領域研究方面越來越深入,所應用的研究方法也開始呈現出多樣化的特點。從總體上來看國內在統計學方法研究過程中已經取得了階段性的成果,并且其所面臨的拐點與國家上的統計學發展拐點基本保持一致,大概都是在2013年開始對大數據以及將其學習等方面有了深入的探究,并且開始逐漸取得突破性的成果。而機器學習方法的論文數量都是在2016年開始超過統計方法的論文數量。但是與此同時,我們也看出其差異性也很明顯,國內在統計方面研究的論文以及在機器學習方法方面研究的論文與國際相比較尚且存在較為明顯的差距,并且這種差距呈現出了持續性的特點,這也使得我國在這兩個領域方面還有很大的發展空間。
(二)統計學方法及相關領域研究方向分析
經過對CNKI數據庫中的統計方法以及大數據領域期刊論文分布情況進行分析之后,可以看出,統計方法領域中出現頻次最高的是“統計分析”以及“數理統計”、“人工智能”;在大數據領域出現頻次較高的是“云計算”、“圖書館”以及“物聯網”等關鍵詞。通過上述關鍵詞來看,其所涉及到的內容都是反映當前我國統計以及大數據技術所研究的重點以及熱點,同時我們也可以看出,現階段我國在統計與大數據領域方向的研究存在著一定的重合。在進行的數據研究的時候,需要應用到統計學方法,同時統計學方法在利用的時候往往也需要與大數據進行結合。
(三)統計學方法的發展展望
有數據的地方勢必就會涉及到統計學。從17世紀開始,國勢學派以及算數學派的爭論到今天大數據計算、計算機技術的相互作用,使得統計學的內容正在不斷完善,并且其應用領域也在不斷擴大,隨著大數據時代的來臨,使得傳統的統計學發展方向發生了一定轉變,開始從小樣本的統計推斷分析走向大數據量的挖掘分析,從而使其所掌控的數據量不斷提升。在未來統計學方法發展的過程中,應該注意將統計學與新的數據思維相結合,從而產生一種新型的、應用范圍更廣的大數據算法。從現階段我國大數據方法創新發展的情況來看,其與國際研究在深度以及廣度上還存在不小的差距,這也恰恰說明了我國在大數據統計學方面還有很大的進步空間。現階段,國內的大數據研究更多的是停留在信息化產業上,與其他行業的融合發展趨勢尚且不明顯,這也使得信息服務以及數據產業的創新發展受到了一定影響。在今后統計學發展的過程中,其研究熱點勢必會從數據分析以及數據發掘向算法方向轉移,這樣也使得大數據技術與統計學方法二者之間的聯系更加緊密。
結束語
綜上所述,我國統計學方法在今后發展過程中應該充分考慮到實際需求,積極適應時代變化,現階段大數據時代已經全面到來,并且大數據技術在我國有廣泛應用,在實際應用的過程中取得了較為理想的效果。將大數據與統計方法進行結合可以使統計學方法的作用得到更好的體現,也使得統計學方法不斷的進步以及拓展,在大時代背景之下,其功能性得到了更加充分的展現。
統計學畢業論文范文模板(二):線上線下混合式教學在生物統計學教學中的實踐與研究論文
[摘要]為提升生物統計學課程的教學水平,針對傳統生物統計學教學中的局限,分析和實踐基于線上網絡教學+線下面授教學的混合式教學模式在生物統計學教學中的應用策略和方法。實踐表明,通過線上+線下的互動與教學,能激發學生學習的興趣與動力,豐富生物統計學的教學形式與內容,促進生物統計學教學質量的提升。
[關鍵詞]線上線下;混合式教學;生物統計學;實踐
[作者簡介]嚴明(1981—),女,重慶人,博士,講師,研究方向:生物技術。
[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]1674-9324(2020)25-0273-02[收稿日期]2020-03-18
生物統計學是生物醫學類專業的必修課程,學生通過學習本課程掌握實驗設計的原理和方法,并學會對實驗數據進行統計分析和處理。然而,生物統計學涉及到大量基礎理論,單純通過教師講解,學生理解度較低,學習效果不佳。如何在有限的課時內,改革傳統的以講授為主的教學方式,有效提高教學效果是生物統計學教學亟待解決的難題。
近年來,隨著互聯網信息技術的發展,一種基于線上網絡教學+線下面授教學的混合式教學模式應運而生。該模式可避免傳統教學模式中以教師為主導,學生學習主動性差的缺點,又可克服學生完全在線學習缺乏監管、學習效果不佳的困難。本文嘗試將混合式教學方法運用到生物統計學教學中,以期在有限的教學時間內最大限度實現教學目標,提升課程教學效果。
一、線上線下混合式教學的概念及內涵
線上線下混合式教學是一種新興的教學模式,授課教師利用網絡教學平臺向學生提供教學視頻和課件等教學資源,并設置作業、調查等互動模塊,學生利用課外時間自主完成學習任務,并通過平臺與教師交流。在線下課堂,教師根據學生在線學習的情況,對疑難問題進行有針對性的講授,幫助學生理解、掌握教學難點。
線上線下混合教學模式打破了教學的時空限制,學生可以靈活安排學習時間,通過學習在線資料提出問題,并帶著問題進行課堂學習,有效提升學習效率。線上線下混合教學還可幫助教師動態掌握學生學習情況,生成客觀的過程性評價材料,并豐富課程的教學形式,拓寬教學路徑,因此正逐漸成為高等教育領域的一大趨勢。
二、生物統計學課程教學面臨的困境
1.教學時長受限。目前,本校生物統計學面向生物醫學工程和醫學信息工程專業開設,每學期共32個課時。由于教學內容抽象,而且學生要通過大量實踐才能掌握統計學原理在生物研究中的應用,因此,教學難度高,課堂教學時間很難滿足教學需求。
2.教與學不同步。傳統教學模式下,教師與學生之間的溝通以課堂為主,教師按照教學安排按部就班地進行教學,對學生需求重視不足;學生缺乏主動反饋的意識,教師很難掌握學生的真實學習狀況,教與學處于不同步狀態。
上述困境對如何拓展教學時間,完成課程教學并指導學生學以致用提出了新的挑戰。
三、線上線下混合式教學在生物統計學教學中的實踐探究
1.構建線上教學平臺,實現課前線上自主學習。授課教師首先以超星泛雅平臺和學習通APP為依托構建線上教學平臺。教師在平臺上將課程每章的重難點列示出來,搭建課程框架體系,并上傳包括課件和教師根據課程知識體系錄制的教學視頻等資料。教學視頻時長控制在15分鐘以內,并保證精煉、易懂,讓學生不會因視頻過長而放棄觀看,提高學習時效。同時,在教學平臺提供視頻配套的課件資料,方便學生下載并配套觀看。教師還在平臺設置了視頻彈幕問答和闖關式章節測試,學生通過答題和測試后才能進入后續章節的學習。
在教學實踐中發現,線上教學平臺還可以為理論教學提供良好的拓展實踐平臺。教師可以在線上平臺提供實驗設計及實驗數據分析的實例供學生練習,實現對課時壓縮的有效彌補。學生普遍反映網絡教學平臺十分有利于自主學習,尤其是遇到知識難點時,學生可以通過反復線上觀看教學視頻來幫助理解,能達到較好的學習效果。
此外,線上教學平臺可以通過視頻回放次數、測試完成程度等數據統計幫助教師了解學生之間的差異性,既方便教師掌握學生學習狀態,分析存在的問題,也為線下課堂教學提供依據,在后續教學中因材施教,滿足不同層次學生的個性化學習需求提供依據。
2.線下檢測自主學習效果,實施針對性教學。采用線上線下混合模式教學,課堂教學的任務發生轉移。教師要集中精力對知識點進行梳理和歸納,并針對重難點以及學生在線上學習過程中的困難進行答疑解惑和查漏補缺。在教學實踐中,為完成上述任務,在每個章節的線上學習完成后均安排答疑和小組討論,讓每位學生通過多種方式修正和完善遺漏或理解錯誤的知識點。全部授課結束后,授課教師向學生發放了關于教學效果的調查問卷,結果顯示,78.2%(18/23)的學生認為采用混合式教學方法可以把重要知識點學透,在課堂上有更充裕的時間進行消化吸收,更有利于教學內容的掌握。
在線下教學中,教師還對教學場景進行了編排和優化。教師提供具體的實驗案例,并以某一具體實驗案例(如抗癌藥物篩選)為背景貫穿整個課程教學始終,模擬真實實驗場景,讓學生從實驗參與者的角度設計實驗流程、整理實驗數據、統計分析和解讀呈現的全部流程。幫助學生實踐生物學研究提出假說—實驗驗證—得出結論的基本流程,理解生物統計學對生物學研究的重要指導作用,培養學生知識遷移、應用和分析并解決科學問題的能力。
3.課后回顧學習并提升。在課堂教學完成后,師生的教學活動都還沒有結束。教師要對線上線下教學過程中容易出現的問題進行整理總結,并將解決方案到網絡平臺,供學生回顧性學習。學生要對課堂上遇到的問題,搜集學習資料進一步思考和鞏固。教師還要對學生課后學習情況進行挖掘,并根據學生的不同情況進行個性化的學習支持。對于有困難的學生,教師要單獨輔導和監管,幫助學生完成課程學習;對于學有余力的學生,可以鼓勵學生走進實驗室,跟隨教師的科研工作,完成真正的動手實踐,實現素質提升。最終通過師生配合,完成對課程教學效果的提升。
4.教學考核。由于教學形式發生變化,課程的教學考核模式也要隨之做出調整和改變。在實踐中,教師改變傳統的期末考核模式,充分利用線上線下教學記錄,實現全過程考核。考試成績包含網絡平臺學習考核(25%)、線下課堂表現(25%)和期末閉卷考試(50%)三部分。其中網絡平臺學習考核由系統根據學習時間、頻率以及測試情況生成;課堂表現根據學生聽課及參與討論情況,綜合學生互評和教師考核給分。上述考核方式,降低了期末考試在總成績中的比重,更加側重于學生的平時學習積累和實踐能力的培養。因此,可避免學生“突擊考試”的僥幸心理,促進學生向平時主動學習轉變,更符合現代教學模式和人才培養的需求。
(大連大學,遼寧 大連116622)
摘 要:統計學思維與方法已滲透到生物學、農學、藥學及臨床實驗等,但許多生物醫藥學專業學生對統計學重視不足,影響了學生在科研工作中應用統計學的科學性和嚴謹性。文章根據生物醫藥學專業特點,重新定位統計學課程目標,設計適當的實踐教學環節,并提出生物醫學專業學生統計素養的培養路徑。
關鍵詞:統計素養;生物醫藥;路徑
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2015)06-0088-02
統計學的應用越來越廣泛,被譽為“科技工作者從事科學研究的工具和手段”[1],現在,統計學思維和方法學已經滲透到理工農醫及社會科學等各學科的研究和決策之中。生物學、農學、生物產品工程工藝條件、藥物生物活性實驗及臨床實驗等都尋求統計學家的合作,美國國立衛生研究院(National Institutes of Health,NIH)的基金申請明確要求生物醫學科研項目要有統計人員參與,生物或藥物實驗及產品內容都需詳盡的統計設計與分析。
實際工作中,很多生物學、醫學科研工作者對統計學的作用重視不足,突出表現在分析時盲目套用分析方法,對分析結果輕描淡寫,把統計學當作簡單的修飾工具,甚至把整個統計分析過程變成一個黑箱,那就有可能垃圾進,垃圾出(garbage in,garbage out),嚴重影響了統計學應用的科學性和嚴謹性[2]。為此各高校生物醫藥學相關專業均十分重視培養學生的統計素養,注重統計課程教學方法、教學手段及考核方法等[3-5],以期通過本課程教學,為學生以后從事相關領域的科研或工作打下良好基礎。
筆者所在學院的生物工程、生物技術和制藥工程三個本科專業都開設了這門課程,今后這些學生將繼續從事本專業研究及生產實踐工作,生物或醫藥統計學課程將作為重要的工具課,對這些學生的專業課學習和畢業論文設計及將來從事相關專業的工作十分重要,但這些專業的學生數學基礎較差,甚至有的學生談“數”色變,提高學生統計素養也因此難度增加。筆者通過教學實踐和調查問卷相結合,根據學生特點和課程特點,從主觀和客觀兩方面尋找存在的問題,對如何提高生物醫學專業學生統計素養提出一些思考。
一、增加主動性——樹立數學應用意識,降低難度
課堂教學和調查問卷結果均顯示多數生物醫學類的學生對數學、概率論統計等相關課程興趣不濃,很多學生是因為學分或學院要求等才選修本課程。盡管大于70%學生認為高等數學和概率統計學很重要,認為統計學有用的學生占比例也很高,但問及是否喜歡統計學課程時,則喜歡程度為“一般般”甚至“不喜歡”的比率達到58%,這種想學但不敢學矛盾的心理伴隨著學生的學習,數學相關課程似乎是陡峻的山,在學習過程中個別學生可能會對統計學課程的畏懼心理轉變為抵觸心理,興趣幾乎變為零。
因此教師首先從心理上幫助學生克服畏難情緒,否則學生會停滯在山腳下。具體教學中講明統計學課程注重應用且應用面廣,可提高學生興趣;點明統計學公式及運算簡單,可消除學生的畏難情緒;介紹現在統計學發展特點,統計軟件應用情況,改善學生的情緒;增加互動教學,讓學生多參與,讓學生體驗統計學并非是不可逾越的高山,進一步提升學生興趣和降低學習難度,具體方法在以下各小節探討。
二、定位準確——強調應用,降低難度
定位準確可使學生學習具有目的性和積極性,增強學生數學學習意識,降低統計學類課程教學難度,本課程是生物醫學類應用工具課程,復雜的公式推導過程只會增加學習難度;實際應用中數據分析可避開公式推導,直接根據統計學的試驗方案、條件及相應的理論公式分析。基于以上思考,可將其定位為培養學生在生物醫學科研或生產實踐中的統計學應用能力,減少公式推導及公式死記硬背過程,提高學生的統計素養。
課程定位后可根據調查問卷和教學實踐進行系統思考:教材、教學方法與手段、考核方式等都需要進行調整。教師要廣泛閱讀各類教材從中優選出適合學生專業的應用型教材;教學過程可用多媒體展示案例,提出問題[6],板書主要公式,師生互動分析案例的應用條件,確定統計分析方法,并完成案例計算過程;學生也希望教師適當留一些作業,考核方式采用適當寬松的“一紙開卷”方式進行。系統改革思路確定后,學生壓力減輕,積極性極大提高,也期待著在學習過程中提高自己的統計素養。
三、實踐出真知——實例互動與軟件應用整合
既然將本課程作為應用課程對待,則加強實踐教學環節必不可少,調查顯示學生非常關心案例教學和軟件使用教學,高達87%的學生認為需要軟件教學,這也表明學生有對提高自己統計學素養及知識應用的渴望;實踐證明這些教學環節既可提高學生學習積極性,也顯著提高教學效果,往往理論教學花費很長時間,而采用案例或者軟件使用教學,短時間學生即可領悟。
案例教學是根據學生的專業內容提出案例,如生物學專業則主要以生物學的實驗分析為主,藥學專業則以藥物生產、實驗或臨床應用所產生的數據分析為主,因兩學科交叉性強,許多教學案例可通用,因此也擴展了學生視野。根據實例教學,學生會結合專業學習課程,更易主動運用統計學分析實驗數據。軟件教學可讓學生拋開簡單但繁重的計算過程,如方差分析計算量很大,整個教學過程冗長,可以通過向學生介紹統計的應用條件、計算過程,結合案例引導學生進行方差分析計算,并對進行結果分析。
在實際教學中可采取案例導向教學:提出案例案例解析統計方法上機實驗結果報告課堂練習互動辨析常見疑問教師總結,通過典型案例分析和軟件應用操作充分調動同學們聽課以及主動參與的積極性,培養他們的科研中運用統計學思維的意識。
值得注意的是,如果只注重軟件實踐而忽視了原理理解與掌握,學生也難以形成統計學思維甚至濫用統計學方法,因此,軟件教學最好在理論學習結束后引入。軟件實踐教學時間過長、過早都會產生一定的負面影響,學生會誤認為軟件能夠解決一切,而忽視理論的學習,統計素養的培養和正確的統計運用也陷入空談。
四、適當增加難度——實施“一紙開卷”考核
考核不是目的,是手段,考核的實際目的是讓學生在備考過程中進一步扎實地掌握知識。調查顯示相當一部分學生也是喜歡“吃跳一下夠得著的桃子”,即贊成考試難度適當高一些,包括“一紙開卷”和閉卷考試。課程若采用閉卷考試,學生會死記硬背統計學公式,降低學生學習興趣;目前統計學軟件發展迅速,應用統計學課程中公式并不復雜,沒有必要讓學生完全記憶公式,閉卷考試偏難,對學生是一個負擔;但若采用開卷考試,學生可能會不復習而直接上考場,稀里糊涂做題,學習效果較差。筆者根據本課程的多年教學實踐和調查回饋,建議選擇開卷和閉卷考核之間的形式:“一紙開卷”。
“一紙開卷”方法是讓學生復習時把知識點總結到一張給定的紙張上,考試時,學生只能攜帶這一張紙參加考試。這一考試形式可以督促學生總結學習統計學知識,又避免了死記硬背上考場的情況。學生在總結知識過程中,如果不認真看書或筆記,不認真將關鍵知識點記錄在紙上,若想在考場上能順利完成題目,也是有一定難度的。這一考核方法可以適度的“推一把”,讓學生學好基礎的統計理論知識。
調查顯示學生通過以上學習過程只有15%學生感覺有較大壓力,大多數學生感覺有些壓力或壓力一般,且絕大多數學生認為本課程有益于自己的邏輯思維和統計學思維,表明上述教學過程基本實現減輕學生學習壓力,提高統計素養的目的。
五、更上一層樓——注重創新課題與畢業設計應用
統計素養培養只限制于課堂教學是遠遠不夠的,一定要讓學生在其他過程學習中應用。學生在專業實驗課中會得到許多實驗數據,但因是常規實驗,分析方法固定,學生被動分析實驗數據,擴展運用機會極少。大學生創新課題和畢業論文設計是培養統計素養的最佳過程,在這兩個過程中,學生有大量的機會自主運用統計學原理設計試驗方案、搜集數據統計分析,學生可在實踐過程中提高應用統計學分析數據的主動性。
學生學習統計學不免有紙上談兵之嫌,而學生在畢業論文設計中運用統計學分析數據的需求較多,此機會恰可以補充課堂教學之不足,也同時提高學生綜合運用知識的能力。教師在設計創新課題或畢業論文題目的時候可以考慮相關試驗設計,引導學生運用統計學分析方法解決問題,在具體過程中指導學生正確運用試驗設計和統計分析方法應用。統計學目的就是科學地設計生物醫藥學試驗并對所得數據分析,力求減少試驗次數、節約試驗成本、縮短試驗周期、迅速找到優化試驗方案或數學模型[7],學生在自行根據統計學知識設計實驗時,理論指導實踐過程增加,學生的興趣得以提升,統計素養也自然更易培養形成。
總之,統計學課程把數學語言引入生物醫藥學領域,是一門應用性很強的方法論學科,對生物醫藥學專業學生在今后的科研和生產實踐有重要作用。結合課程特點和專業特點,系統優化應用類統計學教學模式,讓學生在學習中思考、在實踐中解決問題,在實例互動、討論式學習中培養思辨能力,培養理工專業學生的統計素養,讓學生學有所得、學有所用。
參考文獻:
[1]王素平.生物統計學教學方法改革分析[J].商丘師范學院學報,2012,(28).
[2]易東,劉嶺等.關于“醫學統計學”學習問題的思考[J].重慶醫學,2012,(41).
[3]張穎.生物統計學教學方法的探討[J].內蒙古民族大學學報,2012,(18).
[4]江明生,黎彤.生物統計學課程采用多媒體與啟發式教學探討[J].高教論壇,2011,(2)
[5]丁建華.生物統計學教學方法與技巧探討[J].安徽農學通報,2011,(17).
近半個世紀以來,科學技術迅猛發展,新知識、新成果不斷涌現,數字化特點凸顯。根據2002年度美國國家科學基金會資助的研討會報告,目前我們收集的數據需求呈指數增長,而數據分析的需求呈二次增長,但統計的專業人才呈線性增長并且目前統計學的教育遠遠落后于實際需求。邵啟滿教授“給當今畢業生的建議,就兩個字:統計”。我們當前的數理統計課程的教育還處于“非常狹窄的計算機時代前的統計學”,嚴重滯后于不斷發展中的現代統計學。大部分的研究生教科書內容仍然是從統計量到點估計,繼而假設檢驗、回歸分析和方差分析等基礎知識的呈現及統計方法的推導。課程的教學大綱中也以理論推導為重點,注重統計方法的理論基礎和演繹證明,而對于實際應用較多的現代統計方法缺乏介紹,忽視與各種統計軟件的結合。因此,我國工科研究生畢業論文實驗數據處理手段較為低級,對異常數據缺乏理性說明。我們的研究生往往在學完數理統計課程后,雖然掌握了基本的統計方法和推導,但進入科研工作碰到實際數據時,對數據的收集、處理和分析仍然一籌莫展。這也是促使我們教學理念轉換的主要原因,研究生數理統計課程應以現代統計應用為中心,不僅要求學生理解和領會統計思想,還應正確使用統計方法,根據計算結果作出正確的推斷,給出合理的解釋。
2教學變革的嘗試
由于課程的實用性和重要性,學生普遍對數理統計課程比較感興趣。如何調動學生的主觀能動性,變“被動灌輸”為“主動探索”,在有限的課時內學習較多的統計知識呢?我們教學變革主要采取如下措施。
2.1教學內容的調整為了避免重復學習,我們對原來本科時已經學習的統計量與抽樣分布、參數估計這部分內容只簡單復習,溫故知新,不再細講。而對目前生物醫學工程中應用較普及的方差分析、回歸分析,我們補充了生物醫學方面的實例,運用軟件進行統計分析,并對運行結果詳細講解。對于教材未介紹的非參數檢驗和實驗設計部分,補充幾種常見的統計方法。對于較復雜的多元統計和現代統計學部分,我們引入PBL教學模式,通過分組、問題探究、成果匯報、反思和完善幾個步驟,完成學習內容。
2.2教學方式的改進在課程的教學中,我們盡量做到深入淺出,回避復雜的推導、運算和證明,強調對統計思想的理解以及統計方法的運用,同時注重和統計軟件的結合。統計從某種意義上說是與數據打交道的科學,沒有實際數據的統計分析,不利于學生對統計方法的理解和應用。教學中如果仍然當成數學課程,注重統計理論中定理和公式的推導演算,而缺乏實際的數據分析訓練,學生就無法對統計的廣泛應用性及重要性有深刻的體會,也不利于保持和提高他們的學習興趣。我們補充了生物醫學方面的實例,通過數據分析,提高他們對統計方法的實際應用能力,也為后續PBL教學的順利開展做準備。大部分學生在本科階段已學習Matlab軟件,而且工科學生計算機應用能力較強,因此我們要求學生自學一門統計軟件(如SPSS、R等)或使用Mat-lab,對所有的實例在軟件中實現數據分析。軟件輸出的是數值或圖表,并沒有詳細的解釋、分析和結論,學生必須結合數據背景知識,應用所學統計方法,進行分析推斷,最后給出結論和合理的解釋。
2.3考核方案的變革注重平時考核,淡化期末考試。考試不是最終目的,只是促進學習而已。因此,成績是對學生學習情況的全面評價,不僅包括教材知識點的掌握情況,還有自主學習和實際應用的能力。我們將PBL案例分析的評價和期末考試的成績各設置為50%的比例,鼓勵學生自主學習,提高實際數據分析的能力。
3結合PBL教學模式
統計學的飛速發展要求研究生掌握必備的統計基礎知識外,能夠進行知識的自我更新,具有不斷學習現代統計新知識的能力。PBL教學模式在提高學生分析問題、解決問題的能力,培養學生成為自主學習者、終身學習者等方面已被廣泛認同。雖然生物醫學工程專業研究生基礎知識比較扎實,但統計學的發展以及軟件的學習交叉,要想學好這門課程并不輕松。在研究生教班開展PBL教學的有利條件是:①教班人數較少,分組進行問題探索可以實現。②學生對數理統計課程比較感興趣,積極性較高。③現代統計學和計算機科學緊密聯系,但醫學工程學生計算機應用能力較強,在統計軟件的學習和編程方面具有優勢。④教研組在數模競賽培訓和本科畢業設計中積累了一些素材,可以將內容完善成PBL問題。我們引入PBL教學模式,進行了初步探索。
3.1前期準備推薦一些統計應用的網站和書籍。簡單介紹前沿的方法和知識,補充回歸、相關、時間序列分析以及實驗設計等內容,對于隨機模擬、MC-MC方法也舉例說明。教師將原先積累了一些實例設計成若干問題,讓學生進行選題,組成學習小組(每組5-8人),確定分工。我們將多元統計分析和傳染病預測的案例編寫成4個問題,提前半個月交給學生,等他們分組確定后,分別給予一定指導。
3.2問題探究小組成員分工合作,查找文獻、學習算法,圍繞選定的問題進行準備。通過交流和討論,將各自學到的知識進行整合,進而運用這些知識重新分析上一階段提出的問題,思考并提出解決方案。最后,對問題形成一個附有詳細統計算法和計算結果的論文報告交給教師。
3.3成果展示和匯報各組將問題的解決方案和結果做成PPT,在課堂上進行匯報。其他小組可以提問和質疑,開展課堂討論。教師預先閱讀各小組的論文報告,引導學生的課堂討論,針對學生模糊不清的問題進行講解,強調重點和難點,對每個小組的報告給予建設性意見和評價。
隨著現代科學的發展,特別是醫學統計學、生物醫學工程學和電子計算機在醫學科研中的應用,廣大臨床工作者越來越有必要更多地熟悉一些數理統計知識,以便獲得可靠的資料,從而得出正確的結論。全國不少醫學期刊,從七十年代以來對這個問題日益引起廣泛注意。為了讓臨床醫務工作者在科研和寫作、評閱論文中,對實驗設計與數據統計問題引起足夠重視,筆者近幾年來學習國內醫學、生物學期刊中見到的一些統計學問題,略加討論。
一、臨床療效觀察的實驗設計問題
在各種醫學期刊中,半數以上是療效觀察方面的論著。現擇其較普遍存在的統計學問題,結合實驗設計基本原則加以討論。
(一)對照與均衡性測定
國內醫學期刊有關臨床療效觀察的文章甚多,不少雜志刊登了一些事先未設計對照的文章,其結論難以令人信服。如《用柴葛解肌湯治療上呼吸感染》一文,報道治愈好轉率為97.7%,因無對照,無法斷定其效果如何,因此,治愈好轉率中含有假像。
對照的方法雖有多種,但對照的基本原則是與實驗組齊同可比,最好作均衡性測定。
(二)安慰劑與盲法試驗
安慰劑與盲法試驗是醫研(主要是比較性研究)中常用的科研方法,結果準確、誤差性小。安慰劑在形、量、色、味等要與實驗藥物一樣,不能給受試者和執行者任何暗示。這種試驗就是雙盲法試驗。但近年來,尚有人用改良的雙盲法,此法分兩期:第一期(公開期)試驗有效者留,無效者棄。有效者進入第二期(雙盲試驗),以確定療效是否系安慰劑的作用。在預防效果觀察時可采用該法,臨床上應用諸多困難,應視具體情況而定。
(三)樣本含量與重復原則
沒有足夠樣本的研究結果,是經不起重復試驗的,有的論文憑少數病例觀實的結果下結論,是不慎重的。如《重癥肺炎并發DIC29例》一文,作者觀察腦型患者3例,其中死亡一例,就得出“一般腦型病死率高達57%,本組腦型病死率較低,看來及早用肝素阻斷DIC過程,對降低腦型病死率可能具有重要意義”的結論。因無對照,結論不可靠。
(四)隨機分組與實驗設計類型
[關鍵詞] 醫學期刊 統計學問題 編輯
[中圖分類號] G230 [文獻標識碼] A [文章編號] 1009-5853 (2013) 05-0067-03
醫學統計學是一門以統計學原理和方法為基礎,探索醫學科研工作中遇到的有關數據的收集、整理和分析方法的應用科學,又可被看成一個收集信息、處理信息、分析信息,進而從中提煉和總結分析出新的信息的過程[1]。隨著醫學科研水平和醫療技術水平的不斷提高,醫學科研和臨床實際工作中,人們對待科學的態度逐漸從原來的“經驗主義”轉變為“論據先行原則”,無論是在一些醫學相關學科的基礎實驗中,還是在一些臨床疾病的診治等工作中,人們遇到問題時不再“想當然”,而是首先考慮為什么,有何依據,而這些依據大多需要通過統計學中的信息收集、整理、分析來提供。因此,醫學統計學在醫學工作中的地位越來越重要,統計學應用的正確與否直接影響著醫學科研結論的科學性、嚴謹性和可靠性,具體到醫學期刊方面,就會出現因統計學應用不恰當而導致醫學期刊不嚴謹、不科學、不可靠和不具有影響力[2]。鑒于醫學統計學在醫學期刊中的重要地位,作者結合《腫瘤基礎與臨床》雜志2011年的240篇文章中出現的統計學問題,對目前我國醫學期刊中常見的統計學問題進行分析,同時提出一定的解決方案,為醫學編輯工作能力的提高以及醫學期刊整體水平的上升提供一定幫助。
1 醫學期刊中常見統計學問題
統計學的誤用、錯用和不用問題廣泛存在于許多醫學期刊中,統計學錯誤率處于較高水平,有文獻報道期刊論文統計學錯誤率為38%—80%,而且統計學問題的種類幾乎涉及統計學的每個方面,包括實驗設計不合理、未進行統計學處理、統計分析軟件未介紹或介紹不清、統計學數據的描述方法不當、統計學方法的描述不清或錯用、統計值或P值不全或描述不清、統計學結果分析或描述錯誤等[3-4]。王倩等[5]對5種“中華”系列雜志刊登的文章的統計學應用進行回顧性分析,發現1985年統計學方法應用的錯誤率占24%,1995年占36%。沈進等[6]選取8種醫學期刊,分析發表于1998年至2005年的544篇論著文章的統計學方法應用情況,結果顯示,136篇的統計學出現明顯錯誤,錯誤率達到25%,其中以資料處理方法不當所占比例最高,達到61.76%,其次為圖表錯誤、未作統計學處理等。我刊2011年刊登的240篇論文中,排除個案報道、教學論文、棕色行論文36篇,剩余的204篇論文中有126篇論文采用了統計學處理,占61.76%(126/204),現結合本刊統計學應用現狀針對醫學期刊中常見的統計學問題進行分類分析如下。
1.1 統計研究設計不合理問題
大多數非統計學專業的學者在進行統計研究設計(包括實驗設計、調查設計、臨床試驗設計)時僅僅從本專業的角度考慮,根據主觀想要得到的結果進行分組設計,而完全沒有考慮該實驗設計的可行性、組間數據是否具有可比性等問題,主要表現在實驗設計時不遵循隨機化原則、未設置對照或對照不合理、均衡性原則貫徹不徹底等[7]。常見的統計研究設計不合理問題包括缺少對照或對照不合理、單因素設計取代多因素設計、樣本量選擇不具有代表性或樣本量不足等[8]。例如,本刊《SMO蛋白及mRNA在食管癌鱗狀細胞癌組織中的表達及意義》一文,在實驗分組設計時未對各組間數據是否具有可比性進行統計學分析。
1.2 未進行統計學處理問題
許多醫學期刊論文雖然也進行了分組設計、設立對照等,但是文中未說明采用何種統計方法,也未對這些數據進行統計學處理,僅僅通過對實驗所得的實際數據的直觀判斷就得出結論[9]。例如,本刊《肺尖癌26例療效分析》一文中,作者在分析不同治療方法對肺尖癌的療效時并未采用任何統計方法,而是直接得出了“綜合治療較單純治療更能延長肺尖癌患者生存期”的結論,這不符合現代醫學科研的結論需有據而立的原則。
1.3 統計方法的描述不具體或錯用問題
1.3.1 統計方法的描述不具體
一些醫學期刊論文中列出的統計方法過于簡單,甚至未列出,主要有以下幾種情況[10-12]:在“材料與方法”部分中的“統計學處理”中未列出所用的統計學軟件或僅列出所用軟件而未說明所用軟件的版本;對于何種數據采用何種統計方法僅籠統描述,未具體列出文中的那些數據應該用何統計方法;對于定量數據僅列出采取t檢驗或方差分析,而未列出是否進行正態性檢驗和方差齊性檢驗;對于兩組定量數據無論是應該采用成組設計t檢驗還是配對設計t檢驗,均僅描述為“兩組定量數據比較采用t檢驗”;對于兩組或多組定性數據的比較,無論是僅需用 2檢驗,還是需要采用矯正 2檢驗或 2分割檢驗,均描述為“兩組或多組定性數據的比較采用 2檢驗”;統計學符號書寫不規范,例如,根據GB/T3358-82,F檢驗、P值、 2檢驗、t檢驗等中的字母應為斜體,不符合上述規定的書寫均為錯誤情況,這在論文中非常普遍;未列出檢驗水準 ,檢驗水準 是事先設定的判斷小概率實踐的標準,實際意義是允許犯假陽性錯誤概率的最大值,需要根據不同的研究目的進行設定。例如,本刊《 -連環蛋白和層粘連蛋白的表達與垂體腺瘤侵襲性的關系》一文在“統計學處理”僅說明數據的比較采用t檢驗,而未說明t檢驗的類型。
1.3.2 統計方法的錯用
一些醫學期刊論文中的統計方法的應用存在明顯的錯誤。對于所有定量數據,常見的錯誤有[13-14]:無論是否符合正態分布、是否方差齊,一律盲目應用t檢驗或單因素方差分析等參數檢驗方法進行比較分析;無論數據分為幾組,一律采用t檢驗進行比較分析,把其當做定量數據比較的萬能工具;無論各組數據是何關系,一律采用成組設計t檢驗或單因素方差分析。例如,本刊《癌癥相關性乏力與TGF- 1的關系分析》一文中,定量數據進行比較分析之前未說明是否進行了方差齊性檢驗和正態性檢驗。對于所有定性數據,常見的錯誤有:把 2檢驗當做所有定性數據的萬能統計工具,忽略了其應用的前提條件是, 2檢驗適用于正態分布的定性數據,且樣本量最好>40,列聯表數據進行 2檢驗時不能有1/5以上的格子其理論頻數
1.4 統計結果的描述及分析錯誤問題
許多醫學期刊論文中均可見到統計結果的描述或分析錯誤,常見的有以下幾種[15-17]:1)對于定量數據應當根據是否符合正態分布而采用不同的描述方法,符合者一般采用“均數±標準差”或“均數±標準誤”表示,而不符合者則采用中位數和四分位間距來進行表示,不按上述規定進行描述者均屬于錯誤描述;2)對于定性數據,常見的錯誤是構成比和百分率不分,計算率或構成比等相對數的樣本量過小;3)解釋有統計學意義時僅根據P值的大小得出相應結論,例如對于A、B組2組的療效(假定A組療效優于B組),其“P
1.5 統計值和(或)P值描述不清以及統計值缺失問題
許多醫學期刊對統計結果進行描述時,通常不能完整清晰地描述出統計值和P值,常見的有以下幾種情況[18-19]:統計結果僅用“P0.05”得出結論,缺少相應的統計值;統計結果包括統計值,但是P值僅寫出“0.05”,未列出具體的P值;僅列出具體的P值,而統計值缺失,上述幾種情況均不利于文獻閱讀者進行數據驗證和meta分析。例如,本刊《同步放化療治療局部晚期食管癌臨床觀察》一文中,所有統計結果均僅列出了“P0.05”,未列出具體的統計值和P值。
2 針對醫學期刊中常見統計學錯誤的解決對策
目前,醫學期刊論文的統計學問題已經成為衡量論文質量高低的重要標準,統計學的錯誤可能會導致論文學術水平和學術質量的降低,甚至有可能導致嚴重的后果。近年來,隨著廣大醫學科研工作者和醫學期刊編輯及審稿專家對醫學統計學應用的重視,醫學期刊論文中的統計學問題已經明顯減少,但仍然處于較高的水平,這可能與以下幾點有關[20-22]:論文作者、編輯及審稿專家思想上不夠重視論文統計學應用;期刊編輯的統計學應用知識匱乏;選擇審稿專家只注重其專業領域內的影響力,而未關注其統計學應用水平。因此,要想提高醫學期刊的統計學應用水平,從而更進一步提高期刊總體質量,需要做到以下幾點:作為醫學期刊編輯,必須不斷進行統計學相關知識的學習,例如參加相關培訓班、旁聽醫學院校的統計學課程及請教統計方面的專家等,以提高自身的統計學應用水平,并從思想上重視統計學應用的審查,在給新投稿件的作者的初步意見中就強調統計學應用的重要性,規定一旦統計學有問題,論文可隨時退稿;聘請醫學統計學專家進入期刊編委會,負責所有論文的統計學審稿;應通過各種途徑,向廣大科研工作者宣講統計學在醫學科研工作中的重要性,使其養成良好的正確應用統計學的習慣;在科研課題設計過程中要求有統計學相關專家的參與;科技期刊中增加統計學應用欄目,刊登與本刊論文關系密切的統計學方法,或者刊登一些常見的統計學錯誤,與作者或讀者交流,提高其統計學應用能力。
注 釋
[1]孫振球.醫學統計學(第3版)[M].北京:人民衛生出版社,2010:1-8
[2]胡良平,郭秀花,劉惠剛.醫學統計學是評價醫學科技論文質量優劣的重要依據[J].中華口腔醫學雜志,2011,36(3):229-232
[3][8]胡良平,李子建.醫學統計學基礎與典型錯誤辨析[M].北京:軍事醫學科學出版社,2003:4
[4] Garc韆-Berthou E,Alcaraz C.Incongruence between test statistics and P values in medical papers[J].BMC Med Res Methodol,2004,4:13
[5]王倩,張博恒.五種中華醫學會系列雜志論著中統計方法的應用現狀[J].中華醫學雜志,1998,78(3):230-233
[6]沈進,茍莉,湯潔,等.生物醫學期刊中統計學方法應用情況分析[J].中國修復重建外科雜志,2007,21(5):541-543
[7] [15]王曉瑜,王雅琢.《山東醫藥》論文中統計學錯誤分析[J].中國科技信息,2010(16):193-194
[8][9][10][20]邱春暉,郭明興,邱源.醫學論文中統計學方法的誤用及其防范措施[J].山東教育學院學報,2009(5):116-118
[11] 冉明會,羅萍,鄧丹.醫學期刊編輯應注意的幾個統計學處理問題[J].編輯學報,2009,21(6):503-505
[12][16][18]李霞,張印朋,閆蘇平.醫學期刊作者來稿統計學應用與表述常見問題分析[J].中國科技期刊研究,2011,22(1):88-89
[13] 王曉瑜,王雅琢,封艷輝,等.醫學期刊投稿常見統計學問題分析[J].科技與出版,2011(11):42-44
[14] 金永勤,王維.醫學期刊編輯應重視統計學中的幾個問題[J].編輯學報,2009,21(1):33-34
[17]張功員,田慶豐.醫學科研論文中統計結果表達和解釋錯誤分析[J].鄭州大學學報(醫學版),2002,37(3):338-340
[19]葉亮,李偉東,范欣生.醫學論文中常見的統計學應用問題辨析[J].南京中醫藥大學學報(社會科學版),2011,12(4):247-248
[21]吳紅艷,尹平.醫學期刊編輯應在數據的統計把關中有所作為[J].編輯學報,2008,20(5):400-401