以贝叶斯公式为案例的医学统计学课程思政教学设计

陈耀庚，孙博文，王 娜，白启钧

(1.宁夏医科大学理学院，宁夏 银川 750004； 2.宁夏大学马克思主义学院，宁夏 银川750021； 3.宁夏医科大学基础医学院，宁夏 银川 750004)

“健康中国2030”规划纲要和卓越医生教育培养计划2.0的实施，其首要任务是要医学院校培养德才兼备、德医双修的高素质医学人才，其次是要推动医科与工科、理科等多学科交叉融通，前瞻性布局新兴医学或医学相关专业建设[1]。在这个背景下，医学统计学公共基础课程由于其受众面广、应用广泛以及知识点抽象等特征，则必须承担起将医学生的思想政治教育和多学科交叉融通的职业素养教育贯穿于教育教学的全过程，来引导学生将预防疾病、解除病痛和维护群众健康权益作为从医的神圣职责[2]。然而，医学统计学课程教学内容的设计即要融入相应的医学背景知识，又要融入思想政治元素，这对教师自身职业素养和师德品质提出了更高的要求。因此，如何在该课程中凝练出与医学生所学专业相契合的思政元素，并以春风化雨的形式融入课堂，成了教师们共同关注的问题。

考虑到贝叶斯公式具有解决问题的便利性，同时也是医学统计学中重要且极具特点的公式，现已被广泛应用于包括医疗卫生在内的各个领域。因此，本文将紧紧围绕《高等学校课程思政建设指导纲要》中所提出的课程思政建设内容，特别选择贝叶斯公式作为该课程中的典型思政教学案例，通过问题导向式教学设计，逐层深入分析，挖掘该公式背后所蕴含的思政元素以及贝叶斯概率思维。着重加强课程教学过程中对学生家国情怀、科学素养等方面课程思政内容及思政元素的挖掘和供给。最终为医学统计学课程教学中如何选择恰当的课程思政内容并挖掘该课程的育人功能，起到一定的借鉴和指导作用。

1 贝叶斯公式介绍

若事件A1，A2...An两两互不相容，并都有正的概率，且A1+A2+...+An=Ω，即构成一个完备事件组，则对任一概率不为零的伴随事件B,计算条件概率P(Am|B)的贝叶斯公式为[3]

贝叶斯公式在各领域的具体应用中，通常将事件A1，A2...An看成是导致试验结局B发生的全部原因，在试验前是已知的。P(Aj)称为先验概率，反映了各种“原因”发生可能性的大小。在试验结局B的条件下了解“原因”Am发生的可能性，即计算后验概率P(Am|B)。由上述可知，贝叶斯公式主要有两个方面的作用，一是帮助人们寻找导致某一事件发生最可能的原因，二是通过后验概率来重新确认人们之前不确定的事情，或者对事情进行新的判断。

2 以贝叶斯公式为案例的课程思政教学设计

2.1 教学案例要与社会热点问题紧密结合，培养学生的家国情怀

医学统计学课程教学过程中，思政案例大都选择集丰富的知识性和思想性于一体的传统经典案例，但这些案例却远离医学生的实际生活场景，极易造成医学生产生对课程教学过程的疏离感。因此，教师在授课时一定要选择与学生生活较为接近的社会热点问题作为课程思政教学案例并辅助具体知识点的讲解[4]。这些案例可以让医学生们觉得统计学方法与自己所学的专业和生活十分接近，在熟练掌握该知识点后即可应用到实际工作生活中去，从而激发他们对学习医学统计学的热情，引起学生思想上的强烈共鸣并产生对国家强烈的认同感，从而达到培养医学生家国情怀的目的。因此，问题导向式课程思政教学可提出如下问题：新冠疫情在对人民生命健康造成严重威胁的同时，也对社会经济和生活的各个方面造成巨大影响。医学生也都通过各种形式参与到抗疫活动中。可以请学生思考，医学统计学方法在新冠疫情的预测和防治方面是否做出了贡献？与贝叶斯公式有无关联？授课过程中，教师也可列举新冠疫情期间，西安交通大学管理学院刘跃文教授研究团队基于个人旅行数据，运用贝叶斯方法预警高风险人员的数学模型。同时团队又根据该模型研发了新冠肺炎感染风险预测系统，解决了数据量大、数据分析难、程序升级难的问题，为识别高风险人员，有效阻断疫情的传播做出了一定的贡献。通过上述案例的讲解，学生可以切实感受到医学统计学在实际生活中的应用随处可见，拥有着强大的生命力。从而培养学生的家国情怀，增强学生的责任之心和勇于担当的行为。最后，启发学生运用贝叶斯公式，预测在新冠疫情下如果自己发热，则感染新冠病毒的概率有多大？锻炼他们运用数学建模思想，动手解决实际问题的能力。

2.2 教学案例要与知识点所蕴含的实际应用背景相结合，帮助学生提升科学素养

医学统计学作为一门应用型课程，通过对贝叶斯等公式及其定理的死记硬背并加以题海训练，大多数医学生就足以应付考试。然而，这种模式下，学生未能从根本上理解知识点背后所蕴含的实际应用背景，从而导致他们不能够从根本上掌握知识点的数学统计思维，导致的结果就是医学生们无法学以致用，考完就忘。其次，由于学生觉得贝叶斯公式复杂而不够直观、太理论、太枯燥，而不能够使学生真正地做到欣赏和热爱统计工作。因此，教师在讲解知识点时，应尽可能地讲清楚知识点背后所蕴含的历史及实际应用背景，以帮助他们理解公式的内涵，提升他们解决实际问题的能力，达到帮助学生提升科学素养的目的。问题导向式课程思政教学可提出如下问题：贝叶斯统计在发展过程中遇到了怎样的曲折和坎坷？学生针对上述问题，进行文献查阅并分组讨论，最后由教师引导学生们总结出，贝叶斯统计在20世纪初时，因为“不可靠”而被R.A. Fisher在内的主流数学家所拒绝和排斥。但是由于贝叶斯统计的“便利性”并在实际应用上取得的成功，使得贝叶斯统计在20世纪后半期恢复了其应有的地位并且成了统计学中一门很热门的研究课题。此时，教师可向学生进一步提出问题，在我们的学习和生活中，是否存在能够运用贝叶斯公式解决的实际问题。若存在，如何运用贝叶斯公式构建数学模型并解决实际问题。教师可引导学生从贝叶斯公式的两个作用即帮助人们寻找导致某一事件发生最可能的原因和通过后验概率来重新确认人们之前不确定的事情出发，列举出诸如某种疾病的患病率为0.1%，某项血液医学检查的误诊率为1%，现知某人验血结果是阳性，求患者确实患有这种疾病的概率。启发医学生们运用贝叶斯公式对上述问题求解并最终给出患者在验血结果为阳性的前提条件下，患该疾病的概率仅为0.09[5]。最后再帮助学生解释得出这一结论的具体原因。

通过对知识点所蕴涵历史背景以及实际应用背景的讲解，不仅能够使医学生们了解与统计学知识点相关的科学知识，而且也提升了医学生们运用该知识点解决实际问题的能力，最终达到了提升医学生科学素养的目的。

2.3 教学案例要与学生所学专业紧密结合，增强学生对所学专业的认同感

贝叶斯统计方法由于其解决问题的便利性和高效率，其应用几乎遍及了各个学科和专业，如医疗卫生、经济学、农业、社会调查和心理学等，而且涉及的领域还在继续扩大。上述各个领域中应用到的贝叶斯公式，总是注重解决各领域中出现的具体问题为目的，而并非贝叶斯复杂公式计算原理和推导过程的形式再现。因此，在为医学生讲解贝叶斯公式时，必须强调理论联系实际，所用课程思政的教学案例要与其他学科或专业所应用到的教学案例有所区别且要突出学生的专业性。比如在为医学生讲解贝叶斯公式之前，可以进行问题导向式教学设计并提出如下问题：通过查阅文献等方式，了解贝叶斯公式的应用领域，同时梳理并总结出与自己所学专业相关的贝叶斯公式的应用案例有哪些？教师在授课过程中，除了让学生分享各自的自主性学习成果外，也可以列举出更多与授课学生专业密切相关的教学案例。如对中医学专业学生讲授该知识时，引入贝叶斯公式在准确度筛检试剂评价中的应用情况[6-7]。对电子信息科学与技术(医学信息方向)专业学生讲授时，可以讲解贝叶斯统计建模方法在医疗大数据中存在的脏数据清洗中的应用[8]。对临床专业学生讲授时，引入运用贝叶斯公式根据诊断试验的灵敏度及患病时各征象出现的情况，结合疾病在人群中所占比例，推算患疾病概率的案例等[9]。学生通过对贝叶斯公式应用领域尤其是与学生专业相关应用案例的了解，不仅能够激发他们对学习课程及专业的热情和兴趣，让学生体会到统计学知识力量的强大，而且也可以让他们感受到医学统计学课程的知识点与自己专业领域息息相关，从而有效提升学生对所学专业的认同感、自信性及学习的主观能动性。

2.4 教学案例要与做人做事的道理紧密结合，培养学生优秀的个人品格

伊索寓言“孩子与狼”是贝叶斯公式教学中一个极为经典的教学案例。课程思政案例教学可提出如下问题：让学生运用贝叶斯公式进行数学建模，来分析村民对这个小孩的可信程度是如何下降的？教师在课堂上可以演示整个推理过程，最后得出结论。村民在上了一次当后，认为这个小孩说谎话的概率由原来的0.333变为0.625。村民在第二次上当后，小孩不可信的概率由0.333上升到了0.909。由此，可以告诉学生，诚实守信是中华民族的传统美德，是每个公民都必须恪守的基本道德之一，也是践行社会主义核心价值观的基本内容之一。唯有诚信可靠，才可行稳致远。

2.5 教学案例要与传承哲学思想紧密结合，培养学生哲学辩证思维能力

贝叶斯公式作为医学统计学中重要的知识点，其背后蕴涵着丰富的哲学辩证法思想。问题导向式课程思政教学可提出如下问题：课前告诉学生贝叶斯公式蕴含着“认识→实践→再认识”的动态认知过程，如何将贝叶斯公式所反映的哲学原理和这个认知过程相统一？课上，学生可以分享他们对贝叶斯公式及其折射出的哲学原理的认识。教师也可以引导同学们阐明贝叶斯公式是运用先验知识并结合样本知识获得后验概率的过程，反映了从认识到实践，再从实践到认识的过程，即不断用新获得的数据资料来调整原有的知识和看法。从而教会医学生运用辩证的思维方法认识医学发展规律，勇于创新，不断探索并解决医学实践中遇到的问题。

3 结语

医学统计学具有应用范围广和受众面广这两个得天独厚的特征，是对医学生进行社会主义核心价值观培育的重要平台，承载着对医学生思想政治教育的主要任务。通过对课程中贝叶斯公式教学过程中思政元素的挖掘和问题导向式课程思政教学案例的设计，有效激发学生学习医学统计学的兴趣并引导他们在探索中获取专业知识。从而达到培育学生家国情怀，磨砺学生道德品格和树立科学观的目的，最终做到医学统计学课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。也为其他课程开展课程思政提供借鉴和指引作用。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献说明：陈耀庚：资料收集、论文撰写；孙博文、王娜：资料分析、论文修订；白启钧：论文指导与修订。