新医科与新工科融合背景下医学统计课程教学探索及实践

邱菊辉 陈艺丹 左朝艳 周丽 王贵学

基金项目：重庆市高等教育教学改革研究重大项目“人才要素能力与专业能力融合培养”（171003）；重庆大学实验教学改革项目“基于斑马鱼可视化的细胞与基因工程实验技术”（2021S40）；重庆大学研究生教育教学改革研究项目“医工融合促进智能医学工程研究生培养模式探索与实践”（cquyjg18105）

第一作者简介：邱菊辉（1984-），男，汉族，湖南娄底人，博士，特聘教授，博士研究生导师。研究方向为心脑血管生物力学和生物统计研究及教学。

*通信作者：王贵学（1963-），男，汉族，重庆人，博士，教授，博士研究生导师。研究方向为生物医学统计学，组织工程与生物力学研究和教学。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.12.013

摘  要：在健康中国建设以及新医科建设的大背景下，为临床医学和公共卫生提供实验设计和统计分析方法的医学统计课程的教学面临诸多困境，需要新的探索与实践。基于在医学统计学和实验设计方面的多年教学实践与经验，系统分析当前医学统计教学效果不佳的主要原因包括如下几个方面，医学教育对医学统计的重视程度不够、教材和教师与教学需求相关性弱、教学模式单一和学生主动学习和兴趣较低。并提出“六位一体”的教学改革思路和教学实践，包括增强思政教育和增加对医学统计学的重视程度、明确新医科背景下医学专业对医学統计的新需求、优化教师知识体系、修订教学内容、改革教学方法和强化过程管理等，以满足新医科建设的医学统计课程教学改革思路与措施。

关键词：新医科；新工科；医学统计学；教学改革；六位一体

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）12-0054-04

Abstract： Under the construction of healthy China and New Medical Education， the teaching of medical statistics course， which provides experimental design and statistical analysis methods for clinical medicine and public health， faces many difficulties and it needs new exploration and practice to meet the current requirements. Based on years of teaching practice and experience in medical statistics and experimental design， this paper systematically analyzes the main reasons for the poor teaching effect of medical statistics， including the following aspects： insufficient attention to medical statistics in medical education， both books and teachers uncorrelated with teaching needs， simple teaching mode and insufficient enthusiasm of students. And then it puts forward to the reform in teaching idea of "six in one"， including strengthening ideological and political education and paying more attention to medical statistics， revealing the new needs of medical statistics based on New Medical Education， clarifying curriculum objectives， optimizing the knowledge structure of teachers， remodeling teaching contents， reforming teaching method and strengthening process management， to meet the teaching reform ideas and measures of medical statistics course in the construction of new medicine education.

Keywords： New Medical Education; New Engineering Education; Medical Statistics; teaching reforming; six-in-one

新医科的内涵是“以生物医学科学为主要支撑的模式”向以“医理、医工、医文、医Ｘ交叉学科为支撑的模式”转变，以培养能运用交叉学科知识解决医学领域前沿问题的高层次医学创新人才[1]。医学统计学是以数理统计学的基础理论来研究生物医学现象和规律的学科，融合了生物医学的方法论和临床需求，兼具理论性和实践性[2]。医学统计学课程是“现代医学大厦”的一个重要支柱[3]。医学统计本身是理/工/医交叉的课程，符合新医科“医理、医工”交叉融合的要求，为医学统计的教学带来了新的机遇和挑战。因此，探索出适合新医科和新工科建设的医学统计课程教学改革思路与措施势在必行。

一  传统医学统计教学中存在的主要问题

医学统计课程具有内容多、概念多、计算多的“三多”现象[4]。对于医学统计学课程，很多学生印象并不深刻，也敢面对医学临床的统计问题。

（一）  医学统计学在医学教育中的占比低

医学教育本身由于课程数量较多，从课程设置来说，更注重基础医学专业课的教学，对包括数学、物理在内的理论基础课进行了一定的缩减，而医学统计学课程依赖于数学和统计学基础。甚至有人提出不学医学统计同样能治病救人，认为临床医疗工作与医学统计没有直接联系。事实上，临床医学和基础医学等的教育不仅肩负着公共卫生健康管理的研究，也为医学研究生的培育输送人才，而这些方面都极其依赖于医学统计学科的基础。

（二）  现有《医学统计学》教材脱离医学的需要

现有常用的医学统计教材对统计理论知识的介绍全面，但是在与临床样本和医学实验设计需求之间的有效交叉，以及有机融合等方面还比较有限。现有《医学统计学》相关教材的核心内容是数理统计学内容的精简和缩略版，相对偏重于对数理理论体系的介绍，而对临床样本数据的收集与整理，以及基础医学的实验设计等方面相对薄弱。虽然也会列举生物医学相关实例，例如身高、体重等，但相对传统和老化，不能深入阐明统计学与医学学科发展的内在联系，难以激发学生兴趣。

（三）  教师“医-理-工”知识融合不够

从事医学统计课程教学的教师大多为数理专业背景，生物医学相关专业基础积累较少。同理，生物或医学背景的医学统计教师对数理统计的概念与公式的来龙去脉也未达至高境界[5]。在教学中容易偏重于自己熟悉的理论或者基础知识。一旦涉及学科交叉融合的内容，往往很难站到一定高度来讲解，导致讲授不够深入全面。总之，不能很好地将个人所需要掌握的内容融合到学生需求的医学问题和医学统计领域中。

（四）  教学模式普遍单一

目前医学统计教学模式主要是以讲授为主的“填鸭式”教学方法，以前以板书和公式推导为主，现在主要为PPT展示，使得学生的课堂参与度不强，容易走神，学习兴趣不高，特别是抽象的概念和繁多的公式，导致学生厌学情绪强，导致学习的主观能动性丧失。

（五）  学生学习主动性有待提高

医学学生所学的数学/统计相关的数学原理、公式、方法等相对简单，基础掌握不够，对统计相关课程存在畏惧心理。学生普遍感觉所学内容与医学联系较少，认为在一定程度上与未来职业发展不相关，从心理上不重视，降低了学习兴趣。此外，部分学生认为已有多款统计软件，直接输入数据即可算出结果，没有必要学习医学统计。而事实上学生缺乏相关理论知识，对统计方法无法灵活运用，统计结果也很难理解或者合理解释。

二  医学统计课程教学改革思路

医学统计课程在国内已有多年教学经历，对临床诊疗和医学研究起了重要推动作用，但因为上述问题仍然严重，诸多问题亟待解决。例如，突如其来的新冠疫情，需要大量医学统计的研究工作，如何确定样本量的统计学意义；如何证明药物或者抗体的防治效果；如何比较不同药物疗效等。如果没有高水平的医学统计基础和技巧，很难得出科学结论和科学依据。结合团队在医学统计领域的多年教研经验，从观念的改变、课程目标的明确、教师知识体系的优化、教学内容的修订、教学方法的改革和过程管理的强化“六位一体”角度出发（图1），根据新医科需求来进行课程建设和设计。

图1  医学统计“六位一体”的教学改革思路

（一）  加强课程思政教育和观念改变

2019年3月习近平总书记提出“要坚持显性教育和隐性教育相统一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，实现全员全程全方位育人”[6]。由此可见，国家要求高等教育将德育的核心内容进行全方位渗透融合。在“实施健康中国战略”的大环境下，加强医学生思想政治教育，培养大批思想政治素质过硬、技术精湛的高素质卫生技术人才[7]，医学统计课程尤为重要。

从全方位育人和全面发展的育人理念来看，扎实推进“四个面向”指坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求和面向人民生命健康，需强化学生的家国情怀，社会责任感，厚植创新精神，从而提出不断向科学技术广度和深度进军，把学生培养成为具有高尚品质和国际视野，具备扎实的医学统计基本知识、熟练掌握医学研究和疾病的统计学科学原理、基础理论和技能，具备对复杂临床问题分析和治疗新策略研发的实践能力，能全面发展的“医学精、懂统计、实践强、敢担当”的复合型高素质医学人才和行业精英，为“四个面向”贡献力量。

事实上，引领我们思政教育的马克思主义哲学与医学统计的基本思想和理念是一脉相承的。例如，马克思主义哲学认为偶然性与必然性是对立统一的，这与统计学中频率和概率辩证统一。同时，马克思主义哲学基本原理包括事物的发展和变化规律是量变与质变的统一，这可以与统计学上的显著性差异讲解结合起来。融合马克思主义哲学基本原理来解释医学统计的基本概念，能增强学生的大局观和整体理解和认识，实现思政教育与课程教育的有機统一。

医学统计的基本任务是认识医学现象中具有不确定性结果的事物，通过研究这些事物的数量特征，结合医学实践，透过数据的偶然性揭示事物的内在规律，最终作出科学的解释。医学相关临床治疗和临床研究均讲究“大胆假设”和“小心求证”，并且这两个方面是创新活动的核心，在培养医学学生创新能力过程中，让学生明确医学是一门统计学科，经典的前瞻性队列研究和回顾性队列研究的科学假设提出和求证都依赖于统计学。总之，医学统计承担了部分科学规范和科学方法的教育，能培养学生的逻辑推理能力，解决问题的意识和兴趣，通过改变学生的学习观念和理想，增强思政教育，一定能培养出符合新医科需求的优秀医生。

（二）  明确新医科背景下临床医学专业的人才培养目标和要求

需要掌握“医理、医工、医文、医Ｘ”为主要知识体系的新时代临床医生，核心是要能开展临床医学科学研究，要熟知公共健康卫生统计，才能应对像新冠病毒這种大流行性疾病。随着医学/生物医学研究生教育的进一步加强，医学科学研究人员数量和质量也在进一步增长[8]。而能用于指导未来的学习和医学实践的医学统计和实验设计课程，加强相关的数理基础势在必行。因此，医学相关院校在生物医学人才培养方案制定、课程体系设置和调整时，要充分重视数理课程的学时和教学要求，不能随意缩减课时或者把医学统计学调整为一门选修课程。

（三）  贯彻新医科的交叉融合理念，实现医理内容有机融合

从交叉融合的理念上系统性地把医科、理科、工科等学科的交叉融合，有机地反映到教学内容上。例如，为了实现医学和生物医学工程学科的快速稳定发展，重庆大学与第三军医大学（现陆军军医大学）联合成立了生物医学工程联合学院。联合学院通过协同创新计划，有效汇聚了两个学校医科、理科、工科创新资源和要素，通过资源共享和优势互补，实现联合学院创新能力和研究生培养质量的同步提升[9]。因此，新医科建设背景下的医学统计课程教学改革，需要以临床需求和公共卫生应用为导向，进行医学课程系统规划，进一步强化理工课程，打破学科壁垒，实现学科交叉到学科融合的转变。

（四）  优化教师知识结构，提升医学统计学教学团队水平

在新医科建设目标和任务下，跨学科师资合作体系建设刻不容缓。融合“医、理、工”等多个教研室交流合作，鼓励不同学习或研究背景的教师互帮互助、相互培训。具备典型交叉学科特性的医学统计教师不仅需要具有扎实的数学和统计学基础和功底，而且需要医学知识的理论体系和科研训练。鼓励非生物/医学背景的教师利用好在医学院校和附属医院的优势，以主动听取和学习医学课程、进医院见习、与临床医生联合开展科学研究等方式，全面提高教师的医学基础和认知。另外，生物/医学背景的教师也应通过与理工院校合作开展多样的教学科研活动来增加大家对理工课程和知识的掌握，提高教学水平。

（五）  更新教学模式，改革教学方法

案例教学是教学中重要的方法。教师需多关注时事，了解生物/医学前沿热点问题，通过对时事中的统计学内容提出问题，揭示和阐释其中的统计学理论和机制，让学生自己动手分析，查漏补缺，指出其中的优点和问题。例如，为了讲解样本量计算的目的、原则和方法，可以给出新冠病毒感染不同药物治疗的少量数据，让学生按照已学知识进行计算，然后告知样本量是关键，阐明样本量的计算方式和公式（图2）。这种联系实际问题来思考、分析和案例讨论的教学手段能增加学生学习兴趣，从而有效提高学生提出、分析和解决问题的综合素质和能力，达到熟练运用所学内容的水平，达成教学目标。

同时，融合前沿教育技术，建设医学统计数字化网络平台，跟计算机程序员一样，让学生能通过修改计算过程中的错误，从而得出结果，实现多样化的教学，也有利于学生主动解决问题，掌握相关知识。

（六）  加强过程考核和实战训练

医学统计是解决生物医药、临床问题和临床需求的实验设计和差异比较的课程，统计方法的实践训练和案例分析显得尤为重要。在传统教学中，课程结课时的理论考试是学习效果评价的主要手段，这种评价方式重视卷面成绩，而相对忽略了实战能力。因此，可以在平时增加实验教学环节，给学生配备医学领域常用的统计分析软件，如SAS、SPSS和Origin等[10-12]。布置相关作业，让学生主动寻找问题，利用软件进行实战分析。然后检查作业，从原理和方法上针对大家共同的问题进行细致讲授，从而解决问题，并且对相关知识点进行升华（图3）。此外，对学生公开教案或者课件，以及习题解答等教学资料[13-14]，甚至提供一些参考文献供大家研习，并且在网上开展师生互动交流，及时进行疑难解答[15]。这种耦合过程考核、期末考核和实践考核的方式能增加学生在课程教学中的参与度和学习的主观能动性，让学生主动进行创新和探索，灵活运用课程知识。

当然实战训练也需要与时俱进，前面提及新冠疫情包含大量医学统计应用的案例，包括在病毒传播动力学模型建立、潜伏期分布、新冠疫苗抗体有效性等方面的应用。2022年发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第九版）》将密切接触者、入境人员隔离管控时间从“14天集中隔离医学观察”调整为“7天集中隔离医学观察”。潜伏期是指从感染病毒到机体出现反应或症状的时间，这个隔离时间的调整正是基于病毒的潜伏期分布来确定的。因为流行病学调查显示，野生型新冠病毒株的潜伏期在1～13天，而2022年主要流行的奥密克戎变异株的潜伏期多为2～4天，这些都是统计分析的结果。临床实际中，由于难以获得准确的暴露和发病时点，导致无法直接计算潜伏期，可通过基于区间删失数据的方法进行估计。

图2  利用案例教学讲解一些重要知识点

图3  增强学生过程管理和实战训练

三  结束语

在新医科和新工科等交叉融合的大背景下，以提高人民健康水平为导向，以满足医学教育、临床实践和医学研究的关键需求，加强医学统计的教学内容体系建设有重要意义，构建以统计学基本理论和思维为基础，以解决临床治疗、药物研发和公共卫生问题为目的的课程内容。从而真正实现医学统计与医学知识有机融合，增强医学数据收集、医学课题设计、医学数据分析等的紧密联系、相互渗透，从而使学生真正认识到医学统计的重要性，并利用医学统计。并且更新教学模式，通过案例反思性的教学方法，在学生学习的主观能动性增强和自主学习能力提升的情况下，实现学习效率和教育质量的提高。总之，医学统计是多学科相互渗透的“医-理-工”融合课程，是国家培养“卓越医学人才”的重要课程，也是实现基础医学课程向“医+文+工+理+X”医学教育模式转变的基础课程。

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