基于SPSS的《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》實驗課設計探索

張利萍　吳秀峰　鄭彥玲

【摘 要】作為高等醫(yī)藥類院校本科低年級教育的一門基礎課程，《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》不僅保持數理統(tǒng)計學科的知識體系，更強調統(tǒng)計理論與醫(yī)藥實際相結合，突出學科發(fā)展成果在醫(yī)藥專業(yè)領域的應用。傳統(tǒng)的理論教學方式有利于學生打下堅實的理論基礎，但繁瑣的計算導致學生自主學習興趣降低且不能靈活運用所學知識。統(tǒng)計軟件的發(fā)展使繁瑣的統(tǒng)計計算變得簡單，其中操作、編程簡單，功能強大的SPSS軟件使得不具備編程思想的低年級學生靈活運用所學統(tǒng)計知識成為可能。

【關鍵詞】醫(yī)藥數理統(tǒng)計；SPSS；實驗課

1 《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》課程地位

《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》是一個有特色的數學分支。該課程從數量側面研究客觀世界中隨機現象統(tǒng)計規(guī)律，其專門針對概率論與數理統(tǒng)計在醫(yī)藥領域的應用，有自己獨特的概念和方法[1]。

通過對本課程的學習，學生應熟練掌握概率論與數理統(tǒng)計中的基本理論和分析方法，能熟練運用基本原理解決某些實際問題。該課程也是訓練本科學生不確定思維的最重要的課程之一。為培養(yǎng)高素質創(chuàng)造性人才，本課程的培養(yǎng)目標定位于引導學生從傳統(tǒng)的確定性思維模式進入隨機性思維模式，使學生掌握處理在研究問題中出現的隨機問題的數學方法。同時強調注重理論聯系實際的教學思想，培養(yǎng)學生的科學思維能力、提高學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的綜合素質。

2 傳統(tǒng)教學方式及其缺點

《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》是藥學、中藥學、臨床藥學等專業(yè)的專業(yè)基礎課程。教學過程多年來以理論教學為主，教學內容由概率論和數理統(tǒng)計兩部分組成，主要介紹：隨機事件及其概率、隨機變量及其分布、隨機變量的數字特征、隨機抽樣及抽樣分布、抽樣估計、假設檢驗，方差分析、正交試驗設計與分析、相關與回歸分析等內容。課程內容側重于講解概率論與數理統(tǒng)計的基本理論與方法，同時在教學中結合專業(yè)的特點介紹性地給出在醫(yī)學領域中的應用。課程的任務在于使學生初步掌握處理隨機現象的基本理論和方法，培養(yǎng)他們解決某些相關實際問題的能力。

在教學過程中不難發(fā)現，概率論部分理論性較強，古典概型的計算技巧性強，分布函數的計算難度較大；數理統(tǒng)計部分具有極其廣泛的應用，但檢驗方法較多，手工計算量很大。傳統(tǒng)的教學方式以手工計算為主，學生在學習過程中普遍感覺理論枯燥，計算繁瑣，應用困難。

3 實驗輔助理論教學的必要性及課程設置探討

作為一門方法論的學科，傳統(tǒng)的純理論教學方式不能有效培養(yǎng)學生的應用能力，繁瑣的計算降低了學生的學習興趣，如何改進教學方法，與時俱進，諸多高校教師從不同角度提出了各自的見解和建議[2-4]。

為提升理論知識的實用性，開設實驗課是成為教學中必要的環(huán)節(jié)，是理論聯系實際，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力的有效手段[5-7]。通過習題課和上機練習，可以幫助學生對所學內容進行階段性總結，提高解題能力。教會學生正確使用統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，掌握基本的統(tǒng)計分析功能和使用方法，對于提高學習效率有很大幫助。SPSS界面友好，操作簡單，統(tǒng)計分析功能強大，對于不具備編程基礎的低年級學生來說容易上手。以祝國強主編的《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》為例[8]，根據理論學習內容，我們可以設置基于SPSS軟件的實驗課程內容如下[9-10]：

第一章：隨機事件及其概率

實驗一：SPSS軟件入門

（1）軟件安裝與運行；

（2）認識窗口及功能；

（3）變量、數據文件及系統(tǒng)參數設置；

（4）輸出信息的編輯。

第二章：隨機變量及其分布

實驗二：隨機變量與分布函數的應用

（1）掌握常見的離散型隨機變量的概率分布相關函數

1）學習與兩點分布相關的三個SPSS函數：PDF.BERNOLLI（quant， prob），PDF.BERNOULLI（quant， prob），RV.BERNOULLI（prob）；

2）學習與二項分布相關的三個SPSS函數：PDF.BINOM（quant， n， prob），PDF. BINOM （quant， n， prob），RV. BINOM （n， prob）；

3）學習與泊松分布有關的三個SPSS函數：PDF.POISSON（quant， mean），PDF. POISSON （quant， mean），RV. POISSON （mean）；

（2）掌握常見的連續(xù)型隨機變量的概率分布相關函數

1）學習與指數分布有關的三個SPSS函數：PDF.EXP（quant， shape）， CDF.EXP（quant， shape）， RV.EXP（shape）；

2）學習與正態(tài)分布相關的SPSS函數：PDF.NORMAL（quant， mean， stddev）， CDF.NORMA（quant， mean， stddev）， RV.Normal（mean， stddev）；

（3）熟悉SPSS中隨機變量的7類函數（CDF， IDF， PDF， RV， NCDF， NPDF， SIG）

（4）了解隨機變量與分布函數的應用

1）符合分布要求的隨機數生成；

2）概率密度函數與累積概率密度函數的應用及SPSS實現。

第三章：隨機變量的數字特征

實驗三：統(tǒng)計描述

（1）SPSS軟件計算均值和均值標準誤差、頻數、中位數、眾數、分位數；

（2）SPSS軟件計算全距、方差和標準差；

（3）SPSS軟件計算峰度、偏度、標準化Z分數及其線性轉換。

第四章：隨機抽樣及抽樣分布

實驗四：生成和編輯統(tǒng)計圖

（1）利用SPSS進行頻數分布分析；

（2）掌握利用SPSS生成基本統(tǒng)計圖形：直方圖、條形圖、圓圖、散點圖；

（3）熟悉常用的其他幾類統(tǒng)計圖形SPSS生成過程：線圖、面積圖、高低圖、箱圖和誤差條圖；

（4）了解運用SPSS生成交互圖、帕累托圖和控制圖。

第五章：抽樣估計

實驗五：基本統(tǒng)計分析過程及結果的解釋

（1）描述統(tǒng)計（Descriptives）；

（2）探索分析（Explore）。

第六章：假設檢驗

實驗六：均值比較與檢驗SPSS操作

（1）Means過程；

（2）單一樣本的T檢驗；

（3）兩獨立樣本的T檢驗；

（4）兩配對樣本的T檢驗。

（5）二項分布檢驗；

（6）游程檢驗；

（7）兩個獨立和多個獨立樣本檢驗；

（8）兩個相關樣本和多個相關樣本的檢驗；

（9）卡方檢驗過程。

第七章：方差分析

實驗七：方差分析實驗

（1）方差分析過程；

（2）單因素方差分析；

（3）單因變量多因素方差分析；

（4）多因變量線性模型的方差分析；

（5）協方差分析；

（6）重復測量設計的方差分析；

（7）方差成分分析

第八章：正交試驗設計與分析

實驗八：正交試驗設計與分析[11]

（1）利用SPSS創(chuàng)建正交表并錄入數據；

（2）數據處理及結果分析。

第九章：相關與回歸

實驗九：相關與回歸分析

（1）SPSS相關分析過程；

（2）兩個變量間的相關分析；

（3）偏相關分析；

（4）距離分析；

（5）線性回歸及曲線估計。

相較于SAS，R，Stata等統(tǒng)計軟件，SPSS軟件的可視化主窗口易學易用，對于不具備編程思想的低年級學生來說，更容易學習。在教學過程中，結合理論教學進度，以SPSS軟件輔助理論課教學，這種方式不僅提高了學生的學習興趣，且提升了應用統(tǒng)計軟件解決實際問題的能力。

通過實驗課程的學習，學生可以通過SPSS軟件快速實現對數據進行統(tǒng)計描述，繪制常用的統(tǒng)計圖，假設檢驗，方差分析，相關與回歸分析等。通過選取試點班級對比，開設實驗課輔助教學班級普遍反映更容易理解和靈活運用所學理論知識，提高了學習興趣。

4 結論

《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》課程主要的教學目的，是使學生掌握概率論與數理統(tǒng)計的基本概念，了解它的基本理論和方法，使學生初步掌握處理隨機現象的基本思想和方法，培養(yǎng)學生運用概率統(tǒng)計方法分析和解決實際問題的能力。為學習后續(xù)相關課程如《醫(yī)學統(tǒng)計學》、《醫(yī)用多元統(tǒng)計分析》等課程打下堅實的數學基礎。

傳統(tǒng)的單一理論教學方式和純手工數據處理方法偏于落后，結合現代的統(tǒng)計軟件輔助理論教學是大勢所趨。SPSS具有強大的數據處理與分析能力，界面友好，簡單易操作，非常適合作為醫(yī)學院校低年級學生學習《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》課程的輔助實驗工具。對于低年級學生來說，實驗內容設計應以理論教學內容為參考，以入門和基礎為主。

【參考文獻】

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[3]李兆強，蔣善利.基于思維導圖在醫(yī)藥數理統(tǒng)計教學中的應用分析[J].中國衛(wèi)生產業(yè)，2015（11）：194-196.

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[7]王劍.基于Excel的隨機模擬在《醫(yī)藥數理統(tǒng)計》教學中的應用[J].數理醫(yī)藥學雜志，2012，25（2）：249-251.

[8]王志超，李紅枝，黃榕波，等.“以人為本”的《醫(yī)藥數理統(tǒng)計》SPSS軟件教學[J]. 廣東藥學院學報，2004，20（4）：358-359.

[9]祝國強.醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法[M].高等教育出版社，2014.

[10]盧紋岱.SPSS統(tǒng)計分析[M].電子工業(yè)出版社，2010.

[11]滕沖.SPSS統(tǒng)計分析[M].武漢大學出版社，2014.

[12]林沛玉.醫(yī)藥數理統(tǒng)計中正交試驗方法研究[J].數理醫(yī)藥學雜志，2011，24（4）：389-395.

[責任編輯：朱麗娜]