SigmaPlot軟件在醫學研究生中的教學實踐與體會*

空軍軍醫大學衛生統計學教研室(710032)

譚志軍 王 陵 梁 英 楊 喆 張海悅 李 晨 尚 磊 夏結來 張玉海△

【提 要】 SigmaPlot是一款常用的科研數據分析與圖形可視化軟件包，在我教研室設置的研究生醫學數據統計分析軟件選修課中是一個重要的講授內容。本文介紹了SigmaPlot的功能特點和在醫學研究生中的教學實踐，從數據管理、統計分析、統計制圖三個方面總結了SigmaPlot的教學體會，以期為SigmaPlot在醫學研究生科研能力培養中發揮更重要的作用。

SigmaPlot是一款常用的科研數據分析與圖形可視化軟件包，廣泛應用于生物、化學、實驗室、臨床研究等領域的數據管理與分析[1-3]。目前，SigmaPlot在醫學研究生教學中并不常見。本教研室開設的醫學研究生選修課醫學數據統計分析軟件中，SigmaPlot是主要講授內容。現簡要介紹SigmaPlot的功能特點，并總結近幾年積累的一些粗淺的教學經驗與體會，以期為SigmaPlot在醫學研究生科研能力培養中發揮更重要作用。

SigmaPlot的功能特點

作為一款極佳的科學制圖軟件，SigmaPlot主要有以下三個功能特點[4]：

1.制圖精密美觀。SigmaPlot可繪制100多種常見的2D或3D的統計圖、曲線擬合圖，生成的學術圖形精密美觀，幾乎不用修改就能夠達到各類學術雜志的發表要求，還提供了EPS、TIFF、JPEG等多種輸出格式，可以滿足不同展示載體的質量要求。

2.統計功能全面。嵌入Systat模塊后，其統計分析功能覆蓋了醫學基礎統計方法(t檢驗、方差分析、非參數檢驗、卡方檢驗等)、高級統計方法(多元線性回歸、logistic回歸、生存分析等)和基本的樣本量估計方法。此外，還內建了100多組擬合方程。統計分析功能可以滿足醫學領域中實驗室和臨床研究數據分析的需求。

3.操作簡單靈活。操作界面類似于Office中的Excel，使用者只須有辦公軟件操作經驗便可輕易操作。SigmaPlot可導入多種格式的二維數據表和數據庫，可與其他的應用軟件如Word、Excel和PowerPoint無縫對接。系統自帶的圖庫使圖形繪制工作簡單高效。

SigmaPlot的教學實踐

1.課程設置背景

醫學統計學是我校醫學研究生的公共必修課程，該課程配套了軟件實習課。但是，實習課的學時數不足，學員難以系統地掌握應用統計軟件進行數據處理的技能。此外，實習課授課內容的針對性和軟件的可選擇性不強，導致實習重點不夠清晰，學習興趣不高。為提高我校研究生科研能力培養水平，滿足基礎與臨床方向的不同需求，教研室單獨開設了醫學數據統計分析軟件選修課，講授SPSS、PASS、SigmaPlot和Origin四個常用軟件。該課程針對性和實用性強，授課效果較好，受到醫學研究生的普遍歡迎。

2.SigmaPlot教學內容

SigmaPlot在SPSS和PASS軟件之后講授，分配12個學時，授課內容和知識點見表1。由于SPSS已講授各類統計方法的基本原理和統計結果解讀，SigmaPlot授課更側重于統計繪圖。授課形式為教員演示+學員操作+課堂答疑(主講教員和輔講教員)。教員演示采用SigmaPlot自帶的統計實例數據，學員實習采用研究生用書《醫學統計學》(孫振球主編，第4版)的配套數據[5]。考核采用上機操作的形式。

SigmaPlot的教學體會

經過三年的教學實踐，現將SigmaPlot軟件在數據管理、統計分析、統計制圖的教學體會以及整體教學效果作簡要總結。

1.數據管理

在數據管理方面，SigmaPlot有兩個突出的優點。一是同一種統計分析方法兼容多種數據結構，例如進行t檢驗或方差分析時，數據既可以是一組觀測為一列的Raw結構，也可以是含樣本量、均數、標準差或標準誤等中間結果的結構，還可以是分組因素單獨成列、觀測指標為一列的indexed結構。二是可以將一次分析中的數據和產生的統計分析報告、圖形結果等不同類型的文件，打包存儲在一個后綴為.jnb的文件中，下次只需打開jnb文件即可同時打開數據、統計分析結果和圖形。以上兩個優點使得醫學研究數據的管理更為方便、靈活和高效，但學生習慣了SPSS單一數據管理模式后，需要一定的時間來適應和掌握。

表1 SigmaPlot的授課內容與知識點

2.統計分析

SigmaPlot以資料類型和分析目的為依據劃分統計分析功能，將其分為Single Group、Compare Two Groups、Compare Many Groups、Before and After、Repeated Measures、Rate and Proportions、Regression、Correlation、Survival等幾大塊，這種劃分能使非統計專業或者初學者更容易找到合適的統計分析方法。同時，還提供了非常實用的Adivisor導航功能，當使用者不知道選用何種統計方法時，該功能可通過一步步設問幫助使用者選擇合適的統計分析方法。當資料滿足正態性而選擇了非參數檢驗時，系統會彈出“正態性檢驗通過，是否更改檢驗方法”的提醒，進一步降低錯用統計分析方法的可能性。SigmaPlot幫助文件中提供了Statistical Samples實例庫，涵蓋了所有統計分析功能的實例，每一個實例打包了數據、統計結果、圖形，是非常好的教學案例和初學者練習材料。與SPSS和SAS統計分析結果相比，SigmaPlot的統計分析結果文件對結論的文字解釋更多、更貼近學術論文中的表述方式，部分結論可直接用于學術論文的結果表達。不足之處在于，分析結果沒有采用表格形式，結構性不強，這一點不及SPSS和SAS方便，有待進一步改進。

3.統計制圖

在統計制圖方面，除提供了包括100多種圖形的圖庫外，使用者還可以基于統計分析結果文件繪制相應的統計圖，例如配對設計t檢驗中的Before&After Line Plot、方差分析中的Multiple Comparison Plot和Main Effects圖、相關分析中的Scatter Matrix Plot、生存分析中的Adjusted Survival Curves。對于醫學基礎研究中常用的誤差圖，SigmaPlot通過調整類型、Error bar的方向和大小，可個性化定制10多種形式各異的誤差條圖[6]。SigmaPlot具備強大的后期編輯功能，使用者可在初步繪制的統計圖上，像操作Office一樣靈活精準地作形式、顏色、文本、大小等方面的修改。SigmaPlot的Graph Page文件一頁可存放多張統計圖且可自動排版，當需要集中展示多張圖時，可省去后期合成圖片的麻煩，是一項非常實用的功能。

4.教學效果

近3年的教學評價問卷調查結果顯示，選課學員對統計制圖軟件需求較大，通過系統學習之后，86.36%的學生贊同目前的授課內容能夠滿足實際應用的需求，對于Sigmaplot軟件，有53.49%的學生認為其主要優點是繪圖精美，且大部分學生(90.91%)能夠掌握數據分析與統計制圖的基本技能。在使用意愿方面，有32.56%的學生愿意選擇Sigmaplot繪制統計圖。可見，課程教學提高了SigmaPlot的認知度和使用率，但普及程度有待進一步提高。

小 結

綜合近幾年的教學、實踐經驗以及選課學員的反饋來看，SigmaPlot是一款非常實用的統計分析與制圖軟件，使醫學研究非統計專業人員多了一項選擇。相比統計分析功能，學員使用統計制圖功能的頻率更高，在以后的教學中要更加注重制圖授課的系統性、實用性和趣味性，不斷改善教學效果，進一步提高普及度和使用率，發揮SigmaPlot在醫學研究生科研數據分析與結果展示能力培養中的作用。