創新能力培養為導向的生物統計專業課程改革與實踐*

濱州醫學院公共衛生與管理學院(264003) 張中文 韓春蕾 王 玖 孫紅衛 曹高芳

在高等教育高質量發展戰略的驅動下，在“三全育人”理念不斷得到貫徹的過程中，以提升大學生創新創業能力培養為目標，積極探索高素質創新型人才培養途徑，已經成為當前高等教育深化改革的重要方向[1]。深化高校創新創業教育改革是新常態下推進高等教育綜合改革，促進學生高質量就業的有效探索與重要舉措。當前，我國的高等院校普遍重視大學生的創新創業能力的培養，并為廣大師生在資金、政策、條件保障等方面提供了大力的支持，大學生創新活動的參與度得到顯著提升[2]。然而，在大學生創新創業活動中也存在著很多不足，如某些項目科學性較差、針對性不強、成果轉化率低、低質量重復等[3]。如何通過培養方案優化以及課程改革等方式全面、實質性地提升大學生創新能力成為擺在廣大高等教育工作者面前的重要課題。生物統計學是一門理論性和實用性并重、具有廣闊應用背景的前沿交叉學科。其中，創新精神和創新能力的培養是生物統計學專業本科生最核心的培養目標之一。本文通過對生物統計學專業課程《調查技術與方法》教學改革原因、方向、方法等的分析，總結課程改革過程積累的成功經驗，為相關課程的改革提供參考，進而為全面優化生物統計學專業學生的培養模式服務。

教學對象與課程介紹

我校(濱州醫學院)是國內首批招收統計學專業(生物統計方向)的醫學院校之一，自2006年首次招生以來從未間斷，年招生人數30人左右。該專業以培養具有一定的醫學基礎知識、良好的數學素養，掌握現代統計學的基本理論、方法、數據管理和統計分析軟件，基礎扎實、具有良好創新精神和實踐能力的復合型人才為目標。生物統計學專業畢業生除了具備扎實的統計知識和數據分析能力以外，還必須能夠在廣闊領域中合理使用、創新統計分析方法以解決實際問題[4-5]。《調查技術與方法》是統計學專業本科生的專業必修課。現場調查是運用社會學、人口學、統計學和運籌學等學科的理論和方法去解決問題的一系列研究方法的總稱。該課程兼顧理論性和實踐性，使學生可以系統掌握現場調查的理論基礎，掌握調查問卷設計的基本技巧，掌握幾種基本的抽樣方法，培養學生具有初步的能結合實際情況對具體項目進行抽樣設計和對所獲得數據進行處理和分析的能力。

課程改革與實施

近年來，我校生物統計學專業以提高創新能力為契機，積極參與大學生創新活動、學科競賽，又從創新、競賽等的實際需求出發，對《調查技術與方法》的教學內容、教學方法、評價方法等進行了持續性的改革，現將教學模式調整的主要內容總結如下。

1.教學內容優化

《調查技術與方法》課程的前身是本科經濟統計學專業的核心課程《抽樣調查》，我校在2016年之前一直開設的也是《抽樣調查》，該課程的重點是抽樣調查和其他統計調查、概率抽樣和非概率抽樣等，教學的兩條基本主線為如何獲取樣本和估計總體。教學過程中會詳細介紹各種抽樣方法及其特點，教學過程一般遵循數學原則，以精確的數學表達式推導作為手段，同時注重估計量的性質與抽樣方法的選擇原則。

該課程理論性較強，在教學過程中發現了很多問題。首先，數學推導的難度比較大，這是因為本課程一般假定總體為有限總體，這使得在抽樣方法的誤差估計、分析與比較中，積分技術往往無法使用，而經常需要依賴于有限數列求和，其中會涉及較為復雜的數學推導并依賴于很多計算技巧。其次，該課程主要介紹概率抽樣方法，更多關注常見的概率抽樣方法的比較，包括簡單隨機抽樣、分層抽樣、整群抽樣、不等概率抽樣(屬于概率抽樣方法)、系統抽樣等。所有這些概率抽樣方法都依賴嚴格的抽樣框，而在學生參加各類創新活動和學科競賽中所面臨的絕大部分實際問題并沒有完整抽樣框，這使得這些方法在學生的實際應用中幾乎無法發揮實質性作用。最后，學生對于枯燥的純數學知識缺乏興趣，參與度很低，任課老師采用了很多新的教學方法，然而教學效果一直無法得到有效提升。

為了全面提升學生的學習興趣和實踐創新能力，自2016年開始，我校生物統計學專業開始對培養方案進行調整，針對《抽樣調查》課程存在的諸多問題，將該課程更名為《調查技術與方法》，并且繼續設置為專業必修課。在保留原課程核心內容的條件下對教學內容進行了大量調整，將該課程從一門數學課程逐步轉變為了一門學習醫學現場調查方法為主的課程。不再重點定量講解各類概率抽樣方法的誤差估計與比較，轉而介紹現場調查的選題、現場調查方案的設計、調查問卷的設計程序與設計技巧、抽樣調查的實施和質量控制等內容。另外，在學生參與大學生創新創業訓練計劃項目、全國大學生市場調查與分析大賽中均要書寫研究報告，所以本課程教研組在教學內容中重點補充了醫學現場調查研究論文及研究報告撰寫的內容。

2.教材建設

2016年以前，本課程選擇的教材是科學出版社李金昌主編的《應用抽樣技術》，該教材為“十一五”國家級規劃教材。該教材結構完整、條理清楚，包含豐富的案例，每章均有本章小結，并且將標準化的教學大綱融入其中，是經濟管理類統計學專業選用率非常高的教材。但是在本課程教學內容發生較大調整后，教材和課程的鍥合度顯著變低，不再適合作為本課程的教材使用。2017年開始，改用科學出版社出版的、首都醫科大學郭秀花教授主編的《醫學現場調查技術》作為首選教材。該教材中現場調查技術概述、醫學現場調查設計技術、醫學現場定性研究技術等內容非常貼近學生創新活動實際，受到學生的好評，并且在學生的學科競賽以及科研創新活動中發揮了明顯的作用。

隨著我校生物統計學專業學生參與全國大學生市場調查與分析大賽以及統計建模大賽的增多，課題的研究領域逐漸由單純的醫學類問題、大學生問題擴展到市場研究、消費者行為研究、醫用產品研究等。市場調查相關理論的缺失成為限制學生創新能力提升的桎梏，于是我們增加全國大學生市場調查與分析大賽指定參考書、徐映梅教授主編的《市場調查理論與方法》作為參考教材，選用的章節包括市場調查概述、量表測量技術、市場調查的組織與實施等。當前，本課程已經形成以《醫學現場調查技術》為主、以《市場調查理論與方法》和《應用抽樣技術》為輔的比較成熟的教材體系，并且本課程組正在根據課程內容規劃自編教材。

3.教學模式和教學方法的調整

(1)理論知識的教學采用以定性理解為主的方法

在教學內容發生改變的條件下，任課老師對于教學方式也進行了適應性調整，以學生為中心，改變傳統課堂的灌輸式教學方式，激發學生的學習興趣、提升學生參與度。教學內容調整前，一般每章會介紹一種概率抽樣方法，教學中主要通過嚴格的數學公式的推導幫助學生理解每一種抽樣方法的性質。教學內容調整后仍然會非常詳細地講解各類概率抽樣方法的性質，然而教學中主要通過豐富的案例以及類比、聯想等方法幫助學生定性理解相關理論知識。

(2)對于實踐類、創意類的教學內容采用以翻轉課堂為主的教學方法

對于市場調查概述、市場調查方案設計等實踐性比較強的內容的教學，任課教師在為學生提供基本的課件、素材、網絡資源等資料的條件下，主要采用翻轉課堂的教學方法，充分發揮大學生對于新鮮事物的了解度、參與度較高的優勢，采用學生講解與討論、任課教師課堂指導的方式進行。

在本課程的教學過程中，要求學生按照合理搭配的原則組成學習小組，每個小組3～5人，一般會有8～9個小組，并且每個小組需要配備1～2名指導教師。本課程共48個學時，周4學時，共12周，每個學習小組需要在學習到第8周左右時完成一項現場調查方案的設計，并且小組逐個上臺講解自己的設計方案，小組代表講解完成后會有學生提問、任課教師提問、集體討論環節，以實現現場調查方案的初步修改。課后各小組需要與指導教師進行溝通，完善調查方案并提交最終版設計方案。

(3)混合式教學法

除了任課老師課堂講解和翻轉課堂以外，本課程教學中還適當引入了視頻資料和網絡資源。例如：在全國大學生市場調查與分析大賽、大學生統計建模大賽等比賽中均有學生上臺展示環節，雖然在學生的前期培養中已經接受了一定的訓練，但是為了進一步提高學生上臺展示的能力并熟悉比賽環節，本課程教學中會引入往年優秀作品和問題作品的比賽視頻資料，并對于上臺展示的注意事項、回答問題的方式等進行點評和討論，幫助學生近距離感受大學生創新活動的氛圍，精準提升學生的能力。

4.課程評價方法

本門課程為考試課，同時需以小組為單位提交一份現場調查設計方案。 考核方式：結果考試占40%，抽樣調查設計方案占40%，平時成績占20%。 平時成績中，平時表現評價(翻轉課堂、課堂出勤、小組討論)占10%，計分書面作業占10%。本課程評價中最大的創新在于將全國大學生市場調查與分析大賽的網考成績作為結果考試成績，即在學生考核過程中引入了“第三方”評價的新模式，網考試題內容涉及統計學尤其是現場調查的基本原理、現場調查抽樣方法、抽樣誤差及樣本含量的估計、市場調查的類別與特點等內容。現場調查方案的設計考察學生進行現場調查的實踐能力。

5.教學效果評價

(1)課堂教學效果明顯提升

本課程新的教學模式打破了枯燥的灌輸式教學模式，理論講解和課程實踐深度融合，多種教學方式不斷交替，師生互動顯著增加，活躍了課堂氣氛，師生滿意度均顯著提升。任課老師可以非常明顯地感受到課堂氣氛的變化，學生“昏昏欲睡”的比例顯著減少，學生對任課老師的評教成績則有了明顯提高。每年本課程教學結束以后，任課老師均會對典型學生進行深度訪談，由反饋的結果可知學生對課程的認可度不斷改善。

(2)該課程對于學生參與大學生創新活動的支撐作用顯著加強

本課程在大三上學期開設，一般與全國大學生市場調查與分析大賽網考階段時間重合，新教學模式實施前，學生往往在大三下學期才開始調查方案的設計工作，由于后續還有現場調查、報告書寫等任務，用于方案設計的時間會非常短暫，這就造成很多作品的設計方案在科學性、成熟性方面存在很多問題。新教學模式實施后，課題設計大大提前，絕大部分參賽隊伍在大三上學期就已經完成了調查方案的設計工作，一般在寒假前后就可以完成現場調查。這給指導老師的后續指導爭取到了更充足的時間，很多低級錯誤和違背現場調查設計原則的內容得到了及時糾正。近4年以來，本課程“孵化”的作品超過50%獲得了全國大學生市場調查與分析大賽的國家級或者省級獎勵，而獲得大學生創新創業訓練計劃項目立項的比例超過80%。

討 論

醫學院校的生物統計專業學生的學習興趣與財經類統計學專業、數學類統計學專業存在很大的區別，對于數學理論感興趣的學生比例比較低。因而以數學理論推導為主線的教學模式無法得到學生的積極回應和認同，很多學生通過努力仍然無法掌握各類概率抽樣方法誤差估計的推導過程，對于各類抽樣方法性質的理解并沒有因為經過了理論訓練而深入[6]。在新的教學模式實施以后，雖然用于各類概率抽樣方法的學時顯著減少，但學生對各類抽樣方法性質的掌握程度反而有了一定的提升，這也在一定程度上體現了以學生為中心教學模式的意義。

在舊教學模式下，本課程知識在大學生創新活動中幾乎不能發揮實質性作用，學生在實踐中反而畏首畏尾，有時會糾結于細枝末節，對于問卷設計、量表評價等重要內容缺乏足夠理解[7]。新教學模式的形成過程中，始終從提升學生創新、實踐能力，服務學生參與創新活動的需求出發，并保持與時俱進的工作作風，從而形成了當前學生滿意度高、實用性強的新模式。該課程還因其在學生創新創業中的突出作用獲批立項了學校創新創業課程。

新教學模式的順利實施依賴于整個專業、甚至整個學校深厚的創新創業文化。例如：在課程小組的建立、指導中均離不開師生的積極參與，小組指導教師的工作是沒有任何工作量體現的，能夠鼓勵老師們積極參與并發揮巨大作用的除了老師們的責任心以外，對于指導學生創新創業熱情的培育與激發是重中之重。我校生物統計專業已經形成了創新創業活動師生全員參與、上下級聯動的良好機制。

由我校生物統計學《調查技術與方法》課程改革的實踐可知，以學生創新能力的提升為導向，以學生的健康、長遠、全面發展為目標進行教學改革，可以顯著改善學生的培養質量和創新能力。該模式可以在生物統計學其他類似課程改革中進行推廣。同時，課程改革應該根據社會發展變化、不斷面臨的實際問題以及學生的創新需求進行持續性的改革，從而不斷優化課程模式，達到育人目標，滿足社會發展的人才需求。