以貝葉斯公式為案例的醫學統計學課程思政教學設計

陳耀庚，孫博文，王 娜，白啟鈞

(1.寧夏醫科大學理學院，寧夏 銀川 750004； 2.寧夏大學馬克思主義學院，寧夏 銀川750021； 3.寧夏醫科大學基礎醫學院，寧夏 銀川 750004)

“健康中國2030”規劃綱要和卓越醫生教育培養計劃2.0的實施，其首要任務是要醫學院校培養德才兼備、德醫雙修的高素質醫學人才，其次是要推動醫科與工科、理科等多學科交叉融通，前瞻性布局新興醫學或醫學相關專業建設[1]。在這個背景下，醫學統計學公共基礎課程由于其受眾面廣、應用廣泛以及知識點抽象等特征，則必須承擔起將醫學生的思想政治教育和多學科交叉融通的職業素養教育貫穿于教育教學的全過程，來引導學生將預防疾病、解除病痛和維護群眾健康權益作為從醫的神圣職責[2]。然而，醫學統計學課程教學內容的設計即要融入相應的醫學背景知識，又要融入思想政治元素，這對教師自身職業素養和師德品質提出了更高的要求。因此，如何在該課程中凝練出與醫學生所學專業相契合的思政元素，并以春風化雨的形式融入課堂，成了教師們共同關注的問題。

考慮到貝葉斯公式具有解決問題的便利性，同時也是醫學統計學中重要且極具特點的公式，現已被廣泛應用于包括醫療衛生在內的各個領域。因此，本文將緊緊圍繞《高等學校課程思政建設指導綱要》中所提出的課程思政建設內容，特別選擇貝葉斯公式作為該課程中的典型思政教學案例，通過問題導向式教學設計，逐層深入分析，挖掘該公式背后所蘊含的思政元素以及貝葉斯概率思維。著重加強課程教學過程中對學生家國情懷、科學素養等方面課程思政內容及思政元素的挖掘和供給。最終為醫學統計學課程教學中如何選擇恰當的課程思政內容并挖掘該課程的育人功能，起到一定的借鑒和指導作用。

1 貝葉斯公式介紹

若事件A1，A2...An兩兩互不相容，并都有正的概率，且A1+A2+...+An=Ω，即構成一個完備事件組，則對任一概率不為零的伴隨事件B,計算條件概率P(Am|B)的貝葉斯公式為[3]

貝葉斯公式在各領域的具體應用中，通常將事件A1，A2...An看成是導致試驗結局B發生的全部原因，在試驗前是已知的。P(Aj)稱為先驗概率，反映了各種“原因”發生可能性的大小。在試驗結局B的條件下了解“原因”Am發生的可能性，即計算后驗概率P(Am|B)。由上述可知，貝葉斯公式主要有兩個方面的作用，一是幫助人們尋找導致某一事件發生最可能的原因，二是通過后驗概率來重新確認人們之前不確定的事情，或者對事情進行新的判斷。

2 以貝葉斯公式為案例的課程思政教學設計

2.1 教學案例要與社會熱點問題緊密結合，培養學生的家國情懷

醫學統計學課程教學過程中，思政案例大都選擇集豐富的知識性和思想性于一體的傳統經典案例，但這些案例卻遠離醫學生的實際生活場景，極易造成醫學生產生對課程教學過程的疏離感。因此，教師在授課時一定要選擇與學生生活較為接近的社會熱點問題作為課程思政教學案例并輔助具體知識點的講解[4]。這些案例可以讓醫學生們覺得統計學方法與自己所學的專業和生活十分接近，在熟練掌握該知識點后即可應用到實際工作生活中去，從而激發他們對學習醫學統計學的熱情，引起學生思想上的強烈共鳴并產生對國家強烈的認同感，從而達到培養醫學生家國情懷的目的。因此，問題導向式課程思政教學可提出如下問題：新冠疫情在對人民生命健康造成嚴重威脅的同時，也對社會經濟和生活的各個方面造成巨大影響。醫學生也都通過各種形式參與到抗疫活動中。可以請學生思考，醫學統計學方法在新冠疫情的預測和防治方面是否做出了貢獻？與貝葉斯公式有無關聯？授課過程中，教師也可列舉新冠疫情期間，西安交通大學管理學院劉躍文教授研究團隊基于個人旅行數據，運用貝葉斯方法預警高風險人員的數學模型。同時團隊又根據該模型研發了新冠肺炎感染風險預測系統，解決了數據量大、數據分析難、程序升級難的問題，為識別高風險人員，有效阻斷疫情的傳播做出了一定的貢獻。通過上述案例的講解，學生可以切實感受到醫學統計學在實際生活中的應用隨處可見，擁有著強大的生命力。從而培養學生的家國情懷，增強學生的責任之心和勇于擔當的行為。最后，啟發學生運用貝葉斯公式，預測在新冠疫情下如果自己發熱，則感染新冠病毒的概率有多大？鍛煉他們運用數學建模思想，動手解決實際問題的能力。

2.2 教學案例要與知識點所蘊含的實際應用背景相結合，幫助學生提升科學素養

醫學統計學作為一門應用型課程，通過對貝葉斯等公式及其定理的死記硬背并加以題海訓練，大多數醫學生就足以應付考試。然而，這種模式下，學生未能從根本上理解知識點背后所蘊含的實際應用背景，從而導致他們不能夠從根本上掌握知識點的數學統計思維，導致的結果就是醫學生們無法學以致用，考完就忘。其次，由于學生覺得貝葉斯公式復雜而不夠直觀、太理論、太枯燥，而不能夠使學生真正地做到欣賞和熱愛統計工作。因此，教師在講解知識點時，應盡可能地講清楚知識點背后所蘊含的歷史及實際應用背景，以幫助他們理解公式的內涵，提升他們解決實際問題的能力，達到幫助學生提升科學素養的目的。問題導向式課程思政教學可提出如下問題：貝葉斯統計在發展過程中遇到了怎樣的曲折和坎坷？學生針對上述問題，進行文獻查閱并分組討論，最后由教師引導學生們總結出，貝葉斯統計在20世紀初時，因為“不可靠”而被R.A. Fisher在內的主流數學家所拒絕和排斥。但是由于貝葉斯統計的“便利性”并在實際應用上取得的成功，使得貝葉斯統計在20世紀后半期恢復了其應有的地位并且成了統計學中一門很熱門的研究課題。此時，教師可向學生進一步提出問題，在我們的學習和生活中，是否存在能夠運用貝葉斯公式解決的實際問題。若存在，如何運用貝葉斯公式構建數學模型并解決實際問題。教師可引導學生從貝葉斯公式的兩個作用即幫助人們尋找導致某一事件發生最可能的原因和通過后驗概率來重新確認人們之前不確定的事情出發，列舉出諸如某種疾病的患病率為0.1%，某項血液醫學檢查的誤診率為1%，現知某人驗血結果是陽性，求患者確實患有這種疾病的概率。啟發醫學生們運用貝葉斯公式對上述問題求解并最終給出患者在驗血結果為陽性的前提條件下，患該疾病的概率僅為0.09[5]。最后再幫助學生解釋得出這一結論的具體原因。

通過對知識點所蘊涵歷史背景以及實際應用背景的講解，不僅能夠使醫學生們了解與統計學知識點相關的科學知識，而且也提升了醫學生們運用該知識點解決實際問題的能力，最終達到了提升醫學生科學素養的目的。

2.3 教學案例要與學生所學專業緊密結合，增強學生對所學專業的認同感

貝葉斯統計方法由于其解決問題的便利性和高效率，其應用幾乎遍及了各個學科和專業，如醫療衛生、經濟學、農業、社會調查和心理學等，而且涉及的領域還在繼續擴大。上述各個領域中應用到的貝葉斯公式，總是注重解決各領域中出現的具體問題為目的，而并非貝葉斯復雜公式計算原理和推導過程的形式再現。因此，在為醫學生講解貝葉斯公式時，必須強調理論聯系實際，所用課程思政的教學案例要與其他學科或專業所應用到的教學案例有所區別且要突出學生的專業性。比如在為醫學生講解貝葉斯公式之前，可以進行問題導向式教學設計并提出如下問題：通過查閱文獻等方式，了解貝葉斯公式的應用領域，同時梳理并總結出與自己所學專業相關的貝葉斯公式的應用案例有哪些？教師在授課過程中，除了讓學生分享各自的自主性學習成果外，也可以列舉出更多與授課學生專業密切相關的教學案例。如對中醫學專業學生講授該知識時，引入貝葉斯公式在準確度篩檢試劑評價中的應用情況[6-7]。對電子信息科學與技術(醫學信息方向)專業學生講授時，可以講解貝葉斯統計建模方法在醫療大數據中存在的臟數據清洗中的應用[8]。對臨床專業學生講授時，引入運用貝葉斯公式根據診斷試驗的靈敏度及患病時各征象出現的情況，結合疾病在人群中所占比例，推算患疾病概率的案例等[9]。學生通過對貝葉斯公式應用領域尤其是與學生專業相關應用案例的了解，不僅能夠激發他們對學習課程及專業的熱情和興趣，讓學生體會到統計學知識力量的強大，而且也可以讓他們感受到醫學統計學課程的知識點與自己專業領域息息相關，從而有效提升學生對所學專業的認同感、自信性及學習的主觀能動性。

2.4 教學案例要與做人做事的道理緊密結合，培養學生優秀的個人品格

伊索寓言“孩子與狼”是貝葉斯公式教學中一個極為經典的教學案例。課程思政案例教學可提出如下問題：讓學生運用貝葉斯公式進行數學建模，來分析村民對這個小孩的可信程度是如何下降的？教師在課堂上可以演示整個推理過程，最后得出結論。村民在上了一次當后，認為這個小孩說謊話的概率由原來的0.333變為0.625。村民在第二次上當后，小孩不可信的概率由0.333上升到了0.909。由此，可以告訴學生，誠實守信是中華民族的傳統美德，是每個公民都必須恪守的基本道德之一，也是踐行社會主義核心價值觀的基本內容之一。唯有誠信可靠，才可行穩致遠。

2.5 教學案例要與傳承哲學思想緊密結合，培養學生哲學辯證思維能力

貝葉斯公式作為醫學統計學中重要的知識點，其背后蘊涵著豐富的哲學辯證法思想。問題導向式課程思政教學可提出如下問題：課前告訴學生貝葉斯公式蘊含著“認識→實踐→再認識”的動態認知過程，如何將貝葉斯公式所反映的哲學原理和這個認知過程相統一？課上，學生可以分享他們對貝葉斯公式及其折射出的哲學原理的認識。教師也可以引導同學們闡明貝葉斯公式是運用先驗知識并結合樣本知識獲得后驗概率的過程，反映了從認識到實踐，再從實踐到認識的過程，即不斷用新獲得的數據資料來調整原有的知識和看法。從而教會醫學生運用辯證的思維方法認識醫學發展規律，勇于創新，不斷探索并解決醫學實踐中遇到的問題。

3 結語

醫學統計學具有應用范圍廣和受眾面廣這兩個得天獨厚的特征，是對醫學生進行社會主義核心價值觀培育的重要平臺，承載著對醫學生思想政治教育的主要任務。通過對課程中貝葉斯公式教學過程中思政元素的挖掘和問題導向式課程思政教學案例的設計，有效激發學生學習醫學統計學的興趣并引導他們在探索中獲取專業知識。從而達到培育學生家國情懷，磨礪學生道德品格和樹立科學觀的目的，最終做到醫學統計學課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。也為其他課程開展課程思政提供借鑒和指引作用。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻說明：陳耀庚：資料收集、論文撰寫；孫博文、王娜：資料分析、論文修訂；白啟鈞：論文指導與修訂。