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[关键词]生物统计 统计软件 多媒体 教学效果
《田间试验与生物统计》简称生物统计,是关于田间试验的设计、数据的搜集、整理、分析与解释的科学,是高等农业教育中一门非常重要的专业课程,学好生物统计可以训练学生定量分析的能力,学会从数字中发现研究的问题,利用数据从事研究。近几年随着吉林农业大学教学手段的不断完善、多媒体技术为基础的新型教学平台的建立,使得生物统计课已全部采用多媒体教学。多媒体技术通过对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理,能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,为教学提供了直观、形象的表达工具,改变了板书教学手段单调的缺陷。而生物统计课中大量的图表、公式以及Excel、DPS、SPSS、SAS、MINTAB、STATISTICA等与计算机密切相关的应用软件的使用,使得多媒体技术在生物统计教学上的优势更为明显。
1.多媒体及统计软件在教学中应用的意义。多媒体教学能够把抽象的理论转化为具体、形象、动态的教学内容,收到事半功倍的效果。比如在介绍几种常见的田间试验设计时,课件动态的演示了各种设计方法的特点,取得比较理想的教学效果。
生物统计是一门应用性很强的科学,非常强调理论与实践的结合。教师在教学过程中必须要重视实践教学环节,多媒体手段在这方面有着不可低估的作用,除了可以通过课件演示大量的案例分析外,还可以通过课堂实验、布置实践练习等多种形式使学生有创造性的参与到生物统计学的学习实践中去。生物统计基本概念的理解与统计分析方法的掌握是生物统计学课程教学的主要目的。而生物统计中常用的统计分析方法,如:相关性、方差分析与回归分析等,有大量的公式及计算,学生普遍反映难学,学了电不知如何用。
2,多媒体及统计软件在实践教学中的探讨。在计算机及网络非常普及的今天,统计计算技术不再是统计学教学的重点了,统计思想、统计应用才应该是重点。现代统计方法的实际应用离不开现代信息处理技术。那么,如何在教学内容上结合实例,教学手段上借助计算机及DPS数据处理系统(以此软件为例),作者在生物统计分析方法的实践教学上作了如下探索:
2.1 实例的选择与设计。以实际中的事例、数据为载体,将抽象的统计分析方法放在对具体问题的分析、解决中进行学习。实例的选择必须与所进行的教学内容相吻合,在很多情况下,它不一定运用到这一部分内容的所有知识点,它可能涉及该部分前后的内容,以至跨学科的知识。而且,在实例的选择与设计时,还必须考虑搜集数据资料的可行性以及对这一方面进行分析的背景知识,包括理论的及经验的。
2.2 搜集数据资料。作为课堂教学的实例,必须是准备好的数据资料,可以在课堂上演示或引导学生进行相应的统计分析。当然,也可以设计方案后,要求学生自己动手搜集资料,进行相应的数量分析。根据农业院校的学生多数来自农村的特点,每年利用寒暑假时间,组织学生开展社会调查活动,亲身完成某项工作。例如,让学生自己设计一个调查问卷和调查方案,进行一次农业生产调查活动,从具体调查对象和单位的确定,样本的抽取,问卷的发放、回收与审核,数据输入与资料整理,一直到调查报告的撰写。学生只有通过具体的实践,才能加深对所学基础知识的理解;只有经历了实践的全过程,才能系统地掌握各个环节的基本技能。
2.3 围绕具体的教学目的,进行统计数量分析。采用实际中的事例与真实的统计数据为载体,将抽象的统计分析方法学习放在对具体问题的分析、解决中的教学法,既有利于培养学生阅读、理解、分析、判断统计数据的能力,又从一定程度上解决了统计学教学中长期存在的理论与实践相脱节,学生学了不知如何用的问题,对于提高学生今后从事科学理论研究与农业生产实践的能力都是非常有用的,是提高学生综合素质的重要方面。
下面就以方差分析为例来说明软件在实验教学中的应用。方差分析是将总变异剖分为各个变异来源的相应部分,从而发现各变异原因在总变异中相对重要程度的一种统计分析方法。这一章的内容并不多,但公式多,计算量大,而统计分析软件的强大功能完全可以免除大量繁琐的计算,直接给出所需要的计算结果。在这一章的教学中,在介绍有关概念及分析步骤后,以实际的统计数据为例,并借助DPS统计分析软件,在对该例的系统分析中解释有关概念的意义,演示方差分析和多重比较方法的具体应用。
以第二松花江流域水稻主产区的5个试验地点:前郭红光农场、榆树大坡、德惠朝阳、九台其塔木、吉林乌拉街,4个供试品利:农大8、农大19、通9574、吉丰8的1年多点试验为例,进行产量的方差分析。DPS数据处理系统操作如下:
第一步:打开DPS数据处理界面,在英文状态下,将产量数据按横向地点(每地点3次重复),纵向为品种进行输入。
第二步:将数据模块选中后,打开菜单中的专业统计品种区域试验一年多点,选中后在出现的对话框:区试地点数、区试品种数、区组(重复)数中分别输入5、4、3,按确定键,随后系统自动分析出该试验的量差异和多重比较。将其进行推理后的结果如下表:
学生可根据计算结果进行实际分析,这里不再详述。由此可见,通过DPS数据处理系统,将复杂的运算简单化,既节省了大量时间,又增加了实用性。
【关键词】田间试验与统计方法 教学改革 教学方法
【基金项目】2012年广东省质量工程资助项目。
【中图分类号】S6-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)10-0241-02
《田间试验与统计方法》是农科专业的一门专业基础课。作为一门方法论的科学,它对于学生科学研究的训练、科研素养的提高以及指导农业生产实践,均具有重要意义[1-2]。我国各高等农业院校开设《田间试验与统计方法》课程具有悠久的历史,并逐步形成了富有各自特色的课程教学体系。二十多年来,我们坚持实践,积极探索,不断总结,在明确教学目标和任务前提下,积极进行教学改革,做了多方面的尝试,不断完善教材体系、教学环节和教学手段,取得了较好的效果。现就《田间试验与统计方法》课程教学改革实践中的相关问题谈一些体会与思考,以期与同行进行交流。
1.课程的基本内容及其在农业高等教育教学体系中的地位
作为专业的基础课,《田间试验与统计方法》课程以高等数学、概率论与数理统计、遗传学等课程为基础,主要介绍田间试验设计、试验结果的整理与统计分析等内容。通过本课程的学习,要求学生能正确地设计试验方案并对试验结果进行统计分析,为进一步学习专业课程打下必要的理论基础,也为今后从事毕业论文和开展科学研究打好方法论基础。田间试验与统计方法的内容主要包括四大部分。第一部分介绍科学研究的基本过程、试验方案的制定,试验误差及其控制,在此基础上进一步讲述田间试验误差的来源、土壤差异、控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取。第二部分从试验数据最简单的描述统计开始,进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布以及统计数的理论概率。第三部分在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法,介绍平均数比较的u测验和t测验,然后进一步介绍F测验和x2测验及其应用。第四部分两个以上变数间的分析,即相关与回归部分。田间试验与统计方法的核心内容是试验设计和统计分析的方法;统计方法重点在于方差分析和回归相关[2-6]。
2.改革传统的田间试验与统计方法教学方法
2.1优化教学内容,构建合理的课程知识结构体系,突出重点,兼顾全面
培养人才的目的,就是为了满足生产实际和科学研究的需要。在教学过程要尽可能地与生产实际想结合,与相关领域的研究相结合。《田间试验与统计方法》课程是在已学过概率论与数理统计的基础上,进一步加深试验设计理论、拓宽试验设计方法,提高数据处理效率,旨在增强专业研究能力,提高论文试验的设计水平与论文质量。迄今,该课程在国外偏重于各种常用试验设计优化及各种统计软件包如Statistica、Excel、SAS和SPSS等使用;在国内则偏重于各种试验设计方法和统计分析的介绍,试验结果采用计算器一步一步计算,以求加深对试验设计原理及统计过程的理解。这两种教学体系前者统计手段先进,但试验设计薄弱,不利于学生对各种试验设计方法的灵活运用;后者突出试验设计部分内容,但数据处理费力费时。两者各有利弊,有待改进。
根据长期的教学实践,我们认为,《田间试验与统计方法》课程的教学应立足于理论与实践相结合,既应介绍各种试验设计方法的原理,又必须有这些设计方法在农业中的应用实例。因此,我们优化了该课程的教学体系和教学内容,对于比较典型、又较常用的试验设计(如随机区组设计),进行详细讲解。课堂教学重点则放在各种试验设计方法的特点、用途及相互联系方面。至于设计步骤只按试验小区排列图简述即可,结果的统计分析也只需列出方差分析表中的变异来源项。因为对于大多数试验来说,这些变异来源的平方和(SS)等统计项可用常用的计算器计算出来。如此安排授课进程,可避免课堂内容重复,并让学生避免记忆繁琐的统计公式,有利于学生在较短的课堂时间内,掌握各类试验设计的要领,便于日后灵活运用。
2.2 灵活应用各种教学方法,强化理论教学
任何的教学改革措施,都必须符合教学的基本规律,建筑在常规教学的基础上。提高传统教学的授课质量,是教学改革成功的根本。教学实践中,根据《田间试验与统计方法》课程图表多、公式多、计算多、学习难度大等特点,按照教学的目的要求、重点、难点以及达到的目标,可分别采用不同的教学方法。(1)对于基本概念、基础理论以讲授法为主,力求深入浅出,讲深讲透;(2)对于数理统计学公式,淡化演绎推理过程,着重讲清发现问题、解决问题的思路,启迪学生的逻辑思维能力;(3)对于一些统计图表的绘制(如田间试验设计图、数据资料的次数分布图、双变数的回归图等)则辅以直观教学法。例如,在讲授“田间试验设计”一节时,其教学过程设计为:首先把不同试验设计方法的图例通过投影展示给学生,并用对比法简要介绍不同设计的特点以及相关的术语,然后详细介绍几种有代表性的试验设计图的绘制方法,在此基础上,再进一步说明不同设计方法的适用范围。这样讲授可以使学生在感性认识的基础上再上升到理性认识,加深对所学知识的理解;(4)对适于学生自学的内容则采用课堂讨论的方法;(5)对于计算内容较多的章节则辅以练习法。在讲课过程中,避免满堂灌,尽可能启发引导学生思考,适当设疑,活跃课堂气氛。
2.3加强课堂讨论,因材施教
解决某一特定专业问题可采用的试验设计方法很多,但试验效率可能大不相同。因此每大类试验设计讲授后,有必要让学生根据各自的专业要求,最好结合自己将来的毕业论文,进行设计练习,然后组织课堂讨论。在《田间试验与统计方法》的授课过程中,充分利用课堂讨论可以收到良好的效果。它能使学生强化对基本内容的理解,提高学生在科研实际中的自觉运用统计学理论和技能的能力。这种方式的教学还可以让学生换换“口味”,避免被动的“满堂灌”,使学生变被动为主动,去查阅相关资料,引发学生的学习兴趣。通过查阅资料、课堂交流以及自己的独立思考,学生能够全面地了解所研究问题涉及的领域范围、来龙去脉以及可能的解决办法。
在讨论过程中,可先由学生上台介绍,再让全体师生共同对试验设计进行探讨,提出修改意见,并作出评价。这样既有利于学生掌握、巩固课堂知识,能灵活运用各类试验设计方法来解决专业问题,提高教学效果,又可让学生学以致用,增强学习兴趣,提高学习积极性和自觉性。对于任课教师来说,课堂讨论无疑是一次了解学生对教学内容的掌握程度。在所有的课堂讨论中,针对毕业论文的课堂讨论尤其具有重要意义。因为每个同学对毕业论文的重视程度都是勿庸置疑的,但每个同学的毕业论文所涉及的领域又是各不相同的。因此,通过针对毕业论文的课堂讨论,教师可以了解本课程知识在不同领域中的应用范围,最后分析、归纳出这些领域对本课程特殊要求的极好机会。因此,对于每一个学生的设计练习,应予以登记、摘录。对于典型练习,应予保留,并及时充实到教案中,以丰富教学内容,促进学用结合[2]。
2.4 运用电化教学手段,增加课堂教学信息量
本课程的内容涉及大量设计草图与统计图表,因此教学挂图较多。纸质挂图较易损坏,白布绘制的挂图又难以修改和清洗,且携带不便。利用学校大多数教室都已经配备多媒体投影设备的条件,将这些图表、公式及教学内容制成Powerpoint幻灯片实施教学,加快了授课节奏,增加课程的信息量。对于某些试验设计的野外试验场景,也制成幻灯片或教学录像片,增强了教学手段的形象化和动态化,激发了学生的学习兴趣,丰富和发展学生的形象思维和逻辑思维,提高了教学效果。
《田间试验与统计方法》课程计算量大,目前科研工作中的统计分析工作绝大多数都通过统计分析软件完成。因此《田间试验与统计方法》课程CAI课件的制作必须跟统计分析软件“链接”,如可以与SAS、DPS或SPSS等分析软件结合;教师在利用CAI课件授课时,可以通过统计分析软件演示例题的计算过程与结果,强化学生对统计分析软件的使用[3,6-8]。
2.5加强课后作业练习
在指导本科生和研究生学位论文时,我们发现相当一部分学生在真正使用统计这一有效的手段时,往往无从下手,这主要是因为在课堂教学之外他们的实践环节比较薄弱。在他们还没有接触科研活动之前,这种实践环节可以通过大量的作业来替代。
2.6 加强计算机统计分析练习
加强计算机在试验设计,特别是在试验结果统计分析中的应用,是本课程的一个重要发展方向。如何将国内外各种统计分析软件进行合理开发,使之与本课程教学内容相衔接,并利用计算机开展统计分析教学,这是本课程教学改革的一个重要内容。
目前国内外惯用的计算机统计软件包大多具备常用试验设计的结果统计功能。对于采用典型试验设计,如随机区组、拉丁方、裂区设计等方法设置的试验,其试验结果一般都可以用软件包直接统计。对于由典型试验设计演化的变种,包括混杂设计、正交设计等,仍可借助计算机按变异来源进行平方和及自由度分解,从而完成繁琐的中间运算过程,提高计算效率。
在计算机日益普及的今天,许多复杂的统计分析,如回归分析、相关分析等已完全可以由计算机完成,因此,不必再沿用计算器统计时代对算法作太多的介绍。针对本课程上机时数有限,而现有统计软件包功能较多,课堂上来不及详细介绍这一现状,计算机统计练习目前最好采用先集中铺导,再分散进行课外练习,最后集中答疑的方式。这样可使学生有较多的软件熟悉时间,便于学生在软件练习过程中发现问题,解决问题,提高计算机实际应用能力[7-8]。
2.7 强化实践教学,加强学生实践能力的培养
要想使学生正确运用生物统计的知识和方法去处理、分析和解决实际问题,必须加强学生对生物本身生长发育规律以及生物界数量现象的认识。生物界的数量现象是普遍存在的,这些数量现象又是广泛地存在变异的。正确地认识这些数量现象,将有助于我们正确地选择适当的统计分析方法来处理试验数据。生物统计的目的就是帮助我们发现和挖掘这些蕴藏生物内部的规律,使我们对生物本身生长发育及生物与环境间的关系有更深的认识[4-5]。
在生物科研中容易发生有关数据统计分析的错误,我们经常发现,这通常都与是否有正确的试验设计有关。生物统计学虽然是分析试验结果的有力工具,但是也只有那些有计划有目的地收集起来的数据,经过整理、思考和统计学分析,才能得出正确的结论。我们经常发现有人因为缺乏统计学知识收集大量无助于分析的数据而丢失一些必要的数据,这样的资料很难得出正确的结论;或者由于收集方法不正确,而得不到对总体无偏的估计,使推断的结果不够准确,浪费了人力和物力。
针对上述情况,我们加强了进行实际课题研究训练的教学环节,特别是加大了有关试验设计内容的实践,使学生能够在进行一项研究之前,根据试验目的,按照统计学的要求制定出一整套完整的试验方案,开展正确的田间试验。在实践过程中,学生通过自己搜集资料,自己提出课题,然后在教师指导下进行讨论和研究,把课堂扩展到资料室、图书馆和实验场地,融教、学、研为一体,充分调动了研究生学习的积极性和主动性,不仅加深了学生对统计学原理、模型和方法的理解,更提高了他们分析问题和解决问题的能力,使学生学得生动活泼、丰富多采。对于有条件的学生,就让他们直接参与老师的科研工作。
3.教学改革的效果
经过二十多年的探索与实践,《田间试验与统计方法》课程的教学效果不断提高。课程改革的效果,不仅得到了学生的认可,而且也得到了学校教学管理专家的好评。通过反复实践,学生抓住了田间试验与统计方法的基本要点,能够自觉地运用田间试验设计与统计方法来解决科研工作中的问题。在我校历届园艺、农学专业的毕业论文中,绝大多数能做到正确地进行试验设计、正确地应用统计指标、对数据进行正确的统计分析、正确地应用统计图表对研究结果进行简洁而清楚的表达,并且能正确地解释试验结果,导出正确的结论。
参考文献:
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[7]李兰会,李潭清,周荣艳,曹洪战,贾青.整合多媒体与传统教学模式,优化生物统计教学.教学天地,2009,(7):118-119
[8]何风华,李明辉.生物统计学多媒体教学的探索与实践.江西教育学院学报,2004,25(6):25-27
关键词 统计分析 描述统计 教学
中图分类号:G642文献标识码:A
统计分析是园艺、植保、农学等专业的一门必修课程,是运用数理统计原理和方法分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门科学,其教学目的是使学生通过学习掌握试验设计和调查总结的理论与方法,科学地设计试验,并对所得试验数据进行科学分析,推断得出科学结论,使学生掌握生物统计的基本概念、基本方法、了解基本原理的基础上,培养学生合理地进行试验设计,科学地整理、分析所收集的资料,从中获得符合生物学规律的信息,并为后续课程如园艺植物栽培学、遗传学、作物育种学、数量遗传学、植物保护学等的学习打下坚实的统计学基础。该课程的学习和讲授难点主要有常用概率分布、假设测验的基本原理、方差分析等;如何使学生掌握常用统计分析方法的应用条件,运用本课程所学的基本原理和方法科学、有效地解决实践或生产中出现的各种统计分析或数据处理问题,是本课程教学的又一难点。
统计分析方法按照功能不同划分为描述统计和推断统计,描述统计主要通过图表等形式对所收集数据进行加工处理和显示,进而通过综合概括与分析得出反映客观现象的规律性数量特征。推断统计是从总体中抽取样本,通过对样本所得到的带有随机性的数据进行合理分析,进而对总体作出科学推断。
1 描述统计概述
描述统计和推断统计二者彼此联系,相辅相成,描述统计是推断统计的基础,推断统计是描述统计的升华。描述统计是统计分析的基础内容,但是由于其涉及的统计学理论知识、概率论知识较少、篇幅较小,多数教材侧重于推断统计,而将描述统计部分简化,只占教材的10%不到,因此,多数学校此部分内容教学只设置2-4学时。笔者经过多年的教学实践发现,学生在学习完成这门课程后对此部分内容印象不深,在应用时首先想到的是方差分析、假设检验等知识模块,而对描述统计的应用明显不足,在历届毕业论文的数据分析中均存在这一问题,例如对大量原始数据,学生只知道进行方差分析、多重比较,但是在进行方差分析之前不会对所获得的数据进行基本的整理、分类,不进行数据离散程度、集中趋势分析,不计算资料特征数,从而使其科学推断失去依据。这些问题直接影响了学生分析问题解决问题能力。本文结合笔者教学经验,就描述统计教学模块的教学目标定位、教学内容体系建立、实践教学方法以及考核方法改革等相关问题提出建议和看法,以期为同行改进教学效果、提高教学质量、提高学生统计分析应用能力提供参考。
2 描述统计模块教学目标与定位
园艺专业实践性较强,在生产及科研中有大量的数据资料,需要运用数理统计知识才能作出科学解释。因此园艺专业统计分析课程定位为一门工具课、方法课和技能课。描述统计作为重要的统计分析方法之一,在授课内容上应注重统计学基本知识及方法,要求学生掌握常用统计学术语基本概念,掌握次数分布表、分布图的制作,还应使学生完全掌握资料特征数的概念及计算方法,在此基础上,学会用语言结合图表的方法来描述数据资料,概括资料特征,找到资料分布规律,揭示资料规律性特征,达到能独立完成毕业设计和毕业论文的基本要求,并具备在未来工作岗位上可以独立进行数据收集、整理和分析的基本能力。
3 描述统计模块教学内容体系的建立
描述统计模块内容包括统计数据收集方法、数据基本处理方法、数据显示方法、数据分布特征概括与分析方法等。为直观了解整体资料分布的情况可以将数据资料进行图像化处理,将资料摘要变为图表。次数分布表和次数分布图是描述统计基本方法,常用的次数分布图有多边图、直方图、饼图、散点图等。透过分析数据资料,可以了解各变量内的观察值集中与分散的情况。描述数据资料的集中量数有平均数、中位数、众数、几何平均数、调和平均数,描述数据资料的变异量数有全距、平均差、标准差、相对差、四分差等。
此外,课程体系中不应只注重基本知识学习,重点应放在其应用方面,在教学过程中应以试验研究实例为线索,理论密切联系实际,从原始数据的收集、整理入手,通过实例使学生完全了解怎样将杂乱无章的数据整理为有序的、可以找到规律的数据,最后做出科学推断等,将抽象概念转变为学生感兴趣的资料分析,提高学生对学习的兴趣。
4 实践教学环节
统计分析课程是一门实践性较强的课程,因此应增加学生上机实习时间。描述统计作为统计分析的基础,在实践教学环节中要求学生在理解课堂讲授内容的基础上能利用简捷易懂的Excel扩展功能对原始数据进行归类、整理,找出分布规律,因此实践教学是很重要的一个环节。Excel扩展功能――数据分析――“描述统计”可以非常方便的一次完成样本常用特征统计量如标准差、均值等及样本数据范围及波动大小的统计量的计算;数据分析――“直方图” 可以从繁多的原始数据中找到不同范围内的分布规律,从而为进一步分析提供一手资料。在教学内容的组织上,应当不拘泥于封闭的教材,结合科研实际,引入对应用比较活跃的前沿性方法的介绍。其次,在教学活动的实施上,在许多可以用于教学的计算机统计软件中,应充分考虑技能获得的时间代价和习得技能的实用性,选择功能强大而可视化程度较高、简便易学的Excel和SPSS软件作为教学实习软件。
在实践过程中可以让学生在网上亲自收集园艺科学研究相关的数据资料,亲手制作统计表和统计图,进一步感知数据整理的过程,培养学生独立分析能力。教师还可以将自己科研活动中所得的数据让学生进行模拟练习,同时也培养了学生对科研活动的兴趣。
结合学生未来工作中的实际需求,不过于深入地探讨艰深的概率统计原理,但又足够明晰地阐述每种统计方法的方法学原理和适用范围,注重在授课中增加实例,每种统计方法都通过典型实例进行剖析,同时安排结合学生专业实际的课后习题供学生练习,加强印象。
结合步骤完整、过程详细的实例介绍统计分析方法和试验设计方法,通过实例分析,加深对原理与方法的理解和认识,采用先进统计分析软件,进一步让学生学会灵活运用课堂知识进行实例分析,通过作业检验学生的掌握程度,适时查缺补漏。
加强与实践的结合,鼓励学生积极参与教师的科研课题,通过课题研究进一步理解所学理论知识,并灵活运用到试验设计与分析中。
5 考核方法改革
统计分析应用性极强,仅通过期末考试并不能全面考察学生对各种统计分析方法的掌握和应用情况,因此上机成绩应当计算在平时成绩内,并适当加大其所占比重。例如,如果在期末考试试卷中让学生计算“标准差”,学生需要死记硬背其公式并手动进行繁琐计算才能给出正确答案,而如果期末考试中考试的内容是“什么是资料的标准差”,在平时上机实习时要求学生掌握如何用Excel计算资料标准差,这样学生既不必花精力去记公式,又掌握了其基本含义和计算方法,真正达到了对基本知识的掌握及灵活应用所学知识解决实际问题的能力。
参考文献
[1] 王学敏.高校《生物统计学》课程教学改革的初步探讨[J].经济研究导刊,2010(9).
[2] 盖钧镒.试验统计方法(第三版)[M].中国农业出版社,2006.
为进一步保障医疗安全以及医疗质量,加强医疗机构对抗菌药的临床应用管理,2011年4月,我国原卫生部特此开展了关于抗菌药物临床应用的整治活动,同时对各级医疗机构抗菌药物的使用制定了相关要求[1]。该院为了分析临床药学信息管理系统对抗菌药应用的影响,对实施前后的抗菌药物使用率、Ⅰ类切口手术抗菌药使用率、微生物标本送检率等指标进行比较,详细内容见下文。
1 资料和方法
1.1 一般资料
对抗菌药应用信息管理系统,将使用前1年设为对照组,将使用后1年设为实验组。
1.2 方法
通过对抗菌药应用临床药学信息管理系统,可以有效统计分析抗菌药的各项指标,达到控制和整治抗菌药物的效果。常见的抗菌药指标主要包括住院患者抗菌药物使用率、门诊患者抗菌药物使用率、Ⅰ类切口手术抗菌药使用率以及微生物标本送检率等。详细方法及功能如下:
1.2.1 分析抗菌药使用情况 在统计抗菌药使用人数、住院患者抗菌药物使用率、门诊患者抗菌药物使用率、微生物送检率、治疗性抗菌药使用率、抗菌药使用金额以及抗菌药使用金额比例等指标时,可设置任意一个时间段对全院所有门诊患者和住院患者进行统计,也可对各临床科室和每名医师进行统计。
1.2.2 统计药品使用强度 主要对全院同一时期收治患者人数、同一时期收治患者人天数、药品累计用药频度、药品使用强度、药品使用频次以及药品使用金额进行统计。
1.2.3 点评处方 信息管理系统主要按照2010年2月卫生部颁布的《医院处方点评管理规范 (试行)》《卫生部办公厅关于抗菌药物临床应用管理有关问题的通知》以及《抗菌药物临床应用指导原则》中的相关要求对处方(包含抗菌药处方)进行点评,点评结果主要分为不合理处方(超常处方、不规范处方以及用药不适宜处方)和合理处方,对所有不合理处方的药品名称、剂量、给药途径、使用频次以及疗程等信息进行统计分析,并阐述不合理处方存在的相关问题。
1.2.4 点评围手术期抗菌药的使用情况 信息管理系统主要按照《卫生部办公厅关于抗菌药物临床应用管理有关问题的通知》以及《抗菌药物临床应用指导原则》中的相关要求对围手术期抗菌药物的使用情况进行点评,主要包括对全院抗菌药使用率、围手术期使用的抗菌药物种类、抗菌药疗程以及抗菌药给药时机进行统计分析。
1.3 评估指标
分析比较实施前后的抗菌药物使用率、Ⅰ类切口手术抗菌药使用率、微生物标本送检率以及抗菌药物使用强度指标。
1.4 统计方法
对实施前后的抗菌药物使用率、Ⅰ类切口手术抗菌药使用率、微生物标本送检率等指标应用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析,计数资料用率(%)表示,比较方法采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 研究结果
实施前后比较可得,实验后,抗菌药物使用率、使用强度下降,微生物标本送检率提高。组间抗菌药物使用率、Ⅰ类切口手术抗菌药使用率、微生物标本送检率以及抗菌药物使用强度差异有统计学意义(P<0.05),见表1。
3 讨论
有研究报道称,加强对抗菌药物实施临床应用管理,可有效控制细菌的耐药性,提高感染性疾病的治疗效果,控制不合理药物的治疗费用,保障广大人民群众的健康权益[2]。
该研究对抗菌药物应用信息管理系统进行管理,发现,该种信息管理系统具有以下优势:①节省管理抗菌药物的人力和时间:在该院应用临床药学信息管理系统之前,该院主要是通过临床药师手工翻阅处方和病历来统计分析抗菌药物管理的相关指标,而统计和评价抗菌药物的相关指标需要耗费大量的时间和人力。例如,该院需要对住院患者的抗菌药物使用率进行分析统计,如果通过1名临床药师来完成的话,最少需要9个工作日才能完成,但如果采取信息管理系统来进行统计分析,仅需要10 min就可以知晓全院所有科室所有住院患者的抗菌药物使用率情况,且结果可以自动生成Excel表格,显著节省了管理抗菌药物的人力和时间,十分符合当今时代的发展理念[3-5]。②可全面客观统计分析抗菌药物的管理数据:在该院应用临床药学信息管理系统之前,该院进行数据统计主要是通过临床药师以手工抽样的方式对抗菌药物数据进行统计,因人力有限,只能抽取部分门诊病历、住院病历进行统计和分析,因为,抽取样本会存在较强的随机性,其结果存在一定的误差,易使部分科室对抗菌药物数据存在争议。而应用临床药学信息管理系统进行数据统计,可有效全面统计该院门诊患者以及住院患者的抗菌药物使用情况,同时也可随机抽取部分处方进行点评,方法较灵活[6-8]。③可动态监控和管理抗菌药物:在该院应用临床药学信息管理系统之前,该院主要是通过临床药师以每月抽样的方式对抗菌药物管理指标进行统计分析。而应用临床药学信息管理系统进行数据统计,其可以对任一时段的抗菌药物指标进行统计,同时可以结合管理的需要,将其细化、具体到每周、每天,不仅可有效、准确统计出患者抗菌药物的使用情况,还可以及时、有效发现存在的问题,便于管理,增强了管理的时效性[9]。④提高了抗菌药物管理的依从性:由于医师、科室的考核奖惩和抗菌药物使用指标存在一定的相关性,在该院应用临床药学信息管理系统之前,该院主要是通过临床药师以手工的形式来计算抗菌药物的使用指标,存在一定的误差,易使部分科室和医师对数据的准确性以及考核奖惩措施存在疑问和争议,不利于抗菌药物管理措施的顺利进行,而应用临床药学信息管理系统后,其可以对全部的抗菌药数据进行统计,结果准确可靠,可有效促进抗菌药物的管理工作,各科室和医师的依从性较高[10]。
此次研究数据中显示,经应用信息管理系统后,住院患者抗菌药物使用率从63%降至50%,门诊患者抗菌药物使用率抗菌药物使用率从65%降至47%,Ⅰ类切口手术抗菌药使用率从94%降至63%,微生物标本送检率从20%升至35%,抗菌药物使用强度从74DDD/100人天降至56DDD/100人天,这说明对抗菌药应用临床药学信息管理系统,能有效提高抗菌药物使用的合理性,提高了管理的效率。
总结得出,应用信息管理系统管理抗菌药,效果明显,值得各大医疗机构推广采纳。
关键词:生物统计学;实验教学;改革探索;实践
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)15-148-02
生物统计学是数理统计原理和方法在生物学中的应用,不仅在生命科学领域、而且也在其他学科领域中得到广泛应用,是一门工具学科[1]。生物统计学的理论性和实践性均较强,涉及的基本原理、公式和概念较多,需有一定的数学基础和逻辑推理能力才能学好,相对于其他专业课程,师生普遍反映难教、难学、难记[2]。《生物统计学》不容易理解和掌握,导致学生缺乏学习兴趣和动力,考试前通过死记硬背接受理论知识,形成短暂记忆,随着时间的延长,所学内容逐渐忘记。这门课程讲授完之后,学生不会灵活运用其中的方法,也不会设计一个简单的试验,更不会将生物统计学的基本理论、技术和常用统计方法应用到本科毕业论文设计中,导致理论教学与实践应用脱节,显然未达到教学目的。以往《生物统计学》教学以单纯理论教学为主,不设或很少开设实验课。因此,笔者结合《生物统计学》的基本原理,利用计算机和统计软件,开设了《生物统计学》实验课,并尝试对该课程的实验教学方法进行改革探索。
实践教学环节非常有利于提高大学生的培养质量,而《生物统计学》课程教学的实践环节亟待加强。在《生物统计学》实验教学过程中,我们利用计算机辅助实验教学,开设以下实验课:(1)《生物统计学》某章节理论知识讲授完之后,利用计算机和相关统计软件,开设相应的实验课。在实验课上,教师通过统计软件演示例题的计算和分析过程,并讲授统计软件的使用方法,学生根据所学理论知识,结合实例在计算机上借助统计软件进行操作,这样使学生获得知识更加直接与快速。(2)学生参与试验设计和科学试验。学生要在生产实践或实验室中设计试验,亲自参与试验数据的采集,并对试验数据进行统计和分析,这样有利于加深学生对所学内容的理解。《生物统计学》教学开设了如下实验:
1 利用Excel绘制常用统计图
Excel绘制图形功能强大,各种版本的Excel软件均提供了14种标准图表类型,每种图表类型中又含有2~7种子图表类型;还有20种自定义图表类型可以套用。讲授完试验资料的搜集和整理后,开设利用Excel绘制常用统计图的实验课。学生在实验课上利用Excel绘图时,可以对图表区、绘图区、数据系列、坐标轴、图例、图表标题的格式,例如文字的颜色、字体、大小,背景图案、颜色等进行修改和调整,使修饰后的图形更加美观好看,爽心悦目。当图和数据放在一张工作表上、学生改变绘制图形的数据时,其图形将发生相应变化;将鼠标放在图中某数据点上,在鼠标下方将弹出一个文本框给出数据点的具体数值;用鼠标单击绘图区中的“数据系列”标志,其图所属数据单元格将被彩色框线围住,便于用户查看图形的数据引用位置。在“数据系列”点击右键可以向散点图、线图、条形图等添加趋势线,并可给出趋势线的方程与决定系数。
2 利用Excel进行数据描述统计分析
讲授完试验资料特征数的计算后,开设利用Excel进行数据描述统计分析的实验课。首先选用与生活联系紧密的数据资料,让学生利用Excel计算这些数据的平均数、中位数和众数,测定和分析这些数据的集中趋势,然后利用Excel测定样本标准差、总体标准差和四分位数,让学生分析这些数据的离散趋势。另外,让学生利用Excel分析总体次数的分布形态,计算总体平均值的置信区间,有助于识别总体的数量特征。总体的分布形态可以从两个角度考虑,一是分布的对称程度,另一个是分布的高低。前者的测定参数称为偏度或偏斜度,后者的测定参数称为峰度。
3 利用Excel进行统计假设检验
讲授完统计推断之后,利用Excel进行统计假设检验的实验课。统计假设检验是根据随机样本中的数据信息来判断其与总体分布是否具有指定的特征[1]。我们选择实际案例,让学生提出假设,利用Excel中适当的统计方法计算检验的统计量及其分布,确定显著性水平和决策规则,最后推断是否接受假设,得出科学合理的结论,这个过程就称为假设检验或统计假设检验。统计假设检验的方法多样,通过比较就会发现它们的基本方法和步骤大同小异,例如t检验、u 检验、x2检验等,可以详细讲述其中1~3种假设检验方法,其它假设检验方法可以采用启迪和推导方式让学生利用统计软件自行轻松地学习和操作。
4 利用Excel和SAS软件进行方差分析
讲授完方差分析之后,开设利用Excel和SAS软件进行方差分析的实验课。利用Excel只能进行单因素或双因素(包括可重复双因素和无重复双因素)方差分析,而涉及双因素随机区组试验、三因素试验和裂区试验等试验数据的方差分析,即让学生利用SAS软件进行多重方差分析。另外,Excel中的单因素或双因素方差分析只能给出方差分析表,不能进行平均数的多重比较,也无法用不同字母标记法表示差异显著性的结果,这些也都需要利用SAS软件。
5 利用多种统计软件进行回归分析
由一个或一组非随机变量来估计或预测某一个随机变量的观测值时,所建立的数学模型及所进行的统计分析,称为回归分析[1]。按变量个数的多少,回归分析有一元回归分析与多元回归分析之分,多元回归分析的原理与一元回归分析的原理基本相似。按变量之间的关系,回归分析可以分为线性回归分析和非线性回归分析。利用统计软件进行回归分析时,首先让学生如何确定因变量与自变量之间的回归模型;如何根据样本观测数据,估计并检验回归模型及未知参数;在众多的自变量中,让学生判断哪些变量对因变量的影响是显著的,哪些变量的影响是不显著的。在方差分析实验课上,先让学生利用Excel进行简单的线性回归分析,然后利用SPSS软件进行相关与回归分析,最后利用SAS软件进行多元线性回归分析和逐步回归分析,使学生了解不同统计软件的特点、功能和作用。
6 利用基本原理设计试验
试验的精确度高低取决于试验设计的各个方面,只有通过有效地控制试验误差才能提高试验精确度。因此,教师有必要正确引导大学生在试验过程中要做到操作仔细,这样有利于提高学生的科研素质。在试验工作中,从试验资料中发现潜在的规律性是极其重要的,这需要科学合理地运用统计学的基本原理和方法。讲授完试验设计之后,要求学生根据试验设计的基本原理,在生产实践或实验室内提出试验设计的基本思路,制定试验方案。然后,学生分组讨论试验设计的可行性,并进行纠正和修改。在试验前期,学生应进行试验前期准备工作。在试验过程中,学生要考虑试验条件的差异对试验数据的影响,可根据试验设计的原理和技巧分析试验出现的问题,使学生获得的理论知识与实际联系起来,从而加深对理论知识的理解。试验结束后,获得大量的试验数据,需要选择正确的统计方法分析试验资料,得出科学合理的结论,以达到研究目的。最后,教师根据学生设计的试验思路、方案、步骤及作出的试验报告给予评价。通过开设试验设计实践课,可以使学生明确试验的目的、试验设计方法、试验因素及水平等内容,有利于提高学生设计试验方案的能力。
实践证明,开设《生物统计学》实验教学后,学生能够在计算机上借助相关统计软件亲自统计试验数据,利用所学的统计学方法分析和检验试验结果,最后得出可靠的结论。最后毕业时,学生能根据试验设计的基本原理,可独立完成毕业论文试验设计,实施设计的试验方案,获得试验数据资料。由于试验数据统计分析耗时,而且繁琐,因而过去毕业生害怕对试验数据进行统计分析。自从我们结合《生物统计学》的基本原理,利用计算机和计软件开设了该课程的实验教学后,学生轻松地掌握了该课程的基本原理和统计分析方法,统计和分析数据的速度、精确度均大幅度提高。现在部分学生还能帮助教师进行科研课题的数据处理和分析,毕业论文水平也大大提高。
《生物统计学》教学实验课的开设,使学生从被动学习转变为积极主动地学习,培养了学生进行科学试验设计的能力,初步掌握开展科学试验设计的方法;培养学生掌握正确收集、整理试验资料的方法,能利用生物统计方法对试验资料进行正确的统计分析;培养学生掌握常见统计软件的使用方法和统计方法。《生物统计学》实验课深受学生的欢迎,这也是对该课程实验教学的尝试和改革探索的肯定。在该课程实验教学过程中,笔者深刻体会到要提高《生物统计学》课程的实验教学效果和质量,教师需要投入时间与精力,钻研实验教学内容,提高教学水平,转变实验教学理念,不断探索和优化多元化的实验教学方法。
参考文献
[1]李春喜,邵云,姜丽娜.生物统计学[M].4版.北京:科学出版社,2008:1-3.