李麗霞，郜艷暉，周舒冬，葉小華，張 敏，黎玉婷，龔雅潔 (廣東藥科大學公共衛(wèi)生學院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學系， 廣州 50006； 暨南大學基礎醫(yī)學與公共衛(wèi)生學院醫(yī)學統(tǒng)計學教研室)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興信息技術的發(fā)展應用，各行各業(yè)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)前所未有的爆發(fā)式增長態(tài)勢。我國相繼出臺《推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動指導意見》和《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，促進健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應用與發(fā)展已被納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。醫(yī)療領域的大數(shù)據(jù)具有海量、多層次、多類型、不完全、有噪聲、高維度、分析處理復雜的特點[1]，如何對這些數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理并轉(zhuǎn)化為有價值的信息成為當前研究的熱點。大數(shù)據(jù)應用的廣泛需求對公共衛(wèi)生專業(yè)研究生的數(shù)據(jù)分析能力提出了更高層次的要求，如何在大數(shù)據(jù)時代背景下培養(yǎng)符合社會需求的公共衛(wèi)生專業(yè)高素質(zhì)人才面臨新的挑戰(zhàn)。

高級醫(yī)學統(tǒng)計學是我校公共衛(wèi)生和預防醫(yī)學專業(yè)研究生開設的專業(yè)必修課，主要講授常用的多元統(tǒng)計學方法，是對數(shù)據(jù)進行深層次分析的有效工具。通過該課程的學習，研究生培養(yǎng)大數(shù)據(jù)思維、大數(shù)據(jù)收集、選擇、集成和清洗、大數(shù)據(jù)挖掘等特色技能，提高數(shù)據(jù)分析、挖掘的專業(yè)技術能力和解決實際問題的能力，為今后從事科學研究奠定統(tǒng)計學基礎。隨著大數(shù)據(jù)時代到來，數(shù)據(jù)的獲取方式、分析方法以及分析工具都發(fā)生巨大的變化，對教學帶來巨大的沖擊。教學內(nèi)容、教學方式及研究生科研能力培養(yǎng)方面急需改進和完善，培養(yǎng)理論和實踐兼?zhèn)涞膭?chuàng)新型、復合型專業(yè)人才已迫在眉睫。

研究生在學習階段接觸并處理真正大數(shù)據(jù)的實踐機會不多，難以對數(shù)據(jù)量龐大、內(nèi)容繁雜的數(shù)據(jù)進行分析，難以挖掘大數(shù)據(jù)所隱藏的豐富的、有價值的信息。數(shù)據(jù)挖掘方法的學習需要一定的數(shù)學基礎，如方法不當，學生會感到課程內(nèi)容復雜，難以理解，無法保持課堂注意力，對知識點一知半解，進而影響教學效果[2-4]。目前學生普遍存在的問題是：面對大數(shù)據(jù)時茫然不知所措，不知從何下手，不能用所學知識對數(shù)據(jù)進行正確的分析。大數(shù)據(jù)挖掘技術的實現(xiàn)需要學生親自實踐，如何為學生提供大數(shù)據(jù)平臺，使學生切實體會到學以致用是掌握數(shù)據(jù)挖掘方法至關重要的環(huán)節(jié)；如何利用新興網(wǎng)絡技術平臺，應用先進的教學方法進行教學是目前該課程改革迫切需要解決的問題。

教學團隊依托大型公共數(shù)據(jù)平臺，從課程特點及學生需求出發(fā)，將SPOC+FCM混合式教學模式引入高級醫(yī)學統(tǒng)計學課程教學中，促進學生轉(zhuǎn)變學習觀念，調(diào)動學習積極性，致力于培養(yǎng)研究生大數(shù)據(jù)分析、挖掘的專業(yè)技術能力和創(chuàng)新能力，為提高教學質(zhì)量提供新的思路和方法。

1 基于大型公共數(shù)據(jù)庫，構建教學案例庫，搭建大數(shù)據(jù)分析實戰(zhàn)平臺

近年來，國際上涌現(xiàn)出很多大數(shù)據(jù)項目，如美國國家健康與營養(yǎng)調(diào)查(national health nutrition examination survey，NHANES)[5]；美國疾病控制與預防中心(centers for disease control and prevention，CDC)于1984年建立的行為風險因素監(jiān)測系統(tǒng)(behavioral risk factor surveillance system，BRFSS)[6]。目前國內(nèi)也建立了多個健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)體系，例如：中國老年健康影響因素跟蹤調(diào)查(Chinese longitudinal healthy longevity survey，CLHLS)是全球規(guī)模最大的高齡、百歲老人隊列[7]；中國健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查(China health and retirement longitudinal study，CHARLS)數(shù)據(jù)庫[8]；中國慢性病前瞻性研究(China kadoorie biobank，CKB)隊列等[9]。共享數(shù)據(jù)庫蘊含豐富的醫(yī)學和公共衛(wèi)生科研信息，數(shù)據(jù)可挖掘性強、知識發(fā)現(xiàn)度大；而且數(shù)據(jù)源多、樣本量大、變量維度高且類型復雜，對數(shù)據(jù)管理、分析策略和統(tǒng)計方法都有較強的挑戰(zhàn)。

教學團隊充分利用豐富的網(wǎng)絡資源提供的公共數(shù)據(jù)庫平臺及科研中積累的數(shù)據(jù)，構建教學案例庫，搭建大數(shù)據(jù)分析實戰(zhàn)平臺。這些低成本、高價值的共享數(shù)據(jù)為多元統(tǒng)計教學提供了寶貴而豐富的教學資源，為學生提供了接觸并處理真正大數(shù)據(jù)的實踐機會，為研究生進行數(shù)據(jù)選擇、清洗、數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`活動提供了豐富的數(shù)據(jù)資源，對于培養(yǎng)研究生數(shù)據(jù)分析、挖掘的綜合能力，培養(yǎng)理論和實踐兼?zhèn)涞膭?chuàng)新型、復合型公共衛(wèi)生專業(yè)人才提供了途徑。

2 實施SPOC+FCM混合式教學模式，調(diào)動學生主動學習的內(nèi)驅(qū)力，提高教學質(zhì)量

小規(guī)模限制性在線課程(small private online course，SPOC)是從單一的在線教育到在線教育與線下課堂教學相結合的一種混合式教學模式，既融合了MOOC的優(yōu)點，又彌補了傳統(tǒng)教育的不足，擴大了課堂知識容量，能夠有效地提高教學效果，增強師生互動的積極性，比傳統(tǒng)的教學模式更靈活、更有效率、更有針對性[10,11]。翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom，F(xiàn)CM)將傳統(tǒng)課堂中知識的傳授轉(zhuǎn)移到課前完成，而原先課后完成的作業(yè)和討論等知識內(nèi)化則轉(zhuǎn)移至課堂中進行。FCM打破傳統(tǒng)的課堂講授、課后作業(yè)的教學模式，重新分配課堂內(nèi)外時間，課堂時間用來啟發(fā)討論，或者進行知識應用和檢測，是一種以學生為主的教學模式，增強了學生完成學習的主動性和參與性[12]。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式創(chuàng)建了以學生為中心的學習環(huán)境，教師不再是知識的傳授者，而是學習的引導者；學生則不再是被動的聽課者，而是學習的主體。教學團隊采用SPOC+FCM教學模式，二者有效結合極大提高學生自我學習的能力，變淺度學習為深度學習，有效地提高學習效率。

基于大型公共數(shù)據(jù)的SPOC+FCM教學模式設計包括線上和線下學習兩個階段，兩個階段對應不同的任務。線上學習以學生獨立學習為主；線下學習階段，學生和教師面對面互動教學。教師在教學中需對課程的各個環(huán)節(jié)進行精心設計。

2.1 基于大型公共數(shù)據(jù)的SPOC+FCM教學模式線上課程設計

課前，教師根據(jù)教學任務發(fā)布課程信息，將課程簡介、教學大綱、教學進程等進行上傳，公布學習目標和任務，教學重點、難點，方便學生對課程有總體了解。課程開始時，主講教師根據(jù)教學內(nèi)容將學生分為若干學習小組。學生分工完成相關數(shù)據(jù)庫的清洗與整理、統(tǒng)計軟件和相關視頻的學習、文獻閱讀、PPT制作和知識點講解等任務，學習協(xié)作解決問題。

2.1.1 數(shù)據(jù)的提取、清洗和集成 課前，教師依托教學平臺介紹公共數(shù)據(jù)庫的基本結構、變量類型等信息，發(fā)布具體的大數(shù)據(jù)案例，布置學生清洗、整理、變換數(shù)據(jù)，增加課堂教學的實踐性，發(fā)揮學生學習的主動性，提高其課堂的參與度與積極性，將學生置于真實的數(shù)據(jù)環(huán)境中進行實戰(zhàn)培養(yǎng)，強化學生大數(shù)據(jù)意識。

2.1.2 統(tǒng)計軟件的自主學習 數(shù)據(jù)挖掘方法的學習離不開實踐，在學習過程中強化統(tǒng)計軟件的應用。學生熟練使用SAS、R等軟件分析數(shù)據(jù)對理論知識的理解和掌握起到畫龍點睛的作用。借助公共數(shù)據(jù)庫平臺提供數(shù)據(jù)分析的實際案例，每個學習小組利用豐富的網(wǎng)絡資源查找相關文獻，討論交流相關統(tǒng)計方法如何在軟件中實現(xiàn)。在此過程中，教師培養(yǎng)學生的自主學習、獨立思考能力以及較強的解決實際問題及運用統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)的能力。

2.1.3 高質(zhì)量SCI文獻閱讀 學生將課程中所學的統(tǒng)計學理論和方法活學活用到本專業(yè)研究領域，檢索采用課堂所學的數(shù)據(jù)挖掘方法進行數(shù)據(jù)分析的的高質(zhì)量SCI論文1-2篇，結合科研數(shù)據(jù)的專業(yè)背景，從論文的研究目的，研究設計、研究對象的選擇，統(tǒng)計方法的應用，統(tǒng)計軟件的實現(xiàn)，研究結論等各個環(huán)節(jié)對論文進行評閱，探究數(shù)據(jù)特征，判斷是否需要調(diào)整數(shù)據(jù)分析策略，從錯誤中學習，從正確中提高，加深對數(shù)據(jù)挖掘方法的學習。

2.2 基于大型公共數(shù)據(jù)的SPOC+FCM教學模式線下課程設計

課堂教學是學生線上自主學習的延伸，是更深入的教學活動，通過教師和學生的互動，協(xié)助學生完成知識的深入和內(nèi)化。各學習小組在共同備課和分工演講過程中，既鍛煉了口頭表達能力，也培養(yǎng)了學生人際協(xié)調(diào)與團隊合作能力。

2.2.1 教師梳理、總結重點、難點 教師講授多元統(tǒng)計學方法的基本理論知識，重點講授解決問題的思路和方法，根據(jù)各學習小組學習過程中遇到的問題，圍繞理論方法的應用和疑難知識點進行針對性解答，并對課堂知識進行系統(tǒng)化梳理和總結。

2.2.2 多元統(tǒng)計學方法在SAS、R統(tǒng)計軟件中的實現(xiàn) 數(shù)據(jù)分析實踐對醫(yī)學專業(yè)學生將來從事科研活動有著重要的實際意義。各學習小組對理論知識點進行整體框架的回顧，通過具體的大數(shù)據(jù)案例展示多元統(tǒng)計方法如何在R、SAS等統(tǒng)計軟件中實現(xiàn)，并對結果進行解釋和分析。教師對學生在自主學習中提出的問題進行答疑解惑。

2.2.3 高質(zhì)量SCI文獻評閱 在本環(huán)節(jié)，學習小組成員制作PPT并上臺主講，介紹所查閱SCI論文的研究目的、數(shù)據(jù)結構、分析方法、統(tǒng)計軟件的具體實現(xiàn)過程以及論文的結果，闡述多元統(tǒng)計分析方法在實際科學研究中的應用條件，同時還原論文的數(shù)據(jù)結構，在評閱過程中學習優(yōu)點，發(fā)現(xiàn)不足，將知識轉(zhuǎn)換為能力，面對需要解決的實際問題，思考使用哪種數(shù)據(jù)挖掘方法最佳。學生由被動聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀伎既绾谓鉀Q問題，通過實踐來鞏固所學知識，切實體會在實際科研中統(tǒng)計學方法的實際應用。

在整個教學過程中，教師根據(jù)學生匯報的質(zhì)量以及解決具體問題的能力進行綜合點評，引導各學習小組之間進行互相提問，組織學生在課堂內(nèi)協(xié)作學習、交流和探討。線下教學中，教師是教學活動的設計者、組織者、引導者、促進者。這對教師提出更高的要求。

3 教學評價

有效的課堂教學需要有完整的評價體系。為了全面體現(xiàn)基于大型公共數(shù)據(jù)的SPOC+FCM教學模式的教學效果，學生的考核采用過程性評價。學習過程中的各個環(huán)節(jié)都納入評價體系。教師通過學生在實驗課上統(tǒng)計軟件知識點講授情況、文獻評閱時PPT報告的表現(xiàn)、口頭演講情況、課堂討論情況等方面，綜合考查學生對知識的掌握程度。同時，教師還關注研究生科研創(chuàng)新思維和科研成果的文字表達能力，課程結束時要求學生撰寫統(tǒng)計研究報告。依托大數(shù)據(jù)案例庫，學生結合自己的興趣，提出想法，將數(shù)據(jù)挖掘方法應用到自己的研究中。教師可從設計方案選擇的合理性、統(tǒng)計分析方法選擇的正確性和科研結果的規(guī)范表達三方面考查研究生解決實際問題的能力，為其今后在科學研究中正確分析數(shù)據(jù)以及科研論文寫作水平的提升奠定基礎。

4 思政元素融于教學

教學團隊在教學改革中注重知識教育和思政建設相結合，引導學生具有正確的人生觀、價值觀、世界觀，培養(yǎng)學生為人群健康服務的責任感和使命感，在教學實踐的各個環(huán)節(jié)融入思政，實現(xiàn)立德樹人，潤物無聲。

根據(jù)研究目的選取、清洗數(shù)據(jù)時，教師堅持規(guī)范數(shù)據(jù)采集，保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)的真實可信，增強學生的責任意識，培養(yǎng)學生尊重數(shù)據(jù)和求真務實的素養(yǎng)，提醒學生在開展與統(tǒng)計相關的工作時，一定要認真負責，誠實守信，堅持實事求是的科學精神；在統(tǒng)計軟件自主學習時，鍛煉其獨立思考能力，培養(yǎng)學生自主學習和解決實際問題的能力；在團隊共同備課和分工演講過程中，鍛煉研究生的口頭表達能力，培養(yǎng)學生人際協(xié)調(diào)與團隊合作能力；文獻評閱環(huán)節(jié)，激發(fā)學生的學習熱情，促進學生由被動接受向主動探索轉(zhuǎn)變，將知識轉(zhuǎn)換為能力，提高學生的創(chuàng)新能力；撰寫統(tǒng)計分析報告環(huán)節(jié)，使學生體會學以致用，培養(yǎng)學生嚴謹認真、一絲不茍的科研精神。

在教學實踐中，教學團隊依托大型公共數(shù)據(jù)平臺，將SPOC+FCM的教學模式引入高級醫(yī)學統(tǒng)計學課程教學中，科學地確定教學目標，改進教學方法和方式，增強學生數(shù)據(jù)挖掘的專業(yè)技術能力和創(chuàng)新能力，促進學生轉(zhuǎn)變學習觀念，調(diào)動學習積極性，提升學生的獨立思考能力、執(zhí)行能力和協(xié)作能力，為進一步提高教學質(zhì)量，有效提升教學效率提供了新的方法和思路。