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发现式教学于医学统计学教学应用

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[摘要]互联网和智能手机的普及与发展,将教育教学模式带到一个新的路径上,无论是幼儿园教育还是大学教育,学校都在力求将传统教学与信息技术完美地结合在一起。发现式教学模式是将二者融合的一种方式,它的指导思想是以学生为主体,重在探究、探索,主张自我发现。医学统计学教学中采用发现式教学模式,能让学生掌握统计思维方法,增强学习兴趣,在娱乐中学习,在学习中体验快乐。

[关键词]医学统计学;微课;发现式教学

医学统计学是医学高等院校基础医学、临床医学及医学相关专业必修的一门专业基础课程,旨在培养医学生的统计逻辑思维,并能正确运用统计分析方法解决医疗卫生领域中的实际问题,从而服务于人群健康。该门课程具有以下特点:一是内容多,不易从总体上把握;二是抽象且逻辑性强,不易于理解;三是涉及一些高数知识,学习起来比较困难。对于这门枯涩的课程,传统的填鸭式、灌输式教学方法,致使学生学习兴趣不高,教学效果欠佳,这种简单而低效化的教学模式,根本无法满足信息时代大学生的培养要求。因此,医学统计学的教学方法改革势在必行,笔者在教学实践过程中采用发现式教学模式进行了尝试。

一、发现式教学模式的基本概况

(一)发现式教学模式的理论基础发现式教学模式是基于建构主义学派的建构原理与完形-顿悟学说而产生的。建构主义学派认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助他人(包括教师和学习伙伴)的帮助获取知识的过程,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得[1]。完形-顿悟说是以韦特海墨等为代表人物的格式塔心理学派提出的一种学习理论,他们认为顿悟学习的实质是在主体内部构建一种心理完形。学习是一个认知过程,这个过程不是盲目地尝试与试误,而是突然的顿悟。人们从实践中认识到,试误与顿悟是学习过程的两个不同阶段,常常是穿插进行的,重视任何一方而忽视另一方,都是片面的,都犯了以偏概全的错误。一般说来,在医学统计学学习中掌握统计学技巧、试解习题等常以试悟的形式出现,而对医学统计学基本概念的理解及创造性地探索问题则多表现为顿悟。因此,发现式教学法否定通过大量练习与强化形式形成反应习惯,提倡主动地在人脑内部构造认知结构。发现学习,是指让学生通过自己经历知识发现的过程来获取知识、发展探究能力的学习和教学模式。这种意义下的学习,以学生的自主探索、合作学习为主要特征,学习过程中,学生在原有的认知基础上,其元认知、动机、行为都能得到积极有效的参与[2]。所以,发现式教学法作为一种学习方式,其本质正是学生在原有认知基础上的主动建构。

(二)发现式教学模式的现代意义美国认知学派心理学家布鲁纳于20世纪50年代首先提出发现式教学模式,他强调人的主动性,把人当作主动参与知识获得过程的人。人的认识过程是对信息进行加工处理的过程,人们将进入感官的事物主动地进行选择、转换、储存和应用,得以向环境学习,同时适应环境,并改造环境。发现式教学模式,要求学生利用教师和教材提供的某些材料,去发现应得的结论或规律。布鲁纳认为“提出一个学科的基本结构时,可以保留一些令人兴奋的部分,引导学生自己去发现它”“学生通过发现来掌握学科基本结构,易理解、记忆,便于知识的迁移,能力的发展”[3]。发现式教学模式是指学生在学习概念和原理时,教师不是将学习的内容直接提供给学生,而是向学生提供一种问题情境,只是给学生一些事例和问题,让学生积极思考,独立探究,自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法[4]。发现式教学模式的目标在于发展学生的探究思维能力,即学生在教师的指导启发下,自觉地、主动地探索科学知识和解决问题,研究客观事物的属性,发现事物发展的起因和事物的内部联系,从已知事实或现象中推导出未知,从而形成自己的概念。教师扮演学习促进者的角色,引导学生对这种情境发问并自己收集证据,让学生从中有所发现。随着以优质教育和个性化学习为特征的“信息化”教育时代的到来,微课程(Micro-Lecture,微课)作为一种全新的教学模式,成为我国教育探索革新的研究重点及热点[5]。微课是指运用现代信息技术按照认知规律,将大块知识点拆分成一个个具有内在逻辑性的微小知识模块,制作成精炼而短小的微视频,以一定的组织关系和呈现方式共同营造的一种新型教学资源。微课因其具有传播便捷、开发成本低、易与其他形式的教育资源相结合等特点,而被广大师生所接受,在提高课堂教学效果的同时,也能够促进优质教育资源的迅速传播[6-7]。如何有效地将微课与发现式教学模式相结合,并将二者适当地应用于专业课程教学活动是当前我国各类高校共同面临、思考并尝试解决的一个教学改革问题。结合医学统计学课程特点,本文探讨了将“微课+发现式教学模式”引入医学统计学课堂教学中,并着重探讨新型教育模式在医学统计学教学中的应用的具体方案。

二、发现式教学模式在医学统计学教学中的设计

下面是以假设检验的教学过程为例,实施发现式教学模式的步骤:

(一)创设情境创设情境,提出问题情境的创设十分重要,所创设的“境”要和所授知识密切相关,并能够引起学生们的情感共鸣。如何对假设检验建立直观认识,培养学生假设检验的思想?笔者将一则统计学历史上著名的女士品茶故事,制作成一个小而精的微视频,放到我们学校的微课程平台上,在讲解假设检验这一章前,通知学生们提前观看。视频的内容情景是这样:一个烈日炎炎的午后,一群大学的绅士和他们的夫人们,还有来访者,正围坐在户外的桌旁,享用着下午茶。在品茶过程中,一位女士坚称:先倒茶后加奶(记为TM),或先倒奶后加茶(记为MT),会使茶的味道品尝起来不同,她可以鉴别是TM还是MT。在场的一帮科学精英们对这位女士的“胡言乱语”嗤之以鼻。这怎么可能呢?他们议论纷纷,不能想象仅仅因为加茶加奶的先后顺序不同,茶就会发生不同的化学反应。然而,在座的一个身材矮小、戴着厚眼镜、下巴上蓄着短胡须的先生并不这么认为,他提议来检验一下这个命题,并开始策划一个实验。接下来,在场的许多人都自愿地加入实验中来。几分钟内,他们在那位女士看不见的地方调制出10杯奶茶,其中TM与MT都有。最后,在决战来临的气氛中,蓄短胡须的先生为那位女士奉上第一杯茶,女士品了一小会儿,然后断言这一杯是先倒的茶后加的奶。这位先生不加评论地记下了女士的说法,然后,又奉上了第二杯……女士一一说出是TM还是MT,这时该如何判断呢?

(二)探索交流探索交流,教师引导,抽象出假设检验基本思想学生们带着微视频中的问题,在课外时间查阅资料探究答案。正式课堂上前20分钟,教师让学生充分讨论,发表各自对问题的见解。针对微视频中的问题,试想如果只给那位女士一杯茶,她即使没有区分能力,也会有50%的概率猜对。若给两杯茶,她仍存在猜对的可能。事实上,如果她真的知道两杯茶分别以不同的方式调制,可能一下子全部猜对。同样,即便这位女士能做出区分,在泡茶的过程中,如果其中的一杯与奶没有充分地混合,或是泡制时茶水不够热,均可导致她有猜错的可能。即便这位女士能做出区分,也很有可能是奉上了10杯茶,她却只是猜对了其中的9杯。在此基础上,笔者抽象出假设检验的基本理论,其基本逻辑是运用小概率反证法思想。小概率事件(P<0.01或P<0.05)在一次试验中不太可能会发生。反证法思想是先对估计的总体提出某种假设或分别(检验假设H0)根据样本信息选择适当的统计方法判断假设是否成立,如果小概率事件发生了就意味着假设很可能是错误的,则认为假设不成立;反之,若小概率事件没有发生,则尚不能认为假设不成立。因此,我们对视频中的问题就不难解决了,首先假设H0:该女士无此种鉴别能力是正确的,那么该女士只能猜,每次猜对的概率为1/2,连续10次都猜对的概率为2-10<0.001,这是一个很小的概率,在一次实验中几乎不可能发生的事件,如今该事件竟然发生了,这只能说明原假设H0是错误的,应拒绝H0假设,从而认为该女士的确有辨别奶茶中TM与MT的能力。

(三)对概念进行延伸和发展对概念进行延伸和发展,形成假设检验的方法和步骤学生理解了假设检验的基本思想,可让学生们试着将假设检验问题基本解题步骤进行归纳。第一步是建立检验假设,确定检验水准。一般假设检验中的零假设(或称为无效假设、原假设,符号是H0),假设样本来自同一总体,即其总体参数相等。实际练习中常常建立两个假设,除建立检验假设外,还应建立备择假设(或称对立假设,符号是H1),作为拒绝检验假设时的备选假设。检验水准为拒绝检验假设时犯第一类错误的概率,通常取0.05或0.01。本例中H0:该女士无此种鉴别能力;H1:该女士能鉴别出每一杯是TM或MT,显著性水平(=0.05)。第二步是选择检验方法,并计算检验统计量。依据研究目的、资料的类型、样本含量的多少及变量的分布类型等,可分别选用t检验、F检验、秩和检验和卡方检验等。这里猜对的次数为i,则其概率分布可计算为P(i)=Ci10piq10-i(i=0,1,…,10),所以连续十杯都猜对的概率应为:2-10=1/1024。第三步是根据统计量的大小及其分布确定检验假设成立的可能性P的大小,从而做出推断。若P>α结论为按所取检验水准,不拒绝H0,即认为差别很可能是由于抽样误差造成的,在统计上不成立;如果P≤α,结论为按所取检验水准,拒绝H0,接受H0,则认为此差别不大可能仅由抽样误差所致,很可能是实验因素不同造成的,故在统计上成立。由于1/1024<0.001,所以拒绝原假设H0,为原假设不成立,从而接受备择假设H1,可以认为该女士有辨别奶茶中TM与MT的能力。

(四)尝试推广和应用尝试推广和应用,正态分布总体均值的t检验法案例:为了解某一新降血压药物的效果,将病情相似的28名高血压病患者随机分为试验组和对照组,试验组采用新降压药,对照组则用标准药物治疗,测得治疗前后的舒张压(mmHg)如表1。问:(1)新药是否有效?(2)要比较新药和标准药的疗效是否不同,请用下述两种不同方式分别进行检验:I仅考虑治疗后的舒张压;II考虑治疗前后舒张压之差。您认为两种方法各有何优缺点?何种方法更好?解:略。

三、结语

医学统计学是研究医疗卫生领域随机现象统计规律的学科,具有枯涩难学、独特的逻辑思维、应用性强等特点。笔者以为该课程尤为适合采用发现式教学法教学,近几年将该教学模式应用于医学统计学课堂教学过程中,发现其教学效果有如下几个方面:首先,发现式教学加强了思维能力培养,因而也带动了学生对统计学知识的理解、掌握和运用,同时也促使教师的各种素质得以充分地发挥和提高,具有传统讲授式教学无法比拟的优势[8]。其次,有效地促进了学生思维的发展。因为基于一定的认知基础才能发现,所以发现问题能力是在不断发现的过程中得以有效提升的,还能锻炼和提高他们分析问题与解决问题的能力,提高他们的学习积极性。最后,问题的发现仅仅是发现式学习的第一个环节,尤其是在自主发现问题后,学生的好奇心被有效激发,驱动对问题的探索与解决,长期坚持使用发现式教学法组织教学,有助于培养学生团结合作、勇于探索、坚持真理的精神,严谨的科学态度,理论联系实际的作风等,有效提升学生的科学素养。发现式课堂教学是否能取得实效,关键是由学生是否参与、如何参与、参与多少来决定的,因为只有学生主动参与教学过程,才能让课堂充满生机。学生主动参与就是给学生自主探究的权利,教师不给学生设框框,而是先让学生尝试,把学生作为主体,放手让学生自己学习,教学过程主要靠学生自己去完成,这样,就可以使发现式课堂教学进入理想的境界。从事高等教育十余年,我深感一名高等医学院校的教师身上的担子之重,压力之大,不仅要具有丰富的专业技能知识,还要有极强的责任心和吃苦耐劳、勤于思考、勇于研究的精神,更重要的是要不断更新自己的知识、理念,使用适合学生的教育教学方法。只有这样,才会更好地提高教学质量。

[参考文献]

[1]秦宣云,李军英,郑建梅,等.融入启发式、探究式、讨论式、参与式教学方法的高等数学课程课堂教学改革的研究与实践[J].大学教育,2015(5):95-96.

[2]王佳.基于建构主义学习理论的教学方法的调查与研究[J].大学教育,2013(22):116-117.

[3]希鲁纳.布鲁纳教育论著选[M].邵瑞珍,张渭城,等译.北京:人民教育出版社,1989.

[4]温雪梅.基于建构主义教学观的探究式课堂教学设计[J].大学教育科学,2013(5):34-37.

[5]李利杰.移动学习在高职教育中的应用研究[J].大学教育,2015(2):53-55.

[6]周丙锋,谢新水,刘星期.高校微课中的教学要素及教学效果评价[J].现代教育技术,2015(9):30-36.

[7]顾建民,沈其娟.以教促学,推进课堂教学改革[J].中国高等教育,2013(13):48-49,65.

[8]张海丽.职业中专数学课堂中的发现式教学初探[J].课程教育研究,2016(3):126.

作者:李宏彬 王守英 吴卫东 单位:新乡医学院公共卫生学院

发现式教学于医学统计学教学应用责任编辑:张雨    阅读:人次
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