关于《生存分析》课程教学研究
关于《生存分析》课程教学研究
宋旼珊 王桂平
关键词:生存分析 教学改革 课程设置
生存分析(survival analysis) 是一种以截断数据为研究对象的统计方法【1】。生存分析作为新学科是近三、四十年形成,并迅速发展为一门应用统计学分支。国内医学文献约在70年代末有介绍其应用。生存分析是时间事件分析的另一个名称,它起源于对寿命资料的统计分析,主要应用于生物学和医学领域,主要用来观察病人或实验动物的死亡时间,是一种根据试验或调查得到的数据对生物或人的生存时间进行分析和推断,研究生存时间和结局与众多影响因素间关系及其程度大小的方法,随着人们对此统计方法认识的不断提升,生存分析中的“生存时间”被人们广义地理解为自然界、人类社会或技术过程中某种状态的持续时间。当某些研究由于研究中随访资料常因失访等原因造成某些数据观察不完全,需要用专门方法进行统计处理时,生存分析的统计方法和理论就会被引入。如今,生存分析已经被推广到各个领域,它不仅应用于生物学和医学领域,而且也应用于工程科学、社会学、心理学、经济学、保险精算学等领域。【2】比如,工程科学领域需要研究模拟机或电子元件故障或损坏的时间,而它的焦点就在于“可靠性分析”或“故障时间分析”。这些不同领域学科的发展同时带动了生存分析这门学科,使得它成为了多元化,多应用的科目之一。
一、专业生存分析课程设置
在科学技术迅速发展的今天,生存分析这种重要的统计方法越来越受到人们的关注和重视,但在我国统计专业教学很少涉及。
作为在统计学中自成体系的一种统计方法,把生存分析融入统计教学当中,可以为学生打开一扇未知领域的大门,提供学生一种新的统计方法和工具,扩宽学生的研究思路。生存分析的广泛应用可以为学生未来职业的选择增加更多的机会。
综观国外著名大学的统计专业课程设计,毫无例外都设置了生存分析课程,一般安排30多学时。新加坡国立大学的统计系所安排的生存分析课程,由于其广泛的应用,获得了学生的好评和喜爱。 北美SAS的Enterprise Miner课程中也将生存分析专门地提出并进行授课。
在生存分析逐渐被重视的今天,我们理应将其作为统计专业的重要课程之一,提供给学生选择学习。
二、 统计专业《生存分析》课程教学存在的问题
1. 开设专业比较局限
生存分析,作为一门现代的统计分析方法,在国内本科教学,特别是统计专业的本科教学中很少被涉猎。这种系统的分析方法最多也只是医学生物专业书中的一个章节。而在外国,生存分析早已作为一门正规的学科引入统计专业的课程当中。
2. 教学方法有待改进
国内一些学校已经开始了《生存分析》的课程教学,但是如果我们运用传统的教学方法往往达不到预想的效果。具体原因如下:
首先,传统的《生存分析》中概念的教学往往过分强调形式化的逻辑推导和形式化的结果,而在一定程度上缺乏探究性数学的学习。学生缺乏对生存分析具体的、感性的认识。这样的教学方式往往使得学生对学科概念本质属性的理解不够深入,这也说明了学生并没有理解到真正意义上的学科概念,同时也会使学生不理解概念的同时会在心理上觉得枯燥乏味,导致失去进一步学习的兴趣;
其次,在传统的《生存分析》课程教学中,统计的原理性知识往往被直接给出,这在一定程度上限制了学生对于新知识思考的思维能力,也使得学生对于统计原理有刚刚背好转身就忘记的现象,严重影响教学效果。
最后,对于传统的生存分析教学,如果仍采用黑板加粉笔的教学方式,不断地给出定理和定义,很多学生就会有“在以后的工作中运用不到”的感觉,从而对于生存分析的学习更为懈怠。
三、统计专业生存分析课程的教学实践与思考
针对《生存分析》教学中存在的问题,结合自己在海外《生存分析》课程的学习体会和在国内担任《生存分析》课程的教学体会,提出《生存分析》教学内容和教学方法的改革措施。
采用现代教学手段直观表现教学内容
现代的生存分析教学,存在教学方法单一的缺陷,再加上数学统计专业的特殊性和基础知识概念复杂繁多,学生很多时候会产生反感的情绪,为了学生将所有概念融会贯通,我们需要借助现代的多媒体技术,将传统教学中较难给出的图像、函数、表格等利用现代化的教学媒体展示出来,与所涉及的基本概念全面地融合,给学生耳目一新的感觉,激发学生的学习兴趣,令学生更加深入地理解课中所授予的基础知识。
开设实验,训练学生动手能力,提升学生学习兴趣
《生存分析》教学在新的教学理念下理应不再依靠单调的模仿与记忆,而应加入实验课程,让学生自己动手进行实践和探索,分理论小组进行合作交流,共同完成一个问题。在实验教学中,以计算机统计软件,如:R、MATLAB、SPSS等作为为平台,模拟试验环境,结合统计理论进行教学活动。我们应遵循掌握方法,强化实践运用的原则,从实际问题出发,分析问题,选择适合的生存分析方法,利用计算机软件对数据进行研究,对得出的结果进行统计分析,进而解决问题。这样,在实验课的辅助下,学生对于生存分析原理的理解也会更加地深刻,解决了部分同学害怕记忆和记忆过后转身便忘记的难题。生存分析作为一门现代的统计方法,对于实验的要求也相应地较高,因此,实验课的学时应不低于总授课时的四分之一。
3、跨学科组建学习小组,训练学生合作能力
生存分析属于统计学科,然而现阶段,此种分析方法多数应用于医学和生物领域。可以说,在医学和生物领域,生存分析的应用已十分广泛。然而,医学领域的人员对于统计专业了解得并不一定深入,而统计专业的学生对于医学也可谓是一知半解。所谓术业有专攻,在实践应用领域,我们可以结合统计专业学生在分析方法以及统计软件上的优势结合医学生在医学病理上的研究,对医院病人的数据进行分析。具体来说,统计专业可与医学专业联合,分成多个小组,每组由四至六个成员,其中既有统计专业学生也有医学专业学生,每组由医学专业的学生提供医疗病人的数据,由统计专业的学生进行生存分析方法的选择,并运用计算机软件对数据进行分析。这样结合两个专业的优势,一定会使得各专业的学生更直观地理解生存分析原理,对于所学知识记忆更加地深刻,让学生经历知识探究的过程,在这个过程中,发现新知识,理解新概念,提出新问题,不断提高创新能力。而在学生将知识运用到现实生活中时,也同时会意识到所学知识的用处,进而促进自己本学科的学习。
目前,理论加上实践这一现代教学理念越来越受到学生的认同和青睐,也受到学校方面的重视。在这样一个多媒体技术高速发展的时代,《生存分析》这门新学科理应采用现代的教学方式方法。这样的教学不仅增强了课程的吸引力,使得学生对于知识有了更加深入的理解,对于学生的实践能力也会有一定的提高。
参考文献:
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S.C. Newman Biostatistical Methods in Epidemiology. John Wiley & Sons,2001.
生存分析与可靠性引论,陈家鼎,安徽教育出版社, 1993
生存时间分析的发展与现状,陈彬 胡克震,《中国卫生统计》 1994年第11卷第5期,28-31页
国内删失数据统计研究状况综述,柯蓉,统计与信息论坛
统计分析与统计分析软件的发展,童忠勇,统计与信息论坛·现代统计分析案例荟萃专辑
高等数学教学中使用多媒体技术应注意的问题,孙敏,《鸡西大学学报:综合版》2004年 第5期
理工科院校数学模型课程的教学现状与对策,冯爱芬、常志勇、杨德五,中国现代教育装备2011, (3)
谈探究性学习中的数学实验教学,杜彦武,《临沂师范学院学报》2007年 第3期
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