空軍軍醫(yī)大學衛(wèi)生統(tǒng)計學教研室(710032)

譚志軍 王 陵 梁 英 楊 喆 張海悅 李 晨 尚 磊 夏結來 張玉?！?/p>

【提 要】 SigmaPlot是一款常用的科研數(shù)據(jù)分析與圖形可視化軟件包，在我教研室設置的研究生醫(yī)學數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件選修課中是一個重要的講授內容。本文介紹了SigmaPlot的功能特點和在醫(yī)學研究生中的教學實踐，從數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計制圖三個方面總結了SigmaPlot的教學體會，以期為SigmaPlot在醫(yī)學研究生科研能力培養(yǎng)中發(fā)揮更重要的作用。

SigmaPlot是一款常用的科研數(shù)據(jù)分析與圖形可視化軟件包，廣泛應用于生物、化學、實驗室、臨床研究等領域的數(shù)據(jù)管理與分析[1-3]。目前，SigmaPlot在醫(yī)學研究生教學中并不常見。本教研室開設的醫(yī)學研究生選修課醫(yī)學數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件中，SigmaPlot是主要講授內容。現(xiàn)簡要介紹SigmaPlot的功能特點，并總結近幾年積累的一些粗淺的教學經(jīng)驗與體會，以期為SigmaPlot在醫(yī)學研究生科研能力培養(yǎng)中發(fā)揮更重要作用。

SigmaPlot的功能特點

作為一款極佳的科學制圖軟件，SigmaPlot主要有以下三個功能特點[4]：

1.制圖精密美觀。SigmaPlot可繪制100多種常見的2D或3D的統(tǒng)計圖、曲線擬合圖，生成的學術圖形精密美觀，幾乎不用修改就能夠達到各類學術雜志的發(fā)表要求，還提供了EPS、TIFF、JPEG等多種輸出格式，可以滿足不同展示載體的質量要求。

2.統(tǒng)計功能全面。嵌入Systat模塊后，其統(tǒng)計分析功能覆蓋了醫(yī)學基礎統(tǒng)計方法(t檢驗、方差分析、非參數(shù)檢驗、卡方檢驗等)、高級統(tǒng)計方法(多元線性回歸、logistic回歸、生存分析等)和基本的樣本量估計方法。此外，還內建了100多組擬合方程。統(tǒng)計分析功能可以滿足醫(yī)學領域中實驗室和臨床研究數(shù)據(jù)分析的需求。

3.操作簡單靈活。操作界面類似于Office中的Excel，使用者只須有辦公軟件操作經(jīng)驗便可輕易操作。SigmaPlot可導入多種格式的二維數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫，可與其他的應用軟件如Word、Excel和PowerPoint無縫對接。系統(tǒng)自帶的圖庫使圖形繪制工作簡單高效。

SigmaPlot的教學實踐

1.課程設置背景

醫(yī)學統(tǒng)計學是我校醫(yī)學研究生的公共必修課程，該課程配套了軟件實習課。但是，實習課的學時數(shù)不足，學員難以系統(tǒng)地掌握應用統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理的技能。此外，實習課授課內容的針對性和軟件的可選擇性不強，導致實習重點不夠清晰，學習興趣不高。為提高我校研究生科研能力培養(yǎng)水平，滿足基礎與臨床方向的不同需求，教研室單獨開設了醫(yī)學數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件選修課，講授SPSS、PASS、SigmaPlot和Origin四個常用軟件。該課程針對性和實用性強，授課效果較好，受到醫(yī)學研究生的普遍歡迎。

2.SigmaPlot教學內容

SigmaPlot在SPSS和PASS軟件之后講授，分配12個學時，授課內容和知識點見表1。由于SPSS已講授各類統(tǒng)計方法的基本原理和統(tǒng)計結果解讀，SigmaPlot授課更側重于統(tǒng)計繪圖。授課形式為教員演示+學員操作+課堂答疑(主講教員和輔講教員)。教員演示采用SigmaPlot自帶的統(tǒng)計實例數(shù)據(jù)，學員實習采用研究生用書《醫(yī)學統(tǒng)計學》(孫振球主編，第4版)的配套數(shù)據(jù)[5]?？己瞬捎蒙蠙C操作的形式。

SigmaPlot的教學體會

經(jīng)過三年的教學實踐，現(xiàn)將SigmaPlot軟件在數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計制圖的教學體會以及整體教學效果作簡要總結。

1.數(shù)據(jù)管理

在數(shù)據(jù)管理方面，SigmaPlot有兩個突出的優(yōu)點。一是同一種統(tǒng)計分析方法兼容多種數(shù)據(jù)結構，例如進行t檢驗或方差分析時，數(shù)據(jù)既可以是一組觀測為一列的Raw結構，也可以是含樣本量、均數(shù)、標準差或標準誤等中間結果的結構，還可以是分組因素單獨成列、觀測指標為一列的indexed結構。二是可以將一次分析中的數(shù)據(jù)和產生的統(tǒng)計分析報告、圖形結果等不同類型的文件，打包存儲在一個后綴為.jnb的文件中，下次只需打開jnb文件即可同時打開數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析結果和圖形。以上兩個優(yōu)點使得醫(yī)學研究數(shù)據(jù)的管理更為方便、靈活和高效，但學生習慣了SPSS單一數(shù)據(jù)管理模式后，需要一定的時間來適應和掌握。

表1 SigmaPlot的授課內容與知識點

2.統(tǒng)計分析

SigmaPlot以資料類型和分析目的為依據(jù)劃分統(tǒng)計分析功能，將其分為Single Group、Compare Two Groups、Compare Many Groups、Before and After、Repeated Measures、Rate and Proportions、Regression、Correlation、Survival等幾大塊，這種劃分能使非統(tǒng)計專業(yè)或者初學者更容易找到合適的統(tǒng)計分析方法。同時，還提供了非常實用的Adivisor導航功能，當使用者不知道選用何種統(tǒng)計方法時，該功能可通過一步步設問幫助使用者選擇合適的統(tǒng)計分析方法。當資料滿足正態(tài)性而選擇了非參數(shù)檢驗時，系統(tǒng)會彈出“正態(tài)性檢驗通過，是否更改檢驗方法”的提醒，進一步降低錯用統(tǒng)計分析方法的可能性。SigmaPlot幫助文件中提供了Statistical Samples實例庫，涵蓋了所有統(tǒng)計分析功能的實例，每一個實例打包了數(shù)據(jù)、統(tǒng)計結果、圖形，是非常好的教學案例和初學者練習材料。與SPSS和SAS統(tǒng)計分析結果相比，SigmaPlot的統(tǒng)計分析結果文件對結論的文字解釋更多、更貼近學術論文中的表述方式，部分結論可直接用于學術論文的結果表達。不足之處在于，分析結果沒有采用表格形式，結構性不強，這一點不及SPSS和SAS方便，有待進一步改進。

3.統(tǒng)計制圖

在統(tǒng)計制圖方面，除提供了包括100多種圖形的圖庫外，使用者還可以基于統(tǒng)計分析結果文件繪制相應的統(tǒng)計圖，例如配對設計t檢驗中的Before&After Line Plot、方差分析中的Multiple Comparison Plot和Main Effects圖、相關分析中的Scatter Matrix Plot、生存分析中的Adjusted Survival Curves。對于醫(yī)學基礎研究中常用的誤差圖，SigmaPlot通過調整類型、Error bar的方向和大小，可個性化定制10多種形式各異的誤差條圖[6]。SigmaPlot具備強大的后期編輯功能，使用者可在初步繪制的統(tǒng)計圖上，像操作Office一樣靈活精準地作形式、顏色、文本、大小等方面的修改。SigmaPlot的Graph Page文件一頁可存放多張統(tǒng)計圖且可自動排版，當需要集中展示多張圖時，可省去后期合成圖片的麻煩，是一項非常實用的功能。

4.教學效果

近3年的教學評價問卷調查結果顯示，選課學員對統(tǒng)計制圖軟件需求較大，通過系統(tǒng)學習之后，86.36%的學生贊同目前的授課內容能夠滿足實際應用的需求，對于Sigmaplot軟件，有53.49%的學生認為其主要優(yōu)點是繪圖精美，且大部分學生(90.91%)能夠掌握數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計制圖的基本技能。在使用意愿方面，有32.56%的學生愿意選擇Sigmaplot繪制統(tǒng)計圖?？梢姡n程教學提高了SigmaPlot的認知度和使用率，但普及程度有待進一步提高。

小 結

綜合近幾年的教學、實踐經(jīng)驗以及選課學員的反饋來看，SigmaPlot是一款非常實用的統(tǒng)計分析與制圖軟件，使醫(yī)學研究非統(tǒng)計專業(yè)人員多了一項選擇。相比統(tǒng)計分析功能，學員使用統(tǒng)計制圖功能的頻率更高，在以后的教學中要更加注重制圖授課的系統(tǒng)性、實用性和趣味性，不斷改善教學效果，進一步提高普及度和使用率，發(fā)揮SigmaPlot在醫(yī)學研究生科研數(shù)據(jù)分析與結果展示能力培養(yǎng)中的作用。