التعلم النشط للإحصاء الحيوي في التعليم الطبي: تدخل تعليمي باستخدام الخوارزميات، تحليل المقالات ومحاكاة SPSS
Active Learning of Biostatistics in Medical Education: An Educational Intervention Using Algorithms, Article Analysis and SPSS Simulation

المجلة: Cureus، المجلد: 18، العدد: 2
DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.103464
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41835757
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Néstor Israel Quinapanta Castro وآخرون
الموضوع الرئيسي: طرق التدريس المبتكرة

نظرة عامة

تدرس الدراسة تأثير تدخل تربوي نشط ومتعدد الوسائط على نتائج تعلم طلاب الطب في دورة الإحصاء الحيوي. غالبًا ما تعيق الطرق التقليدية المعتمدة على المحاضرات فهم الطلاب وتطبيقهم للمفاهيم الإحصائية. لمعالجة ذلك، نفذ الباحثون برنامجًا شمل التعليم القائم على الخوارزميات، والتحليل النقدي للمقالات العلمية، والمحاكاة العملية باستخدام برنامج SPSS. تم تعيين 61 طالبًا من طلاب الطب في الفصل الدراسي الثالث عشوائيًا إلى مجموعة التدخل (عدد = 22) أو مجموعة التحكم (عدد = 39) التي تلقت محاضرات تقليدية.

أشارت النتائج إلى أن مجموعة التدخل تفوقت بشكل كبير على مجموعة التحكم في درجات الامتحانات (متوسط الدرجات 13.00 ± 3.84 مقابل 9.44 ± 4.10، p = 0.001) وكان لديها نسبة احتمالات أقل للفشل (OR = 0.107؛ 95% CI: 0.013-0.891). بالإضافة إلى ذلك، أفاد الطلاب في مجموعة التدخل بأنهم يشعرون بإتقان أكبر لمحتوى الدورة، وأعطوا أهمية أكبر للاختبارات الإحصائية، وأعربوا عن رضا أعلى عن طريقة التدريس (قيم p 0.036، 0.017، و0.015، على التوالي). تؤكد هذه النتائج فعالية استراتيجيات التعلم النشط في تعزيز الأداء الأكاديمي وارتباط الطلاب بمفاهيم الإحصاء الحيوي في التعليم الطبي.

مقدمة

تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية الإحصاءات الاستنتاجية في استخلاص الاستنتاجات حول السكان من العينات، مع التأكيد على أهمية اختيار الطرق الإحصائية المناسبة بناءً على عوامل مختلفة مثل أهداف الدراسة، وحجم العينة، وخصائص البيانات. تميز بين الاختبارات المعلمية، التي تفترض الطبيعية وتتطلب شروطًا محددة (مثل اختبارات t وANOVA)، والاختبارات غير المعلمية، التي تكون أكثر مرونة ومناسبة للبيانات غير الطبيعية أو المقاييس الترتيبية (مثل اختبار مان-ويتني U، وكروسكال-واليس). يبرز النص التحديات الشائعة التي يواجهها الباحثون المبتدئون في تطبيق المفاهيم الإحصائية، والتي يمكن أن تؤدي إلى أخطاء في البحث الطبي الحيوي.

علاوة على ذلك، تؤكد المقدمة على ضرورة تدريب الإحصاء الحيوي ضمن التعليم الطبي، داعية إلى منهج يدمج المعرفة النظرية مع المهارات العملية ذات الصلة بالسياقات السريرية. تظهر الأدلة من مسح للخريجين الطبيين وتدخل تعليمي أن التدريب المحسن يحسن بشكل كبير من فهم الطلاب لمفاهيم الإحصاء الحيوي وقدرتهم على تطبيق الاختبارات الإحصائية بشكل فعال. الهدف الرئيسي من الدراسة هو تقييم تأثير تدخل تربوي نشط على الأداء الأكاديمي للطلاب في الإحصاء الحيوي، بينما تشمل الأهداف الثانوية تقييم تصورات الطلاب حول إتقان المحتوى والرضا عن طرق التدريس المستخدمة.

طرق

تحدد قسم “المواد والطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة للتحقيق في سؤال البحث. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار الدراسة. تشمل المنهجية إعداد التجربة، وتقنيات جمع البيانات، والأساليب التحليلية المطبقة لتفسير النتائج.

بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم التحليلات الإحصائية التي تم إجراؤها للتحقق من النتائج، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها لمعالجة البيانات. تعتبر صرامة الأساليب ضرورية لتأسيس موثوقية النتائج، كما يتم تسليط الضوء على أي ضوابط أو متغيرات تم أخذها في الاعتبار أثناء التجارب. بشكل عام، يعمل هذا القسم كدليل شامل لتكرار الدراسة وفهم الأساس للاستنتاجات المستخلصة.

نتائج

شملت الدراسة 61 مشاركًا بمتوسط عمر 20.36 عامًا (SD = 1.95)، يتكونون من 33 رجلًا (54.1%) و28 امرأة (45.9%). اختلفت ترتيبات السكن، حيث كان 54.1% يقيمون مع والديهم، و34.4% يعيشون بمفردهم، والبقية موزعة بين ترتيبات أخرى. أكاديميًا، لم يتعرض 68.9% من المشاركين لأي فقدان في الفصل الدراسي. أظهر التعريف العرقي أن 93.4% عرفوا أنفسهم كمستيزو، بينما 6.6% عرفوا أنفسهم كأصليين. جغرافيًا، جاء الغالبية من منطقة سييرا (88.5%)، تليها الأمازون (8.2%) والساحل (3.3%).

أشارت التحليلات الإحصائية إلى عدم وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية بين مجموعات التدخل والتحكم عبر متغيرات اجتماعية ديموغرافية وأكاديمية مختلفة (p > 0.05). كانت هذه التجانس واضحة في توزيع الجنس، وترتيبات السكن، وفقدان الفصل الدراسي الأكاديمي، والعرق، والأصل الجغرافي، كما هو موضح في الجدول 1. تشير النتائج إلى أن المجموعات كانت قابلة للمقارنة، مما يعزز صلاحية التحليلات اللاحقة.

مناقشة

استخدمت الدراسة تصميم مجموعة متوازية لتقييم فعالية تدخل تعليمي في الإحصاء الحيوي بين 212 طالبًا من طلاب الطب في الفصل الدراسي الثالث. تم تعيين المشاركين عشوائيًا إلى مجموعة تدخل، تلقت نهجًا تربويًا نشطًا ومتعدد الوسائط، أو مجموعة تحكم، شهدت تعليمًا تقليديًا قائمًا على المحاضرات. شمل التدخل جلسات تعليمية قائمة على الخوارزميات لاختبار الفرضيات، وتقييم نقدي موجه للمقالات العلمية، ومحاكاة عملية باستخدام برنامج SPSS. خضعت كلا المجموعتين لنفس الوقت التعليمي الإجمالي، وتم تقييم اكتساب المعرفة من خلال اختبار معرفة الإحصاء الحيوي.

أشارت النتائج إلى أن مجموعة التدخل تفوقت بشكل كبير على مجموعة التحكم في درجات الامتحانات (متوسط الدرجة 13.00 مقابل 9.44، p = 0.001) وأفادت بإتقان أكبر لمحتوى الدورة، وأهمية أعلى نسبت للاختبارات الإحصائية، وزيادة الرضا عن طريقة التدريس. أظهر تحليل الانحدار اللوجستي أن الانتماء إلى مجموعة التدخل كان مرتبطًا بزيادة احتمالية تحقيق درجة نجاح (≥14 نقطة) في الامتحان (OR = 0.107، p = 0.007). تتماشى هذه النتائج مع الأدبيات الحالية التي تدعو إلى استراتيجيات تربوية نشطة ومركزية للطالب في تعليم الإحصاء الحيوي، مما يشير إلى أن مثل هذه الأساليب تعزز كل من الأداء الأكاديمي وارتباط الطلاب بالمادة.

القيود

تقدم الدراسة عدة قيود تؤثر على قابلية تعميم وموثوقية نتائجها. أولاً، حجم العينة الصغيرة، المأخوذة حصريًا من مؤسسة واحدة ومنطقة موضوعية محددة، يحد من قابلية تطبيق النتائج على السياقات التعليمية الأوسع. ثانيًا، الاعتماد على مقاييس ذاتية من الطلاب يقدم إمكانية التحيز نحو الرغبة الاجتماعية، مما قد يؤدي إلى مبالغة في تقدير فعالية التدخل. أخيرًا، الطبيعة القصيرة للتقييم، التي تفتقر إلى متابعة طولية، تمنع أي استنتاجات بشأن استقرار الآثار الملاحظة على المدى الطويل.

Journal: Cureus, Volume: 18, Issue: 2
DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.103464
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41835757
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Néstor Israel Quinapanta Castro et al.
Primary Topic: Innovative Teaching Methods

Overview

The study investigates the impact of an active, multimodal pedagogical intervention on the learning outcomes of medical students in a biostatistics course. Traditional lecture-based methods often hinder students’ comprehension and application of statistical concepts. To address this, the researchers implemented a program that included algorithm-based instruction, critical analysis of scientific articles, and practical simulations using SPSS software. A total of 61 third-semester medical students were randomly assigned to either the intervention group (n = 22) or a control group (n = 39) receiving traditional lectures.

Results indicated that the intervention group significantly outperformed the control group in examination scores (mean scores of 13.00 ± 3.84 vs. 9.44 ± 4.10, p = 0.001) and had a lower odds ratio for failure (OR = 0.107; 95% CI: 0.013-0.891). Additionally, students in the intervention group reported a greater perceived mastery of the course content, attributed more importance to statistical tests, and expressed higher satisfaction with the teaching method (p-values of 0.036, 0.017, and 0.015, respectively). These findings underscore the effectiveness of active learning strategies in enhancing both academic performance and students’ engagement with biostatistical concepts in medical education.

Introduction

The introduction of the research paper discusses the significance of inferential statistics in drawing conclusions about populations from samples, emphasizing the importance of selecting appropriate statistical methods based on various factors such as study objectives, sample size, and data characteristics. It distinguishes between parametric tests, which assume normality and require specific conditions (e.g., t-tests and ANOVA), and nonparametric tests, which are more flexible and suitable for non-normal data or ordinal scales (e.g., Mann-Whitney U, Kruskal-Wallis). The text highlights common challenges faced by novice researchers in applying statistical concepts, which can lead to errors in biomedical research.

Furthermore, the introduction underscores the necessity of biostatistics training within medical education, advocating for a curriculum that integrates theoretical knowledge with practical skills relevant to clinical contexts. Evidence from a survey of medical graduates and an educational intervention demonstrates that enhanced training significantly improves students’ understanding of biostatistics concepts and their ability to apply statistical tests effectively. The primary aim of the study is to evaluate the impact of an active pedagogical intervention on students’ academic performance in biostatistics, while secondary objectives include assessing students’ perceptions of content mastery and satisfaction with the teaching methods employed.

Methods

The “Materials and Methods” section of the research paper outlines the experimental design and procedures employed to investigate the research question. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the study. The methodology encompasses the experimental setup, data collection techniques, and analytical methods applied to interpret the results.

Additionally, the section may describe the statistical analyses conducted to validate findings, including any software used for data processing. The rigor of the methods is crucial for establishing the reliability of the results, and any controls or variables considered during the experiments are also highlighted. Overall, this section serves as a comprehensive guide for replicating the study and understanding the basis for the conclusions drawn.

Results

The study involved 61 participants with a mean age of 20.36 years (SD = 1.95), comprising 33 men (54.1%) and 28 women (45.9%). Living arrangements varied, with 54.1% residing with parents, 34.4% living alone, and the remainder distributed among other arrangements. Academically, 68.9% of participants had not experienced any semester loss. Ethnic identification revealed that 93.4% identified as mestizo, while 6.6% identified as indigenous. Geographically, the majority hailed from the Sierra region (88.5%), followed by the Amazon (8.2%) and the Coast (3.3%).

Statistical analysis indicated no significant differences between intervention and control groups across various sociodemographic and academic variables (p > 0.05). This homogeneity was evident in gender distribution, living arrangements, academic semester loss, ethnicity, and geographical origin, as detailed in Table 1. The findings suggest that the groups were comparable, reinforcing the validity of subsequent analyses.

Discussion

The study employed a parallel group design to evaluate the effectiveness of an educational intervention on biostatistics among 212 third-semester medical students. Participants were randomly assigned to either an intervention group, which received an active, multimodal pedagogical approach, or a control group, which experienced traditional lecture-based instruction. The intervention included algorithm-based instructional sessions for hypothesis testing, guided critical appraisal of scientific articles, and practical simulations using SPSS software. Both groups underwent the same total instructional time, and knowledge acquisition was assessed through a biostatistics knowledge test.

Results indicated that the intervention group significantly outperformed the control group in examination scores (mean score of 13.00 vs. 9.44, p = 0.001) and reported greater perceived mastery of course content, higher importance attributed to statistical tests, and increased satisfaction with the teaching method. Logistic regression analysis revealed that belonging to the intervention group was associated with a higher likelihood of achieving a passing score (≥14 points) on the examination (OR = 0.107, p = 0.007). These findings align with existing literature that advocates for active, student-centered pedagogical strategies in biostatistics education, suggesting that such approaches enhance both academic performance and student engagement with the material.

Limitations

The study presents several limitations that affect the generalizability and reliability of its findings. Firstly, the small sample size, drawn exclusively from a single institution and specific subject area, restricts the applicability of the results to broader educational contexts. Secondly, the reliance on self-reported measures from students introduces the potential for social desirability bias, which may lead to an overestimation of the intervention’s effectiveness. Lastly, the evaluation’s short-term nature, lacking longitudinal follow-up, prevents any conclusions regarding the long-term stability of the observed effects.