Zeig mir Biostatistik!

Transkript

1 Springer-Lehrbuch

2 Geraldine Rauch Rainer Muche Reinhard Vonthein (Hrsg.) Zeig mir Biostatistik! Ideen und Material für einen guten Biometrie-Unterricht

3 Herausgeber Geraldine Rauch Institut für Medizinische Biometrie und Informatik Universität Heidelberg Heidelberg, Deutschland Rainer Muche Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie Universität Ulm Ulm, Deutschland Reinhard Vonthein Institut für Medizinische Biometrie und Statistik Zentrum für klinische Studien Universität zu Lübeck Lübeck, Deutschland ISSN ISBN DOI / ISBN (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Spektrum Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Spektrum ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media

4 Vorwort Liebe Leserin, lieber Leser, in diesem Buch werden die Einreichungen für den Preis für das beste universitäre Lehrmaterial im Fach Biometrie 2013 veröffentlicht, der von der Arbeitsgruppe Lehre und Didaktik der Biometrie der deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) ausgeschrieben wurde ( Diese Arbeitsgruppe wurde im September 2011 gegründet und wird von Frau Dr. Geraldine Rauch (Universität Heidelberg) und Herrn Dr. Reinhard Vonthein (Universität zu Lübeck) geleitet. Die AG Lehre und Didaktik der Biometrie bietet ein Forum zur Vernetzung und zum Austausch von Unterrichtskonzepten und Ideen im Bereich der Biometrie. Neben der universitären Lehre und Lehrkonzepten im Bereich der Industrie stellt die Nachwuchsförderung an Schulen einen besonderen Schwerpunkt dar. Die Arbeitsgruppe befasst sich dabei sowohl mit konkreten Lehrinhalten als auch mit didaktischen Themen, neuen Unterrichtsmethoden, Mediennutzung und Fragen der Lehrkoordination. Vielleicht ermutigen die Beiträge in diesem Buch, eigene Ansätze aufzuschreiben und an Kolleginnen und Kollegen weiterzugeben. Wir würden uns über weitere Zusendungen von Beiträgen freuen. Diese werden dann auf der AG-Internetseite veröffentlicht und Interessierte werden über den AG-Verteiler informiert. Die Ausschreibung richtete sich an Dozenten, die im Bereich Biometrie an einer Universität oder Fachhochschule lehren. Eingereicht werden konnten selbstentwickelte, gebrauchsfähige Unterrichtsmaterialien, wie z. B. Vorschläge für die Gestaltung einer Unterrichtseinheit, Software-Anwendungen zur Illustration biometrischer Themen oder Ideen für biometrische Experimente im Studentenunterricht. V

5 VI Vorwort Die Bewertung der Beiträge übernahm eine Jury von drei Mitgliedern: Dr. Geraldine Rauch (Universität Heidelberg), Prof. Dr. Rainer Muche (Universität Ulm) und Dr. Reinhard Vonthein (Universität zu Lübeck). Alle Jurymitglieder haben zusätzlich außer Konkurrenz eigene Ideen für dieses Buch beigetragen. Für die Preisvergabe wurden die Beiträge nach den Kriterien der einfachen und breiten Anwendbarkeit und Übertragbarkeit und der Originalität bewertet. Entstanden ist ein breites Spektrum an Vorschlägen für die Unterrichtsgestaltung im Fach Medizinische Biometrie, das für jeden etwas zu bieten hat. Insbesondere befassen sich viele Beiträge mit dem Thema wie die Begeisterung für Statistik und Biometrie auch bei Fachfremden, wie z. B. Medizinstudierenden geweckt werden kann. Prämiert wurden die Beiträge von Herrn Mayer und Frau Danner, Frau Burkholder, Herrn Krisam und Frau Sander sowie Herrn Kruppa, wobei auch der Beitrag von Frau Naumann eine spezielle Erwähnung fand. Genau wie die praktische Biometrie sich mit Planung, Durchführung, Auswertung und kritischer Diskussion von klinischen Studien befasst, so decken auch die Beiträge diese Themen ab. Dieses Buch dient der konkreten Unterrichtsplanung, -vorbereitung und -durchführung. Wie eine klinische Studie sogar im Unterricht durchgeführt werden kann und so echte, medizinische Daten erhoben werden können, ist in den Beiträgen von Mayer und Danner, Burkholder und Framke thematisiert. In anderen Beiträgen werden zur Unterrichtsgestaltung Daten aus der Literatur verwendet (Krisam und Sander, Muche I) oder reale medizinische Publikationen (Kruppa, Ring), Daten spielerisch erzeugt (Kohl, Rauch, Vonthein), oder auch durch eine eigens geschaffene Softwareanwendung generiert (Naumann). Verschiedene Beiträge zu Computeranwendungen (Naumann, Kohl, Muche II) ersparen dem Nutzer die Zeit der oft aufwendigen Programmierung oder erlauben illustrative Darstellungen biometrischer Themen. Gleich mehrere Beiträge beschreiben unterschiedliche Präsenzübungen, die je nach Thema beliebig in den Unterricht integriert werden können (Vonthein, Kruppa, Rauch). Zu allen Beiträgen sind diverse Dateianhänge mit eingereicht worden, die von den Leserinnen und Lesern dieses Buches genutzt werden können, um bei der Umsetzung der Ideen möglichst wenig Aufwand zu erzeugen. Diese Zusatzmaterialien können kostenlos von der Webseite heruntergeladen werden. Wir bedanken uns herzlich beim Vorstand der KSFE (Konferenz der SAS-Anwender in Forschung und Entwicklung), der durch eine großzügige Spende die Buchveröffentlichung beim Springer-Verlag ermöglicht. Jetzt wünschen wir Ihnen viel Vergnügen bei der Lektüre der Beiträge. Im Dezember 2013 G. Rauch R. Muche R. Vonthein

6 Inhaltsverzeichnis Teil I Klinische Studien für den Unterricht 1 Von Naschkatzen und Nagetieren eine interaktive Einführung in die Medizinische Biometrie mit der NANA-Studie 3 Benjamin Mayer und Bettina Danner 2 Coole Biometrie Eiskalt erwischt! 15 Iris Burkholder 3 Erhöhen Youtube-Videos auch Deinen Puls? 25 Theodor Framke Teil II Gestaltung einer kompletten Unterrichtseinheit 4 Was tun mit all den Daten? Studienauswertung leicht gemacht! 37 Johannes Krisam und Anja Sander 5 Ein (statistischer) Werkzeugkasten für eine Vorlesung Klinische Studien für Nicht-Statistiker 53 Arne Ring 6 Consulting Class: Ein Praktikum für Biometrie-Studierende 67 Rainer Muche, Jens Dreyhaupt, Ulrich Stadtmüller und Hartmut Lanzinger Teil III Softwareanwendungen zur Unterrichtsgestaltung 7 Datensatzerstellung mit dem rdatgen Aline Naumann und Sebastian Hoffmeister VII

7 VIII Inhaltsverzeichnis 8 AquaSim Simulation zur Prüfung der Wirksamkeit eines Impfstoffs für Clownfische Christian D. Kohl 9 Prüfungsmöglichkeit in einem Statistiksoftware-Kurs Rainer Muche, Beate Einsiedler, Marianne Meule und Benjamin Mayer Teil IV Ideen für Übungen und einzelne Themen 10 Aufgaben in der Vorlesung Reinhard Vonthein 11 Aktivierende Methoden für Biostatistik in Anwendungsfächern Jochen Kruppa 12 Bärchen-Biometrie: Biometrie zum Anschauen, Erleben und Aufessen Geraldine Rauch

8 Die Autoren Prof. Dr. Iris Burkholder Department Gesundheit und Pflege, Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (HTW), Goebenstraße 40, Saarbrücken, Deutschland Dr. Bettina Danner Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie, Universität Ulm, Schwabstr. 13, Ulm, Deutschland Dr. Jens Dreyhaupt Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie, Universität Ulm, Schwabstr. 13, Ulm, Deutschland Beate Einsiedler Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie, Universität Ulm, Schwabstr. 13, Ulm, Deutschland Theodor Framke Institut für Biometrie, Medizinische Hochschule Hannover, Carl-Neuberg-Straße 1, Hannover, Deutschland Sebastian Hoffmeister STATCON, Schulstraße 2, Witzenhausen, Deutschland Dr. Christian Kohl Institut für Medizinische Biometrie und Informatik, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 305, Heidelberg, Deutschland Johannes Krisam Institut für Medizinische Biometrie und Informatik, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 305, Heidelberg, Deutschland IX

9 X Die Autoren Jochen Kruppa Institut für Medizinische Biometrie und Statistik, Universität zu Lübeck, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein Campus Lübeck, Ratzeburger Allee 160, Haus 24, Lübeck, Deutschland Dr. Hartmut Lanzinger Studienkommission Mathematik, Wirtschaftsmathematik, Universität Ulm, Helmholtzstr. 18, Ulm, Deutschland Dr. Benjamin Mayer Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie, Universität Ulm, Schwabstr. 13, Ulm, Deutschland Marianne Meule Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie, Universität Ulm, Schwabstr. 13, Ulm, Deutschland Prof. Dr. Rainer Muche Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie, Universität Ulm, Schwabstr. 13, Ulm, Deutschland Aline Naumann Institut für Klinische Epidemiologie und angewandte Biometrie, Eberhard Karls Universität Tübingen, Silcherstraße 5, Tübingen, Deutschland Dr. Geraldine Rauch Institut für Medizinische Biometrie und Informatik, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Fled 305, Heidelberg, Deutschland Prof. Dr. Arne Ring College of Medicine, Biological Sciences and Psychology, University of Leicester, Leicester LE5 4PW, Great Britain Anja Sander Institut für Medizinische Biometrie und Informatik, Universität Heidelberg, Heidelberg, Deutschland Prof. Dr. Ulrich Stadtmüller Institut für Zahlentheorie und Wahrscheinlichkeitstheorie, Universität Ulm, Helmholtzstraße 18, Ulm, Deutschland

10 Die Autoren XI Dr. Reinhard Vonthein Institut für Medizinische Biometrie und Statistik, Zentrum für Klinische Studien, Universität zu Lübeck, Ratzeburger Allee 160, Lübeck, Deutschland