國內(nèi)醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程PBL教學(xué)效果的Meta分析

顧取良，李荷，何震宇，陳耕夫

廣東藥學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系　(廣州　510006)

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國內(nèi)醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程PBL教學(xué)效果的Meta分析

顧取良，李荷，何震宇，陳耕夫*

廣東藥學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系(廣州510006)

摘要計算機(jī)檢索中國知網(wǎng)(CNKI)、萬方數(shù)據(jù)庫(WanFang Data)和維普(VIP)數(shù)據(jù)庫，查找關(guān)于PBL教學(xué)在我國醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程應(yīng)用的文獻(xiàn)。Meta分析結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，PBL教學(xué)并不能提高課程考試合格率，但能提高課程考試分?jǐn)?shù)。醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程中PBL教學(xué)相比于LBL教學(xué)能夠提高學(xué)生考試分?jǐn)?shù)，但不能提高及格率。由于研究的異質(zhì)性且納入的研究樣本量較小，故仍需更多的高質(zhì)量樣本驗證并定量分析其學(xué)習(xí)效果以探索PBL具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞生物化學(xué)；以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；以講座為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；教學(xué)效果；Meta分析

以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)(problem-based learning，PBL)是由美國神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows于1969年首創(chuàng)，近年來不斷在國內(nèi)高等醫(yī)藥院校的基礎(chǔ)和臨床課程教學(xué)中被推廣應(yīng)用[1]。該教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為中心，用問題情景引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)知識的積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新與思考能力，最終解決問題。而傳統(tǒng)以授課為基礎(chǔ)的教學(xué)(lecture-based learning，LBL)則是以教師講授為中心，以知識傳授為宗旨的教學(xué)模式。生物化學(xué)是醫(yī)藥院校一門非常重要的基礎(chǔ)課，也是生命科學(xué)的前沿學(xué)科，但是其理論抽象、代謝途徑錯綜復(fù)雜、知識體系隱晦，被學(xué)生認(rèn)為是比較難學(xué)的一門課程。為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和教學(xué)效果，很多研究者在生物化學(xué)教學(xué)過程中引入了PBL教學(xué)。本研究通過Meta分析把PBL和LBL在醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行對比研究，為評價其必要性和可行性提供較為客觀的依據(jù)。

1資料與方法

1.1納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)的納入標(biāo)準(zhǔn)為：隨機(jī)或半隨機(jī)對照試驗；研究對象為在高等院校接受本科教育的醫(yī)學(xué)或相關(guān)專業(yè)學(xué)生；PBL所應(yīng)用的課程為生物化學(xué)，且為課堂環(huán)境下的PBL教學(xué)；實驗組采用全程PBL或PBL與LBL結(jié)合的教學(xué)，對照組采用LBL教學(xué)；有客觀的評價教學(xué)效果的指標(biāo)，如考試成績或及格率等。文獻(xiàn)的排除標(biāo)準(zhǔn)為：非隨機(jī)對照試驗的研究；研究的對象為?？粕?、留學(xué)生、研究生、已畢業(yè)的本科生、繼續(xù)教育或其他成人教育的研究；實驗教學(xué)、臨床見習(xí)或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境教學(xué)的PBL研究；沒有客觀評價指標(biāo)或數(shù)據(jù)不全等無法利用的研究；重復(fù)發(fā)表的研究。

1.2檢索策略

采用計算機(jī)檢索維普中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(VIP)、中國知網(wǎng)(CNKI)、萬方數(shù)據(jù)庫(Wanfang Data)從建庫起截至2014年6月，所收錄中文期刊發(fā)表的關(guān)于PBL在生物化學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用的文獻(xiàn)。檢索詞：(“PBL”O(jiān)R“基于問題”O(jiān)R“以問題”O(jiān)R“問題導(dǎo)向”)和(“生物化學(xué)”O(jiān)R“生化”)。

1.3文獻(xiàn)篩選和資料提取

由2名研究者獨立根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)篩選文獻(xiàn)，按照Cochrane系統(tǒng)推薦的簡單評估法對納入研究的方法學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評價[2]。評價內(nèi)容包括隨機(jī)序列的產(chǎn)生、分配隱藏、盲法的運用、退出或失訪描述、選擇性報告結(jié)果等。如果上述所有質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)均完全滿足，則研究質(zhì)量評級為A；如果其中任何1條或多條質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)僅部分滿足，則評級為B；如果其中任何1條或多條質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)完全不滿足，則該研究質(zhì)量評級為C。提取資料包括作者、出版時間、樣本量、研究對象的特征、研究設(shè)計方法、觀察的結(jié)果變量、結(jié)果及統(tǒng)計檢驗等。如有分歧，討論或由第三位研究者協(xié)助解決。

1.4統(tǒng)計分析

本研究教學(xué)評價指標(biāo)采用考試成績或及格率。采用RevMan 5.3(Review Manager)軟件進(jìn)行Meta分析。計數(shù)資料指標(biāo)通過計算相對危險度(Relative risk，RR)值表示；計量資料通過標(biāo)準(zhǔn)均數(shù)差及其95%置信區(qū)間(Confidence interval，CI)表示。各納入研究間異質(zhì)性的分析采用卡方檢驗。若I2≤50%，P>0.1，則認(rèn)為不存在異質(zhì)性或異質(zhì)性較小，此時采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析；如果I2>50%，P<0.1，則認(rèn)為存在明顯的異質(zhì)性，采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)合并、分析。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1文獻(xiàn)檢索結(jié)果及納入研究的基本特征

初檢獲得276篇相關(guān)文獻(xiàn)，按照納入與排除標(biāo)準(zhǔn)逐層篩選后，最終納入7篇文獻(xiàn)[3-9]。所有文獻(xiàn)研究質(zhì)量均評為B級。在納入研究的7篇文獻(xiàn)中，采用合格率評價學(xué)習(xí)成績的研究有4篇文獻(xiàn)[3- 6]，采用考試分?jǐn)?shù)評價學(xué)習(xí)成績的研究有4篇文獻(xiàn)[6-9]，1篇文獻(xiàn)同時存在上述計量資料的評價指標(biāo)和計數(shù)資料的評價指標(biāo)[6]。各研究實驗組PBL教學(xué)分為兩種情況：課程全程采用PBL；課程的部分章節(jié)采用PBL，其余章節(jié)仍采用LBL，即PBL/LBL混合教學(xué)。文獻(xiàn)[9]同時開展了生物化學(xué)理論課和實驗課的PBL教學(xué)實踐評價，按照文獻(xiàn)的納入和排除的標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)提取時僅提取理論教學(xué)部分的相關(guān)數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)[6]的客觀評價指標(biāo)分為綜合考試和PBL教學(xué)篇章考試，經(jīng)討論決定在數(shù)據(jù)提取時將其作為兩個研究分析；對于客觀評價指標(biāo)的滿分不為100分的研究[6,9]，在提取數(shù)據(jù)時分別將均值與標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，納入研究的基本特征見表1。

表1　納入研究的7篇文獻(xiàn)的基本特征

2.2Meta分析結(jié)果

2.2.1分析結(jié)果

2.2.1.1課程考試合格率

圖1PBL教學(xué)對課程考試成績合格率影響森林圖

4個研究[3- 6]報告了PBL與LBL教學(xué)學(xué)生課程考試合格率情況。共671例，PBL教學(xué)組和LBL教學(xué)組各368和303例。各研究間存在異質(zhì)性(I2=88%，P<0.0001)，因此選用隨機(jī)效應(yīng)模型對各研究的效應(yīng)尺度進(jìn)行合并、分析。結(jié)果顯示，接受PBL教學(xué)或PBL/LBL混合教學(xué)的學(xué)生與接受LBL教學(xué)的學(xué)生在課程考試合格率上無統(tǒng)計學(xué)差異[RR=1.06，95%CI(0.93，1.21)，P=0.35](圖1)。

2.2.1.2課程考試分?jǐn)?shù)

圖2PBL教學(xué)對課程考試成績分?jǐn)?shù)影響森林圖

4篇文獻(xiàn)[6-9]經(jīng)數(shù)據(jù)提取后轉(zhuǎn)變?yōu)?個研究顯示PBL與LBL教學(xué)學(xué)生課程考試分?jǐn)?shù)情況。共753例，PBL教學(xué)組和LBL教學(xué)組各438和315例。各研究間存在異質(zhì)性(I2=91%，P=0.0000)，因此選用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析。結(jié)果顯示，接受PBL教學(xué)的學(xué)生能得到比接受LBL教學(xué)的學(xué)生更高的課程考試分?jǐn)?shù)[SMD=1.02，95%CI(0.46，1.59)，P=0.0004](圖2)。

2.2.2發(fā)表偏倚性

PBL教學(xué)與LBL教學(xué)對學(xué)生課程考試合格率和考試分?jǐn)?shù)影響比較的相關(guān)研究的發(fā)表偏倚分析分別如圖3和圖4所示。漏斗圖左右基本對稱，提示存在發(fā)表偏倚可能性較低。但是由于納入研究的數(shù)量較少，此時漏斗圖分析發(fā)表偏倚檢驗效能可能較低[2 ]。

2.2.3敏感性分析

2.2.3.1課程考試合格率

采用逐一排除法進(jìn)行敏感性分析。刪除文獻(xiàn)[6]的研究后，異質(zhì)性消除，選用固定效應(yīng)模型分析，結(jié)果未發(fā)生改變[RR=1.00，95%CI(0.95，1.05)，P=1.00]。除此外，逐一排除其他某一研究后，異質(zhì)性均未消除，合并效應(yīng)量RR亦無明顯改變，結(jié)果與刪除前一致。

圖3　PBL教學(xué)對課程考試合格率影響漏斗圖

圖4 PBL教學(xué)對課程考試成績分?jǐn)?shù)影響漏斗圖

2.2.3.2課程考試分?jǐn)?shù)

采用逐一排除法進(jìn)行敏感性分析。由于文獻(xiàn)[9]的綜合考試成績和PBL教學(xué)篇章考試成績分?jǐn)?shù)被作為兩個研究結(jié)果分析，此處排除羅艷2012b即PBL教學(xué)篇章考試成績后進(jìn)行敏感性分析，異質(zhì)性消除，選用固定效應(yīng)模型分析，但結(jié)果未發(fā)生改變[SMD=0.70，95%CI(0.54，0.86)，P=0.0000]；在排除羅艷等研究2012a即綜合考試成績后，結(jié)果未發(fā)生改變[SMD=1.19，95%CI(0.52，1.86)，P=0.0005]。文獻(xiàn)[6]也采取PBL/LBL混合教學(xué)，刪除該研究后進(jìn)行敏感性分析，異質(zhì)性未消除，結(jié)果未發(fā)生改變[SMD=0.81，95%CI(0.60，1.01)，P=0.0000]。除此以外，逐一排除其他某一研究后，異質(zhì)性均未消除，結(jié)果亦無改變。

3討論

近年來很多國內(nèi)醫(yī)藥院校在教學(xué)改革時開展PBL教學(xué)模式，相關(guān)的PBL在高等醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用的論文數(shù)量也大幅增加。但是PBL教學(xué)法的實施要求特定的環(huán)境條件，硬件設(shè)備、師資、文獻(xiàn)資源、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生素質(zhì)等都會影響其效果，也需要投入大量的時間和精力。因此對相關(guān)PBL教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)評價，對于進(jìn)一步推廣PBL教學(xué)模式具有積極意義。

本研究分析結(jié)果顯示，PBL應(yīng)用于醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程教學(xué)時，并不能得到比LBL教學(xué)更高的學(xué)生課程考試合格率，但可以得到比LBL教學(xué)更高的學(xué)生課程考試分?jǐn)?shù)，這似乎說明PBL教學(xué)更適合學(xué)習(xí)成績在中上等及以上的學(xué)生。劉紅林等[10]比較分析不同級別學(xué)生對PBL教學(xué)法的適應(yīng)性，也得出結(jié)論，與五年制、專升本以及?？粕啾龋锘瘜W(xué)PBL教學(xué)法在七年制本科班中應(yīng)用效果最好。而在本文所納入的7篇文獻(xiàn)中有3個研究還報告了PBL與LBL教學(xué)學(xué)生課程考試成績各分?jǐn)?shù)段的分布情況，筆者嘗試對這些數(shù)據(jù)分析也發(fā)現(xiàn)，接受PBL教學(xué)的學(xué)生考試成績在80分以上的比率也更高(具體數(shù)據(jù)未顯示)。這些結(jié)果進(jìn)一步提示，開展PBL教學(xué)要與學(xué)生自身的素質(zhì)特點相結(jié)合以免影響PBL教學(xué)法優(yōu)勢的發(fā)揮。

本研究納入統(tǒng)計的兩個客觀評價指標(biāo)(課程考試合格率和考試成績分?jǐn)?shù))均存在異質(zhì)性，說明各研究間存在較明顯差異。根據(jù)文獻(xiàn)提供的現(xiàn)有資料，未能進(jìn)一步明確有關(guān)課程考試合格率異質(zhì)性的原因，推測可能與所采用的教材、具體實施方法和評分標(biāo)準(zhǔn)的差異有關(guān)；而有關(guān)課程考試分?jǐn)?shù)異質(zhì)性的原因可能是羅艷等研究[9]的該項指標(biāo)為PBL教學(xué)篇章的考試分?jǐn)?shù)，雖然敏感性分析結(jié)果顯示，該研究的納入與排除未改變最終結(jié)果，但是這一定程度上也說明目前PBL教學(xué)實施過程和教學(xué)效果的考查指標(biāo)等仍有待完善。當(dāng)然還有很多隱性指標(biāo)不是客觀考試成績所能體現(xiàn)或短期PBL教學(xué)所能實現(xiàn)的。比如學(xué)生終生學(xué)習(xí)能力、綜合運用知識能力和創(chuàng)新思維等。由于納入文獻(xiàn)的問卷調(diào)查項目不一、難以選取，所以本研究僅對客觀考試成績進(jìn)行了定量的Meta分析，對其他主觀性指標(biāo)未做評價分析。此外，國內(nèi)有關(guān)生物化學(xué)PBL教學(xué)效果的部分文獻(xiàn)由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)不全，或沒有設(shè)立對照組，或僅是理論探討等，導(dǎo)致本研究所納入的文獻(xiàn)數(shù)量較少，而且原始文獻(xiàn)質(zhì)量普遍偏低。因此，需要更多大樣本、高質(zhì)量的研究來進(jìn)一步證明PBL實施的效果，針對醫(yī)學(xué)本科生物化學(xué)課程中PBL的具體操作實施和評價的應(yīng)用則仍需進(jìn)一步探討。

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Effect of Problem-based Learning on Undergraduates Biochemistry in

Medical Education by a Meta-analysis

GU Quliang,LI He,HE Zhenyu,CHEN Gengfu*

(DepartmentofBiochemistryandMolecularBiology,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China)

Abstract:CNKI,Wanfang Data and VIP databases were electronically searched to retrieve controlled studies on PBL applied in undergraduate biochemistry in medical education.Compared with LBL,PBL in undergraduate medical biochemistry course did not produce improved pass rate of examination but could improve examination score.PBL teaching model can improve the examination score but not the pass rate of medical undergraduate in biochemistry course,though more high-quality samples are needed for verifying the learning outcomes and for the rational application of PBL.

Key words:Biochemistry；Problem-based learning；Lecture-based learning；Teaching effect；Meta-analysis

基金項目：廣東省高等教育教學(xué)改革項目，編號GDJG20142317

收稿日期:2014-12- 07。*

通信作者:陳耕夫，gfchen@139.com。