PBL、CBL、TBL教學法在醫學遺傳學教學中應用效果的Meta分析

李培強，陳馨怡，謝小冬，蘇 剛，李 炯，吳 驊

（1.蘭州大學基礎醫學院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學第二臨床醫學院，甘肅 蘭州 730030）

基因組醫學研究發現人類健康和疾病的發生發展受到遺傳變異的影響，因此研究遺傳變異與疾病的關系可以為揭示疾病發生機制、提出預防和治療新策略提供強有力的支持[1]。醫學遺傳學將遺傳學原理和方法運用于疾病的診斷、治療和預防，是醫學專業基礎課和臨床課之間的重要橋梁課程。近年來國內醫學院校努力改變以講授為基礎的傳統教學法（Lecture-based Learning，LBL），采用基于問題的學習（Problem-based Learning，PBL）、基于案例的學習（Case-based Learning，CBL）和團隊學習（Team-based Learning，TBL）等教學方法，期望能夠提高學生的學習興趣和教學效果。然而，目前國內尚未有PBL、CBL、TBL教學法在醫學遺傳學教學中應用效果的系統的綜述報道。基于此，本研究采用Meta分析方法進行研究，為醫學遺傳學教學方法改革提供系統性數據和資料支持。

1 研究方法

1.1 納入標準和排除標準

文獻納入標準：（1）研究對象：醫學院校接受醫學遺傳學課程教學的在讀本科、專科或高職生。（2）干預措施：實驗組采用PBL、CBL、TBL及混合教學法，對照組采用傳統教學法。（3）結局指標：至少有理論成績、實驗成績、教學方法滿意度和調查問卷結果等結局指標中的一個。（4）研究類型是隨機對照試驗（RCT）或群隨機對照試驗。排除標準：重復發表的文獻；實驗組和對照組均采用PBL、CBL或TBL教學法；無對照組的研究；干預課程不是醫學遺傳學。

1.2 檢索策略

計算機檢索中國期刊全文數據庫（China Journal Full-text-Database，CJFD）、中文科技期刊數據庫（Chinese Scientific Journals Database，CSJD）、萬方數據庫和中國生物醫學文獻數據庫（Chinese Biology Medicine，CBM），末次檢索時間為2021年2月10日。檢索詞主要為基于問題的教學模式、PBL、基于案例的教學、案例教學、CBL、團隊學習、TBL和醫學遺傳學等。

1.3 文獻篩選和資料提取

根據納入和排除標準，兩名研究者獨立進行文獻篩選。首先瀏覽論文標題或摘要進行篩選，然后閱讀全文確認納入，結果交叉核對，并排除無法提取主要指標數據的文獻。通過討論或由第3位研究者對有爭議的文獻進行判定，無爭議后提取研究數據，必要時轉換數據。提取的具體信息包括第一作者、發表年份、授課對象、干預方法、樣本量、對比方法、結局指標等。

1.4 文獻質量評價

使用Revman 5.4.1軟件自帶Cochrane風險評估工具進行質量評價，由兩名評價員對納入研究文獻進行質量評價。每一篇文獻有一個低風險評價得1分，規定0～2分為低質量文獻，3～4分為中等質量文獻，5～7分為高質量文獻。

1.5 統計分析

使用R軟件（3.6.3版）的Meta包（4.11-0）進行分析。對考試成績采用加權均方差（Weighted Mean Difference，WMD）及95%置信區間（Confidence Interval，CI）為效應分析統計量。二分類變量采用相對風險度（Relative Risk，RR）及95%CI為效應統計量。χ2檢驗研究結果間的異質性，I2＜50%，P＞0.1為無統計學異質性，采用固定效應模型；反之采用隨機效應模型。

2 結果

2.1 文獻篩選流程及結果

文獻初檢共獲得743篇，其中CBM 84篇，CJFD 123篇，萬方數據庫369篇，CSJD167篇。去除重復文獻211篇，閱讀標題和摘要排除393篇后剩余139篇，進一步閱讀全文排除109篇，最終得到符合納入標準的文獻30篇。文獻篩選流程見圖1。

圖1 文獻篩選流程

2.2 納入文獻的基本特征和質量評價

納入的30篇文獻涉及PBL、CBL、TBL以及多種方式混合教學法。結局指標中25篇有理論成績或實驗成績，10篇有調查問卷結果。共納入研究對象6 523人，其中實驗組2 738人，對照組3 785人。其他基本情況見表1。

表1 納入文獻的一般特征

30篇文獻中有1篇為高質量研究，其余29篇為中等質量研究。分析結果：第一，本研究納入的文獻未明確說明隨機分組方法和是否進行分配隱藏，故無法確定風險。第二，由于教學研究特征限制，無法實施雙盲實驗，因此實施風險為高風險。第三，由于部分文獻未報告干預前學生基線（干預前年齡、性別及學習基礎情況）是否一致，因此被評為無法確定風險。除此之外，所有納入文獻未發現測量偏移及失訪偏倚。

2.3 考試成績比較

2.3.1 理論成績 25篇文獻比較了實驗組和對照組醫學遺傳學理論成績。納入文獻之間統計學異質性顯著（I2＞50%），選用隨機效應模型。分析結果顯示，CBL教學組及CBL+PBL教學組的理論成績優于對照組（CBL：MD=7.08，95%CI=5.02～9.13，P＜0.01；CBL+PBL：MD=5.66，95%CI=2.88～8.44，P＜0.01），差異均有統計學意義。TBL教學組及TBL+PBL教學組的理論成績優于對照組（TBL：MD=10.20，95%CI=8.09～12.31，P＜0.01；TBL+PBL：MD=9.67，95%CI=4.47～14.87，P＜0.01），差異具有統計學意義。PBL教學組的理論成績也優于對照組（MD=4.75，95%CI=1.74～7.76，P＜0.01），差異具有統計學意義（見圖2）。

2.3.2 實驗成績 納入文獻中僅3篇涉及實驗成績，其中2篇是TBL教學研究，涉及3個不同組別；1篇是CBL教學研究。這些研究具有高度異質性（I2=100%），隨機效應模型分析結果顯示，TBL 教學組實驗成績優于對照組（TBL：MD=1.79，95%CI=-0.17～3.76，～＜0.01），差異有統計學意義（見圖3）。

圖3 醫學遺傳學實驗成績分析結果

2.3.3 不同學歷學生理論成績分析 根據研究對象的學歷我們對理論考試成績進行亞組分析。納入文獻中僅9篇注明是本科生，5篇注明是大專生。本科生的研究中，2篇為PBL教學研究，4篇為CBL+PBL教學研究，2篇為CBL教學研究，1篇為TBL教學研究，合并分析發現實驗組理論成績顯著優于對照組（MD=7.61，95%CI=5.04～10.18，P＜0.01）。大專生的研究中，3 篇為PBL教學研究，1篇為CBL+PBL教學研究，1篇為TBL教學研究，同樣結果顯示實驗組理論成績顯著高于對照組（MD=7.24，95%CI=3.72～10.76，P＜0.01，見圖4）。

圖4 不同學歷學生理論成績亞組分析結果

2.4 教學效果評價

9篇文獻對教學效果進行了問卷調查，對學生綜合能力提升效果進行了評價。Meta分析結果顯示，研究間的統計學異質性小，采用固定效應模型，11項觀察指標為教學滿意度、提高學習興趣/積極性、提高自學能力、提高分析解決問題能力、提高文獻檢索能力、提高溝通交流合作能力、培養臨床思維、提高語言表達能力、促進今后工作順利開展、提高理論聯系實際能力、提高理解和掌握知識能力。結果顯示，實驗組與對照組比較11項指標都具有顯著性差異（見表2），說明學生認為PBL、CBL及TBL教學法的效果優于傳統教學法。

表2 兩組學生對教學效果的評價

3 討論

3.1 PBL、TBL、CBL教學法對學生學習效果的影響

3.1.1 有助于提高學習成績 在精準醫學背景下，醫學遺傳學教學要重視基礎與臨床的對接，促使學生正確、靈活地將醫學遺傳學原理運用到臨床實踐中，解決臨床工作中遇到的問題[32]。國內高校一直在努力改革醫學遺傳學教學模式，解決傳統醫學遺傳學教學中存在的問題，積極將PBL、CBL、TBL教學法引入教學，取得了較好的效果。本研究納入文獻中包括8篇CBL教學研究、9篇CBL+PBL教學研究、7篇PBL教學研究、3篇TBL教學研究以及2篇TBL+PBL教學研究。我們對教學效果進行了系統評價，結果顯示，接受PBL、CBL、TBL教學以及混合教學的實驗組學生理論成績優于對照組學生，對于不同學歷的學生來說也是如此。此外，有2篇TBL教學研究文獻和1篇CBL教學研究文獻涉及醫學遺傳學實驗教學，結果表明TBL和CBL教學法有助于提高學生的實驗成績，但是此結果還需要更多研究來證實。

3.1.2 有助于調動學習積極性，提高學習滿意度 以問題為導向的PBL教學法能充分調動學生的學習主動性，鍛煉自主學習能力；強調案例講解的CBL教學法能加強師生之間的交流互動，注重學生臨床思維能力訓練；以團隊合作為基礎的TBL教學法注重學生相互協作能力、表達和溝通能力培養。我們通過對文獻中學生滿意度調查結果的分析發現，PBL、CBL、TBL教學法有助于調動學生的學習主動性，提高理論知識掌握程度和表達等綜合能力，學生滿意度高。本研究結果為今后醫學遺傳學教學改革提供了一定的參考依據。不過，3種教學法在具體實踐中也出現了問題：第一，教學改革對教師知識水平和教學技能提出了更高的要求，同時學生需要花費更多時間來實現教學目的[2]；第二，PBL教學問題的設置和CBL經典案例設計，需要不斷實踐和改進；第三，片面化教學會導致學生只針對問題進行學習，忽視知識體系的建立[33]。因此，在目前教學改革的基礎上，如何達到教學效果最優化，協調好教師與學生之間的相處模式，都有待今后改進。近年來PBL+CBL+TBL綜合教學法開始應用到教學活動中，以問題、案例、團隊為基礎的學習方式可以讓學生帶著問題去學習，以經典案例作為探索求解的方向，團隊合作實現共贏[34]。

3.2 本研究的局限性

本研究的局限性主要表現在以下幾個方面：（1）所納入的文獻未詳細描述隨機方法，因為研究屬性無法實施分配隱藏，可能導致選擇性偏移。（2）教學方法實施受教師和學生的主觀因素影響大，教學干預時長不同可能是研究異質性來源之一。（3）不同學校問題、案例以及學習小組設置的差異會導致研究間存在異質性。（4）教學效果評價指標的差異也是導致異質性的原因之一。

3.3 展望

本研究發現醫學遺傳學教學中應用PBL、CBL、TBL教學法有助于提高學生的理論成績，改善教學效果，加強基礎與臨床的聯系，促使學生正確、靈活地將所學理論運用到實踐，為醫學遺傳學教學方法改革提供了一定的支撐。然而，由于納入文獻方法學質量所限，所獲結果有待于高質量研究進一步驗證。此外，我們也注意到與傳統教學法相比較，PBL、CBL、TBL教學設計和實施過程更為復雜，問題的設置、案例的精選及教學評價還需要教師反復實踐和改進。不同學校教學經驗的交流、編寫系統的教學問題和案例參考教材，都有助于提高教學質量，建立統一的教學標準。