7種教學(xué)法對(duì)生理學(xué)教學(xué)效果影響比較:網(wǎng)狀Meta分析

王朝亞 汪志好 張嬋娟

1 安徽衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院 基礎(chǔ)部,安徽 池州2 470002;2暨南大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院,廣州510632

生理學(xué)是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程之一,在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中屬于機(jī)能學(xué)范疇,主要介紹人體組織、器官正常功能和機(jī)制等內(nèi)容[1]。近代,隨著實(shí)驗(yàn)科學(xué)的興起和物理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展,生理學(xué)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,逐漸分支出生物化學(xué)、免疫學(xué)等新學(xué)科,研究層次也從宏觀層面逐步深入到分子水平。由于生理學(xué)教學(xué)內(nèi)容隨著學(xué)科發(fā)展越發(fā)復(fù)雜,涉及生理機(jī)能和機(jī)制原理等也越來(lái)越抽象和難以理解,傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代生理課程教學(xué)需要,各種新的教學(xué)方法逐漸被生理學(xué)教師接納和采用,如“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法、混合教學(xué)法和問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法等。與傳統(tǒng)教學(xué)法(Lecture-based learning,LBL)相比,新教學(xué)法各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如混合教學(xué)法采取線上線下教學(xué)模式,借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)科技技術(shù),突破教學(xué)時(shí)間和空間的限制,增加學(xué)生和教師交流時(shí)間,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率;“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法則顛覆傳統(tǒng)課堂,讓學(xué)生做課堂的主人[2]。目前不同教學(xué)法在生理學(xué)教學(xué)過(guò)程中的效果尚無(wú)定論,且極少有各種新教學(xué)法相互之間比較差異的研究。因此,本文采用網(wǎng)狀Meta分析法,系統(tǒng)評(píng)價(jià)各種教學(xué)法對(duì)生理學(xué)教學(xué)的影響具有一定的必要性和教學(xué)意義。

網(wǎng)狀 Meta分析(Network meta-analysis,NMA)是在傳統(tǒng)Meta分析基礎(chǔ)上演化而來(lái)的新型系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,可以對(duì)更多種類、更大數(shù)據(jù)量的文獻(xiàn)研究進(jìn)行薈萃分析[3]。相比傳統(tǒng)Meta分析,網(wǎng)狀Meta分析可以同時(shí)對(duì)多個(gè)不同干預(yù)因素進(jìn)行相互比較,并對(duì)所有干預(yù)措施進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和排序分析,可以有效避免傳統(tǒng)Meta分析證據(jù)鏈缺失、現(xiàn)有證據(jù)較少等問(wèn)題。本研究采用網(wǎng)狀Meta分析法,針對(duì)生理學(xué)教學(xué)中最常用的7種不同的教學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià),以期為科學(xué)、合理選擇生理學(xué)教學(xué)模式和方法提供參考。

1 資料和方法

1.1 文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1 納入文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

①研究類型:隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)(Randomized controlled trial,RCT);②研究對(duì)象:參與生理學(xué)授課普通高校學(xué)生;③干預(yù)措施:案例教學(xué)法(Case-based learning,CBL)、問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法(Problem-based learning,PBL)、研究式教學(xué)法(Research-based learning,RBL)、“三明治”教學(xué)法(Sandwich learning)、分組教學(xué)法(Team-based learning,TBL)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法(Flipped-class learning)、混合式教學(xué)法(Online and offline learning)和對(duì)照組采用傳統(tǒng)教學(xué)法(LBL)對(duì)生理學(xué)教學(xué)效果相互比較研究。④結(jié)局指標(biāo):期末測(cè)驗(yàn)或考試均分和標(biāo)準(zhǔn)差(),采取百分制,不限制題型。

1.1.2 文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn)

①重復(fù)報(bào)告;②存在研究設(shè)計(jì)缺陷、文獻(xiàn)質(zhì)量差;③數(shù)據(jù)不完整、結(jié)局效應(yīng)不明確;④統(tǒng)計(jì)學(xué)方法錯(cuò)誤且無(wú)法修正,不能提供可供轉(zhuǎn)化為OR(RR、率差、HR)及其95%可信區(qū)間,計(jì)量資料無(wú)法提供均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差;⑤隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺陷,如有條件選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象、分配方案不完全符合隨機(jī)性、結(jié)局指標(biāo)組間基線差異較大等。

1.2 檢索策略

計(jì)算機(jī)檢索 Web of science、EMBASE、Pubmed、Medline、Cochrane library;中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、維普文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)等。檢索時(shí)間為建庫(kù)至2020年7月。采取布爾邏輯將主題詞和自由詞組合檢索,Pubmed檢索式:“physiology”AND“educate”O(jiān)R“education”O(jiān)R“teaching” AND “method” OR “way” OR“means”;中文檢索式:“生理學(xué)”AND“?？啤監(jiān)R“本科”O(jiān)R“研究生”AND“教學(xué)法”AND“隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)”。對(duì)納入的研究文獻(xiàn),根據(jù)引文追溯相關(guān)研究文獻(xiàn),并手動(dòng)查閱紙質(zhì)文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)會(huì)議記錄,以擴(kuò)大檢索范圍,獲取更多文獻(xiàn)信息。

1.3 文獻(xiàn)篩選和資料提取

根據(jù)Cochrane Handbook(Version 5.1)標(biāo)準(zhǔn)[4]和納入條件,由2名經(jīng)過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)的研究者制定檢索策略,檢索相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取文獻(xiàn)資料,初步閱讀文獻(xiàn)標(biāo)題和摘要后,對(duì)檢索文獻(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單篩查。符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn),閱讀其全文并提取資料。如有異議,則邀請(qǐng)第三者討論解決問(wèn)題。見(jiàn)圖1。

根據(jù)研究需要,采取預(yù)先設(shè)計(jì)表格采集納入文獻(xiàn)資料,提取信息包括:文獻(xiàn)基本信息(標(biāo)題、作者和發(fā)表年份);研究對(duì)象基本特征(性別、年齡、樣本量等);隨機(jī)對(duì)照研究數(shù)據(jù)等。如納入文獻(xiàn)資料不完整,聯(lián)系文章通訊作者解決。

1.4 文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)

本文納入文獻(xiàn)由2名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的獨(dú)立人員完成,根據(jù)Cochrane 風(fēng)險(xiǎn)偏倚評(píng)價(jià)工具(Verson 5.1)[5]對(duì)納入的文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)偏倚評(píng)價(jià),其主要內(nèi)容包括:①是否產(chǎn)生隨機(jī)序列;②是否分配隱藏;③是否對(duì)受試者和干預(yù)提供者實(shí)施盲法;④是否對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)者實(shí)施盲法;⑤結(jié)果數(shù)據(jù)是否完整性;⑥是否選擇性結(jié)果報(bào)告;⑦其他偏倚等。采用Jadad量表評(píng)價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Stata 14.0軟件的mvmeta和network程序包構(gòu)建網(wǎng)狀Meta數(shù)據(jù)分析,采用Revman 5.4軟件進(jìn)行文獻(xiàn)方法學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià),使用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(standardized mean difference,SMD)作為效應(yīng)量并計(jì)算95%可信區(qū)間(95% CI)。采用Bucher's法進(jìn)行網(wǎng)狀Meta分析。mvmeta和network 程序包是由White等[6]在Meta回歸模型基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)并應(yīng)用,其中mvmeta程序包主要應(yīng)用于傳統(tǒng)meta分析,network程序包應(yīng)用于NMA。使用累積排序概率圖下面積(Surface under the cumulative ranking,SUCRA)表示各個(gè)教學(xué)法干預(yù)生理學(xué)教學(xué)效果的最佳可能性[7]。根據(jù)預(yù)設(shè)檢索策略,共計(jì)初步檢索相關(guān)文獻(xiàn)4 336篇,其中中文文獻(xiàn)3 794篇,外文文獻(xiàn)542篇。按照文獻(xiàn)采集標(biāo)準(zhǔn),最終納入文獻(xiàn)29 篇[8-36]。入選總樣本量4 268人,其中男性2 357人,女性1 911人,平均年齡19.7歲,實(shí)驗(yàn)組生理學(xué)教學(xué)采用PBL等新教學(xué)法,對(duì)照組采取傳統(tǒng)教學(xué)法。結(jié)局指標(biāo)采用期末理論考試成績(jī)。

2.2 納入文獻(xiàn)方法學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

納入研究的29篇文獻(xiàn)中,均提及隨機(jī)抽取研究對(duì)象,提及隨機(jī)方法為隨機(jī)數(shù)字表法有2項(xiàng)[13,16],提及隨機(jī)編號(hào)牌法有5項(xiàng)[15,17-18,20,23]。納入研究均未提及隨機(jī)時(shí)是否雙盲,也未提及盲法。納入研究中有14 項(xiàng)提及統(tǒng)一授課老師和教材。測(cè)試方式均為閉卷,有3項(xiàng)提及試卷為隨機(jī)抽取,有5項(xiàng)提及教師集中統(tǒng)一閱卷。納入研究均未提及隨訪。見(jiàn)圖1。

圖1 偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果比例

2.3 網(wǎng)狀Meta分析結(jié)果

2.3.1 證據(jù)網(wǎng)絡(luò)及貢獻(xiàn)圖

最終納入29篇文獻(xiàn),7種生理學(xué)教學(xué)法,共計(jì)形成28個(gè)直接比較,均為雙臂研究,包括PBL教學(xué)法、RBL教學(xué)法、Sandwich教學(xué)法、CBL 教學(xué)法、混合式教學(xué)法、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法、CBL 教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法(LBL)的直接比較證據(jù)。網(wǎng)狀圖之間連線代表存在直接比較證據(jù),無(wú)連線表示沒(méi)有直接比較證據(jù)。見(jiàn)圖2。

圖2 網(wǎng)狀關(guān)系圖

2.3.2 不同教學(xué)法生理學(xué)教學(xué)效果的影響

本研究共計(jì)納入29篇RCT 文獻(xiàn),涉及7種生理學(xué)教學(xué)法。網(wǎng)狀Meta分析結(jié)果顯示,在提高生理學(xué)教學(xué)效果方面,Sandwich 教學(xué)法、混合式教學(xué)法比傳統(tǒng)教學(xué)法(LBL)更有優(yōu)勢(shì);PBL 教學(xué)法、Sandwich教學(xué)法、TBL 教學(xué)法和混合式教學(xué)法比CBL教學(xué)法更有優(yōu)勢(shì);Sandwich教學(xué)法、混合式教學(xué)法比PBL教學(xué)法更有優(yōu)勢(shì);Sandwich教學(xué)法、混合式教學(xué)法比RBL 教學(xué)法更有優(yōu)勢(shì);Sandwich 教學(xué)法比TBL教學(xué)法、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法更有優(yōu)勢(shì);混合式教學(xué)法比TBL 教學(xué)法和“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法更有優(yōu)勢(shì)。其他教學(xué)法組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表1、圖3。

表1 各教學(xué)法對(duì)生理學(xué)教學(xué)效果影響的網(wǎng)狀Meta分析結(jié)果

圖3 網(wǎng)狀森林圖

2.3.3 SUCRA 累積概率排序

累積排序概率圖下面積排序(SUCRA)是比較干預(yù)網(wǎng)狀meta分析措施效果的重要方法,SUCRA 值越大表明,該教學(xué)方法對(duì)生理學(xué)教學(xué)效果的提升越明顯。7種教學(xué)方法的SUCRA值排序?yàn)?Sandwich教學(xué)法＞混合式教學(xué)法＞TBL教學(xué)法＞“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法＞PBL教學(xué)法＞LBL教學(xué)法＞CBL教學(xué)法。見(jiàn)圖4。

圖4 各種教學(xué)法累積概率排序圖

2.3.4 發(fā)表偏倚及敏感性分析

采用漏斗圖評(píng)價(jià)本網(wǎng)狀Meta分析納入文獻(xiàn)發(fā)表偏倚情況并繪制回歸線,圖形呈現(xiàn)不完全對(duì)稱,表明可能存在發(fā)表偏倚狀況。采用逐一剔除的方法對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行敏感性分析,結(jié)果與未剔除之前基本一致,說(shuō)明本次研究結(jié)果基本穩(wěn)定,入選文獻(xiàn)具有代表性。見(jiàn)圖5。

圖5 文獻(xiàn)發(fā)表偏倚漏斗圖

3 討論

傳統(tǒng)課堂教學(xué)講授模式和教育體系主要以教師為課堂主體和引導(dǎo)者,通過(guò)教師講授知識(shí)、學(xué)生聽(tīng)講、思考的方式開(kāi)展教育活動(dòng)。這種模式能夠以較少的教育投入,獲得較大的教育成果,教育產(chǎn)出較高。在很長(zhǎng)一段時(shí)間,都很適合中國(guó)這樣的人口較多,缺乏教育資源的國(guó)家。隨著社會(huì)發(fā)展和居民對(duì)教育質(zhì)量的要求不斷增高,這種傳統(tǒng)教育模式的弊端逐漸顯現(xiàn)出來(lái),主要是教師主導(dǎo)化和權(quán)威化,忽視學(xué)生主體,導(dǎo)致學(xué)生缺少批判性思維,缺乏獨(dú)立思考、分析和解決問(wèn)題的能力。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足,教育者在教學(xué)過(guò)程中,開(kāi)始嘗試新的教育方式和理念,并推廣到教學(xué)實(shí)踐中,如PBL 教學(xué)法、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法等。

目前,針對(duì)生理學(xué)教學(xué)方法改革,教育工作者同樣做了深入的研究,其研究成果主要集中在比較新教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法之間的差異,研究結(jié)果比較客觀地反映出新教學(xué)法如PBL 教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)。但大多數(shù)研究為教育者根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生反饋?zhàn)龅亩ㄐ匝芯?缺乏客觀、準(zhǔn)確的隨機(jī)對(duì)照研究。而多數(shù)定量研究與傳統(tǒng)教學(xué)法進(jìn)行比較,各個(gè)教學(xué)法之間缺乏比較。本研究創(chuàng)新點(diǎn)在于利用網(wǎng)狀Meta分析方法,間接比較了各個(gè)教學(xué)法之間的優(yōu)劣。間接證據(jù)比較表明,生理學(xué)教學(xué)過(guò)程中,混合式教學(xué)法、Sandwich教學(xué)法明顯優(yōu)于其他教學(xué)法,CBL教學(xué)法教學(xué)效果欠佳。研究熱度和使用頻率較高的PBL 教學(xué)法、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法在生理學(xué)教學(xué)中也未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。其主要原因可能與生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科屬性有關(guān)。生理學(xué)主要內(nèi)容均為實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論,實(shí)驗(yàn)課程是生理教學(xué)的重要組成部分,而PBL 教學(xué)法、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法主要改變了課堂理論教學(xué)模式,對(duì)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果影響較弱。

本研究顯示生理學(xué)教學(xué)效果較好的有混合式教學(xué)法和Sandwich教學(xué)法?；旌鲜浇虒W(xué)法采用的是“線上+線下”結(jié)合的教學(xué)模式,是上個(gè)世紀(jì)八十年代伴隨互聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生的新型教學(xué)方法。與傳統(tǒng)教學(xué)法相比,混合式教學(xué)法主要培養(yǎng)學(xué)生信息化學(xué)習(xí)能力和網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)意識(shí),是信息化教學(xué)與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的產(chǎn)物?；旌鲜浇虒W(xué)法主要優(yōu)勢(shì),借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),打破了教學(xué)時(shí)間和空間限制,最大限度地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。Sandwich 教學(xué)法主要采用“理論-實(shí)踐-理論”的教學(xué)過(guò)程,形似夾心三明治而得名。而生理學(xué)教學(xué)往往需要開(kāi)設(shè)大量的實(shí)驗(yàn)課程,以驗(yàn)證課本的理論內(nèi)容,符合Sandwich教學(xué)法突出實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。Sandwich 教學(xué)法采取理論與實(shí)踐相結(jié)合方式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),通過(guò)二者相互促進(jìn),鍛煉學(xué)生實(shí)踐技能,幫助學(xué)生全面理解和運(yùn)用知識(shí)。其他教學(xué)方法則側(cè)重對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)法的改進(jìn)和補(bǔ)充,圍繞課堂理論教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展部分改革,也起到一定的教學(xué)作用。

本研究的主要局限是納入文獻(xiàn)數(shù)量較少、部分文獻(xiàn)質(zhì)量一般等,仍然需要更多設(shè)計(jì)精良、大規(guī)模、多中心隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)研究,進(jìn)一步明確各個(gè)教學(xué)法在生理學(xué)教學(xué)中其有效性和滿意度,本研究所得結(jié)果可供生理學(xué)教學(xué)參考。