顾取良，李荷，何震宇，陈耕夫

广东药学院生物化学与分子生物学系　(广州　510006)



国内医学本科生物化学课程PBL教学效果的Meta分析

顾取良，李荷，何震宇，陈耕夫*

广东药学院生物化学与分子生物学系(广州510006)

摘要计算机检索中国知网(CNKI)、万方数据库(WanFang Data)和维普(VIP)数据库，查找关于PBL教学在我国医学本科生物化学课程应用的文献。Meta分析结果显示，与传统教学相比，PBL教学并不能提高课程考试合格率，但能提高课程考试分数。医学本科生物化学课程中PBL教学相比于LBL教学能够提高学生考试分数，但不能提高及格率。由于研究的异质性且纳入的研究样本量较小，故仍需更多的高质量样本验证并定量分析其学习效果以探索PBL具体应用。

关键词生物化学；以问题为基础的学习；以讲座为基础的学习；教学效果；Meta分析

以问题为基础的学习(problem-based learning，PBL)是由美国神经病学教授Howard Barrows于1969年首创，近年来不断在国内高等医药院校的基础和临床课程教学中被推广应用[1]。该教学模式强调以学生为中心，用问题情景引导学生主动学习知识的积极性，激发学生的创新与思考能力，最终解决问题。而传统以授课为基础的教学(lecture-based learning，LBL)则是以教师讲授为中心，以知识传授为宗旨的教学模式。生物化学是医药院校一门非常重要的基础课，也是生命科学的前沿学科，但是其理论抽象、代谢途径错综复杂、知识体系隐晦，被学生认为是比较难学的一门课程。为了提高学生的自主学习能力和教学效果，很多研究者在生物化学教学过程中引入了PBL教学。本研究通过Meta分析把PBL和LBL在医学本科生物化学课程教学中的应用效果进行对比研究，为评价其必要性和可行性提供较为客观的依据。

1资料与方法

1.1纳入和排除标准

文献的纳入标准为：随机或半随机对照试验；研究对象为在高等院校接受本科教育的医学或相关专业学生；PBL所应用的课程为生物化学，且为课堂环境下的PBL教学；实验组采用全程PBL或PBL与LBL结合的教学，对照组采用LBL教学；有客观的评价教学效果的指标，如考试成绩或及格率等。文献的排除标准为：非随机对照试验的研究；研究的对象为专科生、留学生、研究生、已毕业的本科生、继续教育或其他成人教育的研究；实验教学、临床见习或网络环境教学的PBL研究；没有客观评价指标或数据不全等无法利用的研究；重复发表的研究。

1.2检索策略

采用计算机检索维普中国期刊全文数据库(VIP)、中国知网(CNKI)、万方数据库(Wanfang Data)从建库起截至2014年6月，所收录中文期刊发表的关于PBL在生物化学课程教学中应用的文献。检索词：(“PBL”OR“基于问题”OR“以问题”OR“问题导向”)和(“生物化学”OR“生化”)。

1.3文献筛选和资料提取

由2名研究者独立根据纳入和排除标准筛选文献，按照Cochrane系统推荐的简单评估法对纳入研究的方法学质量进行评价[2]。评价内容包括随机序列的产生、分配隐藏、盲法的运用、退出或失访描述、选择性报告结果等。如果上述所有质量评价标准均完全满足，则研究质量评级为A；如果其中任何1条或多条质量评价标准仅部分满足，则评级为B；如果其中任何1条或多条质量评价标准完全不满足，则该研究质量评级为C。提取资料包括作者、出版时间、样本量、研究对象的特征、研究设计方法、观察的结果变量、结果及统计检验等。如有分歧，讨论或由第三位研究者协助解决。

1.4统计分析

本研究教学评价指标采用考试成绩或及格率。采用RevMan 5.3(Review Manager)软件进行Meta分析。计数资料指标通过计算相对危险度(Relative risk，RR)值表示；计量资料通过标准均数差及其95%置信区间(Confidence interval，CI)表示。各纳入研究间异质性的分析采用卡方检验。若I2≤50%，P>0.1，则认为不存在异质性或异质性较小，此时采用固定效应模型进行Meta分析；如果I2>50%，P<0.1，则认为存在明显的异质性，采用随机效应模型进行数据合并、分析。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2结果

2.1文献检索结果及纳入研究的基本特征

初检获得276篇相关文献，按照纳入与排除标准逐层筛选后，最终纳入7篇文献[3-9]。所有文献研究质量均评为B级。在纳入研究的7篇文献中，采用合格率评价学习成绩的研究有4篇文献[3- 6]，采用考试分数评价学习成绩的研究有4篇文献[6-9]，1篇文献同时存在上述计量资料的评价指标和计数资料的评价指标[6]。各研究实验组PBL教学分为两种情况：课程全程采用PBL；课程的部分章节采用PBL，其余章节仍采用LBL，即PBL/LBL混合教学。文献[9]同时开展了生物化学理论课和实验课的PBL教学实践评价，按照文献的纳入和排除的标准在数据提取时仅提取理论教学部分的相关数据。文献[6]的客观评价指标分为综合考试和PBL教学篇章考试，经讨论决定在数据提取时将其作为两个研究分析；对于客观评价指标的满分不为100分的研究[6,9]，在提取数据时分别将均值与标准差进行了数据转化，纳入研究的基本特征见表1。

表1　纳入研究的7篇文献的基本特征

2.2Meta分析结果

2.2.1分析结果

2.2.1.1课程考试合格率

图1PBL教学对课程考试成绩合格率影响森林图

4个研究[3- 6]报告了PBL与LBL教学学生课程考试合格率情况。共671例，PBL教学组和LBL教学组各368和303例。各研究间存在异质性(I2=88%，P<0.0001)，因此选用随机效应模型对各研究的效应尺度进行合并、分析。结果显示，接受PBL教学或PBL/LBL混合教学的学生与接受LBL教学的学生在课程考试合格率上无统计学差异[RR=1.06，95%CI(0.93，1.21)，P=0.35](图1)。

2.2.1.2课程考试分数

图2PBL教学对课程考试成绩分数影响森林图

4篇文献[6-9]经数据提取后转变为5个研究显示PBL与LBL教学学生课程考试分数情况。共753例，PBL教学组和LBL教学组各438和315例。各研究间存在异质性(I2=91%，P=0.0000)，因此选用随机效应模型进行Meta分析。结果显示，接受PBL教学的学生能得到比接受LBL教学的学生更高的课程考试分数[SMD=1.02，95%CI(0.46，1.59)，P=0.0004](图2)。

2.2.2发表偏倚性

PBL教学与LBL教学对学生课程考试合格率和考试分数影响比较的相关研究的发表偏倚分析分别如图3和图4所示。漏斗图左右基本对称，提示存在发表偏倚可能性较低。但是由于纳入研究的数量较少，此时漏斗图分析发表偏倚检验效能可能较低[2 ]。

2.2.3敏感性分析

2.2.3.1课程考试合格率

采用逐一排除法进行敏感性分析。删除文献[6]的研究后，异质性消除，选用固定效应模型分析，结果未发生改变[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，异质性均未消除，合并效应量RR亦无明显改变，结果与删除前一致。

图3　PBL教学对课程考试合格率影响漏斗图

图4 PBL教学对课程考试成绩分数影响漏斗图

2.2.3.2课程考试分数

采用逐一排除法进行敏感性分析。由于文献[9]的综合考试成绩和PBL教学篇章考试成绩分数被作为两个研究结果分析，此处排除罗艳2012b即PBL教学篇章考试成绩后进行敏感性分析，异质性消除，选用固定效应模型分析，但结果未发生改变[SMD=0.70，95%CI(0.54，0.86)，P=0.0000]；在排除罗艳等研究2012a即综合考试成绩后，结果未发生改变[SMD=1.19，95%CI(0.52，1.86)，P=0.0005]。文献[6]也采取PBL/LBL混合教学，删除该研究后进行敏感性分析，异质性未消除，结果未发生改变[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，异质性均未消除，结果亦无改变。

3讨论

近年来很多国内医药院校在教学改革时开展PBL教学模式，相关的PBL在高等医学教育中应用的论文数量也大幅增加。但是PBL教学法的实施要求特定的环境条件，硬件设备、师资、文献资源、教学内容和学生素质等都会影响其效果，也需要投入大量的时间和精力。因此对相关PBL教学效果进行科学评价，对于进一步推广PBL教学模式具有积极意义。

本研究分析结果显示，PBL应用于医学本科生物化学课程教学时，并不能得到比LBL教学更高的学生课程考试合格率，但可以得到比LBL教学更高的学生课程考试分数，这似乎说明PBL教学更适合学习成绩在中上等及以上的学生。刘红林等[10]比较分析不同级别学生对PBL教学法的适应性，也得出结论，与五年制、专升本以及专科生相比，生物化学PBL教学法在七年制本科班中应用效果最好。而在本文所纳入的7篇文献中有3个研究还报告了PBL与LBL教学学生课程考试成绩各分数段的分布情况，笔者尝试对这些数据分析也发现，接受PBL教学的学生考试成绩在80分以上的比率也更高(具体数据未显示)。这些结果进一步提示，开展PBL教学要与学生自身的素质特点相结合以免影响PBL教学法优势的发挥。

本研究纳入统计的两个客观评价指标(课程考试合格率和考试成绩分数)均存在异质性，说明各研究间存在较明显差异。根据文献提供的现有资料，未能进一步明确有关课程考试合格率异质性的原因，推测可能与所采用的教材、具体实施方法和评分标准的差异有关；而有关课程考试分数异质性的原因可能是罗艳等研究[9]的该项指标为PBL教学篇章的考试分数，虽然敏感性分析结果显示，该研究的纳入与排除未改变最终结果，但是这一定程度上也说明目前PBL教学实施过程和教学效果的考查指标等仍有待完善。当然还有很多隐性指标不是客观考试成绩所能体现或短期PBL教学所能实现的。比如学生终生学习能力、综合运用知识能力和创新思维等。由于纳入文献的问卷调查项目不一、难以选取，所以本研究仅对客观考试成绩进行了定量的Meta分析，对其他主观性指标未做评价分析。此外，国内有关生物化学PBL教学效果的部分文献由于统计数据不全，或没有设立对照组，或仅是理论探讨等，导致本研究所纳入的文献数量较少，而且原始文献质量普遍偏低。因此，需要更多大样本、高质量的研究来进一步证明PBL实施的效果，针对医学本科生物化学课程中PBL的具体操作实施和评价的应用则仍需进一步探讨。

参考文献

[1]王振元.PBL教学法对医学生学习效果影响的Meta分析[J].中国高等医学教育，2011(5)：80- 82.

[2]张天嵩，钟文昭.实用循证医学方法学[M].长沙：中南大学出版社，2012.

[3]张效云，董明钢，刘洁，等.PBL教学法在生物化学教学中的尝试与探讨[J].医学教育，2002，22(6)：43- 44.

[4]张杰，于爱鸣，刘莹，等.生物化学基于问题学习的效果评估[J].中华医学教育杂志，2006，26(1)：85- 87.

[5]魏金荣，于爱鸣，冯晨，等.结合生物化学实际开展PBL教学实践[C].首届全国生物化学与分子生物学教学研讨会，2007，262-265.

[6]张曼，王和生，杨长福，等.生物化学PBL教学法的应用与探讨[J].贵阳中医学院学报，2010，32(4)：13-15.

[7]鲁秀敏，王永堂，余瑛.PBL教学法在生物化学教学中的初步应用与探讨[J].中国现代医学杂志，2007，17(19)：2430-2432.

[8]刘秀财，王宏兰，齐晓丹，等.生物化学教学中应用PBL教学模式的探讨[J].中国当代医药，2011，18(15)：128-131.

[9]罗艳，陈斯东，姚慧，等.PBL教学法在生物化学课程教学中的探索[J].健康研究，2012，32(5)：393-396.

[10]刘红林，程牛亮，刘志荣.生物化学PBL教学法应用探析[J].医学教育探索，2010，9(5)：628- 631.

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

基金项目：广东省高等教育教学改革项目，编号GDJG20142317

收稿日期:2014-12- 07。*

通信作者:陈耕夫，gfchen@139.com。