BOPPPS支架式PBL提升临床医学教育效果：一项随机对照试验

《Current Problems in Surgery》：BOPPPS-Scaffolded PBL Produces Gains in Clinical Medical Education: A Randomized Controlled Trial

　　

问题导向学习（problem-based learning, PBL）在培养批判性思维（critical thinking）和问题解决能力方面具有优势，而BOPPPS（Bridge-in、Objectives、Pre-assessment、Participatory Learning、Post-assessment、Summary）强调学生主动性和参与性。两种方法各有优点和不足，整合二者可能实现互补。本研究通过医学教育中的随机对照试验（randomized controlled trial, RCT）报告整合BOPPPS-PBL模型对提升批判性思维和学业自我效能感（academic self-efficacy）的影响。教学效果在干预前、干预后立即及干预后1个月进行评估。定量分析显示，干预组在批判性思维各维度上表现出显著更大的改善，尤其在求真（truth-seeking）、开放思想（open-mindedness）、求知欲（inquisitiveness）和认知成熟度（cognitive maturity）方面。学业自我效能感的增益也更明显，包括学习行为和学习能力。研究结果表明，该整合方法提供了结构化、互动性和以学习者为中心的环境，促进更深层次的认知投入和自主学习。该混合模型的协同效应与若干经典和新近教育理论相一致。

研究背景与问题：PBL是以学生为中心、广泛应用于本科医学教育的教学模式，通过真实或虚拟临床病例和模拟临床情境，鼓励学生以自主学习与小组讨论解决问题，促进知识体系建构，并强调批判性思维和问题解决能力培养。然而，PBL在临床医学课程实施中存在若干问题：学生基础知识水平直接影响其参与度和学习效率，背景知识不足时难以在有限时间内全面掌握课程内容，导致知识体系碎片化；小组讨论常较冗长，缺乏有效结构与引导时效率可能较低；PBL学习结果评价需评估学生整体表现、自主学习结果和批判性思维改善，但其整合模式与运行机制使评价过程复杂且具挑战性；PBL过程中即时反馈不足进一步增加评估难度。为应对这些问题，BOPPPS模型提供潜在解决方案。BOPPPS包括导入（Bridge-in）、目标（Objectives）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）六个阶段，强调学习全过程充分互动和及时反馈。但BOPPPS也存在局限：教师需投入更多时间和精力设计教学活动与评估方法；模型强调学生主动性和参与性，可能要求习惯传统学习方式的学生适应新的学习方法；实施BOPPPS需要学校提供教师培训、教学设备和设施等适当支持与资源。尽管PBL和BOPPPS各有不足，将BOPPPS与PBL整合可能通过结合BOPPPS的引导序列与PBL的探究特征，提供更具结构化的主动学习方法。BOPPPS可能提供更清晰的学习路径和更系统的反馈机制，有助于结构化PBL的部分环节，如知识整合、讨论效率和反馈不足。近年来，呼吸医学、血液学和药物化学等领域已在基础或临床医学课程中尝试结合BOPPPS与PBL，在提升学生自主学习能力和临床推理能力方面显示初步优势。然而，来自随机对照试验并带随访评估的证据仍有限。本研究首次采用随机对照试验动态评价整合BOPPPS-PBL模型与传统教学相比是否改善学生学习结果，从而提高医学生整体素质和临床应用能力。研究人员开展单中心随机对照试验，得出整合BOPPPS-PBL模型可改善批判性思维和学业自我效能感的结果，提示该整合方法提供结构化、互动性和以学习者为中心的环境，促进更深层次认知投入和自主学习，并与若干经典和新近教育理论相一致。

关键方法概括：研究采用单中心随机对照试验（randomized controlled trial, RCT），样本来源为中南大学湘雅医学院分配至湘雅二医院的五年级医学生；50名受试者随机分为干预组和对照组，每组25名，在干预前（T1）、干预后（T2）及干预后1个月（T3）评估。样本量以CTDI-CV总分为主要结局，采用PASS 15.0.5计算。干预组接受BOPPPS-PBL教学，对照组接受传统教学。结局工具包括CTDI-CV、Liang学业自我效能感量表和标准化实践考试；统计分析采用广义估计方程（generalized estimating equation, GEE），并进行意向性治疗（intention-to-treat, ITT）和符合方案（per-protocol, PP）分析，报告遵循CONSORT 2010和TIDieR清单；因教育干预可见性，参与者与教师盲法不可行。

研究结果：

随访与失访偏倚分析（Follow-up and Loss-to-follow-up Bias Analysis）：研究初始招募62名参与者，排除12名不符合纳入标准者，纳入50名并随机分为干预组和对照组，每组25名。对照组在T2有23名、T3有22名参与，干预组在T2有24名、T3有23名参与。45名完成随访者与5名失访者的基线资料比较无显著差异。ITT和PP分析显示，除PP样本中两组年龄存在差异外，两组基线各指标无显著差异。干预保真度通过标准化教案和微信平台日志监测，干预期间未报告重大BOPPPS-PBL流程偏离。

BOPPPS-PBL模型对批判性思维能力的影响（The Effect of BOPPPS-PBL model on Critical Thinking Ability）：基于批判性思维倾向量表中文版（Critical Thinking Disposition Inventory-Chinese Version, CTDI-CV）三时点重复测量及GEE模型，组别（Wald χ²=11.20，p<0.001）、时间（Wald χ²=555.99，p<0.001）及组×时间交互（Wald χ²=27.74，p=0.001）均有统计学意义。参数估计显示T1与T2、T1与T3差异显著，组×时间交互在T2（b=13.43，p<0.001）和T3（b=17.74，p<0.001）均显著，提示两时点两组批判性思维能力存在显著差异。边际效应分析显示两组均改善，干预组增幅更明显。维度分析中，BOPPPS-PBL显著增强求真、开放思想、求知欲和认知成熟度；分析性维度的组×时间交互显著（Wald χ²=9.71，p=0.008），T3交互显著（b=2.98，p=0.003），T2交互不显著（b=0.87，p=0.207）；系统性维度组×时间交互显著（Wald χ²=14.27，p<0.001），但T2（b=1.25，p=0.090）和T3（b=-0.56，p=0.560）交互不显著，提示组效应不显著而时间效应起主要作用；推理自信T3交互不显著（b=2.03，p=0.072）。

BOPPPS-PBL模型对实践表现的影响（The Effect of BOPPPS-PBL model on Practical Performance）：基于标准化实践考试及GEE模型，组别（Wald χ²=6.11，p=0.013）和时间（Wald χ²=326.40，p<0.001）对实践表现的主效应有统计学意义，但组×时间交互不显著（Wald χ²=4.20，p=0.122），因此证据不足以支持实践表现随时间存在差异化的干预效应。边际效应分析显示两组实践表现均改善；各时点事后两两比较作为描述性结果谨慎解释，而非组特异性治疗效应的确证性证据。

BOPPPS-PBL模型对学业自我效能感的影响（The Effect of BOPPPS-PBL model on Academic Self-Efficacy）：基于Liang学业自我效能感量表及GEE模型，学业自我效能感的组别（Wald χ²=14.04，p<0.001）、时间（Wald χ²=284.22，p<0.001）和组×时间交互（Wald χ²=21.84，p<0.001）均有显著意义；不同时点组×时间交互有统计学意义，学业自我效能感显著改善。进一步分析学习能力和学习行为两个维度，均显示组别、时间及组×时间交互显著；参数估计显示不同时点组×时间交互显著；边际效应分析显示两组两个维度均改善，干预组改善更明显。

讨论部分总结：该随机对照试验显示，与传统教学相比，BOPPPS-PBL模型在干预后立即及1个月随访时改善学生批判性思维和学业自我效能感。在缺乏既定最小重要差异（minimal important difference, MID）的情况下，CTDI-CV结果仍可能具有教育意义，因为干预组在T3超过常用280分阳性批判性思维倾向阈值，而对照组未超过。作者认为，将BOPPPS的结构化教学序列与PBL的探究驱动特征结合，可能支持主动参与和更高阶学习结果。该整合方法的观察获益与既往发现一致；BOPPPS与PBL在结构和教学理念上互补，并得到经典和新近教育理论支持：建构主义学习理论强调学习者通过经验与反思主动建构知识，PBL通过协作探究解决真实或模拟临床问题强化核心知识并促进深层理解，BOPPPS提供结构化支架并通过明确步骤引导有意参与，前测、后测和明确学习目标有助于框定和巩固学习过程；认知负荷理论强调工作记忆容量有限，有效教学设计应减少外在负荷并优化相关负荷，PBL早期对背景知识不足的新手可能造成负担，BOPPPS通过导入、目标设定和前测前置学习过程，激活先前知识并聚焦注意，降低外在认知负荷并为PBL更高要求任务做准备；自我决定理论强调自主性、胜任感和关联性对内在动机的作用，PBL通过自主学习和协作小组促进自主性与关联性，BOPPPS通过结构化目标、评估及时反馈和要点总结强化胜任感；体验学习理论将学习视为具体经验、反思观察、抽象概念化和主动实验的循环过程，PBL主要贡献具体经验和主动实验，BOPPPS促进反思观察和概念化。局限性包括：单中心、样本量相对有限，可能限制向其他医学院校、临床学科或教育情境推广；由于以BOPPPS结构改进PBL环节，未采用既往非结构化PBL作为对照，可能限制判断观察获益具体归因于BOPPPS支架还是整体整合主动学习方法；因教育干预可见性，学生和教师盲法不可行，不能排除潜在霍桑效应；虽采用GEE模型处理个体内重复测量，但学习小组数量有限，限制对学习小组层面聚类和潜在教师效应进行正式调整，未来需更多学习小组并采用聚类调整混合效应模型或GEE方法；试验未在入组前前瞻性注册，尽管招募前已获伦理批准且研究程序预先设定，缺乏前瞻性注册仍是局限；未评估BOPPPS-PBL模型的长期效果，也未系统收集学生和教师定性反馈，需更长期、多中心和混合方法研究进一步评价干预的持续性、可推广性和实施机制。

研究结论部分翻译：该随机对照试验显示，与传统教学相比，BOPPPS-PBL模型在干预后立即及1个月随访时改善了学生的批判性思维和学业自我效能感。在缺乏既定最小重要差异（minimal important difference, MID）的情况下，CTDI-CV结果仍可能具有教育意义，因为干预组在T3超过常用的280分阳性批判性思维倾向阈值，而对照组未超过。这些发现提示，将BOPPPS的结构化教学序列与PBL的探究驱动特征相结合，可能支持主动参与和更高阶学习结果。研究结果表明，该整合方法提供了结构化、互动性和以学习者为中心的环境，促进更深层次的认知投入和自主学习；该混合模型的协同效应与若干经典和新近教育理论相一致。