基于CBL教學法的醫學慕課輔助網站設計

武夏夏 鄭思思 陳光耀 張夏天 夏晶 閆永紅 郭鳳英 羅祥云

摘 要 通過回顧CBL教學法和慕課現狀，運用調查法、文獻研究法進行資料收集，并通過描述性研究，得出設計基于CBL教學法的醫學慕課輔助網站的必要性及方法。所設計慕課輔助網站擬基于循證醫學的思想，“以癥狀體征為分類，以臨床思維為要點，以NLP技術為核心”，以真實案例及虛擬患者構建良好的交互體驗學習過程，加入互動學習、同行評議與系統檢驗評估等方法，建設一個較為開放的幫助醫療學習者鍛煉臨床醫學思維的平臺。

關鍵詞 CBL教學法；醫學；慕課輔助網站；NLP技術

中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）08-0049-05

Design of Medical MOOCs Support Website based CBL Tea-

ching method//WU Xiaxia， ZHENG Sisi， CHEN Guangyao， ZHANG

Xiatian， XIA Jing， YAN Yonghong， GUO Fengying， LUO Xiangyun

Abstract By reviewing the current situation of CBL teaching method

and MOOCs， using the investigation method and literature research method to collect the data， this paper draws the necessity and design method of contributing the medical MOOCs support website based on CBL teaching method through descriptive research. The

CBL-based website is based on the idea of evidence-based medicine，

"on the classification of symptoms and signs， on the core of clinical

thinking and on the strength of NLP technology"， and the website is based on the real case and virtual patients so that it can build a good interactive experience learning process. By means of adding as the interactive learning， peer review， system testing and evaluation me-

thods， it can construct a more open platform to help medical learners exercise clinical medical thinking.

Key words CBL teaching methodology； medicine； MOOCs support website； NLP technology

1 引言

目前，國內外醫學文獻數量逐年遞增。例如：在CNKI上以“醫學”為主題詞進行檢索，顯示近五年最少發布中文文獻43 336篇/年，最多發布47 151篇/年，平均每年發布45 219.5篇，并且呈現平穩增長趨勢，增長趨勢小于

5%；在PubMed以“Medical”為主題詞進行檢索，顯示近五年最少發布文獻197 708篇/年，最多發布315 423篇/年，并且呈現不穩定增長趨勢，環比增長均大于5%，2014年甚至高達32%。顯然，面對數以萬計的文獻，臨床人員難以通過單純閱讀快速掌握一線臨床知識。

案例式學習（Case-Based Learning，CBL）能夠為醫學生就基礎知識和一線臨床研究進展搭建橋梁。大規模開放式在線課程，又稱為慕課（Massive Open Online Courses，

MOOCs），有利于大規模人群同時進行免費在線學習。擬在現有慕課平臺的基礎上，設計一個主體為案例教學及系統評估的輔助網站，以進行有現實指導意義的醫學教育傳承。所設計的網站具有以下幾個主要特征。

1）真實性：實踐真實案例，體驗簡化虛擬患者。

2）階段性：分步學習基礎性與創新性知識，適應相應模塊與場景（尊重一般場景）。

3）典型性：選擇一線臨床典型案例，以常見病、多發病為主。

4）客觀性：多人同行評議及系統檢驗評估（避免自我評估）[1]。

5）迭代性：針對案例應用效果反饋更新案例內容。

2 CBL教學法和慕課現狀

CBL教學法

1）CBL教學法概念。CBL教學法是“以案例為先導，以問題為基礎，以學生為主體，以教師為主導”的小組討論式教學法[2]。關于案例，教育部教育技術標準化委員會發布的《教育資源建設技術規范（征求意見稿）》指出：案例是指有現實指導意義和教學意義的代表性的事件或現象。

2）CBL教學法在醫學教育中的應用。CBL教學法在醫學教育中應用較為廣泛。1910年，美國著名教育家和批評家Abraham Flexner在經過調查后，向美國醫學院協會（Association of American Medical Colleges）提出有關醫學教學的建議，其中就提及后兩年當以在醫院面對病人進行臨床教學（clinical training）為主[3]，其建議大部分被采納。到20世紀30年代，美國大多數醫學院都采用了該案例教學法[4]。后隨著醫學發展，現臨床教學常使用基于循證醫學的教學法（Evidence-Based Medicine，EBM）、

基于問題的教學法（Problem-Based Learning，PBL）、基于團隊的教學法（Team-Based Learning，TBL）等。

Srinivasan等人就美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）和加州大學戴維斯分校（UCD）運用PBL教學法和CBL教學法后，對學生和教師在認知與感受方面進行橫向調查比較，結果顯示，教師和學生普遍認為CBL教學法的引導式探究優于PBL教學法的開放式探究[5]。同時，考慮到慕課中教師的回復具有非即時性，若為PBL設計，對于程序的智能要求較高；又因為EBM教學法和TBL教學法本就可以穿插在CBL教學法教學中，故傾向于在現有技術條件下，進行基于CBL教學法的課程設計。

此外，因CBL教學面向的群體為缺乏知識和經驗、學識廣度和深度較為有限的學習者，且設計教學方法旨在提升學習者學習效率，故在選取案例時當注意以下幾點。

①真實性：每個學習體驗模塊是真實情境化的，即應為真實臨床案例，以體現臨床實踐中病癥的復雜性和不定性，同時將案例簡化模擬為虛擬患者，增強體驗感。

②典型性：每個案例當為臨床常見病與多發病，具有典型性及臨床鑒別意義，同時應為非單一系統疾病且從診斷切入，使學習者嘗試全面化和深度化地解讀案例。

③階段性：因學習者個體水平不一，教師需要對案例的選擇付出一定的時間成本，針對學習者不同階段進行分級，并且與學習者進行溝通實踐，建立不同難度等級的案例，并進行可行性測試。

④客觀性：因據觀察，當前臨床教師普遍為一線專科醫生，術業有專攻，單一教師的思維及教學經驗容易有局限，故在教師設定系統評估的基礎上，加入學習者的多人同行評議，以增強系統的客觀性。

⑤迭代性：因系統具有首創性，前期案例對學習者臨床思維的提升程度可能尚不顯著，故在所得方案經過多次教學測試后，須運用深度學習，根據整體學習者解讀案例的準確性的提升程度及速率為評價標準，進行系統自行迭代，并需要教師根據相同評價標準維護更新案例，進行迭代。

慕課課程教學在醫學教育中的應用 基于以上考慮，在知名慕課平臺edX上查找關于慕課課程教學在醫學教育中的應用，其中關于健康與安全類課程有78門，食品與營養類課程有19門，醫學類課程有73門；在學堂在線上，醫學與健康類課程有41門，最高注冊量達到5.2萬人，可見慕課課程教學在現代醫學教育中已有一定的數量積累。有基于文獻的系統綜述表明，慕課課程教學有助于學習者學習醫學知識[6]，雖然該系統綜述沒有納入隨機對照試驗，但有學者就應用物理療法治療脊髓損傷的慕課課程教學與利用elearnSCI.的網站教學進行隨機對照試驗，試驗亦表明慕課課程教學有助于學習者掌握知識，提升自信，以及提升對課程的滿意度[7]。

然而，慕課的設計仍然存在單一化趨勢。據觀察，多數醫學慕課僅以授課視頻錄制與習題及參考資料輔助。有課程加入虛擬病人（Virtual Patient，VP）[8]，并且提升學習者成績顯著，可見慕課課程教學的豐富度加強與教學效果增強有正相關性，故擬于在在線慕課平臺基礎上建設提供CBL的慕課輔助網站。

3 慕課設計

基于CBL教學法的慕課設計理念 CBL只是一種教學方法，且需要學習者對相關的知識有一定的基礎，所以只能作為整體課程設計的一部分。故提倡CBL教學部分單獨進行輔助網站建設，而其余慕課內容，如視頻、在線習題、參考書籍資料、虛擬病人等，可以直接在現有的慕課平臺（如edX、Coursera、學堂在線等）上進行建設，將CBL教學部分通過鏈接跳轉即可。此方法既可以將CBL教學穿插于完整的慕課教學，亦可以將其作為傳統教學的一部分，降低教職人員的教學成本。

對于CBL慕課輔助網站，擬通過“以癥狀體征為分類，以臨床思維為要點，以自然語言處理（Natural Language Processing，NLP）技術為核心”的方式進行建設。

慕課設計構思 輔助網站建設需要考慮多方面因素，本文僅就CBL慕課設計核心方法構思進行論述，而具體技術細節（如用戶管理系統、后臺維護等部分）不作詳細論述。

1）以癥狀體征為分類。一般內科學的教材或者數據多以系統為單元分類，以疾病為章節分類，而本慕課設計作為整體慕課的輔助部分，將不按照內科學的系統分類，而是選擇就癥狀為主要分類依據，是考慮到：首先，就診時因患者大多無醫學背景，就診原因多為臨床不適癥狀或者體檢發現某些指標異常后尋求進一步檢查以明確診斷，更符合實際情景；其次，在臨床CBL教學中，亦多由教師提出患者主要癥狀或給出一定病歷信息后，由學習者在教師引導下進行討論，更有助于鍛煉思維。故本部分慕課設計擬放于學習者內科學課程學習尾聲，或者作為繼續教育內容，供已有一定內科學知識的學習者或者有深入學習需求的醫生使用。

另外，考慮到臨床癥狀具有較強的多樣性與變化性，故教師具有自行設計癥狀一級、二級菜單與共同維護的權利，即模仿維基百科的建設方案，初步建設擬參考軍事醫學科學出版社出版的《臨床癥狀體征鑒別診斷學》[9]目錄，初期用戶群體較少時，由后臺管理員進行維護。

2）以臨床思維為要點。擬進行基于CBL教學法的慕課設計旨在訓練臨床思維，即訓練臨床醫師對患者疾病進行診治過程中的認識活動和思維方法[10]。臨床思維的訓練多基于臨床經驗，然而醫學生本科階段接觸臨床機會有限，在實習規培等階段又多缺乏系統性的學習，臨床帶教教師也無充足時間進行一對一教學，并且為尊重患者，也不應進行多個醫學生相對于一位患者的鍛煉學習。所以，為讓醫學生更好地通過練習提升臨床思維，可以使用計算機技術模擬臨床對話情景，使他們有更真實的體驗感。

同時，循證醫學也可以為臨床思維訓練提供一定的證據支持，減少驗錯時間。圖1為現在較為通用的基于循證醫學的臨床思維模式圖，本文所設計慕課內容亦遵循此臨床思維[11-12]。

3）以NLP技術為核心。對于CBL教學法的慕課設計，其中最核心的技術就是通過自然語言處理技術讓計算機模擬臨床情景，從而實現良好人機交互。在設計此慕課時，擬接入圖靈機器人接口，降低技術成本，運用基于主題信息的上下文理解模型[13]提升機器人的智能化水平。對于在語料庫中不存在的內容，因自然語言的固有靈活性，需要學習者先回答“我什么感覺”“還好吧”等語句，并記錄在系統后臺進行句子相似度測量，由教師及管理人員進行案例修改，以提升計算機智能化水平。

網站建設擬以Django為前端框架，以MySQL為后端數據庫，以Python為編寫語言。當數據量積累到一定程度后，擬利用TensorFlow框架搭建深度學習程序，降低維護人力成本，同時提升系統智能程度。

整體框架設計 本慕課擬設計框架如圖2所示。全程由系統與學習者進行模擬臨床情況的對話，此外在系統設計時就身份給出區別：對研究生或需要進行繼續教育的醫生，需提供治療方案并且治療原則正確，才能結束訓練；對于本科生，則直接提示治療方案；對于非醫療背景人員，僅僅是醫療愛好者，可以學習診斷，而因考慮到醫療風險問題，不提供與治療相關的任何提示，由此進行學歷分級學習。除此之外，系統將按分級隨機抽取相應的初始案例資料，避免固定案例重復練習導致學習者興趣度降低。

在與系統對話的真實情景模擬中，包括患者與教師的角色模擬，以及學校及醫院等地的相關實習章程模擬，使學習者有真實的體驗感，并因實習章程成周期性訪問機制，減少學習者課程完成率低及活動時區不均勻分布（在截止日期前形成峰值）的狀況[7]。

在學習者確診后，將進行多人同行評議及系統檢驗，以避免自我評估，并通過增加同行評議總人數減少評議結果的個體差異，開闊個人診斷治療的思路。其間采取內容匿名化及評議匿名化，并通過排除評議最大值與最小值的方法減少誤差。

系統中癥狀體征相關內容由教師在整理案例時錄入，系統檢驗和檢查結果初期亦采用手工錄入方式，后期針對案例應用效果反饋更新案例內容；若有條件，可以采用OCR讀取，或者與醫院系統對接。

在鑒別要點處，如若可能，將提供一定的循證資料支持，以鍛煉學習者循證思維能力。不過因此系統主要思維方式來源于現代醫學的臨床思維，而非中醫學，故對于中醫類課程與中醫臨床技能鍛煉有待后續設計。

4 結語

基于CBL教學法的醫學慕課設計擬借助現代計算機技術應用于臨床教學中，提升學習者臨床思維能力，增加學習者實踐能力。此慕課輔助網站“以癥狀體征為分類，以臨床思維為要點，以NLP技術為核心”，基于循證醫學的思想，擬設計為現代醫學的臨床醫學教學。值得注意的是，雖然CBL教學法有助于提升學習者的臨床思維能力，但是臨床根本還是在于基礎知識與對人體病理生理的理解情況，所以此慕課設計僅作為臨床教學的輔助，或者作為繼續教育面向社區醫生等。

參考文獻

[1]Gardair C， Bousquet G， Lehmann-che J， et al. Les

coulisses dun Massive Open Online Course （MOOC） sur

le diagnostic des cancers[J].Annales de Pathologie，

2016，36（5）：305-311.

[2]Jackson J. Case-based learning and reticence in

a bilingual context： perceptions of business stu-dents in Hong Kong[J].System，2003（4）：457-469.

[3]Garvin D A. Making the Case： Professional educa-

tion for the world of practice[J].Harvard Magazine，

2003（1）：63.

[4]楊光富，張宏菊.案例教學：從哈佛走向世界：案例教學發展歷史研究[J].外國中小學教育，2008（6）：1-5.

[5]Srinivasan M， Wilkes M， Stevenson F， et al. Com-

paring Problem-Based Learning with Case-Based Lear-ning： Effects of a Major Curricular Shift at Two In-stitutions[J].Academic Medicine，2007，82（1）：74-82.

[6]Liyanagunawardena T R， Adams A A， Williams S A.

MOOCs： A systematic study of the published litera-ture 2008-2012[J].International Review of Research in Open and Distance Learning，2013，14（3）：202-227.

[7]Hossain M S， Shofiqul I M， Glinsky J V， et al. A

massive open online course（MOOC） can be used to teach

physiotherapy students about spinal cord injuries：

A randomised trial[J].Journal of Physiotherapy，2015，

61（1）：21-27.

[8]Kononowicz A A， Berman A H， Stathakarou N， et al. Virtual Patients in a Behavioral Medicine Massive Open Online Course （MOOC）： A Case-Based Analysis of Technical Capacity and User Navigation Pathways[J]. JMIR Medical Education，2015，1（2）：8.

[9]馬智，于柏龍.臨床癥狀體征鑒別診斷學[M].北京：軍事醫學科學出版社，2006.

[10]楊平，肖進，陳寶珍.醫學人文科學詞匯精解[M].上海：第二軍醫大學出版社，2002：64-68.

[11]Scott D C S， Adam S C， Diane A.從癥狀到診斷：循證學指導[M].劉梅顏，胡大一，譯.北京：人民軍醫出版社，2015：1-9.

[12]曾學軍，沙悅，黃曉明.內科臨床思維基本功釋例[M].北京：中國協和醫科大學出版社，2012：1-10.

[13]韓凱莉.基于主題信息的聊天機器人上下文理解模型的研究[D].長春：東北師范大學，2016.