案例庫在醫學教育中的研究應用

蔣雪梅，王艷華

（三峽大學醫學院病理學系，湖北 宜昌 443002）

0 引言

教育工作者越來越多地將基于問題的學習作為一種培養高階學習結果的方法；在基于問題的學習中，教師在學生探究過程中充當促進者，加深了對呈現給學習者的案例的理解。隨著學習者不斷地與同伴一起解決問題，并從導師那里得到反饋，他們會改進自己的指標，更好地記住案例。案例的推理為學生在課堂上解決問題提供了策略。案例推理的一個重要方面是學習者如何檢索和重用案例；這些迭代不僅有助于當前案例的意義構建，而且當遇到類似問題時，也可以重用該案例。通過案例庫學習環境，學習者可以獲得遇到類似問題專家如何敘述。這些有問題的聯系作為替代記憶的一種形式，為新手彌合專業知識的差距，并允許學習者將所學到的經驗教訓轉移到新問題上[1]。

1 案例庫的應用特點

案例庫的情境化性質有助于（a）將概念與實踐聯系起來，（b）以各種方式概念化空間問題[2]。在此過程中，案例庫提供了理解上下文變量的機會和促進認知靈活性[3]。案例應用于現有問題時，它們支持問題呈現和解決方案生成。利用案例庫學習環境，通過提供索引檢索支持，學習者解決問題的能力可能會提高。應用于案例庫學習環境時，該方法可以輔助相關案例的檢索，從而更好地為學習者提供最佳資源。在案例庫學習環境中主動支持檢索和重用；深入了解（a）案例推理中的知識結構是如何發展的，（b）學習者如何訪問案例，以及（c）重復解決問題的使用模式。當案例庫的設計明確鼓勵敘述之間的對比時，學習者可以提高學習結果[4]和更好地參與協作探究[5]。

在案例庫設計方面，不同案例庫條件之間的發現表明，假設孤立的案例可以作為替代記憶并彌合經驗鴻溝可能過于簡單。案例庫可以提供多種情況，使學習者能夠理解概念如何在一個語境中發揮作用。案例庫可以作為替代記憶的來源，獨特地構成了專家與新手之間的聯系。

2 案例庫在PBL的有效利用

問題化是一個沿著生產維度集中注意力的過程，但自然地，它不能保證這種注意力的集中會導致結果形成，學習者在利用PBL學習醫學知識時可以利用他們以前的經驗來解決新問題，特別是涉及知識結構發展的時候。如果學習者缺乏相關的知識結構，同時學習新的內容和解決復雜的問題就會遇到困難[6]。

案例庫的研究對PBL有多重影響，當學習者注意到PBL中問題的相關特征時，他們會更好地搜索記憶，并在遇到類似的經驗時檢索它。具體來說，學習者能夠更好地診斷一個問題并產生一個解決方案，Kolodner（1991）提出支持PBL的具體方式有兩種：問題解決型和解釋型。就問題解決型而言人們會參考之前的一組案例，并利用它們產生如何解決現有問題的想法。在這種方法中，案例提供幾乎正確的解決方案，并作為一種機制來診斷情況和闡明所選解決方案的潛在結果。在解釋風格方面，推理者使用案例進行情境分類、論證和辯護。

案例庫學習環境支撐了學生在PBL過程中對案例的概念化和解決方案的生成。根據一套預先設定的標準，學習者在PBL中推薦最佳案例，根據專業知識，案例庫需要檢索支持來更好地支持解決問題，這樣，學習者不僅能夠更好地檢索最優情況，而且能夠更好地利用經驗來解決PBL中提出的主要問題。案例庫直接嵌入到主要要解決的問題。在案例庫條件下，這些案例提供了相關的策略來解決主要問題。學習者還可以訪問多個案例，多個案例詳細說明了其他專家如何遇到類似的問題。在每個案例的最后，參與者被鼓勵思考所呈現的案例如何與要解決的主要問題相關聯的要點[7]。

3 案例庫在案例推理方面的有效利用

案例推理（CBR）方法起源于1982年。耶魯大學教授羅杰·尚克（Roger Schank）在1982年出版的《動態記憶》（Dynamic Memory）一書中說：“動態記憶是人工智能領域一種重要的新興問題解決方式和基于知識的學習方法?！彼鼧嫿ú⑿纬闪素S富的案例庫主體，并重用或修改類似的問題來解決問題。隨著CBR研究的不斷拓展，醫療診斷、機器故障診斷、企業咨詢決策、天氣預報等領域都覆蓋了CBR的應用。然而隨著CBR應用的不斷深入，程序員獲取和表達專業知識的難度越來越大[8]。因此，CBR技術對專業知識的結構化表達和案例檢索方法的需求越來越大。采用基于案例推理策略的類比理解方法，在問題解決機制中模擬人類的決策過程，有效地解決了非結構化和知識缺乏的問題。基于案例的推理過程主要包括案例知識表示、案例檢索、案例重用/案例修改和案例研究四個關鍵技術。基于案例的推理理論表明，案例庫可以幫助學習者理解問題空間的復雜性，并解決問題，這種面向問題的知識結構的發展是臨床案例教學的一個重要原因[9]。

在基于案例的推理檢索模型中，首先對案例進行標準化，將不同屬性以特征向量的形式進行映射。然后，在案例庫中搜索與新問題接近的匹配案例。如果我們在閾值范圍內發現相同的案例或相似的案例，舊案例的知識將被直接重用。否則根據最相似的案例修改評估方案，形成新的案例，保存到案例庫中。案例推理的進一步表明，案例庫可以用來協調專家和新手之間的經驗差距。通過案例庫學習環境解決專業知識缺乏，這是一種替代記憶。當學習者解決問題時，一個具有代表性的案例數據庫可以讓學習者看到專家是如何遇到類似問題并解決的，作為范例的案例庫被記錄下來，以使學習者接觸最佳實踐，并隨后改進學習者在反思過程中對現象的理解；在反思和提高問題空間內領域原則的意識方面呈現給學習者的案例庫是有益的。接觸多個案例可以讓學習者了解問題如何在不同的情況下表現不同，從而比較和對比問題，以獲得更深入的理解[10]。

4 案例庫的局限

案例庫實現也面臨重大挑戰，學習者很難識別案例中重要的相關方面；如果學習者不能記住和重用基于重要索引的經驗，案例庫在支持解決問題方面是無效的。專家和新手對案例的感知方式明顯不同，關注體驗的方面不同，也就是說，新手無法識別案件的相關方面或可能在解決問題期間使用相關不恰當案例[10]，學習者往往不能充分利用嵌入在案例庫中的聯系。如果學生不能充分認識或利用案例中的關鍵指標，他們將無法保留記憶，并在需要時進行檢索[11]。

5 結論

案例庫在解決基于案例的學習時面臨諸多挑戰。未來的研究可以進一步探索案例設計是如何呈現給學習者的。案例庫彌合了經常引用的經驗差距，可以探索低成本選項在傳遞案例方面的有效性，并促進解決問題的轉移。未來研究的另一個機會包括探索跨各種案例庫條件的檢索模式。