结构化案例式学习与传统讲授法在提升骨科住院医师临床决策能力方面的有效性比较

摘要

该论文描述了基于结构化案例的学习（CBL）可使骨科住院医师的决策能力产生中等程度且持久的提升，改善其决策的准确性、恰当性、速度、知识掌握水平及沟通能力。在校正基线能力与出勤率因素后，CBL的效果仍然持续，支持将翻转课堂式结构化案例讨论、明确的决策节点以及引导式总结纳入住院医师教学体系中。

摘要

临床决策是骨科住院医师培训的核心，但传统的讲授式教学在强调信息传递的同时，难以有效培养主动推理能力，因此教学效果有限。结构化的案例教学法（CBL）被提出作为一种以学习者为中心的替代方法，旨在培养诊断推理、治疗计划制定以及在不确定性条件下的决策能力。本研究旨在比较结构化案例教学法与传统讲授式教学（TDL）在提升骨科住院医师临床决策能力方面的教学效果。研究在中国四家住院医师规范化培训基地开展了一项回顾性、多中心队列研究，共纳入120名骨科住院医师（CBL组和TDL组各n = 60）。两组均完成为期8周的课程，涵盖八个高风险骨科主题，教学时长和教学目标相同。CBL组采用翻转课堂预习、渐进式案例呈现、强制决策节点和结构化复盘等教学环节；TDL组则采用基于幻灯片的讲座，并辅以问答环节。主要结局指标为预先设定的综合临床决策评分，该评分来源于标准化客观结构化临床考试（OSCE）决策站点、情境一致性测试（Script Concordance Test）以及正确决策所需时间等指标。次要结局包括知识掌握水平、治疗方案的合理性、沟通评分、8周后的知识保持率、学员满意度、参与度和认知负荷。评估人员对教学分组信息保持盲态。两组在基线特征和初始表现上具有可比性。干预后及8周随访时，CBL组的综合决策能力评分均显著高于TDL组，效应量为中等。在OSCE表现、不确定性条件下的推理能力、决策速度、知识得分、治疗方案合理性和沟通评分等次要结局上，CBL组也 consistently 占优。CBL组学员满意度更高，而两组在认知负荷和出勤率方面相似。研究结果表明，与传统讲授式教学相比，结构化案例教学法在骨科住院医师培训中具有更优的教学效果，且在决策能力提升方面具有持久性。该发现支持将结构化、以决策为核心的案例讨论整合入住院医师的理论课程体系中。

引言

临床决策是骨科住院医师培训的核心。在任何一次值班期间，住院医师都必须将不完整的病史、动态变化的体格检查结果、影像学资料、实验室数据以及系统性制约因素整合起来，及时制定出合理且可辩护的诊疗方案。与事实性知识的记忆不同，这类判断具有情境性和概率性，受到不确定性、时间压力以及患者目标和风险特征差异的影响。传统的讲授式教学目前仍是许多住院医师培训项目中的主要教学形式，因其能够高效传递与考试大纲相一致的标准化知识。然而，越来越多的证据表明，结构化的基于案例的学习（CBL），尤其是在翻转课堂或混合式教学设计中，能更直接地针对专家临床推理背后的认知过程，因此可能更适用于培养在不确定性条件下进行准确诊断、制定管理计划以及有效沟通的能力¹。在骨科教育领域，早期研究显示，让住院医师参与贴近实际的病例，逐步披露信息，并在关键决策点强制做出判断，可在知识应用和考试表现等与临床实践相关的结局指标上，起到补充甚至优于传统讲授的效果²。研究生医学教育正日益转向以学习者为中心、以能力为导向的教学模式，强调批判性思维和临床决策能力的培养。CBL 将问题解决置于真实的临床情境之中，有助于弥合理论教学与实际应用之间的鸿沟。尽管 CBL 已在西方培训体系中广泛应用，中国内地的许多培训项目仍主要依赖讲授式教学。这一背景为评估 CBL 在向成果导向教育转型过程中的教学体系中的有效性提供了契机。本研究在中国多家教学医院中比较结构化 CBL 与传统讲授式教学的效果，重点关注住院医师的知识获取、问题解决能力以及学习者满意度。

基于讲座的教学方式在骨科教育中的局限性已有充分文献记载。尽管讲座有助于知识的覆盖和标准化，但其主要使学习者处于被动接受信息的地位，难以提供充分机会让学习者阐述假设、做出诊疗决策并获得针对性反馈。这些高阶推理能力对于急诊科、门诊和手术室中的骨科临床实践至关重要。临床培训经历的差异进一步增加了培训难度，因为住院医师在某一轮转期间可能无法接触到均衡的疾病谱或关键决策场景。结构化的案例式学习（CBL）通过刻意模拟常见且高风险的临床情景，弥补了上述不足，促使学习者论证诊断与治疗选择，适应动态变化的临床信息，并在支持性的环境中反思结果，从而鼓励反馈与反复训练¹。有证据表明，将讲授式教学时间重新分配至互动式教学模式，可提升标准化考试成绩，这进一步支持了此类教学模式的转变²。

新冠疫情加速了人们对传统教育模式的重新评估，推动了虚拟和混合式学习形式的快速采用。全球范围内的骨科培训项目尝试了同步视频会议、异步资源库以及全国性网络研讨会，暴露出被动式在线讲座的局限性，同时也展现了互动式教学方法的潜力^3,4,5。这一时期的报告显示，尽管手术实践机会减少，但教学内容的多样性、外部专家资源的获取以及跨机构合作得到拓展，这些条件有利于精心设计的案例教学法（CBL）的实施^4,5。此后，许多培训项目保留了混合式教学模式，将简明的课前准备与互动式案例讨论、模拟训练以及需要学员做出决策并参与反思性总结的异步论坛相结合。与此同时，骨科学领域出现了经过系统规划、多机构协作的课程体系，大规模地实践翻转课堂和案例教学原则。全国共享的培训项目通过标准化的预习任务和结构化讨论提示，强调培养学员像骨科医生一样思考，证明了此类模式在住院医师教育中的可行性与适应性^6,7。骨科及相关领域的研究一致表明，教育质量的关键在于互动性、有目的性的案例设计以及教学与评估之间的一致性，而非单纯依赖教学平台^8,9,10,11。关于在线和虚拟案例教学形式的研究显示，相较于传统教学，当案例包含渐进式信息呈现、强制决策和结构化反思时，临床推理能力的提升效果更为显著^{12,13,14,15,16}。案例教学法还通过模拟训练和沉浸式技术得以拓展，使住院医师能够在罕见或高风险情境下（如严重创伤、伦理困境和质量改进项目）演练临床决策过程^{17,18,19,20,21,22}。这些方法强调临床选择及其合理性，而不仅仅是操作技能，更契合骨科临床实践中的认知需求。

在医学及相关健康教育领域开展的多项荟萃分析进一步支持基于案例的教学法（CBL）相较于传统讲授法的优势具有广泛适用性，这为在骨科住院医师培训环境中开展严谨评估提供了有力依据²³。共享案例资源库与协作式病例讨论已成为推动结构化CBL实施的有效手段，有助于在手术暴露和临床工作量存在差异的情况下，标准化地提供临床决策训练机会^{24,25,26,27,28,29}。上述多方面的证据共同支持将结构化CBL与传统讲授式教学在骨科住院医师培训中进行聚焦比较，所采用的评估指标应与实际临床工作表现相一致。除知识测试外，有意义的评估还应涵盖诊断准确性、治疗决策的合理性与时效性、手术规划能力以及沟通表现。结构化CBL并非旨在取代讲授课程，而是重新调整教学时间的分配，使教学活动更贴近真实的临床决策过程。讲授法可提供简明的概念框架，而CBL则促使住院医师在不确定情境下应用这些框架，阐明利弊权衡，并获得反馈。本研究旨在验证如下假设：与覆盖相同内容的讲授式教学相比，经过精心设计、与评估目标相一致的结构化CBL课程能够更显著地提升住院医师在临床决策和沟通能力方面的表现，从而为未来骨科住院医师教育的课程设计提供依据³⁰。

方案

本回顾性教育研究已获得各参与住院医师培训中心的机构审查委员会/伦理委员会批准。所有操作均须遵循《赫尔辛基宣言》及各机构适用的规章制度。根据机构审查委员会对低风险教育研究的要求，本研究已获免除知情同意。应确保参与或不参与本研究不会影响学术评估、临床职责或晋升决策。

1. 研究设计

1. 在四个研究生医学教育（PGME）骨科培训中心开展一项回顾性、多中心队列研究。确定在2023年1月至12月期间完成结构化基于案例的学习（CBL）课程或传统讲授式教学（TDL）的合格参与者，这些课程为标准课程的一部分。从存档的学术、评估和培训记录中提取数据。根据研究期间接受的教学形式，将参与者分配至CBL组或TDL组。
2. 指定一名未参与教学、评估或记录生成的独立研究人员负责分组分类和数据提取。确保两种教学组接受的总教学时间相等，且学习目标相同。将知识获取定义为主要结局，将批判性思维、问题解决能力及学习者满意度定义为次要结局。
3. 研究标准
   1. 纳入标准：纳入在研究期间正在参与项目的住院医师，其处于住院医师培训第1至第5年（PGY 1–5）。要求住院医师已完成至少6个月的临床轮转任务，参加至少75%的计划教学课程，并在评估期间同意进行视频录制。
   2. 排除标准：排除在整个干预期间持续安排在非本专业轮转的住院医师；排除计划休假超过连续2周、在过去12个月内已参与过涵盖相同主题的全院范围正式CBL课程，或拒绝提供知情同意的住院医师。

2. 招募与样本量

1. 根据机构培训记录，回顾性地确定符合条件的住院医师。按照培训地点和毕业后年级水平对参与者进行分层。纳入那些具有完整学术成绩、评估记录和出勤数据的住院医师。确认在研究期间，所有参与机构均已建立基于案例的学习（CBL）和基于任务的学习（TDL）作为教学形式。
2. 在最终分析中纳入120名住院医师，其中60名分配至CBL组，60名分配至TDL组。基于观察到的方差进行事后精确度评估，以验证现有样本量是否足以检测不同教学形式之间中等标准化效应大小的差异。

3. 干预措施

1. 在8周内，采用相同的八个核心骨科主题进行两个教学组的干预，这些主题根据临床发生频率、风险和决策复杂性进行选择。涵盖老年股骨转子间骨折、多发伤中的股骨干骨折、基于损伤控制原则的开放性胫骨骨折、疑似骨筋膜室综合征、假体周围关节感染、前交叉韧带断裂合并半月板损伤、伴有 impending 骨折的转移性骨病，以及马尾综合征。
2. 结构化病例教学组
   1. 连续8周，每周开展一次90分钟的基于病例的学习（CBL）课程。将住院医师分配至每组8–10人的小组。在课程前通过学习管理系统提供预习材料，包括20–30分钟的微型讲座、指南摘要和包含5道题的准备度测试。
   2. 每次课程呈现两个标准化临床病例，采用逐步披露信息的方式，从病史开始，逐步引入体格检查结果、影像学资料、实验室数据及病情演变过程。要求住院医师在预设的决策节点，通过投票或书面说明的方式明确诊断和治疗决策。引入决策支持支架，包括结构化检查清单、简短的循证暂停环节，以及针对常见认知偏差的提示。
   3. 每次课程配备两名经过培训的教师担任引导者，并要求其遵循标准化指导手册，明确教学目标、引导问题和时间安排。每个病例结束后进行10–15分钟的结构化复盘，将住院医师的临床推理与专家路径进行比对，识别关键决策转折点，并总结可迁移的启发式策略。
   4. 通过在各教学点指派教育观察员，使用标准化的10项检查清单评估对CBL核心要素的执行情况，以监控干预实施的保真度。
3. 传统讲授式教学组
   1. 连续8周，每周开展一次75分钟的现场授课，随后进行15分钟的问答环节。授课内容由经过专科培训的骨科教师采用幻灯片演示形式讲授。确保授课内容覆盖与CBL组相同的学习目标和知识领域。
   2. 允许在每次授课结束时选择性地展示一个示例性病例摘要，但不采用逐步披露信息、强制决策或结构化复盘的方式。通过标准化检查清单评估授课中教学目标的陈述、内容覆盖范围、节奏控制以及问答环节的实施情况，以监控教学保真度。
4. 防污染措施
   1. 将CBL组和TDL组的课程安排在不同的日期或时间段，并为两个教学组分别指派独立的教师团队。通过密码保护的平台限制教学材料的访问权限。明确要求参与者不得在不同组之间共享材料，并通过考勤记录和学习管理系统访问日志进行监控。

4. 结局指标（图1）

1. 主要结局
   1. 使用预设的复合评分，在干预后及8周随访时评估临床决策能力。综合四个客观结构化临床考试（OSCE）决策站点、30题的情景一致性测试（Script Concordance Test）以及限时病例 vignettes 中的正确决策时间指标来评估表现。对所有组成部分的得分进行标准化，并计算复合z分数作为主要终点。
2. 次要结局
   1. 采用与教学大纲相匹配的40题多项选择考试评估知识水平。通过盲法专家小组评分评估管理决策的适当性。在OSCE考核中使用9项全局评分量表测量沟通表现。评估所有结局在8周时的保持情况。使用经过验证的量表收集学习者自我报告的准备度、认知负荷和满意度。通过出勤率、课前任务完成情况和决策承诺频率来量化参与度。

5. 测量步骤与质量保证

1. 在数据收集前，使用详细的脚本和校准培训环节对标准化病人、模拟技术员和考官进行培训。对OSCE考官、情境一致性测试（Script Concordance Test）评分人员以及选择题阅卷人员设盲，使其不知晓教学分组情况。
2. 采用组内相关系数监测评分者间信度，使用Cronbach's α系数评估内部一致性。在不同时间点使用平行的评估表单，并依据预试验数据平衡题目难度。

6. 数据收集与管理

1. 从机构记录中回顾性提取基线人口统计学、学术及培训数据。使用基于角色的访问控制，将所有数据汇编至安全的 REDCap 数据库中。在分析前对所有记录进行去标识化处理，并分配特定研究的识别代码。仅根据伦理批准的要求，为评分和保真度核查目的查阅视频录像。

7. 依从性与依从度监测

1. 每个地点至少抽取25%的课程进行依从性评估。若基于清单的10项指标中至少满足8项，则将案例教学（CBL）课程归类为依从性课程；若清单中的5项标准中至少满足4项，则将传统教学（TDL）课程归类为依从性课程。将学员的依从性定义为参加至少8次课程中的6次，并完成至少75%的必要课前任务（如适用）。

8. 统计分析

1. 采用意向性治疗框架分析结果。使用线性混合效应模型比较各组，模型中纳入组别、时间及交互项，并为受试者设置随机截距，为研究中心和住院医师培训年资（PGY）水平设置固定效应。在干预后和随访分析中对基线评分进行校正。对次要结局采用适当的混合效应模型或事件发生时间分析方法进行建模。若缺失数据极少，采用完整病例分析；若缺失数据超过预设阈值，则采用多重插补法处理。

9. 实施时间表

1. 在实施干预前，完成教师培训、案例试用、考官校准和基线评估。在8周内实施教学干预。第9周进行干预后即时评估，第17周进行保留效果评估。之后进行数据清理、信度估计和盲法统计分析。

结果

基线特征（表1）
共120名受试者被分配至CBL组或TDL组，每组n=60。两组在人口统计学和培训相关变量方面均具有良好的均衡性。平均年龄相似（CBL组29.0 ± 2.1岁 vs TDL组29.2 ± 2.0岁；p=0.56），性别分布无差异（男性：70.00% vs 71.67%，p=0.84；女性：30.00% vs 28.33%，p=0.84），住院医师年级（PGY）水平几乎相同，各组中PGY-1至PGY-5各级别均各占20.00%（TDL组PGY-2为23.33% vs CBL组20.00%；总体p=0.93）。近期临床接触情况相当（既往创伤轮转：46.67% vs 45.00%，p=0.86；既往模拟培训经历：75.00% vs 76.67%，p=0.84）。基线学术指标与自我效能感亦相似（最新OITE百分位数：62.5 ± 14.0 vs 61.9 ± 13.7，p=0.81；自我效能感评分：6.4 ± 1.4 vs 6.3 ± 1.5，p=0.68）。总体而言，未观察到具有临床意义的组间不平衡。

随时间变化的...

讨论

本研究评估了一种结构化的基于案例的学习（CBL）方法，旨在加强骨科住院医师的临床决策能力，并将其与在相同教学时间内进行的传统讲授式授课进行了比较。除了对比学习效果外，研究结果还阐明了结构化CBL发挥作用的教学机制，并明确了该方法如何在毕业后医学教育中实施、调整和拓展。

该方法的关键步骤
结构化案例式学习（CBL）干预的有效性依赖于三个核心要素：决策节点、强制承诺和结构化复盘。决策节点被有意识地嵌入每个案例中，以反映骨科临床实践中常见的转折点，例如诊断优先级的确定、手术与非手术治疗方案的选择，以及干预措施的顺序安排。在这些关键节点，住院医师必须在获取更多附加信息之前做出明确选择，从而防止事后合理化。强制承诺要求学习者在不确定性条件下公开表达其推理过程，这一认知行为已被证明可增强临床教育中的分析性思维能力，并减少回溯性偏差^1,31。每个案例后的结构化复盘将住院医师的决策与专家的推理路径进行对照，澄清替代策略的适用情境，并强调...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
决策节点轮询系统	Poll Everywhere / LMS 工具	N/A	在基于案例的学习（CBL）环节中记录已确认的选择
高保真模拟器	Laerdal / CAE Healthcare	N/A	用于OSCE决策站点及限时情景测试
REDCap 数据管理系统	Vanderbilt	N/A	安全的数据采集、基于角色的访问控制
统计分析软件	SPSS	N/A	线性混合效应模型、广义混合模型、Cox 模型