案例库在医学教育中的研究应用

2022-04-07蒋雪梅王艳华

科教导刊·电子版 2022年32期

蒋雪梅，王艳华

（三峡大学医学院病理学系，湖北宜昌 443002）

0 引言

教育工作者越来越多地将基于问题的学习作为一种培养高阶学习结果的方法；在基于问题的学习中，教师在学生探究过程中充当促进者，加深了对呈现给学习者的案例的理解。随着学习者不断地与同伴一起解决问题，并从导师那里得到反馈，他们会改进自己的指标，更好地记住案例。案例的推理为学生在课堂上解决问题提供了策略。案例推理的一个重要方面是学习者如何检索和重用案例；这些迭代不仅有助于当前案例的意义构建，而且当遇到类似问题时，也可以重用该案例。通过案例库学习环境，学习者可以获得遇到类似问题专家如何叙述。这些有问题的联系作为替代记忆的一种形式，为新手弥合专业知识的差距，并允许学习者将所学到的经验教训转移到新问题上[1]。

1 案例库的应用特点

案例库的情境化性质有助于（a）将概念与实践联系起来，（b）以各种方式概念化空间问题[2]。在此过程中，案例库提供了理解上下文变量的机会和促进认知灵活性[3]。案例应用于现有问题时，它们支持问题呈现和解决方案生成。利用案例库学习环境，通过提供索引检索支持，学习者解决问题的能力可能会提高。应用于案例库学习环境时，该方法可以辅助相关案例的检索，从而更好地为学习者提供最佳资源。在案例库学习环境中主动支持检索和重用；深入了解（a）案例推理中的知识结构是如何发展的，（b）学习者如何访问案例，以及（c）重复解决问题的使用模式。当案例库的设计明确鼓励叙述之间的对比时，学习者可以提高学习结果[4]和更好地参与协作探究[5]。

在案例库设计方面，不同案例库条件之间的发现表明，假设孤立的案例可以作为替代记忆并弥合经验鸿沟可能过于简单。案例库可以提供多种情况，使学习者能够理解概念如何在一个语境中发挥作用。案例库可以作为替代记忆的来源，独特地构成了专家与新手之间的联系。

2 案例库在PBL的有效利用

问题化是一个沿着生产维度集中注意力的过程，但自然地，它不能保证这种注意力的集中会导致结果形成，学习者在利用PBL学习医学知识时可以利用他们以前的经验来解决新问题，特别是涉及知识结构发展的时候。如果学习者缺乏相关的知识结构，同时学习新的内容和解决复杂的问题就会遇到困难[6]。

案例库的研究对PBL有多重影响，当学习者注意到PBL中问题的相关特征时，他们会更好地搜索记忆，并在遇到类似的经验时检索它。具体来说，学习者能够更好地诊断一个问题并产生一个解决方案，Kolodner（1991）提出支持PBL的具体方式有两种：问题解决型和解释型。就问题解决型而言人们会参考之前的一组案例，并利用它们产生如何解决现有问题的想法。在这种方法中，案例提供几乎正确的解决方案，并作为一种机制来诊断情况和阐明所选解决方案的潜在结果。在解释风格方面，推理者使用案例进行情境分类、论证和辩护。

案例库学习环境支撑了学生在PBL过程中对案例的概念化和解决方案的生成。根据一套预先设定的标准，学习者在PBL中推荐最佳案例，根据专业知识，案例库需要检索支持来更好地支持解决问题，这样，学习者不仅能够更好地检索最优情况，而且能够更好地利用经验来解决PBL中提出的主要问题。案例库直接嵌入到主要要解决的问题。在案例库条件下，这些案例提供了相关的策略来解决主要问题。学习者还可以访问多个案例，多个案例详细说明了其他专家如何遇到类似的问题。在每个案例的最后，参与者被鼓励思考所呈现的案例如何与要解决的主要问题相关联的要点[7]。

3 案例库在案例推理方面的有效利用

案例推理（CBR）方法起源于1982年。耶鲁大学教授罗杰·尚克（Roger Schank）在1982年出版的《动态记忆》（Dynamic Memory）一书中说：“动态记忆是人工智能领域一种重要的新兴问题解决方式和基于知识的学习方法。”它构建并形成了丰富的案例库主体，并重用或修改类似的问题来解决问题。随着CBR研究的不断拓展，医疗诊断、机器故障诊断、企业咨询决策、天气预报等领域都覆盖了CBR的应用。然而随着CBR应用的不断深入，程序员获取和表达专业知识的难度越来越大[8]。因此，CBR技术对专业知识的结构化表达和案例检索方法的需求越来越大。采用基于案例推理策略的类比理解方法，在问题解决机制中模拟人类的决策过程，有效地解决了非结构化和知识缺乏的问题。基于案例的推理过程主要包括案例知识表示、案例检索、案例重用/案例修改和案例研究四个关键技术。基于案例的推理理论表明，案例库可以帮助学习者理解问题空间的复杂性，并解决问题，这种面向问题的知识结构的发展是临床案例教学的一个重要原因[9]。

在基于案例的推理检索模型中，首先对案例进行标准化，将不同属性以特征向量的形式进行映射。然后，在案例库中搜索与新问题接近的匹配案例。如果我们在阈值范围内发现相同的案例或相似的案例，旧案例的知识将被直接重用。否则根据最相似的案例修改评估方案，形成新的案例，保存到案例库中。案例推理的进一步表明，案例库可以用来协调专家和新手之间的经验差距。通过案例库学习环境解决专业知识缺乏，这是一种替代记忆。当学习者解决问题时，一个具有代表性的案例数据库可以让学习者看到专家是如何遇到类似问题并解决的，作为范例的案例库被记录下来，以使学习者接触最佳实践，并随后改进学习者在反思过程中对现象的理解；在反思和提高问题空间内领域原则的意识方面呈现给学习者的案例库是有益的。接触多个案例可以让学习者了解问题如何在不同的情况下表现不同，从而比较和对比问题，以获得更深入的理解[10]。

4 案例库的局限

案例库实现也面临重大挑战，学习者很难识别案例中重要的相关方面；如果学习者不能记住和重用基于重要索引的经验，案例库在支持解决问题方面是无效的。专家和新手对案例的感知方式明显不同，关注体验的方面不同，也就是说，新手无法识别案件的相关方面或可能在解决问题期间使用相关不恰当案例[10]，学习者往往不能充分利用嵌入在案例库中的联系。如果学生不能充分认识或利用案例中的关键指标，他们将无法保留记忆，并在需要时进行检索[11]。