孟德尔随机化分析联合PBL教学模式在《牙周病学》本科教学中的探索

贾睿微，赵浙妤，朱晓丹，曹金芳，王惠宁，孙晓瑜

温州医科大学附属口腔医院 牙周科，浙江 温州 325027

科研及创新是医学发展驱动力[1]，在本科阶段培养医学生科研创新能力至关重要[2]。《牙周病学》 是口腔医学本科阶段的重要课程[3]。然而，研究表明，83.03%的医学生在校期间未参加过科研活动。我国医学生群体缺乏良好的文献阅读能力和科研思维，存在观察力、科研创新能力不足等弱点[4-5]。

目前《牙周病学》教学形式单一、理论知识晦涩难懂、学生基础薄弱。在《牙周病学》教学中，多个章节阐释牙周疾病与全身疾病的密切关系，包括牙周病全身促进因素、牙周感染对全身疾病的影响，以及伴全身疾病患者及特殊人群的牙周治疗等[6-7]。该部分内容属于学科前沿，存在较多新科研成果，然而教材内容更新有所滞后，影响学生探究牙周炎与全身疾病关系。孟德尔随机化（Mendel randomization, MR）分析是一种利用遗传变异来推断疾病暴露因素和结果之间因果关系的方式，利于克服传统观察性研究和随机对照研究的局限性[8]。教会学生应用MR分析方法探究疾病因果关系，有助于提高其科研创新思维，加深对课本知识的理解[9]。

以问题为导向的教学方法（problem-based leaning, PBL）是目前主流的医学教育模式，有助于从灌输式的教导方式转化为以问题为导向的学习模式。PBL在牙周教学中应用广泛，可有效提高学生分析问题、解决问题能力[10]，但其依旧难以激发学生科研创新思维能力[11]。

本研究旨在指导学生运用MR分析手段和证据联合PBL教学，教会学生应用科研文献甄别牙周炎与全身系统疾病的准确相关性。这一教学方法旨在培养和激发学生整理阅读文献、科研思维能力和灵活运用知识的能力。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选取温州医科大学2019级五年制口腔医学专业共两个班级学生，随机按照班级分为实验组（MR分析联合PBL教学模式）与对照组（课堂授课联合PBL教学模式），实验组53人、对照组54人。两组均为大三学生，年龄为21～23岁。正式授课前，实验组综合成绩为（81.1±2.2）分，对照组综合成绩为（80.9±1.7）分，差异无统计学意义（t=0.623，P=0.535）。两组学生均在大三下学期开设《牙周病学》课程，使用人民卫生出版社《牙周病学》（第7版）教科书。由同一位老师讲授牙周感染对全身疾病的影响及伴全身疾病患者及特殊人群的牙周治疗章节内容。实验组采用MR分析联合PBL进行授课，而对照组采用传统教师授课方式结合PBL进行教学。两组学时相同，理论课均为26学时，实验课均为12学时，PBL实验课均为4学时，总计42学时。

1.2 研究方法

具体流程见图1。

图1 基于MR分析联合PBL的教学模式实践流程

1.2.1 线上讲授MR分析 在线下进行《牙周医学》授课之前，授课教师于线上引导实验组学生利用MR手段和证据分析牙周疾病与全身疾病之间的关系，对照组学生预习书本相关章节知识。选择中国大学慕课浙江省级精品课程在线开放课程牙周病学作为线上学习课程，向学生介绍MR分析的基本理论和方法；介绍查询最新、最佳证据的方法，并提供相关网站指导学生系统、完整而又迅速地获取所需医学文献；掌握正确阅读和评价医学文献的基本原则和方法；指导学生了解经验医学的不足和MR分析的优势。

1.2.2 PBL课前布置任务及线上沟通 教师根据教学大纲要求提出需要解决的问题、制定课堂讨论纲要，其内容涵盖牙周炎与全身疾病的关系、牙周炎影响全身疾病的可能机制以及伴全身疾病患者及特殊人群的牙周治疗；要求学生按照MR手段对牙周炎与各种全身系统疾病之间的因果关系及可能病理机制进行探究，依据文献进行系统整理分析。学生以小组为单位、每组3～4人利用课余时间查阅文献、检索PubMed等相关网站收集各种牙周炎和全身系统疾病关系的MR相关研究资料，对教师所提出的问题，依据MR结果进行归纳总结讨论。同时，建立学习微信群，课余时间在群里进行学习讨论。

1.2.3 PBL课堂上讨论MR文献及科研问题提出 教师课堂上再次演示MR分析。各学习小组代表按照教师提供的纲要，依据MR文献结果探究牙周炎与全身系统疾病之间的因果关系和可能的病理机制。教师在学生讨论的过程中进行引导和点评内容，包括收集资料的详尽性、对科研文献的理解，以及对牙周炎与全身疾病之间因果关系进行系统性分析等。接着，学生在前一阶段的基础上归纳总结，提出可行的科研思路进而制定科研计划或参与相关的课题组提升科研思维能力。

1.3 教学效果评价

1.3.1 资料收集及评价方法 学生在PBL课堂进行牙周炎和全身系统疾病因果关系的分析研究，成果展示及随堂考核，课后采用理论考试进行教学效果评估。同时，在课程结束1年后、临近毕业时，收集学生与教师讨论并参与的科研项目及发表科研文章等方面评估科研创新思维能力。

1.3.2 评价工具

1.3.2 .1 考试成绩 PBL教学课程结束后，教师给实验组和对照组学生布置同样的汇报任务，要求学生利用数据库或文献检索查阅牙周炎与糖尿病、心血管疾病等全身系统疾病的因果关系，思考整理出疾病相互关联的可能具体机制及疾病防治策略，在后续课堂上进行结果汇报以及成果展示，教师予以评分。

1.3.2 .2 课堂表现评价 课程结束后对实验组与对照组的任务结果汇报进行评分，参考林苇[10]、范丽加[11]、梁燕[12]的课堂表现评分标准。在此基础上自制评分表，每组总分为100分，平均分到各项二级评分标准中，分数越高说明课堂表现越好。评价的一级指标主要内容包括：课堂效果、思维能力及小组协作三部分。课堂效果评估学生的学习态度及个人能力提升，包括学习态度、接受能力、表达能力及查阅文献能力；思维能力考察学生在上课之后提出问题及分析解决问题能力；小组协作评价学生团队协作能力，包括在小组中发言讨论及总结归纳，并对小组最终的成果进行综合的评分。

1.3.2 .3 科研创新思维能力 课程结束一年后、临近毕业时，对学生参与科研项目，如“互联网+”大学生创新创业大赛等，撰写及发表论文数量进行统计评估[13]。

1.4 统计学学处理方法

2 结果

2.1 课堂表现评分

课程结束后，实验组课堂表现评价总分高于对照组，其中，实验组在课堂上的接受能力、查阅文献能力、分析问题能力、发言及讨论积极性及总结归纳能力高于对照组。差异有统计学意义（t=5.410，P＜0.05），见表1。

表1 实验组与对照组的课堂表现评分（±s）

表1 实验组与对照组的课堂表现评分（±s）

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2.2 理论考试成绩分析

实验组对于牙周炎和全身系统疾病因果关系内容的试题平均分（84.9±4.6）高于对照组（79.2± 4.3），差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 科研成果统计分析

两组学生在课程结束后1年，临近毕业时的科研成果统计表明，实验组科研问题提出数为5 个，参加科研项目数为12项，撰写及发表论文数为8篇；而对照组科研问题提出数为3个，参加科研项目数为7项，撰写及顺利发表论文数为3篇。实验组利用所学知识进行科学研究的能力优于对照组，可见MR分析联合PBL的教学模式在科研创新思维与能力提升方面是卓有成效的。

3 讨论

培养具备科研创新能力的高水平综合性人才已成为医学本科教育的当务之急。教师在教学中融入学科前沿科研热点和成果，培养学生科研创新思维至关重要[12]。我们将MR分析联合PBL的教学模式应用于《牙周病学》教学，发现：①学生总结出课本中阐述的与牙周炎相关的全身疾病（如关节炎、帕金森病、II型糖尿病等）在实际研究中可能不存在关联性，有待进一步探究。②该教学模式可提高学生随堂表现、考试理论成绩，及其对牙周炎与全身疾病相关性的探究。③该教学模式可提升学生接受知识、查阅文献、分析问题及总结归纳等能力，以及发言讨论的积极性。

当前牙周疾病治疗策略与病理机制存在较多前沿知识，然而教材内容更新缓慢，难以引发学生的钻研热情，且线下课程学时有限、课堂知识难以得到拓展[16]。同时，教学仍以“填鸭式”为主，直接对学生输出医学结论，缺乏科研思维过程的传授。MR分析是一种探究疾病因果关系的新方法[17-18]，将其融进本科生教学，可使学科前沿和课堂知识紧密相连，有效激发学生科研创新思维能力，从而推动牙周病学教学改革与创新[19]。比如，有一道考题是“牙周炎与糖尿病是否存在双向因果关系”。该题在教科书中没有明确答案，因此要求学生能够应用MR分析明确牙周炎和糖尿病是否存在因果关系、分析不同类型的糖尿病对牙周炎的影响、归纳牙周炎和糖尿病的共同病理机制等内容。考察结果中发现大部分学生可提供充分证据支持糖尿病与牙周炎的因果关系。学生通过自我学习，查阅科研文献，发现课本中牙周病学与全身疾病的关联存在不足以及待补充的内容，极大提升学生的科研思维能力及小组协作能力。

PBL是目前主流的医学教育方法，有助于从传统灌输式的教导方式转化为自主的和以问题为中心的学习模式。PBL在牙周教学中应用广泛，在学生分析问题、解决问题方面取得好效果[14]，但其依旧无法最大程度激发学生科研创新思维能力[15，20]。本项目应用MR分析联合PBL，丰富教学内容，改善教学形式，可有效提升教学质量，促使学生感受牙周病学的实用性和发展潜能。此外，教师与学生在PBL教学交流讨论中能够互相解惑释疑，教学相长，促使学生积极发现科研或临床问题，查找解决方法，为其未来临床工作奠定基础，同时对课本或文献知识取其精华去其糟粕，螺旋型自我提升，自我进步。

综上，MR分析联合PBL的教学模式是一种具有创新性及实用性的教学方法，可打破传统教学模式的局限，加深学生对于牙周疾病与全身疾病关联性的理解，提高学生科研思维能力、文献查阅能力及分析问题的能力，为牙周病学乃至整个口腔医学的理论教学提供新思路。