学习曲线指一定时间内获得的技能或知识的速率。学习曲线最初应用于飞机制造工业,随着飞机产量的增加,建造一架飞机所需的工时数是减少的,学习曲线反映熟能生巧。
20世纪70年代,学习曲线被引入医学领域中,用于描述微创手术中新术式的学习过程。随后广泛应用于外科手术技能水平评估、培训计划设计等医学教育和研究领域。学习曲线常以横轴表示反复次数(探索次数),以纵轴表示学习结果,通常为可测量的客观数值,如错误数、操作时长、操作项目评分等。
典型的学习曲线分为3个区段(图3-3-1),第一个是缓慢开始区,通常情况下,学习者刚接触某个领域时,有个逐渐了解熟悉的过程,此期间学习成效往往不是很明显;第二个是加速提高区,一旦学习者掌握了此领域相关基础和规律,在每次重复学习时,学习者表现出显著的学习收益,此阶段,学习效率最高;第三个是高原区,也称为平台区,学习者的学习速率会逐渐减慢,最终在特定的学习环境中,学习结果逐渐趋近于其最高水平。
图3-3-1 学习曲线
随着医学模拟教育的不断发展及研究的深入,采用模拟手段进行刻意训练越来越被认为是一种有效的临床技能教学策略。许多研究表明,医学模拟培训能显著缩短训练时长,提升技能水平。
为了客观展现模拟培训特点,优化模拟培训课程设置,学习曲线常被用来描绘刻意训练过程。在各类操作性技能模拟培训中,为了绘制学习曲线,需要确立一个有效、可靠的学习结果测量指标。目前,常用的学习结果测量指标有操作(手术)时间、评分、反映操作(手术)难度的指标、操作过程和操作结果的描述指标等。例如,利用胸腔穿刺模型进行胸腔穿刺训练时,我们常以胸腔穿刺操作要点设立的评分表来进行每次训练的学习结果测量,此外,还可以将胸腔穿刺操作错误数、操作信心、操作时长等作为学习结果测量指标,从而多维度绘制学习曲线。为了从学习曲线中得出有意义的结论,所选用的任何测量变量应尽可能具有高效度,这里强调的高效度主要指学习结果测量指标能体现某项技能操作的掌握度,能真实反映该项操作的水平。但在实践过程中,我们往往选择更易于获取的测量指标来记录学习结果。
根据收集整理的学习次数和学习结果数据,采用散点图便可以描绘出学习曲线,此外也可运用统计软件进行拟合生成学习曲线。学习曲线可以用于描述个人学习某项操作性技能过程的特征,也可描述一组学习者的学习特征。如果对一个学习者实时测绘其练习某项技能的学习曲线,则可以足够精细地展示学习者从新手到精通的全过程。而一个学习群体的学习曲线则可以给我们提供一些非常重要的信息,例如,学习者必须刻意训练多少次才能达到熟练水平?该项技能的学习是否存在潜伏期(缓慢开始区)?可达到的最大学习成绩是多少?一种教学方法是否比另一种教学方法更有效?这些信息将十分有助于教育培训者制订更高效的培训计划。比如,有研究显示医学本科生进行5次腰椎穿刺模拟训练、4次胸腔穿刺模拟训练,学习曲线即进入平台期。
此外,学习曲线可作为一种理想的评估指标。学习曲线可与形成性评价(formative assessment)紧密结合,对学习者学习过程进行持续观察、记录、反思,通过对比某项技能已经成熟运用的学习曲线,我们可以清楚某个学习者是否沿着正常学习路径行进,或学习面临困难需要及时干预。而学习曲线用于总结性评价(summative assessment)(又称终结性评价、事后评价,一般是在教学活动告一段落后,为了解教学活动的最终效果而进行的评价)仍有待于未来进一步研究。
如果在技能培训结束后仍继续追踪学习者表现,学习者掌握该项知识或技能的水平可能会呈现衰退现象,这是正常的遗忘过程,可以用“遗忘曲线”来表示。将学习曲线与遗忘曲线整合可绘制完整的能力发展和衰退周期,从而帮助学习者认识到他们何时需要额外的学习培训。