定量生理學(xué)課程新型混合式教學(xué)模式研究

晏善成++王俊++徐欣++吳建盛

摘 要：該文首先介紹與分析了當(dāng)前一些廣泛應(yīng)用的教學(xué)手段或方法，比如翻轉(zhuǎn)課堂、微課、基于問題的學(xué)習(xí)等，然后以筆者授課的定量生理學(xué)課程為例，充分考慮授課教師教育背景及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的要求，并結(jié)合如翻轉(zhuǎn)課堂、微課、基于問題的學(xué)習(xí)等多種教學(xué)手段，緊密結(jié)合教學(xué)大綱及知識模塊，開展了定量生理學(xué)課題新型混合式教學(xué)模式的研究，為進(jìn)一步建立及完善該門課程的教學(xué)平臺提供理論基礎(chǔ)及參考。

關(guān)鍵詞：定量生理學(xué) 教學(xué)手段 教學(xué)模式 課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0156-02

定量生理學(xué)可簡單理解為“生物學(xué)”+“工程學(xué)（工程科學(xué)及人體應(yīng)用）”，但作為南京郵電大學(xué)生物信息系生物醫(yī)學(xué)工程4年制本科專業(yè)的一門新興學(xué)科，它有自己的學(xué)科構(gòu)架，而非簡單地疊加或堆砌，而是應(yīng)該具有緊密的聯(lián)系和多學(xué)科的交叉融合，從而探索人體生命過程中電信號的每個(gè)環(huán)節(jié)，包括微觀（深入到研究單個(gè)細(xì)胞的電荷轉(zhuǎn)移）和宏觀（結(jié)合宏觀工程學(xué)，從大的角度來研究人體生物電的生命過程）生物電問題[1-2]。傳統(tǒng)的課堂上授課教師在講臺前只使用PPT、黑板上板書的授課方式或是課堂演示實(shí)驗(yàn)的授課方式顯然是不足以更好地開展此課程，而單一的廣泛被使用的新型教學(xué)手段（如翻轉(zhuǎn)課堂、微課、基于問題的學(xué)習(xí)等教學(xué)手段），也不能滿足該新型交叉課程的特點(diǎn)。因此，探索一種適合該課程特點(diǎn)的教學(xué)模式，是十分緊迫的。所以，該文從教學(xué)中存在的問題出發(fā)，擬探索綜合多種教學(xué)手段為一體的一種新型混合式教學(xué)模式，為進(jìn)一步提高該課程學(xué)習(xí)效果和建設(shè)完善定量生理學(xué)課程提供有益的借鑒。

1 一些廣泛應(yīng)用的教學(xué)手段或方法

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom）的授課方式為在正式的課堂前，學(xué)生利用教師在課前分發(fā)的相關(guān)課程資料先自主預(yù)學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，正式開課時(shí)再參與同學(xué)與教師間的互動(dòng)環(huán)節(jié)（如釋疑、解惑、探究、討論等），增加了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)生和教師之間的互動(dòng)時(shí)間，并掌握課程教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)的一種教學(xué)手段。越來越多的學(xué)校已接受翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念，并逐漸發(fā)展成為當(dāng)前教學(xué)改革的新浪潮[3]。

1.2 微課

微課（Micro-lecture）是一種新型的教學(xué)手段，具有“短小精悍、主題突出、交互性好、應(yīng)用面廣”等特點(diǎn)[4-6]。微課教學(xué)理念在我國教育領(lǐng)域不僅傳播迅速，而且相關(guān)實(shí)踐和推廣工作也非常迅速，甚至每年都有江蘇省及教育部國家級“微課大賽”評比。具體來說，上課視頻時(shí)間濃縮在10 min以內(nèi)，先幾十秒介紹上下課背景，然后羅列教學(xué)核心內(nèi)容，內(nèi)容短小精悍，該視頻還可以上傳教務(wù)系統(tǒng)或是教師的個(gè)人授課主頁。微課是一種微型網(wǎng)絡(luò)學(xué)科教育課程，符合現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育、終身學(xué)習(xí)的發(fā)展規(guī)律，在教育領(lǐng)域必將具有廣闊的發(fā)展前景。

1.3 基于問題的學(xué)習(xí)

基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-based Learning， PBL）通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)/學(xué)生分組間的合作來獲取與掌握隱含在問題背后的科學(xué)知識[7-9]，成為培育學(xué)生科學(xué)思維的一種教學(xué)方法。這種教育方式其實(shí)在西方的教育中是比較常見的，筆者在加州大學(xué)伯克利分校訪學(xué)期間曾經(jīng)旁聽過該校的大學(xué)生及研究生課堂，教授在課堂上講解基礎(chǔ)知識，學(xué)生可以隨時(shí)舉手提問，教授布置的后續(xù)課堂問題或是課程作業(yè)對于學(xué)生的小組協(xié)作能力（學(xué)生會(huì)自主分成幾個(gè)小組，組內(nèi)成員合作完成一個(gè)問題）及其解決問題的能力要求頗高，該教學(xué)手段有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、提高學(xué)生的思維能力及綜合素質(zhì)。

1.4 混合式教學(xué)模式

混合式教學(xué)或混合式學(xué)習(xí)（Blending Learning）是一種把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和數(shù)字化/網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)（E-Learning）方式兩者優(yōu)勢結(jié)合起來，從而獲得更佳學(xué)習(xí)效果的教學(xué)手段。隨著信息時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的應(yīng)用，高等教育信息化正以驚人的速度改變著本科生及其研究生們的學(xué)習(xí)方式[10-11]。網(wǎng)絡(luò)線上課程擴(kuò)展了教學(xué)資源，彌補(bǔ)了線下傳統(tǒng)課堂上的形式單一、知識單一的不足，使學(xué)生多了課前預(yù)習(xí)及課后補(bǔ)習(xí)的渠道，由此培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和學(xué)習(xí)的能力。

2 新型混合式教學(xué)模式探索

盡管上述目前幾種教學(xué)模式已經(jīng)在高校的多種學(xué)科教學(xué)中引起了重視，并取得了一些較為顯著的教學(xué)效果，但目前的定量生理學(xué)教學(xué)，仍沿用授課教師在課堂上以PPT教學(xué)、黑板板書輔助課堂演示實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)手段，因而圍繞該新興課程教學(xué)大綱和主要知識點(diǎn)內(nèi)容，綜合使用當(dāng)前較廣的多種教學(xué)手段，緊密結(jié)合教學(xué)大綱及知識模塊，開展了定量生理學(xué)課題新型混合式教學(xué)模式的研究，就顯得尤為必要。具體地說，筆者建議采取如下的主要措施。

（1）針對授課教師對不同專業(yè)背景的知識板塊不易于深入和系統(tǒng)把握（取決于授課教師的教育背景，目前授課教師的學(xué)士、碩士、博士3個(gè)專業(yè)一般不同），以及教師可能未能準(zhǔn)確把握科學(xué)前沿研究問題（尤其是以教學(xué)為主的教師或擔(dān)任行政職務(wù)的老師），使得授課教師需要充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)資源如Web of Science，EI數(shù)據(jù)庫，可以對某一個(gè)知識模塊或者某一個(gè)主題搜集最前沿的科研資料（包括相關(guān)的綜述文獻(xiàn)），然后錄制成基于知識模塊或是主題的短小視頻，采用微課教學(xué)手段進(jìn)一步深入討論和學(xué)習(xí)。

（2）針對傳統(tǒng)教學(xué)缺乏對學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)：充分利用翻轉(zhuǎn)課堂和PBL等學(xué)習(xí)模式，增加學(xué)生與教師之間的互動(dòng)和學(xué)生主動(dòng)科學(xué)思考、科學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)。在正式的課堂前，學(xué)生利用教師在課前分發(fā)的相關(guān)課程資料先自主預(yù)學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，正式開課時(shí)再參與同學(xué)與教師間的互動(dòng)環(huán)節(jié)，由此培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)，可以在課程的設(shè)置中，以PBL的課堂方式增加科學(xué)思維能力訓(xùn)練次數(shù)，激發(fā)學(xué)生利用定量生理學(xué)理論知識解決生物醫(yī)學(xué)工程中生物電的工程問題，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力。

（3）針對不同專業(yè)背景以及就業(yè)去向的學(xué)生（筆者所在地理與生物信息學(xué)院學(xué)生一般在生物信息學(xué)或是生物圖像方向就業(yè)），充分利用南京郵電大學(xué)大信息化戰(zhàn)略發(fā)展條件下的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式特點(diǎn)，結(jié)合輔導(dǎo)員提供的每位學(xué)生培養(yǎng)方案、個(gè)人興趣、發(fā)展方向，有針對性地調(diào)整課程內(nèi)容相關(guān)的模塊設(shè)置，并采用對應(yīng)的教學(xué)手段，讓所有的學(xué)生都能夠得到個(gè)體化的學(xué)習(xí)與教育。

綜上所述，筆者以授課的定量生理學(xué)課程為例，圍繞該新興課程教學(xué)大綱和主要知識點(diǎn)內(nèi)容，綜合使用當(dāng)前較廣的多種教學(xué)手段，緊密結(jié)合教學(xué)大綱及知識模塊，開展了定量生理學(xué)課題新型混合式教學(xué)模式的研究，為進(jìn)一步建立及完善該門課程的教學(xué)平臺提供理論基礎(chǔ)及參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 晏善成，王俊，陳勁松.科研創(chuàng)新型生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2014，12（6）：158-160.

[2] 晏善成，王俊.大學(xué)本科定量生理學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)[J].時(shí)代教育，2011（3）：20.

[3] 楊振剛.PBL方法在信息類專業(yè)課雙語教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].邏輯學(xué)研究，2007（9）：145-147.

[4] Shieh D.These lectures are gone in 60 seconds[J].Chronicle of Higher Education，2009，55（26）：A1-A13.

[5] 關(guān)中客.微課程[J].中國信息技術(shù)教育，2011（17）：14.

[6] 梁樂明，曹悄悄，張寶輝.微課程設(shè)計(jì)模式研究-于國內(nèi)外微課程的對比分析[J].開放教育研究，2013（1）：65-73.

[7] Albanese M A，Mitchell S.Problem-based learning：A review of literature on its outcomes and implementation issues[J].Academic Medicine，1993，68（1）：52-81.

[8] Al-Azri H，Ratnapalan S. Problem-based learning in continuing medical education： review of randomized controlled trials[J]. Canadian Family Physician Medecin De Famille Canadien，2014，60（2）：157-165.

[9] 張其亮，王愛春.基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的新型混合式教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（4）：27-32.

[10] 郭文革，北京大學(xué)“教育技術(shù)學(xué)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)模式探索[J].電化教育研究，2009（8）：59-63.

[11] Borondo J，Benito RM，Losada JC.Adapting physics courses in an engineering school to the b-learning philosophy[J].European Journal of Engineering Education，2014，39（5）：496-506.