定量生理學課程新型混合式教學模式研究

晏善成++王俊++徐欣++吳建盛

摘 要：該文首先介紹與分析了當前一些廣泛應用的教學手段或方法，比如翻轉課堂、微課、基于問題的學習等，然后以筆者授課的定量生理學課程為例，充分考慮授課教師教育背景及培養學生科學思維能力的要求，并結合如翻轉課堂、微課、基于問題的學習等多種教學手段，緊密結合教學大綱及知識模塊，開展了定量生理學課題新型混合式教學模式的研究，為進一步建立及完善該門課程的教學平臺提供理論基礎及參考。

關鍵詞：定量生理學 教學手段 教學模式 課程建設

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

定量生理學可簡單理解為“生物學”+“工程學（工程科學及人體應用）”，但作為南京郵電大學生物信息系生物醫學工程4年制本科專業的一門新興學科，它有自己的學科構架，而非簡單地疊加或堆砌，而是應該具有緊密的聯系和多學科的交叉融合，從而探索人體生命過程中電信號的每個環節，包括微觀（深入到研究單個細胞的電荷轉移）和宏觀（結合宏觀工程學，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驗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手段（如翻轉課堂、微課、基于問題的學習等教學手段），也不能滿足該新型交叉課程的特點。因此，探索一種適合該課程特點的教學模式，是十分緊迫的。所以，該文從教學中存在的問題出發，擬探索綜合多種教學手段為一體的一種新型混合式教學模式，為進一步提高該課程學習效果和建設完善定量生理學課程提供有益的借鑒。

1 一些廣泛應用的教學手段或方法

1.1 翻轉課堂

翻轉課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom）的授課方式為在正式的課堂前，學生利用教師在課前分發的相關課程資料先自主預學習課程內容，正式開課時再參與同學與教師間的互動環節（如釋疑、解惑、探究、討論等），增加了學生的個性化學習時間、學生和教師之間的互動時間，并掌握課程教學內容學習的一種教學手段。越來越多的學校已接受翻轉課堂的教學理念，并逐漸發展成為當前教學改革的新浪潮[3]。

1.2 微課

微課（Micro-lecture）是一種新型的教學手段，具有“短小精悍、主題突出、交互性好、應用面廣”等特點[4-6]。微課教學理念在我國教育領域不僅傳播迅速，而且相關實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，上課視頻時間濃縮在10 min以內，先幾十秒介紹上下課背景，然后羅列教學核心內容，內容短小精悍，該視頻還可以上傳教務系統或是教師的個人授課主頁。微課是一種微型網絡學科教育課程，符合現代遠程教育、終身學習的發展規律，在教育領域必將具有廣闊的發展前景。

1.3 基于問題的學習

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

1.4 混合式教學模式

混合式教學或混合式學習（Blending Learning）是一種把傳統學習方式和數字化/網絡化學習（E-Learning）方式兩者優勢結合起來，從而獲得更佳學習效果的教學手段。隨著信息時代的到來，大數據、云計算的應用，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習方式[10-11]。網絡線上課程擴展了教學資源，彌補了線下傳統課堂上的形式單一、知識單一的不足，使學生多了課前預習及課后補習的渠道，由此培養學生主動思考和學習的能力。

2 新型混合式教學模式探索

盡管上述目前幾種教學模式已經在高校的多種學科教學中引起了重視，并取得了一些較為顯著的教學效果，但目前的定量生理學教學，仍沿用授課教師在課堂上以PPT教學、黑板板書輔助課堂演示實驗的傳統手段，因而圍繞該新興課程教學大綱和主要知識點內容，綜合使用當前較廣的多種教學手段，緊密結合教學大綱及知識模塊，開展了定量生理學課題新型混合式教學模式的研究，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背景的知識板塊不易于深入和系統把握（取決于授課教師的教育背景，目前授課教師的學士、碩士、博士3個專業一般不同），以及教師可能未能準確把握科學前沿研究問題（尤其是以教學為主的教師或擔任行政職務的老師），使得授課教師需要充分利用網絡學術資源如Web of Science，EI數據庫，可以對某一個知識模塊或者某一個主題搜集最前沿的科研資料（包括相關的綜述文獻），然后錄制成基于知識模塊或是主題的短小視頻，采用微課教學手段進一步深入討論和學習。

（2）針對傳統教學缺乏對學生科學思維能力的培養：充分利用翻轉課堂和PBL等學習模式，增加學生與教師之間的互動和學生主動科學思考、科學學習實踐機會。在正式的課堂前，學生利用教師在課前分發的相關課程資料先自主預學習課程內容，正式開課時再參與同學與教師間的互動環節，由此培養學生主動思考和學習的能力。同時，可以在課程的設置中，以PBL的課堂方式增加科學思維能力訓練次數，激發學生利用定量生理學理論知識解決生物醫學工程中生物電的工程問題，從而更好地培養學生科學思維能力。

（3）針對不同專業背景以及就業去向的學生（筆者所在地理與生物信息學院學生一般在生物信息學或是生物圖像方向就業），充分利用南京郵電大學大信息化戰略發展條件下的生物醫學工程專業人才培養模式特點，結合輔導員提供的每位學生培養方案、個人興趣、發展方向，有針對性地調整課程內容相關的模塊設置，并采用對應的教學手段，讓所有的學生都能夠得到個體化的學習與教育。

綜上所述，筆者以授課的定量生理學課程為例，圍繞該新興課程教學大綱和主要知識點內容，綜合使用當前較廣的多種教學手段，緊密結合教學大綱及知識模塊，開展了定量生理學課題新型混合式教學模式的研究，為進一步建立及完善該門課程的教學平臺提供理論基礎及參考。

參考文獻

[1] 晏善成，王俊，陳勁松.科研創新型生物醫學實驗室的實驗教學實踐[J].實驗科學與技術，2014，12（6）：158-160.

[2] 晏善成，王俊.大學本科定量生理學課程建設與教學[J].時代教育，2011（3）：20.

[3] 楊振剛.PBL方法在信息類專業課雙語教學中的應用研究[J].邏輯學研究，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] 關中客.微課程[J].中國信息技術教育，2011（17）：14.

[6] 梁樂明，曹悄悄，張寶輝.微課程設計模式研究-于國內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.

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

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[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.