微教學模式在醫學院校物聯網工程專業的探索與實踐

俞嘯+吳響+黃怡鶴+胡俊峰

摘要：針對醫學院校物聯網工程專業傳統教學中出現的共性問題，徐州醫科大學物聯網工程專業引入“微教學”的教學理念，在自主研發的單機MNSS（Medical Network System Simulator，醫學網絡系統仿真軟件）的基礎上搭建微教學網絡平臺，形成“碎片式學習、開放式研討、互動式交流、一體式教學”的微教學模式，為醫學院校物聯網工程專業大學生自主學習和創新能力的培養開辟了新的路徑。

關鍵詞：微教學；虛擬仿真；創新

一、 引言

在信息化的時代背景下，物聯網被認為是世界下一次信息技術浪潮和新的經濟引擎，在數字醫療、智能家居、城市管理等多個領域起到巨大的作用，人們因此越來越關注物聯網工程技術。作為戰略性新興專業，物聯網工程專業旨在培養物聯網系統設計、應用、研究和開發的創新復合型高級技術人才。然而在教學體系，人才培養模式上仍處于探索建設階段，涉及領域廣、實踐操作性強、與時俱進的特點導致傳統的課堂教學模式無法適應其教學節奏與步伐。在知識與信息快速傳播的推動下，學生不再滿足于課本教材的內容，對教師課堂授課等單向知識傳播的教學方式，提出更高的學習需求。

因此，徐州醫科大學物聯網工程專業結合移動通信技術、多媒體傳播技術、人工智能技術，引入“微教學”的教學理念，在自主研發的醫學網絡虛擬仿真軟件MNSS的基礎上增加微教學系統模塊，探索適用于醫學院校物聯網工程專業的特色微教學模式。該微教學模式的構建不僅有助于學生對醫院信息系統與網絡通信等相關知識的深入了解和掌握，培養實踐技能，提高自主創新能力，而且可以減輕學生的學習負擔，提高學習效率，達到快速了解專業知識，提高自身水平的目的，為高水平本科生培養和實踐創新能力的塑造提供有力的支撐和保障。

二、 傳統教學模式存在的問題剖析

作為一個仍處于起步階段的新專業，物聯網工程專業在課程開設、教學設計、評價考核等教學模式上還處于萌芽階段，尤其是再加上醫學背景，使其教學模式的構建更加困難。具體而言，在傳統的教學過程中存在以下問題：

1. 教學時間固定僵化。理論課程和實驗課程在時間安排上是相互獨立的，一般而言實驗課程通常安排在理論課程之后，中間有一定的時間差，學生遇到問題不能及時解決，理論課程的知識在上實驗課程時會有所遺忘，不能得到及時的鞏固和消化。因而，傳統的固定教學模式需要改進和優化。

2. 教學內容的難易程度冗雜。認知負荷理論（Cognitive Load Theory，CLT）認為，影響認知負荷的基本因素是學習材料的組織呈現方式、學習材料的復雜性和個體的專長水平（即先前知識經驗）。由此可以發現以下兩種普遍的現象：教學內容簡單，認知負荷過低，學生一聽便懂，造成教學時間的浪費，降低學生的學習積極性；教學內容復雜，認知負荷過高，學生處于難以理解的狀態，常常會導致教學進行十幾分鐘之后學生注意力分散的情況，導致學生的學習消極性。傳統教學方式面臨教學內容難易程度無法量化評價和反饋問題。

3. 評價機制不完善。醫學院校物聯網工程專業的傳統考核方式通常是筆試，部分注重理論學習的學生通過短時間的死記硬背就能得到好成績。并且由于專業特點，教師在批改復雜的網絡命令和程序代碼過程中，難免會出現錯誤、漏批等現象，這大大增加考試評價的主觀性和不確定性，導致考核的不公平。

針對上述教學過程中出現的問題，徐州醫科大學物聯網工程專業參考美國斯坦福大學懷特·艾倫等提出的微型教學概念（Micro Teaching），在現有的醫學網絡系統仿真軟件MNSS的基礎上搭建微教學網絡平臺，探索醫學院校物聯網工程專業微教學模式。

三、 醫學院校物聯網工程專業微教學模式的構建

（一） 微教學網絡平臺簡介

微教學網絡平臺由客戶端和服務端兩大部分組成。客戶端分為教師端和學生端。教師端的功能包括教學資源的上傳及管理、教學任務的發布及管理、學生端用戶的管理等；學生端的功能包括訪問教學資源、接收教學任務等。服務端由應用服務器、資源數據庫和消息服務器構成。其中應用服務器負責處理來自教師端與學生端的請求，由于主流的HIS、LIS、PACS等醫院信息系統運行需要較大的網絡資源，因此采用服務器集群方式構建分布式協作環境，實現并行運算；資源數據庫負責教學資源的存放與學生信息的存儲；消息服務器負責各個學生端之間及學生端與教師端之間的即時通信。微教學網絡平臺體系架構如圖1所示。

圖1微教學網絡平臺體系架構

（二） 微教學模式的構建

為了適應信息時代下學生的學習需求，在MNSS的基礎上，構建了一套“碎片式學習、開放式研討、互動式交流、一體式教學”的微教學模式（如圖2所示）。其內涵特征表現為：打破傳統的固化教學模式，構建碎片化和即時化的教學模式，利用多媒體傳輸和網絡通信技術，對單一知識點展開深入探索與研討，并采用自動化智能考核與學生互評方式相結合的考評模式，彰顯“微教學”的教學理念。

圖2面向醫學院校物聯網工程專業的微教學模式

1. 碎片式學習，在學習過程中拓展課堂時空。教師將復雜的知識體系簡化為單一的知識點，上傳至MNSS云服務器中。學生通過MNSS移動終端登錄后，在MNSS的自主學習模塊中可在線觀看學習，并通過MNSS電腦客戶端進行仿真實驗。學生可以充分利用課余時間學習，從而提高學習速度與效率。

2. 開放式研討，在研討過程中渲染學習氛圍。在進行大型的網絡架構仿真實驗時，學生可以通過MNSS的群組討論模塊創建群組討論，扮演各自的角色，完成各自的任務，提高學生的團隊合作能力和創新能力。

3. 互動式交流，在交流過程中加深師生感情。教師與學生可以通過MNSS教學軟件的即時通信模塊進行互動式學習與交流。當學生在仿真實驗中遇到困難時，教師可以遠程控制學生客戶端進行手把手的教學，一起解決實驗難題。endprint

4. 一體式教學，在考核過程中突顯現代智慧。由于網絡命令的規范性與一致性，使得智能化批改成為可能。學生通過MNSS搭建醫院網絡架構，并將所完成的實驗項目上傳至云端服務器。MNSS智能反饋模塊把標準配置與學生上傳的網絡配置進行比較，將比較的結果反饋給學生與教師，體現了考核的公平公正性的同時，減輕了教師的負擔。

四、 醫學院校物聯網工程專業微教學模式的特點

微教學模式有很多種教學方法，基于MNSS虛擬仿真軟件，教師能夠在課余時間中，采用靈活多變的教學方法，針對不同類型的學生布置教學任務和實驗內容，實現“一對一”的教學。

1. 以碎片化教學為基礎的自主學習模式。學生脫離了教學課堂固定僵化的課時安排模式，打破原有的固化教學單元結構。只需要充利用空閑的課余時間來完成老師布置的學習任務，提高學生的學習效率。

2. 以開放式教學為基礎的積極競爭模式。網絡知識的枯燥性必然導致學生學習興趣的降低。而利用MNSS虛擬軟件構建開放式學習平臺，學生可以進行自由談論與交流。通過作業任務的公開討論，有效利用人的積極競爭心理，形成良好的學習氛圍。

3. 以互動式教學為基礎的指導教學模式。學生在仿真實驗的學習過程中或多或少會遇到一些自己難以解決的問題，這時候可以通過MNSS的即時通信模塊與教師進行一對一的針對性互動交流，及時解決問題，從被動接受知識向主動探索真理轉變，有利于創新復合型人才的培養。

4. 以自動化教學為基礎的智能評價模式。通過計算機的智能處理，將學生的學習情況與作業進度實時紀錄在云端數據庫中，為教學評價提供了依據。相對于傳統教學模式主觀性占主導地位的評價機制，這種評價更加顯得智能公平。

五、 結語和討論

“碎片式學習、開放式研討、互動式交流、一體式教學”的微教學模式有利于大學生學習效率的提高以及創新探索能力的提升，從教學方法和手段上突破傳統模式，實現了“一對一”的針對性交流互動。與此同時，注重學生自主學習和團隊合作的培養，在我校物聯網工程專業人才隊伍建設的道路上邁出了重要的一步，為改進和完善現有的教學模式提供思路借鑒，為培育創新復合型人才的培養開辟了路徑。

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作者簡介：

俞嘯，講師，江蘇省徐州市，徐州醫科大學。endprint