基于慕課理念的醫學電子學教學改革研究

閆 鵬，秦 丹，李光仲，邢 娟，安郁寬

（濱州醫學院，山東 煙臺 264003）

1 醫學電子學教學現狀

醫學電子學是醫學影像專業的一門專業基礎課，它是電子學和現代醫學逐漸融合而形成的交叉學科，教學內容涵蓋了電路基礎、模擬電路及數字電路[1-2]。該課程為學生后期學習相關專業課程以及正確使用、維護醫學儀器奠定必要的知識基礎。當前課程教學中存在若干問題，教師和學生都面臨諸多挑戰。

1.1 學情發展與課程知識體系的矛盾

首先，一年級醫學生缺少直觀生活經驗，學習電子元件、電路等基本概念時往往存在理解程度低、學習體驗感差等問題，學習積極性易受挫傷。其次，近半數學生高中階段未接受正規的實驗課程教育，實踐操作能力弱。電子學各類電路自身復雜，連線多，且需要分析、調試電路，造成學習者負擔過大。

1.2 教師素質與課程建設的矛盾

首先，多數教師使用PPT開展課程講授，缺少在教學中綜合應用現代教育技術的理念或能力。其次，教師職業經歷與醫療儀器行業缺少聯系，授課內容未能與后續專業發展有效銜接。

2 課程教學改革思路與實踐

2.1 改革思路

慕課等新型在線開放課程迅速興起，給高等教育發展帶來了新的機遇和挑戰。慕課建設體現了知識碎片化、教師精英化、對象多元化、平臺集成化、學習自主化、評價多樣化等特征[3-5]。慕課讓學習者擺脫時空限制，自由地選擇時間、地點學習；資源共享理念使學習者可以自由選擇優質課程，與一流教師、專家連線，與學習伙伴平等交流。但慕課也存在著明顯不足，如其自由化的學習方式對學習者的學習自主性、自我約束力提出了較高要求。在教師監督和學校管理缺失情況下，學生如何保持持續積極的學習過程是亟待解決的核心問題。此外，對學習者的學業水平如何真實考證也是慕課面臨的挑戰之一[6]。與慕課相比，傳統教學在教學監督、管理及學業評價等方面具有顯著優勢。因此，慕課與傳統學校教育深度融合，構建適合我國國情的慕課課程體系迫在眉睫[7]。

2.2 改革實踐措施

研究團隊從慕課視角出發，進行了課程教學改革探索，以課堂教學為主，慕課式視頻學習為輔；以微視頻為教學基本單元，知識點精講與學生自學并舉；以實驗項目驅動課內、課外相互銜接。改革措施具體有如下5個方面。

2.2.1 教學目標層級化 教學目標（從學的角度也稱為學習目標）是預期的學習結果。教學目標分為課程、單元、課時3個層次[8]。研究團隊全面修訂了課程教學大綱，將授課內容分解為課時目標的若干知識點，在課時、單元和課程層次均強化了過程方法、情感態度目標的具象化[9-10]。課時目標、單元目標依據知識點難度設定為3個層次，學生在滿足初級教學目標前提下，可自主選擇中級、高級學習目標。以放大器基本原理這一章為例，初級學習目標是能夠闡釋二極管、三極管的元件特性、共發射極放大器工作原理；能夠計算電路的基本性能指標。中級目標為能夠闡述三極管輸入、輸出特性曲線的分析方法，能夠運用微變等效電路法分析電路的性能指標。高級目標是能夠分析靜態工作點穩定電路的工作原理，并評估各類元件及其參數對電路性能的影響；能夠分析三種基本放大器的工作原理的異同和其應用實例。

2.2.2 教學內容視頻化 研究團隊將基礎概念、基本原理、基礎操作等作為視頻錄制的核心要素，視頻分為兩類：專題視頻與整合視頻。專題視頻是指就某一知識點詳細講解；整合視頻強調理論教學與實驗教學的緊密結合，理論分析、電路操作、調試整合在一起，設計思路見圖1。教師在校內網絡教學平臺（THEOL）及班級QQ群中共享視頻資源。除自制視頻外，教師還將部分優質網絡資源（如中國大學MOOC、學堂在線、電路飛翔）推薦給學生，供學生課下自主學習。

圖1 教學內容視頻化設計思路

（1）理論教學以課堂講授為主，重點講授基礎概念、基本原理，專題視頻供學生自主學習。以放大器的基本原理這一章為例，課堂教學重點講授共發射極放大器的構成、工作原理、功能指標，以專題形式采用錄屏軟件錄制多個單一知識點視頻；共基極和共集電極兩種放大器只簡單介紹其功能，細節內容交由學生自學，教師給予線上指導，如提供學習資源、答疑、在線測試等。（2）醫學電子學實驗項目基本涵蓋了理論教學的核心內容，學生可通過實驗深入分析電路功能，還可通過測量電壓、電流等操作提高實踐能力；以數據分析為手段，培養思維方法。研究團隊依托實驗項目，以理論分析與實驗操作融合為線索錄制某一學習專題的整合視頻，強化理論聯系實踐，豐富學習體驗。2.2.3教學活動個性化（1）構建層次化差異教學，以適應學生發展水平。面對學生在成長經歷、學業目標、學習能力等方面存在的差異，研究團隊構建了層次化差異教學，即學生根據各層次教學目標自主選擇相對應的學習任務。課堂教學主要完成中低層次教學目標。依托教學微視頻，學生以自學形式落實高層次教學目標。教師借助網絡教學平臺、微信群等社交工具完成線上指導，引導學生探究知識建立過程。（2）構建多類型學習任務，促進學習者形成個性化的知識體系。許多醫學生學習態度認真，重視細節，但卻忽視了對知識體系的梳理，知識點上缺乏橫向聯系，影響了知識的深度理解與應用。為此，研究人員設計了多種類型的學習任務，引導學生構建個性化知識體系。常見學習任務有：學生總結授課要點；繪制課程及單元思維導圖；分析例題、習題，書面闡述考察要點等。（3）依托實驗室開放，培養學生助教團隊。以師生協商方式，選擇對電子學感興趣，具備奉獻精神，動手能力、語言表達能力強的學生構建學生助教團隊。依托實驗室開放，對該部分學生進行精英式培養，從電路解讀、虛擬仿真、電路調試等多方面提升其實驗技能。依托實驗教學項目，開展項目驅動教學，圍繞具體的學習任務，鼓勵學生助教將理論知識與電路實踐深度融合，探究問題解決方案。（4）同學互助，開展合作學習。實驗授課時，由2~3名普通同學組建一個實驗小組，每兩個小組配備1名學生助教。學生助教主要為普通同學檢查電路連線是否正確，及時解答學生疑問，并匯總普通同學的學習情況向教師反饋。教師簡要講解知識框架與實驗過程，營造學生間的合作學習氛圍，引導相互交流。

2.2.4 學業評價全程化 良好的評價模式是促進學生發展、保證教育教學質量和課程可持續發展的關鍵[11-12]。慕課的教育理念對學業評價提出了新要求。研究團隊將學業評價分為6個方面：學習目標、學習活動、練習與測評、自我評價與反思、學習成果、客觀測試，并將相關資料整理成學習者個人的“學習檔案”。前4個方面是記錄個人學習進度與發展的書面資料，目的是引發學生反思學習過程、及時調整學習策略；后兩個方面是學業成績評價的主要依據。

學習目標即教學目標，學生根據個人興趣、能力與教師共同商討制定。學習活動是指以書面形式記錄個人學習行為，包括學習活動的形式、學習進展等。練習與測評是指完成教師提供的習題測試，借助“對分易”系統可以方便實現學習效果即時反饋。自我評價與反思是學生對學習過程的思考，可在每個單元或期中、期末分若干次完成。學習成果包括知識體系總結（思維導圖）、實驗（預習）報告、作業等。客觀測試是指學期末進行客觀知識筆試。

2.2.5 學習社區制度化（1）學習資源建設。學習資源建設分為兩個方面，一方面是擁有版權的自制資源，包括學習視頻、教學筆記、章節測試等。學生利用個人賬號可登錄網絡教學平臺、“對分易”等系統下載觀看或線上答題。另一方面是優秀網絡資源推送，教師提供慕課課程或相關科技視頻的網絡鏈接，學生可選擇觀看。（2）學習社群與課程反饋系統建設。教師構建了課程交流群，網絡教學平臺設有師生交流論壇，學生間、師生間可就某一個學習主題線上交流，共享學習成果。課程反饋系統建設分為：課前學情調查、課中學習反饋和課程教學調查。課前學情調查重在分析學習者特征，獲得學習背景、學習能力等信息；課中學習反饋重在分析學習進度、學習困境等問題；課程教學調查旨在分析教學活動的實施效果、教學目標完成率、學習者在知識、技能、情感領域的進展。

3 改革實施結果

研究團隊在2016級醫學影像專業中進行了相關的教學改革探索，影像1、2班為對照組，影像3班為實驗組。實驗結束后的調查顯示，影像1、2班課程平均分為74.5分，影像3班平均分為81.6分，可見實驗組成績更為優秀。成績差異說明本次教學改革促進了學生認知發展，提升了教學質量。課題組發放問卷171份，回收問卷169份，剔除無效問卷4份。該問卷圍繞教學目標、教學內容、教學活動、學業評價、學習社區5個主題設計了25個問題。具體情況為：（1）關于學習目標：實驗組中約17%的學生滿足于初級目標，約26%的學生選擇高級學習目標。學習目標的層級化促使部分學生追求卓越，改善了學習行為。（2）關于教學內容：實驗組65%的學生和對照組82%的學生覺得教學內容覆蓋面廣，知識理解難度大。造成這種現象的原因有課程學習負擔偏重、缺少實踐機會、課程價值認同度低、缺乏興趣等。（3）關于教學活動：實驗組、對照組對教學活動的滿意率均超過了84%。以往多數學生習慣于教師主導教學進程，普遍缺乏對教學活動的思考。實驗組少數學生在教師引導下能夠提供教學活動的反饋意見。實驗組中86%的學生認為學生助教對提升學習效率、提高學習質量有促進作用。約63%的實驗組學生能夠利用互聯網、圖書館主動檢索課程相關信息，教材不再是唯一的信息來源，視野得到了拓展。（4）關于學業評價體系：90%的實驗組學生對學業評價體系改革持歡迎態度，主要原因是改革降低了課程筆試的學習壓力，并且促使其在學習過程中保持較高的學習動力。（5）關于學習社區：實驗組、對照組學生對課程資源的滿意率均超過了90%；學習社群中學生發言頻次低，超過60%的學生不愿意在群中發言，更傾向于學生間的個人交流；同一宿舍內的交流效果最好。

4 結語

此次改革是借助慕課的理念、優勢，提升當前電子學課程教學質量的一次有益嘗試，實驗結果表明：5個方面的改變滿足了學生的學習需求，有助于學生鞏固所學知識。學業評價體系的改變使學生將更多的時間、精力投入學習過程中，改善了學習行為。在未來的教學中，仍然有許多地方需要完善。例如，如何提升課程反饋質量，使學生更清晰的思考，明確努力方向；如何提高教師教學活動設計能力；如何提高學生在教學活動中的參與度等。研究團隊在未來的工作中將進一步提升教師的教學設計能力和交流技巧，提高信息技術應用技能。