醫工融合背景下高職專業課混合式教學的構建與實踐
——以《醫用傳感器》為例

胡童宜

(重慶醫藥高等專科學校 基礎部，重慶 401331)

引言

近年來，醫學與工程技術結合的交叉融合(即醫工融合)逐漸作為引領未來醫學創新的主導方向[1]。在此背景下，培養醫工交叉復合型人才逐漸融入各高校人才培養體系，醫工融合的理念被應用在課程教學過程中[2][3]。

醫療設備應用技術專業是高職院校設立的醫學和工程交叉專業，該專業培養掌握生命科學、電子技術、計算機技術基礎知識，具備醫學與工程技術相結合的工程實踐能力，能在醫院、醫療器械企業等領域從事醫療設備制造維修、技術管理、應用開發等工作的應用型、復合型技能人才。《醫用傳感器》是高職醫療設備應用技術專業的一門重要課程。醫用傳感器作為拾取生命體征信息的“感官”[4]，是醫療設備、智能系統定量獲取信息的關鍵器件。從該專業的整個知識體系來看，該課程以物理、電子電路等為基礎，后續銜接醫學電子儀器等專業課程，起著承上啟下的重要作用；從應用能力培養上看，無論是參加各種競賽或者設備制造維修，都離不開該課程的知識作為支撐。

目前《醫用傳感器》教學過程中有三方面的問題：一是教學內容抽象枯燥，學生缺乏學習興趣。醫用傳感器從轉換原理、測量電路及應用三部分進行講授，涉及概念抽象、公式繁瑣等特點，高職學生學習能力和邏輯抽象思維能力相對欠缺，傳統課堂教學方式以教師講解灌輸為主，讓學生被動地接受知識，往往使得學生產生畏難情緒，喪失學習興趣和積極主動性。二是實踐教學呆板，學生應用能力薄弱。傳統的實踐教學為驗證型實驗，學生缺乏對傳感器應用的主動思考，無法獲得傳感器選用、測試電路的設計和調試等應用能力的鍛煉和培養，而這些恰恰是引導學生如何將理論知識應用于實際的關鍵環節。三是課程能力培養無專業特色。課程教學以傳統工科知識為主，沒有突出醫工融合背景下傳感器與醫學知識的融合，缺乏傳感器技術的醫學應用和工程實踐能力的培養，使培養出來的學生雖然能夠掌握傳感器的基本理論知識，但缺乏應用工程思維解決生命領域問題的能力。與人才培養目標要求的醫學與工程思維兼備，具有醫工交叉融合的應用型人才相背離。

本文基于智慧職教云平臺，針對傳統教學中的問題開展了《醫用傳感器》課程的教學改革，探索和實踐以醫工融合、應用創新為核心素養目標的混合式教學，將線下課堂的面授教學、基于網絡的在線教學、移動學習三種方式完全融合，真正發揮混合式教學的優勢，實現醫工融合的應用型人才培養目標。

一、以醫工融合、應用創新為核心素養目標的混合式教學總體設計

2014年，教育部印發《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》明確指出，教育部將組織研究各學段學生發展核心素養體系，明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力[5]。強調知識的主動建構，重視知識的遷移運用，立足于真實問題的解決，培養學生的核心素養，是當今教育的熱點和方向[5]。以核心素養為導向的教學設計要求我們在教學設計時改變傳統的以學科知識為本的價值取向，秉持以學生能力為本的價值理念，由知識傳遞的設計轉變為能力培養的設計[6]。相應地，其教學模式也從傳統的以教師講授為主、學生被動學習轉向多采用以探究式教學為代表的生成性教學策略，即由“教師為中心”或“知識為中心”向“學生為中心”轉變，教師的主要職責也從知識傳遞者向學習促進者或者設計者轉變。

《醫用傳感器》課程以醫工融合、復合創新為核心素養目標，進行了混合式教學的總體設計。在混合式教學模式的設計中，充分發揮醫學院校的優勢，重新規劃教學內容，構建了分層次、多階段、多學科融合的立體教學體系。教學過程中強調“醫工結合”，教學內容中注重“醫工滲透”，教學方法上注重“醫工聯合”[7]，教學評價中注重“工為醫用”，從而達到“醫工融合”。

(一)教學過程設計

教學過程分為課前導學、課中研學和課后拓學三個階段，具體過程如圖1所示。通過合理的教學過程設計，實現線上線下教學的完全混合，提供給學生良好的學習體驗，充分發揮學生的自主化學習和個性化學習，從而獲得能力上的不斷提升。

圖 1 混合式教學過程設計總體框圖

1.課前導學階段

采用線上教學，教師發布導學資源，導學資源分為情景導學和問題導學兩部分，激發學習興趣，學生在課前進行自主學習，完成導學測試，教師分析測試結果，以學促教。

2.課中研學階段

采用線下面對面課堂，教師根據導學自測結果進行針對性答疑解惑，然后發布項目路標任務，引導學生開展小組討論如何解決問題并合理分工完成項目任務，最后進行成果展示和點評總結。這部分主要采用理實一體教學方法，加強知識的內化和遷移。在理實一體的項目式教學活動中，通過問題導向的項目教學，以實際工作任務驅動學習，鼓勵學生自己去探索問題、參與探究過程、尋求解決方案，支持學生在自主探究過程中實現專業知識的建構，讓學生在此過程中感受到自主學習的成就感，并體會到所學內容的價值，培養學生溝通表達、團隊合作等職業素養。

3.課后拓學階段

采用線上+線下結合的方式進行，通過個性化資源推送，針對不同能力層次的學生進行個性化教學，同時開展線上線下拓展項目，組織學生去醫院、企業進行實踐，提高教學與行業的融合度，鼓勵和指導優秀學生參加各種技能競賽，以賽促教，滿足一些學生的個性化學習和能力成長，進一步加強學生各方面能力的提升。

(二)教學內容與資源設計

在混合式教學模式中，教師的角色從由知識的傳遞者轉變為學習的設計者和學習的支持者[8]。精心設計的教學內容幫助和引導學生完成學習任務，達成學習目標。學習資源支撐每個學習活動步驟，兼顧學生的學習能力和認知情況，滿足學習需求。學習資源“以學生實際需求為中心”進行構建，主要包括學習任務、案例討論、知識點PPT、視頻、在線題庫、個性化拓展學習資料包、競賽資源等。

《醫用傳感器》傳統授課內容以工科內容為主，偏重工作原理的講解和相關測量電路的分析，以學科為中心，注重理論上系統闡述，強調的是知識傳授，以教師為中心，較少融合醫學知識，不滿足培養醫工融合復合型人才的要求。因此，對傳統教材內容進行了重新整合，提出了基于醫工融合的“理實一體”的項目化教學方案。教學內容的設計堅持“以項目為引領，以任務來驅動，以能力為本位，崗位需求為導向”“基礎性與實用性有機結合、工程與醫學有機結合”的原則，適當重組教材，重點針對醫療設備技術人員的技術技能要求，簡化繁雜的公式推導，減少晦澀枯燥的理論闡述，重點培養學生的動手能力，實現一體化教學。對原有學科體系框架進行重構，側重工程技術在生命醫學領域的問題解決，將教材上十幾種傳感器整合為醫療儀器上常用的六種類型傳感器，對溫度、血壓、呼吸、心電、血氧和血糖的測量作為項目進行教學，每個項目又細分為多項任務，引導學生在任務中理解專業知識，培養專業技能。

(三)教學效果評價設計

混合式學習評價遵循“以學生能力發展為中心”的原則，采取 “線上+線下”結合、“課前+課中+課后” 分階段、“過程性評價+期末總結性評價”結合的立體化評價方式，具體評價方式及內容如表1所示。

表 1 學習行為評價方式及內容

課前：線上，利用職教云平臺收集的學習行為數據比如課件和視頻學習時長、線上討論發帖回帖數和自學測試正確率，教師精準識別學生的學習基礎、學習動機、學習興趣，及時調整教學策略，學生通過測試正確率客觀認識自己，調整學習策略，實現以評促學，以評促教。

課中：線下課堂，通過師生互動參與度、學生課題發言積極性、小組討論參與度評價學生的溝通能力，學生實訓技能掌握程度及項目結果展示評價了解學生學習情況，教師可根據學習評價結果定制個性化學習路徑。

課后：線上和線下結合，線上拓展學習測試結果，線下職業證書通過率及競賽成果評價學習目標達成情況及個性化學習情況，教師形成總體的學習評價報告，促進教學迭代和改進。

二、混合式教學模式實踐示例

本研究選擇某高職院校“醫療設備應用技術”專業大二兩個平行班級作為研究對象，其中實驗班級38人，開展《醫用傳感器》課程的混合式教學，對照班級35人，采用傳統教學模式。表2展示了溫度傳感器項目混合式教學的具體實施流程。

表 2 溫度傳感器項目的混合式教學具體實施

三、教學效果評估

為檢驗混合式教學的實施是否達到核心素養的培養目標，本文從專業知識技能、自主學習能力和素質能力三方面進行教學效果評估。

(一)專業知識和技能評估——實驗班與對照班期末成績前后對比

實驗班與對照班期末成績從以下三個方面進行對比分析：(a)理論考試成績；(b)實訓考試成績；(c)期末總評成績。實驗班和對照班的成績是否存在差異使用SPSS軟件進行獨立樣本 T 檢驗。

從圖2可以明顯看出，實驗班的理論考試、實訓考試和期末總評成績都較對照班有明顯的提升，T檢驗結果表明兩個班學生的成績差異顯著(p<0.01)。上述結果說明通過混合式教學的實施，明顯有效地提高了學生的理論知識水平和實訓技能水平。

圖 2 實驗班和對照班期末考試成績分布圖

(二)自主學習能力和素質能力評估——實驗班與對照班能力前后對比

采用問卷調查的方式研究實驗班和對照班在混合式教學模式實施前后的自主學習能力和素質能力情況。在本次問卷調查中，對照班在前測和后測中發出問卷35份，回收問卷35份，有效問卷數量為35份；實驗班在前測和后測中共發出問卷38份，回收問卷38份，有效問卷數量為38份。問卷調查結果分析如表3所示。這些數據均表明，相比傳統課堂講授，采用混合式教學模式，大大提高了學生的學習興趣、自主學習能力、團隊合作能力、表達溝通能力及創新能力。

表 3 認知能力和素質能力前后對比

結語

在醫工融合背景下，針對高職醫療設備應用技術專業課《醫用傳感器》進行了混合式教學模式的構建和實施，主要對教學內容進行了理實一體項目設計，對醫學知識和工科知識進行了深度融合，旨在培養兼備醫學思維和工科思維的交叉應用型人才。同時，利用信息化技術的便利，開展了線上與線下結合的混合式教學。從教學效果評估來看，學生的專業知識、職業技能、自主學習能力、創新能力及素質能力都有了較大的提升，說明該教學改革的實施具有明顯成效。混合式教學模式克服了傳統教學的一些弊病，發揮了以學生為主體，教師引導啟發的特點，更好地實現了高職人才的培養目標。