基于中國大學(xué)MOOC的《醫(yī)學(xué)影像原理與設(shè)備》混合式課堂教學(xué)改革

李 文,黃代政,覃茂昌,林偉龍

(廣西醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)研究院,廣西 南寧 530021)

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》指出,以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化,是我國教育事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇,信息技術(shù)和教學(xué)的日益融合,強(qiáng)力推動著高校教師深入思考如何引領(lǐng)“互聯(lián)網(wǎng)原住民”[2]的學(xué)習(xí)行為,積極探索面向未來的教育教學(xué)新模式[1-2]。MOOC,即大規(guī)模在線開放課程,相較于傳統(tǒng)教育,它的優(yōu)勢突出體現(xiàn)在規(guī)模大、開放性強(qiáng)、質(zhì)量高等方面。MOOC的學(xué)習(xí)者可以結(jié)合自身情況選擇合適的時間、地點(diǎn)、平臺、教師開展自主學(xué)習(xí),因而MOOC學(xué)習(xí)極具個性化。MOOC的資源是面向全社會傳播的,因此無論是學(xué)校還是教師個人,都希望能夠展現(xiàn)出最好的一面,保證了MOOC具有較高的質(zhì)量。信息化時代,MOOC的眾多優(yōu)勢促進(jìn)了它的迅猛發(fā)展,可同時也產(chǎn)生不可忽視一些問題,在一定程度上制約了它的進(jìn)一步發(fā)展[3-4]。

首先,MOOC的視頻都是提前錄制好的,這雖然能很好地保證授課質(zhì)量,但是缺乏有效的課堂互動[4]。面對面課堂里,教師可以通過提問回答、觀察學(xué)生面部表情等及時了解學(xué)生對內(nèi)容的接受程度,并據(jù)此實(shí)時調(diào)整授課難度和節(jié)奏,使得學(xué)生可以更好地理解理論知識,同時在教師的言傳身教中學(xué)生也會感受教師的教學(xué)理念和人格魅力[4-6]。其次,雖然MOOC突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時空限制,但是如果生搬硬套MOOC教學(xué)模式,則有可能因院校背景、專業(yè)特色和學(xué)生基礎(chǔ)的差異導(dǎo)致MOOC教學(xué)“水土不服”[7-9]。

伴隨著社會的高速發(fā)展,為適應(yīng)現(xiàn)代化教育,課程教學(xué)也應(yīng)做出相應(yīng)的改變[10-12]。

①從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變。采用BOPPPS教學(xué)模式科學(xué)合理地設(shè)計教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,增加學(xué)生課堂活動參與度。②從“耳聞之目見之”向“足踐之手辨之”轉(zhuǎn)變。增加形式多樣的教學(xué)實(shí)踐活動,提高學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的本領(lǐng),培養(yǎng)學(xué)生審辯慎思的能力。③從“墨守陳規(guī)”向“創(chuàng)新引領(lǐng)”轉(zhuǎn)變。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維,鼓勵學(xué)生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,為培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。

1 課程概述

1.1 課程簡介

《醫(yī)學(xué)影像原理與設(shè)備》主要介紹X線成像(包括DR、CT等)、超聲成像、磁共振成像、核醫(yī)學(xué)成像等大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理,是本科生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的核心專業(yè)課程之一。

1.2 課程教材

我校的《醫(yī)學(xué)影像原理與設(shè)備》選用的是國家衛(wèi)生健康委員會“十三五”規(guī)劃教材,全國高等學(xué)校教材,該教材由人民衛(wèi)生出版社出版、李真林和雷子喬教授主編。課程總學(xué)時96學(xué)時,理論78學(xué)時,實(shí)驗(yàn)18學(xué)時。

2 課程教學(xué)設(shè)計

2.1 課程教學(xué)目標(biāo)

立足學(xué)校“建設(shè)具有地方特色的教學(xué)研究型醫(yī)科大學(xué)”辦學(xué)定位,根據(jù)“新工科”“健康中國”建設(shè)行動計劃,制定以下課程目標(biāo)。

知識目標(biāo):熟悉醫(yī)學(xué)影像檢查方式的分類,系統(tǒng)性掌握DR、CT、MRI、B超和PET等的物理基礎(chǔ)和工作原理,為培養(yǎng)臨床工程師奠定知識基礎(chǔ)。

能力目標(biāo):能夠用通俗易懂的語言就醫(yī)學(xué)影像的熱點(diǎn)話題向無醫(yī)學(xué)背景的群眾做出解釋和勘誤;可以對常見醫(yī)學(xué)影像圖片進(jìn)行初步分析。

素質(zhì)目標(biāo):提高學(xué)生生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新能力和參與“新工科”建設(shè)的興趣與積極性。

2.2 課程教學(xué)活動

2.2.1 線上課程資源建設(shè)

在國家“新工科”戰(zhàn)略號召下,課程團(tuán)隊制定了實(shí)施線上線下混合式教學(xué)的目標(biāo),并著手建設(shè)在線課程資源。2017年,基于“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,團(tuán)隊精心整合課程內(nèi)容,以醫(yī)學(xué)影像檢查方式劃分章節(jié),錄制完成課程視頻,著重講授物理基礎(chǔ)、工作原理、臨床應(yīng)用等方面的內(nèi)容;2018年繼續(xù)收集完善課程思政、前沿技術(shù)、熱點(diǎn)話題、生活案例等相關(guān)內(nèi)容,并在中國大學(xué)MOOC平臺上線,截至目前已經(jīng)開課6期,全國200多所高校2萬余人選課。

2.2.2 線上線下有機(jī)融合的混合式課堂教學(xué)模式

經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐和完善,課程教學(xué)團(tuán)隊構(gòu)建了一種“四環(huán)節(jié)、一貫穿”的教學(xué)模式(見圖1)。①以生活案例作為課程先導(dǎo),激發(fā)學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性;②以在線課程作為課程助力,將知識以視頻、漫畫、文字等多種方式呈現(xiàn)出來,確立學(xué)習(xí)者對醫(yī)學(xué)影像檢查方式的新認(rèn)知;③以小組匯報作為課程主體,通過小組討論、匯報答辯等自主學(xué)習(xí)方式,解析醫(yī)學(xué)影像成像過程,揭示醫(yī)學(xué)影像檢查方式的適應(yīng)證和安全性;④以知識拓展作為課程補(bǔ)充,教師在線答疑,鼓勵學(xué)習(xí)者積極討論、舉一反三,鞏固所學(xué),實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化;⑤以課程思政貫徹全程,介紹知名科學(xué)家和先進(jìn)醫(yī)務(wù)工作者的感人事跡,用他們無私奉獻(xiàn)、為國犧牲的精神去感染學(xué)生、激勵學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生樹立崇高的理想和遠(yuǎn)大的目標(biāo)。

圖1 “四環(huán)節(jié)、一貫穿”混合式教學(xué)模式

2.2.3 課外實(shí)踐教學(xué)

課外實(shí)踐活動,團(tuán)隊教師帶領(lǐng)學(xué)生到醫(yī)院放射科見習(xí)操作,近距離觀察和了解醫(yī)學(xué)影像成像設(shè)備,既能提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識的能力,也能增加他們的專業(yè)自信心和榮譽(yù)感;攜手師生黨支部,組織學(xué)生深入基層,開展醫(yī)學(xué)影像檢查方式相關(guān)的科普宣傳和答疑解惑,為大眾提供科學(xué)的影像知識宣傳服務(wù),增進(jìn)了學(xué)生與大眾的感情,培養(yǎng)和提高了他們的責(zé)任心。

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動,理論教學(xué)環(huán)節(jié),融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念,將專業(yè)教育與行業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合;實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),注重培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力,在團(tuán)隊教師的指導(dǎo)下,專業(yè)學(xué)生積極參與各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽。

2.3 課程學(xué)習(xí)評定

整個課程的考核打破傳統(tǒng)教學(xué)的“一考定終身”的模式,著重考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和對知識的掌握及應(yīng)用情況[13]。總成績由四部分構(gòu)成,期末考試成績、在線學(xué)習(xí)成績和形成性評價成績各占30%,實(shí)驗(yàn)成績占10%,見圖2。

圖2 課程總成績構(gòu)成示意圖

其中,形成性評價成績由組內(nèi)互評成績、小組答辯成績和老師評價成績各占30%、30%和40%構(gòu)成;在線成績由在線考試、單元測驗(yàn)、章節(jié)討論各占40%、40%和20%構(gòu)成,見圖3。

圖3 在線成績構(gòu)成示意圖

3 學(xué)習(xí)效果分析

取本校四年制本科生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)2個班級86名學(xué)生為研究對象。實(shí)驗(yàn)班44人,采用“四環(huán)節(jié)、一貫穿”的混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn);對照班42名,采用傳統(tǒng)面對面課堂教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn),在線學(xué)習(xí)成績也納入平時成績。兩班級授課內(nèi)容相同,授課教師相同,兩班級學(xué)生男女性別比例基本平衡。

期末考試題采用閉卷筆試。試題類型分為3種:單項(xiàng)選擇題、簡答題和計算題;試題總題數(shù)65題,這3種類型試題數(shù)為60題、4題和1題,相應(yīng)分?jǐn)?shù)為60、32和8,分別占試題總分(100)的60%、32%和8%。命題符合本課程教學(xué)大綱要求。

3.1 兩種教學(xué)模式的期末考試成績分布比較

和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,實(shí)施混合式教學(xué)模式的班級,學(xué)生成績中優(yōu)秀比例顯著增加,且主要集中在中高分?jǐn)?shù)段;而實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)班級,學(xué)生成績多集中在中低分?jǐn)?shù)段,且部分學(xué)生成績不及格,見圖4。

3.2 兩種教學(xué)模式的期末考試平均成績、主觀題成績、客觀題成績比較

學(xué)生平均成績方面,實(shí)驗(yàn)班級略高,高于對照班級5.02%。

值得注意的是,實(shí)驗(yàn)班的主觀題成績高于對照班級41.75%,差距顯著。這說明,實(shí)驗(yàn)班學(xué)生對理論的掌握和應(yīng)用能力顯著提高,對綜合性問題的分析和解決能力也顯著提升。

而客觀題成績,實(shí)驗(yàn)班級低于對照班級15.17%,綜合分析可能的原因有以下兩個:一是實(shí)驗(yàn)班的混合式教學(xué)以學(xué)生自學(xué)為主,學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍較大,內(nèi)容較多,雖然在自學(xué)任務(wù)單中有標(biāo)明重難點(diǎn),但是,顯然學(xué)生對重難點(diǎn)的明確程度和重視程度不足;二是傳統(tǒng)教學(xué)模式中,教師在課堂授課時對重難點(diǎn)的強(qiáng)調(diào)較多,學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)時目標(biāo)都較為明確,因此客觀題得分也略高,見圖5。

3.3 兩種教學(xué)模式的學(xué)生在線學(xué)習(xí)時長比較

從在線課程后臺記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)來看,實(shí)驗(yàn)班和對照班學(xué)生基本都能按時完成在線學(xué)習(xí)任務(wù),但是,實(shí)驗(yàn)班的學(xué)習(xí)進(jìn)度明顯早于對照班完成。

兩個班級的在線學(xué)習(xí)時間如圖6所示。顯然,實(shí)驗(yàn)班的在線學(xué)習(xí)時間(平均17.62小時/人)明顯多于對照班(平均13.16小時/人),且所有學(xué)生的學(xué)習(xí)時間都在5小時以上,大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)時間都超在10～20小時之間。這說明實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性更高一些。

(a)學(xué)習(xí)時長分布(小時) (b)平均學(xué)習(xí)時長(小時)圖6 實(shí)驗(yàn)班和對照班在線學(xué)習(xí)時長比較

3.4 兩種教學(xué)模式的學(xué)生在線學(xué)習(xí)成績比較

兩個班級的在線學(xué)習(xí)成績?nèi)鐖D7所示,成績分布圖顯示實(shí)驗(yàn)班所有學(xué)生成績都在80分以上,對照班成績出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象,1名學(xué)生分?jǐn)?shù)低于70,2名學(xué)生滿分。平均成績圖顯示實(shí)驗(yàn)班和對照班平均成績都在93分以上,雖然實(shí)驗(yàn)班平均成績較高,高于對照班1.53%,但差距并不明顯。

(a)各分?jǐn)?shù)成績分布 (b)平均成績圖7 實(shí)驗(yàn)班和對照班在線學(xué)習(xí)成績比較

從成績分布圖來看,在線學(xué)習(xí)成績的區(qū)分度不高。在線成績由單元測驗(yàn)、在線討論、在線考試構(gòu)成,其中每個單元測驗(yàn)有3次機(jī)會,系統(tǒng)記錄最高分,在線討論系統(tǒng)以次數(shù)計分,所以,綜合來看,在線成績的區(qū)分度不高也是必然的。

4 教學(xué)總結(jié)

4.1 混合式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

4.1.1 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

在線課程不受時間和地點(diǎn)的限制,只需要有網(wǎng)絡(luò)和智能終端,學(xué)生就可以隨時隨地利用碎片化時間學(xué)習(xí),這對于學(xué)習(xí)活動較多的學(xué)生尤為重要;因?yàn)檎n堂匯報環(huán)節(jié)是隨機(jī)抽簽匯報,且匯報人的成績代表小組所有成員的成績,因此,學(xué)生的學(xué)習(xí)也有一定的壓力,根據(jù)后臺數(shù)據(jù)分析,可以看出,學(xué)生成功地把這個壓力轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)的動力了。

4.1.2 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,智能手機(jī)已經(jīng)非常普遍,互聯(lián)網(wǎng)也無處不在,而當(dāng)代大學(xué)生是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)成長起來的一代,利用手機(jī)學(xué)習(xí)自然也是他們最喜聞樂見的學(xué)習(xí)形式之一;另外,互聯(lián)網(wǎng)時代,各種社交App的流行,也使得學(xué)生之間、學(xué)生和教師之間的交流更加方便快捷。

4.1.3 提高成績評價的客觀性

期末考試成績在總評成績中的占比僅40%,平時成績占60%,改變了傳統(tǒng)的一考定音的局面,對學(xué)生的綜合評價更加注重對其學(xué)習(xí)過程的考察。平時成績由課下自學(xué)的自評和互評、小組匯報等構(gòu)成,更加全面客觀地評價了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,因而最終的成績評價也更加公正。

4.2 混合式教學(xué)存在的問題

4.2.1 學(xué)生需要花費(fèi)更多的時間學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)教學(xué)模式中,學(xué)生只需課堂上認(rèn)真聽課、課后及時復(fù)習(xí)就可以掌握課程知識;混合式教學(xué)模式中,學(xué)生不僅需要課前預(yù)習(xí)、小組討論,還需要課堂匯報展示、課后反饋總結(jié),根據(jù)之前的調(diào)查統(tǒng)計,學(xué)生學(xué)習(xí)耗時普遍增加了3倍甚至更多。

4.2.2 小組學(xué)習(xí)過程中組員參與率差異大

在混合式教學(xué)模式中,學(xué)生以小組為單位開展同伴學(xué)習(xí),這就要求每個學(xué)生在團(tuán)隊學(xué)習(xí)活動中都積極參與討論。但是,仍然有個別小組出現(xiàn)了個別組員承擔(dān)完成所有任務(wù)的現(xiàn)象;混合式教學(xué)模式設(shè)計,目的就是讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,可實(shí)際上,由于學(xué)生的自控力、學(xué)習(xí)主動性、知識基礎(chǔ)皆有差異,一人承包所有學(xué)習(xí)任務(wù)的現(xiàn)象或多或少的存在。

4.2.3 提高對教師的要求

對于教師而言,一方面,需要對情境問題進(jìn)行反復(fù)修改和優(yōu)化,參與小組討論和互動,也對教師的知識面和綜合能力提出了更高的要求;另外一方面,教師課前要準(zhǔn)備大量的資源,包括情境問題、預(yù)習(xí)提綱、預(yù)習(xí)自測題分析等等,這些內(nèi)容的準(zhǔn)備,與單純上課相比無疑增加了教師的工作量。

4.3 混合式教學(xué)的改進(jìn)

4.3.1 合理設(shè)置混合的比例

考慮到學(xué)生每個學(xué)期的學(xué)習(xí)任務(wù)都比較繁重,且課外實(shí)踐活動也越來越多,在接下來的教學(xué)中,計劃減少三分之一的混合式教學(xué)比例,更改為教師可談講解授課。對于不同年級的學(xué)生,混合的比例也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整。大一學(xué)生,自學(xué)能力較差,組員彼此不夠熟悉,大四學(xué)生,面臨畢業(yè)、就業(yè)、考研等各種壓力[14],因此,不適合全程混合式教學(xué),建議混合式教學(xué)的比例不宜超過一半。

4.3.2 科學(xué)合理劃分學(xué)習(xí)小組

目前大多數(shù)混合式教學(xué)在考慮成績、性別的基礎(chǔ)上采用軟件自動分組,考慮到小組學(xué)習(xí)是混合式教學(xué)的基礎(chǔ),為提高小組學(xué)習(xí)的效率和積極性,計劃在軟件分組的基礎(chǔ)上,邀請學(xué)習(xí)委員、班主任從學(xué)生關(guān)系、學(xué)生性格等方面入手對分組進(jìn)行優(yōu)化,盡量促使每位學(xué)生能全身心投入小組學(xué)習(xí)。

5 結(jié)語

目前的混合式教學(xué),尚處于摸索階段[8],必然會存在一些問題,但問題并不能阻擋教育教學(xué)信息化改革的步伐和教育全球化的趨勢。任何一種教學(xué)模式的發(fā)展和成功運(yùn)用,都離不開政策支持和教學(xué)實(shí)踐,相信通過教學(xué)管理者的鼓勵和教師們的積極探索,混合式教學(xué)一定能迎來更好地推廣和使用[15]。