以學生為中心的醫(yī)用物理學混合式教學模式實踐研究

程莉 吳艷茹 郝晨汝 池子強 郭麗莎 李靜 劉磊 喬麗華 趙瑞斌

摘? 要? 醫(yī)用物理學以課程目標為導向，以中國大學慕課線上數(shù)字化課程為平臺，充分利用現(xiàn)有課程資源，借助多種教學技術手段，構建醫(yī)用物理學線上線下混合式教學模式并開展實踐研究。該教學模式秉持“以學生為中心”的教育理念，授課過程中堅持問題導向，鼓勵學生開拓思維，采用多樣化的教學手法，以“學”代“教”，依據(jù)及時有效的反饋機制，調整優(yōu)化教學方案。實踐和多元化評價證明：混合式授課模式能夠充分調動學生主動性，有利于項目研究型思維的形成，與傳統(tǒng)教學模式相比具有更好的教學效果。

關鍵詞? 混合式教學；醫(yī)用物理學；課程資源；慕課；微課

中圖分類號：G642.4? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）12-0088-05

Abstract? Medical physics guided by the curriculum objectives， takes MOOC online digital course of Chinese Univer-sity as the platform， makes full use of the existing curriculum resources. With the help of a variety of teaching techniques， we construct a student-centered online and offline hybrid teaching mode of medical physics， and carries out practical research. The teaching mode adheres to the education concept of “student-centered”. In the process of teaching， we should?adhere to the problem-oriented， encourage students to develop?their thinking， adopt diversified teaching methods， replace “teaching” with “l(fā)earning”， through timely and effective feedback mechanism， adjust and optimize the teaching scheme. Through practice and diversified evaluation， it is proved that?the mixed teaching mode fully mobilizes the initiative of stu-dents， promotes the formation of project research thinking， and achieves good teaching effect.

Key words? blended teaching; medical physics; curriculum resources; MOOC; micro lecture

0? 引言

人才培養(yǎng)的核心要素是課程，課程質量直接決定人才培養(yǎng)質量[1-2]。醫(yī)用物理學是在人類疾病預防、診斷、治療和保健等臨床醫(yī)學研究過程中應用物理學的基本原理及方法，逐漸形成的一門交叉學科，是醫(yī)學相關專業(yè)學生必修課程。物理學的理論學習通常抽象難懂，傳統(tǒng)的課堂講授又存在理論基礎知識多、課時受限、以教為主等問題，導致學生在學習過程中代入感不強，缺乏學習興趣，對該課程所學知識的應用能力不夠強，缺少自主思考。為了提高課程質量，培養(yǎng)學生綜合應用理論知識解決醫(yī)學中的實際問題的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為學生今后學習醫(yī)學相關課程提供有效的知識儲備，本課程在教學設計及實施過程中始終遵循“以學生為中心”原則，利用線上課程資源和現(xiàn)代化教育技術手段，開展線上線下混合式教學。課程設計注重物理學與醫(yī)學的關聯(lián)性，將科技發(fā)展前沿成果、思政元素等引入課程，落實立德樹人根本任務。

1? 課程資源構建

根據(jù)教學大綱及教學對象的特點，以課程目標為基礎，將現(xiàn)有的資源以及網(wǎng)絡平臺進行科學系統(tǒng)的整合，構建醫(yī)用物理學課程資源，為開展混合式教學打下堅實基礎。

結合課程目標對教學資源的需求，逐步建設醫(yī)用物理學數(shù)字化教材、醫(yī)用物理學試題庫、富媒體資源，以及配套中國大學慕課醫(yī)學物理學線上課程等[3]。課程教材采用由孟燕軍主編，團隊一線教師與附屬醫(yī)院醫(yī)師“雙師”隊伍合編的《醫(yī)學物理學》和《醫(yī)學物理學實驗指導》，包括11個動畫、20個微課視頻、2 400道網(wǎng)絡交互數(shù)字化線上習題庫，以及解答指導和實驗微課等在線資源，做到知識點全覆蓋，充分發(fā)揮媒體資源的作用，凸顯物理原理與醫(yī)學知識的結合[4-5]?；谥袊髮W慕課平臺建設醫(yī)學物理學線上課程，共有34個教學視頻，以及對應的教案和課件PPT，配套有隨堂測試、單元測試和期末測試，目前已開展八個教學周期，如圖1所示。這一系列的線上課程資源和現(xiàn)代化教育技術平臺，滿足了混合式課程的建設需求，通過資源整合，提高學生碎片時間利用率，培養(yǎng)學生主動分析解決問題、發(fā)散思維、理論聯(lián)系實際以及知識靈活運用的能力[6-7]，為醫(yī)學類專業(yè)學生學習后續(xù)課程和進行科學實驗打下基礎。

2? 混合式教學模式探索

混合式教學模式始終貫徹“以學生為中心”的教育理念，以課程目標為導向。課程設計遵循線上和線下課程內容相統(tǒng)一，線下學習應該是線上學習的深化，而非簡單的重復，避免出現(xiàn)線上和線下形式上的簡單拼湊；將課前線上知識預習，課中知識內化、參與討論、應用拓展，課后鞏固及評價考核相統(tǒng)一，教師隨時跟蹤學習、收集問題、線上互動并及時調整授課；將授課內容與思政元素相統(tǒng)一，把優(yōu)秀物理學家與醫(yī)務工作者的職業(yè)精神、家國情懷、奉獻精神、創(chuàng)新精神以“潤物細無聲”的方式融入教學內容。通過教學實踐，積累教學經(jīng)驗，優(yōu)化教學過程，提高教學質量，從而不斷地進行正迭代，建立并完善可行的教學方案[8]。

2.1? 教學方案設計

從2018年建設河北省精品在線開放課程到如今，經(jīng)過了四年多的線上線下混合式教學實踐，目前正在實施的混合式教學方案包括線上自主學習、線下知識內化和多元化考核評價三部分。

2.1.1? 線上自主學習? 線上學習部分包含課前預習和課后提升兩部分，實現(xiàn)課前知識引入和課后查漏補缺與鞏固提升。

2.1.2? 線下知識內化? 線下課堂包含理論課和實驗課。根據(jù)線上學習統(tǒng)計反饋，規(guī)劃理論授課內容，采用引導式、翻轉課堂、小組討論等多種授課方法，有針對性地介紹所學知識的應用實例以及前沿發(fā)展，使學生在獲得系統(tǒng)的物理學知識的同時，了解其在醫(yī)學領域的應用。

2.1.3? 多元化考核評價? 根據(jù)線上線下混合式授課模式的特點，將線上學習成績、課程實驗成績和線下考試成績均納入教務結課成績中。期末總成績（100%）=線上成績（20%）+實驗成績（20%）+線下考試成績（60%）。其中，線上成績主要反映日常線上學習情況，包括每章的學習數(shù)據(jù)、章節(jié)測試、線上討論情況和線上綜合測試；課程實驗成績取10次實驗的平均分，主要反映學生實驗動手操作能力和數(shù)據(jù)歸納整理分析能力；線下考試成績?yōu)槠谀┛荚嚲砻娉煽?，主要反映學生的綜合知識掌握情況。

2.2? 以學生為中心的教學實踐

在混合式教學過程中，堅持“以學生為中心”的教育理念，注重以學生的發(fā)展為中心、以學生的學習為中心和以學習效果為中心[9]。以學生當前狀態(tài)為基礎，促進發(fā)展發(fā)掘潛力，以“學”代“教”，強調知識內化，并且建立及時有效的反饋機制，使效果評價進一步幫助學生調整學習、幫助教師調整教學[10-11]。教學方案實踐效果如下。

2.2.1? 堅持問題為導向，培養(yǎng)學生自主學習能力? 通過課前思考題，引出課程內容的前因后果，引發(fā)學生對新知識的自主探索；通過課后探索，供學生課下結合自身興趣與專業(yè)發(fā)展，擴充醫(yī)學應用知識面，激發(fā)自主探索能力。比如在學習流體中“理想流體的伯努利方程”這一節(jié)之前，剛剛學完體積連續(xù)性方程，學生掌握了不可壓縮的流體做穩(wěn)定流動時，流管內任一橫截面處的流速與橫截面積的乘積為一常量，緊接著提出“流管內不同位置處的壓強有什么關系”，由此引入伯努利方程的學習；并在學完伯努利方程這一節(jié)后，引導學生結合血液流動過程，課后自主分析體位對血壓的影響，通過查閱文獻，了解血壓的測量方式方法以及優(yōu)缺點等醫(yī)學相關知識。學生在線上的討論情況如圖2所示。

2.2.2? 結合現(xiàn)有資源，鼓勵創(chuàng)新探索? 在課程學習過程中，鼓勵學生申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗項目進行創(chuàng)新探索研究。圖3即為學生在學習完“振動和波動中超聲波”后，利用小型超聲探測設備，自制膽囊模型進行探測觀察，并逐步創(chuàng)新完善模型，規(guī)劃實驗內容步驟，積極參加項目申報和相關比賽，獲得第七屆全國大學生基礎醫(yī)學創(chuàng)新研究暨實驗設計北部賽區(qū)二等獎。

2.2.3? 開展多樣化教學，實現(xiàn)有效學習? 由于醫(yī)用物理學理論知識偏多，學習起來比較枯燥，在教學過程中除了利用信息技術手段和多元化的教學評價方式來調動學生的學習積極外，還可以通過開展翻轉課堂、小組討論等多元化、差異化的教學活動，從內在激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生互相協(xié)作、教會他人的高階能力，還便于對學生進行個性化輔導，擴展學生思路。多樣化的課堂活動如圖4所示。

2.2.4? 建立全面評價機制，及時反饋調整? 將學生課前、課中和課后線上測試、討論區(qū)答疑等納入學生綜合測評中，調動學生全過程參與學習過程。并根據(jù)過程性評價結果正向反饋到后續(xù)教學過程，更高效地提升教學質量。

3? 課程效果評價

3.1? 在線學習行為分析

為了分析學生在線學習行為與學習效果的關系，利用SPSS軟件，分別將線上章節(jié)測試成績、線上討論數(shù)量、線上綜合測試成績與線下期末考試成績進行相關分析，以進一步分析混合式教學模式下學生的在線學習行為與線下期末考試成績之間的關系，得到相關分析數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出，在線學習行為與期末卷面成績成正相關，說明學生的自主學習表現(xiàn)對學習質量的影響很大。其中，在線綜合測試與期末卷面成績的相關性最大（r=0.524），說明線上考試相對公平，大部分學生能誠信考試，也起到督促改進學習的作用；線上章節(jié)測試成績與期末成績的相關性次之（r=0.500），說明逐章設置線上內容學習有助于學生加深對所學知識的理解。從相關學習數(shù)據(jù)的分析結果來看，學生的在線學習、線下課堂與線上的討論情況、課后答疑情況與最終的期末成績均正相關，說明混合式教學有助于培養(yǎng)學生自主學習的能力，在提高學習成績方面起到積極的作用，進一步論證了這種教學模式的可行性，值得今后繼續(xù)深入探索。

3.2? 學習效果對比分析

為了比較混合式教學對學生成績的影響，分別對近三年采用不同授課方式的學生的期末綜合成績進行對比分析。對照班與實驗班同為臨床醫(yī)學專業(yè)，班級學生均為180人左右，入學時基礎相當，但采用不同授課方式，分析結果如表2所示。

與傳統(tǒng)教學模式相比，每學期采用混合式教學模式的班級平均分均比采用傳統(tǒng)授課模式的高，標準差均小于傳統(tǒng)授課，且不及格率有所下降；2019—2020年第二學期的不及格率略高于對照班，分析可能受疫情防控期間客觀因素影響，結果比較偶然。從多學期整體來看，混合式教學的學生成績更為均勻，兩極分化的情況有所改善。

利用SPSS軟件分別比較不同學期兩個班級學生的成績，進行獨立樣本t檢驗，結果顯示：兩種教學模式期末成績間顯著性P均小于0.05，存在顯著差異。這說明使用混合式教學模式產生的學習成效明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的教學模式。多年實踐表明：不論從學習效果還是學生評價來看，運用信息化技術手段，綜合線上線下多種教學資源，以學生為中心精心設計教學活動，優(yōu)化教學過程，可以有效地促進醫(yī)用物理學課程教學質量的提高，變“教”為“學”，促進學生多維能力的培養(yǎng)。

4? 結論

醫(yī)用物理學以課程目標為導向，由“雙師型”教師團隊經(jīng)多年建設，打造了豐富的線上課程資源，并對資源進行整合利用，完成線上線下混合式課程的教學設計，實現(xiàn)線上和線下教學內容的有效銜接。教學實踐中堅持“以學生為中心”的教育理念，以學生當前狀態(tài)為基礎，堅持問題導向，培養(yǎng)自主學習能力，鼓勵學生開拓思維、發(fā)掘潛力，采用多種教學方法，以“學”代“教”，強調知識內化，并且建立及時有效的反饋機制和科學的評價體系，從而調整優(yōu)化教學方案，增強教學效果，也幫助學生調整學習，實現(xiàn)個性化發(fā)展。實踐和多元化評價證明：混合式教學模式不僅使學生的自主學習能力得到提升，而且保證了知識的理解和掌握，促進了項目研究型思維的形成，提升了學生的科學素養(yǎng)，與傳統(tǒng)教學模式相比，教學效果明顯改善。

在今后的教育教學改革中，在不同基礎、不同專業(yè)和不同教學目標的班級教學中推廣混合式教學非常必要，尤其需要堅持“以學生為中心”，注重反饋和評價，強調學生個性化發(fā)展，加強對學生應用能力、科學精神和科學素養(yǎng)的培養(yǎng)，提升學生在長遠發(fā)展中的社會競爭力。

參考文獻

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