醫(yī)工融合背景下高職專業(yè)課混合式教學(xué)的構(gòu)建與實踐
——以《醫(yī)用傳感器》為例

胡童宜

(重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校 基礎(chǔ)部，重慶 401331)

引言

近年來，醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)結(jié)合的交叉融合(即醫(yī)工融合)逐漸作為引領(lǐng)未來醫(yī)學(xué)創(chuàng)新的主導(dǎo)方向[1]。在此背景下，培養(yǎng)醫(yī)工交叉復(fù)合型人才逐漸融入各高校人才培養(yǎng)體系，醫(yī)工融合的理念被應(yīng)用在課程教學(xué)過程中[2][3]。

醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是高職院校設(shè)立的醫(yī)學(xué)和工程交叉專業(yè)，該專業(yè)培養(yǎng)掌握生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)基礎(chǔ)知識，具備醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的工程實踐能力，能在醫(yī)院、醫(yī)療器械企業(yè)等領(lǐng)域從事醫(yī)療設(shè)備制造維修、技術(shù)管理、應(yīng)用開發(fā)等工作的應(yīng)用型、復(fù)合型技能人才。《醫(yī)用傳感器》是高職醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的一門重要課程。醫(yī)用傳感器作為拾取生命體征信息的“感官”[4]，是醫(yī)療設(shè)備、智能系統(tǒng)定量獲取信息的關(guān)鍵器件。從該專業(yè)的整個知識體系來看，該課程以物理、電子電路等為基礎(chǔ)，后續(xù)銜接醫(yī)學(xué)電子儀器等專業(yè)課程，起著承上啟下的重要作用；從應(yīng)用能力培養(yǎng)上看，無論是參加各種競賽或者設(shè)備制造維修，都離不開該課程的知識作為支撐。

目前《醫(yī)用傳感器》教學(xué)過程中有三方面的問題：一是教學(xué)內(nèi)容抽象枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。醫(yī)用傳感器從轉(zhuǎn)換原理、測量電路及應(yīng)用三部分進(jìn)行講授，涉及概念抽象、公式繁瑣等特點，高職學(xué)生學(xué)習(xí)能力和邏輯抽象思維能力相對欠缺，傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式以教師講解灌輸為主，讓學(xué)生被動地接受知識，往往使得學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，喪失學(xué)習(xí)興趣和積極主動性。二是實踐教學(xué)呆板，學(xué)生應(yīng)用能力薄弱。傳統(tǒng)的實踐教學(xué)為驗證型實驗，學(xué)生缺乏對傳感器應(yīng)用的主動思考，無法獲得傳感器選用、測試電路的設(shè)計和調(diào)試等應(yīng)用能力的鍛煉和培養(yǎng)，而這些恰恰是引導(dǎo)學(xué)生如何將理論知識應(yīng)用于實際的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。三是課程能力培養(yǎng)無專業(yè)特色。課程教學(xué)以傳統(tǒng)工科知識為主，沒有突出醫(yī)工融合背景下傳感器與醫(yī)學(xué)知識的融合，缺乏傳感器技術(shù)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用和工程實踐能力的培養(yǎng)，使培養(yǎng)出來的學(xué)生雖然能夠掌握傳感器的基本理論知識，但缺乏應(yīng)用工程思維解決生命領(lǐng)域問題的能力。與人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的醫(yī)學(xué)與工程思維兼?zhèn)洌哂嗅t(yī)工交叉融合的應(yīng)用型人才相背離。

本文基于智慧職教云平臺，針對傳統(tǒng)教學(xué)中的問題開展了《醫(yī)用傳感器》課程的教學(xué)改革，探索和實踐以醫(yī)工融合、應(yīng)用創(chuàng)新為核心素養(yǎng)目標(biāo)的混合式教學(xué)，將線下課堂的面授教學(xué)、基于網(wǎng)絡(luò)的在線教學(xué)、移動學(xué)習(xí)三種方式完全融合，真正發(fā)揮混合式教學(xué)的優(yōu)勢，實現(xiàn)醫(yī)工融合的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

一、以醫(yī)工融合、應(yīng)用創(chuàng)新為核心素養(yǎng)目標(biāo)的混合式教學(xué)總體設(shè)計

2014年，教育部印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》明確指出，教育部將組織研究各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[5]。強調(diào)知識的主動建構(gòu)，重視知識的遷移運用，立足于真實問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，是當(dāng)今教育的熱點和方向[5]。以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計要求我們在教學(xué)設(shè)計時改變傳統(tǒng)的以學(xué)科知識為本的價值取向，秉持以學(xué)生能力為本的價值理念，由知識傳遞的設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)的設(shè)計[6]。相應(yīng)地，其教學(xué)模式也從傳統(tǒng)的以教師講授為主、學(xué)生被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向多采用以探究式教學(xué)為代表的生成性教學(xué)策略，即由“教師為中心”或“知識為中心”向“學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變，教師的主要職責(zé)也從知識傳遞者向?qū)W習(xí)促進(jìn)者或者設(shè)計者轉(zhuǎn)變。

《醫(yī)用傳感器》課程以醫(yī)工融合、復(fù)合創(chuàng)新為核心素養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行了混合式教學(xué)的總體設(shè)計。在混合式教學(xué)模式的設(shè)計中，充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了分層次、多階段、多學(xué)科融合的立體教學(xué)體系。教學(xué)過程中強調(diào)“醫(yī)工結(jié)合”，教學(xué)內(nèi)容中注重“醫(yī)工滲透”，教學(xué)方法上注重“醫(yī)工聯(lián)合”[7]，教學(xué)評價中注重“工為醫(yī)用”，從而達(dá)到“醫(yī)工融合”。

(一)教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)過程分為課前導(dǎo)學(xué)、課中研學(xué)和課后拓學(xué)三個階段，具體過程如圖1所示。通過合理的教學(xué)過程設(shè)計，實現(xiàn)線上線下教學(xué)的完全混合，提供給學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗，充分發(fā)揮學(xué)生的自主化學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)，從而獲得能力上的不斷提升。

圖 1 混合式教學(xué)過程設(shè)計總體框圖

1.課前導(dǎo)學(xué)階段

采用線上教學(xué)，教師發(fā)布導(dǎo)學(xué)資源，導(dǎo)學(xué)資源分為情景導(dǎo)學(xué)和問題導(dǎo)學(xué)兩部分，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成導(dǎo)學(xué)測試，教師分析測試結(jié)果，以學(xué)促教。

2.課中研學(xué)階段

采用線下面對面課堂，教師根據(jù)導(dǎo)學(xué)自測結(jié)果進(jìn)行針對性答疑解惑，然后發(fā)布項目路標(biāo)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生開展小組討論如何解決問題并合理分工完成項目任務(wù)，最后進(jìn)行成果展示和點評總結(jié)。這部分主要采用理實一體教學(xué)方法，加強知識的內(nèi)化和遷移。在理實一體的項目式教學(xué)活動中，通過問題導(dǎo)向的項目教學(xué)，以實際工作任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生自己去探索問題、參與探究過程、尋求解決方案，支持學(xué)生在自主探究過程中實現(xiàn)專業(yè)知識的建構(gòu)，讓學(xué)生在此過程中感受到自主學(xué)習(xí)的成就感，并體會到所學(xué)內(nèi)容的價值，培養(yǎng)學(xué)生溝通表達(dá)、團隊合作等職業(yè)素養(yǎng)。

3.課后拓學(xué)階段

采用線上+線下結(jié)合的方式進(jìn)行，通過個性化資源推送，針對不同能力層次的學(xué)生進(jìn)行個性化教學(xué)，同時開展線上線下拓展項目，組織學(xué)生去醫(yī)院、企業(yè)進(jìn)行實踐，提高教學(xué)與行業(yè)的融合度，鼓勵和指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參加各種技能競賽，以賽促教，滿足一些學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和能力成長，進(jìn)一步加強學(xué)生各方面能力的提升。

(二)教學(xué)內(nèi)容與資源設(shè)計

在混合式教學(xué)模式中，教師的角色從由知識的傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的設(shè)計者和學(xué)習(xí)的支持者[8]。精心設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容幫助和引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)習(xí)資源支撐每個學(xué)習(xí)活動步驟，兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知情況，滿足學(xué)習(xí)需求。學(xué)習(xí)資源“以學(xué)生實際需求為中心”進(jìn)行構(gòu)建，主要包括學(xué)習(xí)任務(wù)、案例討論、知識點PPT、視頻、在線題庫、個性化拓展學(xué)習(xí)資料包、競賽資源等。

《醫(yī)用傳感器》傳統(tǒng)授課內(nèi)容以工科內(nèi)容為主，偏重工作原理的講解和相關(guān)測量電路的分析，以學(xué)科為中心，注重理論上系統(tǒng)闡述，強調(diào)的是知識傳授，以教師為中心，較少融合醫(yī)學(xué)知識，不滿足培養(yǎng)醫(yī)工融合復(fù)合型人才的要求。因此，對傳統(tǒng)教材內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，提出了基于醫(yī)工融合的“理實一體”的項目化教學(xué)方案。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計堅持“以項目為引領(lǐng)，以任務(wù)來驅(qū)動，以能力為本位，崗位需求為導(dǎo)向”“基礎(chǔ)性與實用性有機結(jié)合、工程與醫(yī)學(xué)有機結(jié)合”的原則，適當(dāng)重組教材，重點針對醫(yī)療設(shè)備技術(shù)人員的技術(shù)技能要求，簡化繁雜的公式推導(dǎo)，減少晦澀枯燥的理論闡述，重點培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，實現(xiàn)一體化教學(xué)。對原有學(xué)科體系框架進(jìn)行重構(gòu)，側(cè)重工程技術(shù)在生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的問題解決，將教材上十幾種傳感器整合為醫(yī)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(jìn)行教學(xué)，每個項目又細(xì)分為多項任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)中理解專業(yè)知識，培養(yǎng)專業(yè)技能。

(三)教學(xué)效果評價設(shè)計

混合式學(xué)習(xí)評價遵循“以學(xué)生能力發(fā)展為中心”的原則，采取 “線上+線下”結(jié)合、“課前+課中+課后” 分階段、“過程性評價+期末總結(jié)性評價”結(jié)合的立體化評價方式，具體評價方式及內(nèi)容如表1所示。

表 1 學(xué)習(xí)行為評價方式及內(nèi)容

課前：線上，利用職教云平臺收集的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)比如課件和視頻學(xué)習(xí)時長、線上討論發(fā)帖回帖數(shù)和自學(xué)測試正確率，教師精準(zhǔn)識別學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)動機、學(xué)習(xí)興趣，及時調(diào)整教學(xué)策略，學(xué)生通過測試正確率客觀認(rèn)識自己，調(diào)整學(xué)習(xí)策略，實現(xiàn)以評促學(xué)，以評促教。

課中：線下課堂，通過師生互動參與度、學(xué)生課題發(fā)言積極性、小組討論參與度評價學(xué)生的溝通能力，學(xué)生實訓(xùn)技能掌握程度及項目結(jié)果展示評價了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，教師可根據(jù)學(xué)習(xí)評價結(jié)果定制個性化學(xué)習(xí)路徑。

課后：線上和線下結(jié)合，線上拓展學(xué)習(xí)測試結(jié)果，線下職業(yè)證書通過率及競賽成果評價學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況及個性化學(xué)習(xí)情況，教師形成總體的學(xué)習(xí)評價報告，促進(jìn)教學(xué)迭代和改進(jìn)。

二、混合式教學(xué)模式實踐示例

本研究選擇某高職院校“醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)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(yī)用傳感器》課程的混合式教學(xué)，對照班級35人，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。表2展示了溫度傳感器項目混合式教學(xué)的具體實施流程。

表 2 溫度傳感器項目的混合式教學(xué)具體實施

三、教學(xué)效果評估

為檢驗混合式教學(xué)的實施是否達(dá)到核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，本文從專業(yè)知識技能、自主學(xué)習(xí)能力和素質(zhì)能力三方面進(jìn)行教學(xué)效果評估。

(一)專業(yè)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(jìn)行對比分析：(a)理論考試成績；(b)實訓(xùn)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(jìn)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(xùn)考試和期末總評成績都較對照班有明顯的提升，T檢驗結(jié)果表明兩個班學(xué)生的成績差異顯著(p<0.01)。上述結(jié)果說明通過混合式教學(xué)的實施，明顯有效地提高了學(xué)生的理論知識水平和實訓(xùn)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(xué)習(xí)能力和素質(zhì)能力評估——實驗班與對照班能力前后對比

采用問卷調(diào)查的方式研究實驗班和對照班在混合式教學(xué)模式實施前后的自主學(xué)習(xí)能力和素質(zhì)能力情況。在本次問卷調(diào)查中，對照班在前測和后測中發(fā)出問卷35份，回收問卷35份，有效問卷數(shù)量為35份；實驗班在前測和后測中共發(fā)出問卷38份，回收問卷38份，有效問卷數(shù)量為38份。問卷調(diào)查結(jié)果分析如表3所示。這些數(shù)據(jù)均表明，相比傳統(tǒng)課堂講授，采用混合式教學(xué)模式，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作能力、表達(dá)溝通能力及創(chuàng)新能力。

表 3 認(rèn)知能力和素質(zhì)能力前后對比

結(jié)語

在醫(yī)工融合背景下，針對高職醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課《醫(yī)用傳感器》進(jìn)行了混合式教學(xué)模式的構(gòu)建和實施，主要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了理實一體項目設(shè)計，對醫(yī)學(xué)知識和工科知識進(jìn)行了深度融合，旨在培養(yǎng)兼?zhèn)溽t(yī)學(xué)思維和工科思維的交叉應(yīng)用型人才。同時，利用信息化技術(shù)的便利，開展了線上與線下結(jié)合的混合式教學(xué)。從教學(xué)效果評估來看，學(xué)生的專業(yè)知識、職業(yè)技能、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及素質(zhì)能力都有了較大的提升，說明該教學(xué)改革的實施具有明顯成效。混合式教學(xué)模式克服了傳統(tǒng)教學(xué)的一些弊病，發(fā)揮了以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)啟發(fā)的特點，更好地實現(xiàn)了高職人才的培養(yǎng)目標(biāo)。