張 玲 ,魏建峰 ,孫 申 ,王姍姍 ,張 靜 ,劉 芳
(1.徐州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,江蘇 徐州 221004;2.徐州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,江蘇 徐州 221004)
組織學(xué)是一門研究人體正常組織微細(xì)結(jié)構(gòu)及功能的基礎(chǔ)學(xué)科,屬于形態(tài)學(xué)范疇。組織學(xué)教學(xué)分為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個部分,其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)幫助學(xué)生直觀地去觀察和理解理論教學(xué)中提到的細(xì)胞、組織和器官的形態(tài)結(jié)構(gòu),與理論教學(xué)相輔相成[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān),在20世紀(jì)90年代初,利用幻燈片、電視等現(xiàn)代化媒體技術(shù)輔助學(xué)生進(jìn)行組織學(xué)形態(tài)觀察[2];在21世紀(jì)初隨著電腦攝像技術(shù)的發(fā)展,顯微數(shù)碼互動教學(xué)模式迅速應(yīng)用于形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),加強(qiáng)了教師和學(xué)生的交流,提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[3]。近年來,隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,虛擬仿真教學(xué)平臺在醫(yī)學(xué)院校得到了廣泛應(yīng)用[4-5],為組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行“以學(xué)生為中心”的線上線下混合式教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)[6]。本文主要論述了基于虛擬仿真教學(xué)平臺的組織學(xué)實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)模式的探索實(shí)踐。
我校于2012年建立數(shù)碼互動實(shí)驗(yàn)室,陸續(xù)將顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)應(yīng)用于形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[7]。在實(shí)驗(yàn)課程開始之初,教師先給學(xué)生介紹顯微鏡和顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的使用方法,并告知其期末考核方式即切片考試。接著,教師使用投屏的方式使每個學(xué)生的電腦都能看到課程內(nèi)容的PPT,提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo),并對學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行講解。教師講解完畢后,學(xué)生通過顯微鏡自行觀察切片,通過數(shù)碼攝像系統(tǒng)拍攝切片重點(diǎn)結(jié)構(gòu)的照片。期間教師進(jìn)行巡查,解答學(xué)生問題。最后教師通過顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在教師端評價學(xué)生拍攝的相關(guān)結(jié)構(gòu)的照片質(zhì)量,對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)?;陲@微數(shù)碼互動系統(tǒng)的組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)克服了以往師生、生生之間圖像資源交流不足的缺點(diǎn),能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。但是筆者在該教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處:(1)顯微成像系統(tǒng)在不同電腦之間有色差,不利于學(xué)生掌握細(xì)胞與組織的染色特點(diǎn)。(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般安排在該部分理論教學(xué)一周后,時間間隔較長,不利于學(xué)生內(nèi)化和鞏固理論知識。(3)學(xué)生通過手機(jī)對電腦屏幕拍照來記錄和復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)課中學(xué)到的結(jié)構(gòu),得到的圖像視野局限,清晰度不夠。(4)學(xué)生缺乏課前、課后進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)資源。(5)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏形成性評價,部分學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性和積極性。通過教學(xué)實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)建立基于虛擬仿真教學(xué)平臺的線上線下混合式教學(xué)模式,有助于彌補(bǔ)以上基于顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足之處,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提升教學(xué)效果。
近年來,我校陸續(xù)建設(shè)并升級了虛擬仿真教學(xué)平臺,涵蓋了臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和護(hù)理學(xué)四大虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K。其中,基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)模塊中的組織學(xué)與胚胎學(xué)課程資源按照教學(xué)大綱分為18個章節(jié),每個章節(jié)都具有相應(yīng)的理論知識梳理、教學(xué)視頻、數(shù)字切片和本章測試,全面輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)。虛擬仿真教學(xué)平臺具有眾多優(yōu)勢:學(xué)習(xí)資源不受時間和空間限制,方便學(xué)生在碎片化時間學(xué)習(xí);此外,平臺的數(shù)字切片庫資源極為豐富,同一器官或組織有不同染色、不同切面的切片,大大增加了學(xué)生的閱片數(shù)量;并且數(shù)字切片圖像清晰度高,可以隨意進(jìn)行放大、縮小、定位、標(biāo)注,最大限度地滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求。組織學(xué)實(shí)驗(yàn)課程要求學(xué)生辨認(rèn)出相關(guān)組織結(jié)構(gòu),描述其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并將其結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系起來。這一課程特點(diǎn)非常適用于BOPPPS教學(xué)模型。BOPPPS是一種以教育目標(biāo)為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的新型教學(xué)模型[8],包括Bridge(引入)、Objective(學(xué)習(xí)目標(biāo))、Pre-assessment(課前摸底)、Participatory Learning(參與式學(xué)習(xí))、Post-assessment(課后測驗(yàn))以及Summary(總結(jié))6個教學(xué)環(huán)節(jié)。本教研室結(jié)合虛擬仿真教學(xué)平臺和線上教學(xué)工具(超星學(xué)習(xí)通),將組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為課前、課中和課后3個階段,并將BOPPPS 6個環(huán)節(jié)靈活穿插進(jìn)入這3個階段中(見圖1),從而促進(jìn)師生、生生相互交流,完成及時有效的教學(xué)反饋,讓學(xué)生在每一個教學(xué)環(huán)節(jié)都覺得有所收獲,從而增強(qiáng)教學(xué)效果。
圖1 基于虛擬仿真教學(xué)平臺的線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計Figure 1 Design of online and offline blended teaching mode based on virtual simulation teaching platform
教師提前兩天通過學(xué)習(xí)通發(fā)布相關(guān)課程資料:課程視頻、教學(xué)課件、課前測試。教師在設(shè)計預(yù)習(xí)資料時,將學(xué)生預(yù)習(xí)時間控制在半小時左右,在減少其課業(yè)負(fù)擔(dān)的同時保證較好的預(yù)習(xí)效果。其中,課程視頻和教學(xué)課件是兩天后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,介紹目標(biāo)切片的重要結(jié)構(gòu)特點(diǎn),幫助學(xué)生自主預(yù)習(xí)。課前測試主要考核學(xué)生的理論知識,為10道選擇題,要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成,計入實(shí)驗(yàn)課總成績(占比10%)。課前借助學(xué)習(xí)通平臺進(jìn)行預(yù)習(xí)的模式有如下優(yōu)勢:(1)提前發(fā)布學(xué)習(xí)資料,有利于學(xué)生在預(yù)習(xí)時將理論和實(shí)際聯(lián)系起來,克服理論課與實(shí)驗(yàn)課時間間隔過長的缺點(diǎn)。(2)課前測試在幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固上周理論課內(nèi)容的同時,適量的練習(xí)題又不會使其學(xué)習(xí)壓力過大。(3)將課前測試成績計入總成績,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,督促學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。(4)選擇提前兩天這個時間點(diǎn),符合學(xué)生記憶規(guī)律,在兩天后的實(shí)驗(yàn)課程中能較好地體現(xiàn)預(yù)習(xí)效果。該環(huán)節(jié)相當(dāng)于BOPPPS教學(xué)模型的課前摸底環(huán)節(jié),通過課前測試及視頻、課件自主預(yù)習(xí),學(xué)生能判斷自己的學(xué)習(xí)能力和不足,教師也可通過學(xué)生測試結(jié)果掌握其學(xué)習(xí)的薄弱之處。
2.2.1 教師課前總結(jié) 一方面,教師與學(xué)生一起通過學(xué)習(xí)通平臺回顧上一次實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,快速對其進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固,彌補(bǔ)兩次實(shí)驗(yàn)課時間間隔過長的不足。另一方面,教師提前對學(xué)生課前測試結(jié)果進(jìn)行分析,掌握學(xué)生存在的問題。教師在課程開始之初對學(xué)生總結(jié)其高頻錯題涉及的理論知識,簡要復(fù)習(xí)理論課內(nèi)容,為接下來學(xué)習(xí)切片結(jié)構(gòu)做好準(zhǔn)備。該環(huán)節(jié)相當(dāng)于BOPPPS教學(xué)模型的引入環(huán)節(jié),通過承上啟下的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。
2.2.2 教師提出學(xué)習(xí)目標(biāo) 在學(xué)生課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,清晰指出本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)(細(xì)胞、組織和器官),并在PPT上列出,幫助學(xué)生厘清思路,并為下一步其自主尋找目標(biāo)做準(zhǔn)備,如在肝臟這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,在PPT放肝小葉的高倍鏡圖像,標(biāo)出學(xué)生要找的結(jié)構(gòu):肝小葉、肝細(xì)胞、肝索、肝血竇、中央靜脈,并在門管區(qū)的高倍鏡圖像中標(biāo)出小葉間動脈、小葉間靜脈、小葉間膽管。該環(huán)節(jié)相當(dāng)于BOPPPS教學(xué)模型的學(xué)習(xí)目標(biāo)環(huán)節(jié),由于組織學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn),學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)非常清晰,并有典型的結(jié)構(gòu)圖片供學(xué)生參考,方便學(xué)生下一步自主尋找目標(biāo)結(jié)構(gòu)。教師對列出學(xué)習(xí)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做簡要介紹,在介紹過程中插入相關(guān)臨床知識和課程思政的拓展,豐富實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容,理論和實(shí)際相結(jié)合,提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,如在肝臟這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,上傳脂肪肝與正常肝組織的對比圖片,介紹引起脂肪肝的因素,如酒精、肥胖、快速減肥等,聯(lián)系學(xué)生平時生活習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生積極鍛煉、健康生活。并簡要介紹肝細(xì)胞代謝特點(diǎn),使學(xué)生了解脂肪容易在肝細(xì)胞內(nèi)積累的機(jī)制,鍛煉其科研思維,激發(fā)科研興趣。
2.2.3 學(xué)生自主學(xué)習(xí) 教師給出充足的時間讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),并提出要求:(1)在虛擬仿真教學(xué)平臺找到目標(biāo)切片,并對PPT中要求找到的結(jié)構(gòu)(細(xì)胞、組織和器官)進(jìn)行標(biāo)注,最后將所有圖片上傳學(xué)習(xí)通;(2)能夠脫離課本,自信地對大家描述找到的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);(3)將結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能相聯(lián)系,談一談對其功能的理解;(4)在規(guī)定時間內(nèi)完成學(xué)習(xí),教師按照每次學(xué)習(xí)目標(biāo)的數(shù)量和難度靈活分配時間。學(xué)生登錄虛擬仿真教學(xué)平臺,尋找合適的切片。由于平臺上擁有大量切片,學(xué)生可以選擇不同切片完成學(xué)習(xí)目標(biāo),可以促進(jìn)學(xué)生之間相互交流。找到切片后,學(xué)生按照學(xué)習(xí)目標(biāo)要求,將切片放大或縮小,使用虛擬仿真平臺上的工具對相應(yīng)細(xì)胞、結(jié)構(gòu)或器官進(jìn)行標(biāo)注,并將帶標(biāo)注的圖像進(jìn)行截圖。在尋找目標(biāo)結(jié)構(gòu)的過程中,學(xué)生可以通過多種手段(實(shí)驗(yàn)課本、學(xué)習(xí)通資料、虛擬仿真教學(xué)平臺課程資料)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),并相互交流,掌握目標(biāo)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能。由于虛擬仿真教學(xué)平臺里的切片多種多樣,學(xué)生所觀察到的圖像會與教師以及書本所給出的示例圖有所差別,這極大地鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。實(shí)施本環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)在于:(1)組織學(xué)實(shí)驗(yàn)課是理論課的補(bǔ)充,學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)已在上一周的理論課程里接觸過;(2)學(xué)生通過學(xué)習(xí)通平臺已經(jīng)進(jìn)行過預(yù)習(xí);(3)相關(guān)學(xué)習(xí)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能描述能在實(shí)驗(yàn)課本和理論課本里找到答案,學(xué)生只需要將其看到的圖像和理論知識結(jié)合起來,并將其內(nèi)化為自己的知識。
2.2.4 生生互評 學(xué)習(xí)通平臺具有非常多的功能,如簽到、選人、隨堂練習(xí)和主題討論等,能幫助教師對其負(fù)責(zé)的班級進(jìn)行課堂管理。教師在班級空間里建立一個主題討論區(qū),統(tǒng)一每次討論區(qū)的命名(如:20220301上皮組織截圖)。在規(guī)定學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間結(jié)束后,確認(rèn)所有學(xué)生都已完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。若是有較多學(xué)生沒有完成目標(biāo),則可適當(dāng)延長學(xué)習(xí)時間,并在接下來的課程安排中及時調(diào)整時間安排。確認(rèn)絕大部分學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標(biāo)后,要求學(xué)生把截圖上傳學(xué)習(xí)通中教師建立的主題討論區(qū)。主題討論區(qū)中的內(nèi)容以樓層的形式分布,在每一樓層中還可以進(jìn)行回復(fù)。每一位學(xué)生上傳的學(xué)習(xí)內(nèi)容就是一個樓層,若班級有30位學(xué)生就有30個樓層,便于教師統(tǒng)計。按照第一樓層學(xué)生評價第二樓層學(xué)生的截圖作業(yè),最后一樓層的學(xué)生評價第一樓層學(xué)生截圖作業(yè)的方式,要求學(xué)生相互打分,打分規(guī)則見表1。負(fù)責(zé)評價的學(xué)生在被評價學(xué)生作業(yè)樓下回復(fù)分?jǐn)?shù),并給出打分依據(jù)。教師記錄學(xué)生成績,該部分成績占實(shí)驗(yàn)課總成績的30%。生生互評的方式極大地增強(qiáng)了學(xué)生的課堂參與感,一方面由于學(xué)生上傳時間的不確定性,每位學(xué)生占據(jù)的樓層是不確定的,使學(xué)生之間的評價是隨機(jī)的;另一方面學(xué)生之間打分有統(tǒng)一的評分標(biāo)準(zhǔn),并要求學(xué)生寫出扣分理由,分?jǐn)?shù)公開透明,客觀公正。
表1 學(xué)生打分規(guī)則Table 1 Student scoring rules
2.2.5 學(xué)生講述 在學(xué)生完成相互評價后,教師通過學(xué)習(xí)通平臺的“選人”功能,隨機(jī)抽取兩位學(xué)生,一位學(xué)生介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)前一半內(nèi)容(對本部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能的理解),另一位學(xué)生介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)后一半內(nèi)容,相互之間講述內(nèi)容不重復(fù)。并要求對上一環(huán)節(jié)做出評價,指出同學(xué)作業(yè)有哪些優(yōu)秀和錯誤之處。這一環(huán)節(jié)中,學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中將書本中的理論內(nèi)容和虛擬仿真平臺上實(shí)際觀察到的切片圖像結(jié)合起來,并將自己的理解向全班表達(dá)出來,極大地鍛煉了學(xué)生的總結(jié)能力和表達(dá)能力。此外,隨機(jī)選人的方式能夠避免部分學(xué)生積極性不高的問題,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。學(xué)生自主學(xué)習(xí)、生生互評和學(xué)生講述這3個環(huán)節(jié)相當(dāng)于BOPPPS教學(xué)模型的參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,引導(dǎo)學(xué)生充分參與教學(xué)過程,讓其感受到自己的成長,從而提高學(xué)習(xí)積極性,加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。
2.2.6 課堂總結(jié)和課堂測驗(yàn) 在學(xué)生講述完畢后,教師對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)和評價,并通過學(xué)習(xí)通發(fā)放課堂測驗(yàn),以選擇題和填空題為主,考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課中相關(guān)結(jié)構(gòu)的掌握情況。該部分成績占實(shí)驗(yàn)課總成績的10%。該環(huán)節(jié)相當(dāng)于BOPPPS教學(xué)模型的課后測驗(yàn)環(huán)節(jié),評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到預(yù)期。
教師布置課后作業(yè),幫助學(xué)生進(jìn)一步檢測學(xué)習(xí)效果,并鼓勵學(xué)生制作思維導(dǎo)圖,上傳學(xué)習(xí)通進(jìn)行分享。學(xué)生借助虛擬仿真教學(xué)平臺和學(xué)習(xí)通平臺上的資料,可以隨時進(jìn)行復(fù)習(xí)。在學(xué)生復(fù)習(xí)過程中,遇到問題可以通過學(xué)習(xí)通繼續(xù)和教師交流討論。該環(huán)節(jié)相當(dāng)于BOPPPS教學(xué)模型的總結(jié)環(huán)節(jié),學(xué)生自行歸納知識脈絡(luò),建立自己的知識體系。
在全部學(xué)習(xí)結(jié)束后,教師通過學(xué)習(xí)通發(fā)放期末考試試題,組織學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)答題,該部分試題為單選題,成績占實(shí)驗(yàn)課總成績的50%。
在學(xué)期結(jié)束后,以我校采用基于虛擬仿真教學(xué)平臺的混合式教學(xué)模式的2021級臨床10班、13班的60名學(xué)生為實(shí)驗(yàn)組,以采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的11班、12班的60名學(xué)生為對照組。比較兩組學(xué)生組織學(xué)實(shí)驗(yàn)期末考試成績發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組成績明顯高于對照組,且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),見表2。
表2 兩組學(xué)生組織學(xué)實(shí)驗(yàn)期末考試成績比較(±s,分)Table 2 Comparison of final examination scores of histology between two groups(±s,score)
表2 兩組學(xué)生組織學(xué)實(shí)驗(yàn)期末考試成績比較(±s,分)Table 2 Comparison of final examination scores of histology between two groups(±s,score)
注:與對照組比較,**P<0.01
項(xiàng)目對照組最高分最低分平均分100 50 91.00±12.96實(shí)驗(yàn)組100**70**98.00±6.10**
學(xué)期結(jié)束后,教師通過學(xué)習(xí)通向?qū)嶒?yàn)組學(xué)生發(fā)放問卷,共回收有效問卷60份。問卷調(diào)查結(jié)果顯示,絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)可基于虛擬仿真教學(xué)平臺的混合式教學(xué)模式,并認(rèn)為該模式能促進(jìn)對理論知識的理解,增加師生、生生互動,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,提升自主學(xué)習(xí)能力,見表3。
表3 學(xué)生對基于虛擬仿真教學(xué)平臺的混合式教學(xué)模式的效果評價[n(%)]Table 3 Students assessments on teaching effect on the blended teaching mode based on virtual simulation teaching platform[n(%)]
學(xué)期結(jié)束后,參與本研究的教師認(rèn)為基于虛擬仿真教學(xué)平臺的混合式教學(xué)模式充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”的教學(xué)理念,教師的角色從以“教”為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩?dǎo)”為主[9],充分鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力;通過將虛擬仿真教學(xué)平臺、學(xué)習(xí)通線上學(xué)習(xí)平臺和BOPPPS教學(xué)模型有機(jī)結(jié)合,極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使每一位學(xué)生都參與到課堂建設(shè)中;該模式中增加了形成性評價,起到了督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)的作用,幫助學(xué)生將知識點(diǎn)反復(fù)強(qiáng)化,有利于幫助學(xué)生深度學(xué)習(xí),構(gòu)建完整的知識體系;在課前課后,虛擬仿真教學(xué)平臺和學(xué)習(xí)通平臺里豐富的教學(xué)資料有助于學(xué)生利用碎片化的時間進(jìn)行個性化學(xué)習(xí),適應(yīng)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。另外,在該模式下,對教師也有更高的要求。教師需要精心安排各個教學(xué)環(huán)節(jié),整合多種資源,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,并及時對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行反饋。