微教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的探索與實(shí)踐

俞嘯+吳響+黃怡鶴+胡俊峰

摘要：針對醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的共性問題，徐州醫(yī)科大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)引入“微教學(xué)”的教學(xué)理念，在自主研發(fā)的單機(jī)MNSS（Medical Network System Simulator，醫(yī)學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仿真軟件）的基礎(chǔ)上搭建微教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，形成“碎片式學(xué)習(xí)、開放式研討、互動(dòng)式交流、一體式教學(xué)”的微教學(xué)模式，為醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)開辟了新的路徑。

關(guān)鍵詞：微教學(xué)；虛擬仿真；創(chuàng)新

一、 引言

在信息化的時(shí)代背景下，物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是世界下一次信息技術(shù)浪潮和新的經(jīng)濟(jì)引擎，在數(shù)字醫(yī)療、智能家居、城市管理等多個(gè)領(lǐng)域起到巨大的作用，人們因此越來越關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)。作為戰(zhàn)略性新興專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)旨在培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用、研究和開發(fā)的創(chuàng)新復(fù)合型高級技術(shù)人才。然而在教學(xué)體系，人才培養(yǎng)模式上仍處于探索建設(shè)階段，涉及領(lǐng)域廣、實(shí)踐操作性強(qiáng)、與時(shí)俱進(jìn)的特點(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式無法適應(yīng)其教學(xué)節(jié)奏與步伐。在知識與信息快速傳播的推動(dòng)下，學(xué)生不再滿足于課本教材的內(nèi)容，對教師課堂授課等單向知識傳播的教學(xué)方式，提出更高的學(xué)習(xí)需求。

因此，徐州醫(yī)科大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)結(jié)合移動(dòng)通信技術(shù)、多媒體傳播技術(shù)、人工智能技術(shù)，引入“微教學(xué)”的教學(xué)理念，在自主研發(fā)的醫(yī)學(xué)網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真軟件MNSS的基礎(chǔ)上增加微教學(xué)系統(tǒng)模塊，探索適用于醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特色微教學(xué)模式。該微教學(xué)模式的構(gòu)建不僅有助于學(xué)生對醫(yī)院信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信等相關(guān)知識的深入了解和掌握，培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高自主創(chuàng)新能力，而且可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)效率，達(dá)到快速了解專業(yè)知識，提高自身水平的目的，為高水平本科生培養(yǎng)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的塑造提供有力的支撐和保障。

二、 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題剖析

作為一個(gè)仍處于起步階段的新專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在課程開設(shè)、教學(xué)設(shè)計(jì)、評價(jià)考核等教學(xué)模式上還處于萌芽階段，尤其是再加上醫(yī)學(xué)背景，使其教學(xué)模式的構(gòu)建更加困難。具體而言，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中存在以下問題：

1. 教學(xué)時(shí)間固定僵化。理論課程和實(shí)驗(yàn)課程在時(shí)間安排上是相互獨(dú)立的，一般而言實(shí)驗(yàn)課程通常安排在理論課程之后，中間有一定的時(shí)間差，學(xué)生遇到問題不能及時(shí)解決，理論課程的知識在上實(shí)驗(yàn)課程時(shí)會(huì)有所遺忘，不能得到及時(shí)的鞏固和消化。因而，傳統(tǒng)的固定教學(xué)模式需要改進(jìn)和優(yōu)化。

2. 教學(xué)內(nèi)容的難易程度冗雜。認(rèn)知負(fù)荷理論（Cognitive Load Theory，CLT）認(rèn)為，影響認(rèn)知負(fù)荷的基本因素是學(xué)習(xí)材料的組織呈現(xiàn)方式、學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性和個(gè)體的專長水平（即先前知識經(jīng)驗(yàn)）。由此可以發(fā)現(xiàn)以下兩種普遍的現(xiàn)象：教學(xué)內(nèi)容簡單，認(rèn)知負(fù)荷過低，學(xué)生一聽便懂，造成教學(xué)時(shí)間的浪費(fèi)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，認(rèn)知負(fù)荷過高，學(xué)生處于難以理解的狀態(tài)，常常會(huì)導(dǎo)致教學(xué)進(jìn)行十幾分鐘之后學(xué)生注意力分散的情況，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)消極性。傳統(tǒng)教學(xué)方式面臨教學(xué)內(nèi)容難易程度無法量化評價(jià)和反饋問題。

3. 評價(jià)機(jī)制不完善。醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的傳統(tǒng)考核方式通常是筆試，部分注重理論學(xué)習(xí)的學(xué)生通過短時(shí)間的死記硬背就能得到好成績。并且由于專業(yè)特點(diǎn)，教師在批改復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)命令和程序代碼過程中，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤、漏批等現(xiàn)象，這大大增加考試評價(jià)的主觀性和不確定性，導(dǎo)致考核的不公平。

針對上述教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，徐州醫(yī)科大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)參考美國斯坦福大學(xué)懷特·艾倫等提出的微型教學(xué)概念（Micro Teaching），在現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仿真軟件MNSS的基礎(chǔ)上搭建微教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，探索醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)微教學(xué)模式。

三、 醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)微教學(xué)模式的構(gòu)建

（一） 微教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺簡介

微教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺由客戶端和服務(wù)端兩大部分組成?？蛻舳朔譃榻處煻撕蛯W(xué)生端。教師端的功能包括教學(xué)資源的上傳及管理、教學(xué)任務(wù)的發(fā)布及管理、學(xué)生端用戶的管理等；學(xué)生端的功能包括訪問教學(xué)資源、接收教學(xué)任務(wù)等。服務(wù)端由應(yīng)用服務(wù)器、資源數(shù)據(jù)庫和消息服務(wù)器構(gòu)成。其中應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)處理來自教師端與學(xué)生端的請求，由于主流的HIS、LIS、PACS等醫(yī)院信息系統(tǒng)運(yùn)行需要較大的網(wǎng)絡(luò)資源，因此采用服務(wù)器集群方式構(gòu)建分布式協(xié)作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算；資源數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)教學(xué)資源的存放與學(xué)生信息的存儲；消息服務(wù)器負(fù)責(zé)各個(gè)學(xué)生端之間及學(xué)生端與教師端之間的即時(shí)通信。微教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺體系架構(gòu)如圖1所示。

圖1微教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺體系架構(gòu)

（二） 微教學(xué)模式的構(gòu)建

為了適應(yīng)信息時(shí)代下學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，在MNSS的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一套“碎片式學(xué)習(xí)、開放式研討、互動(dòng)式交流、一體式教學(xué)”的微教學(xué)模式（如圖2所示）。其內(nèi)涵特征表現(xiàn)為：打破傳統(tǒng)的固化教學(xué)模式，構(gòu)建碎片化和即時(shí)化的教學(xué)模式，利用多媒體傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對單一知識點(diǎn)展開深入探索與研討，并采用自動(dòng)化智能考核與學(xué)生互評方式相結(jié)合的考評模式，彰顯“微教學(xué)”的教學(xué)理念。

圖2面向醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的微教學(xué)模式

1. 碎片式學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中拓展課堂時(shí)空。教師將復(fù)雜的知識體系簡化為單一的知識點(diǎn)，上傳至MNSS云服務(wù)器中。學(xué)生通過MNSS移動(dòng)終端登錄后，在MNSS的自主學(xué)習(xí)模塊中可在線觀看學(xué)習(xí)，并通過MNSS電腦客戶端進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以充分利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)速度與效率。

2. 開放式研討，在研討過程中渲染學(xué)習(xí)氛圍。在進(jìn)行大型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以通過MNSS的群組討論模塊創(chuàng)建群組討論，扮演各自的角色，完成各自的任務(wù)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力。

3. 互動(dòng)式交流，在交流過程中加深師生感情。教師與學(xué)生可以通過MNSS教學(xué)軟件的即時(shí)通信模塊進(jìn)行互動(dòng)式學(xué)習(xí)與交流。當(dāng)學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)中遇到困難時(shí)，教師可以遠(yuǎn)程控制學(xué)生客戶端進(jìn)行手把手的教學(xué)，一起解決實(shí)驗(yàn)難題。endprint

4. 一體式教學(xué)，在考核過程中突顯現(xiàn)代智慧。由于網(wǎng)絡(luò)命令的規(guī)范性與一致性，使得智能化批改成為可能。學(xué)生通過MNSS搭建醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并將所完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上傳至云端服務(wù)器。MNSS智能反饋模塊把標(biāo)準(zhǔn)配置與學(xué)生上傳的網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行比較，將比較的結(jié)果反饋給學(xué)生與教師，體現(xiàn)了考核的公平公正性的同時(shí)，減輕了教師的負(fù)擔(dān)。

四、 醫(yī)學(xué)院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)微教學(xué)模式的特點(diǎn)

微教學(xué)模式有很多種教學(xué)方法，基于MNSS虛擬仿真軟件，教師能夠在課余時(shí)間中，采用靈活多變的教學(xué)方法，針對不同類型的學(xué)生布置教學(xué)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“一對一”的教學(xué)。

1. 以碎片化教學(xué)為基礎(chǔ)的自主學(xué)習(xí)模式。學(xué)生脫離了教學(xué)課堂固定僵化的課時(shí)安排模式，打破原有的固化教學(xué)單元結(jié)構(gòu)。只需要充利用空閑的課余時(shí)間來完成老師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2. 以開放式教學(xué)為基礎(chǔ)的積極競爭模式。網(wǎng)絡(luò)知識的枯燥性必然導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的降低。而利用MNSS虛擬軟件構(gòu)建開放式學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以進(jìn)行自由談?wù)撆c交流。通過作業(yè)任務(wù)的公開討論，有效利用人的積極競爭心理，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

3. 以互動(dòng)式教學(xué)為基礎(chǔ)的指導(dǎo)教學(xué)模式。學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程中或多或少會(huì)遇到一些自己難以解決的問題，這時(shí)候可以通過MNSS的即時(shí)通信模塊與教師進(jìn)行一對一的針對性互動(dòng)交流，及時(shí)解決問題，從被動(dòng)接受知識向主動(dòng)探索真理轉(zhuǎn)變，有利于創(chuàng)新復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

4. 以自動(dòng)化教學(xué)為基礎(chǔ)的智能評價(jià)模式。通過計(jì)算機(jī)的智能處理，將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與作業(yè)進(jìn)度實(shí)時(shí)紀(jì)錄在云端數(shù)據(jù)庫中，為教學(xué)評價(jià)提供了依據(jù)。相對于傳統(tǒng)教學(xué)模式主觀性占主導(dǎo)地位的評價(jià)機(jī)制，這種評價(jià)更加顯得智能公平。

五、 結(jié)語和討論

“碎片式學(xué)習(xí)、開放式研討、互動(dòng)式交流、一體式教學(xué)”的微教學(xué)模式有利于大學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高以及創(chuàng)新探索能力的提升，從教學(xué)方法和手段上突破傳統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)了“一對一”的針對性交流互動(dòng)。與此同時(shí)，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作的培養(yǎng)，在我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)的道路上邁出了重要的一步，為改進(jìn)和完善現(xiàn)有的教學(xué)模式提供思路借鑒，為培育創(chuàng)新復(fù)合型人才的培養(yǎng)開辟了路徑。

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作者簡介：

俞嘯，講師，江蘇省徐州市，徐州醫(yī)科大學(xué)。endprint