探索翻轉(zhuǎn)課堂在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中的應(yīng)用

王 艷,隨 力,蔡文杰

(上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院,上海 200093)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域和層面,網(wǎng)絡(luò)的沖擊和影響給高校教育工作者帶來了新的發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)也提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。2012年“互聯(lián)網(wǎng)+”概念首次提出,在當(dāng)今這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代,“互聯(lián)網(wǎng)+”在改變?nèi)藗兩罘绞降耐瑫r(shí),對(duì)教育界也帶來不可估量的影響[1]。“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來,使得傳統(tǒng)教學(xué)的固定模式“一本教材,一塊黑板,一支粉筆”被徹底打破。在線課程正在逐漸滲入課堂教學(xué)的各個(gè)方面,教學(xué)也不再以教師為絕對(duì)主導(dǎo)。因此在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下,對(duì)教師而言,如何將信息技術(shù)與現(xiàn)有的教學(xué)技術(shù)、教學(xué)方法和教學(xué)模式更好地融合,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)是不可避免的研究方向。教育和先進(jìn)信息科技并不沖突,上課不能杜絕智能設(shè)備,關(guān)閉網(wǎng)絡(luò),而是要把先進(jìn)的電子設(shè)備帶進(jìn)教室,把信息技術(shù)和現(xiàn)有教學(xué)有機(jī)地整合在一起。

傳統(tǒng)教學(xué)和在線教學(xué)融合在一起的混合式教學(xué)模式已逐漸成為21世紀(jì)教學(xué)模式的主導(dǎo),而翻轉(zhuǎn)課堂作為一種重要[2-5]的混合式教學(xué)模式被廣泛應(yīng)用于課程教學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂已應(yīng)用到很多大學(xué)課程中,如生理學(xué)[2]、電工學(xué)基礎(chǔ)[3]、生物學(xué)[4]、英語[5]等,并取得良好的教學(xué)效果。最早的翻轉(zhuǎn)課堂模型是由美國富蘭克林學(xué)院Robert提出,他把課堂分為課前和課中兩部分,課前包括觀看慕課和課前練習(xí);課中包括簡(jiǎn)短的評(píng)估分析、問題討論和總結(jié)匯報(bào)。翻轉(zhuǎn)課堂的基本思路是將傳統(tǒng)的“課內(nèi)傳授知識(shí)-課外練習(xí)內(nèi)化”的教學(xué)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過來,在課前進(jìn)行自主在線預(yù)習(xí),課中實(shí)現(xiàn)面對(duì)面的深度互動(dòng)學(xué)習(xí)。可以看出翻轉(zhuǎn)課堂徹底轉(zhuǎn)變了課堂中老師和學(xué)生的主導(dǎo)地位,學(xué)生為主體的討論分析活動(dòng)在課堂中所占比例大幅提高。這種教育模式對(duì)老師的綜合教育能力以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力均有較高的要求,給教師和學(xué)生帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。教育模式的轉(zhuǎn)變必然引起一場(chǎng)教育改革的高潮,對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂如何更好地應(yīng)用到實(shí)際教學(xué),是值得教育工作者們研究的課題。目前多數(shù)研究是將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方面,而關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性方面的課題確很少。

要提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性,就是要“以學(xué)生為主”,提高學(xué)習(xí)效率[6]。艾德加·戴爾認(rèn)為德加·戴爾認(rèn)為,學(xué)習(xí)效率在30%以下的方式,都是個(gè)人學(xué)習(xí)或被動(dòng)學(xué)習(xí);而學(xué)習(xí)效率在50%以上的,都是團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí),如演示、參與討論、操作和講座等。因此在教學(xué)改革中加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的比重是主動(dòng)性學(xué)習(xí)的核心[7]。

一、研究背景

為探討翻轉(zhuǎn)課堂在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程上的應(yīng)用問題,選取72名上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院2015級(jí)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生,以上海市留學(xué)生示范性課程醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程為例,對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂和傳統(tǒng)教學(xué)兩種教學(xué)模型的教學(xué)效果進(jìn)行比較,研究翻轉(zhuǎn)課堂促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的課題。

醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程是專業(yè)基礎(chǔ)課程,自開設(shè)三年以來,每年選修人數(shù)都在70人以上,2014年入選為上海市留學(xué)生示范性課程。課程的主要目標(biāo)是系統(tǒng)掌握正常人體形態(tài)結(jié)構(gòu)和各種生命現(xiàn)象的活動(dòng)規(guī)律,培養(yǎng)具有一定醫(yī)學(xué)素養(yǎng)的高素質(zhì)復(fù)合型人才。選修學(xué)生是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本土學(xué)生和留學(xué)生,有2/3以上沒有醫(yī)學(xué)背景知識(shí)。翻轉(zhuǎn)課堂可以課前在線學(xué)習(xí),對(duì)沒有學(xué)習(xí)過醫(yī)學(xué)課程的同學(xué)更為適合。因此以醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程為例,與傳統(tǒng)教學(xué)相比較,研究翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果。

二、翻轉(zhuǎn)課堂課程設(shè)計(jì)

以上海理工大學(xué)2015年生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生選修醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的72名學(xué)生為研究對(duì)象,隨機(jī)分為兩組。實(shí)驗(yàn)組(40名)為翻轉(zhuǎn)課堂班,對(duì)照組(32名)為傳統(tǒng)教學(xué)班。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為一個(gè)學(xué)期(2015年9月1日至2016年1月20日)。兩組教學(xué)課時(shí)均為36學(xué)時(shí),教學(xué)老師均相同,實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué),而對(duì)照組進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)教師根據(jù)教學(xué)大綱備課,結(jié)合多媒體課件進(jìn)行授課,課堂上教師主講,學(xué)生聽課并做筆記。課后布置1至2道作業(yè)給學(xué)生。

因?qū)W生知識(shí)背景層次不同,為更好地將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于課堂教學(xué),將Robert教授的翻轉(zhuǎn)課堂模型進(jìn)行改革,增加了課后個(gè)體化學(xué)習(xí)部分,將課程分為課前、課中和課后三個(gè)階段進(jìn)行(圖1所示)。

課前,以學(xué)生自學(xué)為主,情景為線上模式。教師需要準(zhǔn)備大量線上教學(xué)資源,如上傳微課,課前練習(xí),教學(xué)課件和視頻等。課前練習(xí)以討論題為主,一般出1至2道題目,以開放式問題為主。學(xué)生則以自主性學(xué)習(xí)為主,學(xué)習(xí)微課中的難點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn),完成老師布置的課前習(xí)題。

圖1 教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖Fig.1 Flow chart of teaching design

課中,以學(xué)生為主導(dǎo),老師為輔導(dǎo),情景為線下模式。教師在教學(xué)過程中輔導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。首先由教師做基本知識(shí)點(diǎn)的講解,對(duì)課程的基本概念、定義或發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行介紹,給出在課前線上留下的討論話題。學(xué)生以團(tuán)體性學(xué)習(xí)為主,包括協(xié)作式分組學(xué)習(xí)和成果匯報(bào)兩種學(xué)習(xí)方式。協(xié)作式分組學(xué)習(xí)一般4至6人一組,根據(jù)老師給的討論話題進(jìn)行分組討論總結(jié)。成果匯報(bào)以組為單位進(jìn)行,以講座、課件和視頻等形式呈現(xiàn),成果匯報(bào)結(jié)束由其他組打分和教師給分兩部分作為評(píng)價(jià)反饋。

課后,則以制定個(gè)性化學(xué)習(xí)為主線,情景為線上。師生交流主要通過網(wǎng)絡(luò),學(xué)生在線上的學(xué)習(xí)進(jìn)程,課程中心網(wǎng)能夠記錄并其做出學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。教師根據(jù)這個(gè)結(jié)果可以對(duì)主動(dòng)性學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)估(見圖1)。

教學(xué)效果的評(píng)價(jià)包括兩種方式:一是卷面成績(jī)。在課程結(jié)束后,兩組教學(xué)班用同樣的全英文試卷進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試內(nèi)容以教學(xué)大綱為準(zhǔn),然后對(duì)考試成績(jī)加以分析比較;二是問卷調(diào)查,課程結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)班和教學(xué)班,進(jìn)行問卷調(diào)查,并對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)用spss 10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,組間比較用T檢驗(yàn),P≤0.05表示為統(tǒng)計(jì)學(xué)有意義。

二、兩組教學(xué)模式比較結(jié)果

考試的成績(jī)結(jié)果如表1所示,實(shí)驗(yàn)組為(88±7.88)分,對(duì)照組為(81±8.17)分。通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)三個(gè)月后,期末考試平均成績(jī)均比傳統(tǒng)教學(xué)有所增加(88 vs 81,P<0.05),見表1;90～100分的高分率增加,實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組(0.22 vs 0.18);60～69的低分率減少,實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組(0.06 vs 0.10),見表2。

表1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)全英成績(jī)對(duì)照表Tab.1 Score compare of test and control group

表2 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組人體解剖學(xué)成績(jī)分段比例表Tab.2 Level score compare of test and control group

在實(shí)驗(yàn)班的調(diào)查問卷中發(fā)現(xiàn),73%的學(xué)生認(rèn)為目前正在進(jìn)行的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法,能夠提高其學(xué)習(xí)主動(dòng)性,并從多個(gè)角度滿足其學(xué)習(xí)需求,更有益于提高其醫(yī)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力;70%的學(xué)生認(rèn)為網(wǎng)上平臺(tái)課程資源拓展延伸了課堂內(nèi)容,能滿足學(xué)生個(gè)性化多途徑學(xué)習(xí);對(duì)于理想的課堂模式,65%的學(xué)生選擇“課堂面授課和網(wǎng)絡(luò)課各占一半”,30%的學(xué)生選擇“以課堂面授課為主,網(wǎng)絡(luò)課程為輔助”。另外,分別有4%的學(xué)生選擇“完全課堂面授課”或“以網(wǎng)絡(luò)課自主學(xué)習(xí)為主,教師輔助解答疑”。結(jié)果表明,大部分學(xué)生認(rèn)為相對(duì)于常規(guī)課堂教學(xué),翻轉(zhuǎn)課堂更能促進(jìn)課程學(xué)習(xí)。從研究結(jié)果看翻轉(zhuǎn)課堂具有傳統(tǒng)教學(xué)所沒有的優(yōu)勢(shì),如果應(yīng)用得當(dāng),對(duì)教學(xué)有極大促進(jìn)作用。但是在研究中還發(fā)現(xiàn),在與實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的交流中,部分學(xué)生也表達(dá)了長(zhǎng)期以來已習(xí)慣了以教師為中心、以知識(shí)傳授為目的的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式,對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)方式還未完全適應(yīng)。因此在以后的教學(xué)應(yīng)用中,要根據(jù)教學(xué)對(duì)象,教學(xué)內(nèi)容和課程,因地適宜的應(yīng)用,翻轉(zhuǎn)課堂才能發(fā)揮更好的作用。

三、討論

上海理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是交叉專業(yè),專業(yè)課程包括生理學(xué)、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)、人體解剖學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、機(jī)械制造、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)、電子線路CAD、計(jì)算機(jī)編程等門課程。醫(yī)學(xué)課程(系統(tǒng)解剖學(xué)、生理學(xué))作為專業(yè)基礎(chǔ)課程在本科的第一年學(xué)習(xí),這些醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程往往專業(yè)詞匯多,內(nèi)容多,工科學(xué)生往往又缺少相應(yīng)的其他醫(yī)學(xué)專業(yè)課程知識(shí),故而學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)就如臨浩瀚大海茫茫無邊,不知如何下手,干脆就不求甚解得過且過[8]。因此在教學(xué)過程中普遍存在學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足的問題,極大地限制了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)和發(fā)展。如何提高生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)課程的“主動(dòng)性學(xué)習(xí)”成為一線教學(xué)者亟待解決的問題。

在上海理工大學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)研究中發(fā)現(xiàn),翻轉(zhuǎn)課堂可以極大地提高學(xué)習(xí)成績(jī),增加學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性,是非常好的一種教學(xué)方式,值得推廣應(yīng)用。但是在實(shí)際操作過程中仍然存在很多問題,例如實(shí)行翻轉(zhuǎn)課堂后,學(xué)生反映教學(xué)時(shí)間反而比傳統(tǒng)教學(xué)延長(zhǎng)了,課前線上學(xué)習(xí)要占用很多時(shí)間,而課堂教學(xué)的時(shí)間相對(duì)固定,不能隨意更改,比傳統(tǒng)教學(xué)多1.5倍的時(shí)間。如果配套的課堂教學(xué)不進(jìn)行相應(yīng)的改革,反而會(huì)加重學(xué)生負(fù)擔(dān)。要更好的推進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂,課程改革和配套的措施改革還需要跟上。

四、結(jié)束語

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)組40人的教學(xué)效果觀察,發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式(線上線下混合式教學(xué)),相比傳統(tǒng)教學(xué),期末學(xué)習(xí)成績(jī)明顯提高,80分以上的高分比例明顯增加。研究結(jié)果表明,將翻轉(zhuǎn)課堂恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到生物醫(yī)學(xué)工程類課程中,可以極大地促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)性學(xué)習(xí),提升教學(xué)效果,為祖國培養(yǎng)出所需要的優(yōu)秀人才。