生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中勸導(dǎo)技術(shù)的融合應(yīng)用

裘利堅(jiān) 徐勝前 寧鋼民

摘要：隨著我國(guó)高等教育領(lǐng)域改革的日益深入，學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)越來(lái)越受重視，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也由單一的演示和驗(yàn)證型向綜合設(shè)計(jì)型轉(zhuǎn)化。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)是一門綜合性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如何引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，成為一個(gè)新的課題。勸導(dǎo)技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)引導(dǎo)人們朝某個(gè)目標(biāo)發(fā)展的新手段。我們將勸導(dǎo)技術(shù)運(yùn)用在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合以設(shè)計(jì)為中心的教學(xué)模式，對(duì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了有益的探索。

關(guān)鍵詞：勸導(dǎo)技術(shù)；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；過(guò)程考核；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）29-0134-03

一、引言

當(dāng)前，正是我國(guó)積極落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，建設(shè)世界一流大學(xué)的關(guān)鍵時(shí)期[1]。越來(lái)越多的高校將學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)從技術(shù)型人才向創(chuàng)新型人才轉(zhuǎn)變，其教學(xué)模式的變革也逐步深化。高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)也由單一的、以演示和驗(yàn)證為主的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)形式向綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性轉(zhuǎn)化，這是新時(shí)期教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，是提高辦學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在[2，3]。然而目前在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在一些問(wèn)題，制約了學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)。

二、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.實(shí)驗(yàn)改革多集中于實(shí)驗(yàn)硬件條件建設(shè)，盡管各部門的設(shè)備購(gòu)置與更新投入逐年加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室的硬件環(huán)境逐年改善，但忽略了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)的軟環(huán)境建設(shè)，因此學(xué)生創(chuàng)新能力提升效果并不顯著。

2.缺乏創(chuàng)新教育理念指導(dǎo)。在教學(xué)中如何合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目標(biāo)，使其有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)缺乏深入的研究。如果實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)得空洞，要求和目標(biāo)定得過(guò)于嚴(yán)苛和高深，遠(yuǎn)超學(xué)生的知識(shí)和能力范疇，會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的排斥心理。相反，如果實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)得過(guò)于簡(jiǎn)單，要求和目標(biāo)定得過(guò)于容易和淺顯，則會(huì)使學(xué)生失去對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，無(wú)法達(dá)到對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

3.課程考核重結(jié)果輕過(guò)程。通常的課程考核多注重最終的結(jié)果展示，而忽略學(xué)生在學(xué)習(xí)中的思考過(guò)程、解決問(wèn)題的探索過(guò)程，從而易造成課程考核結(jié)果與學(xué)生能力水平的不匹配，不僅挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且也不利于學(xué)生創(chuàng)造性的培養(yǎng)。

因此在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我們需要一種科學(xué)可行的教學(xué)理念和手段來(lái)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，從而確保對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重視，通過(guò)提升學(xué)生的知識(shí)和能力，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，從而逐步達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。勸導(dǎo)技術(shù)的出現(xiàn)，無(wú)疑為我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐的探索過(guò)程中提供了一條嶄新的思路。

三、勸導(dǎo)技術(shù)

所謂勸導(dǎo)技術(shù)就是能夠“改變?nèi)说膽B(tài)度或行為的交互式技術(shù)”，即能夠影響和引導(dǎo)人的行為朝某個(gè)目標(biāo)發(fā)展。美國(guó)斯坦福大學(xué)福戈教授在2009年提出了應(yīng)用勸導(dǎo)技術(shù)改變行為的數(shù)學(xué)模型——Fogg behavior model（FBM）[4，5]，如圖1所示。FBM將目標(biāo)行為的改變歸結(jié)于三個(gè)要素：動(dòng)機(jī)、能力和激勵(lì)，目標(biāo)行為的產(chǎn)生首先需要內(nèi)在的動(dòng)機(jī)，并且行為人要具備足夠的能力，以及來(lái)自環(huán)境的有效刺激[6]。

四、《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》實(shí)驗(yàn)課程

《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是較為系統(tǒng)的一門課程，課程內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)、生理、醫(yī)學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)、現(xiàn)代信號(hào)處理最新發(fā)展技術(shù)，與本專業(yè)的核心課程《生理學(xué)》、《微機(jī)原理》、《現(xiàn)代傳感技術(shù)》、《現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)》和《現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器》等互為承接。同時(shí)《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》還是綜合性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生不僅從理論上掌握各種生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)的原理，而且要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用能力，包括實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，是本專業(yè)學(xué)生綜合訓(xùn)練和能力培養(yǎng)中至關(guān)重要的一門課程[7]。

在近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我們采用了以設(shè)計(jì)為中心的實(shí)踐教學(xué)模式并取得了良好的效果。以設(shè)計(jì)為中心（Design Centered Learning，DCL）是近年來(lái)國(guó)際上正在興起的一種實(shí)踐教學(xué)模式中，其核心理念是構(gòu)筑教師與學(xué)生共同參與的學(xué)習(xí)共同體，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提煉出項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生以小組的形式，通過(guò)協(xié)助、實(shí)驗(yàn)、討論等形成解決方案。如圖2所示，學(xué)生以小組的形式參與的《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》實(shí)驗(yàn)課程。

我們著重從以下幾方面對(duì)以設(shè)計(jì)為中心的教學(xué)模式進(jìn)行概括。

1.創(chuàng)新性的課程設(shè)計(jì)。首先創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)具有層次性，針對(duì)不同層次的學(xué)生提出不同的教學(xué)要求和學(xué)習(xí)任務(wù)；其次它可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和探究性，需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探索，激起學(xué)習(xí)探究的興趣；另外創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出教師與學(xué)生的良性互動(dòng)。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性[8]。通過(guò)開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于開(kāi)拓的創(chuàng)新意識(shí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性[9]。

2.過(guò)程與結(jié)果并重的考核機(jī)制。傳統(tǒng)的考試評(píng)價(jià)方式只能評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，無(wú)法考查學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)態(tài)度，也無(wú)從考查學(xué)生的能力，這種評(píng)價(jià)方式的后果是重結(jié)果、輕過(guò)程，沒(méi)有突出教學(xué)改進(jìn)與激勵(lì)的功能[10]。過(guò)程考核，即針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行多方面、多形式、分階段的考核，側(cè)重于對(duì)學(xué)生認(rèn)知過(guò)程和綜合應(yīng)用能力的形成進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)價(jià)，構(gòu)成教與學(xué)和教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)[11]。過(guò)程考核是科學(xué)測(cè)評(píng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、促進(jìn)自主學(xué)習(xí)、提高綜合素質(zhì)和能力的重要途徑?；谶^(guò)程的考核模式是一個(gè)連續(xù)、動(dòng)態(tài)、多元化的課程考核模式，考核評(píng)估過(guò)程是一個(gè)師生共同參與、連續(xù)評(píng)價(jià)、不斷反饋的過(guò)程[12]。

在以設(shè)計(jì)為中心的實(shí)踐教學(xué)模式中，學(xué)生以小組的形式參與到實(shí)驗(yàn)課程中來(lái)，而教師會(huì)適時(shí)地、不定期地參與到各小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選題設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)檢索、制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、中期檢查、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論。教師在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，并在參與的同時(shí)完成對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核及評(píng)估，從而形成一套貫穿教學(xué)全過(guò)程的課程考核方法。注重過(guò)程考核目的是全面考核學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，深化理解、掌握、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，改變課程結(jié)束時(shí)“一錘定音”的做法[12]，也注重結(jié)果考核，鼓勵(lì)學(xué)生向更高更新的目標(biāo)攀登。

3.培養(yǎng)目標(biāo)。以設(shè)計(jì)為中心的實(shí)踐教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)，提升其合作、表達(dá)、實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)能力。學(xué)生以團(tuán)隊(duì)模式參與到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中來(lái)，因此必須更強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，如何合理分配任務(wù)發(fā)揮各自所長(zhǎng)，同時(shí)又必須讓每個(gè)同學(xué)兼顧知識(shí)運(yùn)用的全面性，是每個(gè)小組同學(xué)都必須認(rèn)真面對(duì)的問(wèn)題，也是考核的內(nèi)容之一。以設(shè)計(jì)為中心的實(shí)踐教學(xué)模式最終的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生全面掌握面向需求的專業(yè)知識(shí)的基本研究方法。

五、勸導(dǎo)技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

將勸導(dǎo)技術(shù)運(yùn)用在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣或者稱為學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。同時(shí)伴隨理論課程的逐步深入，學(xué)生掌握的專業(yè)知識(shí)愈加豐富，即學(xué)生的能力逐步提高。再加上教師的引導(dǎo)和同學(xué)間相互的思想碰撞和激發(fā)，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的全面發(fā)展，其可達(dá)到的目標(biāo)也逐步提高。圖3為勸導(dǎo)技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用示意圖。

我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中，以《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》實(shí)驗(yàn)課為抓手，擺脫以往教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究多依賴于硬件提升的思路，引入以設(shè)計(jì)為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生合作、探索、實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)能力，形成新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與考核體系，這對(duì)于“全民創(chuàng)新 萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)”新形勢(shì)下創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要的促進(jìn)作用。

六、結(jié)語(yǔ)

將勸導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用在以設(shè)計(jì)為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力方面具有獨(dú)到的作用，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理、教師的專業(yè)知識(shí)和學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，其教學(xué)的實(shí)施也具有更高的難度，需要教育工作者付出更加艱辛的努力，進(jìn)行不懈的探索。相信隨著教育改革的不斷深入，該技術(shù)的運(yùn)用在教學(xué)實(shí)踐中一定會(huì)更加成熟完善，對(duì)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的作用也一定會(huì)更加顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建華.重啟高等教育改革的理論思考[J].高等教育與研究，2014，35（5）：1-10.

[2]潘立華，黃海林，楊雪，等.綜合設(shè)計(jì)型虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與研究[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2010，09（04）：80-81.

[3]田運(yùn)生，劉維華，王景春.綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（2）：126-129.

[4]Fogg BJ.Persuasive Technology：Using Computers to Change What We Think and Do[M].San Francisco：Morgan Kaufmann Pub，2003.

[5]Fogg BJ.A behavior model for persuasive design [C].Proceedings of the 4th International Conference on Persuasive Technology.New York：ACM，2009：40.

[6]周潔，夏靜，顧琳燕，等.勸導(dǎo)技術(shù)及其在自我健康管理中的應(yīng)用與研究[J].中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)，2015，34（1）：77-81.

[7]吳水才，楊春蘭，高宏建.《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2008，9（120）：100-101.

[8]陳鵬，李亞，紀(jì)婧.依托實(shí)驗(yàn)課程的大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（4）：32-34.

[9]張東平，黃建軍，范平，等.教學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行機(jī)制研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（1）：143-145.

[10]方國(guó)濤.過(guò)程考核在高職教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].價(jià)值工程，2013，（6）：253-254.

[11]張文英，王喜萍，鄭華艷.食品營(yíng)養(yǎng)與檢測(cè)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)考核體系的建立與研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，19（4）：69-71.

[12]武田艷，丁文勝，孫雨明，等.過(guò)程考核在應(yīng)用型本科教學(xué)中的應(yīng)用[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，36（10）：52-54.