“互聯(lián)網(wǎng)+”時代生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

秦鑫，王昌

（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003）

“互聯(lián)網(wǎng)+”是信息時代的一種新形態(tài)，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的信息技術(shù)（包括移動互聯(lián)網(wǎng)、 云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等）在各個社會領(lǐng)域部門的融合和應(yīng)用過程，使互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，實現(xiàn)資源的更有效配置[1]。“互聯(lián)網(wǎng)+”的出現(xiàn)加速了我國高等教育的教學(xué)模式改革，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是教育信息化發(fā)展的新階段，是高等教育教學(xué)改革的主要內(nèi)容[1]。翻轉(zhuǎn)課堂正在成為一種新型且深受歡迎的教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂譯自“Flipped Classroom”，也稱顛倒課堂，源自美國的化學(xué)教師喬納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯，是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生[2]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實現(xiàn)了教學(xué)流程的翻轉(zhuǎn)，能調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性，還能有效地提高學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新協(xié)作能力[3]。生物醫(yī)學(xué)工程是大跨度、多學(xué)科、深交叉的學(xué)科領(lǐng)域，要求學(xué)生既要掌握豐富的理論知識，還要具有很強實踐動手能力和創(chuàng)新能力，其培養(yǎng)目標(biāo)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念不謀而合。該文擬對“互聯(lián)網(wǎng)+”時代生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行研究與分析，探討和構(gòu)建新型教學(xué)模式和創(chuàng)新方法，將信息技術(shù)與課堂教學(xué)融為一體[4]，開展教學(xué)過程，打造輕松愉快的高效課堂。

1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是生命科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合，理、工、醫(yī)相交融合的學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生不僅掌握豐富的專業(yè)理論知識，還要具有工程實踐能力和自主創(chuàng)新能力。

傳統(tǒng)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)仍然停留在灌輸大量新知識的模式，盡管學(xué)校在教學(xué)設(shè)施和實踐裝備上不斷完善，教師也在努力地備課制作電子教案、講授，但是對于學(xué)生真正學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并沒有明顯改善。主要有以下原因：（1）傳統(tǒng)教學(xué)以教師講解為中心，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，不能夠調(diào)動學(xué)習(xí)積極性；（2）傳統(tǒng)教學(xué)不能針對不同學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和個性特點進(jìn)行分層培養(yǎng)，做不到因材施教；（3）教學(xué)課時有限，但是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)發(fā)展迅速，知識更新快，新的技術(shù)知識逐漸增多，僅僅課堂時間傳授給學(xué)生的知識是有限的；（4）生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的課程具有跨度大、深交叉的特點，專業(yè)知識實時性強，尤其是《醫(yī)學(xué)圖像處理》《數(shù)字信號處理》《單片機與嵌入式系統(tǒng)》《醫(yī)學(xué)儀器原理》等專業(yè)課程內(nèi)容大部分比較晦澀難懂，再加上課堂枯燥的知識講授，學(xué)生注意力容易分散，導(dǎo)致課堂效率不高；（5）專業(yè)課程考核評定方式單一化，以期末理論考試成績?yōu)橹?，考核?nèi)容結(jié)構(gòu)不合理，不注重綜合能力考核，導(dǎo)致學(xué)生課堂聽課不積極，也影響了學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)[5]。

因此，上述問題的存在直接影響了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新的培養(yǎng)，針對這些亟待解決的課程教學(xué)問題，改變教學(xué)模式，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)課堂，使師生角色互換、課堂翻轉(zhuǎn)來促進(jìn)教與學(xué)。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”時代生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建

翻轉(zhuǎn)課堂是現(xiàn)代信息化時代的一種先進(jìn)的教學(xué)方法，主要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛能，還能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、問題意識以及科學(xué)素質(zhì)。翻轉(zhuǎn)課堂是由教師提供學(xué)習(xí)資源，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在上課前自主學(xué)習(xí)，不再單純地依賴授課老師去教授知識； 在課堂上和學(xué)生教師角色發(fā)生變化，以學(xué)生為中心，教師引導(dǎo)學(xué)生來學(xué)習(xí)探究、小組協(xié)作、互動答疑等一種新型的教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂實施過程要達(dá)到好的教學(xué)效果，首先教師必須要提供給學(xué)生豐富的教學(xué)資源、 設(shè)計高效的課堂教學(xué)活動、建立客觀公平的評價體系，另外還要有良好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺做支撐。學(xué)校為了提升教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)教學(xué)改革，引入超星泛雅移動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，連通“移動端”“教室端”“教學(xué)端”三大端口，構(gòu)建了“一平三端”的智慧教學(xué)系統(tǒng)。借助于移動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生不僅可以獲取大量豐富逼真的教學(xué)資源，還可以在平臺進(jìn)行師生互動交流，使學(xué)生積極地參與到教學(xué)過程中來，使其主動學(xué)習(xí)，更能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性[6]。

結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)方法，秉承以學(xué)生為中心、教師引導(dǎo)的教學(xué)理念，構(gòu)建了課前、課堂、課后緊密結(jié)合的教學(xué)形式，來達(dá)到最佳的教學(xué)效果。教學(xué)設(shè)計如圖1 所示。

圖1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

2.1 課前準(zhǔn)備活動

首先教師對學(xué)生劃分學(xué)習(xí)小組。學(xué)生分組，以優(yōu)帶差，可以鍛煉學(xué)生的組織協(xié)作能力，培養(yǎng)團隊精神，保證小組積極的學(xué)習(xí)氛圍。另外通過移動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師提前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和教學(xué)資源，諸如微課視頻、電子教案、練習(xí)自測題等。針對不同的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)單，在學(xué)習(xí)任務(wù)單的指引下，學(xué)生通過移動端（手機、平板或電腦）觀看微課程視頻自主學(xué)習(xí)及完成自測。教師也可以根據(jù)學(xué)生分組情況來因材施教，設(shè)計不同的學(xué)習(xí)任務(wù)實現(xiàn)分層教學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺師生、生生之間可以互動交流討論、在線互動答疑等，這樣對知識點有更深刻的理解，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升。

教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)習(xí)進(jìn)程，包括學(xué)生學(xué)習(xí)時長、練習(xí)題完成情況等，根據(jù)學(xué)生課前對知識的掌握程度調(diào)整教學(xué)安排，做到有的放矢。

2.2 課堂教學(xué)活動

課堂教學(xué)活動設(shè)計前提是學(xué)生自主學(xué)習(xí)后，教師要根據(jù)教學(xué)大綱整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合理安排每一次課堂活動，注重重難點分析和知識點總結(jié)提升。課堂活動以學(xué)生為主體，對于課前布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，每個學(xué)習(xí)小組進(jìn)行學(xué)習(xí)匯報、展示學(xué)習(xí)成果，學(xué)生可以提出問題、互動討論，在整個過程中教師要注意記錄學(xué)生表現(xiàn)和學(xué)習(xí)難點，在適當(dāng)?shù)臅r候給予指導(dǎo)。教師也可以結(jié)合課前學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，針對主要問題在課堂上進(jìn)行重點討論。課堂上教師構(gòu)建學(xué)習(xí)情境并提出與教學(xué)相關(guān)的課題，在這個過程中學(xué)生參與其中，通過小組協(xié)作探究知識、隨機提問、課堂討論等環(huán)節(jié)，較好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。最后教師針對重點問題答疑解惑和對知識點進(jìn)行梳理歸納。此外，教師可以根據(jù)小組匯報、課堂表現(xiàn)等方面，作為考核依據(jù)。

2.3 課后拓展活動

課后教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布作業(yè)和思考題，來鞏固課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生遇到疑問可以發(fā)出討論，師生互動解答。另外針對不同層次學(xué)生，也可以布置具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)來提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)實踐動手能力、創(chuàng)新能力。比如，《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程讓學(xué)生調(diào)研醫(yī)學(xué)圖像處理的最新理論成果、 醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)在市場上的醫(yī)療產(chǎn)品、 醫(yī)生的日常診斷中應(yīng)用以及隨著大數(shù)據(jù)的飛速發(fā)展醫(yī)學(xué)圖像的大數(shù)據(jù)分析成果等任務(wù)；《醫(yī)學(xué)儀器原理》 課程布置針對醫(yī)療儀器的設(shè)計、 研發(fā)及最新研究成果進(jìn)行市場調(diào)研等，這些課外拓展活動可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力。另外利用學(xué)校實驗室資源，安排學(xué)有余力或?qū)蒲杏信d趣學(xué)生參與老師的科研課題研究項目，培養(yǎng)他們的科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

3 學(xué)習(xí)評價

傳統(tǒng)課程考核評價主要是以期末考試卷面成績與平時實驗相結(jié)合的單一評價方式，這種評價方式是不完善的，很難對學(xué)生做出客觀和正確評價，也不能很好地體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的整個過程[7]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代實施翻轉(zhuǎn)課堂多元教學(xué)環(huán)境下，為了調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，注重面向過程的形成性考核方式，針對學(xué)習(xí)效果的評價也更加多元化。評價內(nèi)容主要包含平時成績、實驗成績和期末測試。平時成績主要包含3 個方面：（1）課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況，包括觀看微課視頻時間長度、課前測試情況、在平臺互動討論交流情況等，這些網(wǎng)絡(luò)平臺會有數(shù)據(jù)記錄；（2）課堂學(xué)習(xí)情況，包括上課簽到出勤、課堂表現(xiàn)（回答問題、小組討論、匯報展示）、隨堂測試等；（3）課后學(xué)習(xí)情況，包括作業(yè)、調(diào)研報告之類的。實驗成績主要包括平時每一個單獨實驗的成績總和和最后實驗操作成績。平時成績、實驗成績再加上期末統(tǒng)一組織的考試成績按照一定比例構(gòu)成最終的學(xué)生學(xué)習(xí)成績。這種評定方式從結(jié)果性的單一評價轉(zhuǎn)變?yōu)槿^程的形成性評價，極大地提高了學(xué)生平時學(xué)習(xí)的主動性和積極性，因而使教學(xué)評價更加全面、客觀和準(zhǔn)確。以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程的評價為例，如表1 所示。

4 結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)目標(biāo)開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，通過學(xué)生課前微視頻、電子教案等多種資源的學(xué)習(xí)和互動交流，在課堂中師生角色互換，以學(xué)生為主體打造生動活潑的高效課堂；另外在整個教學(xué)過程中注重學(xué)生平時自主學(xué)習(xí)的效果評價，形成學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識考核的多元化全過程形成性課程評價，不僅提升學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新實踐能力，還能夠更新教師教學(xué)觀念，提升教學(xué)能力和專業(yè)信息化素養(yǎng)。

表1 《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程學(xué)習(xí)評價指標(biāo)及比例