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      《生物醫(yī)學材料》課程CDIO模式改革

      2022-04-19 21:42:51楊涵崧朱永長李國晶張云龍王濤彭太
      經(jīng)濟師 2022年4期
      關鍵詞:改革

      楊涵崧 朱永長 李國晶 張云龍 王濤 彭太

      摘 要:為適應經(jīng)濟全球化形勢下產(chǎn)業(yè)發(fā)展對創(chuàng)新工程人才的需求,實施制造業(yè)強國戰(zhàn)略,2016年教育部成立CDIO工程教育聯(lián)盟。佳木斯大學2012年組建CDIO工程教育團隊,對《生物醫(yī)學材料》課程采用CDIO工程教育模式,在培養(yǎng)目標與課程教學大綱的CDIO工程定位、課程教學內(nèi)容改革、翻轉課堂設計、開展模擬項目訓練、教學反思與反饋活動等方面改革,取得了預期成效。

      關鍵詞:CDIO工程教育 生物醫(yī)學材料 改革

      中圖分類號:F016.3;G642.0? 文獻標識碼:A

      文章編號:1004-4914(2022)04-204-02

      CDIO由構思、設計、實現(xiàn)以及運作(Conceive、Design、Implement、Operate)構成[1,2]?,F(xiàn)將佳木斯大學無機非金屬材料工程專業(yè)課程《生物醫(yī)學材料》CDIO工程教育的改革予以總結。

      一、課程CDIO工程教育定位

      (一)培養(yǎng)目標與課程教學大綱的CDIO工程定位

      筆者所在的佳木斯大學分別在2012、2016、2019年對無機非金屬材料工程專業(yè)分別進行了三次培養(yǎng)方案和課程教學大綱的重新定位與調(diào)整,更加突出工程教育理念,使學生的學科知識和產(chǎn)品研發(fā)實踐結合,融產(chǎn)業(yè)發(fā)展與產(chǎn)品發(fā)展同步的CDIO工程教育模式。2019版專業(yè)培養(yǎng)目標可以分解為5個目標和12條要求[3]。

      (二)課程CDIO工程教育定位

      《生物醫(yī)學材料》課程對學生的能力大綱要求見表1[3-5]。

      二、課程CDIO工程教育改革

      (一)課程教學內(nèi)容改革

      1.部分課程內(nèi)容取材于實際案例,向學生滲透工程意識。在講授鈦與鈦合金的生物醫(yī)用領域時,選取了兩個真實素材。在顱腦外科使用方面,教師把協(xié)和醫(yī)院2010年11月成功用人工鈦頭骨實現(xiàn)“半腦兒”男孩顱骨修復手術的事例引入課程。貴陽少年強強(化名),患上了世界上罕見的怪病——戈勒姆癥,中醫(yī)稱為“溶骨癥”,牙齒全部脫落,其下頜骨也完全溶解消失。經(jīng)國內(nèi)外多家醫(yī)院治療都沒有效果。第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)學院多名專家教授,于2008年11月為強強的下巴成功實施安裝仿生鈦材料和自體骨移植手術。

      這兩例醫(yī)用鈦及鈦合金的臨床應用,涉及鈦及鈦合金材料的冶煉、成形、表面處理等工藝,都體現(xiàn)著工程應用的能力,借此機會向學生灌輸工程與實踐、綜合性學習的思想。將我國制造業(yè)強國戰(zhàn)略傳達給學生,增強對CDIO工程教育模式必要性、重要性的理解。

      2.將最新知識和科技成果教給學生。例如學習組織工程學內(nèi)容時,把干細胞工程、克隆技術作為課程內(nèi)容的延續(xù),拓寬學生知識視野。利用人工皮膚的培養(yǎng)、兔子耳朵上復制“人耳”、克隆猴以及利用人工流產(chǎn)進行的胚胎干細胞培育等知識,一方面讓學生了解最前沿的學科內(nèi)容與熱點,培養(yǎng)學生建立學科交叉融合的思想,增加開放度;一方面對學生進行思政教育,培養(yǎng)學生的專業(yè)自豪感和專業(yè)認同感,鼓勵學生樹立建設祖國理想,努力學習。同時通過任務驅動,向學生說明核心技術是國之重器,核心技術需牢牢掌握在自己手中的思政教育[6]。

      (二)“翻轉課堂”設計[7]

      長期以來,教師的教學常常是教師講、學生聽、學生與教師交流少的傳統(tǒng)模式。鑒于《生物醫(yī)學材料》課程學時少、教學內(nèi)容多、理論知識需要程度不深的特點,將部分教學內(nèi)容如仿生材料、干細胞工程等,提前進行錄像,課前一周發(fā)給學生,同時利用微信班級群、智慧樹學習活動板塊留下學習的思考題,讓學生提前自主學習;上課時先隨機抽查學生課前學習情況,在課堂授課過程中將思考題進行解答;課堂與開啟智慧樹見面課同時進行,每節(jié)課進行2~3次投票、搶答、頭腦風暴等活動,同時采取智慧軟件隨機點名方式,防止學生“掛機”人不在,也可隨時把握學生學習狀況,提高學生學習的專注度;對需要討論學習的內(nèi)容,提前把任務分配到各學習小組,小組討論得出結果或結論后,由其他組進行點評,最后教師再進行總結。

      通過“翻轉課堂”的設計,克服了課程教學內(nèi)容容量大、學時偏少的狀況,有效地防止學生上課溜號、玩手機現(xiàn)象的發(fā)生,課堂秩序、授課質量明顯好于傳統(tǒng)上課模式。

      (三)開展工程模擬訓練

      一是進行一次完整的實踐工程項目模擬訓練。將自主設計和制備致密生物活性羥基磷灰石陶瓷、制備多孔生物材料、制備生物玻璃等實訓內(nèi)容發(fā)給各學習小組,要求各小組集體完成從原料制備與檢測、成型、燒結、性能測試等內(nèi)容的方案設計,構建學生綜合素質、個人能力、過程和系統(tǒng)的能力。

      二是研究、篩選和判別無機非金屬材料工程復雜問題的影響因素。在上課第一周,給每名學生留一個綜述性的課題,一人一題,要求課程結束前一周完成。參考文獻數(shù)量不少于30篇,近五年文獻不少于10篇,外文文獻不少于5篇。按照擬定的期刊格式要求成文,并準備一個PPT課件,教師向學校申請4學時的多媒體教室,每名學生對自己的綜述性論文進行講解,并由學生組成的答辯委員會當場給出成績。

      (四)做好課程反思與反饋活動

      1.教師課程反思活動。知人為聰,知己為明,知人不易,知己更難。教師以課堂教學為切入點,通過實踐、反思、再實踐的過程,不斷提高對教學能力和理論的認識,提高教學的實戰(zhàn)能力。

      借助“翻轉課堂”的錄像錄音、學校的教學視頻、上課過程中給自己錄的聲音等信息,自我反思教師上課存在的問題和需要改進的細節(jié),及時予以改進和改正。比如2020春季學期,利用釘釘網(wǎng)絡課程的回放功能,發(fā)現(xiàn)主講教師存在“啊”“那么”“然后”等承接語過多,語速偏快、偶爾吐字不清晰等問題,事后進行了針對性自我調(diào)整,短期內(nèi)取得了明顯改觀;在《生物醫(yī)學材料》課程每一個教學周期,規(guī)定課程教學團隊教師互聽互評至少三次課,將每次聽課的評價反饋給授課教師;利用教研室開會、集體備課、課程總結的機會,用“紅紅臉、出出汗”的做法,指出教師上課存在的問題,教師對照予以整改。

      2.教師不斷提升教學能力。首先,教師要定準自己位置,“我們是干什么的——教書育人。”往大了說,我們要講黨性原則,忠誠黨的教育事業(yè),往小了說,我們要對得起良心道德,尊重教師這一職業(yè),對得起這份工作。把對學生的授課當成自己的生命線,安身立命之本,從嚴治學、嚴謹執(zhí)教。其次,發(fā)揮教師的主導地位,調(diào)動學生學習的積極性和主動學習。明確告知學生,工科專業(yè)課的學習,枯燥晦澀難懂是正常的,要耐得住寂寞,學習需要啃骨頭的精神。教育學生正視大學的學習生活;幫助學生克服焦躁和浮躁情緒;與學生平等共處;對學生要有愛心;教育要公正;與學生進行換位思考,關心學生愛護學生,要求他們自立自強[8]。第三,及時進行自我調(diào)整和心理疏導,不把工作、同事、家庭瑣事的不愉快情緒帶到課堂,用舒緩平和的心態(tài)上課。上課中如出現(xiàn)學生知識掌握差、聽課狀態(tài)不好、玩手機吃零食等現(xiàn)象時,及時管理但不能影響自己的教學狀態(tài)。

      《生物醫(yī)學材料》課程教學團隊秉承一個信念,那就是教好每一門課和每一次課,一下子達到高水平不現(xiàn)實,有計劃地在一個教學輪次中,刻意地著重提升某些章節(jié)的教學能力,利用三到五個教學周期實現(xiàn)整體水平提高。多向同行學習,取長補短。

      3.學生對課程反饋。利用期中教學檢查、師生座談會、組織調(diào)查問卷等形式,讓學生對課程教學把想說的話說出來,讓學生對教師提出改進意見,請學生提出對教師的授課內(nèi)容、授課形式的要求,信息反饋給授課教師。課程團隊教師本著“有則改之、無則加勉”的虛心態(tài)度,接受學生的批評建議并予以改進調(diào)整。

      三、結果對比

      通過對比,《生物醫(yī)學材料》課程在實施CDIO工程教育后,課堂教學手段更加靈活,課堂學習氣氛活躍。學生綜合設計能力、工程意識明顯提高,考試成績比實施CDIO工程教育前平均分提高5~7分,達到了預期成效。

      [基金項目:佳木斯大學教育教學改革研究項目(編號2020JY2-18);黑龍江省高等教育學會規(guī)劃課題(課題編號14G133)]

      參考文獻:

      [1] 周細林.基于CDIO的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].科技與創(chuàng)新,2020(22):113-114.

      [2] 李順年,王銳.基于CDIO模式的產(chǎn)品設計專業(yè)創(chuàng)新教學模式實踐探究[J].教育教學論壇,2020(33):207-209.

      [3] 佳木斯大學年本科專業(yè)培養(yǎng)方案(2019):499-510.

      [4] 佳木斯大學《生物醫(yī)學材料》課程教學大綱(2019):218-223.

      [5] 百度文庫.CDIO介紹[OL].(2010-11-04)[2020-01-04].http://wenku.baidu.com/view/b2df686e58fafab069dc02c4.html

      [6] 張苗玲,張?zhí)?大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入高校思想政治教育的研究.國際公關,2020(10):42-43.

      [7] 魯建輝.地方高校慕課翻轉課堂混合式教學的適宜性探析[J].黑龍江教育,2020(01):70-72.

      [8] 楊涵崧,李國晶,李慕勤,等.無機材料科學基礎課程教學改革初探[J].實驗室科學,2012(04):6-8.

      (作者單位:佳木斯大學 黑龍江佳木斯 154000)

      (責編:若佳)

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