“新醫(yī)科”背景下計算機類課程混合式教學模式設計研究

姚宏波 吳明 張民 崔杰 李清江 馬文輝

工業(yè)革命4.0 影響了醫(yī)學的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、智能化、腦認知、芯片、精準醫(yī)療、大數(shù)據(jù)等新概念層出不窮，創(chuàng)新業(yè)態(tài)催生大學教育轉(zhuǎn)型，信息時代必須重構(gòu)醫(yī)學教育核心知識[1]。從醫(yī)學發(fā)展看，在工業(yè)革命和生命科學革命的影響下，“醫(yī)＋X”交叉發(fā)展醫(yī)學模式已經(jīng)到來[2]，運用創(chuàng)新實踐的醫(yī)療模式打造高水平的醫(yī)療服務，以滿足人民群眾的健康需求。在移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動下，智能手機、移動互聯(lián)網(wǎng)、社交媒體等技術(shù)業(yè)態(tài)發(fā)展，帶動線上教學在內(nèi)容和形式上更加豐富多彩，在教育的橫縱向不斷穿插，形成井噴效果?！豆芾硇畔⑾到y(tǒng)》是齊齊哈爾醫(yī)學院信息管理專業(yè)的專業(yè)基礎課，其授課目標是讓學生在經(jīng)過基本程序設計能力訓練之后，掌握具有較高應用價值的應用程序開發(fā)設計的能力和方法。以這門課程為基礎，研究出一種新的教學模式，突出學生中心地位，注重學生實際應用能力培養(yǎng)，同時共享學習資源[3]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2020 年9 月—2022 年3 月，以本院2019 級和2020級信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學生為研究對象，共42名，2019 級學生18 名設為對照組，2020 級學生24 名設為試驗組。對照組男生12 名，女生6 名，入學年齡（18.46±0.83）歲，入學成績（457.22±26.98）分；試驗組男生16 名，女生8 名，入學年齡（18.53±0.87）歲，入學成績（468.25±12.54）分。兩屆學生在性別、年齡、入學成績上差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），有可比性。

1.2 方法

對照組采用傳統(tǒng)教學方法共54 學時，以理論講授法為主，同時采用啟發(fā)式和互動式方法，使學生掌握用計算機的知識為實際問題建立管理信息系統(tǒng)的基本思想和基本方法，分析和解決管理系統(tǒng)中的實際問題的方法等。試驗組采用線上線下混合式教學方法，其中理論32學時，實踐16 學時，要求學生掌握管理信息系統(tǒng)設計、實施、應用的基本原理和方法，特別要具備系統(tǒng)分析、設計和實施的能力。具體如下。

1.2.1 確定教學策略，構(gòu)建混合式教學模式框架

調(diào)查研究包括對現(xiàn)有的教學平臺和相關(guān)文獻的研究以及對學生情況的調(diào)研，了解現(xiàn)階段采用的教學模式的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展情況，掌握各個教學平臺的特點，通過調(diào)查問卷及與相關(guān)教師交流對學生的前期課程基礎以及學習習慣有充分的研究分析，在此基礎上確定針對現(xiàn)有學生的教學策略及采用的混合式教學模式基本框架，然后經(jīng)課題組預審討論前期工作的整體性及連貫性，完善前期相關(guān)的內(nèi)容。此外，要建立合理的教學評價機制，建立完善的計算機專業(yè)教學考核的機制[4]。

1.2.2 課程開發(fā)設計

課程視頻、題庫資源建設當前眾多的研究側(cè)重于特殊時期在線直播教育理論[5]、在線直播教學實施現(xiàn)狀及對策[6]研究，對于計算機類線上課程教學資源建設的探索較少。本研究首先確定視頻及題庫資源建設的方法策略，通過觀看現(xiàn)有的大規(guī)模在線開放課程（massive open online courses，MOOC）及其他教學資源平臺相關(guān)課程，篩選出2 個與學生所學教學內(nèi)容匹配度高的連接推送給學生，供學生補充對課堂內(nèi)容加深理解及補充學習。自建的小規(guī)模在線課程（small private online course，SPOC）課程中的視頻選取能夠輔助課堂學習目的為主的知識點為主，視頻來源主要是自制、網(wǎng)上截取等，并將這些視頻資源配以相應測試題以任務點的形式發(fā)布到課程平臺供學生學習。題庫建設要保證數(shù)量足夠（1 000道左右），覆蓋所學所有知識點，并與所學內(nèi)容緊密結(jié)合，多種體型覆蓋，保持每輪部分更新（20%左右），基礎和應用能力并重。

重構(gòu)教學內(nèi)容，選取教學案例根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標及課程教學大綱，針對所選教材，按照前期確定的教學模式框架重新整合教學內(nèi)容順序。教學案例選取要選擇能夠激發(fā)學生興趣的經(jīng)典案例和一些提高學生應用能力的案例，并且保持案例內(nèi)容的連續(xù)性和可擴展性，在案例中融入課程思政內(nèi)容，使學生能夠以積極向上的精神和態(tài)度學習相關(guān)內(nèi)容。

利用多種教學方法精心組織策劃課堂學習活動根據(jù)每堂課學習內(nèi)容，選擇合適的教學方法（翻轉(zhuǎn)課堂、任務驅(qū)動等）精心組織和策劃課堂學習活動，課堂活動設計以激發(fā)學生自主探究的學習興趣為主，爭取最大限度調(diào)動學生的學習積極性和學習熱情。

多元化的考核評價方法設計本著注重學生“學”的全過程為指導思想，設計多種考核評價方法來完成學生整個學習過程的考核?；A知識主要考核的是學生的記憶力和學習態(tài)度，指的是將全部內(nèi)容的基礎知識模塊化，分批次分發(fā)給學生，讓學生提前記憶，在相應的模塊學習前進行測試。實驗指的是實驗項目的基本功能完成情況及創(chuàng)新性和實驗結(jié)果分析情況。期末考試以檢驗基礎知識的綜合應用能力測試為主，附以少量基礎知識檢測。通過這些多元化的考核評價方法，來促進學生實際應用能力的培養(yǎng)。

1.2.3 實踐應用及效果分析完善

通過一輪教學實踐，對新的教學模式整體效果進行分析，主要包括教學模式框架是否恰當，還需要哪些改進，教學資源選擇是否恰當合理，還需要哪些完善補充，教學內(nèi)容、教學案例課堂活動設計等安排是否符合學生學習規(guī)律，是否達到預期教學效果，考核評價方式是否能夠全面體現(xiàn)學生的應用能力培養(yǎng)，還需要哪些完善，通過調(diào)查問卷調(diào)查學生對教學方式的滿意度等。經(jīng)過對以上這些問題進行整體的分析整理，確定完善方法。大部分學生對基于慕課、雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學較為認可，認為與傳統(tǒng)教學模式（教師講解幻燈片或板書）相比，混合式教學對個人學習更有幫助，有利于自己與同學、教師的互動，因此更喜歡并愿意接受混合式教學[7-9]。

1.3 觀察指標

以期末考試成績和實驗考試成績作為總結(jié)性評價來衡量課程內(nèi)容的掌握情況，兩組考試難度一致。期末考試成績總分60 分，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格（標準：優(yōu)≥54 分，48 分≤良＜54 分，42 分≤中＜48 分，36 分≤及格＜42分，不及格＜36分）。實驗考試成績總分25分，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格（標準：優(yōu)≥22.5 分，20分≤良＜22.5分，17.5分≤中＜20分，15分≤及格＜17.5分，不及格＜15 分）。比較兩組期末考試成績和實驗考試成績在各個分數(shù)段的人數(shù)，來評價學生對知識的掌握情況。

對試驗組學生在開課前后進行問卷，調(diào)查經(jīng)信效度檢驗，Cronbach's α ＞0.9，信度佳，試驗組課前課后各發(fā)放無記名調(diào)查問卷23 份，課前問卷內(nèi)容主要是針對學生對本門課程了解情況調(diào)查（對我們選用“大學計算機”教材中的內(nèi)容，哪些知識你在學之前已經(jīng)掌握了？你學這門課程希望達到什么目標？如果在學校網(wǎng)站上有關(guān)于學習資料，你會去看嗎？你認為計算機教學是為了？你對教材有哪些看法？），課后問卷內(nèi)容主要是針對學習本門課程的過程情況調(diào)查（有利于課前預習、知識難度適中、線上內(nèi)容能夠滿足學習需要、有利于線下學習、獨立思考能力有提升、創(chuàng)新能力有提升、知識理解與運用能力有提升、學習興趣有提高、能夠適應混合式教學模式、對計算機技術(shù)與醫(yī)學結(jié)合應用有進一步了解、對未來職業(yè)有幫助、希望繼續(xù)開展此教學模式），全部回收共46 份，均為有效問卷。

1.4 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)分析應用SPSS 17.0 統(tǒng)計學軟件。計數(shù)資料以n（%）表示，行χ2檢驗或Fisher 確切概率法，計量資料以（）表示，行t檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 對照組和試驗組期末成績和實驗考試成績比較分析

兩組期末總成績比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），試驗組期末成績優(yōu)和良的人數(shù)比例高于對照組，但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），兩組中的人數(shù)比例相近但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），兩組及格的人數(shù)比例比較對照組較低，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），而兩組不及格人數(shù)均為0。

兩組實驗成績比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），試驗組實驗成績優(yōu)的人數(shù)比例高于對照組，但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），兩組良和中的人數(shù)比例相近，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），兩組及格的人數(shù)比例比較對照組較高但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），而不及格的人數(shù)比例差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

2.2 試驗組學生調(diào)查問卷結(jié)果分析

試驗組學生對本門課程內(nèi)容比較了解，在學習過程中認為對學生的學習能力和興趣均有提升，且有助于對內(nèi)容的掌握，見表3、4。

表1 對照組和試驗組期末考試成績及各分數(shù)段人數(shù)比較

表2 對照組和試驗組實驗考試成績及各分數(shù)段人數(shù)比較

表3 試驗組學生對本門課程的了解情況[名（%），n=23]

表4 試驗組學生對本門課程學習過程情況分析[名（%），n=23]

3 討論

學科交叉是當今科技創(chuàng)新的源泉，是科學時代不可替代的研究范式[10]。新醫(yī)科、新工科建設的號角給醫(yī)學、工科都注入無限活力。從20 世紀60—70 年代開始，美國諸多研究型大學就關(guān)注到醫(yī)學與多學科的交叉與結(jié)合，紛紛投入巨資開展醫(yī)工交叉學科研究，先后成立了醫(yī)工交叉研究所或研究中心，以促進醫(yī)工交叉學科研究與人才培養(yǎng)[11]。而在醫(yī)學院校，計算機類課程為醫(yī)工交叉學科研究與人才培養(yǎng)奠定了基礎。因此，高校教師探索教學方法，提升學生綜合能力顯得尤為重要。

自2012 年美國哈佛、麻省理工等名校提出MOOC至今，國內(nèi)外的線上線下教育模式得到了巨大的發(fā)展[12]，尤其近幾年在刊物上發(fā)表的相關(guān)論文及研究成果呈指數(shù)級增長。我國在2013 年開始引入MOOC，2013 年以來，國內(nèi)線上線下教學網(wǎng)絡平臺課程建設有了長足的發(fā)展。最先建設網(wǎng)絡開放課程的是北京、上海兩地的高校。北大、清華、中國人大、天大、復旦、上海交大等高校都是這方面的先行者。隨后國內(nèi)其他高校也參與其中，這些高校不僅建設了校內(nèi)在線課程，而且建立地區(qū)、跨地區(qū)甚至國在線課程聯(lián)盟。國內(nèi)經(jīng)過近幾年的迅猛發(fā)展，線上線下教學模式研究不斷完善，相應的教育部在2019 年正式提出利用三年時間建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程（簡稱一流本科課程“雙萬計劃”）[13]。依據(jù)高校辦學定位和人才培養(yǎng)目標定位，建設適應創(chuàng)新型、復合型、應用型人才培養(yǎng)需要的一流本科課程，實現(xiàn)不同類型高校一流本科課程建設全覆蓋。近年來，慕課、雨課堂等網(wǎng)絡授課平臺廣受關(guān)注和應用，將線上與線下教學有效地進行銜接，脫離了時間和空間的限制，同時與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合形成了包容性優(yōu)、共享性好、個性化強的混合式教學[14]。本課題通過對新工科專業(yè)——“信息技術(shù)與信息管理專業(yè)”的《管理信息系統(tǒng)》課程線下授課和線上授課的實施情況對比分析，提出線上線下混合式教學模式，探索出能夠改善“管理信息系統(tǒng)”課程教學質(zhì)量、提高學生實踐能力的教育教學改革方案，以期為其他計算機同類型課程的教學改革提供參考。

大學計算機課程是一門綜合性、應用性很強的課程，要求學生在學習前先掌握一些相關(guān)的知識，避免在學習時感到困惑。同時，在“四新”建設背景下，培養(yǎng)復合型人才因此就顯得尤為重要。因此，對于學習本門課所需了解的前置概念知識，教師會在線上平臺上進行提前的講解，讓沒有計算機基礎的學生也能提前了解，建立認知[15]。由于計算機課程涉及的知識點多而雜，僅靠傳統(tǒng)教學方法照本宣科的進行教學，會使得學生們感覺抽象、難懂，所以增加實踐操作部分的比重十分必要。應用混合式教學方法，可以使學生將學習理論知識的時間較多安排在課前，這樣就會有較多的時間來進行實驗，十分有利于學生們掌握和理解相關(guān)理論知識，并能夠應用到實際解決問題當中，達到知行合一的效果。本研究重在培養(yǎng)學生能力，在混合式教學模式中建立“自主學習—網(wǎng)絡互動—課堂面授—線下反饋”的模式，強化學生的過程參與，對于學習效果進行科學評價，增加實驗創(chuàng)造性，提高學生的學習興趣。通過網(wǎng)絡互動，能夠更好的了解學生學習能力，在課堂學習前，教師可通過授課平臺了解學生的學習情況，在授課平臺上以布置任務、討論和互動等方式進行交流，在學生完成自主學習后，教師通過線上平臺的互動以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計等的形式，搜集學生在學習時遇到的問題，以便在線下課堂面授時及時修訂教學計劃。根據(jù)搜集的情況，對授課內(nèi)容進行適當調(diào)整后，課堂面授時教師有側(cè)重點，教學內(nèi)容詳略得當，能夠更合理安排時間。在一輪教學實施完畢后，教師與學生溝通，并進行調(diào)查問卷，就本輪學習進行反饋，學生對教師的教學進行評價，便于教師在后續(xù)課程中總結(jié)經(jīng)驗，為下一輪授課提供更優(yōu)質(zhì)的課程。

本研究顯示，計算機類課程混合式教學模式能夠提升學生的實驗和期末總成績比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）?；旌蠈W習空間針對混合學習這種特殊的學習形態(tài)，按照開放獲取、自由參與、互動交流等特色，考慮混合學習相關(guān)因素的學習空間，包含了物理空間和虛擬空間的組合，是學習空間在特定場域的拓展，也是學習空間內(nèi)涵的進階[10]?；旌鲜浇虒W已呈現(xiàn)出主流化和常態(tài)化，這也要求教師要敢于利用現(xiàn)有的技術(shù)挑戰(zhàn)并豐富已有的教學框架與方法，積極創(chuàng)新混合模式[14]。通過調(diào)查問卷顯示，學生的總體滿意度較高，特別是學生認為與單純的書本預習，線上線下相結(jié)合更有利，同時對于線下學習有促進作用；在學生能力方面提升方面，也有一定的作用，對于知識理解和運用有顯著作用；基本上所有學生都能適應混合式教學模式，并希望繼續(xù)開展。以《管理信息系統(tǒng)》課程為基礎，研究出一種新的教學模式[16]：教學組織與實施突出學生中心地位，注重學生實際應用能力培養(yǎng)，根據(jù)學生認知規(guī)律和接受特點，創(chuàng)新教與學模式，因材施教，促進師生之間、學生之間的交流互動、資源共享、知識生成，教學反饋及時，教學效果顯著。這種模式經(jīng)過不斷的磨合完善，可以逐步的擴展到其他的課程中進行實踐。