以深度學習理念推動STEM創(chuàng)造力教學模式在骨科臨床教學中的應用研究

趙 志,吳 敏,周新社,裴立家,高許斌,王志巖

深度學習作為一種注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的學習理念和方式,受到廣泛關注。深度學習注重培養(yǎng)高階思維能力和批判性的問題解決能力,注重獨立性、批判性、創(chuàng)造性和合作精神的遷移運用,強調信息整合[1-2],引導學習者“學會學習”及“有效學習”,是當前構建“學習型”社會的關鍵因素[3-4]。然而,當前深度學習仍未真正融入實際教學中,有必要進一步探索面向深度學習的教學模式。STEM教育理念強調多學科的融合,即科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(Mathematics)的有機整合[5-6]。STEM教育即以追求STEM素養(yǎng)為目標,強調對問題真實性的探索,強調通過組內合作的形式去解決問題[7-9]。其對學生高階思維能力的培養(yǎng)、注重實際情境地解決問題、強調小組合作、重視對知識的整合的理念與深度學習不謀而合[10-11]。本研究旨在探討以深度學習為核心理念的STEM教學模式,應用于骨科臨床實踐教學和人才質量培養(yǎng),為骨科臨床教學提供新思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取蚌埠醫(yī)學院2017級臨床醫(yī)學本科一附院班學生100名作為研究對象,采用簡單隨機方法分為對照組和觀察組,各50名。其中對照組男31名,女19名,年齡22～24歲;觀察組男31名,女19名,年齡21～25歲。2組學生性別和年齡具有可比性。納入標準:(1)蚌埠醫(yī)學院在校2017級臨床醫(yī)學本科一附院班學生;(2)已學習相關專業(yè)課程,具有相關課程的理論及操作基礎;(3)自愿參與本次研究;(4)簽署知情同意書。

1.2 方法 對照組采用傳統(tǒng)教學方法,帶教老師根據(jù)教學大綱認真?zhèn)湔n,挑選臨床骨科典型病例,帶教前復習應用解剖、病理生理等相關基礎知識,帶領學生查房,進行床邊教學,與病人進行真實接觸,通過直接觀察、體格檢查、詢問病情等獲取相關疾病綜合信息,再結合病人影像學檢查、實驗室檢查等,達到對病人疾病的全面了解,教學過程中強調該疾病的重點和難點知識點。

觀察組采用以深度學習為核心理念的STEM教學模式方案。(1)教學目標:從住院病人中選取行膝關節(jié)骨關節(jié)炎置換術病人,圍繞該病例,由帶教老師提出一系列問題,讓學生獨立思考,讓學生在思考問題過程中實際參與病人診斷和治療,激發(fā)實踐能力。(2)學習活動:將學生分為10人一組,帶教老師針對骨關節(jié)炎病人,引導學生積極思考,包括膝關節(jié)臨床應用解剖、膝骨關節(jié)炎的病理生理、發(fā)病原因和分類、臨床表現(xiàn)、診斷和治療等,讓學生全身心參與,變被動學習為主動投入學習,深度理解已學醫(yī)學理論知識,積極主動發(fā)現(xiàn)和提出問題,提高分析問題及解決問題的能力;同學間相互討論時踴躍發(fā)言,充分表達自己的觀點和見解;指導實習同學換藥和拆線等切實提高實踐技能,基礎知識掌握好的同學和動手能力比較強的同學,帶教老師進一步提升問題難度,如關節(jié)置換手術后怎樣快速康復,怎樣最快減輕病人的手術后疼痛等,不斷更新學生的知識,培養(yǎng)和提升學生的創(chuàng)新能力。(3)教學環(huán)境:本次帶教全部采用線下真實環(huán)境教學,帶教老師和觀察組同學互建微信群,同學提出問題,老師在適當時候統(tǒng)一回復。引導學生掌握問題核心,向縱深發(fā)展,讓學生有獲得感和成功感。(4)教學評價:內容全面(學習動機、參與程度、學習的質量等)、方式多樣(試卷、問卷、隨機調查等)、主體多元(帶教老師評價、學生自我評價、專家評價等),主要從基礎知識掌握情況和創(chuàng)造力提升效果兩方面展開。

同時,在進行以上教學活動的基礎上,帶教老師對學生臨床學習活動開展情況進行總結和點評,涉及動手操作的部分進行一定指導,促進學生對專業(yè)知識的掌握。并制定相關調查問卷,分析學習、實踐過程中學生的感受及體會,及時予以適當?shù)恼{整,由此提高學生的教學滿意度。

1.3 觀察指標 在課程中期,制定相關問卷,調查2組學生對教學方式接受度,問卷內容包括授課、溝通、思維拓展及自身對學習的掌握情況等,每項目包含肯定和否定2種選項。學期結束后,比較2組學生考試成績,包括專業(yè)知識、臨床分析能力、臨床技能操作、病歷書寫情況。比較2組學生對教學滿意度,滿意度=(非常滿意人數(shù)+滿意人數(shù))/總人數(shù)。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用t檢驗、χ2檢驗和秩和檢驗。

2 結果

2.1 2組學生對教學方式接受度比較 課程中期,2組除課程中溝通、合作差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)外,觀察組學生對當前教學方式其他各項的接受度均高于對照組(P<0.05～P<0.01)(見表1)。

表1 2組學生對教學方式的接受度比較(n=50)

表2 2組學生專業(yè)成績比較分)

2.2 2組學生專業(yè)成績得分比較 學期結束后,觀察組學生各項專業(yè)課程得分均明顯高于對照組(P<0.01)(見表1)。

2.3 2組學生教學滿意度比較 學期結束后,觀察組學生的教學滿意度為100.00%(50/50),高于對照組的76.00%(38/50)(P<0.05)(見表3)。

表3 2組學生教學滿意度比較[n;百分率(%)]

3 討論

深度學習注重培養(yǎng)學生掌握學科核心知識和創(chuàng)新創(chuàng)造能力,注重培養(yǎng)學生內在學習動機和高階思維能力,注重培養(yǎng)學生在實踐活動中的創(chuàng)造性和合作精神,對教學內容進行深入挖掘,同時注重小組合作,在教師帶領下,對實際過程中存在問題進行反復實驗和探索,理解核心知識,使學生在解決當前問題的同時,提高進一步解決相關實際問題的能力[12-14]。STEM教育是全面提升綜合素養(yǎng),培養(yǎng)高層次人才核心素養(yǎng)的一種全新教育形態(tài),對深度教學具有其他教學模式難以達到的優(yōu)勢[15-16]。

深度學習以高階、批判及創(chuàng)新為培養(yǎng)目標,STEM的教學理念可較為有效地實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標,具體表現(xiàn)為STEM教育注重實際問題的解決、多學科核心知識的整合及引導學生從多角度看待問題,鼓勵學生在解決實際問題的過程中進行知識的遷移和應用,激發(fā)學生的好奇心,提升學生的創(chuàng)造思維力,此為創(chuàng)新性的培養(yǎng);STEM注重多學科的整合,強調從復雜的知識網絡中完成對復雜知識體系的構建和發(fā)散,并最終達到實際問題的解決,促進學生高階思維能力的發(fā)展,此為高階性的培養(yǎng);STEM教學模式注重在實際問題的設計過程中培養(yǎng)和提升學生科學精神和創(chuàng)新實踐能力,鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題,探究問題的真實情境,運用跨學科知識和方法思考解決問題的方案,從而提高學生的動手能力,讓學生獲得全面發(fā)展,學生的批判性思維也因此得到很好的鍛煉。

STEM教學模式并非由教師給學生設計問題后讓學生進行問題的解答,而是學生結合自身的生活學習經驗,選擇自己感興趣的問題進行探索,由于STEM教學模式的多學科整合性的特點,在一定程度上保證了深度學習所需要的對深度知識的掌握,因此從教學內容上而言,STEM教育與深度學習具有一定的同源性。STEM要求學生基于實際問題展開探索,在現(xiàn)有證據(jù)的情況下提出合適的解決方案并在這個過程中反復探索,主張參與其中而獲得知識,深度學習同樣主張從實際問題入手,體現(xiàn)探索性和參與性,與STEM的教學理念相互融合。同時,二者均強調對實際問題的結局,因此在教學活動的實施過程中均需要一定程度上還原相應的場景,均需要學生、教師甚至是專家的共同參與,在教學組織上,二者具有明顯的一致性。因此,二者在教學目標上具有互通性,在教學內容上具有同源性,在教學過程上具有相融性,在教學組織上具有一致性,STEM教學模式的開展有利于從根源上實現(xiàn)學生的深度學習[17-19]。

臨床骨科教學具有一定的復雜性,在教學活動的實施過程中需要將其他學科融入其中,包括解剖學、影像學、基礎外科學、力學及病理學等。除了理論基礎的復雜性,實踐操作也十分重要,包括簡單的關節(jié)穿刺、手法復位和石膏繃帶外固定技術等,需要安排一定的教學場景給予學生實際操作的機會。理論基礎的復雜性會在一定程度上降低學生的學習積極性,需要通過一定的教學環(huán)節(jié)的調整引導學生的積極性,同時,需要一定的發(fā)散思維去發(fā)現(xiàn)骨科學習中值得研究的地方[20-21]。在當前的醫(yī)療環(huán)境下,傳統(tǒng)的醫(yī)學教育模式已難以充分調動學生的積極性和主動性,從實際情況出發(fā),以深度學習理念推動STEM教學模式的開展,對于當前的臨床工作的開展具有長遠意義[22-23]。

本研究結果顯示,課程中期,除課程中溝通、合作項得分與對照組差異無統(tǒng)計學意義外,觀察組學生對當前教學方式其他各項的接受度均高于對照組;學期結束后,觀察組學生各項專業(yè)課程得分均明顯高于對照組;觀察組學生對教學滿意度高于對照組。提示學生更愿意去接受這類存在諸多環(huán)節(jié)、師生互動的教學模式,觀察組整體教學質量及教學氛圍都優(yōu)于對照組,由于醫(yī)學知識存在繁瑣性和枯燥性,因此需要存在一些“有意思”的情境去調動學生的積極性,在這個過程中加強學生的深度學習及團隊合作能力。

綜上所述,與傳統(tǒng)教學模式相比,以深度學習為理念的STEM教學模式有助于提高教學質量和學生滿意度,適合當前臨床骨科教學開展,有待進一步推廣。