基于數(shù)字教育資源的局部解剖學(xué)智慧教學(xué)探索與實踐

王江昆,沈 蓉,張 朗,洪建平,楊旭光,王德貴

蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室, 蘭州 730000

智慧教育是指在教育領(lǐng)域全面深入地運用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動通信、虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代信息技術(shù)以促進教育改革與發(fā)展的過程。智慧教育以創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式及先進的教育理念引領(lǐng)教育領(lǐng)域發(fā)展新方向,成為互聯(lián)網(wǎng)+時代教育發(fā)展的主旋律。為加快信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展,中國也相繼出臺了一系列政策和法規(guī),明確提出大力開展智慧教育,綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)建設(shè)智慧校園,走出具有中國特色的教育信息化發(fā)展道路[1]。中國智慧教育的發(fā)展歷程可分為四個階段[2],目前處于第四階段(2017年至今),即高等教育領(lǐng)域開始注重智慧教育,構(gòu)建智慧課堂,推動智能信息化技術(shù)和教育的深度融合。在此背景下,2018年蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室依托超星學(xué)習(xí)通平臺制作完成局部解剖學(xué)MOOC;2019年局部解剖學(xué)MOOC上線試運行,同時探索以學(xué)生為中心的線上線下混合式教學(xué)模式,重新進行教學(xué)設(shè)計,優(yōu)化教學(xué)方法,修改教學(xué)大綱、教案、教學(xué)進度、PPT等。從2020年開始至今,正式開展線上線下混合式教學(xué),經(jīng)過三年運行取得了良好的效果。

1 局部解剖學(xué)課程特點

局部解剖學(xué)是人體解剖學(xué)的重要組成部分,是以系統(tǒng)解剖學(xué)為基礎(chǔ),按照人體局部分區(qū)研究器官和結(jié)構(gòu)的位置、形態(tài)、體表標志與投影、層次和毗鄰關(guān)系等的科學(xué),它是臨床醫(yī)學(xué)各學(xué)科,特別是外科學(xué)、影像學(xué)、病理學(xué)等以手術(shù)操作或形態(tài)觀察為主的學(xué)科的重要基礎(chǔ)課程。但是,現(xiàn)行的教學(xué)模式與臨床實際應(yīng)用尚有較大差距,如在臨床中經(jīng)常會遇到的人體變異、手術(shù)注意事項及臨床外科新技術(shù)等問題都是課本中很少涉及,甚至沒有提及的。為了讓學(xué)生更深刻地學(xué)習(xí)、理解、掌握和實踐應(yīng)用該課程知識,就需要改變單一的、枯燥的以教師講述為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式[3],充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性,結(jié)合數(shù)字教育資源,改革教學(xué)方法,創(chuàng)新教學(xué)手段,跟蹤學(xué)科發(fā)展新動態(tài),把計算思維、數(shù)字技能與素養(yǎng)培養(yǎng)融入課堂教學(xué)、實習(xí)實踐中,以提升學(xué)生解決臨床實際問題的能力,使課程具有創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度。

學(xué)生學(xué)習(xí)局部解剖學(xué)首先要熟悉大學(xué)一年級所學(xué)的系統(tǒng)解剖學(xué)知識,這就造成學(xué)習(xí)內(nèi)容復(fù)雜繁多,且涉及更多與臨床相關(guān)的知識,同時由于該課程重點研究的是人體各局部器官和結(jié)構(gòu)的層次與毗鄰關(guān)系,這對學(xué)生的空間想象能力要求很高[4]。基于以上原因,該課程的學(xué)習(xí)有一定的難度。而當前學(xué)生的差異性很大,學(xué)習(xí)理解能力參差不齊,接受知識的途徑和學(xué)習(xí)方式也各不相同,同質(zhì)化的教學(xué)已經(jīng)不能滿足不同學(xué)生的需求。因此,有必要借助現(xiàn)代信息技術(shù)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式和評價方式,構(gòu)建局部解剖學(xué)的智慧教學(xué)。秉承以學(xué)生為中心的教育理念,文章所涉及的研究采用混合式教學(xué)方法,在任務(wù)驅(qū)動下讓學(xué)生更有效的學(xué)習(xí),以達到滿意的教學(xué)效果。

2 局部解剖學(xué)數(shù)字教育資源的建設(shè)

數(shù)字教育資源是指經(jīng)過數(shù)字化處理,可以在多媒體計算機及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行的多媒體教學(xué)材料,具體包括多媒體課件、各種文本、圖片、視頻、音頻、動畫、臨床案例,習(xí)題庫等[5]。數(shù)字教育資源是實施智慧教育的基礎(chǔ)。依托超星學(xué)習(xí)通平臺,根據(jù)人衛(wèi)版《局部解剖學(xué)》教材建設(shè)課程章節(jié)內(nèi)容,共分為9章。每章主要內(nèi)容分成若干知識點,根據(jù)每個知識點的難易程度錄制5～15 min的微課視頻,共錄制長約450 min的視頻,內(nèi)容涉及局部解剖學(xué)各章節(jié)要點。每個知識點的微課視頻進行“防拖拽”、“防窗口切換”和“觀看90%算通過”等設(shè)置,以有效監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,督促學(xué)生認真學(xué)習(xí)。每個微課視頻配套隨堂測驗,鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)效果;同時,教師根據(jù)測驗成績評估學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果和知識點的掌握情況,據(jù)此安排線下課堂的教學(xué)重點。學(xué)習(xí)通平臺上所建設(shè)的局部解剖學(xué)課程資料目錄下設(shè)有課程資料、題庫、作業(yè)庫和試卷庫四個子目錄。課程資料包含教學(xué)進度表、教案、PPT、解剖圖譜、中英文解剖教材電子版及復(fù)習(xí)題,基本滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,有效促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。題庫、作業(yè)庫和試卷庫僅供教師使用。題庫包括各種題型題目1500余道,教師可隨時調(diào)用題庫進行隨堂檢測,發(fā)布作業(yè)和考試。該課程實驗操作占有極其重要的地位。由于供解剖學(xué)教學(xué)用的尸源較少,不能保證每堂課每一個學(xué)生都有操作的機會,這就導(dǎo)致學(xué)生理論知識與實踐操作相脫節(jié)。除了傳統(tǒng)的尸體解剖外,教學(xué)團隊還建成了數(shù)字人虛擬解剖實驗室,并配備數(shù)字人虛擬學(xué)習(xí)軟件。數(shù)字人軟件內(nèi)容豐富,內(nèi)配插圖、動畫、視頻等,可以讓學(xué)生反復(fù)觀看實驗過程,模擬實驗操作,彌補實驗尸體缺乏、尸體解剖難以重復(fù)演示等問題。

3 局部解剖學(xué)智慧教學(xué)實施路徑

3.1 立足智慧教育時代背景,修訂教案

在局部解剖學(xué)原有教學(xué)大綱基礎(chǔ)上重新設(shè)置教學(xué)進度,分配線上和線下教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時,真正做到線上線下混合式教學(xué)。蘭州大學(xué)局部解剖學(xué)課程總共72學(xué)時,其中理論課占36學(xué)時。線上理論課設(shè)置為12學(xué)時,線下理論課設(shè)置為24學(xué)時,每周4學(xué)時,共9周。實驗課36學(xué)時全部為線下課,每周3學(xué)時,共12周,和理論課同步進行。課堂教學(xué)是教學(xué)的基本形式,優(yōu)質(zhì)高效的課堂教學(xué)是促進學(xué)生有效學(xué)習(xí)的前提條件和重要保障[6]。為更好地完成課堂教學(xué)過程,編寫了凸顯線上線下混合式教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)評價的教案。修訂后的教案包括教學(xué)基本內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計兩部分:教學(xué)基本內(nèi)容介紹教學(xué)目標、教學(xué)難點、教學(xué)重點、教學(xué)思想與學(xué)情分析等內(nèi)容;教學(xué)設(shè)計包括教學(xué)方法與手段、教學(xué)內(nèi)容與過程、課后作業(yè)、預(yù)習(xí)任務(wù)和教學(xué)評價。其中,教學(xué)內(nèi)容與過程是重點和核心環(huán)節(jié),以2學(xué)時的教學(xué)內(nèi)容為單元,分5部分:第一部分反饋線上學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況;第二部分課程內(nèi)容導(dǎo)入;第三部分學(xué)生對知識點進行講解;第四部分對課程中的重點和難點進行透徹解析;第五部分為此次課程內(nèi)容小結(jié)。修訂后的教案具有前沿性、趣味性及有效性,能夠調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

3.2 局部解剖學(xué)智慧教學(xué)過程的實施

混合教學(xué)模式是將基于現(xiàn)代信息技術(shù)的線上學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂授課相結(jié)合,通過構(gòu)建教學(xué)相長互動以實現(xiàn)學(xué)生主動、拓展、集中學(xué)習(xí)的深度融合[7]。該研究針對局部解剖學(xué)課程特點,基于局部解剖學(xué)數(shù)字教學(xué)資源,實施以學(xué)生為中心的混合式教學(xué)模式。依托超星學(xué)習(xí)通平臺,使課前、課中和課后三個教學(xué)環(huán)節(jié)聯(lián)為一體,真正做到智慧教學(xué)。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,智慧教育背景下的混合式教學(xué)帶給學(xué)生一種新的學(xué)習(xí)體驗,為學(xué)生創(chuàng)造了高度參與性和個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境[8],顯著提升教學(xué)質(zhì)量。

課前,教師利用學(xué)習(xí)通平臺智慧組織學(xué)生線上自主學(xué)習(xí),學(xué)生根據(jù)自己的時間在線上完成學(xué)習(xí)任務(wù),為線下教學(xué)做好準備。學(xué)生在線上學(xué)習(xí)的同時,可隨時通過班級內(nèi)“群聊”、“站內(nèi)信函”和“發(fā)消息”與教師進行互動交流,教師在線上及時解答學(xué)生提出的問題。教師在學(xué)習(xí)通平臺的局部解剖學(xué)課程“統(tǒng)計”目錄中,可實時精準地查詢和掌握學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)全過程。課中,教師根據(jù)教學(xué)設(shè)計,首先反饋線上學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況,督促學(xué)生自主學(xué)習(xí);接著以問題驅(qū)動法或臨床病例導(dǎo)入此次課教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;然后,學(xué)生分組對知識點進行講解,同時教師進行引導(dǎo),必要時補充、糾正學(xué)生的錯誤和疏漏;其次,教師對此次教學(xué)內(nèi)容進行梳理、補充,并對課程重、難點問題進行講解。另外,教師可通過學(xué)習(xí)通平臺的“簽到”、“搶答”、“主題討論”、“隨堂練習(xí)”和“問卷”等互動功能與學(xué)生高效智慧互動,參與這些教學(xué)活動的學(xué)生成績被精準記錄,納入平時成績,實現(xiàn)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)形成性評價。在實驗解剖時,注重虛擬數(shù)字資源和標本模型的優(yōu)勢互補,充分利用數(shù)字人、模型和大體標本激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動手能力、理論聯(lián)系實踐能力和分析臨床問題的能力。課后,教師線上發(fā)布作業(yè)、討論題和章節(jié)測試題,學(xué)生完成線上作業(yè)和測試。教師在學(xué)習(xí)通平臺實時發(fā)布與各章節(jié)相關(guān)的討論話題,引導(dǎo)學(xué)生更深入地了解所學(xué)內(nèi)容在臨床上的新進展,對于學(xué)生不易理解的知識點隨時在學(xué)習(xí)通平臺進行答疑交流;學(xué)生也可通過查閱資源庫拓展自己的思維,為將來學(xué)習(xí)臨床課程奠定基礎(chǔ)。這些作業(yè)、章節(jié)測試和討論題都將納入平時成績,實現(xiàn)學(xué)生課后學(xué)習(xí)過程的形成性評價,使教師可以掌握每個學(xué)生的課后學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果,便于對學(xué)生進行個性化指導(dǎo)和教學(xué)。

3.3 局部解剖學(xué)智慧評價體系的構(gòu)建

以往該課程評價方式單一,形成性評價幾乎沒有,難以智慧評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、行為和效果,這就造成“期末一考定終身”局面的出現(xiàn),不利于學(xué)生知識的掌握和能力的培養(yǎng)。學(xué)習(xí)通的線上“統(tǒng)計”功能,可以為教師提供課前、課中和課后全過程的教學(xué)數(shù)據(jù)及分析,教師據(jù)此可實時、有效、智慧記錄和評價學(xué)生的學(xué)習(xí)全過程,及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果,實現(xiàn)對學(xué)生的形成性評價。該研究初步建立了局部解剖學(xué)形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的智慧評價體系。理論課成績?yōu)?0%“線上”+50%“線下”。線上成績采用多元化的形成性評價方式,貫穿課前、課中和課后整個教學(xué)過程。教師可根據(jù)學(xué)生提交的作業(yè)、參與討論次數(shù)、觀看視頻的時長、章節(jié)測試、簽到和課堂互動等對每個學(xué)生進行形成性評價,并將成績實時反饋給學(xué)生,讓學(xué)生彌補學(xué)習(xí)的不足,同時教師也可據(jù)此進行教學(xué)預(yù)警和對學(xué)生進行個性化指導(dǎo)。線下成績采用終結(jié)性評價方式即期末考試。這種智慧評價體系對學(xué)生的學(xué)習(xí)全過程進行考核,真正做到智慧評價,極大提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性。

4 合作與共享,推廣及應(yīng)用

由于歷史、經(jīng)濟和教學(xué)水平的差異,中國高等醫(yī)學(xué)教育優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源分布不均衡,表現(xiàn)為東部與西部、城市和農(nóng)村、雙一流高校和普通高校間的不均衡[9]。教育部于2018年下發(fā)《關(guān)于加強醫(yī)教協(xié)同實施卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃2.0 的意見》,旨在促進現(xiàn)代信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)教育的深度融合[10],各醫(yī)學(xué)院校積極開展線上線下混合式教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量和效果[11-12]。智慧教育的基本特征是開放、共享、交互、協(xié)作[13],教學(xué)團隊主動與其他醫(yī)學(xué)院校進行線上線下的交流合作,資源共享。自2019年9月至今,教學(xué)團隊與河南醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校、西北民族大學(xué)、河西學(xué)院、甘肅醫(yī)學(xué)院等省內(nèi)外10余所醫(yī)學(xué)院校開展“局部解剖學(xué)”在線開放課程及混合式教學(xué)活動,選課人數(shù)達1.2萬人,該課程瀏覽量已達223.7萬人次,互動達24.2萬人次(2023年3月統(tǒng)計)。經(jīng)團隊教師不懈努力,學(xué)生能主動、深層次地理解和掌握該課程知識和操作技能,而且在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中學(xué)生能舉一反三,并具有較強的動手能力。

5 結(jié)束語

智慧教育是近年來國內(nèi)興起的前沿理論和實踐教育模式,借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù),改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式,使教學(xué)形式靈活多樣、教學(xué)內(nèi)容豐富多彩,有助于學(xué)生更好地理解抽象的理論知識,提高學(xué)生實踐操作能力和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。新冠疫情更是加速了現(xiàn)代信息技術(shù)在中國醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用和實踐[14-15]。該研究經(jīng)過五年的探索與實踐,基于數(shù)字教育資源構(gòu)建以學(xué)生為中心的混合式智慧教學(xué)實施路徑,初步建立了局部解剖學(xué)形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的智慧評價體系,使智慧教學(xué)貫穿教學(xué)育人全過程,顯著提升教學(xué)效果。

在實踐中團隊教師發(fā)現(xiàn),雖然智慧教育已在蘭州大學(xué)推廣普及,但是部分教師使用數(shù)字資源進行混合式教學(xué)的能力仍顯不足,如僅利用學(xué)習(xí)通平臺統(tǒng)計學(xué)生上課出勤率和批改作業(yè),忽視了與學(xué)生進行線上線下的互動與討論,從而達不到預(yù)期的教學(xué)效果。另外,部分教師由于對學(xué)習(xí)通平臺功能使用不熟悉,致使教學(xué)設(shè)計與課堂互動脫節(jié),造成教學(xué)過程不連貫,直接影響學(xué)生參與學(xué)習(xí)的自主性和積極性。因此,教師應(yīng)通過不斷學(xué)習(xí),提升自身信息技術(shù)的應(yīng)用能力,積極創(chuàng)新教學(xué)模式,努力轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸腔坌徒處煛?更好地適應(yīng)智慧教育背景下教育發(fā)展的主旋律。

今后,學(xué)校將繼續(xù)培訓(xùn)團隊教師,加強團隊教師的信息技術(shù)能力,不斷提升團隊教師智慧教學(xué)水平;根據(jù)學(xué)生和教師反饋的意見優(yōu)化教學(xué)設(shè)計,及時更新課程資源;加強與省內(nèi)外其他醫(yī)學(xué)院校的交流合作,分享智慧教學(xué)創(chuàng)新成果和典型經(jīng)驗,取長補短,共同推進醫(yī)學(xué)智慧教學(xué)不斷發(fā)展。