徐林 寧旭 陳明生 孫建 許佳 王鳳 莊偉 秦明新
[摘 要]目的:結(jié)合陸軍軍醫(yī)大學(xué)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn),開(kāi)展該課程AOT教學(xué)模式改革及實(shí)踐。方法:結(jié)合AOT教學(xué)模式和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和過(guò)程評(píng)價(jià)等進(jìn)行教學(xué)模式改革與實(shí)踐,以滿足部隊(duì)衛(wèi)勤保障和社會(huì)需求。實(shí)踐結(jié)果:AOT教學(xué)模式調(diào)動(dòng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果,使學(xué)員更好地掌握理論知識(shí)。結(jié)論:AOT教學(xué)模式符合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)要求,可以有效提高教學(xué)質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]AOT教學(xué)模式;模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;過(guò)程評(píng)價(jià)
[中圖分類號(hào)]G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]2095-3437(2024)05-0074-04
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程是陸軍軍醫(yī)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱我校)面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,旨在培養(yǎng)學(xué)員利用模擬電子技術(shù)電路解決實(shí)際醫(yī)學(xué)問(wèn)題的能力,以支撐人才培養(yǎng)方案中關(guān)于“從事醫(yī)療儀器設(shè)備研發(fā)的專門人才”的培養(yǎng)目標(biāo)[1-3]。
生物信號(hào)檢測(cè)是我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)的重要內(nèi)容。模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)作為綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)生于我校與重慶大學(xué)聯(lián)合辦學(xué)期間。根據(jù)我校實(shí)際,課程內(nèi)容已從放大電路的仿真設(shè)計(jì)拓展到生物信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)、制作。自2017年起,課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合AOT(Action?Oriented Teaching,行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法)模式開(kāi)展了課程教學(xué)改革與實(shí)踐,旨在提高學(xué)員運(yùn)用電子技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際醫(yī)學(xué)問(wèn)題的能力。隨著該教學(xué)模式的實(shí)施,課程團(tuán)隊(duì)對(duì)過(guò)程評(píng)價(jià)進(jìn)行了優(yōu)化,學(xué)員的積極性和綜合素質(zhì)得到了提高,崗位勝任能力也得到了提升。
一、課程現(xiàn)狀
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)需要運(yùn)用電子技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)方法來(lái)解決相關(guān)醫(yī)學(xué)問(wèn)題。以往的課程內(nèi)容與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)需求脫節(jié),針對(duì)性不夠、特色不夠鮮明、挑戰(zhàn)度不夠,且缺乏設(shè)計(jì)電路和評(píng)估電路的平臺(tái),以前僅進(jìn)行了電路的仿真,導(dǎo)致部分學(xué)員入職初期對(duì)常用醫(yī)療設(shè)備缺乏認(rèn)識(shí)和了解,教學(xué)培訓(xùn)沒(méi)有滿足入職崗位需要,這與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程教學(xué)直接相關(guān)[4]。因此課程教學(xué)改革首先要解決電子技術(shù)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用的融合問(wèn)題。其次,由于應(yīng)用電子學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題對(duì)知識(shí)、能力、素質(zhì)要求較高,因此必須采用合適的教學(xué)方法和組織形式開(kāi)展教學(xué)。最后,能力、素質(zhì)的提升意味著評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也要有相應(yīng)的調(diào)整[5-6]。
針對(duì)現(xiàn)有情況,課程團(tuán)隊(duì)從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、過(guò)程評(píng)價(jià)三個(gè)方面著手對(duì)課程AOT教學(xué)模式進(jìn)行了改革與實(shí)踐。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)科研工作開(kāi)展教學(xué),將原來(lái)的電路仿真改成了實(shí)際生理信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)。這一設(shè)計(jì)任務(wù)的完成需要綜合運(yùn)用模擬電子技術(shù)的知識(shí)和技能,同時(shí)涉及信號(hào)檢測(cè)、生理學(xué)、傳感器原理的相關(guān)知識(shí)。課程團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過(guò)程中,摒除了陳舊內(nèi)容,對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革(見(jiàn)圖1),加強(qiáng)了對(duì)以集成芯片為代表的現(xiàn)代模擬電路的構(gòu)建,拓展了課程的深度和廣度,體現(xiàn)了課程的前沿性和專業(yè)性。此外,結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)要求,對(duì)課程設(shè)計(jì)、測(cè)試報(bào)告的撰寫進(jìn)行規(guī)范,使學(xué)員養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁?xí)慣。同時(shí),結(jié)合科研,要求學(xué)員自主學(xué)習(xí)、自主探索,體現(xiàn)了創(chuàng)新性。教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化提高了學(xué)員運(yùn)用電子技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,滿足了人才培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)員的要求。
三、教學(xué)方法改革
AOT教學(xué)模式是德國(guó)職業(yè)教育自20世紀(jì) 80年代以來(lái)逐步形成的教育方法[1],突出學(xué)生的主體地位,強(qiáng)調(diào)教的設(shè)計(jì)要服從學(xué)的需要,通過(guò)師生共同確定的情景任務(wù)開(kāi)展教學(xué)。該模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境的驅(qū)使下,在探究完成任務(wù)或解決問(wèn)題的過(guò)程中,在自主和協(xié)作的環(huán)境中,以及在討論的氛圍中進(jìn)行學(xué)習(xí)[2]。其優(yōu)勢(shì)在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力。讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行自主學(xué)習(xí),這個(gè)自主學(xué)習(xí)過(guò)程包含了小組討論、問(wèn)題提煉、任務(wù)布置、實(shí)踐探究、匯報(bào)總結(jié)等環(huán)節(jié)[7]。
基于AOT教學(xué)模式,課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合脈搏檢測(cè)電路設(shè)計(jì)案例,對(duì)教學(xué)方法改革進(jìn)行探索。課程教學(xué)采用“總—分—總”的方式實(shí)施[8],教學(xué)進(jìn)度表如表1所示。第1次課為“總”,即研討課,要求完成脈搏檢測(cè)電路整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),明確脈搏采集電路模塊、總體電路性能參數(shù)、各分模塊電路性能參數(shù);第2~7次課為“分”,即實(shí)驗(yàn)及研討課,要求完成脈搏檢測(cè)電路各模塊電路的設(shè)計(jì)與評(píng)估,對(duì)每個(gè)模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、面包板搭建、測(cè)試及評(píng)估;第8次課為“總”,即實(shí)驗(yàn)課,要求完成脈搏檢測(cè)總體電路評(píng)估與優(yōu)化。
基于AOT教學(xué)模式的脈搏檢測(cè)電路設(shè)計(jì)的教學(xué)組織實(shí)施環(huán)節(jié)包括課前問(wèn)題擬建、資料搜集、交流研討、電路仿真、電路搭建、實(shí)驗(yàn)研究、測(cè)試評(píng)估及匯報(bào)答辯等。
圖2為AOT教學(xué)模式示意圖,主要包括以下七個(gè)步驟:
一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容下發(fā)。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,將教學(xué)情景任務(wù)分模塊進(jìn)行設(shè)置,下發(fā)脈搏檢測(cè)前置級(jí)接口電路的設(shè)計(jì)與評(píng)估實(shí)驗(yàn)任務(wù)書。
二是分組及問(wèn)題擬建。教師根據(jù)專業(yè)課成績(jī)、課堂表現(xiàn)及學(xué)員意見(jiàn)等進(jìn)行分組,每3~4人為一組,其中組長(zhǎng)1人,記錄1人,軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)各1人,分組在開(kāi)課前完成。教師擬建AOT研討問(wèn)題,下發(fā)給各組成員,學(xué)員以問(wèn)題為導(dǎo)向,展開(kāi)討論,明確薄弱的知識(shí)點(diǎn)并制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃。
三是資料搜集及閱讀。組員根據(jù)擬建問(wèn)題,搜集資料、查閱文獻(xiàn),掌握重點(diǎn),各組商討出解決實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題的初步方案,了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題。
四是交流研討。以擬建問(wèn)題為導(dǎo)向,以小組為單位進(jìn)行方案匯報(bào)。通過(guò)交流互動(dòng)、頭腦風(fēng)暴,激發(fā)學(xué)員提出新想法,完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,解決重難點(diǎn)問(wèn)題,明確研討重點(diǎn)。
五是確定解決方案。小組通過(guò)分析比較、電路仿真等方式得出電路設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案,經(jīng)過(guò)小組討論及教師評(píng)價(jià),確定電路設(shè)計(jì)方案。
六是方案的具體實(shí)施。學(xué)員完成元器件選型、器件測(cè)試、電路搭建、功能測(cè)試及評(píng)估等,得出理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
七是實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫及匯報(bào)。學(xué)員按照要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程的收獲和體會(huì),進(jìn)一步熟悉每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,加深對(duì)電路的理解和掌握。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成后,以小組為單位匯報(bào)整個(gè)設(shè)計(jì)及評(píng)估過(guò)程的體會(huì)及經(jīng)驗(yàn),同時(shí)要注重電路性能參數(shù)理論和實(shí)驗(yàn)值誤差分析。
四、過(guò)程評(píng)價(jià)改革
基于AOT教學(xué)模式改革,課程團(tuán)隊(duì)對(duì)成績(jī)考核方式進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整,包含了對(duì)自學(xué)情況、協(xié)作實(shí)踐情況、創(chuàng)新能力等的評(píng)價(jià),并重點(diǎn)考慮完成項(xiàng)目的難易程度、貢獻(xiàn)大小。改革后,最終成績(jī)由形成性成績(jī)和考核成績(jī)兩部分組成,各占50%。
形成性成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)及測(cè)試報(bào)告與設(shè)計(jì)電路實(shí)物成績(jī)。其中,平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的20%,考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)操作和研討課表現(xiàn);設(shè)計(jì)及測(cè)試報(bào)告與設(shè)計(jì)電路實(shí)物成績(jī)占總成績(jī)的30%,由設(shè)計(jì)測(cè)試報(bào)告和電路制作水平兩個(gè)部分的成績(jī)組成,參照方案設(shè)計(jì)論證、系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估等多項(xiàng)考核指標(biāo)進(jìn)行考評(píng)。
考核成績(jī)包括匯報(bào)答辯成績(jī)、小組交叉考核成績(jī)、學(xué)員自評(píng)考核成績(jī)。其中,匯報(bào)答辯成績(jī)占總成績(jī)的40%,答辯考核由3~5名教師根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分,取平均值,評(píng)分內(nèi)容包括了電路設(shè)計(jì)、電路制作、功能演示、性能參數(shù)達(dá)標(biāo)情況、問(wèn)題與解決方法等,如果學(xué)員在設(shè)計(jì)過(guò)程中展現(xiàn)出較高的獨(dú)創(chuàng)性和新穎性,可適當(dāng)予以加分鼓勵(lì);小組交叉考核成績(jī)占總成績(jī)的5%,學(xué)員對(duì)其他小組成員進(jìn)行評(píng)分;學(xué)員自評(píng)考核成績(jī)占總成績(jī)的5%,小組根據(jù)成員的貢獻(xiàn)大小進(jìn)行評(píng)分。
表2為2020級(jí)學(xué)員成績(jī)單,相較于以往優(yōu)、良、中、差的評(píng)價(jià)方式,新的考核方式增加了區(qū)分度。
五、AOT教學(xué)模式效果反饋
課程團(tuán)隊(duì)對(duì)我校2016—2020級(jí)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。結(jié)果顯示(見(jiàn)圖3),88%以上的學(xué)員表示通過(guò)AOT教學(xué)模式教學(xué),自己的各項(xiàng)能力素質(zhì)得到了提高,團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到了增強(qiáng)。學(xué)員成功完成了脈搏檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)調(diào)試,并且成功檢測(cè)到脈搏信號(hào),這讓學(xué)員感到非常有成就感,他們的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)成效也明顯提高。
六、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)基于AOT教學(xué)模式在我校模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程的改革和實(shí)踐,學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣得到了培養(yǎng),主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)得到了增強(qiáng),自我探究能力、動(dòng)手和創(chuàng)新能力均得到了提升,團(tuán)隊(duì)精神得到了鍛煉。課程團(tuán)隊(duì)重塑并優(yōu)化了課程教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),增加了電子工程技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),強(qiáng)調(diào)了電子技術(shù)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用的有機(jī)融合,增加了生物信號(hào)檢測(cè)相關(guān)知識(shí)、能力的綜合培訓(xùn),體現(xiàn)了高階性和挑戰(zhàn)度。為更好地利用AOT教學(xué)模式開(kāi)展模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程教學(xué),還需要進(jìn)一步考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容[9-11]:
一是整合教學(xué)內(nèi)容。90%以上的學(xué)員表示該教學(xué)花費(fèi)較多精力,占用大量課余時(shí)間。因此,擬將現(xiàn)有電子工藝和模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,打造模擬電子技術(shù)綜合訓(xùn)練課程,共50學(xué)時(shí)。
二是完善評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)擬設(shè)的旨在提高學(xué)員知識(shí)、能力、素質(zhì)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目,建立評(píng)價(jià)指標(biāo)模型,并根據(jù)具體內(nèi)容明確考核標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范實(shí)施細(xì)節(jié)。
三是完善在線資源。完善網(wǎng)上課程,豐富教學(xué)案例,結(jié)合慕課開(kāi)展教學(xué)。同時(shí),增加對(duì)國(guó)內(nèi)外電子器件發(fā)展動(dòng)態(tài)的介紹,增強(qiáng)學(xué)員自信和自立精神。增加在線反饋環(huán)節(jié),提高課堂討論的有效性,并跟蹤監(jiān)督學(xué)員學(xué)習(xí)進(jìn)展,為教學(xué)的開(kāi)展創(chuàng)造更好的條件。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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[責(zé)任編輯:蘇祎穎]