基于微课的翻转课堂实践在MBBS留学生医学统计学理论教学中的初步探讨*

关 颖 杜 华 邓居敏 欧春泉△

伴随教育国际化的步伐,来我国深造的留学生数量呈不断增长的趋势。据统计,医学专业的留学生已占来华留学生的第二位,留学生的医学教育已经成为我国高等教育的重要组成部分[1]。南方医科大学从2005年首次招收临床医学专业学士(bachelor of medicine & bachelor of surgery，MBBS)留学生以来,本着严进严出的原则,从2005年的92人增加到2016年的135人,MBBS学生人数增加1.5倍。如何提高留学生的教学质量以及探索适合临床专业留学生的教学方法及模式已成为我校留学生教学的一个新挑战。本文以我校MBBS留学生的医学统计学教学为例,以微课结合翻转课堂为教学手段来探索留学生课堂教学的实践模式。

微课和翻转课堂的基本理念

2008年美国的高级教学设计师David Penrose提出了微课的概念,它是以教学微视频为核心载体,针对某个知识点或教学环节而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程[2]。微课作为一种在线学习资源,其应用往往与翻转课堂相结合。翻转课堂(flipped classroom)通过重新调整课堂内外的教学模式进而改变了传统教学中以“教师教”为主的模式。翻转课堂可以分为三个部分:课前学生自主在线学习、课堂上教师面授引导学生内化知识、课后练习对知识进行巩固[3]。该模式不仅夯实了学生的学习内容,而且激发学生学习的主动性和积极性。

MBBS 留学生医学统计学的教学内容及教学现状

我校MBBS留学生医学统计学共64个学时,其中40个学时的理论(共10次理论课)和24个学时的SPSS统计软件实操课程(共5次实践课和一次考试)。教学内容上设置了医学统计学概论、统计描述、概率分布、正态分布及应用,参数估计及假设检验、t检验、方差分析、卡方检验、直线相关与回归以及秩和检验。

医学统计学是MBBS留学生必修课程之一,然而,目前MBBS留学生在学习医学统计学课程中存在一些问题。首先,医学统计学是以高等数学、概率论与数理统计的理论为基础的应用统计学课程,该学科中的抽象概念让学生望而生畏。目前我校MBBS学生主要来自印度、泰国等国家,英语水平参差不齐,大部分留学生数学基础相对较差,而医学统计学的学科特殊性使学生普遍感到学习困难。其次,MBBS留学生课前不预习或预习效果差导致课堂上老师需要花费较多时间来回顾相关基础知识,在例题讲解时需要反复演示,降低了课堂效率。再次,没有合适的教材是留学生学习的又一个障碍。对我校2011级MBBS留学生的调查表明仅有16.7%的留学生对现有的英文教材满意[4]。现有英文教材或者是生物统计学的教科书,或是关于某个统计学方法的书籍,都存在偏重于方法学介绍或知识不够全面的问题,很难找到一本适合我校MBBS留学生使用的英文教科书,结果导致学生在学习中无的放矢。最后,留学生的课堂教学组织存在很大难度,学生上课迟到现象比较严重,而且上课期间喜欢聊天和玩手机,甚至还有随意进出教室的现象,这些行为很大程度的影响教学质量。

医学统计学理论课课堂教学的改革实践

针对以上教学中存在的问题,我们结合了微课和翻转课堂的理念,尝试了基于微课视频的翻转课堂教学实践,提出了“一仿、二答、三辩、四评”的课堂教学策略。该教学实践在2013级MBBS(135人)和2014级MBBS留学生(99人)中开展。

1.重视课前预习的有效性

根据既定教学目标,以英本版的流行病学(epidemiology),生物统计学(fundamentals of biostatistics)以及中文版医学统计学教材为依据,我系编写了专用于留学生的医学统计学教材。本教材共分10个章节,每个章节包括统计实例、知识扩展和课后练习题。该教材作为学生课前预习、课堂参考资料以及课后复习资料。目前我们自主设计、拍摄、制作的21节医学统计学微课(时间控制在8分钟内),每个章节根据知识点提供一到两个微视频,该微视频通过南方医科大学的moodle平台向学生发布。该微视频分为前导和主体两个部分。在前导部分,我们选用了现实生活中的具体问题,以卡通人物为载体,以动漫的方式引入该课的教学内容。例如在均数讲解章节,我们以妈妈了解女儿考试成绩为引例,引出了均数、中位数以及众数的概念。微课的主体部分则将统计公式和具体实例融入于动画之中,在讲解知识的同时,增加了课程的趣味性。上课前,教师在学习平台上发布“学习任务单”,该任务单包括教材上相关内容、教学课件和微课视频。看完微课后,系统会自动跳出3～5个问题(选择题),这些问题主要是复习必要的基本统计学知识,学生需要对问题进行解答,系统也会对学生的作答给予即时反馈。我们规定学生的课前学习行为占课程总成绩的15%。跟踪关注这两届学生的10次理论课程的课前学习数据,我们发现在234位学生中,有93%的学生会观看全部视频并回答相应的问题,仅有不足1%的学生完全不会看课前微视频和对问题进行作答。虽然我们不能排除学生为了获得15分期末成绩而应付了事的情况,但是该举措在一定程度上还是对学生的预习起到了监督管理的作用。

2.课堂上的翻转教学

以一次“40分钟”的课堂为例,首先,老师先发布一个数据(例题),学生模仿微视频中的操作,尝试自已对例题进行解答,该阶段称为“一仿”。在此过程中,允许学生互相讨论,上网查资料,教师会巡视与纠错,时间控制在20分钟。然后,老师会让学生在课堂上扫描问题二维码,学生根据自己运算的结果回答相关问题,该阶段不允许学生讨论,需要学生独立作答,时间为5 分钟,本阶段称为“二答”。学生将答案提交后,学习平台会给出即时反馈,学生即刻就知道自己哪个问题出现错误。教师再次开放讨论,学生和学生之间或者师生间可以通过讨论或问答的形式来解决问题,时间为10 分钟,本阶段称为“三辩”。为了保证学生们的参与度,课前老师按照上学期期末考试的平均成绩进行随机分层,建立9～10人的学习小组,确保每个学习小组的平均成绩无统计学差异。每个小组成员固定座位,以投票的方式选出一名主席或领导,他将带领小组其他同学进行问题的讨论。通过“一仿”和“二答”,小组成员们带着问题一起讨论,提高了学习的效率。同时,在这个环节,老师给予5分的课堂表现分,按照学生参与度、讨论的有效性给予不同的分数,以便提高学生的学习热情。最后,老师根据后台学习行为的跟踪数据,对知识点和例题进行讲解,时间为10 分钟,该阶段为“四评”。跟踪关注这两届学生的10次理论课程的课堂中的形成性分析,结果显示平均78%的学生可以根据微课程视频的内容一次性成功得到正确结果。

3.课后拓展

在该环节中,我们会给学生留课后作业,该作业的难度比课堂例题稍高,允许学生以小组的形式进行讨论,但是学生必须自己独立书写作业,并将作业上传到moodle平台,由老师统一批改,进一步夯实学习效果。同时,我们开放问题讨论区供老师和同学们交流,学生可以提问,老师或同学都可以对问题进行解答,提高了学习效率。课后拓展环节的问卷调查表明:约有71%的学生喜欢微课加翻转课堂这种教学模式,表示整个课堂节奏感很强,注意力集中较好,而且突出了学习的难点和重点,值得推广。

4.学习效果的反馈

课后学习效果的反馈主要依据表1的评分细则。评分标准包括课前预习(10次,每次10分,占课程总成绩的15%)和理论课教学(10次,每次10分,占课程总成绩的85%)。带教老师按照评分细则,给学生打分并在3天内将成绩上传在moodle平台以反馈学生的学习效果。

表1 翻转课堂评分细则

理论课教学实践改革后效果

在整个学习的最后一节课,我们准备了调查问卷来评价教学效果,包括学生自评与互评以及对教师和教案的评价。该评价是基于问卷星的问题,老师只能追踪学生的IP地址但是不能查到学生的姓名,减少了统计偏倚。当学生提交问卷后,系统会自动产生一个考试号,该考试号是学生分配考场的依据,也就是说学生必须完成问卷调查才能知道自己去哪个考场考试,我们借助此方式来保证问卷的回收率和有效率。

对医学统计学内容掌握情况的学生自评结果显示(表2):约93%的MBBS留学生对计量资料的统计描述掌握良好,有84%的学生可以运用t检验和方差分析来分析计量资料总体均数是否有差异;而对相关和回归分析掌握程度一般。课堂表现的自评结果显示(表3):两届共234位MBBS留学生中有145人(约62%)对自己的课堂表现满意;学生互评的结果显示(表3):超过84%的同学积极参与教学讨论中,学生的课堂关注度较高;约3/4的学生感觉教学达到了预期的学习目的,但是学生的积极性有待提高。学生对教师及教案的评价结果(表4)显示:所有的学生都满意微视频的质量;约95%的学生能明确教师的教学目标;对教师的课堂组织和时间掌控都给予了较高评价。

表2 对医学统计学内容的掌握情况

表3 学生自评与互评的结果

表4 学生对教师及教案的评价

讨 论

1.微课和翻转课堂使用的原因和发挥的作用

微课联合翻转课堂的模式在国内外被广泛使用。国外学者Marco Renchetti探讨了教学微视频在学生学习中的作用,结果指出基于在线视频的学习有助于帮助学习者自主学习[5]。美国学者Moravec 在生物课上利用微视频结合翻转课堂的方式将学生的考试成绩提高了21%[6]。国内有学者也将微视频结合翻转课堂的教学模式应用在信息技术课[7],实验课程[8]以及英语教学[9]等,研究结果表明该模式能激发学生的学习兴趣,提高自主学习能力及实验操作的正确率。微视频联合翻转课堂模式的优点如下:

首先,微课结合翻转课堂的实用性增强。网络平台及微课程的建立不仅为学生提供了便利的学习资源,而且学生可以不受时间、地点的限制而自由学习。同时,它也为老师节省了重复演示的时间,使老师可集中精力关注学习能力稍差的学生,达到师生双赢。

其次,微课和翻转课堂的结合实现了师生的教学相长。微课和翻转课堂的建立不意味着老师的教学任务减轻了,相反,这种教学模式的存在会激发学生独立思维,可能会引发“头脑风暴”，即他们可能会提出一些课本之外的更有主见的问题,这对老师提出了更高的要求,因此,老师需要扩大自身知识的广度和深度,以便更好地开展和学生的互动,教学相长。

2.今后改革的方向

首先,本次研究基于学校原有的教学安排进行,每个年级仅有一个班级,因而未能设置空白对照,今后考虑申请分班教学,设置空白对照。而且,该教学模式仅在理论教学中进行了探索,今后在SPSS统计软件的实操课中也考虑推行。

另外,我们将开通学生作业互评功能,当学生的作业传至学习平台后,我们通过设置将作业随机分配给学生,让学生互评,学生互评的成绩也计入期末总成绩中,如占5%,这样操作可以建立学生之间的横向对比,实现学生的自我提升。

再次,目前课前预习部分的考查主要是低阶思维能力的考察,即客观题,今后我们将发展高阶思维能力考查即主观题部分,真正考查学生对知识点的掌握程度。

最后,建立适合不同需求的多元化课程体系。为了适应各医学专业学生对于统计学的实际要求,在不增加课时的前提下,我们将以选修课、课程讲座等形式介绍一些高级统计学方法，如多元线性回归、logistic回归等内容。并且,在教学中加大案例教学的力度,让学生能学以致用。

结 语

我们在MBBS留学生的医学统计学教学中应用了微课和翻转课堂的理念,将微课视频和翻转课堂结合起来完成理论课的教学,并在教学中总结出了“一仿、二答、三辩、四评”的教学策略。该教学模式体现了“以学为主”的教学方式,同时完成了由“面授教学为主”向“线上线下结合”的转变。将能力培养作为培养学生的主要目标,在实践教学过程中,全面锻炼学生的自主学习能力和操作能力,既提高了教学效果,又为培养“应用型人才”贡献新思路。