基于慕课理念的医学电子学教学改革研究

闫 鹏，秦 丹，李光仲，邢 娟，安郁宽

（滨州医学院，山东 烟台 264003）

1 医学电子学教学现状

医学电子学是医学影像专业的一门专业基础课，它是电子学和现代医学逐渐融合而形成的交叉学科，教学内容涵盖了电路基础、模拟电路及数字电路[1-2]。该课程为学生后期学习相关专业课程以及正确使用、维护医学仪器奠定必要的知识基础。当前课程教学中存在若干问题，教师和学生都面临诸多挑战。

1.1 学情发展与课程知识体系的矛盾

首先，一年级医学生缺少直观生活经验，学习电子元件、电路等基本概念时往往存在理解程度低、学习体验感差等问题，学习积极性易受挫伤。其次，近半数学生高中阶段未接受正规的实验课程教育，实践操作能力弱。电子学各类电路自身复杂，连线多，且需要分析、调试电路，造成学习者负担过大。

1.2 教师素质与课程建设的矛盾

首先，多数教师使用PPT开展课程讲授，缺少在教学中综合应用现代教育技术的理念或能力。其次，教师职业经历与医疗仪器行业缺少联系，授课内容未能与后续专业发展有效衔接。

2 课程教学改革思路与实践

2.1 改革思路

慕课等新型在线开放课程迅速兴起，给高等教育发展带来了新的机遇和挑战。慕课建设体现了知识碎片化、教师精英化、对象多元化、平台集成化、学习自主化、评价多样化等特征[3-5]。慕课让学习者摆脱时空限制，自由地选择时间、地点学习；资源共享理念使学习者可以自由选择优质课程，与一流教师、专家连线，与学习伙伴平等交流。但慕课也存在着明显不足，如其自由化的学习方式对学习者的学习自主性、自我约束力提出了较高要求。在教师监督和学校管理缺失情况下，学生如何保持持续积极的学习过程是亟待解决的核心问题。此外，对学习者的学业水平如何真实考证也是慕课面临的挑战之一[6]。与慕课相比，传统教学在教学监督、管理及学业评价等方面具有显著优势。因此，慕课与传统学校教育深度融合，构建适合我国国情的慕课课程体系迫在眉睫[7]。

2.2 改革实践措施

研究团队从慕课视角出发，进行了课程教学改革探索，以课堂教学为主，慕课式视频学习为辅；以微视频为教学基本单元，知识点精讲与学生自学并举；以实验项目驱动课内、课外相互衔接。改革措施具体有如下5个方面。

2.2.1 教学目标层级化 教学目标（从学的角度也称为学习目标）是预期的学习结果。教学目标分为课程、单元、课时3个层次[8]。研究团队全面修订了课程教学大纲，将授课内容分解为课时目标的若干知识点，在课时、单元和课程层次均强化了过程方法、情感态度目标的具象化[9-10]。课时目标、单元目标依据知识点难度设定为3个层次，学生在满足初级教学目标前提下，可自主选择中级、高级学习目标。以放大器基本原理这一章为例，初级学习目标是能够阐释二极管、三极管的元件特性、共发射极放大器工作原理；能够计算电路的基本性能指标。中级目标为能够阐述三极管输入、输出特性曲线的分析方法，能够运用微变等效电路法分析电路的性能指标。高级目标是能够分析静态工作点稳定电路的工作原理，并评估各类元件及其参数对电路性能的影响；能够分析三种基本放大器的工作原理的异同和其应用实例。

2.2.2 教学内容视频化 研究团队将基础概念、基本原理、基础操作等作为视频录制的核心要素，视频分为两类：专题视频与整合视频。专题视频是指就某一知识点详细讲解；整合视频强调理论教学与实验教学的紧密结合，理论分析、电路操作、调试整合在一起，设计思路见图1。教师在校内网络教学平台（THEOL）及班级QQ群中共享视频资源。除自制视频外，教师还将部分优质网络资源（如中国大学MOOC、学堂在线、电路飞翔）推荐给学生，供学生课下自主学习。

图1 教学内容视频化设计思路

（1）理论教学以课堂讲授为主，重点讲授基础概念、基本原理，专题视频供学生自主学习。以放大器的基本原理这一章为例，课堂教学重点讲授共发射极放大器的构成、工作原理、功能指标，以专题形式采用录屏软件录制多个单一知识点视频；共基极和共集电极两种放大器只简单介绍其功能，细节内容交由学生自学，教师给予线上指导，如提供学习资源、答疑、在线测试等。（2）医学电子学实验项目基本涵盖了理论教学的核心内容，学生可通过实验深入分析电路功能，还可通过测量电压、电流等操作提高实践能力；以数据分析为手段，培养思维方法。研究团队依托实验项目，以理论分析与实验操作融合为线索录制某一学习专题的整合视频，强化理论联系实践，丰富学习体验。2.2.3教学活动个性化（1）构建层次化差异教学，以适应学生发展水平。面对学生在成长经历、学业目标、学习能力等方面存在的差异，研究团队构建了层次化差异教学，即学生根据各层次教学目标自主选择相对应的学习任务。课堂教学主要完成中低层次教学目标。依托教学微视频，学生以自学形式落实高层次教学目标。教师借助网络教学平台、微信群等社交工具完成线上指导，引导学生探究知识建立过程。（2）构建多类型学习任务，促进学习者形成个性化的知识体系。许多医学生学习态度认真，重视细节，但却忽视了对知识体系的梳理，知识点上缺乏横向联系，影响了知识的深度理解与应用。为此，研究人员设计了多种类型的学习任务，引导学生构建个性化知识体系。常见学习任务有：学生总结授课要点；绘制课程及单元思维导图；分析例题、习题，书面阐述考察要点等。（3）依托实验室开放，培养学生助教团队。以师生协商方式，选择对电子学感兴趣，具备奉献精神，动手能力、语言表达能力强的学生构建学生助教团队。依托实验室开放，对该部分学生进行精英式培养，从电路解读、虚拟仿真、电路调试等多方面提升其实验技能。依托实验教学项目，开展项目驱动教学，围绕具体的学习任务，鼓励学生助教将理论知识与电路实践深度融合，探究问题解决方案。（4）同学互助，开展合作学习。实验授课时，由2~3名普通同学组建一个实验小组，每两个小组配备1名学生助教。学生助教主要为普通同学检查电路连线是否正确，及时解答学生疑问，并汇总普通同学的学习情况向教师反馈。教师简要讲解知识框架与实验过程，营造学生间的合作学习氛围，引导相互交流。

2.2.4 学业评价全程化 良好的评价模式是促进学生发展、保证教育教学质量和课程可持续发展的关键[11-12]。慕课的教育理念对学业评价提出了新要求。研究团队将学业评价分为6个方面：学习目标、学习活动、练习与测评、自我评价与反思、学习成果、客观测试，并将相关资料整理成学习者个人的“学习档案”。前4个方面是记录个人学习进度与发展的书面资料，目的是引发学生反思学习过程、及时调整学习策略；后两个方面是学业成绩评价的主要依据。

学习目标即教学目标，学生根据个人兴趣、能力与教师共同商讨制定。学习活动是指以书面形式记录个人学习行为，包括学习活动的形式、学习进展等。练习与测评是指完成教师提供的习题测试，借助“对分易”系统可以方便实现学习效果即时反馈。自我评价与反思是学生对学习过程的思考，可在每个单元或期中、期末分若干次完成。学习成果包括知识体系总结（思维导图）、实验（预习）报告、作业等。客观测试是指学期末进行客观知识笔试。

2.2.5 学习社区制度化（1）学习资源建设。学习资源建设分为两个方面，一方面是拥有版权的自制资源，包括学习视频、教学笔记、章节测试等。学生利用个人账号可登录网络教学平台、“对分易”等系统下载观看或线上答题。另一方面是优秀网络资源推送，教师提供慕课课程或相关科技视频的网络链接，学生可选择观看。（2）学习社群与课程反馈系统建设。教师构建了课程交流群，网络教学平台设有师生交流论坛，学生间、师生间可就某一个学习主题线上交流，共享学习成果。课程反馈系统建设分为：课前学情调查、课中学习反馈和课程教学调查。课前学情调查重在分析学习者特征，获得学习背景、学习能力等信息；课中学习反馈重在分析学习进度、学习困境等问题；课程教学调查旨在分析教学活动的实施效果、教学目标完成率、学习者在知识、技能、情感领域的进展。

3 改革实施结果

研究团队在2016级医学影像专业中进行了相关的教学改革探索，影像1、2班为对照组，影像3班为实验组。实验结束后的调查显示，影像1、2班课程平均分为74.5分，影像3班平均分为81.6分，可见实验组成绩更为优秀。成绩差异说明本次教学改革促进了学生认知发展，提升了教学质量。课题组发放问卷171份，回收问卷169份，剔除无效问卷4份。该问卷围绕教学目标、教学内容、教学活动、学业评价、学习社区5个主题设计了25个问题。具体情况为：（1）关于学习目标：实验组中约17%的学生满足于初级目标，约26%的学生选择高级学习目标。学习目标的层级化促使部分学生追求卓越，改善了学习行为。（2）关于教学内容：实验组65%的学生和对照组82%的学生觉得教学内容覆盖面广，知识理解难度大。造成这种现象的原因有课程学习负担偏重、缺少实践机会、课程价值认同度低、缺乏兴趣等。（3）关于教学活动：实验组、对照组对教学活动的满意率均超过了84%。以往多数学生习惯于教师主导教学进程，普遍缺乏对教学活动的思考。实验组少数学生在教师引导下能够提供教学活动的反馈意见。实验组中86%的学生认为学生助教对提升学习效率、提高学习质量有促进作用。约63%的实验组学生能够利用互联网、图书馆主动检索课程相关信息，教材不再是唯一的信息来源，视野得到了拓展。（4）关于学业评价体系：90%的实验组学生对学业评价体系改革持欢迎态度，主要原因是改革降低了课程笔试的学习压力，并且促使其在学习过程中保持较高的学习动力。（5）关于学习社区：实验组、对照组学生对课程资源的满意率均超过了90%；学习社群中学生发言频次低，超过60%的学生不愿意在群中发言，更倾向于学生间的个人交流；同一宿舍内的交流效果最好。

4 结语

此次改革是借助慕课的理念、优势，提升当前电子学课程教学质量的一次有益尝试，实验结果表明：5个方面的改变满足了学生的学习需求，有助于学生巩固所学知识。学业评价体系的改变使学生将更多的时间、精力投入学习过程中，改善了学习行为。在未来的教学中，仍然有许多地方需要完善。例如，如何提升课程反馈质量，使学生更清晰的思考，明确努力方向；如何提高教师教学活动设计能力；如何提高学生在教学活动中的参与度等。研究团队在未来的工作中将进一步提升教师的教学设计能力和交流技巧，提高信息技术应用技能。