医用传感技术“三三三”教学模式改革实践与反思

李文 林伟龙 覃茂昌 李颀

[摘 要]为了适应医学教育的发展趋势，转变观念，强调以学生为中心的教学理念，2017年，医用传感技术开始实施“三三三”教学模式，即教师讲授、新教学法应用、指导下课外学习各占理论学时数的三分之一。目前该教学模式已经实践了3个学期，反馈数据显示，新教学法广受学生喜爱，学生课下自学时间增加，创新能力明显提高，对知识的理解更加深刻，但仍存在部分学生讨论不积极、面对问题缺乏自我解决能力等问题。针对这些问题，可以从建设并丰富校内在线课程，加大学科之间的整合，回归初心，造就有意义的学习几方面做出改进。

[关键词]“三三三”;教学改革;实践;医用传感技术

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）08-0081-03

一、教学模式的发展

（一）传统教学模式的特点

传统教学模式认为，正确地安排讲授是学生顺利掌握知识、技能和技巧的主要条件[1]。在教学关系上，教主导着学，教师是权威。传统教学模式突出知识的完整性与体系性，重视知识的传承性，这与工业化大生产的模式相一致，重在规模化培养人才，重在培养学生的基础知识与技能。但是，传统教学模式忽略了因材施教，忽视了学生的个体化差异与个性化发展;与此同时，传统的尊师重道，又在一定程度上扼杀了学生的创新性思维和批判性精神[2]。

（二）现代教学模式的特点

生产力的进步必然伴随着科学技术的发展。随着信息化时代的到来，教育信息化的趋势越来越明显，主要表现在新技术与教育手段的融合以及教育教学观念、教学方法等的变革上。传统教学模式向现代教学模式转变是时代的必然选择。现代教学模式倡导学生自主学习、教师辅助的形式，推崇信息化教学模式，转变课堂身份，变“要我学”为“我要学”。但这样的模式对学生的要求比较高，需要学生有一定的自主学习能力、自我控制能力，开展起来难度也比较大，这对教师的把控能力和信息技术的掌握能力也有一定的要求。

（三）以学生为中心的教学模式

以学生为中心最根本的是要实现从以 “教”为中心向以“学”为中心的转变，即从“教师将知识传授给学生”向“让学生自己去发现和创造知识”转变，从“传授模式”向“学习模式”转变[3]。学校要从“课堂、教师、教材”“老三中心”，向“学生、学习、学习过程”“新三中心”转变，真正关注学生的学习。以学生为中心的教学模式，要在学习过程中充分发挥学生的主动性， 要能体现出学生的首创精神;要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识;要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识，获取解决实际问题的方案[4]。

二、医用传感技术“三三三”教学模式改革

为了适应医学教育发展趋势，转变观念，强调以学生为中心的教学理念，加强学生自主学习能力培养，2017年，广西医科大学开始探索课堂教学改革，尝试实施“三三三”制，即教师讲授、新教学法应用、指导下课外学习各占理论学时数的三分之一，并同步建设课程的网络资源，以丰富学生自学资源。

医用传感技术是生物医学工程专业的专业课，主要介绍各种传感器的工作原理和应用，每周6学时，共84个学时。但从2014年开始，课程学时减少到60，这势必影响到传统教学任务的完成和学生对相关知识的理解、接受。这也是国内高校所面临的普遍问题。

如何在提高教学质量的前提下直面课时削减带来的难题成为广大师生不得不面对的挑战，而新教学法和网络学习的兴起给我们带来了完成挑战的机遇。

（一）教学改革实施思路

按照课本知识体系，设计教学方案。第一章概论，介绍传感器的起源發展及其在临床上的应用，为让学生对传感器有更鲜活的认识，我们邀请附属医院设备科工程师做讲座。第二章传感器的基本特性，由任课教师讲解;随后的电容传感、压电传感器等内容，学生自学、新教学法、教师讲解各占三分之一学时。

学生自学以规划教材、在线课程视频为主。在线课程我们选择了中国大学慕课平台提供的武汉大学的传感器技术。该在线课程包括课程视频、课后练习、章节测验和在线答疑等内容。

PBL教学法、翻转课堂教学法等新兴教学法已经被众多高校证实其教学效果，这里，我们根据不同的章节内容采用不同的新教学法，比如压电传感器、热电传感器采用案例教学法，电阻传感器、光电传感器采用项目教学法，电容传感器采用翻转课堂等。

学生自学难免存在疑问，所以，教师的讲解还是非常有必要的。教师的讲解不应该是在线视频内容的重复，而是重点讲解知识点之间的逻辑关系、学生自学未解决的疑问、临床应用以及更深入的内容。

关于学习成绩的判定，我们从“关注学生学习过程管理”的角度出发，期末成绩包括在线学习成绩、平时的形成性评价成绩和期末考试成绩。形成性评价机制的引入，让学生关注和重视学习过程，提高了学生学习的主动参与度和讨论的积极性。

（二）教学改革实践效果

作为首批“三三三”教改课程，医用传感技术已经开展了3个学期的教学，授课对象分别是2014级和2015级级生物医学工程专业学生，共84人。

1.学生自主学习情况

（1）预习自测题完成情况。为了了解学生的自学效果，每一个章节建设有在线预习自测试题。测试题完成率100%，正确率超过80%的题目占50.4%，正确率低于60%的题目只占8.1%。由于部分习题是综合应用题目，所以，习题的正确作答率还是不错的。另外，从目前的实践情况看，学生对习题数量的需求度比较大，他们非常希望通过习题来检测学习效果，及时发现自身的不足并改进。

（2）在线课程视频观看情况。学生的视频完成率不是很高，虽然97.6%的学生都观看了视频，但是全部看完的非常少。部分学生认为武汉大学的传感器技术和医用传感器的内容虽然大致一致，但是，章节顺序略有不同，而且授课教师陌生，这导致他们不喜欢看;53.7%的学生认为，课本和参考书最能帮助他们自学，视频可看可不看;还有部分学生认为视频不是自己的教师讲解，他们对此没有兴趣。此外，观看视频需要极大的自觉性，而学生普遍反映他们缺乏在线学习所必需的自觉性，只有少数学生表示，遇到有争议的问题，他们会有选择地观看部分视频，以便顺利完成汇报。另外，对学生来说，观看视频需要流量，这也是他们要考虑的一个问题。

（3）学生课下花时间自学情况。整体来说，“三三三”教学法的实施，尤其是新教学法的应用，增加了学生的学习压力。传统课堂学生只需要听教师讲课、跟着教师练习、由教师总结复习就可以掌握所需知识，现在他们需要自己课下阅读课本、观看视频，需要自己练习查缺补漏，自己总结归纳，而且，对同一问题的不同理解带来了很多的讨论，需要查找更多的资料来证实自己的观点，这样他们花费的课下自学时间必然增多。90.2%的学生需要4个小时以上的时间来完成一个章节的学习，29.3%的学生需要7个小时以上，自学时间增加这一点学生也意识到了，56.1%的学生认为他们的学习任务比传统课堂加重很多。

（4）讨论对学习的帮助情况。87.8%的学生认为，经过自学后，课堂讨论他们更加有信心也更加积极了，而且超过一半的学生认为讨论给他们的学习带来了非常大的帮助，考试也验证了这一点：讨论过的知识点他们记忆更深刻。由此可见，学习任务的加重伴随的是理解的深刻、收获的增加、学习积极性的提高、自信心的提升。课下自学和讨论是他们愿意花费时间去做的一项活动，这并不是一项负担。另外，超过78%的学生认为，小组学习有助于同学之间关系的融洽，个人沟通交流能力的提高，以及思考问题、解决问题、团队协作能力的提高。

2.学生对新教学法的反馈

（1）新教学法得到学生的喜爱。新教学法有别于传统课堂，68.3%的学生反映，新教学法极大提高了他们的学习兴趣，尤其是案例法教学，这让他们把高大上的理论和实际应用联系起来了。带着与实际生活相关的问题去学习，提高了学习的趣味性，形象化了枯燥的理论，自主学习也更加有动力。相比之下，项目教学法给学生带来的是挑战大过兴趣。从方案设计到模拟仿真再到硬件实现，每一步都有很多的功课要做。

新教学法采用小组学习的方式，在实施过程中，学生必然会遇到一些问题，他们解决问题的方式也不尽相同。大部分学生在遇到问题时会求助身边的同学，通过讨论得到答案，36.6%的学生喜欢通过百度来搜索答案，只有少部分学生会自己思考解决。与此同时，32%的学生反映，他们遇到问题的第一反应是求助教师，遇到悬而未决的问题也想求助教师，不想思考而直接得到答案。传统课堂我们鼓励学生提问，爱问问题是教师喜欢看到的一种学习现象。现在，我们依然鼓励提问，只是以学生为中心的教学方法，更倾向于引导学生从更宽广的角度、以更发散的思维去思考，靠自己思考和小组讨论找到问题的答案。

（2）讨论积极性和参与度不够高。46%的学生反映，小组学习过程中有部分学生不够积极主动，导致讨论局限在某几位同学之间，不够深入全面。而且，学生自己也意识到，他们对讨论的积极性不够高，不好意思当众发言，担心说错了被组员笑话。41%的学生认为讨论可有可无，只要看课本就足够了，可见他们已经完全适应了被动学习，对权威（课本、教师）盲目信任。如果有小组讨论的话，他们希望教师能够参与每次讨论，而且要引导讨论的主题和发言顺序，而这样的讨论从本质上来说，还是属于被动式教学。如何提高学生讨论的积极性与主动性，是一个值得深入探讨的问题。

3.卷面成绩的变化情况

为了验证试点班的教学效果， 我们将试点班的学生和非试点班（非同一级）的学生进行了考试数据的比较。

从以上的卷面成绩可以看出，试点班的学生成绩明显好于非试点班的，尤其是电路设计题，试点班的每个学生都回答了这道题目，而非试点班有近一半的学生没有作答，从而导致平均分很低。这也说明，“三三三”课堂教学改革的实施，促进了学生的思维发散，提高了他们的创新能力和设计能力。值得注意的是，上述数据来自非同一年级学生。

三、教学改革反思

大数据、人工智能、云计算等信息科学技术的迅速发展，加快了工业社会向信息化社会的转变，教学模式也应随之做出相应的改变。教学模式变革需要解放学生学习的自由，尊重学习的多样性和学情的复杂性，这样才能从传统课堂走向现代课堂[5]。长期以来，学生一直处于传统教学模式之下，习惯于被动式、“填鸭式“学习，不会主动思考、缺乏批判性精神。长期处于舒适区、导致他们无论是自主学习能力，还是自觉性都比较差，而“以学生为中心”的教学模式，恰恰需要这两点做支撑。因此，要帮助学生走上创新的道路，真正實现个性化发展，不仅要应用新的教学模式，还要帮助学生树立学习目标，从而激励学生的学习积极性、主动性，还要帮助学生寻找适合自己的学习方法、手段，更要鼓励学生积极参与、主动交流、主动提问。总之，现代课堂倡导培养学生的创新性思维，践行“以学生为中心”的教育理念，更加注重学生的个性化发展。至此，我们还需要从以下几方面做出相应的改进和努力。

1.建设并丰富校内在线课程。现有的在线课程，大多是针对理工科专业开设的，而生物医学工程专业是一个医学和工程的交叉学科，医用传感技术主要介绍传感器在医学上的应用，为学生后续研发、维护医疗器械奠定理论基础。应录制自己的在线课程，并且重点突出“在医学上的应用”这个特色。

2.加大不同学科之间的整合。医学影像原理与设备和医用传感技术中有交叉的内容，应以此为出发点，借助新教学法，实现知识的整合。新的教学内容应具有一定的不确定性、异常性，且包含有生动的经验，这样才能让学生能够有意识、有目的地利用整合的知识和技能去思考和解决复杂的问题，并举一反三，通过讨论和论证，形成关于某一类医疗器械的知识和技能储备。

3.回归初心，造就有意义的学习。不忘初心、方得始终。高校要用知识体系教、用价值体系育、用创新体系做。本科教育需要超越知识的传递，走向未来生活，融入社会责任，培养学生的交流合作能力和批判性思维、创造力[6]。落实到本课程中，要深入挖掘课程中蕴含的思想闪光点和名人轶事，灵活使用各种历史纪念日，联系日常生活中的案例，对学生进行潜移默化的思政教育，启迪学生的梦想，强化他们对知识的探索和追求。同时，还要为学生打造全面、浸入性的学习环境，致力于提高学生的学习能力，进而促进学生主动学习、有效学习。

总之，“三三三“教学模式是教学模式向“学习范式”转换的一种尝试，其效果需要更多的实践去检验，也需要学校、教师、学生一起努力，去改进它、完善它。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 凯洛夫.教育学[M].陈侠等，译.北京：人民教育出版社，1956：130.

[2] 王鉴.论翻转课堂的本质[J]. 高等教育研究， 2016，37（8）：53-59.

[3] BARR R B，TAGG J.From Teaching to Learning — A New Paradigm for Undergraduate Education[J].Change， 1995 （11/12）：13-15.

[4] 何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J]. 北京师范大学学报（社会科学版），1997（5）：74-81.

[5] 洪志忠.大学课堂变革中的学习转型[J].中国高教研究， 2019（6）：15-20.

[6] 吴立保.论本科教育从“教学范式”向“学习范式”的整体性变革：以知识范式转换为视角[J].中国高教研究， 2019（6）：65-71.

[责任编辑：陈 明]