基于“三维一体”的开放式实践教学模式在医工类专业教学改革中的应用研究

邱永建 吴贝贝

摘 要：随着物联网、互联网、云计算等新兴数据种类和技术的不断成熟和广泛运用，以教师讲授为主的传统教学模式已很难适应学生需要。本研究从开放式实践教学的理念出发，紧跟现代教育新形势，以医学院校医工类专业为研究对象，构建基于实验—项目—分类分层“三维一体”的开放式实践教学模式，探索新的更适合高等教育发展的教学方法，时刻把握学生学习动态，满足学生多元化的发展需要。

关键词：开放教育；实践教学；三维一体；教、学、做、创；智慧教室

开放是21世纪“互联网+”和大数据时代最重要的关键詞之一，也是现代高等教育改革发展过程中一种新的协同育人方式。近年，高校学生动手实践与知识应用能力呈下降趋势。经调查分析，我国在教育资源开放的内容、途径及实践案例等方面的研究较少，应用研究更是严重缺乏。因此，课题组以医工类专业为研究对象，从实际情况出发，开展开放式实践教学改革，在推进医工类专业实践教学改革、更新教学理念、实行个性化教学、重构教学评价方式以及改善教育资源合理分配等方面，发挥了重要作用。

一、开放式教学在高校实践教学中的应用现状

对于普通高校而言，要想提高学生在就业市场的竞争力，就必须对相对滞后的教学模式和教学方法不断改进，这样才能满足高速发展的社会对高素质人才的需求。目前，国内外高校的教学改革一般都以提高人才培养质量为导向，以提高学生综合素质能力和专业技能为目标，比较常见的教学模式有项目教学、一体化教学等。通过查阅资料，课题组发现开放式教学在许多学科的教学中已有应用，如计算机、数学、物理、化学等学科，但这些学科的应用一般都集中在中小学和高职院校，且大多侧重于开放式的理论教学，在开放式实践教学方面的应用少之又少。基于以上分析，课题组发现开展开放式实践教学在现代高等教育改革过程中面临的困难主要表现在以下三个方面。

（一）实践教学和理论教学定位模糊

当前，多数高校的专业教学和培养方案都是以理论教学为主，实践教学只是作为理论教学的辅助，而不是专门开设的重要课程。理论知识脱离实际，造成学生学习时通常以某一知识点或者多个知识点作为基点，缺乏实践应用，很难对这些知识点进行整合，不利于综合素质的培养。因此，以理论教学为主的培养理念越来越不适应应用型人才培养的需要，很难真正达到实践教学的目的。

（二）实践教学内容和实践模式单一

当前，我国大多数高校的实践教学模式以课堂案例教学和专业实习为主，对学生的思维发展重视不够。课堂上使用的案例没有及时更新，有些案例甚至是教师依据讲述的知识点虚构的，其目的只是灌输相关知识点而非引导学生提升实践技能。还有些高校虽然建有模拟实践教学平台，却只重视形式，强调程序流程而未真正理解实践教学的目的和重点，且忽略实际问题，与理想中的实践教学差距较大。

（三）实践教学质量评价体系不健全

部分高校教师不太重视基于实践教学开设的课程，从而影响了实践教学成效。同时，实践教学由于灵活性强，按理论教学质量评价体系监管起来有一定的困难。比如，由于未建立校内实践场所或学生实习地点太分散等，教师很难全程辅导不同实习点的学生，且在监管不到位时，学生容易敷衍了事。在这种情况下，学校很难用常规的质量评价体系将教师绩效与学生实习情况挂钩。

二、开放式实践教学模式实施方案

课题组依据强化基础与拓宽专业相结合的原则，以医工类专业为研究对象，构建了基于实验—项目—分类分层“三维一体”的开放式实践教学模式。具体实施方案包含以下四个方面。

（一）优化课程设置，搭建医工类专业课程实践教学平台

医工类专业的许多课程都涉及实践操作，课题组以教授理论基础知识为目标，按照授课计划优化课程设置，为医工类专业课程搭建实践教学平台，通过若干知识点任务的设置，使学生能够完成对基础专业知识的学习和积累。该实践教学平台能够强化学生实践能力的培养，使学生真正成为课堂的主角。教师可针对每个知识点设置游戏、团队任务或实践场点作业等，指导学生完成课堂上的相关任务，并进行归纳总结。

该实践教学平台以开放教育资源为基础，结合信息化技术，优化课程设置，紧密结合学科知识的实际应用情况，进行实践教学内容的设计，实现跨学科课程融合。具体而言，按照通识课程—基础课程—核心课程—拓展课程—实践教学与竞赛指导课程—顶岗实习课程进行阶段式课程实践教学模块设计，在通识课程以及基础能力课程的基础上，将医工类专业学生按培养方向分为医学影像工程应用、医用电子分析与维护及医学仪器应用与开发三个方向（具体设计如图1所示）。

一是搭建通识课程群平台。内容涉及医工学生必学的思想道德与法治、形势与政策、高等数学、大学英语、大学生职业发展和就业指导等全校性通识教育课程。

二是搭建基础能力课程群平台。包含医工类专业学生必须掌握的知识和技能，且能够为专业核心课程的学习奠定扎实基础的电路基础、模拟电子基础和电工电子基础课程。

三是搭建核心能力课程群平台。根据医工类专业培养目标及就业岗位要求，打破理论教学与实践教学界限，以典型工作任务为中心，开设体现专业理论和职业技能相结合的“理实一体化”核心课程，注重数字信号处理、医学影像设备和单片机核心课程平台建设，促进教学、学习、实践、创造（即教、学、做、创）四方面的融合。

四是搭建拓展能力课程群平台。开设医工类专业交叉互选的课程，如数字化医疗仪器研制实训、医学影像仪器实训、单片机实训和医学仪器原理实训等专业拓展和实践教学课程等，扩大就业口径，从而培养社会需要的复合型人才。

五是搭建实践教学与竞赛指导课程群平台。按照医学影像工程应用、医用电子分析与维护及医学仪器应用与开发三个培养方向，将教学与科研有机结合，分组选修课程，增加设计竞赛与创新实践课程，让学生在夯实专业知识和职业技能的基础上提高职业素养，提升知识迁移和跨岗位就业能力。

六是搭建顶岗实习课程群平台。通过校企“双主体”育人模式，结合不同企业的需求，共同编制适合学校和企业发展的教材、讲义等，并形成完整的实习课程群。

（二）合理配置教学资源，建设实验型实践智慧教室

针对目前医工类专业学生普遍不愿意动手实验而造成动手能力不足的问题，课题组基于医工类专业课程实践教学平台，合理配置教学资源，建设医工实验型实践智慧教室，按三个培养方向将医学影像工程应用、医用电子分析与维护及医学仪器应用与开发实验教室分别与授课教室合为一体，解决理论与实践教学相脱节的问题，同时避免理论知识与实验课程内容的重复讲解，减少教学资源的浪费。学生针对不同方向进行实验型实践体验，能为将来参与不同類型、不同层次的比赛，开展创新创业活动奠定坚实的基础。课题组立足生物医学工程专业学习领域，从“教、学、做、创”四个方面保证“三维一体”实验型实践教学模式的实施。

一是“教”的过程。采取学校教师和企业导师联合授课的方式，学校教师注重知识体系“教”，企业导师注重实践技能“教”，将理论与实践进行紧密结合，以校企互聘共用等模式，设定教师入职标准，落实考核激励机制，构建学校教师与企业导师相结合的专业教学团队。

二是“学”的过程。注重理论知识的创新型学习，倡导线上线下“双线”学习，兼顾理论教学与单项实践，引导学生真实体验实践环境与岗位，将知识应用于实际，使学生从“要我学”转变为“我要学”，学思结合，从而达到高效学习的目的。

三是“做”的过程。从企业实际项目“做”入手，实现分岗实训和综合实训、校内模拟实训和校外社会实践、校内创新创业孵化园和校外综合实践基地与企业实际岗位实践基地“零距离”，让学生在真实的环境岗位上“做”，使认知与实践相得益彰。

四是“创”的过程。在开放式教学中，人才培养模式中的“创”必须紧密结合实践教学体系并参与建设和落实。针对大三生物医学工程专业学生设立课外“创新学分”，学生可通过自主选择课内外创新创业项目，参加双创技能竞赛等方式，或者通过参加“双导师”研究项目等方式，达到自主创新的目的。

实验型实践智慧教室融合了“教、学、做、创”四个过程，综合运用多媒体设备、活动教具、计算机网络、仿真软件等，使以前在课堂上很难讲明白的、枯燥的理论知识变得一目了然，有效达成教学目的。

（三）整合课程知识点，打造项目化实践教学模式

对医工类专业学生来说，由于培养方向的不同，课程的知识点呈现出“碎片化”特征。课题组基于医工类专业三个培养方向实施项目化实践教学，整合知识点，让学生把知识真正运用到实践中，实现高效率、高质量的学习。

课题组根据医学类工程专业课程的特点、市场调研结果及三个培养方向的人才培养目标，遵循“三维一体”的实践教学模式，在项目化实践教学模式中增设了“项目课程体系+工学项目模块设计”教学流程。具体流程主要包括以下三个阶段。

第一，课前准备阶段。教师为主导，按照医工类专业三个培养方向的授课内容、目标、授课大纲等对学生进行项目分组和任务分工。

第二，课中教学阶段。学生为主导，按照教师提出的问题进行角色分配、搜集资料、分组讨论，然后按照分组讨论的方案进行模拟操作，确定方案。

第三，课后总结评价阶段。学生对项目方案的结果进行验证和分组演示，教师和学生共同对项目组成员进行综合评价，最终形成多元评价考核。

（四）基于开放教育数据，构建分类分层化实践教学模式

医工类专业在不同阶段对学生的理论知识和实践能力要求各不相同，统一的教学标准很难满足不同水平学生的需求。基于此，课题组针对三个培养方向分别设计了分类分层式实践教学模式，鼓励学生按照自身优势差异组建合作小组，全面展示了医工特色、相辅相成的实践技能培养体系，促进学生综合素质的提升。

课题组根据医工类专业职业岗位和岗位群的要求，本着“切合实际、切实可行”的原则，按认知与体验、岗位实训、综合模拟实训、顶岗实习四个层次，构建了线上与线下教学相结合、分组教学与任务型教学相结合、分岗实训与综合实训相结合、校内模拟与校外实地实践相结合的实践教学体系，体现医工类专业多方向、分岗位、重操作的实践教学特色。同时，企业教师在校期间从事医工实践技能课程教学与辅导、学生岗位训练及综合训练、实践训练及技能鉴定等，把专业模拟与专业实战有机结合起来，加强对学生职业通用能力、职业技术能力和综合技术应用创新能力的培养，形成医工融合专业核心能力和个人发展能力同步发展的态势。

三、结语

课题组以高校实践教学现状为切入点，紧密契合当前开放教育资源优势，构建了基于“三维一体”的医工类专业开放式实践教学模式。在开放式实践教学中，学生可以通过多渠道、多途径参加创新性练习。教学评价方面，不再以传统的分数制考评教学成效，而是从学生的整体素质出发，注重知识和技能、才智和品德、理论和实践的综合评价，优化了教学体系，提高了教学成效，实现了人才培养的全程跟踪。

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责编：初 心

基金项目：2021年河南省医学教育研究项目“基于‘三维一体的开放式实践教学模式在医工类专业教学改革中的应用研究”（编号：Wjlx2021064）；河南省教育科学规划课题“开放教育数据环境下构建医工类专业课程群‘一体四结合教学模式研究”（编号：2021YB0423）；河南省高校人文社会科学研究一般项目“开放教育数据环境下高校育人链与产业链融合体系模式构建研究”（编号：2022-ZZJH-230）；新乡医学院三全学院骨干教师培养计划项目（编号：SQ2021GGJS08）

作者简介：邱永建（1981— ），男，新乡医学院三全学院副教授，研究方向为教育教学与管理；吴贝贝（1988— ），女，新乡医学院三全学院讲师，研究方向为教育教学与人工智能。