基于MOOCs/SPOC的《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計》課程翻轉(zhuǎn)課堂的改革與實踐

劉珂舟 嚴(yán)明 祝磊 薛凌云

摘要：自2012年進(jìn)入MOOC時代，MOOC成為未來影響高等教育的信息技術(shù)。隨著MOOC的不斷實踐應(yīng)用，小規(guī)模限制性在線課程（SPOC）日益呈燎原之勢。本文在MOOCs/SPOC的理念下，對《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計》課程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革，旨在將三者相結(jié)合，創(chuàng)建更適合小班化教學(xué)的高校專業(yè)課程的教學(xué)模式，將優(yōu)勢更大的發(fā)揮出來。

關(guān)鍵詞：MOOC；SPOC；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）18-0118-02

MOOCs是Massive、Open、Online、Course四個詞的縮寫，指大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程。MOOC是2011年末從美國硅谷發(fā)端起來的在線學(xué)習(xí)浪潮。斯坦福、哈佛、MIT等頂尖名校已經(jīng)主動將他們的課程制成視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺上，免費供全世界的人們學(xué)習(xí)。2012年被稱為MOOCs元年[1]，短短三四年間MOOCs課程呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。然而，普通面向大眾的MOOCs課程在高校專業(yè)課程上并不適用。以《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計》這門課程為例，高校面向的主要對象仍然是高校在校大學(xué)生，在學(xué)習(xí)之前需要有一定的工學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)背景，才能更好地學(xué)習(xí)課程。因此，在高校教學(xué)中，我們需要更為專業(yè)，受眾群相對較小的視頻課程模式，而SPOC課程可以滿足這一需求。SPOC課程又被稱為后MOOCs課程，它是small private online course的縮寫。“small”是指學(xué)生規(guī)模一般在幾十人到幾百人；“private”是指對學(xué)生設(shè)置限制性準(zhǔn)入條件，達(dá)到要求的申請者才能被納入SPOC課程。

本文在MOOCs/SPOC的理念下，對《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計》課程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革，錄制了更適合高校專業(yè)教學(xué)的知識講授視頻，借助“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，使學(xué)生在這種全新的教、學(xué)角色轉(zhuǎn)換下，提高學(xué)習(xí)興趣，鞏固知識學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)理論應(yīng)用能力，畢業(yè)以后能夠在醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計應(yīng)用上有一個質(zhì)的飛躍，更能適應(yīng)社會的需要。

一、改革的內(nèi)容

1.課外學(xué)習(xí)：教師錄制了全部授課視頻，上傳在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，供學(xué)生們課前學(xué)習(xí)。隨著課程內(nèi)容的進(jìn)展，按進(jìn)度上傳相應(yīng)的教學(xué)視頻。在課程開始前一天，關(guān)閉視頻學(xué)習(xí)，督促學(xué)生完成視頻學(xué)習(xí)。

2.課堂知識講授：盡管學(xué)生已經(jīng)通過課外的視頻學(xué)習(xí)基本掌握了所講授的知識，但很容易由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異，造成不能全面、徹底的把握知識結(jié)構(gòu)，因此教師對于關(guān)鍵知識的教授仍然必不可少。

3.課堂討論：學(xué)生在課外學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問和感想在課堂上與教師進(jìn)行互動。教師在解答問題的過程中，對其中的重點知識點再展開講解，使學(xué)生進(jìn)一步加深對知識的學(xué)習(xí)掌握。同時，通過與學(xué)生的討論，增加學(xué)生對行業(yè)發(fā)展的了解。

4.學(xué)生講演：教師將學(xué)生分為4人一組，根據(jù)上課的具體內(nèi)容，或原理、或建模、或設(shè)計、或應(yīng)用，通過課外學(xué)習(xí)和知識查找，完成一份PPT，在課堂上走上講臺進(jìn)行講解，教師則在下面進(jìn)行點評和提問。通過這項任務(wù)，學(xué)生對于所學(xué)的知識進(jìn)一步吃透，同時擴(kuò)展了班里其他學(xué)生的知識范圍，使學(xué)習(xí)的氛圍更加濃厚，效果更好。

5.課內(nèi)實驗及討論：在每次課內(nèi)實驗之前，教師對所實驗的內(nèi)容進(jìn)行課內(nèi)討論。首先，提問學(xué)生，如果是他們來設(shè)計一款同樣功能的器械，將會如何去做。其次，簡介實驗儀器的工作原理，并告知注意事項。最后，要求學(xué)生完成實驗報告，包括實驗過程、參數(shù)對照、實驗感想等。實驗之后，再次進(jìn)行課內(nèi)討論，教師與學(xué)生交流實驗過程中的感受、體會，解答學(xué)生的疑問，同時和學(xué)生一起總結(jié)實驗儀器進(jìn)一步需要完善的性能與功能。

6.程序設(shè)計：要求學(xué)生兩人一組用Labview平臺完成任一款醫(yī)療儀器的虛擬設(shè)計，并站在設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)的角度撰寫相應(yīng)的使用說明書。在布置任務(wù)之前，課堂上組織一次課內(nèi)討論，由每組學(xué)生分別闡述計劃設(shè)計的醫(yī)療儀器，給出設(shè)計框圖，說明實現(xiàn)方法，并提出問題。教師和全體學(xué)生一起評價計劃的可行性，給予指導(dǎo)和幫助，解答問題。之后，學(xué)生上機(jī)進(jìn)行實驗，使用軟件進(jìn)行虛擬醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計。

二、學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價方式及平行班對比

1.期末總評成績的組成體系?？傇u成績=30%×平時成績+30%×程序成績+30%×期末卷面成績+10%×三次課內(nèi)實驗平均成績。其中：平時成績=0.6×兩次講演的成績+0.4×視頻學(xué)習(xí)成績。評價體系考察學(xué)生的積極性、專業(yè)知識的掌握程度以及知識的靈活運用能力。

2.和平行班成績的平行對比。平行班的教師與改革班一致，學(xué)習(xí)內(nèi)容也相同，但采取傳統(tǒng)的教師課堂講授的方式。兩門課程的課內(nèi)實驗、程序設(shè)計以及期末閉卷考試均相同。由于總評成績的計算方式不同，所以我們的平行對比分別從以下三個方面進(jìn)行：（1）課內(nèi)實驗成績平行對比。從表1中可以看出，改革班的高分段的人數(shù)百分比有少量提升，但低分段較平行班相比卻增長較多。改革班的實驗報告不僅只是要求學(xué)生記錄實驗的過程與結(jié)果，還要更多地對比不同品牌、不同工作原理間的區(qū)別，因此實驗成績說明在對于實際醫(yī)療器械產(chǎn)品的優(yōu)缺點以及設(shè)計理念方面，學(xué)生掌握得還不夠好。而對于平行班來說，這一點的要求相對較低，所以成績大部分都集中在中段。（2）程序設(shè)計成績平行對比。由于改革班的學(xué)生有更多的時間學(xué)習(xí)課外的知識，在課堂上的討論也更有助于思路的擴(kuò)展，所以從表1中可以明顯看到，程序設(shè)計的成績有較大的提高。（3）期末閉卷考試卷面成績平行對比。考卷考察的是學(xué)生對于專業(yè)知識的掌握程度，盡管在課堂上教師講授知識的時間明顯減少，但從考卷成績來看，學(xué)生的成績雖然沒有明顯的提升，但是分布的高峰向高分段移動，形成正偏態(tài)分布，這表明翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、學(xué)生學(xué)習(xí)感受調(diào)查

我們以匿名問卷的方式對翻轉(zhuǎn)課堂改革班中的33名學(xué)生進(jìn)行了學(xué)習(xí)感受的調(diào)查。調(diào)查結(jié)果分析如下：盡管超過70%的學(xué)生認(rèn)為通過視頻學(xué)習(xí)可以學(xué)到課程的主要內(nèi)容，但是絕大多數(shù)學(xué)生仍然希望課堂上對于主要的知識點進(jìn)行講解。這表明：一方面學(xué)生對于自己自主學(xué)習(xí)的能力缺少自信，另一方面課堂上面對面的講授對于學(xué)生掌握知識是非常重要的，教師豐富的授課經(jīng)驗可以在課堂上根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整授課重點和技巧，而不像在視頻中那樣無反饋的單一輸出。因此，即便是翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)，教師在課堂上對于重點知識點的講解也必不可少。

1.講解內(nèi)容、回答疑問、和學(xué)生討論是學(xué)生希望在課堂進(jìn)行的主要內(nèi)容，這恰恰也是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下教師對于課堂時間的設(shè)計。但是，只有約半數(shù)的學(xué)生有疑問，希望教師在課堂上回答，因此教師應(yīng)該注意引發(fā)學(xué)生思路的擴(kuò)展。

2.課外的視頻學(xué)習(xí)很好的激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，60%以上的學(xué)生還嘗試了其他方式的課外學(xué)習(xí)，包括看相關(guān)系列的書籍、去醫(yī)院設(shè)備科進(jìn)行學(xué)習(xí)、教師上傳在網(wǎng)上的推薦資料等。

3.對于視頻資料的意見，50%的學(xué)生覺得太長了，但在這些學(xué)生中，仍然有接近60%的學(xué)生喜歡翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。在覺得視頻文件很好的學(xué)生中，也有14%的人不認(rèn)可翻轉(zhuǎn)課堂，因此說明課外學(xué)習(xí)的視頻不是決定翻轉(zhuǎn)課堂效果的關(guān)鍵因素，教師對于課堂時間的設(shè)計才是吸引學(xué)生的關(guān)鍵。

四、結(jié)語

“翻轉(zhuǎn)課堂”這種新型的教育教學(xué)形式并不是簡單的視頻教學(xué)，它完全顛覆了傳統(tǒng)意義上的課堂教學(xué)理念。有人說它是自班級授課制度創(chuàng)建以來基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的最大革命，這個說法有一定的道理[2]。將MOOC和SPOC理念與“翻轉(zhuǎn)課堂”相結(jié)合，創(chuàng)建更適合小班化教學(xué)的高校專業(yè)課程的教學(xué)模式，可以將兩者的優(yōu)勢更大的發(fā)揮出來。當(dāng)然，在具體的操作過程中還存在很多可以改善的問題，比如開發(fā)精致、生動的微視頻，設(shè)計更多能激發(fā)學(xué)生思考的優(yōu)質(zhì)課堂問題和實踐任務(wù)，落實對學(xué)習(xí)困難學(xué)生的更多指導(dǎo)和幫助。作為一種新的教學(xué)模式，有許多問題值得我們在實踐和探索中來解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]余建波.三大MOOC平臺比較及啟發(fā)[J].中國教育網(wǎng)絡(luò)，2013，（9）：21-22.

[2]陳平.“翻轉(zhuǎn)課堂”帶來的教學(xué)啟示——在新課程改革的背景下[J].教育研究與評論，2015，（3）.