“互聯網+”時代生物醫學工程專業翻轉課堂教學模式研究

秦鑫，王昌

（新鄉醫學院醫學工程學院，河南新鄉 453003）

“互聯網+”是信息時代的一種新形態，以互聯網技術為核心的信息技術（包括移動互聯網、 云計算、大數據技術等）在各個社會領域部門的融合和應用過程，使互聯網與傳統行業深度融合，實現資源的更有效配置[1]。“互聯網+”的出現加速了我國高等教育的教學模式改革，“互聯網+教育”是教育信息化發展的新階段，是高等教育教學改革的主要內容[1]。翻轉課堂正在成為一種新型且深受歡迎的教學模式，翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”，也稱顛倒課堂，源自美國的化學教師喬納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯，是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生[2]。翻轉課堂教學模式實現了教學流程的翻轉，能調動學生的自主學習能力和學習積極性，還能有效地提高學生的動手實踐能力和創新協作能力[3]。生物醫學工程是大跨度、多學科、深交叉的學科領域，要求學生既要掌握豐富的理論知識，還要具有很強實踐動手能力和創新能力，其培養目標與翻轉課堂教學理念不謀而合。該文擬對“互聯網+”時代生物醫學工程專業翻轉課堂教學模式進行研究與分析，探討和構建新型教學模式和創新方法，將信息技術與課堂教學融為一體[4]，開展教學過程，打造輕松愉快的高效課堂。

1 生物醫學工程專業教學現狀

生物醫學工程學科是生命科學和工程技術相結合，理、工、醫相交融合的學科。生物醫學工程專業人才培養目標要求學生不僅掌握豐富的專業理論知識，還要具有工程實踐能力和自主創新能力。

傳統的生物醫學工程專業教學仍然停留在灌輸大量新知識的模式，盡管學校在教學設施和實踐裝備上不斷完善，教師也在努力地備課制作電子教案、講授，但是對于學生真正學習和創新能力的培養并沒有明顯改善。主要有以下原因：（1）傳統教學以教師講解為中心，學生處于被動學習狀態，不能夠調動學習積極性；（2）傳統教學不能針對不同學生的專業基礎、學習能力和個性特點進行分層培養，做不到因材施教；（3）教學課時有限，但是生物醫學工程專業發展迅速，知識更新快，新的技術知識逐漸增多，僅僅課堂時間傳授給學生的知識是有限的；（4）生物醫學工程專業的課程具有跨度大、深交叉的特點，專業知識實時性強，尤其是《醫學圖像處理》《數字信號處理》《單片機與嵌入式系統》《醫學儀器原理》等專業課程內容大部分比較晦澀難懂，再加上課堂枯燥的知識講授，學生注意力容易分散，導致課堂效率不高；（5）專業課程考核評定方式單一化，以期末理論考試成績為主，考核內容結構不合理，不注重綜合能力考核，導致學生課堂聽課不積極，也影響了學生綜合素質培養[5]。

因此，上述問題的存在直接影響了學生自主學習能力、實踐能力和創新的培養，針對這些亟待解決的課程教學問題，改變教學模式，在“互聯網+”時代，將信息技術融入傳統課堂，使師生角色互換、課堂翻轉來促進教與學。

2 “互聯網+”時代生物醫學工程專業課程翻轉課堂教學模式構建

翻轉課堂是現代信息化時代的一種先進的教學方法，主要培養學生自主學習能力，調動學生學習的主動性，不僅可以激發學生學習興趣和學習潛能，還能夠提高學生的創新意識、問題意識以及科學素質。翻轉課堂是由教師提供學習資源，學生通過互聯網和網絡教學平臺在上課前自主學習，不再單純地依賴授課老師去教授知識； 在課堂上和學生教師角色發生變化，以學生為中心，教師引導學生來學習探究、小組協作、互動答疑等一種新型的教學模式。

翻轉課堂實施過程要達到好的教學效果，首先教師必須要提供給學生豐富的教學資源、 設計高效的課堂教學活動、建立客觀公平的評價體系，另外還要有良好的網絡教學平臺做支撐。學校為了提升教學質量，推進教學改革，引入超星泛雅移動網絡教學平臺，連通“移動端”“教室端”“教學端”三大端口，構建了“一平三端”的智慧教學系統。借助于移動網絡教學平臺，學生不僅可以獲取大量豐富逼真的教學資源，還可以在平臺進行師生互動交流，使學生積極地參與到教學過程中來，使其主動學習，更能調動學生學習積極性[6]。

結合生物醫學工程專業課程教學的現狀，采用傳統課堂教學模式與翻轉課堂相結合的混合式教學方法，秉承以學生為中心、教師引導的教學理念，構建了課前、課堂、課后緊密結合的教學形式，來達到最佳的教學效果。教學設計如圖1 所示。

圖1 生物醫學工程專業課程翻轉課堂教學設計

2.1 課前準備活動

首先教師對學生劃分學習小組。學生分組，以優帶差，可以鍛煉學生的組織協作能力，培養團隊精神，保證小組積極的學習氛圍。另外通過移動網絡教學平臺，教師提前發布學習任務和教學資源，諸如微課視頻、電子教案、練習自測題等。針對不同的教學內容設計學習任務單，在學習任務單的指引下，學生通過移動端（手機、平板或電腦）觀看微課程視頻自主學習及完成自測。教師也可以根據學生分組情況來因材施教，設計不同的學習任務實現分層教學。通過網絡教學平臺師生、生生之間可以互動交流討論、在線互動答疑等，這樣對知識點有更深刻的理解，有利于學生自主學習能力的提升。

教師通過網絡教學平臺可以查看學生的學習情況，了解學習進程，包括學生學習時長、練習題完成情況等，根據學生課前對知識的掌握程度調整教學安排，做到有的放矢。

2.2 課堂教學活動

課堂教學活動設計前提是學生自主學習后，教師要根據教學大綱整合優化教學內容，合理安排每一次課堂活動，注重重難點分析和知識點總結提升。課堂活動以學生為主體，對于課前布置的學習任務，每個學習小組進行學習匯報、展示學習成果，學生可以提出問題、互動討論，在整個過程中教師要注意記錄學生表現和學習難點，在適當的時候給予指導。教師也可以結合課前學生的自主學習情況，合理設計教學內容，針對主要問題在課堂上進行重點討論。課堂上教師構建學習情境并提出與教學相關的課題，在這個過程中學生參與其中，通過小組協作探究知識、隨機提問、課堂討論等環節，較好地激發了學生學習興趣。最后教師針對重點問題答疑解惑和對知識點進行梳理歸納。此外，教師可以根據小組匯報、課堂表現等方面，作為考核依據。

2.3 課后拓展活動

課后教師通過網絡教學平臺發布作業和思考題，來鞏固課堂學習，學生遇到疑問可以發出討論，師生互動解答。另外針對不同層次學生，也可以布置具有挑戰性的任務來提升學生學習能力和培養實踐動手能力、創新能力。比如，《醫學圖像處理》課程讓學生調研醫學圖像處理的最新理論成果、 醫學圖像處理技術在市場上的醫療產品、 醫生的日常診斷中應用以及隨著大數據的飛速發展醫學圖像的大數據分析成果等任務；《醫學儀器原理》 課程布置針對醫療儀器的設計、 研發及最新研究成果進行市場調研等，這些課外拓展活動可以培養學生的實踐能力和創新思維能力。另外利用學校實驗室資源，安排學有余力或對科研有興趣學生參與老師的科研課題研究項目，培養他們的科研和創新創業能力。

3 學習評價

傳統課程考核評價主要是以期末考試卷面成績與平時實驗相結合的單一評價方式，這種評價方式是不完善的，很難對學生做出客觀和正確評價，也不能很好地體現學生學習的整個過程[7]。在“互聯網+”時代實施翻轉課堂多元教學環境下，為了調動學生自主學習積極性，注重面向過程的形成性考核方式，針對學習效果的評價也更加多元化。評價內容主要包含平時成績、實驗成績和期末測試。平時成績主要包含3 個方面：（1）課前學生自主學習情況，包括觀看微課視頻時間長度、課前測試情況、在平臺互動討論交流情況等，這些網絡平臺會有數據記錄；（2）課堂學習情況，包括上課簽到出勤、課堂表現（回答問題、小組討論、匯報展示）、隨堂測試等；（3）課后學習情況，包括作業、調研報告之類的。實驗成績主要包括平時每一個單獨實驗的成績總和和最后實驗操作成績。平時成績、實驗成績再加上期末統一組織的考試成績按照一定比例構成最終的學生學習成績。這種評定方式從結果性的單一評價轉變為全過程的形成性評價，極大地提高了學生平時學習的主動性和積極性，因而使教學評價更加全面、客觀和準確。以生物醫學工程專業的《醫學圖像處理》課程的評價為例，如表1 所示。

4 結語

在“互聯網+”時代，利用網絡教學平臺結合生物醫學工程專業人才培養目標和課程教學目標開展翻轉課堂教學新模式，通過學生課前微視頻、電子教案等多種資源的學習和互動交流，在課堂中師生角色互換，以學生為主體打造生動活潑的高效課堂；另外在整個教學過程中注重學生平時自主學習的效果評價，形成學生學習能力和知識考核的多元化全過程形成性課程評價，不僅提升學生的自學能力和創新實踐能力，還能夠更新教師教學觀念，提升教學能力和專業信息化素養。

表1 《醫學圖像處理》課程學習評價指標及比例