以學生為中心的醫用物理學混合式教學模式實踐研究

程莉 吳艷茹 郝晨汝 池子強 郭麗莎 李靜 劉磊 喬麗華 趙瑞斌

摘? 要? 醫用物理學以課程目標為導向，以中國大學慕課線上數字化課程為平臺，充分利用現有課程資源，借助多種教學技術手段，構建醫用物理學線上線下混合式教學模式并開展實踐研究。該教學模式秉持“以學生為中心”的教育理念，授課過程中堅持問題導向，鼓勵學生開拓思維，采用多樣化的教學手法，以“學”代“教”，依據及時有效的反饋機制，調整優化教學方案。實踐和多元化評價證明：混合式授課模式能夠充分調動學生主動性，有利于項目研究型思維的形成，與傳統教學模式相比具有更好的教學效果。

關鍵詞? 混合式教學；醫用物理學；課程資源；慕課；微課

中圖分類號：G642.4? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）12-0088-05

Abstract? Medical physics guided by the curriculum objectives， takes MOOC online digital course of Chinese Univer-sity as the platform， makes full use of the existing curriculum resources. With the help of a variety of teaching techniques， we construct a student-centered online and offline hybrid teaching mode of medical physics， and carries out practical research. The teaching mode adheres to the education concept of “student-centered”. In the process of teaching， we should?adhere to the problem-oriented， encourage students to develop?their thinking， adopt diversified teaching methods， replace “teaching” with “learning”， through timely and effective feedback mechanism， adjust and optimize the teaching scheme. Through practice and diversified evaluation， it is proved that?the mixed teaching mode fully mobilizes the initiative of stu-dents， promotes the formation of project research thinking， and achieves good teaching effect.

Key words? blended teaching; medical physics; curriculum resources; MOOC; micro lecture

0? 引言

人才培養的核心要素是課程，課程質量直接決定人才培養質量[1-2]。醫用物理學是在人類疾病預防、診斷、治療和保健等臨床醫學研究過程中應用物理學的基本原理及方法，逐漸形成的一門交叉學科，是醫學相關專業學生必修課程。物理學的理論學習通常抽象難懂，傳統的課堂講授又存在理論基礎知識多、課時受限、以教為主等問題，導致學生在學習過程中代入感不強，缺乏學習興趣，對該課程所學知識的應用能力不夠強，缺少自主思考。為了提高課程質量，培養學生綜合應用理論知識解決醫學中的實際問題的創新思維、創新精神和創新能力，為學生今后學習醫學相關課程提供有效的知識儲備，本課程在教學設計及實施過程中始終遵循“以學生為中心”原則，利用線上課程資源和現代化教育技術手段，開展線上線下混合式教學。課程設計注重物理學與醫學的關聯性，將科技發展前沿成果、思政元素等引入課程，落實立德樹人根本任務。

1? 課程資源構建

根據教學大綱及教學對象的特點，以課程目標為基礎，將現有的資源以及網絡平臺進行科學系統的整合，構建醫用物理學課程資源，為開展混合式教學打下堅實基礎。

結合課程目標對教學資源的需求，逐步建設醫用物理學數字化教材、醫用物理學試題庫、富媒體資源，以及配套中國大學慕課醫學物理學線上課程等[3]。課程教材采用由孟燕軍主編，團隊一線教師與附屬醫院醫師“雙師”隊伍合編的《醫學物理學》和《醫學物理學實驗指導》，包括11個動畫、20個微課視頻、2 400道網絡交互數字化線上習題庫，以及解答指導和實驗微課等在線資源，做到知識點全覆蓋，充分發揮媒體資源的作用，凸顯物理原理與醫學知識的結合[4-5]。基于中國大學慕課平臺建設醫學物理學線上課程，共有34個教學視頻，以及對應的教案和課件PPT，配套有隨堂測試、單元測試和期末測試，目前已開展八個教學周期，如圖1所示。這一系列的線上課程資源和現代化教育技術平臺，滿足了混合式課程的建設需求，通過資源整合，提高學生碎片時間利用率，培養學生主動分析解決問題、發散思維、理論聯系實際以及知識靈活運用的能力[6-7]，為醫學類專業學生學習后續課程和進行科學實驗打下基礎。

2? 混合式教學模式探索

混合式教學模式始終貫徹“以學生為中心”的教育理念，以課程目標為導向。課程設計遵循線上和線下課程內容相統一，線下學習應該是線上學習的深化，而非簡單的重復，避免出現線上和線下形式上的簡單拼湊；將課前線上知識預習，課中知識內化、參與討論、應用拓展，課后鞏固及評價考核相統一，教師隨時跟蹤學習、收集問題、線上互動并及時調整授課；將授課內容與思政元素相統一，把優秀物理學家與醫務工作者的職業精神、家國情懷、奉獻精神、創新精神以“潤物細無聲”的方式融入教學內容。通過教學實踐，積累教學經驗，優化教學過程，提高教學質量，從而不斷地進行正迭代，建立并完善可行的教學方案[8]。

2.1? 教學方案設計

從2018年建設河北省精品在線開放課程到如今，經過了四年多的線上線下混合式教學實踐，目前正在實施的混合式教學方案包括線上自主學習、線下知識內化和多元化考核評價三部分。

2.1.1? 線上自主學習? 線上學習部分包含課前預習和課后提升兩部分，實現課前知識引入和課后查漏補缺與鞏固提升。

2.1.2? 線下知識內化? 線下課堂包含理論課和實驗課。根據線上學習統計反饋，規劃理論授課內容，采用引導式、翻轉課堂、小組討論等多種授課方法，有針對性地介紹所學知識的應用實例以及前沿發展，使學生在獲得系統的物理學知識的同時，了解其在醫學領域的應用。

2.1.3? 多元化考核評價? 根據線上線下混合式授課模式的特點，將線上學習成績、課程實驗成績和線下考試成績均納入教務結課成績中。期末總成績（100%）=線上成績（20%）+實驗成績（20%）+線下考試成績（60%）。其中，線上成績主要反映日常線上學習情況，包括每章的學習數據、章節測試、線上討論情況和線上綜合測試；課程實驗成績取10次實驗的平均分，主要反映學生實驗動手操作能力和數據歸納整理分析能力；線下考試成績為期末考試卷面成績，主要反映學生的綜合知識掌握情況。

2.2? 以學生為中心的教學實踐

在混合式教學過程中，堅持“以學生為中心”的教育理念，注重以學生的發展為中心、以學生的學習為中心和以學習效果為中心[9]。以學生當前狀態為基礎，促進發展發掘潛力，以“學”代“教”，強調知識內化，并且建立及時有效的反饋機制，使效果評價進一步幫助學生調整學習、幫助教師調整教學[10-11]。教學方案實踐效果如下。

2.2.1? 堅持問題為導向，培養學生自主學習能力? 通過課前思考題，引出課程內容的前因后果，引發學生對新知識的自主探索；通過課后探索，供學生課下結合自身興趣與專業發展，擴充醫學應用知識面，激發自主探索能力。比如在學習流體中“理想流體的伯努利方程”這一節之前，剛剛學完體積連續性方程，學生掌握了不可壓縮的流體做穩定流動時，流管內任一橫截面處的流速與橫截面積的乘積為一常量，緊接著提出“流管內不同位置處的壓強有什么關系”，由此引入伯努利方程的學習；并在學完伯努利方程這一節后，引導學生結合血液流動過程，課后自主分析體位對血壓的影響，通過查閱文獻，了解血壓的測量方式方法以及優缺點等醫學相關知識。學生在線上的討論情況如圖2所示。

2.2.2? 結合現有資源，鼓勵創新探索? 在課程學習過程中，鼓勵學生申報大學生創新創業實驗項目進行創新探索研究。圖3即為學生在學習完“振動和波動中超聲波”后，利用小型超聲探測設備，自制膽囊模型進行探測觀察，并逐步創新完善模型，規劃實驗內容步驟，積極參加項目申報和相關比賽，獲得第七屆全國大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計北部賽區二等獎。

2.2.3? 開展多樣化教學，實現有效學習? 由于醫用物理學理論知識偏多，學習起來比較枯燥，在教學過程中除了利用信息技術手段和多元化的教學評價方式來調動學生的學習積極外，還可以通過開展翻轉課堂、小組討論等多元化、差異化的教學活動，從內在激發學生的學習興趣，培養學生互相協作、教會他人的高階能力，還便于對學生進行個性化輔導，擴展學生思路。多樣化的課堂活動如圖4所示。

2.2.4? 建立全面評價機制，及時反饋調整? 將學生課前、課中和課后線上測試、討論區答疑等納入學生綜合測評中，調動學生全過程參與學習過程。并根據過程性評價結果正向反饋到后續教學過程，更高效地提升教學質量。

3? 課程效果評價

3.1? 在線學習行為分析

為了分析學生在線學習行為與學習效果的關系，利用SPSS軟件，分別將線上章節測試成績、線上討論數量、線上綜合測試成績與線下期末考試成績進行相關分析，以進一步分析混合式教學模式下學生的在線學習行為與線下期末考試成績之間的關系，得到相關分析數據如表1所示。

從表1可以看出，在線學習行為與期末卷面成績成正相關，說明學生的自主學習表現對學習質量的影響很大。其中，在線綜合測試與期末卷面成績的相關性最大（r=0.524），說明線上考試相對公平，大部分學生能誠信考試，也起到督促改進學習的作用；線上章節測試成績與期末成績的相關性次之（r=0.500），說明逐章設置線上內容學習有助于學生加深對所學知識的理解。從相關學習數據的分析結果來看，學生的在線學習、線下課堂與線上的討論情況、課后答疑情況與最終的期末成績均正相關，說明混合式教學有助于培養學生自主學習的能力，在提高學習成績方面起到積極的作用，進一步論證了這種教學模式的可行性，值得今后繼續深入探索。

3.2? 學習效果對比分析

為了比較混合式教學對學生成績的影響，分別對近三年采用不同授課方式的學生的期末綜合成績進行對比分析。對照班與實驗班同為臨床醫學專業，班級學生均為180人左右，入學時基礎相當，但采用不同授課方式，分析結果如表2所示。

與傳統教學模式相比，每學期采用混合式教學模式的班級平均分均比采用傳統授課模式的高，標準差均小于傳統授課，且不及格率有所下降；2019—2020年第二學期的不及格率略高于對照班，分析可能受疫情防控期間客觀因素影響，結果比較偶然。從多學期整體來看，混合式教學的學生成績更為均勻，兩極分化的情況有所改善。

利用SPSS軟件分別比較不同學期兩個班級學生的成績，進行獨立樣本t檢驗，結果顯示：兩種教學模式期末成績間顯著性P均小于0.05，存在顯著差異。這說明使用混合式教學模式產生的學習成效明顯優于傳統的教學模式。多年實踐表明：不論從學習效果還是學生評價來看，運用信息化技術手段，綜合線上線下多種教學資源，以學生為中心精心設計教學活動，優化教學過程，可以有效地促進醫用物理學課程教學質量的提高，變“教”為“學”，促進學生多維能力的培養。

4? 結論

醫用物理學以課程目標為導向，由“雙師型”教師團隊經多年建設，打造了豐富的線上課程資源，并對資源進行整合利用，完成線上線下混合式課程的教學設計，實現線上和線下教學內容的有效銜接。教學實踐中堅持“以學生為中心”的教育理念，以學生當前狀態為基礎，堅持問題導向，培養自主學習能力，鼓勵學生開拓思維、發掘潛力，采用多種教學方法，以“學”代“教”，強調知識內化，并且建立及時有效的反饋機制和科學的評價體系，從而調整優化教學方案，增強教學效果，也幫助學生調整學習，實現個性化發展。實踐和多元化評價證明：混合式教學模式不僅使學生的自主學習能力得到提升，而且保證了知識的理解和掌握，促進了項目研究型思維的形成，提升了學生的科學素養，與傳統教學模式相比，教學效果明顯改善。

在今后的教育教學改革中，在不同基礎、不同專業和不同教學目標的班級教學中推廣混合式教學非常必要，尤其需要堅持“以學生為中心”，注重反饋和評價，強調學生個性化發展，加強對學生應用能力、科學精神和科學素養的培養，提升學生在長遠發展中的社會競爭力。

參考文獻

[1] 朱海麗，丁潔瓊，唐瓊，等.基于“互聯網+”的生理學混合式教學模式探索[J].中國醫學教育技術，2020，34（3）：370-372，381.

[2] 尤慧，朱文芳，盧潔.基于“慕課”的高等數學混合式學習模式的探索與實踐[J].數學教育學報，2020，29（4）：85-90.

[3] 喬麗華，趙瑞斌，郝晨汝，等.數字化在線醫學物理學題庫建設與教學實踐研究[J].中華醫學教育探索雜志，2020，19（4）：410-414.

[4] 孟燕軍，秦瑞平，楊海波，等.醫學物理學[M].北京：科學出版社，2016.

[5] 吳艷茹，楊海波，孟燕軍，等.醫學物理學實驗指導?[M].北京：科學出版社，2018.

[6] 習近平在全國高校思想政治工作會議上強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報，2016-12-9（1）.

[7] 鄢顯俊.論高校“課程思政”的“思政元素”、實踐誤區及教育評估[J].思想教育研究，2020（2）：88-92.

[8] 劉徽，滕梅芳，張朋.什么是混合式教學設計的難點？：基于Rasch模型的線上線下混合式教學設計方案分析[J].中國高教研究，2020（10）：82-87，108.

[9] 趙炬明，高筱卉.關于實施“以學生為中心”的本科教學改革的思考[J].中國高教研究，2017（8）：36-40.

[10] 周子元.以學生為中心的本科應用計量經濟學教學設計與實踐[J].科技經濟導刊，2020，28（36）：158-159，168.

[11] 王建中，劉暢，吳瑞林.學生評教何去何從：基于美國、歐洲、澳洲4所大學的分析[J].中國高教研究，2018（10）：87-92.