基于“三維一體”的開放式實踐教學模式在醫工類專業教學改革中的應用研究

邱永建 吳貝貝

摘 要：隨著物聯網、互聯網、云計算等新興數據種類和技術的不斷成熟和廣泛運用，以教師講授為主的傳統教學模式已很難適應學生需要。本研究從開放式實踐教學的理念出發，緊跟現代教育新形勢，以醫學院校醫工類專業為研究對象，構建基于實驗—項目—分類分層“三維一體”的開放式實踐教學模式，探索新的更適合高等教育發展的教學方法，時刻把握學生學習動態，滿足學生多元化的發展需要。

關鍵詞：開放教育；實踐教學；三維一體；教、學、做、創；智慧教室

開放是21世紀“互聯網+”和大數據時代最重要的關鍵詞之一，也是現代高等教育改革發展過程中一種新的協同育人方式。近年，高校學生動手實踐與知識應用能力呈下降趨勢。經調查分析，我國在教育資源開放的內容、途徑及實踐案例等方面的研究較少，應用研究更是嚴重缺乏。因此，課題組以醫工類專業為研究對象，從實際情況出發，開展開放式實踐教學改革，在推進醫工類專業實踐教學改革、更新教學理念、實行個性化教學、重構教學評價方式以及改善教育資源合理分配等方面，發揮了重要作用。

一、開放式教學在高校實踐教學中的應用現狀

對于普通高校而言，要想提高學生在就業市場的競爭力，就必須對相對滯后的教學模式和教學方法不斷改進，這樣才能滿足高速發展的社會對高素質人才的需求。目前，國內外高校的教學改革一般都以提高人才培養質量為導向，以提高學生綜合素質能力和專業技能為目標，比較常見的教學模式有項目教學、一體化教學等。通過查閱資料，課題組發現開放式教學在許多學科的教學中已有應用，如計算機、數學、物理、化學等學科，但這些學科的應用一般都集中在中小學和高職院校，且大多側重于開放式的理論教學，在開放式實踐教學方面的應用少之又少。基于以上分析，課題組發現開展開放式實踐教學在現代高等教育改革過程中面臨的困難主要表現在以下三個方面。

（一）實踐教學和理論教學定位模糊

當前，多數高校的專業教學和培養方案都是以理論教學為主，實踐教學只是作為理論教學的輔助，而不是專門開設的重要課程。理論知識脫離實際，造成學生學習時通常以某一知識點或者多個知識點作為基點，缺乏實踐應用，很難對這些知識點進行整合，不利于綜合素質的培養。因此，以理論教學為主的培養理念越來越不適應應用型人才培養的需要，很難真正達到實踐教學的目的。

（二）實踐教學內容和實踐模式單一

當前，我國大多數高校的實踐教學模式以課堂案例教學和專業實習為主，對學生的思維發展重視不夠。課堂上使用的案例沒有及時更新，有些案例甚至是教師依據講述的知識點虛構的，其目的只是灌輸相關知識點而非引導學生提升實踐技能。還有些高校雖然建有模擬實踐教學平臺，卻只重視形式，強調程序流程而未真正理解實踐教學的目的和重點，且忽略實際問題，與理想中的實踐教學差距較大。

（三）實踐教學質量評價體系不健全

部分高校教師不太重視基于實踐教學開設的課程，從而影響了實踐教學成效。同時，實踐教學由于靈活性強，按理論教學質量評價體系監管起來有一定的困難。比如，由于未建立校內實踐場所或學生實習地點太分散等，教師很難全程輔導不同實習點的學生，且在監管不到位時，學生容易敷衍了事。在這種情況下，學校很難用常規的質量評價體系將教師績效與學生實習情況掛鉤。

二、開放式實踐教學模式實施方案

課題組依據強化基礎與拓寬專業相結合的原則，以醫工類專業為研究對象，構建了基于實驗—項目—分類分層“三維一體”的開放式實踐教學模式。具體實施方案包含以下四個方面。

（一）優化課程設置，搭建醫工類專業課程實踐教學平臺

醫工類專業的許多課程都涉及實踐操作，課題組以教授理論基礎知識為目標，按照授課計劃優化課程設置，為醫工類專業課程搭建實踐教學平臺，通過若干知識點任務的設置，使學生能夠完成對基礎專業知識的學習和積累。該實踐教學平臺能夠強化學生實踐能力的培養，使學生真正成為課堂的主角。教師可針對每個知識點設置游戲、團隊任務或實踐場點作業等，指導學生完成課堂上的相關任務，并進行歸納總結。

該實踐教學平臺以開放教育資源為基礎，結合信息化技術，優化課程設置，緊密結合學科知識的實際應用情況，進行實踐教學內容的設計，實現跨學科課程融合。具體而言，按照通識課程—基礎課程—核心課程—拓展課程—實踐教學與競賽指導課程—頂崗實習課程進行階段式課程實踐教學模塊設計，在通識課程以及基礎能力課程的基礎上，將醫工類專業學生按培養方向分為醫學影像工程應用、醫用電子分析與維護及醫學儀器應用與開發三個方向（具體設計如圖1所示）。

一是搭建通識課程群平臺。內容涉及醫工學生必學的思想道德與法治、形勢與政策、高等數學、大學英語、大學生職業發展和就業指導等全校性通識教育課程。

二是搭建基礎能力課程群平臺。包含醫工類專業學生必須掌握的知識和技能，且能夠為專業核心課程的學習奠定扎實基礎的電路基礎、模擬電子基礎和電工電子基礎課程。

三是搭建核心能力課程群平臺。根據醫工類專業培養目標及就業崗位要求，打破理論教學與實踐教學界限，以典型工作任務為中心，開設體現專業理論和職業技能相結合的“理實一體化”核心課程，注重數字信號處理、醫學影像設備和單片機核心課程平臺建設，促進教學、學習、實踐、創造（即教、學、做、創）四方面的融合。

四是搭建拓展能力課程群平臺。開設醫工類專業交叉互選的課程，如數字化醫療儀器研制實訓、醫學影像儀器實訓、單片機實訓和醫學儀器原理實訓等專業拓展和實踐教學課程等，擴大就業口徑，從而培養社會需要的復合型人才。

五是搭建實踐教學與競賽指導課程群平臺。按照醫學影像工程應用、醫用電子分析與維護及醫學儀器應用與開發三個培養方向，將教學與科研有機結合，分組選修課程，增加設計競賽與創新實踐課程，讓學生在夯實專業知識和職業技能的基礎上提高職業素養，提升知識遷移和跨崗位就業能力。

六是搭建頂崗實習課程群平臺。通過校企“雙主體”育人模式，結合不同企業的需求，共同編制適合學校和企業發展的教材、講義等，并形成完整的實習課程群。

（二）合理配置教學資源，建設實驗型實踐智慧教室

針對目前醫工類專業學生普遍不愿意動手實驗而造成動手能力不足的問題，課題組基于醫工類專業課程實踐教學平臺，合理配置教學資源，建設醫工實驗型實踐智慧教室，按三個培養方向將醫學影像工程應用、醫用電子分析與維護及醫學儀器應用與開發實驗教室分別與授課教室合為一體，解決理論與實踐教學相脫節的問題，同時避免理論知識與實驗課程內容的重復講解，減少教學資源的浪費。學生針對不同方向進行實驗型實踐體驗，能為將來參與不同類型、不同層次的比賽，開展創新創業活動奠定堅實的基礎。課題組立足生物醫學工程專業學習領域，從“教、學、做、創”四個方面保證“三維一體”實驗型實踐教學模式的實施。

一是“教”的過程。采取學校教師和企業導師聯合授課的方式，學校教師注重知識體系“教”，企業導師注重實踐技能“教”，將理論與實踐進行緊密結合，以校企互聘共用等模式，設定教師入職標準，落實考核激勵機制，構建學校教師與企業導師相結合的專業教學團隊。

二是“學”的過程。注重理論知識的創新型學習，倡導線上線下“雙線”學習，兼顧理論教學與單項實踐，引導學生真實體驗實踐環境與崗位，將知識應用于實際，使學生從“要我學”轉變為“我要學”，學思結合，從而達到高效學習的目的。

三是“做”的過程。從企業實際項目“做”入手，實現分崗實訓和綜合實訓、校內模擬實訓和校外社會實踐、校內創新創業孵化園和校外綜合實踐基地與企業實際崗位實踐基地“零距離”，讓學生在真實的環境崗位上“做”，使認知與實踐相得益彰。

四是“創”的過程。在開放式教學中，人才培養模式中的“創”必須緊密結合實踐教學體系并參與建設和落實。針對大三生物醫學工程專業學生設立課外“創新學分”，學生可通過自主選擇課內外創新創業項目，參加雙創技能競賽等方式，或者通過參加“雙導師”研究項目等方式，達到自主創新的目的。

實驗型實踐智慧教室融合了“教、學、做、創”四個過程，綜合運用多媒體設備、活動教具、計算機網絡、仿真軟件等，使以前在課堂上很難講明白的、枯燥的理論知識變得一目了然，有效達成教學目的。

（三）整合課程知識點，打造項目化實踐教學模式

對醫工類專業學生來說，由于培養方向的不同，課程的知識點呈現出“碎片化”特征。課題組基于醫工類專業三個培養方向實施項目化實踐教學，整合知識點，讓學生把知識真正運用到實踐中，實現高效率、高質量的學習。

課題組根據醫學類工程專業課程的特點、市場調研結果及三個培養方向的人才培養目標，遵循“三維一體”的實踐教學模式，在項目化實踐教學模式中增設了“項目課程體系+工學項目模塊設計”教學流程。具體流程主要包括以下三個階段。

第一，課前準備階段。教師為主導，按照醫工類專業三個培養方向的授課內容、目標、授課大綱等對學生進行項目分組和任務分工。

第二，課中教學階段。學生為主導，按照教師提出的問題進行角色分配、搜集資料、分組討論，然后按照分組討論的方案進行模擬操作，確定方案。

第三，課后總結評價階段。學生對項目方案的結果進行驗證和分組演示，教師和學生共同對項目組成員進行綜合評價，最終形成多元評價考核。

（四）基于開放教育數據，構建分類分層化實踐教學模式

醫工類專業在不同階段對學生的理論知識和實踐能力要求各不相同，統一的教學標準很難滿足不同水平學生的需求。基于此，課題組針對三個培養方向分別設計了分類分層式實踐教學模式，鼓勵學生按照自身優勢差異組建合作小組，全面展示了醫工特色、相輔相成的實踐技能培養體系，促進學生綜合素質的提升。

課題組根據醫工類專業職業崗位和崗位群的要求，本著“切合實際、切實可行”的原則，按認知與體驗、崗位實訓、綜合模擬實訓、頂崗實習四個層次，構建了線上與線下教學相結合、分組教學與任務型教學相結合、分崗實訓與綜合實訓相結合、校內模擬與校外實地實踐相結合的實踐教學體系，體現醫工類專業多方向、分崗位、重操作的實踐教學特色。同時，企業教師在校期間從事醫工實踐技能課程教學與輔導、學生崗位訓練及綜合訓練、實踐訓練及技能鑒定等，把專業模擬與專業實戰有機結合起來，加強對學生職業通用能力、職業技術能力和綜合技術應用創新能力的培養，形成醫工融合專業核心能力和個人發展能力同步發展的態勢。

三、結語

課題組以高校實踐教學現狀為切入點，緊密契合當前開放教育資源優勢，構建了基于“三維一體”的醫工類專業開放式實踐教學模式。在開放式實踐教學中，學生可以通過多渠道、多途徑參加創新性練習。教學評價方面，不再以傳統的分數制考評教學成效，而是從學生的整體素質出發，注重知識和技能、才智和品德、理論和實踐的綜合評價，優化了教學體系，提高了教學成效，實現了人才培養的全程跟蹤。

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責編：初 心

基金項目：2021年河南省醫學教育研究項目“基于‘三維一體的開放式實踐教學模式在醫工類專業教學改革中的應用研究”（編號：Wjlx2021064）；河南省教育科學規劃課題“開放教育數據環境下構建醫工類專業課程群‘一體四結合教學模式研究”（編號：2021YB0423）；河南省高校人文社會科學研究一般項目“開放教育數據環境下高校育人鏈與產業鏈融合體系模式構建研究”（編號：2022-ZZJH-230）；新鄉醫學院三全學院骨干教師培養計劃項目（編號：SQ2021GGJS08）

作者簡介：邱永建（1981— ），男，新鄉醫學院三全學院副教授，研究方向為教育教學與管理；吳貝貝（1988— ），女，新鄉醫學院三全學院講師，研究方向為教育教學與人工智能。