基于數字教育資源的局部解剖學智慧教學探索與實踐

王江昆,沈 蓉,張 朗,洪建平,楊旭光,王德貴

蘭州大學基礎醫學院人體解剖學教研室, 蘭州 730000

智慧教育是指在教育領域全面深入地運用物聯網、人工智能、移動通信、虛擬現實等現代信息技術以促進教育改革與發展的過程。智慧教育以創新的人才培養模式及先進的教育理念引領教育領域發展新方向,成為互聯網+時代教育發展的主旋律。為加快信息技術在教育領域的發展,中國也相繼出臺了一系列政策和法規,明確提出大力開展智慧教育,綜合利用互聯網、大數據、人工智能和虛擬現實技術建設智慧校園,走出具有中國特色的教育信息化發展道路[1]。中國智慧教育的發展歷程可分為四個階段[2],目前處于第四階段(2017年至今),即高等教育領域開始注重智慧教育,構建智慧課堂,推動智能信息化技術和教育的深度融合。在此背景下,2018年蘭州大學基礎醫學院人體解剖學教研室依托超星學習通平臺制作完成局部解剖學MOOC;2019年局部解剖學MOOC上線試運行,同時探索以學生為中心的線上線下混合式教學模式,重新進行教學設計,優化教學方法,修改教學大綱、教案、教學進度、PPT等。從2020年開始至今,正式開展線上線下混合式教學,經過三年運行取得了良好的效果。

1 局部解剖學課程特點

局部解剖學是人體解剖學的重要組成部分,是以系統解剖學為基礎,按照人體局部分區研究器官和結構的位置、形態、體表標志與投影、層次和毗鄰關系等的科學,它是臨床醫學各學科,特別是外科學、影像學、病理學等以手術操作或形態觀察為主的學科的重要基礎課程。但是,現行的教學模式與臨床實際應用尚有較大差距,如在臨床中經常會遇到的人體變異、手術注意事項及臨床外科新技術等問題都是課本中很少涉及,甚至沒有提及的。為了讓學生更深刻地學習、理解、掌握和實踐應用該課程知識,就需要改變單一的、枯燥的以教師講述為主的傳統教學模式[3],充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性,結合數字教育資源,改革教學方法,創新教學手段,跟蹤學科發展新動態,把計算思維、數字技能與素養培養融入課堂教學、實習實踐中,以提升學生解決臨床實際問題的能力,使課程具有創新性、高階性和挑戰度。

學生學習局部解剖學首先要熟悉大學一年級所學的系統解剖學知識,這就造成學習內容復雜繁多,且涉及更多與臨床相關的知識,同時由于該課程重點研究的是人體各局部器官和結構的層次與毗鄰關系,這對學生的空間想象能力要求很高[4]。基于以上原因,該課程的學習有一定的難度。而當前學生的差異性很大,學習理解能力參差不齊,接受知識的途徑和學習方式也各不相同,同質化的教學已經不能滿足不同學生的需求。因此,有必要借助現代信息技術改變傳統教學模式和評價方式,構建局部解剖學的智慧教學。秉承以學生為中心的教育理念,文章所涉及的研究采用混合式教學方法,在任務驅動下讓學生更有效的學習,以達到滿意的教學效果。

2 局部解剖學數字教育資源的建設

數字教育資源是指經過數字化處理,可以在多媒體計算機及網絡環境下運行的多媒體教學材料,具體包括多媒體課件、各種文本、圖片、視頻、音頻、動畫、臨床案例,習題庫等[5]。數字教育資源是實施智慧教育的基礎。依托超星學習通平臺,根據人衛版《局部解剖學》教材建設課程章節內容,共分為9章。每章主要內容分成若干知識點,根據每個知識點的難易程度錄制5～15 min的微課視頻,共錄制長約450 min的視頻,內容涉及局部解剖學各章節要點。每個知識點的微課視頻進行“防拖拽”、“防窗口切換”和“觀看90%算通過”等設置,以有效監督學生的學習過程,督促學生認真學習。每個微課視頻配套隨堂測驗,鞏固學生學習效果;同時,教師根據測驗成績評估學生在線學習效果和知識點的掌握情況,據此安排線下課堂的教學重點。學習通平臺上所建設的局部解剖學課程資料目錄下設有課程資料、題庫、作業庫和試卷庫四個子目錄。課程資料包含教學進度表、教案、PPT、解剖圖譜、中英文解剖教材電子版及復習題,基本滿足不同學生的學習需求,有效促進學生自主學習和深度學習。題庫、作業庫和試卷庫僅供教師使用。題庫包括各種題型題目1500余道,教師可隨時調用題庫進行隨堂檢測,發布作業和考試。該課程實驗操作占有極其重要的地位。由于供解剖學教學用的尸源較少,不能保證每堂課每一個學生都有操作的機會,這就導致學生理論知識與實踐操作相脫節。除了傳統的尸體解剖外,教學團隊還建成了數字人虛擬解剖實驗室,并配備數字人虛擬學習軟件。數字人軟件內容豐富,內配插圖、動畫、視頻等,可以讓學生反復觀看實驗過程,模擬實驗操作,彌補實驗尸體缺乏、尸體解剖難以重復演示等問題。

3 局部解剖學智慧教學實施路徑

3.1 立足智慧教育時代背景,修訂教案

在局部解剖學原有教學大綱基礎上重新設置教學進度,分配線上和線下教學內容及學時,真正做到線上線下混合式教學。蘭州大學局部解剖學課程總共72學時,其中理論課占36學時。線上理論課設置為12學時,線下理論課設置為24學時,每周4學時,共9周。實驗課36學時全部為線下課,每周3學時,共12周,和理論課同步進行。課堂教學是教學的基本形式,優質高效的課堂教學是促進學生有效學習的前提條件和重要保障[6]。為更好地完成課堂教學過程,編寫了凸顯線上線下混合式教學方法、教學內容、教學設計、教學評價的教案。修訂后的教案包括教學基本內容和教學設計兩部分:教學基本內容介紹教學目標、教學難點、教學重點、教學思想與學情分析等內容;教學設計包括教學方法與手段、教學內容與過程、課后作業、預習任務和教學評價。其中,教學內容與過程是重點和核心環節,以2學時的教學內容為單元,分5部分:第一部分反饋線上學習任務完成情況;第二部分課程內容導入;第三部分學生對知識點進行講解;第四部分對課程中的重點和難點進行透徹解析;第五部分為此次課程內容小結。修訂后的教案具有前沿性、趣味性及有效性,能夠調動學生自主學習的興趣和積極性。

3.2 局部解剖學智慧教學過程的實施

混合教學模式是將基于現代信息技術的線上學習與傳統課堂授課相結合,通過構建教學相長互動以實現學生主動、拓展、集中學習的深度融合[7]。該研究針對局部解剖學課程特點,基于局部解剖學數字教學資源,實施以學生為中心的混合式教學模式。依托超星學習通平臺,使課前、課中和課后三個教學環節聯為一體,真正做到智慧教學。與傳統教學模式相比,智慧教育背景下的混合式教學帶給學生一種新的學習體驗,為學生創造了高度參與性和個性化的學習環境[8],顯著提升教學質量。

課前,教師利用學習通平臺智慧組織學生線上自主學習,學生根據自己的時間在線上完成學習任務,為線下教學做好準備。學生在線上學習的同時,可隨時通過班級內“群聊”、“站內信函”和“發消息”與教師進行互動交流,教師在線上及時解答學生提出的問題。教師在學習通平臺的局部解剖學課程“統計”目錄中,可實時精準地查詢和掌握學生線上自主學習全過程。課中,教師根據教學設計,首先反饋線上學習任務完成情況,督促學生自主學習;接著以問題驅動法或臨床病例導入此次課教學內容,激發學生的學習興趣;然后,學生分組對知識點進行講解,同時教師進行引導,必要時補充、糾正學生的錯誤和疏漏;其次,教師對此次教學內容進行梳理、補充,并對課程重、難點問題進行講解。另外,教師可通過學習通平臺的“簽到”、“搶答”、“主題討論”、“隨堂練習”和“問卷”等互動功能與學生高效智慧互動,參與這些教學活動的學生成績被精準記錄,納入平時成績,實現學生課堂學習形成性評價。在實驗解剖時,注重虛擬數字資源和標本模型的優勢互補,充分利用數字人、模型和大體標本激發學生的學習興趣,提高學生的動手能力、理論聯系實踐能力和分析臨床問題的能力。課后,教師線上發布作業、討論題和章節測試題,學生完成線上作業和測試。教師在學習通平臺實時發布與各章節相關的討論話題,引導學生更深入地了解所學內容在臨床上的新進展,對于學生不易理解的知識點隨時在學習通平臺進行答疑交流;學生也可通過查閱資源庫拓展自己的思維,為將來學習臨床課程奠定基礎。這些作業、章節測試和討論題都將納入平時成績,實現學生課后學習過程的形成性評價,使教師可以掌握每個學生的課后學習過程和學習效果,便于對學生進行個性化指導和教學。

3.3 局部解剖學智慧評價體系的構建

以往該課程評價方式單一,形成性評價幾乎沒有,難以智慧評價學生的學習過程、行為和效果,這就造成“期末一考定終身”局面的出現,不利于學生知識的掌握和能力的培養。學習通的線上“統計”功能,可以為教師提供課前、課中和課后全過程的教學數據及分析,教師據此可實時、有效、智慧記錄和評價學生的學習全過程,及時掌握學生學習效果,實現對學生的形成性評價。該研究初步建立了局部解剖學形成性評價和終結性評價相結合的智慧評價體系。理論課成績為50%“線上”+50%“線下”。線上成績采用多元化的形成性評價方式,貫穿課前、課中和課后整個教學過程。教師可根據學生提交的作業、參與討論次數、觀看視頻的時長、章節測試、簽到和課堂互動等對每個學生進行形成性評價,并將成績實時反饋給學生,讓學生彌補學習的不足,同時教師也可據此進行教學預警和對學生進行個性化指導。線下成績采用終結性評價方式即期末考試。這種智慧評價體系對學生的學習全過程進行考核,真正做到智慧評價,極大提升了學生學習的自主性和積極性。

4 合作與共享,推廣及應用

由于歷史、經濟和教學水平的差異,中國高等醫學教育優質教學資源分布不均衡,表現為東部與西部、城市和農村、雙一流高校和普通高校間的不均衡[9]。教育部于2018年下發《關于加強醫教協同實施卓越醫生教育培養計劃2.0 的意見》,旨在促進現代信息技術與醫學教育的深度融合[10],各醫學院校積極開展線上線下混合式教學,提高教學質量和效果[11-12]。智慧教育的基本特征是開放、共享、交互、協作[13],教學團隊主動與其他醫學院校進行線上線下的交流合作,資源共享。自2019年9月至今,教學團隊與河南醫學高等專科學校、西北民族大學、河西學院、甘肅醫學院等省內外10余所醫學院校開展“局部解剖學”在線開放課程及混合式教學活動,選課人數達1.2萬人,該課程瀏覽量已達223.7萬人次,互動達24.2萬人次(2023年3月統計)。經團隊教師不懈努力,學生能主動、深層次地理解和掌握該課程知識和操作技能,而且在后續課程學習中學生能舉一反三,并具有較強的動手能力。

5 結束語

智慧教育是近年來國內興起的前沿理論和實踐教育模式,借助大數據、物聯網、云計算等信息技術,改變了傳統課堂教學模式,使教學形式靈活多樣、教學內容豐富多彩,有助于學生更好地理解抽象的理論知識,提高學生實踐操作能力和培養學生自主學習能力。新冠疫情更是加速了現代信息技術在中國醫學教育中的應用和實踐[14-15]。該研究經過五年的探索與實踐,基于數字教育資源構建以學生為中心的混合式智慧教學實施路徑,初步建立了局部解剖學形成性評價和終結性評價相結合的智慧評價體系,使智慧教學貫穿教學育人全過程,顯著提升教學效果。

在實踐中團隊教師發現,雖然智慧教育已在蘭州大學推廣普及,但是部分教師使用數字資源進行混合式教學的能力仍顯不足,如僅利用學習通平臺統計學生上課出勤率和批改作業,忽視了與學生進行線上線下的互動與討論,從而達不到預期的教學效果。另外,部分教師由于對學習通平臺功能使用不熟悉,致使教學設計與課堂互動脫節,造成教學過程不連貫,直接影響學生參與學習的自主性和積極性。因此,教師應通過不斷學習,提升自身信息技術的應用能力,積極創新教學模式,努力轉變為“智慧型教師”,更好地適應智慧教育背景下教育發展的主旋律。

今后,學校將繼續培訓團隊教師,加強團隊教師的信息技術能力,不斷提升團隊教師智慧教學水平;根據學生和教師反饋的意見優化教學設計,及時更新課程資源;加強與省內外其他醫學院校的交流合作,分享智慧教學創新成果和典型經驗,取長補短,共同推進醫學智慧教學不斷發展。