中國醫(yī)科大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程教研室，遼寧 沈陽 110001

在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開展基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)教學(xué)改革的探討

蘇娟，于璐，尹勇，常世杰，沙憲政

中國醫(yī)科大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程教研室，遼寧 沈陽 110001

本文通過對中國醫(yī)科大學(xué)和丹麥奧爾堡大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程PBL教學(xué)實(shí)踐的簡述和比較，來了解兩所大學(xué)在教學(xué)改革方面的實(shí)踐情況，為更好地提高教學(xué)質(zhì)量提供幫助。

PBL教學(xué)法；生物醫(yī)學(xué)工程；教學(xué)改革

0 前言

生物醫(yī)學(xué)工程（Biomedical Engineering，BME）是一門新興的邊緣交叉學(xué)科，它將醫(yī)學(xué)知識與工程技術(shù)手段緊密地結(jié)合起來，一方面用工程知識有效地解決醫(yī)學(xué)上的問題，另一方面用醫(yī)學(xué)背景指導(dǎo)應(yīng)用方向，極大地促進(jìn)了醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，在疾病的診斷、治療及康復(fù)方面有著廣闊的應(yīng)用空間。然而也正由于BME學(xué)科的交叉性質(zhì)，其本科教學(xué)的專業(yè)課要求科目較多，科目的分類也涉及較多，學(xué)生往往更專注于學(xué)習(xí)眾多理論知識而利用所學(xué)理論解決實(shí)際問題的能力與經(jīng)驗(yàn)欠缺。

PBL（Problem/Project Based Learning）是一種以問題或項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)方法，該教學(xué)方法主張主動式學(xué)習(xí)，鼓勵探索精神，培養(yǎng)學(xué)生合作、溝通能力及團(tuán)隊(duì)精神。在自其提出的40多年間，PBL有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，許多高校的各類學(xué)科都進(jìn)行了類似于PBL的教育改革[1-5]，取得了良好的效果。

我系自2007年也開始進(jìn)行類似的改革嘗試，根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，采用以“項(xiàng)目”為支撐的PBL模式，即項(xiàng)目實(shí)踐課程，旨在提高生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時(shí)，我系從2009年至今，每年派出1～2名教師或?qū)W生到丹麥奧爾堡大學(xué)進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，體驗(yàn)該校生物醫(yī)學(xué)工程的PBL教學(xué)實(shí)踐。本文就奧爾堡大學(xué)與我校PBL實(shí)施情況做一個(gè)簡要的說明和總結(jié)。

1 奧爾堡大學(xué)PBL教學(xué)模式在生物醫(yī)學(xué)工程的實(shí)踐

奧爾堡大學(xué)在1970年開始進(jìn)行“以項(xiàng)目為指導(dǎo)的基于問題的教學(xué)模式（The Project Oriented - PBL ，PO-PBL）”的改革，在實(shí)施過程中得到了廣泛的好評[6]，并且在2008年，聯(lián)合國教科文組織在丹麥奧爾堡大學(xué)召開的PBL研討會上提出了工程教育的PBL定義[7]，該校到現(xiàn)在已經(jīng)逐步完善形成完整、成熟的PBL教學(xué)模式[8]。

1.1 PO-PBL實(shí)施的時(shí)間與項(xiàng)目的準(zhǔn)備

丹麥奧爾堡大學(xué)采用本碩5年制的學(xué)制，PO-PBL貫穿于1～4學(xué)年的每一個(gè)學(xué)期，也就是說在每個(gè)學(xué)期，學(xué)生們都要在PO-PBL的引導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在項(xiàng)目的準(zhǔn)備方面，根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程作為交叉性學(xué)科的特點(diǎn)，項(xiàng)目題目不僅僅是針對一門課程而設(shè)立的，而是考慮到要綜合利用到本學(xué)期學(xué)生所學(xué)習(xí)的所有相關(guān)課程，同時(shí)教師根據(jù)該學(xué)期所學(xué)課程難度進(jìn)行項(xiàng)目難度的相關(guān)調(diào)整，最終，將所有教師提供的項(xiàng)目題目綜合匯總，在學(xué)期初期供學(xué)生們自由選擇。

1.2 PO-PBL的實(shí)施過程

① 學(xué)生們根據(jù)教師提出的項(xiàng)目題目進(jìn)行自由選擇，組成4人左右的項(xiàng)目小組（Group），每小組獲得一個(gè)小教室作為小組討論的場所。在該學(xué)期內(nèi)，組內(nèi)成員要在學(xué)習(xí)理論課程的同時(shí)，完成相應(yīng)的項(xiàng)目；② 在完成項(xiàng)目的過程中，采取以組內(nèi)討論為主，教師指導(dǎo)為輔的原則。當(dāng)學(xué)生們最初拿到題目時(shí)，組內(nèi)成員對解決該項(xiàng)目所需基本觀點(diǎn)自主分地為若干部分，每一部分由一名組員完成，完成結(jié)果以文檔的形式體現(xiàn)，并且通過Dropbox等網(wǎng)絡(luò)共享文檔隨時(shí)更新，使其他組員在第一時(shí)間即可了解最新進(jìn)展。下一次組會時(shí)由組員對所負(fù)責(zé)的問題在組內(nèi)進(jìn)行講解，這樣，通過合作的方式，組內(nèi)所有成員就可以掌握該項(xiàng)目所有方面的知識點(diǎn)；③ 在解決項(xiàng)目的過程中，組內(nèi)成員要隨時(shí)交換任務(wù)，以便組內(nèi)每名成員對項(xiàng)目的所有領(lǐng)域都有所掌握；④ 在項(xiàng)目實(shí)施過程中，如果該小組認(rèn)為已經(jīng)完成了階段任務(wù)或者需要教師的指導(dǎo)，小組將聯(lián)系導(dǎo)師召開一個(gè)指導(dǎo)會議，教師通過與每名組員對話了解項(xiàng)目進(jìn)展情況，并且給予一定的指導(dǎo)意見。

1.3 PO-PBL的考核

在奧爾堡大學(xué)，PO-PBL作為每學(xué)期非常重要的科目，其考核也十分嚴(yán)格。PO-PBL的考核定在每學(xué)期期末，所有理論課程考試結(jié)束之后進(jìn)行。考核主要分為4個(gè)方面：① 對文檔資料的考核。教師檢查小組上交的文檔資料，查看小組是否完成了該項(xiàng)目相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，是否及時(shí)準(zhǔn)確地記錄了實(shí)驗(yàn)過程等；② 對小組陳述的考核。組內(nèi)每一名成員都要準(zhǔn)備一份幻燈片，展示自己在項(xiàng)目過程中對不同階段任務(wù)的完成情況，教師根據(jù)學(xué)生的陳述為該組打分；③ 板報(bào)展示。學(xué)生以組為單位為所完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)一個(gè)簡單明了的板報(bào)，所有小組的板報(bào)一起展示，對全體學(xué)生與教師開放參觀，同時(shí)可以向任何小組提出問題；④ 個(gè)人答辯。這一階段類似于國內(nèi)本科學(xué)生畢業(yè)答辯，教師會根據(jù)項(xiàng)目向?qū)W生進(jìn)行提問，根據(jù)回答情況為每一名學(xué)生打分。

2 PBL教學(xué)模式在我校生物醫(yī)學(xué)工程的初步實(shí)踐

2.1 PBL實(shí)施的時(shí)間與項(xiàng)目的準(zhǔn)備

我系在專業(yè)四年制中的第三年第一學(xué)期開展共60學(xué)時(shí)的項(xiàng)目實(shí)踐課程，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，這個(gè)時(shí)期學(xué)生們已經(jīng)在本科階段的第1～2年學(xué)習(xí)了一定的基礎(chǔ)知識，如醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程、高級編程語言、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理等課程，同時(shí)正在進(jìn)行醫(yī)用電子儀器、單片機(jī)原理等課程的學(xué)習(xí)，在解決項(xiàng)目問題上有了一定的理論基礎(chǔ)。

在項(xiàng)目準(zhǔn)備方面，要求教師從科研或者與實(shí)際應(yīng)用中選擇難度適中、并且可以與學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的、或正在學(xué)習(xí)的知識有銜接的題目，目的在于使學(xué)生通過項(xiàng)目實(shí)踐，更多地感受如何運(yùn)用已學(xué)知識解決實(shí)際項(xiàng)目問題。

2.2 PBL 的實(shí)施過程

PBL在我系的具體實(shí)施過程與奧爾堡大學(xué)相類似，都是以學(xué)生自主討論完成為主，教師指導(dǎo)為輔助手段。不同的是我系在實(shí)施過程中，學(xué)生按著課程安排的時(shí)間定期與指導(dǎo)教師見面，進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)展情況的了解與指導(dǎo)，這樣更有助于教師及時(shí)了解項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)展及動態(tài)，對學(xué)生起到良好的督促作用。

2.3 PBL的考核

PBL的考核時(shí)間定在第三學(xué)年第一學(xué)期期末進(jìn)行，在綜合考慮了中國高等教育的特點(diǎn)后，我系將PBL的考核分為如下4個(gè)方面：① 開題審查。在該階段，每一組都隨機(jī)選出一名學(xué)生代表該組進(jìn)行開題陳述，教師主要針對小組提出的解決方案進(jìn)行審查，評價(jià)方案的合理性，該同學(xué)得分代表小組得分；② 中期檢查。學(xué)生將到當(dāng)日為止的工作成果以幻燈片或者實(shí)物形式呈現(xiàn)，教師檢查其完成程度；③ 最終答辯。全組以陳述的方式進(jìn)行，教師通過檢查項(xiàng)目完成程度以及提問進(jìn)行評價(jià)與評分；④ 綜合性評價(jià)，即對實(shí)驗(yàn)記錄、報(bào)告、海報(bào)情況進(jìn)行評價(jià)。這4方面的平均得分將作為該小組的最終得分，分?jǐn)?shù)最高的小組將獲得一定的獎勵。另外，對于項(xiàng)目完成創(chuàng)新性較好、結(jié)果完整的小組，教師將指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行論文的寫作，鼓勵學(xué)生在論文發(fā)表方面進(jìn)行初步嘗試。

3 生物醫(yī)學(xué)工程PBL教學(xué)在我校與奧爾堡大學(xué)實(shí)施情況的比較

在親身參與了奧爾堡大學(xué)與我系的PBL教學(xué)后，將生物醫(yī)學(xué)工程PBL教學(xué)在我校和在奧爾堡大學(xué)的實(shí)施情況在幾個(gè)方面作了一個(gè)簡要的比較，綜合比較情況，見表1。

表1 生物醫(yī)學(xué)工程PBL教學(xué)在我校與奧爾堡大學(xué)的比較

4 總結(jié)與討論

生物醫(yī)學(xué)工程是一門綜合性學(xué)科，我系PBL教學(xué)與丹麥奧爾堡大學(xué)PBL教學(xué)設(shè)置總體思路相似，即PBL不是附屬于某一門課程的教學(xué)方法，而是作為一門單獨(dú)的項(xiàng)目實(shí)踐課而存在，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識綜合解決問題以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。相比普通醫(yī)學(xué)學(xué)科中針對某一門課的PBL方式，我們認(rèn)為這樣的設(shè)置更加順應(yīng)生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)特點(diǎn)。

參與了兩所高校的PBL教學(xué)，一個(gè)最為顯著的感受就是通過PBL課程，學(xué)生們在解決問題能力方面有很大的進(jìn)步，尤其是當(dāng)學(xué)生面對一個(gè)陌生的問題時(shí)，在了解問題、提出方法方面不需要教師進(jìn)行過多的幫助，都可以自主完成。這一點(diǎn)尤為體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成方面，相對于之前畢業(yè)但是未參與過PBL的學(xué)生，有過PBL體驗(yàn)的學(xué)生執(zhí)行能力更強(qiáng)。值得提到的另一點(diǎn)，在奧爾堡大學(xué)，研究生一年級的學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程的同時(shí)也要參與到PBL中來，實(shí)施效果很好。目前為止我系進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐課程的對象僅限為本科學(xué)生，在以后的發(fā)展過程中，也可以嘗試進(jìn)行研究生一年級的PBL項(xiàng)目實(shí)踐課程，對研究生未來更好地完成科研項(xiàng)目起到推波助瀾的作用。

在參與比較PBL的過程中也發(fā)現(xiàn)，相對于我系學(xué)生，奧爾堡大學(xué)的學(xué)生對于PBL的適應(yīng)似乎更迅速，解決問題更加積極主動，這可能與本系實(shí)施PBL時(shí)間尚短、PBL在學(xué)期內(nèi)所占學(xué)時(shí)較少、國內(nèi)學(xué)生課業(yè)相對更重有關(guān)。PBL教學(xué)在奧爾堡大學(xué)已經(jīng)有40年的歷史，其各個(gè)專業(yè)的PBL體系更為完整和成熟，在生物醫(yī)學(xué)工程方面的PBL教學(xué)也非常具有代表性。我系將會繼續(xù)每年派出1～2名師生親身體現(xiàn)其實(shí)施情況，將其優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為適合我國高等教育體系的有效經(jīng)驗(yàn)，使兩者有效融合，相信隨著PBL在我系實(shí)施時(shí)間的增長、經(jīng)驗(yàn)的增加，本專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量一定會有非常好的提升。

[1] 祝鴻程,劉浩,王迎偉,等．基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程PBL教學(xué)應(yīng)用的新思路[J]．基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床,2011,31(21):1410-1412．

[2] 常世杰,沙憲政．以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為向?qū)У膯纹瑱C(jī)教學(xué)[A]．第二屆全國高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室工作論壇論文集[C]．南京:東南大學(xué)出版社,2008．

[3] 楊宇祥,高宗海,王建．“PBL”教學(xué)法在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]．價(jià)值工程,2011,30(10):308-309．

[4] 程輝龍,萬小毛,車俊敏,等．LBL+PBL教學(xué)法在人體解剖學(xué)中的應(yīng)用及體會[J]．基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2012,14(9):654-656．

[5] 王可寧,張雄星,王偉．基于PBL的單片機(jī)原理課程教學(xué)改革探索[J]．信息技術(shù),2011,(5):197-198,201．

[6] Carola HH,Chad L,Juan CO．Contextualizing a physics course in a PO-PBL model:students perception[M]．Denmark:Aalborg Universitetsforlag,2011．

[7] Xiangyun D,Erik de G,Anette K．Research on PBL practice in engineering education[M]．Denmark:Sense publishers,2009．

[8] Struijk JJ,Elberg PB,Andersen OK．Masters program in biomedical engineering and informatics-research-based teaching and teachingbased research[A]．15th Nordic-Baltic Conference on Biomedical Engineering and Medical Physics[C]．2011,34:180-182．

Discussion of Teaching Reform Based on PBL in Biomedical Engineering

SU Juan, YU Lu, YIN Yong, CHANG Shi-jie, SHA Xian-zheng
Department of Biomedical Engineering, China Medical University, Shenyang Liaoning 110001, China

Description and comparison of PBL teaching method in both China Medical University and Aalborg University are investigated in this paper. Understanding the practice of teaching reform in both two universities would give more help in the improvement of quality of teaching.

PBL teaching method; biomedical engineering; teaching reform

G642.0

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.05.044

1674-1633(2013)05-0120-03

2012-11-07

中國醫(yī)科大學(xué)教學(xué)課題（YDJK2011005）。

沙憲政，教授，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院副院長，生物醫(yī)學(xué)工程系副主任。

通訊作者郵箱：xzsha@mail．cmu．edu．cn