鄭萬挺 陳亮亮

摘 要： 本文分析了生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中目前存在的問題，探索通過對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)評價(jià)的重新設(shè)計(jì)，提出將PBL+LBL雙軌教學(xué)模式在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用研究，并通過問卷調(diào)查及組織訪談的方式分析學(xué)生對PBL+LBL教學(xué)模式的效果評價(jià)。研究結(jié)果表明：合理使用PBL+LBL雙軌教學(xué)法，能夠達(dá)到兩種模式的優(yōu)勢互補(bǔ)，提高教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生綜合能力。

關(guān)鍵詞： PBL+LBL 雙軌教學(xué)模式 生物醫(yī)學(xué)工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1.引言

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)（Biomedical Engineering，BME）是綜合物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)的理論和方法，多層次研究人體結(jié)構(gòu)、功能和各種生命現(xiàn)象的理、工、醫(yī)密切結(jié)合的邊緣學(xué)科，是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。21世紀(jì)是生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)的世紀(jì)，隨著知識時(shí)代的來臨，生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)得到了日新月異的發(fā)展，正以前所未有的迅猛態(tài)勢滲透于社會的方方面面。如何培養(yǎng)“寬知識、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的醫(yī)工結(jié)合人才是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)教育迫切需要解決的重要課題，但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)授課方式與培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)醫(yī)工結(jié)合人才的目標(biāo)嚴(yán)重沖突，只有改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化，促使學(xué)生智力和多種能力不斷發(fā)展，滿足時(shí)代的要求。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，在國內(nèi)開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高校仍然主要以傳統(tǒng)授課式講解（Lecture-Based Learning，LBL）的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在如下問題：（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)由教師做主角，實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，甚至于實(shí)驗(yàn)記錄都是老師早就準(zhǔn)備好的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是教師了然于胸的。學(xué)生缺少自主性，抹殺實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生主體地位[1]。（2）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容偏重驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)較少。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置常常是按照教學(xué)大綱的要求機(jī)械設(shè)定，忽略實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的有機(jī)結(jié)合性和連貫性，存在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相對孤立、缺乏內(nèi)在聯(lián)系的缺陷。（3）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生通常沒有積極參與解決問題的意識。（4）原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中設(shè)置的演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較多，不僅造成課程擁擠，而且使基礎(chǔ)學(xué)科與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生對知識的運(yùn)用能力差，缺乏橫向思維。

因此，在生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入國際上先進(jìn)的PBL（Problem-Based Learning）教學(xué)模式，結(jié)合傳統(tǒng)LBL學(xué)習(xí)策略，探索PBL+LBL教學(xué)法，是一個(gè)達(dá)到師生雙贏的教學(xué)設(shè)計(jì)[2]，必將在促進(jìn)高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)室管理改革與發(fā)展、培養(yǎng)具有實(shí)踐能力的復(fù)合型醫(yī)工結(jié)合人才等方面具備重要意義。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究方法

溫州醫(yī)科大學(xué)作為浙江省省屬高校里最早開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)校，越來越重視生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的改革。我們在著手分析各門實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，尋找PBL與實(shí)驗(yàn)課程的結(jié)合點(diǎn)，輔以LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐，在這一框架下重新組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革。

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型的構(gòu)建

本課題研究組根據(jù)我校生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師資力量和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室資源，按照專業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)，引入PBL教學(xué)模式，結(jié)合傳統(tǒng)LBL教學(xué)方法，分教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)評價(jià)5個(gè)方面提出基于PBL+LBL生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的理論模型。

3.2實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

為了使PBL+LBL教學(xué)模式在生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)施的效果可以更直觀，筆者以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)中重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程《醫(yī)學(xué)電子儀器實(shí)驗(yàn)》其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“心電信號的測量”為例，根據(jù)提出的基于PBL+LBL生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式理論模型進(jìn)行應(yīng)用研究。

《醫(yī)學(xué)電子儀器實(shí)驗(yàn)》教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：①實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)知識：學(xué)生進(jìn)行PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式后，可以習(xí)得生理學(xué)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)傳感器等一系列內(nèi)容，增加知識覆蓋面。②實(shí)驗(yàn)的問題設(shè)計(jì)：在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，如何進(jìn)行心電信號測量、血壓信號測量和血氧飽和度測量？

《醫(yī)學(xué)電子儀器實(shí)驗(yàn)》教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)：①實(shí)驗(yàn)前需要掌握的知識：導(dǎo)聯(lián)組合方式、人體心電信號提取、過壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、電極和導(dǎo)連線串入的高壓信號處理、導(dǎo)聯(lián)切換電路、前置放大電路、多級放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，等等。②實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng)：可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生掌握更多電路設(shè)計(jì)知識和綜合檢測等技術(shù)。③實(shí)驗(yàn)后的習(xí)慣培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、習(xí)得系統(tǒng)化的文化知識并培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

《醫(yī)學(xué)電子儀器實(shí)驗(yàn)》教學(xué)活動設(shè)計(jì)：①實(shí)驗(yàn)前資料搜集：實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)教師通過LBL教學(xué)方法講解實(shí)驗(yàn)的基本原理和要求后，學(xué)生首先通過查閱有關(guān)參考書和利用圖書館資料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)資源的資料，了解心電信號的特點(diǎn)，明確測量心電信號的臨床意義，獨(dú)立設(shè)計(jì)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作方案。其次教師要求學(xué)生查閱實(shí)驗(yàn)有關(guān)的文獻(xiàn)資料，讓學(xué)生了解心電信號的采集過程，比較不同參考資料的實(shí)驗(yàn)方法，在本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下選擇適合的儀器，設(shè)計(jì)心電信號采集電路。②實(shí)驗(yàn)中的小組討論：學(xué)生分組討論是PBL+LBL教學(xué)法的關(guān)鍵。筆者讓學(xué)習(xí)成績較好的與較差的學(xué)生混合編組，每組5～8人，使大家相互帶動，共同提高。通過小組討論和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師引導(dǎo)使學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)中必須解決的關(guān)鍵問題。在以上問題的基礎(chǔ)上，各小組對實(shí)驗(yàn)如何操作進(jìn)行討論，形成實(shí)驗(yàn)的初步方案。然后教師對各小組實(shí)驗(yàn)操作方案點(diǎn)評，確定最終的實(shí)驗(yàn)操作方案。③實(shí)驗(yàn)的操作與總結(jié)：各小組學(xué)生將依據(jù)討論制訂的最終方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，由教師組織全班學(xué)生對各小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、討論，對實(shí)驗(yàn)中未解決的問題和新發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行探討、交流，將《醫(yī)學(xué)電子儀器》的理論知識與實(shí)際臨床問題聯(lián)系起來，進(jìn)一步深化學(xué)生對理論知識的掌握。

3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價(jià)機(jī)制改革

實(shí)驗(yàn)最后成績包含如下幾個(gè)部分：資料搜集、小組討論情況、參與實(shí)驗(yàn)方案制訂、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理。本課題組將以上實(shí)驗(yàn)成績有關(guān)的幾部分效果評價(jià)權(quán)重分配為（過程評價(jià)：資料搜集（5%）、小組討論情況（10%）、參與實(shí)驗(yàn)方案制訂（15%）、實(shí)驗(yàn)操作（20%）；結(jié)果評價(jià)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理（50%）），實(shí)施考核實(shí)驗(yàn)過程評價(jià)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價(jià)并重的評價(jià)方式。這樣的設(shè)計(jì)有利于對教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行隨時(shí)評估，學(xué)生根據(jù)評估結(jié)果可以隨時(shí)反思自己仍存在的問題。

3.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方法評估

筆者選擇生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)2012級學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)研究，共4個(gè)班級120名學(xué)生，在2013～2014學(xué)年第二學(xué)期和2014～2015學(xué)年第一學(xué)期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中應(yīng)用PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型，對實(shí)驗(yàn)前后得到的實(shí)驗(yàn)成績數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并用SPSS 10.0軟件進(jìn)行分析和T-student檢驗(yàn)，P<0.05為統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著性。

筆者通過設(shè)計(jì)問卷調(diào)查及組織訪談的形式，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動結(jié)束后，采用不記名的方法，從如下幾個(gè)方面調(diào)查學(xué)生對PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的效果評估。共發(fā)出調(diào)查問卷120份，回收率為100%。

在PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式給學(xué)生帶來的收獲方面的問卷調(diào)查中，問卷中有96.5%的同學(xué)表示解決實(shí)踐問題的能力得到了提高，只有2.5%持不確定的態(tài)度，1%的同學(xué)認(rèn)為自己并沒有什么收獲；在PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對增強(qiáng)自學(xué)能力、拓寬知識面及增加信息量有多大影響的問卷中，95%的同學(xué)表示各方面能力得到了一定的提高，收獲頗豐；在PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對學(xué)生以后學(xué)習(xí)和工作的幫助方面，表明大約91%的學(xué)生認(rèn)為該課程對今后學(xué)習(xí)和工作非常有幫助、有幫助和有一定幫助；大約87%的同學(xué)對應(yīng)用PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型感到非常滿意、滿意和基本滿意，表明實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的設(shè)計(jì)獲得了學(xué)生的普遍認(rèn)可；大約84%的同學(xué)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評價(jià)方式持非常滿意、滿意和基本滿意的態(tài)度，表明PBL+LBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型評估方式獲得了學(xué)生的認(rèn)可。

4.結(jié)語

基于以上數(shù)據(jù)及分析，本課題研究組認(rèn)為基于PBL+LBL生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型及教學(xué)模式的教學(xué)效果在實(shí)驗(yàn)班級得到證實(shí)，該理論模型可以在本校其他專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行全面實(shí)踐和進(jìn)一步完善，然后在其他院校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行應(yīng)用、推廣，具有很強(qiáng)的實(shí)踐推廣價(jià)值。

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