石春花 蘇晉 王放 張燕

摘? 要：以提升新工科人才的國際競爭能力為目標(biāo)，對《放射物理與輻射防護》的雙語教學(xué)進(jìn)行了實踐探討?；诔晒麑?dǎo)向理念，結(jié)合雨課堂的優(yōu)勢，建立了以全面激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)點的精準(zhǔn)有效的教學(xué)資源、以激發(fā)自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)點的多維度互動教學(xué)方法、以突出實踐能力為目標(biāo)點的綜合化考核體系，形成了以學(xué)生為中心，以互動為中心，以實踐能力為中心的課模式。課程目標(biāo)達(dá)成度評價為基本合格。

關(guān)鍵詞：新工科;雙語;雨課堂;放射物理;成果導(dǎo)向

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）11-0100-05

Abstract： To train students' international competitiveness under the background of new engineering， in this paper， the bilingual teaching of radiation physics and radiation protection is taken as the practice object. Based on the achievement-oriented concept and combined with the advantages of rain class， the teaching design and practice has been carried out. The results show that the accurate and effective teaching resources with the goal of comprehensively stimulating learning interest， the multi-dimensional interactive teaching resources with the goal of stimulating independent learning ability， and the comprehensive evaluation system with the goal of highlighting practical ability has been established. A teaching process has been initially formed with students as the center， interaction as the center and practical ability as the center. The achievement degree of curriculum objectives is basically qualified.

Keywords： new engineering; bilingual; rain class; radiation physics; results-oriented

引言

隨著新工科建設(shè)的深入推進(jìn)，教育部及各大高校對理工科學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)都進(jìn)一步提出了更高的要求[1]，其中，以成果為導(dǎo)向（即outcome based education，簡稱OBE）[2-3]的教育理念將貫穿于新工科改革的始終。OBE模式的核心是以學(xué)生的“學(xué)習(xí)成果”為導(dǎo)向，亦稱能力導(dǎo)向、目標(biāo)導(dǎo)向或需求導(dǎo)向，建立學(xué)生能力（指標(biāo)點）和課程改革目標(biāo)的映射關(guān)系，遵循“反向設(shè)計、正向?qū)嵤钡乃悸穂4]，通過設(shè)計好的教學(xué)改革模式，保證學(xué)生能力的達(dá)成。立足新工科人才國際競爭力能力提升的這一目標(biāo)，需要不斷強化學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生更全面地了解該領(lǐng)域的國際最新前沿?zé)狳c、研究動態(tài)，提高國際視野，充分激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，勢必要對理工科的專業(yè)教學(xué)進(jìn)行精準(zhǔn)性的改革，探索出更有效的教學(xué)模式。

《放射物理與輻射防護》是醫(yī)學(xué)物理學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)等相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其涉及面廣、發(fā)展速度快、前沿動態(tài)更新頻繁，開展雙語教學(xué)有極強的必要性，目前國內(nèi)僅有南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院等開設(shè)這一課程的雙語工作[5]，而大部分高校理工類專業(yè)的本科雙語教學(xué)還處于起步和建設(shè)階段[6-7]，且本課程兼具理論龐雜、實踐應(yīng)用廣、學(xué)科交叉等特點，教與學(xué)均存在一定的困難。

本文以長治醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系開設(shè)的《放射物理與輻射防護》本科雙語教學(xué)為實踐對象，針對前期教學(xué)中存在的問題，借助雨課堂[8]最便利的混合式互動平臺，基于OBE理念，反向探討并設(shè)計了雙語課程的教學(xué)內(nèi)容、方法、考核評價等，試圖實現(xiàn)教學(xué)過程從“以老師為中心”到“以學(xué)生為中心”，“以理論課堂為中心”到“以實踐能力為中心”，“以知識傳授為中心”到“以互動為中心”的一系列轉(zhuǎn)變，達(dá)到提升學(xué)生能力的目標(biāo)。

一、《放射物理與輻射防護》雙語課程的開設(shè)現(xiàn)狀

長治醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)物理方向2017年開設(shè)本課程的雙語教學(xué)，中英文穿插式授課，保證基礎(chǔ)知識傳授的同時，培養(yǎng)了學(xué)生獲取研究領(lǐng)域最新、最熱門知識的能力，形成了一定的英語思維，為撰寫科研論文奠定了基礎(chǔ)，但存在一些問題：1. 基礎(chǔ)知識薄弱，教學(xué)過程以教師為中心，以學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主;2. 英文思維不足，教學(xué)過程以知識傳授為中心，互動環(huán)節(jié)效果不佳;3. 專業(yè)實訓(xùn)室有限，教學(xué)過程以理論課堂為中心，理論聯(lián)系實際環(huán)節(jié)單一。

二、 《放射物理與輻射防護》雙語教學(xué)的設(shè)計與實踐

基于OBE理念，以學(xué)生為中心，從所需達(dá)到的成果目標(biāo)出發(fā)，這里具體為“新工科人才的國際競爭力”，將指標(biāo)點按照新工科人才培養(yǎng)的要求[9]分為三個層次或四個層次，共12個具體指標(biāo)點，即二級指標(biāo)，見圖1。二級指標(biāo)中的“能力”，也可分為個人能力和工程系統(tǒng)能力，素養(yǎng)也可是素質(zhì)或價值觀或人際團隊協(xié)作;然后，將成果目標(biāo)映射成課程目標(biāo)并指導(dǎo)課程設(shè)計，結(jié)合前期存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境、考核評價進(jìn)行了改革，最后完成目標(biāo)達(dá)成度評價。其中，教學(xué)內(nèi)容的改革包括英文教材、教學(xué)資源、課堂實踐，教學(xué)方法以互動改革為主，分課前、課中、課后，教學(xué)環(huán)境的改革中引入雨課堂。

（一）建立以全面激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)點的精準(zhǔn)有效的教學(xué)資源

1. 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，深淺結(jié)合，重視理工素養(yǎng)

本課程目前選用的是人民衛(wèi)生出版社的《放射物理與輻射防護》和英文原版《Physics of Radiology， Fourth Edition》[10]作為授課教材，其內(nèi)容廣，知識點全，但部分內(nèi)容深入不足。需在教學(xué)內(nèi)容上做好精選、補充、側(cè)重和取舍。一方面認(rèn)真梳理專業(yè)知識結(jié)構(gòu)體系，對目標(biāo)知識點的物理背景、來龍去脈、作用和意義等深挖、補充并反復(fù)講解，講透講懂，弱化并必要時省略掉詳細(xì)的公式推導(dǎo)，減少學(xué)習(xí)過程中的障礙，做到深淺結(jié)合，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;另一方面注重理工素養(yǎng)能力的培養(yǎng)，加強學(xué)生對于復(fù)雜問題的精準(zhǔn)把控，圍繞目標(biāo)知識點，培養(yǎng)學(xué)生在實際醫(yī)學(xué)問題中采用邏輯分析、抽象思維和形象思維結(jié)合的物理原理和研究方法，對目標(biāo)知識點需要補充或展開更多的物理知識。

2. 設(shè)計豐富的教學(xué)資源，自主選擇，重視獨立思維

雙語教學(xué)的授課過程為英語教學(xué)環(huán)境，需要設(shè)計并準(zhǔn)備豐富的英文教學(xué)資源，包括ppt課件、原版英文教材、輔助英文材料、公共視頻或公開課（Coursera，大型公開在線課程項目，由美國斯坦福大學(xué)兩名計算機科學(xué)教授創(chuàng)辦）以及權(quán)威期刊（如Nature或Science）上選摘出的與課程關(guān)系緊密的最新研究進(jìn)展等。其中，教學(xué)輔助英文材料除了是非教材外原著摘錄或節(jié)選等，鼓勵教師、學(xué)生團隊自錄視頻，如何查找文獻(xiàn)資料、如何有效的利用數(shù)據(jù)庫、如何利用文獻(xiàn)管理軟件Endnote、科技論文寫作的特點和注意事項、專業(yè)軟件的使用說明等。

圍繞一個授課主題，明確具體化或階段化的培養(yǎng)目標(biāo)，選擇、設(shè)計、共享3-5種或更多的解決同一教學(xué)內(nèi)容的英文教學(xué)資源，其學(xué)習(xí)方式以學(xué)生為中心，自主選擇。在每次授課中，教師可以選用一種自己精心準(zhǔn)備的內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生可以課前、課后自主選擇其他的但自我評價為最精準(zhǔn)的教學(xué)資源自學(xué)，參與課后評價、討論與互動小結(jié);或者參與課前投票，教師參照投票結(jié)果選擇一種相關(guān)教學(xué)內(nèi)容講解;或者完全由學(xué)生自學(xué)，課上介紹各種資源的優(yōu)缺點，全面激發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，在一定程度上降低了教學(xué)難度，同時培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的能力。

3. 利用各種教學(xué)優(yōu)勢，降低難度，重視課堂實踐

本課程雙語教學(xué)中，學(xué)生最大的困難不是對一般性英語對話的理解，在于大量復(fù)雜的專業(yè)詞匯，包括知識點詞匯和圍繞知識點深入分析帶來的生僻的物理專業(yè)詞匯，利用多媒體、學(xué)習(xí)軟件等各種教學(xué)優(yōu)勢，包括圖片、科普視頻、計算機仿真軟件、3D動畫類、圖表（流程圖、示意圖）等，一方面可以減小專業(yè)詞匯過多對學(xué)生造成的影響，降低學(xué)習(xí)難度;另一方面著重將實踐內(nèi)容以虛擬的形式融合到理論課堂中，加強學(xué)生醫(yī)工結(jié)合、理論結(jié)合實踐的能力。

（二）建立以激發(fā)自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)點的多維度互動教學(xué)模式

采用國際教學(xué)通行的“講學(xué)加互動”形式，配套、穿插和融合多種互動模塊，利用雨課堂平臺逐步建立學(xué)生英語思維習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生在獲取知識過程中所具有的整體性、邏輯性、主動性特點，真正激發(fā)出學(xué)生“主動學(xué)習(xí)”的潛能。

1. 課前：進(jìn)行團隊協(xié)作式預(yù)習(xí)

利用雨課堂，讓學(xué)生自由選擇團隊（分組），4-5組，每組4-5人，團隊可以階段性重新分配，也可以固定不變。圍繞教師發(fā)布的預(yù)習(xí)任務(wù)，包括預(yù)習(xí)要求、前期知識基礎(chǔ)、本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容等，進(jìn)行團隊協(xié)作預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)結(jié)束，要求團隊在本次課開始前制作完成并上傳一項預(yù)習(xí)記錄，形式不限，內(nèi)容不限，時間5分鐘，必須有英文表達(dá)和團隊設(shè)計的任務(wù)分配（貢獻(xiàn)值）。一方面讓學(xué)生“階梯+互助”式提前補充基礎(chǔ)知識，進(jìn)行新知識熟悉，提高預(yù)習(xí)效率，改善授課過程的效果;另一方面培養(yǎng)學(xué)生的英文思維和團隊協(xié)作的能力素養(yǎng)，最終個人預(yù)習(xí)考核由團隊預(yù)習(xí)成果和隊內(nèi)互評貢獻(xiàn)兩部分構(gòu)成。

2. 課中：引入階段式的、多樣化的課堂互動模式

除雨課堂的基本互動功能外，本課程在教學(xué)過程中引入階段式的、多樣化的互動模式，其中，階段式是指教學(xué)過程中的互動主題和方式從“提前準(zhǔn)備+固定互動”逐步過渡到“隨機互動”，讓學(xué)生從準(zhǔn)備式的英文環(huán)境中慢慢培養(yǎng)英文思維和習(xí)慣。多樣化的互動模式包括分組討論，組間辯論，Paper discussion（比如，結(jié)合課程內(nèi)容，在Nature或Science期刊中選取一篇文章片段精讀）和seminar專題匯報（鼓勵學(xué)生選擇與課程相關(guān)且感興趣的知識點，通過課下收集文獻(xiàn)資料、撰寫綜述、現(xiàn)場演示、回答疑問），平行類比舉例等。這樣的互動過程讓學(xué)生自主性得到了最大的發(fā)揮，得以觸類旁通，加深對授課內(nèi)容的理解，英語思維得到了較大的鍛煉。

3. 課后：拓寬課后實踐，延伸互動不斷線

利用網(wǎng)絡(luò)資源以及圖書館資料等，搜集大量與所學(xué)內(nèi)容相關(guān)的課后實踐，包括醫(yī)工結(jié)合的實踐思考題，課后練習(xí)題，歷年物理師考試真題等，方便學(xué)生掌握課本知識，鼓勵學(xué)生從實際需求中增加理論學(xué)習(xí)的動力。

每章節(jié)內(nèi)容結(jié)束之后會有一個課程總結(jié)反思，以此提高學(xué)生在“輸出”層面的書面表達(dá)能力，也是對專業(yè)詞匯記憶的鞏固。總結(jié)主題類型包括對本節(jié)內(nèi)容ppt的梳理、注解和濃縮，本節(jié)內(nèi)容難點和重點的不同理解與描述，本節(jié)授課中存在的疑難、問題、改進(jìn)，同類課程或內(nèi)容的資料推薦與說明等。團隊依次輪流選擇一個類型的總結(jié)，既保證每章節(jié)都有多主題的總結(jié)，又保證每組都可以完成不同類型的總結(jié)。教師除了點評、自我總結(jié)外，還要與學(xué)生進(jìn)行良好的互動（以直接交流、問卷調(diào)查等形式），全面了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題，同時照顧到坐在后排、互動性較少或聽力較為困難的同學(xué)的需求，根據(jù)反饋及時調(diào)整講課的節(jié)奏。

（三）建立以突出實踐能力為目標(biāo)點的綜合化評價體系

根據(jù)圖1，考核評價主要依據(jù)工程實踐應(yīng)用能力和科技英語應(yīng)用能力來建立，必須相應(yīng)的體現(xiàn)出每位學(xué)生具備的各種實踐能力，即工程實踐、口語表達(dá)、英文書寫、分析問題、獨立思考能力等，因此，本課程雙語教學(xué)采用綜合化的考核方式，由平時考核和期末卷面成績兩部分構(gòu)成，具體見圖2。一方面，課程考核中要突出平時考核的比例（占到總分的50%），包括預(yù)習(xí)，互動，課后測驗、其他等，是考核學(xué)生綜合能力的主要形式;另一方面，期末試卷為全英文考核（占到總分50%），題型包括：名詞解釋、填空、選擇、判斷、簡答題和應(yīng)用題，其中，提高主觀簡單題的分值比例，融入醫(yī)工結(jié)合的實踐應(yīng)用題。從考核英文思維能力的角度來說，平時考核突出口語表達(dá)能力，筆試考試進(jìn)一步考核學(xué)生英文書面表達(dá)的能力。

圖2中，每位成員對提交的預(yù)習(xí)報告、章節(jié)書面小結(jié)等涉及團隊協(xié)作的成績，為評價公平，采取組內(nèi)成員間互評結(jié)果和教師評定團隊結(jié)果相結(jié)合的方法，比例可根據(jù)具體內(nèi)容決定，如設(shè)計1：1，小組成員的成績等于成員間互評成績與團隊成績相加取平均。小組內(nèi)成員間互評要考慮各成員對團隊成果的參與度、貢獻(xiàn)程度等，各組員的成績要有區(qū)分。

更為重要的是，所有平時考核都按照優(yōu)、良、中、及格、不及格來評定，均以項目式考核的方式進(jìn)行，與課程目標(biāo)點關(guān)系如表1所示。

表1為項目考核與課程目標(biāo)的關(guān)系，里面將每一個項目考核的占比，考核內(nèi)容，考核依據(jù)指標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化。其中考核依據(jù)指標(biāo)為本課程的細(xì)化目標(biāo)點。以平時考核中的“預(yù)習(xí)”考核為例，將此考核作為一個項目進(jìn)行考評，項目設(shè)計指能夠完成預(yù)習(xí)要求進(jìn)行的預(yù)習(xí)設(shè)計，包括預(yù)習(xí)知識點的選擇，完整性，團隊分工，知識概念分解等，選擇了5個考評指標(biāo)進(jìn)行打分。完全符合，即是優(yōu)等級，在表1中進(jìn)行了說明，其他等級不再詳細(xì)列出;由于預(yù)習(xí)作為一個項目，沒有項目外觀功能的展示，這一項可以去掉，項目性能反映在工作量的大小上，即在做預(yù)習(xí)設(shè)計時，選用的英文原著，網(wǎng)絡(luò)資源或者其他，根據(jù)工作量飽滿和難易程度來考核。

三、課程改革目標(biāo)達(dá)成度分析

本課程屬于新工科專業(yè)課程的改革，改革的設(shè)計基于OBE理論，改革目標(biāo)的達(dá)成度分析基于新工科工程教育認(rèn)證達(dá)成度評價的理論[11]，即畢業(yè)需求中某一門課程的目標(biāo)達(dá)成度由課程成績直接評價、間接問卷調(diào)查表評價和專業(yè)認(rèn)證評價三部分組成。這里考慮單一課程的評價，將專業(yè)認(rèn)證評價部分去掉。

（一）直接評價

直接評價以學(xué)生課程的考核材料作為評價依據(jù)，采用課程考核成績分析法[12]，具體評價方法為：對于課程支持一個畢業(yè)指標(biāo)點，達(dá)成度評價值=權(quán)重系數(shù)×（課程支持指標(biāo)點的平均分÷課程支持指標(biāo)點的總分）。對于課程支持多個指標(biāo)點，課程對應(yīng)相應(yīng)指標(biāo)點進(jìn)行劃分，達(dá)成度評價值=權(quán)重系數(shù)×（指標(biāo)點平均分÷指標(biāo)點滿分值）×（總評平均分÷試卷平均分）。這里本課程作為單一達(dá)成指標(biāo)點，即提升國際競爭力能力，其指標(biāo)點平均分為總評評價分，指標(biāo)點滿分值為100。

《放射物理與輻射防護》的雙語教學(xué)在國內(nèi)醫(yī)學(xué)或工科高校教學(xué)實踐中不多[7]，選取長治醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)物理方向2016級的班級作為考核評價材料組，其成績基本數(shù)據(jù)如表2。按照評價值=權(quán)重系數(shù)×（指標(biāo)點平均分÷指標(biāo)點滿分值）的公式計算，評價值為0.34，其中權(quán)重系數(shù)為0.45。

（二）間接評價

間接評價主要以問卷調(diào)查為考評手段，依據(jù)課程目標(biāo)，設(shè)計相關(guān)的調(diào)查項目，每個項目的得分量化為5個等級，用5分制評分。根據(jù)多張調(diào)查表，統(tǒng)計平均得分或得分分布情況，得出達(dá)成評價結(jié)論。這里分三類人群進(jìn)行調(diào)查表評分，2016級在校生，2015級畢業(yè)生，校內(nèi)外相關(guān)專家、教師，實習(xí)單位，學(xué)生對各指標(biāo)點的認(rèn)同度權(quán)重系數(shù)均為0.15，用人單位對各指標(biāo)點的認(rèn)同度、滿意度權(quán)重系數(shù)為0.4，專家對各指標(biāo)點的認(rèn)同度、滿意度權(quán)重系數(shù)為0.3。采用網(wǎng)絡(luò)問卷星進(jìn)行調(diào)查，對返回的有效問卷調(diào)查表進(jìn)行統(tǒng)計，得到相應(yīng)指標(biāo)點的平均分，再根據(jù)權(quán)重系數(shù)得出相應(yīng)指標(biāo)點的得分，公式為：評價值=（M1×K1+M2×K2+M3×K3+M4×K4+M5×K5+M6×K6） 其中，M1，M2，M3，M4，M5，M6為指標(biāo)點平均分折算值，K1，K2，K3，K4，K5，K6為權(quán)重系數(shù)。

若直接評價和間接評價指標(biāo)點的綜合達(dá)成度評價值大于0.7，則認(rèn)為該項指標(biāo)點達(dá)成。本課程最終得出的指標(biāo)評價值為0.83，課程改革目標(biāo)達(dá)成度基本合格。

四、結(jié)束語

本文基于“OBE+雨課堂”，對《放射物理和輻射防護》雙語教學(xué)進(jìn)行了探討，針對前期課堂出現(xiàn)的問題，逐一進(jìn)行了改革，建立了以學(xué)生為中心，以互動為中心，以實踐能力為中心的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系，培養(yǎng)了學(xué)生的英文思維、邏輯和科學(xué)創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)，也為新的教學(xué)方式積累了經(jīng)驗，具有一定的創(chuàng)新意義和實踐性。

由于本課程的改革主要實踐對象為本校學(xué)生，在實施過程中還存在很多尚未出現(xiàn)的問題，需要后期反復(fù)實踐，補充對教學(xué)效果的評價。

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