張 松，楊益民，艾海明

（1.北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，北京 100124；2.北京開放大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 1000081）

引言

生物醫(yī)學(xué)工程是綜合數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、電子信息、材料和工程理論方法，研究生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、行為科學(xué)以及人類健康的交叉性學(xué)科[1]。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)在國家戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展中具有顯著的影響地位，是醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的核心保障和推動力量，也是國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的重要支柱[2,3]。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的核心課程，該課程在專業(yè)人才培養(yǎng)和教學(xué)體系構(gòu)建中發(fā)揮重要作用，課程設(shè)計與教學(xué)輔導(dǎo)質(zhì)量更是直接關(guān)系本專業(yè)教學(xué)計劃的整體推進和學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)[4]。

生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)論在實際教學(xué)過程中主要存在兩大難題[5]：（1）課程理論性太強，學(xué)生理解過于抽象，個別重難點知識很難理解透徹；（2）教師并不能及時準確地評價每個學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，很難做到個性化教學(xué)指導(dǎo)，不能有效地采取相應(yīng)措施提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。近年來，開放性問題教學(xué)方法已成為我國教學(xué)改革研究熱點，它一方面要從理論上反思、探討教法，另一方面要從實踐摸索，助力學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)[6-8]。本文基于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論教學(xué)難題，提出了該課程開放性問題教學(xué)方法中相關(guān)研究要點。

1 開放性問題內(nèi)涵界定

開放性問題通常被視為與封閉性問題相反的問題。封閉式問題可能是一個知識問題，它要求基本的、有限的、事實性信息，有一個正確的答案，并包含在提交給被告的備選方案列表中。它也可能指沒有正確答案的態(tài)度問題。開放式問題應(yīng)能捕捉到封閉式問題所不能捕捉的信息，開放式問題答案應(yīng)該屬于陳述性描述。因此，開放性問題可指結(jié)構(gòu)不嚴謹?shù)膯栴}，沒有唯一正確答案或簡單解釋[9]。

現(xiàn)代課程教學(xué)要求培養(yǎng)學(xué)生解決問題的技能和學(xué)習(xí)小組協(xié)作談判技能，開放性問題教學(xué)方法為這兩種技能創(chuàng)造了最好的條件，但這也要求教師放棄對學(xué)生學(xué)習(xí)活動某種程度的控制。開放性問題教學(xué)給學(xué)生提供了實現(xiàn)其學(xué)習(xí)意圖的機會，而不僅僅只是教師的教學(xué)意圖，在很大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與度，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維以及實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。

2 開放性問題設(shè)計原則

2.1 問題設(shè)計符合學(xué)生專業(yè)水平

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論教學(xué)設(shè)計應(yīng)以學(xué)生專業(yè)水平為起點，開放性問題設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位，無論是開放性問題邏輯結(jié)構(gòu)、內(nèi)容新穎程度，還是問題解答的難易程度均應(yīng)符合學(xué)生的專業(yè)水平和專業(yè)認知度。教師要把控開放性問題設(shè)計時的難易度和命題范圍廣度，不能脫離學(xué)生的專業(yè)水平和專業(yè)背景，無限制地放大開放性問題的解答范圍和廣度。課堂教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生討論分析開放性問題時，也不應(yīng)讓學(xué)生毫無目的無限制地聯(lián)想展開，教師應(yīng)做好問題思考引導(dǎo)工作，掌握好問題解答的節(jié)奏，從而更好地實現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標。

2.2 問題設(shè)計區(qū)分出“開放性”與“隨意性”

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論中開放性問題的表述方式使其具有一些甚至許多的正確答案結(jié)果，并可通過多種途徑進行的解答。當(dāng)向?qū)W生提供開放性問題時，對于專業(yè)能力低的學(xué)生應(yīng)該也可以給出答案。此外，開放性問題也要求學(xué)生通過推理來解釋他們的思維模式，這可以成為教師觀察學(xué)生能力的信息來源之一。但提出開放性問題時應(yīng)防止無意義和枯燥的學(xué)習(xí)，需要考慮的一個重要因素是問題本身的內(nèi)容，即提出的問題應(yīng)與學(xué)生文化基礎(chǔ)相適應(yīng)，問題內(nèi)容應(yīng)突出“開放性”而不是“隨意性”，從而保證開放性問題教學(xué)能夠吸引學(xué)生積極參與。

2.3 問題設(shè)計立足于“問題解決”為中心

問題解決是眾多醫(yī)療器械領(lǐng)域企業(yè)人才招聘所需要的核心技能。大量調(diào)研報告指出，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)畢業(yè)生進入職場時缺乏必要的問題解決技能。成功的問題解決者能夠很好地掌握解決問題所需的知識，構(gòu)建適當(dāng)?shù)谋硎拘问剑褂眠B接問題元素的邏輯策略，并評估其解決方案。教師要求學(xué)生解決開放性問題的目的是培養(yǎng)他們解決問題的技能，使其超出在本課程所遇到的知識點或概念問題范圍。有效的開放性問題解決應(yīng)側(cè)重于學(xué)生解答多次修改迭代，激發(fā)和鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性思維進行協(xié)作分工，教師可通過提供結(jié)構(gòu)化知識框架作為腳手架，從而為學(xué)生合作問題解決行為創(chuàng)造有利條件。

3 開放性問題設(shè)計策略

3.1 問題結(jié)構(gòu)特征分析

開放性問題設(shè)計應(yīng)注重問題結(jié)構(gòu)特征分析，通常，良好的問題結(jié)構(gòu)特征應(yīng)包括三個要素，即問題結(jié)構(gòu)、問題情境和認知沖突。問題結(jié)構(gòu)是指形成問題要素之間穩(wěn)定的相互關(guān)系，問題要素包含主觀性要素和客觀性要素。主觀性要素是學(xué)生對于問題的主觀能動性認識，表現(xiàn)在對問題已知和未知的理解把握上，可細分為已知要素和未知要素?？陀^性要素是指問題的方向和解答域，或者說問題具有明確的目的性。問題的“開放性”依賴于新穎的情境，并通過問題解決的實現(xiàn)，才能夠?qū)崿F(xiàn)其開放性潛能。教師在設(shè)計問題情境時，應(yīng)能引起學(xué)生認知層次不平衡甚至沖突，從而激發(fā)學(xué)生求知欲望，促使他們積極思考問題。

3.2 問題設(shè)計方法

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論在開放性問題設(shè)計時，教師可采取下列三種方法進行編制：（1）逆向分析設(shè)計，由問題結(jié)論推導(dǎo)出問題解答的條件，將封閉性問題轉(zhuǎn)化為開放性問題，如“生物材料區(qū)別其他材料的顯著特征是什么？”（2）弱化或隱藏部分條件，開放性問題就需要分類討論其成立的前提條件，便構(gòu)建出由結(jié)論反演推理條件的開放性問題，如“PET系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)進行多種校正，請列舉兩種以上校正方法，并分析該校正方法的原理過程？”（3）關(guān)聯(lián)性問題整合設(shè)計，可在某情境下，在原問題基礎(chǔ)上與其他問題進行合理、適當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)整合，從而形成開放性問題，并通過醫(yī)學(xué)工程情境或模型展開討論，可有效提升課堂教學(xué)效果，如“請簡述PET成像原理和過程，在這個過程中，如何從獲得的信號中去除散射事件和隨機事件”。

3.3 問題題型設(shè)計

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論中開放性問題可被設(shè)計為發(fā)散思維類問題和評價思維類問題兩大類，見表1所示。

表1 開放性問題題型設(shè)計

4 開放性問題教學(xué)與評價

4.1 問題教學(xué)引導(dǎo)

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論教學(xué)過程中，部分學(xué)生在選擇某個情境問題時往往不知如何下手，教師可從三個維度進行展開引導(dǎo)，即基本問題、單元問題和內(nèi)容問題?；締栴}側(cè)重于思考生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科本質(zhì)問題，單元問題側(cè)重于問題預(yù)設(shè)的情境進行思考，內(nèi)容問題側(cè)重于必要的事實性知識，是學(xué)生能力培養(yǎng)的知識積累前提?；締栴}與單元是“上位”與“下位”關(guān)系，或可理解為“抽象”與“具體”的關(guān)系，“整體”與“部分”的關(guān)系等；而內(nèi)容問題又為單元問題和基本問題提供了知識支撐。在開放性問題教學(xué)方法中，教師應(yīng)正確引導(dǎo)學(xué)生理解開放性問題三個維度的內(nèi)涵與外延，從而幫助學(xué)生完成開放性問題思考解答。

4.2 問題教學(xué)評價

課程教學(xué)評價可包含三個要素即評價對象（如學(xué)習(xí)者、學(xué)生等）、評價指標體系、評判者（如課程主講教師、課程輔導(dǎo)教師等）見圖1所示。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論評價指標體系可包含內(nèi)容評價、準確度、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。內(nèi)容評價要考慮開放性問題解答符合探究主題、定性定量分析結(jié)果合理以及高質(zhì)量論述過程；準確度評價要考慮信息正確、完整、有用和有意義；協(xié)作能力評價要考慮同學(xué)間互相尊重、組內(nèi)成員交流協(xié)作好；創(chuàng)新能力評價要考慮開放性問題整體解答具有個人獨到見解。開放性問題教學(xué)評價也應(yīng)避免過于注重評價結(jié)果而忽略評價過程，以及利用動態(tài)評價結(jié)果代替一次性靜態(tài)評價。

圖1 教學(xué)評價三要素相互關(guān)系

5 結(jié)語

開放性問題具有內(nèi)容新穎、問題形式多樣生動、解題思維發(fā)散等特點。開放性問題教學(xué)方法可引領(lǐng)學(xué)生快速消化課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。采用這種教學(xué)方法，可讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，從而積極主動地參與到學(xué)習(xí)活動中來，有利于師生之間的交流互動，并促成了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程之間無縫銜接，幫助學(xué)生理解掌握醫(yī)療器械行業(yè)最新知識結(jié)構(gòu)，使得醫(yī)工專業(yè)教學(xué)真正成為一個不斷創(chuàng)新的有機整體，特別對于貼近醫(yī)工職業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要的探討價值。