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        生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論中開放性問題教學(xué)方法研究

        2022-06-02 07:05:16楊益民艾海明
        科教導(dǎo)刊 2022年10期
        關(guān)鍵詞:開放性評價設(shè)計

        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。

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