邰玉蕾,賴文華,金大智,何思穎,楊珺*

1杭州醫(yī)學院檢驗醫(yī)學院 (杭州 310063);2浙江省生物標志物與體外診斷轉(zhuǎn)化重點實驗室 (杭州 310063);3溫州大學教師教育學院 (溫州 325000)

為了滿足民眾多層次健康的需求、適應新一代科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的快速變革的“健康中國2030”藍圖[1],醫(yī)學教育堅持“學生中心、結(jié)果導向、持續(xù)改進”的“新醫(yī)科”教育改革。目前,隨著信息化技術在高等教育領域應用的逐漸深化,未來的醫(yī)學高等教育需要創(chuàng)建新型的學習組織形式,搭建智慧的學習場景,構(gòu)建服務學生自主學習的“未來學習中心”[2],培養(yǎng)學生深層學習和終身學習的能力。同時,在大思政背景下,醫(yī)學高等教育需要構(gòu)建科學合理的課程思政教學體系,要堅持以學生為中心,不斷提升學生的課程學習體驗、學習效果并結(jié)合專業(yè)特點設立不同的課程思政目標[3]。

無機化學課程是面向大藥學專業(yè)第一學期開設的專業(yè)基礎課,理論課48學時,實驗課16學時,學生人數(shù)在300人以上。目前該課程主要采用以“教材為中心、教師為中心、教室為中心”的“傳統(tǒng)三中心”教學模式[5],學習組織形式不夠多樣,教學活動不夠豐富,教學內(nèi)容同質(zhì)化,與專業(yè)結(jié)合不夠緊密,課程思政浮于表面[6],不利于滿足深層學習、終身學習及隱性課程思政的高等教育新要求,課程實施效果不能較好地匹配專業(yè)認證的需求,難以有效地培養(yǎng)符合國家新戰(zhàn)略需求的新型人才。

筆者從課程整體設計出發(fā),堅持“以學生為中心”理念,以藥學類專業(yè)基礎課無機化學為試點進行課程改革探索。基于美國著名課程設計師L.Dee.Fink[7]提出的整合性課程設計模型(ICD),將深層學習能力培養(yǎng)與認知、情感和態(tài)度等三維發(fā)展目標的培養(yǎng)進行整合,從情景因素、學習目標、教學活動、學習活動以及反饋與評估等幾方面對無機化學課程進行了整體課程設計,采用有效教學模型(BOPPPS)進行單元教學設計,通過決策導向評價模型(CIPP)分析該方法對促進深層學習、終身學習和隱性思政等有效性,以期為同類型課程的教學改革提供思路。

1 整合性課程設計模型(ICD)

課程設計專家L.Dee.Fink[7]在設計整合性課程設計模型(ICD)時指出,所有的教授都喜歡學生在課堂前能進行預習,學習動機能被激發(fā),以達到高質(zhì)量學習的目的。這不僅僅是為了后續(xù)課程的學習,更是為了未來個人能盡快地融入社會,在職業(yè)生涯中游刃有余,是一種終身學習能力經(jīng)驗的培養(yǎng)。為了促進這種深層學習,L.Dee.Fink提出了設計整合性課程設計模型(ICD)。ICD模型的基本想法不僅僅是將課程設計為一系列主題,還給學生提供每個主題的豐富信息并進行整合。以學習作為教學設計的中心,通過課程設計使得學生能進行有意義的學習(Significant Learning),該模型包含六個維度的學習：基礎知識(Foundational Knowledge)、應用技能(Application)、整合能力(Integration)、人文知識(Human dimension)、關心(Caring)、學習如何學習(Learning how to learn)。且上述六種學習活動是相互影響相互促進的[8]。該模型與布魯姆認知分層模型的不同之處在于,六個學習目標整合在一起進行課程設計,這對促進學生的“Significant Learning”將非常有幫助[9]。此外,值得注意的是模型中的人文認知目標與關心的課程目標與課程思政的需求相符,而基礎知識、應用技能、整合能力以及如何學習的課程目標又與深層學習和終身學習的目標一致[9]。因此,教學團隊選用ICD模型對無機化學進行課程設計,以促進有意義的學習。

2 基于ICD模型的無機化學課程設計與實踐

本研究采用ICD模型,按分析情景因素、確定學習目標、設計反饋和評估、選擇教與學活動四步進行課程設計[7],最后筆者進行檢查以確保四個組成部分精準設計并互相支持,然后將它們系統(tǒng)性整合為一個課程設計。

2.1 基于ICD模型的無機化學課程設計

教學團隊首先從課程的痛點和難點、學生已有知識和經(jīng)驗、學生對課程的期望、學校專業(yè)培養(yǎng)方案中對課程的期望以及與其他課程體系的關系、本行業(yè)和社會的需求等方面分析情景因素,再結(jié)合學校辦學特色和地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、服務于專業(yè)培養(yǎng)目標的課程知識體系、國家一流專業(yè)建設要求、學生已有知識和經(jīng)驗、學生個人期望和未來職業(yè)規(guī)劃及醫(yī)學類專業(yè)課程思政要求,確定學習目標。設計教育性的反饋與評估,主要包括多元的過程性考核、學生的自我評估和前瞻性評估,教學團隊設定清晰的課程評價標準并告知學生,設計高頻的、及時的、有鑒別的反饋,以便讓教學活動更有針對性和成效。再根據(jù)學習目標、情景因素以及反饋和評估設計豐富有效的教學形式和活動促進學生進行深層學習。最后,教學團隊通過真實課堂教學情況,將上述四個部分進行整合以實施“有意義的學習”。在整個課程實施過程中,信息技術起到了非常大的作用。教學團隊采用了線上-線下混合式教學、智慧學習等多樣化教學活動,構(gòu)建高效的數(shù)字化教學組織、實施、分析和評價的智慧教學生態(tài)。在“雨課堂、釘釘、問卷星”信息化技術輔助下實現(xiàn)教學全過程的評價、分析、調(diào)查、跟蹤和管理等智慧教學評價體系以及全場景式課程答疑。

2.1.1 分析情景因素

目前無機化學教學多為同質(zhì)化教學,未能針對不同專業(yè)背景和知識背景的學生進行課程設計,課程學習目標和教學內(nèi)容未能與專業(yè)、行業(yè)、社會緊密貼合,暫未能與科技前沿發(fā)展同步,沒有體現(xiàn)課程的高階性;過程性考核、形成性反饋和評估不夠多元化,不利于體現(xiàn)挑戰(zhàn)度,也不宜于教師掌握學生學習的動態(tài)以便及時作出調(diào)整;課堂教學的信息化程度較弱,學生參與度較低,師生無法良性互動,這些都不利于學生深層學習,不利于培養(yǎng)學生終身學習的能力。課程思政浮于表面,存在“兩張皮”現(xiàn)象,不利于實施隱性思政教學。

課前學生訪談表明學生中有37%未參加化學選考,且極少部分學生在高中做過實驗,大多數(shù)學生缺乏實驗操作經(jīng)驗。

在第一節(jié)授課結(jié)束后,教師通過問卷星匿名答卷的方式進行了調(diào)查。結(jié)果顯示,29%的學生希望能掌握基本的化學知識,59%的學生希望通過課程的學習提升自身分析問題的能力、思維能力、動手實踐能力和個人綜合能力等,為后續(xù)課程的學習打好基礎,從而有利于未來職業(yè)的發(fā)展;91%的學生希望教師的授課方法能具有較高活躍度和互動性,能將專業(yè)知識進行通俗性講授,同時希望加大課程難度,并加入拓展性的高階知識內(nèi)容,但也有9%的學生未對此發(fā)表看法。

問卷調(diào)查表明學生一致認可雨課堂混合教學授課形式,認為互動性好,有益于課后復習。92.5%的學生認識到無機化學課程與后續(xù)專業(yè)課程的緊密聯(lián)系。11%的學生認為課后拓展題稍微拓展了專業(yè)知識,7.5%的學生認為未拓展,81.5%的學生一致認為課后拓展題有利于拓展自己的專業(yè)知識。學生具有積極主動學習的潛在內(nèi)驅(qū)力,高階性課程內(nèi)容有利于激發(fā)學生進行有意義的學習。

由上可見,學生已有知識掌握的層次是多樣性的,已有學習經(jīng)驗使得他們樂于接受多樣化的混合教學模式,學生對課程知識的需求是多維度的,既有提升自身個人能力的意識,也有對未來職業(yè)發(fā)展的想法。因此學習目標和課程內(nèi)容的設計需要貼合專業(yè),讓學生建立該課程與后續(xù)知識發(fā)展和未來職業(yè)發(fā)展的聯(lián)系。

藥學專業(yè)為國家一流專業(yè),培養(yǎng)目標中的知識目標中明確提出培養(yǎng)學生掌握必需的化學基礎理論知識,即能闡述并歸納四大化學平衡的特點并能對其加以運用;培養(yǎng)學生具有較強的自學能力和一定的創(chuàng)新能力,具有團隊協(xié)作精神和良好的溝通能力;培養(yǎng)學生的專業(yè)使命感和專業(yè)責任感,增強學生醫(yī)德教育,樹立科技報國信念。

藥學專業(yè)主要培養(yǎng)能夠在藥物研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗、流通、使用和管理領域工作的人才,而無機化學所涵蓋的基礎知識是實現(xiàn)這一目標的最初基石。

從藥學專業(yè)培養(yǎng)方案的課程體系中可以看出,無機化學既能為后續(xù)的三大基礎化學(有機化學、分析化學、物理化學)提供必備的理論基礎知識,進而構(gòu)建四大化學的堅實化學知識體系,又能夠為后續(xù)許多專業(yè)課程,諸如生物化學、藥物化學、藥物分析等課程的學習提供重要的支撐。

2.1.2 確定學習目標

學習目標的設計主要是結(jié)合專業(yè)背景、專業(yè)后續(xù)知識體系需求建立專門的學習目標、關注多層次學生的多樣化需求設計個性化學習目標,以促進學生積極學習和有效學習,圍繞著低階目標中的基礎知識,高階目標中的綜合運用知識,教師在教學組織實施的過程中為兩種目標搭建橋梁,讓學習目標匹配學生期望、專業(yè)要求、行業(yè)需求、國家發(fā)展,為終身學習能力的培養(yǎng)提供鍛煉。

課程思政學習目標的設計主要是采用生動的真實的案例進行醫(yī)學倫理價值傳送,合理融入與基礎知識發(fā)展密切相關的科學家的科學研究經(jīng)歷,將科學探索精神和令人推崇和尊敬的科學倫理融入課程教學,構(gòu)建“1+N”的課程思政模型。“1”即圍繞專業(yè)知識的理論基礎和實際應用?！癗”即圍繞國家“大健康”的超級工程,聚焦醫(yī)學、醫(yī)藥、衛(wèi)生領域?qū)I(yè)學科前沿,培養(yǎng)學生探索求是的創(chuàng)新精神,引發(fā)學生關注與課程相關的專業(yè)前沿知識,引導學生思考作為“醫(yī)學、醫(yī)藥、衛(wèi)生領域工作者”的理想和追求,建立專業(yè)認同感,建立起課程思政資源庫,做到課程思政學習目標與專業(yè)課程知識能力學習目標同向同行。例如原子結(jié)構(gòu)章節(jié)學習目標的設計：①原子核外電子運動的量子力學模型的學習后,學生能夠從已有記憶中提取相關知識并建立新的知識鏈接;②通過對量子力學模型建立的科學史和能級計算公式發(fā)明人徐光憲院士故事的引入,進行有效的課程思政教育;③四個量子數(shù)描述原子核外電子運動狀態(tài)的原理和方法的學習后,學生能通過四個量子數(shù)推算原子軌道的類型,或判斷原子軌道對應的量子數(shù);④多電子原子核外排布的規(guī)則與方法的學習后,學生能推斷原子核外電子排布式,能歸納排布規(guī)律,能預測未知原子的核外電子排布情況;⑤教師通過對元素周期性規(guī)律的闡述,學生能解釋原子的原子半徑、電離能、電子親和能與電負性的周期性規(guī)律;⑥教師介紹稀土元素在生物醫(yī)藥領域中的前沿應用,使學生能建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)與性能應用的科學思維。

2.1.3 設計反饋與評估

設計多元的過程性考核、學生自我評估、高頻且及時的反饋以及終結(jié)性評估。

多元的過程性考核包括線上章節(jié)性單元測試、課堂考核、線下作業(yè)、實驗考核及綜合性課程作業(yè)等。其中,綜合性課程作業(yè)是與專業(yè)后續(xù)知識和本章知識密切相關的開放性思考題及章節(jié)知識圖譜。實驗考核中除日常實驗單元考核外,還包括實驗安全事故分析小組報告,教師可分析同組學生在整個學期的實驗過程中所出現(xiàn)的實驗安全隱患和小事故,尋找原因,根據(jù)海因里希安全法則進行實驗安全分析。在進行交叉學科知識滲透的同時,讓學生能科學、宏觀、定性定量地看待實驗過程中的安全問題。

設計高頻的章節(jié)學習情況自我評估問卷和章節(jié)性線上-線下測試與作業(yè)、課后利用“雨課堂和釘釘課程群”進行一對一線上答疑和集中答疑給學生提供多種自我評估途徑,告知學生清晰的課程評價標準和每一次教學活動中的學習進展反饋信息。這有利于學生查找自我問題并設立個性化學習目標,提升學習積極性,也可通過教師認真負責的專業(yè)態(tài)度,建立學生對教師所授知識的認同感,有利于教師及時發(fā)現(xiàn)真實教學問題,反向指導教學。

教學團隊根據(jù)上述確立的學習目標,基于1967年由美國著名教育評價家斯塔弗爾比姆提出的可為課程決策及課程的持續(xù)改革提供有用的信息的CIPP評價模型[9],設計了課程的終結(jié)性評價量表[10]。設置背景評價(context)、輸入評價(input)、過程評價(process)及結(jié)果評價(product)四個一級指標,以及針對學生期望匹配度、主動學習促進效果、師生互動效果、課程內(nèi)容滿意度、自主學習能力提升、終身學習能力提升、思維提升、課程思政效果等方面的二級指標[11]。

2.1.4 選擇教與學活動

教與學活動的選擇是ICD課程設計的重要部分,目的是開展有效的學習活動,為此筆者基于BOPPPS模型從三方面設計了教與學活動：課上-課下豐富的學習體驗(Rich learning Experiences)、具有深度和內(nèi)涵的反思和對話(In-Depth Reflective Dialogue)以及構(gòu)建與課程內(nèi)容關鍵信息和知識點相關的(Information and Ideas)資源庫。以“原子結(jié)構(gòu)”部分章節(jié)為例,為了達到有效學習的目的,采用“雨課堂+釘釘”輔助的混合式教學方式,教學活動設計分為課前、課中和課后三部分。課前教師利用線下平臺,發(fā)送與課程內(nèi)容重要知識點相關的學習資源(大連理工大學多電子原子結(jié)構(gòu)的MOOC資源),教學日歷、提供自主預習的途徑。課中采用“以學生為中心”并突出互動式學習和參與式學習的BOPPPS[12-13]教學設計模型[14],在課堂教學過程中,教師通過情景案例導入(Briging-in)引起學生注意,告知學生本節(jié)課學習目標(Object),然后用藥物的電子云密度和藥效的關系為真實案例進行互動式、案例式、研討式和探究式教學(參與式學習),注重融入思政元素(隱性與顯性相結(jié)合),利用雨課堂進行前測、后測、總結(jié)等學習活動,評測學生已有知識和知識遷移構(gòu)建的情況,通過設計拓展與反思性問題,給學生留白,通過雨課堂發(fā)彈幕、發(fā)送思考題或隨機提問等方式讓他們能有時間對自己的學習活動進行反思。課后,教師在雨課堂平臺和釘釘平臺建構(gòu)與課程內(nèi)容密切相關的課程資源庫,如創(chuàng)建包括拓展性課外閱讀資料、自建章節(jié)重點知識點微課、發(fā)布線上單元測試或線下課后作業(yè)、項目作業(yè)等過程性考核內(nèi)容,定時進行線上答疑或答疑直播、撰寫并發(fā)布形成性評價調(diào)查問卷等。

在“雨課堂和釘釘”信息化技術平臺的幫助下,教學團隊構(gòu)建了數(shù)字化教學資源,組織、實施、分析和評價了各類教學活動,智慧化教學生態(tài)環(huán)境為學生主動學習提供了個性化支持,提升學生課上課下的參與度,構(gòu)建教師和學生互為主體的全方位多方式“去中心化”的智慧學習生態(tài)。

2.2 教學實施效果評價

通過對比控制組和實驗組的課程成績和CIPP評價結(jié)果,筆者對課程設計方法的成效進行了分析。其中,控制組(n=194)和實驗組(n=59)為同一年級的學生,無機化學的課時和學分相同,控制組和實驗組均采用雨課堂進行輔助教學,區(qū)別在于專業(yè)背景不同和教學設計方法不同,控制組未基于ICD課程設計模型進行教學設計,實驗組基于ICD課程設計模型進行了教學設計。

2.2.1 課程成績

筆者對學生的課程考試成績進行了分析(圖1),實驗組學生考試成績平均分稍高,標準方差略小?？梢娡ㄟ^此教學改革,學生在考核種類多、任務重的情況下,既能很好地完成鍛煉綜合素質(zhì)的過程性考核,也能在終結(jié)性考核中表現(xiàn)優(yōu)異,實現(xiàn)了多層次背景學生間學習差距縮小的學習預期,匹配了學生的課程期望值。

圖1 學生考試成績分析

2.2.2 基于CIPP評價量表的課程終結(jié)性評價

筆者通過SPSS軟件分別對控制組和實驗組的CIPP評價量表數(shù)據(jù)進行信效分析,其克朗巴赫系數(shù)值為0.977和0.984,KMO值分別為0.957和0.824,巴特球形值分別為5804.396和1721.669,P均小于0.001,說明數(shù)據(jù)具有較好的信度和結(jié)構(gòu)效度。筆者分別就背景評價和輸入評價兩個一級指標(圖2)、過程評價指標(圖3)、課程思政教學相關的結(jié)果評價指標(圖4)進行了分析總結(jié)。

圖2 基于CIPP評價量表的課堂教學效果分析

從圖2結(jié)果可知,實驗組在教學內(nèi)容的科學態(tài)度和道德態(tài)度、蘊含價值、深度與廣度等方面都表現(xiàn)較好,學生認為教學更符合教學目標、更能匹配其對課程的期望。此外,該結(jié)果也顯示學生非常認可混合式教學的方式,實驗組采用了豐富的教學手段并能維持很好的課程教學秩序。

圖3 基于CIPP評價量表的過程互動教學效果評價分析

從圖3可知,實驗組在促進學生課程參與度方面明顯優(yōu)于控制組。案例教學更符合學習目標,課下拓展資源的自學和課后挑戰(zhàn)性作業(yè)更符合深度和廣度要求,師生互動活躍,探究式、案例式教學組織有效,教師課下反饋及時,布置的課下任務更能啟發(fā)學生思考,引導學習。值得注意的是,在實驗組引入了科學家故事、科學史、事故案例及科學前沿相關的課程思政案例之后,獲得了學生高度認可,認為教學案例形象貼切,實現(xiàn)了課程思政的有效融入。

從圖4結(jié)果可知,實驗組在課程思政所要求五個維度中也表現(xiàn)優(yōu)異,尤其是在培養(yǎng)學生“了解國家科技進展增強科學文化自信”“理性、批判地看待問題”及“課程培養(yǎng)了學生科學態(tài)度和科學道德”幾方面表現(xiàn)明顯優(yōu)于控制組,說明實驗組所采用的課程思政教學是卓有成效的。

圖4 基于CIPP評價量表的課程思政教學效果評價分析

2.2.3 拓展成效

教學團隊通過教學探索,激發(fā)了學生的科研熱情,鍛煉了綜合能力,團隊教師指導的學生先后在省大學生化學競賽、省環(huán)境生態(tài)創(chuàng)新大賽及全國大學生生命科學競賽等多項學科競賽中獲得獎項。達到了“以改促教”的效果。團隊教師先后獲得校、省級教學競賽多項獎項,主講的課程被認定為省級一流課程,主持了多項教改項目。