摘要：“新醫(yī)科”建設(shè)致力于培養(yǎng)具備跨學(xué)科能力的復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才，激發(fā)人們對(duì)創(chuàng)新教學(xué)模式的持續(xù)探索。隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，教學(xué)內(nèi)容與方法不斷革新，顯著提升教學(xué)效率和質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。以“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”課程中的“小波變換的原理與應(yīng)用”為例，探討數(shù)字賦能在以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本研究基于OBE理念制定教學(xué)策略，開發(fā)數(shù)字化課程資源，精心安排課前、課中、課后的教學(xué)流程，在翻轉(zhuǎn)課堂中融入PBL教學(xué)方法。選取重慶醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院2020和2021級(jí)本科三年級(jí)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，匿名教評(píng)顯示，學(xué)生滿意度超過90%，達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的高效自主學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情的同時(shí)，提升他們將知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際醫(yī)學(xué)問題的能力。

關(guān)鍵詞：“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”；成果產(chǎn)出導(dǎo)向；數(shù)字賦能教育；翻轉(zhuǎn)課堂；PBL

DOI：10.13555/j.cnki.c.m.e.2024.05.006

中圖分類號(hào)：G642. 0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-3181（2024）05-0561-06

基金項(xiàng)目：重慶醫(yī)科大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JY20230310）

Exploration of Digitalized Interdisciplinary Integrated Teaching Oriented by OBE

ZHOU Yufeng

State Key Laboratory of Ultrasound in Medicine and Engineering， Chongqing Medical University， Chongqing 400016， China

Abstract： The construction of “New Medicine” aims at cultivating compound medical talents with interdisciplinary capabilities， stimulating people’s continuous exploration of innovative teaching mode. With the advance of digital technology， teaching content and method reform constantly， significantly improving teaching efficiency and quality， and strengthening students’ comprehensive quality. Taking “the Principle and Application of Wavelet Transform” in the course of “Medical Signal Processing” as an example， this paper discusses the application of digitalization in the teaching design centered on students’ development. This research sets teaching strategy based on OBE concept， develops digitalized course resources， organizes teaching process before the class， in the class and after the class， and integrates PBL teaching method into the Flipped Classroom. Third-year undergraduates in the class of 2020 and 2021 from the School of Biomedical Engineering， Chongqing Medical University were selected into the teaching practice. Anonymous teaching evaluation indicated that students’ satisfaction degree exceeded 90% and reached anticipated teaching goals. Digitalized teaching design oriented by OBE realizes efficient self-learning mode centered on students， simultaneously stimulating students’ learning enthusiasm and improving their ability to apply knowledge into solving practical medical problems.

Keywords：“Medical Signal Processing”； Outcome-based education； Digitalized education； Flipped Class？ room； PBL

“新醫(yī)科”建設(shè)作為中國高等教育領(lǐng)域應(yīng)對(duì)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵舉措，旨在通過教育改革培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代需求的高素質(zhì)專業(yè)人才，推動(dòng)醫(yī)學(xué)教育改革和人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新?！靶箩t(yī)科”倡導(dǎo)跨越醫(yī)學(xué)、工程、理學(xué)及人文等多領(lǐng)域的深度融合，從傳統(tǒng)的以生物醫(yī)學(xué)科學(xué)為支撐的醫(yī)學(xué)教育模式，轉(zhuǎn)變?yōu)獒t(yī)文、醫(yī)工、醫(yī)理等醫(yī)+X交叉學(xué)科共同支撐的新模式[1]。其目標(biāo)是培養(yǎng)具有全面醫(yī)學(xué)知識(shí)、臨床技能和科研能力的復(fù)合型人才，以滿足健康中國戰(zhàn)略的需求。

目前，數(shù)字信息技術(shù)已經(jīng)深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)方式。數(shù)字經(jīng)濟(jì)和數(shù)字社會(huì)的發(fā)展，推動(dòng)教育培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容的變革和創(chuàng)新。黨的二十大報(bào)告提出，推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型大國。習(xí)近平總書記在2023年5月29日講話中強(qiáng)調(diào)：“教育數(shù)字化是我國開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口”。教育部辦公廳印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》明確了推進(jìn)“數(shù)字化賦能教學(xué)質(zhì)量提升”行動(dòng)，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建數(shù)字化背景下的新型教與學(xué)模式，助力提高教學(xué)效率與質(zhì)量。教育領(lǐng)域的數(shù)字化改革是每個(gè)教育工作者面臨的重大課題[2]，如何在教學(xué)實(shí)踐中有效地應(yīng)用數(shù)字信息技術(shù)值得持續(xù)探索。

“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”課程是醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的一門核心專業(yè)課程，覆蓋了理、工、生、醫(yī)多學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域[3-4]。該課程要求學(xué)生具備扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)知識(shí)，并能將理論知識(shí)通過實(shí)踐環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能，在理論和實(shí)踐方面都有很高的要求。隨著通信、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)和醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備的飛速發(fā)展，醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的內(nèi)涵不斷豐富，課程內(nèi)容持續(xù)迭代[5]。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不再適應(yīng)新時(shí)代的教學(xué)需求，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法都需要進(jìn)行重大改革，以適應(yīng)培養(yǎng)新時(shí)代生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的迫切需求。

高等教育課程改革的核心目標(biāo)在于提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此需要不斷探索新的教學(xué)模式。課程教學(xué)目標(biāo)緊扣成果產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcomes-based Educa？ tion， OBE）[6]，采用反向設(shè)計(jì)方法，借助現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)規(guī)劃相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和方法。學(xué)生通過線下視頻講座、學(xué)習(xí)資料、例題講解等自主學(xué)習(xí)基本知識(shí)，在翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）中討論、實(shí)踐和深入理解[7]。PBL（Problem-based Learning）教學(xué)法創(chuàng)造包容、自由的學(xué)術(shù)氛圍，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，并提升學(xué)生自主獲得和掌握知識(shí)的能力[8]，但其在本學(xué)科教學(xué)中的作用仍值得探索。

在“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”一節(jié)授課中，探討以O(shè)BE為導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)下，通過數(shù)字智慧教學(xué)平臺(tái)賦能教與學(xué)的新模式，并在翻轉(zhuǎn)課堂中應(yīng)用PBL教學(xué)法，探索兩者結(jié)合的可行性和協(xié)同效應(yīng)。期望通過混合式教學(xué)策略與數(shù)字技術(shù)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升教學(xué)成效，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)共贏，并為深化教學(xué)改革提供實(shí)證數(shù)據(jù)和寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1 授課基本信息

“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”是重慶醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)三年級(jí)學(xué)生的核心必修課程，授課內(nèi)容為“小波變換的原理與應(yīng)用”。本課程依據(jù)“布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)”“辛普森動(dòng)作技能領(lǐng)域教學(xué)目標(biāo)”和生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，精心設(shè)定知識(shí)、技能和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)。課程選用廣受推崇的教材《數(shù)字信號(hào)處理-原理、算法與應(yīng)用》（第四版），該書詳細(xì)闡述數(shù)字信號(hào)處理的基本原理，但未包含小波變換的專門章節(jié)。鑒于小波變換在當(dāng)代信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，以及其與課程前期內(nèi)容的緊密聯(lián)系，我們特意增加這一部分內(nèi)容。該節(jié)課安排在學(xué)期末，學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了Z變換、傅里葉變換和離散傅里葉變換等基礎(chǔ)理論，并能在MATLAB環(huán)境下對(duì)離散時(shí)間信號(hào)（如心電信號(hào)）進(jìn)行頻譜分析，定量比較和分析正常與異常信號(hào)的頻譜差異。同時(shí)，學(xué)生也在為學(xué)期末的自主科研報(bào)告做準(zhǔn)備。盡管該專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)和復(fù)變函數(shù)等基礎(chǔ)課程，但與理工類或綜合性大學(xué)的學(xué)生相比，他們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。因此，在教學(xué)過程中，不過分強(qiáng)調(diào)理論公式的嚴(yán)格推導(dǎo)與驗(yàn)證，而是更加注重培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能的能力。此外，課程還融入醫(yī)學(xué)人文關(guān)懷、科研邏輯思維和家國情懷等思政元素，旨在全方位提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，滿足其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的迫切需求。

2 教學(xué)對(duì)象和設(shè)計(jì)

本研究選取重慶醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院2020和2021級(jí)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)三年級(jí)本科生共103名學(xué)生作為研究對(duì)象，其中男生51人，女生52人。教學(xué)設(shè)計(jì)分為課前、課中、課后三個(gè)階段，具體如下。

2.1 課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

通過超星教學(xué)平臺(tái)，向全班學(xué)生提供小波變換原理、應(yīng)用和例題的基礎(chǔ)版文本資料和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻。同時(shí)，引導(dǎo)他們思考小波變換與其他已經(jīng)學(xué)習(xí)的變換方法的異同，并在平臺(tái)上解答學(xué)生的疑問；通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布選擇題和討論題，以評(píng)估學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布若干個(gè)正常和非正常的心電信號(hào)，將學(xué)生按隨機(jī)序列分成四組，采用已學(xué)習(xí)的傅里葉變換和小波變換方法進(jìn)行分析，區(qū)別信號(hào)種類，并以小組形式在課堂中分享分析方法和結(jié)果。

選拔部分學(xué)生（約10名，其中包括2～3名成績優(yōu)異者）組建自主學(xué)習(xí)小組，提供進(jìn)階版講解資料，涵蓋小波變換思想的起源、算法、例題和應(yīng)用等。學(xué)生在查閱資料后討論、歸納和總結(jié)教學(xué)內(nèi)容。

安排自主學(xué)習(xí)小組試講，提出詳細(xì)的修改意見，確保在正式授課前審核通過演講PPT。

2.2 課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

自主學(xué)習(xí)小組以團(tuán)隊(duì)形式（1～3人輪流）講解小波變換的相關(guān)知識(shí)，包括歷史背景、基礎(chǔ)原理、計(jì)算方法和實(shí)際應(yīng)用等，允許其他學(xué)生提問和交流，時(shí)間控制在20分鐘以內(nèi)。

組織學(xué)生討論“小波變換與其他信號(hào)變換方法的異同”；對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，正確觀點(diǎn)將在總結(jié)表格中標(biāo)注，錯(cuò)誤觀點(diǎn)則溫和指正，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，確保最終得出正確結(jié)論；對(duì)于未揭曉的內(nèi)容，逐一公布答案，針對(duì)性地解答學(xué)生的疑問，并進(jìn)行總結(jié)分析。

以課前發(fā)布的心電信號(hào)為例，四個(gè)小組分別展示心電信號(hào)的分析方法與結(jié)果，討論導(dǎo)致結(jié)果差異的原因和有效的解決方案。

利用重慶醫(yī)科大學(xué)縉云校區(qū)智慧教室，現(xiàn)場(chǎng)演示如何利用MATLAB信號(hào)處理工具進(jìn)行頻譜分析，學(xué)生也可以通過改變參數(shù)和選擇不同的小波基觀察輸出結(jié)果；指出頻譜的差異，并探討判斷心電異常的方法與技巧。

在教學(xué)過程中適當(dāng)融入思政元素，通過介紹小波變換的發(fā)展歷程，著重闡述科學(xué)的辯證思維，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；在心電信號(hào)頻譜對(duì)比過程中，從關(guān)心家人健康和心電儀器發(fā)展的角度，引導(dǎo)學(xué)生思考生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的人文關(guān)懷價(jià)值和他們的職業(yè)規(guī)劃。

對(duì)小波變換的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行課堂總結(jié)。

2.3 課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)

在超星平臺(tái)發(fā)布3道復(fù)習(xí)選擇題，涵蓋小波變換的特點(diǎn)和頻譜特征判斷，旨在檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果并鞏固課堂教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)；提供小波變換內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)；分享課堂教學(xué)中使用的仿真程序，學(xué)生可以嘗試分析其他醫(yī)學(xué)信號(hào)，進(jìn)一步強(qiáng)化技能；分享最新的研究進(jìn)展論文，供有興趣深入探究的學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3 教學(xué)效果評(píng)估

盡管在2022年受新冠疫情的影響，我們不得不采用線上教學(xué)模式，但近兩年的教學(xué)效果令人鼓舞。學(xué)生制作的匯報(bào)PPT內(nèi)容豐富、結(jié)合實(shí)際應(yīng)用實(shí)例，呈現(xiàn)方式生動(dòng)、形象，提高了內(nèi)容的可理解性。課堂討論環(huán)節(jié)氣氛活躍，學(xué)生們積極參與，爭先恐后地提出問題和分享見解。在期末的自主科研報(bào)告中，共有5名學(xué)生選擇以小波變換為基礎(chǔ)的方法，對(duì)醫(yī)學(xué)信號(hào)（例如心電、超聲成像回波信號(hào)等）進(jìn)行分析和深入研究。為了評(píng)估教學(xué)效果，進(jìn)行一次匿名的網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查。共回收有效問卷87份，調(diào)查結(jié)果詳見表1。由于通過仿真軟件，學(xué)生們可以更直觀地了解信號(hào)處理效果，利于提升技能，所以滿意程度最高。值得注意的是，2021級(jí)學(xué)生的問卷提交比例有所下降，這可能與恢復(fù)線下教學(xué)后，學(xué)生們的業(yè)余時(shí)間被各類活動(dòng)占據(jù)，導(dǎo)致他們未能及時(shí)參與網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查有關(guān)。盡管如此，我們?nèi)詫?duì)教學(xué)效果和學(xué)生的參與度保持樂觀態(tài)度，并將繼續(xù)探索提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生參與度的有效策略。

4 討論

4.1 數(shù)字教育背景下的教學(xué)改革既是趨勢(shì)也是新的研討方向

新時(shí)代背景下，教育工作者需要充分利用數(shù)字化賦能基礎(chǔ)教育，在拓展教學(xué)時(shí)空、共享優(yōu)質(zhì)資源、優(yōu)化課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)過程、激勵(lì)自主學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)教學(xué)等方面發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)教學(xué)更好地適應(yīng)知識(shí)發(fā)展、素養(yǎng)形成與技能培養(yǎng)等新要求。教育數(shù)字化不僅僅是新型教與學(xué)的模式，更是我國教育理念的變革[9]。教育數(shù)字化不是簡單地將傳統(tǒng)教育內(nèi)容線上化或視頻化，而是通過教學(xué)全過程中數(shù)據(jù)的采集、分析和應(yīng)用，將傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)性教學(xué)向以數(shù)據(jù)交互、信息評(píng)估為主的數(shù)字化教育轉(zhuǎn)變，推動(dòng)教育和學(xué)習(xí)活動(dòng)無處不在、無時(shí)不有。教育工作者不僅需要掌握基本的教學(xué)內(nèi)容，更需要精通數(shù)字信息工具，通過數(shù)字化的理念重新審視和指導(dǎo)教育教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，以提高教學(xué)質(zhì)量和效率[10]。因材施教的個(gè)性化教育是未來教育的一個(gè)方向，需要依據(jù)每個(gè)學(xué)生的能力、潛力、創(chuàng)造力、愿望，以及學(xué)習(xí)進(jìn)度等數(shù)據(jù)，為學(xué)生制訂個(gè)性化學(xué)習(xí)方案。同時(shí)，平臺(tái)分析不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，借助學(xué)習(xí)過程中雙向數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行教學(xué)過程的診斷與評(píng)價(jià)，引導(dǎo)教師針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生。但這方面工作需要強(qiáng)力的技術(shù)支持，教育者與數(shù)字教學(xué)平臺(tái)的工程師共同參與，相互了解教學(xué)需求與技術(shù)性能，最終有效實(shí)現(xiàn)該功能。教育數(shù)字化并非完全依靠數(shù)據(jù)和算法進(jìn)行教育的全過程管理，各種教育軟硬件的應(yīng)用與數(shù)據(jù)技術(shù)的協(xié)同都是教學(xué)工具與手段，更重要的還是教學(xué)理念的變革。教育重點(diǎn)在于育人，在積極推動(dòng)數(shù)字化教育發(fā)展中，更應(yīng)重視師生面對(duì)面交流的課堂教育。教育教學(xué)的重點(diǎn)依然在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，落實(shí)立德樹人、培養(yǎng)全面素質(zhì)、提倡個(gè)性發(fā)展與增強(qiáng)學(xué)科交叉等方面，是教學(xué)改革的目標(biāo)。

4.2 以提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生綜合素質(zhì)為目的的教學(xué)方法

重慶醫(yī)科大學(xué)的“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”課程共設(shè)48課時(shí)，其中，翻轉(zhuǎn)課堂的安排建議控制在2～3節(jié)，以保持教學(xué)的平衡與時(shí)效。具體安排應(yīng)由教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)前期教學(xué)成效來決定。課程初期，應(yīng)有意識(shí)地增加師生互動(dòng)，逐步激活課堂氣氛，提升學(xué)生的參與度。若教學(xué)反饋積極，學(xué)生表現(xiàn)出較高的積極性與熱情，可適當(dāng)增加翻轉(zhuǎn)課堂的課時(shí)，但仍需要控制比例，避免過度依賴。研究表明，對(duì)于學(xué)習(xí)成績優(yōu)異的班級(jí)，如西安交通大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)班[11]，由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈，翻轉(zhuǎn)課堂的效果較好，可考慮適當(dāng)增加。然而，鑒于中國多數(shù)學(xué)生長期受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，習(xí)慣于密集的課程安排和嚴(yán)格的監(jiān)管，驟然全面采用寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境和新型教學(xué)模式，未必能取得預(yù)期效果。教學(xué)環(huán)境、方法和培養(yǎng)模式的改變是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不宜急功近利。同時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生投入大量的時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備，建議避免與期中、期末考試或其他重要活動(dòng)的時(shí)間沖突。在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，雖然主導(dǎo)權(quán)在學(xué)生，但學(xué)生需具備強(qiáng)烈的內(nèi)在動(dòng)力、自覺性、出色的學(xué)習(xí)能力和口頭表達(dá)能力。對(duì)于自律性較弱、未能及時(shí)完成課外學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)生，課堂講解仍應(yīng)幫助他們掌握關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。因此，教師在教學(xué)時(shí)采用傳統(tǒng)授課模式（Lecture-based Learning，LBL），應(yīng)嘗試從不同的角度和更易懂的語言，深入淺出地闡述，而不能假設(shè)所有學(xué)生都已經(jīng)理解課前學(xué)習(xí)內(nèi)容。此外，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)時(shí)，教師仍應(yīng)扮演主導(dǎo)角色，密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和狀態(tài)，提供必要的指導(dǎo)，幫助學(xué)生攻克學(xué)習(xí)難點(diǎn)，確保教學(xué)活動(dòng)的有效性。

翻轉(zhuǎn)課堂與PBL教學(xué)法在教學(xué)理念上有著共性，它們均致力于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并營造一個(gè)更加互動(dòng)、以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境，以提高課堂時(shí)間的利用效率[12]。這兩種方法同樣強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)精神，促進(jìn)學(xué)生在溝通、協(xié)調(diào)和合作方面的能力提升。在這樣的教學(xué)模式下，教師的角色從單純的知識(shí)傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者和顧問，這一角色的轉(zhuǎn)變要求教師接受額外的培訓(xùn)，并投入更多的時(shí)間和精力準(zhǔn)備教學(xué)活動(dòng)。通過課堂討論，激發(fā)學(xué)生批判性的思維能力，為保證討論的效果，教師需要具備更為高超的課堂管理技巧。盡管翻轉(zhuǎn)課堂和PBL教學(xué)有相似之處，但它們之間存在顯著差異。PBL更側(cè)重于通過解決實(shí)際問題來促進(jìn)學(xué)習(xí)，尤其適合醫(yī)科和工科等應(yīng)用性強(qiáng)的課程，而在單純理論教學(xué)中的使用效果可能不佳。學(xué)生通過小組討論和研究，學(xué)習(xí)如何分析問題、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)，并最終找到解決方案。PBL教學(xué)有效地避免抽象的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)與原理方法講解可能帶來的枯燥，使學(xué)生深刻體會(huì)到解決實(shí)際問題的價(jià)值，從而促進(jìn)對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解和應(yīng)用。然而，鑒于本科生的知識(shí)面有限，他們可能難以找到正確的信息和資源，因此教師必須提供基本的學(xué)習(xí)資料，并在前期課堂教學(xué)中逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的問題分析方法和邏輯辯證思維技能，以提升解決問題的能力。過于開放式和摸索式的教學(xué)可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)，需要引起注意。問題設(shè)計(jì)對(duì)于PBL教學(xué)至關(guān)重要，需要教師反復(fù)思考，確保問題既在學(xué)生能力范圍內(nèi)，又具有一定的挑戰(zhàn)性，遵循“跳一跳才能夠得著”的原則。PBL作為補(bǔ)充手段可以融入本科教育，但也存在不足，如缺乏系統(tǒng)的知識(shí)講解和不易把握教學(xué)重點(diǎn)等。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生提出有深度、有質(zhì)量的問題，這樣的問答環(huán)節(jié)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)的懶惰和課后探索方向的錯(cuò)誤都可能削弱PBL教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。因此，教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)的掌控和引導(dǎo)至關(guān)重要。本次教學(xué)實(shí)踐表明，通過采取適當(dāng)?shù)牟呗裕梢栽趩喂?jié)課中同時(shí)運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂和PBL教學(xué)法，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到最大化的教學(xué)效果。結(jié)合中國教育現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂和PBL教學(xué)的本土化，以一種學(xué)生和教師都能接受的方式付諸實(shí)施，將為提升教學(xué)質(zhì)量和效率開辟新的道路[13]。

教學(xué)目標(biāo)是課程設(shè)計(jì)的基石，只有正確的方向，才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)成效。教學(xué)方法和手段都為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)而服務(wù)的。教育的目的在于培養(yǎng)學(xué)生，而非僅僅傳授知識(shí)。在以O(shè)BE為導(dǎo)向設(shè)計(jì)課程時(shí)，需要全面分析教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、學(xué)情、重難點(diǎn)、時(shí)間安排和學(xué)習(xí)資源等多個(gè)方面。在此基礎(chǔ)上，精心規(guī)劃教學(xué)主線、知識(shí)點(diǎn)分布和能力培養(yǎng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并思考相應(yīng)的教學(xué)策略、方法以及教學(xué)反饋和反思等[14]。作為教育者，首先需要深入了解社會(huì)和國家對(duì)學(xué)生的需求與期望，將學(xué)生置于教育過程的中心位置，確保教育的實(shí)用性和針對(duì)性，而不僅僅是修滿學(xué)分。其次，從預(yù)期的學(xué)習(xí)成果出發(fā)，細(xì)致設(shè)計(jì)授課內(nèi)容和方法，明確每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、核心內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)生應(yīng)達(dá)到的要求和掌握的技能，確保教學(xué)內(nèi)容和評(píng)估始終圍繞學(xué)習(xí)成果進(jìn)行?？梢岳迷诰€平臺(tái)（如超星學(xué)習(xí)通和雨課堂）的即時(shí)小測(cè)試工具，現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并據(jù)此靈活調(diào)整后續(xù)的教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容。最后，教學(xué)的目標(biāo)不僅關(guān)注學(xué)生的專業(yè)技能，還需全面提升他們的綜合素質(zhì)。通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，我們可以培養(yǎng)出既具備專業(yè)能力又擁有全面素質(zhì)的畢業(yè)生，更好地滿足社會(huì)和國家的發(fā)展需求[15]。

4.3 專業(yè)課程教學(xué)融入思政教育，增加學(xué)習(xí)趣味性，加強(qiáng)人文精神培養(yǎng)

在新醫(yī)科教育建設(shè)的背景下，將思政元素巧妙地融入授課過程是教育改革的關(guān)鍵一環(huán)[16]。通過多媒體手段講述既富知識(shí)性又具趣味性的小故事，例如介紹與課程內(nèi)容相關(guān)的歷史典故或科學(xué)家的事跡，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，避免理論教學(xué)的枯燥無味，同時(shí)也能讓學(xué)生更深刻地理解數(shù)字信號(hào)處理的起源、發(fā)展脈絡(luò)和未來趨勢(shì)。這樣的教學(xué)方式有助于學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)家們的高尚情操和堅(jiān)韌精神，培養(yǎng)他們的辯證唯物主義思維能力和意志力，以及深厚的愛國主義情懷。在傳授知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)潛移默化地向?qū)W生傳授邏輯思維與辯證分析的基本方法，鼓勵(lì)他們發(fā)展創(chuàng)新和批判性思維，增強(qiáng)獨(dú)立思考和解決問題的能力[17]。激勵(lì)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思維方法解決日常生活中的問題，并保持終身學(xué)習(xí)的態(tài)度與熱情。在講解專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，揭示科學(xué)的深層內(nèi)涵及其人文價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。這些教學(xué)策略將使思政與專業(yè)知識(shí)教育更加緊密地結(jié)合，展現(xiàn)出更為廣闊的視野和生動(dòng)的活力，超越了單一的理論知識(shí)傳授，實(shí)現(xiàn)了教育的深層次目標(biāo)[18]。

5 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，提升教學(xué)成效迫切要求我們更新觀念、與時(shí)俱進(jìn)、轉(zhuǎn)變思路。在醫(yī)科大學(xué)，“醫(yī)學(xué)信號(hào)處理”課程響應(yīng)新醫(yī)科建設(shè)的號(hào)召，針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院本科學(xué)生的特點(diǎn)及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，明確聚焦于增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)字信號(hào)處理原理理解與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用能力。課程設(shè)計(jì)以O(shè)BE為核心，通過數(shù)字教學(xué)平臺(tái)賦能基礎(chǔ)教育。在課程設(shè)計(jì)中，以傳統(tǒng)的LBL教學(xué)為基礎(chǔ)，巧妙融合翻轉(zhuǎn)課堂與PBL教學(xué)方法，旨在發(fā)揮多種教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)，互補(bǔ)不足，以提高教學(xué)質(zhì)量與效率，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與熱情。在教學(xué)實(shí)踐中，我們應(yīng)迎合數(shù)字化教育改革的潮流，根據(jù)實(shí)際情況、歷史教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及學(xué)生反饋，積極探索并創(chuàng)新出具有本學(xué)院特色的現(xiàn)代教學(xué)模式與方法。唯有在正確的教學(xué)理念和路線指導(dǎo)下，授課團(tuán)隊(duì)持續(xù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的反思和優(yōu)化，靈活調(diào)整教學(xué)方法，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，才能不斷完善課程建設(shè)。探索適宜的教學(xué)新模式，科學(xué)合理地運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的關(guān)鍵路徑。然而，當(dāng)前的教學(xué)探索尚處于初步階段，樣本量有限且集中于單節(jié)課的試點(diǎn)，因此其結(jié)論存在一定的局限性。我們期待這一教學(xué)模式能在更廣泛的教學(xué)實(shí)踐中得到應(yīng)用，并對(duì)其可行性與有效性進(jìn)行更深入、全面的評(píng)估。

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（編輯：陳新東）