智慧教学环境下医学类课程混合式教学模式的实践

Practice of blended teaching mode of medical courses under smart teaching environment

摘要

近年来，在信息化教育教学改革的推动下，现代信息化技术教学已成为培养复合型医学人才的必要手段。为加快医学教育与现代信息技术的深度融合，济宁医学院从在线课程体系建设、智慧教室建设、智慧实验室建设等三个方面开展了智慧教学环境的升级改造。文章选取3门医学类课程依托学校的智慧教学环境，构建不同类型的混合式教学模式，3门课程分别获批国家级、省级一流本科课程的荣誉称号，进一步完善了医学类课程的数字化教学资源，全面推动了医学教育教学改革，为其他医学类课程混合式教学提供参考。

Abstract

In recent years, driven by the reform of information technology education and teaching, modern information technology teaching has become a necessary means of cultivating compound medical talents. In order to accelerate the deep integration of medical education and modern information technology, Jining Medical University has carried out upgrading of smart teaching environment from three aspects including the construction of online course system, the construction of smart classroom, and the construction of smart laboratory. Relying on the smart teaching environment of the university, this article selects three medical courses to construct different types of blended learning modes. The three courses have been awarded the honorary titles of national and provincial first-class undergraduate courses, further improving the digital teaching resources of medical courses, comprehensively promoting the reform of medical education and teaching, and providing reference for blended teaching in other medical courses.

关键词

智慧教学 / 在线课程 / 智慧教室 / 混合式教学模式

Key words

smart teaching / online courses / smart classrooms / blended teaching mode

《“十四五”国家信息化规划》提出，要推进信息技术、智能技术与教育教学融合的教育教学变革，加快提升教育教学质量和效率^[1]。2022年，教育部明确要积极探索信息技术、智能技术与教育教学融合发展的新机制，加强在课程教学、学习方式、评价方式等方面的创新探索，深入推进“智慧课堂”建设，不断改进课堂教学模式的工作要求^[2]。在当前智能信息化背景下，当代学者提出了“智慧教学”这个热词。智慧教学是指将人工智能、移动通信、虚拟现实技术、物联网等现代信息技术与教育深度融合，通过技术和工具提高教学效果。个性化学习、互动性、实时反馈、跨时空学习是智慧教学的重要特点。而医学课程教学内容具有综合性高、逻辑性强的特点，学生不但要记忆掌握所学的理论知识，更强调在实际场景中的应用能力，而智慧教学满足了医学生对实践操作、主动探索、知识识记的需求^[3]。基于智慧教学环境下的混合式教学对医学教学而言无疑是一种新型教学模式^[4]。济宁医学院对智慧教学环境下构建不同的混合式教学模式进行了尝试，取得了良好的效果。

1 智慧教学环境的搭建

1.1 在线课程体系的建设

1.1.1 制定在线课程建设实施方案

学校依托超星平台成立了在线教育中心，全面统筹在线课程资源建设、教学实施应用、资源引进、课程推广、维护管理等工作，并加强制度建设，出台了《在线课程建设实施工作方案》，完善在线课程建设标准，建立在线课程教学的管理、激励、评价机制，以及教师奖励、工作量认定等相关配套规章制度，明确了在线课程学分管理和学分认定的方法。

1.1.2 完善质量标准，构建课程体系

依据分类建设和层次建设相结合的原则，按照“完全线上”和“辅助线上”两种使用模式，区分“通识教育、专业基础、专业课”三种课程类型，基于统一平台，推动医学专业所有课程建立对应的在线课程，构建“建设全覆盖、应用全过程”的在线课程体系。

在线课程体系建设分类、分阶段进行。一是对于专业基础课和专业课，按照医学专业的人才培养标准和专业认证要求，系统构建专业核心课程群，进一步提高校级数字课程建设利用要求；二是对于选修课，陆续将校内所有通识教育选修课建设为在线课程，并在校内全面应用实施；三是推进虚拟仿真课程和专业课实验部分的建设工作，完成实验教学内容与理论教学内容的一体化建设；四是构建教育教学理念先进、符合教育教学规律、反映学科发展成果、适合学生认知规律、课程教学资源完整、教学资料制作精良、教学内容系统准确、教学环节完整有效的课程建设标准体系。

1.2 智慧教室建设

现代智慧教室的设计不仅仅是硬件层面的开发、建设和实施，还需以学习环境设计框架为指导，结合学生、教师、教学模式等多层面设计和实施^[5]。学校智慧教室的建设主要以推动课堂改革为核心，从教学环境、技术设计、教学应用等三个层面进行建设实施。教学环境是指在智慧校园的基础上利用互联网、云计算等现代信息技术手段，对教室内基础教学设备、桌椅空间布局、灯光空调窗帘等进行重新配置，实现远程物联、智慧管理。技术设计是设置适合不同教学模式的智慧教学软件、课程平台、数据管理中心等教学软件^[6]。教学应用是指开展智慧教学能力培训，提升师生信息素养，推动教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革。目前，学校已完成“三区一园”的56间智慧教室的改造，其中包含互动型智慧教室、标准型智慧教室、可视化数据中心等。智慧教室的建设落地，对学校构建混合式教学模式，推动教学改革、优化教学评价与管理提供了有力的技术支撑。

1.2.1 互动型智慧教室

互动型智慧教室充分体现“人性化、智能化”的设计理念^[7]，采用智能班牌刷脸的方式进入，开课期间全程录制教学视频，教室内配备智慧教学一体机，每组学生配备一块显示大屏，可实现本地一体机、分组大屏、学生移动终端之间的教学交互，并且可以与学校其它校区的互动型智慧教室进行互联互通。教室内具备可灵活移动、随意拼接并符合人体工学的学生座桌椅，可自由调节高度的讲桌、360度旋转教师机电脑显示器，教师可根据教学模式的需求任意布局教学空间，远程控制教室内灯光、空调、窗帘等设施，适用于翻转课堂、小组协作、研讨式等混合式教学模式。

1.2.2 标准型智慧教室

标准型智慧教室配备了智能中控、吊麦扩音、全自动录播设备、阶梯教室双投影机、双LED显示屏等，实现可视化远程管理、物联网灯光与窗帘、可视化对讲、在线巡课与督导，以及教学信息查询、课堂实录等多项常态化教学应用，适用于日常大班理论授课、专家讲座、学术报告、教学观摩、教学评比等活动，实现教室功能最大化。

1.2.3 可视化数据中心

学校依托超星“一平三端”网络教学平台进行在线教育中心建设，有效整合教学过程数据，建立大数据中心，进行有效数据挖掘。可视化运行中心与学校在线教育中心实现数据对接，LED小间距显示系统可展示全校整体教学数据、当日师生实时动态数据、签到监控、课堂活动监控、师生活跃度监控、教学资源监控等不同的线上线下教学数据和智慧教室在线巡课功能。智慧教学可视化运行中心打通了在线教育中心和课堂互动教学平台，通过设置符合教学活动开展需要的教学环节和流程，让传统的教学方式变得更方便、快捷，并实现教学数据可视化、专业建设数据可视化等^[8]。

1.3 智慧实验室建设

按照专业人才培养需要，对学校原有实验室进行功能布局规划，将其划分为10个专业智慧实验（实训）功能区和1个综合智慧教学区。一层为中西医临床医学、针灸推拿学、康复治疗学、假肢矫形工程实验（实训）功能区；二层为护理学、助产学智慧实验（实训）功能区和综合智慧教学区；三层为临床医学、儿科学智慧实验（实训）功能区；四层为法医学、医学检验技术、眼视光医学、医学影像学等智慧实验（实训）功能区。主要从基础设施、实验室台柜、智慧实验实训教学系统进行升级改造。

智慧实验实训教学系统是现代信息技术有机融入实验教学过程，建成智慧实验学习平台，创造性地进行实践教学活动的组织、设计和开展。帮助学生从理论学习向更高的认知层次转换，提高发现问题、辨析问题以及解决问题的综合能力，实现早临床、多临床、反复临床，从根本上解决学生普遍存在的动手能力弱，适应工作岗位时间长的问题^[9]。

2 医学类课程不同教学模式案例展示

2.1 以团队为中心的大班制翻转课堂混合式教学模式

“医学免疫学”是国家级精品课程、国家级精品资源共享课，2019年获批国家级一流本科课程。教学团队充分运用现代信息化技术，重视在线课程建设，积极开展教学研究，创建“以团队为中心的大班制翻转课堂”新型教学模式，坚持“以学生为中心”的教学理念设计教学活动，减少灌输式传统课堂，增加学生线上自主学习，改良传统教学，发挥混合式教学的优势。

2.1.1 利用在线课程资源，引导学生线上自主学习

教学团队按照课程章节将教学大纲、教学课件、教学视频及在线测试题库上传至学校网络教学平台（超星尔雅），搭建在线教学资源，并通过超星学习通与班级学生建立链接^[10]。根据教学大纲需求，教师选择免疫器官和组织、抗体、B淋巴细胞、超敏反应四章内容进行在线自主学习，每一章节课程资源开放一个教学任务周，一周内可自由观看，学生在教学任务周内完成不少于一次的完整观看和在线测试，并计入学分^[11]。通过线上自主学习提高学生发现问题和解决问题的能力，通过在线测试了解学生对知识点的掌握情况^[12]。

2.1.2 建立大班制的翻转课堂

学生经线上自主学习后进入课堂，先由教师利用智慧教学大屏引领学生回忆课前所学知识点，建立知识点之间的相互联系，促使碎片知识点系统化；然后进入分组讨论，交流学习感受，整理未解决的问题，通过超星App选取小组代表提出问题，教师和学生充分利用智慧教室的一体机、分组大屏的反馈分享设置共同解决问题；最后教师总结重点难点并布置思维导图和开放性讨论任务。翻转课堂改良了传统课堂的授课模式，教师以解决学生提出的问题为主进行授课，有的放矢，提高课堂教学效率。

2.1.3 构建多元化的考核评价方式

课程成绩由期末考试+过程性考核+实验考核三部分构成。过程性考核主要基于学校在线教育中心平台的信息采集系统，全程记录学生学习过程，如学生到课率、参与课堂活动表现、章节学习的次数、任务点完成情况、随堂测试成绩、参与话题及病例讨论情况等，形成在线学习过程评价。实验考核分为实验报告成绩、小组合作作业、参与度等。

2.2 基于设计思维的混合式教学模式

“组织学与胚胎学”是医学类专业的一门重要专业基础课，2019年获批山东省一流本科课程。教学团队将设计思维融入理论及实验课堂，通过共情、定义、构思、原型和测试的核心框架重新设计和解决课堂、课程教学目标、专业人才培养目标达成过程中的复杂问题，体现创造性学习理念，使学生作为设计者深入参与学习。比如，在基本组织、器官系统和胚胎发生三大版块节点，根据所学知识结合自身理解，开展“组织—器官—胚胎DIY”，在“作品”的更新和迭代中逐步完成知识点内化和知识系统建构。

教学团队在混合式教学过程中，坚持“以学生为中心，教师为主导”的教学理念设计学习活动，做到“先学—后教—再巩固”。教师使用智慧教学平台创建见面课，学生扫码进入。课前设计学习任务，引导学生课前利用在线课程资源进行自主学习，携带自主学习中的疑问进入课堂。课堂环节主要包括签到、教师串讲知识点、小组讨论提出问题、教师答疑或生问生答、头脑风暴、习题检测、看图说话、教师总结及课后作业布置。丰富多彩的课堂教学活动，提高了学生学习的积极性和课堂教学的参与度。课后布置开放性讨论任务，联系临床、科研、思政、生活等，与已有知识相互关联，形成知识建构，巩固所学知识点。学生在课前预习时可以通过线上互动与教师交流，课上紧跟教师的串讲思路，寻找自己的薄弱点，积极参与小组讨论及其他各项教学活动、课后再通过线上互动完成作业任务巩固当堂所学。

2.3 根据不同知识体系模块采用不同教学方法的混合式教学模式

“流行病学”是预防医学专业的一门专业课，2021年获批山东省一流本科课程。教学团队遵循“以学生为主体”的教育理念，进行线上和线下相结合、理论和实验互相补充、学生自主学习能力培养为导向的混合式教学设计。将课程内容划分为“理论线下”“理论线上+实验”“理论线下+实验”三个模块知识体系。三个模块采用三种不同教学方法。

2.3.1 “理论线下”采取“讲授法+案例研讨法”大班制授课

利用课堂智慧教学工具，通过案例教学把课程思政元素或案例有机融入其中，如在讲解流行病学应用时，引入疫情防控事件，通过中国抗疫成功彰显制度优越性，提高“四个自信”。

2.3.2 “理论线上+实验”采取“SPOC+线上测试互动+RADWSH六步法”

将流行病学的绪论、病例对照研究、队列研究等理论章节采用学生线上自主学习的方式^[13]，利用在线课程资源引导学生完成线上自主学习和测试。实验课小班教学主要是线上线下内容的深入分析练习，采用RADWSH六步法：①知识串讲（review，R），回忆关联。教师概括讲述，建立知识点之间相互联系，促使碎片知识系统化。②提问互动（ask，A），理解内化。通过提问，发现学生存在问题，教师予以分析指导，查缺补漏。③小组讨论（discuss，D），分析资料。学生小组讨论，针对问题分析课题资料，梳理要点。④撰写报告（write，W），教师辅导。结合重点题目，学生当堂计算指标，解释结果，撰写报告，教师答疑。⑤师生小结（summarize，S），学习评价。教师提纲挈领，阐述重点，与学生一起回顾学习收获。⑥课后作业（homework，H），新课导学。给出开放性讨论任务，促进学生思考，巩固课堂所学；下次导学，引导学生课前自主学习。

2.3.3 “理论线下+实验”采用“讲授+RADWSH六步法”开展混合式主动学习

以教学内容“病例对照研究”为例，线下实验2学时采用“讲授+RADWSH六步法”，根据前期线上2学时学习反馈情况，首先教师对教学内容的重点难点进行串讲，然后对学生分组进行自主讨论、交叉学习，最后教师评价答疑。通过RADWSH六步完成知识的巩固、拓展和提升。

3 混合式教学模式的考核评价结果

选取2020级临床医学专业3个合堂班为“医学免疫学”课程教学对象，总人数为600人；选取2021级临床医学专业2个合堂班为“组织学与胚胎学”课程教学对象，总人数为400人；选取2017级预防医学专业2个自然班为“流行病学”课程教学对象，总人数100人。通过超星智慧教学平台学情数据统计功能可以看出，95.6%的学生能够完成线上自主学习内容和测试。期末考试采用机考形式，计算机根据题库自行组卷，实施混合式教学的班级比未实施混合式教学的班级最终考核成绩平均分高出3~5分。学校以自行编制的调查问卷对学生进行混合式教学模式设计、实施及效果评价^[14]，调查结果显示，86.2%的学生认为活跃了课堂氛围、提高了学生课堂参与度；79.1%的学生认为提高了学习者自主学习的能力、创新能力和综合思维能力；82.1%的学生认为培养了团队协作能力，76.5%的学生对教师应用智慧教学工具的能力表示满意。

4 成效与反思

4.1 提高了师生信息素养

课堂传统教学模式的惯性思维，使得大部分学生仍习惯于灌输式的被动学习，不能适应现代医学教育发展的要求。而基于智慧教学环境的混合式教学模式通过构建师生不同类型的互动交流模式、考核评价模式，增强了教师利用信息技术与医学教育教学深度融合的意识、水平和能力，提升了教师在线课程建设能力和线上教学能力，有效推动了学生自主学习的意识。

4.2 激发了学生学习的积极性和创新性思维

在智慧教学环境下构建混合式教学模式，将教学方式从“课堂学习为主”转变为“多种学习方式兼容”^[15]、教学主体从“以教师为主”转变为“以学生为主”。从数据分析结果来看，学生在课堂教学中的参与度大大提高，学习积极性和学习氛围有了很大改善，同时也提升了学生之间小组协作和科学创新的能力。

4.3 全面推动了医学教育教学改革

智慧教学有效推动了医学类在线课程体系的共享共建，引领了混合式教学模式的改革，建立健全了线上教学质量评价体系，真正做到了将医学教育与现代信息技术的深度融合，全面提升了医学人才的培养质量。

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基金资助

济宁医学院教育教学研究资助项目(济医院字〔2021〕7号)

济宁医学院教育教学研究资助项目(Z2020001)