基于OBE理念“临床微生物学与检验”数字化教学改革

Digital Teaching Reform of “Clinical Microbiology and Examination” Based on OBE Concept

摘要

信息技术的创新和发展引领了教育教学改革新浪潮。丰富的教学资源、多样的教学形式，已经成为推动教育数字化转型发展、改革创新的重要动力。目前，各高校各学科纷纷对教学模式的数字化转型做出积极的探索。本研究基于OBE理念，开展“两线四点”数字化课程教学改革模式，并在“临床微生物学与检验”课程教学和评价中进行实践研究。研究从人才培养标准和学生学情出发，综合制定课程教学目标和计划，采用雨课堂、小规模限制性在线课程（Small Private Online Course，SPOC）、虚拟仿真实验、无纸化考核等丰富多样的数字化教学方法，同时引入问题式学习（Problem-based Learning，PBL）、课程思政等多种形式的教学改革，让学生尽可能地全方位参与到课程学习中；同时制定相应的评价方案并及时反馈于教学，以推动课程教学的良性运行，努力培养具备扎实的理论知识、实践技能、终生学习及创新意识的应用型医学检验技术人才。

Abstract

The innovation and development of information technology have led a new wave of teaching and education reform. Abundant teaching resources and diverse teaching forms have become important driving force for promoting the digital transformation and innovation of education. At present, universities and disciplines have actively explored the digital transformation of teaching modes. Based on OBE concept, this study innovates the “two lines and four points” digital teaching reform mode and conducts practical research in the teaching and evaluation of “Clinical Microbiology and Examination”. Starting from the standards of talent cultivation and students’ learning situation, this study comprehensively formulates course teaching objectives and plans, and adopts various digital teaching methods including Rain Classroom, Small Private Online Course (SPOC), virtual simulation experiments, and paperless assessment. At the same time, it introduces various teaching reforms such as Problem-based Learning (PBL) and curriculum ideology and politics to enable students to fully participate in course learning as much as possible. In addition, corresponding evaluation program is made and timely feedback is given on the teaching, so as to promote the smooth operation of course teaching and endeavor to cultivate applied talents of medical examination technology with solid theoretical knowledge, practical skills, lifelong learning and innovative consciousness.

Graphical abstract

关键词

OBE / 数字化 / 临床微生物学与检验

Key words

OBE / digitization / Clinical Microbiology and Examination

教育部办公厅2023年印发的《基础教育课程教学改革深化行动方案》中要求，深化课程教学改革，加强机制创新，更新教育理念，转变育人方式，推进数字化赋能教学质量提升，坚决扭转片面应试教育倾向，切实提高育人水平，促进学生德智体美劳全面发展。从教学角度而言，发展高等教育应该从提高教学质量入手，巧用善用教育数字化，广泛吸引学生，使网络教育从一个辅助形态，向真实的、全面的、主流的教育形态转变。然而各高校对于数字化教学的认识仍不够全面，导致线上资源不能与线下教学很好地融合。基于科技创新时代背景，更应注重对线上线下教学模式的有机融合，互相弥补不足，细化考核过程，更实质地提升高等教育中学生的学习成效^［1］。

成果导向教育（Outcome-based Education，OBE）是强调以学生为中心，以学生的职业胜任能力为导向，在确认最终成果的获取上反向进行教学模式设计，突出教师的个性化教学，提高学生自主学习能力的教育理念^［2-3］。OBE教学理念对于医学教育教学质量的提升具有较好的指导意义。以岗位胜任力为导向，结合就业需求和培养目标，建立教育教学和质量控制闭环反馈、螺旋上升体系，是当前医学院校育人模式发展的趋势。医学检验是医学的重要组成部分，在生命科学和医学科技快速发展的现代社会，在疾病的预防、鉴别诊断及预后评估等方面发挥着越来越重要的作用。“临床微生物学与检验”作为医学检验技术专业的主干课程之一，综合了医学微生物学、微生物学检验、医学免疫学、耐药性监测及院内感染等多方面的学科知识，是一门应用性和实践性很强的课程。本研究充分利用数字技术发展带来的教育红利，针对山东第二医科大学（以下简称“我校”）医学检验学院的“临床微生物学与检验”课程，基于OBE理念，以当前社会的职业要求为导向，创新实施“两线四点”的数字化教学模式，结合的教学评价模式改革及效果反馈，推动在线教育与线下教育的充分融合，以打造医学检验专业教育的更优形态，进一步提高应用型人才培养水平。

1 数字化转型下课程教学改革的迫切性

1.1 学生基础知识匮乏

“临床微生物学与检验”的学习内容涵盖范围广，实验项目操作能力要求高，同时由于病原微生物的感染情况随着患者免疫状态和疾病进程的不同而处于动态演变之中，需要结合多方面指标进行综合判断。这要求学生在全面掌握理论基础的同时对所学的知识要做到融会贯通，举一反三^［4］。因此“临床微生物学与检验”是一门对学生基础知识要求非常高的专业课程。但在开课前，学生仅学习了少量基础医学课程，尚没有开展专业课程的学习，理论知识及实验技能准备尚不充分，将理论知识与实验操作充分结合并灵活运用的能力更加不足。因此，在教学的同时，急需通过一定方法提高学生的基础理论水平，扩展其知识面，以保证教学效果。

1.2 学生的学习态度被动

“临床微生物学与检验”课程与人类生活和生命质量密切相关，是临床检验诊断的重要组成部分，学习内容和目标都要求学生保持较高的学习兴趣和求知欲望，关注各类相关热点和前沿进展，具备较高的科学探索欲望和临床思维^［5-6］。但以往传统教学课堂中教师单纯讲述专业知识，缺乏对学生探索性的引导，互动和反馈不足；学生对课程认识不足，对知识的接受性和学习积极性较低。而目前互联网、大数据、电子设备、各类电子社交和学习平台、人工智能技术等信息技术飞速发展，如果不能在高校教育教学中加以合理规范地使用和有效地挖掘，很容易成为培养学生路上的巨大障碍。因此，如何扬长避短，充分发挥当前各种数字化技术和设备的优势，从而引导学生正确认识课程，提高其主观能动性，使其掌握科学高效的学习方法，以提高其获取知识的能力，是教学改革需要解决的问题。

1.3 职业能力和素养的要求提高

医学专业的特殊性决定了医学人才必须具备良好的职业能力和道德素养。现代检验专业技术人才不仅要掌握扎实的理论知识和操作技术，还应具备全面的工作能力。如随着数字技术的发展，检验仪器不断推陈出新，向着更加自动化、智能化的方向更新，检验人员需要有过硬的学习能力；同时具备良好的医学职业责任感，遵纪守法，确保检验结果真实可靠，能实现与临床、患者的良好沟通^［7］。但传统课堂教学以传授专业知识为主，学生各方面能力及素养得不到充分锻炼和提升。同时，如果教育教学不能及时调控，学生容易迷失在纷繁复杂的网络世界里。因此，亟需注重网络安全和课程思政教育，将正确的世界观、人生观、价值观、职业观导向有机融合到课程专业能力培养中，引领学生在学习专业知识的过程中坚守本心、不忘初心，以确保教学和育人效果的双丰收^［8］。

1.4 传统教学模式难以满足质量需求

在传统的线下教学模式中，学生被动接受知识，缺乏学习的主观能动性，对知识的兴趣和接受度大大下降，“灌输式”教学难以满足学生的个性化学习需求。自疫情开始，线上教学开始应用到课程教学中。但单纯的线上教学多数采取直播、录播的方式，导致授课过程中教师不能直观准确地接收到授课对象的反应，容易忽略学生的领会和掌握情况，继而无法实现对线上教学的有效管理和学生学习情况的确切评估，使学生的整体学习效率得不到有效保障^［9］。正常教学秩序逐步恢复后，线下课堂也没有很好地借鉴和利用线上教学体现出的优势，造成两种教学模式孤立化。而教育数字化转型促进了线上和线下教育的融合发展。利用数字化资源库、在线教学平台、虚拟仿真实验、在线考试系统等优质数字化教学资源，探索适当的模式，与线下授课相结合，打造沉浸式、智能化的教学环境，是解决单线、孤立等教学问题的重要手段^［10］。另外，以往的评价方式多依赖终末性评价，无法在持续一学期的教学中及时根据教与学的变化情况调整教学目标和方式，从而实现及时的反馈，形成更有针对性的教学^［11］。因此，学生知识储备的扩展及能力的提升就需要有贯穿教学过程始终的、灵活多样的考核方式，从而能够多角度、多方面、实时地评价学生的学习水平和能力，使考核真正起到检验学情教情、评价学生能力、保证教学质量的作用。

2 基于OBE理念“两线四点”数字化教学改革实施方案

2.1 “两线四点”教学模式设计

在OBE理念的指导下，“临床微生物学与检验”课程教学模式需与数字化技术深度融合，以培养应用型人才为导向，调动学生学习主动性，培养其独立思考和临床思维能力。同时融入思政元素，以培养当代学生浓厚的爱国情怀、职业道德素养及医者仁心的价值观。教学团队在明确分析人才培养方案、课程安排、学生学情等的基础上，以培养学生更扎实的专业技能、更自主的学习态度和更良好的职业素养为教学目标，充分利用发达的网络信息资源，将网络资源与传统教学模式有机融合，对教学进行反向设计和系统整合，确保课程的传授能够适应学生的认知水平，深度发掘学生潜力，强化医学素质培养，实现培养目标，为社会培育合格的医学检验人才。基于以上目标和设计，我校医学检验技术专业“临床微生物学与检验”课程设计和实行了“两线四点”数字化教学模式。“两线”是指线上和线下两条教学线，“四点”是指优化教学资源库、改革教学模式、全过程性考核及一课一思政四个改革点。在四个改革点中充分融合数字资源和方法，使线上线下教学两条线合理互补，以此构建教学模式的创新，如图1所示。课程安排理论课32次，共64课时；综合设计性实验课8次，共32课时以及线上课程27个学时。根据教学任务计划，改革方案主要设计在理论和实验教学两个主要部分。在课前预习、课堂学习和课后反馈三个重要环节中实行线上与线下同步互补式教学，加强师生互动交流，推行与新的教学方法相匹配的考核评价机制，旨在引导学生紧密联系理论知识与临床应用，科学地展示学生的学习情况，达到全方位育人成才的目标。

2.2 优化教学资源库

教学资源库是优质的教学工具，能够为教师提供更多易获得的教学素材，让学生有更多渠道获取相关知识^［12］。随着网络环境下的信息日益丰富，数据检索工具的不断发展，资源库的使用突破了空间的限制，传统的线下资源库（如图书馆、标本库等）逐渐转为线上甚至是云端。因此线上资源库的运用情况将对数字化教学的实施和效果产生非常重要的影响。教学团队通过分析课程目标和教学安排，及时将学术前沿信息融入教学内容，认真整合教学素材和平台，形成了丰富的数字资源库：包括依托小规模限制性在线课程（Small Private Online Course，SPOC）和雨课堂平台的视频库、课件库，供师生备课、预习和复习；依托泽众虚拟平台的形态学图片库，以满足课程对学生微生物形态识别能力的要求，使学生可以在保证生物安全的有限条件下更直观地认识微生物，加深学习印象，消化课堂知识；依托文献、专利、临床试验等全球性数据库资料及附属教学医院提供的临床案例开发了相应的临床案例库，并根据案例内容设置与课程相关、能够体现教学目标、符合学生实际情况、难易度合理的问题，在理论和实验课课堂教学中基于临床案例库采取了案例式教学方法，把学生引入到一个真实的临床情境中，通过病例的分析，导入知识的学习，以满足课程对临床实践能力的要求，锻炼学生鉴别诊断能力和逻辑思维能力；同时，课程储备了有代表性的微生物涂片库，以供线下示教和观察。

2.3 改革教学模式

改革教学模式需要优化教学体系，弥补单线教学的缺陷，提升学生的学习效果和开创型思维。教学团队在课前、课堂和课后三个阶段，全方位实施了数字化教学模式改革，力求实现线上线下教学的有机融合，充分发挥数字化学习方式的优势。课前预习时，学生通过中国大学MOOC的SPOC平台进行理论课预习，熟悉主要知识点，标记难点问题；依托泽众虚拟仿真实验平台观看实验视频、模拟实验操作，通过数字化、网络化、虚拟化的实验情景，预习实验操作流程。课堂学习中，首先，除讲授、案例式教学，在部分章节的学习中还采用问题式学习（Problem-based Learning，PBL）的教学方式，启发学生自主查阅资料和探究思考，促进团队讨论交流。其次，课堂授课借助雨课堂平台开启直播授课，能够支持学生手机同步接收课件、进行标记，确保有需要的学生可以回顾性查看课件和直播回放，打破了授课的时空限制；平台还支持随堂推送测试题及讨论模式，教师可以根据教学设计安排检测和答疑，随时掌握学生的学习和出勤情况。另外，针对学科国际化发展需求和培养方案中专业英语课程设置上的不足，教师在课堂授课过程实施双语教学，不仅对重要专业英文名词进行详细讲解，同时注意把握讲解程度，使之符合大部分学生的接受能力，以免适得其反，降低学生的学习兴趣和效果。课后，学生通过雨课堂的直播回放及教学课件进行复习，并通过线上平台推送的测试和作业进行巩固；教师通过课后测试和作业的完成情况和社交平台中师生的答疑交流，及时了解学生对当堂课程的掌握水平和反馈意见，进行教学质量的监督和评估，并及时做出进一步的改进。

2.4 全过程性考核

全过程性考核能够体现对学习过程的评价和评价的客观性、多样性及全面性^［13］。以往传统的课程考核形式，如图2（a）所示，平时成绩主要为实验报告成绩，试卷和报告均为纸质，形式简单，不利于适时调整教学过程和目标，很难提升教学针对性。而课程改革后，如图2（b）~（c）所示，配合多样的线上线下数字化教学模式，基于校园安全快捷的网络环境，采用了过程性评价与终结性评价相结合的考核形式，逐步把考核重点向过程性考核倾斜，同时在操作上全部实现无纸化，以促进环保、方便归类存档，有效避免了学生考试作弊。在最新的考核方案中（图2c），过程性评价包括理论知识和实践技能的考核，考核指标的难易度与教学目标要求的知识掌握程度一致；终结性评价按照考试大纲要求，依托考易系统题库采用随机抽题组卷的形式，进行期末闭卷考试；组卷后经团队多轮审核，并在内容和形式上更注重提高学生分析问题、解决问题的综合素质，克服以往考试中只注重识记、不注重应用的问题；同时增加双语题目以检验双语教学的效果。

2.5 一课一思政

课程思政能够充分调动学生注意力，拓展其知识面，提高其对知识的探究兴趣和思想政治觉悟，完善其思想道德素养的培养和塑造^［14］。“临床微生物学与检验”课程与人类的生产生活息息相关，其发展离不开人类的探索奉献，蕴含着丰富的思政元素。因此，教学团队深入挖掘课程内容中的思政元素，结合学生对知识的接受度及思政资源与课程的相关度，形成相应的课程思政电子案例库，选择相应的内容融入到课堂讲解和课后学习的设计中：如讲解中国杰出科学家的贡献，如钟南山、戴芳澜、顾方舟等院士在病原体检验和防治方面的突出事迹，以培养学生的爱国主义情怀；介绍肠道菌群与肥胖的关系，提升学生科学探索兴趣并提高其生活常识；批判抗生素滥用的现象，引导学生树立正确的职业道德标准等。在授课过程中，教师坚持以德立身、以德立学、以德施教的原则，加强对学生职业素养和家国情怀的教育，引导学生在接受专业课知识的同时丰富价值理念和精神追求。

3 “两线四点”数字化教学改革的实施效果评价

根据OBE理念，考核评价是检验教学措施实施效果和进行循环改进的重要标准^［15］。“两线四点”教学模式采用多元化、全过程性考核方式，融合了信息化平台，线上线下交叉进行，提高了课程考核的数字化程度，以求更灵活、更充分地展现教学效果。我校2019级医学检验技术专业采用未改革的教学模式，2021级医学检验技术专业实施了全方位改革（2020级由于疫情原因没有完成改革，所以未纳入后续分析）。将2019级127名学生设为对照组，2021级138名学生设为实验组，采用SPSS 26.0软件对两组学生的综合总成绩进行统计学对比分析：组间比较采用两独立样本t检验，资料以均数±标准差（x±s）表示，以P<0.001表示差异具有统计学意义；对2021级学生综合总成绩进行Shapiro-Wilk正态性检验，其中，Shapiro-Wilk检验的统计量（W）是衡量数据与正态分布拟合的度量，取值范围在0~1之间，越接近1，表示样本数据越接近正态分布，即显著性P>0.05，反之亦然^［16］；采用“极端分组法”进行成绩区分度分析，分为低分组（成绩排在后27%的学生）和高分组（成绩排在前27%的学生），成绩区分度D计算公式为：D=P_H-P_L，其中P_H是高分组分数百分比；P_L是低分组分数百分比（一般-1.00≤D≤+1.00，区分度指数越高，成绩的区分度就越强；D>0.40代表区分度非常好，0.30<D≤0.39代表区分度良好，0.20<D≤0.29代表区分度尚可，D<0.20代表区分度较差^［17］）。

如表1所示，实验组综合总成绩高于对照组，表明“两线四点”数字化改革教学实践在本轮课程改革中取得了初步成效。2021级学生综合总成绩呈正态分布（W=0.982，P=0.072，如图3所示）；虽然综合总成绩及格率为100%，但学生普遍过程性评价成绩较高，而终结性评价成绩较低，综合总成绩区分度不够好（D=0.152，如表2所示）。

4 讨论

4.1 “两线四点”数字化教学改革成效显著

“临床微生物学与检验”课程基于OBE理念，契合信息化时代背景，在“两线四点”数字化教学改革中采用丰富的教学资源、多元的教学和评价方式，促进了教学效果的提高：如虚拟仿真实验使用3D建模技术将实验过程数字化、网络化、自由化，激起学生的探索兴趣并辅助了线下实验课操作技能的提升；全过程性考核方式更加客观地体现了对学习的全方位评价和评价的客观性、多样性，避免了“临时抱佛脚”现象，有利于促进学生对知识点的牢固掌握；丰富的教学资源库不仅为学生提供了学习空间，更有效辅助教师提升了教学过程的深度和广度。总之，改革激发了学生的自主学习兴趣和独立思考能力，更有助于学生吸收和掌握庞杂的知识，对提高课程教育教学质量具有十分重要的意义。

4.2 “两线四点”数字化教学改革的追踪评价

为进一步了解学生对改革的适应程度及反馈情况，在改革过程中教学团队对改革措施进行了部分追踪评价。如对PBL教学模式进行教学效果问卷调查后显示，84.30%的学生对课程知识掌握的满意程度高；90.91%的学生满意教师的教学能力，改革得到了大多数学生的认可；认同度较低的为接受新知识的满意度（63.64%），可能与PBL课堂以小组成员讲解为主，存在不同学生对案例问题的关注点不同、表达理解能力不对等等问题，使学生在短时间内不能很好地消化和吸收新知识点有关，后续教师应引导学生尽可能全面地思考和分析案例中的问题，根据实际情况对重点难点做出进一步梳理。又如定期组织召开师生座谈会，深入了解改革实施过程中学生遇到的问题，总结阻碍学生能力提升的原因，以便及时对教学做出相应的调整，提高教学效果。

4.3 “两线四点”数字化教学改革的反思和展望

在“两线四点”教学改革模式下，学生综合总成绩显著提高，进而表明学生对基础知识的掌握，实验操作能力均有所提升，教学目标实现了较好的达成，且PBL的实施使学生被动接受知识转变为主动探索。但只是对PBL教学模式下学生的接受度进行问卷调查，缺乏对其他教学模式的学生接受度调查，后续应设置更全面的调查问卷，以获得更实时更准确的反馈，进而调整教学过程。同时，学生综合总成绩虽呈正态分布但区分度不高，这可能是由于部分过程性评价环节得分较易，评分标准不够明确，期末考试试卷难度与学生知识掌握度的符合程度有偏差等。由此，教学团队也根据情况设计了后续实践中的持续改进措施：对各项需要教师评分的过程性评价进一步细化和明确评分标准，对各项线上平台学习的得分标准进行详细解释；期中考试形式对标期末考试，对期中考试试卷进行详细分析，以分析结果为依据评估期末考试试卷结构和难度；进一步完善改革，如计划在实验课加入“人体和环境定植菌的培养和鉴定”设计性实验考核环节，以培养学生的系统思维、综合应用水平及劳动能力，促进实验和理论的密切结合，借此激发学生主动的学习态度和对科研的兴趣^［18］；继续完善课程反馈体系，设置阶段性及综合性调查和反馈方法，以便及时发现和解决改革中出现的问题，最大程度上实现教学相长。

综上所述，在今后的教学中，教学团队将以学生为中心，将课程标准和考试大纲作为明线、实践能力和职业素养作为暗线，进一步完善和创新数字化教育教学方案，尽可能地对资源进行最优配置，调整教学难度和课程进度，运用即时反馈和综合评价的方式对课程进行适时的调整，以推动专业育人方式的优化，为高质量医学检验课程教学方式的打造做出贡献。

参考文献

[1] 甘有洪，高碧云，曾晓娟，等 ．混合式教学在医学教育中的研究现状、热点及趋势：基于CiteSpace的知识图谱分析［J］．中国医学教育技术，2023，37（2）：125-131．

[2] 何宇，唐一龙，孙年怡，等 ．基于OBE理念的中医康复学多种教学法融合应用探讨［J］．中国中医药现代远程教育，2024，22（6）：30-33．

[3] 秦岩，刘斌，梁思，等 ．以OBE为导向的多元教学模式在实验诊断学教学改革中的应用［J］．中国继续医学教育，2024，16（1）：10-13．

[4] 郭婧，卓玮园，黄雅轩，等 ．CBL-OSCE教学模式在微生物检验进修生带教中的应用探讨［J］．医学教育研究与实践，2024，32（1）：70-73．

[5] 李铭，马珦玻，王红杰 ．新医科背景下“医学微生物学” 课程教学改革［J］．教育教学论坛，2023（23）：57-60．

[6] 汪金丽 ．以临床思维能力为导向的CBL教学在病原微生物学与免疫学中的应用研究［J］．才智，2022（21）：80-83．

[7] 冯玲，陈先忠，邹光兰，等 ．多元化教学应用于口腔组织病理学的教学实践与思考［J］．医学教育研究与实践，2022，30（5）：626-629．

[8] 尹绚，朱桂丹 ．高等院校新工科建设中思政教育与专业教学的融合［J］．创新创业理论研究与实践，2021，4（16）：77-79．

[9] 王思璀，李振宇，王磊 ．BOPPPS教学模式在中国医学史课程混合式教学中的应用研究［J］．医学教育研究与实践，2022，30（2）：149-152．

[10] 李宇 ．推动数字化转型融入高等教育课程教学全过程［J］．学周刊，2024（7）：113-116．

[11] 张峰波，王红英，胡金伟，等 ．结合临床实际的临床微生物学检验教学改革探讨［J］．国际检验医学杂志，2018，39（17）：2194-2196．

[12] 杨金霞，苗秀杰，王腾，等 ．基于THEOL网络教学综合平台构建数字化病理学与病理生理学教学资源库［J］．卫生职业教育，2023，41（13）：20-22．

[13] 崔云霞，娄宏君，张月，等 ．诊断学教学中应用“雨课堂”实施过程性考核的初探研究［J］．中国卫生检验杂志，2023，33（20）：2551-2553．

[14] 缪珂，高文静，秦雪英，等 ．课程思政资源库建设相关研究现状［J］．医学教育管理，2023，9（2）：173-178．

[15] 陈小华，曹越，吴倩蕾，等 ．新医科背景下基于OBE理念的“生物化学” 教学改革研究［J］．韶关学院学报，2023，44（6）：99-103．

[16] 林涛，付崇阁，吉萌萌 ．基于改进的自注意力长短期记忆网络的传感器故障预检测方法［J］．计算机应用，2021，41（S1）：31-35．

[17] 邓国英，孙文长，杨淑凤，等 ．医学微生物学课程线上教学和考试模式下的试卷分析与教学思考［J］．微生物与感染，2023，18（6）：378-384．

[18] 李洱花，张才军，陈芳，等 ．医学微生物学综合设计性实验教学探索［J］．基础医学教育，2023，25（3）：219-222．

基金资助

潍坊医学院教育教学改革与研究项目(2019ZD002)

潍坊医学院教育教学改革与研究项目(2022YB003)

潍坊医学院教育教学改革与研究项目(2024YB042)