鄭萬挺 陳亮亮

摘 要： 本文分析了生物醫(yī)學工程實驗教學中目前存在的問題，探索通過對實驗教學內(nèi)容、教學目標、教學活動、教學環(huán)境、教學評價的重新設(shè)計，提出將PBL+LBL雙軌教學模式在日常實驗教學中進行應用研究，并通過問卷調(diào)查及組織訪談的方式分析學生對PBL+LBL教學模式的效果評價。研究結(jié)果表明：合理使用PBL+LBL雙軌教學法，能夠達到兩種模式的優(yōu)勢互補，提高教學質(zhì)量，調(diào)動學生的學習積極性，提高學生綜合能力。

關(guān)鍵詞： PBL+LBL 雙軌教學模式 生物醫(yī)學工程 實驗教學

1.引言

生物醫(yī)學工程學（Biomedical Engineering，BME）是綜合物理學、生物學、醫(yī)學和工程技術(shù)科學的理論和方法，多層次研究人體結(jié)構(gòu)、功能和各種生命現(xiàn)象的理、工、醫(yī)密切結(jié)合的邊緣學科，是多種工程學科向生物醫(yī)學滲透的產(chǎn)物。21世紀是生命科學與醫(yī)學的世紀，隨著知識時代的來臨，生物醫(yī)學工程技術(shù)得到了日新月異的發(fā)展，正以前所未有的迅猛態(tài)勢滲透于社會的方方面面。如何培養(yǎng)“寬知識、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”的醫(yī)工結(jié)合人才是生物醫(yī)學工程學教育迫切需要解決的重要課題，但是傳統(tǒng)的實驗授課方式與培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)醫(yī)工結(jié)合人才的目標嚴重沖突，只有改進實驗教學方法，才能達到實驗教學效果的最優(yōu)化，促使學生智力和多種能力不斷發(fā)展，滿足時代的要求。

2.實驗教學現(xiàn)狀分析

目前，在國內(nèi)開設(shè)生物醫(yī)學工程專業(yè)的高校仍然主要以傳統(tǒng)授課式講解（Lecture-Based Learning，LBL）的實驗教學模式為主，實驗教學中存在如下問題：（1）實驗教學由教師做主角，實驗設(shè)備、實驗材料、實驗設(shè)計，甚至于實驗記錄都是老師早就準備好的，實驗結(jié)果也是教師了然于胸的。學生缺少自主性，抹殺實驗課的學生主體地位[1]。（2）傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容偏重驗證型實驗，綜合型、設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗較少。實驗項目的設(shè)置常常是按照教學大綱的要求機械設(shè)定，忽略實驗項目之間的有機結(jié)合性和連貫性，存在實驗項目之間相對孤立、缺乏內(nèi)在聯(lián)系的缺陷。（3）傳統(tǒng)實驗教學沒有考慮學生的學習興趣，學生通常沒有積極參與解決問題的意識。（4）原有實驗教學大綱中設(shè)置的演示性、驗證性實驗比較多，不僅造成課程擁擠，而且使基礎(chǔ)學科與實踐脫節(jié)，學生對知識的運用能力差，缺乏橫向思維。

因此，在生物醫(yī)學工程實驗教學中引入國際上先進的PBL（Problem-Based Learning）教學模式，結(jié)合傳統(tǒng)LBL學習策略，探索PBL+LBL教學法，是一個達到師生雙贏的教學設(shè)計[2]，必將在促進高等教育實驗教學改革、實驗室管理改革與發(fā)展、培養(yǎng)具有實踐能力的復合型醫(yī)工結(jié)合人才等方面具備重要意義。

3.實驗教學改革的研究方法

溫州醫(yī)科大學作為浙江省省屬高校里最早開設(shè)生物醫(yī)學工程專業(yè)的學校，越來越重視生物醫(yī)學工程專業(yè)實驗課程的改革。我們在著手分析各門實驗課程特點的基礎(chǔ)上，尋找PBL與實驗課程的結(jié)合點，輔以LBL實驗教學模式，并在日常實驗教學中進行實踐，在這一框架下重新組織實驗教學內(nèi)容并進行實驗教學模式改革。

3.1實驗教學模型的構(gòu)建

本課題研究組根據(jù)我校生物醫(yī)學工程實驗教學的師資力量和現(xiàn)有實驗室資源，按照專業(yè)教育人才培養(yǎng)目標，引入PBL教學模式，結(jié)合傳統(tǒng)LBL教學方法，分教學內(nèi)容、教學目標、教學活動、教學環(huán)境、教學評價5個方面提出基于PBL+LBL生物醫(yī)學工程實驗教學模式的理論模型。

3.2實驗課程設(shè)計及應用研究

為了使PBL+LBL教學模式在生物醫(yī)學工程實驗課程中實施的效果可以更直觀，筆者以生物醫(yī)學工程專業(yè)實驗課程當中重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程《醫(yī)學電子儀器實驗》其中一個實驗項目“心電信號的測量”為例，根據(jù)提出的基于PBL+LBL生物醫(yī)學工程實驗教學模式理論模型進行應用研究。

《醫(yī)學電子儀器實驗》教學內(nèi)容設(shè)計：①實驗的系統(tǒng)知識：學生進行PBL+LBL實驗教學模式后，可以習得生理學、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、醫(yī)學傳感器等一系列內(nèi)容，增加知識覆蓋面。②實驗的問題設(shè)計：在實驗室現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，如何進行心電信號測量、血壓信號測量和血氧飽和度測量？

《醫(yī)學電子儀器實驗》教學目標設(shè)計：①實驗前需要掌握的知識：導聯(lián)組合方式、人體心電信號提取、過壓保護電路設(shè)計、電極和導連線串入的高壓信號處理、導聯(lián)切換電路、前置放大電路、多級放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，等等。②實驗的能力培養(yǎng)：可以充分調(diào)動學生的學習熱情和求知欲，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和自主學習能力，讓學生掌握更多電路設(shè)計知識和綜合檢測等技術(shù)。③實驗后的習慣培養(yǎng)：培養(yǎng)學生解決問題的能力、習得系統(tǒng)化的文化知識并培養(yǎng)良好的學習習慣，為終身學習奠定基礎(chǔ)。

《醫(yī)學電子儀器實驗》教學活動設(shè)計：①實驗前資料搜集：實驗前，實驗教師通過LBL教學方法講解實驗的基本原理和要求后，學生首先通過查閱有關(guān)參考書和利用圖書館資料，結(jié)合實驗課程網(wǎng)絡(luò)資源的資料，了解心電信號的特點，明確測量心電信號的臨床意義，獨立設(shè)計詳細的實驗操作方案。其次教師要求學生查閱實驗有關(guān)的文獻資料，讓學生了解心電信號的采集過程，比較不同參考資料的實驗方法，在本實驗室現(xiàn)有條件下選擇適合的儀器，設(shè)計心電信號采集電路。②實驗中的小組討論：學生分組討論是PBL+LBL教學法的關(guān)鍵。筆者讓學習成績較好的與較差的學生混合編組，每組5～8人，使大家相互帶動，共同提高。通過小組討論和實驗指導教師引導使學生認識實驗中必須解決的關(guān)鍵問題。在以上問題的基礎(chǔ)上，各小組對實驗如何操作進行討論，形成實驗的初步方案。然后教師對各小組實驗操作方案點評，確定最終的實驗操作方案。③實驗的操作與總結(jié)：各小組學生將依據(jù)討論制訂的最終方案進行實驗。在實驗操作結(jié)束后，由教師組織全班學生對各小組實驗結(jié)果進行比較、討論，對實驗中未解決的問題和新發(fā)現(xiàn)的問題進行探討、交流，將《醫(yī)學電子儀器》的理論知識與實際臨床問題聯(lián)系起來，進一步深化學生對理論知識的掌握。

3.3實驗教學考核評價機制改革

實驗最后成績包含如下幾個部分：資料搜集、小組討論情況、參與實驗方案制訂、實驗操作、實驗結(jié)果的分析處理。本課題組將以上實驗成績有關(guān)的幾部分效果評價權(quán)重分配為（過程評價：資料搜集（5%）、小組討論情況（10%）、參與實驗方案制訂（15%）、實驗操作（20%）；結(jié)果評價：實驗結(jié)果的分析處理（50%）），實施考核實驗過程評價與實驗結(jié)果評價并重的評價方式。這樣的設(shè)計有利于對教學效果和教學目標的實現(xiàn)情況進行隨時評估，學生根據(jù)評估結(jié)果可以隨時反思自己仍存在的問題。

3.4實驗教學考核方法評估

筆者選擇生物醫(yī)學工程專業(yè)2012級學生開展實驗研究，共4個班級120名學生，在2013～2014學年第二學期和2014～2015學年第一學期進行實驗課程教學中應用PBL+LBL實驗教學模型，對實驗前后得到的實驗成績數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并用SPSS 10.0軟件進行分析和T-student檢驗，P<0.05為統(tǒng)計學差異顯著性。

筆者通過設(shè)計問卷調(diào)查及組織訪談的形式，在實驗教學活動結(jié)束后，采用不記名的方法，從如下幾個方面調(diào)查學生對PBL+LBL實驗教學模式的效果評估。共發(fā)出調(diào)查問卷120份，回收率為100%。

在PBL+LBL實驗教學模式給學生帶來的收獲方面的問卷調(diào)查中，問卷中有96.5%的同學表示解決實踐問題的能力得到了提高，只有2.5%持不確定的態(tài)度，1%的同學認為自己并沒有什么收獲；在PBL+LBL實驗教學模式對增強自學能力、拓寬知識面及增加信息量有多大影響的問卷中，95%的同學表示各方面能力得到了一定的提高，收獲頗豐；在PBL+LBL實驗教學模式對學生以后學習和工作的幫助方面，表明大約91%的學生認為該課程對今后學習和工作非常有幫助、有幫助和有一定幫助；大約87%的同學對應用PBL+LBL實驗教學模型感到非常滿意、滿意和基本滿意，表明實驗教學模式的設(shè)計獲得了學生的普遍認可；大約84%的同學對實驗教學的評價方式持非常滿意、滿意和基本滿意的態(tài)度，表明PBL+LBL實驗教學模型評估方式獲得了學生的認可。

4.結(jié)語

基于以上數(shù)據(jù)及分析，本課題研究組認為基于PBL+LBL生物醫(yī)學工程實驗教學模型及教學模式的教學效果在實驗班級得到證實，該理論模型可以在本校其他專業(yè)的實驗課程教學進行全面實踐和進一步完善，然后在其他院校的專業(yè)實驗課程教學進行應用、推廣，具有很強的實踐推廣價值。

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資助項目：溫州市科技局軟科學研究項目（R20140019）；溫州醫(yī)科大學課堂教學改革項目（YB2012057）。