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我刊入选第二批学术期刊名单
期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN15-1362/G4
邮发代号:16-129
出版日期:每月25日

我刊投稿论文
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作者:徐效文
  【摘要】简述了医学仪器原理课程教学过程中存在的问题,将POGIL模式引入到该课程教学中,精心设计POGIL内容,激发学习兴趣。为了评价POGIL教学效果,改革考核方式。教学实践表明,该课程的教学改革激发了学生的学习兴趣,提高了学生的学习积极性和主动性,收到了较好的教学效果。
  【关键词】POGIL模式 医学仪器原理 教学改革
  【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)22-0227-02
  1.引言
  医学仪器原理是生物医学工程专业的一门重要的专业必修课,也是一门核心的专业技术课[1]。该课程内容涉及到电子技术、计算机技术、单片机技术、医学传感器、生理学、信号处理、数字图像处理等相关课程,覆盖的知识面宽,具有内容抽象、综合性强、实践性强等特点。采用传统的“灌输式”、“填鸭式”教学模式,以教师为中心,照本宣科地讲授医学仪器的基本概念、工作原理,学生学习的兴趣不高,教学效果不理想、学生难以听懂、难以培养学生的实践能力,因此需要对传统教学模式进行改革。
  为了改变这一现状,出现了一种新的教学理念和方法——POGIL(Process Oriented Guided Inquiry Learning,面向过程的指导型探究学习法),融合了关于学习过程和学习结果的理论[2]。POGIL是一种面向过程的引导型探究学习法,是以学生为中心的教学策略[3]。学生分组学习,每个人都有一个角色来确保所有学生积极参与到学习过程中。目前POGIL模式主要应用于生物化学、物理化学、药物化学等课程的教学过程中[4-6],收到了较好的教学效果,POGIL模式能够极大地提高学生学习的兴趣,活跃课堂气氛,提高学生的学习积极性和主动性。我国对POGIL的相关研究非常少,管华等将POGIL引人到药物化学教学中[6],刘玉红等将POGIL教学法应用于药物合成教学中[7],提高了学生学习的兴趣,收到了较好的效果。尚未见到有关将POGIL模式应用于医学仪器原理课程教学的报道。本文将POGIL教学模式引入到医学仪器原理课程的教学中,在教学内容、教学手段、考核方式等方面进行改进,提高教学质量。
  2.POGIL教学模型
  POGIL是一种学生围绕一定的问题、情景,在教师的指导下进行引导型探究学习模式,在学习过程中,教师不仅教会学生知识,更重要的是教会学生学习新知识的方法。在这种以学生为中心的学习模式下,学生自由组成学习小组,充分发挥每一个学生的潜能,使每一个学生都能够完全融入到学习的氛围中去,学生不再是被动地接受知识的灌输、死记硬背有关知识,而是通过过程引导型究学习,培养学习技能。POGIL的课堂活动利用指导性探究的学习理念来设计,学习循环包括概念的探索、形成和应用三个环节,如图1所示。学生用这些活动来指导他们建立新知识,这就需要教师认真设计POGIL 的每一个环节,教师作为学习引导者与推动者,观察学习进展,并及时解决学生学习需要。在探索环节,学生搜集材料和数据,提出假设,理解和解释数据。在概念形成环节,利用这些假设定义新的概念和术语,重要的是在概念引入之前,学生已经理解了这些材料和假设。在应用环节,将这些新概念应用于其他条件下,帮助学生概括这些新概念的含义及其适用场合。通过精心设计科学的POGIL教学活动,使学生积极参与到学习过程中,引导学生建立新知识。这样的学习模式,使学生不仅掌握了课程内容,更重要的是培养了批判性思维能力,解决问题能力以及进行人际交流的能力。
  需要强调的是,POGIL活动的设计有两个关键方面。首先,必须为最初的“探索”提供足够的适当信息,以便学生能够去探索概念。其次,指导性的问题必须以精心的方式进行排序,不仅让学生得出适当的结论,同时还要实施和开发各种过程和学习技能。通常情况下,前几个问题是建立在学生以前的知识基础上的,并且直接关注模型提供的信息。随后是旨在帮助学生加强对数据的关系和模式的认识,对一些概念进行拓展。最后是将这些概念应用于新情况,并引导学生对新知识和新理解进行概括总结。因此,POGIL活动遵循探索、概念形成和应用的学习周期的结构,并且在建构主义方面具有强大的基础[9]。
  3.优化教学内容
  医学仪器原理是生物医学工程专业必修的主干专业课,教材以李天钢编著的《生物医学测量与仪器:原理与设计》[10]为主,该书主要内容为包括现代医学仪器概论、生物电极和医学传感器、生物电测量及仪器、生理参数测量及仪器、病房监护系统、心血管系统治疗与修复装置、医学影像成像设备、医学仪器的安全与认证管理和微机化医学测量仪器等。目前该课程教学内容方面存在的问题主要表现:(1)该课程涉及的知识面广,内容比较抽象、综合性强、实践性强,而且课程内容多、课时有限;(2)医学仪器发展非常快,越来越先进,课程部分教学内容显得有些陈旧,需要对教学内容教学更新。因此需要对教学内容进行调整和优化,突出重点,以利于POGLIL活动的组织和开展。
  本文对教学内容做了如下调整:(1)突出重点。由于生理信号属于微弱信号,信号弱、如何有效去除生物信息中的噪声和干扰,是医学仪器原理课程的重点内容。围绕生理参数的特点,结合传感器的性能要求、对生物前置放大器的要求,重点介绍低噪声前置放大器的设计、去除噪声和抗干扰技术。在介绍生物电测量及仪器时,重点介绍心电图机和脑电图机的电路原理,深入讨论医学仪器的组成、特点和工作原理。(2)补充新的内容。医学仪器发展很快,不断有新方法和新技术产生,应该及时把新技术、新方法增加到教学内容中,以体现教学内容的先进性和实用性。增加了医学仪器的小型化、智能化、低功耗方面的内容。(3)理论与实践相結合。目前实验大多采用实验箱,多以验证性实验为主,学生在设计方面训练不够,不利于学生实践动手能力和创新能力的培养。我们利用实验室开放基金项目,设置一些与课程内容密切相关的设计性实验,让学生动手去设计这些实验项目,既有利于学生加深对理论教学内容的理解,又锻炼了学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

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