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[摘要]
結合軍事生物醫學工程學科的特點,從基本思路、實施方法、實施效果3個方面分別加以闡述。提出了軍事生物醫學工程專業的教學改革重點應放在實驗教學上,需以新的考核模式牽引實驗教學改革的新方法,解決了以往如何改進教學方法、提高教學質量的棘手問題。該模式使學生的學習興趣、動手能力、綜合素質和創新精神得到顯著提高,取得了良好的效果。
[關鍵詞]
軍事生物醫學工程;實驗教學;考核模式
近年來,第四軍醫大學生物醫學工程專業立足軍事和醫學的雙特色背景,率先提出了軍事生物醫學工程專業的概念[1-2]。該專業以培養面向軍隊現代衛勤保障任務需求的復合型、創新性人才為目標,構建了以生物醫學工程系列課程為基礎,醫學電子、醫學計量、衛生裝備及醫學影像4個模塊為專業方向的特色專業課程體系[3-5]。該課程體系中的“電路原理”“模擬電子技術”“信號與系統”等專業基礎課程,起著聯結理論知識與工程實踐的橋梁作用,在軍事生物醫學工程人才培養過程中發揮著重要作用[5]。然而,第四軍醫大學軍事生物醫學工程專業學生的專業基礎課程學時有限,與專業人才培養的高需求構成了矛盾。因此,如何改進教學方法、提高教學質量,是目前亟待解決的問題。軍事生物醫學工程專業基礎課程兼具理論性和實踐性,通過實驗教學可有效鞏固基本概念和方法,提高學員的動手能力、綜合分析能力及創新能力[6-8]。為此,我們借鑒國內外教學改革的經驗,結合軍事生物醫學工程學科的特點,將該專業教學改革的重點放在實驗教學上,以新的考核模式牽引實驗教學改革。
1基本思路
在現代教育理念中,過程管理是實驗教學區別于理論教學的最大特點。通過這一環節能保證每個學生的實驗效果,切實達到知識理論和實踐操作相結合的目的[9-10]。因此,軍事生物醫學工程專業基礎實驗考核必須既看結果、更注重過程,將過程考核作為實驗課程考核模式改革的重要內容。當前國內外生物醫學工程學科呈現出日新月異的特點,大量新理論和新技術的涌現和成熟,要求生物醫學工程人才必須主動學習、不斷提升自身各方面的能力,以便適應學科發展的需要[11]。針對這一現狀,國際上許多知名大學的生物醫學工程專業均以學生為主體作為提高教學質量的核心要素,強調對學生主動學習能力的培養[4]。軍事生物醫學工程與普通生物醫學工程具有相同的專業屬性,因而其實驗課程的考核也應體現這一特點,充分激發學生的發現性、體驗性和探究性。軍事生物醫學工程專業人才面向的是軍隊特殊功能群體,以解決軍隊現代衛勤保障中生物醫學工程問題為主要任務[3-4]。隨著新時期我軍衛勤保障的領域不斷拓展,特別是復雜化、多樣化非戰爭軍事行動實踐的凸顯,要求衛勤保障人才具備知識、技能、責任為一體的綜合能力素質,才能跨越軍兵種、部門界限完成保障任務[12]。因此,軍事生物醫學工程專業基礎實驗課程的考核必須跳出以實驗結果作為唯一指標的傳統模式,要強調全面性評價觀。
2實施方法
2.1分階段考核,突出個別質疑實驗過程考核具備實時性,課堂提問、查看預習報告和實驗記錄等傳統方式能有效增強考核的真實性,但在啟發學生思維、突出學生個性方面效果欠佳。為了有效地解決這一問題,我們根據軍事生物醫學工程專業特點設計相應的過程考核方案,主要在2個方面進行了探索和實踐:一是考核過程的安排,二是特色考核方式的建立。(1)將專業基礎實驗課程的考核評價分為基礎考核和綜合考核2個階段,體現對學生實驗技能、態度、協作等情況的全程式評價。其中,基礎考核主要對安排課時內進行的系列基礎驗證性實驗進行考核評價,以實驗報告為依據進行評價,記為平時成績,占實驗成績的50%;綜合考核主要對課外開展的綜合設計性項目進行考核,以項目匯報的形式進行考核,記為期末成績,占實驗成績的50%。(2)在分階段考核的基礎上,建立以個別質疑為核心的過程評價方式。研究和實踐表明,教師對學生的一對一指導和質疑在眾多過程考核方式中,最能體現考核評價的客觀性,并且能夠激勵學生主動思考和探索[10]。軍事生物醫學工程專業在研究型軍醫大學內開設,專業規模小、學員人數少、師資力量強,因而特別適合采用這種方式。為此,我們在基礎項目的實驗報告中增加了拓展思考題并對其進行評定。這些思考題是教師針對每個學生的實驗操作步驟提出的,因此題目和答案因人而異,從而杜絕了實驗報告的抄襲,并體現出學生的個性和思考。
2.2開放考核資源,以問題為驅動自主學習模式倡導學生自主學習、把實驗的主動權交給學生,使實驗教學呈現出較強的開放性[11]。主要表現為不同學生個性和目標層次不同,導致實驗內容、方法思路和結果結論存在差異。與之相對應,實驗考核方案也應適應這一特點,并采取行之有效的措施。為此,我們主要對考核資源進行了分類設計和調整重組,主要從以下幾個方面進行了實踐:(1)考核題目開放。除教學大綱指定的基本項目外,綜合考核題目由學生自主選擇,實驗任課教師只需根據教學大綱及實驗條件明確實驗教學情境,對實驗內容、實驗過程及實驗要求等細節做具體規劃、明確任務要求。近年來我校軍事生物醫學工程專業實施特色教學模式,大力推行教學與科研相結合、本科生導師制等,為專業基礎課程實驗考核提供了大量綜合設計性題目。例如,實驗課程任課教員承擔的國家和軍隊教學或科研課題,經過加工、提煉后可用于考核;以本科生導師制為依托開展的本科生早期接觸課外科研項目;軍隊和地方各種專業技能和創新大賽題目等。(2)指導教師開放。綜合設計實驗工程性強,學生能否在考核中取得好成績,除了充分調動自身主觀能動性以外,教師的科學指導也很重要。為了與開放化的考核題目相適應,我們允許學生自主選擇指導教師。因而除了實驗課程任課教師外,學生們還可以選擇實驗課對應的理論課程教師,以及自己本科階段的導師。特別是采取最后一種形式,教師和學生相互了解程度深,教師能結合學生個性和特長,針對實驗設計方案的可行性及結果提出預判,避免學生走彎路。(3)實驗室開放。開放各種教學和科研資源,鼓勵學生開展軟硬件聯調實驗,將電路、模電、數電、信號等課程的實驗內容結合起來,達到電子信息類專業知識和技能的融會貫通。為此,我們采用圖書館模式管理實驗室,對電路、模電、數電、仿真等多個教學實驗室實行全天開放,并且對相關實驗儀器和消耗器材按需供應。除此之外,從查閱資料、選擇元器件、構思實驗方案,再到仿真、安裝、調試電路,直到完成全部實驗,學生均獨立進行,教師只負責驗收和考評,并對學習成績優秀或有特長的學生開展個性化培養。(4)人員組織開放。團隊協作是現代工程技術人才必須具備的能力素質,也是軍事生物醫學工程專業人才培養目標的重要方面[13]。因此,在綜合設計項目的研究過程中,學生既可自主探究,也可以尋找合作伙伴組成1~3人的項目小組,充分發揮團隊協作的優勢。與之相對應,考核也要求以項目小組為單位考察實驗操作和任務完成情況,并在此基礎上對每組的同學進行個別質疑和考察,得出個人評價。
2.3創新考核方式,豐富評價指標軍事生物醫學工程專業要求培養高素質復合型現代衛勤保障人才,實驗考核要體現這一目標就必須在考核方式上有所創新。為此,我們借鑒科研工作匯報的經驗,在綜合考核中采用以項目答辯為主要形式的考核方案。整個答辯過程以項目組為單位進行,分為3個環節:(1)口頭匯報。以全面培養學生制作多媒體課件、口頭表達及總結提煉的水平和能力,要求利用多媒體素材進行一次時間為5min的匯報。(2)成果演示。以培養學生熟練操作技能和良好實驗習慣為目的,對提交的仿真程序或電子電路進行現場演示和測試。(3)提問互動。以培養學生溝通應變能力和考察項目組內各成員參與實驗情況為目的,由評委根據匯報和演示情況隨機選擇學生提問。在上述考核方式的基礎上,我們采用專家討論和問卷調查的方式,建立了軍事生物醫學工程專業基礎實驗考核的評價指標體系及其指標權重。該指標體系涵蓋了學生基礎知識、實驗技能、能力素質、情感態度和作風紀律5個I級指標,以及實驗內容、實驗儀器的熟練程度、答辯表達和課件制作等15個Ⅱ級指標,不僅對學員的理論基礎和實踐能力做出考核,而且對學生在工程實踐過程中的思路、態度、協作、軍人作風等多方面情況進行了全面評價。
3實施效果
上述考核模式已在2014年度秋季學期對第四軍醫大學2012級生物醫學工程專業本科15名學員進行了試點實施。我們根據軍事生物醫學工程專業本科人才培養方案對實驗教學的要求,對“信號與系統”實驗課程進行了基礎考核和綜合考核,取得效果如下:(1)杜絕了實驗不預習和準備不充分的現象,學員學習的自主性明顯增強,部分同學在實驗過程中能提出獨到的設計思想,實驗效果明顯提高。(2)全面提升了學員多媒體課件制作、總結提煉、口頭表達、文字組織、溝通交流和團隊協作的水平和能力,為他們今后的科研工作打下了良好的基礎。(3)充分展現了學員的興趣、特長和作風紀律等非專業知識技能的情況,為在“信號與系統”理論教學中實施因材施教的個性化教學提供了信息。(4)重點培養了3~5名優秀學員的工程實踐和科研創新能力,組織他們參加了第九屆全國信息技術應用水平大賽,并取得了好成績。
4結語
軍事生物醫學工程作為生物醫學工程與軍事醫學交叉融合的產物,是以服務軍隊衛勤保障現代化為目標的特殊專業。我們圍繞該專業基礎課程實驗教學的考核,研究了全程性、開放式、多樣化的考核新模式并取得了良好效果。該研究進一步豐富了軍事生物醫學工程專業特色教學模式,對于提高軍事生物醫學工程專業人才培養質量具有重要的現實指導意義。我們將以此為起點,繼續深化該專業實驗教學改革,堅持教員為主導、學員為主體的教學理念,滲透全面教育觀、精英教育觀、創新教育觀、開放教育觀等現代教育思想,為培養現代化衛勤保障急需的高素質人才不懈努力。
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作者:呂昊 張華 張楊 薛慧君 焦騰 王健琪 單位:第四軍醫大學生物醫學工程學院