基于MOOCs/SPOC的《医学仪器原理及设计》课程翻转课堂的改革与实践

刘珂舟 严明 祝磊 薛凌云

摘要：自2012年进入MOOC时代，MOOC成为未来影响高等教育的信息技术。随着MOOC的不断实践应用，小规模限制性在线课程（SPOC）日益呈燎原之势。本文在MOOCs/SPOC的理念下，对《医学仪器原理及设计》课程进行翻转课堂教学改革，旨在将三者相结合，创建更适合小班化教学的高校专业课程的教学模式，将优势更大的发挥出来。

关键词：MOOC；SPOC；翻转课堂

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）18-0118-02

MOOCs是Massive、Open、Online、Course四个词的缩写，指大规模的网络开放课程。MOOC是2011年末从美国硅谷发端起来的在线学习浪潮。斯坦福、哈佛、MIT等顶尖名校已经主动将他们的课程制成视频，上传到网络平台上，免费供全世界的人们学习。2012年被称为MOOCs元年[1]，短短三四年间MOOCs课程呈现井喷式发展。然而，普通面向大众的MOOCs课程在高校专业课程上并不适用。以《医学仪器原理及设计》这门课程为例，高校面向的主要对象仍然是高校在校大学生，在学习之前需要有一定的工学、生物学和医学背景，才能更好地学习课程。因此，在高校教学中，我们需要更为专业，受众群相对较小的视频课程模式，而SPOC课程可以满足这一需求。SPOC课程又被称为后MOOCs课程，它是small private online course的缩写。“small”是指学生规模一般在几十人到几百人；“private”是指对学生设置限制性准入条件，达到要求的申请者才能被纳入SPOC课程。

本文在MOOCs/SPOC的理念下，对《医学仪器原理及设计》课程进行翻转课堂教学改革，录制了更适合高校专业教学的知识讲授视频，借助“翻转课堂”教学模式，使学生在这种全新的教、学角色转换下，提高学习兴趣，巩固知识学习，调动学习的积极性，增强理论应用能力，毕业以后能够在医学仪器的设计应用上有一个质的飞跃，更能适应社会的需要。

一、改革的内容

1.课外学习：教师录制了全部授课视频，上传在学校的网络教学平台上，供学生们课前学习。随着课程内容的进展，按进度上传相应的教学视频。在课程开始前一天，关闭视频学习，督促学生完成视频学习。

2.课堂知识讲授：尽管学生已经通过课外的视频学习基本掌握了所讲授的知识，但很容易由于学生学习能力的差异，造成不能全面、彻底的把握知识结构，因此教师对于关键知识的教授仍然必不可少。

3.课堂讨论：学生在课外学习过程中产生的疑问和感想在课堂上与教师进行互动。教师在解答问题的过程中，对其中的重点知识点再展开讲解，使学生进一步加深对知识的学习掌握。同时，通过与学生的讨论，增加学生对行业发展的了解。

4.学生讲演：教师将学生分为4人一组，根据上课的具体内容，或原理、或建模、或设计、或应用，通过课外学习和知识查找，完成一份PPT，在课堂上走上讲台进行讲解，教师则在下面进行点评和提问。通过这项任务，学生对于所学的知识进一步吃透，同时扩展了班里其他学生的知识范围，使学习的氛围更加浓厚，效果更好。

5.课内实验及讨论：在每次课内实验之前，教师对所实验的内容进行课内讨论。首先，提问学生，如果是他们来设计一款同样功能的器械，将会如何去做。其次，简介实验仪器的工作原理，并告知注意事项。最后，要求学生完成实验报告，包括实验过程、参数对照、实验感想等。实验之后，再次进行课内讨论，教师与学生交流实验过程中的感受、体会，解答学生的疑问，同时和学生一起总结实验仪器进一步需要完善的性能与功能。

6.程序设计：要求学生两人一组用Labview平台完成任一款医疗仪器的虚拟设计，并站在设计生产企业的角度撰写相应的使用说明书。在布置任务之前，课堂上组织一次课内讨论，由每组学生分别阐述计划设计的医疗仪器，给出设计框图，说明实现方法，并提出问题。教师和全体学生一起评价计划的可行性，给予指导和帮助，解答问题。之后，学生上机进行实验，使用软件进行虚拟医学仪器的设计。

二、学生学习效果的评价方式及平行班对比

1.期末总评成绩的组成体系。总评成绩=30%×平时成绩+30%×程序成绩+30%×期末卷面成绩+10%×三次课内实验平均成绩。其中：平时成绩=0.6×两次讲演的成绩+0.4×视频学习成绩。评价体系考察学生的积极性、专业知识的掌握程度以及知识的灵活运用能力。

2.和平行班成绩的平行对比。平行班的教师与改革班一致，学习内容也相同，但采取传统的教师课堂讲授的方式。两门课程的课内实验、程序设计以及期末闭卷考试均相同。由于总评成绩的计算方式不同，所以我们的平行对比分别从以下三个方面进行：（1）课内实验成绩平行对比。从表1中可以看出，改革班的高分段的人数百分比有少量提升，但低分段较平行班相比却增长较多。改革班的实验报告不仅只是要求学生记录实验的过程与结果，还要更多地对比不同品牌、不同工作原理间的区别，因此实验成绩说明在对于实际医疗器械产品的优缺点以及设计理念方面，学生掌握得还不够好。而对于平行班来说，这一点的要求相对较低，所以成绩大部分都集中在中段。（2）程序设计成绩平行对比。由于改革班的学生有更多的时间学习课外的知识，在课堂上的讨论也更有助于思路的扩展，所以从表1中可以明显看到，程序设计的成绩有较大的提高。（3）期末闭卷考试卷面成绩平行对比。考卷考察的是学生对于专业知识的掌握程度，尽管在课堂上教师讲授知识的时间明显减少，但从考卷成绩来看，学生的成绩虽然没有明显的提升，但是分布的高峰向高分段移动，形成正偏态分布，这表明翻转课堂的教学模式更能激发学生的学习积极性。

三、学生学习感受调查

我们以匿名问卷的方式对翻转课堂改革班中的33名学生进行了学习感受的调查。调查结果分析如下：尽管超过70%的学生认为通过视频学习可以学到课程的主要内容，但是绝大多数学生仍然希望课堂上对于主要的知识点进行讲解。这表明：一方面学生对于自己自主学习的能力缺少自信，另一方面课堂上面对面的讲授对于学生掌握知识是非常重要的，教师丰富的授课经验可以在课堂上根据学生的反馈调整授课重点和技巧，而不像在视频中那样无反馈的单一输出。因此，即便是翻转课堂学习，教师在课堂上对于重点知识点的讲解也必不可少。

1.讲解内容、回答疑问、和学生讨论是学生希望在课堂进行的主要内容，这恰恰也是翻转课堂教学模式下教师对于课堂时间的设计。但是，只有约半数的学生有疑问，希望教师在课堂上回答，因此教师应该注意引发学生思路的扩展。

2.课外的视频学习很好的激发了学生自主学习的积极性，60%以上的学生還尝试了其他方式的课外学习，包括看相关系列的书籍、去医院设备科进行学习、教师上传在网上的推荐资料等。

3.对于视频资料的意见，50%的学生觉得太长了，但在这些学生中，仍然有接近60%的学生喜欢翻转课堂的教学模式。在觉得视频文件很好的学生中，也有14%的人不认可翻转课堂，因此说明课外学习的视频不是决定翻转课堂效果的关键因素，教师对于课堂时间的设计才是吸引学生的关键。

四、结语

“翻转课堂”这种新型的教育教学形式并不是简单的视频教学，它完全颠覆了传统意义上的课堂教学理念。有人说它是自班级授课制度创建以来基础教育领域的最大革命，这个说法有一定的道理[2]。将MOOC和SPOC理念与“翻转课堂”相结合，创建更适合小班化教学的高校专业课程的教学模式，可以将两者的优势更大的发挥出来。当然，在具体的操作过程中还存在很多可以改善的问题，比如开发精致、生动的微视频，设计更多能激发学生思考的优质课堂问题和实践任务，落实对学习困难学生的更多指导和帮助。作为一种新的教学模式，有许多问题值得我们在实践和探索中来解决。

参考文献：

[1]余建波.三大MOOC平台比较及启发[J].中国教育网络，2013，（9）：21-22.

[2]陈平.“翻转课堂”带来的教学启示——在新课程改革的背景下[J].教育研究与评论，2015，（3）.