“新医科”背景下计算机类课程混合式教学模式设计研究

姚宏波 吴明 张民 崔杰 李清江 马文辉

工业革命4.0 影响了医学的发展，互联网、智能化、脑认知、芯片、精准医疗、大数据等新概念层出不穷，创新业态催生大学教育转型，信息时代必须重构医学教育核心知识[1]。从医学发展看，在工业革命和生命科学革命的影响下，“医＋X”交叉发展医学模式已经到来[2]，运用创新实践的医疗模式打造高水平的医疗服务，以满足人民群众的健康需求。在移动互联网技术的推动下，智能手机、移动互联网、社交媒体等技术业态发展，带动线上教学在内容和形式上更加丰富多彩，在教育的横纵向不断穿插，形成井喷效果。《管理信息系统》是齐齐哈尔医学院信息管理专业的专业基础课，其授课目标是让学生在经过基本程序设计能力训练之后，掌握具有较高应用价值的应用程序开发设计的能力和方法。以这门课程为基础，研究出一种新的教学模式，突出学生中心地位，注重学生实际应用能力培养，同时共享学习资源[3]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2020 年9 月—2022 年3 月，以本院2019 级和2020级信息管理与信息系统专业学生为研究对象，共42名，2019 级学生18 名设为对照组，2020 级学生24 名设为试验组。对照组男生12 名，女生6 名，入学年龄（18.46±0.83）岁，入学成绩（457.22±26.98）分；试验组男生16 名，女生8 名，入学年龄（18.53±0.87）岁，入学成绩（468.25±12.54）分。两届学生在性别、年龄、入学成绩上差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性。

1.2 方法

对照组采用传统教学方法共54 学时，以理论讲授法为主，同时采用启发式和互动式方法，使学生掌握用计算机的知识为实际问题建立管理信息系统的基本思想和基本方法，分析和解决管理系统中的实际问题的方法等。试验组采用线上线下混合式教学方法，其中理论32学时，实践16 学时，要求学生掌握管理信息系统设计、实施、应用的基本原理和方法，特别要具备系统分析、设计和实施的能力。具体如下。

1.2.1 确定教学策略，构建混合式教学模式框架

调查研究包括对现有的教学平台和相关文献的研究以及对学生情况的调研，了解现阶段采用的教学模式的研究现状及未来发展情况，掌握各个教学平台的特点，通过调查问卷及与相关教师交流对学生的前期课程基础以及学习习惯有充分的研究分析，在此基础上确定针对现有学生的教学策略及采用的混合式教学模式基本框架，然后经课题组预审讨论前期工作的整体性及连贯性，完善前期相关的内容。此外，要建立合理的教学评价机制，建立完善的计算机专业教学考核的机制[4]。

1.2.2 课程开发设计

课程视频、题库资源建设当前众多的研究侧重于特殊时期在线直播教育理论[5]、在线直播教学实施现状及对策[6]研究，对于计算机类线上课程教学资源建设的探索较少。本研究首先确定视频及题库资源建设的方法策略，通过观看现有的大规模在线开放课程（massive open online courses，MOOC）及其他教学资源平台相关课程，筛选出2 个与学生所学教学内容匹配度高的连接推送给学生，供学生补充对课堂内容加深理解及补充学习。自建的小规模在线课程（small private online course，SPOC）课程中的视频选取能够辅助课堂学习目的为主的知识点为主，视频来源主要是自制、网上截取等，并将这些视频资源配以相应测试题以任务点的形式发布到课程平台供学生学习。题库建设要保证数量足够（1 000道左右），覆盖所学所有知识点，并与所学内容紧密结合，多种体型覆盖，保持每轮部分更新（20%左右），基础和应用能力并重。

重构教学内容，选取教学案例根据专业培养目标及课程教学大纲，针对所选教材，按照前期确定的教学模式框架重新整合教学内容顺序。教学案例选取要选择能够激发学生兴趣的经典案例和一些提高学生应用能力的案例，并且保持案例内容的连续性和可扩展性，在案例中融入课程思政内容，使学生能够以积极向上的精神和态度学习相关内容。

利用多种教学方法精心组织策划课堂学习活动根据每堂课学习内容，选择合适的教学方法（翻转课堂、任务驱动等）精心组织和策划课堂学习活动，课堂活动设计以激发学生自主探究的学习兴趣为主，争取最大限度调动学生的学习积极性和学习热情。

多元化的考核评价方法设计本着注重学生“学”的全过程为指导思想，设计多种考核评价方法来完成学生整个学习过程的考核。基础知识主要考核的是学生的记忆力和学习态度，指的是将全部内容的基础知识模块化，分批次分发给学生，让学生提前记忆，在相应的模块学习前进行测试。实验指的是实验项目的基本功能完成情况及创新性和实验结果分析情况。期末考试以检验基础知识的综合应用能力测试为主，附以少量基础知识检测。通过这些多元化的考核评价方法，来促进学生实际应用能力的培养。

1.2.3 实践应用及效果分析完善

通过一轮教学实践，对新的教学模式整体效果进行分析，主要包括教学模式框架是否恰当，还需要哪些改进，教学资源选择是否恰当合理，还需要哪些完善补充，教学内容、教学案例课堂活动设计等安排是否符合学生学习规律，是否达到预期教学效果，考核评价方式是否能够全面体现学生的应用能力培养，还需要哪些完善，通过调查问卷调查学生对教学方式的满意度等。经过对以上这些问题进行整体的分析整理，确定完善方法。大部分学生对基于慕课、雨课堂、翻转课堂的混合式教学较为认可，认为与传统教学模式（教师讲解幻灯片或板书）相比，混合式教学对个人学习更有帮助，有利于自己与同学、教师的互动，因此更喜欢并愿意接受混合式教学[7-9]。

1.3 观察指标

以期末考试成绩和实验考试成绩作为总结性评价来衡量课程内容的掌握情况，两组考试难度一致。期末考试成绩总分60 分，分为优、良、中、及格、不及格（标准：优≥54 分，48 分≤良＜54 分，42 分≤中＜48 分，36 分≤及格＜42分，不及格＜36分）。实验考试成绩总分25分，分为优、良、中、及格、不及格（标准：优≥22.5 分，20分≤良＜22.5分，17.5分≤中＜20分，15分≤及格＜17.5分，不及格＜15 分）。比较两组期末考试成绩和实验考试成绩在各个分数段的人数，来评价学生对知识的掌握情况。

对试验组学生在开课前后进行问卷，调查经信效度检验，Cronbach's α ＞0.9，信度佳，试验组课前课后各发放无记名调查问卷23 份，课前问卷内容主要是针对学生对本门课程了解情况调查（对我们选用“大学计算机”教材中的内容，哪些知识你在学之前已经掌握了？你学这门课程希望达到什么目标？如果在学校网站上有关于学习资料，你会去看吗？你认为计算机教学是为了？你对教材有哪些看法？），课后问卷内容主要是针对学习本门课程的过程情况调查（有利于课前预习、知识难度适中、线上内容能够满足学习需要、有利于线下学习、独立思考能力有提升、创新能力有提升、知识理解与运用能力有提升、学习兴趣有提高、能够适应混合式教学模式、对计算机技术与医学结合应用有进一步了解、对未来职业有帮助、希望继续开展此教学模式），全部回收共46 份，均为有效问卷。

1.4 统计学方法

数据分析应用SPSS 17.0 统计学软件。计数资料以n（%）表示，行χ2检验或Fisher 确切概率法，计量资料以（）表示，行t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组和试验组期末成绩和实验考试成绩比较分析

两组期末总成绩比较差异有统计学意义（P＜0.05），试验组期末成绩优和良的人数比例高于对照组，但差异无统计学意义（P＞0.05），两组中的人数比例相近但差异无统计学意义（P＞0.05），两组及格的人数比例比较对照组较低，差异无统计学意义（P＞0.05），而两组不及格人数均为0。

两组实验成绩比较差异有统计学意义（P＜0.05），试验组实验成绩优的人数比例高于对照组，但差异无统计学意义（P＞0.05），两组良和中的人数比例相近，差异无统计学意义（P＞0.05），两组及格的人数比例比较对照组较高但差异无统计学意义（P＞0.05），而不及格的人数比例差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 试验组学生调查问卷结果分析

试验组学生对本门课程内容比较了解，在学习过程中认为对学生的学习能力和兴趣均有提升，且有助于对内容的掌握，见表3、4。

表1 对照组和试验组期末考试成绩及各分数段人数比较

表2 对照组和试验组实验考试成绩及各分数段人数比较

表3 试验组学生对本门课程的了解情况[名（%），n=23]

表4 试验组学生对本门课程学习过程情况分析[名（%），n=23]

3 讨论

学科交叉是当今科技创新的源泉，是科学时代不可替代的研究范式[10]。新医科、新工科建设的号角给医学、工科都注入无限活力。从20 世纪60—70 年代开始，美国诸多研究型大学就关注到医学与多学科的交叉与结合，纷纷投入巨资开展医工交叉学科研究，先后成立了医工交叉研究所或研究中心，以促进医工交叉学科研究与人才培养[11]。而在医学院校，计算机类课程为医工交叉学科研究与人才培养奠定了基础。因此，高校教师探索教学方法，提升学生综合能力显得尤为重要。

自2012 年美国哈佛、麻省理工等名校提出MOOC至今，国内外的线上线下教育模式得到了巨大的发展[12]，尤其近几年在刊物上发表的相关论文及研究成果呈指数级增长。我国在2013 年开始引入MOOC，2013 年以来，国内线上线下教学网络平台课程建设有了长足的发展。最先建设网络开放课程的是北京、上海两地的高校。北大、清华、中国人大、天大、复旦、上海交大等高校都是这方面的先行者。随后国内其他高校也参与其中，这些高校不仅建设了校内在线课程，而且建立地区、跨地区甚至国在线课程联盟。国内经过近几年的迅猛发展，线上线下教学模式研究不断完善，相应的教育部在2019 年正式提出利用三年时间建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程（简称一流本科课程“双万计划”）[13]。依据高校办学定位和人才培养目标定位，建设适应创新型、复合型、应用型人才培养需要的一流本科课程，实现不同类型高校一流本科课程建设全覆盖。近年来，慕课、雨课堂等网络授课平台广受关注和应用，将线上与线下教学有效地进行衔接，脱离了时间和空间的限制，同时与翻转课堂相结合形成了包容性优、共享性好、个性化强的混合式教学[14]。本课题通过对新工科专业——“信息技术与信息管理专业”的《管理信息系统》课程线下授课和线上授课的实施情况对比分析，提出线上线下混合式教学模式，探索出能够改善“管理信息系统”课程教学质量、提高学生实践能力的教育教学改革方案，以期为其他计算机同类型课程的教学改革提供参考。

大学计算机课程是一门综合性、应用性很强的课程，要求学生在学习前先掌握一些相关的知识，避免在学习时感到困惑。同时，在“四新”建设背景下，培养复合型人才因此就显得尤为重要。因此，对于学习本门课所需了解的前置概念知识，教师会在线上平台上进行提前的讲解，让没有计算机基础的学生也能提前了解，建立认知[15]。由于计算机课程涉及的知识点多而杂，仅靠传统教学方法照本宣科的进行教学，会使得学生们感觉抽象、难懂，所以增加实践操作部分的比重十分必要。应用混合式教学方法，可以使学生将学习理论知识的时间较多安排在课前，这样就会有较多的时间来进行实验，十分有利于学生们掌握和理解相关理论知识，并能够应用到实际解决问题当中，达到知行合一的效果。本研究重在培养学生能力，在混合式教学模式中建立“自主学习—网络互动—课堂面授—线下反馈”的模式，强化学生的过程参与，对于学习效果进行科学评价，增加实验创造性，提高学生的学习兴趣。通过网络互动，能够更好的了解学生学习能力，在课堂学习前，教师可通过授课平台了解学生的学习情况，在授课平台上以布置任务、讨论和互动等方式进行交流，在学生完成自主学习后，教师通过线上平台的互动以及数据统计等的形式，搜集学生在学习时遇到的问题，以便在线下课堂面授时及时修订教学计划。根据搜集的情况，对授课内容进行适当调整后，课堂面授时教师有侧重点，教学内容详略得当，能够更合理安排时间。在一轮教学实施完毕后，教师与学生沟通，并进行调查问卷，就本轮学习进行反馈，学生对教师的教学进行评价，便于教师在后续课程中总结经验，为下一轮授课提供更优质的课程。

本研究显示，计算机类课程混合式教学模式能够提升学生的实验和期末总成绩比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。混合学习空间针对混合学习这种特殊的学习形态，按照开放获取、自由参与、互动交流等特色，考虑混合学习相关因素的学习空间，包含了物理空间和虚拟空间的组合，是学习空间在特定场域的拓展，也是学习空间内涵的进阶[10]。混合式教学已呈现出主流化和常态化，这也要求教师要敢于利用现有的技术挑战并丰富已有的教学框架与方法，积极创新混合模式[14]。通过调查问卷显示，学生的总体满意度较高，特别是学生认为与单纯的书本预习，线上线下相结合更有利，同时对于线下学习有促进作用；在学生能力方面提升方面，也有一定的作用，对于知识理解和运用有显著作用；基本上所有学生都能适应混合式教学模式，并希望继续开展。以《管理信息系统》课程为基础，研究出一种新的教学模式[16]：教学组织与实施突出学生中心地位，注重学生实际应用能力培养，根据学生认知规律和接受特点，创新教与学模式，因材施教，促进师生之间、学生之间的交流互动、资源共享、知识生成，教学反馈及时，教学效果显著。这种模式经过不断的磨合完善，可以逐步的扩展到其他的课程中进行实践。