PBL教學(xué)方法在《醫用傳感器》課程中的應用論文
o引言
1969年,美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大 麥克馬斯特大學(xué)創(chuàng )建了基于問(wèn)題學(xué)習（problem- based learning, PBL)的教學(xué)法，其是指在教學(xué)中以 問(wèn)題作為激發(fā)學(xué)生學(xué)習的動(dòng)力和引導學(xué)生把握學(xué)習 內容的教學(xué)方法,使學(xué)生的學(xué)習由被動(dòng)變成主動(dòng)，以 學(xué)生為中心進(jìn)行小組討論或教學(xué)0。
《醫用傳感器》是生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要課程。醫用傳感器作為拾取生命體征信息的“感 官”，延伸了醫生的感覺(jué)器官，把定性的感覺(jué)擴展為 定量的檢測，是醫用儀器、設備的關(guān)鍵器件。它對醫 學(xué)基礎研究、臨床定量研究和醫學(xué)儀器開(kāi)發(fā)起著(zhù)重 要作用。掌握醫用傳感器的基本原理，提高解決問(wèn) 題的能力，成為醫用傳感器教學(xué)追求的目的。
醫用傳感器的教學(xué)內容主要包括傳感器原理、 測量電路以及傳感器的應用三部分,涉及的內容包 括物理、化學(xué)、生物等諸多知識領(lǐng)域,具有理論抽象、 公式繁瑣、程序復雜和物理意義晦澀難懂等特點(diǎn)。 這使得學(xué)生在學(xué)習這門(mén)課程的時(shí)候,容易產(chǎn)生畏難 情緒,不知從何下手,這在很大程度上限制了學(xué)生學(xué) 習這門(mén)課程的學(xué)習興趣和創(chuàng )新能力。原因是單一地依靠課堂講解的理論,很難深入掌握傳感器的相關(guān) 知識。將“以學(xué)生為主體,以問(wèn)題為中心”的PBL教 學(xué)法引入《醫用傳感器》課程的教學(xué)過(guò)程中，可收到 良好的教學(xué)效果。
1PBL教學(xué)模式的意義
PBL就是以問(wèn)題為基礎展開(kāi)的一種以學(xué)生為中 心的小組討論式教學(xué)。該模式強調以學(xué)生為主體、 以問(wèn)題為中心，改變了傳統的以教師為主體、以課堂 講授為中心的教學(xué)模式0。
PBL教學(xué)理念以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習為主，以課程 中涉及的問(wèn)題為基礎，精心設計若干個(gè)小問(wèn)題布置 給學(xué)生，學(xué)生小組討論自主解決，最后進(jìn)行匯報點(diǎn) 評。學(xué)生在求解問(wèn)題的過(guò)程中，主動(dòng)積極地去思考、 探索,從而培養學(xué)生的自學(xué)能力、協(xié)作能力、表達能 力、理解能力和解決問(wèn)題能力；通過(guò)問(wèn)題，把一些理 論知識有機地組織在一起，可以很好地訓練學(xué)生對 這門(mén)課程甚至整個(gè)專(zhuān)業(yè)的整體意識，并培養其查閱 文獻和歸納總結的能力0。
因此,改革教學(xué)方法,將理論和實(shí)踐有機的結合 起來(lái),采用問(wèn)題式教學(xué)法是一個(gè)實(shí)用有效的好方法。
2PBL教學(xué)模式的實(shí)施步驟
在PBL教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程中，針對課程內容把 每章設計出若干個(gè)問(wèn)題。每個(gè)問(wèn)題由教師先進(jìn)行必 要的課堂教學(xué),使學(xué)生掌握必要的基礎知識,然后把 全班分成幾個(gè)小組布置問(wèn)題任務(wù)，小組成員利用上 課時(shí)、晚自習、實(shí)驗課對問(wèn)題進(jìn)行討論、研究教材和查 找資料,然后寫(xiě)出各自的設計思想與方法、設計出電 路原理圖、程序編程并調試。完成后在課上交流討論 解決問(wèn)題的方案和結果。最后教師進(jìn)行評估總結。
具體來(lái)說(shuō)堂優(yōu)秀的PBL教學(xué)課主要需經(jīng)過(guò) 以下幾個(gè)步驟。
2.1問(wèn)題的確定PBL教學(xué)法是一種方法,更是一種方案,恰當的 問(wèn)題是成功的前提條件。被確立的問(wèn)題首先要與某 個(gè)教學(xué)內容緊密聯(lián)系,并能由學(xué)生獨立完成，同時(shí)可 以收到良好教學(xué)效果。在設計問(wèn)題時(shí)也要注意到用 PBL教學(xué)代替傳統教學(xué)可能會(huì )導致學(xué)業(yè)負擔太重， 深度不夠、難以把握重點(diǎn)等缺點(diǎn)。這樣設計一個(gè)合 適的問(wèn)題就顯的尤為重要[4。
按照“問(wèn)題為教學(xué)內容服務(wù)”的主導思想，選擇 一個(gè)好的問(wèn)題要滿(mǎn)足下列條件：(1)該問(wèn)題是與一 定的教學(xué)內容相匹配的，同時(shí)通過(guò)一個(gè)問(wèn)題能把一 些知識點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)；（2)該問(wèn)題能夠使學(xué)生的自主 學(xué)習、自己解決問(wèn)題；(3)問(wèn)題的設計必須要有一個(gè) 由簡(jiǎn)到繁、由易到難的要求。
例如針對《醫用傳感器》課程中的光電傳感器 內容,設計了如何使用此傳感器測量脈搏作為一個(gè) 問(wèn)題,要想解決這個(gè)問(wèn)題,首先必須選擇合適的傳感 器，那么就要對可能合適的傳感器的原理要掌握，其 次要有合適的測量電路以及后續的處理環(huán)節，這樣 這個(gè)問(wèn)題包含幾個(gè)重要知識點(diǎn),如傳感器原理、測量 電路、信號放大器及數字電子技術(shù)等相關(guān)知識。
為了使學(xué)生有目的的學(xué)習，教師要先對問(wèn)題進(jìn) 行相關(guān)基礎知識的教學(xué)，例如先講解光電傳感器測 脈搏的原理。教師講解完后確定問(wèn)題時(shí)可提高難 度,要求實(shí)現脈搏計數功能等。
2.2問(wèn)題的分析分析問(wèn)題是PBL教學(xué)過(guò)程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。 通過(guò)授課教師適當講解,使學(xué)生了解問(wèn)題的基本情 況和功能要求，為了調動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，可采用討 論、問(wèn)答等方式。授課教師指出本問(wèn)題中應用的相 關(guān)知識,提供這些知識的學(xué)習資源和條件,要求學(xué)生 自行學(xué)習這些知識。這樣才能在有限的時(shí)間內，沿 著(zhù)正確的方向去解決問(wèn)題。
例如本問(wèn)題的主要目的是選擇合適傳感器檢測 人體脈搏,通過(guò)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的脈搏波測量系統來(lái) 掌握這種傳感器的特性,并練習使用。應用的主要 知識是合適傳感器的基本結構、測量原理以及它的 測量電路等。
2.3問(wèn)題的解決問(wèn)題解決過(guò)程直接影響了 PBL教學(xué)法對相關(guān) 知識的教學(xué)效果,而教師的引導在此過(guò)程中特別關(guān) 鍵。醫用傳感器PBL教學(xué)對任課教師在物理、化學(xué) 及電子技術(shù)的知識和技能提出了更高的要求，因此要 求任課教師具有全面的專(zhuān)業(yè)知識。只有高素質(zhì)的教 師,才可能高質(zhì)量地完成好本課程的教學(xué)任務(wù)。教師 在這個(gè)階段要及時(shí)了解每個(gè)小組的問(wèn)題實(shí)施進(jìn)度,并 要恰到好處地及時(shí)給予指導,并應針對不同層次的學(xué) 生給予不同深度的指導,充分發(fā)揮教師的指導作用。
根據問(wèn)題的規模和難易程度把全班學(xué)生按照 “自愿、均衡”的原則分成若干小組，授課教師指出 本問(wèn)題中應用的相關(guān)知識，提供這些知識的學(xué)習資 源和條件,要求學(xué)生自主學(xué)習這些知識。每個(gè)小組 學(xué)習相關(guān)資料后寫(xiě)出各自的設計思想與方法、設計出 電路原理圖。這一過(guò)程是培養學(xué)生自主學(xué)習的重要 步驟,要充分調動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,鼓勵同學(xué) 之間交流討論,找到比較好的解決方案。初步完成后 進(jìn)行全班交流并演示問(wèn)題結果,經(jīng)過(guò)分析改進(jìn)后，學(xué) 校提供元器件由學(xué)生進(jìn)行硬件裝配與調試。通過(guò)此 問(wèn)題的實(shí)施,學(xué)生不僅加深理解和掌握了光電傳感器 基礎知識,還對模擬電子技術(shù)、數字電子技術(shù)等知識 進(jìn)行了應用與實(shí)踐,并充分發(fā)揮了他們的創(chuàng )造性。
2.4總結和評價(jià)教師的評估總結是“PBL教學(xué)法”的重要環(huán) 節[4。問(wèn)題實(shí)施結束后，教師組織學(xué)生對問(wèn)題執行 的情況進(jìn)行總結,在此過(guò)程中教師要除了考查學(xué)生 對問(wèn)題內容和原理的預習、實(shí)施操作的規范和熟練 程度、問(wèn)題結果是否完成和問(wèn)題報告的記錄是否清 楚、真實(shí)等,還要考查學(xué)生在問(wèn)題實(shí)施中解決問(wèn)題的 主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng )新性,綜合評定后，教師對小組中每 名同學(xué)的表現進(jìn)行點(diǎn)評，對問(wèn)題中的亮點(diǎn)進(jìn)行表?yè)P 和推廣,并給出成績(jì)。
3PBL在具體實(shí)踐中應該注意的問(wèn)題
PBL是_種教學(xué)方法,具有哲學(xué)的內涵，它把教 學(xué)主體變?yōu)閷W(xué)生。在此教學(xué)中，學(xué)習過(guò)程成為一個(gè) 人人參與的創(chuàng )造性活動(dòng)，它注重的不是最終的結果， 而是完成問(wèn)題的過(guò)程。在PBL教學(xué)的具體實(shí)踐中， 教師應該注意以下問(wèn)題6’3。
3.1確立實(shí)用、優(yōu)秀的問(wèn)題問(wèn)題的確立是PBL教學(xué)法成功的前提。首先， 問(wèn)題要包含教學(xué)內容并盡可能有機地結合多項知識 點(diǎn);其次，問(wèn)題的難易度要針對學(xué)生的實(shí)際水平來(lái)確 定;最后，問(wèn)題要被大多數學(xué)生接受，并可以用某一 標準公平準確地給予評價(jià)。
3.2問(wèn)題實(shí)施中營(yíng)造創(chuàng )新氛圍在教學(xué)中營(yíng)造_種寬松的、積極的學(xué)習氛圍。
(1)由于學(xué)生知識結構體系的不完善，科研經(jīng) 驗的缺乏,在問(wèn)題解決過(guò)程中提出的一些問(wèn)題或想 法可能有�？茖W(xué)的原則，指導老師應以包容的心態(tài) 來(lái)加以指正和引導,保護學(xué)生的創(chuàng )新心理,樹(shù)立起學(xué) 生敢于質(zhì)疑,不迷信權威的科學(xué)精神。
(2)要最大限度地鼓勵學(xué)生發(fā)言，而學(xué)生能力 參差不齊,難以均衡發(fā)展,所以有時(shí)形成少數學(xué)員主 宰課堂，而其他學(xué)生沉默寡言的情況,指導老師要平 衡每個(gè)學(xué)生的機會(huì )。
3.3客觀(guān)的問(wèn)題評估與總結教師在評估中要指出學(xué)生的設計存在各種各樣 的問(wèn)題及解決的辦法。在進(jìn)行問(wèn)題總結過(guò)程中，要 指出問(wèn)題相關(guān)的知識要點(diǎn)和技能要點(diǎn)。使學(xué)生的各 種能力在評估中得到提高，評估的過(guò)程是總結以前 學(xué)過(guò)的知識,提出問(wèn)題和學(xué)習新知識的過(guò)程[6。
4教學(xué)總結
PBL教學(xué)的意義是培養學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性,提高 自主學(xué)習能力,從而大大優(yōu)化學(xué)習效果和促進(jìn)長(cháng)期 記憶的形成,從醫用傳感器的教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗來(lái)看， 在具體教學(xué)過(guò)程中也遇到一些問(wèn)題：主動(dòng)學(xué)習意愿 差的和自學(xué)能力差的學(xué)生不能較好地適應這種教學(xué) 法;教學(xué)過(guò)程中對教師提出較高要求。由于導師要 指導每組學(xué)生的問(wèn)題，這不僅對教師的能力需求很 高，同時(shí)也要求教師有充足的時(shí)間。就目前課程內 容來(lái)說(shuō)，教學(xué)資源還不足以承擔本科生大范圍的 PBL教學(xué),所以各課程應根據實(shí)際情況建立合適的 PBL教學(xué)體系,才能使學(xué)生真正從中獲益。
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