微生物与免疫学融合课程设计研究

所属栏目:生物医学工程论文 发布日期:2020-11-02 10:10 热度:

   深度学习源于计算机科学和人工智能研究,可理解为一种模型算法,通过对人脑思维深层次学习的模拟,实现计算机对数据的复杂运算和优化[1],并于1976年由瑞典学者FerenceMarton和RogerSaljo首次明确引入教育学领域。早期概念强调深度学习不是简单的知识记忆而是对内容整体性认知,是一个知识理解、迁移应用和能力拓展的过程[2]。该概念于2005年由学者黎加厚引入国内,通过运用,使学习者在理解基础上,能够批判地学习新思想和事实,融入原有认知结构中,并能够在众多思想间进行联系,将已有的知识迁移到新情境中,做出决策和解决问题的学习[3]。深度学习是指向核心素养的学习,是教育教学改革的目标[4]。目前深度学习的概念还在发展中,描述侧重点有学习方式、学习过程和学习结果等不同角度[5-6],但教学设计作为关键环节,高阶认知、知识整合、解决问题的能力作为核心要素已为学界公认[1,5-9]。因此教师可以通过有效的课程设计,促进学生深度学习。现以本校卫生检验检疫专业《微生物与免疫学》课程为例,探索引导学生深度学习的课程设计。

微生物与免疫学融合课程设计研究

  1课程载体与目标定位

  《微生物学》与《免疫学》是重要医学基础课程,目前在多数医学本科院校独立开设。从内容方面看,两门课程相对独立又密切联系,如微生物感染必然涉及免疫系统的免疫应答;从发展历程看,免疫学在人类与微生物相互作用中建立起来,微生物学又是在免疫学理论指导的技术中不断发展;从学科特点看,微生物学与免疫学涵盖面广,均具有较强的理论性和实践性,需要学习者具有较强的知识体系构建能力和实践操作能力[10-11]。这两门课程的内在联系使得具有整合性和连贯性的学习内容能彼此强化[12],可建设《微生物与免疫学》融合课程,并为进一步探索深度学习教学设计提供可行性。本校定位于应用型本科院校,着力培养高素质应用型人才。以卫生检验检疫专业为例,专业目标是培养具有基础医学、临床医学和预防医学背景,同时具有较强卫生检验与检疫专业理论和实验操作能力的复合型专门人才。基于上述理念和目标,本校在该专业设立《微生物与免疫学》融合课程,结合学生知识背景和学习状态探索促进深度学习的教学设计。

  2课程内容与阶段模块

  《微生物与免疫学》融合课程内容凝练为六大板块:细菌学基础、病毒学基础、真菌学基础、微生态、免疫系统和免疫应答。围绕板块,按照内容逻辑关系安排课程顺序,由微生物到免疫,从免疫系统打开探索免疫学的大门[11]。课程围绕微生物特点、分布、微生物微生态规律及代表性细菌、病毒和真菌的生物学基本性状,使学生从宏观和微观不同层面综合认识微生物,熟悉常见微生物,掌握染色、接种、消毒灭菌等基本技能;通过免疫学基本概念、免疫应答原理、抗原抗体的生物学特性与反应特点及临床免疫学相关内容,帮助学生认识医学现象的本质,理解掌握特异性诊断方法与防治原则,促进学生可持续发展。课程共80学时5个学分,在第二学期开设。课程设计分两个阶段:第一阶段60学时基础模块,主要介绍基本理论、核心概念与基本技能,通过理论与实践融合、微生物与免疫学互渗夯实基础;第二阶段20学时提升模块,开展问题式学习(PBL)教学,即通过案例设计、开展学科内的整合性教学和跨学科的主题学习,培养学生的综合思维、知识迁移能力、跨学科解决复杂情境问题的能力以及沟通、交流和协作的能力。基于问题是学习的元动力理念,问题激发贯穿两大阶段当中。见表1。基础模块依据布卢姆教育目标分类学设置,记忆和理解属于低阶思维;应用、分析、评价和创造属于高阶思维。针对不同层次思维特点,课程从基础到应用设立不同层次教学目标,通过问题设置,以问促问,加深知识理解,促进知识应用和迁移。在教学中,通过课程框架结构,帮助学生整理清楚事物之间相互关系,促进知识构建和智力发展[8]。正如学者郭元祥建议:深度学习的本质是学生在教师引导下对知识进行“层进式学习”和“沉浸式学习”,“层进”是指对知识内在结构逐层深化的学习,“沉浸”则是对学习过程的深刻参与和学习投入[1]。学者郭华[8]也认为深度学习核心特征是活动和体验。学生要通过自己主动活动,把文字结论及其隐含的意义变成自己的认识对象,同时通过丰富的内心体验、提升个人经验与精神境界。结合本专业实践性较强的特征,进行理论与实践融合、做学一体,是基础模块促进深度学习的主要策略。情境导入、实验探索,通过“互助学习”和“探究体验”以及必要的理论指导,帮助学生掌握基本技能并能理解、运用基本原理[9],并通过鲜活、有温度的活动,培养学生人际交往与小组协作能力[8]。提升模块采用PBL教学模式。PBL教学模式是基于问题激发的理念,通过不断发问,层层剖析,有助于深入理解核心学科知识,促进思考,增强知识迁移与应用能力。PBL教学模式的精髓在于发挥问题对学习过程的主导作用,以学生为中心,培养主动自发的学习者。这与深度学习的目标不谋而合,是深度学习的合适途径[13]。但目前PBL教学模式也存在一定的不足[14-15]:(1)课程容量小,基础知识不扎实;(2)学生适应度不足;(3)有效评价体系尚未建立。因此PBL教学模式实施模式还在不断探索中。伊朗阿萨德大学的一项试验比较了完全式PBL教学模式、混合式PBL教学模式和传统教学方法的效果,通过认知能力表现测评,两种PBL教学模式差别不大,但都优于传统教学法[16]。结合本校实际,选择混合式PBL教学模式,前期设置第一阶段基础课程铺垫,后期通过PBL讨论学习,纵向深入前期核心知识点、横向拓展微生物各论和免疫学应用相关知识。

  3课程评价方式与对策

  课程采用形成性评价,依据布卢姆的教育认知层次理论,设计多样化和多层次的教学活动。基于蓝墨云班课,通过随堂测验、头脑风暴、小组汇报、思维导图展示、问卷调查等对学生学习过程进行全面评估。相对于终结性评价,形成性评价在评判学习成效的同时注重信息及时反馈,具有过程性、自主性、反馈性和持续性的特点,有助于学习过程的不断反思与调整[17]。课程评价同时立足于教与学双向视角,促进教与学的反思。学生视角主要通过问卷和自评完成;教师视角主要是在观察学生基础上,结合文献参考相关标准,客观描述、评价学习过程。

  3.1基础知识的分层评估

  依据澳大利亚学者彼格斯和科利斯提出的SOLO分类理论[6],课程设置习题,对每一章节从5个层次对学习效果进行具体描述,了解学习过程中认知的发展阶段。5个层次递进提高,代表不同学习阶段,体现为“前结构”“单点结构”“多点结构”“关联结构”和“抽象扩展结构”的学习结果分类。参考该分类框架,本课题组在每一学习模块,针对性设计不同层次的习题,帮助大家实现从认知陈述到理解阐释然后形成整体思维架构进而解决实际问题的深度学习。免疫球蛋白(Ig)章节的不同要求习题见图1。

  3.2PBL教学模式效果评估

  PBL教学模式通过案例情境化描述,有助于激发同学们解决问题的热情,促进学生跨越新知和旧知的鸿沟,同时也有助于学生对知识技能的记忆。因此,案例撰写是PBL教学模式的保障,但目前案例评估尚无量化标准。罗文大学的研究者们针对相关性、真实性、参与度、建构度和挑战性的PBL教学模式5个重要特征分级评分,构建出基于文本的有效案例评估标准,即R2ICE模型[18]。案例评估专家使用后认为模型组织有序也便于操作,可提高评估效率;案例作者也认为该模型清晰简洁,有助于评估专家更快速了解案例背景和相关知识点。当然该模型缺乏对学习者学习目标和表现的评估,可以通过学生的问卷调查、学习过程反思和教师针对学生的学习参与度评分予以补充。此外,对于PBL教学模式中相应基础知识,大多通过相应专业的能力化测试进行评估。日常教学中,情境分析的客观题提供了较好选择[15,19]。通过情境设计融入相关知识点,着重于认知能力、分析能力、知识整合能力和解决问题的能力考察,可用于评估PBL教学模式的效果。

  4结语

  深度学习研究起源于大家对教育本质的思考,因此“如何促进深度学习”是未来教育改革发展的重要课题。

  4.1立足本土,放眼全球深度学习是目前最贴近

  教育目标的教学改革运动。国外影响较大的有加拿大西蒙菲莎大学艾根教授领衔的深度学习项目,以及美国威廉和弗洛拉·休利特基金会发起,美国研究院组织实施的深度学习项目;国内主要有学者郭元祥和李坤崇教授联合发起的“海峡两岸能力生根计划”,主张以价值观、知识观、学习观、过程观的重建为基础,以发展学生的学科能力为宗旨,实施深度教学;同时,上海市青浦区朱连云研究员主持的导向深度学习教学改革有效提升了学生的学习方式和品质。这些教育改革运动从不同角度提出了促进深度学习的有效策略,可以借鉴应用于我国的高等教育教学改革实践中。需要注意其中一些策略很难在单一课程中实施,因此深度学习项目特别强调支持深度学习的学校结构和文化[9];其次我们需结合国情、校情和学情,针对性地进行课程设计,用心观察本土元素、贴近学生设计教学,帮助学生建构知识、学会学习。

  4.2学科视域下的深度学习需要广大教师的深度投入

  目前深度学习在高等教育的改革尚未兴起,学科视域下的深度学习研究较少。作为人才培养的一个重要阶段,高等医学教育学科视域下的深度学习探索具有广阔空间。具体学科素养培育标准及深度学习课堂有哪些特征等都在探索中,基于深度学习的《微生物与免疫学》融合课程设计也在实践中不断完善。深度学习离不开深度教学,需要广大教师的热情投入:教学组织中,问题设计是核心,需避免流于形式、表面化的问题,目标清晰有启发;在引导时避免“空降”的概念,通过问题启发在新旧知识之间做好衔接;同时注重师生对话,及时发现问题,提供策略支持,时时追问、以问促问,引导同学们提出更多更好的问题。总之深度学习的教学改革需要广大教师共同努力,在实践中积累经验,完善相关课程设计;同时在实践中发现问题、解决问题,促进深度学习理论的发展。

  《微生物与免疫学融合课程设计研究》来源:《国际检验医学》,作者:莫非 聂志妍 郑红 许飞 陈林军

文章标题:微生物与免疫学融合课程设计研究

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