智慧教育背景下《生理學》“雙軌三一體”教學模式設計與應用研究

邱愛珠，徐曄青，歐陽翌國，鄒 艷，王紫薇，文 芳

（1.湖南中醫藥高等?？茖W校醫學院機能教研室，湖南株洲 412000；2.株洲市中心醫院醫務部，湖南株洲 412000）

生理學與學生自身息息相關，主要研究內容為機體功能活動、活動規律等內容，對后續學習醫學基礎知識有著重要影響。生理學的知識以理論為主，內容較為抽象，知識系統復雜，一直以來都是醫學基礎課程中學習難度很高的課程。相比較本科院校而言，高職高專醫學院校的生理學教學面臨著更大的挑戰：（1）雖然近年職業教育發展迅速，但是生理學作為一門基礎課程，理論性強的特點難以改變，目前高職高專醫學院校的生理學教學總體上仍沿襲著本科高校生理學的知識框架和教學模式，過分強調理論性、系統性、知識的完整性，這很大程度上制約了教師課堂教學。（2）高職高專醫學院校各專業學制為三年，其中，在校的理論學習時間不足兩年，各課程的學時受到極大制約。高職高專院校的生理學課程的課時大多在32～64 學時之間。因為課時不足，教學內容不得不簡化，探索性教學也難以開展。（3）高職高專學生知識基礎水平、主動學習能力、理解能力也相對弱于本科層次學生，教學效果往往難以達到預期。因此，如何解決學習難度高、學時少、學生學習力弱的矛盾，是所有高職高專院校生理學教師需要思考并解決的重大問題。本教研室順應目前教育智慧化趨勢，充分結合生理學課程特色、專業特點及高職高專學生學習特點，構建了“雙軌三一體”創新型教學模式（雙軌是指線下線上混合雙軌教學，三一體是指理實一體化、虛實一體化、教—學—做一體化），并在實踐中取得了良好的教學效果。

一、實施基礎

教研室已經實現了教育信息化，主要利用超星泛雅平臺輔助，并建成了以《生理學》為主的在線精品課程、慕課等。煩瑣、混亂的教學資源會被合理劃分，以碎片化的方式呈現出來，實現教學更新，為學生帶來不一樣的體驗。當前學校的網絡教學平臺已經匯集了1308 個有效教學資源，其中包括基礎的PPT 課件、微課視頻，還包括大量文本資料、音頻資料等，甚至形成了相對成熟的題庫，能基本滿足學生自主學習生理學和各種課堂教學活動開展的需要。學習人數已超過8500人。另外，教研室已建成人體機能實驗室以及搭載了動物虛擬仿真實驗系統及ESP 數字人虛擬仿真實驗系統的機能智慧實驗室。其中，人體機能實驗室可以完成多項人體實驗項目。學生互為實驗對象，可檢測在運動、屏氣、體位改變、緊張、透皮電刺激等無創因素作用下，人體生理指標的改變。觀察指標包括：監護類的血壓、心音、心電圖、呼吸頻率、血氧飽和度等；神經肌肉類的腦電圖、誘發電位、神經傳導速度、肌電圖等，功能測定類的肺功能測定（潮氣量、肺活量）、袖帶血壓、反應時等。開展人體機能實驗，有利于增加學生的參與度和體驗感，激發學生探究人體的興趣；動物虛擬仿真實驗系統可虛擬執行影響動脈血壓的因素、影響呼吸的因素等多項經典機能學實驗項目；ESP 項目基于System Physiology 理論支撐，是利用臨床數據建立數學模型，通過人工智能進行數據分析挖掘，建立的以生理驅動虛擬人為核心技術的人體功能虛擬系統。包括了ESP 生理教學版與ESP 臨床案例版。ESP 提供直觀形象的原理解析，從現象到本質清晰地解析人體運行的原理，實現生理功能機制及疾病發生機制的自由探索，有效銜接臨床。完善的教學資源使“雙軌三一體”教學模式開展具有可操作性和優越性。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

研究以湖南中醫藥高等?？茖W校22 級大專臨床專業2個班學生為對象，共計104 人，通過隨機分組確定觀察組52人，對照組2 人。收集入學成績、性別以及年齡等信息，利用統計學處理差異無統計學意義（P＞0.05）。

（二）研究方法

1.實施前準備

（1）重構生理學教學體系：根據臨床醫學專業人才培養方案，立足能力本位，構建“雙軌三一體”模式框架，確立新模式下的生理學課程標準。包括確定素質、知識、能力三維教學目標；更新教學思路，優化課程設計，促進崗—課—賽—證融合。教學內容的選取按照基層臨床工作崗位對知識、能力、素質的要求，參照執業助理醫師資格考試標準和臨床技能比賽要求，并綜合考慮學生職業能力可持續發展的需求確定理論和實踐比例，設計系統化理論及實訓內容，提升教學實施要素。研究提出“雙軌三一體”模式下對教學團隊、教學設施、教學資源的新要求：教學時以學生為主體，教師則需要以主導者的身份出現；線下線上混合雙軌教學，教學體現理實一體化、虛實一體化、教—學—做一體化；注重培養學生理論聯系臨床實際的能力，能夠利用基本理論解釋、解決臨床具體問題，增強崗位勝任力；完善考核評價體系，建立“形成性評價”+“診斷性評價”+“總結性評價”+“實踐性評價”相結合的多元化考核評價體系；增加過程性評價的分數占比，依托平臺大數據分析功能，更客觀、全面地評價學生的整個學習過程和學習成效；重視能力考核，遴選能力考核項目，增大實踐考核成績所占最終成績中的比重。以新課標指導理論和實踐教學，讓實用型人才培養有章可循。

（2）學情分析：創建授課班級，教師通過學習通發布調查問卷，進行課程學習前學情分析，結果顯示：①生理學是臨床專業必修課程，人才培養要求高。②學生在高中階段，已學習了《生物》，其有部分知識內容與生理學存在交叉重疊。但除了高考選考科目包含《生物》的部分學生之外，知識掌握程度普遍較低，部分學生知識遺忘率非常高。③超過80%的學生對學習生理學興趣較高，認為生理學很重要。④學生都能熟練使用智能手機及電腦、平板等電子產品，普遍能接受網絡學習的形式，但超過70%的學生認為網絡學習效率較低。

（3）集體備課：教研室生理學教師開展集體備課，打破傳統教學內容結構，重構生理學課程，主要包括以下6 個方面：①根據人才培養方案、課程標準、臨床專業特色制定授課計劃，確立各章節素質、知識、能力三維教學目標，梳理教學重難點。②教學人員選定：兩組同一教師教學，教師必須有獨立承擔理論教學和實踐教學的能力，將理論與實踐的內容進行有機整合；必須能獨立開展虛擬仿真系統教學與指導。③教材與教學時確定：兩組均選用人民衛生出版社教材《生理學》（白波、王福青主編），共64 學時。④打破傳統理論與實驗分離的教學模式，根據專業特點和課程特點，對理論實驗內容進行拆解，有機組合，使知識系統化、模塊化。確定《生理學》課程中適合開展“三一體”教學的內容，充分利用ESP 教學系統、人體機能實驗系統、虛擬實驗系統、動物實驗系統，重塑創新性三位一體教學流程。⑤提煉課前導學問題和優質臨床案例、擬定情境主題。結合專業特點，以學生為中心，靈活、有個性地進行教學設計，采用情景導入、任務驅動、案例分析、理—虛—實結合探索、角色扮演、思維導圖總結等形式教學方法組織開展教學。⑥完成教學文書撰寫和課件制作，完成準備工作。

2.實施過程

對照組保持原狀，使用傳統的方式教學，課上通過板書、PPT 課件輔助完成基礎知識教學，課后布置思考題或利用配套練習冊復習鞏固知識。觀察組采用“雙軌三一體”教學模式，以血液生理血型與輸血模塊為例進行說明。

（1）課前。教師充分利用學習通APP，進行課前導學：①發布課前調查問卷，掌握學情。調查的內容包括學生關于血型與輸血的知識基礎、學生對血型與輸血感興趣的知識點、生活中關于血型和輸血的說法存在的疑惑、對無償獻血的看法等。②解鎖生理學資源庫的微課視頻及推送課程思政資源與鏈接（課程思政）；③通過學習通發布課前測試（前測）。學生配合完成調查問卷。對發布在生理學資源庫中的相關教學資源進行自主學習，對教學內容進行初步了解，嘗試用所獲取的知識解決疑惑、判斷一些觀念和說法是否合理，并認真完成課前測試。課前導學任務，讓學生有充分參與感，從被動學習知識變為主動探究。教師要時刻關注學生，查看學習通上的信息，并總結學生提供的具有價值的反饋信息，調整、完善、細化、拓展教學設計，形成課堂脈絡，層層推進，主導課堂。

（2）課中。簽到，課前知識回顧后，利用影視資料，創設產后大出血導致患者休克情景，并提出問題：為什么大出血會導致患者出現休克？視頻中提到的O 型血、Rh（-）性血是什么？導入新課。教師分析不同比例失血對機體的影響，并融入無償獻血倡議（課程思政）。利用ESP 生理學教學系統動畫演示幫助學生理解ABO 血型分型、解析凝集原、凝集素、凝集反應等概念，聯系臨床講解Rh 血型分型及臨床意義。解決第一個問題后回到情景中，提出新問題：根據病人的情況，我們必須對患者馬上實施輸血搶救。如何保證輸血的安全呢？引出輸血與輸血原則知識點。提出為了遵守輸血原則，保證輸血安全，首先輸血前要鑒定血型，保證同型輸血。教師發布第一個驅動任務：請同學們通過ESP 虛擬仿真系統學習ABO 血型檢驗原理，并在觀看實驗老師操作示范之后進行團隊合作，一位同學扮演患者，其他同學執行血型檢驗任務。學生分組認真執行驅動任務。理論與實驗教師進行巡回指導。完成第一個驅動任務后，回到情景中，再提出問題：是否ABO 血型相同，輸血就一定安全呢？引起學生思考，導入交叉配血實驗，發出第二個驅動任務：利用虛擬仿真實驗系統，執行交叉配血任務。完成驅動任務后，進行知識拓展，講述我國第一個血庫的建立和林可勝教授事跡，培養學生愛國情懷、樹立珍惜血液資源意識，并簡單介紹成分輸血。最后，教師借助思維導圖輔助，有條理地整理知識內容。

在整個課堂教學中，教師改變傳統的教學角色，以指引者的身份鼓勵學生，讓他們主動發現問題，并利用所學知識尋找解決的方法，凸顯他們在活動中的主體地位；與臨床工作崗位相結合，培養學生臨床思維；進行情景模擬、并以任務驅動，合理應用信息化技術，實現理實一體化、虛實一體化、教—學—做一體化，層層遞進，師生共同完成人體機能奧秘的探索解密。

（3）課后。發布課后任務：①課后測試；②設計制作一份關于無償獻血科普宣傳單或科普小視頻，并上傳學習通；③問卷調查，了解學生對信息化教學模式的接受程度，對本次課的改進建議。通過以上措施，對教學效果進行檢驗，了解教學目標的達成情況，幫助學生鞏固內化課堂知識，加強學生科普及社會服務能力（課程思政）。教師傾聽學生的意見和建議，不斷改進、完善教學流程。另外，每月利用學習通APP 開展一次階段總結性考試。

（三）效果評價

超星學習通平臺與普通平臺不同，它具有較強的數據記錄、整理功能，可以對實驗組學生的日常表現、學習情況、活動參與情況乃至知識掌握情況進行記錄，形成相應的分數，以此為依據對學生的學習過程進行合理評價。期末組織線下理論與實驗考核，進行總結性評價。實驗組課程成績比例設置：平時表現占30%（進行詳細劃分為考勤、線上活動、線下活動、作業以及APP 考試，分別占比為10%、15%、30%、20%、25%，合理設置比例，最終系統會根據學生的表現生成成績），實驗占20%、期末卷考試分數占50%。

對照組利用傳統試卷對學生進行檢驗，試卷內容與APP考試內容一致，教師通過批改得到最終成績。

教學結束后，再通過問卷調查的方式了解觀察組的學習情況，發放52 份，回收52 份，回收率為100%。

（四）統計方法

利用SPSS20.0 進行統計分析，采用t 檢驗對兩組進行均數比較，當P<0.05 時，差異具有統計學意義。

三、結果

經統計、計算，對照組學生的期末成績為（71.62±9.61）分，而觀察組的學生最終期末成績為（81.70±8.58）分，相較而言觀察組的學生成績更高，P<0.05，差異具有統計學意義。

在分析觀察組學生的問卷時發現，學生對“雙軌三一體”教學模式的評價多為正面評價，肯定率均達到80%以上（見表1）。

表1 觀察組學生對“雙軌三一體”教學模式的評價

四、討論

2018 年教育部出臺了《教育信息化2.0 行動計劃》，將“互聯網+教育”提升到一個全新的戰略地位［1］。隨著科學技術的發展與自學平臺的形成，逐漸形成了各種新型教學方法［2-3］，醫學教育信息化進入2.0 時代。高職是高等教育中不可缺少的一部分，但高職的建校目標、發展定位于普通高校存在較大差異［4］。在智慧化教育背景下，高等職業教育的教學模式改革也勢在必行?！半p軌三一體”教學模式是一種多元化的教學模式。這種模式更符合學生的實際情況，并且能夠凸顯專業特點，符合高職學校的發展目標，適應崗位需求，在系統重塑《生理學》知識架構的基礎上，靈活將合適的教學方法和信息化技術有機結合，采用線上線下雙軌教育，打造理實一體化、虛實一體化、教—學—做一體化的高效課堂，并有效開展課程思政，改變了醫學教育理實分離、知識與素質教育分離、知識填鴨式的傳統教學模式和思路，逐步實現4 個轉變：即從以教師為中心向以學生為中心轉變，建立“以學生為主體，以教師為主導”的新型教學關系，培養學生的自主學習能力及探究性學習能力；從以教材知識為中心向以知識、能力、素質三維培養目標為中心的轉變，促進學生全面發展；從傳統課堂向立體全方位智慧課堂轉變，全面推進醫學基礎課信息化教學；從單一的考核評價體系向“形成性評價”+“總結性評價”相結合的多元化評價體系轉變，綜合評估學生學習情況。當然，任何一種改革與探索難以避免都會遇到一些問題，比如新模式對教師課堂實施能力、理論與實踐教學能力、課堂的掌控和應變能力的要求遠遠高于傳統教學模式。教師在新模式實施過程中，存在對突發情況處理不及時、不到位的情況；高職高專的學生基礎較為薄弱，學習自主性和學習能力較弱，導致課堂實施效果達不到預期。因此，課題組改革實踐中不斷地在知識內容調整、教師素質能力提升、獎懲機制探索等方面努力加以整改和完善，我們期待能形成一種符合高職學生發展規律與需求的、可推廣的全新教學模式，能為提高學生的職業能力、就業競爭力以及學生的可持續發展提供一條新思路。