PBL教學(xué)方法在《醫(yī)用傳感器》課程中的應(yīng)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)建了基于問題學(xué)習(xí)（problem- based learning, PBL)的教學(xué)法，其是指在教學(xué)中以 問題作為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和引導(dǎo)學(xué)生把握學(xué)習(xí) 內(nèi)容的教學(xué)方法,使學(xué)生的學(xué)習(xí)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(yī)用傳感器》是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門重要課程。醫(yī)用傳感器作為拾取生命體征信息的“感 官”，延伸了醫(yī)生的感覺器官，把定性的感覺擴(kuò)展為 定量的檢測，是醫(yī)用儀器、設(shè)備的關(guān)鍵器件。它對醫(yī) 學(xué)基礎(chǔ)研究、臨床定量研究和醫(yī)學(xué)儀器開發(fā)起著重 要作用。掌握醫(yī)用傳感器的基本原理，提高解決問 題的能力，成為醫(yī)用傳感器教學(xué)追求的目的。

　　醫(yī)用傳感器的教學(xué)內(nèi)容主要包括傳感器原理、 測量電路以及傳感器的應(yīng)用三部分,涉及的內(nèi)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(fù)雜和物理意義晦澀難懂等特點(diǎn)。 這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的時(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(xí)這門課程的學(xué)習(xí)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,以問題為中心”的PBL教 學(xué)法引入《醫(yī)用傳感器》課程的教學(xué)過程中，可收到 良好的教學(xué)效果。

　　1PBL教學(xué)模式的意義

　　PBL就是以問題為基礎(chǔ)展開的一種以學(xué)生為中 心的小組討論式教學(xué)。該模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體、 以問題為中心，改變了傳統(tǒng)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(xí)為主，以課程 中涉及的問題為基礎(chǔ)，精心設(shè)計(jì)若干個(gè)小問題布置 給學(xué)生，學(xué)生小組討論自主解決，最后進(jìn)行匯報(bào)點(diǎn) 評。學(xué)生在求解問題的過程中，主動(dòng)積極地去思考、 探索,從而培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、協(xié)作能力、表達(dá)能 力、理解能力和解決問題能力；通過問題，把一些理 論知識有機(jī)地組織在一起，可以很好地訓(xùn)練學(xué)生對 這門課程甚至整個(gè)專業(yè)的整體意識，并培養(yǎng)其查閱 文獻(xiàn)和歸納總結(jié)的能力0。

　　因此,改革教學(xué)方法,將理論和實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合 起來,采用問題式教學(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)施過程中，針對課程內(nèi)容把 每章設(shè)計(jì)出若干個(gè)問題。每個(gè)問題由教師先進(jìn)行必 要的課堂教學(xué),使學(xué)生掌握必要的基礎(chǔ)知識,然后把 全班分成幾個(gè)小組布置問題任務(wù)，小組成員利用上 課時(shí)、晚自習(xí)、實(shí)驗(yàn)課對問題進(jìn)行討論、研究教材和查 找資料,然后寫出各自的設(shè)計(jì)思想與方法、設(shè)計(jì)出電 路原理圖、程序編程并調(diào)試。完成后在課上交流討論 解決問題的方案和結(jié)果。最后教師進(jìn)行評估總結(jié)。

　　具體來說堂優(yōu)秀的PBL教學(xué)課主要需經(jīng)過 以下幾個(gè)步驟。

　　2.1問題的確定PBL教學(xué)法是一種方法,更是一種方案,恰當(dāng)?shù)?問題是成功的前提條件。被確立的問題首先要與某 個(gè)教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系,并能由學(xué)生獨(dú)立完成，同時(shí)可 以收到良好教學(xué)效果。在設(shè)計(jì)問題時(shí)也要注意到用 PBL教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)太重， 深度不夠、難以把握重點(diǎn)等缺點(diǎn)。這樣設(shè)計(jì)一個(gè)合 適的問題就顯的尤為重要[4。

　　按照“問題為教學(xué)內(nèi)容服務(wù)”的主導(dǎo)思想，選擇 一個(gè)好的問題要滿足下列條件：(1)該問題是與一 定的教學(xué)內(nèi)容相匹配的，同時(shí)通過一個(gè)問題能把一 些知識點(diǎn)串聯(lián)起來；（2)該問題能夠使學(xué)生的自主 學(xué)習(xí)、自己解決問題；(3)問題的設(shè)計(jì)必須要有一個(gè) 由簡到繁、由易到難的要求。

　　例如針對《醫(yī)用傳感器》課程中的光電傳感器 內(nèi)容,設(shè)計(jì)了如何使用此傳感器測量脈搏作為一個(gè) 問題,要想解決這個(gè)問題,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(xù)的處理環(huán)節(jié)，這樣 這個(gè)問題包含幾個(gè)重要知識點(diǎn),如傳感器原理、測量 電路、信號放大器及數(shù)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(xí)，教師要先對問題進(jìn) 行相關(guān)基礎(chǔ)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題時(shí)可提高難 度,要求實(shí)現(xiàn)脈搏計(jì)數(shù)功能等。

　　2.2問題的分析分析問題是PBL教學(xué)過程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。 通過授課教師適當(dāng)講解,使學(xué)生了解問題的基本情 況和功能要求，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，可采用討 論、問答等方式。授課教師指出本問題中應(yīng)用的相 關(guān)知識,提供這些知識的學(xué)習(xí)資源和條件,要求學(xué)生 自行學(xué)習(xí)這些知識。這樣才能在有限的時(shí)間內(nèi)，沿 著正確的方向去解決問題。

　　例如本問題的主要目的是選擇合適傳感器檢測 人體脈搏,通過制作一個(gè)簡易的脈搏波測量系統(tǒng)來 掌握這種傳感器的特性,并練習(xí)使用。應(yīng)用的主要 知識是合適傳感器的基本結(jié)構(gòu)、測量原理以及它的 測量電路等。

　　2.3問題的解決問題解決過程直接影響了 PBL教學(xué)法對相關(guān) 知識的教學(xué)效果,而教師的引導(dǎo)在此過程中特別關(guān) 鍵。醫(yī)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)小組的問題實(shí)施進(jìn)度,并 要恰到好處地及時(shí)給予指導(dǎo),并應(yīng)針對不同層次的學(xué) 生給予不同深度的指導(dǎo),充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用。

　　根據(jù)問題的規(guī)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 本問題中應(yīng)用的相關(guān)知識，提供這些知識的學(xué)習(xí)資  源和條件,要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)這些知識。每個(gè)小組 學(xué)習(xí)相關(guān)資料后寫出各自的設(shè)計(jì)思想與方法、設(shè)計(jì)出 電路原理圖。這一過程是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要 步驟,要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,鼓勵(lì)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題結(jié)果,經(jīng)過分析改進(jìn)后，學(xué) 校提供元器件由學(xué)生進(jìn)行硬件裝配與調(diào)試。通過此 問題的實(shí)施,學(xué)生不僅加深理解和掌握了光電傳感器 基礎(chǔ)知識,還對模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等知識 進(jìn)行了應(yīng)用與實(shí)踐,并充分發(fā)揮了他們的創(chuàng)造性。

　　2.4總結(jié)和評價(jià)教師的評估總結(jié)是“PBL教學(xué)法”的重要環(huán) 節(jié)[4。問題實(shí)施結(jié)束后，教師組織學(xué)生對問題執(zhí)行 的情況進(jìn)行總結(jié),在此過程中教師要除了考查學(xué)生 對問題內(nèi)容和原理的預(yù)習(xí)、實(shí)施操作的規(guī)范和熟練 程度、問題結(jié)果是否完成和問題報(bào)告的記錄是否清 楚、真實(shí)等,還要考查學(xué)生在問題實(shí)施中解決問題的 主觀能動(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(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評，對問題中的亮點(diǎn)進(jìn)行表揚(yáng) 和推廣,并給出成績。

　　3PBL在具體實(shí)踐中應(yīng)該注意的問題

　　PBL是_種教學(xué)方法,具有哲學(xué)的內(nèi)涵，它把教 學(xué)主體變?yōu)閷W(xué)生。在此教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個(gè) 人人參與的創(chuàng)造性活動(dòng)，它注重的不是最終的結(jié)果， 而是完成問題的過程。在PBL教學(xué)的具體實(shí)踐中， 教師應(yīng)該注意以下問題6’3。

　　3.1確立實(shí)用、優(yōu)秀的問題問題的確立是PBL教學(xué)法成功的前提。首先， 問題要包含教學(xué)內(nèi)容并盡可能有機(jī)地結(jié)合多項(xiàng)知識 點(diǎn);其次，問題的難易度要針對學(xué)生的實(shí)際水平來確 定;最后，問題要被大多數(shù)學(xué)生接受，并可以用某一 標(biāo)準(zhǔn)公平準(zhǔn)確地給予評價(jià)。

　　3.2問題實(shí)施中營造創(chuàng)新氛圍在教學(xué)中營造_種寬松的、積極的學(xué)習(xí)氛圍。

　　(1)由于學(xué)生知識結(jié)構(gòu)體系的不完善，科研經(jīng) 驗(yàn)的缺乏,在問題解決過程中提出的一些問題或想 法可能有�？茖W(xué)的原則，指導(dǎo)老師應(yīng)以包容的心態(tài) 來加以指正和引導(dǎo),保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新心理,樹立起學(xué) 生敢于質(zhì)疑,不迷信權(quán)威的科學(xué)精神。

　　(2)要最大限度地鼓勵(lì)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(shù)學(xué)員主 宰課堂，而其他學(xué)生沉默寡言的情況,指導(dǎo)老師要平 衡每個(gè)學(xué)生的機(jī)會(huì)。

　　3.3客觀的問題評估與總結(jié)教師在評估中要指出學(xué)生的設(shè)計(jì)存在各種各樣 的問題及解決的辦法。在進(jìn)行問題總結(jié)過程中，要 指出問題相關(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，評估的過程是總結(jié)以前 學(xué)過的知識,提出問題和學(xué)習(xí)新知識的過程[6。

　　4教學(xué)總結(jié)

　　PBL教學(xué)的意義是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,提高 自主學(xué)習(xí)能力,從而大大優(yōu)化學(xué)習(xí)效果和促進(jìn)長期 記憶的形成,從醫(yī)用傳感器的教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看， 在具體教學(xué)過程中也遇到一些問題：主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿 差的和自學(xué)能力差的學(xué)生不能較好地適應(yīng)這種教學(xué) 法;教學(xué)過程中對教師提出較高要求。由于導(dǎo)師要 指導(dǎo)每組學(xué)生的問題，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(nèi) 容來說，教學(xué)資源還不足以承擔(dān)本科生大范圍的 PBL教學(xué),所以各課程應(yīng)根據(jù)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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