新冠疫情防控背景下项目式实践教学模块的搭建——基于医工交叉领域

李 金，鲍佩华，栾 宽，马兴成

(哈尔滨工程大学 智能科学与工程学院，哈尔滨 150001)

2020年初，新型冠状病毒肺炎疫情来临，根据疫情防控要求，2020年春季全国高校延期开学。为了应对突发的新冠疫情，确保全国高校本学期教学任务的正常完成，满足各年级段高校学生的学习需求，选择线上远程培养模式，构建网络环境实践教学模块成为了解决疫情防控期间教学问题的一种重要方式。目前，全国各研究型大学对于理工科线上远程教学的研究相对较少，医工交叉领域线上远程培养方案还未落实应用。因此，结合各研究型大学构建线上实践教学模块的经验，基于医工交叉领域探索项目式实践教学模块的搭建，落实线上远程培养模式具有重要的理论与现实意义，能为未来大型公共健康事件中研究生培养的适应性模式提供先期实践。

1 项目式实践教学模块的搭建

1.1 项目式学习

项目式学习是以某个具体的学习项目为目标， 在有目的的学习中充分选择和利用最优化的学习资源，在实践体验、内化吸收、探索创新中获得较为完整和具体的知识，形成专门的技能和得到充分发展的学习[1]。项目式学习的培养重点在于必须是解决某一个真实情境下的有一定挑战性的问题，针对某个特定的知识点，且能帮助学生能力全面发展。它强调学生自主独立地搜索各种资源并完成相关研究，从而较为全面地培养学生的实践创新能力、自我学习能力以及判别思维能力。

1.2 基于医工交叉领域的项目式实践教学流程

项目式实践教学模块强调项目、教师、学生三者之间的联系和互动[2]，其教学模式基本流程如图1所示。

图1 项目实践教学流程Fig.1 Flow of project practical teaching

基于医工交叉领域，从教学项目确定、教学项目实施和教学项目评价三个方面来说明项目式实践教学模块的搭建。

1.2.1 教学项目确定

项目式学习是基于项目的设计，应围绕学科的核心概念，突出跨学科问题。主题的设计应基于课程标准，参照学生已有的知识基础，既来源于现实生活，引发学生探索和思考，又依据学生兴趣和需求，富有一定的挑战性[3]。同时，传统的单一教学模式向综合性的教学模式转变是医工交叉结合的一大要求，其目的是培养出能够灵活运用医学与工学知识解决实际问题的复合型人才。但当今这些多学科的交叉并未实现真正意义上的医学和工程学的结合，现有的医工交叉学科在结合过程中普遍形成两种模式：一门学科被另外一门同化，或者两门学科形成相互隔离状态[4]。

因此，医工交叉领域教学项目首先应以解决真实性问题为基础，同时强调以多学科知识解决问题，其项目平衡多学科知识所占比重，不能仅用单一学科知识就得以完成，教师应从真实情境和学科交叉出发，为学生选择适合的项目，为整个实践教学模块打下坚实的基础。

1.2.2 教学项目实施

教师根据学生的医学知识基础与工程实践能力制定教学计划，从而实现因材施教，满足不同起点学生的教学要求。培养方案中强调跨专业与多学科，同时制定好本项目的任务要求。学生应明确项目完成需求，制定好相应的学习计划与安排。教师在项目实施过程中应充分利用好网络平台，为学生提供医工相关的学习资源，如医学数据、搜索引擎、工程软件等，起到桥梁的作用，让学生更多地去自主学习，培养其独立解决问题的能力，教师起到辅助性的作用，从而突出学生的主体作用，培养学生以工程方法解决医学问题的能力。同时设立学习小组与线上远程指导小组，线上远程指导小组由医学与工学学科教师组成，针对项目实施过程中遇到的疑难问题，首先学生间相互沟通交流解决问题，若仍无法解决核心问题，则通过线上远程师生交流的方式解决，并由导师提供相应的资源与技术支持，培养学生的自主创新与学习能力，满足学生的项目任务需求。

1.2.3 教学项目评价

第一，运用层次分析法建立教学项目评价层次结构。

层次分析法是一种将一个整体问题分解为各个决策目标，并进一步分解为各个指标，从而为整体问题建立一多层次结构，且对各层构建判断矩阵，得出各层各指标的权重并进行排序，最后形成最优决策的分析方法。

项目式教学项目评价需遵循多元化的原则，而医工交叉实践教学模块基于信息化教育技术能够较好地实现多元化评价，参考部分一线教师的意见，将教学项目评价分为三大部分：教学性评价、过程性评价以及终结性评价，各部分进一步分解为具体指标，运用层次分析法建立教学项目评价层次结构，如表1所示。

表1 教学项目评价层次结构Tab.1 Hierarchical structure of teaching project evaluation

第二，建立教学项目评价指标体系表。

对教学项目评价层次结构，依据项目式教学专家和一线教师的教学经验对项目评价指标之间的相对重要程度进行分析，建立各评价指标间的重要程度比，构建各层次的判断矩阵。

根据各层次判断矩阵，计算一致性随机指标CR，若其值小于0.1，则判断矩阵的一致性检验通过，反之则需修正判断矩阵，其CR计算公式如式(1)所示：

(1)

其中，λmax为判断矩阵的最大特征值，n为判断矩阵中变量个数，RI为平均一致性指标。

如上所述，构建各层次判断矩阵，确定各层评价指标权重并计算一致性随机指标CR，结果如表2～表4所示。

表2 判断矩阵B2-CTab.2 Judgment matrix of B2-C

表3 判断矩阵B3-CTab.3 Judgment matrix of B3-C

表4 判断矩阵A-BTab.4 Judgment matrix of A-B

由于表2～表4各判断矩阵通过数值计算得出的一致性随机指标CR均满足小于0.1，因此各判断矩阵通过一致性检验。以层次分析法计算得出的权重结果为依据，整理得出教学项目评价指标体系及其权重，如表5所示。

表5 教学项目评价指标体系Tab.5 Teaching project evaluation index system

2 结语

新型冠状病毒肺炎疫情的突发，促使教育模式、形态、内容和学习方式发生深刻变革，并对未来教育教学产生深刻影响。人才培养必须满足社会发展和国家形势的需求，以此为切入点，从教育教学应对新型冠状病毒肺炎疫情视角，分析特殊时期我国研究型大学理工科研究生培养中急需解决的问题，对人才培养线上远程模式进行探索，搭建由教学项目确定、教学项目实施与教学项目评价组成的医工交叉领域实践教学模块，并创新性地建立了教学项目评价指标体系，为研究生实践教学培养环节服务。