基于復(fù)合式教學(xué)體系的《生物醫(yī)用材料》課程教改,現(xiàn)代教育技術(shù)論文

基于復(fù)合式教學(xué)體系的(生物醫(yī)用材料）課程教改,現(xiàn)代教育技術(shù)論文生物醫(yī)用材料,指用于生理系統(tǒng)疾病的診斷、治療、修復(fù)或替換生物體組織或器官,增進或恢復(fù)其功能的特種功能材料.研究領(lǐng)域牽涉到材料學(xué)、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等,是典型的穿插學(xué)科,基礎(chǔ)知識面廣、知識更新速度快.(生物醫(yī)用材料〕課程是華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院面向研究生開設(shè)的一門主干課[1],該課程將生物材料的基本原理和學(xué)科發(fā)展前沿聯(lián)絡(luò)起來,概要介紹生物醫(yī)用材料的研究方式方法及研究成果,包含生物醫(yī)用無機材料、金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料、納米材料,組織工程相關(guān)材料,仿生材料及生物分子器件,藥物控釋系統(tǒng),檢測、診斷及參與材料,以及材料生物安全性問題和生物醫(yī)用材料最新進展,反映生物材料研究中多學(xué)科的交融浸透.本課程的開設(shè)旨在為具有材料工程學(xué)科背景的學(xué)生補充生物學(xué)基礎(chǔ)知識,為具有生物醫(yī)學(xué)背景的學(xué)生補充材料學(xué)基礎(chǔ)知識,在這里基礎(chǔ)上介紹本學(xué)科特有的學(xué)科知識.通過本課程的學(xué)習(xí),可使學(xué)生了解醫(yī)用生物材料的研究熱門和發(fā)展趨勢,對將來生物體組織或器官治療、修復(fù)或替換的重大學(xué)科方向和領(lǐng)域的知識有所涉獵,以便發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科之間的穿插點,激發(fā)其創(chuàng)新思維的火花,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.同時也希望借助視頻媒介,提高廣大人民群眾的醫(yī)學(xué)保健常識,提高科學(xué)文化素養(yǎng).作為典型的穿插學(xué)科,(生物醫(yī)用材料〕課程的教授具有一定的難度.首先,課程內(nèi)容牽涉知識面廣,因而難以在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)全面系統(tǒng)地深切進入介紹學(xué)科內(nèi)容,容易導(dǎo)致沒有節(jié)制的填鴨式教學(xué),使學(xué)生無法在短時間內(nèi)消化,影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí).怎樣準(zhǔn)確把握課程的基礎(chǔ)理論框架,引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí),是授課老師在設(shè)計課程內(nèi)容時需要解決的重要問題.其次,課程內(nèi)容前沿性強,知識更新速度快,研究熱門不斷變化,新的研究方向與研究成果層出不窮,這就需要授課老師投入更多的時間和精神縱覽多個學(xué)科的發(fā)展,以便能夠站在穿插學(xué)科的前沿引領(lǐng)學(xué)生去認知和創(chuàng)新性考慮,同時也要求學(xué)生積極主動地檢索相關(guān)資料,能互動地介入到整個課程教學(xué)的經(jīng)過中來.再次,教學(xué)手段缺乏新意,仍然采用以授課老師講教為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教學(xué)形式,教與學(xué)之間缺乏互動性,導(dǎo)致授課老師教得辛苦,學(xué)生學(xué)得難受,教學(xué)沒有成效.2穿插學(xué)科與復(fù)合式教學(xué)體系穿插學(xué)科是指在科學(xué)研究活動中,發(fā)生了兩門或兩門以上學(xué)科間理論的穿插、融合和浸透,構(gòu)成了不同于原理論的新理論,并最終構(gòu)成具有內(nèi)在邏輯、獨立知識體系的學(xué)科,它具有穿插性、開放性和復(fù)合性[2].學(xué)科的穿插融合是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢,也是推動高等學(xué)?？蒲泻蛯W(xué)科建設(shè)的重要氣力,發(fā)展穿插學(xué)科已成為很多高等院校跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略之一.培養(yǎng)高級復(fù)合型人才,大力發(fā)展穿插學(xué)科是獲得創(chuàng)新成果的突破口和重要途徑.穿插學(xué)科的穿插性和復(fù)合性要求高等教育的教學(xué)在方式方法、手段和內(nèi)容等方面進行復(fù)和和多樣化.而復(fù)合式教學(xué)體系能夠?qū)崿F(xiàn)穿插學(xué)科教學(xué)活動在多學(xué)科、多領(lǐng)域的融合和浸透.穿插學(xué)科復(fù)合式教學(xué)體系是指以穿插學(xué)科為基礎(chǔ),以培養(yǎng)復(fù)合型人才為目的,遵循系統(tǒng)原則,采用復(fù)合式設(shè)計方式方法,對教學(xué)要素(教學(xué)理念、教學(xué)目的、教學(xué)原則、教學(xué)主體、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、教學(xué)手段、教學(xué)管理、教學(xué)評價等)進行穿插復(fù)合,到達優(yōu)化匹配,構(gòu)成高效的人才生成的復(fù)雜系統(tǒng),具有實踐性、復(fù)雜性、開放性、實用性、綜合性及創(chuàng)新性等特征的教學(xué)體系[3].當(dāng)前,穿插學(xué)科教學(xué)改革的理論和實踐研究已成為國內(nèi)各大高校的研究熱點[2~11].胡樹華等[2,3]在穿插學(xué)科教學(xué)體系發(fā)展方向的指導(dǎo)下,研究和提出了穿插學(xué)科復(fù)合式教學(xué)體系,采用復(fù)合設(shè)計方式方法從教學(xué)理念、教學(xué)主體、教學(xué)方式方法等要素對穿插學(xué)科教學(xué)體系進行了復(fù)合設(shè)計.李建樹等[4]深切進入討論了穿插學(xué)科的本科生教學(xué)中,老師引領(lǐng)、學(xué)生互動的積極作用,而肖定邦等[5]則圍繞研究生課程的教學(xué)目的,在基礎(chǔ)知識教學(xué)、前沿專題研討和實踐能力強化三個方面進行了探尋求索.龐紹芳等[6~9]在物理學(xué)的穿插學(xué)科背景下,針對群眾教育普通工科院校學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況和特點,討論了怎樣浸透和推動人文教育,培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的合格人才.3基于復(fù)合式教學(xué)體系的(生物醫(yī)用材料〕課程教改(生物醫(yī)用材料〕課程教改的目的是:轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,注重綜合能力的培養(yǎng),提高課堂教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的復(fù)合型人才.3.1復(fù)合之一:教學(xué)時空的復(fù)合我們從改變傳統(tǒng)的單一授課方式入手進行課程教改,在技術(shù)層面把計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和當(dāng)代化教學(xué)方式方法有機結(jié)合,為學(xué)生提供了新型的學(xué)習(xí)和授課方式-網(wǎng)絡(luò)公開課,使學(xué)生擺脫時間和地域的限制,充分利用網(wǎng)上教學(xué)資源,快速了解本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科科研和實踐發(fā)展的新動向.(生物醫(yī)用材料〕是典型的穿插學(xué)科課程,視頻課件(圖1)以2018年清華大學(xué)出版社出版的(生物材料概論〕為主要參考用書[12],內(nèi)容共包括五個章節(jié),主要介紹生物醫(yī)用材料的概念、分類、特性、研究內(nèi)容與研究手段、在人體組織的應(yīng)用.重點介紹生物醫(yī)用無機材料、金屬材料、高分子材料和納米材料.同時對生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)在狀況與發(fā)展前景作概要介紹.結(jié)合不同的教學(xué)內(nèi)容,授課老師運用提問式、討論式、探尋求索式等方式方法講授,注重與學(xué)生的互動.對于理論性較強的內(nèi)容,多采用圖片形式展示,注重語言的深切進入淺出,在解惑的同時,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和投身其研究的興趣.視頻課件內(nèi)容豐富、信息量大,學(xué)生能夠從中學(xué)到更多的知識,老師能夠利用這個契機引入更多與課程相關(guān)的新知識、新技術(shù)和新成果.本課程是經(jīng)過教學(xué)實踐檢驗的優(yōu)質(zhì)課程,注重突出華東理工大學(xué)的辦學(xué)特色和學(xué)科優(yōu)勢.視頻課程由生物材料領(lǐng)域的著名專家、國家出色青年基金獲得者、教育部長江學(xué)者特聘教授、國家重大科學(xué)研究計劃首席科學(xué)家、人工骨的發(fā)明人劉昌勝教授親身執(zhí)教[1],確保了授課內(nèi)容的全面性、權(quán)威性和前沿性,入選2020年教育部第三批精品視頻公開課名單[13].Figure1Vedioofbiomedicalmaterials圖1(生物醫(yī)用材料〕視頻公開課(生物醫(yī)用材料〕視頻公開課自上傳到愛課程網(wǎng)站以來,反響強烈,好評如潮[1],媒體表現(xiàn)形式也很不錯,形象生動,不乏味、多學(xué)科的穿插和融合,廣闊的研發(fā)前景,造福人類的工作,深切進入淺出的講解、一口氣看了兩集,感覺是導(dǎo)論性質(zhì)的課程,比擬容易接受.等待上新,也會推薦給父母看看.借助精品視頻公開課傳播渠道的優(yōu)勢,我們將教學(xué)體系擴展至社會環(huán)境,向廣大人民群眾普及最基本的生物醫(yī)用材料學(xué)知識,并從研究者的角度介紹市場上流行的生物醫(yī)用材料產(chǎn)品的研發(fā)大概情況,對于普通民眾更好地了解產(chǎn)品特性,甄別選取合適本身的產(chǎn)品,具有重要指導(dǎo)意義.3.2復(fù)合之二:教學(xué)與科學(xué)研究的復(fù)合(生物醫(yī)用材料〕課程的授課對象主要為研究生,他們已具備較好的基礎(chǔ)理論與自學(xué)能力,而研究能力和創(chuàng)新能力則是開設(shè)本課程的重要目的,即培養(yǎng)研究生開展學(xué)科穿插的意識,尋找學(xué)科穿插研究的切入點,成就高水平科研成果.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識解決實際問題的能力,就是開展與課程相關(guān)的課題研究的能力,包括動手能力和撰寫論文的能力.教學(xué)團隊承當(dāng)有國家973重大科學(xué)研究計劃項目、國家十一五支撐計劃項目、教育部長江學(xué)者創(chuàng)新團隊項目、國家自然科學(xué)基金出色青年基金項目、重點基金項目等一系列國家和部委級重大科研項目.我們根據(jù)教學(xué)進度和學(xué)生的詳細情況選擇1~2個典型項目,布置優(yōu)秀學(xué)生介入到項目申請、方案設(shè)計與施行、研究熱門提煉等各個環(huán)節(jié).科研項目申請報告的撰寫不僅使學(xué)生了解本領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展動向,而且鍛煉了對方案設(shè)計和施行的分析能力;科研項目施行的經(jīng)過需要學(xué)生回首歸納基礎(chǔ)知識,有助于學(xué)生把握基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力;而學(xué)術(shù)論文的構(gòu)思與撰寫經(jīng)過則培養(yǎng)了學(xué)生總結(jié)歸納研究成果的能力.穿插學(xué)科的特點之一是內(nèi)容前沿性強,針對理論問題開展研究,并通過學(xué)術(shù)論文對研究成果進行總結(jié)、提煉是一項非常重要的科研能力.我們每學(xué)期都會邀請國內(nèi)外生物材料專家做專題報告和前沿講座,使學(xué)生和老師能夠及時了解前沿技術(shù)與發(fā)展動態(tài);結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,提出若干個本學(xué)科的研究熱門問題,學(xué)生根據(jù)個人興趣,自由選擇華而不實的命題進行文獻檢索并構(gòu)成書面調(diào)研報告,與課堂討論相結(jié)合,不僅加強了師生間的互動、活潑踴躍了課堂氣氛,還提高了學(xué)生的技術(shù)查新能力、總結(jié)能力和表示出能力.3.3復(fù)合之三:教學(xué)主體的復(fù)合興趣是最好的教師,激發(fā)學(xué)生的興趣和動機是在教學(xué)經(jīng)過中培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)[14].(生物醫(yī)用材料〕課程教改的首要目的是實現(xiàn)角色翻轉(zhuǎn),充分調(diào)動學(xué)生介入的積極性.學(xué)生首先利用視頻課件主動完成自學(xué),在課堂教學(xué)中由被動聽課改為主動發(fā)問,授課老師則主要進行傾聽和介入討論,教學(xué)更有針對性.為配合教學(xué),實驗室每年舉辦生物材料實驗室開放日活動,組織學(xué)生到實驗室參觀學(xué)習(xí).實驗室擁有材料合成室、細胞培養(yǎng)室、動物房和檢測室,配備有先進的儀器設(shè)備,學(xué)生可觀摩介入部分實驗環(huán)節(jié),極大提高了學(xué)生的動手能力,開拓了視野,激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情和探尋求索精神.穿插學(xué)科除了能在學(xué)術(shù)前沿激發(fā)出更多的創(chuàng)新性火花外,往往還能夠通過學(xué)科的融合設(shè)計、生產(chǎn)出大量的實用制品.我們改變以往以老師為主體的單一教學(xué)形式,把學(xué)生、老師、企業(yè)進行有效融合,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.本學(xué)科牽涉的產(chǎn)業(yè)主要為醫(yī)療行業(yè)和醫(yī)療器械企業(yè),因而,創(chuàng)造條件結(jié)合實踐進行教學(xué)成為本課程的重要組成部分.例如,我們組織部分學(xué)生深切進入張江高科的醫(yī)療器械企業(yè)參觀產(chǎn)品的生產(chǎn)線,了解產(chǎn)品的設(shè)計原理和市場銷售情況,組織學(xué)生前往上海市第九人民醫(yī)院口腔科參觀一些醫(yī)療器械產(chǎn)品的臨床使用情況.通過這些生動的教學(xué)資料,充分調(diào)動起學(xué)生的自主求知能力,強化了課堂教學(xué)內(nèi)容,并使學(xué)生真正體會到什么是學(xué)以致用.師生角色的多元化賦予教學(xué)生動、豐富的內(nèi)涵和魅力,實際經(jīng)歷體驗豐富的企業(yè)家和醫(yī)生的參加豐富了教學(xué)內(nèi)容,強化了教學(xué)效果,開拓了學(xué)生的視野,鍛煉了動手能力.3.4復(fù)合之四:復(fù)合多種教學(xué)理念,傳播正能量根據(jù)穿插學(xué)科復(fù)合式教學(xué)理念,我們在進行以教授科學(xué)知識為中心任務(wù)的科學(xué)主義教學(xué)和注重社會教化作用的理想主義教學(xué)的同時,更注重以促進學(xué)生的和諧發(fā)展為目的的人文主8義教學(xué),目的是培養(yǎng)具有社會責(zé)任感、具備人文關(guān)心和當(dāng)代科學(xué)視野的高級復(fù)合型人才.自學(xué)能力、基本的社交能力、動手能力和創(chuàng)新能力,是人文教育的重要組成部分.穿插學(xué)科的穿插性和前沿性要求學(xué)生具有非常強的自學(xué)能力,這一能力的強弱對學(xué)生的繼續(xù)深造或就業(yè)影響深遠,學(xué)習(xí)能力突出的學(xué)生在今后的生活和學(xué)習(xí)中不會再有恐懼心理.穿插學(xué)科研究往往來歷自不同學(xué)科的人員組成,每個人都是這個團隊不可或缺的一份子,大家互相溝通、各持己見,為一個共同的目的團結(jié)協(xié)作,在相互討論溝通的經(jīng)過中,鍛煉了學(xué)生的交際能力,為以后的生活和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ).我們在教學(xué)經(jīng)過中經(jīng)常穿插一些科學(xué)家的傳記,講述他們的生活和工作,突出這些科學(xué)家堅忍不拔、珍惜時間、擅長質(zhì)疑、團結(jié)協(xié)作等高尚品質(zhì),給予學(xué)生正面的積極引導(dǎo).生物醫(yī)用材料的美妙之處還在于其很多的設(shè)計原則和設(shè)計靈感都來源于生物體經(jīng)過長期進化構(gòu)成的本身的特有構(gòu)造和功能,生物材料科學(xué)家們在對自然界進行解剖并揭示其精妙設(shè)計的同時,利用當(dāng)代的科學(xué)技術(shù)對其進行構(gòu)造仿制以期獲得理想的生物功能,這成為解決生物材料領(lǐng)域科學(xué)問題的重要思路,并貫穿于我們課堂教學(xué)的始末,這將幫助學(xué)生深切進入理解和感悟相關(guān)理論,活潑踴躍學(xué)術(shù)思想,培養(yǎng)學(xué)術(shù)志趣.4結(jié)束語生物醫(yī)用材料學(xué)從她誕生的那一刻起,就肩負著提高人類生命質(zhì)量的重任.伴隨悠悠數(shù)千載的文明進步,生物醫(yī)用材料也獲得了長足發(fā)展,并成為二十一世紀(jì)最熱門的學(xué)科和高附加值的產(chǎn)業(yè)之一,很多新的生物醫(yī)用材料產(chǎn)品如血管支架、心臟起搏器、人工關(guān)節(jié)、牙種植體、心臟瓣膜等從實驗室走向臨床應(yīng)用,成為保障人類健康和實現(xiàn)救死扶傷的重要物質(zhì)基礎(chǔ).在穿插學(xué)科蓬勃發(fā)展的大背景下,我們分析了(生物醫(yī)用材料〕課程的特點和教學(xué)改革面臨的挑戰(zhàn),借鑒復(fù)合式教學(xué)體系討論了怎樣提高課堂教學(xué)質(zhì)量、注重培養(yǎng)綜合能力、培養(yǎng)合適社會發(fā)展需要的復(fù)合型人才.附中文以下為參考文獻:[1](生物醫(yī)用材料〕公開課[EB/OL].[2020-02-12].[2]胡樹華,蘭飛,范文芳.穿插學(xué)科的復(fù)合式教學(xué)體系設(shè)計研究[J].江蘇高教,2007(4):69-71.[3]張梅俊.穿插學(xué)科復(fù)合式教學(xué)體系的理論與實踐研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2008.[4]李建樹,趙長生.穿插學(xué)科的本科教學(xué)中老師引領(lǐng)、學(xué)生互動的幾點考慮與體會[J].教育教學(xué)論壇,2020(7):143-145.[5]肖定邦,辛華,吳學(xué)忠,等.穿插學(xué)科研究生課程教學(xué)的探尋求索與實踐[J].高等教育研究學(xué)報,2020,35(3):115-117.[6]龐紹芳,張永元.穿插學(xué)科背景下的大學(xué)物理教學(xué)改革初探[J].中國電力教育,2020(14):85-86.[7]石少波,郭力.大學(xué)物理教學(xué)浸透人文教育的實踐與考慮[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2018,(3):120-122.[8]谷運紅,王海科.物理學(xué)家傳記對促進大學(xué)物理素質(zhì)教育及教學(xué)效果的研究[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2018(3):74-76.[9]袁泉,李久會.以培養(yǎng)素質(zhì)為根本推進大學(xué)物理教學(xué)改革[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2018(1)