PBL教學方法在《醫用傳感器》課程中的應用論文
o引言
1969年,美國神經病學教授Barrows在加拿大 麥克馬斯特大學創建了基于問題學習（problem- based learning, PBL)的教學法，其是指在教學中以 問題作為激發學生學習的動力和引導學生把握學習 內容的教學方法,使學生的學習由被動變成主動，以 學生為中心進行小組討論或教學0。
《醫用傳感器》是生物醫學工程專業的一門重要課程。醫用傳感器作為拾取生命體征信息的“感 官”，延伸了醫生的感覺器官，把定性的感覺擴展為 定量的檢測，是醫用儀器、設備的關鍵器件。它對醫 學基礎研究、臨床定量研究和醫學儀器開發起著重 要作用。掌握醫用傳感器的基本原理，提高解決問 題的能力，成為醫用傳感器教學追求的目的。
醫用傳感器的教學內容主要包括傳感器原理、 測量電路以及傳感器的應用三部分,涉及的內容包 括物理、化學、生物等諸多知識領域,具有理論抽象、 公式繁瑣、程序復雜和物理意義晦澀難懂等特點。 這使得學生在學習這門課程的時候,容易產生畏難 情緒,不知從何下手,這在很大程度上限制了學生學 習這門課程的學習興趣和創新能力。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 知識。將“以學生為主體,以問題為中心”的PBL教 學法引入《醫用傳感器》課程的教學過程中，可收到 良好的教學效果。
1PBL教學模式的意義
PBL就是以問題為基礎展開的一種以學生為中 心的小組討論式教學。該模式強調以學生為主體、 以問題為中心，改變了傳統的以教師為主體、以課堂 講授為中心的教學模式0。
PBL教學理念以學生的主動學習為主，以課程 中涉及的問題為基礎，精心設計若干個小問題布置 給學生，學生小組討論自主解決，最后進行匯報點 評。學生在求解問題的過程中，主動積極地去思考、 探索,從而培養學生的自學能力、協作能力、表達能 力、理解能力和解決問題能力；通過問題，把一些理 論知識有機地組織在一起，可以很好地訓練學生對 這門課程甚至整個專業的整體意識，并培養其查閱 文獻和歸納總結的能力0。
因此,改革教學方法,將理論和實踐有機的結合 起來,采用問題式教學法是一個實用有效的好方法。
2PBL教學模式的實施步驟
在PBL教學法的實施過程中，針對課程內容把 每章設計出若干個問題。每個問題由教師先進行必 要的課堂教學,使學生掌握必要的基礎知識,然后把 全班分成幾個小組布置問題任務，小組成員利用上 課時、晚自習、實驗課對問題進行討論、研究教材和查 找資料,然后寫出各自的設計思想與方法、設計出電 路原理圖、程序編程并調試。完成后在課上交流討論 解決問題的方案和結果。最后教師進行評估總結。
具體來說堂優秀的PBL教學課主要需經過 以下幾個步驟。
2.1問題的確定PBL教學法是一種方法,更是一種方案,恰當的 問題是成功的前提條件。被確立的問題首先要與某 個教學內容緊密聯系,并能由學生獨立完成，同時可 以收到良好教學效果。在設計問題時也要注意到用 PBL教學代替傳統教學可能會導致學業負擔太重， 深度不夠、難以把握重點等缺點。這樣設計一個合 適的問題就顯的尤為重要[4。
按照“問題為教學內容服務”的主導思想，選擇 一個好的問題要滿足下列條件：(1)該問題是與一 定的教學內容相匹配的，同時通過一個問題能把一 些知識點串聯起來；（2)該問題能夠使學生的自主 學習、自己解決問題；(3)問題的設計必須要有一個 由簡到繁、由易到難的要求。
例如針對《醫用傳感器》課程中的光電傳感器 內容,設計了如何使用此傳感器測量脈搏作為一個 問題,要想解決這個問題,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的處理環節，這樣 這個問題包含幾個重要知識點,如傳感器原理、測量 電路、信號放大器及數字電子技術等相關知識。
為了使學生有目的的學習，教師要先對問題進 行相關基礎知識的教學，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可提高難 度,要求實現脈搏計數功能等。
2.2問題的分析分析問題是PBL教學過程順利進行的關鍵。 通過授課教師適當講解,使學生了解問題的基本情 況和功能要求，為了調動學生的主動性，可采用討 論、問答等方式。授課教師指出本問題中應用的相 關知識,提供這些知識的學習資源和條件,要求學生 自行學習這些知識。這樣才能在有限的時間內，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,通過制作一個簡易的脈搏波測量系統來 掌握這種傳感器的特性,并練習使用。應用的主要 知識是合適傳感器的基本結構、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教學法對相關 知識的教學效果,而教師的引導在此過程中特別關 鍵。醫用傳感器PBL教學對任課教師在物理、化學 及電子技術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知識。只有高素質的教 師,才可能高質量地完成好本課程的教學任務。教師 在這個階段要及時了解每個小組的問題實施進度,并 要恰到好處地及時給予指導,并應針對不同層次的學 生給予不同深度的指導,充分發揮教師的指導作用。
根據問題的規模和難易程度把全班學生按照 “自愿、均衡”的原則分成若干小組，授課教師指出 本問題中應用的相關知識，提供這些知識的學習資 源和條件,要求學生自主學習這些知識。每個小組 學習相關資料后寫出各自的設計思想與方法、設計出 電路原理圖。這一過程是培養學生自主學習的重要 步驟,要充分調動學生的積極性和主動性,鼓勵同學 之間交流討論,找到比較好的解決方案。初步完成后 進行全班交流并演示問題結果,經過分析改進后，學 校提供元器件由學生進行硬件裝配與調試。通過此 問題的實施,學生不僅加深理解和掌握了光電傳感器 基礎知識,還對模擬電子技術、數字電子技術等知識 進行了應用與實踐,并充分發揮了他們的創造性。
2.4總結和評價教師的評估總結是“PBL教學法”的重要環 節[4。問題實施結束后，教師組織學生對問題執行 的情況進行總結,在此過程中教師要除了考查學生 對問題內容和原理的預習、實施操作的規范和熟練 程度、問題結果是否完成和問題報告的記錄是否清 楚、真實等,還要考查學生在問題實施中解決問題的 主觀能動性和創新性,綜合評定后，教師對小組中每 名同學的表現進行點評，對問題中的亮點進行表揚 和推廣,并給出成績。
3PBL在具體實踐中應該注意的問題
PBL是_種教學方法,具有哲學的內涵，它把教 學主體變為學生。在此教學中，學習過程成為一個 人人參與的創造性活動，它注重的不是最終的結果， 而是完成問題的過程。在PBL教學的具體實踐中， 教師應該注意以下問題6’3。
3.1確立實用、優秀的問題問題的確立是PBL教學法成功的前提。首先， 問題要包含教學內容并盡可能有機地結合多項知識 點;其次，問題的難易度要針對學生的實際水平來確 定;最后，問題要被大多數學生接受，并可以用某一 標準公平準確地給予評價。
3.2問題實施中營造創新氛圍在教學中營造_種寬松的、積極的學習氛圍。
(1)由于學生知識結構體系的不完善，科研經 驗的缺乏,在問題解決過程中提出的一些問題或想 法可能有�？茖W的原則，指導老師應以包容的心態 來加以指正和引導,保護學生的創新心理,樹立起學 生敢于質疑,不迷信權威的科學精神。
(2)要最大限度地鼓勵學生發言，而學生能力 參差不齊,難以均衡發展,所以有時形成少數學員主 宰課堂，而其他學生沉默寡言的情況,指導老師要平 衡每個學生的機會。
3.3客觀的問題評估與總結教師在評估中要指出學生的設計存在各種各樣 的問題及解決的辦法。在進行問題總結過程中，要 指出問題相關的知識要點和技能要點。使學生的各 種能力在評估中得到提高，評估的過程是總結以前 學過的知識,提出問題和學習新知識的過程[6。
4教學總結
PBL教學的意義是培養學生學習主動性,提高 自主學習能力,從而大大優化學習效果和促進長期 記憶的形成,從醫用傳感器的教學的實踐經驗來看， 在具體教學過程中也遇到一些問題：主動學習意愿 差的和自學能力差的學生不能較好地適應這種教學 法;教學過程中對教師提出較高要求。由于導師要 指導每組學生的問題，這不僅對教師的能力需求很 高，同時也要求教師有充足的時間。就目前課程內 容來說，教學資源還不足以承擔本科生大范圍的 PBL教學,所以各課程應根據實際情況建立合適的 PBL教學體系,才能使學生真正從中獲益。
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