实训课程线上虚拟仿真教学方法探讨

毕  昕, 李哲旭，张建青，杨  蕊，唐懿文   

上海健康医学院 医学影像学院，上海，201318

[摘  要]以疫情防控背景下学生无法返校为背景，探讨了《医学影像电子学综合实验》课程线上虚拟仿真实践课程的开展方式。文章从课程开设形式及策略、课程运行方案设计以及课程评价方式三个方面，详细阐述了该课程的线上开展情况，介绍了多个线上平台联合互动的课程设计和评价方法，并分别从课程目标和教学管理两个角度对虚拟仿真实训课程的课程建设进行了教学反思，强调了紧紧围绕教学目标和“以学生为中心”的教学设计和管理理念，高校对于虚拟仿真课程建设的支持力度也逐年加大，相信通过此次实践，线上实践课程的开展定会越来越完备，前景可期。

[关键词]多平台；实训课程；疫情；在线教学；虚拟仿真

[基金项目]2020年度上海市高校重点课程建设项目《医学超声设备及检查技术》（沪教委高〔2020〕58号）文件；2018年度上海高等学校首批一流本科建设引领计划 : 校企医三位一体打造医学影像技术本科人才培养新模式（沪教委高〔2018〕14号）文件。

[作者简介]毕昕，（1980-），女，汉族，黑龙江齐齐哈尔，博士，上海健康医学院医学影像学院讲师，研究方向：医学影像设备；李哲旭，（1965-），男，，朝鲜族，黑龙江牡丹江市人，学士，上海健康医学院医学影像学院副教授， 研究方向：医学影像设备；张建青，（1972-），女，汉族，内蒙古乌兰察布市丰镇市，博士，上海健康医学院医学影像学院副教授，研究方向，图像处理。

[中图分类号]G642.0      [文献标识码]A     

在疫情防控的大背景下，教育部下发了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，号召“停课不停教，停课不停学”，全国上下开展了规模空前的线上教学活动。^[1]而作为应用技术型本科院校，人才培养的定位更侧重于知识应用以及综合能力的培养^[2]，实训课程的学时和目标要求都较高。与理论课程不同，实训课程的线上开展无法满足实验设备、场地等要求，因此对于有些课程来说，虚拟实训可在一定程度上解决学生无法进入实验室的问题。而如何在当前特殊的形式下，使虚拟实训能够更有效的展开，这需要学校、教师和学生三方密切配合，更需要教师在课程建设上提早思考，提早设计，采用更科学有效的教学方案和方法。

笔者以《医学影像电子学综合实训》为对象，探讨了集中实践教学周，该课程虚拟仿真实训的开展情况。

《医学影像电子学综合实训》是医学影像技术本科专业的一门针对电子学的综合实训课程，放在学生的第三学期（集中实践教学周）开展，学时2周。历年的开展方式是学生在实验室进行综合的电路设计、制作、调试。而在疫情防控的情况下，学生无法返校开学，故以往的线下教学方案无法实施。在学校教务处的大力支持下，该课程教学团队做了充分的预案和准备，在超星平台上开设了线上课程，提早建设，具体建设思路可从以下几个方面展开。

一、 课程开设形式及策略

课程采用电路仿真软件作为课程开展的基本工具。而教学方式总体上采用“线上+直播”混合教学策略。线上平台采用超星“学习通”，直播平台采用“腾讯会议”。其中，课件、实训手册、实训报告、实验讲解视频等关键知识点都在超星平台上分享，学生按照课程的进度在老师的指导下自行完成，而实验过程中的辅助讲解、讨论、实验情况的巡视则采用“腾讯会议”的形式，从而实施以“自主实践“为主，“随堂讨论、点评” 为辅的线上实践教学模式。

二、 课程运行方案设计

（1）实训课程的线上自主学习

线上自主学习的有效性是实训课程线上教学的前提。教师提前建设课程资源包，并通过超星学习通平台上传。内容包括软件安装学习包、实验指导文件、视频包、实验报告包以及微信公众号、论坛、书籍、文献资源等。上课之前，教师提前发布，下发学习任务，学生可提前了解当堂课的内容和要求，自主的学习，并通过仿真软件进行电路设计仿真。完成实验任务后，以在线报告的方式提交自己的仿真现象及报告。

（2）线上分组讨论

为了提升学生的学习兴趣，模拟真实的线下课堂，通过超星学习通的线上“分组”功能，2-3人一组自由搭配，将学生分为若干学习小组。针对复杂的电路设计，小组成员可以分工协作，并相互讨论。讨论可以通过学习通的聊天功能、讨论区或者微信、腾讯会议等方式进行。

（3）课堂实时状态监控

学生线上仿真，遇到不懂的问题，无法及时向教师提问。而教师也无法及时的了解学生的学习状态。因此，本课程采用了“腾讯会议室”的方式，来实时的了解学生的学习状况。每堂课上，教师都会开通“腾讯会议室”，至始至终贯穿整个上课时间。课上，学生有任何问题，都可以通过共享屏幕的方式分享自己遇到的问题，教师会引导学生之间相互讨论解决，实在解决不了的，教师会帮助解决。同时，仿真过程中的关键知识点，或学生遇到的一些共性的问题，教师也会通过屏幕共享的方式向所有同学讲解。除此之外，上课过程中，教师会不定时的抽查学生的仿真情况。以小组为单位展示阶段性的仿真成果，通过这些手段，教师和学生之间，学生和学生之间，在线上建立了交流和互动的通路，从而形成了线上虚拟实验室。

（4）随堂实验成果提交

《医学影像电子学综合实训》的课程内容包括单元电路仿真及综合仿真两部分，并以综合性实验为主。线下实验室上课时，通常是课程最后，学生完成一个大作业并提交报告。而线上课程，教师无法与学生见面，如果仍然采用线下课程的方式，最后提交报告，很难及时地跟踪每一个学生的完成情况。因此，为了全面的了解每一个学生的具体情况，及时并有针对性的指导，教师以半天或一天为单位，定时地在学习通作业平台发布当堂或当天的报告内容，每个学生都要完成报告上针对电路原理、电路设计等方面提出的问题，并上传电路图及仿真视频。而教师也会及时地对每位学生的作业进行批改，发现问题及时给予指导。

（5）课后作业点评

教师批改完学生的实验报告后，需要对学生的作业进行点评，对于一些原理性的问题，要联系仿真实验进行进一步的讲解和提升。因此，教师会录制讲解视频，并发布到学习通平台讨论区，供学生根据自己的情况进行学习。

（6）学生学习成果展示

所有项目学习结束后，为了更全面的考核学生，教师会组织学生以小组为单位进行答辩。答辩借助腾讯会议平台，学生们可以以屏幕共享的方式分组展示自己的项目，小组成员分工合作，每个人都要对本组项目的一部分进行介绍，教师根据学生展示的情况进行点评并提问，从而对学生进行考核。

通过以上六种方式的衔接，并借助“超星学习通”和“腾讯会议”两个平台的帮助，为学生建立一个完整的线上课堂，将仿真课程的全过程较为真实的呈现给学生，并实现了“教学做”一体化的教学目标，效果良好。整个教学过程可以用下图来描述。

图1 线上课程运行方案

三、 课程评价方式

往年实训课程的考核，通常是评定学生最后综合报告的水平，答辩展示情况，而本次线上课程的考核，需要在考核模块上更加细分并合理化，在过程性考核中，从学生的知识、能力、学习态度、合作意识等方面入手，综合评定学生的等级。根据课程的特点和运行方式，本次实训课程特设定了如下考核模块。

表一 课程考核方式

由于课程全部是过程化考核，特别是实验报告、答辩、小组抽查环节，需要老师进行打分，为了避免过于主观化，本次课程全程两位老师同时授课，同时进行相关模块的打分，从而更全面的评价学生。通过这种考核方式的设置，可以较为全面的评价每一位学生，使得一些本身自主学习能力稍弱的学生也能够保持学习的兴趣，从而顺利完成学习。而对于学有余力的学生，则在答辩、抽查的环节可以给与学生更多的展示机会，对于项目给与更深入的引导和拓展。

四、 教学反思

（1）课程设计与课程目标

无论是线上教学还是线下教学，教学设计的共同的方向都是要达到课程大纲的培养目标，因此各种教学方法都只是手段，而对学生培养的知识目标、技能目标以及人文目标则是课程需要关注的焦点。线上实践教学，更多的是需要学生在自主学习中完成各个目标，因此教师在教学实施中，更要深入思考，精心设计。例如，对于知识目标，要在实验指导书、实验讲解视频中重点突出，目标明确，特别是对于具体的概念、原理，要在视频中给与细腻、透彻的讲解或者以参考资料、链接等方式在明显的位置展示给学生，使学生在自主学习中能够抓住重点，有的放矢。

对于技能目标，需要教师在课程设计上逐渐深入的提出问题，让学生解决问题，这个过程中，既要培养学生不断挑战问题的能力，又要保护和激发学生的学习兴趣，做到因人而异、难度适中。而对于人文目标，则需要教师在教学过程中逐渐的渗透，并随时地听取学生的反馈，了解每一个学生的状态，从而培养学生的主动学习能力、团队合作能力以及对课程、专业的认同感。

（2）教学管理与教学运行

在线虚拟实践课程的运行，不仅需要任课教师与学生的配合，也需要学院、学校以及学生工作教师的配合和帮助。虚拟仿真课程的开展，需要良好的PC终端、网络等硬件的支持，学院不但要对授课教师给与一定的帮助和指导，也要提前把软、硬件需求告知学生，并对学生的情况进行摸底和调研，对特殊的学生给与一定的帮助，从而有效的避免上课时学生没有电脑、网络或者软件无法安装等情况，为教学开展做好必要的保障。疫情背景下，在线教学的运行对教学管理提出了更高的要求，需要融入更多的人文关怀，只有以教师和学生为中心，“管”和“理”相辅相成，多方配合，才能让线上实践教学良性地运行。^[3]

综上，疫情期间，线上虚拟仿真教学的开展，较好的解决了特殊时期的实践教学运行问题，但是，关于线上实践教学的探索还远没有结束，近些年，我们高校对于虚拟仿真课程建设的大力支持加大扶持力度也会逐步提高，我们相信通过此次的教学实践，课下线上实践课程的开展定会越来越规范，前景广阔。

[参考文献]

[1] 中华人民共和国教育部：关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见(教高厅〔2020〕2号)[Z].2020-02-04

[2] 卢翠诊，应用型本科院校电工实训课程教学模式探讨与实践——以百色学院电子信息工程专业为例，黑龙江科学[J]，2020,11(11),28-29

[3] 周建平，疫情下高职实训课程在线教学的探索与反思，职业教育（评论版）[J]，2020,15：50-57

Discussion on Virtual Simulation Teaching Method for Practical Training Course Based on Multi-platform Interaction

 Bi Xin, Li Zhexu, Zhang Jianqing, Yang Rui, Tang Yiwen

Shanghai University of Medicine and Health Sciences, Shanghai, 201318

Absrtact: this paper discusses the development of online virtual simulation practice course in Medical Imaging Electronics Comprehensive experiment under the background of epidemic prevention and control. This paper expounds the online development of the course from three aspects: the form and strategy of the course, the design of the course operation scheme and the way of the course evaluation, introduces the course design and evaluation method of the joint interaction between multiple online platforms, and reflects on the course construction of virtual simulation training course from the perspective of curriculum goal and teaching management.The support of colleges and universities for the construction of virtual simulation courses is also increasing year by year. It is believed that through this practice, the development of online practical courses will be more and more complete and the prospect can be expected.

 Keywords: multi-platform; training course, epidemic situation; online teaching; virtual simulation