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结合雨课堂和改进BOPPPS的医学图像处理教学方法改革研究

2024-10-29 95 上传者：管理员

摘要：“互联网+”时代下，手机、平板电脑等电子设备已经成为学生必备的工具。为了因势利导，变负面因素为学习工具，激发学生学习的主动性和积极性，将雨课堂与改进的BOPPPS教学模式相结合，开展医学图像处理教学方法改革，可以真正打造以学生为中心的闭环教学模式，提高教与学的效率，为“互联网+”时代背景下的课堂教学改革提供借鉴和参考。

关键词：
BOPPPS
传统教学
医学图像处理
教学改革
雨课堂
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传统教学以教为中心，学生被动接受。在学时有限的情况下，教师往往以完成教学任务为主，在教学过程中与学生缺少互动，无法及时掌握学生的学习情况，无法及时发现和纠正教学过程中出现的问题，也不利于教师自身教学能力的提升[1]。

BOPPPS起源于加拿大，强调以学生为中心，将教学过程分成Bridge-in（导入）、Objective（学习目标）、Pre-assessment（前测）、ParticipatoryLearning（参与式学习）、Post-assessment（后测）、Summary（总结）等6个模块，各个模块之间层层递进、环环相扣，是一个强调学生参与和反馈的闭环教学过程模型的教学模式[2-3]。

“互联网+”时代下，被称为“网络原住民”的“00后”已经成为高校的学生主力，手机、平板电脑等电子设备已经成为学生必备的工具[4]。教师们经常抱怨学生课堂上都在低头玩手机，普遍感觉现在课越来越难上。新的教学环境在逼迫教师改变传统的教学模式，与其苦口婆心地劝说学生课堂上要认真听讲、不要玩手机，还不如因势利导，发挥手机的积极作用，让手机等电子设备成为学生的学习利器[5]。因此，如何协调课堂教学和电子设备的关系，是教育工作者面临的重大挑战[3]。

雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的一种新型智慧教学工具，它将复杂的信息技术嵌入PowerPoint和微信中[4]。学生利用雨课堂，通过微信在课前就可查看教师发布的预习内容与要求，课中可以完成课堂签到、观看课件，通过弹幕答题、投票等多种方式参与课内活动，课后还可以随时查看课堂内容进行复习[6]。教师通过雨课堂可以因势利导，充分发挥手机的积极作用，协调课堂教学和电子设备的关系。

将BOPPPS教学模式与雨课堂教学平台相结合，利用手机等智能终端的连接，可以提高学生课堂教学参与度，真正开展以学生为中心的教学方法改革，形成一个强调学生参与和反馈的闭环教学过程。为此，本文提出了结合雨课堂和改进BOPPPS模式的医学图像处理教学方法改革研究，借助雨课堂将电子设备与课堂教学结合在一起，通过设置预习、前测、随堂测试和后测等教学环节[5]，实现基于BOPPPS改进模式的医学图像处理教学方法改革，为“互联网+”时代背景下的课堂教学改革提供借鉴和参考。

1、结合雨课堂的改进式BOPPPS教学模式设计

结合雨课堂的改进式BOPPPS教学模式设计如图1所示。在该设计中，课前预习阶段包括BOPPPS模式中的导入（B）、目标（O）和前测（P）三个模块。这里的导入主要有两个方面的目的：一是提供一些课堂教学所需要的前期知识资源；二是最大限度地激发学生的学习兴趣，吸引学生的注意力。资源导入的形式可以是网上慕课资源、热点话题或有趣的现象等。为了取得更好的预习效果，不要占用学生太多时间，预习内容宜精不宜多，预习时间控制在30分钟左右为宜[3]。目标分为三个方面：（1）素质目标，主要包括体现学生价值与情感能力提升的课程思政目标；（2）知识目标，也是认知与转化目标，主要包括课程的核心概念、原理及其应用能力目标；（3）能力目标，包括学生的知识应用能力、自主学习能力、批判性思维能力、触类旁通能力、交流沟通能力和团队协作能力等。制定学习目标的目的是让学生在头脑中建立学习预期，进而提高学生学习效率[5]。前测是通过雨课堂发布题目，主要测试学生对于课堂所需要前期知识的掌握情况，以及学生对本节所要学习内容的了解程度，以便教师在讲授课堂内容之前掌握学生的学习状况，从而调整讲课速度和内容[1]。

课中阶段包括BOPPPS教学模式中参与式学习模块（P）和小结（S）两个模块。在课堂教学的核心环节参与式学习模块（P）中，雨课堂应用可以发挥实时问答互动的作用。学生阅览课件时，可利用每页课件的“收藏”和“不懂”按钮，对课程中不懂的知识点进行标记，教师端可以查看到学生“不懂”数据的反馈，并根据实时反馈的数据调整课程节奏、进行重点讲解。师生之间还可以通过雨课堂提供的弹幕、投稿等功能实现互动，寓学于乐。借助雨课堂中的限时答题功能，教师可以采用讲测结合的方式随时掌握学生的知识接受情况。借助雨课堂提供的各种师生交互功能和题目发送功能，可以引发学生思考，促进学生积极主动地参与课堂教学，更好地实现BOPPPS教学模式中的参与式学习[7]。课堂最后5分钟，教师通过简短的课堂小结（S）回顾课堂讲授的主要内容，帮助学生整合梳理主要知识点，加深学生对所学知识的理解，帮助学生养成及时归纳总结的良好学习习惯[6]。

图1 结合雨课堂的BOPPPS教学模式设计

课后复习阶段主要包括BOPPPS教学模式中的后侧（B）、总结（S）两部分。后测主要以作业的形式发布，用来巩固学生课堂学习的内容。课堂上学生主要跟着教师的思路走，自主思考的时间比较少。课后复习阶段学生借助雨课堂中查看课件功能可以复习课堂上教师讲授的内容。课后学生有充足的时间进行思考、消化和吸收，并结合课后后测进一步巩固课堂学习的知识。最后是BOPPPS教学模式中的总结模块。结合课堂教学过程和课后答疑情况，教师通过对教学过程中的疏忽或不足之处进行总结，可以有效提高教学能力。只有通过不断的总结和反思，教师才能逐步提高自己的教学水平。

2、结合雨课堂和BOPPPS的医学图像处理教学改革实践

以医学图像处理课程中的医学图像配准与融合章节为例，演示介绍结合雨课堂和改进式BOPPPS模式的医学图像处理教学改革方法，为推进教学改革提供参考。为了利用雨课堂进行教学，在课程开课前，任课教师需要建立雨课堂班级。

2.1 课前预习阶段

开展医学图像配准与融合内容教学前，学生需要清楚各种医学成像模式的优缺点，教师提前2天在雨课堂平台以发布课件和中国大学慕课链接的公告形式提供给学生医学影像学习资源[7]。同时，教师提前两天利用雨课堂发布公告，通过一个早期肿瘤图像的例子导入课程，如图2所示。同一个肿瘤在CT图像中几乎看不到，但在PET图像中肿瘤就能看得比较清楚，但PET图像分辨率比较低，只能看到有两个肿瘤，无法确定肿瘤的确切位置。让学生思考怎样解决这个问题，进而引出学习医学图像配准融合内容的必要性，激发学生的学习兴趣和学习欲望。

为了让学生在头脑中建立会学到什么知识、掌握什么技能的预期，提高学生学习效率，授课教师提前两天把学习目标同步发布在雨课堂平台上，这些目标分为知识目标、能力目标和素质目标三个方面。知识目标：（1）熟悉医学图像配准的定义及分类；（2）掌握常用的医学图像配准方法，包括基于特征点的医学图像配准、基于特征面的医学图像配准和基于像素点的医学图像配准方法；（3）掌握医学图像配准的流程及主要步骤，包括空间变换、图像插值、相似度测量以及优化过程。能力目标：提升学生的数字化图像处理能力和图像分析能力，能利用Matlab等软件实现两幅医学图像的刚性配准。素质目标：培养学生的爱国情怀，培养又红又专的社会主义接班人。

为了检测学生的预习效果，将会提供一个课前测试给学生。测试题可以是选择题、填空题或思考题等。比如为了让学生清楚各种医学成像的特点，可以用选择题的形式向学生提问：下列医学成像模式中，哪项属于功能成像？A.CT;B.MRI;C.超声；D.PET。这些课前预习资源和测试实现了BOPPPS模式中导入和前测两个模块的功能，将会让学生思考一个问题：怎样才能更好地发挥各种医学成像模式的优点？既激发了学生学习探索新知识的欲望，也为更好地开展新课程的学习奠定了知识基础。授课教师也可以根据学生的前测成绩了解学生对各种医学成像知识的掌握情况，便于灵活调整授课内容和授课速度。

图2 CT、PET对比图

2.2 课中学习阶段

授课教师利用PowerPoint中提供的“开启雨课堂授课”按钮通过微信扫码登录，选中相应班级开启授课。学生通过扫码或课堂暗号进入课堂。课中教师还可以通过弹幕、随机点名等功能与学生进行实时互动，活跃课堂气氛，激发学生的学习热情[1]。课堂授课采用“讲测结合”的方式，充分利用雨课堂可以及时评价反馈的优势，每讲完一个知识点或一个模块内容，就可以通过雨课堂发布一个随堂限时测试，随时检验学生的学习效果，帮助学生循序渐进地加深对各知识点的理解[1]。比如在讲完医学图像配准的类型知识点后，就可以提问：源自同一病人的CT图像与PET图像间的配准属于（）？A.同一对象的图像配准；B.不同对象的图像配准；C.单模配准；D.多模配准。随堂测试既可以实时检测学生的学习效果，让学生时刻保持较高的学习注意力，又可以让任课教师及时了解学生的知识接受程度，达到较好的教学效果。同时，课堂上学生在手机端也可以同步查看教师的授课课件，通过点击每页课件的“不懂”按钮，标记没听懂的知识点。教师可以及时查看每页课件点击“不懂”的人数，再根据实时反馈的数据调整授课节奏，对部分学生不懂的内容进行重点讲解，课后学生也可以对标记为“不懂”的部分进行有针对性的复习[1]。课程内容讲完后，授课教师再做一个5分钟的小结，带领学生回顾本次课所学习的内容，再给学生梳理一遍所讲授的知识点，使学生对所学知识形成一个整体认识，帮助学生理解和掌握所学内容。

2.3 课后复习阶段

课后通过雨课堂发布作业公告。测试题型除了单选题、多选题、填空题，还可以包括主观题。由于医学图像配准与融合章节不需要学生课后提交书面作业，为使学生及时巩固复习所学知识，课后任课教师会通过雨课堂给学生发布一个约5道题的课后测试。课后测试可以帮助任课教师进一步考查学生对课堂所学知识的掌握情况，及时了解当次教学是否实现了预期教学目标[8]。教师根据课堂授课情况和学生的课后测试进行总结分析，找出其中的不足，以便在后续的课中改进和提高。

3、结语

结合雨课堂的改进式BOPPPS教学模式注重教学反馈，教师可以及时发现实际教学中存在的问题和不足，并且克服了传统教学模式下学生参与度不高的弊端，实现教与学的互动，增强了学生的自主性，有效激发了学生的学习兴趣，有助于提高教学质量。结合雨课堂的改进式BOPPPS教学模式，将以学生为中心的参与式教学方法与现代智能教学手段相结合，是对教与学最佳组合的一种探索，为高校教学模式改革提供了新思路，为“互联网+”时代背景下的课堂教学改革提供了参考和借鉴。

参考文献:

[1]路婉秋,王北海.基于雨课堂和BOPPPS的“包装应用力学”教学探索与实践[J].包装工程,2022,43(S2):68-71.

[2]胡晓,余世荣,张晓燕,等.BOPPPS模式下的临床药理学教学改革[J].药学教育,2018,34(6):58-60.

[3]栾吉梅,方龙,姜鹏,等.基于雨课堂和BOPPPS改进模型的混合式教学设计与实践:精细合成单元反应[J].化学教育(中英文),2023,44(18):37-44.

[4]陈传兵,何建峰,王涛,等.基于雨课堂的BOPPPS教学模式在有机化学教学中的应用[J].中医教育,2022,41(1):77-80.

[5]王宇超,王志兵,石金静,等.基于雨课堂和BOPPPS改进模型的教学设计:以大学化学课程为例[J].大学化学,2022,37(1):95-102.

[6]李智涵,赵林婷.基于“BOPPPS+雨课堂”模式的电工学及电气设备教学研究[J].中国现代教育装备,2022(17):65-68.

[7]李洁,张艳玲,陈全荣.基于BOPPPS教学模式+“雨课堂”应用的混合式教学研究:以中国建筑史为例[J].高教学刊,2022,8(19):60-63.

[8]项小燕,刘朝莉,吴甘霖,等.应用雨课堂和BOPPPS混合模式进行植物学教学的实践[J].安庆师范大学学报(自然科学版),2022,28(1):126-128.

基金资助:海南医学院2021年校级教育科研课题一般课题“雨课堂+BOPPPS混合教学模型在‘医学图像处理’课程教学中的应用研究”(HYYB202101);

文章来源:韩贵来,李海霞.结合雨课堂和改进BOPPPS的医学图像处理教学方法改革研究[J].科教文汇,2024,(20):122-125.