基于成果导向的《放射物理与辐射防护》雨课堂双语教学的探讨
石春花 苏晋 王放 张燕
摘? 要：以提升新工科人才的国际竞争能力为目标，对《放射物理与辐射防护》的双语教学进行了实践探讨。基于成果导向理念，结合雨课堂的优势，建立了以全面激发学习兴趣为目标点的精准有效的教学资源、以激发自主学习能力为目标点的多维度互动教学方法、以突出实践能力为目标点的综合化考核体系，形成了以学生为中心，以互动为中心，以实践能力为中心的课模式。课程目标达成度评价为基本合格。
关键词：新工科;双语;雨课堂;放射物理;成果导向
中图分类号：G642 文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2021）11-0100-05
Abstract： To train students' international competitiveness under the background of new engineering， in this paper， the bilingual teaching of radiation physics and radiation protection is taken as the practice object. Based on the achievement-oriented concept and combined with the advantages of rain class， the teaching design and practice has been carried out. The results show that the accurate and effective teaching resources with the goal of comprehensively stimulating learning interest， the multi-dimensional interactive teaching resources with the goal of stimulating independent learning ability， and the comprehensive evaluation system with the goal of highlighting practical ability has been established. A teaching process has been initially formed with students as the center， interaction as the center and practical ability as the center. The achievement degree of curriculum objectives is basically qualified.
Keywords： new engineering; bilingual; rain class; radiation physics; results-oriented
引言
随着新工科建设的深入推进，教育部及各大高校对理工科学生各方面能力的培养都进一步提出了更高的要求[1]，其中，以成果为导向（即outcome based education，简称OBE）[2-3]的教育理念将贯穿于新工科改革的始终。OBE模式的核心是以学生的“学习成果”为导向，亦称能力导向、目标导向或需求导向，建立学生能力（指标点）和课程改革目标的映射关系，遵循“反向设计、正向实施”的思路[4]，通过设计好的教学改革模式，保证学生能力的达成。立足新工科人才国际竞争力能力提升的这一目标，需要不断强化学生的实践能力和创新能力，让学生更全面地了解该领域的国际最新前沿热点、研究动态，提高国际视野，充分激发学习热情，势必要对理工科的专业教学进行精准性的改革，探索出更有效的教学模式。
《放射物理与辐射防护》是医学物理学、医学影像学等相关专业必修的一门专业基础课，其涉及面广、发展速度快、前沿动态更新频繁，开展双语教学有极强的必要性，目前国内仅有南方医科大学生物医学工程学院等开设这一课程的双语工作[5]，而大部分高校理工类专业的本科双语教学还处于起步和建设阶段[6-7]，且本课程兼具理论庞杂、实践应用广、学科交叉等特点，教与学均存在一定的困难。
本文以长治医学院生物医学工程系开设的《放射物理与辐射防护》本科双语教学为实践对象，针对前期教学中存在的问题，借助雨课堂[8]最便利的混合式互动平台，基于OBE理念，反向探讨并设计了双语课程的教学内容、方法、考核评价等，试图实现教学过程从“以老师为中心”到“以学生为中心”，“以理论课堂为中心”到“以实践能力为中心”，“以知识传授为中心”到“以互动为中心”的一系列转变，达到提升学生能力的目标。
一、《放射物理与辐射防护》双语课程的开设现状
长治医学院生物医学工程专业医学物理方向2017年开设本课程的双语教学，中英文穿插式授课，保证基础知识传授的同时，培养了学生获取研究领域最新、最热门知识的能力，形成了一定的英语思维，为撰写科研论文奠定了基础，但存在一些问题：1. 基础知识薄弱，教学过程以教师为中心，以学生被动学习为主;2. 英文思维不足，教学过程以知识传授为中心，互动环节效果不佳;3. 专业实训室有限，教学过程以理论课堂为中心，理论联系实际环节单一。
二、 《放射物理与辐射防护》双语教学的设计与实践
基于OBE理念，以学生为中心，从所需达到的成果目标出发，这里具体为“新工科人才的国际竞争力”，将指标点按照新工科人才培养的要求[9]分为三个层次或四个层次，共12个具体指标点，即二级指标，见图1。二级指标中的“能力”，也可分为个人能力和工程系统能力，素养也可是素质或价值观或人际团队协作;然后，将成果目标映射成课程目标并指导课程设计，结合前期存在的问题，从教学内容、教学方法、教学环境、考核评价进行了改革，最后完成目标达成度评价。其中，教学内容的改革包括英文教材、教学资源、课堂实践，教学方法以互動改革为主，分课前、课中、课后，教学环境的改革中引入雨课堂。
（一）建立以全面激发学习兴趣为目标点的精准有效的教学资源
1. 优化教学内容，深浅结合，重视理工素养
本课程目前选用的是人民卫生出版社的《放射物理与辐射防护》和英文原版《Physics of Radiology， Fourth Edition》[10]作为授课教材，其内容广，知识点全，但部分内容深入不足。需在教学内容上做好精选、补充、侧重和取舍。一方面认真梳理专业知识结构体系，对目标知识点的物理背景、来龙去脉、作用和意义等深挖、补充并反复讲解，讲透讲懂，弱化并必要时省略掉详细的公式推导，减少学习过程中的障碍，做到深浅结合，调动学生的学习兴趣;另一方面注重理工素养能力的培养，加强学生对于复杂问题的精准把控，围绕目标知识点，培养学生在实际医学问题中采用逻辑分析、抽象思维和形象思维结合的物理原理和研究方法，对目标知识点需要补充或展开更多的物理知识。
2. 设计丰富的教学资源，自主选择，重视独立思维
双语教学的授课过程为英语教学环境，需要设计并准备丰富的英文教学资源，包括ppt课件、原版英文教材、辅助英文材料、公共视频或公开课（Coursera，大型公开在线课程项目，由美国斯坦福大学两名计算机科学教授创办）以及权威期刊（如Nature或Science）上选摘出的与课程关系紧密的最新研究进展等。其中，教学辅助英文材料除了是非教材外原著摘录或节选等，鼓励教师、学生团队自录视频，如何查找文献资料、如何有效的利用数据库、如何利用文献管理软件Endnote、科技论文写作的特点和注意事项、专业软件的使用说明等。
围绕一个授课主题，明确具体化或阶段化的培养目标，选择、设计、共享3-5种或更多的解决同一教学内容的英文教学资源，其学习方式以学生为中心，自主选择。在每次授课中，教师可以选用一种自己精心准备的内容进行讲解，学生可以课前、课后自主选择其他的但自我评价为最精准的教学资源自学，参与课后评价、讨论与互动小结;或者参与课前投票，教师参照投票结果选择一种相关教学内容讲解;或者完全由学生自学，课上介绍各种资源的优缺点，全面激发、引导学生自主学习的兴趣，在一定程度上降低了教学难度，同时培养了学生独立思考的能力。
3. 利用各種教学优势，降低难度，重视课堂实践
本课程双语教学中，学生最大的困难不是对一般性英语对话的理解，在于大量复杂的专业词汇，包括知识点词汇和围绕知识点深入分析带来的生僻的物理专业词汇，利用多媒体、学习软件等各种教学优势，包括图片、科普视频、计算机仿真软件、3D动画类、图表（流程图、示意图）等，一方面可以减小专业词汇过多对学生造成的影响，降低学习难度;另一方面着重将实践内容以虚拟的形式融合到理论课堂中，加强学生医工结合、理论结合实践的能力。
（二）建立以激发自主学习能力为目标点的多维度互动教学模式
采用国际教学通行的“讲学加互动”形式，配套、穿插和融合多种互动模块，利用雨课堂平台逐步建立学生英语思维习惯，培养学生在获取知识过程中所具有的整体性、逻辑性、主动性特点，真正激发出学生“主动学习”的潜能。
1. 课前：进行团队协作式预习
利用雨课堂，让学生自由选择团队（分组），4-5组，每组4-5人，团队可以阶段性重新分配，也可以固定不变。围绕教师发布的预习任务，包括预习要求、前期知识基础、本节课学习内容等，进行团队协作预习，预习结束，要求团队在本次课开始前制作完成并上传一项预习记录，形式不限，内容不限，时间5分钟，必须有英文表达和团队设计的任务分配（贡献值）。一方面让学生“阶梯+互助”式提前补充基础知识，进行新知识熟悉，提高预习效率，改善授课过程的效果;另一方面培养学生的英文思维和团队协作的能力素养，最终个人预习考核由团队预习成果和队内互评贡献两部分构成。
2. 课中：引入阶段式的、多样化的课堂互动模式
除雨课堂的基本互动功能外，本课程在教学过程中引入阶段式的、多样化的互动模式，其中，阶段式是指教学过程中的互动主题和方式从“提前准备+固定互动”逐步过渡到“随机互动”，让学生从准备式的英文环境中慢慢培养英文思维和习惯。多样化的互动模式包括分组讨论，组间辩论，Paper discussion（比如，结合课程内容，在Nature或Science期刊中选取一篇文章片段精读）和seminar专题汇报（鼓励学生选择与课程相关且感兴趣的知识点，通过课下收集文献资料、撰写综述、现场演示、回答疑问），平行类比举例等。这样的互动过程让学生自主性得到了最大的发挥，得以触类旁通，加深对授课内容的理解，英语思维得到了较大的锻炼。
3. 课后：拓宽课后实践，延伸互动不断线
利用网络资源以及图书馆资料等，搜集大量与所学内容相关的课后实践，包括医工结合的实践思考题，课后练习题，历年物理师考试真题等，方便学生掌握课本知识，鼓励学生从实际需求中增加理论学习的动力。
每章节内容结束之后会有一个课程总结反思，以此提高学生在“输出”层面的书面表达能力，也是对专业词汇记忆的巩固。总结主题类型包括对本节内容ppt的梳理、注解和浓缩，本节内容难点和重点的不同理解与描述，本节授课中存在的疑难、问题、改进，同类课程或内容的资料推荐与说明等。团队依次轮流选择一个类型的总结，既保证每章节都有多主题的总结，又保证每组都可以完成不同类型的总结。教师除了点评、自我总结外，还要与学生进行良好的互动（以直接交流、问卷调查等形式），全面了解学生在学习过程中存在的问题，同时照顾到坐在后排、互动性较少或听力较为困难的同学的需求，根据反馈及时调整讲课的节奏。
（三）建立以突出实践能力为目标点的综合化评价体系
根据图1，考核评价主要依据工程实践应用能力和科技英语应用能力来建立，必须相应的体现出每位学生具备的各种实践能力，即工程实践、口语表达、英文书写、分析问题、独立思考能力等，因此，本课程双语教学采用综合化的考核方式，由平时考核和期末卷面成绩两部分构成，具体见图2。一方面，课程考核中要突出平时考核的比例（占到总分的50%），包括预习，互动，课后测验、其他等，是考核学生综合能力的主要形式;另一方面，期末试卷为全英文考核（占到总分50%），题型包括：名词解释、填空、选择、判断、简答题和应用题，其中，提高主观简单题的分值比例，融入医工结合的实践应用题。从考核英文思维能力的角度来说，平时考核突出口语表达能力，笔试考试进一步考核学生英文书面表达的能力。
图2中，每位成员对提交的预习报告、章节书面小结等涉及团队协作的成绩，为评价公平，采取组内成员间互评结果和教师评定团队结果相结合的方法，比例可根据具体内容决定，如设计1：1，小组成员的成绩等于成员间互评成绩与团队成绩相加取平均。小组内成员间互评要考虑各成员对团队成果的参与度、贡献程度等，各组员的成绩要有区分。
更为重要的是，所有平时考核都按照优、良、中、及格、不及格来评定，均以项目式考核的方式进行，与课程目标点关系如表1所示。
表1为项目考核与课程目标的关系，里面将每一个项目考核的占比，考核内容，考核依据指标进行了细化。其中考核依据指标为本课程的细化目标点。以平时考核中的“预习”考核为例，将此考核作为一个项目进行考评，项目设计指能够完成预习要求进行的预习设计，包括预习知识点的选择，完整性，团队分工，知识概念分解等，选择了5个考评指标进行打分。完全符合，即是优等级，在表1中进行了说明，其他等级不再详细列出;由于预习作为一个项目，没有项目外观功能的展示，这一项可以去掉，项目性能反映在工作量的大小上，即在做预习设计时，选用的英文原著，网络资源或者其他，根据工作量饱满和难易程度来考核。
三、课程改革目标达成度分析
本课程属于新工科专业课程的改革，改革的设计基于OBE理论，改革目标的达成度分析基于新工科工程教育认证达成度评价的理论[11]，即毕业需求中某一门课程的目标达成度由课程成绩直接评价、间接问卷调查表评价和专业认证评价三部分组成。这里考虑单一课程的评价，将专业认证评价部分去掉。
（一）直接评价
直接评价以学生课程的考核材料作为评价依据，采用课程考核成绩分析法[12]，具体评价方法为：对于课程支持一个毕业指标点，达成度评价值=权重系数×（课程支持指标点的平均分÷课程支持指标点的总分）。对于课程支持多个指标点，课程对应相应指标点进行划分，达成度评价值=权重系数×（指标点平均分÷指标点满分值）×（总评平均分÷试卷平均分）。这里本课程作为单一达成指标点，即提升国际竞争力能力，其指标点平均分为总评评价分，指标点满分值为100。
《放射物理与辐射防护》的双语教学在国内医学或工科高校教学实践中不多[7]，选取长治医学院医学物理方向2016级的班级作为考核评价材料组，其成绩基本数据如表2。按照评价值=权重系数×（指标点平均分÷指标点满分值）的公式计算，评价值为0.34，其中权重系数为0.45。
（二）间接评价
间接评价主要以问卷调查为考评手段，依据课程目标，设计相关的调查项目，每个项目的得分量化为5个等级，用5分制评分。根据多张调查表，统计平均得分或得分分布情况，得出达成评价结论。这里分三类人群进行调查表评分，2016级在校生，2015级毕业生，校内外相关专家、教师，实习单位，学生对各指标点的认同度权重系数均为0.15，用人单位对各指标点的认同度、满意度权重系数为0.4，专家对各指标点的认同度、满意度权重系数为0.3。采用网络问卷星进行调查，对返回的有效问卷调查表进行统计，得到相应指标点的平均分，再根据权重系数得出相应指标点的得分，公式为：评价值=（M1×K1+M2×K2+M3×K3+M4×K4+M5×K5+M6×K6） 其中，M1，M2，M3，M4，M5，M6为指标点平均分折算值，K1，K2，K3，K4，K5，K6为权重系数。
若直接评价和间接评价指标点的综合达成度评价值大于0.7，则认为该项指标点达成。本课程最终得出的指标评价值为0.83，课程改革目标达成度基本合格。
四、结束语
本文基于“OBE+雨课堂”，对《放射物理和辐射防护》双语教学进行了探讨，针对前期课堂出现的问题，逐一进行了改革，建立了以学生为中心，以互动为中心，以实践能力为中心的教学内容、教学方法和考核体系，培养了学生的英文思维、逻辑和科学创新能力等综合素质，也为新的教学方式积累了经验，具有一定的创新意义和实践性。
由于本课程的改革主要实践对象为本校学生，在实施过程中还存在很多尚未出现的问题，需要后期反复实践，补充对教学效果的评价。
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