基于BOPPPS教学模型的卫生统计学教学方法探究论文

2024-05-24 10:41:36 来源: 作者:heting
摘要:文章主要探究了基于BOPPPS教学模型的卫生统计学教学方法,具体包括引入介绍(Bridge-in)、设置教学目标(Objective)、预测学情(Pre-assessment)、学生参与式学习(Participatory learning)、后测学情(Post-assessment)、总结(Summary)六个环节。
摘要:文章主要探究了基于BOPPPS教学模型的卫生统计学教学方法,具体包括引入介绍(Bridge-in)、设置教学目标(Objective)、预测学情(Pre-assessment)、学生参与式学习(Participatory learning)、后测学情(Post-assessment)、总结(Summary)六个环节。
关键词:卫生统计学教学,BOPPPS教学模型,教学目标
BOPPPS教学模型最早是由加拿大英属哥伦比亚大学(University of British Columbia,UBC)的道格拉斯·克尔于1978年提出,之后被一些参加加拿大教师工作坊培训的教师引入国内高校,如国防科技大学罗宇等[1]较早介绍了BOPPPS教学模型。BOPPPS教学模型是根据人的认知理论提出的教学过程设计方法,将整个教学过程分成引入介绍(Bridge-in)、设置教学目标(Objective)、预测学情(Pre-assessment)、学生参与式学习(Participatory learning)、后测学情(Post-assess-ment)、总结(Summary)六个环节。BOPPPS教学模型强调学生全方位参与,而非教师“填鸭式”讲解,并且要在教学过程中及时根据学生反馈的信息调整教学活动。
在卫生统计学教学中,学生统计思维建立的过程离不开教师的引导,而学生也需要在实际应用中灵活使用统计方法进行科学研究,因此,有必要探究基于BOPPPS教学模型的卫生统计学教学方法,以更好地促进学生发展。
一、引入介绍(Bridge-in)
新课的引入是课堂教学的基本环节,也是比较重要的环节。在引入时,教师需要注意以下原则:针对性原则、铺垫性原则、启发性和适应性原则。对此,教师可以通过视频、动画、故事、热门话题等方式导入新课,以激发学生的学习兴趣。具体来说,新课导入方法有以下七种:①概念导入法,即通过一个与主题相关的概念导入,这个概念可以是主题本身,也可以是与主题容易混淆的概念,目的是开宗明义、直奔主题;②故事导入法,可以是寓言故事,也可以是发生在学生身边的真人真事,目的是通过故事的启示引出主题思想;③视频导入法,即通过播放一段视频,让学生理解视频内容,然后合理引出课程内容;④问题导入法,即开场抛出一些问题,在让学生尝试回答问题的过程中引出课程内容;⑤事件导入法,即通过媒体报道的事件进行主题导入,可以是热门事件,也可以是经典事件;⑥案例导入法,即收集与学生学习、工作背景相关的案例,在上课开始阶段引用案例作为论据佐证观点,并导出主题;⑦数据导入法,即通过展示一组或多组关联的数据,分析数据的走势、背后的结论等引出课程内容。导入方法很多,教师可以根据课程的特点进行选择,也可以组合方法进行导入,只要能够达到较好地引入新课程内容的目的即可。
例如,在卫生统计学描述性统计量教学中,教师可以采用讲故事的方法引入两个统计量—平均数(样本均数)与方差(样本方差)等,如:“一个正常身高的成人过河时不知道河水深浅,就问了一下河水的平均深度,发现只有1米,不及他的身高,结果他还是没有过河,原因是什么?”同时,教师可提出启发性问题:“样本均数与总体均数有什么关系?样本方差与总体方差有什么关系?”为后续的推断统计学习做好铺垫。另外,在常用的统计方法教学中,如相关分析教学,教师可采用数据导入法,如某医师测量了15名正常成年人的体重(kg)与CT双肾总体积(mL)大小,据此试分析两变量是否有关系?其方向与密切程度如何?同时,教师还可采用案例导入法,以某些患贫血病的病人为例,发现他们体内的铁元素含量比正常人低,即“铁元素含量越低,血红蛋白数量也越低”,引出相关系数的概念,即一个变量越高或越低,另一个变量也越高或越低,这就是正相关,一个变量越高,另一个变量越低则为负相关,从而给出相关系数的公式。至于公式的由来,如果教师在引导的基础上再鼓励学生进行深入学习,即获得更细致的理论体系并应用到学术科研中,可以对一部分喜欢追根溯源的学生起到引导作用。
二、设置教学目标(Objective)
教学目标的设置要明确、简洁,切入要直接。教学活动的设计和实施首先要紧紧围绕本课的教学目标,而且引入要简洁和贴切,导入的目标也要明确,要让听课的学生清楚教学目标是什么。具体来说,一般教学目标包括以下四点:①知识类目标,包括学生应该达到的知识水平、理解深度等,如学生应该掌握什么知识点,对这些知识点应该有什么样的理解和应用能力;②技能类目标,包括学生应该掌握的技能、技能的实际应用等,如学生应该掌握怎样阅读和理解一篇文章的方法,或者应该具备什么样的实验操作技能等;③情感类目标,包括学生应该具备的品德、态度、价值观等,以及对于学习或研究领域的兴趣和热情,如学生应该具备什么样的团队合作精神,应该有怎样的社会责任感等;④能力类目标,包括学生应该具备的思维能力、创新能力、解决问题能力等,如学生应该具备怎样的逻辑思维能力、应该具备怎样的创新精神等。
以样本均数(mean)教学为例,其公式为
其中X1,…,Xn是来自总体X的一组容量为n的简单随机样本,这个公式学生在中学时代就已经接触到,样本均数反映了一组样本的平均取值。在教学过程中,教师要提醒学生思考“样本均数对于总体均数而言起到一个什么作用?为什么把它归为集中趋势的度量之一?”等问题,引导学生明白该知识点的知识目标是了解样本均数是集中趋势的重要度量,还能起到推断总体均数的作用;技能目标是能计算样本均值,并指出如何受极端值的影响;情感类目标是在抽样获得样本值的过程中注意团队合作精神,大家一起努力做好一件事情;能力目标是培养学生良好的逻辑思维能力和解决问题的能力。
三、预测学情(Pre-assessment)
课前预测学情指教师根据已掌握的学生的知识经验、学习习惯、心理规律等宏观的、共性的、静态的学情,结合教学内容对学生在课堂上的表现作一个预先推测。教师要根据预测结果制定相应的应对措施,以免上课过程中出现手忙脚乱或知识与学生接受水平不匹配的情况。对此,教师可以采用多种科技手段掌握学生学情,如采用对分易、问卷星、雨课堂等手段随时进行课前学情测试,也可以在慕课中布置预习题目,测试学生的知识掌握水平。只有教学过程与学情水平匹配,才能取得较好的教学效果。
在卫生统计学教学过程中,笔者发现不同专业学生的学习基础不一样,如同样是样本均值学习,学过概率论与数理统计的学生很容易就理解其是总体均值的良好的点估计,能起到推断总体均值的作用,没有学过的学生接受起来就很缓慢,甚至吃力。因此,教师要根据学生学情采取不同的教学方法,达到让学生接受和理解知识点的目的。例如,在一元或多元线性回归分析中,教师一般采用最小二乘法(OLS)获得回归系数的估计值。以一元线性回归为例,回归方程是y=α+βx,最小二乘法的思想是利用使得残差平方和最小获得α、β的估计值。对此,教师可以采用问卷星的手段预测学情。教师可给出一个方法步骤的关键词填空题,让学生回答高等数学中介绍的一元和二元函数求解极值的方法和步骤。学生回忆高等数学中学习过的知识,就会感觉很熟悉。而教师也可根据学情举一些简单的例子帮助学生回忆、巩固学情,之后学生学习一元线性回归的最小二乘法就容易很多。接着教师介绍残差平方和可以理解为关于α、β的二元函数,即残差平方和求取得最小残差平方和时α、β的估计值,由此转化为求解二元函数f(α,β)在何种情况下取得最小值,即通过对二元函数的自变量α、β求偏导数获得驻点,即可解得估^计值、β。
四、学生参与式学习(Participatory learning)
参与式教学是一种将学生放在教学的主体位置,教师通过组织、设计活动的形式,全面调动学生积极参与、创造性学习与发展的教育理念、教育模式。参与式教学法是以激发学生的学习兴趣为前提,以学生的主动参与为过程和环节,从而提高教学效果的教学方法。参与指的是个体进入群体的状态,参与为每个学生提供了一种自主、积极的学习氛围,使每个学生都能达到知、情、意、行的和谐统一,使其在亲力亲为的认知行动中体验学习的乐趣、感受知识的奇妙、增强克服困难的自觉性和能力,为学生认识自我、修正自我、完善能力结构提供了机会和平台。在参与式学习过程中,学生参与学习目标的提出,自己制定学习进度;积极发展各种思考策略,在解决问题中学习;在学习过程中有情感的投入,有内在动力的支持,能从学习中获得积极的情感体验;在学习过程中对学习活动进行自我监控,并作出相应调适。
参与式教学法是一种合作式或协作式的教学法,这种方法以学习者为中心,充分应用灵活多样、直观形象的教学手段,鼓励学习者积极参与教学过程,成为其中的积极分子,加强教学者与学习者之间及学习者与学习者之间的信息交流和反馈,使学习者能深刻地领会和掌握所学知识,并能将这种知识运用到实践中。参与式教学法要求学习者自由思考,运用自己的智慧,让学习者有选择上课方式、安排学习进度的权利,除了班级教学,教师还可以采用小组讨论、课堂讨论、个别化教学、网络教学、头脑风暴、示范和指导练习、模拟教学、案例分析、讲故事、辩论等多种教学手段。学生在参与式学习过程中提出的问题,可以与同学讨论,可以查找资料,也可以向教师反映,而解决问题的过程就是学习的过程。在此过程中,学生始终处于主体地位,教师主要发挥辅助作用。
以分组讨论为例,教师可以根据学生的学业水平、素质能力对其进行分组,学生也可以自由组队,接着教师要设置定向目标,让各小组自由选择,然后进行组内交流,这个过程主要以学生为主体,先进行个体学习、独立思考,再进行小组讨论,而教师要对小组讨论进行调控、指导等,最后进行全班交流,这对培养学生的合作意识、竞争意识有很好的促进作用。如在卫生统计学教学中,笔者曾设计过一个测试,即随机抽取班级学生的身高计算平均身高,然后组织学生进行分组讨论,让学生积极参与抽样、计算和比较过程,在学习过程中提出问题并解决,由此学生感受到学习的乐趣,不再感到枯燥和单调。针对从解决平均数的计算过渡到推断统计部分的教学,笔者设置了这样一个情景:“估计一类人群的身高服从正态分布,其总体均值为μ,面对一组样本,我们该如何去做?”对此,笔者引导学生从最初发现者的角度思考问题,即如果回到过去,最初发现者是如何做的。学生可以参与辩论,有人选择一部分随机样本求平均值作为μ的估计值,甚至使用其中一个样本数值作为μ的估计值,还有人用去掉最小、最大值后的样本均数作为μ的估计值,然后笔者引导学生踊跃思考还有没有其他方法估计总体均值,充分调动学生的积极性,接下来自然过渡到“用哪个估计量更好”这一问题,紧接着就可以给出“评价估计的优良标准是无偏性、有效性和一致性”的结论,通过简单介绍这三个标准就可以证明样本均数是总体均数的良好的点估计,它的存在既能反映样本的平均取值,也能反映总体均值的信息。如果有足够的教学时间,教师还可以展开样本方差是总体方差的无偏估计的推导,这样就能解释为什么样本方差的定义中分母是除以n-1而不是除以n[2-5]。即使课堂教学中没有推导的时间,教师也要让学生掌握这个知识点,对于一些学有余力且有探索意愿的学生,教师也可以鼓励其自学推导过程。
教师引导学生进行参与式学习,目的是引导学生主动探索与思考、主动体验,而采用合作式学习的方式,可以让学生在独立学习的基础上体会与人合作带来的收获感与愉悦感。在此过程中,教师是引导者、参与者、合作者,学生有学习的主动权,是学习的主人,学生在观察、比较、探索、小结中学会了新知。
五、后测学情(Post-assessment)
学情分析视角下学习经验发展具有三个连续的阶段:学习起点、学习状态、学习结果。后测学情就是检查学习结果的情况,从而根据检查结果进行查缺补漏。而检查学习结果的方法很多,如采用课堂小测、小组讨论、回答问题、小测验、做习题、操作演示、汇报等方式对教学效果进行评估,并且教师也可以设计具体问题让学生参与解决。在此过程中,教师主要起到引领主导的作用,学生需要积极配合完成测试。
具体而言,后测学情分析主要是分析以下几个问题:①学生是否了解新课的有关内容,了解多少,达到什么程度;②学生对重点和难点的掌握情况如何;③教学的情感目标和能力目标是否达到;④学习过程中遇到的困难是什么。以统计学中如何理解有无差异为后测问题,如想研究正常男女的血红蛋白有无差异,首先教师可以通过问卷星等设置一些小测验测试学生,如“有人说样本有差异就能说明男女的血红蛋白有差异这种说法是否正确”,然后针对此问题引导学生展开讨论、辩论,由此学生就会在讨论的过程中对差异形成深入的认识,而教师在此过程中要起到一个引导、纠正的作用,让学生理解想研究正常男女的血红蛋白有无差异就要进行总体均值是否相等的独立样本t检验,进而深化学生认知,强化学生理解。
成功的反馈是激励学生学习的良好手段,它能够使学生体会到学习的乐趣,引导学生追求更大的成功。在教学中,教师要不断从学生学习中获得反馈信息,然后调整教学内容、方向、难度等,使学生学而有序、学有所获。
六、总结(Summary)
总结就是在教学活动结束之后,教师反思是否达到了教学目的、是否用上了合适的教学方法和教学手段、取得了什么样的成果,以及教学中存在的问题是什么、有哪些解决的办法等。具体来说,教学总结需注意以下三个方面。首先,课前准备,教师是否认真钻研教材、了解教材的结构,是否准确把握重难点,是否掌握知识的逻辑,并且能运用自如,以及是否足够了解学生的知识技能掌握情况,对学生的兴趣、爱好、习惯、方法、学新知识的困难判断是否准确,教学方法是否得当,课堂安排是否合理,即是否做到了备而能用。其次,课堂情况,教师是否组织好了课堂教学、是否引起了学生的兴趣、是否创造了良好的课堂氛围、学生是否从情感上接受了,即教师是否合理地教、学生是否巧妙地学、是否高效地完成教学任务。最后,课后辅导工作,教师是否很好地布置了合适的作业、对学生的学情测试是否合理、学生掌握知识的情况如何、学生存在哪些需要改进的地方,以及学生的知识是否学得扎实、能力的培养是否到位,且教师的指导是否有效。
以上是对整个宏观教学情况进行总结评价需要考虑的方面,而对于具体知识点的总结,教师可以采用列举法、对比法、类比法、案例说明法等方法,让学生更好地掌握知识点,把握重点、攻克难点。以独立样本t检验为例,前文提到的例题是正常男女的血红蛋白有无差异,对此,在进行学情后测时教师应要求学生彻底理解这个题目,包括从原假设的设置到t统计量的计算再到做出统计决策。基于这一目的,在实际做科学研究时,教师要通过类比的方法选择假设检验方案,如想比较男女在其他医学指标上有无差异[6],那这项医学指标只要服从正态分布,就可以替代例题中的男女血红蛋白值做独立样本t检验,如果由男女改为老中青三个人群,检测某项医学指标有无差异,那就要做方差分析了,由此引导学生学会举一反三,理解各种假设检验命名的原因是什么,适用的情况是什么样的,以及如何用统计语言表达。在这一过程中,教师要在课前分析学生对统计方法的了解程度,于课中带领学生分析使用统计方法做科学研究的要点,并积极通过案例说明法进行说明,鼓励学生在课后进行检验验证,最终使学生能结合实际问题正确使用各种假设检验方法,能操作软件且会解读结果[7-10]。基于此,在教学结束后,教师应总结分析课前、课中及课后是否做到了上述提及的要点,并以此为依据做好后续的调整改进工作,确保教学成效。与此同时,学生也要进行自我总结,通过思维导图、知识树等形式分析自己学习独立样本t检验方法的过程,查漏补缺,从而高质量完成卫生统计学的学习。
总而言之,卫生统计学教与学非常适合应用BOP-PPS教学模型,在教学实践中,教师采用此种教学模式达到了良好的教学效果。但是在教学中,教师要提醒学生统计方法是服务于专业问题的思考的,专业问题的思考在先,方法的选择在后,且统计显著并不一定意味着实际显著、相关不一定意味着因果关系等,这样才能达到学习及合理使用统计方法并使其服务于科学研究的目的。
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