體驗式案例教學對護理科研能力培養

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【摘要】目的探討體驗式案例教學方法和教師一對一指導，對培養護理專業本科生科研能力的影響。方法選取70名2020級護理專業本科生為研究對象，按照班組均衡匹配的原則劃分為實驗組與對照組，各35名。實驗組采用體驗式案例教學方法，課程設計環節進行教師一對一指導；對照組使用傳統教學方法。結果實施體驗式案例教學方法進行課程設計一對一指導后，兩組課程目標1的平均成績差異無統計學意義（P>0.05），實驗組的總評成績和課程目標2～課程目標4的成績均優于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。課程目標達成度分析結果顯示，實驗組學生的數據分析能力和科研能力明顯高于對照組。結論在課程中采用體驗式案例教學方法能夠提升學生的數據分析實踐操作能力，尤其是一對一的課程設計指導環節對學生科研能力的提高有明顯優勢。

【關鍵詞】護理專業；本科生；科研能力；數據分析；醫學大數據

《全國護理事業發展規劃（2021-2025年）》對護理人才的信息素養與科研創新能力提出了新要求。有專家指出，信息素養在循證護理實踐中起著至關重要的作用，也是應對未來社會競爭所需要的一種基本能力[1-2]。科研能力是教育部制定的護理本科生培養目標的重要內容[3]。有研究表明，我國科研人員的信息素養水平對科研創新能力有著顯著影響，即信息素養水平高有助于高水平創新成果的產出[4]；國內高校教學改革研究領域對于護理本科生的信息素養能力培養已經開始重視[5]；護理專業本科生科研興趣濃厚，參與科研活動需求較高[6]。但是，也有調查顯示，我國護理本科生仍存在信息意識薄弱、信息處理技能有待提高、數據分析能力欠缺等信息素養問題；科研能力方面則存在選題困難、科研意識缺乏等問題[7-8]；護理專業學生科研意識缺乏和科研能力不足，將成為阻礙護理學科發展的主要障礙[9]。現以華北理工大學《醫用大數據分析基礎》課程為例，探索體驗式案例教學及教師一對一指導的教學方法，對護理本科生的數據分析能力與科研能力的影響。

1對象與方法

1.1研究對象

選取華北理工大學2020級護理本科二年級學生70名為研究對象，其中男生15人，女生55人。按照班組均衡匹配的原則分為實驗組35人與對照組35人。

1.2教學方法

1.2.1對照組。采用傳統教學方法，具體包括：（1）課前教師利用“學習通APP”上傳預習課件及視頻、布置預習任務，完成預習。（2）課中教師講解理論知識，學生按要求完成課上實驗操作并撰寫報告。（3）課后學生通過“學習通APP”完成章節測試題目。（4）課程結束后進行為期兩周的課程設計，提交課程設計報告并進行總結匯報。1.2.2實驗組。采用體驗式案例教學法和教師一對一指導，具體包括：（1）體驗式案例教學法：①教師：設計抽象理論與醫學護理實踐結合的案例，并以案例為線索開展講解課程知識點。引導學生分析、總結操作要點，理解知識點在案例中的作用，進行主題探究活動，完成實驗報告。②學生：在教師引導下開展體驗操作，在操作過程中發現和分析問題并總結實踐驗證結果，在課程結束后，能夠將學習成果應用至課程設計中。實踐過程中如不順利學生需對課前發布預習內容進行查缺補漏，并在教師的引導下再次進行實踐操作，直至完成實驗報告撰寫。以上教學環節形成了“實踐與體驗-觀察與反思-概括與總結-行動與應用”的四環節循環模式[10]。具體實施步驟如圖1所示。（2）一對一教師指導：①開題階段。學生通過文獻資料學習確定研究背景，收集數據并經過小組討論理解數據反應的問題，在教師引導下明確分析目標和研究任務，確定設計題目。②數據分析階段。教師通過“學習通”在線解答學生對數據進行規范化和可視化處理，應用訓練、評估和分類預測方法中遇到的問題。③報告撰寫階段。定期組織集中交流，以研究小組為單位派出代表匯報研究進度和成果，開展師生間和學生間交叉質疑和辯論，教師負責給出完善和改進意見。

1.3效果評價及方法

1.3.1課程目標。《醫用大數據分析基礎》課程作為信息技術類醫工融合專業拓展課，在護理專業本科階段第三學期開設。課程培養目標包括：（1）課程目標1：理解醫學數據讀取、清洗、分析的原理及過程，具備新醫科背景下利用數據分析工具開展科學研究的理論基礎。（2）課程目標2：掌握數據處理及可視化工具使用，具備利用信息技術進行自主學習與研究的實踐操作能力。（3）課程目標3：了解科學計算操作、機器學習方法和神經網絡概念，為后續開展科學研究儲備理論知識。（4）課程目標4：了解健康中國戰略下醫用大數據的分析價值和醫療衛生服務融合情況及護理新模式，拓展科研視野、提高科研敏感度。1.3.2考核項目及標準。采用過程化考核方法。總評成績考核項目包括學生的平時成績、實驗成績和課程設計成績3部分，主要考核學生對各知識點的掌握程度、實際應用能力和科研能力。在總評成績中的權重系數為α1、α2、α3分別是0.2、0.3、0.5，見表1。所有成績目標分值均采用百分制[11]。表1中的目標分值為各考核環節的滿分分值。具體構成、權重系數及考核課程目標情況如下：（1）平時成績：由課前預習情況、章節測試和課堂表現三項成績構成。在平時成績中的權重系數分別為0.4、0.3、0.3。其中預習成績和章節測試考核課程目標1的達成度，包括辨析數據類型、數據分析原理、函數功能等內容；課堂表現主要考核課程目標1和4，以課堂提問互動方式，結合教學進度考察學生對知識點的掌握與科研視野情況。（2）實驗成績：由8次實驗成績組成，主要考核課程目標2的學生實踐動手能力。（3）課程設計成績：由探究活動、報告撰寫和匯報答辯3部分組成。其中報告撰寫與匯報答辯對應課程目標4，考察學生的科研視野與創新意識；探究活動對應課程目標3，考察學生對于科學計算及人工智能相關理論的理解。（4）課程目標達成度=學生課程目標考核平均成績之和/該課程目標分值之和。

1.4統計分析方法

采用SPSS25.0統計軟件處理數據，計量資料用“均數±標準差”表示，組間均數比較采用t檢驗。P<0.05為差異具有統計學意義。

2結果

2.1實驗組與對照組課程目標分項成績與總評成績比較

課程結束后，兩組課程分項成績和總評成績見表2。實施體驗式案例教學法及一對一課程設計指導后，除了課程目標1兩組之間差異無統計學意義（P>0.05）外，實驗組的總評成績和課程目標2~課程目標4的成績均優于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。

2.2實驗組與對照組課程目標達成度分析

（1）課程目標1達成度：實驗組與對照組差別不大，均高于0.9（見圖2）。說明在理解大數據的各類數據格式、數據清洗的過程及原理方面學生整體情況較好。達成度較高的原因有三個，一是數據讀取、處理等基礎理論知識難度不大，學生易于掌握；二是預習情況由課件瀏覽頁數和視頻觀看比例的百分制結果衡量。這部分容易出現“刷題”情況，但是可由課上實驗成績進行檢驗；三是章節測試屬于有標準答案的考核，其答案容易通過網絡搜索獲得。（2）課程目標2達成度：與課程目標1達成度比較，實驗組與對照組的達成度均有下降，且實驗組成績優于對照組（見圖2）。說明體驗式案例教學能夠對提高學生的數據分析能力產生效果。在輕松愉悅的氛圍下，以案例為線索將知識點進行串聯講解，注重知識與實踐應用的結合、學習興趣的培養，學生通過四環節循環的教學模式能夠更好地理解所涉知識點的具體應用場景及使用方法，在面對醫學數據時能夠快速選擇正確的讀取及整理方法，完成數據的可視化操作，并撰寫較高質量的實驗報告。而對照組使用傳統教學方式，注重理論知識與語法細節講解，演示案例以解決經典數學問題為主，因此在完成醫學數據分析時，學生雖然能夠按照要求基本完成指定操作，但在完成時長與質量上與實驗組存在一定差異。（3）課程目標3達成度：與前兩項達成度比較實驗組與對照組均下降明顯，但兩組差別不大，均略高于預期目標值0.65（見圖2）。達成度不高的主要原因有二，一是由于課時限制，此部分所涉內容僅做簡單介紹，學生沒有產生深入了解學習的興趣；二是本校護理本科一年級未開設與數理統計相關課程，學生沒有相關理論知識基礎，難以接受與理解，學習動力不足。（4）課程目標4達成度：與課程目標3達成度比較實驗組達成度有明顯上升，而對照組略有上升，實驗組成績明顯優于對照組（見圖2）。實驗組的學生展現出了極高的科研熱情，實驗組學生大部分進行了自主選題，如獲取招聘網站數據分析全國34省份護理人員需求、分析腦卒中病患后期護理數據集、分析指定區域5歲以下兒童及孕婦死亡率等，能力較強的小組開展探索性分析，使用機器學習算法及相關模型對數據進行訓練、評估和分類、預測，科研能力得到了顯著提升。

3討論

按照《全國護理事業發展規劃》要求，護理專業人才不僅要提高專業綜合能力，也需要具備一定科研思維能力[12]。良好的信息素養是開展科研活動的前提。而數據分析能力作為信息素養的核心能力之一，是提高護理專業人才終身學習能力的基礎，是開展護理循證實踐的前提，也是新時代復合型護理人才必備的素質[13-14]。《醫學大數據分析課程》作為信息類拓展課，在提高護理本科生數據分析能力和科研能力，培養高質量、高層次復合型護理人才方面將發揮著重要作用。在實踐教學的課中環節實施體驗式案例教學，對提高學生數據分析能力有明顯效果。以學生為中心、應用為主線，將傳統教學方法以教師講授為主單向輸出的教學模式，轉變為教與學雙向互動循環模式。在教師的全程指導下，學生通過課前預習自學、課中問題解決、團隊合作交流，鍛煉了對數據獲取、發現、運用、共享和傳播的能力[15]。直觀感受現代信息技術處理醫學大數據的智能化、高效性和準確性，熟悉并掌握醫用大數據的處理流程、分析方法，了解人工智能在醫療領域應用情況。在課程設計環節提供教師一對一指導，對提升學生的科研能力與科研敏感度有顯著效果。選題階段、明確目標任務、辨析數據相關性等階段介入教師輔導；設計階段由教師主導開展階段性答辯匯報，提供修改完善意見。滿足了學生希望教師在科研選題、推進等方便提供更多引導的需求；希望通過定期組織匯報總結活動形式，幫助他們拓展科研視野及掌握撰寫相關報告方法的愿望[16]。在每一次由教師全程參與的指導活動中，學生的學習興趣與熱情得到了不斷提高，對數據與科研的敏感度也不斷提升，堅定了科研自信與探索勇氣。個別能力較強的同學能夠帶領自己的團隊開展更具挑戰度的機器學習和神經網絡等技術的應用，完成了較高質量的研究，并表示會繼續深入學習。本次教學改革探索，利用集移動教學、移動學習、移動閱讀、移動社交為一體的免費應用程序“學習通”建立課程群、推送學習資料、發布測試題目輔助開展教學活動；開通討論帖、設置分組任務輔助開展課外探究活動，方便師生間在線溝通、學生間開展討論分享，打破了傳統教學模式中時間和空間的限制，為學生提供了即時學習、按需學習的條件，在注重知識技能內化與應用的同時，有助于構建新型的師生關系和促進教學資源的有效利用，有利于個性化學習和因材施教的實現[17]。討論貼、詞云圖、教學資源使用情況、答題分數等學習行為數據，方便教師精準了解學生學習效果和困惑，為及時調整后續教學環節提供學情數據。采集學生過程化學習記錄作為考核依據，實現科學有效的評價。通過本次教學改革探索還發現，實驗組和對照組的課程目標3達成度均不高。科學計算、機器學習方法和神經網絡作為課程目標3的主要內容，是護理本科生學習期間特別是參加工作后，進行更為深入的護理科學研究，實現高質量創新成果產出的必備理論知識。如何提高學生學習這部知識的學習興趣、激發其不斷探索研究的熱情，尋找更為有效地教學方法將成為未來護理本科生醫學大數據分析課程的工作重點。綜上所述，體驗式案例教學和教師一對一輔導對護理本科生的數據統計分析與科研能力總體水平提升具有顯著效果。隨著大數據和人工智能時代的到來，數據分析的重要性及影響會越來越凸顯。利用計算機和相關數據分析工具處理醫療數據的技能將成為醫學生必需學習和掌握的必備知識技能[18]。課程的教學方法、教學資源構建及評價體系的設置，均應充分考慮學生的學情特點進行，才能有效提升學生的數據分析與科研能力，達到培養復合型護理專業人才、促進計算機科學與護理學深度融合的目的。

作者:劉盈 單位:華北理工大學理學院