計算思維：醫(yī)學(xué)院校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

摘 要：計算思維在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，本文分析了計算機(jī)基礎(chǔ)課程對培養(yǎng)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生計算思維的重要性，論證了計算思維的培養(yǎng)是醫(yī)學(xué)院校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的核心，提出了從轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、完善課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容、革新教學(xué)方法等方面培養(yǎng)和強(qiáng)化計算思維的新思路。為醫(yī)學(xué)院校學(xué)生利用計算思維解決專業(yè)領(lǐng)域問題奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計算思維；醫(yī)學(xué)院校；計算機(jī)基礎(chǔ)課程；教學(xué)改革

中圖分類號：TP3-4；G642

1 計算機(jī)基礎(chǔ)課程對培養(yǎng)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生計算思維的重要性

計算思維是人類自古以來就具有的科學(xué)思維活動，隨著計算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，計算思維的作用和意義體現(xiàn)更為突出。發(fā)明創(chuàng)造、科技創(chuàng)新、尋求突破是人類不懈努力的動力和源泉，而培養(yǎng)和具備計算思維成為實(shí)現(xiàn)這一切的重要前提和必備條件。計算科學(xué)和理論科學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)被稱為推動人類文明進(jìn)步和科技發(fā)展的三大科學(xué)，像計算機(jī)科學(xué)家一樣思考問題并解決問題，是當(dāng)下或即將到來的時代的迫切呼喚與必然趨勢。2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授更為透徹、具體地給出了計算思維的定義[1]：計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。

計算思維已經(jīng)不僅僅是計算機(jī)學(xué)科關(guān)心的課題，事實(shí)上，它對各個學(xué)科都有著深遠(yuǎn)的影響。然而，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育長久以來存在著“狹義工具論”的問題。學(xué)生也大都把計算機(jī)僅當(dāng)休閑娛樂的工具，僅把能夠簡單使用計算機(jī)當(dāng)做學(xué)習(xí)的目的，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)違背了大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)課程開設(shè)的目的。2010年7月，“九校聯(lián)盟（C9）計算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會”在西安交通大學(xué)舉辦，并發(fā)表了《九校聯(lián)盟（C9）計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》?！堵暶鳌穂2]旗幟鮮明的強(qiáng)調(diào)把“計算思維能力的培養(yǎng)”作為計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)。教育部高等學(xué)校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會頒布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的意見》：培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的計算機(jī)基礎(chǔ)知識、技術(shù)與方法，并具有利用計算機(jī)解決本專業(yè)領(lǐng)域中問題的能力，是計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的最終目標(biāo)。大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)不能僅局限于基本知識的傳授，還要培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力、對科學(xué)精神的追求和高尚的人格。計算思維能力培養(yǎng)是大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的重要組成部分。

隨著國家信息化進(jìn)程的加快和醫(yī)學(xué)信息化的發(fā)展，計算機(jī)已成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不可或缺的重要工具，從醫(yī)生病情診斷到醫(yī)院信息管理均因計算機(jī)的應(yīng)用而獲益。作為未來的醫(yī)務(wù)人員，醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生需要在學(xué)習(xí)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的過程中，體會出掌握計算機(jī)的應(yīng)用知識的必要性，體會出醫(yī)學(xué)信息的廣泛應(yīng)用前景，體會出利用計算思維解決醫(yī)學(xué)領(lǐng)域問題的優(yōu)越性。我們最終的目標(biāo)是：激發(fā)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生主動學(xué)習(xí)的潛能，使學(xué)生掌握計算機(jī)基礎(chǔ)知識，能夠熟練進(jìn)行計算機(jī)相關(guān)應(yīng)用，具備計算思維，能夠?yàn)槲磥碓卺t(yī)療領(lǐng)域的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)和能力。因此，在醫(yī)學(xué)院校進(jìn)行計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革勢在必行。

2 計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革具體對策

2.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，完善課程體系，更新教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)計算思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)科融合

盡管大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程一直在潛移默化的為學(xué)生傳授計算機(jī)科學(xué)與思想，但由于計算思維被重視的時間不長，很多醫(yī)學(xué)院校并沒有將大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)作為重點(diǎn)學(xué)科看待。同時，由于醫(yī)學(xué)注重形象思維，計算機(jī)注重邏輯理性思維；因此，醫(yī)學(xué)院校學(xué)生較難將兩種思維較好融合，相互滲透，從而逐漸喪失對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的興趣，不能感受到計算思維的作用與魅力。新舊年級之間這種不良氛圍的熏染，使學(xué)生對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)抱有可學(xué)可不學(xué)的悲觀態(tài)度。要改變現(xiàn)狀，就要從根本轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，按照精品課程的標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)和完善符合人才培養(yǎng)目標(biāo)、體現(xiàn)學(xué)科交叉、注重實(shí)踐和應(yīng)用、高度整合、有助于提升教學(xué)效果和教學(xué)效率的先進(jìn)的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程體系，將計算思維真正融入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)W科，使學(xué)生真正體會到學(xué)有所用，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革并不是要完全推翻原有的課程，而是在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，突出計算思維的作用。因此，我們采取了“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)+計算機(jī)程序設(shè)計+高級應(yīng)用”的課程體系模式。其中“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”和“計算機(jī)程序設(shè)計”設(shè)置為所有醫(yī)學(xué)類學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程。

2.2 加強(qiáng)師資隊伍的培養(yǎng)和建設(shè)，不斷革新教學(xué)方法

（1）師資隊伍的培養(yǎng)和建設(shè)

教師是教學(xué)改革成敗的關(guān)鍵。在課堂上教師常常會面對如下的尷尬局面：在課程內(nèi)容講授之后，學(xué)生對理論知識能夠理解，但面對實(shí)際問題時仍找不到解決的切入點(diǎn)，出現(xiàn)素手無策的狀態(tài)。其根本是，學(xué)生對知識的理解還僅停留在表面，沒有進(jìn)行深入的思考，沒有真正形成計算思維，無法進(jìn)行課程內(nèi)容間的緊密聯(lián)系。因此，如何在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，如何進(jìn)行醫(yī)學(xué)課程與計算機(jī)基礎(chǔ)課程的融合，是當(dāng)前教師面臨的重大課題，也是對教師團(tuán)隊素質(zhì)提出的新挑戰(zhàn)。

近幾年，我們?yōu)樘岣哂嬎銠C(jī)基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量，發(fā)揮計算思維在醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)中的作用，進(jìn)一步促進(jìn)教師團(tuán)隊教育素質(zhì)的提高，進(jìn)行了大量的調(diào)研和論證工作。目前，進(jìn)行基礎(chǔ)課教學(xué)的師資隊伍完善，既有從事計算機(jī)教學(xué)數(shù)十年的專家教授，也有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的中青年教師。這些青年教師，學(xué)歷較高，專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實(shí)，同時充滿改革熱情。但仍需要加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，觀摩骨干教師授課，虛心向?qū)＜医淌谡埥毯蛯W(xué)習(xí)。年輕教師是未來基礎(chǔ)教學(xué)的骨干，學(xué)院將為年輕教師提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會，多走出去，多做調(diào)查研究，參與教學(xué)立項和教學(xué)改革，以適應(yīng)教學(xué)工作的需要。

教材建設(shè)既是課程改革的重點(diǎn)，也是培養(yǎng)教師科研能力的重要手段。特別是針對中青年教師，鼓勵他們參與教材建設(shè)，將平時授課積累的經(jīng)驗(yàn)相互分享，相互論證，最終凝結(jié)成高質(zhì)量的教材和教材參考書。

（2）強(qiáng)化“計算思維”的教學(xué)方法

針對醫(yī)學(xué)院校學(xué)生特點(diǎn)和計算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中可以靈活采用案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和比較教學(xué)法等。以醫(yī)學(xué)形象思維為依托，進(jìn)行案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的欲望，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力；啟發(fā)教學(xué)是培養(yǎng)計算思維的最直接手段，思維的形成需要不斷的訓(xùn)練，從啟到發(fā)，是學(xué)生進(jìn)行深入思索的表現(xiàn)；計算機(jī)科學(xué)中有很多相同和類似的原理，讓學(xué)生學(xué)會比較學(xué)習(xí)，進(jìn)而舉一反三，就能將知識從厚學(xué)薄，真正掌握原理和方法。

除了講授的方法外，我們還進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)課程平臺建設(shè)。依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，開展網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字多媒體交互式教學(xué)不但可以讓醫(yī)學(xué)生自主、靈活地學(xué)習(xí)專業(yè)知識，不受時間、地域所限制，還可以使醫(yī)學(xué)生了解計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的模式，學(xué)會借助軟件工具來解決實(shí)際問題，進(jìn)而深入了解網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，開闊思路，建立利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)解決本專業(yè)科研和技術(shù)問題的思想，提高信息素養(yǎng)，成長為具有綜合素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

同時，改革成績考核方式，將考試和實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，更客觀的給出學(xué)生能力的評價，同時也有利于激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)潛能，促使學(xué)生更主動的學(xué)習(xí)。

3 小結(jié)

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員徐志偉總工認(rèn)為：計算思維是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維方式，就像識字、做算術(shù)一樣；在2050年以前，讓地球上每一個公民都應(yīng)具備計算思維的能力[3]。計算思維的目標(biāo)是利用計算機(jī)科學(xué)技術(shù)和方法解決專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際問題。計算思維在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生具備計算思維是一項長期的、復(fù)雜的工作。我們進(jìn)行的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，是一個良好的開端，還需要繼續(xù)面對挑戰(zhàn)，不斷迎難而上，取得新的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]WING J M.Computational Thinking[J].Communications of ACM，2006，49（3）：33-35.

[2]九校聯(lián)盟（c9）.九校聯(lián)盟（C9）計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J].中國大學(xué)教學(xué).2010（9）：4，9.

[3]徐志偉.21世紀(jì)計算機(jī)科學(xué)的研究熱點(diǎn)[J].中國計算機(jī)學(xué)會通訊，2009，5（2）.

作者單位：大連醫(yī)科大學(xué)中山學(xué)院，遼寧大連 116085