大數(shù)據(jù)時代醫(yī)學(xué)生計算思維培養(yǎng)方式的研究

司家瑞+喬楨+楊昆

摘要：大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求提出要推動以計算思維能力培養(yǎng)為核心的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革，在課程內(nèi)容和設(shè)計過程中滲透計算學(xué)科本質(zhì)的思想方法。為了使計算機教學(xué)與醫(yī)學(xué)專業(yè)緊密結(jié)合，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的計算思維能力，天津醫(yī)科大學(xué)在課程中引入MATLAB程序設(shè)計，實行小班授課，以提高學(xué)生的實踐能力，針對不同專業(yè)的學(xué)生進行模塊化教學(xué)，并建設(shè)試題庫，進行網(wǎng)絡(luò)化考核。本文對課程建設(shè)的具體情況進行介紹，希望對相關(guān)醫(yī)學(xué)院校的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)有所幫助。

關(guān)鍵詞：計算思維；程序設(shè)計課程；MATLAB；模塊化教學(xué)；醫(yī)學(xué)院校

一、醫(yī)學(xué)院校計算機教學(xué)所面臨的問題與計算思維的引入

傳統(tǒng)的計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程只講解計算機的工作原理、WINDOWS操作系統(tǒng)、OFFICE軟件及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識內(nèi)容，雖然其在普及計算機知識方面起到一定的作用，但已經(jīng)無法適應(yīng)時代的要求，激發(fā)學(xué)生的興趣。對于醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，計算機已經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)研究、醫(yī)院管理等各方面，成為醫(yī)學(xué)發(fā)展的必不可少的工具。

二、模塊化教學(xué)的具體安排

教育部高校司文件指出，各高校應(yīng)該按照計算機文化基礎(chǔ)（計算機基礎(chǔ)知識、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、辦公自動化軟件）、計算機技術(shù)基礎(chǔ)（計算機軟硬件基礎(chǔ)、高級語言基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識）、計算機應(yīng)用基礎(chǔ)（與專業(yè)有關(guān)的知識和軟件）三個層次組織和指導(dǎo)計算機基礎(chǔ)教學(xué)。

本次教改的目的是根據(jù)以上指導(dǎo)方針和教學(xué)目標，增設(shè)與專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用類課程——醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理及其MATLAB實現(xiàn)。如何在有限的學(xué)時內(nèi)合理安排教學(xué)內(nèi)容，劃分計算機基礎(chǔ)教學(xué)相關(guān)知識模塊并提煉其中涉及的計算思維的核心概念，是教改的關(guān)鍵任務(wù)。

三、針對學(xué)生不同專業(yè)與個人興趣因材施教

在授課過程中，所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)計算思維及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用概述、MATLAB基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與操作、MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)這三個基本模塊，然后再結(jié)合各自所學(xué)的專業(yè)，學(xué)習(xí)不同工具包，并應(yīng)用在不同的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。學(xué)生也可以根據(jù)個人的興趣愛好選擇應(yīng)用方向。

這種分專業(yè)培養(yǎng)的教學(xué)方式，因材施教，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，把所學(xué)到的計算機知識與其專業(yè)知識相結(jié)合，在一定程度上解決了計算思維的落地問題。由于程序設(shè)計課程是典型的計算思維培養(yǎng)課程，而MATLAB在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，所以該課程模塊在今后的教學(xué)計劃中將推廣到全校各個專業(yè)，學(xué)分也會有所增加。

四、具體實施及教學(xué)效果評估

1.計算思維的培養(yǎng)

除在計算思維及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用模塊中講授計算思維概念和詳細闡述計算機醫(yī)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域外，我們主要在程序設(shè)計的過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，并結(jié)合具體實例進行引導(dǎo)。

2.小班授課

本學(xué)期我校充分利用實驗室進行小班授課，每班平均30人左右，做到每人1臺計算機進行上課。無論是基礎(chǔ)知識的講解，還是具體軟件的操作，學(xué)生均可在第一時間得到練習(xí)、實驗的機會，大大提高了學(xué)生的課堂注意力和實踐能力。

3.教學(xué)方式的改革

在教學(xué)過程中改變過去“填鴨式”的授課模式，引入自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，在講授MATLAB的基本操作和程序設(shè)計規(guī)則后，讓學(xué)生根據(jù)自己所在的領(lǐng)域自由選題進行課程設(shè)計，使學(xué)生在程序設(shè)計的過程中加深了對醫(yī)學(xué)專業(yè)知識的理解；并用1學(xué)時的時間分組討論，選出學(xué)生代表，對自己的作品進行展示。教師對設(shè)計作品進行點評，從而起到教學(xué)相長的效果。

4.實施后的效果與取得的成績

兩個班共63名學(xué)生參與問卷調(diào)查。全體學(xué)生認為計算思維不只是空洞的概念，而是確有實際意義和應(yīng)用價值。98%的學(xué)生掌握了基本內(nèi)涵。學(xué)校教務(wù)處對學(xué)生到課率的抽檢結(jié)果為99%，比去年同期90%的到課率大大增加。這表明小班授課激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的興趣。選取一個班30名學(xué)生，對學(xué)生平時成績與考試成績進行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)考試成績與平時學(xué)生的實際作品水平有較好的相關(guān)性。

5.存在的問題與今后采取的措施

未來我們將進一步加強題庫的建設(shè)工作，增加更多的考試題型，加入一些案例式的題目，使題庫達到一定規(guī)模，從而在隨機抽取試題的過程中更客觀地反映學(xué)生的實際水平。此外，我們將繼續(xù)堅持與醫(yī)學(xué)專業(yè)相結(jié)合的教學(xué)方式，堅持因材施教的改革方向，提高學(xué)生面向?qū)I(yè)的實踐應(yīng)用能力，訓(xùn)練學(xué)生計算的思維方式。

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