大數(shù)據(jù)時(shí)代中醫(yī)藥信息專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革研究

胡綠慧 溫川飆 高 原

（成都中醫(yī)藥大學(xué)智能醫(yī)學(xué)學(xué)院，四川 成都 611137）

一、引言

人工智能、大數(shù)據(jù)迅猛發(fā)展，人類社會(huì)以勢(shì)不可擋的速度進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。海量的信息、智能化處理，充斥著社會(huì)的各個(gè)方面，改變著人們的思維和行為方式，而對(duì)傳統(tǒng)的中醫(yī)藥行業(yè)，其改變更是前所未有。大數(shù)據(jù)正對(duì)高校各個(gè)學(xué)科、專業(yè)產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊，促使進(jìn)行改革。同時(shí)隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)覆蓋中醫(yī)藥領(lǐng)域的各個(gè)方面，對(duì)現(xiàn)代中醫(yī)藥信息專業(yè)的學(xué)生應(yīng)掌握的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)提出了更高的要求。中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國(guó)際化離不開(kāi)大數(shù)據(jù)，而中醫(yī)藥經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)幾千年的發(fā)展，積累了大量的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)，比如中醫(yī)疾病治療、處方、中藥藥理等等。由于種種原因，中醫(yī)藥數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多維、非結(jié)構(gòu)化、多缺失的特點(diǎn)，這對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、應(yīng)用技術(shù)提出了更高的要求，要正確處理和應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，對(duì)中醫(yī)藥信息化人才提出了新的要求，僅僅是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析和應(yīng)用。因此，面向大數(shù)據(jù)的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)方法等亟待更新?lián)Q代。

二、中醫(yī)信息專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系不適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求

數(shù)據(jù)庫(kù)課程是教育部計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教指委確定的8門專業(yè)核心課程之一，是培養(yǎng)學(xué)生信息化能力和素養(yǎng)的重要課程。國(guó)內(nèi)各高校開(kāi)設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)課程參差不齊，有數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程、SQL Server、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)、Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)、Access 數(shù)據(jù)庫(kù)等不一而足。同時(shí)，在中醫(yī)藥院校中，不同專業(yè)不同層次學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程需求不一樣，而當(dāng)前講授內(nèi)容以經(jīng)典的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論為主，普遍落后于大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)法滿足中醫(yī)大數(shù)據(jù)處理的技術(shù)要求。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與設(shè)計(jì)為主。其教學(xué)內(nèi)容依然停留在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理上，對(duì)基于web 應(yīng)用也講得不多。然而在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)來(lái)源形式各樣，比如各種智能設(shè)備、手機(jī)、GPS 終端等，從這些設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)不僅數(shù)據(jù)量巨大，而且還包含大量非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已不能處理海量的復(fù)雜形式的數(shù)據(jù)。在中醫(yī)藥領(lǐng)域，上千年積累的數(shù)據(jù)也存在著以圖像、視頻、音頻的多樣非結(jié)構(gòu)化，并且隨著現(xiàn)代中醫(yī)藥信息化發(fā)展，中醫(yī)藥數(shù)據(jù)呈幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)。這對(duì)中醫(yī)藥信息化人才提出了更高的要求，特別是在對(duì)中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的處理方面，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)已然無(wú)法解決實(shí)際中遇到的各種問(wèn)題。因此，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系已經(jīng)不能適應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、高擴(kuò)展性和大吞吐量業(yè)務(wù)的處理，必須增加對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的管理與分析技術(shù)的相關(guān)課程。

2.教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不適合于大數(shù)據(jù)環(huán)境的數(shù)據(jù)應(yīng)用

目前我們的教學(xué)內(nèi)容主要是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行講解，注重?cái)?shù)據(jù)的完整性，主要講授基于E-R 模型的工程化方法，數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建，數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)查詢、事務(wù)機(jī)制。缺乏Hadoop、NoSQL 等非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的管理內(nèi)容。然而，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，特別是中醫(yī)藥領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)查詢到Web 搜索、個(gè)性化推薦等，傳統(tǒng)的事務(wù)處理機(jī)制已然不能適應(yīng)中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求，而分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)處理技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)開(kāi)始應(yīng)用。這些改變都迫切需要高校的教學(xué)內(nèi)容做出相應(yīng)調(diào)整。

3.教學(xué)方法單一、教學(xué)模式陳舊

據(jù)了解，在中醫(yī)藥高等院校，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)方法單一，教學(xué)模式陳舊，不能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。同時(shí)，現(xiàn)有教學(xué)仍以教師課堂講解為主，在班級(jí)學(xué)生多教室大的情況下，老師難以顧及所有學(xué)生是否認(rèn)真聽(tīng)講，“填鴨式”教學(xué)，上課學(xué)生注意力不集中，玩手機(jī)游戲大有人在。教學(xué)模式中，以“慕課”為代表的教學(xué)模式正強(qiáng)烈沖擊著傳統(tǒng)教學(xué)模式，各類課程慕課資源都很多，而且很多都是精品，如何有效利用慕課資源目前也是處于探索階段。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)類實(shí)踐要求很高的課程，僅僅完成課堂教學(xué)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力很難提高，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)更是無(wú)從下手。

4.當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程教學(xué)評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單落后

當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程的期末考核主要是通過(guò)筆試?yán)碚摽己说姆绞經(jīng)Q定學(xué)生該門課的成績(jī)，這對(duì)實(shí)踐性極強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程考核評(píng)價(jià)顯得缺乏科學(xué)全面性。僅僅是通過(guò)期末筆試進(jìn)行測(cè)驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，顯然無(wú)法全面測(cè)評(píng)其學(xué)習(xí)掌握效果。高校老師已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，試著增加了平時(shí)的上機(jī)實(shí)踐考核內(nèi)容，但依然沒(méi)有形成統(tǒng)一的考核標(biāo)準(zhǔn)。

三、大數(shù)據(jù)時(shí)代中醫(yī)藥信息專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程教學(xué)體系規(guī)劃

1.構(gòu)建大數(shù)據(jù)背景下面向中醫(yī)藥院校的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系

在數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的構(gòu)建上，必須圍繞中醫(yī)藥信息專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、就業(yè)方向開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程，讓學(xué)生能夠?qū)χ嗅t(yī)藥信息管理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、部署、實(shí)施和管理。圍繞這一目標(biāo)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程的主干課程為：數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程2 門課程為主線。整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程體系應(yīng)該既包括數(shù)據(jù)處理又包含數(shù)據(jù)分析，應(yīng)體現(xiàn)原理、方法和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)與非關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)相結(jié)合，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合，將理論與實(shí)踐相結(jié)合?；趯?duì)中醫(yī)藥行業(yè)的調(diào)研，中醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)管理人員的需求的兩大方面，一是數(shù)據(jù)的管理、二是數(shù)據(jù)分析，以此確立包括基礎(chǔ)理論和實(shí)踐應(yīng)用兩大版塊為主的的課程體系。如下表所示。

類型 課程類型 課程名稱第一類 基本理論課 數(shù)據(jù)庫(kù)原理第二類 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)課SQL Server2016 數(shù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程第三類 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析與處理課醫(yī)學(xué)信息分析與決策、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

在中醫(yī)藥信息專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程體系中，第一類的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論是在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的基礎(chǔ)上，針對(duì)大數(shù)據(jù)背景，增加Hadoop 數(shù)據(jù)管理教學(xué)內(nèi)容，包括云計(jì)算基礎(chǔ)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等課程。這一層次主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)基本原理的掌握，并能基于Hadoop 搭建大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。

第二類課程是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)課程，如SQL SERVER 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以培養(yǎng)學(xué)生處理傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)系統(tǒng)。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)范管理，掌握日常中醫(yī)醫(yī)院各種信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用與管理和維護(hù)技術(shù)。

第三類課程是醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析，以培養(yǎng)學(xué)生大數(shù)據(jù)分析能力為目標(biāo)，主要包括大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息分析與數(shù)據(jù)挖掘等課程，培養(yǎng)學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘的能力。課程主要講授大數(shù)據(jù)的概念、Google 大數(shù)據(jù)管理技術(shù)等。結(jié)合學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐，采用小型醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方式進(jìn)行考核。

在實(shí)踐教學(xué)方面，包括兩大部分：一是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本命令操作、簡(jiǎn)單的醫(yī)學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。二是掌握分布式集群搭建、Hadoop 系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)分析算法的實(shí)現(xiàn)。

2.構(gòu)建大數(shù)據(jù)背景下多樣化的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)模式

（1）在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中引入“慕課”

當(dāng)今教育改革背景下，“慕課”作為一場(chǎng)重大的教育改革浪潮，不僅沖擊了現(xiàn)有的課堂教學(xué)方式，而且在知識(shí)傳遞上比傳統(tǒng)課堂更符合學(xué)習(xí)的規(guī)律和要求，各個(gè)高校教務(wù)處都提倡師生利用豐富的“慕課”資源，以實(shí)現(xiàn)個(gè)別化、自主性教學(xué)。對(duì)中醫(yī)藥信息專業(yè)而言，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱、學(xué)生層次、教學(xué)條件等，靈活選用相應(yīng)的“慕課”資源，形成“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，助力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，針對(duì)中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫(kù)資源相對(duì)缺乏的情況，教師自己創(chuàng)建自己的“慕課”資源。

（2）引入CDIO 教學(xué)理念

以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)為契機(jī)，將課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，在項(xiàng)目中將理論知識(shí)予以實(shí)踐，參加各級(jí)各類競(jìng)賽，以此擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)視野，提高他們的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。將CDIO 工程教育模式引入到中醫(yī)藥信息專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程的授課體系中。采用案例教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，借助中醫(yī)藥領(lǐng)域需求的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件和中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)分析需求，讓學(xué)生組隊(duì)完成具體的任務(wù)，增強(qiáng)他們的成就感，進(jìn)一步提高學(xué)生動(dòng)手能力和積極思考的能力，并能提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力與獲取信息的能力，為今后的工作做好準(zhǔn)備。

3.構(gòu)建大數(shù)據(jù)背景下豐富的教學(xué)資源

當(dāng)今人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)迅猛發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)資源豐富多彩。尤其在新冠肺炎疫情影響下，集中教室上課有時(shí)候都難以實(shí)現(xiàn)，各種在線教育已經(jīng)成為席卷全球的熱點(diǎn)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以輕松找到各種學(xué)習(xí)資源。學(xué)生知識(shí)獲取不再被局限在校園里、課堂上，只要有網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地獲取自己感興趣的優(yōu)質(zhì)教育資源。所以作為教師，必須建設(shè)適應(yīng)新形勢(shì)的教學(xué)資源，包括慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、網(wǎng)絡(luò)課堂、掌上金課、課程中心的資源建設(shè)等。

4.構(gòu)建大數(shù)據(jù)背景下多元評(píng)價(jià)體系

利用諸如掌上金課教學(xué)綜合學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)軟件對(duì)平時(shí)作業(yè)和小組討論以及實(shí)驗(yàn)情況作為平時(shí)成績(jī)打分的依據(jù)。期末考核采用筆試和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)理論采用筆試的方式考核學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，通過(guò)分小組開(kāi)發(fā)出中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，或者用數(shù)據(jù)分析算法實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥治療疾病的臨床診斷、中醫(yī)規(guī)律或藥物療效來(lái)考核學(xué)生的綜合能力。將理論掌握情況和實(shí)踐操作情況都進(jìn)行全方位考核評(píng)價(jià)，以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)積極學(xué)習(xí)消化所學(xué)知識(shí)，達(dá)到融會(huì)貫通、靈活運(yùn)用的目的。

5.轉(zhuǎn)變教師教學(xué)理念，提升教師知識(shí)結(jié)構(gòu)

以“慕課”為代表的新型教育方式的發(fā)展，教師必須轉(zhuǎn)換角色，增強(qiáng)信息敏銳力，摒棄傳統(tǒng)的“灌輸式”“填鴨式”教學(xué)方法，樹(shù)立“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)理念。在知識(shí)結(jié)構(gòu)方面，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展，知識(shí)日新月異，大多教師工作多年，知識(shí)已經(jīng)滯后了，必須不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)，掌握大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)，才能給學(xué)生傳授最前沿的知識(shí)和信息，特別是近年來(lái)，中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國(guó)際化的需求愈加強(qiáng)烈，如何規(guī)范中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)，確定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，也是數(shù)據(jù)庫(kù)課程教師值得思考的重要內(nèi)容，并且將這一理念應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中，才能培養(yǎng)具有國(guó)際視野的中醫(yī)藥信息化人才。

6.構(gòu)建校企結(jié)合，產(chǎn)學(xué)研用一體化教育

充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位的長(zhǎng)期合作，讓學(xué)生深入企業(yè)科研單位見(jiàn)習(xí)、實(shí)習(xí)。把學(xué)校教育與生產(chǎn)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)具有國(guó)際視野的醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)管理人才。依托與學(xué)校長(zhǎng)期合作的企業(yè)和醫(yī)院，為學(xué)生提供實(shí)踐實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，優(yōu)化大數(shù)據(jù)管理人才培養(yǎng)模式。改變過(guò)去一貫認(rèn)為的學(xué)生畢業(yè)即失業(yè)的狀態(tài)，學(xué)校教育與社會(huì)對(duì)人才需求脫節(jié)的狀態(tài)，讓學(xué)生明確自身未來(lái)的職業(yè)發(fā)展方向，盡快掌握職業(yè)技能，適應(yīng)社會(huì)對(duì)中醫(yī)藥信息化人才的需求。同時(shí)也為推進(jìn)中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供企業(yè)需要的人力資源，助推中醫(yī)藥現(xiàn)代化國(guó)際化。

四、結(jié)束語(yǔ)

中醫(yī)藥的現(xiàn)代化、國(guó)際化離不開(kāi)大數(shù)據(jù)技術(shù)，為了適應(yīng)行業(yè)人才需求，高校中醫(yī)藥信息專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)系列課程從傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)體系轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)系型和非關(guān)系型、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理技術(shù)課程，將傳統(tǒng)的滿堂灌教學(xué)模式改為以學(xué)生為主體的引導(dǎo)式案例式教學(xué)方式，更有利于中醫(yī)藥信息化人才培養(yǎng)，推動(dòng)中醫(yī)藥事業(yè)的現(xiàn)代化國(guó)際化發(fā)展。