“三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式在醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的運(yùn)用與思考

姜曉旭，常小紅，見(jiàn)偉平，李改霞，劉文磊，張國(guó)鵬

（空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710032）

1 “三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的提出背景

當(dāng)今社會(huì)以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為代表的信息技術(shù)發(fā)展日新月異，深刻影響著我們的工作和生活。21世紀(jì)，隨著人們對(duì)健康問(wèn)題的重視，計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，從最初的影像采集，逐漸發(fā)展到電子病歷、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能診斷和醫(yī)療大數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)使醫(yī)學(xué)發(fā)展逐漸呈現(xiàn)信息化、數(shù)字化和智能化的特點(diǎn)，是推動(dòng)醫(yī)學(xué)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的強(qiáng)大力量。因此，國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校普遍開(kāi)設(shè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，作為必修的通識(shí)教育，旨在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，以應(yīng)對(duì)未來(lái)醫(yī)療和科研工作的實(shí)際需求。然而，醫(yī)學(xué)院校除講授計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)外，還應(yīng)結(jié)合醫(yī)學(xué)崗位特點(diǎn)及要求，充分體現(xiàn)學(xué)科的交叉融合[1]。課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的基本原則是以計(jì)算機(jī)知識(shí)為主體，以醫(yī)學(xué)實(shí)際需求為導(dǎo)向，通過(guò)模塊化的學(xué)習(xí)為學(xué)生未來(lái)從事醫(yī)學(xué)工作奠定基礎(chǔ)[2]。整個(gè)教學(xué)工作還應(yīng)突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能。此外，考慮到學(xué)生未來(lái)工作崗位面臨的復(fù)雜需求，必須培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力，全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)。因此，針對(duì)課程理論繁雜、應(yīng)用性強(qiáng)和學(xué)科交叉的特點(diǎn)，如何在有限課時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo)，是我們實(shí)際工作中面臨的重要難題。

2 “三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的應(yīng)用探索

為解決上述問(wèn)題，筆者在教學(xué)實(shí)踐中對(duì)課程內(nèi)容不斷改革探索，形成一套“三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，見(jiàn)圖1。首先，核心理論知識(shí)模塊化，通過(guò)課堂精講方式使學(xué)生筑牢根基；其次，針對(duì)關(guān)鍵和常用技能，通過(guò)上機(jī)實(shí)訓(xùn)操作，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用能力；最后，增設(shè)慕課助力線上自學(xué)，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。現(xiàn)將具體操作方法介紹如下。

2.1 核心理論課堂精講，筑牢基礎(chǔ)知識(shí)

在新形勢(shì)下，培養(yǎng)應(yīng)用型人才是我國(guó)高等教育的長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢(shì)所趨。醫(yī)學(xué)院校開(kāi)設(shè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)把培養(yǎng)和提升學(xué)生未來(lái)工作能力作為主要目標(biāo)，課程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮計(jì)算機(jī)與醫(yī)學(xué)的學(xué)科交叉融合[3]。同時(shí)，考慮到現(xiàn)階段學(xué)生從初中或高中就開(kāi)始接觸計(jì)算機(jī)，課程學(xué)習(xí)前已經(jīng)具有一定知識(shí)基礎(chǔ)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)弱化計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的講解，拓展與醫(yī)學(xué)工作密切相關(guān)的知識(shí)技能。通過(guò)廣泛征集醫(yī)學(xué)生和從業(yè)醫(yī)生的意見(jiàn)，我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)時(shí)將課程的核心內(nèi)容分為以下幾大模塊:計(jì)算機(jī)與醫(yī)學(xué)概述、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理與分析、Python程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)學(xué)多媒體技術(shù)以及計(jì)算機(jī)發(fā)展新技術(shù)。在理論授課過(guò)程中，我們通過(guò)問(wèn)題式教學(xué)法（PBL）和案例式教學(xué)法（CBL），打造精品課程，并借助現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)上述核心知識(shí)進(jìn)行理論精講。鑒于本課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)有限，精講的要點(diǎn)在于對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容的提煉加工、知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理布局以及學(xué)生接受能力的掌控。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和office辦公軟件相關(guān)應(yīng)用了解較多，接受最快；而醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理分析和Python程序設(shè)計(jì)方面平時(shí)接觸少，較難掌握；對(duì)圖像處理和網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等多媒體技術(shù)興趣較高，認(rèn)為在未來(lái)工作中會(huì)應(yīng)用較多。我們根據(jù)上述情況調(diào)整學(xué)時(shí)比例，弱化學(xué)生容易或已經(jīng)掌握的內(nèi)容，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。授課中我們從日常最常見(jiàn)問(wèn)題切入，緊貼醫(yī)學(xué)工作實(shí)際需要，并擴(kuò)充相關(guān)的前沿進(jìn)展，提升課程的深度與廣度。我們基于學(xué)科交叉融合的理念，通過(guò)理論精講方式，使學(xué)生筑牢計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)，以便為未來(lái)醫(yī)學(xué)和科研工作提供有力支持。

2.2 關(guān)鍵技能上機(jī)實(shí)訓(xùn)，強(qiáng)化應(yīng)用能力

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是一門集理論和實(shí)踐于一體的課程。為培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)開(kāi)展醫(yī)學(xué)醫(yī)療、科研和教學(xué)工作的基本能力，我們?cè)诶碚撜n結(jié)束后，安排相應(yīng)的上機(jī)實(shí)訓(xùn)課程。理論課程為實(shí)訓(xùn)課程打基礎(chǔ)，而實(shí)訓(xùn)課程則是理論授課的豐富與拓展，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力[4]。目前教研室安排理論課時(shí)為72學(xué)時(shí)，實(shí)訓(xùn)課時(shí)為184學(xué)時(shí)，其中醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理分析32個(gè)學(xué)時(shí)、Python程序設(shè)計(jì)104個(gè)學(xué)時(shí)和多媒體制作32個(gè)學(xué)時(shí)。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)課程中突出任務(wù)驅(qū)動(dòng)和醫(yī)學(xué)應(yīng)用為導(dǎo)向，緊密結(jié)合醫(yī)學(xué)實(shí)際工作需要，合理開(kāi)設(shè)教學(xué)內(nèi)容。例如，講解PPT制作時(shí)，安排學(xué)生選擇某種疾病完成練習(xí)任務(wù)，在介紹疾病知識(shí)的同時(shí)，突出PPT制作的要點(diǎn)難點(diǎn)、結(jié)構(gòu)布局和美化設(shè)計(jì)等理念。講授醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析時(shí)可將臨床數(shù)據(jù)或醫(yī)學(xué)研究數(shù)據(jù)作為素材，講述依托Excel進(jìn)行函數(shù)統(tǒng)計(jì)分析和圖標(biāo)制作的要點(diǎn)。在實(shí)訓(xùn)課程中，還會(huì)對(duì)理論課內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理論課學(xué)過(guò)的知識(shí)完成實(shí)操作業(yè)，使學(xué)生在實(shí)踐中回顧思考、加深理解理論課授課內(nèi)容，最終將知識(shí)內(nèi)化。

實(shí)訓(xùn)課程開(kāi)設(shè)的任務(wù)類型靈活多樣，并緊密結(jié)合醫(yī)學(xué)知識(shí)，使用醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容作為素材。例如在多媒體技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程中，為學(xué)生安排制作將人體軀干、肋骨、心臟三幅圖合成為“心臟在人體中正確位置”效果圖的數(shù)字圖像處理任務(wù)。選取“口腔的解剖結(jié)構(gòu)”為視頻制作素材，對(duì)視頻進(jìn)行分割、剪輯、拼接、添加字幕和轉(zhuǎn)場(chǎng)特效等操作，完成數(shù)字視頻處理任務(wù)。具體操作時(shí)，教師通過(guò)演示引領(lǐng)學(xué)生入門，學(xué)生經(jīng)過(guò)反復(fù)練習(xí)，強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用能力。通過(guò)這種上機(jī)實(shí)訓(xùn)方式，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性，將所學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)與醫(yī)學(xué)內(nèi)容相融合，強(qiáng)化應(yīng)用能力。

2.3 慕課助力線上自學(xué)，提升綜合素質(zhì)

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為醫(yī)療技術(shù)發(fā)展的重要助力，特別是大數(shù)據(jù)、人工智能和遠(yuǎn)程醫(yī)療等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐。因此，了解和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)前沿知識(shí)，對(duì)于創(chuàng)造現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科技成果意義重大。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程知識(shí)點(diǎn)多、覆蓋面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生理解和掌握難度較大[5]。由于課時(shí)不足和現(xiàn)有教學(xué)條件的局限，教師在課堂內(nèi)難以面面俱到，只能對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行講解剖析，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足所有學(xué)生的實(shí)際需求。因此，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)顯得尤為重要[6]。同時(shí)還要充分結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喜歡編程的學(xué)生可鼓勵(lì)其深入學(xué)習(xí)高級(jí)程序語(yǔ)言，喜歡多媒體的學(xué)生可引導(dǎo)其拓展學(xué)習(xí)動(dòng)畫、視頻、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等。同時(shí)，由于生源地教育資源分布不均，來(lái)自大城市的學(xué)生往往接觸計(jì)算機(jī)的機(jī)會(huì)較多，有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；而偏遠(yuǎn)山區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，我們鼓勵(lì)有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生通過(guò)多種方式自主學(xué)習(xí)深入拓展，并引導(dǎo)幫助基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，做到因材施教，讓所有學(xué)生都能得到發(fā)展與提升。

為幫助學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，我們除課堂講授和上機(jī)實(shí)訓(xùn)外，還在中國(guó)大學(xué)慕課（MOOC）平臺(tái)開(kāi)設(shè)了大學(xué)計(jì)算機(jī)——醫(yī)學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)課程。本課程是由CMOOC聯(lián)盟聯(lián)合空軍軍醫(yī)大學(xué)、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部等多家醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)骨干共同建設(shè)，慕課平臺(tái)提供了豐富的學(xué)習(xí)資源與模塊:視頻課程自主學(xué)習(xí)、形成性測(cè)驗(yàn)與作業(yè)、討論區(qū)線上答疑、終結(jié)性考試、作業(yè)自評(píng)與互評(píng)[7]。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)和翻轉(zhuǎn)課堂的方式組織實(shí)施，學(xué)生可依托慕課中精心設(shè)計(jì)的各類教學(xué)資源、豐富的醫(yī)學(xué)案例進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力，全面提升學(xué)生素質(zhì)。

3 “三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的思考總結(jié)

基于我校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程開(kāi)設(shè)特點(diǎn)和實(shí)施過(guò)程經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出了“三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，現(xiàn)將其優(yōu)點(diǎn)和問(wèn)題總結(jié)如下。

3.1 “三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式全面提升了學(xué)生的能力及素質(zhì)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的開(kāi)設(shè)是為了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和應(yīng)用能力，為其今后開(kāi)展醫(yī)療和科研工作打好基礎(chǔ)。在“三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式中，課堂理論精講筑牢學(xué)生知識(shí)根基，上機(jī)實(shí)訓(xùn)提升學(xué)生操作能力，而增設(shè)慕課助力學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而全方位提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，可見(jiàn)整個(gè)教學(xué)過(guò)程都是以能力培養(yǎng)為根本導(dǎo)向。

3.2 “三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式適應(yīng)了新時(shí)代的教育需求

當(dāng)今社會(huì)形勢(shì)下，大學(xué)教育中對(duì)應(yīng)用能力培養(yǎng)的要求已成為大勢(shì)所趨?！叭灰惑w”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，從課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、課堂組織實(shí)施到課程考核評(píng)價(jià)，都緊貼學(xué)生未來(lái)醫(yī)療工作，適應(yīng)了新時(shí)代高等醫(yī)學(xué)教育的需求。

3.3 “三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式增強(qiáng)了教師執(zhí)教能力要求

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程學(xué)科交叉的特點(diǎn)，決定了教師不僅要熟練掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)相關(guān)知識(shí)，還要對(duì)醫(yī)學(xué)內(nèi)容有所了解。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展線上自學(xué)，對(duì)教師授課技巧和能力也提出了更高的要求。