面向醫(yī)學(xué)專業(yè)的“理論+實(shí)踐+PBL”的醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程教學(xué)模式探究*

詹何慶 林加論 陳燕瑩

(1海南醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)信息與工程學(xué)院 ?？?71199

2海南醫(yī)學(xué)院管理學(xué)院 ?？?71199)

1 引言

隨著醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)急劇增長，信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域日益受到重視并得到廣泛應(yīng)用。如何利用信息技術(shù)更好地為醫(yī)療、科研和教學(xué)服務(wù)日益受到關(guān)注。醫(yī)學(xué)信息學(xué)是一門涉及醫(yī)學(xué)實(shí)踐、教育、科研中的信息加工和信息交流的學(xué)科，是融合了醫(yī)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、人工智能、決策學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和信息管理學(xué)的新興交叉學(xué)科，其內(nèi)容包括電子病歷、醫(yī)院信息平臺、醫(yī)學(xué)決策支持系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)及智慧醫(yī)療等。

醫(yī)學(xué)信息學(xué)強(qiáng)調(diào)綜合運(yùn)用信息管理與信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)、公共衛(wèi)生、數(shù)據(jù)科學(xué)、商業(yè)管理與流程決策等學(xué)科知識指導(dǎo)和規(guī)范臨床實(shí)踐[1-2]。隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”政策體系的基本建立，“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”行業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，對醫(yī)學(xué)從業(yè)者的信息技術(shù)能力提出新要求，也從源頭上引發(fā)對醫(yī)學(xué)生信息化能力培養(yǎng)的思考[3-5]。從目前國內(nèi)醫(yī)學(xué)高等院校課程體系建設(shè)情況來看，醫(yī)學(xué)信息學(xué)被列入重要的學(xué)科門類和專業(yè)課程[6]。其中，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院和中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院將醫(yī)學(xué)信息學(xué)設(shè)置為交叉學(xué)科，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、首都醫(yī)科大學(xué)和南京醫(yī)科大學(xué)等醫(yī)學(xué)院校均設(shè)置醫(yī)學(xué)信息學(xué)系，開設(shè)醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程的院校數(shù)量更多。海南醫(yī)學(xué)院自2012年起開設(shè)醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程，從教學(xué)實(shí)踐過程來看，學(xué)生對課程知識表現(xiàn)出較大興趣，但也反饋授課模式單一、難以將課程知識進(jìn)一步內(nèi)化等問題。針對這些問題，筆者嘗試轉(zhuǎn)變授課模式，開展“理論+實(shí)踐+問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)法(problem-based learning，PBL)”相結(jié)合的課程教學(xué)。

2 教學(xué)實(shí)施

2.1 研究對象

醫(yī)學(xué)信息學(xué)是海南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)及管理學(xué)等門類學(xué)生的專業(yè)課程，每學(xué)期修學(xué)人數(shù)近1 200人，涉及臨床醫(yī)學(xué)、護(hù)理學(xué)、藥學(xué)、信息管理與信息系統(tǒng)、健康管理和公共衛(wèi)生管理等20余個專業(yè)。選取2018級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)兩個班的學(xué)生作為研究對象。一班學(xué)生為對照組(男31人，女29人，共60人)，采用傳統(tǒng)理論授課模式開展課程教學(xué)；二班學(xué)生為實(shí)驗(yàn)組(男34人，女35人，共69人)，采用“理論+實(shí)踐+PBL”授課模式開展課程教學(xué)。

2.2 教學(xué)設(shè)計

2.2.1 教學(xué)模式分析 醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程涉及知識面較廣，采用傳統(tǒng)理論授課模式開展教學(xué)主要存在以下3方面問題。一是學(xué)生依賴教師講解，回避思考問題。二是課堂有限次的提問難以覆蓋全部學(xué)生，僅以有限次的交流評價學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)失之偏頗。三是學(xué)生被動參與課堂教學(xué)，學(xué)習(xí)效果較差，尤其是對比、設(shè)計等高階學(xué)習(xí)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。為了促進(jìn)學(xué)生深度參與課堂、盡可能達(dá)成高階學(xué)習(xí)目標(biāo)，在傳統(tǒng)理論教學(xué)基礎(chǔ)上引入實(shí)踐和PBL教學(xué)，加入小組匯報、課堂討論和案例演示等環(huán)節(jié)，通過改變教學(xué)模式改進(jìn)教學(xué)效果。

2.2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計 實(shí)驗(yàn)組與對照組教學(xué)內(nèi)容一致，包含醫(yī)學(xué)信息學(xué)導(dǎo)論、醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)和智能醫(yī)學(xué)3個篇章。其中，實(shí)驗(yàn)組采用理論(含小組匯報、課堂討論及案例演示)、實(shí)踐和PBL相結(jié)合的教學(xué)模式，對照組采用傳統(tǒng)理論(不含小組匯報、課堂討論及案例演示)教學(xué)模式，見表1。

表1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

2.2.3 教學(xué)過程 實(shí)驗(yàn)組與對照組課時相同?！爸悄茚t(yī)學(xué)”篇教學(xué)設(shè)計，見圖1。相較于對照組，實(shí)驗(yàn)組增加PBL和實(shí)踐環(huán)節(jié)，并在“智慧醫(yī)療”“遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)”“生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)”理論教學(xué)中增加小組匯報和討論環(huán)節(jié)。以信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的智能應(yīng)用及管理為核心設(shè)計PBL案例“AI + 5G——相隔千里，守護(hù)無間”，分兩幕描述智能醫(yī)學(xué)影像診斷系統(tǒng)“騰訊覓影”在臨床診斷中的重要運(yùn)用。學(xué)生閱讀案例，按“關(guān)鍵詞——需要了解的知識——學(xué)習(xí)議題——學(xué)習(xí)目標(biāo)”的邏輯順序進(jìn)行學(xué)習(xí)，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，以流程圖或思維導(dǎo)圖形式分享討論學(xué)習(xí)成果；教師則在議題設(shè)計與成果分享中適當(dāng)引導(dǎo)。理論教學(xué)內(nèi)容與PBL涉及的學(xué)習(xí)議題密切相關(guān)，通過小組匯報、案例與討論將授課模式由“師向生單向傳授”變?yōu)椤皫熀蜕p向互動”，促進(jìn)學(xué)生主動思考交流，加深對知識點(diǎn)的理解?！盎赑ython的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)智能分析”實(shí)踐內(nèi)容與理論教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)，學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用當(dāng)前廣泛使用的編程工具，處理醫(yī)療數(shù)據(jù)和信息，并對結(jié)果展開思考和討論。

圖1 醫(yī)學(xué)信息學(xué)“智能醫(yī)學(xué)”篇教學(xué)設(shè)計

2.3 課程評價

實(shí)驗(yàn)組和對照組均采用形成性評價方式，課程成績由平時成績(70%)和期末開卷考核成績(30%)構(gòu)成。根據(jù)實(shí)際教學(xué)活動，平時成績構(gòu)成有所不同，見表2。相較于對照組，實(shí)驗(yàn)組課程評價基本覆蓋課程學(xué)習(xí)全過程，能夠更全面、全程地跟蹤和體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

表2 實(shí)驗(yàn)組和對照組課程成績構(gòu)成

2.4 結(jié)果

2.4.1 成績對比 采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式對學(xué)生成績進(jìn)行統(tǒng)計描述，兩組成績均符合正態(tài)分布，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.05。通過SPSS軟件對實(shí)驗(yàn)組和對照組的課程成績進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)組的平均成績和標(biāo)準(zhǔn)差為(77.304±5.394)，對照組為(74.917±5.637)。實(shí)驗(yàn)組成績提高明顯(P<0.05)，見表3。

表3 實(shí)驗(yàn)組和對照組成績對比

2.4.2 學(xué)生反饋對比 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生普遍反饋在“理論+實(shí)踐+PBL”模式中以主動學(xué)習(xí)方式完成課程學(xué)習(xí)，且通過理論和PBL環(huán)節(jié)的討論交流以及實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)際操作，對課程涉及知識形成較深印象和體會；而對照組多數(shù)反饋是以被動學(xué)習(xí)方式完成學(xué)習(xí)，課程結(jié)束后對知識內(nèi)容較快遺忘。

3 討論

3.1 改革傳統(tǒng)理論教學(xué)模式

醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程涉及知識面較廣，如何使學(xué)生有效吸收理論知識，及時關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿?zé)狳c(diǎn)，清晰理解信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，是值得深思的問題。傳統(tǒng)理論教學(xué)已被證明難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，在“老師講、學(xué)生聽”的單向傳授過程中，學(xué)生被動接受知識卻不能有效吸收和內(nèi)化，難以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，結(jié)課后所學(xué)知識往往被迅速遺忘[7]。本次教學(xué)改革設(shè)計首先改變理論環(huán)節(jié)教學(xué)模式，并根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，而非照搬醫(yī)學(xué)信息學(xué)的教材或參考書籍，幫助學(xué)生更好地了解該學(xué)科的知識架構(gòu)和發(fā)展前景。

3.2 引入PBL教學(xué)模式

3.2.1 PBL教學(xué)模式優(yōu)勢 PBL是問題導(dǎo)向式的學(xué)習(xí)方法[8]，其與傳統(tǒng)理論授課的區(qū)別在于將教師角色從傳統(tǒng)的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者和促進(jìn)者，將課堂主角從教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生?；诖耍n堂變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，學(xué)生依據(jù)案例列出學(xué)習(xí)目標(biāo)并進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。由于學(xué)生的知識儲備、理解方式和學(xué)習(xí)感受不盡相同，其列出的學(xué)習(xí)目標(biāo)和教師設(shè)計的學(xué)習(xí)目標(biāo)可能不一致，但二者并不矛盾。教師可提醒學(xué)生提前預(yù)習(xí)，掌握最基本的知識，課上認(rèn)真思考自己希望獲得的知識和有待解決的重要問題；教師在課堂巡視中注意引導(dǎo)學(xué)生思考?xì)w納，對學(xué)生的共同想法提煉概括，轉(zhuǎn)化為共同的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時對學(xué)生提出的個性化問題予以解答。確定學(xué)習(xí)目標(biāo)后，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)解決問題，分享學(xué)習(xí)成果，交流各自搜索資料的路徑和方法、成果，以及對成果的理解，并獲得啟發(fā)，從而更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動性，進(jìn)而形成批判性思維能力和終身學(xué)習(xí)能力。

3.2.2 面臨挑戰(zhàn) PBL教學(xué)優(yōu)勢明顯，但對教師和學(xué)生都提出了挑戰(zhàn)。一方面，醫(yī)學(xué)信息學(xué)案例設(shè)計不同于單純的醫(yī)學(xué)案例撰寫，除了要考慮醫(yī)學(xué)知識背景，還要側(cè)重于體現(xiàn)信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)場景中的運(yùn)用，教師需要從臨床信息化實(shí)踐、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和新聞報道中尋找撰寫案例的靈感，同時還要考慮學(xué)生的專業(yè)背景和知識儲備等學(xué)情特點(diǎn)，最終整理出能夠達(dá)成課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的PBL案例，這一過程對教師的教學(xué)水平和能力有一定要求。另一方面，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時，如果缺乏PBL的經(jīng)驗(yàn)和訓(xùn)練，其在面對海量線上資源時可能會耗費(fèi)大量時間卻無法篩選出重點(diǎn)信息，導(dǎo)致學(xué)習(xí)路線出現(xiàn)偏差，影響學(xué)習(xí)成果。同時，在討論交流中，內(nèi)向型學(xué)生的發(fā)言機(jī)會常常會被外向主動型學(xué)生占用，這需要教師予以平衡和協(xié)調(diào)。

3.3 增設(shè)實(shí)踐環(huán)節(jié)

由于醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程非常強(qiáng)調(diào)信息化實(shí)踐，因此加入實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)計與理論教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目。實(shí)踐目的是引導(dǎo)學(xué)生將理論知識落地到實(shí)際應(yīng)用中，從而更深刻地理解理論知識的原理和意義[9]。值得注意的是，實(shí)踐項(xiàng)目應(yīng)依據(jù)學(xué)生專業(yè)背景設(shè)計。對于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)而言，學(xué)生的醫(yī)學(xué)專業(yè)知識儲備較充分，但對信息和計算機(jī)技術(shù)的掌握相對薄弱，因此，在醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析處理的實(shí)踐項(xiàng)目中，有必要為學(xué)生提供完整的程序代碼，并講解清楚編程工具的用法和代碼含義，以降低學(xué)習(xí)難度，便于其更直觀地理解信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理中的重要作用。同時，考慮到該專業(yè)學(xué)生接觸醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)的機(jī)會較多，設(shè)計醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目以幫助學(xué)生觀察整個系統(tǒng)的功能架構(gòu)，理解醫(yī)學(xué)信息的處理流程。

3.4 局限性

雖然實(shí)驗(yàn)組和對照組均采用形成性評價方式，但成績構(gòu)成并不完全相同，對最終成績會造成一定影響。新增的小組匯報、課堂討論、PBL和實(shí)踐環(huán)節(jié)都需要學(xué)生主動參與，實(shí)際上能夠體現(xiàn)學(xué)生出勤情況，也能反映出其學(xué)習(xí)效果，因此適當(dāng)降低“出勤”和“學(xué)習(xí)報告”的百分比是合理的。此外，“理論+實(shí)踐+PBL”混合教學(xué)模式在推廣過程中將面對一定挑戰(zhàn)。因?yàn)橐话愣訮BL適用于小班授課，實(shí)踐需要在計算機(jī)房或仿真實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，兩個環(huán)節(jié)都對學(xué)生人數(shù)有較嚴(yán)格限制，如何在修學(xué)人數(shù)較多或者采用大班教學(xué)時運(yùn)用PBL和實(shí)踐理念促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)是需要深入思考的問題。

4 結(jié)語

醫(yī)學(xué)信息學(xué)是信息科學(xué)和醫(yī)學(xué)相交叉的學(xué)科，課程知識體系龐大，概念框架復(fù)雜，為使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，本研究設(shè)計了“理論+實(shí)踐+PBL”混合教學(xué)模式。研究結(jié)果表明該模式可以明顯促進(jìn)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，通過理論、實(shí)踐和PBL環(huán)節(jié)的討論交流以及實(shí)訓(xùn)操作，學(xué)生對課程知識有較深的印象和體會，獲得較好學(xué)習(xí)成果。