面向醫(yī)學(xué)專業(yè)的“理論+實踐+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 海口571199

2海南醫(yī)學(xué)院管理學(xué)院 海口571199)

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)、遠程醫(yī)學(xué)及智慧醫(yī)療等。

醫(yī)學(xué)信息學(xué)強調(diào)綜合運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)生為實驗組(男34人，女35人，共69人)，采用“理論+實踐+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)難以實現(xiàn)。為了促進學(xué)生深度參與課堂、盡可能達成高階學(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)模式改進教學(xué)效果。

2.2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計 實驗組與對照組教學(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，實驗組采用理論(含小組匯報、課堂討論及案例演示)、實踐和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 實驗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，實驗組增加PBL和實踐環(huán)節(jié)，并在“智慧醫(yī)療”“遠程醫(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”，促進學(xué)生主動思考交流，加深對知識點的理解?！盎赑ython的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)智能分析”實踐內(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

實驗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，實驗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 實驗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)生成績進行統(tǒng)計描述，兩組成績均符合正態(tài)分布，采用兩獨立樣本t檢驗，檢驗水準(zhǔn)為0.05。通過SPSS軟件對實驗組和對照組的課程成績進行分析，實驗組的平均成績和標(biāo)準(zhǔn)差為(77.304±5.394)，對照組為(74.917±5.637)。實驗組成績提高明顯(P<0.05)，見表3。

表3 實驗組和對照組成績對比

2.4.2 學(xué)生反饋對比 實驗組學(xué)生普遍反饋在“理論+實踐+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)的討論交流以及實踐環(huán)節(jié)的實際操作，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，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)者和促進者，將課堂主角從教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生?；诖?，課堂變?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)生思考歸納，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)場景中的運用，教師需要從臨床信息化實踐、學(xué)術(shù)文獻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，最終整理出能夠達成課程學(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)驗和訓(xùn)練，其在面對海量線上資源時可能會耗費大量時間卻無法篩選出重點信息，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)實踐環(huán)節(jié)

由于醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程非常強調(diào)信息化實踐，因此加入實踐環(huán)節(jié)，設(shè)計與理論教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)的實踐項目。實踐目的是引導(dǎo)學(xué)生將理論知識落地到實際應(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，實踐項目應(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)分析處理的實踐項目中，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)的機會較多，設(shè)計醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)實訓(xùn)項目以幫助學(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

雖然實驗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和實踐環(huán)節(jié)都需要學(xué)生主動參與，實際上能夠體現(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+實踐+PBL”混合教學(xué)模式在推廣過程中將面對一定挑戰(zhàn)。因為一般而言PBL適用于小班授課，實踐需要在計算機房或仿真實訓(xùn)室進行，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)時運用PBL和實踐理念促進學(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學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，通過理論、實踐和PBL環(huán)節(jié)的討論交流以及實訓(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。