面向醫(yī)學(xué)生的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

王宇 武博 張楠 王珂（通信作者） 首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室

●背景

我國(guó)醫(yī)學(xué)類高校從20世紀(jì)末開始推廣大學(xué)計(jì)算機(jī)系列課程，包括“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”“數(shù)據(jù)庫(kù)”“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”等。[1-2]“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”是筆者所在學(xué)校面向全校本科專業(yè)開設(shè)的一門選修課程，教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生清晰、全面、系統(tǒng)地了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)與應(yīng)用。以往授課內(nèi)容主要借鑒工科院校的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程[3]，未能充分分析和結(jié)合醫(yī)學(xué)生的特點(diǎn)，同時(shí)還存在教學(xué)手段單一、思政引導(dǎo)效果欠佳的問題，具體如下。

①教學(xué)內(nèi)容不適用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相互滲透、密切結(jié)合而形成的一門交叉學(xué)科。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材多以O(shè)SI七層協(xié)議模型為基本內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容也往往圍繞體系結(jié)構(gòu)模型來設(shè)置。[4]然而對(duì)于醫(yī)學(xué)生而言，教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活脫節(jié)，不僅枯燥無味，而且抽象程度高，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

②教學(xué)方式刻板。以往的課程授課方式主要是以教師講授為主，學(xué)生的參與度不高，缺少師生之間的有效交流，無法及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，課堂內(nèi)容以理論為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力。

③思政引導(dǎo)效果欠佳。德育是教育教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，在以往的教學(xué)中雖然包括思政引導(dǎo)環(huán)節(jié)，但內(nèi)容相對(duì)淺顯，理論深度不夠，對(duì)學(xué)生的啟發(fā)有限。

●教學(xué)改革設(shè)計(jì)及實(shí)踐

針對(duì)上述“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程中存在的問題，筆者結(jié)合所在學(xué)校醫(yī)學(xué)生的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和思政引導(dǎo)三個(gè)方面，提出了具體的課程改革方案。

1.更新教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)中可以發(fā)現(xiàn)，醫(yī)學(xué)生更關(guān)注計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的新技術(shù)和新動(dòng)態(tài)，因此，縮減過于深?yuàn)W的基礎(chǔ)理論知識(shí)，增加與醫(yī)學(xué)相關(guān)的擴(kuò)展理論內(nèi)容能夠提升醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，為提高學(xué)生的實(shí)踐能力，教師可以設(shè)置與理論配套的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。筆者設(shè)計(jì)的課程教學(xué)內(nèi)容如下頁(yè)圖1所示，主要包括四個(gè)部分：

圖1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)授課內(nèi)容

①基礎(chǔ)理論部分。主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)概述、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)與互聯(lián)設(shè)備、Internet技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全與維護(hù)等，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程授課內(nèi)容相比，僅保留了基礎(chǔ)知識(shí)和基本應(yīng)用，去除了難度過大的理論和算法部分，因其不適合作為選修課的授課內(nèi)容。

②擴(kuò)展理論部分。主要介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的新技術(shù)，以及其在醫(yī)學(xué)中的新應(yīng)用。該部分的授課內(nèi)容需不斷更新，如互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療[5]、遠(yuǎn)程診斷[6]等。相比基礎(chǔ)理論，擴(kuò)展部分的授課內(nèi)容緊密聯(lián)系醫(yī)學(xué)專業(yè)。

③基于仿真軟件的實(shí)驗(yàn)部分。主流的網(wǎng)絡(luò)仿真器包括Enterprise Network Simulation Platform、Cisco Packet Tracer和OPNET等[7]，本課程選擇Cisco Packet Tracer作為實(shí)驗(yàn)的仿真平臺(tái)，如圖2（左）所示，其中共安排六次仿真實(shí)驗(yàn)，涉及局域網(wǎng)配置和服務(wù)器配置，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與基礎(chǔ)理論內(nèi)容相配套。

圖2 基于仿真軟件的實(shí)驗(yàn)（左）與基于硬件的實(shí)驗(yàn)（右）

④基于硬件的實(shí)驗(yàn)部分。網(wǎng)絡(luò)連接硬件設(shè)備為交換機(jī)，共三次實(shí)驗(yàn)，包括利用交換機(jī)組建局域網(wǎng)、交換機(jī)的配置、交換機(jī)虛擬局域網(wǎng)。與仿真實(shí)驗(yàn)不同，硬件實(shí)驗(yàn)需由學(xué)生使用真實(shí)設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)，如圖2（右）所示。這使得學(xué)生能夠給更直觀地理解局域網(wǎng)的工作原理，通過實(shí)際操作也能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

2.改進(jìn)教學(xué)方式

在本次教學(xué)實(shí)踐改革中，筆者對(duì)教學(xué)方式的改進(jìn)主要包括靈活組合案例教學(xué)與任務(wù)引領(lǐng)，充分利用討論、課堂考核和實(shí)驗(yàn)等途徑與學(xué)生進(jìn)行有效交流。具體到實(shí)際教學(xué)中，授課教師需依據(jù)授課內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇與之適應(yīng)的教學(xué)方式。

任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)法是以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”為主要形式，以“提出任務(wù)—分析任務(wù)—完成任務(wù)—任務(wù)評(píng)價(jià)”為主要結(jié)構(gòu)，注重對(duì)學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。[8]以配置交換機(jī)虛擬局域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)為例，教師采用任務(wù)引領(lǐng)的方式，首先提出問題“如何劃分虛擬局域網(wǎng)”，由學(xué)生進(jìn)行分組討論、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，然后在硬件上進(jìn)行實(shí)際操作，最后驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告將作為課堂考核。

案例教學(xué)是一種通過模擬或重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中的一些場(chǎng)景，讓學(xué)生把自己納入案例場(chǎng)景，通過討論或者研討來進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法。[9]案例教學(xué)是醫(yī)學(xué)課程中常用的教學(xué)方法，醫(yī)學(xué)生對(duì)案例教學(xué)的接受度高。課堂中的案例為日常生活中常遇到的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題，如案例為“當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，請(qǐng)分析能夠?qū)е轮袛嗟目赡茉颉睍r(shí)，由學(xué)生組成小組進(jìn)行分析討論，每位學(xué)生都提出自己的推斷，并通過小組討論分析，最后形成分析報(bào)告，分析報(bào)告將作為課堂考核。

3.加強(qiáng)思政引導(dǎo)

思政引導(dǎo)要以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)，挖掘與課程緊密相關(guān)的思想政治教育案例。

同時(shí)，授課教師應(yīng)緊跟時(shí)代，通過學(xué)習(xí)新時(shí)代黨的創(chuàng)新理論，不斷提升自身的理論水平，這樣才能在課堂上言之有物。

●教學(xué)實(shí)踐效果分析

本課程采用問卷調(diào)研的方式，調(diào)查學(xué)生對(duì)本課程的滿意程度，同時(shí)利用詞頻分析挖掘結(jié)課報(bào)告中的高頻詞，高頻詞是學(xué)生普遍關(guān)注的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的技術(shù)與應(yīng)用。

1.滿意度分析

滿意度問卷包括5項(xiàng)——總體評(píng)價(jià)、基礎(chǔ)理論部分、擴(kuò)展理論部分、基于仿真軟件的實(shí)驗(yàn)部分、基于硬件的實(shí)驗(yàn)部分，每項(xiàng)分值區(qū)間為1～5，分別代表非常不滿意至很滿意。分析使用SPSS軟件，首先進(jìn)行信度分析。如表1所示，克隆巴赫Alpha>0.9說明問卷調(diào)查題目具有很強(qiáng)的一致性，問卷信度高。總體評(píng)價(jià)平均分為4.3，說明學(xué)生對(duì)課程整體滿意度水平高。

表1 可靠性統(tǒng)計(jì)

使用SPSS中的回歸工具分析基礎(chǔ)理論部分、擴(kuò)展理論部分、基于仿真軟件的實(shí)驗(yàn)部分、基于硬件的實(shí)驗(yàn)部分共四項(xiàng)對(duì)總體評(píng)價(jià)的影響，結(jié)果如表2、表3所示，表2中的顯著性＜0.05，說明四項(xiàng)中至少有一項(xiàng)對(duì)總體評(píng)價(jià)有影響。表3中，擴(kuò)展理論部分的顯著性＜0.05，說明在本次問卷中，學(xué)生對(duì)擴(kuò)展理論部分的滿意度直接影響了對(duì)總體評(píng)價(jià)的滿意度。在未來，可重點(diǎn)改進(jìn)擴(kuò)展理論部分，結(jié)合學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容的優(yōu)化，提升課程的整體滿意度水平。

表2 方差分析（Analysis of Variance，簡(jiǎn)稱ANOVA）

表3 系數(shù)

2.課程考核結(jié)果分析

本課程考核方式包括課堂考核、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、結(jié)課報(bào)告，其中課堂考核用于考查每次課堂授課的效果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告用于考查學(xué)生的實(shí)踐能力，題目均由授課教師統(tǒng)一設(shè)置，結(jié)課報(bào)告用于考查學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理解程度和獨(dú)立思考能力，題目由學(xué)生自行選定，通過分析結(jié)課報(bào)告中的詞頻，可以挖掘出學(xué)生關(guān)注的技術(shù)與應(yīng)用，使得教師更加了解學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)。通過視頻分析結(jié)果（如下頁(yè)圖3）可知，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、醫(yī)學(xué)、監(jiān)護(hù)和智能等技術(shù)和應(yīng)用是學(xué)生普遍關(guān)注的，這符合醫(yī)學(xué)生的特點(diǎn)，也為下一輪授課的教學(xué)改革提供依據(jù)。

●結(jié)語

筆者對(duì)醫(yī)學(xué)院校中的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程的教學(xué)改革方法進(jìn)行了初步探索，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和思政引導(dǎo)三方面提出了具體的改革措施，這些教學(xué)改革方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了教學(xué)效率，受到了學(xué)生們的歡迎。