新工科背景下中醫(yī)藥高校教學內(nèi)容與方法改革

尹雪妍 錢有程

摘? ? 要：隨著信息技術、數(shù)據(jù)科學和人工智能等新興工科領域的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)教育需要不斷適應這些變革，以培養(yǎng)具備跨學科能力和創(chuàng)新思維的中醫(yī)藥學生。文章以“數(shù)據(jù)結構”課程為案例深入分析、探討了新工科背景下中醫(yī)藥高校課程教學內(nèi)容與教學方法的改革，包括項目驅(qū)動學習、跨學科合作、創(chuàng)新教育技術的應用等。此外，強調(diào)了教學評估和效果分析的重要性。

關鍵詞：新工科；數(shù)據(jù)結構；教學內(nèi)容改革；教學方法改革

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1002-4107（2024）06-0004-03

教育是社會進步和發(fā)展的關鍵因素之一，而高等教育則扮演著培養(yǎng)各領域?qū)I(yè)人才的重要角色。近年來，以信息技術、數(shù)據(jù)科學、人工智能等為代表的新興工科領域蓬勃發(fā)展，對這些領域知識和技能的需求也急劇增長，這對高校課程教學內(nèi)容和教學方法提出了新的挑戰(zhàn)。中醫(yī)藥高校作為傳承和發(fā)展中醫(yī)藥傳統(tǒng)的重要陣地，同樣需要在新工科背景下不斷調(diào)整和完善教育體系，以適應現(xiàn)代社會的需求[1]。探討新工科背景下中醫(yī)藥高校課程教學內(nèi)容與教學方法的改革，以“數(shù)據(jù)結構”課程為案例進行深入分析具有重要意義?！皵?shù)據(jù)結構”課程作為計算機科學和信息技術領域的基礎

課程，不僅在傳統(tǒng)的計算機科學專業(yè)中占有重要地位，而且在中醫(yī)藥高校的現(xiàn)代化教育中也扮演著越來越重要的角色。數(shù)據(jù)結構的學習不僅有助于學生掌握計算機科學基礎知識，還可以為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究提供技術支持。

一、新工科背景下教學內(nèi)容改革

新工科浪潮的興起催生了全球范圍內(nèi)的課程教學內(nèi)容改革，以適應現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和科技的需求，中醫(yī)藥高校也不例外。其中，“數(shù)據(jù)結構”課程教學內(nèi)容改革成為了關鍵一環(huán)。傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)結構”課程主要關注數(shù)據(jù)結構的基本概念和算法，但在新工科背景下，需要重新審視其內(nèi)容，以確保其適應不斷演化的技術和職業(yè)需求。

（一）結合中醫(yī)藥高校特色

中醫(yī)藥高校的特色在于其傳承和發(fā)展中醫(yī)藥傳統(tǒng)。因此，“數(shù)據(jù)結構”課程教學內(nèi)容改革應該將傳統(tǒng)醫(yī)學知識與現(xiàn)代計算機科學相融合。這可以通過引入案例研究和項目設計來實現(xiàn)，例如，學生可以通過學習如何應用數(shù)據(jù)結構和算法來管理中藥材庫存。這種案例研究可以涵蓋中藥材的采購、儲存、質(zhì)量控制等方面，同時考慮中醫(yī)藥的特殊要求和標準。這樣的內(nèi)容設計不僅教授了數(shù)據(jù)結構的基本原理，還培養(yǎng)了學生對中醫(yī)藥傳統(tǒng)的尊重和理解。在中醫(yī)醫(yī)療實踐中，治療患者通常需要個性化的診斷和治療方案?！皵?shù)據(jù)結構”課程可以引入項目設計，要求學生設計一個患者治療進程監(jiān)控系統(tǒng)。通過這一項目，學生將學會如何使用數(shù)據(jù)結構和算法來存儲與分析患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)，以便醫(yī)生可以更好地跟蹤治療進程。這不僅培養(yǎng)了學生的計算機科學技能，還使他們了解中醫(yī)醫(yī)療的復雜性和個性化要求。中醫(yī)藥領域擁有大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，包括病歷、中藥方劑、草藥成分等?！皵?shù)據(jù)結構”課程可以引入中醫(yī)藥數(shù)據(jù)分析的概念，教導學生如何使用數(shù)據(jù)結構和算法來分析這些數(shù)據(jù)。例如，學生可以學習如何分析中草藥的成分和功效，以更好地了解它們在中醫(yī)治療中的作用。這種內(nèi)容設計不僅提高了學生的數(shù)據(jù)分析能力，還促進了中醫(yī)藥現(xiàn)代化和科學化的發(fā)展。

（二）強調(diào)跨學科融合

新工科背景下，跨學科融合成為一種趨勢?！皵?shù)據(jù)結構”課程教學內(nèi)容改革應該將計算機科學與生物學、藥學、醫(yī)學等領域相結合，以培養(yǎng)學生的跨學科思維和合作能力[2]。例如，學生可以學習如何應用數(shù)據(jù)結構和算法來處理醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)，如MRI掃描、CT掃描和X光圖像。這涉及到圖像的存儲、處理和分析，可以幫助醫(yī)生更好地診斷疾病和制定治療方案?！皵?shù)據(jù)結構”的知識可以用于圖像數(shù)據(jù)的高效管理和分析，同時還可以確保學生能夠正確解釋和運用數(shù)據(jù)?！皵?shù)據(jù)結構”課程可以強調(diào)如何分析患者的電子病歷數(shù)據(jù)。學生可以學習如何使用數(shù)據(jù)結構來存儲和檢索病歷信息，以便更快速地獲取患者的歷史數(shù)據(jù)，了解疾病進展情況。這種跨學科融合要求學生了解醫(yī)學領域的術語和需求，以更好地服務醫(yī)療領域。學生可以參與開發(fā)與中醫(yī)藥相關的移動應用程序，如中藥藥方查詢應用、中醫(yī)醫(yī)療指南應用等。這要求學生不僅要熟悉數(shù)據(jù)結構和算法，還要了解中醫(yī)藥領域的實際需求和患者的期望。這種項目可以促進計算機科學與中醫(yī)藥領域的有機融合，為中醫(yī)藥的普及和服務提供更多可能性。

（三）引入前沿技術

新工科背景下，數(shù)據(jù)科學、人工智能、云計算等技術已經(jīng)成為各行各業(yè)的關鍵推動力，包括醫(yī)療和中醫(yī)藥領域。因此，“數(shù)據(jù)結構”課程教學內(nèi)容改革需要引入與前沿技術相關的內(nèi)容。學生可以學習處理大規(guī)模的醫(yī)學數(shù)據(jù)，包括患者病歷、生物信息數(shù)據(jù)和醫(yī)療圖像；掌握數(shù)據(jù)結構和算法，以有效地存儲、檢索和分析這些海量數(shù)據(jù)。這有助于醫(yī)療領域更好地了解患者的健康狀況，支持醫(yī)學研究和決策制定。引入機器學習算法和數(shù)據(jù)分析技術，使學生能夠分析醫(yī)學數(shù)據(jù)，如患者診斷信息、疾病流行趨勢和藥物反應。這不僅擴展了“數(shù)據(jù)結構”課程的應用領域，還有助于學生更好地理解數(shù)據(jù)分析的實際需求，以支持中醫(yī)醫(yī)療領域的決策制定和研究。學生可以學習如何使用云計算平臺來進行數(shù)據(jù)存儲和處理。云計算已經(jīng)在醫(yī)療領域得到廣泛應用，實現(xiàn)跨地域的數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。這使學生具備了處理分布式數(shù)據(jù)和實現(xiàn)云計算解決方案的技能，有望在醫(yī)療信息管理和中醫(yī)藥領域中發(fā)揮作用。

（四）增加實踐性內(nèi)容

新工科背景下，注重實踐是關鍵?！皵?shù)據(jù)結構”課程教學內(nèi)容改革可以增加實際項目和實驗的比重，以確保學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用到實際問題中。學生可以參與醫(yī)療信息系統(tǒng)的開發(fā)，如電子病歷系統(tǒng)、醫(yī)藥庫存管理系統(tǒng)等；應用數(shù)據(jù)結構和算法來設計和構建這些系統(tǒng)，以滿足醫(yī)療領域的需求。這種實踐項目不僅教授了學生數(shù)據(jù)結構的應用，還使學生了解了醫(yī)療信息系統(tǒng)的重要性和挑戰(zhàn)。引入健康數(shù)據(jù)分析項目，要求學生設計和構建數(shù)據(jù)分析工具，用于處理醫(yī)學數(shù)據(jù)，如患者病歷、實驗結果等。這種項目要求學生掌握數(shù)據(jù)結構和算法，同時也需要深入了解醫(yī)學數(shù)據(jù)的特殊性。學生將學習如何提取有用信息并制定相關的醫(yī)療決策；可以參與解決中醫(yī)藥領域的數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)，如中草藥庫存管理、藥物成分分析等[3]。通過這些項目，學生不但可以了解中醫(yī)藥領域的具體需求，還可以學習如何應用數(shù)據(jù)結構和算法來解決這些問題。這種實踐性內(nèi)容的增加可以提高學生的解決問題能力和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，使他們能夠在醫(yī)療和中醫(yī)藥領域發(fā)揮作用。

綜上所述，新工科背景下，“數(shù)據(jù)結構”課程教學內(nèi)容改革應該注重融合中醫(yī)藥高校的特色，強調(diào)跨學科融合，引入前沿技術和趨勢，以及增加實踐性內(nèi)容。這些改革將有助于培養(yǎng)學生在中醫(yī)藥和現(xiàn)代技術交叉領域的綜合素養(yǎng)，還有望為中醫(yī)藥高校在新工科背景下的未來發(fā)展和創(chuàng)新做出貢獻。

二、新工科背景下課程教學方法的改革

在新工科背景下，不僅需要課程教學內(nèi)容的改革，課程教學方法的改革同樣至關重要，能夠確保學生充分掌握數(shù)據(jù)結構相關知識和技能，適應現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的需求，并培養(yǎng)跨學科思維和實踐能力。

（一）項目驅(qū)動學習

傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)結構”課程往往以理論授課和課后作業(yè)為主，但在新工科背景下，應該鼓勵項目驅(qū)動學習。項目驅(qū)動學習是一種積極的教育方法，可以增強學生的學習動力，培養(yǎng)實際問題解決和團隊協(xié)作能力[4]。學生可以在小組中選擇一個與中醫(yī)藥或醫(yī)療領域相關的項目，如中醫(yī)藥知識管理系統(tǒng)的設計和開發(fā)、醫(yī)療數(shù)據(jù)分析工具的構建等。這些項目應該具有實際應用的潛力，可以解決醫(yī)療和中醫(yī)藥領域的問題。學生可以參與項目的設計，確定項目的目標、范圍和實施計劃，從而培養(yǎng)項目管理和規(guī)劃能力。通過項目，學生可以將理論知識應用到實際問題中，通過分析問題、設計解決方案、實施代碼，解決在項目過程中出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。例如，在中醫(yī)藥知識管理系統(tǒng)項目中，學生可以設計一個數(shù)據(jù)庫結構來存儲中醫(yī)藥知識，實現(xiàn)搜索和分類功能，以便中醫(yī)醫(yī)生更好地獲取信息。這種實際應用將加深學生對數(shù)據(jù)結構的理解，并培養(yǎng)其解決問題和團隊協(xié)作的能力。

（二）跨學科合作

新工科的核心特點之一是跨學科合作?！皵?shù)據(jù)結構”課程教學方法改革應鼓勵學生與其他專業(yè)領域

的同學合作，以應對現(xiàn)實世界中的復雜問題。例如，學生可以在小組中跨學科合作，合作伙伴可以來自計算機科學、醫(yī)學、藥學等不同專業(yè)領域。這種合作可以涵蓋各種項目，例如開發(fā)醫(yī)療信息管理系統(tǒng)、構建健康數(shù)據(jù)分析工具或解決中醫(yī)藥數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)，有助于學生更好地理解不同領域的需求和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)其協(xié)作和團隊合作技能。教師可以提供跨學科性質(zhì)的問題，鼓勵學生通過跨領域合作來解決。例如，學生面對一個醫(yī)療數(shù)據(jù)分析項目時，需要深入了解醫(yī)學和計算機科學知識。這種解決問題的方法有助于培養(yǎng)學生解決問題的能力，同時也加強了不同領域之間的交流與協(xié)作。引入跨學科導師團隊，以支持學生的項目和研究。這個團隊可以由計算機科學教師、醫(yī)學教師和藥學教師組成，他們共同指導學生的項目，確保項目兼顧不同領域的需求。這種跨學科導師團隊有助于學生獲取更廣泛的知識和指導，并且提供了更全面的學習體驗。這種合作同樣有助于學生更好地理解不同領域的需求和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)學生協(xié)作和團隊合作技能。

（三）創(chuàng)新教育技術的應用

新工科背景下，教育技術的應用變得尤為重要。創(chuàng)新教育技術可以增強學生的學習體驗，提供更靈活的學習機會，并幫助學生更好地理解數(shù)據(jù)結構的工作原理。虛擬實驗室、在線學習平臺、遠程協(xié)作工具等創(chuàng)新教育技術可以增強學生的學習體驗。虛擬實驗室是一種有力的教育工具，可以幫助學生模擬不同數(shù)據(jù)結構的操作和應用，以更好地理解其工作原理。通過虛擬實驗室，學生可以進行實際的編程和數(shù)據(jù)結構操作，而無需實際物理設備，也可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建、操作和測試各種數(shù)據(jù)結構，從而加深對數(shù)據(jù)結構的理解。在線學習平臺為學生提供了更靈活的學習機會。學生可以根據(jù)自己的節(jié)奏和需求學習，不受時間和地點的限制。在“數(shù)據(jù)結構”課程中，教師可以將教學內(nèi)容和教學資源上傳到在線學習平臺，學生可以隨時訪問課程材料、作業(yè)和練習題。這種靈活性使學生能夠更好地安排學習時間，適應個體差異，提高學習效率。遠程協(xié)作工具可以促進學生之間以及教師與學生之間的有效溝通與合作。學生可以使用遠程協(xié)作工具在項目中進行實時協(xié)作，共享文件、代碼和資源。這種工具有助于學生跨不同地點和時區(qū)合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作和溝通技能。教師也可以使用這些工具對學生進行在線輔導并與學生討論。

綜上所述，以上教學方法改革不僅有助于“數(shù)據(jù)結構”課程更好地適應新工科的需求，還為學生提供了一種全面的教育體驗。學生將不再局限于理論知識的學習，而能夠?qū)⑺鶎W的數(shù)據(jù)結構原理直接應用于中醫(yī)藥領域的實際問題中。這種綜合性的教育模式將培養(yǎng)學生的批判性思維、解決問題能力以及跨學科協(xié)作技能，使他們具備同時滿足計算機科學和中醫(yī)藥領域需求的綜合素質(zhì)。這不僅為學生提供了更多的就業(yè)機會，也為中醫(yī)學高校在新工科背景下實現(xiàn)創(chuàng)新和現(xiàn)代化提供了堅實的基礎。

三、教學評估和效果分析

在新工科背景下，教育的關鍵是不斷評估和反饋。教師應該采用多元化的評估方法，以全面了解學生的學習狀況。及時的反饋有助于幫助學生改進學習方法，同時也便于教師調(diào)整教學策略，以提高教學效果。因此，對“數(shù)據(jù)結構”課程教學改革的評估和效果分析至關重要，是確保教育目標實現(xiàn)的關鍵要素。

（一）學生績效評估

學生績效評估是評估改革效果的重要指標。通過對學生的考試成績、項目成果、課堂表現(xiàn)等方面進行評估，可以確定他們是否達到了課程目標[5]。特別是在“數(shù)據(jù)結構”課程教學改革中，可以關注學生的實際項目成果，看其是否能夠應用數(shù)據(jù)結構知識來解決實際問題。與傳統(tǒng)課程相比，改革后的學生成績是否有所提高是一個重要的衡量標準。

（二）教師反饋和自我評估

教師反饋和自我評估同樣重要。教師可以提供有關新的教學內(nèi)容和教學方法的反饋，包括運作良好的方面和需要改進的方面。同時，教師可以分享在實施改革過程中總結的經(jīng)驗和觀點，以及適應學生的需求和挑戰(zhàn)的方式。這種反饋有助于改進教學方法和進一步的課程改革。

（三）持續(xù)改進

教育改革是一個不斷迭代和改進的過程?；诮虒W評估和效果分析的結果，教師和學校應該積極采取措施，如課程調(diào)整、師資培訓、教材更新等，以進一步改進教學內(nèi)容和教學方法。通過不斷的改進，可以確保教學內(nèi)容和教學方法保持與新工科發(fā)展趨勢的一致性。

四、結論

在新工科背景下，中醫(yī)學高校的教學內(nèi)容和教學方法必須不斷改進和調(diào)整，以適應現(xiàn)代社會和產(chǎn)業(yè)的需求。本文以“數(shù)據(jù)結構”課程為例，深入探討了教學內(nèi)容和教學方法的改革，強調(diào)了融合中醫(yī)學高校特色，跨學科合作，引入實際案例和前沿技術，以及項目驅(qū)動學習等方式方法的重要性。此外，強調(diào)了教學評估和效果分析的必要性。中醫(yī)藥高校在新工科背景下有責任培養(yǎng)具有跨學科知識和綜合素養(yǎng)的學生，以推動中醫(yī)藥領域的現(xiàn)代化創(chuàng)新發(fā)展。為學生未來職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎，也為我國中醫(yī)藥事業(yè)的繁榮和發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

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[2]? 達列雄，李薇，陳濤，等.新工科背景下計算機類“融通”人才培養(yǎng)模式[J].計算機教育，2023（9）.

[3]? 錢海明，龔剛，袁利峰.中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的構建與應用[J].中醫(yī)藥管理雜志，2023（11）.

[4]? 紀文生，唐濤.項目式學習在中醫(yī)藥文化與學科融合中的應用[J].遼寧教育，2023（18）.

[5]? 李艷紅，白鶴翔，李青云.面向新工科的數(shù)據(jù)結構與算法實踐教學探索[J].計算機教育，2023（9）.

[責任編輯? 包玉紅]

收稿日期：2023-11-19

作者簡介：尹雪妍，南京中醫(yī)藥大學人工智能與信息技術學院講師，博士

基金項目：2023年度國家自然科學基金青年基金項目“面向交通預測的小樣本深度網(wǎng)絡模型研究”（62306152）