醫(yī)學(xué)院校“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)問(wèn)題與實(shí)踐改革

摘 要：醫(yī)學(xué)院校的“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中仍面臨一些挑戰(zhàn)，亟須進(jìn)行改革，以滿足新時(shí)代醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的需求。本文分析了現(xiàn)有“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中存在的困境，借助情境學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，根據(jù)醫(yī)學(xué)院校特點(diǎn)，設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的興趣和應(yīng)用能力；倡導(dǎo)線上線下混合式學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL）和個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問(wèn)題解決能力；通過(guò)情景模擬，結(jié)合實(shí)際醫(yī)療場(chǎng)景，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；醫(yī)學(xué)院校；情境學(xué)習(xí)；應(yīng)用能力

一、概述

隨著信息化、智能化時(shí)代的到來(lái)，信息技術(shù)的飛速發(fā)展深刻影響了醫(yī)療領(lǐng)域的變革。對(duì)于醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生而言，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)不僅是信息素養(yǎng)培養(yǎng)的重要組成部分［1］，更是其未來(lái)從事醫(yī)療、科研、管理等工作的必備技能。特別是隨著醫(yī)療信息化、數(shù)字化、智能化的不斷推進(jìn)，如電子病歷、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和大數(shù)據(jù)分析在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，才能適應(yīng)未來(lái)的職業(yè)需求［2］。然而，目前醫(yī)學(xué)院校的“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”教學(xué)面臨計(jì)算機(jī)知識(shí)抽象難以理解、教學(xué)方法單一、學(xué)生參與度低以及實(shí)踐能力不足等問(wèn)題。因此，亟須對(duì)醫(yī)學(xué)院校的“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行教學(xué)改革。

二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀與困境

（一）課程現(xiàn)狀

目前，“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”是醫(yī)學(xué)院校各專業(yè)的必修課程，教學(xué)內(nèi)容分為兩部分。一是理論部分，以教授計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)為主，主要涵蓋計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)等，教師通常采用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)的形式講解計(jì)算機(jī)的基本概念和理論知識(shí)。二是實(shí)驗(yàn)部分，按照各專業(yè)的需求分為office操作、數(shù)據(jù)庫(kù)與程序設(shè)計(jì)等幾個(gè)不同的方向，通常安排在計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行實(shí)踐操作。

（二）課程教學(xué)困境

1.課程內(nèi)容的抽象性

“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中的抽象知識(shí)一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，特別是對(duì)于醫(yī)學(xué)類院校的學(xué)生，抽象概念與學(xué)生的日常認(rèn)知脫節(jié)。例如，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)如何進(jìn)行ASCII編碼和中文字符編碼，如何通過(guò)IP地址、路由和協(xié)議在全球范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸難以理解。

2.教學(xué)方式單一，教學(xué)內(nèi)容不夠豐富

目前，“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)方式仍以傳統(tǒng)的講授模式為主，教師講解，學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講。這種方式忽視了學(xué)生的課堂參與感與主動(dòng)性，導(dǎo)致學(xué)生往往處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)。此外，多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用較為單一，通常僅依賴PPT展示內(nèi)容，缺乏動(dòng)態(tài)和互動(dòng)，難以滿足學(xué)生對(duì)直觀化、具體化學(xué)習(xí)的需求。例如，在講解復(fù)雜的“網(wǎng)絡(luò)OSI模型”時(shí)，僅憑靜態(tài)的圖文難以帶給學(xué)生真實(shí)的感官體驗(yàn)，無(wú)法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低了學(xué)生對(duì)高階思維的應(yīng)用能力。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏靈活性與創(chuàng)造性

當(dāng)前實(shí)驗(yàn)課程多通過(guò)教師演示并要求學(xué)生模仿的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。這種方法有助于學(xué)生掌握操作技能，但容易讓學(xué)生產(chǎn)生依賴性，缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力。在面對(duì)新的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，許多學(xué)生往往無(wú)法將所學(xué)的理論與實(shí)踐相結(jié)合，缺乏解決問(wèn)題的自主能力。學(xué)生更多是在復(fù)制教師的操作步驟，而未能培養(yǎng)靈活應(yīng)用知識(shí)的習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性不僅使得學(xué)生難以舉一反三，也阻礙了他們創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

4.差異化教學(xué)較少運(yùn)用

學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)、興趣愛(ài)好和認(rèn)知能力上存在顯著差異。然而，當(dāng)前的“一刀切”教學(xué)模式并未有效考慮這些差異，導(dǎo)致一些學(xué)生感到教學(xué)內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，缺乏挑戰(zhàn)性，而另一些學(xué)生則覺(jué)得跟不上進(jìn)度，無(wú)法滿足其學(xué)習(xí)需求。大班授課模式往往忽視個(gè)體差異，教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度過(guò)于統(tǒng)一，學(xué)生在課堂上的參與感不足。尤其在“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中，許多學(xué)生僅限于學(xué)習(xí)課堂上的知識(shí)，而缺乏課后知識(shí)的拓展，這加劇了學(xué)生學(xué)習(xí)效果的不均衡。

三、課程教學(xué)改革與實(shí)踐

針對(duì)當(dāng)前“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，我們有必要結(jié)合教育教學(xué)理論和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行改革。這一改革的核心在于解決抽象知識(shí)的理解難點(diǎn)，以及提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際應(yīng)用能力。我們引入在改革中需要的教學(xué)理論基礎(chǔ)。

（一）教學(xué)理論基礎(chǔ)

1.情境學(xué)習(xí)理論

情境學(xué)習(xí)理論是美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的讓·萊夫教授和獨(dú)立研究者愛(ài)丁納·溫格于1990年前后提出的一種情境學(xué)習(xí)理論，這一理論最初在1991年出版的《情境學(xué)習(xí)：合法的邊緣參與》中系統(tǒng)闡述。情境學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是一個(gè)社會(huì)性和實(shí)踐性的過(guò)程，而不僅僅是個(gè)體性的心理過(guò)程［3］。這一理論試圖糾正傳統(tǒng)認(rèn)知心理學(xué)和行為主義學(xué)習(xí)理論的不足，強(qiáng)調(diào)知識(shí)是情境的，必須通過(guò)使用才能真正獲得。在“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中，情境學(xué)習(xí)理論為解決抽象知識(shí)的教學(xué)難點(diǎn)提供了明確的理論支撐。通過(guò)為學(xué)生構(gòu)建模擬的學(xué)習(xí)情境，教師能夠讓學(xué)生置身于接近真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，以親身實(shí)踐的方式理解計(jì)算機(jī)的工作邏輯。

2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

教育學(xué)者Jerome Bruner和Seymour Papert對(duì)構(gòu)建學(xué)習(xí)提出了自己的獨(dú)特見(jiàn)解，他們強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)應(yīng)該是一個(gè)主動(dòng)的、探索性的過(guò)程，而不是被動(dòng)地接受知識(shí)。Bruner提到，學(xué)習(xí)者通過(guò)“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”來(lái)建構(gòu)知識(shí)，而Papert則通過(guò)其在計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)領(lǐng)域的工作，提出了“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)的應(yīng)用，尤其是在利用技術(shù)工具來(lái)支持學(xué)習(xí)的過(guò)程中。在建構(gòu)主義框架下，教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和探索，而非傳統(tǒng)的教師講授模式［4］，教師的角色是促進(jìn)者、引導(dǎo)者而非信息的單向傳遞者，這種學(xué)習(xí)方式尤其適用于解決實(shí)際問(wèn)題和提高創(chuàng)新能力等方面。

（二）課程教學(xué)改革

針對(duì)目前課程教學(xué)出現(xiàn)的困境，根據(jù)教學(xué)理論基礎(chǔ)，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段幾個(gè)方面對(duì)醫(yī)學(xué)院校的“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行改革。

在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新前，我們進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，主要針對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程的大二以及大三的醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生，收集了他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難、理解的障礙以及他們對(duì)教學(xué)內(nèi)容的興趣和建議。調(diào)研結(jié)果顯示，大多數(shù)學(xué)生對(duì)“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程持有濃厚的興趣，但普遍認(rèn)為理論課的部分教學(xué)內(nèi)容抽象，難以在課堂內(nèi)理解消化。針對(duì)這些問(wèn)題，我們依據(jù)情境學(xué)習(xí)理論，結(jié)合醫(yī)學(xué)背景對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和創(chuàng)新，使其更加貼合學(xué)生的實(shí)際需求。

1.醫(yī)學(xué)背景下的計(jì)算機(jī)內(nèi)容設(shè)計(jì)

為了讓學(xué)生能夠更好地理解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，我們將課程內(nèi)容與醫(yī)學(xué)背景緊密結(jié)合，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際應(yīng)用能力。例如，在講解“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI模型”時(shí)，結(jié)合醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景，我們以醫(yī)院內(nèi)部和遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸為案例，展示OSI模型的每一層在實(shí)際應(yīng)用中的作用，結(jié)合圖示一步步引導(dǎo)學(xué)生理解每一層的功能，逐步加深對(duì)抽象概念的理解。在講解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型時(shí)，我們使用生動(dòng)的例子來(lái)幫助學(xué)生理解，如以醫(yī)院掛號(hào)系統(tǒng)為例，介紹如何將現(xiàn)實(shí)世界中的掛號(hào)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)。通過(guò)這種方法，學(xué)生不僅能夠掌握計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，還能夠理解這些技術(shù)如何在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮作用。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課，通過(guò)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)與醫(yī)療相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)案例（如電子病歷數(shù)據(jù)庫(kù)），幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和管理以及如何提高醫(yī)院的工作效率。通過(guò)具體案例的設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠看到計(jì)算機(jī)技術(shù)如何提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生對(duì)技術(shù)的興趣并讓其感受到知識(shí)的實(shí)際價(jià)值。

2.具體案例與情景模擬

根據(jù)情境學(xué)習(xí)理論，我們將課程內(nèi)容設(shè)計(jì)與學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和背景密切結(jié)合，構(gòu)建貼近實(shí)際的學(xué)習(xí)情境。通過(guò)情景模擬，學(xué)生可以在接近真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐，幫助他們更好地理解計(jì)算機(jī)知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)思維。例如，在講解“計(jì)算機(jī)內(nèi)部為什么采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我們通過(guò)具體的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理場(chǎng)景來(lái)引入：即如何將醫(yī)學(xué)圖像（數(shù)字化圖像）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，讓學(xué)生理解二進(jìn)制在醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理中的實(shí)際作用。這種情境化的教學(xué)方式，能夠幫助學(xué)生更好地理解計(jì)算機(jī)的知識(shí)，并且能夠?qū)⑦@一知識(shí)應(yīng)用到其他醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析中。

3.多樣化的學(xué)習(xí)平臺(tái)

除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和教材，我們還引入了魔燈在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供豐富的學(xué)習(xí)資源。我們收集了一些視頻，這些視頻將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了模擬展示，例如，“計(jì)算機(jī)信息編碼”為學(xué)生展示了從輸入編碼到存儲(chǔ)到輸出的全過(guò)程，讓學(xué)生可以更直觀地感受計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的全過(guò)程。通過(guò)這些多樣化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生不僅能夠獲得更多的學(xué)習(xí)資料，還能夠更深入地理解計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

（三）教學(xué)方法與改進(jìn)

根據(jù)分析，傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在許多不足。為此，我們將通過(guò)以下方法進(jìn)行改革，以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

1.線上線下混合式學(xué)習(xí)

混合式學(xué)習(xí)（Blended Learning）結(jié)合了傳統(tǒng)面授教學(xué)與在線自學(xué)，旨在為學(xué)生提供更加靈活的學(xué)習(xí)方式［56］。通過(guò)線上平臺(tái)，學(xué)生可以在課前進(jìn)行知識(shí)導(dǎo)入，在課后進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，從而加深對(duì)背景知識(shí)的理解并擴(kuò)展相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。在平臺(tái)上，我們上傳了幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)工作原理的科普視頻，涵蓋了如CPU的工作機(jī)制、計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)作原理及字符編碼表示等內(nèi)容。此外，我們還提供了豐富的拓展材料，供學(xué)生自主查閱。這些材料不僅幫助學(xué)生更好地理解計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心概念，還涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)的歷史背景，如圖靈機(jī)的介紹、天河超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展等，以拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

2.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL）

為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和主動(dòng)探究的動(dòng)力，我們采用了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用所學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)［7］。在講解關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Access的操作時(shí)，我們將教學(xué)內(nèi)容與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際需求相結(jié)合，設(shè)計(jì)了與醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)管理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。每個(gè)小組將圍繞一個(gè)具體的醫(yī)學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的患者信息管理系統(tǒng)或電子病歷管理系統(tǒng)，學(xué)生將在實(shí)踐中掌握數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)錄入與查詢等技能。通過(guò)這種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生不僅能夠深入理解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作，更能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，提升其數(shù)據(jù)處理與分析能力。此外，通過(guò)小組合作，學(xué)生在實(shí)踐中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和問(wèn)題解決能力，為今后進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑

針對(duì)不同基礎(chǔ)和能力的學(xué)生，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑。對(duì)基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生，在線上平臺(tái)設(shè)置難度更大的題庫(kù)和拓展資料，提供更多的挑戰(zhàn)和提升機(jī)會(huì)；對(duì)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，則提供更細(xì)致的輔導(dǎo)和支持，幫助他們打牢基礎(chǔ)。此外，我們還為學(xué)生提供了選修課程，幫助他們根據(jù)個(gè)人興趣進(jìn)行進(jìn)一步的深度學(xué)習(xí)。

四、課程教學(xué)成效

通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)課程階段性考核結(jié)果分析，學(xué)生在課堂測(cè)驗(yàn)中的準(zhǔn)確率顯著提高，線上平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生在平臺(tái)上的學(xué)習(xí)時(shí)間顯著增長(zhǎng)，平均每位學(xué)生每周在線學(xué)習(xí)時(shí)間從改革前的1.5小時(shí)提升至2.5小時(shí)，增長(zhǎng)了約67%。理論課堂中，學(xué)生的抬頭率明顯提高，課堂的參與度和積極性也有了顯著改善。課堂觀察數(shù)據(jù)顯示，改革后學(xué)生的參與頻次增加了近40%，課堂氣氛更加活躍。改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在理論課程考試中，學(xué)生的優(yōu)秀率和及格率均顯著提高，反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握更加深入，學(xué)生的綜合能力得到提升。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方式起到了積極作用。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上遇到了各種各樣的問(wèn)題，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方式讓他們通過(guò)合作與自主探究，成功找到了創(chuàng)新的解決方案。學(xué)生的創(chuàng)新能力、問(wèn)題解決能力和自主學(xué)習(xí)能力得到了極大的鍛煉和提高，提升了他們的自信心和成就感。

結(jié)語(yǔ)

總體而言，課程改革達(dá)到了預(yù)期的效果，激發(fā)了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的興趣，學(xué)生的理論基礎(chǔ)更加扎實(shí)，實(shí)踐操作能力得到了提升，為他們今后從事醫(yī)學(xué)信息相關(guān)領(lǐng)域工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)，我們將繼續(xù)以情境學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，提出根據(jù)醫(yī)學(xué)院校特點(diǎn)進(jìn)一步加強(qiáng)教育教學(xué)改革。

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作者簡(jiǎn)介：馬莉（1985— ），女，漢族，湖南湘潭人，碩士研究生，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)、醫(yī)學(xué)人工智能；陳志新（1982— ）男，漢族，湖南湘潭人，博士研究生，講師，研究方向：馬克思主義及其當(dāng)代價(jià)值研究。

*通信作者：黃運(yùn)有（1990— ），男，漢族，廣西貴港人，博士研究生，講師，研究方向：智慧醫(yī)療以及智慧教育。