基于医学信息工程的大数据课程教学研究
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作者:刘明友
【摘要】本课题的研究主要解决医学信息工程专业大数据课程的教学问题;在分析教学背景和传统教学问题的基础上，进行专业教学设计，目的是让医学信息工程专业学生更加容易理解大数据科学方面的知识，同时加强学生的医学大数据分析实践能力，理论与实践相结合，融会贯通。同时，通过本课题的研究，能够提供本专业大数据课程教学所需资源，为以后的专业教学提供一个完善的教学体系，也为其他院校医学信息工程专业开设大数据课程提供参考。
【关键词】大数据教学 医学信息工程 教学改革
【基金项目】贵州省教育厅本科教学内容和课程体系改革项目“培养实用创新型医学信息工程专业人才‘大数据’课程内容与体系结构研究”（项目编号：2018520059）。
【中图分类号】G642;R-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）50-0030-02
引言
随着互联网的发展，各种各样的数据应运而生，大数据包括数据收集、数据组织、数据处理和数据分析等的总称。大数据特点明显：数据量庞大、数据产生迅速、数据格式多种多样、数据价值密度较低、所有数据都来源于现实等特点。特别是医疗健康行业，随着医院信息化的建设，包括医院信息系统，健康档案，临床信息系统，电子病历，以及各种可穿戴的健康体检设备，每天都在产生海量的医疗健康大数据。
充分挖掘医疗健康大数据的实际应用价值，使其在教育教学领域当中更好地发挥作用，这不仅可以提高教育教学水平，同时还可以提升医疗服务质量，为人们提供更加优质的健康管理服务。
而医学信息工程专业以培养实用创新型医疗健康大数据分析处理人才为目标，本研究拟用先进的、科学的教学理念，在理论教学、上机实践操作、课后辅导和全方位考核等各个教学环节上实施全方位设计。
一、大数据在医疗行业的应用
大数据以前，各个行业数据分析主要集中在抽样分析，而现在，所有的数据都可以用来进行分析，而且是全样本数据进行分析;在医疗行业，大数据有许许多多的应用，早期数据分析历来就是医疗领域比较关注的内容，在大数据概念推出之前，数据分析在医疗领域的应用已经积累了大量的经验;而现在的医疗数据量更大，更多，累计效应更明显。
第一，大数据在临床医疗中的应用。大数据的出现与发展使得相应的技术在更多的领域当中得到了应用。在医疗卫生领域，人们可以利用大数据分析技术来建设现代化的医疗服务系统，无论是病案信息的管理、实验室的配置，还是通信和影像系统的建设，都可以实现现代化的发展。实践证明，大数据的应用提高了患者对诊疗服务的满意程度，促进了现有医疗卫生资源的合理利用。它可以使诊疗的流程被简化，剔除了繁琐的步骤，使医患之间的沟通更加有效，患者等候和排队的时间也大大缩短。除此之外，基于大数据对患者信息的分析结果，医务人员能够为患者提供更加精准和高效的服务。
第二，大数据在生物制药中的应用。运用大数据可以实现对信息的高效处理，它可以将常见疾病的种类统计出来，并在这个基础上得出相应药品的需求情况，然后将相关的统计信息反馈到相应的部门当中，实现对医药资源的高效配置和科学管理。与此同时，在医务人员对患者进行诊断治疗的过程当中，大数据还可以将这些信息搜集到数据库当中，然后自动化地分析和分類，并与历史信息进行合并、汇集，最后从数据库当中对患者疾病的发展情况进行预测，预测的信息可以为医务人员的治疗和生物制药工作的开展提供依据。
第三，大数据在医疗产品中的应用。随着人们健康保健意识的提升，对各种穿戴类医疗产品的需求也在增加。在这样的情况下，各种智能化的医疗产品被生产了出来，其中比较常见的有穿戴式心率测试仪、血压健康设备等。这些智能化的产品只需要被人们穿戴在身体上，就可以运用大数据技术来对身体所产生和发出的信息进行搜集，通过对这些信息的分析可以了解人体当前的身体状况。这些医疗设备除了具有高度的智能化之外，还具有及时、准确的特征，当它们发现人体存在异常，能够在第一时间作出反馈，为人们提供调整建议。与此同时，在与标准数据进行对比、发现信息异常之后，医疗产品还可以发出警报，提醒人们及时治疗，并为健康治疗行为提供信息依据。
二、大数据在医疗行业中的应用具有十分重要的意义
第一，可以扩充优质医疗资源的范围。现在医疗领域的好医生资源是比较稀缺的，通过大数据技术的应用，将许多优秀专家的医疗经验运用到更广的区域，也会在一定程度上提升大量全国上下普通医院的诊疗水平，从而降低大医院的诊疗压力。
第二，让医生的工作难度降低。我们都知道，医生的岗位工作难度和强度都是比较大的，通过采用大数据技术能够在一定程度上降低医生的工作难度，加快诊疗时间，提升医生的诊疗效率，从而为患者带来一个更好的诊疗体验。
第三，减少诊疗成本。大数据技术可以从多方面使诊疗的多个环节完成诊疗成本的下降，比如：检验成本、用药成本、康复成本等，有效减轻患者的医疗负担。
综上，大数据在医疗行业运用越来越广，所以医学信息工程专业的大数据教学是十分必要且十分重要的。
三、教学方案
传统的教学模式重在教师对学生单向输出，远远不能满足当前教学需求，教学效率也非常低下，需要一个新型的教学模式来对传统教学方法进行改革，这就是我们教学改革的目的。具体方案如下：
1.锻炼学生的动手能力，加强实践教育。对于医学信息工程专业的学生来说，他们在以后的工作中将会进行各种医疗海量数据分析实践，且大数据课程与医学信息工程专业教学都是专业性、实践性较强的教学活动。有鉴于此特点，在教学过程中要增加实践学习的课时数，引导学生在实践当中学习大数据的理论，实现大数据与医学的有效结合。理论知识是实践活动的基础，在课程教学初期，教师要从理论知识出发，引导学生学习大数据的相关内容，并在这个过程当中结合实际医学案例来了解大数据技术的实际应用意义，并在这个基础上巩固专业技能。在完成理论学习之后，在后期的教学中要以实践为主。这需要教师能够运用多样化的方法，为学生提供有效的学习场地。在实践当中，教师可以以问题引导促进实践课程的动态生成，鼓励学生通过实验的方法来获得真知。同时，还可以运用讨论式教学，为学生创造开放式的学习环境，在实验室、机房等教学环境中开展多样化的教学活动。为了完成教学目标，学校还要为学生配备完善的教学设备，使学生能够运用多种工具来完成实践学习。在大数据知识学习的过程中，模拟软件的有效运用对于教学效果的提升具有重要意义，这需要学校积极引进网络教学平台，购进与学生专业相符的模拟教学软件，为学生实践活动的开展创造条件。 2.研究新的教学方法，研究新的教学体系。大数据课程当中包含了丰富的内容，在授课的过程中教师可以运用模块区分的方法，这可以帮助学生由浅入深、循序渐进地进行学习和探究。具体来说，这些知识点主要包括数据复制原理，搭建Hadoop，目录和数据节点，作业和任务跟踪器，Map Reduce编程，Sqoop：在HDFS中加载数据，Flume、Scribe面向非结构化数据技术，采用SQL的Pig，用Hive实现数据仓库，面向Web日志的Scribe、Chukwa，使用Mahout，Zookeeper Avro，实时分析Storm，Rhadoop等，从技术上了解大数据，学习信息处理方法。
3.加强条件建设、完善教学环境。大数据的发展速度比较快，学生的课程也需要与时俱进、不断更新，这样才能使他们学习到最新的技术。完善的教学环境与雄厚的教学条件是提升教学效率与教学效果的重要保障。因此，本课题团队在积极探究新的教学方法、加强对学生实践教育的基础上还向学院和学校申请了教学条件上的支持，尤其是在资金、人力、技术方面的支持，以此来构建完善的教学条件，打造理想的教学环境，为大数据课程教学提供坚实的硬件支持。
4.改革考核方式，建立多样性、体现能力的课程考核体系。 仅仅有新颖的教学方法、教学体系与先进的教学条件是远远不够的，还需要多样化考核方法。在经过实践调查之后，本课题组认为，大数据课程最终的考核体系当中除了包括综合性的理论测试之外，还应该包括学生的实验探究成绩、数据分析能力考核结果、课堂考勤和活动情况。这样才能将该课程的教学目标更好地体现出来。其中，在进行大型主题实验时教师可以在全面、详细了解和掌握本班学生学习情况、学习能力、兴趣喜好等情况的基础上，将学生分为若干个小组（小组人数不宜过多也不易过少，一般以4至6人为准），分组进行实验，以此在有效检验学生综合创新与实践能力的同时，还能充分锻炼和提升学生的团队协调合作能力。
四、总结
综上所述，本课题在充分研究大数据课程特点的基础上，结合医学信息工程专业的专业特点，利用当前本部门已经具备的成熟资源条件，加以融合创新。研究开发一套具有推广价值，具有实践意义的新型教学体系，本课题研究为培养实用创新型医学信息工程专业人才，而对“大数据”课程内容与体系结构进行研究，进行教学改革。该项目最大的意义在于为医学类高等院校开设健康医疗大数据课程探索出一个具有推广价值的课程内容与体系结构。
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