融入计算思维的医学计算机的教学改革实践
来源:用户上传
作者:陈嘉发
摘要：医学信息化发展对医学院校培养高素质复合型创新人才提出了更高要求。针对当前医学计算机基础课程教学中存在的问题，提出以培养学生运用计算思维的思想和方法解决各种实际专业问题的综合能力为目标，从课程目标定位、师资优化建设、教学内容重组、教学方法创新以及教学评价改革五个切入点进行医学计算机课程教学改革。实践证明，围绕计算思维的课程改革，对全面提升医学计算机的教学效果和培养学生运用计算思维解决问题的能力有显著成效。
关键词：计算思维;医学计算机;教学改革;能力培养;混合式教学
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）19-0148-02
开放科学（资源服务）标识码（ OSID）：
1 引言
医学信息化朝着智慧医疗的方向发展，智慧医疗需要新一代医学复合型创新人才，尤其对计算机能力提出更高的要求。作为医学院校计算机教育的一门通识课，计算机基础经历了“技一能一思维”转变的三次重大改革[1]，在2015年11月教育部发布的《大学计算机基础课程教学基本要求》更明确了计算思维能力的培养将成为今后计算机基础教学的新常态[2]。因此，融人计算思维的教学改革是计算机教学对课程内容的知识深度和广度延伸的必然选择。计算思维是一种思维习惯的形成和思维模式的训练，混合式教学结合了课堂教学和网络学习的优势，有利于计算思维融入学生的能力结构，建立问题的求解意识。
2 医学计算机教学现状剖析
医学计算机以软件应用为主，教学内容与专业需求脱轨，与计算思维契合度较低。首先，计算思维的形成需要一个迭代更新的过程。医学院校以专业课学习为主，计算机基础处在课时被压缩和课程被边缘化的两难局面，既不能展示计算机在医学的前沿应用，也不能体现医学对计算思维的需求。其次，“以证代考”的考核模式导致了“重操作，轻思维”的程序化教学，忽视问题求解，学生的知识碎片和技能孤岛[3]停留在解决单个问题的应用层面，缺乏知识迁移能力。再次，强调程序设计语言的学习，面向医学的计算机基础教学不应拘泥于编程技术细节[4]。医学生只需了解算法能够实现和解决什么问题，重点应放在问题的抽象和描述，算法和程序的实现交给计算机专业人员。最后，受传统教学限制，计算思维教学尚未达到有意识地设计和显性教学层面[5]，计算思维的培养取决于教师自身固有的思维模式。
3 计算思维及其重要性
图灵奖科学家艾兹格·迪杰斯特拉认为工具影响着我们的思维方式和思维能力。简单而言，计算思维是一种解决问题的方法，是对现实世界进行信息抽象并利用工具实现信息转换的一种思维方式，有助于培养学生思维创造和知识迁移的能力，是新时代医学生所必备的素质和技能[6]。
计算思维的本质是抽象和自动化，周以真教授认为就是把一个困难的问题简化为如何求解的约简、转化、仿真、分解和自动化等方法[7]。在医学计算机教学中融人计算思维，将知识的本质属性和软件的操作属性提炼和抽象出来，目的是培养学生具备像“读、写、算”三大普适技能一样的计算思维能力，帮助学生在思考分析和解决问题的过程中建立一种解决问题的高效思维方式。
4 融入计算思维的医学计算机教学改革实践
4.1 重新定位课程目标，体现核心价值
医学计算机要从主观的角度重视计算思维，完成从“软件应用技能”向“计算思维能力”培养目标的转变。面向教育部提出的四个能力建设目标，医学计算机的核心价值在于培养医学生的思维和知识层面的双向联动，着重培养学生对问题抽象和分解的能力，对数据组织和分析的能力，归纳和迁移问题的处理方法以及团队协作能力，实现计算机技术与医学专业的交叉融合，使医学生对计算思维有更深刻的理解，具备运用计算思维解决医学问题的知识迁移能力[8]。
4.2 以计算思维为导向，建设教学团队
教师自身的教学理念和改革态度直接影响融人计算思维的医学计算机课程教学改革的成功，教师计算思维能力的提升是培养学生计算思维能力的先决条件。在学校管理层面，通过制定师资建设和管理制度，为教师创造交流经验的平台，定期组织教师校外出培训开拓视野;在教师教学层面，计算机教师主动加强与医学专业教师之间的交流互动，重新梳理课程内容形成与医学专业的交叉融合，提升自身对问题概念的抽象化到分析解决问题实现自动化的思维能力，对学生的计算思维培养从自发和随意的无意识培养，转变为有意识培养。
4.3 重组教学内容，实验项目医学主题化
基于医学背景，通过梳理和挖掘富含计算思维的知识点，重组教学内容，将学生已有的知识碎片和技能孤岛进行串联。在课程起始章节增加计算机文化与计算思维，让学生对计算思维有初步认识;结合计算机新技术在医学领域的前沿应用，比如新型冠状病毒2019-nCov的全组基因测序，疫情下互联网+远程诊断的去人员接触化等实例，提高学生的学习兴趣;改良Office教学内容，重点渗透抽象、建模、递归与迭代、计算与逻辑、自动化思维等。
实验项目的知识主题化和医学案例化。注重思维层面引导与内容层面提炼的双向互动，让学生有代人感。以Access创设医院电子病案系统为例，一方面让学生对病人住院流程有完整的专业认知，体会从客观世界的病人到计算机世界实体的抽象与映射;另一方面，帮助学生形成从问题的产生、抽象建模、算法设计到仿真解决的整个系统化问题求解思路，促进医学生的计算思维和解决问题能力的培养，以适应医学信息化发展的需要。
4.4 基于混合式教學方式，深度融合计算思维
计算思维的形成需要持续的学习和转化，利用Moodle线上资源突破课堂束缚，实施混合式教学。吸收“秋叶Office”专业培训优点，将计算思维融人医学案例，系列化地分解为短小精炼的知识单元并制作成H5P交互式课件，通过前导内容发现和抽象问题，课中验证分解和讨论答疑，课后仿真训练巩固所学，促进学生运用计算思维的方法对问题进行自主探究，实现翻转课堂。首先，网络资源有效解决了纸质教材的资源固化问题。利用Moodle推送计算机技术在医学的前沿应用，进一步激发学生对计算机学习的热爱。其次，混合式教学能够满足不同层次的个性化学习。利用“知识立体化、工具多元化”的网络资源建构1+X的计算机知识体系，提供数据库系统、程序设计基础与算法和信息安全模块等实用内容，采用游戏闯关式的进度控制，有效利用Moodle私人文件区存储个人学习成果，对学生进行计算思维的可持续性培养。最后，通过建立持续性教学改进机制，利用Moodle反馈功能，收集教学意见及时调整教学策略。 4.5 改革考核方式，重视过程性评价
为培养学生的计算思维做出正确的引导，让学生关注学习的每个过程，摒弃过去“一考定成绩”的考核标准，建立起总评=考证成绩（60%）+问题讨论（10%）+线上作业（15%）+小组实验（15%）的多元评价体系，突出过程性评价。既要重视知识的考核，更要侧重计算思维和知识迁移应用能力的考核。通过及时反馈在线作业的成绩，帮助学生了解自身学习情况，既提高了学生的黏着度，又形成了良好的学习氛围。其次，通过以赛促学，组织学生参加校内外的信息化大赛，在竞赛中培养团队协作精神和创新能力。
5 改革实施效果分析
以惠州卫生职业技术学院为试点，经过两年的教学实践，利用Python+ Matplotlib +Pandas对Moodle平台数据从学生参与度、时间持续度和作业完成度三个维度进行分析，结果显示融人计算思维的医学计算机混合式教学改革初具成效。课堂教学方面，学生参与问题讨论度和在线作业完成率有所提升;考证成绩方面，实施教学改革的护理班级在通过率和平均分两个维度上都比其他平行班要高出10%;参赛得奖方面，随心输液架、家庭长者短期照护服务平台等项目在创新创业大赛中取得佳绩。能力提升方面，为学院培养了一批服务于人机考试的技术力量。
6 结束语
融人计算思维培养为目标的医学计算机课程的教学改革，体现了医学计算机课程存在的内涵和价值，符合医学信息化对现代医学技能人才的实际需求;融人计算思维的医学计算机教学以重新定位目标、优化师资建设，重组教学内容、创新教学手段以及改革考核方式五个切人点展开改革探索，实践证明融人计算思维能够在强化计算机技能应用的基础上锻炼学生运用计算思维自主解决专业问题的能力。总而言之，医学计算机教学改革仍在路上，我们将继续探索。
參考文献：
[1]李小红，唐红国，王德红，唐应杰.论计算思维与大学计算机基础[Jl.安顺学院学报，2018（12）：118-121.
[2]于定，戴红，安继芳，常子冠.基于计算思维能力培养的大学计算机基础课程教学改革探索[J].计算机时代，2017（9）：72-78.
[3]金莹，陶先平，张莉，张洁，陶烨.计算思维为导向的大学计算机基础教学改革[Jl.计算机教育，2018（10）：125-127.
[4]吴暾华，王萍，白宝钢，引入计算思维的医学计算机基础教学 改革探索[J].高教学刊，2017（17）：131-134.
[5]杨文正，刘敏昆，计算思维导向的多元混合教学及其应用研究[Jl.中国电化教育，2017（4）：129-136.
[6]乔梁，陈欣，肖嵛.“互联网+”时代医学院校计算机基础教学面临的挑战与对策[J].医学教育研究与实践，2017（2）：263-266.
[7]岳强，胡中玉，李玲，平大林，黄吉花，融入计算思维的应用型本科院校计算机基础课程改革探索[J].微型电脑应用，2016（2）： 36-38.
[8]刘燕.教育新生态下医学计算机基础课程的改革与探索[J].软件导刊，2018（12）：28-30.
【通联编辑：王力】
收稿日期：2020-02-26
基金项目：广东省职业技术教育学会第三届理事会科研规划项目2019-2020年度课题项目“混合式教学背景下医学计算机与计算思维的深度融合研究”（编号：201907Y84）;广东省高职教育医药卫生类专业教指委2019年度教育教学改革课题“混合式教学在医学院校计算机课程的实践研究”（编号：2019LX069）。
作者简介：陈嘉发（1985-），男，广东省惠州人，信息系统项目管理师，工程硕士，主要研究方向为计算机网络与信息化教学。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15295553.htm
