計算機基礎教學中醫(yī)學生計算思維能力培養(yǎng)的實踐與探討

劉艷松

摘要：計算思維能力的培養(yǎng)是目前大學計算機基礎教學研究的熱點課題之一。該文從計算機基礎教學中如何培養(yǎng)醫(yī)學生計算思維能力出發(fā)，以提升醫(yī)學信息技術為核心，從計算機基礎課程體系、醫(yī)學計算機應用課程教學內容和方法設計等方面進行了一些實踐，進一步提升醫(yī)學生應用計算機解決問題的能力和終身學習能力。

關鍵詞：計算機基礎教學；計算思維；醫(yī)學生；醫(yī)學計算機應用

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）16-3846-02

Abstract： Cultivation of computational thinking ability is the hot topics of current basic computer teaching and Research in Universities . This article focus on how to cultivate the ability computational thinking of medical students，in order to improve medical information technology as the core.To further enhance the ability of computer problem-solving skills and lifelong learning of medical students，several practical experiences have been explored from basic computer course system， teaching content and methods design of medical computer applications.

Key words： computer based teaching； computational thinking； medical students； Medical Computer Applications

我國的計算機基礎教學經歷了30多年的發(fā)展歷程，并已成為高校重要的基礎課程。在此期間，教育部高教司先后于1997年和2004年分別構建了計算機基礎教學3個層次的課程體系結構與“1+X”課程方案?；仡欉@兩次重要改革，無疑給計算機基礎教學產生了深遠影響，然而，隨著計算機技術的迅速發(fā)展、高校交叉學科的興起和社會對計算機應用能力的要求不斷提高，對計算機基礎課程教學也不斷提出新的要求。

1 計算思維

近年來，計算思維的培養(yǎng)已成為國際和國內研究的熱點，計算思維能力將成為21世紀每個人的基本能力。2010年《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯合聲明》的核心要點也強調“需要把培養(yǎng)學生的‘計算思維能力作為計算機基礎教學的核心任務”[1]。

1.1 計算思維的提出

2006年3月，美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真教授在美國計算機權威期刊《Communications of the ACM》雜志上給出并定義了計算思維（Computational Thinking，CT）：CT是運用計算的基礎概念去求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為的一種方法。它是如同所有人都具備“讀、寫、算”（簡稱3R）能力一樣，都必須具備的思維能力[2]。

1.2 計算思維的核心要素

教育部高等學校計算機基礎課程教指委提出了大學計算機基礎教學四個方面的能力培養(yǎng)目標：①對計算機的認知能力；②應用計算機解決問題的能力；③基于網絡的學習能力；④信息社會終身學習能力[3]。不難看出，這四個方面能力的培養(yǎng)，恰恰說明了計算思維能力培養(yǎng)的核心要素。其中“對計算機的認知能力”和“應用計算機解決問題的能力”這兩方面的能力恰好反映了計算思維的兩個核心要素：計算環(huán)境和問題求解。陳國良院士及國內的一些專家在計算思維能力培養(yǎng)方面做了很多有益的研究和探討。因此，計算機基礎課程的培養(yǎng)目標，應該在課程原有培養(yǎng)目標的基礎上，根據學生的相應專業(yè)，將計算思維與專業(yè)應用進行有機融合，計算機基礎課程不應僅停留在介紹計算機學科本身，而應從更高的角度挖掘其在專業(yè)領域的關鍵應用，展現計算機學科的思維方式，培養(yǎng)當代大學生使用計算機解決和處理工作過程中問題的思維和能力，提升大學生的綜合素質，強化創(chuàng)新實踐能力。

2 醫(yī)學生計算思維能力的培養(yǎng)

計算思維能力的培養(yǎng)涉及計算機基礎教學的核心知識內容。計算機基礎教學不僅要培養(yǎng)醫(yī)學生對計算環(huán)境的認識，還應該培養(yǎng)醫(yī)學生掌握在計算環(huán)境下的問題求解方法，這是培養(yǎng)醫(yī)學生應用計算機技術創(chuàng)新性地解決醫(yī)學問題能力的重要基礎。

2.1 醫(yī)學院校計算機基礎課程體系設計

基于計算思維能力培養(yǎng)的教學改革目標，針對醫(yī)學院校的特點，我們初步設計了如下培養(yǎng)醫(yī)學生計算思維能力的計算機基礎課程體系結構，如圖1所示。

該體系結構分為三個層次，第一層是知識層，明確了醫(yī)學生應具備與崗位相關的計算機知識，分為八個方面，包括：醫(yī)學計算機應用、醫(yī)學數據庫技術等模塊組成；第二層為能力層，即知識層對應的能力目標，由醫(yī)學信息綜合處理能力、醫(yī)學數據庫應用能力等對應能力組成；第三層為核心層，即知識層和能力層的最終目標是使醫(yī)學生具備適應社會需求的醫(yī)學信息技術。

2.2 醫(yī)學計算機基礎課程開設

在目前絕大多數高校計算機基礎課程課時被壓縮的情況下，有選擇性地開設上述課程。對應于知識層的“醫(yī)學計算機應用”和“醫(yī)學數據庫技術”設定為必修課，其余設定為選修課。在選修課的開設過程中，根據專業(yè)不同各有側重，如醫(yī)學影像專業(yè)可以開設醫(yī)學圖像處理技術、醫(yī)學多媒體應用等相應課程。

2.3 醫(yī)學計算機應用課程教學設計endprint

醫(yī)學計算機應用課程的主要內容包括：計算機基礎知識、Windows操作系統(tǒng)、網絡與Internet應用、Office軟件（Word、Excel、PowerPoint）和醫(yī)學信息系統(tǒng)基礎。我們在教學中緊密結合新醫(yī)改形勢下對醫(yī)學信息技術的需求，運用計算思維強化對醫(yī)學生IT實用技能、創(chuàng)新能力、自主學習能力、團隊合作精神的培養(yǎng)。精心設計案例和綜合拓展性實驗，激發(fā)學生的學習興趣，提升其醫(yī)學信息技術的水平和應用能力。下面以醫(yī)學計算機應用課程為例，介紹具體做法。

1）在Word軟件的教學中，老師先展示一個精心設計與醫(yī)學知識相關的樣本文檔，先精講其制作，后布置綜合性拓展實驗。要求以專業(yè)知識為主題，制作一個包括目錄、圖片、表格等元素、長度不少于3頁的文檔，要求內容完整，并融入Word多種排版技巧。在下一次課上一一展示，全班同學參與評分，評分項目包括文檔內容、文檔版面設計、素材運用、設置技巧等。學生將自己的專業(yè)思想以word作品的形式表現出來，用計算機實現了手工書寫和作圖的過程。這對于學生尤其是非計算機專業(yè)的學生，更好地理解和掌握計算機的工作原理和“計算”概念的抽象性做了進一步的鋪墊。而且為以后畢業(yè)論文的撰寫、畢業(yè)推薦表的制作打下良好的基礎。

2）excel軟件的教學與上述方法類似，我們選取我校附屬醫(yī)院住院部內科病人產生費用的真實數據，包括對病人數隨年度和季節(jié)的變化、疾病的季節(jié)性變化、疾病與費用的關系等進行數據挖掘與分析，要求以圖表、表格等多種形式展現出分析結果，以小組為單位共同完成（4-5人為一小組）。以上教學方法的運用，提高學生對excel軟件的綜合應用能力和對數據的洞察力。

3）PowerPoint演示文稿可以被認為是由基本元素，包括文字、圖片、動畫和聲音等構成。因此制作一個演示文稿需要實現這些基本元素的控制、組合與出現次序的機制，這個機制就是“程序”。在幻燈片制作的過程中，學生的“程序”思維能力得到了很好的訓練。在其教學環(huán)節(jié)，同樣以小組為單位，以某專業(yè)知識為主題，編制具有知識性、趣味性、交互性的演示文稿，頁面不得少于5頁，每組選派一個代表將其作品進行陳述。以上方法的應用，進一步提升學生的團隊合作意識、表達能力和自主學習能力。

4）在醫(yī)學信息系統(tǒng)章節(jié)內容的學習完成后，要求學生自己設定研究主題與方向，包括電子病歷、醫(yī)學影像系統(tǒng)PACS等相關內容，指導學生運用網絡與信息處理技術檢索、下載、分析和綜合相關資料，并撰寫相關方面的綜述性論文。同時鼓勵并協助學生將優(yōu)秀論文投稿到雜志社發(fā)表。

通過以上四個綜合性拓展實驗的設計，將醫(yī)學知識與計算機技能有機結合在一起，充分體現了計算機技術在專業(yè)方面的應用，滿足了醫(yī)學生計算機崗位技能培養(yǎng)的需要。在基于計算思維的自主學習模式下，學生能夠充分發(fā)揮其學習的主動性，極大地提高了創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

2.4 網絡自主學習平臺設計

為了強化軟件操作技能，我們建立了基于校園網的醫(yī)學計算機應用自主學習平臺，該平臺將軟件分為某些知識技能點，如字體設置、段落設置等，教師可以隨時查看學生完成知識點的情況。同時，為了縮短學生的臨床適應期，在同一服務器上安裝我校附屬醫(yī)院的醫(yī)院信息系統(tǒng)，并設計了某病患就診流程拓展實驗，由學生完成從病人入院到出院的具體就診流程，使學生對醫(yī)院信息系統(tǒng)的整體框架和醫(yī)院的管理有了更真實的體驗。

以培養(yǎng)醫(yī)學生計算思維能力為主導組織教學，不僅能提高學生的學習效率，掌握如何利用計算機技術解決其醫(yī)學專業(yè)問題、提高解決問題的能力和創(chuàng)新能力，同時也為終身學習能力打下堅實的基礎。當然，醫(yī)學生計算思維能力的培養(yǎng)不能只靠一門課程就能達到理想的教學效果，一方面應設計完整的計算機基礎課程體系，在教學方法和教學內容上進行精心設計；另一方面，拓寬教師的專業(yè)口徑、提升教師的教學能力，才能從計算思維的高度進行學生綜合能力的有效培養(yǎng)。在計算機基礎教學中培養(yǎng)醫(yī)學生的計算思維能力尚處于摸索階段，需要我們教育工作者的不斷探索與實踐。

參考文獻：

[1] 何欽銘，陸漢權，馮博琴.計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養(yǎng)—《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯合聲明》解讀[J].中國大學教學，2010（9）：5-9.

[2] 周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007，3（11）：83-85.

[3] 陳國良，董榮勝.計算思維與大學計算機基礎教育[J].中國大學教學，2011（1）：7-11.endprint