醫(yī)學院中開展“計算思維教育”的幾點思考

【摘 要】本文介紹了在醫(yī)學院校計算機信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中對學生進行“計算思維”培養(yǎng)的重要性，分析了當前在醫(yī)學院校中計算機基礎(chǔ)教育中存在的問題，然后針對教學理念的轉(zhuǎn)變、教學內(nèi)容、教學方式的改變和教學效果的考核等幾個方面對在醫(yī)學院校里如何開展“計算思維”的培養(yǎng)進行探討，為醫(yī)學院校計算機信息技術(shù)基礎(chǔ)教育的改善提供幾點建議。

【關(guān)鍵詞】計算思維 計算機基礎(chǔ)教育 醫(yī)學院校

當今社會，隨著計算機與其他學科之間的交叉深入，需要更多同時具備自身學科領(lǐng)域?qū)I(yè)知識和計算機應(yīng)用技術(shù)的人才。因此，培養(yǎng)能將計算機科學應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域解決實際問題的復(fù)合型人才非常重要。

2010年7月在西安交通大學舉辦的首屆“九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)課程研討會”（簡稱C9會議）。C9會議討論并形成了一系列共識，發(fā)表了《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》。聲明提出以計算思維為核心的計算機基礎(chǔ)課程教學改革，將實現(xiàn)計算思維與大學計算機基礎(chǔ)教育的融合，給計算機基礎(chǔ)教學工作者一種新的視界和思考。

目前基本上所有的醫(yī)學院校都開設(shè)了關(guān)于計算機基礎(chǔ)知識的課程，但現(xiàn)階段課程安排并未體現(xiàn)出在醫(yī)學領(lǐng)域中信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和前景，也未體現(xiàn)醫(yī)學領(lǐng)域?qū)τ嬎闼季S的需求。對這部分計算機基礎(chǔ)教育教學的內(nèi)容改革成為勢在必行的一項任務(wù)。因此，我們提出“計算機思想教育”。面向醫(yī)學信息化發(fā)展，以培養(yǎng)“計算思維”為著眼點的醫(yī)學院校計算機基礎(chǔ)教學改革勢在必行。

1.什么是計算思維

2006年3月，美國卡內(nèi)基﹒梅隆大學計算機科學系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計算機權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上給出，并定義的計算思維（Computational Thinking）。周教授認為，計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。簡而言之，計算思維就是運用計算機科學的基本概念去解決問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為，利用啟發(fā)式推理來尋求解答。將來計算思維將滲入到我們每個人的生活之中，那時諸如算法和前提條件將成為每個人日常詞匯的一部分。我們在醫(yī)學生教育中提出“計算思維教育”，是因為我們堅信醫(yī)學生能從計算思維中獲益。計算機科學對于醫(yī)學生的貢獻絕不限于能夠在大數(shù)據(jù)中搜索尋找模式規(guī)律，而是能夠以其計算方式和方法改變醫(yī)學生的思考方式。

2.目前醫(yī)學院校計算機課程現(xiàn)狀

在醫(yī)學院校里推行計算機基礎(chǔ)教育已經(jīng)有了較長的時間，現(xiàn)在計算機基礎(chǔ)課教學模式是：大屏幕加展臺、多媒體設(shè)備等進行相關(guān)知識的講解和展示，并結(jié)合上機練習。不可否認，該模式極大地豐富了課堂教學內(nèi)容。但這種方式對處于地方院校學生而言仍有一定的不足，例如，信息量大、速度快；不能充分調(diào)動學生積極性等。因此我們主張開展計算思維教育的行為具有了緊迫性?！坝嬎闼季S教育”其主要目標是將計算機基礎(chǔ)教育的重點從軟件操作上轉(zhuǎn)移到計算機思想的教育上來。

3.培養(yǎng)“計算思維”的方式

我們要將“計算思維”的觀念注入計算機基礎(chǔ)教學，主要完成的工作是從課程內(nèi)容體系的角度把握系統(tǒng)化的計算思維知識，注重可持續(xù)發(fā)展的計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)，強調(diào)在分析問題和解決問題當中培養(yǎng)終身學習的能力。在當前分級教學的基礎(chǔ)上，我們還需更進一步對教學理念、教學內(nèi)容、教學方式和效果考核進行深入思考。具體內(nèi)容包括如下方面：

3.1 教學理念的轉(zhuǎn)變

從當前單一的應(yīng)試型計算機基礎(chǔ)課程內(nèi)容體系優(yōu)化入手，分析課程體系的定位及構(gòu)成要素，摸索適合的計算機基礎(chǔ)課程內(nèi)容的構(gòu)成要素。在基于知識點的講解、演示教學的基礎(chǔ)上，借助項目形式的任務(wù)案例為依托，能有助于學生系統(tǒng)理解基本知識，掌握運用計算機的理論、技術(shù)、應(yīng)用等內(nèi)涵的較好方法。

3.2 教學內(nèi)容的革新

我們需要思考究竟教什么內(nèi)容才能使所有的學生真正受益，而不是僅僅能夠拿到等級證書。計算機學科中有很多普適思維，這些思維不僅反映了計算、計算機的原理，更重要的是體現(xiàn)了基于計算技術(shù)/計算機的問題求解思路與方法，從而有助于培養(yǎng)非計算機專業(yè)學生的創(chuàng)新能力，為未來應(yīng)用計算手段進行學科的研究與創(chuàng)新奠定堅實的基礎(chǔ)。通過典型案例的分析和對信息技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域應(yīng)用的了解，使學生對計算機基礎(chǔ)課程重要性的認識得到不斷提高，使其計算思維能力，尤其是在信息的獲取、分析和處理能力等方面都得到比較全面的提升，使他們更能適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。

3.3 教學方式的改革

運用計算思維的目的是為了解決問題、完成任務(wù)，因此，在計算方法課程的教學中建立以問題、任務(wù)為導向的教學模式即采用案例教學法能夠更好地適應(yīng)課程學習和思維訓練的目的。案例教學法使學生處于積極的學習狀態(tài)，每一位學生都能根據(jù)自己對當前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題。利用這種教學方法使學生獲得滿足感和成就感，從而進一步激發(fā)他們的求知欲望，形成一個良性循環(huán)。

3.4 教學效果的考核

為了使教學考核結(jié)果能夠全面、準確地反映學生對知識、計算思維的掌握和運用情況，在大學計算機基礎(chǔ)課程的考核中，應(yīng)有部分題目結(jié)合計算機在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用；在每次教學中對學生的任務(wù)完成過程和程度進行評價，既可以客觀評價學生對知識點和計算思維的理解和運用情況，又可以促使學生真正重視日常的學習，從而使教學與評價融為一體，做到在評價中學習，在學習中評價，促進教與學的協(xié)同發(fā)展。這樣不僅考查學生基礎(chǔ)知識的掌握情況，也應(yīng)該考察學生的創(chuàng)新思維能力，從而發(fā)現(xiàn)學生的“閃光點”，使他們成為計算機基礎(chǔ)扎實的復(fù)合型人才。

4.結(jié)束語

計算思維能力的培養(yǎng)是大學生能力培養(yǎng)最重要的一個方面，大學計算機基礎(chǔ)課程在大學生計算思維能力培養(yǎng)中擔負著重要的啟蒙任務(wù)。它的成功與否很大程度上決定著學生未來應(yīng)用計算機和信息化技術(shù)解決自身專業(yè)領(lǐng)域問題的能力。計算思維的培養(yǎng)是一種計算機技能的培養(yǎng)，它的核心教育觀考慮的是學生的可持續(xù)發(fā)展和計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高學生學習和掌握終身運用計算機解決各種應(yīng)用問題的能力。因此以計算思維能力培養(yǎng)為核心對大學計算機基礎(chǔ)課程的教學設(shè)計進行改革具有重要的意義。

【參考文獻】

[1]九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J]. 中國大學教學，2010（9）.

[2]何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴. 計算機基礎(chǔ)教學的核心任務(wù)是計算思維能力的培養(yǎng)——《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》解讀[J]. 中國大學教學，2010（9）.

[3]董榮勝. 《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》呼喚教育的轉(zhuǎn)型[J]. 中國大學教學，2010（10）.

[4]Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM，2006， 49（3）.

[5]周以真. 計算思維[J]. 中國計算機學會通訊， 2007，3（11）.

[6]董榮勝，古天龍. 計算思維與計算機方法[J]. 計算機科學， 2009，36（1）.