醫學院校大學計算機課程教學改革探索

常小紅++盧虹冰++廖琪梅++張國鵬++劉洋++張曦

摘 要 就目前醫學院校大學計算機課程存在的問題進行分析，并結合醫學學科專業特點，對該課程的教學理念、教學模式及考試模式進行改革探索，皆在培養醫學生的計算思維能力和使用計算機解決問題的能力。

關鍵詞 大學計算機；計算思維；教學改革；醫學應用

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）02-0098-03

Exploration on Teaching Reform of College Computer Course in

Medical Colleges and Universities//CHANG Xiaohong， LU Hong-bing， LIAO Qimei， ZHANG Guopeng， LIU Yang， ZHANG Xi

Abstract This paper analyzes the problems existing in the course of

college computer course in medical colleges and universities. In combination with the characteristics of medical science， the teaching concept， teaching mode and examination mode of the course were reformed and explored. The aim is to cultivate the students ability of

Computational Thinking and the ability of using computer to solve problems.

Key words college computer； computational thinking； reform in education； medical applications

1 前言

2006年，美國卡內基·梅隆大學周以真教授在《美國計算機學會通訊》上發表了《計算思維》（Computational Thinking，也稱計算性思維）一文，將計算思維作為一種基本技能和普適思維方法提出。目前，培養大學生計算思維能力已經得到共識[1]。慕課（MOOC，Massive Open Online Courses，大規模網絡開放課程）是近些年涌現出來的一種在線課程開發模式。從2008年起，一大批教育工作者開始采用這種課程結構，全球很多大學成功主辦了自己的大規模網絡開放課程。在我國，MOOC同樣受到很大關注，很多知名院校（包括清華大學、北京大學等）都開設了自己的MOOC課程。

本文對醫學院校大學計算機課程的現狀進行分析，探討如何解決目前醫學院校大學計算機課程教學中存在的問題，并結合醫學院校學科專業特點，開展以“計算思維+”為指導的教學內容改革探索，開展面向“計算思維+”的MOOC線上線下混合學習探索，開展多層次多角度的考核模式探索。

2 醫學院校大學計算機課程教學存在的問題

對大學計算機課程作為基礎類課程的地位認識不足 計算思維是科學思維的三大支柱之一，其培養以計算機學科為代表，而大學計算機基礎教學將擔負起培養學生計算思維能力的主要任務。目前，大學計算機作為基礎類課程的觀點逐步得到教學行政部門與高校的重視，其教學內容也正在實現由“基于知識的技能傳授”向“基于應用的思維能力培養”的轉變過程中。但是就目前情況來看，相當一部分醫學院校對于大學計算機課程定位認識模糊，出于慣性的作用，課程教學目標更多地側重于軟件工具的操作使用。在教學中注重計算機所具有的工具屬性，在一段時間內、一定程度上、特定的范圍內有效解決了學生技能培養的需求，但過分倚重課程內容的工具性，必將導致學生對計算的正確認知和計算思維能力培養的不足[2]。

大學計算機課程的教學內容與學時存在矛盾 醫學院校由于醫學課程門數及內容繁多，加上醫師資格考試通過率的壓力，很多學校大量壓縮基礎課程的學時，導致第一門大學計算機課程的教學內容與學時矛盾突出。在學時減少的情況下，教學內容卻沒有減少。在授課過程中，教師為了完成教學任務，趕上教學計劃，多數內容不能詳細講解。造成的結果是：學生感覺學了許多內容，卻沒有學透，甚至有的學生感覺計算機基礎課程很難學。

在本次問卷調查中（為了進一步提高本課程的教學質量，了解學生的情況與需求，進一步發現教學中的問題，教學組近幾年堅持做了問卷調查。本次約260份調查問卷，調查對象為剛學完大學計算機基礎課程的大學一年級學生），學完這門課程后感覺收獲較大的學生僅占約60%，遠遠沒有達到教師預期的目標；甚至約50%的學生覺得本課程的理論課難度大、不好學。因此，教師在教學中必須精選內容，那么講哪些內容才能讓學生接受并能夠滿足他們的需求，成為一個非常關鍵的問題。

大學計算機課程的教學內容缺乏針對性 隨著計算機技術的發展，計算機與醫學專業學科的融合越來越緊密，對醫學專業學科的支撐越來越顯重要。如今的醫學越來越離不開計算機，學習計算機、使用計算機對于醫學專業學生來說是非常重要的。但是，目前多數醫學院校的計算機基礎教學內容與醫學專業嚴重脫節。現階段，大多數醫學院校采用針對非計算機專業的大眾化教材，這些教材基本內容相同，教材編寫者基本上形成思維定式。在教學中，教師在教學設計等方面與醫學專業學科結合程度不高，引用的案例醫學特色突出不夠，不足以引起學生的學習興趣。這樣的結果是：使得本來學生感興趣、愿意學的一門課程，隨著課程的開展，他們的興趣和積極性反而降低了，甚至有的學生不知道學習這門課程有什么用，尤其是為什么要學習程序設計。

大學計算機課程教學對象的知識水平參差不齊 雖然大多數城市在小學、大多農村在中學就普及了信息技術課程，但學生的實際水平差異很大。本次調查結果顯示：4.3%的學生在進入大學前從未接觸過計算機，21.4%的學生能夠熟練操作各種辦公軟件，28%的學生會安裝各種系統和軟件，1.9%的學生懂得一門計算機語言，1.6%的學生取得過國家計算機相關證書。目前，多數醫學院校的計算機基礎課程基本上采用大班統一授課的模式，并沒有針對教學對象的水平開展層次教學或分班教學。固定統一的教學模式必然導致一部分學生“跟不上”，一部分學生“吃不飽”，教學沒有達到因材施教。

大學計算機課程的考核模式不能完全體現教和學的效果 目前，多數醫學院校的大學計算機課程采用“實踐+理論”的考核模式，理論和實踐成績分別占一定的權重。理論考核主要采用閉卷的方式進行，試卷的命題多以知識點為主，題型形式固定，主要考查學生對知識的理解和記憶，很難檢測學生多樣性的學習行為及個性化的智能水平。實踐主要以學生平時完成的上機作業進行考核，這種形式一定程度上能夠檢查學生的動手能力，但是實踐作業多以統一的要求、統一的模板進行，并沒有考查學生的創新能力、自主能力以及團隊合作能力。

3 醫學院校大學計算機課程綜合教改的探索及分析

目前，培養大學生計算思維能力已經得到共識，能否利用計算科學對人體復雜的生理、病理、生化、藥理等過程及臨床復雜問題進行分解、提煉歸納、系統設計，并應用計算機解決基礎及臨床中的實際問題，正是計算思維能力在醫學應用中的體現。大學計算機課程除了獨立的課程內容外，還與其他學科與專業課程有著密不可分的關系，應承擔起培養大學生計算思維能力的任務。培養醫學生的計算思維能力，并不是將原有的課程體系結構和內容完全推翻，而是在原有基礎上的提升。

以“計算思維+”為指導的教學內容和教學模式改革探索

1）教學理念向“計算思維+”升級過渡。教學理念是教員對教學活動的看法和持有的基本的態度和觀念，教員的教學理念如何，直接影響到教學改革和教學效果的好壞。教師在進一步提升教學理念和對計算思維深入認識的基礎上，實現從計算思維向“計算思維+”的過渡。在教學設計層面應更加注重突出計算思維的指導理念和在社會學科發展中的作用，在教學實施層面歸納形成與教學內容相呼應的計算思維核心概念，在設計層面和實施層面同時完成向“計算思維+”的升級。

2）教學內容與“計算思維+”的深入融合。教學內容是指教學過程中同師生發生交互作用、服務于教學目的達成的動態生成的素材及信息。基于“計算思維+”的要求對課程內容進行組織與建設，針對醫學院校本科生的培養要求，明確講/不講什么，為什么講、講到什么程度等，以及基于計算思維的培養對知識點的講解進行設計，形成計算思維與知識體系關聯與有機融合。

3）開展面向“計算思維+”的線上線下混合學習實踐。隨著MOOC、翻轉課堂等新型授課模式的快速發展和“互聯網+”中不斷涌現的新媒體技術，能夠有效解決課程內容多、學時少的教學困境。MOOC在創造在線環境、促進教學內容改革與提升、滿足學生個性化需求、利用在線數據進行定量評估、增強教學效果、改進課堂學習等方面已展現出極大優勢。教學組基于建設的MOOC，在本校開展面向“計算思維+”的混合學習探索與實踐。課程基本情況如下。

教學對象：大學一年級各醫學專業新生。

人數：500人左右，共4個普通班+MOOC實驗班。

學習方式：在線學習與課堂教學相結合。

授課教師：3～5位，實驗員+助教。

授課時間：12周，共40學時。

其中在線學習注重知識的寬度，主要內容包括視頻、討論、作業與測試等，主要培養學生的思維能力；線下教學注重深度，內容主要包括重點難點講授、小組研討、互動答疑、實踐展示、實踐操作、線下考核等，主要培養學生利用計算機解決實際問題的能力。通過線上的寬度學習和線下的深度教學，培養學生的思維能力和實際動手能力，為學生的進一步學習打下堅實的基礎。

有效體現“計算思維+”的考核模式改革 傳統的教學方式主要以期終考試成績作為學員學習效果的評價依據，注重學員獲得知識的準確程度。這種考核模式難以滿足多層次、多角度的評價要求，特別是對計算思維能力培養要求的評價，無法形成完整全面的科學反饋。對于MOOC，采用不同教學模式及線上、線下相結合的學習方式，更關注學員在整個學習過程中利用計算機及網絡資源解決現實及專業問題的能力等。進行客觀定量的評價，需要采用多層次、多角度的考核模式，如表1所示。

面向“計算思維+”的教學改革教學效果評價 通過多層次考核、問卷調查和MOOC平臺數據分析相結合，對學生混合學習的效果進行評價，對評價結果進行研究分析，反饋指導教學的改進和調整，從而使教學形成一個良好的循環過程。

1）多層次、多角度考核模式的定量評價：可采用表1所示的考核模式，對采用不同教學模式的班級學習效果進行定量評價、對照分析。

2）學習效果問卷調查：調查問卷內容主要包括對視頻自學、課堂教學、看書自學等混合學習效果的評價，對教學內容的掌握程度、視頻的質量、課程設計、存在問題等的主觀評價。

3）基于MOOC平臺的課程學習數據分析：通過對MOOC平臺提供的學習過程監控、學習行為收集、多樣化考核及成績的自動處理數據，以及伴隨教學過程自動聚集的大量數據的定量分析，得到對課程教學及學生學習的量化評價結果，指導課程建設的進一步改進完善。

4 結語

培養學生的計算思維能力是大學計算機基礎教育的一個重要目標，需要不斷地進行探索和實踐。本文提出的改革探索也需要不斷地進行總結和完善，以取得更理想的教學效果。■

參考文獻

[1]戰德臣.計算思維與大學計算機課程改革的基本思路[J].中國大學教學，2013（2）：56-60.

[2]教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會.大學計算機基礎課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，

2016.