面向計算思維培養的醫學生計算機教學改革研究

姚琳+張筠莉+胡樹煜+尚丹梅+趙慧+姜涌

[摘 要]本文主要闡述以能力培養為主要目標的醫學院校計算機課程教學模式。這種模式以培養醫學生計算思維作為計算機教學的新方向，在教學中選取典型醫學應用案例改革教學內容，引入任務驅動的教學方法并改革課程評價方式。筆者認為計算思維理念的引入，有利于提高學生對計算機課程的學習興趣和學習的主動性。

[關鍵詞]醫學生；計算思維；計算機；教學

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.20.142

[中圖分類號]R-4 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）20-0-02

1 計算機教學目前存在的問題

計算機課程是各高校開設的必修課程之一，但由于學生的個體差異較大，計算機水平參差不齊，在延續傳統教學內容和教學方法時學生們對該課程的重視程度和學習興趣逐漸下降。在醫學院校，這種問題更加突出，學生們認為自己將來要當醫生，程序設計對今后的工作學習沒有幫助，即使通過了國家計算機等級考試，學生們也缺乏將計算機應用和專業醫學知識相結合的思維能力。

目前，錦州醫科大學開設了計算機基礎、計算機應用兩門必選課程，主要講解常用辦公軟件Microsoft Office系列以及Visual FoxPro程序設計，還有一些選修課程，例如Flash動畫制作、Dreamweaver網頁制作等。以Visual FoxPro數據庫程序設計為例，課程涵蓋內容較多，包括數據庫的基本概念和操作、面向過程和面向對象程序設計、SQL結構化查詢語言等，而學生們的計算機水平參差不齊，學習興趣也不高，重視程度也不夠。這導致課程結束后，學生們并不具備結合所學知識解決實際問題的能力，因此有必要改革現有的教學模式。

2 計算思維的提出

人類具有多種思維方式，藝術思維、宗教思維、科學思維等，其中科學思維是指人類在科學活動中所使用的思維方式，科學思維可以分為實證、邏輯和計算思維三種。計算思維是以抽象化和自動化，或形式化、程序化和機械化為特征的思維方式。計算思維的出現遠早于計算機的出現，計算機的發展極大地促進了計算思維的研究和應用，使得計算思維在科學研究和工作中得到廣泛的認可。周以真教授認為，計算思維是21世紀中葉每一個人都要用的基本思維方式。

計算機課程早期主要是培養學生的實踐技能，計算機普及后又逐步發展為培養學生的計算機能力，通過多年的教學實踐形成了以培養學生計算機能力的理論、教材、教學模式和評價標準。計算思維概念的提出為大學計算機教育指引了新的方向，能幫助學生們更深刻地理解計算的本質和計算機求解問題的方法，有利于學生進行基礎知識和專業知識的融合。

計算思維在醫學生培養方面尤其重要，醫學生不僅要熟練掌握醫學科學技術理論，具備豐富的實踐經驗，更要求具備將疾病的一般規律用于判斷特定個體所患疾病的思維能力，需要對實踐材料進行整理加工和綜合比較分析，這些都可以從培養醫學生的計算思維做起。

3 在教學中培養學生的計算思維能力

3.1 改革教學內容

計算機課程分為三個部分，學生必修的考試課計算機應用以Visual FoxPro程序設計為主，學生必修的考查課計算機應用以常用辦公軟件為主，學生可以根據興趣選修的課程有Flash動畫制作、Photoshop圖像處理、Dreamweaver網頁制作及計算機網絡等。各門課程根據醫學特色選取合適的案例，案例集的選取要既要能覆蓋這個課程的各主要知識點，體現知識點之間的聯系，具有延續、承前啟后的作用，也要接近生活實際，有趣、實用，更要由淺入深、循序漸進。

在計算機應用的程序設計課程中，教學內容圍繞設計簡版的醫院管理系統展開教學，依據病人掛號登記、問診、診斷、入院辦理、藥品管理及各種指標的存檔分析等實際應用，設計教學內容，并結合數據庫設計、表單設計、程序設計及SQL查詢等多方面知識點。例如：設計的醫院信息管理數據庫包括患者信息表（住院號、姓名、性別、出生日期、婚否、住址、過敏史、家族病史、血型、入院日期、出院日期、住院科室、預付押金、聯系方式、診斷、住院費用）、住院費用表（住院號、費用類別、費用名稱、單價、用量、單位、費用小結、收費日期）、床位分配表（住院號、醫生姓名、護士姓名、床位號）數據庫需設置表間的永久聯系，選擇合理的主鍵，并設置參照完整性。

在各門選修課的內容中也結合醫學特色。例如：在Flash動畫制作中制作肺循環的逐幀動畫、視覺成像的漸變動畫、呼吸運動的引導線動畫，在交互動畫中可以設計肺部空氣交換、細胞運動等。

3.2 改革教學方法

根據課程特點采用講授法和任務驅動法相結合的教學方法。講授法使得教師能在較短時間內按照一定的體系步驟向學生傳授較多的知識信息，教學效率高、通用性強，在教學中得到廣泛應用。但講授法以教師為主，學生學習起來較被動，無法滿足培養計算思維的要求。結合任務驅動法教學，可以由傳統模式下教師“授業、解惑”轉變為以“啟發、引導”為主的思維訓練模式，教師從“知識的傳授者”轉變為“思想的啟發者”，讓學生成為學習的主體。

在計算機應用的程序設計課程中，針對各章節內容的特點，分離主次知識點，重點講解核心知識點，次要知識點要求學生自主學習。例如：在講解VFP數據類型、函數與表達式部分時，教師應主要向學生講解變量的定義、賦值及各類運算符的作用，大量的具體函數無需詳細簡介，學生可以參考函數說明自主上機學習。在面向過程的程序設計部分，通過圖形設計、數據排序、查詢等典型例題講解各種分支、循環以及嵌套結構的執行過程。讓學生理解分支、循環結構的語句及執行過程，培養學生利用程序方式解決其他領域問題的計算思維能力。在面向對象的程序設計部分，對象的屬性、事件、方法等內容只講解使用頻率最高的部分，重點講解屬性的靜態和動態設置、事件編寫代碼、調用方法程序，其余的屬性、事件、方法學生可以參考VFP-MSDN Library提供的幫助在應用時自學。

在Flash動畫制作、Photoshop圖像處理、Dreamweaver網頁制作等課程中，可以采用任務驅動法，以不同知識點為單元設計實驗的主題內容，使學生在完成實驗的同時掌握主要操作內容及對應知識點。任務驅動法可以更好地引導學生自主學習。

3.3 改革評價方式

教學內容和教學方法的改革必然會引起考核方式的變革，采取恰當的考核方法能更好地引導學生重視學習過程，培養思維能力和操作能力。錦州醫科大學早在2012年就進行了課程考核改革，改變原來單一的依據期末試卷的評價方式，引入平時表現、期中考試、課程設計等多種評價方式，課程考核分為形成性考核和終結性考核兩種方式，見表1。

在計算機課程的考核中額外引入課程設計單元，學生通過課程設計環節，將所掌握的知識加以應用，在對知識融會貫通的基礎上，設計出滿意的作品。這有利于培養學生的計算思維，調動學生的學習興趣和積極性。

4 結 語

通過兩年多的教學實踐，學生們在學習興趣和學習主動性方面都有明顯提高，成績良好率逐年增加。在必修課程結束后有更多的學生主動參加國家計算機等級考試，計算機選修課也更受學生的歡迎，還有的學生通過網易云課堂和公開課主動學習計算機方面的其他課程。

在計算機教學中引入計算思維的理念，充分結合醫學特色改革現有教學模式，有利于提高醫學生的學習興趣和主觀能動性，可以為以后的學習打下更堅實的基礎。

主要參考文獻

[1]劉向永，周以真，王榮良，等.計算思維改變信息技術課程[J].中國信息技術教育，2013（6）.

[2]李廉.計算思維——概念與挑戰[J].中國大學教學，2012（1）.endprint