在“醫學信息分析與決策”教學中打造“金課”

周珂 蔡潔 王龍

摘? 要： 如何淘汰“水課”、打造“金課”，是目前高等學校教育的熱門話題。醫學信息分析與決策課程數學公式多、原理復雜，采用傳統教學方法很難激起學生的學習興趣。以打造“金課”為最終目標，在課程教學中引導學生帶著問題進行思考和學習，然后通過生動有趣的生活例子來進行數學公式的講解，使學生明白這些數學公式背后的含義，最后再結合本領域數據，說明數據分析方法的應用場合，激發學生的高階思維活動，變被動學習為主動學習，做到學以致用，從而打造真正的“金課”。

關鍵詞： 金課; 教學方法; 數據分析; 數學公式的理解

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標志碼：? ? ?文章編號：1006-8228（2020）02-84-05

Creating a "high-quality lesson" during the teaching of medical information

analysis and decision course

Zhou Ke， Cai Jie， Wang Long

（School of Information Engineering， Guangdong Medical University， Zhanjiang， Guangdong 524023， China）

Abstract： How to eliminate the "poor-quality lessons" and create a "high-quality lessons" is a hot topic in college education.The course of medical information analysis and decision has many mathematical formulas and complicated principles.It is difficult to stimulate students' interest in learning by traditional teaching methods. The heuristic teaching is used in this course to enable students to think and learn with questions，and then explain the mathematical formulas through vivid and interesting life examples， so that students can understand the meaning behind these mathematical formulas，and finally combine with the data in this field to explain the application scenarios of the data analysis method. The application of analytical methods stimulates students' thinking activities，changes passive learning to active learning， and truly applies what they have learned， thus creating a true "high-quality lessons ".

Key words： high-quality lessons; teaching method; data analysis; understanding of mathematical formulas

0 引言

“金課”這個概念是在2018年《關于狠抓新時代全國高等教育本科教育工作會議精神落實的通知》（教高【2018】8號）中正式寫入教育部的文件，里面明確指出：各高校要全面梳理各門課程的教學內容，淘汰“水課”、打造“金課”，合理提升學業挑戰度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質量。本研究以“醫學信息分析與決策”這門課程為例，探討如何在醫學院校打造“金課”，淘汰“水課”。

如今是大數據的時代，數據分析無處不在，而在醫院里面，也產生如病人就診、醫生處方、檢驗結果、藥品、費用、影像等各種類型的數據，如何對這些大量的數據進行分析，從中獲得有用的信息，是目前醫院面臨的難題。這些數據之所以沒有被利用，主要原因是很多醫生沒有進行過系統的數據分析學習，有數據而無從下手;有些醫生雖然學習了一些常用數據分析方法，但是不知如何把這些方法利用在實際的數據處理中。存在這些問題，主要是因為存在難度，數據分析通常要面對一些復雜的數學公式，很多人都不明白這些公式的原理，因此沒法把這些分析數據的方法應用起來。而在傳統的醫學院校計算機課程設置中，也缺乏交叉融合的教學內容研究和典型的交叉融合課程，使計算機基礎教學對學生后繼計算機應用和創新能力的支撐不夠。

2009年，教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會發布了《高等學校計算機基礎教學發展戰略研究報告暨計算機基礎課程教學基本要求》（簡稱“基礎要求”），給出了基于“1+X”體系的核心課程組成。其中，醫藥類課程的“X”中就包括了醫學信息分析與決策[1]。

基于以上分析，我校于2012年開始進行本科非計算機專業的計算機課程教學改革，將全校醫學類專業學生的計算機課程體系分為三個層次，其中大部分的醫學專業都開設以醫學數據分析為主的“醫學信息分析與決策”課程。

醫學信息分析與決策課程以培養學生數據分析能力為核心，通過大量醫學數據分析案例給學生講解計算機常用的數據分析方法，并將這些方法應用于將來的工作和生活中。這門課程主要通過介紹數學、計算機和運籌學領域常用的一些數據分析方法，涉及很多抽象的數學公式和數學模型。針對醫學專業的學生，本課程的教學思想是：將數學公式和日常生活的例子相結合，使學生理解數學公式真實的意義，激發學生的學習興趣，同時在整個教學過程中引導學生對待問題應該如何思考和解決問題，打造“金課”。

1 “金課”的理解

1.1 “金課”概論

“金課”的特點是突出以學生為中心，注重學生高階能力的培養。在第十一屆“中國大學論壇”上，教育部高等教育司司長吳巖提出“金課”的“兩性一度”的評價標準：高階性、創新性、挑戰度。與之相對的“水課”也具備三個特性：低階性、陳舊性和教師不用心。美國著名心理學家、教育家布盧姆（Bloom）將認知過程分為記憶、理解、應用、分析、評價和創造共六個層次，前三個屬于低階層次的認知，后三個屬于高階層次的認知[2]。因此，我們要在“金課”中打造高階課堂，即要在教學過程中讓學生掌握高階知識，形成高階思維，發展高階能力。

1.2 “金課”中如何啟發學生的高階能力

高階能力是以高階思維為核心的解決復雜問題或完成復雜任務的心理特征，是發生在較高認知水平上的心智活動或較高層次的認知能力，它主要包括創新思維、問題求解、決策、批判性思維等方面。因此在教學過程中教師應多啟發學生[2]。“啟”的工作由教師來完成，而“激發”則是落實到學生身上，激發學習興趣、想象力和創新能力，這也正是對“學生為主體，教師為主導”這一現代教學觀的最好詮釋。

“以學生為主體”主要體現在教學過程中，要善于掌握學生的學習心理，善于運用學生熟悉的知識、事物。在講課中，要啟發學生思考，就要注意遵循學生的思維規律，其中很關鍵的是要盡量在學生已有認知的基礎上展開新的知識傳授。另外，還要善于調動學生的學習積極性，可以用跟課程有關的有趣背景知識、生動的語言來吸引學生的興趣。

“以教師為主導”要求教師對課程有整體把握，對所教授課程的基本內容、教學大綱要求、學時數安排，做到心中有數;對所選教材各章節的重點、難點在什么地方，它們之間有什么聯系，課后的習題怎么安排等都要在學期之初做好充分的準備。這些都是上好“金課”的基礎，否則教學的“含金量”便無從談起了。每堂課都精心設計，思考如何引入問題，展開論述，例題要怎樣穿插，學生要怎樣參與，以及應該布置哪些預習等，都有仔細的安排。因此，就需要增加課堂教學的“含金量”，要創造更多的給學生思考的機會，將課堂教學中的重學輕思轉變為學思結合[3]。

2 “金課”的具體實施

要避免“水課”、打造“金課”，在具體的教學過程體現在問題引入、問題詮釋和問題解決三個環節的教學設計。

2.1 問題引入—好的問題可以激發學生的高階思考

避免“水課”，要從問題引入開始，學生圍繞問題進行學習，因此問題的設計是教學過程中關鍵的環節[4]。每次開始上課都是學生注意力最集中的時候，因此開始上課的內容一定要激起學生的興趣。例如在講解多目標決策這一章內容時，我們會首先設問：“如果你是醫院的院長，當每個科室都缺人時，你該怎么辦？”引入課程的內容，很多醫院里面已經存在一些基本的統計數據，如圖1所示。這些數據學生會感到有一些熟悉，但是他們又不知道如何利用這些數據，因此，會引起他們很大的好奇心去思考如何將這些數據利用起來。只要在教學過程中能引領學生不斷思考，那么這門課程就不是“水課”了。

教師在這個時候，就可以進一步拋出新的問題，例如“能否求每個科室的工作量，如何求每個科室的平均工作量？”，就引入這次課程的核心內容“歸一化”和“熵”。歸一化的公式為： [pij=rijrij]，熵的公式為：[ej=-ki=1mpij*lnpij（k=lnm）-1]。如果一開始就介紹這些公式的使用而不講清楚公式的原理，學生就可能聽得云里霧里，不知道為什么要學這些晦澀難懂的公式和原理，也會被這些抽象的公式嚇到。因此，如何講清楚這些公式的原理是學習的關鍵。

2.2 問題詮釋——數據分析中關于數學公式的講解

面對枯燥而高深的數學公式，如何給醫學生講明白這些公式的原理，是教學過程中的一個難點。因此在教學過程中，我們通過一些生活中的實際例子，來說明這些公式的意義。

例如講解“歸一化”這個知識點，先提問“一個蘋果加兩條香蕉等于多少？”，學生一看到這個例子，會感覺到很熟悉，但是又不敢隨便回答，因為畢竟這是在大學課堂的提問，需要好好思考一下。緊接著再問“三個床位+兩個肌注等于多少”，這時同學們就明白不同單位的數據是無法相加的，怎么樣把他們的單位統一呢？答案就是“歸一化”。這樣，學生很快就明白原來“歸一化”的目的就是為了統一不同指標的單位。那么將來他們在做數據處理的時候，如果發現有單位不統一的，自然就會想到“歸一化”了。

另外研究發現，人類對圖片視覺刺激比文字視覺刺激要大得多。因此，在課程講解過程中，我們會盡量多的使用圖片來進行展示（如圖2所示），很多數學公式看起來很抽象，但是利用圖解的方法，學生就能很直觀地理解這些公式的含義，使學生看到數學公式能一目了然，不會產生恐懼感。

例如講解“熵”這個知識點，首先通過“猜猜誰是世界杯冠軍，需要多少次才能猜中？”這個游戲開始，引入熵的概念，再介紹熵的公式的產生步驟（如圖3所示），進而說明為何熵可以用來確定各個指標的權重，讓學生明白這些數學公式都是來源于生活。

在整個課程的教學中，教師始終在引導學生思考“當我們遇到一些問題，應該如何解決。”同時給學生強調，所有的數學公式都是來源于生活，生活中遇到一些無法解決的問題時，對這些問題進行抽象，才會產生各種各樣的數學公式，這些公式能幫助我們解決很多實際問題，只有在學習過程中不斷思考，才能提升學生的高階能力

2.3 問題解決——如何做到學以致用，打造真正的“金課”

要成為真正的“金課”，在學習了很多的數據分析方法以后，還有一個關鍵的問題就是如何將這些方法用到實際的醫學數據分析中去，這是一個歸納總結和創新的過程。教師在講述每一種方法時，都要引導學生思考，如何將這個方法應用于他們將來的工作領域。例如講解“關聯規則”時，經典的案例是“啤酒和尿布”的購物籃分析，那么，如何將“關聯規則”這個方法應用于醫學領域呢，對于藥學專業的學生，教師可以提示學生把該規則應用于藥品關聯規則，分析哪些藥品是會被醫生同時開處方，從而發現藥品與藥品之間的關聯，特別是在中藥處方里，可能會發現一些以前沒有被醫生關注到的規則。這樣，學生在老師的引導下，就會結合自己的專業領域思考，如何將學習的方法應用起來，從而啟發學生的高階能力。

最后，在所有數據分析方法講解完成后，再布置一個綜合設計的作業，讓學生用自己學到的數據分析方法，設計一個綜合分析案例，要求每個人的設計案例都不一樣。這個環節需要學生對所學的內容進行歸納分析并結合自己的實際領域進行應用，在往屆的作品設計中，很多同學都迸發出很多好的想法，例如把關聯規則應用于呼吸道疾病判斷、把多目標決策應用于麻醉方案的選擇，還有把決策樹應用于髖關節手術方案選擇等等。這個環節可以大大提升學生的綜合分析水平和創新能力，使學生的思維之花得以綻放，真正做到學以致用。

3 小結

正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”，打造“金課”正是貫徹這一理念的具體體現，通過教師的“啟”而“激發”學生的高階能力和創新能力。在整個教學中，以學生熟悉的生活中的例子，引入數學公式，激發學生的學習興趣，在解決問題的同時提煉了學習重點，從而提高了課程的“含金量”。

如今我們已經進入大數據發展的飛速時期，數據分析已經深入到各行各業，在醫學領域，《醫學信息分析與決策》能為醫學生提供不同的數據分析方法，使醫院里面的各類數據能夠真正的被利用起來。因此，未來我們將需要更多醫學大數據分析的人才，將分析得到的結論應用到醫藥衛生行業，來真正提高管理和服務質量，這樣才能使大數據真正實現其潛在的“大價值”[5]。

參考文獻（References）：

[1] 何欽銘，王浩.面向新工科的大學計算機基礎課程體系及課程建設[J].中國大學教學，2019.1：39-43

[2] 李志義."水課"與"金課"之我見[J].中國大學教學，2018.12： 24-29

[3] 吳翊.啟發式教學再認識[J].中國大學教育，2011.1：67-68

[4] 周再紅，王江，熊剛強.問題驅動教學法在《醫學信息分析與決策》教學中的應用[J].電腦知識與技術，2018.14（18）：124-125

[5] 周怡，杜珠英，彭勇.地方醫藥院校"醫學信息分析與決策"課程的定位與變革[J].中華醫學圖書情報雜志，2015.4：73-77