常小紅++盧虹冰++廖琪梅++張國鵬++劉洋++張曦

摘 要 就目前醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機(jī)課程存在的問題進(jìn)行分析，并結(jié)合醫(yī)學(xué)學(xué)科專業(yè)特點，對該課程的教學(xué)理念、教學(xué)模式及考試模式進(jìn)行改革探索，皆在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的計算思維能力和使用計算機(jī)解決問題的能力。

關(guān)鍵詞 大學(xué)計算機(jī)；計算思維；教學(xué)改革；醫(yī)學(xué)應(yīng)用

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)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(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授在《美國計算機(jī)學(xué)會通訊》上發(fā)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(yǎng)大學(xué)生計算思維能力已經(jīng)得到共識[1]。慕課（MOOC，Massive Open Online Courses，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程）是近些年涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式。從2008年起，一大批教育工作者開始采用這種課程結(jié)構(gòu)，全球很多大學(xué)成功主辦了自己的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程。在我國，MOOC同樣受到很大關(guān)注，很多知名院校（包括清華大學(xué)、北京大學(xué)等）都開設(shè)了自己的MOOC課程。

本文對醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機(jī)課程的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討如何解決目前醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機(jī)課程教學(xué)中存在的問題，并結(jié)合醫(yī)學(xué)院校學(xué)科專業(yè)特點，開展以“計算思維+”為指導(dǎo)的教學(xué)內(nèi)容改革探索，開展面向“計算思維+”的MOOC線上線下混合學(xué)習(xí)探索，開展多層次多角度的考核模式探索。

2 醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機(jī)課程教學(xué)存在的問題

對大學(xué)計算機(jī)課程作為基礎(chǔ)類課程的地位認(rèn)識不足 計算思維是科學(xué)思維的三大支柱之一，其培養(yǎng)以計算機(jī)學(xué)科為代表，而大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)將擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的主要任務(wù)。目前，大學(xué)計算機(jī)作為基礎(chǔ)類課程的觀點逐步得到教學(xué)行政部門與高校的重視，其教學(xué)內(nèi)容也正在實現(xiàn)由“基于知識的技能傳授”向“基于應(yīng)用的思維能力培養(yǎng)”的轉(zhuǎn)變過程中。但是就目前情況來看，相當(dāng)一部分醫(yī)學(xué)院校對于大學(xué)計算機(jī)課程定位認(rèn)識模糊，出于慣性的作用，課程教學(xué)目標(biāo)更多地側(cè)重于軟件工具的操作使用。在教學(xué)中注重計算機(jī)所具有的工具屬性，在一段時間內(nèi)、一定程度上、特定的范圍內(nèi)有效解決了學(xué)生技能培養(yǎng)的需求，但過分倚重課程內(nèi)容的工具性，必將導(dǎo)致學(xué)生對計算的正確認(rèn)知和計算思維能力培養(yǎng)的不足[2]。

大學(xué)計算機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時存在矛盾 醫(yī)學(xué)院校由于醫(yī)學(xué)課程門數(shù)及內(nèi)容繁多，加上醫(yī)師資格考試通過率的壓力，很多學(xué)校大量壓縮基礎(chǔ)課程的學(xué)時，導(dǎo)致第一門大學(xué)計算機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時矛盾突出。在學(xué)時減少的情況下，教學(xué)內(nèi)容卻沒有減少。在授課過程中，教師為了完成教學(xué)任務(wù)，趕上教學(xué)計劃，多數(shù)內(nèi)容不能詳細(xì)講解。造成的結(jié)果是：學(xué)生感覺學(xué)了許多內(nèi)容，卻沒有學(xué)透，甚至有的學(xué)生感覺計算機(jī)基礎(chǔ)課程很難學(xué)。

在本次問卷調(diào)查中（為了進(jìn)一步提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，了解學(xué)生的情況與需求，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，教學(xué)組近幾年堅持做了問卷調(diào)查。本次約260份調(diào)查問卷，調(diào)查對象為剛學(xué)完大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的大學(xué)一年級學(xué)生），學(xué)完這門課程后感覺收獲較大的學(xué)生僅占約60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到教師預(yù)期的目標(biāo)；甚至約50%的學(xué)生覺得本課程的理論課難度大、不好學(xué)。因此，教師在教學(xué)中必須精選內(nèi)容，那么講哪些內(nèi)容才能讓學(xué)生接受并能夠滿足他們的需求，成為一個非常關(guān)鍵的問題。

大學(xué)計算機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)與醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科的融合越來越緊密，對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科的支撐越來越顯重要。如今的醫(yī)學(xué)越來越離不開計算機(jī)，學(xué)習(xí)計算機(jī)、使用計算機(jī)對于醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生來說是非常重要的。但是，目前多數(shù)醫(yī)學(xué)院校的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容與醫(yī)學(xué)專業(yè)嚴(yán)重脫節(jié)?，F(xiàn)階段，大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校采用針對非計算機(jī)專業(yè)的大眾化教材，這些教材基本內(nèi)容相同，教材編寫者基本上形成思維定式。在教學(xué)中，教師在教學(xué)設(shè)計等方面與醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科結(jié)合程度不高，引用的案例醫(yī)學(xué)特色突出不夠，不足以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這樣的結(jié)果是：使得本來學(xué)生感興趣、愿意學(xué)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(xué)生不知道學(xué)習(xí)這門課程有什么用，尤其是為什么要學(xué)習(xí)程序設(shè)計。

大學(xué)計算機(jī)課程教學(xué)對象的知識水平參差不齊 雖然大多數(shù)城市在小學(xué)、大多農(nóng)村在中學(xué)就普及了信息技術(shù)課程，但學(xué)生的實際水平差異很大。本次調(diào)查結(jié)果顯示：4.3%的學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前從未接觸過計算機(jī)，21.4%的學(xué)生能夠熟練操作各種辦公軟件，28%的學(xué)生會安裝各種系統(tǒng)和軟件，1.9%的學(xué)生懂得一門計算機(jī)語言，1.6%的學(xué)生取得過國家計算機(jī)相關(guān)證書。目前，多數(shù)醫(yī)學(xué)院校的計算機(jī)基礎(chǔ)課程基本上采用大班統(tǒng)一授課的模式，并沒有針對教學(xué)對象的水平開展層次教學(xué)或分班教學(xué)。固定統(tǒng)一的教學(xué)模式必然導(dǎo)致一部分學(xué)生“跟不上”，一部分學(xué)生“吃不飽”，教學(xué)沒有達(dá)到因材施教。

大學(xué)計算機(jī)課程的考核模式不能完全體現(xiàn)教和學(xué)的效果 目前，多數(shù)醫(yī)學(xué)院校的大學(xué)計算機(jī)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(quán)重。理論考核主要采用閉卷的方式進(jìn)行，試卷的命題多以知識點為主，題型形式固定，主要考查學(xué)生對知識的理解和記憶，很難檢測學(xué)生多樣性的學(xué)習(xí)行為及個性化的智能水平。實踐主要以學(xué)生平時完成的上機(jī)作業(yè)進(jìn)行考核，這種形式一定程度上能夠檢查學(xué)生的動手能力，但是實踐作業(yè)多以統(tǒng)一的要求、統(tǒng)一的模板進(jìn)行，并沒有考查學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主能力以及團(tuán)隊合作能力。

3 醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機(jī)課程綜合教改的探索及分析

目前，培養(yǎng)大學(xué)生計算思維能力已經(jīng)得到共識，能否利用計算科學(xué)對人體復(fù)雜的生理、病理、生化、藥理等過程及臨床復(fù)雜問題進(jìn)行分解、提煉歸納、系統(tǒng)設(shè)計，并應(yīng)用計算機(jī)解決基礎(chǔ)及臨床中的實際問題，正是計算思維能力在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的體現(xiàn)。大學(xué)計算機(jī)課程除了獨立的課程內(nèi)容外，還與其他學(xué)科與專業(yè)課程有著密不可分的關(guān)系，應(yīng)承擔(dān)起培養(yǎng)大學(xué)生計算思維能力的任務(wù)。培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的計算思維能力，并不是將原有的課程體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容完全推翻，而是在原有基礎(chǔ)上的提升。

以“計算思維+”為指導(dǎo)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式改革探索

1）教學(xué)理念向“計算思維+”升級過渡。教學(xué)理念是教員對教學(xué)活動的看法和持有的基本的態(tài)度和觀念，教員的教學(xué)理念如何，直接影響到教學(xué)改革和教學(xué)效果的好壞。教師在進(jìn)一步提升教學(xué)理念和對計算思維深入認(rèn)識的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)從計算思維向“計算思維+”的過渡。在教學(xué)設(shè)計層面應(yīng)更加注重突出計算思維的指導(dǎo)理念和在社會學(xué)科發(fā)展中的作用，在教學(xué)實施層面歸納形成與教學(xué)內(nèi)容相呼應(yīng)的計算思維核心概念，在設(shè)計層面和實施層面同時完成向“計算思維+”的升級。

2）教學(xué)內(nèi)容與“計算思維+”的深入融合。教學(xué)內(nèi)容是指教學(xué)過程中同師生發(fā)生交互作用、服務(wù)于教學(xué)目的達(dá)成的動態(tài)生成的素材及信息?；凇坝嬎闼季S+”的要求對課程內(nèi)容進(jìn)行組織與建設(shè)，針對醫(yī)學(xué)院校本科生的培養(yǎng)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(yǎng)對知識點的講解進(jìn)行設(shè)計，形成計算思維與知識體系關(guān)聯(lián)與有機(jī)融合。

3）開展面向“計算思維+”的線上線下混合學(xué)習(xí)實踐。隨著MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等新型授課模式的快速發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”中不斷涌現(xiàn)的新媒體技術(shù)，能夠有效解決課程內(nèi)容多、學(xué)時少的教學(xué)困境。MOOC在創(chuàng)造在線環(huán)境、促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容改革與提升、滿足學(xué)生個性化需求、利用在線數(shù)據(jù)進(jìn)行定量評估、增強(qiáng)教學(xué)效果、改進(jìn)課堂學(xué)習(xí)等方面已展現(xiàn)出極大優(yōu)勢。教學(xué)組基于建設(shè)的MOOC，在本校開展面向“計算思維+”的混合學(xué)習(xí)探索與實踐。課程基本情況如下。

教學(xué)對象：大學(xué)一年級各醫(yī)學(xué)專業(yè)新生。

人數(shù)：500人左右，共4個普通班+MOOC實驗班。

學(xué)習(xí)方式：在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合。

授課教師：3～5位，實驗員+助教。

授課時間：12周，共40學(xué)時。

其中在線學(xué)習(xí)注重知識的寬度，主要內(nèi)容包括視頻、討論、作業(yè)與測試等，主要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力；線下教學(xué)注重深度，內(nèi)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(yǎng)學(xué)生利用計算機(jī)解決實際問題的能力。通過線上的寬度學(xué)習(xí)和線下的深度教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實際動手能力，為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

有效體現(xiàn)“計算思維+”的考核模式改革 傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要以期終考試成績作為學(xué)員學(xué)習(xí)效果的評價依據(jù)，注重學(xué)員獲得知識的準(zhǔn)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(yǎng)要求的評價，無法形成完整全面的科學(xué)反饋。對于MOOC，采用不同教學(xué)模式及線上、線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，更關(guān)注學(xué)員在整個學(xué)習(xí)過程中利用計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)資源解決現(xiàn)實及專業(yè)問題的能力等。進(jìn)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(xué)改革教學(xué)效果評價 通過多層次考核、問卷調(diào)查和MOOC平臺數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，對學(xué)生混合學(xué)習(xí)的效果進(jìn)行評價，對評價結(jié)果進(jìn)行研究分析，反饋指導(dǎo)教學(xué)的改進(jìn)和調(diào)整，從而使教學(xué)形成一個良好的循環(huán)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(xué)模式的班級學(xué)習(xí)效果進(jìn)行定量評價、對照分析。

2）學(xué)習(xí)效果問卷調(diào)查：調(diào)查問卷內(nèi)容主要包括對視頻自學(xué)、課堂教學(xué)、看書自學(xué)等混合學(xué)習(xí)效果的評價，對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度、視頻的質(zhì)量、課程設(shè)計、存在問題等的主觀評價。

3）基于MOOC平臺的課程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析：通過對MOOC平臺提供的學(xué)習(xí)過程監(jiān)控、學(xué)習(xí)行為收集、多樣化考核及成績的自動處理數(shù)據(jù)，以及伴隨教學(xué)過程自動聚集的大量數(shù)據(jù)的定量分析，得到對課程教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)的量化評價結(jié)果，指導(dǎo)課程建設(shè)的進(jìn)一步改進(jìn)完善。

4 結(jié)語

培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力是大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的一個重要目標(biāo)，需要不斷地進(jìn)行探索和實踐。本文提出的改革探索也需要不斷地進(jìn)行總結(jié)和完善，以取得更理想的教學(xué)效果?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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

[2]教育部高等學(xué)校大學(xué)計算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會.大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[M].北京：高等教育出版社，

2016.