周再紅　王江　熊剛強(qiáng)

摘要：《醫(yī)學(xué)信息分析與決策》課程概念多、原理復(fù)雜，傳統(tǒng)教學(xué)方法學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率低。采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)大問(wèn)題、小問(wèn)題或大問(wèn)題和小問(wèn)題相結(jié)合的方式，使學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；問(wèn)題驅(qū)動(dòng)；醫(yī)學(xué)信息分析與決策；創(chuàng)新思維；問(wèn)題設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642. 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）18-0124-02

Application of Problem-Based Learning in Teaching of Medical Information Analysis and Decision Making

ZHOU Zai-hong， WANG Jiang， XIONG Gang-qiang

（（School of Information Engineering， Guangdong Medical University， Dongguan 523808， China）

Abstract： There are many concepts and complicated principles in the course of medical information analysis and decision making. Problem-Based Learning is adopted and design big problems， small problems or a combination of big problems and small problems according to the different teaching content in order to make students think and study with problems， stimulate students' thinking activities， change passive learning into active learning and improve the effect of teaching in class.

Key words： Teaching Methods； Problem Driven； Medical Information Analysis and Decision Making； Innovative Thinking； Problem Design.

1 引言

隨著信息化技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)社交媒體等的飛速發(fā)展，各行各業(yè)數(shù)據(jù)量激增，為了挖掘出數(shù)據(jù)中潛在的巨大價(jià)值，各行各業(yè)都需要既懂業(yè)務(wù)又懂信息分析與處理的人才。適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，各高校紛紛開(kāi)設(shè)信息分析與處理相關(guān)課程。我校也不例外，在非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的信息技術(shù)第三層次課程中開(kāi)設(shè)了《醫(yī)學(xué)信息分析與決策》[1][2][3]。該課程涉及經(jīng)典的信息分析與決策方法。課程內(nèi)容多、原理復(fù)雜、課時(shí)少，因此對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)難度較大。怎樣讓學(xué)生用最少的時(shí)間學(xué)到分析與決策方法的本質(zhì)并應(yīng)用于將來(lái)的工作實(shí)際中，是教學(xué)中困擾教師的一個(gè)問(wèn)題。

所有的思維活動(dòng)都是針對(duì)問(wèn)題的，如果沒(méi)有問(wèn)題就沒(méi)有思維，更沒(méi)有創(chuàng)新思維，也就談不上創(chuàng)新能力。因此，在教學(xué)中如果能夠設(shè)置一些問(wèn)題，激發(fā)起學(xué)生的思維活動(dòng)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，圍繞問(wèn)題的解決而思考，這樣勢(shì)必提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，從而提高課堂學(xué)習(xí)效率。

2 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)方法，即教師將要講授的知識(shí)點(diǎn)以問(wèn)題的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，驅(qū)動(dòng)學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)，讓學(xué)生尋求探索解決問(wèn)題的方法，從而掌握知識(shí)，開(kāi)發(fā)智力，提高技能，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[4]。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)是一種由問(wèn)題引發(fā)的教學(xué)方法，以問(wèn)題為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，以問(wèn)題為核心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師通過(guò)提問(wèn)、創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)計(jì)問(wèn)題、解決問(wèn)題等幾個(gè)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

《醫(yī)學(xué)信息分析與決策》這門(mén)課程包含多個(gè)專(zhuān)題，每個(gè)專(zhuān)題中的概念多，原理涉及較多的數(shù)學(xué)知識(shí)，而通常的講法是先講解概念，然后再講解原理，最后講解具體實(shí)例。但是這樣學(xué)生學(xué)概念的時(shí)候會(huì)感覺(jué)枯燥無(wú)味，學(xué)原理的時(shí)候感覺(jué)云里霧里，不知道為什么要學(xué)這些晦澀難懂的概念和原理，學(xué)習(xí)沒(méi)有動(dòng)力，完全被動(dòng)學(xué)習(xí)。運(yùn)用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，教師將待講授的專(zhuān)題或知識(shí)點(diǎn)以問(wèn)題的形式拋出，或讓學(xué)生自己提出問(wèn)題，然后學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，這樣變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高課堂學(xué)習(xí)效率。

3 問(wèn)題的設(shè)計(jì)

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法以問(wèn)題為核心，學(xué)生圍繞問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此問(wèn)題的設(shè)計(jì)成為問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法的關(guān)鍵[5]。所設(shè)計(jì)的問(wèn)題既要包含待講授的知識(shí)點(diǎn)，又要比較有趣或者與其專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用相關(guān)。在教學(xué)中，我們進(jìn)行了三種問(wèn)題設(shè)計(jì)，一是針對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)，稱(chēng)為小問(wèn)題設(shè)計(jì)；一是圍繞所學(xué)習(xí)的專(zhuān)題進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的問(wèn)題貫穿整個(gè)專(zhuān)題的教學(xué)過(guò)程，稱(chēng)為大問(wèn)題設(shè)計(jì)；一是針對(duì)專(zhuān)題設(shè)計(jì)大問(wèn)題，該問(wèn)題貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，具體的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)過(guò)程中再設(shè)置小問(wèn)題，稱(chēng)為大問(wèn)題和小問(wèn)題相結(jié)合的問(wèn)題設(shè)計(jì)。

3.1 小問(wèn)題設(shè)計(jì)

對(duì)于要講授的知識(shí)點(diǎn)，以問(wèn)題的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。如關(guān)聯(lián)規(guī)則部分的教學(xué)，教材中首先介紹了關(guān)聯(lián)規(guī)則的一些基本概念，然后介紹了挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的Apriori算法，最后舉了一個(gè)實(shí)例。教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容就是Apriori算法。對(duì)此，我們進(jìn)行了如下教學(xué)設(shè)計(jì)：

首先由啤酒和尿布的故事引出發(fā)現(xiàn)并利用關(guān)聯(lián)規(guī)則的實(shí)際意義，激發(fā)學(xué)生們自己思考“怎樣發(fā)現(xiàn)并利用關(guān)聯(lián)規(guī)則？”，接著給出答案并列出挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的Apriori算法：

Apriori算法的主要步驟：

（1） 掃描全部數(shù)據(jù)，產(chǎn)生候選1-項(xiàng)集的集合C1；

（2） 根據(jù)最小支持度，由候選1-項(xiàng)集的集合C1產(chǎn)生頻繁1-項(xiàng)集的集合L1；

（3） 對(duì)k>1，重復(fù)執(zhí)行步驟（4）、（5）、（6）；

（4） 由Lk執(zhí)行連接和剪枝操作，產(chǎn)生候選（k+1）-項(xiàng)集的集合Ck+1；

（5） 根據(jù)最小支持度，由候選（ k+1 ）-項(xiàng)集的集合Ck+1，產(chǎn)生頻繁（ k+1 ）-項(xiàng)集的集合Lk+1；

（6） 若L≠Φ，則 k=k+1 ，跳往 （4）；否則， 跳往步驟（7）；

（7） 根據(jù)最小置信度，由頻繁項(xiàng)集產(chǎn)生強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則，結(jié)束。

由學(xué)生反復(fù)看過(guò)算法以后對(duì)算法中不懂的地方提出問(wèn)題，從而引出概念的學(xué)習(xí)：什么是項(xiàng)目？什么是項(xiàng)集？什么是n-項(xiàng)集？什么是關(guān)聯(lián)規(guī)則？什么是最小支持度？什么是最小置信度？什么是候選n-項(xiàng)集？什么是頻繁n-項(xiàng)集？什么是強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則？什么是連接和剪枝操作？

當(dāng)學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)完所有相關(guān)概念后，再回來(lái)看算法時(shí)，已經(jīng)由原來(lái)的茫然不知道略有所懂的狀態(tài)，然后再以一個(gè)實(shí)例的人工運(yùn)行過(guò)程來(lái)講解算法的執(zhí)行。

3.2 大問(wèn)題設(shè)計(jì)

對(duì)于要講授的專(zhuān)題內(nèi)容，先以問(wèn)題的方式引入，然后圍繞該問(wèn)題的解決展開(kāi)各知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，各知識(shí)點(diǎn)的示例講解也以該問(wèn)題為例。如層次分析法的教學(xué)，首先拋出“桂林黃山北戴河”旅游地選擇問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考用多指標(biāo)進(jìn)行該決策存在的問(wèn)題，從而引入層次分析法的學(xué)習(xí)。

層次分析法包括四個(gè)步驟。第一步，構(gòu)造遞階層次結(jié)構(gòu)圖。講授完遞階層次結(jié)構(gòu)的建立方法后，又回到旅游地選擇問(wèn)題，以此為例畫(huà)出遞階層次結(jié)構(gòu)圖。第二步，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣。講解完構(gòu)造判斷矩陣的1-9標(biāo)度法后又以選擇旅游地為例構(gòu)造出方案層對(duì)準(zhǔn)則層某一因素，準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)的判斷矩陣。第三步，計(jì)算判斷矩陣權(quán)向量及進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。判斷矩陣的權(quán)向量計(jì)算采用矩陣特征向量某種意義上的平均，即方根法、和積法等簡(jiǎn)化計(jì)算方法。方法講解完畢后，再以第二步構(gòu)造的判斷矩陣為例分別用方根法、和積法求各判斷矩陣的權(quán)向量并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。第四步，計(jì)算組合權(quán)向量并進(jìn)行整體一致性檢驗(yàn)。講解完組合權(quán)向量的計(jì)算方法后，同樣以選擇旅游地問(wèn)題為例計(jì)算組合權(quán)重并進(jìn)行整體一致性檢驗(yàn)。四個(gè)步驟講完后旅游地選擇問(wèn)題也得以解決。

3.3 大問(wèn)題與小問(wèn)題相結(jié)合的問(wèn)題設(shè)計(jì)

以大問(wèn)題的方式引入專(zhuān)題的學(xué)習(xí)，以小問(wèn)題的方式引入專(zhuān)題中的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。如粗糙集方法與應(yīng)用的教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)也是先講基本概念，然后講解基于粗糙集的決策表屬性約簡(jiǎn)算法，然后再講解實(shí)例。而我們?cè)诮虒W(xué)中采用大問(wèn)題和小問(wèn)題相結(jié)合的問(wèn)題設(shè)計(jì)方法。

首先拋出如表1所示的表格，一個(gè)包含8個(gè)病人，5個(gè)癥狀表現(xiàn)，1 個(gè)寒證診斷結(jié)果的表格。

針對(duì)此表，提出問(wèn)題：醫(yī)生通過(guò)病人的5個(gè)癥狀來(lái)判定是否寒證，這5個(gè)癥狀是否都是必要？如果不必要，哪些癥狀是不必要的？怎樣進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)？以這個(gè)問(wèn)題為大問(wèn)題貫穿整個(gè)課堂的教學(xué)。

基于粗糙集的屬性約簡(jiǎn)算法部分，針對(duì)算法中的術(shù)語(yǔ)提出問(wèn)題，引出決策表、信息表、條件屬性、決策屬性、知識(shí)、知識(shí)庫(kù)、知識(shí)系統(tǒng)、不可區(qū)分關(guān)系、知識(shí)劃分、知識(shí)粒度、相對(duì)粒度、核、必要屬性、重要屬性等概念的講解，這些針對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)提出的問(wèn)題為小問(wèn)題。而小問(wèn)題的講解又圍繞大問(wèn)題的解決進(jìn)行舉例，如對(duì)量化后的寒證決策表在R={C1，C2 }（C1為是否口渴，C2為四肢是否怕冷）上解釋不可區(qū)分關(guān)系，進(jìn)行知識(shí)劃分，進(jìn)行知識(shí)粒度GK（R）的計(jì)算以及相對(duì)粒度GK（D|R）的計(jì)算，屬性的必要性判斷等都圍繞著寒證決策表的屬性進(jìn)行。

這樣，以大問(wèn)題為開(kāi)始，引出小問(wèn)題，而小問(wèn)題的講解又以大問(wèn)題的解決為實(shí)例，小問(wèn)題闡述清楚以后，大問(wèn)題也基本得到解決。

4 結(jié)論

以問(wèn)題為導(dǎo)向，對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)大問(wèn)題、小問(wèn)題或大問(wèn)題和小問(wèn)題相結(jié)合的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，讓學(xué)生的思維活起來(lái)，有利于培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。當(dāng)學(xué)生懷著強(qiáng)烈的問(wèn)題意識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)、探究時(shí)可以從具有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)造中獲得積極愉悅的情感體驗(yàn)，有助于強(qiáng)化求知欲，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中主體作用的發(fā)揮，從而提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]周怡，趙小龍.醫(yī)學(xué)信息分析與決策[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[2]蘇傳琦. 淺述醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系的設(shè)置[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技， 2011（9）： 38-39.

[3]馮天亮 ，鄭勝前，劉新光.等. 職業(yè)教育視角下的醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系研究與實(shí)踐[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2014，22（5）： 950-952.

[4]楊玉東， 徐文彬. 本原性問(wèn)題驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)：理念、實(shí)踐與反思[J]，教育發(fā)展研究， 2009 （20） ： 68-72.

[5]孫紹榮.高等教育方法概論 修訂版[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2010.