劉艷松

摘要：計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是目前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)研究的熱點(diǎn)課題之一。該文從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中如何培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維能力出發(fā)，以提升醫(yī)學(xué)信息技術(shù)為核心，從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系、醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容和方法設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了一些實(shí)踐，進(jìn)一步提升醫(yī)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決問題的能力和終身學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)；計(jì)算思維；醫(yī)學(xué)生；醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）16-3846-02

Abstract： Cultivation of computational thinking ability is the hot topics of current basic computer teaching and Research in Universities . This article focus on how to cultivate the ability computational thinking of medical students，in order to improve medical information technology as the core.To further enhance the ability of computer problem-solving skills and lifelong learning of medical students，several practical experiences have been explored from basic computer course system， teaching content and methods design of medical computer applications.

Key words： computer based teaching； computational thinking； medical students； Medical Computer Applications

我國的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展歷程，并已成為高校重要的基礎(chǔ)課程。在此期間，教育部高教司先后于1997年和2004年分別構(gòu)建了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)3個(gè)層次的課程體系結(jié)構(gòu)與“1+X”課程方案?；仡欉@兩次重要改革，無疑給計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，然而，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展、高校交叉學(xué)科的興起和社會(huì)對計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的要求不斷提高，對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)也不斷提出新的要求。

1 計(jì)算思維

近年來，計(jì)算思維的培養(yǎng)已成為國際和國內(nèi)研究的熱點(diǎn)，計(jì)算思維能力將成為21世紀(jì)每個(gè)人的基本能力。2010年《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》的核心要點(diǎn)也強(qiáng)調(diào)“需要把培養(yǎng)學(xué)生的‘計(jì)算思維能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)”[1]。

1.1 計(jì)算思維的提出

2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上給出并定義了計(jì)算思維（Computational Thinking，CT）：CT是運(yùn)用計(jì)算的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為的一種方法。它是如同所有人都具備“讀、寫、算”（簡稱3R）能力一樣，都必須具備的思維能力[2]。

1.2 計(jì)算思維的核心要素

教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教指委提出了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)四個(gè)方面的能力培養(yǎng)目標(biāo)：①對計(jì)算機(jī)的認(rèn)知能力；②應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決問題的能力；③基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力；④信息社會(huì)終身學(xué)習(xí)能力[3]。不難看出，這四個(gè)方面能力的培養(yǎng)，恰恰說明了計(jì)算思維能力培養(yǎng)的核心要素。其中“對計(jì)算機(jī)的認(rèn)知能力”和“應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決問題的能力”這兩方面的能力恰好反映了計(jì)算思維的兩個(gè)核心要素：計(jì)算環(huán)境和問題求解。陳國良院士及國內(nèi)的一些專家在計(jì)算思維能力培養(yǎng)方面做了很多有益的研究和探討。因此，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)該在課程原有培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的相應(yīng)專業(yè)，將計(jì)算思維與專業(yè)應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)融合，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程不應(yīng)僅停留在介紹計(jì)算機(jī)學(xué)科本身，而應(yīng)從更高的角度挖掘其在專業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用，展現(xiàn)計(jì)算機(jī)學(xué)科的思維方式，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生使用計(jì)算機(jī)解決和處理工作過程中問題的思維和能力，提升大學(xué)生的綜合素質(zhì)，強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)涉及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心知識內(nèi)容。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)不僅要培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生對計(jì)算環(huán)境的認(rèn)識，還應(yīng)該培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生掌握在計(jì)算環(huán)境下的問題求解方法，這是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新性地解決醫(yī)學(xué)問題能力的重要基礎(chǔ)。

2.1 醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系設(shè)計(jì)

基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)改革目標(biāo)，針對醫(yī)學(xué)院校的特點(diǎn)，我們初步設(shè)計(jì)了如下培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維能力的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

該體系結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次，第一層是知識層，明確了醫(yī)學(xué)生應(yīng)具備與崗位相關(guān)的計(jì)算機(jī)知識，分為八個(gè)方面，包括：醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫技術(shù)等模塊組成；第二層為能力層，即知識層對應(yīng)的能力目標(biāo)，由醫(yī)學(xué)信息綜合處理能力、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能力等對應(yīng)能力組成；第三層為核心層，即知識層和能力層的最終目標(biāo)是使醫(yī)學(xué)生具備適應(yīng)社會(huì)需求的醫(yī)學(xué)信息技術(shù)。

2.2 醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程開設(shè)

在目前絕大多數(shù)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程課時(shí)被壓縮的情況下，有選擇性地開設(shè)上述課程。對應(yīng)于知識層的“醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用”和“醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫技術(shù)”設(shè)定為必修課，其余設(shè)定為選修課。在選修課的開設(shè)過程中，根據(jù)專業(yè)不同各有側(cè)重，如醫(yī)學(xué)影像專業(yè)可以開設(shè)醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)、醫(yī)學(xué)多媒體應(yīng)用等相應(yīng)課程。

2.3 醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)設(shè)計(jì)endprint

醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程的主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、Windows操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與Internet應(yīng)用、Office軟件（Word、Excel、PowerPoint）和醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)基礎(chǔ)。我們在教學(xué)中緊密結(jié)合新醫(yī)改形勢下對醫(yī)學(xué)信息技術(shù)的需求，運(yùn)用計(jì)算思維強(qiáng)化對醫(yī)學(xué)生IT實(shí)用技能、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)。精心設(shè)計(jì)案例和綜合拓展性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其醫(yī)學(xué)信息技術(shù)的水平和應(yīng)用能力。下面以醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程為例，介紹具體做法。

1）在Word軟件的教學(xué)中，老師先展示一個(gè)精心設(shè)計(jì)與醫(yī)學(xué)知識相關(guān)的樣本文檔，先精講其制作，后布置綜合性拓展實(shí)驗(yàn)。要求以專業(yè)知識為主題，制作一個(gè)包括目錄、圖片、表格等元素、長度不少于3頁的文檔，要求內(nèi)容完整，并融入Word多種排版技巧。在下一次課上一一展示，全班同學(xué)參與評分，評分項(xiàng)目包括文檔內(nèi)容、文檔版面設(shè)計(jì)、素材運(yùn)用、設(shè)置技巧等。學(xué)生將自己的專業(yè)思想以word作品的形式表現(xiàn)出來，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了手工書寫和作圖的過程。這對于學(xué)生尤其是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，更好地理解和掌握計(jì)算機(jī)的工作原理和“計(jì)算”概念的抽象性做了進(jìn)一步的鋪墊。而且為以后畢業(yè)論文的撰寫、畢業(yè)推薦表的制作打下良好的基礎(chǔ)。

2）excel軟件的教學(xué)與上述方法類似，我們選取我校附屬醫(yī)院住院部內(nèi)科病人產(chǎn)生費(fèi)用的真實(shí)數(shù)據(jù)，包括對病人數(shù)隨年度和季節(jié)的變化、疾病的季節(jié)性變化、疾病與費(fèi)用的關(guān)系等進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與分析，要求以圖表、表格等多種形式展現(xiàn)出分析結(jié)果，以小組為單位共同完成（4-5人為一小組）。以上教學(xué)方法的運(yùn)用，提高學(xué)生對excel軟件的綜合應(yīng)用能力和對數(shù)據(jù)的洞察力。

3）PowerPoint演示文稿可以被認(rèn)為是由基本元素，包括文字、圖片、動(dòng)畫和聲音等構(gòu)成。因此制作一個(gè)演示文稿需要實(shí)現(xiàn)這些基本元素的控制、組合與出現(xiàn)次序的機(jī)制，這個(gè)機(jī)制就是“程序”。在幻燈片制作的過程中，學(xué)生的“程序”思維能力得到了很好的訓(xùn)練。在其教學(xué)環(huán)節(jié)，同樣以小組為單位，以某專業(yè)知識為主題，編制具有知識性、趣味性、交互性的演示文稿，頁面不得少于5頁，每組選派一個(gè)代表將其作品進(jìn)行陳述。以上方法的應(yīng)用，進(jìn)一步提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識、表達(dá)能力和自主學(xué)習(xí)能力。

4）在醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)完成后，要求學(xué)生自己設(shè)定研究主題與方向，包括電子病歷、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)PACS等相關(guān)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)與信息處理技術(shù)檢索、下載、分析和綜合相關(guān)資料，并撰寫相關(guān)方面的綜述性論文。同時(shí)鼓勵(lì)并協(xié)助學(xué)生將優(yōu)秀論文投稿到雜志社發(fā)表。

通過以上四個(gè)綜合性拓展實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，將醫(yī)學(xué)知識與計(jì)算機(jī)技能有機(jī)結(jié)合在一起，充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)在專業(yè)方面的應(yīng)用，滿足了醫(yī)學(xué)生計(jì)算機(jī)崗位技能培養(yǎng)的需要。在基于計(jì)算思維的自主學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生能夠充分發(fā)揮其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，極大地提高了創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

2.4 網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)

為了強(qiáng)化軟件操作技能，我們建立了基于校園網(wǎng)的醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，該平臺(tái)將軟件分為某些知識技能點(diǎn)，如字體設(shè)置、段落設(shè)置等，教師可以隨時(shí)查看學(xué)生完成知識點(diǎn)的情況。同時(shí)，為了縮短學(xué)生的臨床適應(yīng)期，在同一服務(wù)器上安裝我校附屬醫(yī)院的醫(yī)院信息系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了某病患就診流程拓展實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生完成從病人入院到出院的具體就診流程，使學(xué)生對醫(yī)院信息系統(tǒng)的整體框架和醫(yī)院的管理有了更真實(shí)的體驗(yàn)。

以培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維能力為主導(dǎo)組織教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，掌握如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決其醫(yī)學(xué)專業(yè)問題、提高解決問題的能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)也為終身學(xué)習(xí)能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然，醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)不能只靠一門課程就能達(dá)到理想的教學(xué)效果，一方面應(yīng)設(shè)計(jì)完整的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系，在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行精心設(shè)計(jì)；另一方面，拓寬教師的專業(yè)口徑、提升教師的教學(xué)能力，才能從計(jì)算思維的高度進(jìn)行學(xué)生綜合能力的有效培養(yǎng)。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的計(jì)算思維能力尚處于摸索階段，需要我們教育工作者的不斷探索與實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng)—《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》解讀[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010（9）：5-9.

[2] 周以真.計(jì)算思維[J].中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007，3（11）：83-85.

[3] 陳國良，董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011（1）：7-11.endprint