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)大問題、小問題或大問題和小問題相結(jié)合的方式，使學(xué)生帶著問題進(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；問題驅(qū)動(dòng)；醫(yī)學(xué)信息分析與決策；創(chuàng)新思維；問題設(shè)計(jì)

中圖分類號(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)專業(yè)的信息技術(shù)第三層次課程中開設(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)專業(yè)的學(xué)生來說學(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)用于將來的工作實(shí)際中，是教學(xué)中困擾教師的一個(gè)問題。

所有的思維活動(dòng)都是針對(duì)問題的，如果沒有問題就沒有思維，更沒有創(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)置一些問題，激發(fā)起學(xué)生的思維活動(dòng)，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，圍繞問題的解決而思考，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 問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

問題驅(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，讓學(xué)生尋求探索解決問題的方法，從而掌握知識(shí)，開發(fā)智力，提高技能，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力[4]。問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)是一種由問題引發(fā)的教學(xué)方法，以問題為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，以問題為核心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師通過提問、創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)計(jì)問題、解決問題等幾個(gè)過程，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

《醫(yī)學(xué)信息分析與決策》這門課程包含多個(gè)專題，每個(gè)專題中的概念多，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)感覺枯燥無味，學(xué)原理的時(shí)候感覺云里霧里，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)沒有動(dòng)力，完全被動(dòng)學(xué)習(xí)。運(yùn)用問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，教師將待講授的專題或知識(shí)點(diǎn)以問題的形式拋出，或讓學(xué)生自己提出問題，然后學(xué)生帶著問題學(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 問題的設(shè)計(jì)

問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法以問題為核心，學(xué)生圍繞問題進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此問題的設(shè)計(jì)成為問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法的關(guān)鍵[5]。所設(shè)計(jì)的問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業(yè)的應(yīng)用相關(guān)。在教學(xué)中，我們進(jìn)行了三種問題設(shè)計(jì)，一是針對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行問題設(shè)計(jì)，稱為小問題設(shè)計(jì)；一是圍繞所學(xué)習(xí)的專題進(jìn)行問題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的問題貫穿整個(gè)專題的教學(xué)過程，稱為大問題設(shè)計(jì)；一是針對(duì)專題設(shè)計(jì)大問題，該問題貫穿整個(gè)教學(xué)過程，具體的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)過程中再設(shè)置小問題，稱為大問題和小問題相結(jié)合的問題設(shè)計(jì)。

3.1 小問題設(shè)計(jì)

對(duì)于要講授的知識(shí)點(diǎn)，以問題的方式進(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)看過算法以后對(duì)算法中不懂的地方提出問題，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)生帶著問題學(xué)完所有相關(guān)概念后，再回來看算法時(shí)，已經(jīng)由原來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)行過程來講解算法的執(zhí)行。

3.2 大問題設(shè)計(jì)

對(duì)于要講授的專題內(nèi)容，先以問題的方式引入，然后圍繞該問題的解決展開各知識(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”旅游地選擇問題，引導(dǎo)學(xué)生思考用多指標(biāo)進(jìn)行該決策存在的問題，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題，以此為例畫出遞階層次結(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題也得以解決。

3.3 大問題與小問題相結(jié)合的問題設(shè)計(jì)

以大問題的方式引入專題的學(xué)習(xí)，以小問題的方式引入專題中的知識(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算法，然后再講解實(shí)例。而我們?cè)诮虒W(xué)中采用大問題和小問題相結(jié)合的問題設(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，提出問題：醫(yī)生通過病人的5個(gè)癥狀來判定是否寒證，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？以這個(gè)問題為大問題貫穿整個(gè)課堂的教學(xué)。

基于粗糙集的屬性約簡算法部分，針對(duì)算法中的術(shù)語提出問題，引出決策表、信息表、條件屬性、決策屬性、知識(shí)、知識(shí)庫、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)提出的問題為小問題。而小問題的講解又圍繞大問題的解決進(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，以大問題為開始，引出小問題，而小問題的講解又以大問題的解決為實(shí)例，小問題闡述清楚以后，大問題也基本得到解決。

4 結(jié)論

以問題為導(dǎo)向，對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)大問題、小問題或大問題和小問題相結(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，有利于培養(yǎng)學(xué)生問題意識(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.