以计算思维为导向、坚持面向应用的计算机基础教学探讨

常小红 卢虹冰 焦 纯 张国鹏 刘 洋

中国人民解放军第四军医大学 陕西西安 710032

计算机基础课程作为高等院校的公共基础课，经过近30年的发展，已经成为大学基础教育的重要组成部分，在学生综合素质、创新能力培养方面发挥了重要作用。但是，随着信息技术在小学、中学的普及，计算机技术与各专业学科的融合越来越紧密，大学计算机基础课程教学出现了一些问题。大学计算机基础课程开设的必要性受到了质疑，甚至有的高校不再开设大学计算机基础，而直接开设程序设计课程。作为一线教师，我们也在困惑，计算机基础课程应该讲什么内容、怎么讲，才能进一步发挥它的作用，对医学院校的学生应该教什么，才能更好地服务于他们的专业学习与发展。

本文主要分析了计算机基础课程的教学现状，探讨了以计算思维为导向、坚持面向应用的计算机基础教学改革的主要思路。

1 医学院校计算机基础课程教学面临的问题

目前，大多数医学院校的计算机基础课程采用“2+X”的教学形式，“2”代表大学计算机基础和程序设计基础；“X”表示可以根据需要开设若干门选修课，但随着计算机、网络的广泛应用，该课程教学出现了一些新问题。

1.1 学生水平整体不高

虽然我国大部分城市在小学、农村在中学普及了信息技术教育，但大一学生的计算机应用水平整体不高，和我们的预想差距很大。为了了解学生的实际情况与学习需求，进一步提高本课程的教学质量，教学组近几年坚持开展问卷调查。最近一次调查共收回340份有效问卷，结果显示，96%的学生在进入大学前接触过计算机，但54%的学生仅限于简单接触，不能熟练使用，67%的学生仅能熟练地上网聊天，能熟练操作各种办公软件的学生仅占24%，懂得一门计算机语言的学生仅占5.7%，仅有1.4%的学生取得了国家计算机相关等级证书。本次调查结果在上课过程中得到了印证，甚至有个别学生在上机过程中对常用办公软件的窗口界面非常陌生，对于操作更是无从下手。

1.2 教学模式陈旧

目前，多数院校计算机基础课程采用“大班+课堂集中授课+机房实践”的学习模式：“大班”人数一般在百人以上；“课堂集中授课”一般采用多媒体教学，即用PPT课件和大屏幕投影进行教学；“机房实践”一般也是在比较大的机房，而且辅导教师人数偏少。这种教学模式对教师的课堂管理提出了巨大挑战，给学生开小差提供了便利。在教学中，教师较少使用案例，尤其是医学案例进行教学、课堂讨论、模拟业务等，教学方法单一，未能调动起学生的学习积极性。陈旧的教学模式导致学生在上机实践中不知道怎么操作，更谈不上灵活使用计算机处理医学问题了。

1.3 教学内容缺乏针对性

目前，多数医学院校的计算机基础课程教学内容与医学专业严重脱节。高校中，针对非计算机专业的教材都是大众化教材，基本内容相同。虽然有针对医学生的计算机基础教材，但是数量非常少，而且所引用的案例和课程深度等与医学专业联系的程度不高。在教学中，教师也很少针对计算机在医学中的实际运用作内容上的补充，没有突出医学案例的运用。其结果是，使学生原本感兴趣愿意学习的一门课程，随着课程的开展，逐步降低了其吸引力。

1.4 学时少、内容多

目前，多数医学院校为了保证专业课程的学时，不断压缩公共基础课程的学时，使得原来就比较紧张的计算机基础课程学时更少了。在学时减少的情况下，教学内容却没有减少，在授课过程中，教师为了完成教学任务，赶上教学计划，多数内容不能详细讲解。教师在教学中必须精选内容，选哪些内容才能适合大一学生的实际情况，是一个比较难的问题；学生感觉学了许多知识，但是多数内容没有学透，甚至有的学生感觉计算机基础课程很难学。

1.5 计算机和医学学科的融合越来越紧密

计算机的应用已渗透到社会的各个领域，正在日益改变着传统的工作、学习和生活的方式，计算机的重要性不言而喻。计算机与医学专业学科的融合越来越紧密，对医学专业学科的支撑越来越明显。例如：在医学中，计算机辅助诊断和辅助决策系统可以帮助医生缩短诊断时间、避免疏漏、减轻劳动强度、提供其他专家诊治意见，以便尽快做出诊断，提出治疗方案；在临床研究、实验研究及流行学调查研究中，研究人员需要处理大量信息，应用计算机可以准确快速地对数据进行运算和处理。如今的医学工作越来越离不开计算机，学习计算机、使用计算机对于医学生非常重要。

2 以计算思维为导向、突出医学应用的教学改革

何为计算思维？目前，较为权威的定义是：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[1]。2007年，美国国家科学基金会启动了以“计算思维”为核心的基础科学研究计划，旨在加强美国大学计算教育的改革力度。2010年，我国九校联盟发表的声明指出：计算机基础教学的核心任务旨在培养学生的计算思维能力[2]。同年，在“第六届大学计算机课程报告论坛”中，陈国良院士指出：计算思维是人类科学发展的三大思维之一，是大学计算机基础教学过程中一个重要的培养目标[3]。

目前，在高校中培养学生计算思维能力已经达成了共识。计算机基础课程的教学任务，也从过去的重视素质培养和工具应用，逐步转向信息素养、应用能力和计算思维能力的综合培养提升，将计算机基础课程视为“教学生怎样将计算机作为工具使用”的“狭义工具论”思想已不能适应时代发展的需要。能否利用计算科学对人体复杂的生理、病理、生化、药理等过程及临床复杂问题进行分解、提炼归纳、系统设计，并应用计算机解决基础及临床中的实际问题，正是计算思维能力在医学应用中的体现。医学生能否具有计算思维能力并掌握利用先进计算技术分析、解决医学相关问题的能力，成为医药院校计算机基础教学面临的重大挑战。

培养医学生的计算思维能力，并不是将原有的课程体系结构和内容完全推翻，而是在原有基础上的提升，显然也不能将计算思维的概念或者术语生搬硬套到计算机基础教学中，而是以计算思维为导向、突出医学应用，培养医学生的综合素质。计算思维如同逻辑思维、抽象思维、创造性思维一样，是一种抽象的东西。培养学生具有某种思维是一个长期的过程，不是一蹴而就的。不管学生具有哪种思维能力，其最终目的都是能在实际中应用，能解决实际问题。培养医学生计算思维的目的是，学生能够利用这种思维解决医学中的相关问题。因此，我们应开展以计算思维为导向、突出医学应用的教学改革，重点围绕教学内容、教学方法和教学模式等展开。

培养医学生的计算思维能力，教师应该转变教学理念。在课堂上，教师不是单纯地讲某种软件的使用方法，而是在讲解知识点的同时，使教学有意识地转向思维方法，在知识和技能的培养基础上逐渐形成计算思维，不仅让学生知其然，还要知其所以然，注重培养学生的计算思维能力。在教学内容的设置上，以培养计算思维能力为导向，在目前学时少、内容多的情况下，将原有的内容梳理、优化，去掉学生已经掌握或可自学掌握的基础知识和操作技能，增加一些和医学相关的内容。为此，将原有的教学内容整合为三大模块：系统平台与计算环境、数据管理与信息处理、算法基础与程序设计。模块之间层层递进，每个模块都注重和医学问题相结合，着重培养学生的信息素养、计算机应用能力和计算思维能力。改变传统的教师讲、学生听的“填鸭式”教学模式，结合我校医学专业的特点，采用PBL(Problem-Based Learning)和任务驱动的教学方法。教会学生使用计算机解决医学问题的方法或思路，然后将和医学相关的问题或者学生感兴趣的问题布置给学生，鼓励学生利用计算机网络或其他途径去阅读、思考、分析、讨论和交流，进而解决实际问题。

3 结束语

培养学生的计算思维能力是大学计算机基础教育的一个重要目标，医学院校需要从医学应用的角度考虑，在注重培养学生计算思维能力的同时，强调医学应用，使学生具备使用计算思维解决实际问题的能力。目前，以计算思维为导向，突出医学应用的计算机基础课程教学改革还处于初步探索阶段，需要我们不断实践。

[1]Jeannette M.Wing.Computational Thinking[J].Communications of the ACM,2006,49(3):33-35.

[2]何钦铭,陆汉权,冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J].中国大学教学,2010(9):5-9.

[3]陈国良.计算思维与大学计算机基础教育[R].济南:第六届大学计算机课程报告论坛,2010.