大数据时代医学生计算思维培养方式的研究

司家瑞+乔桢+杨昆

摘要：大学计算机基础课程教学基本要求提出要推动以计算思维能力培养为核心的大学计算机基础教学改革，在课程内容和设计过程中渗透计算学科本质的思想方法。为了使计算机教学与医学专业紧密结合，培养医学生的计算思维能力，天津医科大学在课程中引入MATLAB程序设计，实行小班授课，以提高学生的实践能力，针对不同专业的学生进行模块化教学，并建设试题库，进行网络化考核。本文对课程建设的具体情况进行介绍，希望对相关医学院校的计算机基础课程教学有所帮助。

关键词：计算思维；程序设计课程；MATLAB；模块化教学；医学院校

一、医学院校计算机教学所面临的问题与计算思维的引入

传统的计算机应用基础课程只讲解计算机的工作原理、WINDOWS操作系统、OFFICE软件及网络基础知识内容，虽然其在普及计算机知识方面起到一定的作用，但已经无法适应时代的要求，激发学生的兴趣。对于医学专业学生而言，计算机已经渗透到医学研究、医院管理等各方面，成为医学发展的必不可少的工具。

二、模块化教学的具体安排

教育部高校司文件指出，各高校应该按照计算机文化基础（计算机基础知识、操作系统、网络基础知识、办公自动化软件）、计算机技术基础（计算机软硬件基础、高级语言基础、数据库基础知识）、计算机应用基础（与专业有关的知识和软件）三个层次组织和指导计算机基础教学。

本次教改的目的是根据以上指导方针和教学目标，增设与专业相关的应用类课程——医学数据处理及其MATLAB实现。如何在有限的学时内合理安排教学内容，划分计算机基础教学相关知识模块并提炼其中涉及的计算思维的核心概念，是教改的关键任务。

三、针对学生不同专业与个人兴趣因材施教

在授課过程中，所有学生都要学习计算思维及其医学应用概述、MATLAB基本数据结构与操作、MATLAB程序设计基础这三个基本模块，然后再结合各自所学的专业，学习不同工具包，并应用在不同的医学领域。学生也可以根据个人的兴趣爱好选择应用方向。

这种分专业培养的教学方式，因材施教，在激发学生学习兴趣的同时，把所学到的计算机知识与其专业知识相结合，在一定程度上解决了计算思维的落地问题。由于程序设计课程是典型的计算思维培养课程，而MATLAB在医学领域有广泛的应用，所以该课程模块在今后的教学计划中将推广到全校各个专业，学分也会有所增加。

四、具体实施及教学效果评估

1.计算思维的培养

除在计算思维及其医学应用模块中讲授计算思维概念和详细阐述计算机医学的应用领域外，我们主要在程序设计的过程中培养学生的思维方式，并结合具体实例进行引导。

2.小班授课

本学期我校充分利用实验室进行小班授课，每班平均30人左右，做到每人1台计算机进行上课。无论是基础知识的讲解，还是具体软件的操作，学生均可在第一时间得到练习、实验的机会，大大提高了学生的课堂注意力和实践能力。

3.教学方式的改革

在教学过程中改变过去“填鸭式”的授课模式，引入自主学习的教学方法，在讲授MATLAB的基本操作和程序设计规则后，让学生根据自己所在的领域自由选题进行课程设计，使学生在程序设计的过程中加深了对医学专业知识的理解；并用1学时的时间分组讨论，选出学生代表，对自己的作品进行展示。教师对设计作品进行点评，从而起到教学相长的效果。

4.实施后的效果与取得的成绩

两个班共63名学生参与问卷调查。全体学生认为计算思维不只是空洞的概念，而是确有实际意义和应用价值。98%的学生掌握了基本内涵。学校教务处对学生到课率的抽检结果为99%，比去年同期90%的到课率大大增加。这表明小班授课激发了学生学习计算机的兴趣。选取一个班30名学生，对学生平时成绩与考试成绩进行相关分析，发现考试成绩与平时学生的实际作品水平有较好的相关性。

5.存在的问题与今后采取的措施

未来我们将进一步加强题库的建设工作，增加更多的考试题型，加入一些案例式的题目，使题库达到一定规模，从而在随机抽取试题的过程中更客观地反映学生的实际水平。此外，我们将继续坚持与医学专业相结合的教学方式，坚持因材施教的改革方向，提高学生面向专业的实践应用能力，训练学生计算的思维方式。

参考文献：

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