基于OBE的医学院校Python程序设计基础课程教学改革探索

崔柳 徐楠 朱玥 陈鑫

摘要：针对当前数字化及智能化医疗的迅猛发展趋势，各大医学院校在医学相关专业的培养计划中普遍设置了程序设计类的通识必修课。由于Python语言具有简单易用的特点，因此备受青睐。文章从OBE成果导向出发，对高等医学院校的Python程序设计基础课程的培养目标进行规划，并结合这些目标实施课程教学改革。同时，文章针对医学发展和未来工作的实际需求，不断探索并优化课程设计方案，以努力培养德才兼备的现代优秀医学人才。

关键词：OBE；Python；课程思政

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）08-0135-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

在现代，一个优秀医生的标准不仅仅是能看好病，还需要在科研上有所建树。而现代的行业科研离不开计算机的支持，特别是对于医学门类来说，势必会面临大量临床数据的处理。例如，医学影像学专业未来的科研方向可能涉及医学数据分析、医学影像处理、医学数据挖掘等领域。因此，对于医学生而言，掌握一门自己熟悉的编程语言是非常必要的。近年来，Python语言因其简单易懂、接近自然语言以及模块库丰富等特点，在医学领域的应用增长趋势显著，成为深度学习与医疗领域结合的首选工具。目前，Python程序设计基础课程也已成为各大医学院校医学相关专业的通识必修课程。

1 Python程序设计基础课程传统教学中出现的问题

1.1 知识体系完整但内容偏书面，学生学习积极性不高

在一些传统Python程序设计基础课程教学中，有些以教科书为中心，过分注重知识体系的完整性，导致学生对课程的定位停留在对知识点的简单应用层面，未能与专业特色紧密结合。学生对该门课程的作用和意义存在疑惑，导致学习积极性不高，对课程的满意度较低[1]。

1.2 教学形式单一，学生参与度低

在一些传统Python程序设计基础课程教学中，往往以教师讲授为主，知识传递方式单一，学生被动学习，缺乏互动和参与。学习过程乏味枯燥，导致学生消极学习情绪较高。

1.3 期末考核形式单一，偏理论不注重应用

一些传统Python程序设计基础课程的考核方式以期末试卷为主，过分注重对理论知识的考核，而忽视了对学生实际应用能力的评估。这导致学生不能将所学知识很好地付诸实践，无法清晰认识到所学知识的实际应用价值，未能充分体现理论与实践的结合。

2 基于OBE的医学院校Python程序设计基础课程的培养目标

基于OBE的教学理念关注学生的学习成果、成果的取得方式以及成果的评估方法，强调以学生为中心，以学生的持续反馈为驱动，以多种评价和持续评价为支撑，注重学生在学习过程中的主动性、持续性和改进性[2]。

结合学生的医学专业培养方案及未来发展方向，基于OBE理论，转变传统观念，贯彻反向设计方法，对Python程序设计基础课程的目标进行重新设定。这些目标主要集中在知识目标、能力目标和素养目标的设计上，具体如下：

知识目标：通过Python程序设计基础课程的学习，学生应掌握Python程序设计语言的核心知识，包括Python语法规则、变量、程序控制结构、各数据类型的操作方法以及函数的定义与应用等。同时，学生应熟悉Python代码的编制及运行，能够针对具体问题，运用Python知识和计算思维进行分析表达，并构建解决问题的程序。此外，学生还应了解Python在医学领域中的应用，如数据分析、医学图像处理等，为将来的医学研究和临床实践打下坚实基础。

能力目标：提升学生的实践操作能力，使学生能够在实操环境中独立实现代码編写、调试并成功运行。培养学生的自主学习能力，使学生能够按照任务目标进行知识学习、检测练习、资料查找以及报告撰写等。同时，强化学生的有效沟通和团结协作能力，激发学生的学习热情，使学生能够共同研究探讨案例解决方案、撰写报告并进行演示讲解等。

素养目标：向学生传播工匠精神，强化民族认同感。坚定学生的职业理想和信念，提升他们作为医生的自豪感。塑造学生克服困难、敬业求精、迎难而上的精神品质。倡导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，以专家和泰斗为榜样，努力成为对祖国有用的人才。

3 Python程序设计基础课程的设计与实施

3.1 学情分析

Python程序设计基础课程作为医学院校的通识必修课程，于大一下学期开设。在此阶段，学生的学情呈现以下特点：医学专业学生自大一下学期开始，逐步接触医学专业领域课程，学业压力较大；然而，编程作为未来医学工作所需的重要技能，学生们对此抱有较高的学习热情。尽管大多数同学没有编程经验，但他们在先修课程中已掌握了一定的数学基础和计算机基础知识，具备了一定的信息素养和线上自学能力，这为学习Python程序设计奠定了基础。

3.2 课程授课形式规划及知识体系构建

Python程序设计基础课程总学时为54学时，其中理论28学时，实验26学时。结合学时与学情，课程借助学堂云平台，采用线上与线下相结合的混合教学模式，以给予学生更自由的学习时间和更灵活的学业安排[3]。

3.2.1 线上部分的设计与规划

线上内容规划为14学时的理论知识点，借助学堂云平台构建数字化学习资源，并随教学进程向学生推送。学堂云平台提供了便捷的课程资源建设环境，有助于师生更好地梳理课程内容体系，沉淀教学中的视频讲解资源、课件、作业任务等，为后续的持续应用提供支持。同时，平台能够有效记录学员的在线学习情况，便于教师监督检查。在知识点选取上，我们遵循“必须、直接”的原则，即在有限的学时内，以基础、直观的知识为主，保留必要的知识点，以使学生能够解决简单的实际问题。

线上学习资源的具体类型包括线上任务书，以明确学生的学习目标、任务规划及学习流程。具体学习内容采用知识——习题——简单应用的三层配置体系。知识与习题需一一对应，即每个知识视频后应配备1-3个相关的习题资源。完成知识点与习题学习后，通过简单应用案例使学生能够将所学知识融会贯通，实现即时学、即时测、即时用，为后续的线下学习阶段奠定坚实基础。具体线上知识体系如下：

模块一：Python基础知识

涉及知识点：注释、缩进、语句换行、数据类型、标识符、变量、变量的输入与输出

应用案例：医学化验单分析与打印

模块二：选择结构

涉及知识点：if语句、if…else…语句、if…elif…else…语句、if嵌套、条件表达式

应用案例：利用账号密码登录系统

模块三：循环结构

涉及知识点：while语句、for…in…语句、循环嵌套

应用案例：遍历所有病房门牌号

模块四：字符串

涉及知识点：字符串的查找与替换、字符串的分割与拼接、删除字符串、字符串大小写转换、字符串对齐

应用案例：身份证信息保护

模块五：列表

涉及知识点：创建列表、访问列表元素、添加列表元素、列表排序、删除列表元素

应用案例：学生成绩管理

模块六：字典与集合

涉及知识点：创建字典、字典的访问、字典元素的添加和修改、字典元素的删除、字典推导式、集合

应用案例：饮品销售系统

模块七：函数

涉及知识点：函数概述、定义函数、调用函数、位置参数的传递、关键字参数的传递、默认值参数的传递、不定长参数的传递、函数的返回值、局部变量和全局变量

应用案例：自助计算BMI指数

为了保障线下课堂的顺利进行，与线上知识的衔接显得尤为重要。采用思维导图的方式，能够直观呈现线上知识体系结构，有助于对线上知识进行系统化的总结回顾，并着重体现需要补充预习的关键知识点，从而为线下课堂学习做好必要的知识储备。图1为线上资源构建举例。

3.2.2 线下部分的设计与规划

Python的各类模块库对开发者而言具有极其重要的意义。正因为这些模块库的存在，Python被誉为代码语言界的“瑞士军刀”。这些模块库提供了多样化的功能和工具，使得Python能够应用于不同领域，高效地开发各类应用程序，从而满足开发者完成各种开发任务的需求。

线下课堂更加注重项目的实施和问题的解决。通过引入相对复杂的案例作为引导，组建工作小组，进行团队合作，利用线上所学的知识探讨案例的解决方法，并完成程序编制。这一过程中，我们注重理论与实践的结合，同时融入Python各模块库的知识，使学生深刻体验Python在各领域的应用。具体的实操过程以答疑为主，旨在培养学生的思维与能力。线下的案例详情如表1所示。

课堂教学后的巩固与检测环节，主要以完善与改进课上案例为主，最终将案例改进说明、编制的代码及最终运行结果等以报告文档的形式呈现。

3.3 课程思政融入

Python程序设计基础课程强化课程思政元素的设计与融入，从课程本身、学习过程及医学领域的相关案例中渗透思政元素，引导学生将“科技创新”与“医疗健康”相结合。在让学生了解Python在医学领域中的发展趋势的同时，向他们传递医学理想信念，帮助他们树立正确的世界观、人生观和价值观，从而培养学生具备从事相关医学领域的职业素养[4]。

3.3.1 课程本身特点角度

Python具有严格的语法规则及结构，这有助于培养学生具备精确的意识，形成严谨的工作作风。在程序设计过程中，对程序的不断修改调整，可以引导学生做事情不应只满足于基本要求，而是要注意以人为本，不断提升和优化，追求精益求精。

3.3.2 自主学习过程角度

在查找Python的起源及应用时，鼓励学生珍惜时间，做有意义的事，成为有理想、有抱负的新时代青年，争做时代先锋。在自主预习阶段，弘扬自力更生、艰苦奋斗精神，帮助学生树立自信、自强、自立的精神品质，保持发奋图强、昂扬向上的创造精神。

3.3.3 课堂案例角度

利用Turtle模块绘制蛇的图案，并由此引申到医学中急救标志也会用到蛇的图案，使学生了解其中的意义，激发他们的使命感和责任意识，从而更好地从事医学岗位。在计算BMI指数的过程中，强调对于医学生来说，不仅要有强健的体魄和较强的耐力，还应具备平易近人的个性、坚忍不拔的意志和乐观向上的精神面貌，同时还要有良好的承受挫折能力、自我调适能力、人际沟通能力和环境适应能力。在涉及医学领域的相关案例中，渗透医学技术创新的深远意义，引导学生肩负医疗科技创新的时代责任，成为人们健康的守护者。

3.4 课程评价规划

为激发学生自身的学习欲望和对知识的渴求，克服期末考试背一背就及格过关的心态，使学生变被動消极为主动积极，重视自我能力的提升。课程中，探索使用多方面的评价指标。

3.4.1 学生考核评价方面

线上评价：线上部分由学堂云平台协助进行检测及管理，对自学视频、知识检测、案例解决等方面进行综合评价，线上分值占比为30%。线下评价：线下分数着重评估学生的实际表现，通过观察学生在课堂研讨、演示的表现以及实验案例的完成情况来评价学生的学习成果，线下分值占比为30%。期末评价：由线上测验及案例测评两个方面构成。其中，线上测验采用题库抽题答卷的形式进行；案例测评尊重学生的个人优势和兴趣，允许学生进行团队合作完成案例并进行演示答辩。整个期末评价部分占总分值的40%。

3.4.2 课程评价方面

在日常教学和课程结束后，通过调查问卷、学生反馈等方式了解学生对课程的学习感受，包括线上资源的合理性、知识的接受程度、与同学们的合作交流情况以及是否能很好地理解感知思政教育等，并针对个人情况给予课程相关建议。通过教师同行日常进班听课及集体备课等形式，观察教师是否采用合理教学方法，有效地开展课堂教学，做好线上线下教学的衔接以及课堂中思政的融入情况。通过教师评价系统、同行评价等方式多方面对教师的教学效果进行评价，督促教师完善教学设计，提升教学效果。

4 结束语

基于OBE理念对医学院校Python程序设计基础课程进行教学改革探索，重构“线上+线下”教学模式，增强教学体系的完善性和系统性，以更好地拓展学生知识应用渠道，启发学生的创新应用思路，拓宽学生的专业视野，实现专业知识与程序设计的结合。这对提升学生学习效果和应用能力的培养具有十分重要的意义[5]。未来，我们将进一步进行成效对比研究，以促进教学过程不断优化改良，力争培养学生具备与时代接轨的程序设计理念和思维，为未来的工作和生活带来便利和创新。

参考文献：

[1] 张阳.高职教育背景下在线开放课程的建设研究——以《Python程序设计基础》课程为例[J].电脑知识与技术，2020，16（36）：127-128.

[2] 周洪波，周平，黄贤立.OBE理念下应用型本科人才培养方案的构建[J].高教学刊，2018（10）：76-78.

[3] 许朝侠.非计算机专业Python语言程序设计教学体系建设初探[J].软件导刊（教育技术），2019，18（2）：48-50.

[4] 朱雄泳，张菲菲，陈忆群，等.新工科《Python程序设计》课程改革探索[J].电脑知识与技术，2020，16（24）：131-133.

[5] 任廷艳，李涛.地方高校基于OBE的《Python程序设计》课程教学改革与实践[J].现代计算机，2020（28）：59-61.

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