在“医学信息分析与决策”教学中打造“金课”

周珂 蔡洁 王龙

摘  要： 如何淘汰“水课”、打造“金课”，是目前高等学校教育的热门话题。医学信息分析与决策课程数学公式多、原理复杂，采用传统教学方法很难激起学生的学习兴趣。以打造“金课”为最终目标，在课程教学中引导学生带着问题进行思考和学习，然后通过生动有趣的生活例子来进行数学公式的讲解，使学生明白这些数学公式背后的含义，最后再结合本领域数据，说明数据分析方法的应用场合，激发学生的高阶思维活动，变被动学习为主动学习，做到学以致用，从而打造真正的“金课”。

关键词： 金课; 教学方法; 数据分析; 数学公式的理解

中图分类号：G642          文献标志码：     文章編号：1006-8228（2020）02-84-05

Creating a "high-quality lesson" during the teaching of medical information

analysis and decision course

Zhou Ke， Cai Jie， Wang Long

（School of Information Engineering， Guangdong Medical University， Zhanjiang， Guangdong 524023， China）

Abstract： How to eliminate the "poor-quality lessons" and create a "high-quality lessons" is a hot topic in college education.The course of medical information analysis and decision has many mathematical formulas and complicated principles.It is difficult to stimulate students' interest in learning by traditional teaching methods. The heuristic teaching is used in this course to enable students to think and learn with questions，and then explain the mathematical formulas through vivid and interesting life examples， so that students can understand the meaning behind these mathematical formulas，and finally combine with the data in this field to explain the application scenarios of the data analysis method. The application of analytical methods stimulates students' thinking activities，changes passive learning to active learning， and truly applies what they have learned， thus creating a true "high-quality lessons ".

Key words： high-quality lessons; teaching method; data analysis; understanding of mathematical formulas

0 引言

“金课”这个概念是在2018年《关于狠抓新时代全国高等教育本科教育工作会议精神落实的通知》（教高【2018】8号）中正式写入教育部的文件，里面明确指出：各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”、打造“金课”，合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量。本研究以“医学信息分析与决策”这门课程为例，探讨如何在医学院校打造“金课”，淘汰“水课”。

如今是大数据的时代，数据分析无处不在，而在医院里面，也产生如病人就诊、医生处方、检验结果、药品、费用、影像等各种类型的数据，如何对这些大量的数据进行分析，从中获得有用的信息，是目前医院面临的难题。这些数据之所以没有被利用，主要原因是很多医生没有进行过系统的数据分析学习，有数据而无从下手;有些医生虽然学习了一些常用数据分析方法，但是不知如何把这些方法利用在实际的数据处理中。存在这些问题，主要是因为存在难度，数据分析通常要面对一些复杂的数学公式，很多人都不明白这些公式的原理，因此没法把这些分析数据的方法应用起来。而在传统的医学院校计算机课程设置中，也缺乏交叉融合的教学内容研究和典型的交叉融合课程，使计算机基础教学对学生后继计算机应用和创新能力的支撑不够。

2009年，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会发布了《高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求》（简称“基础要求”），给出了基于“1+X”体系的核心课程组成。其中，医药类课程的“X”中就包括了医学信息分析与决策[1]。

基于以上分析，我校于2012年开始进行本科非计算机专业的计算机课程教学改革，将全校医学类专业学生的计算机课程体系分为三个层次，其中大部分的医学专业都开设以医学数据分析为主的“医学信息分析与决策”课程。

医学信息分析与决策课程以培养学生数据分析能力为核心，通过大量医学数据分析案例给学生讲解计算机常用的数据分析方法，并将这些方法应用于将来的工作和生活中。这门课程主要通过介绍数学、计算机和运筹学领域常用的一些数据分析方法，涉及很多抽象的数学公式和数学模型。针对医学专业的学生，本课程的教学思想是：将数学公式和日常生活的例子相结合，使学生理解数学公式真实的意义，激发学生的学习兴趣，同时在整个教学过程中引导学生对待问题应该如何思考和解决问题，打造“金课”。

1 “金课”的理解

1.1 “金课”概论

“金课”的特点是突出以学生为中心，注重学生高阶能力的培养。在第十一届“中国大学论坛”上，教育部高等教育司司长吴岩提出“金课”的“两性一度”的评价标准：高阶性、创新性、挑战度。与之相对的“水课”也具备三个特性：低阶性、陈旧性和教师不用心。美国著名心理学家、教育家布卢姆（Bloom）将认知过程分为记忆、理解、应用、分析、评价和创造共六个层次，前三个属于低阶层次的认知，后三个属于高阶层次的认知[2]。因此，我们要在“金课”中打造高阶课堂，即要在教学过程中让学生掌握高阶知识，形成高阶思维，发展高阶能力。

1.2 “金课”中如何启发学生的高阶能力

高阶能力是以高阶思维为核心的解决复杂问题或完成复杂任务的心理特征，是发生在较高认知水平上的心智活动或较高层次的认知能力，它主要包括创新思维、问题求解、决策、批判性思维等方面。因此在教学过程中教师应多启发学生[2]。“启”的工作由教师来完成，而“激发”则是落实到学生身上，激发学习兴趣、想象力和创新能力，这也正是对“学生为主体，教师为主导”这一现代教学观的最好诠释。

“以学生为主体”主要体现在教学过程中，要善于掌握学生的学习心理，善于运用学生熟悉的知识、事物。在讲课中，要启发学生思考，就要注意遵循学生的思维规律，其中很关键的是要尽量在学生已有认知的基础上展开新的知识传授。另外，还要善于调动学生的学习积极性，可以用跟课程有关的有趣背景知识、生动的语言来吸引学生的兴趣。

“以教师为主导”要求教师对课程有整体把握，对所教授课程的基本内容、教学大纲要求、学时数安排，做到心中有数;对所选教材各章节的重点、难点在什么地方，它们之间有什么联系，课后的习题怎么安排等都要在学期之初做好充分的准备。这些都是上好“金课”的基础，否则教学的“含金量”便无从谈起了。每堂课都精心设计，思考如何引入问题，展开论述，例题要怎样穿插，学生要怎样参与，以及应该布置哪些预习等，都有仔细的安排。因此，就需要增加课堂教学的“含金量”，要创造更多的给学生思考的机会，将课堂教学中的重学轻思转变为学思结合[3]。

2 “金课”的具体实施

要避免“水课”、打造“金课”，在具体的教学过程体现在问题引入、问题诠释和问题解决三个环节的教学设计。

2.1 问题引入—好的问题可以激发学生的高阶思考

避免“水课”，要从问题引入开始，学生围绕问题进行学习，因此问题的设计是教学过程中关键的环节[4]。每次开始上课都是学生注意力最集中的时候，因此开始上课的内容一定要激起学生的兴趣。例如在讲解多目标决策这一章内容时，我们会首先设问：“如果你是医院的院长，当每个科室都缺人时，你该怎么办？”引入课程的内容，很多医院里面已经存在一些基本的统计数据，如图1所示。这些数据学生会感到有一些熟悉，但是他们又不知道如何利用这些数据，因此，会引起他们很大的好奇心去思考如何将这些数据利用起来。只要在教学过程中能引领学生不断思考，那么这门课程就不是“水课”了。

教师在这个时候，就可以进一步抛出新的问题，例如“能否求每个科室的工作量，如何求每个科室的平均工作量？”，就引入这次课程的核心内容“归一化”和“熵”。归一化的公式为： [pij=rijrij]，熵的公式为：[ej=-ki=1mpij*lnpij（k=lnm）-1]。如果一开始就介绍这些公式的使用而不讲清楚公式的原理，学生就可能听得云里雾里，不知道为什么要学这些晦涩难懂的公式和原理，也会被这些抽象的公式吓到。因此，如何讲清楚这些公式的原理是学习的关键。

2.2 问题诠释——数据分析中关于数学公式的讲解

面对枯燥而高深的数学公式，如何给医学生讲明白这些公式的原理，是教学过程中的一个难点。因此在教学过程中，我们通过一些生活中的实际例子，来说明这些公式的意义。

例如讲解“归一化”这个知识点，先提问“一个苹果加两条香蕉等于多少？”，学生一看到这个例子，会感觉到很熟悉，但是又不敢隨便回答，因为毕竟这是在大学课堂的提问，需要好好思考一下。紧接着再问“三个床位+两个肌注等于多少”，这时同学们就明白不同单位的数据是无法相加的，怎么样把他们的单位统一呢？答案就是“归一化”。这样，学生很快就明白原来“归一化”的目的就是为了统一不同指标的单位。那么将来他们在做数据处理的时候，如果发现有单位不统一的，自然就会想到“归一化”了。

另外研究发现，人类对图片视觉刺激比文字视觉刺激要大得多。因此，在课程讲解过程中，我们会尽量多的使用图片来进行展示（如图2所示），很多数学公式看起来很抽象，但是利用图解的方法，学生就能很直观地理解这些公式的含义，使学生看到数学公式能一目了然，不会产生恐惧感。

例如讲解“熵”这个知识点，首先通过“猜猜谁是世界杯冠军，需要多少次才能猜中？”这个游戏开始，引入熵的概念，再介绍熵的公式的产生步骤（如图3所示），进而说明为何熵可以用来确定各个指标的权重，让学生明白这些数学公式都是来源于生活。

在整个课程的教学中，教师始终在引导学生思考“当我们遇到一些问题，应该如何解决。”同时给学生强调，所有的数学公式都是来源于生活，生活中遇到一些无法解决的问题时，对这些问题进行抽象，才会产生各种各样的数学公式，这些公式能帮助我们解决很多实际问题，只有在学习过程中不断思考，才能提升学生的高阶能力

2.3 问题解决——如何做到学以致用，打造真正的“金课”

要成为真正的“金课”，在学习了很多的数据分析方法以后，还有一个关键的问题就是如何将这些方法用到实际的医学数据分析中去，这是一个归纳总结和创新的过程。教师在讲述每一种方法时，都要引导学生思考，如何将这个方法应用于他们将来的工作领域。例如讲解“关联规则”时，经典的案例是“啤酒和尿布”的购物篮分析，那么，如何将“关联规则”这个方法应用于医学领域呢，对于药学专业的学生，教师可以提示学生把该规则应用于药品关联规则，分析哪些药品是会被医生同时开处方，从而发现药品与药品之间的关联，特别是在中药处方里，可能会发现一些以前没有被医生关注到的规则。这样，学生在老师的引导下，就会结合自己的专业领域思考，如何将学习的方法应用起来，从而启发学生的高阶能力。

最后，在所有数据分析方法讲解完成后，再布置一个综合设计的作业，让学生用自己学到的数据分析方法，设计一个综合分析案例，要求每个人的设计案例都不一样。这个环节需要学生对所学的内容进行归纳分析并结合自己的实际领域进行应用，在往届的作品设计中，很多同学都迸发出很多好的想法，例如把关联规则应用于呼吸道疾病判断、把多目标决策应用于麻醉方案的选择，还有把决策树应用于髋关节手术方案选择等等。这个环节可以大大提升学生的综合分析水平和创新能力，使学生的思维之花得以绽放，真正做到学以致用。

3 小结

正所谓“授之以鱼”不如“授之以渔”，打造“金课”正是贯彻这一理念的具体体现，通过教师的“启”而“激发”学生的高阶能力和创新能力。在整个教学中，以学生熟悉的生活中的例子，引入数学公式，激发学生的学习兴趣，在解决问题的同时提炼了学习重点，从而提高了课程的“含金量”。

如今我们已经进入大数据发展的飞速时期，数据分析已经深入到各行各业，在医学领域，《医学信息分析与决策》能为医学生提供不同的数据分析方法，使医院里面的各类数据能够真正的被利用起来。因此，未来我们将需要更多医学大数据分析的人才，将分析得到的结论应用到医药卫生行业，来真正提高管理和服务质量，这样才能使大数据真正实现其潜在的“大价值”[5]。

参考文献（References）：

[1] 何钦铭，王浩.面向新工科的大学计算机基础课程体系及课程建设[J].中国大学教学，2019.1：39-43

[2] 李志义."水课"与"金课"之我见[J].中国大学教学，2018.12： 24-29

[3] 吴翊.启发式教学再认识[J].中国大学教育，2011.1：67-68

[4] 周再红，王江，熊刚强.问题驱动教学法在《医学信息分析与决策》教学中的应用[J].电脑知识与技术，2018.14（18）：124-125

[5] 周怡，杜珠英，彭勇.地方医药院校"医学信息分析与决策"课程的定位与变革[J].中华医学图书情报杂志，2015.4：73-77