医药卫生与信息技术深度融合的新医科信息课程探讨

赵 洁，蒋世忠，罗 漫，郭穗勋，周 怡

(广东药科大学医药信息工程学院,广东 广州 510006)

学科融合是新时代高校发展和创新的趋势。国务院发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》要求“推动高校培育跨学科、跨领域的科研与教学相结合的团队，促进多学科交叉和融合”[1]。

对于医药类人才，新时代对其提出了更高的要求。2018年9月17日，教育部、国家卫生健康委员会、国家中医药管理局发布《关于加强医教协同实施卓越医生教育培养计划2.0的意见》，要求促进信息技术与医学教育深度融合，培养一流医学人才，服务健康中国建设[2]。2019年4月29日，教育部、中央政法委、科技部等13个部门联合启动“六卓越一拔尖”计划2.0，全面推进新工科、新医科、新农科、新文科建设。其中，新医科希望培养能够运用交叉学科知识解决未来医学领域前沿问题的高层次医学创新人才。

1 新医科下信息教育存在的问题

怎样提高医药人才信息素养，使其能用信息技术解决本专业问题的能力。传统医药类院校中的计算机公共课教学，主要是以Windows+Office操作和程序设计基础(如visual basic编程)为主，单纯教授计算机操作，和学生本身的学科没有结合，学生容易觉得无趣也无用，无法达到提升医药类学生医学信息素养和用信息技术来解决本专业问题的要求。

怎样在人工智能等新技术的“浪潮”中，培养医药类学生紧跟信息新技术。现在，人工智能等计算机新技术不断涌现，在这个“浪潮中”，为医药行业带来全新的变革和冲击。在医疗诊断、药品设计、手术机器人等方面，人工智能发挥着越来越重要的作用。而传统的医药类院校计算机教育，通常在新技术教学方面是滞后的，无法满足国家卓越医学人才培养计划。

2 深度融合医药卫生与信息技术构建新医科信息课程教学方案

现在是信息时代，医药人才和先进的信息技术深度结合，可以促使医药专业学生在日后的工作和科研上受益无穷。为了助力培养卓越医药人才，实现“健康中国”大目标，课程组设计了深度融合医药卫生与信息技术构建新医科信息课程教学的方案[3-5]。将计算机知识点关联医学应用，以医药计算机应用案例为中心组织内容，用创新的信息技术解决医学问题，使学生可以学以致用，将所学用于以后的工作、学习和科研中。如图1所示在课程教学中，我们设计了医药卫生领域和信息技术的结合点，力争将医药卫生与信息技术进行深度融合。

图1 医药卫生与信息技术融合图示

改革方案分为3个方面进行探讨，分别是以医药计算机应用案例为中心的课堂组织、以计算思维能力培养为导向的医药信息人才培养及计算机“热点”技术在医药领域中的追踪。

2.1 以培养医药学生计算思维能力为导向

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计等一系列活动。在医学领域，医学图像计算、公共卫生计算、精准医疗计算以及卫生数据安全等问题都在医学发展和研究中发挥着越来越重要的作用[6]。医学生能否用信息技术解决医学相关的问题，是计算机应用能力培养的重要衡量指标。在授课时，应注重培养学生的计算思维能力。如，教授学生医学图像计算知识，医学信息安全知识等，见图2、图3示例。图2是对骨骼图像进行锐化处理，使之变得更加清晰。图3是为了保护医院的知识产权和图像信息安全，选择在图像上加上数字水印“广药”，当图像被恶意篡改和破坏时，则无法提取出“广药”。这个技术可以用在医院PACS系统上，确保医学影像的安全性，维护医患关系[7]。这些知识对医药专业学生来说，提高他们的专业信息素养，并可以帮助他们对本专业知识的理解。

图2 骨骼图像锐化操作示例

图3 医学图像数字水印系统示例

2.2 以医药计算机应用案例为中心组织课堂内容

著名教育家杜威曾说过：最好的教学，就是牢牢记住学校教材和实际经验二者相互联系的必要性，使学生养成一种态度，习惯于寻找这两方面的接触点和相互联系[8]。课程组通过医药计算机应用案例正是通过案例提供了计算机教学内容与医药专业实际需求之间联系的桥梁,将计算机知识点尽量关联医学应用，以医药计算机应用案例为中心组织内容，既使学生可以学以致用，将所学用于以后的工作、学习和科研中，又能够避免知识点的枯燥，提高学习兴趣，刺激学生用计算机技术解决医药学问题的欲望[4-5]。

在讲授医学动画制作时，课程组按照不同专业，教学生用flash制作自己专业相关的医学动画。如面对药学专业学生时，教授药剂学中药物跨膜被动转运的制作案例，如图4所示，药物分子由于肠道细胞膜内外密度差，从膜内向血管运动；面对公卫学生时，教授心肺复苏操作步骤的制作案例，如图5所示，动画显示了心肺复苏操作其中的一个步骤；面对临床医学专业学生时，教授心脏CT演示的制作案例，如图6所示,左边是心脏的示例图片，随着心脏红线从上到下移动，右边显示出红线所在的心脏位置对应的CT图片[9]。

图4 药物跨膜被动转运动画

图5 心肺复苏步骤动画场景制作

图6 心脏CT动画

在讲解程序设计时，也是会选择跟医药类学生以后工作密切的案例，教授其网页制作的基本知识，保证其在以后的工作中能熟练操作医院的各种信息管理系统，如：挂号系统，问诊系统，评价系统等(如图7)。

图7 就诊评价网页设计代码示例

即使同一计算机知识点，对不同的医药类专业，选择的案例并不相同，这也体现了因专业施教，因材施教，使得各专业学生都可以在自己的领域学习到有用的计算机技能，为其日后的科研和工作助力。

2.3 引导医药学生紧跟计算机“热点”技术

大数据、人工智能正引领着新一轮的技术革命，医药类院校计算机基础教学也要与时俱进[10]。我们计划在课程中加入当前“热点”技术与医疗相结合领域的介绍，如医疗大数据决策分析，人工智能疾病筛查和预测，基于深度学习的中医“证候”“方剂”算法模型等。使学生具有高超的信息素养，在迈出校门走向工作岗位后，可以在信息技术的洪流中游刃有余。

在这方面，课程组一直在探索并努力走在前面。2020年，新冠疫情突如其来，课程组加班录制好《人工智能——新冠肺炎AI诊断技术》专题，如图8所示，在3月2日的课程中向学生讲授。专题中的算法和软件是2020年2月才发表和应用在武汉协和医院、方舱医院的。目前，专题在超星学习平台上，供学生们学习使用，短短2个月时间，课程的访问量已达55 198次，用户非常活跃，学生学习积极性高。

图8 《人工智能——新冠肺炎AI诊断技术》专题示例

在专题中，课程组以新冠肺炎AI诊断问题导入计算机能做什么问题，通过调查问卷对学生感兴趣的计算机应用领域了解，进行讨论互动，由浅入深，引导学生主动学习能力。介绍最新的新冠肺炎AI诊断技术和软件。

结合疫情中计算机技术的应用实例，培养学生要学以致用，同时进行课堂思政教育，教导学生要有家国情怀。我们希望，学生们能了解到最先进的技术，并具有家国天下的情怀，为我们的国家和技术感到骄傲，以后也能尽自己努力推动技术发展，为国做贡献。

3 教学效果

课程组在医药类专业计算机公共课的改革研究将信息技术深度融合进去，从2010年开始进行教学改革探索，到2020年，已经有10个年头。经过教学组成员的不懈努力，编写教材、发表论文、制作MOOC、时间轴如图9所示。这些教学改革应用于教学之后效果很好，受到学生的欢迎，学生思维活跃，讨论高潮迭起，常有学生突破甚至否定教师的观点，在学术层面迸发出火花。在教学中，做到了教学相长，教师也得到了医药专业知识的提高。

图9 信息技术在医药类专业计算机公共课改革时间轴图

鼓励并指导医药类学生利用计算机知识和本专业知识融合来设计本专业软件，特别是药科的卢师楷等同学在郭穗勋老师指导下制作的“广东易发疾病程序设计”，在中国大学生计算机设计大赛决赛中获全国三等奖。

4 结论

当前信息时代对医药专业学生的计算机能力要求更高，计算机水平已成为衡量大学生业务素质与能力的突出标志。医药院校的计算机教学要与医药专业相互渗透，此外，教学对象变为在“互联网”背景下的90后、00后大学生，传统的医学院校计算机基础教学也要相应改进，否则无法适应学生和时代的要求。10年来，课程组在探索与实践中一路走来，在省教育厅和学校的大力支持下，取得了一点改革心得。结合计算机技术和其他传统医药类优质学科，求创新，谋发展。但是，由于自身水平有限，目前只切入4个医药学科领域，还有很多领域应该都可以碰撞出“新的火花”。

医药院校的大学计算机基础教育发展，应以服务专业为指导，以培养知识、能力为向导，根据专业特点选择计算机教学内容[4]。深入融合医药卫生领域知识和信息技术，以医药计算机应用案例为中心的课堂组织、以计算思维能力培养为导向的医药信息人才培养计算机“热点”技术在医药领域中的追踪，为“健康中国”培养卓越的医药类人才。

课程组一直走在探索的路上，深知任重而道远。希望可以向专家们多学习，和教育界同行多交流,努力改进教学，尽萤火之光，为国家教育事业蓬勃发展贡献自己的力量。