新时代医学生大学计算机基础教学改革探索与实践
2024-10-09蒋福德
[摘 要]在新时代背景下,广西医科大学计算机应用基础课程组针对医学院校传统的大学计算机基础教学中存在的问题,采取教学内容与医学专业紧密交叉融合、及时更新教学内容、开展定制化教材开发、改革教学方法手段以及改革课程考核等有效措施开展教学改革探索与实践,促进学科交叉融合,更好地开展因材施教,使学生获得与时俱进的知识,更好地培养、提升学生的信息技能和信息素养,提升了教学的质量与效率和人才培养的质量。
[关键词]医学生;大学计算机基础;教学改革;学科交叉融合;信息素养
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2024)18-0065-05
信息技术发展迅猛,特别是以云计算、大数据、物联网、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、人工智能、区块链、量子信息等为代表的新兴信息技术不断获得突破、迭代、应用,人类社会生活的各个领域都发生了深刻的变革。大学计算机基础课程承担着传授大学生信息知识,培养大学生信息技能、信息素养等任务,然而目前大学计算机基础课程存在着知识内容陈旧、所教授内容落后于技术发展、不能满足新时代对人才技能素养的要求等现象[1-2],课程内容需要拓展广度和深度[3]。
传统的大学计算机基础课程教学内容偏重通用性,与学生所学专业交叉融合不足,不利于个性化教学的开展和复合型E8PHxsnOnPngwzkHUJC6tg==人才的培养;教材未进行定制化开发,难以很好地因材施教、因校施教、因情施教;教学方法、教学手段、教学活动组织等也有较大的改进空间;考核形式不够多元化,不利于教学目标的达成。为了顺应时代要求,与时俱进,不断提升人才培养质量,广西医科大学计算机应用基础课程组(以下简称课程组)结合医学院校的特点开展了教学改革的探索与实践。
一、教学内容改革与实践
(一)与时俱进,教学内容及时更新、融入新技术和新知识
随着计算机技术的快速发展,教学内容需要不断更新以与技术发展同步。例如,随着移动互联网的普及和发展,人们使用手机和网盘等来进行文件管理的场景越来越常见。对于文件管理,只讲授桌面Windows文件管理的内容已经落后于时代发展。为此,课程组在教学过程中及时更新引入了手机、网盘文件管理,使用最新技术在不同终端间高效、便捷地共享文件的内容。
为了满足新时代对人的信息素养的新要求,使教学内容与新技术发展保持同步,课程组引入了互联网思维、计算思维、大数据思维等新内容,增加了对各种新兴、前沿、热点技术的教学。
1.“互联网+”
随着计算机及移动互联网技术的发展,互联网在人们的学习、工作、生活等各个方面都得到了广泛应用,人类社会及生活发生了深刻的变革。将互联网与传统行业进行融合,利用互联网的优势,推动各行各业不断优化、升级、转型,不断提升创新力和生产力水平,推动经济社会形态发生演变,“互联网+”应运而生。国务院于2015年发布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,“互联网+”战略也正式上升为国家战略。
为了响应国家的“互联网+”战略,课程组在教学过程中及时地融入了“互联网+”相关的内容,并在定制开发的《大学计算机基础》教材中用一整章讲述与“互联网+”有关的内容。
为了服务国家的“互联网+”战略,全面推进素质教育,切实提高学生的创新精神、创业意识和创新创业能力,同时配合中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛,课程组在教学中融入了大创项目(大学生创新创业训练计划项目)的调研、可行性研究、选题、组队、申报、管理与运营等内容,并结合典型的“互联网+”创新创业成功和失败案例进行深入介绍。
2.互联网思维
互联网思维就是在互联网、大数据、云计算、物联网等科技不断发展的背景下,人们对市场、用户、产品、企业价值链乃至对整个商业生态进行重新审视的思考方式[4]238。“互联网+”时代的人们应当具备互联网思维。
在教学过程中,课程组结合知名企业的知名互联网思维实践案例,给学生讲授互联网思维中的用户思维、简约思维、专注思维、极致思维、迭代思维、跨界思维、流量思维、大数据思维等各种思维及其应用,让新一代青年在学生时代就认识并建立起互联网思维,提升他们的信息素养和科学素养,以便将来他们在学习、工作、生活中潜移默化地运用互联网思维。这对于提升整个国家的科技水平与生产力水平都是大有裨益的。
3.计算思维
美国卡内基梅隆大学的周以真教授提出了“计算思维”的概念,即计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程,其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行[4]15。计算思维是人类的三大科学思维之一,已经成为当今社会每个大学生必须掌握的基本技能[5]。
课程组在教学中引入计算思维的介绍,并将培养学生计算思维贯穿整个课程教学过程。例如,在讲授计算机基础知识的时候,引导学生深入理解计算机硬件、软件的工作原理。又如,在Word、Excel、PowerPoint等软件中,有很多上下文工具,它们平时都是隐藏的,只有在选中图片、表格、图表等对象时才显示出相应的上下文工具,一些初学的学生对此感到迷茫和不适应,此时教师就引入介绍“面向对象思维”的知识,介绍对象的概念、面向对象程序设计的概念、面向对象程序设计的特点及其工作原理,加深学生对计算机系统工作原理的认知,让学生不仅“知其然”,还“知其所以然”,为将来学生运用计算思维使用计算机工具来解决科学问题打下坚实的基础。
课程组通过在教学过程中理论联系实际,以具体的案例、操作来培养和锻炼学生的抽象思维能力、形式化问题的能力,不断培养和锻炼学生的计算思维能力,培养学生使用计算机解决现实生活中的医学及其他各学科实际问题的意识、能力与习惯,力争为社会培养出高素质的复合型人才。
4.大数据技术及大数据思维
随着社会信息化的不断发展,人类社会每天都会产生海量的数据,人类已经步入了大数据时代。大数据技术的发展与广泛应用,给人类社会各个领域都带来了巨大的变化,大数据在推动人类社会发展中起着越来越重要的作用。
为了与时俱进,在教学中增加大数据相关内容是很有必要的。为此,课程组引入介绍了大数据的概念、特点、分类、发展及应用等基础知识,数据采集、数据预处理、数据存储、数据处理与分析、数据可视化及数据应用等处理过程及技术,与大数据联系紧密的云计算、人工智能、传感器、分布式处理等相关技术,大数据的成功实践应用案例等内容,让学生对大数据及大数据技术有较为系统的认知。
大数据时代,教师要变成引导者,培养学生的大数据思维[6]。课程组在教学过程中引导学生通过各种教学活动、利用各种学习资源开展学习、总结并发现知识规律,引导学生在日常生活中学会定量化思考分析问题、用数据说话,学会从数据中发现潜在规律和趋势,通过统计数据和比较数据来做决策等,建立起全样思维、关联思维、智能思维、容错思维等思维方式。医学生建立起了大数据思维,能够为其将来利用大数据技术开展科学研究、优化工作流程、改进医学技术、提高医疗工作效率等打下良好的基础。
5.云计算、物联网、VR/AR、人工智能、区块链、量子信息等新兴信息技术
现今,以云计算、物联网、VR/AR、人工智能、区块链、量子信息等为代表的新兴信息技术快速发展。在新兴信息技术的推动下,科技发展获得提速,新产品、新技术、新产业不断涌现,新兴信息技术已经在深刻地影响着人类社会的发展。
在教学过程中,课程组通过引入讲授新兴热点信息技术,及时更新、变革教学内容的知识结构,让学生及时接触、学习前沿热点知识,以期培养出能紧跟乃至引领时代发展的高素质、高质量人才。
(二)教学内容与医学专业紧密交叉融合
1.教学案例、操作素材与医学专业背景深度融合
课程组精心挑选、为学生量身定制教学中要用到的案例、操作素材等,力争与医学专业深度融合,让学生在学习的过程中尽早接触临床、医学专业内容,让学生亲身体验到学好计算机技术对他们的学业、未来的事业都是有切实帮助的,激发学生对计算机技术及医学专业的兴趣与热情,通过与医学学科紧密交叉融合来加强复合型人才培养。
如在讲授利用Excel、Word等处理医疗健康大数据时,课程组通过精心设计,全部采用医学专业、医疗领域的典型案例、素材来开展教学,将理论与学生将来的工作实践紧密联系起来,在与医学专业紧密结合的“实战”中培养学生的各种能力与素养,同时增强学生对医学专业的认同感与自信心。如下面的任务就是课程组采用医学专业、医疗领域相关的案例、素材来开展实验教学的一个例子。
任务六 健康大数据及其利用
子任务一 表格规范化
某市教育局对中小学生进行视力调查,有些学校录入视力数据用的是Word表格,格式不规范,出现了如“视力调查表1”“视力调查表2”(略)的格式。为了进行数据统计,要求将不规范的Word表格转成规范的Excel表格。
2.教学中融入云计算技术在医疗健康领域的新应用内容
随着计算机网络、云计算技术的发展与应用,为了消除“信息孤岛”、打破不同医疗机构之间的网络边界,医疗云信息平台在医疗领域得到了较好的应用。不仅云计算技术在医疗机构内部得到了广泛应用(如图1所示),在不同医疗机构间能进行医疗业务协同、上下联动的医联体云信息平台也得到了应用和推广。通过医联体云信息平台可实现检查、诊断、数据等统一管理,以及双向导诊和转诊,还可开展移动医疗、远程医疗等新型医疗业务。
课程组通过在教学过程中融入医疗领域的新发展、新业态知识,使得学生能紧跟时代发展的步伐,提前了解和适应将来的工作环境对人才的要求并储备好相关知识与技能,以为社会培养出更高质量的实用型人才。
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图1 云计算技术在医疗机构内的各种应用场景
3.教学中融入健康医疗大数据、智慧医疗、医疗信息化等与医学相关的新技术、新应用、新时政内容
健康医疗大数据是大数据在健康医疗领域的一个分支,是指在与人类健康相关的活动中产生的与生命健康和医疗有关的数据[4]271。随着医疗信息化的不断发展,健康医疗领域积累了海量的数据资源,如临床检验检查、电子病历、生物医药、流行病学调查、行业监管、医疗保险、健康体检、个体健康信息等等,大数据技术在健康医疗领域也得到了较好的应用。人们从健康医疗大数据中可以发现科学规律,为医学研究的开展、医疗科技水平的提升提供强有力的支持。如通过对健康医疗大数据进行分析、挖掘,能够有效预测流行疾病的暴发趋势,实现对医疗卫生事件进行早期预警,为疫情防控赢得时间;有利于改进医疗服务体系、提高便民就医水平,同时降低医疗成本、提高医疗效益、提升医疗管理水平;还可为开展精准医疗提供支持。
随着医疗信息化的不断发展,智慧医疗方兴未艾,不少医院正在努力建设或升级成智慧医院。在智慧医疗模式中,通过利用先进的云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术,实现患者与医务人员、医疗设备、医疗机构之间的互动,实现医护工作的无纸化、智能化、高效化,让患者获得更全面、专业、个性化的医疗体验,这样不仅能提高诊疗速度与效率、降低医护人员的工作强度、提升医院的运营效率和监管效率,而且能让诊疗更加精准。
在教学过程中,课程组还融入国家有关医疗健康信息化的重要方针、政策,注重开展“三全育人”,挖掘并融入课程思政元素。
二、教材的改革与实践
教材是教师开展教育、学生开展学习的基本资源与依据。为了改变传统教学中教材内容陈旧、落后于技术发展的弊端,更好地针对医学生的特点因材施教,也为了根据医学院校的实际情况,因地制宜地开展个性化教学,课程组进行了定制化教材的开发。
大学生计算机应用基础课程教学内容分为理论教学和实践教学两部分,课程组负责人(教研室主任)主持编写了《大学计算机基础》《大学计算机实训教程》。该套教材为普通高等教育“十三五”规划教材,实践教学内容与理论教学内容紧密结合、互为补充,引入了“互联网+医疗”、智慧医疗、医疗行业信息化的最新成果等与医学相关的内容。教学案例与医学专业背景紧密融合,教学内容与医学专业学生后续课程紧密衔接,契合医学院校的特点及医学人才培养的规律,及时引入了计算思维、互联网思维、大数据思维等新型人才素养培养内容,及时更新了操作系统及应用软件版本,及时引入了对新兴、前沿、热点信息技术的介绍。
为医学专业学生量身定制的、符合医学院校实情的、与时俱进的高质量教材,为课程组开展有特色的、高质量高效率的教学工作和实现既定教学目标奠定了坚实的基础。
三、教学方法、教学手段的改革与实践
传统的教学方法比较僵化单调,课程组综合运用启发式教学、案例式教学、探究式教学、示范演示式教学、任务驱动式教学、小组合作教学、PBL教学等教学方法,实现教学方式方法的多元化,以更好地激发学生的学习兴趣与热情。
通过综合运用各种教学手段,如网络教学平台、SPOC课程网站、微课、翻转课堂、校内FTP、网盘、腾讯会议、钉钉、QQ等来开展教学并提供各种教学资源,满足课前、课中、课后和线上、线下的全时空、全方位教学的需要。通过在先进的网络多媒体实验教室开展“集成式”教学,提高教学效率与效果。
四、教学活动组织的改革与实践
通过改革优化教学活动的组织,可以促进教学效果的提升和教学效率的提高。课程组一般会提前做好相关的教学准备,以提高教学效率,如通过将数GB(吉字节,计算机存储单位)的实践操作素材、软件、课件、视频、典型作品、教学文档等教学资源在上课前提前复制到学生用机上,让学生开机即可使用;通过提前发布教学计划、预习任务、作业等,同时预留足够的时间让学生能按期完成计划、任务,并在时间节点及时提醒学生,遇到特殊情况及时调整,保证教学活动能正常高效地开展;通过在第二课堂开展各种与IT相关的主题教育活动,组织学生参加中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、国家网络安全宣传周等课外活动,培养、提升学生的信息素养;通过定期、不定期地组织或与学生社团合作组织开展各种IT作品大赛、设计大赛等,实现以赛促教、以赛促学。
为了满足没有私人电脑的学生课外学习的需要,课程组在教学管理上进行了改革,每个学期都提前制定好公共计算机实验室免费开放的计划,并及时向学生公布,为学生提供必要的硬件学习资源,帮助学生按计划完成作业和任务,开展素质拓展训练,以更好地配合、服务高质量教学工作的开展。
五、课程考核的改革与实践
传统的课程考核形式单一,多为通过期末考试进行考核,容易造成“死记硬背”“高分低能”现象,考核次数少,缺乏科学性,容易导致部分学生以应付式的态度对待课程学习、以突击复习的方式通过考试、考试过后不久就遗忘的现象,这不符合我们对教学知识目标的期望,更不利于能力目标、素质目标的达成。为了更好地实现教学目标,制定科学合理的考核标准很重要,因为课程考核标准在一定程度上对学生起着“指挥棒”的作用。
由于学生人数众多、课程课时较为紧张,综合考量各种因素后,课程组没有选用上课考勤、开卷考试、回答问题、分组学习考核等考核方式。
计算机科学有很强的实践性。为了加强对学生实践技能的考核及学习过程的评价,加强培养学生的自学能力、创新意识和创新能力,以及发现问题、分析问题、运用知识解决实际问题的能力,激发学生的学习兴趣与热情,增强学生学有所得的成就感和自信心,实现学生知识、能力、素质的协调发展,实现考核形式多样化、多次化,课程组采用了“2个课程作品+操作综合考试+理论考试”的考核形式。其中作品1为PPT作品,作品2为Focusky作品或 “互联网+创业”个人微网站。
为了对课程考核进行科学的量化管理、合理分配几种考核形式的权重占比,课程组经研究后确定了课程考核的成绩构成比例为“总成绩=作品1成绩×20%+作品2成绩×20%+操作综合考试成绩×20%+理论考试成绩×40%”。
六、结语
课程组通过持续不断地开展课程教学改革,使学生获得了更“博大精深新”的信息技术知识;使学生发现问题、分析问题、应用所学知识解决问题的能力,学科交叉融合能力,实践动手能力,自学能力,创新能力等能力得到了更好的培养与提升;使学生的计算思维、互联网思维、大数据思维等信息素养得到了更好的培养与锻炼并潜移默化地融入他们的思想、行为当中,最终促成了教学质量、教学效率以及人才培养质量的有效提高。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 何燕伶.大数据背景下计算机应用基础课程教学改革探索[J].创新创业理论研究与实践,2020,3(20):35-37.
[2] 雷藏民.大数据时代高职计算机应用基础教学改革探讨[J].电脑知识与技术,2020,16(34):86-87.
[3] 杨爱琴.基于计算思维的大学计算机基础教学改革研究[J].福建电脑,2014,30(6):39-41.
[4] 谭可久,彭如宽,宋文军.大学计算机基础[M].7版.长春:吉林大学出版社,2022.
[5] 杜丽美.基于网络资源的《大学计算机基础》教学改革与探索[J].长治学院学报,2018,35(2):94-95.
[6] 赵倩.大数据背景下高职计算机应用基础教改思考[J].哈尔滨职业技术学院学报,2018(5):66-68.
[责任编辑:周侯辰]