在“醫(yī)學信息分析與決策”教學中打造“金課”

周珂 蔡潔 王龍

摘? 要： 如何淘汰“水課”、打造“金課”，是目前高等學校教育的熱門話題。醫(yī)學信息分析與決策課程數(shù)學公式多、原理復雜，采用傳統(tǒng)教學方法很難激起學生的學習興趣。以打造“金課”為最終目標，在課程教學中引導學生帶著問題進行思考和學習，然后通過生動有趣的生活例子來進行數(shù)學公式的講解，使學生明白這些數(shù)學公式背后的含義，最后再結(jié)合本領(lǐng)域數(shù)據(jù)，說明數(shù)據(jù)分析方法的應用場合，激發(fā)學生的高階思維活動，變被動學習為主動學習，做到學以致用，從而打造真正的“金課”。

關(guān)鍵詞： 金課; 教學方法; 數(shù)據(jù)分析; 數(shù)學公式的理解

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標志碼：? ? ?文章編號：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

“金課”這個概念是在2018年《關(guān)于狠抓新時代全國高等教育本科教育工作會議精神落實的通知》（教高【2018】8號）中正式寫入教育部的文件，里面明確指出：各高校要全面梳理各門課程的教學內(nèi)容，淘汰“水課”、打造“金課”，合理提升學業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質(zhì)量。本研究以“醫(yī)學信息分析與決策”這門課程為例，探討如何在醫(yī)學院校打造“金課”，淘汰“水課”。

如今是大數(shù)據(jù)的時代，數(shù)據(jù)分析無處不在，而在醫(yī)院里面，也產(chǎn)生如病人就診、醫(yī)生處方、檢驗結(jié)果、藥品、費用、影像等各種類型的數(shù)據(jù)，如何對這些大量的數(shù)據(jù)進行分析，從中獲得有用的信息，是目前醫(yī)院面臨的難題。這些數(shù)據(jù)之所以沒有被利用，主要原因是很多醫(yī)生沒有進行過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析學習，有數(shù)據(jù)而無從下手;有些醫(yī)生雖然學習了一些常用數(shù)據(jù)分析方法，但是不知如何把這些方法利用在實際的數(shù)據(jù)處理中。存在這些問題，主要是因為存在難度，數(shù)據(jù)分析通常要面對一些復雜的數(shù)學公式，很多人都不明白這些公式的原理，因此沒法把這些分析數(shù)據(jù)的方法應用起來。而在傳統(tǒng)的醫(yī)學院校計算機課程設置中，也缺乏交叉融合的教學內(nèi)容研究和典型的交叉融合課程，使計算機基礎(chǔ)教學對學生后繼計算機應用和創(chuàng)新能力的支撐不夠。

2009年，教育部高等學校計算機基礎(chǔ)課程教學指導委員會發(fā)布了《高等學校計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨計算機基礎(chǔ)課程教學基本要求》（簡稱“基礎(chǔ)要求”），給出了基于“1+X”體系的核心課程組成。其中，醫(yī)藥類課程的“X”中就包括了醫(yī)學信息分析與決策[1]。

基于以上分析，我校于2012年開始進行本科非計算機專業(yè)的計算機課程教學改革，將全校醫(yī)學類專業(yè)學生的計算機課程體系分為三個層次，其中大部分的醫(yī)學專業(yè)都開設以醫(yī)學數(shù)據(jù)分析為主的“醫(yī)學信息分析與決策”課程。

醫(yī)學信息分析與決策課程以培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析能力為核心，通過大量醫(yī)學數(shù)據(jù)分析案例給學生講解計算機常用的數(shù)據(jù)分析方法，并將這些方法應用于將來的工作和生活中。這門課程主要通過介紹數(shù)學、計算機和運籌學領(lǐng)域常用的一些數(shù)據(jù)分析方法，涉及很多抽象的數(shù)學公式和數(shù)學模型。針對醫(yī)學專業(yè)的學生，本課程的教學思想是：將數(shù)學公式和日常生活的例子相結(jié)合，使學生理解數(shù)學公式真實的意義，激發(fā)學生的學習興趣，同時在整個教學過程中引導學生對待問題應該如何思考和解決問題，打造“金課”。

1 “金課”的理解

1.1 “金課”概論

“金課”的特點是突出以學生為中心，注重學生高階能力的培養(yǎng)。在第十一屆“中國大學論壇”上，教育部高等教育司司長吳巖提出“金課”的“兩性一度”的評價標準：高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。與之相對的“水課”也具備三個特性：低階性、陳舊性和教師不用心。美國著名心理學家、教育家布盧姆（Bloom）將認知過程分為記憶、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造共六個層次，前三個屬于低階層次的認知，后三個屬于高階層次的認知[2]。因此，我們要在“金課”中打造高階課堂，即要在教學過程中讓學生掌握高階知識，形成高階思維，發(fā)展高階能力。

1.2 “金課”中如何啟發(fā)學生的高階能力

高階能力是以高階思維為核心的解決復雜問題或完成復雜任務的心理特征，是發(fā)生在較高認知水平上的心智活動或較高層次的認知能力，它主要包括創(chuàng)新思維、問題求解、決策、批判性思維等方面。因此在教學過程中教師應多啟發(fā)學生[2]。“啟”的工作由教師來完成，而“激發(fā)”則是落實到學生身上，激發(fā)學習興趣、想象力和創(chuàng)新能力，這也正是對“學生為主體，教師為主導”這一現(xiàn)代教學觀的最好詮釋。

“以學生為主體”主要體現(xiàn)在教學過程中，要善于掌握學生的學習心理，善于運用學生熟悉的知識、事物。在講課中，要啟發(fā)學生思考，就要注意遵循學生的思維規(guī)律，其中很關(guān)鍵的是要盡量在學生已有認知的基礎(chǔ)上展開新的知識傳授。另外，還要善于調(diào)動學生的學習積極性，可以用跟課程有關(guān)的有趣背景知識、生動的語言來吸引學生的興趣。

“以教師為主導”要求教師對課程有整體把握，對所教授課程的基本內(nèi)容、教學大綱要求、學時數(shù)安排，做到心中有數(shù);對所選教材各章節(jié)的重點、難點在什么地方，它們之間有什么聯(lián)系，課后的習題怎么安排等都要在學期之初做好充分的準備。這些都是上好“金課”的基礎(chǔ)，否則教學的“含金量”便無從談起了。每堂課都精心設計，思考如何引入問題，展開論述，例題要怎樣穿插，學生要怎樣參與，以及應該布置哪些預習等，都有仔細的安排。因此，就需要增加課堂教學的“含金量”，要創(chuàng)造更多的給學生思考的機會，將課堂教學中的重學輕思轉(zhuǎn)變?yōu)閷W思結(jié)合[3]。

2 “金課”的具體實施

要避免“水課”、打造“金課”，在具體的教學過程體現(xiàn)在問題引入、問題詮釋和問題解決三個環(huán)節(jié)的教學設計。

2.1 問題引入—好的問題可以激發(fā)學生的高階思考

避免“水課”，要從問題引入開始，學生圍繞問題進行學習，因此問題的設計是教學過程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)[4]。每次開始上課都是學生注意力最集中的時候，因此開始上課的內(nèi)容一定要激起學生的興趣。例如在講解多目標決策這一章內(nèi)容時，我們會首先設問：“如果你是醫(yī)院的院長，當每個科室都缺人時，你該怎么辦？”引入課程的內(nèi)容，很多醫(yī)院里面已經(jīng)存在一些基本的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如圖1所示。這些數(shù)據(jù)學生會感到有一些熟悉，但是他們又不知道如何利用這些數(shù)據(jù)，因此，會引起他們很大的好奇心去思考如何將這些數(shù)據(jù)利用起來。只要在教學過程中能引領(lǐng)學生不斷思考，那么這門課程就不是“水課”了。

教師在這個時候，就可以進一步拋出新的問題，例如“能否求每個科室的工作量，如何求每個科室的平均工作量？”，就引入這次課程的核心內(nèi)容“歸一化”和“熵”。歸一化的公式為： [pij=rijrij]，熵的公式為：[ej=-ki=1mpij*lnpij（k=lnm）-1]。如果一開始就介紹這些公式的使用而不講清楚公式的原理，學生就可能聽得云里霧里，不知道為什么要學這些晦澀難懂的公式和原理，也會被這些抽象的公式嚇到。因此，如何講清楚這些公式的原理是學習的關(guān)鍵。

2.2 問題詮釋——數(shù)據(jù)分析中關(guān)于數(shù)學公式的講解

面對枯燥而高深的數(shù)學公式，如何給醫(yī)學生講明白這些公式的原理，是教學過程中的一個難點。因此在教學過程中，我們通過一些生活中的實際例子，來說明這些公式的意義。

例如講解“歸一化”這個知識點，先提問“一個蘋果加兩條香蕉等于多少？”，學生一看到這個例子，會感覺到很熟悉，但是又不敢隨便回答，因為畢竟這是在大學課堂的提問，需要好好思考一下。緊接著再問“三個床位+兩個肌注等于多少”，這時同學們就明白不同單位的數(shù)據(jù)是無法相加的，怎么樣把他們的單位統(tǒng)一呢？答案就是“歸一化”。這樣，學生很快就明白原來“歸一化”的目的就是為了統(tǒng)一不同指標的單位。那么將來他們在做數(shù)據(jù)處理的時候，如果發(fā)現(xiàn)有單位不統(tǒng)一的，自然就會想到“歸一化”了。

另外研究發(fā)現(xiàn)，人類對圖片視覺刺激比文字視覺刺激要大得多。因此，在課程講解過程中，我們會盡量多的使用圖片來進行展示（如圖2所示），很多數(shù)學公式看起來很抽象，但是利用圖解的方法，學生就能很直觀地理解這些公式的含義，使學生看到數(shù)學公式能一目了然，不會產(chǎn)生恐懼感。

例如講解“熵”這個知識點，首先通過“猜猜誰是世界杯冠軍，需要多少次才能猜中？”這個游戲開始，引入熵的概念，再介紹熵的公式的產(chǎn)生步驟（如圖3所示），進而說明為何熵可以用來確定各個指標的權(quán)重，讓學生明白這些數(shù)學公式都是來源于生活。

在整個課程的教學中，教師始終在引導學生思考“當我們遇到一些問題，應該如何解決。”同時給學生強調(diào)，所有的數(shù)學公式都是來源于生活，生活中遇到一些無法解決的問題時，對這些問題進行抽象，才會產(chǎn)生各種各樣的數(shù)學公式，這些公式能幫助我們解決很多實際問題，只有在學習過程中不斷思考，才能提升學生的高階能力

2.3 問題解決——如何做到學以致用，打造真正的“金課”

要成為真正的“金課”，在學習了很多的數(shù)據(jù)分析方法以后，還有一個關(guān)鍵的問題就是如何將這些方法用到實際的醫(yī)學數(shù)據(jù)分析中去，這是一個歸納總結(jié)和創(chuàng)新的過程。教師在講述每一種方法時，都要引導學生思考，如何將這個方法應用于他們將來的工作領(lǐng)域。例如講解“關(guān)聯(lián)規(guī)則”時，經(jīng)典的案例是“啤酒和尿布”的購物籃分析，那么，如何將“關(guān)聯(lián)規(guī)則”這個方法應用于醫(yī)學領(lǐng)域呢，對于藥學專業(yè)的學生，教師可以提示學生把該規(guī)則應用于藥品關(guān)聯(lián)規(guī)則，分析哪些藥品是會被醫(yī)生同時開處方，從而發(fā)現(xiàn)藥品與藥品之間的關(guān)聯(lián)，特別是在中藥處方里，可能會發(fā)現(xiàn)一些以前沒有被醫(yī)生關(guān)注到的規(guī)則。這樣，學生在老師的引導下，就會結(jié)合自己的專業(yè)領(lǐng)域思考，如何將學習的方法應用起來，從而啟發(fā)學生的高階能力。

最后，在所有數(shù)據(jù)分析方法講解完成后，再布置一個綜合設計的作業(yè)，讓學生用自己學到的數(shù)據(jù)分析方法，設計一個綜合分析案例，要求每個人的設計案例都不一樣。這個環(huán)節(jié)需要學生對所學的內(nèi)容進行歸納分析并結(jié)合自己的實際領(lǐng)域進行應用，在往屆的作品設計中，很多同學都迸發(fā)出很多好的想法，例如把關(guān)聯(lián)規(guī)則應用于呼吸道疾病判斷、把多目標決策應用于麻醉方案的選擇，還有把決策樹應用于髖關(guān)節(jié)手術(shù)方案選擇等等。這個環(huán)節(jié)可以大大提升學生的綜合分析水平和創(chuàng)新能力，使學生的思維之花得以綻放，真正做到學以致用。

3 小結(jié)

正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”，打造“金課”正是貫徹這一理念的具體體現(xiàn)，通過教師的“啟”而“激發(fā)”學生的高階能力和創(chuàng)新能力。在整個教學中，以學生熟悉的生活中的例子，引入數(shù)學公式，激發(fā)學生的學習興趣，在解決問題的同時提煉了學習重點，從而提高了課程的“含金量”。

如今我們已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)發(fā)展的飛速時期，數(shù)據(jù)分析已經(jīng)深入到各行各業(yè)，在醫(yī)學領(lǐng)域，《醫(yī)學信息分析與決策》能為醫(yī)學生提供不同的數(shù)據(jù)分析方法，使醫(yī)院里面的各類數(shù)據(jù)能夠真正的被利用起來。因此，未來我們將需要更多醫(yī)學大數(shù)據(jù)分析的人才，將分析得到的結(jié)論應用到醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)，來真正提高管理和服務質(zhì)量，這樣才能使大數(shù)據(jù)真正實現(xiàn)其潛在的“大價值”[5]。

參考文獻（References）：

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[5] 周怡，杜珠英，彭勇.地方醫(yī)藥院校"醫(yī)學信息分析與決策"課程的定位與變革[J].中華醫(yī)學圖書情報雜志，2015.4：73-77