面向数智时代的医学生数据库课程的思政教学案例探索与实践
作者: 夏翃 华琳 刘文艳 武文芳
摘要:本文探索了在新医科建设背景下,面向数智时代的医学生的数据库课程中的教学案例融入思政要素的案例设计,并基于案例设计开展了教学实践,以期培养既具备扎实医学专业知识又拥有良好的科技探索创新思维和“大医精诚”的高尚道德情操与社会责任感的全面发展的复合型医学人才。
关键词:数智时代;思政教学案例;课程思政;数据库课程
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2024)21-0101-04
2018年,教育部等三部委联合发布了《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》,提出“把德育作为医学人才培养的首要内容,将思想政治教育和职业素养教育贯穿教育教学全过程”。[1]
2019年,教育部提出发展“四新”学科建设,以全面提高拔尖创新人才的培养质量,这是实现我国高水平科技自立自强的重要支撑。[2]
2020年,教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》,指出“要在课程教学中注重加强医德医风教育,着力培养学生‘敬佑生命、救死扶伤、甘于奉献、大爱无疆’的医者精神”。[3]2023年,习近平总书记在黑龙江考察调研时首次提出新质生产力的概念[4],此后,新质生产力被正式写入中央文件。2024年,习近平总书记在《求是》杂志上发表文章指出“发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点”。[5]而在卫生领域,新质生产力体现在由多种数字技术在医疗卫生服务供给体系中的广泛、深度扩散与应用带来的新质要素上(如掌握数字化新知识和新技能的医务工作者)。[6]
新质生产力的实践动力是新的技术,以人工智能为代表的新型信息技术与生命科学将继续深入融合,为智慧医疗的推进完善提供新的动力。[7]所以,在当今智能技术日新月异的时代背景下,新医科的建设被赋予了更深层次的使命,这要求医学高等院校不仅要培养掌握扎实医学知识与先进信息技术的复合型人才,以适应人工智能等科技革命所带来的医疗领域深刻变革,更要注重塑造学生成为具有“大医精诚”、秉持救死扶伤使命的创新型医学人才。
研究背景
近年来,人工智能与大数据技术快速发展,它们已被广泛且深入地应用于医学领域的临床和管理方面,如疾病的预测与早期诊断、药物研发、个性化健康管理以及卫生管理等。而数据库在其中扮演着关键且重要的角色,它不仅是人工智能应用的基础设施之一,更为医学科研临床数据的存储、管理和分析提供了重要的数据支撑。数据库原理是一门极具理论性和实践性的计算机类课程,课程实验教学的重点是培养学生的数据库设计与管理能力,同时促进学生的创新与实践能力提升。[8]因此,笔者所在大学面向部分本科二年级医学生开设了“数据库语言B”课程,这些学生有一定的计算机基础知识和Python编程基础,但对数据库相关的技术及应用了解较少,对数据库SQL(Structured Query Language,结构化查询语言)语言较为陌生。因此,本课程共设置48学时,旨在通过理论教学和上机实验,使学生了解和掌握数据库相关技术以及软件的使用,从而促进医学生在医学信息管理和数据分析方面的综合素质培养;通过医学案例的分析,将抽象的数据库知识与医学紧密结合,提高学习的针对性和实用性。
本课程基于OBE(Outcome Based Education)教育理念,在进行教学过程整体设计时,面向医学应用,面向人工智能+大数据时代,整体采用案例式教学方法(如图1),实现知识传授、能力培养与价值引领三者有机融合。
教学案例设计
数据库知识抽象且复杂,教师可以通过具体真实的案例教学将理论知识与实际应用场景紧密结合,在分析、设计和解决案例问题的过程中,引导学生深入理解数据库的概念、原理和技术,从而更有效地掌握和运用所学知识。
本课程在教学设计和教学过程中立足于数智时代对医学生的信息技术需求,从教学内容出发,关注当前数据库技术热点和人工智能技术发展趋势,结合医学特点,充分挖据课程中蕴含的思政元素,寻找教学内容与思政元素的融合点。例如,结合历史传承、科技前沿、全球视野、家国情怀、文化自信、科学精神、大医精诚、创新思维和社会责任感等思政元素,重构“价值塑造、知识传授和能力培养”三者融为一体的教学路径。下面,笔者以具体教学案例“患者就医选择行为的数据库分析与思考”来讨论本课程在课程思政上的探索与实践。
①教学目标:掌握数据库查阅语言SQL语句中的联接查询的含义、语法结构,以及三种联接方式——内联接(Inner Join)、左联接(Left Join)和右联接(Right Join)的功能及医学应用。
②重点和难点:本案例中涉及的知识点“联接”中的左联接(Left Join)和右联接(Right Join)的技术实现方式、适用场景及其对比。
③思政融入:在思政元素融入教学案例设计时,根据课程教学主线来设计教学内容、能力培养目标以及思政融入方式,做到知识传授、能力培养与价值引领的有机融合和教学实施过程中的润物无声,主要过程如下页图2所示。
教学实施
本课程在案例教学过程中采用形象解读和抽象理解相结合的方式:通过ACCESS数据库软件中的查询“设计视图”和“SQL视图”两种实现方式进行SQL实现语句的解读,帮助学生理解SQL语句各子句的含义和功能。对需要掌握的重点或难点内容,教师通过由浅入深、由简单到复杂的医学实例进行分析,并运用多种教学方式来帮助学生理解和实现医学应用。
此外,在教学过程中帮助学生形成知识、思维、实践与应用等方面的正确观念,提升立德树人的针对性和实效性,实现价值引领的思政目标。
1.观察数据、提出问题
先让学生观察多表数据(患者、医生、挂号),引导学生发现某天及某段时间有患者挂号的医生以及无患者挂号的医生的数据情况,培养学生数据观察能力。通过提出问题“就医选择行为”的成因思考及数据库分析方法,激发学生对问题思考的积极性。与此同时,强调专业知识(医术)与职业道德(医德)的重要性,强调职业责任感。
2.分析数据、呈现教学目标
“就医选择行为”涉及多个表的数据,因此需要将多表数据进行关联,从而呈现相关的专业知识:SQL语言的“联接查询”的语法结构及含义。
3.分析问题、讲解实现方法
采用“设计视图”查询设计实现,或者“SQL视图”的SQL语句的实现,联接查询、条件查询等的多角度多方式的实现。在这个阶段,通过实验案例来提高学生的知识实践能力,培养学生的科技实践精神。
4.重点和难点分析讲解
除提供“SQL视图”编写查询语句外,ACCESS软件还提供图形化的界面“设计视图”进行查询设计,并能提供对应的SQL语句。在教学过程中,教师可以引导学生先用查询的“设计视图”方式进行左联接和右联接查询的设置和将运行结果进行对比,让学生对左右联接有更直观的理解。在该案例的解读过程中,教师要提醒学生对比JOIN联接查询中的“左数据源”和“右数据源”互换的运行结果的差异,让学生对左右联接以及应用场景选择有更深入的理解,从而培养学生知识运用的能力和严谨细致的科学精神。
5.课堂互动
让学生参与设计医学应用案例或考题,从中选择较有创新或特色的,师生共同来思考和作答。通过互动,不仅能让学生积极参与教学过程,使其有“学以致用”的体验,还能让学生对所学知识点有更深入的了解和应用体会,提高技术知识的医学综合运用能力,从而培养职业责任感和社会责任感。
6.启发思考
在案例讲解的最后,启发学生不通过SQL的联接查询方式的其他实现方式,如条件查询等。方法总比困难多,一个问题可能有许多种解法,如何寻找到最优解法?通过类似的启发激发学生的兴趣,培养学生科学探究与思维建模能力,从而培养创新精神。
分析与讨论
在数智浪潮的推动下,本课程紧扣时代脉搏,基于OBE教育理念,立足于医学应用,在教学案例设计时,通过具体现实的针对医学问题的“提出问题-分析问题-解决问题-扩展解决思路”的过程,培养学生分析和思考问题能力,使其学会将数据库知识应用于真实的医学实践场景中,从而提高医学生的信息技术实际应用能力,以及批判性思维、问题解决能力和团队合作精神。
在教学实施过程中,通过采用启发式教学和案例驱动教学,实现从“以教师的知识传授为中心”到“以学生的综合能力培养为中心”的转变,同时注重知识传授与价值引领相统一、专业技术与职业道德相结合,让学生学有目标、学以致用、学有所成,让学生在潜移默化中受到引领和教育,实现了全员育人、全过程育人和全方位育人。
结语
在技术飞速发展的人工智能+大数据时代,数据库课程的教学范式亟须从传统的“以知识传授为中心”向“能力导向型”转变。这一转变能够通过以点带面的教学策略,将知识的传授、能力的培养与价值的引领三者紧密结合,形成一种综合性的教育模式。在这种教育模式下,教育不仅仅是单向的知识灌输,更侧重于激发学生的自主学习能力,通过实践活动和案例分析等方法,培养其分析问题和解决实际问题的能力。同时,该模式将正确的价值观、道德观和职业操守融入教学全过程,引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观,培养他们成为既有深厚专业技术知识,又具备高尚道德情操和社会责任感的全面发展的复合型人才。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部,国家卫生健康委员会,国家中医药管理局.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[EB/OL].https://www.csdp.edu.cn/article/4279.html.
[2]中华人民共和国教育部.教育部启动“六卓越一拔尖”计划2.0[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/jyzt_2019n/2019_zt4/tjx/mtjj/201904/t20190430_380243.html.
[3]中华人民共和国教育部.高等学校课程思政建设指导纲要[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.
[4]牢牢把握在国家发展大局中的战略定位 奋力开创黑龙江高质量发展新局面[EB/OL].https://www.peopleapp.com/column/30035453749-500005133580.
[5]习近平:发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点[EB/OL].https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202405/content_6954761.htm.
[6]庞瑞芝,李倩楠.新质生产力推动卫生资源配置结构优化的内在机理与路径[J].学习与探索,2024(05):120-131.
[7]谈在祥,刘逸天.卫生健康领域新质生产力的内涵特征及发展路径[J].卫生经济研究,2024,41(06):1-4.
[8]郑吉平,董婕,梁一博,等.面向国产数据库的实验课程思政教学探索[J].计算机教育,2024(01):82-87.
第一作者简介:夏翃(1974—),女,博士,副教授,研究方向为医学信息学;通讯作者简介:武文芳(1973—),女,博士,教授,研究方向为计算机科学与技术。
基金项目:2023年全国高等院校计算机基础教育研究会课题(2023-AFCEC-382);2024年首都医科大学教育教学改革研究课题(项目编号:2024JYY036)。