新医科背景下“R语言”课程教学改革与探索

［摘 要］ 新医科背景下，以医工理文等多学科交叉融合为代表的医学教育创新模式对课程建设提出了新的要求。“R语言”作为轻语法的程序设计语言具有较强的实践性和创新性，为多学科融合提供了有力的技术支撑。通过探讨山西医科大学生物制药专业“R语言”课程改革，针对新医科背景下“R语言”课程教学中存在的问题，从课程体系建设与优化、混合教学模式改进、医工文理教学设计创新等方面介绍课程教学改革过程并说明教学改革效果，积极探索培养复合型和创新型医学人才的教育新路径。

［关键词］ 新医科；R语言；混合教学；教学改革

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）05-0093-04

引言

2020年9月，国务院办公厅《关于加快医学教育创新发展的指导意见》提出以新理念谋划医学发展，以新定位推进医学教育发展，以新内涵强化医学生培养，以新医科统领医学教育创新［1］。新医科建设应实现从治疗为主到生命全周期、健康全过程的全覆盖，积极探索医科与其他学科专业交叉融合，特别是推动多学科背景的复合型医工深度结合，推进“医学+X”多学科背景的复合型创新拔尖人才培养［2］。

在新医科背景下，“R语言”课程建设与改革具有重要的意义。R语言作为适应新技术时代的轻语法程序设计语言，具有易维护性、易懂性和可扩展性等特点，其广泛应用于科学计算、数据处理与可视化、机器学习、人工智能等领域，具有较强的实践性和创新性，为多学科融合提供了有力的技术支撑，为实现医工理文等多学科的交叉融合，为特色的医学教育创新模式提供了保障。

一、传统“R语言”课程教学中存在的问题

（一）被动接受式教育

传统教学采用被动接受式教育，导致学生掌握R语言困难重重。针对2019级生物制药学生在R语言学习过程中遇到的困难展开调查问卷，收到有效问卷63份，其中排在前六位的难题见表1。

（二）重语法，轻应用

学生实践能力不强，不会通过编程解决问题、不会利用工具调试程序、不会阅读英文帮助文档。理论与实验课程相对剥离，传统课堂教学不能兼顾理论教学和编程训练，无法满足学生的个性化学习需求。实验课教学内容单一且过时、结构松散、偏离实际应用且缺乏对学生科研思维和创新能力的培养和训练。

（三）大班教学效果不佳

大班教学导致学生学习积极性不高，参与度偏低，课堂互动频率低且深度不够，既不利于因材施教，也不利于多学科背景的复合型和创新型人才的培养［3］。

（四）教材质量参差不齐

针对生物医药类专业的R语言教材较少。传统R语言教材理论知识过多，涉及具体应用较少［4］。授课局限性较大，课程学时安排少且分散，导致学生边学边忘现象严重。

二、基于新医科教育理念，“R语言”课程建设思路和路径

新医科理念落地于专业课程建设与重构。“R语言”课程打破学科界限，为推进医工理文融通提供了有力支撑。通过与大数据和人工智能等方向的紧密结合，不断培养学生的科研思维和创新能力，对学生从事高水平的生物医学科学研究具有推动作用。针对传统教学中存在的问题和学生在学习过程中遇到的困难，在课程体系建设与优化、以线下小班教学为核心的混合教学模式改进，以及与医学课程交叉的创新教学设计等方面进行积极探索与创新。

（一）优化课程知识体系，重构教学内容，打破理论和实验课程的藩篱

将传统理论和实验课程有机融合，安排所有教学活动在计算机机房进行。课前下发课程素材，课上实行以“教师演示讲授+学生实践操作+现场互动答疑”为主线的教学模式。通过科学的教学设计，引导学生高效获取知识、动手编码验证，探索并解决在实践中遇到的各种问题。将知识、能力和素质培养贯穿全程，引导学生掌握学习R语言的学习思路和方法。

课程内容分为四大模块：R基础知识、数据转换、回归模型和R绘图，覆盖了R语言入门基本内容。将教学内容合理安排的同时，积极引导学生动手实践，做到随讲随练，不断强化学生对知识的掌握与应用。

突破传统教师讲授大量语法而学生不知所用的困境，结合自主学习和实践操作引导学生掌握基本知识（基本语法、数据类型、变量、函数、包、运算符、字符串、向量、列表、矩阵、数组、因子和数据框）和操作，激发学生的探索欲和好奇心。将官方英文版知识手册分享给学生，帮助学生克服对语法的恐惧心理和边学边忘的问题。

（二）线上线下混合教学平台建设：线下采用小班教学，线上优化课程资源

“R语言”课程采用线上线下混合教学模式进行（见图1），教学过程不再是简单的照本宣科，而是需要教师投入更多的精力进行科学合理的教学设计，整合和优化教学资源。通过线上和线下两个维度，深入了解学生的学习诉求和动态、对知识的掌握程度和反馈情况，从而做出针对性的调整。

线上课程是利用学习通网络教学平台推送各类学习资源，主要包括：教学课件、手册、代码程序和数据、教学视频、课程作业和练习、知识题库，组织开展预习测试、探究学习、小组讨论、投票问卷等教学活动，及时跟踪学生的学习情况并汇总相关数据。

线下课程采用小班教学，充分调动学生的积极性，加强师生、学生之间互动和交流的频率与深度。学生在教师的引导和帮助下进行自主、合作和探究式学习，通过积极思考与实践，不断将知识内化与融合。从熟悉软件的使用到逐步编写代码，循序渐进地提升实践操作水平，结合帮助文档的使用培养自主分析问题与解决问题的能力。每个教学班级配备一讲师三助教，及时有效地面授答疑，在帮助学生解决问题的过程中提升了学生的实践技能、创新能力、学习自信以及科研素养。

在课程参考书籍选择上力求经典与实用（见表2）［5］。作为线下课程讲义和实验素材的拓展教学资源，为学生自主学习和实践操作提供借鉴。此外，不断升级和完善计算机机房的软硬件设施，定期开放机房为学生上机操作提供便利。

（三）提升专业应用，医工文理融合创新

在初步掌握基础知识和基本技能的前提下，循序渐进地开展与专业应用和交叉学科相融合的教学内容。例如，在设计与生物信息学科交叉的教学案例时，利用R语言limma包筛选GEO数据库乳腺癌数据集（GSE29431，GSE45827和GSE65194）中的差异表达基因，将得到的结果利用ggplot2包绘制差异基因的火山图、热图及富集柱状图。线上教学平台提供操作教程指导学生制作小提琴图和箱线图，鼓励学生根据学习兴趣绘制各种图表实现数据的可视化。通过线上教学平台发布自主探究式学习任务，教师带领学生使用R语言和相关的扩展包复现本学科领域的经典科学发现，在实践中培养和提高学生的科研素养和技能。通过编程解决问题是创新性的实践活动，主要体现在综合利用各学科已有的知识、方法和技术解决各种具体问题［6］。应充分发挥学科特点，真正实现医工有机融合，而不是简单的医科和工科的知识叠加。在教学设计和活动中精耕细作，将教学内容、方法实践、教学主体等基本元素有机结合，坚持医工结合、工为医用的教学特色［7］。

三、课程改革效果分析

根据学习通平台提供的统计数据，生物制药专业2020级学生的线上课堂与活动参与度达到96%，线下小班课程教学的学生活跃度与积极性也较高。教师根据过程性考核（占比60%）和终结性考核（占比40%）给出学生最后的综合成绩。过程性考核主要包括学生的课堂表现、话题和活动参与度、线上学习时长、练习和作业完成情况以及在线测试等。终结性考核以闭卷客观题的形式对所学内容进行考查。课程考核是对学生学习效果进行检验的重要方式。对2019级和2020级学生的综合成绩进行统计分析（见表3），其中2019级学生“R语言”课程没有进行教学改革，2020级学生进行了本文提到的各项改革。为获得全面客观的教学评价与反馈，对2020级75名学生进行教学效果评价调查问卷，结果见表4。

结语

通过将R语言理论和实验课程有机结合以及以线下小班教学为核心的混合教学模式，实现了对学生知识、能力和素质的全面培养。在培养新医科人才过程中，将前沿的科技引入教学内容中，重构、完善课程体系，使课程更加系统化，不断发展创新型、科技型和综合化的医学教育［8］。

从课程结束后调查问卷情况来看，学生希望线上视频内容能对照线下教学的框架，以知识点的形式呈现，从而有利于提高学习效率。同时，希望线下课程继续以小班或小小班的形式进行，适当放缓节奏，从而增加更多的互动和实践环节，加深互动频率和深度，达到因材施教的教学效果。未来课程建设还需持续探索和优化，创新多元化的教学模式和方法，努力构建适宜医工文理相结合的新兴交叉学科和人才发展的教育生态路径，着力培养能够运用交叉学科知识解决医学领域前沿问题的高层次医学创新人才。

参考文献

［1］国务院办公厅.关于加快医学教育创新发展的指导意见：国办发〔2020〕34号［A/OL］.（2020-09-23）［2020-09-07］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-09/23/content_5546373.htm.

［2］马陆亭.新工科、新医科、新农科、新文科：从教育理念到范式变革［J］.中国高等教育，2022（12）：9-11.

［3］李想，吴韵秋.高校实施小班教学的必要性和可行性探讨［J］.教育教学论坛，2017（3）：6-7.

［4］严文颖.生物信息专业R语言课程教学的探索和研究［J］.现代信息科技，2018，2（11）：108-109，112.

［5］张丽平，李松，郝晓红，等.基于“两性一度”的数据挖掘R语言教学设计与实践［J］.西昌学院学报（自然科学版），2021，35（4）：114-118.

［6］郑孝宗，罗勇.浅谈C#程序设计课程的创新教学方法［J］.课程教育研究，2014（17）：249.

［7］范博，刘玉龙，李利平，等.新医科背景下纳米医学课程教学改革［J］.基础医学教育，2022，24（7）：485-488.

［8］陈晓春，王世鄂，薛昭曦.地方医学院校新医科建设的困境与路径［J］.中国大学教学，2022（8）：74-77，82.

The Reform and Exploration of R Language Course Teaching Under the Background of New Medical Science

YAN Jie， YAN Bing， LYU Xiao-yan

（Department of Computer Teaching， Shanxi Medical University， Jinzhong， Shanxi 030001， China）

Abstract： Under the background of new medicine， the innovative mode of medical education represented by the interdisciplinary integration of medicine， engineering， science and arts puts forward new requirements for curriculum construction. As a light syntax programming language， R language has strong practicality and innovation， and provides strong technical support for multi-disciplinary integration. This paper discusses the reform of R language curriculum for biopharmaceutical major of Shanxi Medical University. Aiming at the existing problems in R language curriculum teaching under the background of new medical science， it introduces the course reform process and explains the effect of teaching reform from the aspects of curriculum system construction and optimization， mixed teaching model improvement， and innovative teaching design of medical engineering， arts and sciences， hoping to explore a new educational path to cultivate compound and innovative medical talents.

Key words： new medicine; R language; mixed teaching; teaching reform

［基金项目］ 2022年度山西省教育厅高等学校教学改革创新资助项目“医学生‘R语言’课程建设的实践与探索”（J20220429）

［作者简介］ 阎 洁（1987—），女，山西太原人，硕士，山西医科大学计算机教学部讲师（通信作者），主要从事计算机教育和数据挖掘研究；闫 冰（1978—），男，山西太原人，硕士，山西医科大学计算机教学部讲师，主要从事计算机教育与多媒体信息研究；吕晓燕（1970—），女，山西吕梁人，硕士，山西医科大学计算机教学部教授，主要从事计算机教育与医学信息研究。