诠释CFC精髓的大数据时代医学案例
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摘要：大数据时代为医药院校的大学计算机课程变革提供了良好机会。文章在遵循CFC2014基本要求的前提下，通过精心挑选能解决医学问题的计算机应用教学案例，诠释cfc2014的精髓，以培养医药专业学生感悟大数据和对数据进行有效收集、表示、计算、分析和管理的能力。
关键词：CFC；大数据处理；计算机应用；医学案例
0引言
近20年来，医院信息化日益深入和普及，电子病历水平不断提高，加之互联网医疗的蓬勃发展，使得医护人员深陷数字医学的数据漩涡，医务工作者对数据进行有效收集、表示、计算、分析和管理的能力需求与日俱增。在大数据环境的压力下，近年来医药院校计算机基础教学面对的如计算机系统理论教学深入受阻，学生有时对程序设计中数据结构及算法教学不甚感兴趣等问题遇到了“柳暗花明”的转机，将主要教学重心转向培养医药专业学生的数据管理利用意识和在医学信息化环境中的数据洞察力，成为医药院校大学计算机课程变革，使计算思维“落地”的极好机会。
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。医学案例教学正是通过案例事实提供了教学内容与实际需求之间联系的桥梁。
笔者在几十年医药院校计算机基础教学和计算机医学应用研究的经历中，陆续积累了一些可以用于大学计算机――医学计算技术基础教学的一些实例，应用于教学之后效果很好。在案例教学中，学生思维活跃，竞相发言，讨论高潮迭起，更为可贵的是，案例分析中常有学生突破甚至否定老师的观点，体现了苏格拉底所倡导的“吾爱吾师，吾更爱真理”的学习精神。
1案例加深医药专业学生对计算的理解
例如，通过“ASCII码和ICD码”的比较，学生意识到了数字世界中编码的意义；通过“死因顺位转移计算”的Excel实现，学生高兴地发现令自己挠头的矩阵相乘，用Excel计算是如此方便；通过具有“典型症状患者”抽取案例，巧妙地诠释了关系运算中的除运算的本质；通过高血压病分等级的程序，学生理解“分支”的必要性，并喜欢上了编程；DNA序列的比对程序，使学生的兴奋点达到高潮：“原来仅靠穷举法，也能解决这么复杂的问题！”精选的案例能有效促进大学计算机――医学计算技术基础教学。
1.1医学计算机应用案例
大学计算机是一门应用性和时代感很强的课程，随着医学环境对信息技术的需求日益提高，要在有限课时里使医药学生真正学到所需技能和知识，需要教师想方设法抓住医药专业学生的注意力。按照CFC2014的教学基本要求，也不是所有的医学计算机应用实例都能够用于大学计算机基础教学，精选有效的医学教学案例就显得十分重要。
近年来笔者在医药院校的教学实践中，大约整理出十几个能适用于大学计算机课程的医学案例，如从ASCII码到ICDIO（Internationalclassification of disease 10，ICD 10国际疾病分类码）码、模拟运算表与药品库存寻优、门诊主要病种分析（帕累托）图表叠加画法、关系除运算于某疾病基本症状界定、死因顺位转移计算（Excel矩阵相乘）、蒙特卡洛仿真与分布函数巧妙应用、关注高血压人群与BMI指标巧用SQL语句、省钱高效的营养早餐与规划求解、健康因素评估小系统（VBA数据库编程）和DNA序列比对等，用于应对现在大学计算机课程中存在的“程度高的学生不愿学，程度差的学生学不会”的现象，而且效果较好，受到学生广泛欢迎，下面给出部分案例。
案例1：从ASCII码到ICDIO码。案例是用来诱导学生讨论的，我们用图1所示案例，启发学生讨论ASCII码、国标码和ICD10等编码的意义，以“0”和“1”的思维来体现语义符号化。通过这个案例的讨论，学生对数据的机内模式和用户模式表示有了较为深刻地理解，为医学生就业后理解医院信息系统中的医学数据埋下了伏笔。
案例2：矩阵相乘借力死因顺位转移计算。矩阵计算能力是大数据环境中医药科学工作者必备的数据分析能力，也是计算思维能力“落地”的必要支撑能力。该案例通过在高血压管理进社区的政策影响下，医院死因顺位转移实际数据计算，演绎了Excel进行矩阵运算的过程（见图2）。学生在讨论这个案例时表示，数据的图示使数据的意义体现更为明显，且在医学数据分析过程中矩阵运算起来很方便。笔者认为目前国内很多医药院校的数学课程中缺少了矩阵运算的教学内容，使医药学生毕业后的数据利用能力受到较大的限制。
1.2编程和数据库的医学案例
数据库教学意在培养学生数据化方面的思维与素养，其核心是数据库及基于数据库的数据利用问题，学生要有较好的结构化数据分割、整合和查询能力。程序设计教学可以使学生进一步理解如何通过程序来构造计算系统，理解为什么编写程序越来越方便，而机器为什么又能执行越来越复杂的程序，使学生理解不同抽象层次的计算系统[2]。针对医药院校的特点拟使用ACCESS和VBA组织数据库和程序设计内容教学。
案例3：“典型症状患者”抽取。对数据库中的关系运算的理解是医药专业学生的短板，特别是除运算，我们设计的“典型症状患者”抽取案例，使医药专业学生得以通过“除”计算对患者进行分类，抽象的关系运算在此例中显得十分亲切和具体（见图3）。
案例4：程序设计：基因对比编程与多分支流程。EdsgarDijkstm曾经撰写过一本名为《程序设计的教学就是思维方法的教学》（The Teaching of Prograrrmaingi.e.theTeachingofThinking）的书。他说：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力”。从高血压病分等级到简单的基因序列比对程序，医学中的计算问题引起了医药专业学生浓厚的兴趣，表示“编程令我们脑洞大开”（见图4）。
当精彩医学案例有机整合到医药院校的大学计算机教学过程中之后，课堂教学变得轻松而有趣，学生对自己专业的兴趣延伸到了计算机教学的课堂中，使CFC2014基本要求在医学计算机应用案例中变得鲜活起来，大数据对医药事业的包围使医药学生不得不计算，不得不具有计算思维能力。
2结语
大数据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，案例教学是一种非常好的教学模式。笔者的教学实践表明，案例教学是好的教学模式，是新的教学理念，它追求新的课堂教学结构，案例教学利用学生的专业兴趣激发学生的主动思维，在强调掌握知识和技能的同时，更注重培养学生获得知识和技能的过程和方法；案例教学使学生的分析能力、思辨能力和就业竞争能力都有不同程度的提高。笔者认为对数据的兴趣、洞察力和分析管理能力是医药专业学生拥抱大数据时代的基本能力。