劉慧萍　谷旭宇　劉平安張國民王宏寶李玲黃姍姍

（湖南中醫(yī)藥大學醫(yī)學基礎教學實驗中心，長沙410208）

大數(shù)據時代中醫(yī)院校實驗教學的挑戰(zhàn)與實踐※

劉慧萍谷旭宇劉平安*張國民王宏寶李玲黃姍姍

（湖南中醫(yī)藥大學醫(yī)學基礎教學實驗中心，長沙410208）

目的探討“大數(shù)據”在中醫(yī)院校實驗教學中的應用及效果，尋找一種新的實驗教學的方法。方法以生物化學“ELISA實驗”為例，設計一套可行的大數(shù)據教學方案，并予以實施。采用對照試驗和問卷調查的實驗方法，對學習效果進行分析。結果實驗班的平均成績?yōu)?2.71分，對照班平均成績?yōu)?9.29分，實驗班的成績比對照班的成績高出3.42分。90分以上的優(yōu)秀率，實驗班比對照班高出5.71%；得分為80～89分之間的比率，實驗班比對照班高出5.71%；得分為70～79分之間的比率，實驗班比對照班低了2.87%；而得分70分以下的比率實驗班比對照班減少了8.57%，有了明顯的進步。結論“大數(shù)據”中醫(yī)院校實驗教學模式對增強學生的學習興趣和提高學生的學習能力有積極的作用。

“大數(shù)據”；網絡媒介；生物化學；實驗教學設計

基礎醫(yī)學（英語縮寫B(tài)MS），屬于基礎學科，是現(xiàn)代醫(yī)學的基礎。它是研究人的生命和疾病現(xiàn)象的本質及其規(guī)律的自然科學，其所研究的關于人體的健康與疾病的本質及其規(guī)律為其他所有應用醫(yī)學所遵循。以往基礎醫(yī)學的傳統(tǒng)教育方法，以教師機械地傳授知識，灌輸知識為主，忽視了學生的自主性。長期已久學生對知識的好奇心，學習興趣都將喪失，導致求知的主動性、積極性以及敢于質疑的勇氣得不到培養(yǎng)［1］。傳統(tǒng)觀念認為實踐教學是理論教學的輔助部分，是對理論教學的驗證，始終附屬于理論教學，“重書本，輕實踐”這種模式在高等醫(yī)學院校里仍然占主導地位［2］。我國的應試教育忽視了對學生個性和綜合素質的培養(yǎng)，使得學生缺乏對教師授課內容提出問題的能力，迷信權威，而且也缺少一個好的適合自己的學習方法。教師過于強調理論，輕視對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對創(chuàng)新實踐教育的課程設置和教學內容改革不系統(tǒng)，對學生的評價局限于學業(yè)評價，缺乏包括創(chuàng)新能力和實踐能力的評價等［3］。在中國的傳統(tǒng)教學中，這個問題一直存在。直到信息時代飛速發(fā)展的今天，大數(shù)據時代的來臨，對整個社會產生革命性的影響，它將作為社會子系統(tǒng)的教育業(yè)將會被深度波及。

最早提出“大數(shù)據”時代到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫，麥肯錫稱：“數(shù)據，已經滲透到當今每一個行業(yè)和業(yè)務職能領域，成為重要的生產因素。人們對于海量數(shù)據的挖掘和運用，預示著新一波生產率增長和消費者盈余浪潮的到來”［4］?！按髷?shù)據”在物理學、生物學、環(huán)境生態(tài)學等領域以及軍事、金融、通訊等行業(yè)存在已有時日，近年卻因互聯(lián)網和信息行業(yè)的發(fā)展而引起人們關注?！按髷?shù)據”時代對基礎醫(yī)學實驗教究竟學意味著什么？本文把“大數(shù)據”和基礎醫(yī)學實驗教學聯(lián)系起來進行分析，最后論述“大數(shù)據”在其應用的作用及影響。

1　“大數(shù)據”時代

“大數(shù)據”是由數(shù)量巨大、結構復雜、類型眾多數(shù)據構成的數(shù)據集合，是基于云計算的數(shù)據處理與應用模式，通過數(shù)據的整合共享，交叉復用，形成的智力資源和知識服務能力。“大數(shù)據”只是一種提法，其形態(tài)本身是數(shù)據云。早在互聯(lián)網出現(xiàn)之初，網絡就無秘密，在網頁上敲擊的每一個數(shù)據，都將被自動記錄?，F(xiàn)在，當數(shù)據的積累量足夠大的時候到來時，量變引起了質變。已有大量的學者把“大數(shù)據”應用到各個領域，并取得不錯的效果，其中在教育領域中的作用也日益彰顯。

“大數(shù)據”有幾個明顯特征。一是數(shù)據量大。到如今，大數(shù)據的數(shù)據量已經從TB（1024GB=1TB）級別躍升到PB（1024TB=1PB），EB（1024PB=1EB）乃至ZB（1024EB=1ZB）級別。二是數(shù)據類型繁多。它包括網路日志、音頻、視頻、圖片、地理位置信息等等，多類型的數(shù)據對數(shù)據的處理能力也提出了更高的要求。三是數(shù)據價值密度相對較低。如隨著物聯(lián)網的廣泛應用，信息感知無處不在，信息海量，但價值密度較低，如何通過強大的機器算法更迅速地完成數(shù)據的價值“提純”，是“大數(shù)據時代”亟待解決的難題。四是處理速度快，時效性要求高。這是“大數(shù)據”區(qū)分于傳統(tǒng)數(shù)據挖掘最顯著的特征［5］。

2　大數(shù)據時代，基礎醫(yī)學實驗將迎來新的機遇

中國教育在當前社會的轉型影響下存在不少問題，而通過正在形成的大資料技術，教育政策的制定、學習方案與評價方式的確立等，將會發(fā)生革命性的變化。美國卡內基梅隆大學的赫伯特西蒙教授指出：人類的理性是有限的，因此所有的決策都是基于有限理性的結果［6］。

基礎醫(yī)學實驗改革的關鍵是讓每個學生都能以適合自己的方式與節(jié)奏進行學習，讓每個學生都能夠在自己原有的基礎上發(fā)展前進。然而在班級授課制的今天，教師不得不同時面對幾十個學生，每個學生的學習起點與學習風格都大不相同，或者老師只有掌握了某種神奇的魔法才能讓學生在短短的40分鐘內以適合自己的速度與方法進行學習。在大數(shù)據時代，這一美好的愿望將迎來走向現(xiàn)實的一刻。大數(shù)據時代教師將集中挖掘適合學生的學習方法，而不是根據定期的能力的測試。教師分析學生知道什么，什么才是學生的學習路徑，通過對在線學習工具等的分析，可以評估學生在線學習行為的長度，以及學生們如何獲得電子資源，如何迅速地掌握概念［7］。

3　應用大數(shù)據構建基礎醫(yī)學實驗教學模式

大數(shù)據被應用與基礎醫(yī)學實驗教學，其本質是從依賴存在于教師頭腦中的教學經驗轉向依賴于海量教學案例的資料分析。有這樣一個案例：加拿大安大略省麥格雷戈醫(yī)生并不是醫(yī)院里最好的醫(yī)生，也不是產前護理的權威。但她卻能給早產兒提供極好的治療。因為她采用的治療手段是計算機處理了近十年的病患數(shù)據之后推薦的。發(fā)生在醫(yī)生麥格雷戈身上的事情同樣適用于教育領域。

現(xiàn)有的班級授課制度使得每位教師在有限的教學資源與教學空間里無法在同時對幾十位學生的教學中細致到個人。老師也很難照顧到每個學生的個體差異提供相應的教學與補救措施，讓每個孩子都能夠在現(xiàn)有的基礎上向前發(fā)展。然而在大數(shù)據時代，教師完全有可能實現(xiàn)對每個學生的學習數(shù)據進行分析，進而實現(xiàn)真正的因材施教，即將學生的整個學習過程數(shù)字化，包括教材（知識點）和學習活動。舉例而言，在實驗中，知識點可以被數(shù)據化并通過實驗相連接起來，通過對實驗中每一步的完成時間，易錯步驟等以數(shù)據的方式被記錄在計算機里。計算機可以對這些數(shù)據進行分析，如通過對易錯步驟的分析可以知道該學生的那些知識點有問題，從而對其進行針對性的補救措施。隨著筆記本，平板計算機逐步進入課堂，教材與教學活動不斷被數(shù)字化，學生的學習過程將逐漸數(shù)字化，實驗教學的數(shù)字化也將迎來大數(shù)據時代［8］。

4　大數(shù)據應用在基礎醫(yī)學實驗教學的實踐

以“生化實驗”為例，探討大數(shù)據在其的應用及影響。本次實驗采用對照試驗，分別對人數(shù)相當且成績平均分相當?shù)膬蓚€班級進行不一樣的教學方式，一班采用傳統(tǒng)的實驗教學模式，另一班采用大數(shù)據方式。實驗對象是湖南中醫(yī)藥大學12級針推1班和2班，兩個班人數(shù)均35人，且兩個班在之前的專業(yè)課平均分相當，學生們都有一定的自主學習和團隊合作的能力。

4.1實驗前準備和實驗方法選擇生物化學ELISA實驗作為實驗章節(jié)，因其是一種在免疫酶技術的基礎上發(fā)展起來的一種新型的免疫測定技術，掌握這個實驗對醫(yī)學生具有重要的意義。在實驗前，生物化學教師積極為這實驗的學習做好準備，上網搜大量數(shù)據，同一個教師去講授實驗操作方法與步驟，然后進行實驗課準備。教師向1和2班同學分配任務：每個班均分為7組，每組5人。對照班1班同學在實驗課上像以往一樣，根據老師所講內容進行試驗操作，課前，老師會根據經驗提醒同學們易犯的錯誤，如遇到錯誤，老師給予指導糾正。實驗班2班課堂上老師用PPT講課后，老師會根據大資料篩選出每個步驟細節(jié)學生易犯的概率，并告知同學，如果學生犯錯，教師則采用計算機給出的處理方法，該方法是計算機通過處理近幾年的實驗教學案例得出的。實驗完成后，將對兩個班進行相同的測驗，最后分析測驗結果。

4.2實驗結果學習完這一章節(jié)后，在傳統(tǒng)教學班的同學，在教師授課時積極性仍不高，對某些已看過的概念，實驗的步驟與原理還是不能很好地掌握。而通過大資料學習的的實驗班同學，在實驗課上，注意點很多，犯錯誤率也大大降低，在應用計算機提供的錯誤處理辦法后，學生也大都充分了解了實驗。隨后，我們對1、2班進行測驗，發(fā)現(xiàn)2個班的成績有一定差距。對照班平均分較為懸殊。將兩個班的學生成績劃為四個分數(shù)段90～100分、80～89分、70～79分、60～69分，成績分布統(tǒng)計圖如圖1。實驗班的學生在這四個成績段的分布比例分別為17.14%、48.57%、31.42%、2.86%，對照班的學生在這四個成績段的分布比例分別為11.43%、42.86%、34.29%、11.43%。90分以上的優(yōu)秀率實驗班比對照班高出5.71%。實驗班得分為80～89分之間的比率比對照班同樣高出5.71%而低于70分的比例比對照班少8.57%。圖2可見，實驗班的成績曲線比對照班的更高。

在這次實驗中，實驗班同學在這次學習中比對照班同學找到了更好的方法，學習效果更為顯著。

圖1　學生成績分布統(tǒng)計圖

圖2　成績曲線圖

4.3實驗教學分析我們在課堂上向學生分析學習結果，在對照班1班，很多同學反映即使在課前預習，課上學習，再進行生化實驗的情況下，傳統(tǒng)的依賴教師經驗學習的弊端還是顯而易見，同學們并不能十分深刻地理解冗雜的課程內容，容易犯錯的地方還是比較多，整體的學習氣氛也不高漲。同學們渴望老師能提供一種比較好的學習方法，不僅是在普通課程還是實驗課程，使他們能更好地掌握知識。

5　“大數(shù)據”時代面臨的挑戰(zhàn)

大數(shù)據所帶來的挑戰(zhàn)，長期以來都是有社會科學的定量研究通過問卷調查的方式來收集數(shù)據得來的，這種方式收集的數(shù)據量小且真實性難以確定，這些數(shù)據往往是在一個時間點或相隔很久的不同時間點獲得，對連續(xù)的、動態(tài)的社會過程只能推斷。

正如托夫勒所說，來自信息超載所帶來的“通道危機”是大數(shù)據時代給人最大的難題。在以網絡技術無限廣闊的應用所帶來的大數(shù)據信息壓力時代，如何搜索、閱讀、辨別信息成了一個巨大的難題。另外在我國，在短時間內仍不能實現(xiàn)讓大量的學生參與到大資料時代，即不能確保每個人都能隨時隨刻地使用互聯(lián)網。移動互聯(lián)網提供了新的數(shù)據源，數(shù)據分析能夠針對每一位用戶的手機信息做精準匹配，大數(shù)據時代正在來臨。

蘇伽特·米特拉對教育有新的定義：教育是一種自組織行為。即便互聯(lián)網的不斷普及，在線教育不能僅僅把傳統(tǒng)的課堂搬到網絡上，這種做法也違背了學生的學習規(guī)律。而“大數(shù)據”帶給教師和學生思考的是，學生自主能力以及教師教學是否真正得到了提升。從本質上，學生的學習能力是否得到改進，而同時作為教師，是否能應用“大數(shù)據”時代所帶來的機遇。

6　展望

大數(shù)據時代的到來，基于互聯(lián)網的各種應用正以前所未有的方式生成和保留各種值得研究的大規(guī)模資料，這些具有空前寬度、深度和規(guī)模的數(shù)據對社會科學研究人員來說是寶藏和機遇，同時也是挑戰(zhàn)。大數(shù)據時代的來臨，雖然個人隱私難以遁形，個人生活可能會受到影響，但是其仍然能給社會帶來很大的利益。

新一輪的教育信息化的浪潮已經不可抗拒地推送到了我們面前。作為教育人，我們應該如何面對大數(shù)據時代？圍觀？抵制？還是等待？顯然，這些都是下下之策。不管是教師還是學生，都應該找一種最適合自己學習的方法。從教育事業(yè)來看，大資料技術會為教育發(fā)展帶來新的發(fā)展趨勢［9］。

［1］李質馨，徐治，田洪艷，等.立足基礎醫(yī)學教學強化學生能力培養(yǎng)［J］.管理·教育·教學，2013，11（29）:768-769.

［2］花扣珍，孫愛華，蔣錦琴，等.淺談基礎醫(yī)學實驗教學中存在的問題及解決對策［J］.西北醫(yī)學教育，2009，17（4）:730-733.

［3］袁帶秀，侯娟，李春艷.高?；A醫(yī)學實驗教學與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.衛(wèi)生職業(yè)教育，2014，32（4）:17.

［4］何志鈞.理解“大資料時代”［J］.新聞研究導刊，2013，（5）：15-18.

［5］若英.如何理解“大數(shù)據時代”［J］.紅旗文稿，2013（11）:39.

［6］王佐利.讓沉睡的數(shù)據說話［EB/O L］.中國教育網絡.h ttp://w w w.e d u.c n/sjk_ 6482/20120706/t20120706_805130.sh tm l，2012-9-29.

［7］Fix in g Ed u c a tio nw ithBig Da ta:Tu rn in g Te a c h e rs in to Da ta.Sc ie n tists？［EB/O L］w w w.fo rb e s.c o m/2012-9-12.

［8］梁文鑫.”大數(shù)據”時代-課堂教學將迎來真正的變革［J］.北京教育學院學報，2013，8（1）:14-16.

［9］喻長志.“大數(shù)據”時代教育的可能轉向［J］.江淮論壇，2014（4）:188-192.

LIu HUiping， Gu XUyU， LIu Pingan， ZHANG GUomin， WANG Hongbao， LI Ling， HUANG Shanshan
（Medical Basic Teaching and Experimental Center， HUnan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China）

Objective To investigate the aPP1ications and effects of exPerimenta1teaching in co11ege of traditiona1Chinese medicine in the era of big data，and to 1ook for a new aPProach to the exPerimenta1teaching.Methods Taking the"ELISA"exPeriments of biochemistry as an examP1e，We designed a feasib1e teaching P1an，and the P1an Was imP1emented.Through using the methods of contro11ed tria1s and questionnaires investigation，We ana1yzed the 1earning effects.Results The average of the exPerimenta1c1ass Was 82.71，and the average score of the contro1c1ass Was 79.29.The score of the exPerimenta1c1ass Was 3.42Points higher than that of the contro1c1ass.The Proficiency of more than 90Points of the exPeriment c1ass Was 5.71% higher than the contro1c1ass's.The rate of the score betWeen 80and 89Points of the exPeriment c1ass Was 5.71% higher than the contro1c1ass's.The rate of the score betWeen 70and 79Points of the exPeriment c1ass Was 2.71% 1oWer than the contro1c1ass's.The rate of the score be1ow 70Points of the exPeriment c1ass reduces 8.57% comPared With the contro1c1ass's，and the exPeriment c1ass made an obvious Progress.Conclusion The mode1of big data in the basic exPerimenta1teaching has Positive effects on imProving student's interest and achievement in 1earning.

"big data"；netWork media；biochemistry；the design of exPeriment teaching

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.09.001

1672-2779（2016）-09-0001-03

湖南省教育科學“十二五”規(guī)劃課題（No: XJK013CGD040，XJK014AGD012，XJK015AGD008）；湖南省學位與研究生教改項目（JG 2014B040）；湖南省高等教育學會實驗室管理專業(yè)委員會研究課題（No:2014-5）；湖南省大學生創(chuàng)新訓練中心資助；湖南省普通高等學校教學改革研究項目（No:2014-232，215，2015-215，221）；湖南中醫(yī)藥大學重點學科病理學與病理生理學資助

834095773@q q.c o m

（本文編輯：楊杰本文校對：李杰2015-12-29）