趙 潔，蔣世忠，羅 漫，郭穗勛，周 怡

(廣東藥科大學(xué)醫(yī)藥信息工程學(xué)院,廣東 廣州 510006)

學(xué)科融合是新時(shí)代高校發(fā)展和創(chuàng)新的趨勢。國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》要求“推動高校培育跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科研與教學(xué)相結(jié)合的團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合”[1]。

對于醫(yī)藥類人才，新時(shí)代對其提出了更高的要求。2018年9月17日，教育部、國家衛(wèi)生健康委員會、國家中醫(yī)藥管理局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)醫(yī)教協(xié)同實(shí)施卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》，要求促進(jìn)信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)教育深度融合，培養(yǎng)一流醫(yī)學(xué)人才，服務(wù)健康中國建設(shè)[2]。2019年4月29日，教育部、中央政法委、科技部等13個(gè)部門聯(lián)合啟動“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，全面推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)。其中，新醫(yī)科希望培養(yǎng)能夠運(yùn)用交叉學(xué)科知識解決未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題的高層次醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才。

1 新醫(yī)科下信息教育存在的問題

怎樣提高醫(yī)藥人才信息素養(yǎng)，使其能用信息技術(shù)解決本專業(yè)問題的能力。傳統(tǒng)醫(yī)藥類院校中的計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)，主要是以Windows+Office操作和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(如visual basic編程)為主，單純教授計(jì)算機(jī)操作，和學(xué)生本身的學(xué)科沒有結(jié)合，學(xué)生容易覺得無趣也無用，無法達(dá)到提升醫(yī)藥類學(xué)生醫(yī)學(xué)信息素養(yǎng)和用信息技術(shù)來解決本專業(yè)問題的要求。

怎樣在人工智能等新技術(shù)的“浪潮”中，培養(yǎng)醫(yī)藥類學(xué)生緊跟信息新技術(shù)?，F(xiàn)在，人工智能等計(jì)算機(jī)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在這個(gè)“浪潮中”，為醫(yī)藥行業(yè)帶來全新的變革和沖擊。在醫(yī)療診斷、藥品設(shè)計(jì)、手術(shù)機(jī)器人等方面，人工智能發(fā)揮著越來越重要的作用。而傳統(tǒng)的醫(yī)藥類院校計(jì)算機(jī)教育，通常在新技術(shù)教學(xué)方面是滯后的，無法滿足國家卓越醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)計(jì)劃。

2 深度融合醫(yī)藥衛(wèi)生與信息技術(shù)構(gòu)建新醫(yī)科信息課程教學(xué)方案

現(xiàn)在是信息時(shí)代，醫(yī)藥人才和先進(jìn)的信息技術(shù)深度結(jié)合，可以促使醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生在日后的工作和科研上受益無窮。為了助力培養(yǎng)卓越醫(yī)藥人才，實(shí)現(xiàn)“健康中國”大目標(biāo)，課程組設(shè)計(jì)了深度融合醫(yī)藥衛(wèi)生與信息技術(shù)構(gòu)建新醫(yī)科信息課程教學(xué)的方案[3-5]。將計(jì)算機(jī)知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)醫(yī)學(xué)應(yīng)用，以醫(yī)藥計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例為中心組織內(nèi)容，用創(chuàng)新的信息技術(shù)解決醫(yī)學(xué)問題，使學(xué)生可以學(xué)以致用，將所學(xué)用于以后的工作、學(xué)習(xí)和科研中。如圖1所示在課程教學(xué)中，我們設(shè)計(jì)了醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域和信息技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)，力爭將醫(yī)藥衛(wèi)生與信息技術(shù)進(jìn)行深度融合。

圖1 醫(yī)藥衛(wèi)生與信息技術(shù)融合圖示

改革方案分為3個(gè)方面進(jìn)行探討，分別是以醫(yī)藥計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例為中心的課堂組織、以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的醫(yī)藥信息人才培養(yǎng)及計(jì)算機(jī)“熱點(diǎn)”技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域中的追蹤。

2.1 以培養(yǎng)醫(yī)藥學(xué)生計(jì)算思維能力為導(dǎo)向

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等一系列活動。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)圖像計(jì)算、公共衛(wèi)生計(jì)算、精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)算以及衛(wèi)生數(shù)據(jù)安全等問題都在醫(yī)學(xué)發(fā)展和研究中發(fā)揮著越來越重要的作用[6]。醫(yī)學(xué)生能否用信息技術(shù)解決醫(yī)學(xué)相關(guān)的問題，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)的重要衡量指標(biāo)。在授課時(shí)，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。如，教授學(xué)生醫(yī)學(xué)圖像計(jì)算知識，醫(yī)學(xué)信息安全知識等，見圖2、圖3示例。圖2是對骨骼圖像進(jìn)行銳化處理，使之變得更加清晰。圖3是為了保護(hù)醫(yī)院的知識產(chǎn)權(quán)和圖像信息安全，選擇在圖像上加上數(shù)字水印“廣藥”，當(dāng)圖像被惡意篡改和破壞時(shí)，則無法提取出“廣藥”。這個(gè)技術(shù)可以用在醫(yī)院PACS系統(tǒng)上，確保醫(yī)學(xué)影像的安全性，維護(hù)醫(yī)患關(guān)系[7]。這些知識對醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生來說，提高他們的專業(yè)信息素養(yǎng)，并可以幫助他們對本專業(yè)知識的理解。

圖2 骨骼圖像銳化操作示例

圖3 醫(yī)學(xué)圖像數(shù)字水印系統(tǒng)示例

2.2 以醫(yī)藥計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例為中心組織課堂內(nèi)容

著名教育家杜威曾說過：最好的教學(xué)，就是牢牢記住學(xué)校教材和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)二者相互聯(lián)系的必要性，使學(xué)生養(yǎng)成一種態(tài)度，習(xí)慣于尋找這兩方面的接觸點(diǎn)和相互聯(lián)系[8]。課程組通過醫(yī)藥計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例正是通過案例提供了計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容與醫(yī)藥專業(yè)實(shí)際需求之間聯(lián)系的橋梁,將計(jì)算機(jī)知識點(diǎn)盡量關(guān)聯(lián)醫(yī)學(xué)應(yīng)用，以醫(yī)藥計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例為中心組織內(nèi)容，既使學(xué)生可以學(xué)以致用，將所學(xué)用于以后的工作、學(xué)習(xí)和科研中，又能夠避免知識點(diǎn)的枯燥，提高學(xué)習(xí)興趣，刺激學(xué)生用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決醫(yī)藥學(xué)問題的欲望[4-5]。

在講授醫(yī)學(xué)動畫制作時(shí)，課程組按照不同專業(yè)，教學(xué)生用flash制作自己專業(yè)相關(guān)的醫(yī)學(xué)動畫。如面對藥學(xué)專業(yè)學(xué)生時(shí)，教授藥劑學(xué)中藥物跨膜被動轉(zhuǎn)運(yùn)的制作案例，如圖4所示，藥物分子由于腸道細(xì)胞膜內(nèi)外密度差，從膜內(nèi)向血管運(yùn)動；面對公衛(wèi)學(xué)生時(shí)，教授心肺復(fù)蘇操作步驟的制作案例，如圖5所示，動畫顯示了心肺復(fù)蘇操作其中的一個(gè)步驟；面對臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生時(shí)，教授心臟CT演示的制作案例，如圖6所示,左邊是心臟的示例圖片，隨著心臟紅線從上到下移動，右邊顯示出紅線所在的心臟位置對應(yīng)的CT圖片[9]。

圖4 藥物跨膜被動轉(zhuǎn)運(yùn)動畫

圖5 心肺復(fù)蘇步驟動畫場景制作

圖6 心臟CT動畫

在講解程序設(shè)計(jì)時(shí)，也是會選擇跟醫(yī)藥類學(xué)生以后工作密切的案例，教授其網(wǎng)頁制作的基本知識，保證其在以后的工作中能熟練操作醫(yī)院的各種信息管理系統(tǒng)，如：掛號系統(tǒng)，問診系統(tǒng)，評價(jià)系統(tǒng)等(如圖7)。

圖7 就診評價(jià)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)代碼示例

即使同一計(jì)算機(jī)知識點(diǎn)，對不同的醫(yī)藥類專業(yè)，選擇的案例并不相同，這也體現(xiàn)了因?qū)I(yè)施教，因材施教，使得各專業(yè)學(xué)生都可以在自己的領(lǐng)域?qū)W習(xí)到有用的計(jì)算機(jī)技能，為其日后的科研和工作助力。

2.3 引導(dǎo)醫(yī)藥學(xué)生緊跟計(jì)算機(jī)“熱點(diǎn)”技術(shù)

大數(shù)據(jù)、人工智能正引領(lǐng)著新一輪的技術(shù)革命，醫(yī)藥類院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)也要與時(shí)俱進(jìn)[10]。我們計(jì)劃在課程中加入當(dāng)前“熱點(diǎn)”技術(shù)與醫(yī)療相結(jié)合領(lǐng)域的介紹，如醫(yī)療大數(shù)據(jù)決策分析，人工智能疾病篩查和預(yù)測，基于深度學(xué)習(xí)的中醫(yī)“證候”“方劑”算法模型等。使學(xué)生具有高超的信息素養(yǎng)，在邁出校門走向工作崗位后，可以在信息技術(shù)的洪流中游刃有余。

在這方面，課程組一直在探索并努力走在前面。2020年，新冠疫情突如其來，課程組加班錄制好《人工智能——新冠肺炎AI診斷技術(shù)》專題，如圖8所示，在3月2日的課程中向?qū)W生講授。專題中的算法和軟件是2020年2月才發(fā)表和應(yīng)用在武漢協(xié)和醫(yī)院、方艙醫(yī)院的。目前，專題在超星學(xué)習(xí)平臺上，供學(xué)生們學(xué)習(xí)使用，短短2個(gè)月時(shí)間，課程的訪問量已達(dá)55 198次，用戶非?；钴S，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高。

圖8 《人工智能——新冠肺炎AI診斷技術(shù)》專題示例

在專題中，課程組以新冠肺炎AI診斷問題導(dǎo)入計(jì)算機(jī)能做什么問題，通過調(diào)查問卷對學(xué)生感興趣的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域了解，進(jìn)行討論互動，由淺入深，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力。介紹最新的新冠肺炎AI診斷技術(shù)和軟件。

結(jié)合疫情中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生要學(xué)以致用，同時(shí)進(jìn)行課堂思政教育，教導(dǎo)學(xué)生要有家國情懷。我們希望，學(xué)生們能了解到最先進(jìn)的技術(shù)，并具有家國天下的情懷，為我們的國家和技術(shù)感到驕傲，以后也能盡自己努力推動技術(shù)發(fā)展，為國做貢獻(xiàn)。

3 教學(xué)效果

課程組在醫(yī)藥類專業(yè)計(jì)算機(jī)公共課的改革研究將信息技術(shù)深度融合進(jìn)去，從2010年開始進(jìn)行教學(xué)改革探索，到2020年，已經(jīng)有10個(gè)年頭。經(jīng)過教學(xué)組成員的不懈努力，編寫教材、發(fā)表論文、制作MOOC、時(shí)間軸如圖9所示。這些教學(xué)改革應(yīng)用于教學(xué)之后效果很好，受到學(xué)生的歡迎，學(xué)生思維活躍，討論高潮迭起，常有學(xué)生突破甚至否定教師的觀點(diǎn)，在學(xué)術(shù)層面迸發(fā)出火花。在教學(xué)中，做到了教學(xué)相長，教師也得到了醫(yī)藥專業(yè)知識的提高。

圖9 信息技術(shù)在醫(yī)藥類專業(yè)計(jì)算機(jī)公共課改革時(shí)間軸圖

鼓勵并指導(dǎo)醫(yī)藥類學(xué)生利用計(jì)算機(jī)知識和本專業(yè)知識融合來設(shè)計(jì)本專業(yè)軟件，特別是藥科的盧師楷等同學(xué)在郭穗勛老師指導(dǎo)下制作的“廣東易發(fā)疾病程序設(shè)計(jì)”，在中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽決賽中獲全國三等獎。

4 結(jié)論

當(dāng)前信息時(shí)代對醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力要求更高，計(jì)算機(jī)水平已成為衡量大學(xué)生業(yè)務(wù)素質(zhì)與能力的突出標(biāo)志。醫(yī)藥院校的計(jì)算機(jī)教學(xué)要與醫(yī)藥專業(yè)相互滲透，此外，教學(xué)對象變?yōu)樵凇盎ヂ?lián)網(wǎng)”背景下的90后、00后大學(xué)生，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)也要相應(yīng)改進(jìn)，否則無法適應(yīng)學(xué)生和時(shí)代的要求。10年來，課程組在探索與實(shí)踐中一路走來，在省教育廳和學(xué)校的大力支持下，取得了一點(diǎn)改革心得。結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他傳統(tǒng)醫(yī)藥類優(yōu)質(zhì)學(xué)科，求創(chuàng)新，謀發(fā)展。但是，由于自身水平有限，目前只切入4個(gè)醫(yī)藥學(xué)科領(lǐng)域，還有很多領(lǐng)域應(yīng)該都可以碰撞出“新的火花”。

醫(yī)藥院校的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育發(fā)展，應(yīng)以服務(wù)專業(yè)為指導(dǎo)，以培養(yǎng)知識、能力為向?qū)?，根?jù)專業(yè)特點(diǎn)選擇計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容[4]。深入融合醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域知識和信息技術(shù)，以醫(yī)藥計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例為中心的課堂組織、以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的醫(yī)藥信息人才培養(yǎng)計(jì)算機(jī)“熱點(diǎn)”技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域中的追蹤，為“健康中國”培養(yǎng)卓越的醫(yī)藥類人才。

課程組一直走在探索的路上，深知任重而道遠(yuǎn)。希望可以向?qū)＜覀兌鄬W(xué)習(xí)，和教育界同行多交流,努力改進(jìn)教學(xué)，盡螢火之光，為國家教育事業(yè)蓬勃發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。