新工科背景下中醫(yī)藥高校教學(xué)內(nèi)容與方法改革

摘

要：隨著信息技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能等新興工科領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)教育需要不斷適應(yīng)這些變革，以培養(yǎng)具備跨學(xué)科能力和創(chuàng)新思維的中醫(yī)藥學(xué)生。文章以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程為案例深入分析、探討了新工科背景下中醫(yī)藥高校課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革，包括項目驅(qū)動學(xué)習(xí)、跨學(xué)科合作、創(chuàng)新教育技術(shù)的應(yīng)用等。此外，強調(diào)了教學(xué)評估和效果分析的重要性。關(guān)鍵詞：新工科；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)內(nèi)容改革；教學(xué)方法改革教育是社會進步和發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，而高等教育則扮演著培養(yǎng)各領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的重要角色。近年來，以信息技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能等為代表的新興工科領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，對這些領(lǐng)域知識和技能的需求也急劇增長，這對高校課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法提出了新的挑戰(zhàn)。中醫(yī)藥高校作為傳承和發(fā)展中醫(yī)藥傳統(tǒng)的重要陣地，同樣需要在新工科背景下不斷調(diào)整和完善教育體系，以適應(yīng)現(xiàn)代社會的需求[1]。探討新工科背景下中醫(yī)藥高校課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革，以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程為案例進行深入分析具有重要意義。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程作為計算機科學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程，不僅在傳統(tǒng)的計算機科學(xué)專業(yè)中占有重要地位，而且在中醫(yī)藥高校的現(xiàn)代化教育中也扮演著越來越重要的角色。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)不僅有助于學(xué)生掌握計算機科學(xué)基礎(chǔ)知識，還可以為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究提供技術(shù)支持。一、新工科背景下教學(xué)內(nèi)容改革新工科浪潮的興起催生了全球范圍內(nèi)的課程教學(xué)內(nèi)容改革，以適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和科技的需求，中醫(yī)藥高校也不例外。其中，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)內(nèi)容改革成為了關(guān)鍵一環(huán)。傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程主要關(guān)注數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念和算法，但在新工科背景下，需要重新審視其內(nèi)容，以確保其適應(yīng)不斷演化的技術(shù)和職業(yè)需求。（一）結(jié)合中醫(yī)藥高校特色中醫(yī)藥高校的特色在于其傳承和發(fā)展中醫(yī)藥傳統(tǒng)。因此，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)該將傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識與現(xiàn)代計算機科學(xué)相融合。這可以通過引入案例研究和項目設(shè)計來實現(xiàn)，例如，學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來管理中藥材庫存。這種案例研究可以涵蓋中藥材的采購、儲存、質(zhì)量控制等方面，同時考慮中醫(yī)藥的特殊要求和標(biāo)準(zhǔn)。這樣的內(nèi)容設(shè)計不僅教授了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本原理，還培養(yǎng)了學(xué)生對中醫(yī)藥傳統(tǒng)的尊重和理解。在中醫(yī)醫(yī)療實踐中，治療患者通常需要個性化的診斷和治療方案?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程可以引入項目設(shè)計，要求學(xué)生設(shè)計一個患者治療進程監(jiān)控系統(tǒng)。通過這一項目，學(xué)生將學(xué)會如何使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來存儲與分析患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)，以便醫(yī)生可以更好地跟蹤治療進程。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的計算機科學(xué)技能，還使他們了解中醫(yī)醫(yī)療的復(fù)雜性和個性化要求。中醫(yī)藥領(lǐng)域擁有大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，包括病歷、中藥方劑、草藥成分等?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程可以引入中醫(yī)藥數(shù)據(jù)分析的概念，教導(dǎo)學(xué)生如何使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來分析這些數(shù)據(jù)。例如，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何分析中草藥的成分和功效，以更好地了解它們在中醫(yī)治療中的作用。這種內(nèi)容設(shè)計不僅提高了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，還促進了中醫(yī)藥現(xiàn)代化和科學(xué)化的發(fā)展。（二）強調(diào)跨學(xué)科融合新工科背景下，跨學(xué)科融合成為一種趨勢?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)該將計算機科學(xué)與生物學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和合作能力[2]。例如，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來處理醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，如MRI掃描、CT掃描和X光圖像。這涉及到圖像的存儲、處理和分析，可以幫助醫(yī)生更好地診斷疾病和制定治療方案?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的知識可以用于圖像數(shù)據(jù)的高效管理和分析，同時還可以確保學(xué)生能夠正確解釋和運用數(shù)據(jù)?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程可以強調(diào)如何分析患者的電子病歷數(shù)據(jù)。學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和檢索病歷信息，以便更快速地獲取患者的歷史數(shù)據(jù)，了解疾病進展情況。這種跨學(xué)科融合要求學(xué)生了解醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的術(shù)語和需求，以更好地服務(wù)醫(yī)療領(lǐng)域。學(xué)生可以參與開發(fā)與中醫(yī)藥相關(guān)的移動應(yīng)用程序，如中藥藥方查詢應(yīng)用、中醫(yī)醫(yī)療指南應(yīng)用等。這要求學(xué)生不僅要熟悉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，還要了解中醫(yī)藥領(lǐng)域的實際需求和患者的期望。這種項目可以促進計算機科學(xué)與中醫(yī)藥領(lǐng)域的有機融合，為中醫(yī)藥的普及和服務(wù)提供更多可能性。（三）引入前沿技術(shù)新工科背景下，數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能、云計算等技術(shù)已經(jīng)成為各行各業(yè)的關(guān)鍵推動力，包括醫(yī)療和中醫(yī)藥領(lǐng)域。因此，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)內(nèi)容改革需要引入與前沿技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容。學(xué)生可以學(xué)習(xí)處理大規(guī)模的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，包括患者病歷、生物信息數(shù)據(jù)和醫(yī)療圖像；掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，以有效地存儲、檢索和分析這些海量數(shù)據(jù)。這有助于醫(yī)療領(lǐng)域更好地了解患者的健康狀況，支持醫(yī)學(xué)研究和決策制定。引入機器學(xué)習(xí)算法和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，使學(xué)生能夠分析醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，如患者診斷信息、疾病流行趨勢和藥物反應(yīng)。這不僅擴展了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的應(yīng)用領(lǐng)域，還有助于學(xué)生更好地理解數(shù)據(jù)分析的實際需求，以支持中醫(yī)醫(yī)療領(lǐng)域的決策制定和研究。學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何使用云計算平臺來進行數(shù)據(jù)存儲和處理。云計算已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)跨地域的數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。這使學(xué)生具備了處理分布式數(shù)據(jù)和實現(xiàn)云計算解決方案的技能，有望在醫(yī)療信息管理和中醫(yī)藥領(lǐng)域中發(fā)揮作用。（四）增加實踐性內(nèi)容新工科背景下，注重實踐是關(guān)鍵?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)內(nèi)容改革可以增加實際項目和實驗的比重，以確保學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到實際問題中。學(xué)生可以參與醫(yī)療信息系統(tǒng)的開發(fā)，如電子病歷系統(tǒng)、醫(yī)藥庫存管理系統(tǒng)等；應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來設(shè)計和構(gòu)建這些系統(tǒng)，以滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需求。這種實踐項目不僅教授了學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，還使學(xué)生了解了醫(yī)療信息系統(tǒng)的重要性和挑戰(zhàn)。引入健康數(shù)據(jù)分析項目，要求學(xué)生設(shè)計和構(gòu)建數(shù)據(jù)分析工具，用于處理醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，如患者病歷、實驗結(jié)果等。這種項目要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，同時也需要深入了解醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的特殊性。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何提取有用信息并制定相關(guān)的醫(yī)療決策；可以參與解決中醫(yī)藥領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)，如中草藥庫存管理、藥物成分分析等[3]。通過這些項目，學(xué)生不但可以了解中醫(yī)藥領(lǐng)域的具體需求，還可以學(xué)習(xí)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來解決這些問題。這種實踐性內(nèi)容的增加可以提高學(xué)生的解決問題能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使他們能夠在醫(yī)療和中醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮作用。綜上所述，新工科背景下，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)該注重融合中醫(yī)藥高校的特色，強調(diào)跨學(xué)科融合，引入前沿技術(shù)和趨勢，以及增加實踐性內(nèi)容。這些改革將有助于培養(yǎng)學(xué)生在中醫(yī)藥和現(xiàn)代技術(shù)交叉領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)，還有望為中醫(yī)藥高校在新工科背景下的未來發(fā)展和創(chuàng)新做出貢獻。二、新工科背景下課程教學(xué)方法的改革在新工科背景下，不僅需要課程教學(xué)內(nèi)容的改革，課程教學(xué)方法的改革同樣至關(guān)重要，能夠確保學(xué)生充分掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識和技能，適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的需求，并培養(yǎng)跨學(xué)科思維和實踐能力。（一）項目驅(qū)動學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程往往以理論授課和課后作業(yè)為主，但在新工科背景下，應(yīng)該鼓勵項目驅(qū)動學(xué)習(xí)。項目驅(qū)動學(xué)習(xí)是一種積極的教育方法，可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)實際問題解決和團隊協(xié)作能力[4]。學(xué)生可以在小組中選擇一個與中醫(yī)藥或醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)的項目，如中醫(yī)藥知識管理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)、醫(yī)療數(shù)據(jù)分析工具的構(gòu)建等。這些項目應(yīng)該具有實際應(yīng)用的潛力，可以解決醫(yī)療和中醫(yī)藥領(lǐng)域的問題。學(xué)生可以參與項目的設(shè)計，確定項目的目標(biāo)、范圍和實施計劃，從而培養(yǎng)項目管理和規(guī)劃能力。通過項目，學(xué)生可以將理論知識應(yīng)用到實際問題中，通過分析問題、設(shè)計解決方案、實施代碼，解決在項目過程中出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。例如，在中醫(yī)藥知識管理系統(tǒng)項目中，學(xué)生可以設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)來存儲中醫(yī)藥知識，實現(xiàn)搜索和分類功能，以便中醫(yī)醫(yī)生更好地獲取信息。這種實際應(yīng)用將加深學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，并培養(yǎng)其解決問題和團隊協(xié)作的能力。（二）跨學(xué)科合作新工科的核心特點之一是跨學(xué)科合作?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)方法改革應(yīng)鼓勵學(xué)生與其他專業(yè)領(lǐng)域的同學(xué)合作，以應(yīng)對現(xiàn)實世界中的復(fù)雜問題。例如，學(xué)生可以在小組中跨學(xué)科合作，合作伙伴可以來自計算機科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等不同專業(yè)領(lǐng)域。這種合作可以涵蓋各種項目，例如開發(fā)醫(yī)療信息管理系統(tǒng)、構(gòu)建健康數(shù)據(jù)分析工具或解決中醫(yī)藥數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)，有助于學(xué)生更好地理解不同領(lǐng)域的需求和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)其協(xié)作和團隊合作技能。教師可以提供跨學(xué)科性質(zhì)的問題，鼓勵學(xué)生通過跨領(lǐng)域合作來解決。例如，學(xué)生面對一個醫(yī)療數(shù)據(jù)分析項目時，需要深入了解醫(yī)學(xué)和計算機科學(xué)知識。這種解決問題的方法有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，同時也加強了不同領(lǐng)域之間的交流與協(xié)作。引入跨學(xué)科導(dǎo)師團隊，以支持學(xué)生的項目和研究。這個團隊可以由計算機科學(xué)教師、醫(yī)學(xué)教師和藥學(xué)教師組成，他們共同指導(dǎo)學(xué)生的項目，確保項目兼顧不同領(lǐng)域的需求。這種跨學(xué)科導(dǎo)師團隊有助于學(xué)生獲取更廣泛的知識和指導(dǎo)，并且提供了更全面的學(xué)習(xí)體驗。這種合作同樣有助于學(xué)生更好地理解不同領(lǐng)域的需求和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作和團隊合作技能。（三）創(chuàng)新教育技術(shù)的應(yīng)用新工科背景下，教育技術(shù)的應(yīng)用變得尤為重要。創(chuàng)新教育技術(shù)可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，提供更靈活的學(xué)習(xí)機會，并幫助學(xué)生更好地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的工作原理。虛擬實驗室、在線學(xué)習(xí)平臺、遠(yuǎn)程協(xié)作工具等創(chuàng)新教育技術(shù)可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。虛擬實驗室是一種有力的教育工具，可以幫助學(xué)生模擬不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作和應(yīng)用，以更好地理解其工作原理。通過虛擬實驗室，學(xué)生可以進行實際的編程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，而無需實際物理設(shè)備，也可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建、操作和測試各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而加深對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解。在線學(xué)習(xí)平臺為學(xué)生提供了更靈活的學(xué)習(xí)機會。學(xué)生可以根據(jù)自己的節(jié)奏和需求學(xué)習(xí)，不受時間和地點的限制。在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，教師可以將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源上傳到在線學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以隨時訪問課程材料、作業(yè)和練習(xí)題。這種靈活性使學(xué)生能夠更好地安排學(xué)習(xí)時間，適應(yīng)個體差異，提高學(xué)習(xí)效率。遠(yuǎn)程協(xié)作工具可以促進學(xué)生之間以及教師與學(xué)生之間的有效溝通與合作。學(xué)生可以使用遠(yuǎn)程協(xié)作工具在項目中進行實時協(xié)作，共享文件、代碼和資源。這種工具有助于學(xué)生跨不同地點和時區(qū)合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作和溝通技能。教師也可以使用這些工具對學(xué)生進行在線輔導(dǎo)并與學(xué)生討論。綜上所述，以上教學(xué)方法改革不僅有助于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程更好地適應(yīng)新工科的需求，還為學(xué)生提供了一種全面的教育體驗。學(xué)生將不再局限于理論知識的學(xué)習(xí)，而能夠?qū)⑺鶎W(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理直接應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域的實際問題中。這種綜合性的教育模式將培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、解決問題能力以及跨學(xué)科協(xié)作技能，使他們具備同時滿足計算機科學(xué)和中醫(yī)藥領(lǐng)域需求的綜合素質(zhì)。這不僅為學(xué)生提供了更多的就業(yè)機會，也為中醫(yī)學(xué)高校在新工科背景下實現(xiàn)創(chuàng)新和現(xiàn)代化提供了堅實的基礎(chǔ)。三、教學(xué)評估和效果分析在新工科背景下，教育的關(guān)鍵是不斷評估和反饋。教師應(yīng)該采用多元化的評估方法，以全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。及時的反饋有助于幫助學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，同時也便于教師調(diào)整教學(xué)策略，以提高教學(xué)效果。因此，對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革的評估和效果分析至關(guān)重要，是確保教育目標(biāo)實現(xiàn)的關(guān)鍵要素。（一）學(xué)生績效評估學(xué)生績效評估是評估改革效果的重要指標(biāo)。通過對學(xué)生的考試成績、項目成果、課堂表現(xiàn)等方面進行評估，可以確定他們是否達(dá)到了課程目標(biāo)[5]。特別是在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革中，可以關(guān)注學(xué)生的實際項目成果，看其是否能夠應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識來解決實際問題。與傳統(tǒng)課程相比，改革后的學(xué)生成績是否有所提高是一個重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。（二）教師反饋和自我評估教師反饋和自我評估同樣重要。教師可以提供有關(guān)新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的反饋，包括運作良好的方面和需要改進的方面。同時，教師可以分享在實施改革過程中總結(jié)的經(jīng)驗和觀點，以及適應(yīng)學(xué)生的需求和挑戰(zhàn)的方式。這種反饋有助于改進教學(xué)方法和進一步的課程改革。（三）持續(xù)改進教育改革是一個不斷迭代和改進的過程?；诮虒W(xué)評估和效果分析的結(jié)果，教師和學(xué)校應(yīng)該積極采取措施，如課程調(diào)整、師資培訓(xùn)、教材更新等，以進一步改進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。通過不斷的改進，可以確保教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)