大數據時代中醫藥信息專業數據庫課程教學改革研究

胡綠慧 溫川飆 高 原

（成都中醫藥大學智能醫學學院，四川 成都 611137）

一、引言

人工智能、大數據迅猛發展，人類社會以勢不可擋的速度進入一個嶄新的時代。海量的信息、智能化處理，充斥著社會的各個方面，改變著人們的思維和行為方式，而對傳統的中醫藥行業，其改變更是前所未有。大數據正對高校各個學科、專業產生強烈沖擊，促使進行改革。同時隨著大數據技術覆蓋中醫藥領域的各個方面，對現代中醫藥信息專業的學生應掌握的數據庫技術提出了更高的要求。中醫藥現代化、國際化離不開大數據，而中醫藥經過長達幾千年的發展，積累了大量的中醫藥數據，比如中醫疾病治療、處方、中藥藥理等等。由于種種原因，中醫藥數據呈現多維、非結構化、多缺失的特點，這對數據的存儲、應用技術提出了更高的要求，要正確處理和應用這些數據，對中醫藥信息化人才提出了新的要求，僅僅是傳統的數據庫課程體系已經無法適應大數據時代對數據的處理分析和應用。因此，面向大數據的中醫藥數據庫系列課程體系、教學模式、教學方法等亟待更新換代。

二、中醫信息專業數據庫系列課程教學現狀及存在的問題

1.數據庫課程體系不適應大數據時代對數據處理的要求

數據庫課程是教育部計算機科學與技術教指委確定的8門專業核心課程之一，是培養學生信息化能力和素養的重要課程。國內各高校開設的數據庫相關課程參差不齊，有數據庫原理及應用、數據庫系統設計與編程、SQL Server、網絡數據庫、Oracle 數據庫、Access 數據庫等不一而足。同時，在中醫藥院校中，不同專業不同層次學生對數據庫課程需求不一樣，而當前講授內容以經典的關系數據庫理論為主，普遍落后于大數據時代數據庫技術的發展，無法滿足中醫大數據處理的技術要求。

現有的數據庫課程體系以關系數據庫理論、數據庫應用與設計為主。其教學內容依然停留在結構化數據的處理上，對基于web 應用也講得不多。然而在大數據時代，數據來源形式各樣，比如各種智能設備、手機、GPS 終端等，從這些設備收集到的數據不僅數據量巨大，而且還包含大量非結構化的數據，傳統的關系型數據庫技術已不能處理海量的復雜形式的數據。在中醫藥領域，上千年積累的數據也存在著以圖像、視頻、音頻的多樣非結構化，并且隨著現代中醫藥信息化發展，中醫藥數據呈幾何級數的增長。這對中醫藥信息化人才提出了更高的要求，特別是在對中醫藥大數據的處理方面，傳統的數據庫已然無法解決實際中遇到的各種問題。因此，傳統的數據庫課程體系已經不能適應數據實時性、高擴展性和大吞吐量業務的處理，必須增加對非結構化數據的管理與分析技術的相關課程。

2.教學內容已經不適合于大數據環境的數據應用

目前我們的教學內容主要是對關系數據庫的數據處理方式進行講解，注重數據的完整性，主要講授基于E-R 模型的工程化方法，數據庫的創建，數據表的結構化、數據查詢、事務機制。缺乏Hadoop、NoSQL 等非關系型數據庫的管理內容。然而，在大數據時代，以數據為中心的應用已經發生了翻天覆地的變化，特別是中醫藥領域的數據，從數據查詢到Web 搜索、個性化推薦等，傳統的事務處理機制已然不能適應中醫藥大數據應用的需求，而分布式數據處理技術和非關系型數據處理技術已經在各行各業開始應用。這些改變都迫切需要高校的教學內容做出相應調整。

3.教學方法單一、教學模式陳舊

據了解，在中醫藥高等院校，現有數據庫應用技術課程教學方法單一，教學模式陳舊，不能激發學生的主動性和積極性。同時，現有教學仍以教師課堂講解為主，在班級學生多教室大的情況下，老師難以顧及所有學生是否認真聽講，“填鴨式”教學，上課學生注意力不集中，玩手機游戲大有人在。教學模式中，以“慕課”為代表的教學模式正強烈沖擊著傳統教學模式，各類課程慕課資源都很多，而且很多都是精品，如何有效利用慕課資源目前也是處于探索階段。對于數據庫類實踐要求很高的課程，僅僅完成課堂教學，學生動手實踐能力很難提高，數據庫系統開發更是無從下手。

4.當前的數據庫系列課程教學評價簡單落后

當前數據庫系列課程的期末考核主要是通過筆試理論考核的方式決定學生該門課的成績，這對實踐性極強的數據庫系列課程考核評價顯得缺乏科學全面性。僅僅是通過期末筆試進行測驗學生的學習效果，顯然無法全面測評其學習掌握效果。高校老師已經意識到這個問題，試著增加了平時的上機實踐考核內容，但依然沒有形成統一的考核標準。

三、大數據時代中醫藥信息專業數據庫系列課程教學體系規劃

1.構建大數據背景下面向中醫藥院校的數據庫課程體系

在數據庫課程體系的構建上，必須圍繞中醫藥信息專業的教學目標、教學計劃、就業方向開設數據庫系列課程，讓學生能夠對中醫藥信息管理系統進行規劃、設計、部署、實施和管理。圍繞這一目標設計數據庫系列課程的主干課程為：數據庫原理與應用、數據庫系統設計與編程2 門課程為主線。整個數據庫系列課程體系應該既包括數據處理又包含數據分析，應體現原理、方法和應用的有機結合，關系數據管理技術與非關系數據管理技術相結合，傳統數據管理技術與大數據分析技術相結合，將理論與實踐相結合?；趯χ嗅t藥行業的調研，中醫藥領域對數據管理人員的需求的兩大方面，一是數據的管理、二是數據分析，以此確立包括基礎理論和實踐應用兩大版塊為主的的課程體系。如下表所示。

類型 課程類型 課程名稱第一類 基本理論課 數據庫原理第二類 關系型數據庫課SQL Server2016 數庫技術及應用、醫學數據庫系統設計與編程第三類 醫學數據分析與處理課醫學信息分析與決策、醫學數據倉庫與數據挖掘、大數據分析技術

在中醫藥信息專業數據庫系列課程體系中，第一類的數據庫基礎理論是在數據庫原理課程的基礎上，針對大數據背景，增加Hadoop 數據管理教學內容，包括云計算基礎、非關系型數據庫系統等課程。這一層次主要培養學生對大數據基本原理的掌握，并能基于Hadoop 搭建大數據處理平臺。

第二類課程是關系型數據庫課程，如SQL SERVER 數據庫技術，可以培養學生處理傳統的關系數據系統。培養學生對數據的規范管理，掌握日常中醫醫院各種信息管理系統的開發應用與管理和維護技術。

第三類課程是醫學數據分析，以培養學生大數據分析能力為目標，主要包括大數據分析技術、醫學信息分析與數據挖掘等課程，培養學生利用統計分析工具進行數據分析和挖掘的能力。課程主要講授大數據的概念、Google 大數據管理技術等。結合學生的社會實踐，采用小型醫學數據庫系統開發的方式進行考核。

在實踐教學方面，包括兩大部分：一是關系數據庫的基本命令操作、簡單的醫學相關數據庫系統設計與實現。二是掌握分布式集群搭建、Hadoop 系統配置、數據管理、大數據分析算法的實現。

2.構建大數據背景下多樣化的數據庫課程教學模式

（1）在傳統的教學模式中引入“慕課”

當今教育改革背景下，“慕課”作為一場重大的教育改革浪潮，不僅沖擊了現有的課堂教學方式，而且在知識傳遞上比傳統課堂更符合學習的規律和要求，各個高校教務處都提倡師生利用豐富的“慕課”資源，以實現個別化、自主性教學。對中醫藥信息專業而言，根據數據庫課程的教學目標、教學大綱、學生層次、教學條件等，靈活選用相應的“慕課”資源，形成“以學生為中心”的教學模式，助力培養學生的自主學習能力和創新思維能力。同時，針對中醫藥數據庫資源相對缺乏的情況，教師自己創建自己的“慕課”資源。

（2）引入CDIO 教學理念

以大學生創新創業活動為契機，將課堂教學與實際應用相結合，在項目中將理論知識予以實踐，參加各級各類競賽，以此擴大學生的專業視野，提高他們的動手實踐能力，培養團隊合作精神。將CDIO 工程教育模式引入到中醫藥信息專業的數據庫課程的授課體系中。采用案例教學與實踐教學相結合，借助中醫藥領域需求的數據庫應用軟件和中醫藥大數據分析需求，讓學生組隊完成具體的任務，增強他們的成就感，進一步提高學生動手能力和積極思考的能力，并能提高學生的數據分析能力與獲取信息的能力，為今后的工作做好準備。

3.構建大數據背景下豐富的教學資源

當今人工智能、大數據技術迅猛發展，各種網絡資源豐富多彩。尤其在新冠肺炎疫情影響下，集中教室上課有時候都難以實現，各種在線教育已經成為席卷全球的熱點。通過互聯網可以輕松找到各種學習資源。學生知識獲取不再被局限在校園里、課堂上，只要有網絡，學生可以隨時隨地獲取自己感興趣的優質教育資源。所以作為教師，必須建設適應新形勢的教學資源，包括慕課、翻轉課堂、網絡課堂、掌上金課、課程中心的資源建設等。

4.構建大數據背景下多元評價體系

利用諸如掌上金課教學綜合學習評價軟件對平時作業和小組討論以及實驗情況作為平時成績打分的依據。期末考核采用筆試和應用系統開發相結合的方式。對數據庫的基礎理論采用筆試的方式考核學生基礎知識掌握情況，通過分小組開發出中醫藥數據庫應用系統，或者用數據分析算法實現中醫藥治療疾病的臨床診斷、中醫規律或藥物療效來考核學生的綜合能力。將理論掌握情況和實踐操作情況都進行全方位考核評價，以促進學生主動積極學習消化所學知識，達到融會貫通、靈活運用的目的。

5.轉變教師教學理念，提升教師知識結構

以“慕課”為代表的新型教育方式的發展，教師必須轉換角色，增強信息敏銳力，摒棄傳統的“灌輸式”“填鴨式”教學方法，樹立“以學生為中心”的課堂教學理念。在知識結構方面，隨著人工智能、大數據的迅猛發展，知識日新月異，大多教師工作多年，知識已經滯后了，必須不斷學習新的知識，掌握大數據時代數據庫系列課程的發展趨勢和技術，才能給學生傳授最前沿的知識和信息，特別是近年來，中醫藥現代化、國際化的需求愈加強烈，如何規范中醫藥大數據，確定數據標準，也是數據庫課程教師值得思考的重要內容，并且將這一理念應用到數據庫教學中，才能培養具有國際視野的中醫藥信息化人才。

6.構建校企結合，產學研用一體化教育

充分利用學校與企業、科研單位的長期合作，讓學生深入企業科研單位見習、實習。把學校教育與生產、科研實踐有機結合，培養具有國際視野的醫學大數據管理人才。依托與學校長期合作的企業和醫院，為學生提供實踐實習的機會，實現理論與實踐相結合，優化大數據管理人才培養模式。改變過去一貫認為的學生畢業即失業的狀態，學校教育與社會對人才需求脫節的狀態，讓學生明確自身未來的職業發展方向，盡快掌握職業技能，適應社會對中醫藥信息化人才的需求。同時也為推進中醫藥大數據產業的發展提供企業需要的人力資源，助推中醫藥現代化國際化。

四、結束語

中醫藥的現代化、國際化離不開大數據技術，為了適應行業人才需求，高校中醫藥信息專業的數據庫系列課程從傳統的關系型數據庫教學體系轉變為關系型和非關系型、結構化和非結構化數據處理技術課程，將傳統的滿堂灌教學模式改為以學生為主體的引導式案例式教學方式，更有利于中醫藥信息化人才培養，推動中醫藥事業的現代化國際化發展。