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    原型思维原理在《计算机应用基础》教学中的应用研究——以《医院信息管理系统应用及设计》实例教学为例

    时间：2023-01-17 10:30:37来源：百花范文网本文已影响人

    佟力，耿彧

    （锦州医科大学 生物信息工程学院，辽宁 锦州 121002）

    随着信息技术的飞速发展和日益普及，信息化已融入了各个行业，培养和提升当代大学生计算机应用能力与信息化素养是高校的一项基本任务，但在教学中也存在着一些问题[1]：传统的课堂教学模式中，实践与实际应用尚有差距；
    实践内容与学生专业契合度低；
    教材内容更新滞后，跟不上时代发展。在具体的计算机应用中存在的问题是：由于问题的信息化是对现实问题的再加工，致使数字化问题和现实问题之间产生一定的差异，造成对问题的认知暂忘；
    面对层出不穷的计算机应用，学生适应性较差，甚至有无从下手之感。针对以上问题，将行业应用引入到计算机应用基础教学之中，着眼未来，立足行业，进行实践教学改革，这对初学计算机应用基础课程的各专业学生具有学以致用的积极意义，是培养应用型人才的有益探索。笔者将原型思维原理与混合式教学模式相融合，强化原型思维，借助已有知识实现创新教育，通过实践培育研发能力，进而实现知识由未知向已知的创新，实践由实验向实用的转化，为学生奠定初级研发基础。

    原型思维原理[2]指在学习计算机应用过程中，认知到计算机要处理的（虚拟）问题与对应的现实问题是同一个问题，即现实问题是虚拟问题的原型，由此可借助对原型的理解来化解在处理虚拟问题中遇到的认知转化困难。行业应用软件的使用者必然是行业内人士，他们熟悉行业内的问题，运用计算机处理行业问题仅仅是对问题的信息化，以此化解在应用软件操作中遇到的因问题本身而带来的困惑。实例教学依据专业选取对应行业实例的原因也在于此。基于问题的认知：计算机具有工具属性，工具的作用不是改变对问题的认知，也不是改变处理问题的方法，而是提升工作效率，由此可知，利用计算机技术处理（虚拟）问题的方法与现实问题的解决方法具有同一性。回归原型，从行业（专业）的角度更容易解析现实问题，进而在学习方法上运用这一原理将虚实问题同化，使得在信息化处理中对问题的认知变得容易，对信息化的处理方法易于理解，从而使学生能快速熟悉问题并解决对问题的认知困难；
    再者，问题的求解需求是理论形成的基础，从问题的原型出发，构建解决问题的理论体系，有助于对知识的理解与长久记忆。基于应用软件的操作：在熟悉应用软件的组织结构和操作方法方面也要从原型角度去理解，从本质上说，应用软件是开发者基于问题的解决方案设计的逻辑步骤，使用者在按照既定的步骤进行操作时，若以开发者为原型，站在开发者的高度就能比较快捷地理解低难度的软件操作。原型思维原理以问题原型为核心，以信息化的解决方案为目的，让使用者回归问题原型先思考后操作，使实践教学中的问题化难为易，操作变卡顿为顺畅，由此培养学生的计算机应用能力，提升学生的信息化素养。

    原型思维原理的思维过程采用回归再回归式结构：出现问题--＞回归原型--＞理解问题--＞同化问题（回归信息化处理）--＞解决问题。此原理让使用者回归问题原型来解疑问题，之后再回到出现问题处解决问题，在多次的问题重现中强化理解。在计算机基础课实践教学中，选取与学生专业结合度高的行业实例，以用代练，以研代学，更能促进学生学为所用，勇探新知的求知欲和创新精神。

    原型思维原理在实践教学中应用的前提是学生的专业与行业有紧密联系。为了使专业更好地结合行业，不同专业的实践课程选取了不同的行业岗位实例，设置具有专业特色的个性化学习模块，以此达到更好地培养学生计算机应用能力和提升信息化素养的目的。

    完整的教学模式是基于原型思维原理构建的SPOC 混合教学模式：课前引入行业工作实景，分析各岗位的职责及任务，将学生带入行业情境，激发学生学习兴趣；
    线上教学，自主学习相关理论知识，为实践奠定基础；
    线下实践，以行业角色开展体验式教学；
    课后延伸，以作业和讨论的形式实现从知识到能力的融会贯通，提升职业素养。原型思维原理贯穿整个教学过程，课前引入的行业工作实景是学生实践环境的原型；
    线上的自主学习是从职业（原型）需求出发探寻问题的解答；
    线下实践则是直接角色扮演，完成岗位任务；
    课后延伸，提升职业能力，扩展行业视野。总之，以行业为背景组织问题，使问题有了原型基础，再融入所学知识，问题就会变得明晰而又有现实意义。

    在完整的教学模式中，实践教学是培养能力、提升信息化素养的重要环节。前期的调研、线上的理论学习都是为实践做准备，也是在酝酿着行业身份的代入。实践是对理论学习的验证与肯定，原型思维原理在实践教学中发挥着重要的指导作用，开创了信息化过程中处理问题的思维模式，使学生学会以职业身份主动思考问题，从而提升信息化处理能力。

    1.立足行业实际应用设计专业实例教学案例。大学的专业设置是以行业为导向的，学生选学专业大都是基于对行业的兴趣。因此，引入行业中的具体实例不仅使学生体验到了课程知识在行业中的实际应用，也能使学生的学习更具主动性和积极性。行业是专业的归属，专业是行业的应用，以专业特点筛选行业题材是原型思维的前提。随着信息化的发展，各行业的信息化应用为专业学生调研和实践教学选题提供了丰富的资源，同时对各专业的学生提出了要具备一定的信息化处理能力的要求。因此，按专业特点组织不同的教学模块，以行业成熟的实例充实其中，这样的实例本身具有完善的体系，使学生的学习既可以侧重于某一个子系统，又可以借助其他相关子系统进行拓展锻炼。

    结合医学院校的专业特点，在课程中引入了“医院信息管理系统（HIS）”，并面向医学类专业学生进行实例教学。HIS 是由门诊系统、住院系统、药品管理系统、体检管理系统、院长查询系统等子系统构成的完整的实用系统。每个子系统之下依据实际工作岗位设置若干工作站，例如，门诊系统下设有门诊医生工作站和挂号服务站等。每个工作站可适用不同专业的学生，例如，住院系统中的住院医生工作站适用临床医学专业的学生，护士工作站适用护理专业的学生；
    体检管理系统中的体检工作站适用健康服务与管理专业的学生等。

    HIS 中的多个子系统彼此相对独立又有关联性。其一，为了适应教学，按场所选取门诊部、住院部、药局、体检中心、院长查询台等多个子系统。按岗位划分选取的是：医生、护士、药剂师、健康管理师等。选取的目的是为学生的学习设置多维度的场所和身份，使案例教学具有一定的深度和广度。其二，在学习HIS 应用的基础上尝试浅显的程序设计，从软件开发者的角度理解软件内部的机理，这不仅能从深层次理解软件的设计，“知其然也知其所以然”，也能使应用者以开发者为原型在操作上快速地掌握软件的使用。这种从应用到开发的增强式实践课程设计形成了从易到难的梯度，满足不同学习水平的学生需求，因为程序设计是软件应用的原型，体验式程序设计的难易度可视学生的具体情况灵活调整，揭示的是同样的软件设计机理，可较好地解决学生学习能力的差异性且又会对学生的学习效果带来差异性影响。

    2.构建基于原型思维原理的混合教学模式。《计算机应用基础》是实践性较强的课程，实践应用是理论知识的主要体现，完整的教学模式是由各个教学环节组成的有机体。基于原型思维原理构建出的SPOC 混合教学模式主要由四部分组成：课前准备、线上理论学习、线下实践和课后延伸。课前准备包括课程资源建设和实地调研两部分。课程资源建设是以学生专业为选题依据，以行业实例为载体，以知识体系的应用为内涵的建设，包括引入医院情景，提炼医疗信息，选择与专业结合紧密的行业实例，提出问题，布置调研任务，回收解决方案，制作并上传HIS 应用视频，课件及相关资源等；
    实地调研是让学生结合自身专业了解相关工作岗位及业务流程等，主要目的是让学生进入行业实体，代入行业身份，为原型思维原理的应用做好铺垫。线上理论学习主要是由学生自主完成理论学习，兼顾知识拓展和锻炼学生的自学能力，主要包括：观看理论学习视频、查阅扩展资源、师生互动答疑、学生分组讨论、完成线上其他任务等。线下实践是学习理论后的实践应用，结合具体行业实例，从职业身份出发完成相关业务。具体包括：结合线上的理论学习布置实践内容并进行测试评价；
    针对出现的问题进行讲解，演示具体应用的操作；
    对以实践内容为例的程序设计进行个别辅导及布置拓展练习等。课后延伸的目的是对学生所学知识与技能的巩固和拓展，主要是完成作业和课后思考与总结。

    3.原型思维原理在实践教学中的具体应用。在实践教学中，以回归原型为手段，培养素质为目的，以原型思维原理为经贯穿实践教学始终，使学生增强计算机应用能力，提升信息化素养。原型思维原理是学生学习计算机应用的有益思维模式，解决在信息化过程中因忽略问题的原型而造成的困惑。针对不同场景和身份定位，原型思维原理在本模块中的具体应用有三个方面：其一，问题原型。问题是基于行业的问题，站在行家的角度看问题，其认知难度将大幅度降低，解决问题的方法将清晰明了，这将使学生的主要精力集中在信息化处理上，回归计算机课程的知识主体。其二，业务原型。HIS 只是为医务工作者提供了信息化工作平台，业务处理流程并没有改变，站在现实的业务流程角度更容易理解应用系统的操作步骤。其三，设计原型。信息化是对现实问题的虚拟处理，虚实转化之间必然产生差异，以设计者为原型进行思考，并不是深究信息化的专业技术，而是重在思考信息化处理方案及界面布局，这能够提升学生的软件操作能力。

    在具体的实践教学中，首先测试学生线上的学习效果，暴露出其在理论学习中的难点和操作中的易错点以及遗漏点。面对这些出现的问题，原因主要体现在：学生是为了做题而在操作，而不是置身行业中处理自己的业务，忽略了前期的行业情景和职业身份的原型设定，没能设身处地地思考问题，造成操作与现实脱节，使得对问题的理解不到位。例如，在使用HIS 时，有的学生不会开处方操作，一是找不到操作界面，二是不知操作步骤。回归原型来思考，在医院中开处方的是医生，医生针对患者的病情写出用药清单并交给患者。这项现实中的工作场所对应的是HIS 中的医生工作站，医生（原型）进站后就会找到患者处方页标签，点击进入选取相应药品并提交，完成药方处理，问题由此得以解决。再有，学生在操作中疏忽了业务流程也会出错，因为流程具有前后的逻辑性。例如，在操作中遇到无患者信息可选的情况，这类问题只要稍加点明就迎刃而解了：门诊医生没有患者可能是因为患者没挂号，住院医生没有患者可能是因为患者没办理入院。回归原型理解问题，同化HIS 中的操作解决问题，这种以原型为基础的思维方式有效地理顺了问题的症结所在，再进行有针对性的演示和讲解，便可很好地解决学生在学习中看似全会、一做就出错的现象；
    学生因知错又再学，听课有了针对性，使学习效率提高，效果更加显著。引入行业情景的原型思维也有效地解决了学生在操作中遇到的无从下手的问题，引入行业情景是在为学生设定一个熟悉的环境，在熟悉的环境中很容易找到一件事情应该在哪里做，比如看病找医生、取药去药房等等，这类看似不是问题的问题对于应用软件的初学者来说也是最初的拦路虎。浅显的程序设计是以本次课的实践应用为目标，局部或单一地实现某一功能，目的在于揭示软件机理，强化学生的应用能力。程序设计能使学生以开发者为原型深入地理解应用层面的一些问题。例如，命令按钮的设计、鼠标左右键功能的定义、菜单的设计等，令学生操作后有种看穿表里的通透的顿悟之感。在完成实践内容的基础上，开展一些与实践内容类似的拓展练习，以此提升学生挑战新知识，适应未来发展的能力。

    在实践教学中融入原型思维原理的目的，是解决学生对问题的困惑以及更好地适应行业信息管理系统的应用。在《计算机应用基础》课程教学中，针对原型思维原理与SPOC 混合教学模式融合的效果，从主观和客观两个层面上进行了测评。对本校临床和护理2 个专业3 个班级共84 名学生发放了调查问卷，问卷内容包括混合式教学模式认同度与原型思维原理影响度两个方面。调查问卷将具有一定普适性和代表性的“一般性学生评教指标体系”作为基础量表，并按“认同度”分为五个等级，等级越高代表学生的认同度越高。具体体现在以下几个方面：一是结合课上观察及线上访谈，混合教学模式模块选材满意度最高，学生认同专业与行业结合，行业原型与专业操作学习有对应关系，这使得学生学习有兴趣，也能激发学习积极性。二是拓展实践影响度较低，大部分学生认为有必要进行拓展练习，但也存在着新学知识没来得及融会贯通，拓展难度大，进而影响拓展积极性等问题。三是课前的行业调研得分较高，学生认为有助于了解专业和行业间的具体联系。四是线下测评总体满意，认为对出现的问题认识更深刻，联想到问题原型有助于问题的解决。五是再讲解满意度较高，主要受到不能“因材施教”的影响，因为学生的错误之处有共性，也有个体差别。六是原型思维原理影响分析中对问题理解的影响度最低，这主要体现在程序设计部分，学生对问题的理解受到了信息处理中算法的干扰，得分主要是因为对问题的求解分析是有帮助的，这反映出原型思维原理更适用于初学者学习计算机应用类的知识。七是对业务流程的影响度最高，因为学生能代入身份“设身处地”地“走流程”。八是对操作的影响度主要体现在对操作命令的归类使学生能主动探索操作途径。九是对信息处理能力的影响主要是学会分析问题，敢于尝试操作。学生反映得分略低的原因是数据形式多样，细节之处较复杂。

    此外，对操作测试成绩进行了不同教学班的客观分析。3、10、18 班是实验班，其他为平行教学班。通过对比同期开课的其他14 个班级的相关数据，可以发现平均成绩居于各班前列，同时发现实验班的考试平均用时相对较少，体现出明显的教学效果。这些说明了原型思维原理在学生学习计算机应用时起到了积极作用。

    在计算机应用中，原型思维原理是行业实务与信息化之间虚实对应的桥梁，是立足专业适应行业的有效思维模式，是对学生终身学习的素质培养。原型思维原理的意义在于“逐本求真”，回归“原型”再思考，这不是重走“老路”，而是升华之后的再应用，使作为工具的计算机处理各行业问题时起到了化难为易的作用，增强了各专业学生处理信息的能力，提升了学生信息化素养，增加了面向未来职业发展的信心。◆

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