一體化醫學教學資源管理平臺的設計與實現

解文明 歐少閩 張偉山 林展宏

【摘要】加強數字化學習平臺建設成為各高校推動教學信息化的重要措施。文章提出了如何確立建設數字化學習平臺的指導思想和目標，在此基礎上設計出資源教學管理一體化醫學數字化學習平臺的功能，就技術實現上存在的難點等問題給出了解決措施，介紹了平臺的實現方法和技術方案，說明了在推動教學平臺使用上可采取的措施，并就平臺的建設進行了總結和展望。

【關鍵詞】數字化學習；一體化平臺；設計；教學；

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009－8097(2012)03－0107－03

一、前言

以教育信息化帶動教育現代化成為當前教育改革的熱點，加強教學信息化建設成為各高校推動教育現代化的重要措施。在國內，各高校基本上以數字化校園建設為依托，建立了自己的數字化學習環境。許多高校由于缺少好的頂層設計和系統規劃，造成數字化學習環境可謂百花齊放，目前主要有專題學習網站、購買的大型網絡教學平臺、自主研發的學習平臺等。在看到快速發展的同時，也還存在一些問題，主要表現在，建設與實際教學脫節，技術與課程缺少有效整合，實用性和先進性不強，標準不統一、功能不全、數據難以共享等。特別是在醫學類院校，由于醫學教育有其自身的特點，如：醫學教育特別強調培養醫學生的臨床能力，課程的交叉滲透性強，教學的交互性要求高，學生經常要在基礎與臨床之間輪動。同時，醫學教學中還有一些獨有的教學或考核模式，如PBL(Problem－BasedLearning，以問題為導向的學習)教學、CPC(Clinical Pathological Conference，臨床病理討論會)、床旁教學、OSCE(Objective Structured ClinicalExamination，客觀結構化臨床多站考試)等等。一些通用型網絡教學平臺難以很好地滿足醫學教學的實際需要。在發達國家或地區，近年來越來越多的醫學類院校都在根據自己的需要，設計開發更具特色和符合學校發展理念的教學平臺。那么，在醫學院校如何才能構建一個既具有很好的針對性、實用性，又具有很強的前瞻性、先進性的數字化學習環境?如何解決好建設應用管理一體化問題?都是許多高校特別是醫學類院校在教學信息化建設時必須面對和解決的問題。

二、一體化學習平臺建設的指導思想和目標

1.以教學實際為基礎、以教學改革目標為基準確立構建平臺的指導思想。

首先從分析學校教學實際情況入手。汕頭大學醫學院近年來推出了一系列教學改革，2002年實施以系統整合為基礎，以能力培養為主線的新教學模式，引入以問題為中心(PBL)的教學方式和客觀結構化臨床考試(OSCE)；2004年引入浸入式英語教學計劃(EIP)，2007年試辦醫學教育全英班，同時引入美國醫師執照考試(USMLE)等。提出“國際化、有特色”的辦學理念，2008年國家頒布了《本科醫學教育標準》后，對照“標準”進行完善。學校教學改革目標概括起來主要體現在3個方面，①以“學生為中心”，②加強臨床能力培養，③國際化。在教學模式上主要表現為3個特征，①臨床訓練貫穿醫學教育全過程，②交互式教學，⑧自主學習。通過上述分析，為保證教學信息化與教學改革的契合，教學信息化建設的指導思想就可確定為圍繞上述3個方面和3個特征形成。

2.以學校的辦學宗旨和改革目標為數字化學習平臺的建設目標。

依據學院的教學理念，緊密結合新教學模式，設計出符合醫學教育標準的基于網絡的數字化教育體系。建立一個基于課程的集教學資源、教學過程、教學效果評價于一體的與教務管理系統相銜接的一體化學習平臺，使教育結構和教學過程更加高效且靈活，實現①資源：資源結構、資源格式、技術標準統一，統一建設，統一管理，使各種教學資源、教學要素和教學環節實現整合；②教學：借助技術突出探究式交互式教學模式，實現網絡輔助授課；③學習：為學生提供有趣且深刻的個性化學習體驗，實現教師和學生隨時隨地教與學，以平臺作為促進學生自主學習的認知工具、情感激勵工具和學習環境的創設工具；④評價：采取多種途徑實現實時性評價與總結性評價，檢驗教學效果和質量；⑤成效：借助技術優勢，控制學習成本，改善學習效果。⑥管理：教務管理系統與平臺平滑對接，教務管理系統為平臺實時提供基礎數據，平臺中生成的各種數據為教務管理提供決策依據。

三、一體化平臺的設計與實現

1.功能設計

平臺設計上注意體現：互動性(表現交互式教學的特征，支持教學問卷、小組學習、問題討論等)、自主性(表現以學生為中心和自主學習)、實用性(表現與教學課程的有機融合)、先進性(表現教學改革要實現的目標)、針對性(平臺的功能設計要體現出實現教學改革的主要措施)。

一體化平臺涵蓋從資源建設、課程建立、教學過程、教學評價、教學管理等教學全過程。由教師中心、學生中心、管理中心、資源中心、統計分析中心、教學質量評價系統和教務管理系統等構成。

教師中心：主要包括：課程設置、課程基本信息、教學公告、作業管理模塊、授課資源模塊、課外資源模塊、教師交流區、課程討論區、自測模塊、教學問卷管理、考試模塊、學生信息等。

學生中心：主要包括：課程基本信息、教學公告、我的作業、授課資源模塊、課外資源模塊、課程討論區、自測模塊、教學問卷模塊、考試模塊、教師信息等。

管理中心：建立1個管理平臺將教師中心和學生中心與各系統集成起來，統一身份管理、統一接口部署。

資源中心：數字化學習資源是實現信息化教學的基礎，數字化資源包括：課件、教學視頻、圖片、習題、試題、案例等。

統計分析中心：對平臺上各種數據進行實時記錄和統計，包括：資源統計、教師使用情況統計、學生使用情況統計，特別是要對一些互動情況的跟蹤和統計，以更好地服務于教學質量形成性評價。

此外還包括：校外開放資源推薦、校內熱點資源關注、站內搜索、幫助中心等。以及與平臺形成松散耦合的其他系統，包括：教學質量評價系統、成績查詢系統等。

教務管理系統：為保證平臺基礎數據的準確性，及時更新平臺上教師、學生、課程等基本信息，通過接口程序將教務管理系統與學習平臺的數據對接，實現定期將教務管理系統的基礎信息導入到一體化學習平臺中。

2.技術方案

由于一體化平臺是一個多角色、多功能、多系統的集合體，分為基礎數據管理的后臺管理系統和功能操作的學習系統。平臺采取SOA(Service-Oriented Architecture，面向服務架構)的設計理念，利用組件模型的“松散耦合式框架結構”，將應用程序的不同功能單元(即服務)通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來，具有更好的靈活性和更強的可擴展性。實現系統中的服務以一種統一和通用的方式進行交互，把學習平臺與教學評價系統、教務管理系統等貫通，從應用上把學習活動中的各環節與評價、監督、管理有機地

結合在一起。采用單點登錄，基于角色的訪問控制，統一的用戶管理。一體化平臺層次結構如圖l所示。為了降低開發成本，選擇開源技術，盡量使用免費開源軟件。

3.技術難點

一體化平臺由多系統構成，而且要利用已有的數據資源和部分已有的系統。因此，在技術實現上就需要解決好一些技術難點，一是要整合已有數據資源形成統一的數據中心，將是一個關鍵點和技術難點。對于教學資源采用通過標準化處理的方式建立統一的資源中心，對于基礎數據，則采用確定核心系統的方式解決，如學生和教師數據以教務管理系統為核心，其他系統通過接口實時讀取教務管理系統數據，以實現數據的準確性。二是整合原有的應用系統也是一個關鍵點，如已有的教學質量評價系統等。采取的方案是保留原有系統的應用邏輯，提取原有的用戶數據，統一用戶登錄管理。將原有系統的登錄、注銷頁面統一重定向到平臺層的登錄和注銷頁面，而原有系統的其他業務邏輯將都不變，這樣即實現整合，又不對老系統傷筋動骨。三是整合購買的系統，又是一個關鍵點。采取的方法是建立數據同步更新策略，在平臺層提供集中共享數據，然后建立平臺層數據與新購買系統數據進行同步更新。四是運用全新的Web 2.0理念，實現更好的互動性和靈活性。

4.系統實現

通過技術手段實現項目各項功能，主要進行數據庫設計、環境搭建、模塊劃分、流程設計、分組接口定義、按流程設定完成各模塊功能的實現、按設計文檔制定測試方案和內容，并實施測試，交付使用的全部過程。

平臺開發語言采用免費開源的超級文本預處理語言PHP，Web服務器軟件采用使用最廣、具有良好跨平臺和安全性的Apache，數據庫選用體積小、速度快、開源的Mysql，即典型的基于PHP+Apache+Mysql的開發工具進行編碼實現，服務層方面采用PHPRPC(面向服務的高性能遠程過程調用協議)輕量級的服務訪問技術，該技術具有簡單方便，良好的跨平臺性、安全性和調用方式更加靈活多樣等特點。平臺采用基于SOA的體系架構，各系統通過s0A架構將組件工具聚合起來，實現平臺的資源建設、網絡學習、服務管理更為簡便和統一。

四、推動措施

如何結合學校的教學特點來推進平臺被廣泛應用成為平臺開發后的工作重點，也是推動教學信息化的關鍵。雖然學校和大部分教師都越來越清楚地認識到教學信息化的重要性，但由于使用教學平臺特別是初期會增加教師許多工作量，教師由于有科研等壓力，特別是受大環境影響，職稱評聘、職務晉升、工資獎金都與科研課題、科研論文直接掛鉤，使部分教師不愿將更多精力用于開展教學信息化工作上。為此，學院采取多項措施推動教學信息化工作，一是建立機構。學院成立了以院長為組長的推動教學信息化工作領導小組。二是制定政策。學院根據已有的教學、科研及人事工作等相關政策，制定各項推動教學信息化的考核獎勵政策，以文件形式下發執行。三是設立項目。以教學改革立項的形式設立教學信息化工程項目，實行項目式管理。四是設立專項資金。以實現教學信息化經費的“項目式”投資方式與維持性投資方式相結合，專款專用。五是建立完善基礎環境。學院加大投入力度，建設和完善教學視頻自動錄播系統和多媒體教室等。

五、總結與展望

“以教育信息化帶動教育現代化”是規劃綱要中提出的目標，也已成為各高校有識之士的共識。但在具體實施過程中，還有許多困難需要克服，既要轉變觀念，又要有清晰的工作思路，在廣泛借鑒國內外高校經驗的基礎上，探索并建立符合學校實際需要的教學信息化平臺是推動教學信息化的重要抓手。建設教學平臺的指導思想一定要和學校的教學改革緊密結合，以需求規劃建設，既要做到個性化、實用性，又要追求前瞻性和先進性，同時還要兼顧便利性和一體化。

隨著平臺應用程度的不斷加深，其功能也必須不斷完善。我們今后工作的重點將是應用過程的再開發，提高平臺的便利性和互動性，使分組學習更靈活，為合作學習和協助學習提供更好的支持；完善教學問卷模塊，逐步增加形成性評價要素；加大臨床技能培養的力度，設計開發“計算機模擬考試系統”等。