醫學信息課程群移動學習平臺設計與實現

譚定英，劉慧玲，李韻婷，陳平平

（廣州中醫藥大學醫學信息工程學院，廣東廣州 510006）

0 引言

教育信息化2.0 行動計劃提出要積極推進互聯網+教育，堅持信息技術與教育教學深度融合［1］。移動終端設備已經與師生生活學習密不可分，如何高效地將移動教學資源轉換為移動教學應用是需要迫切解決的問題［2］。2016年清華大學推出的雨課堂，在PPT 中融入MOOC、習題、課件、實施等功能，幫助師生線上線下即時溝通；基于微信公眾號的雨課堂實現課堂互動、PPT 互動等，但這些移動學習平臺大多要依賴APP 下載或電腦端操控［3］。

微信是目前應用非常廣泛的溝通交流平臺，不受時間與地點約束，受到大學生青睞。基于微信的學習平臺具備碎片化學習、多元化學習、可持續化學習特征［4］。在微信下建立教學平臺，學生可靈活利用零碎的課余時間完成課程知識學習與鞏固。

車立娟等［5］提出構建從平面教材建設到網絡資源提供、從課堂知識講解到實驗實踐操練、從必修內容學習到課外興趣小組知識拓展的立體化教學模式；肖曉霞等［6］對醫學信息的課程體系構建、專業特色建設、工程能力培養作了探討。

筆者所在的醫學信息課程建設團隊經過多年研究積累建立了課程群網絡學習平臺，使課程知識點間有對應相關性及延續性。由于醫學信息學課程概念多、理論抽象、知識涉及面廣，學生對整體內容很難完全把握。為有效解決此問題，本文利用微信小程序開發醫學信息課程群移動學習平臺，方便學生隨時隨地學習與復習醫學信息課程群中的重難點。如在醫學圖像學習過程中，學生可通過手機等終端，拍攝舌象、人臉、手勢等圖像并上傳，組建個性化圖像實驗庫，將傳統枯燥的教與學變為寓學習于生活、寓學習于娛樂的輕松過程。

1 醫學信息課程群

醫學信息課程群［7］核心課程包含醫學信息學、醫院信息系統、醫學圖像處理和醫學數據挖掘與決策支持等，如圖1 所示。通過課程群建設，打通課程知識脈絡，避免課程內容重復或前后脫節，從而使前后連貫內容融合，使學生更容易全面掌握醫學信息課程體系［8-12］。

Fig.1 Group of medical information course圖1 醫學信息課程群

2 移動學習平臺設計

2.1 移動平臺結構設計

本文使用微信小程序進行移動學習平臺設計。微信是騰訊公司推出的移動智能終端即時通信應用程序。微信公眾號利用公眾賬號平臺進行自媒體服務，分為服務號、訂閱號、小程序號和企業號4 類，其中小程序號具有新的開放能力、更豐富的功能和出色的使用體驗［13-14］。

依托目前比較成熟的無線移動網絡、國際互聯網以及多媒體技術，師生通過移動設備方便靈活地實現交互式移動教學活動［15-16］。

通過微信小程序進行醫學信息課程群移動學習平臺建設，使教師進行教學活動實踐更為便捷，學生學習也十分靈活，能夠充分利用碎片化時間開展醫學信息課程群體系學習。

平臺設計由移動學習客戶端、移動學習服務端和系統部署3 部分構成。移動學習系統使用角色有學生和教師。客戶端使用角色是學生，服務端和數據庫管理部分角色是教師。

2.1.1 學生客戶端

學生注冊帳號、綁定登錄后即可進入課程群相關課程學習，瀏覽所推薦的移動學習資料、對課程進行評論等，流程如圖2 所示。

Fig.2 Students use process圖2 學生使用流程

2.1.2 管理端設計

教師利用Web 端進行系統后臺資源配置及相關資源管理，如圖3 所示。

Fig.3 Management design圖3 管理端設計

2.1.3 系統部署整體流程

系統部署流程見圖4。

Fig.4 The overall system deployment process圖4 系統部署整體流程

2.2 功能模塊設計

學習平臺以小程序為載體，用戶使用頻率高，程序設計功能需實用簡潔，如圖5 所示。

Fig.5 Function modules圖5 功能模塊

用戶通過微信授權登錄小程序，輸入學校統一賬號密碼進入系統進行二次登錄，其中登錄分為教師端與學生端，學生端進入首頁后可查看課程信息，點擊課程進入詳細課程頁面。學生可閱覽課程目錄，進行課程學習，課后提供課件下載、課程測試、查看相關聯知識點等；復習鞏固課后知識點，將所學知識串成線；提供課后留言功能，增加師生課后互動，鼓勵學生積極對課程或教學方式提出建議，雙方合作改善教學環境，以達到良好的教學效果。

教師登陸后可在用戶信息頁進行課程信息管理操作。課前充分準備，提高課上時間利用率。為保證教師講述的知識點能高效被學生接受，除了添加課程及對課程內容增加或更改功能外，小程序還增設關聯知識點功能。

在個人首頁設置修改密碼功能，防止個人忘記密碼、賬號被占用等情況，解決個人用戶信息安全問題。

2.3 數據庫設計

由需求和功能分析可知，系統涉及實體有學生用戶、教師用戶、課程信息、課程目錄和課后留言，根據小程序功能實現描述列出各實體關系表，如表1 所示。

Table 1 Relationship between entities表1 關系實體

學生用戶實體屬性包括_id、賬號、名字、專業、年級、學院；教師用戶實體屬性包括_id、賬號、名字、學院；課程信息實體屬性包括_id、課程名稱、課程大綱、課程簡介；課程目錄實體屬性包括標題、學習要點、知識討論點；課后留言實體屬性包括時間、用戶名、留言內容。

3 移動學習平臺部分功能實現

3.1 登錄部分

用戶通過搜索或掃描二維碼進入移動學習平臺小程序，經過微信授權獲取個人信息登錄后，需進入一個二次登錄界面，輸入學校統一分配的賬號密碼才能成功進入到移動學習平臺小程序。登錄流程如圖6 所示。

由于前端不能直接調用云數據，因此與數據庫交互的方式是通過云函數先請求獲取數據庫用戶表中的賬號（ac?count）和密碼（psw），再將js 中獲取的賬號和密碼進行匹配，對比判斷兩者是否一致。若輸入賬號密碼與數據庫中的賬號密碼一致，則跳轉至首頁，若輸入賬號密碼錯誤，則返回錯誤信息且不能登錄。

3.2 課程信息部分

課程簡介頁通過云函數getCourse 從數據庫courseinfo表中獲取課程名稱、課程大綱、課程ID 等數據返回到cour?seinfo.js 中，然后通過數據遍歷將課程信息渲染出來。

課程目錄頁通過云函數getCourseindex 從數據庫cour?seIndex 表中獲取課程目錄標題、對應課程id，根據該頁面的課程id 與獲取信息的id 進行匹配，然后將對應課程的目錄通過js 代碼遍歷渲染在頁面上呈現。

Fig.6 Login process圖6 登錄流程

課程評論頁通過云函數getComment 從數據庫課堂留言表中獲取對應課程ID、留言者用戶名、留言時間、留言內容等。

數據交互流程如圖7 所示，實現結果如圖8、圖9、圖10 所示。

Fig.7 Courses information data interaction process圖7 課程信息數據交互流程

Fig.8 Course description圖8 課程簡介

Fig.9 Course catalog圖9 課程目錄

Fig.10 Curriculum review圖10 課程評論

3.3 課程管理頁

課程管理數據交互流程如圖11 所示。

Fig.11 Course management data interaction process圖11 課程管理數據交互流程

教師用戶點擊課程管理可進入課程管理頁面。課程管理頁面分別有3 個按鈕：添加課程、管理課程、課程關聯設置。

點擊添加課程按鈕會彈出添加課程彈窗，填寫課程名稱、課程ID、課程簡介、課程大綱等信息后點擊提交，頁面js 代碼獲取輸入內容，調用addCourse 云函數，將需要添加的課程名稱、課程ID、課程簡介和課程大綱寫入courseinfo數據庫，新建一條課程數據（見圖12）。

點擊管理課程彈出課程管理彈窗，需要選擇對應課程名稱，然后填寫課程章節名稱，對應章節課堂要點、小節討論、課堂測試鏈接，頁面js 獲取這些信息后通過云函數ad?dCourseindex 將這些信息寫入數據庫courseindex 表中，新建一條章節目錄數據（見圖13）。

點擊課程關聯設置按鈕會彈出課程關聯頁，選擇目標章節，再選擇需要關聯章節，點擊提交，本頁js 獲取到選中的目標章節名稱和課程名稱以及對應的id 和需要關聯的課程和章節對應的id，然后通過調用addrelakonw 云函數將這些數據寫入數據庫中的relaknowinfo 表中，新建一條關聯數據。當數據寫入后，可在目標章節的課程詳情頁點擊相關聯知識點，在彈出關聯知識點窗口后點擊關聯知識點條目，則可跳到對應章節詳情頁（見圖14）。

Fig.12 To add courses圖12 添加課程

Fig.13 To manage courses圖13 管理課程

Fig.14 Knowledge associated Settings圖14 知識點關聯設置

4 平臺兼容性與網絡測試

4.1 兼容性測試

分別使用安卓手機和蘋果手機打開該小程序，使用相同的網絡條件連接無線網絡啟動小程序，結果如圖15、圖16 所示。

相同網絡情況下，安卓手機打開小程序的往返耗時131ms，蘋果手機打開小程序的往返耗時149ms，雖存在些許時間差，但均能成功啟動小程序并連接成功。

4.2 手機網絡測試

通過使用同一部手機分別用4G 網絡和無線網絡啟動該小程序，結果如圖17、圖18 所示。

在使用同一臺手機情況下，使用4G 網絡啟動小程序往返耗時為323ms，使用無線網絡進行啟動小程序往返耗時為131ms，均能順利啟動小程序。

Fig.15 Android mobile phones圖15 安卓手機

Fig.16 Apple mobile phones圖16 蘋果手機

Fig.17 4G networks圖17 4G 網絡

Fig.18 WiFi network圖18 WiFi 網絡

5 醫學信息課程群教學效果

醫學信息課程群課程內容以醫學信息為基礎，圍繞醫學信息學、醫院信息系統、醫學圖像處理和醫學數據挖掘與決策支持等，由淺入深、循序漸進［17］。借助課程群學習平臺，學生對專業主干核心程序設計課程之間的關系有了清晰認識。對2015、2016 級學生實施醫學信息課程群教學成效顯著，如圖19 所示。

通過醫學信息課程群課堂教學，建立了課程群全局思維；通過綜合實踐，使學生具備解決綜合問題的能力和素質，學生在近年各級別創新實踐項目及挑戰杯中均獲得較好成績。

Fig.19 Medical information curriculum group of students grade point average圖19 醫學信息課程群學生平均成績比較

6 結語

醫學信息課程群移動學習平臺為用戶提供登錄、課程查看、課堂留言、相關聯知識點查看、課堂測試跳轉、課件下載、添加課程、管理課程、知識點關聯設置以及修改密碼等功能，能夠與醫學信息相關課程教學模式結合，將各課程知識點串聯起來，使學生更容易、更全面地學習和接受知識，避免課程內容重復或前后脫節，師生在課上及課下知識交流更為方便，從而提高教學效果。

本醫學信息課程群移動學習平臺利用微信小程序優勢，很好地結合醫學信息系列課程教學模式，將各課程的知識點串聯起來，使學生能更容易、更全面地學習該課程體系，避免了課程內容重復或前后脫節。但由于小程序·云開發是一項新技術，團隊成員僅做了初步嘗試，平臺的穩定性需要進一步測試。后續可結合智能推薦算法，利用算法設計將知識點串聯起來，由系統自動推薦而不必手動添加，提高小程序利用效率。