醫學遺傳學微信小程序的交互設計實踐

許軼靚，唐佐青，丁 衛，葉海虹，呂建祎

（首都醫科大學基礎醫學院，北京 100000）

醫學遺傳學（medical genetics）是研究遺傳因素在人類疾病發生、流行、診斷、預防、治療和遺傳咨詢等方面的作用機制及其規律的遺傳學分支學科，具有較強的理論性和實踐性[1]。它與臨床醫學的各個學科滲透交匯，在提供更加清晰嚴謹的理論依據的同時，也獲得了更為豐富的實證案例。它是醫學院校學生最先接觸的實證醫學。在實際的教學工作中，醫學遺傳學的教學效果較一般。究其原因，可能是理論和實踐聯系不夠緊密。近年來，隨著移動設備的普及，基于移動學習的泛在學習方式正在逐步成為高校乃至全社會的重要學習方式[2]。微信小程序（Miniprogram）是一種無需安裝即可運行的應用程序，真正實現了“唾手可得”。經過多次研討，我教研室將多媒體教學進一步推進，研發微信小程序為教學實踐活動服務。將小程序主動引入課堂中，使其成為輔助教學平臺。此款小程序主要以Denver 體制為依據，對G 顯帶染色體進行配對與分組，使學生了解核型分析的過程，分辨正常與異常核型，在實踐中掌握人類染色體的形態與結構特點；同時，它可及時準確地反映學習中的問題。現就其設計經驗總結如下。

1 染色體核型分析微信小程序設計方案

醫學遺傳學是醫學院校的必修課程之一，是連接基礎醫學與臨床學科的橋梁課程，授課面較廣且學生層次不均一[3]。針對課程掌握的不同要求，將人類染色體核型分析微信小程序設計為3 個層次模塊：初試身手、鞏固練習和升級挑戰。前兩個模塊中包含了正常男性、正常女性、21-三體、Turner 綜合征等核型供學生識認。按照Denver 體制將染色體分為A-G 共7 組，每對染色體給出G 顯帶染色體模式圖，請學生在備選欄中找出相應的染色體。實際操作中，學生首先要熟悉人染色體基本特點，如著絲粒位置、染色體長度等；其次要分清易混淆的幾對染色體，特別是性染色體的識認；最后要了解G 顯帶的基本特點，可以將染色體與模式圖進行比對。由于備選染色體按照1∶2 或1∶3 配置，因此選擇難度為中等。在升級挑戰模塊中，提供了13 種染色體結構畸變的模式圖，要求學生選擇正確的核型表述方式（簡式或詳式），重點掌握插入、羅伯遜易位與缺失，幫助學生理解染色體結構畸變在產生配子過程中可能出現的后果。學生完成過程中可以隨時更改選項，每組題目完成后可實時查看成績，并提供正確答案，方便糾錯。

教師一方可通過管理平臺根據學生提供的班級信息及時準確的了解學生參與人數、答題數量、成績等信息，了解知識點掌握情況，方便在課堂上進行有針對性的講解。

2 染色體核型分析微信小程序的實現

2.1 總體構架

2.1.1 前端技術 前端技術為微信小程序，采用C/S架構相同的交互方式，可以實現數據的高效傳輸[4]。微信小程序的開發比移動App 的開發具有更多的優勢，如流暢度高、研發用時短、成本低等。利用微信小程序的前端技術，可發送網絡請求并實現文件存儲。用戶可以使用微信個人信息、二維碼、掃一掃等基礎功能，并在小程序中加以調用，學習平臺頁面的臨時數據存儲與永久存儲可以通過本地緩存、網絡存儲實現。學習平臺與騰訊云關聯，用于存儲用戶的學習數據、排名數據以及課程等數據。

2.1.2 客戶端框架 微信小程序的開發框架基于MINA 框架，其核心是一個實時響應的數據綁定系統[5]。系統分為視圖層和邏輯層，其中視圖層由微信官方提供的WXML 和WXSS 語言編輯，邏輯層采用JavaScript 語言。系統通過MINA 框架保證二者數據的同步，即當在邏輯層修改數據時，視圖層會自動響應更新視圖[6]。該小程序總體框架見圖1。

圖1 染色體微信小程序總體框架

2.2 使用界面

2.2.1 用戶登錄 學生或教師需要提供學號或教工號，并填寫年級專業、聯系方式等基本信息進入小程序。這些信息將保存在小程序后臺，便于教師掌握班級學生使用小程序專業比例分布和完成概況，并可追蹤后續使用意見。

2.2.2 題庫界面 用戶登錄后即可進入人類染色體核型分析小程序界面，設置“核型題庫”與“我的”2 個快捷標簽。該核型題庫采用了更加方便快捷的設計，分為初試身手、鞏固練習和升級挑戰3 個板塊。3 個板塊的難度逐漸加大，雖然3 個板塊備選染色體配比均為1∶2 或1∶3，且均提供標準染色體G 顯帶模式圖，但染色體形態的近似程度卻有較大差異。在升級挑戰板塊中需要十分熟悉各組染色體基本形態才有可能全部做對。學生在進行染色體挑選識認的過程中，可以通過點擊頁面下方的重做、評判和下一組決定下一步程序進行的方式，還可以通過這種方式實現復習的功能。完成染色體挑選識認后，小程序需要選擇核型判斷的結果，如正常女性核型、正常男性核型或21-三體女性核型等，使學生熟悉完整的核型分析流程。提交后，程序返回用時、答題正確率和對每一題的分析，讓學生實時掌握自己的學習情況，依據個人情況重點復習，見圖2。

3 應用效果

該小程序應用后，絕大多數學生認為小程序對于醫學遺傳學的學習有很大的幫助，而且難易程度適中或簡單，在查閱了資料或教材過程中達到了復習的目的。同時，完成小程序中，與同學討論，實現了互助學習與同伴學習。當問及為什么會認為小程序有幫助時，95.12%的學生認為手機便利，可以隨時學習，而且這種形式需要掌握的知識點更加全面詳細，配對染色體的過程新穎，不僅提高了學習興趣，還可以加深記憶。該微信小程序簡單易操作，達到了幫助學生掌握染色體形態特點，辨別常見染色體結構異常的目的，為激發學生學習興趣，提高課程學習效果起到了積極作用。

圖2 染色體核型分析小程序使用界面

4 微信小程序的不足

微信小程序是微信官網推出的一款輕型且功能強大的軟件，即裝即用，不會占用大量安裝空間。該款微信小程序的設計旨在提高學生課堂參與度和有效的師生互動，還學生以課堂主體地位，更好地為教學服務。在滿意度調查過程中，學生對這款小程序提出了非常中肯的意見和建議。如學生反映題目只設置了答案但沒有解釋；有的同學希望可以查看每次的成績，了解自己在復習過程中是否有提高；另外，在選擇染色體的過程中，如果選錯了要整體重做，不能逐個修改等。針對這些問題，總結為以下幾點改進設想：①小程序的可操作性有待進一步提高，提供更加友好的用戶體驗；②設計小程序的自我監測學習效果功能。后期，本著一切服務于教學的宗旨，可在小程序中融入更多的知識點，并補充臨床案例，做到學以致用。同時，開啟討論板塊對題目進行拓展和延伸，解答學生的疑問。

5 總結

2019 年6 月，中國宣布第五代移動通信技術正式商用，移動互聯技術將在教育領域掀起更大的改革波瀾。面對日新月異的科技發展，高校教師只有緊跟時代，將新的技術與教育融合，與學科融合才能更好地為學生服務。開發使用教學相關的微信小程序是合理利用網絡資源，突破課堂空間界限，拓寬教學資源的有利手段。人類染色體核型分析微信小程序將人染色體形態與結構辨別內容從枯燥難記轉化為生動易懂，有效提高了學生學習興趣，增強了師生互動，同時搭建了捕捉學生學習效果的平臺，對促進教學改革和人才培養具有重要的意義。