医学信息课程群移动学习平台设计与实现

谭定英，刘慧玲，李韵婷，陈平平

（广州中医药大学医学信息工程学院，广东广州 510006）

0 引言

教育信息化2.0 行动计划提出要积极推进互联网+教育，坚持信息技术与教育教学深度融合［1］。移动终端设备已经与师生生活学习密不可分，如何高效地将移动教学资源转换为移动教学应用是需要迫切解决的问题［2］。2016年清华大学推出的雨课堂，在PPT 中融入MOOC、习题、课件、实施等功能，帮助师生线上线下即时沟通；基于微信公众号的雨课堂实现课堂互动、PPT 互动等，但这些移动学习平台大多要依赖APP 下载或电脑端操控［3］。

微信是目前应用非常广泛的沟通交流平台，不受时间与地点约束，受到大学生青睐。基于微信的学习平台具备碎片化学习、多元化学习、可持续化学习特征［4］。在微信下建立教学平台，学生可灵活利用零碎的课余时间完成课程知识学习与巩固。

车立娟等［5］提出构建从平面教材建设到网络资源提供、从课堂知识讲解到实验实践操练、从必修内容学习到课外兴趣小组知识拓展的立体化教学模式；肖晓霞等［6］对医学信息的课程体系构建、专业特色建设、工程能力培养作了探讨。

笔者所在的医学信息课程建设团队经过多年研究积累建立了课程群网络学习平台，使课程知识点间有对应相关性及延续性。由于医学信息学课程概念多、理论抽象、知识涉及面广，学生对整体内容很难完全把握。为有效解决此问题，本文利用微信小程序开发医学信息课程群移动学习平台，方便学生随时随地学习与复习医学信息课程群中的重难点。如在医学图像学习过程中，学生可通过手机等终端，拍摄舌象、人脸、手势等图像并上传，组建个性化图像实验库，将传统枯燥的教与学变为寓学习于生活、寓学习于娱乐的轻松过程。

1 医学信息课程群

医学信息课程群［7］核心课程包含医学信息学、医院信息系统、医学图像处理和医学数据挖掘与决策支持等，如图1 所示。通过课程群建设，打通课程知识脉络，避免课程内容重复或前后脱节，从而使前后连贯内容融合，使学生更容易全面掌握医学信息课程体系［8-12］。

Fig.1 Group of medical information course图1 医学信息课程群

2 移动学习平台设计

2.1 移动平台结构设计

本文使用微信小程序进行移动学习平台设计。微信是腾讯公司推出的移动智能终端即时通信应用程序。微信公众号利用公众账号平台进行自媒体服务，分为服务号、订阅号、小程序号和企业号4 类，其中小程序号具有新的开放能力、更丰富的功能和出色的使用体验［13-14］。

依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术，师生通过移动设备方便灵活地实现交互式移动教学活动［15-16］。

通过微信小程序进行医学信息课程群移动学习平台建设，使教师进行教学活动实践更为便捷，学生学习也十分灵活，能够充分利用碎片化时间开展医学信息课程群体系学习。

平台设计由移动学习客户端、移动学习服务端和系统部署3 部分构成。移动学习系统使用角色有学生和教师。客户端使用角色是学生，服务端和数据库管理部分角色是教师。

2.1.1 学生客户端

学生注册帐号、绑定登录后即可进入课程群相关课程学习，浏览所推荐的移动学习资料、对课程进行评论等，流程如图2 所示。

Fig.2 Students use process图2 学生使用流程

2.1.2 管理端设计

教师利用Web 端进行系统后台资源配置及相关资源管理，如图3 所示。

Fig.3 Management design图3 管理端设计

2.1.3 系统部署整体流程

系统部署流程见图4。

Fig.4 The overall system deployment process图4 系统部署整体流程

2.2 功能模块设计

学习平台以小程序为载体，用户使用频率高，程序设计功能需实用简洁，如图5 所示。

Fig.5 Function modules图5 功能模块

用户通过微信授权登录小程序，输入学校统一账号密码进入系统进行二次登录，其中登录分为教师端与学生端，学生端进入首页后可查看课程信息，点击课程进入详细课程页面。学生可阅览课程目录，进行课程学习，课后提供课件下载、课程测试、查看相关联知识点等；复习巩固课后知识点，将所学知识串成线；提供课后留言功能，增加师生课后互动，鼓励学生积极对课程或教学方式提出建议，双方合作改善教学环境，以达到良好的教学效果。

教师登陆后可在用户信息页进行课程信息管理操作。课前充分准备，提高课上时间利用率。为保证教师讲述的知识点能高效被学生接受，除了添加课程及对课程内容增加或更改功能外，小程序还增设关联知识点功能。

在个人首页设置修改密码功能，防止个人忘记密码、账号被占用等情况，解决个人用户信息安全问题。

2.3 数据库设计

由需求和功能分析可知，系统涉及实体有学生用户、教师用户、课程信息、课程目录和课后留言，根据小程序功能实现描述列出各实体关系表，如表1 所示。

Table 1 Relationship between entities表1 关系实体

学生用户实体属性包括_id、账号、名字、专业、年级、学院；教师用户实体属性包括_id、账号、名字、学院；课程信息实体属性包括_id、课程名称、课程大纲、课程简介；课程目录实体属性包括标题、学习要点、知识讨论点；课后留言实体属性包括时间、用户名、留言内容。

3 移动学习平台部分功能实现

3.1 登录部分

用户通过搜索或扫描二维码进入移动学习平台小程序，经过微信授权获取个人信息登录后，需进入一个二次登录界面，输入学校统一分配的账号密码才能成功进入到移动学习平台小程序。登录流程如图6 所示。

由于前端不能直接调用云数据，因此与数据库交互的方式是通过云函数先请求获取数据库用户表中的账号（ac⁃count）和密码（psw），再将js 中获取的账号和密码进行匹配，对比判断两者是否一致。若输入账号密码与数据库中的账号密码一致，则跳转至首页，若输入账号密码错误，则返回错误信息且不能登录。

3.2 课程信息部分

课程简介页通过云函数getCourse 从数据库courseinfo表中获取课程名称、课程大纲、课程ID 等数据返回到cour⁃seinfo.js 中，然后通过数据遍历将课程信息渲染出来。

课程目录页通过云函数getCourseindex 从数据库cour⁃seIndex 表中获取课程目录标题、对应课程id，根据该页面的课程id 与获取信息的id 进行匹配，然后将对应课程的目录通过js 代码遍历渲染在页面上呈现。

Fig.6 Login process图6 登录流程

课程评论页通过云函数getComment 从数据库课堂留言表中获取对应课程ID、留言者用户名、留言时间、留言内容等。

数据交互流程如图7 所示，实现结果如图8、图9、图10 所示。

Fig.7 Courses information data interaction process图7 课程信息数据交互流程

Fig.8 Course description图8 课程简介

Fig.9 Course catalog图9 课程目录

Fig.10 Curriculum review图10 课程评论

3.3 课程管理页

课程管理数据交互流程如图11 所示。

Fig.11 Course management data interaction process图11 课程管理数据交互流程

教师用户点击课程管理可进入课程管理页面。课程管理页面分别有3 个按钮：添加课程、管理课程、课程关联设置。

点击添加课程按钮会弹出添加课程弹窗，填写课程名称、课程ID、课程简介、课程大纲等信息后点击提交，页面js 代码获取输入内容，调用addCourse 云函数，将需要添加的课程名称、课程ID、课程简介和课程大纲写入courseinfo数据库，新建一条课程数据（见图12）。

点击管理课程弹出课程管理弹窗，需要选择对应课程名称，然后填写课程章节名称，对应章节课堂要点、小节讨论、课堂测试链接，页面js 获取这些信息后通过云函数ad⁃dCourseindex 将这些信息写入数据库courseindex 表中，新建一条章节目录数据（见图13）。

点击课程关联设置按钮会弹出课程关联页，选择目标章节，再选择需要关联章节，点击提交，本页js 获取到选中的目标章节名称和课程名称以及对应的id 和需要关联的课程和章节对应的id，然后通过调用addrelakonw 云函数将这些数据写入数据库中的relaknowinfo 表中，新建一条关联数据。当数据写入后，可在目标章节的课程详情页点击相关联知识点，在弹出关联知识点窗口后点击关联知识点条目，则可跳到对应章节详情页（见图14）。

Fig.12 To add courses图12 添加课程

Fig.13 To manage courses图13 管理课程

Fig.14 Knowledge associated Settings图14 知识点关联设置

4 平台兼容性与网络测试

4.1 兼容性测试

分别使用安卓手机和苹果手机打开该小程序，使用相同的网络条件连接无线网络启动小程序，结果如图15、图16 所示。

相同网络情况下，安卓手机打开小程序的往返耗时131ms，苹果手机打开小程序的往返耗时149ms，虽存在些许时间差，但均能成功启动小程序并连接成功。

4.2 手机网络测试

通过使用同一部手机分别用4G 网络和无线网络启动该小程序，结果如图17、图18 所示。

在使用同一台手机情况下，使用4G 网络启动小程序往返耗时为323ms，使用无线网络进行启动小程序往返耗时为131ms，均能顺利启动小程序。

Fig.15 Android mobile phones图15 安卓手机

Fig.16 Apple mobile phones图16 苹果手机

Fig.17 4G networks图17 4G 网络

Fig.18 WiFi network图18 WiFi 网络

5 医学信息课程群教学效果

医学信息课程群课程内容以医学信息为基础，围绕医学信息学、医院信息系统、医学图像处理和医学数据挖掘与决策支持等，由浅入深、循序渐进［17］。借助课程群学习平台，学生对专业主干核心程序设计课程之间的关系有了清晰认识。对2015、2016 级学生实施医学信息课程群教学成效显著，如图19 所示。

通过医学信息课程群课堂教学，建立了课程群全局思维；通过综合实践，使学生具备解决综合问题的能力和素质，学生在近年各级别创新实践项目及挑战杯中均获得较好成绩。

Fig.19 Medical information curriculum group of students grade point average图19 医学信息课程群学生平均成绩比较

6 结语

医学信息课程群移动学习平台为用户提供登录、课程查看、课堂留言、相关联知识点查看、课堂测试跳转、课件下载、添加课程、管理课程、知识点关联设置以及修改密码等功能，能够与医学信息相关课程教学模式结合，将各课程知识点串联起来，使学生更容易、更全面地学习和接受知识，避免课程内容重复或前后脱节，师生在课上及课下知识交流更为方便，从而提高教学效果。

本医学信息课程群移动学习平台利用微信小程序优势，很好地结合医学信息系列课程教学模式，将各课程的知识点串联起来，使学生能更容易、更全面地学习该课程体系，避免了课程内容重复或前后脱节。但由于小程序·云开发是一项新技术，团队成员仅做了初步尝试，平台的稳定性需要进一步测试。后续可结合智能推荐算法，利用算法设计将知识点串联起来，由系统自动推荐而不必手动添加，提高小程序利用效率。