基于STEAM教育框架的医学信息教学服务平台设计

王换换 张永婷 赵辰阳

（徐州医科大学医学信息学院 江苏·徐州 221000）

0 引言

为更好适应医疗信息化水平不断提高的新时代，有效解决或改善临床问题，医生及医学专业学生应不断深入学习运用医疗信息技术，提高临床实践动手能力。然而，多数医学院校由于缺乏足够的资金与技术，并不具备建立设备功能齐全的医学信息实验室的条件，难以培养综合型医学人才。另外，传统医学院校线下教育多使用灌输式及单一式的教学模式，不利于学生的全面发展。针对上述问题，本文基于模块化和可用性的设计原则，提出一种基于STEAM教育框架的医学信息教学服务平台。该平台将STEAM教育框架引入医学院校人才培养中，打破了常规的教学模式，减少了高校实验室建设中设备及技术的支出。同时，教师可通过平台发布综合性学习项目与课题，实时了解学生学习情况，为下一步教学模式的改进提供帮助。此外，STEAM教育框架在平台中的运用进一步加快了学科间的多维融合，将零碎的学科技术进行有机整合，为培养全方位、多角度的医疗卫生人才提供平台和学科基础。

1 平台总体设计

根据实践教学需要，本平台的设计将功能具体划分为课前预习、课程教学以及课后复习三大块，具体如图1所示。

图1：STEAM教育框架在医学信息教学服务平台中的应用

1.1 平台设计可行性分析

1.1.1 技术可行性

在设计开发本平台前，已进行了大量关于平台建设的基础研究，并对平台建设中的关键技术有了深入了解。同时，系统设计前期，已对平台设计拟遇到的关键技术问题进行了初步攻关，简化了技术攻关的难度，在此基础上使用较成熟的总体设计框架建设面向医学信息类课程的服务平台，保证教学系统更加智能化、个性化。因此，该教学服务平台的设计开发具有技术可行性。

1.1.2 实践可行性

STEAM公共服务平台MNSS架设在云端Linux服务器之上，虚拟设备成本低、种类全、损耗无，且系统升级维护简单，可对平台资源进行统一管理和调配，并实现设备共享，解决了高校教学资金不足、资源紧张的问题。同时，MNSS平台已应用于数十家医院，是医院进行系统升级维护的有效工具。因此，该平台的设计开发具有实践可行性。

1.2 平台设计目标分析

1.2.1 多维性

当前医疗卫生领域人才需进行全方位多角度的培养，线下教学资源难以同时满足多学科多领域知识技术的需求，且线下教学实验室的建设面临多重困难。为此，在该平台设计过程中，应充分考虑多学科的交叉融合，而STEAM教育框架向用户提供了包括网络技术、数据库、编程语言及操作系统等在内的多门学科资源，为用户提供了多学科学习环境，完美契合了多学科交叉融合的教学理念。

1.2.2 实用性

目前，多数医学院校的医学信息相关专业缺少培养综合型医疗人才的专业教学实验室，同时已有的多数实验室设备资源利用率较低，无法满足学生及教师的需求。为此，平台设计过程中应充分考虑平台的实用性，以提高系统资源利用率，为教师及学生提供模拟真实环境的实验项目，满足STEAM教育框架中对情景真实的要求。

1.2.3 模块化

为保证平台运行时的高效性以及各模块间功能的清晰划分，系统设计过程中应采用模块化的设计原则，将平台功能划分为用户管理、学生、教师及管理员四个模块。确保各模块功能有效实现，实现理论知识的有效内化与解决实际问题能力的显著提高。

1.3 平台设计功能分析

为充分利用医学信息教学服务平台资源进行本平台情景的设定，确定教学目标，设定平台内容，发挥学生学习的自主性、能动性，减少测试过程的人力物力消耗，平台设计应实现的功能有系统中课前预习、教学时间以及课后复习模块能够独立运行，避免因某一模块出现问题导致平台瘫痪；能够满足学生对交叉学科知识学习的需要，提供还原现实的实验情景，激发学生自主学习能动性；实现课前预习、教学实践以及课后复习的有效衔接，帮助学生构建完备的知识学习体系与流程，为培养综合实践能力及专业动手能力强的医疗卫生领域人才提供平台基础。

2 平台功能模块设计

为保证基于STEAM教育框架的医学信息教学服务平台有效实现课前预习、教学实践以及课后复习的有机结合，为教师及学生提供良好的学习、交流讨论、仿真实验及智能考核环境，平台设计过程中设置了用户管理模块、学生模块、教师模块以及管理员模块，各模块具体功能如下。

图2：平台功能模块图

2.1 用户管理模块

用户管理模块主要提供用户基本信息维护、用户基本信息管理以及权限分配的功能。具体包括用户注册/注销、用户登录、用户信息修改以及用户权限分配等，为保证用户注册、平台功能使用及权限获取提供可靠保障。

2.2 学生模块

为模拟真实场景，实现学生在线学习实验等功能，学生模块包含了自主学习、仿真实验、群组讨论、即时通信以及学习评价模块，为学生解决学习过程中存在的问题及对教学模式进行及时反馈提供了平台保障。

2.3 教师模块

为实现教师组织教学以及管理学生等各种功能的实现，教师模块中设计了教学资源管理、教学实验管理、学生管理、考试管理以及学生学习评价管理等子模块，为充分保证教学过程的开展以及教学质量的提高提供保障。

2.4 管理员模块

为保证平台的稳定运行，并负责对学生、教师及整个系统的管理工作，平台管理模块设置了推荐系统、智能考核、学生管理、教师管理以及实时记录等子模块，为向学生提供多学科交叉学习环境，向教师提供教学资源、实验配置等提供保障。

3 结束语

本文设计的基于STEAM教育框架的医学信息教学服务平台架设于Linux服务器上，该平台虚拟设备成本低、种类全、损耗无，且升级维护简单，能够对平台已有资源进行统一管理和调配，以实现设备共享，解决线下教学资金不足、资源紧张的问题。同时，本平台的构建为培养综合实践能力及专业动手能力强的医疗卫生领域人才提供了平台保障。此外，该平台的搭建促进了多学科间的交叉发展，通过模拟真实场景，搭建真实实验环境，避免了传统教学理论与实践脱离的问题，并为加快形成“医联体”，实现“学校及医院、临床在学校”提供了帮助。为进一步加快现代化医学教育发展提供了动力。