基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論的衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)建設(shè)思路

陳泳欣 陳 荃 雷行云 李秀秀 陳崇德 胡紅濮

1.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，北京 100730；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所衛(wèi)生信息管理研究室，北京 100020

衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅是醫(yī)學(xué)熱門課程，還是公共衛(wèi)生執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試、公共衛(wèi)生研究生考試中的重要科目，更是醫(yī)學(xué)科研工作者的必備應(yīng)用工具[1-2]。但實(shí)際上該學(xué)科的教與學(xué)均面臨很大的難度。本文將結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論進(jìn)行衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，旨在滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求[3]，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足[4]。

1 研究意義

據(jù)已有研究顯示，盡管學(xué)生有積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)需求，但還是難以掌握復(fù)雜抽象的衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，應(yīng)用能力差[5-6]。近年來，《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》《中國教育現(xiàn)代化2035》等文件多次強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)代信息技術(shù)探索創(chuàng)新、高效的教學(xué)模式，推動(dòng)智慧教育的發(fā)展。在此大環(huán)境下，教師積極利用雨課堂等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)混合教學(xué)[7-8]，一定程度上促進(jìn)教學(xué)改革，但本質(zhì)上并未打破傳統(tǒng)的群體學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)。基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論打造衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)智能學(xué)習(xí)工具，有助于學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化、結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)[9]，加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的掌握。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 以協(xié)作性學(xué)習(xí)理論為前提

以往的研究表明，協(xié)作性學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維[10]。因此要以技術(shù)促進(jìn)師生、學(xué)生之間的友好互動(dòng)，協(xié)助用戶完成知識(shí)構(gòu)建。

2.2 以自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論為核心

自適應(yīng)學(xué)習(xí)指根據(jù)學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格等學(xué)習(xí)特征，為其提供適切的學(xué)習(xí)活動(dòng)和最佳的學(xué)習(xí)材料，并通過對(duì)學(xué)習(xí)過程的即時(shí)分析，不斷修正、完善，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)[11]。《2017年學(xué)生數(shù)據(jù)洞察》報(bào)告指出該理論利于提升學(xué)習(xí)效率和成績[12]。自適應(yīng)學(xué)習(xí)旨在實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的兩大需求[13-15]，其一是學(xué)習(xí)者控制學(xué)習(xí)，即支持學(xué)習(xí)者自主選擇學(xué)習(xí)策略；其二是適應(yīng)性學(xué)習(xí)，即系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征，推薦個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和資源（圖1）。本系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)將緊緊圍繞這兩個(gè)方向開展。

圖1 適應(yīng)性學(xué)習(xí)的工作原理圖

3 功能需求

3.1 結(jié)構(gòu)化記憶統(tǒng)計(jì)方法

衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，統(tǒng)計(jì)方法均有對(duì)應(yīng)條件，但統(tǒng)計(jì)方法非常多，統(tǒng)計(jì)資料發(fā)生微小變化就可能要更換統(tǒng)計(jì)方法，以計(jì)算計(jì)量資料的區(qū)間估計(jì)值為例，當(dāng)δ 未知或n較小時(shí)采用t分布法，當(dāng)δ 已知或n足夠大時(shí)則采用u分布法，因此學(xué)習(xí)者容易記錯(cuò)方法。結(jié)構(gòu)化表示統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，不僅能幫助學(xué)習(xí)者建立衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)的宏觀認(rèn)識(shí)，還能突出統(tǒng)計(jì)方法之間的聯(lián)系與區(qū)別，利于初步預(yù)習(xí)和系統(tǒng)復(fù)習(xí)。

3.2 綜合性提高應(yīng)用能力

習(xí)題訓(xùn)練是學(xué)習(xí)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。目前衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)智能題庫的相關(guān)研究主要針對(duì)考試組卷[8]，而現(xiàn)有移動(dòng)學(xué)習(xí)軟件的衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)試題量少、覆蓋范圍窄（如萬題庫題量為156道，中大網(wǎng)校題量為612道），不能滿足學(xué)習(xí)的需求。

衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)離不開SPSS、SAS等統(tǒng)計(jì)軟件[16-17]，網(wǎng)上也有很多統(tǒng)計(jì)軟件教程，但大多重操作輕理論，即詳述軟件操作過程但不分析方法思路，導(dǎo)致實(shí)踐與理論的脫離。

3.3 針對(duì)性結(jié)合學(xué)科特色

學(xué)習(xí)過程中要用到一些不常見的數(shù)學(xué)符號(hào)，因此要配套相應(yīng)的輸入方法，便于用戶在手機(jī)上作答。另外，衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)的邏輯性強(qiáng)，統(tǒng)計(jì)方法眾多，要實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的形象化，促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行注重邏輯關(guān)系的有意義的學(xué)習(xí)[18]。

4 功能設(shè)計(jì)

4.1 目標(biāo)人群

主要是有以下需求的醫(yī)學(xué)生及醫(yī)學(xué)工作者：①掌握基礎(chǔ)課程知識(shí)；②準(zhǔn)備公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)研究生考試；③準(zhǔn)備公衛(wèi)執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格證考試；④解決常規(guī)的衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)分析問題。

4.2 功能模塊

本系統(tǒng)主要包括五大核心功能（圖2），并以APP、微信公眾號(hào)和網(wǎng)頁為同步載體，分為學(xué)生端和教師端，采用模塊化設(shè)計(jì)。

4.2.1 學(xué)生端

基于功能需求分析，進(jìn)一步細(xì)化學(xué)生端的功能模塊（圖3）。主要有以下關(guān)鍵思路：

圖2 五大核心功能展示圖

圖3 衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)生端結(jié)構(gòu)圖

4.2.1.1 打造高質(zhì)和豐富的學(xué)習(xí)資源 主要選取姜晶梅教授主編的《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》等15本優(yōu)秀教材作為參考資料，并采用圖表、思維導(dǎo)圖等易于理解的表達(dá)方式提煉歸納出衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)大綱要求掌握的知識(shí)點(diǎn)（圖4），在確保準(zhǔn)確性的前提下提高學(xué)習(xí)資源的結(jié)構(gòu)化、易讀性。另外，不僅提供學(xué)習(xí)指南、思維導(dǎo)圖、習(xí)題和名師課堂等基礎(chǔ)型知識(shí)素材，還以實(shí)際問題為導(dǎo)向，提供案例、前沿文獻(xiàn)與轉(zhuǎn)化成果等應(yīng)用型學(xué)習(xí)材料，以加強(qiáng)用戶對(duì)知識(shí)點(diǎn)的全面理解。

4.2.1.2 構(gòu)建智能化和個(gè)性化的習(xí)題模式 圍繞適應(yīng)性學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)者控制學(xué)習(xí)兩個(gè)設(shè)計(jì)理念，打造以學(xué)習(xí)者為中心的習(xí)題訓(xùn)練模式。①本系統(tǒng)依托大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析和利用，通過同步練習(xí)和初試測(cè)評(píng)的得分情況實(shí)時(shí)評(píng)估用戶的知識(shí)掌握度[19]，再結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型來設(shè)計(jì)個(gè)性化習(xí)題推薦流程（圖5）。②智能練習(xí)和概念記憶兩個(gè)子模塊都提供了參數(shù)設(shè)置的功能，例如用戶可自主設(shè)定智能練習(xí)的題量、考查范圍、試題范圍，保留學(xué)習(xí)者的自主權(quán)。

圖4 衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)方法思維導(dǎo)圖模板

4.2.1.3 打造具有互動(dòng)性和趣味性的學(xué)習(xí)平臺(tái) 已有研究驗(yàn)證雨課堂等教學(xué)輔助工具在《衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)》教學(xué)中的積極效果[20-21]，該系統(tǒng)亦為師生提供線上交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“課前—課中—課后”的連續(xù)性學(xué)習(xí)模式。同時(shí)，用戶可在學(xué)習(xí)社區(qū)加入學(xué)習(xí)小組和進(jìn)行問題發(fā)布，與其他學(xué)習(xí)者共同進(jìn)步。另外，系統(tǒng)還通過知識(shí)競(jìng)賽、勛章墻和積分商店等功能提高學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)使用的粘性和自發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

4.2.2 教師端

教師端主要提供4個(gè)功能（圖6）：獲取教學(xué)素材、開展班級(jí)教學(xué)、構(gòu)建交流社區(qū)、管理個(gè)人中心。在此基礎(chǔ)上還做了以下考慮：①開放建議反饋渠道，采納教師對(duì)教學(xué)素材的改進(jìn)意見，進(jìn)一步保障學(xué)習(xí)資源的質(zhì)量。②自動(dòng)統(tǒng)計(jì)本班學(xué)生的作業(yè)提交次數(shù)、作業(yè)分?jǐn)?shù)和提問次數(shù)等，形成可視化圖表，幫助老師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。③利用優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的同時(shí)保護(hù)教師自主選擇教學(xué)資源開放權(quán)限的權(quán)利，尊重勞動(dòng)成果。

圖5 智能練習(xí)功能的實(shí)現(xiàn)流程圖

圖6 衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)教師端結(jié)果圖

5 小結(jié)

該系統(tǒng)在一定的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到基金項(xiàng)目、其他研究內(nèi)容（智能題庫[22]、學(xué)習(xí)指南等）的有力支撐。同時(shí)可獲得較成熟的自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)參考，如AEHS模型、GALSRM模型[15]等自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型提供了豐富的理論依據(jù)，Knewton平臺(tái)、松鼠AI[23-25]等廣泛應(yīng)用的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)可作為借鑒。本設(shè)計(jì)力求充分結(jié)合學(xué)科優(yōu)勢(shì)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論，打造衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)個(gè)性化學(xué)習(xí)新模式。