醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)設(shè)計研究

馬心月 黃晶石

摘要：目的：在線學習系統(tǒng)在醫(yī)學領(lǐng)域已廣泛應用，而目前醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)的設(shè)計尚存不足，且相關(guān)研究稀缺。統(tǒng)計分析當前醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)缺點，把握實際醫(yī)學教學需求，有利于設(shè)計出更符合教授及學生需求的在線學習系統(tǒng)。方法：文章結(jié)合醫(yī)學教育特點，調(diào)查目前醫(yī)療領(lǐng)域應用的在線學習系統(tǒng)，并從界面設(shè)計、交互與反饋及情感感知三個方面分析醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)的設(shè)計要素。結(jié)果：目前醫(yī)療領(lǐng)域應用的在線學習系統(tǒng)中，不少產(chǎn)品的界面美感、導航直觀性和設(shè)備兼容性、交互容錯等方面尚存不足。在界面設(shè)計方面，醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)多以藍、綠為主色調(diào)。在交互方面，用戶對及時的課堂交互與反饋、打造課堂氛圍兩方面的需求較大。此外，仿真類在線學習系統(tǒng)在交互效果上須考慮渲染真實度與運算流暢度的平衡。在情感感知方面，醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)可以從學習內(nèi)容定制、學習反饋個性化和互動方式個性化三個方面改進。結(jié)論：未來的在線醫(yī)療學習系統(tǒng)應更加注重交互便捷性、用戶情緒反饋和個性化定制。通過分析當前在線醫(yī)療學習系統(tǒng)的特點，設(shè)計師可以更好地把握已有系統(tǒng)的優(yōu)勢，通過不斷創(chuàng)新和更新技術(shù)，進一步提高醫(yī)學教育的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)；界面設(shè)計；情感感知；交互

中圖分類號：G434；R-4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）07-0-03

1 在線學習的概念與特點

在線學習（Online Learning），也稱電子學習，是指出于教育目的，通過互聯(lián)網(wǎng)進行授課、學習的方式。在線學習具有靈活性、個性化和可重復的特點，逐漸成為傳統(tǒng)教學方式的有力補充。首先，在線學習的靈活性體現(xiàn)在時間與空間上。相較于傳統(tǒng)課堂教學形式，在線學習在學習時間上給予了學生更大的自由，使他們得以根據(jù)個體差異合理規(guī)劃學習時間，更好地滿足自身的需求。在空間上，在線學習能可以使學生在任何地點學習，甚至偏遠地區(qū)的學生也可學習其他資源豐富的學校的精品課程，這在一定程度上彌補了教育資源分布不均的缺陷。其次，個性化是在線學習的一大亮點。目前，部分在線學習平臺可根據(jù)每個學生的需求、知識背景、個人喜好、學習風格等選擇學習內(nèi)容，提供定制化的學習體驗。如此“按需、按效”的服務(wù)相當于一對一教學，有效增強了學習的針對性。最后，在大多數(shù)在線學習平臺上，學生可根據(jù)個人需求反復學習重難點內(nèi)容，以加深理解。這種學習方式不僅能增強學習趣味性，還能增強學生的自主學習能力，提高學生的學習效率。

基于互聯(lián)網(wǎng)及新媒體的教學活動具有獨特優(yōu)勢，新冠肺炎疫情的暴發(fā)促進了遠程教學技術(shù)的發(fā)展與應用，也推動了在線學習模式的成熟。在這個過程中，網(wǎng)絡(luò)課程、在線會議等得以蓬勃發(fā)展。我國許多高等院校都推出了網(wǎng)絡(luò)開放課程，學生們能通過在線平臺獲取世界知名大學的精品課程，這促進了教育資源的平等共享，推動了教育事業(yè)的發(fā)展。

2 醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

諸多文獻顯示，在醫(yī)學領(lǐng)域，使用電子資源可以彌補線下醫(yī)學學習的不足，因為電子資源易于訪問，并有助于靈活查詢、按需培訓［1］。醫(yī)學教育相較于其他學科教育，有成本高、學習者難以理解微觀教育內(nèi)容、實踐操作的重要性不可忽視等特點，因此醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)須更多地考慮特殊情況。尤其是醫(yī)療實踐教學，相較于其他理論課程，須考慮更為復雜的情況。

當前，世界各地的醫(yī)學院廣泛應用在線學習系統(tǒng)，包括在線教程、網(wǎng)絡(luò)廣播、視頻會議、虛擬模型等，從簡單的網(wǎng)站、論壇和在線討論空間，拓展至實時在線聊天和多種通信應用。在簡易的在線平臺如網(wǎng)站和論壇上，學生可獲取基礎(chǔ)理論信息，并通過視頻展示和基礎(chǔ)交互操作了解知識技能，如臨床操作流程等。而較為復雜的平臺有時需要特殊設(shè)備支持，如VR/AR設(shè)備、定制力反饋傳感設(shè)備或模擬工具等。

在疫情期間，我國醫(yī)學生主要通過教師直播授課進行在線學習，課程內(nèi)容主要以PPT、語音和視頻形式展現(xiàn)，其間教師可與學生互動。一些醫(yī)學院或培訓機構(gòu)也開始利用VR/AR設(shè)備、力觸覺仿真設(shè)備等工具，這些新穎的教學工具能夠突破時間和空間的限制，使學生在虛擬世界獲取學習資源、熟悉操作流程。

然而，據(jù)教師和學生反饋，目前醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)存在一些不足之處，包括教師難以察覺學生的心理并作出相應的引導、學生與教師的互動不及時、教師對學生學習成果的檢測不便等［2］。傳統(tǒng)課堂模式下，學生可以直接與教師溝通，教師也能對學生進行監(jiān)督。而在線學習的課堂互動性較差，若僅僅依靠視頻和口述方式進行解剖學授課，效果可能不如使用器官模型或利用大體老師演示。教師線上授課時難以發(fā)現(xiàn)學生微妙的情緒變化，難以即時獲取課堂反饋。從學生的角度來看，73.84%的學生認為在線課程缺乏學習氛圍［3］3236。學習理論基礎(chǔ)知識時，在線學習能夠較好地滿足學生的需求，但在涉及高難度知識時，在線學習的深度嚴重不足。特別是各種醫(yī)學實踐類技能，單憑視頻難以讓學生完全掌握。此外，在線學習也不利于教師監(jiān)督和管理學生，因此教學效果難以保障。例如口腔醫(yī)學中的牙體雕刻課程，評估學生的雕刻作業(yè)時，若教師僅通過照片或視頻審查作業(yè)，則易因光線與拍攝角度差異誤判。在線學習系統(tǒng)在帶來便利的同時，也伴隨一系列挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)正是設(shè)計師需要關(guān)注和解決的痛點。

3 醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)設(shè)計

筆者統(tǒng)計了目前醫(yī)療領(lǐng)域應用的63個在線學習系統(tǒng)，這些產(chǎn)品包括針對性技術(shù)教學應用如骨骼建模軟件等，理論教學平臺如Medscape、PubMed等，新媒體新技術(shù)教學應用如VR教學、力觸覺虛擬仿真系統(tǒng)等。應結(jié)合相關(guān)文獻調(diào)研，從產(chǎn)品設(shè)計的角度對在線醫(yī)療學習系統(tǒng)進行分析。

3.1 界面設(shè)計

有關(guān)視覺設(shè)計原則和媒體理論的文獻頗多，但對在線學習系統(tǒng)在美學上改進的探討相對稀缺。有研究指出，教育網(wǎng)站的美學外觀能夠吸引目標用戶深入探索該網(wǎng)站。對美學的關(guān)注對在線醫(yī)療課程教學尤為重要，因其對學生的吸引力、易用性以及學習體驗都會產(chǎn)生深遠影響［4］。使用設(shè)計高度美學化的學習系統(tǒng)時，參與者的認知負荷會降低，他們的滿意度、繼續(xù)意愿會隨之提升，任務(wù)表現(xiàn)也會更好。

在選擇適合醫(yī)療領(lǐng)域的色彩方案時，應采用符合品牌形象，同時能夠帶來舒適視覺體驗的顏色。統(tǒng)計分析顯示，目前市面上80.95%（51/63）的在線醫(yī)療學習系統(tǒng)主要采用飽和度適中的藍色或綠色作為主色調(diào)，因為這兩種顏色對學習者關(guān)注度和專注力的提升有積極作用。此外，這兩種顏色也與醫(yī)學領(lǐng)域的專業(yè)形象相契合，有助于增強學習者的專業(yè)認同感。對于仿真教學系統(tǒng)，主操作界面和模型的配色應盡可能貼近現(xiàn)實，從而增強學生的臨場感和實踐感。在模擬大體老師和實際手術(shù)的不同情境中，是否需要提供不同體型的人體建模，或是否需要在可能涉及血腥畫面的情境中引入適量的液體特效，以最大限度地模擬真實場景效果，這些問題應根據(jù)不同課程的具體需要進行研討。

界面布局應盡可能降低用戶的認知負荷，這一點在醫(yī)療類在線學習系統(tǒng)的設(shè)計中尤為重要。降低認知負荷能夠增強用戶獲取正確信息時的視覺感知力。

目前，國內(nèi)的一些在線醫(yī)療學習系統(tǒng)是由相關(guān)醫(yī)學專業(yè)教職工與理工科專業(yè)者配合開發(fā)的，僅向內(nèi)部學生開放。因此，開發(fā)者對新媒體界面設(shè)計的相關(guān)問題缺乏足夠的了解，在美學設(shè)計方面的考量更是欠缺。其產(chǎn)品界面往往樸素且缺乏條理感，不符合人體工程學。還有些系統(tǒng)的界面設(shè)計過于煩瑣，布局不清晰，導致學生在使用過程中易感到困惑。

為了設(shè)計出直觀且易于操作的用戶界面，要確保學生能夠輕松找到所需的內(nèi)容和功能，并通過合理的布局和組織使學習內(nèi)容易于閱讀和理解。要運用一致的頁面結(jié)構(gòu)，讓學生能夠快速找到所需信息。

此外，還要考慮應用在不同瀏覽器和設(shè)備上的兼容性，確保學習系統(tǒng)能夠適應不同設(shè)備（如電腦、平板、手機等）的屏幕尺寸和分辨率，讓學生在任何設(shè)備上都能夠訪問和學習課程內(nèi)容，充分利用線上學習系統(tǒng)。

3.2 交互與反饋

在線醫(yī)療學習系統(tǒng)要具備清晰、直觀和靈活的交互機制，允許學生與教師互動，并為學生提供及時的反饋和評估。

目前，在線醫(yī)療學習系統(tǒng)的交互方式主要分為視頻示范、虛擬實驗室交互、討論互動、實時答疑等。在本次調(diào)研中，筆者發(fā)現(xiàn)一些學習系統(tǒng)的互動設(shè)計相對簡單，只有基本的選擇題和簡單的問答功能，缺乏更多交互形式，如實踐模擬、虛擬現(xiàn)實等。交互形式缺乏多樣化和深度，對學生的學習進度和表現(xiàn)的反饋不夠及時，學生無法及時了解自己的學習情況。根據(jù)調(diào)查，71.63%的醫(yī)學生表示在疫情期間，在線學習難以及時做課堂筆記并與教師溝通［3］3236。針對學生與教師難以時刻聯(lián)系溝通的痛點，本次統(tǒng)計樣本中，僅有28.57%（18/63）的醫(yī)療在線學習系統(tǒng)的界面設(shè)計了能隨時向教師提問的渠道。這反映出部分產(chǎn)品的反饋機制不夠完善，學生無法得到有效的反饋和指導。一些學習系統(tǒng)缺乏有效的評估機制，難以準確評估學生的學習效果和理解程度，無法提供有針對性的教學建議和反饋，或缺乏個性化定制功能。另外，網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定、設(shè)備兼容性差等技術(shù)障礙也在不同程度上影響了學生的學習效果［3］3235。以VR設(shè)備為基礎(chǔ)的學習系統(tǒng)為例，設(shè)計師要在盡可能保證場景真實性的同時，保證虛擬對象的操作靈活性。虛擬場景和虛擬對象的細節(jié)過于豐富會導致渲染場景的成本更高，計算負擔增加，而用戶的互動體驗感變差。此處設(shè)計對象的真實性與可操作性的矛盾點須仔細考量：設(shè)計以科普性質(zhì)為主的解剖模型時，建模應該注重真實性，以更細致地呈現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)；而在機能學課程的教授中，建模則無須過多強調(diào)解剖學上的細節(jié)，應將重點放在良好的可操作性上。

在仿真類學習系統(tǒng)的交互真實性方面，為了讓學生有更好的交互體驗，除了逼真的視覺效果外，在交互反饋程度方面也應該有所區(qū)分。人體既有硬組織如牙齒、骨骼等，也有軟組織如皮膚、肌肉等，因此在操作學習系統(tǒng)的過程中，設(shè)計師要模擬多種物體材質(zhì)的交互形式，可以概括為“硬—硬”交互和“硬—軟”交互兩大類別，并且要流暢地達成兩種交互模式任意切換的效果。在屏幕交互中，創(chuàng)作者可以通過建模體的回彈速度、視覺紋理變化等形式達到這一效果。在以VR技術(shù)為代表的沉浸式交互中，模擬更加復雜的效果需要利用更強大的計算機GPU來縮短運算時間［5］。

在教學交互形式設(shè)計方面，在線醫(yī)療學習系統(tǒng)目前主要有答題和模擬操作兩種不同的形式。答題形式主要應用于教學成果測試與評估。在一個階段的學習完成后，學生主要通過點擊、拖動等交互形式，在彈出的答題框里完成對內(nèi)容的解答。此種形式在視頻教學、模擬觀測檢驗結(jié)果時常出現(xiàn)。模擬操作形式在醫(yī)療實踐類課程的線上教學中是必不可少的，而在具體的操作方式方面，由于器材設(shè)備不同，因此其交互形式存在很大差別。例如，大多數(shù)醫(yī)療學習仿真系統(tǒng)讓學生們不斷完成所學內(nèi)容的步驟并達到操作完成標準，這種方式只能鞏固學生對操作流程的記憶，無法獲得真實的體驗。再如，已經(jīng)被應用于醫(yī)學教育領(lǐng)域的VR技術(shù)，在外科學基礎(chǔ)教學、人體解剖學教學等領(lǐng)域均有喜人成效，但就目前的形勢來說，VR教學對設(shè)備及場地的要求較高，因此未得到全面普及。

此外，一些產(chǎn)品存在交互容錯性考慮不充分的問題。一種是按鍵排布過于擁擠，或按鍵范圍設(shè)置響應空間過大，導致用戶頻繁誤觸；另一種是在某環(huán)節(jié)沒有設(shè)置返回操作選項，應該允許學生犯錯，并給予相應的提示和指導，培養(yǎng)他們解決問題的能力。

3.3 情感感知

在線醫(yī)療學習系統(tǒng)應考慮學生的感知和情感需求，設(shè)計具有親和力和友好性的界面，增強學生的參與感和學習動力。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分系統(tǒng)在情感設(shè)計方面缺乏關(guān)懷、溫暖和人性化元素，無法與學生建立良好的情感聯(lián)結(jié)。為了滿足學生的個性化需求，在線醫(yī)療學習系統(tǒng)可以從學習內(nèi)容定制、學習反饋個性化和互動方式個性化三個方面改進。

在學習內(nèi)容定制方面，醫(yī)療教學系統(tǒng)應該滿足不同專業(yè)和課程的學習需求。例如，針對外科專業(yè)的學生，可以提供更多外科手術(shù)模擬實踐的內(nèi)容；針對兒科專業(yè)的學生，可以提供更多兒科疾病診斷和治療方面的案例分析。這種個性化定制，可以針對性增強學習效果和學習體驗。

在學習反饋個性化方面，互動方式的情感反饋同樣值得注意。例如在交互言語中增加語氣詞，增強互動與反饋體驗，增加互動元素和情感交流，根據(jù)學生的學習進度和表現(xiàn)，提供個性化的建議和指導，表達對學生的關(guān)注和支持。

在互動方式個性化方面，設(shè)計師可以考慮在一些科普類、理論類的課程中適當加入游戲化內(nèi)容，以增強學生的學習積極性。如在器官的識別及構(gòu)成課上加入挑戰(zhàn)類游戲，更有利于學生準確記憶。在虛擬實驗室的教學系統(tǒng)中，要利用該場景優(yōu)勢，提供有趣和富有情感的互動方式，如情景模擬、（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）角色扮演等，優(yōu)化學生的情感體驗。

此外，在營造課堂氛圍方面，除了視頻會議、虛擬實驗室等教學手段和工具外，可以在學習系統(tǒng)中設(shè)置討論區(qū)或?qū)W習社區(qū)。學生可以在這里與其他學生交流學習經(jīng)驗，也可以利用在線協(xié)作工具，與其他學生一起完成學習任務(wù)，增強合作意識。

4 結(jié)語

通過分析當前在線醫(yī)療學習系統(tǒng)的設(shè)計特點，設(shè)計師可以更好地發(fā)揮在線學習的優(yōu)勢，如便捷的信息處理、提高醫(yī)療教學效率、促進醫(yī)療和信息資源共享等。未來的在線醫(yī)療學習系統(tǒng)應更加注重個性化定制、智能化技術(shù)應用和情感化設(shè)計，帶來更符合學生需求和更具吸引力的學習體驗。不斷創(chuàng)新和更新技術(shù)，有利于進一步提高醫(yī)學教育的質(zhì)量，培養(yǎng)更多具備實踐能力和情感智慧的醫(yī)學人才。

參考文獻：

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作者簡介：馬心月（1996—），女，安徽阜陽人，碩士在讀，研究方向：數(shù)媒與影像數(shù)字化。

黃晶石（1980—），男，遼寧沈陽人，博士，講師，系本文通訊作者，研究方向：生理人類學。