醫療類在線學習系統設計研究

馬心月 黃晶石

摘要：目的：在線學習系統在醫學領域已廣泛應用，而目前醫療類在線學習系統的設計尚存不足，且相關研究稀缺。統計分析當前醫療類在線學習系統的設計優缺點，把握實際醫學教學需求，有利于設計出更符合教授及學生需求的在線學習系統。方法：文章結合醫學教育特點，調查目前醫療領域應用的在線學習系統，并從界面設計、交互與反饋及情感感知三個方面分析醫療類在線學習系統的設計要素。結果：目前醫療領域應用的在線學習系統中，不少產品的界面美感、導航直觀性和設備兼容性、交互容錯等方面尚存不足。在界面設計方面，醫療類在線學習系統多以藍、綠為主色調。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，醫療類在線學習系統可以從學習內容定制、學習反饋個性化和互動方式個性化三個方面改進。結論：未來的在線醫療學習系統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療學習系統的特點，設計師可以更好地把握已有系統的優勢，通過不斷創新和更新技術，進一步提高醫學教育的質量。

關鍵詞：醫療類在線學習系統；界面設計；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，通過互聯網進行授課、學習的方式。在線學習具有靈活性、個性化和可重復的特點，逐漸成為傳統教學方式的有力補充。首先，在線學習的靈活性體現在時間與空間上。相較于傳統課堂教學形式，在線學習在學習時間上給予了學生更大的自由，使他們得以根據個體差異合理規劃學習時間，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容，提供定制化的學習體驗。如此“按需、按效”的服務相當于一對一教學，有效增強了學習的針對性。最后，在大多數在線學習平臺上，學生可根據個人需求反復學習重難點內容，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。

基于互聯網及新媒體的教學活動具有獨特優勢，新冠肺炎疫情的暴發促進了遠程教學技術的發展與應用，也推動了在線學習模式的成熟。在這個過程中，網絡課程、在線會議等得以蓬勃發展。我國許多高等院校都推出了網絡開放課程，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，推動了教育事業的發展。

2 醫療類在線學習系統發展現狀

諸多文獻顯示，在醫學領域，使用電子資源可以彌補線下醫學學習的不足，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容、實踐操作的重要性不可忽視等特點，因此醫療類在線學習系統須更多地考慮特殊情況。尤其是醫療實踐教學，相較于其他理論課程，須考慮更為復雜的情況。

當前，世界各地的醫學院廣泛應用在線學習系統，包括在線教程、網絡廣播、視頻會議、虛擬模型等，從簡單的網站、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站和論壇上，學生可獲取基礎理論信息，并通過視頻展示和基礎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備支持，如VR/AR設備、定制力反饋傳感設備或模擬工具等。

在疫情期間，我國醫學生主要通過教師直播授課進行在線學習，課程內容主要以PPT、語音和視頻形式展現，其間教師可與學生互動。一些醫學院或培訓機構也開始利用VR/AR設備、力觸覺仿真設備等工具，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，據教師和學生反饋，目前醫療類在線學習系統存在一些不足之處，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現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督和管理學生，因此教學效果難以保障。例如口腔醫學中的牙體雕刻課程，評估學生的雕刻作業時，若教師僅通過照片或視頻審查作業，則易因光線與拍攝角度差異誤判。在線學習系統在帶來便利的同時，也伴隨一系列挑戰，這些挑戰正是設計師需要關注和解決的痛點。

3 醫療類在線學習系統設計

筆者統計了目前醫療領域應用的63個在線學習系統，這些產品包括針對性技術教學應用如骨骼建模軟件等，理論教學平臺如Medscape、PubMed等，新媒體新技術教學應用如VR教學、力觸覺虛擬仿真系統等。應結合相關文獻調研，從產品設計的角度對在線醫療學習系統進行分析。

3.1 界面設計

有關視覺設計原則和媒體理論的文獻頗多，但對在線學習系統在美學上改進的探討相對稀缺。有研究指出，教育網站的美學外觀能夠吸引目標用戶深入探索該網站。對美學的關注對在線醫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生深遠影響［4］。使用設計高度美學化的學習系統時，參與者的認知負荷會降低，他們的滿意度、繼續意愿會隨之提升，任務表現也會更好。

在選擇適合醫療領域的色彩方案時，應采用符合品牌形象，同時能夠帶來舒適視覺體驗的顏色。統計分析顯示，目前市面上80.95%（51/63）的在線醫療學習系統主要采用飽和度適中的藍色或綠色作為主色調，因為這兩種顏色對學習者關注度和專注力的提升有積極作用。此外，這兩種顏色也與醫學領域的專業形象相契合，有助于增強學習者的專業認同感。對于仿真教學系統，主操作界面和模型的配色應盡可能貼近現實，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，這一點在醫療類在線學習系統的設計中尤為重要。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，國內的一些在線醫療學習系統是由相關醫學專業教職工與理工科專業者配合開發的，僅向內部學生開放。因此，開發者對新媒體界面設計的相關問題缺乏足夠的了解，在美學設計方面的考量更是欠缺。其產品界面往往樸素且缺乏條理感，不符合人體工程學。還有些系統的界面設計過于煩瑣，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容和功能，并通過合理的布局和組織使學習內容易于閱讀和理解。要運用一致的頁面結構，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備上的兼容性，確保學習系統能夠適應不同設備（如電腦、平板、手機等）的屏幕尺寸和分辨率，讓學生在任何設備上都能夠訪問和學習課程內容，充分利用線上學習系統。

3.2 交互與反饋

在線醫療學習系統要具備清晰、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，在線醫療學習系統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。在本次調研中，筆者發現一些學習系統的互動設計相對簡單，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的反饋不夠及時，學生無法及時了解自己的學習情況。根據調查，71.63%的醫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系溝通的痛點，本次統計樣本中，僅有28.57%（18/63）的醫療在線學習系統的界面設計了能隨時向教師提問的渠道。這反映出部分產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，網絡連接不穩定、設備兼容性差等技術障礙也在不同程度上影響了學生的學習效果［3］3235。以VR設備為基礎的學習系統為例，設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。此處設計對象的真實性與可操作性的矛盾點須仔細考量：設計以科普性質為主的解剖模型時，建模應該注重真實性，以更細致地呈現解剖結構；而在機能學課程的教授中，建模則無須過多強調解剖學上的細節，應將重點放在良好的可操作性上。

在仿真類學習系統的交互真實性方面，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的過程中，設計師要模擬多種物體材質的交互形式，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］。

在教學交互形式設計方面，在線醫療學習系統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容的解答。此種形式在視頻教學、模擬觀測檢驗結果時常出現。模擬操作形式在醫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，由于器材設備不同，因此其交互形式存在很大差別。例如，大多數醫療學習仿真系統讓學生們不斷完成所學內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，已經被應用于醫學教育領域的VR技術，在外科學基礎教學、人體解剖學教學等領域均有喜人成效，但就目前的形勢來說，VR教學對設備及場地的要求較高，因此未得到全面普及。

此外，一些產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，或按鍵范圍設置響應空間過大，導致用戶頻繁誤觸；另一種是在某環節沒有設置返回操作選項，應該允許學生犯錯，并給予相應的提示和指導，培養他們解決問題的能力。

3.3 情感感知

在線醫療學習系統應考慮學生的感知和情感需求，設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。調研發現，部分系統在情感設計方面缺乏關懷、溫暖和人性化元素，無法與學生建立良好的情感聯結。為了滿足學生的個性化需求，在線醫療學習系統可以從學習內容定制、學習反饋個性化和互動方式個性化三個方面改進。

在學習內容定制方面，醫療教學系統應該滿足不同專業和課程的學習需求。例如，針對外科專業的學生，可以提供更多外科手術模擬實踐的內容；針對兒科專業的學生，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，根據學生的學習進度和表現，提供個性化的建議和指導，表達對學生的關注和支持。

在互動方式個性化方面，設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容，以增強學生的學習積極性。如在器官的識別及構成課上加入挑戰類游戲，更有利于學生準確記憶。在虛擬實驗室的教學系統中，要利用該場景優勢，提供有趣和富有情感的互動方式，如情景模擬、（下轉第頁）（上接第頁）角色扮演等，優化學生的情感體驗。

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，可以在學習系統中設置討論區或學習社區。學生可以在這里與其他學生交流學習經驗，也可以利用在線協作工具，與其他學生一起完成學習任務，增強合作意識。

4 結語

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

參考文獻：

［1］ 陳尹光，理查德·賈喬諾，邁克爾·約翰·雷蒙德·拉特利奇，等.作為耳鼻喉科教學輔助手段的電子學習資源的評價：一項初步研究［J］. BMC醫學教育，2019（19）：181.

［2］ 安家樂，胡云峰，趙紅，等.在線學習在腫瘤學專業學位研究生培養中的應用［J］.陜西教育（高教版），2023（6）：27-29.

［3］ 陳筠，譚寧，謝遠杰，等.疫情期間醫學生在線學習的調查與分析［J］.基層醫學論壇，2021，25（22）：3235-3237.

［4］ 吳詠水.開發高質量教育網站的關鍵設計因素：職前教師的觀點［J］.科學和信息技術信息化方面的問題，2014（11）：101-113.

［5］ 熊冉，黃華興，曹月洲.淺談虛擬現實技術在模擬醫學教育中的應用［J］.科技風，2023（31）：124-126.

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

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。