医疗类在线学习系统设计研究

马心月 黄晶石

摘要：目的：在线学习系统在医学领域已广泛应用，而目前医疗类在线学习系统的设计尚存不足，且相关研究稀缺。统计分析当前医疗类在线学习系统的设计优缺点，把握实际医学教学需求，有利于设计出更符合教授及学生需求的在线学习系统。方法：文章结合医学教育特点，调查目前医疗领域应用的在线学习系统，并从界面设计、交互与反馈及情感感知三个方面分析医疗类在线学习系统的设计要素。结果：目前医疗领域应用的在线学习系统中，不少产品的界面美感、导航直观性和设备兼容性、交互容错等方面尚存不足。在界面设计方面，医疗类在线学习系统多以蓝、绿为主色调。在交互方面，用户对及时的课堂交互与反馈、打造课堂氛围两方面的需求较大。此外，仿真类在线学习系统在交互效果上须考虑渲染真实度与运算流畅度的平衡。在情感感知方面，医疗类在线学习系统可以从学习内容定制、学习反馈个性化和互动方式个性化三个方面改进。结论：未来的在线医疗学习系统应更加注重交互便捷性、用户情绪反馈和个性化定制。通过分析当前在线医疗学习系统的特点，设计师可以更好地把握已有系统的优势，通过不断创新和更新技术，进一步提高医学教育的质量。

关键词：医疗类在线学习系统；界面设计；情感感知；交互

中图分类号：G434；R-4 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）07-0-03

1 在线学习的概念与特点

在线学习（Online Learning），也称电子学习，是指出于教育目的，通过互联网进行授课、学习的方式。在线学习具有灵活性、个性化和可重复的特点，逐渐成为传统教学方式的有力补充。首先，在线学习的灵活性体现在时间与空间上。相较于传统课堂教学形式，在线学习在学习时间上给予了学生更大的自由，使他们得以根据个体差异合理规划学习时间，更好地满足自身的需求。在空间上，在线学习能可以使学生在任何地点学习，甚至偏远地区的学生也可学习其他资源丰富的学校的精品课程，这在一定程度上弥补了教育资源分布不均的缺陷。其次，个性化是在线学习的一大亮点。目前，部分在线学习平台可根据每个学生的需求、知识背景、个人喜好、学习风格等选择学习内容，提供定制化的学习体验。如此“按需、按效”的服务相当于一对一教学，有效增强了学习的针对性。最后，在大多数在线学习平台上，学生可根据个人需求反复学习重难点内容，以加深理解。这种学习方式不仅能增强学习趣味性，还能增强学生的自主学习能力，提高学生的学习效率。

基于互联网及新媒体的教学活动具有独特优势，新冠肺炎疫情的暴发促进了远程教学技术的发展与应用，也推动了在线学习模式的成熟。在这个过程中，网络课程、在线会议等得以蓬勃发展。我国许多高等院校都推出了网络开放课程，学生们能通过在线平台获取世界知名大学的精品课程，这促进了教育资源的平等共享，推动了教育事业的发展。

2 医疗类在线学习系统发展现状

诸多文献显示，在医学领域，使用电子资源可以弥补线下医学学习的不足，因为电子资源易于访问，并有助于灵活查询、按需培训［1］。医学教育相较于其他学科教育，有成本高、学习者难以理解微观教育内容、实践操作的重要性不可忽视等特点，因此医疗类在线学习系统须更多地考虑特殊情况。尤其是医疗实践教学，相较于其他理论课程，须考虑更为复杂的情况。

当前，世界各地的医学院广泛应用在线学习系统，包括在线教程、网络广播、视频会议、虚拟模型等，从简单的网站、论坛和在线讨论空间，拓展至实时在线聊天和多种通信应用。在简易的在线平台如网站和论坛上，学生可获取基础理论信息，并通过视频展示和基础交互操作了解知识技能，如临床操作流程等。而较为复杂的平台有时需要特殊设备支持，如VR/AR设备、定制力反馈传感设备或模拟工具等。

在疫情期间，我国医学生主要通过教师直播授课进行在线学习，课程内容主要以PPT、语音和视频形式展现，其间教师可与学生互动。一些医学院或培训机构也开始利用VR/AR设备、力触觉仿真设备等工具，这些新颖的教学工具能够突破时间和空间的限制，使学生在虚拟世界获取学习资源、熟悉操作流程。

然而，据教师和学生反馈，目前医疗类在线学习系统存在一些不足之处，包括教师难以察觉学生的心理并作出相应的引导、学生与教师的互动不及时、教师对学生学习成果的检测不便等［2］。传统课堂模式下，学生可以直接与教师沟通，教师也能对学生进行监督。而在線学习的课堂互动性较差，若仅仅依靠视频和口述方式进行解剖学授课，效果可能不如使用器官模型或利用大体老师演示。教师线上授课时难以发现学生微妙的情绪变化，难以即时获取课堂反馈。从学生的角度来看，73.84%的学生认为在线课程缺乏学习氛围［3］3236。学习理论基础知识时，在线学习能够较好地满足学生的需求，但在涉及高难度知识时，在线学习的深度严重不足。特别是各种医学实践类技能，单凭视频难以让学生完全掌握。此外，在线学习也不利于教师监督和管理学生，因此教学效果难以保障。例如口腔医学中的牙体雕刻课程，评估学生的雕刻作业时，若教师仅通过照片或视频审查作业，则易因光线与拍摄角度差异误判。在线学习系统在带来便利的同时，也伴随一系列挑战，这些挑战正是设计师需要关注和解决的痛点。

3 医疗类在线学习系统设计

笔者统计了目前医疗领域应用的63个在线学习系统，这些产品包括针对性技术教学应用如骨骼建模软件等，理论教学平台如Medscape、PubMed等，新媒体新技术教学应用如VR教学、力触觉虚拟仿真系统等。应结合相关文献调研，从产品设计的角度对在线医疗学习系统进行分析。

3.1 界面设计

有关视觉设计原则和媒体理论的文献颇多，但对在线学习系统在美学上改进的探讨相对稀缺。有研究指出，教育网站的美学外观能够吸引目标用户深入探索该网站。对美学的关注对在线医疗课程教学尤为重要，因其对学生的吸引力、易用性以及学习体验都会产生深远影响［4］。使用设计高度美学化的学习系统时，参与者的认知负荷会降低，他们的满意度、继续意愿会随之提升，任务表现也会更好。

在选择适合医疗领域的色彩方案时，应采用符合品牌形象，同时能够带来舒适视觉体验的颜色。统计分析显示，目前市面上80.95%（51/63）的在线医疗学习系统主要采用饱和度适中的蓝色或绿色作为主色调，因为这两种颜色对学习者关注度和专注力的提升有积极作用。此外，这两种颜色也与医学领域的专业形象相契合，有助于增强学习者的专业认同感。对于仿真教学系统，主操作界面和模型的配色应尽可能贴近现实，从而增强学生的临场感和实践感。在模拟大体老师和实际手术的不同情境中，是否需要提供不同体型的人体建模，或是否需要在可能涉及血腥画面的情境中引入适量的液体特效，以最大限度地模拟真实场景效果，这些问题应根据不同课程的具体需要进行研讨。

界面布局应尽可能降低用户的认知负荷，这一点在医疗类在线学习系统的设计中尤为重要。降低认知负荷能够增强用户获取正确信息时的视觉感知力。

目前，国内的一些在线医疗学习系统是由相关医学专业教职工与理工科专业者配合开发的，仅向内部学生开放。因此，开发者对新媒体界面设计的相关问题缺乏足够的了解，在美学设计方面的考量更是欠缺。其产品界面往往朴素且缺乏条理感，不符合人体工程学。还有些系统的界面设计过于烦琐，布局不清晰，导致学生在使用过程中易感到困惑。

为了设计出直观且易于操作的用户界面，要确保学生能够轻松找到所需的内容和功能，并通过合理的布局和组织使学习内容易于阅读和理解。要运用一致的页面结构，让学生能够快速找到所需信息。

此外，还要考虑应用在不同浏览器和设备上的兼容性，确保学习系统能够适应不同设备（如电脑、平板、手机等）的屏幕尺寸和分辨率，让学生在任何设备上都能够访问和学习课程内容，充分利用线上学习系统。

3.2 交互与反馈

在线医疗学习系统要具备清晰、直观和灵活的交互机制，允许学生与教师互动，并为学生提供及时的反馈和评估。

目前，在线医疗学习系统的交互方式主要分为视频示范、虚拟实验室交互、讨论互动、实时答疑等。在本次调研中，笔者发现一些学习系统的互动设计相对简单，只有基本的选择题和简单的问答功能，缺乏更多交互形式，如实践模拟、虚拟现实等。交互形式缺乏多样化和深度，对学生的学习进度和表现的反馈不够及时，学生无法及时了解自己的学习情况。根据调查，71.63%的医学生表示在疫情期间，在线学习难以及时做课堂笔记并与教师沟通［3］3236。针对学生与教师难以时刻联系沟通的痛点，本次统计样本中，仅有28.57%（18/63）的医疗在线学习系统的界面设计了能随时向教师提问的渠道。这反映出部分产品的反馈机制不够完善，学生无法得到有效的反馈和指导。一些学习系统缺乏有效的评估机制，难以准确评估学生的学习效果和理解程度，无法提供有针对性的教学建议和反馈，或缺乏个性化定制功能。另外，网络连接不稳定、设备兼容性差等技术障碍也在不同程度上影响了学生的学习效果［3］3235。以VR设备为基础的学习系统为例，设计师要在尽可能保证场景真实性的同时，保证虚拟对象的操作灵活性。虚拟场景和虚拟对象的细节过于丰富会导致渲染场景的成本更高，计算负担增加，而用户的互动体验感变差。此处设计对象的真实性与可操作性的矛盾点须仔细考量：设计以科普性质为主的解剖模型时，建模应该注重真实性，以更细致地呈现解剖结构；而在机能学课程的教授中，建模则无须过多强调解剖学上的细节，应将重点放在良好的可操作性上。

在仿真类学习系统的交互真实性方面，为了让学生有更好的交互体验，除了逼真的视觉效果外，在交互反馈程度方面也应该有所区分。人体既有硬组织如牙齿、骨骼等，也有软组织如皮肤、肌肉等，因此在操作学习系统的过程中，设计师要模拟多种物体材质的交互形式，可以概括为“硬—硬”交互和“硬—软”交互两大类别，并且要流畅地达成两种交互模式任意切换的效果。在屏幕交互中，创作者可以通过建模体的回弹速度、视觉纹理变化等形式达到这一效果。在以VR技术为代表的沉浸式交互中，模拟更加复杂的效果需要利用更强大的计算机GPU来缩短运算时间［5］。

在教学交互形式设计方面，在线医疗学习系统目前主要有答题和模拟操作两种不同的形式。答题形式主要应用于教学成果测试与评估。在一个阶段的学习完成后，学生主要通过点击、拖动等交互形式，在弹出的答题框里完成对内容的解答。此种形式在视频教学、模拟观测检验结果时常出现。模拟操作形式在医疗实践类课程的线上教学中是必不可少的，而在具体的操作方式方面，由于器材设备不同，因此其交互形式存在很大差别。例如，大多数医疗学习仿真系统让学生们不断完成所学内容的步骤并达到操作完成标准，这种方式只能巩固学生对操作流程的记忆，无法获得真实的体验。再如，已经被应用于医学教育领域的VR技术，在外科学基础教学、人体解剖学教学等领域均有喜人成效，但就目前的形势来说，VR教学对设备及场地的要求较高，因此未得到全面普及。

此外，一些产品存在交互容错性考虑不充分的问题。一种是按键排布过于拥挤，或按键范围设置响应空间过大，导致用户频繁误触；另一种是在某环节没有设置返回操作选项，应该允许学生犯错，并给予相应的提示和指导，培养他们解决问题的能力。

3.3 情感感知

在线医疗学习系统应考虑学生的感知和情感需求，设计具有亲和力和友好性的界面，增强学生的参与感和学习动力。调研发现，部分系统在情感设计方面缺乏关怀、温暖和人性化元素，无法与学生建立良好的情感联结。为了满足学生的个性化需求，在线医疗学习系统可以从学习内容定制、学习反馈个性化和互动方式个性化三个方面改进。

在学习内容定制方面，医疗教学系统应该满足不同专业和课程的学习需求。例如，针对外科专业的学生，可以提供更多外科手术模拟实践的内容；针对儿科专业的学生，可以提供更多儿科疾病诊断和治疗方面的案例分析。这种个性化定制，可以针对性增强学习效果和学习体验。

在学习反馈个性化方面，互动方式的情感反馈同样值得注意。例如在交互言语中增加语气词，增强互动与反馈体验，增加互动元素和情感交流，根据学生的学习进度和表现，提供个性化的建议和指导，表达对学生的关注和支持。

在互动方式个性化方面，设计师可以考虑在一些科普类、理论类的课程中适当加入游戏化内容，以增强学生的学习积极性。如在器官的识别及构成课上加入挑战类游戏，更有利于学生准确记忆。在虚拟实验室的教学系统中，要利用该场景优势，提供有趣和富有情感的互动方式，如情景模拟、（下转第页）（上接第页）角色扮演等，优化学生的情感体验。

此外，在营造课堂氛围方面，除了视频会议、虚拟实验室等教学手段和工具外，可以在学习系统中设置讨论区或学习社区。学生可以在这里与其他学生交流学习经验，也可以利用在线协作工具，与其他学生一起完成学习任务，增强合作意识。

4 结语

通过分析当前在线医疗学习系统的设计特点，设计师可以更好地发挥在线学习的优势，如便捷的信息处理、提高医疗教学效率、促进医疗和信息资源共享等。未来的在线医疗学习系统应更加注重个性化定制、智能化技术应用和情感化设计，带来更符合学生需求和更具吸引力的学习体验。不断创新和更新技术，有利于进一步提高医学教育的质量，培养更多具备实践能力和情感智慧的医学人才。

参考文献：

［1］ 陈尹光，理查德·贾乔诺，迈克尔·约翰·雷蒙德·拉特利奇，等.作为耳鼻喉科教学辅助手段的电子学习资源的评价：一项初步研究［J］. BMC医学教育，2019（19）：181.

［2］ 安家樂，胡云峰，赵红，等.在线学习在肿瘤学专业学位研究生培养中的应用［J］.陕西教育（高教版），2023（6）：27-29.

［3］ 陈筠，谭宁，谢远杰，等.疫情期间医学生在线学习的调查与分析［J］.基层医学论坛，2021，25（22）：3235-3237.

［4］ 吴咏水.开发高质量教育网站的关键设计因素：职前教师的观点［J］.科学和信息技术信息化方面的问题，2014（11）：101-113.

［5］ 熊冉，黄华兴，曹月洲.浅谈虚拟现实技术在模拟医学教育中的应用［J］.科技风，2023（31）：124-126.

作者简介：马心月（1996—），女，安徽阜阳人，硕士在读，研究方向：数媒与影像数字化。

黄晶石（1980—），男，辽宁沈阳人，博士，讲师，系本文通讯作者，研究方向：生理人类学。