前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的醫學信息學課程挑戰性綜合實驗設計，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要:醫學信息學是一門信息科學和醫學科學的交叉實踐類課程，也是生物醫學工程專業本科教學中一門重要的專業基礎課程。該課程綜合應用性強，信息技術更新快，缺少優秀教材，并且由于學生缺乏實踐經驗，所以教學內容難以掌握。針對該課程的不足，該文提出了引導學生動手設計一個具有實際應用價值的醫院掛號信息子系統的挑戰性綜合實驗方案，并具體闡述了挑戰性實驗的設計目標、具體內容及實施方案。該課程四年的教學實踐結果表明，該挑戰性綜合實驗能激發學生的學習興趣，增強學生的動手能力，取得了良好的教學效果。

關鍵詞:醫院信息系統;醫院掛號系統;挑戰性設計;綜合實驗

醫學信息學是一門通過計算機及相關信息技術完成生物醫學數據、信息及知識的存儲、組織、傳輸、處理、檢索和優化利用等一系列醫學信息管理任務，輔助醫學領域的科研實踐，提高解決問題和制定決策的準確性、及時性和可靠性的學科［1］。醫學信息學概論也是生物醫學工程專業本科教學中一門重要的專業基礎課程，課程主要內容包括醫院信息系統、醫學圖像傳輸與處理系統和醫學決策支持系統等臨床應用系統的功能及應用，涵蓋各種醫學信息的采集、存儲、傳輸、顯示、處理及利用等基本知識和技術，內容多而雜［2－4］。另外，醫學信息學概論本身也是一門融合了信息科學和醫學科學的交叉實踐類課程，可涉及綜合應用所學的有關醫學、數據庫、軟件工程、程序設計語言及網絡技術等基礎知識和基本技能。課程具有應用性強、內容多、信息技術更新快、實驗設計難、但對學生今后工作幫助大等特點［5－6］。這門課程在世界上受越來越多的醫科院校及工程類院校的青睞，國外很多大學專門設有醫學信息學專業本科、碩士及博士學位，以多種形式(理論+實驗/實踐)加強和鞏固該課程的學習［7－8］。截至2014年，我國開設醫學信息學專業的院校已達到59所，眾多高校(無論醫學院校還是理工院校)都面向本科學生開設了醫學信息學概論相關課程［9］。該課程經過近三十年的發展和建設，雖然取得了一些成績［10］，但是該課程在教學中還普遍存在以下問題。1)優秀教材匱乏，教材建設的速度遠遠跟不上信息技術更新和發展的速度［11］。截至2017年，與醫學信息學概論相關的著作與教材總共不到40種，絕大多數教材針對對象是醫學本科生或信息管理類本科生，至今無一本專門針對理工類學生的著作或教材。2)醫學信息種類繁多，既包括大量數字、文本類信息，也包含大量生理信號、醫學圖像及視頻流等多維多模態信息。相關信息處理及利用的軟硬件技術及網絡技術近年來發展非常迅速，理論教學中很難做到全面而新穎。3)教學中很難做到理論與實踐的有機結合［12－13］。對于生物醫學工程專業的本科學生，本課程的先修或同修課程有C語言、軟件工程、數據庫技術和計算機網絡等，但學生學習這些課程時一般只能單獨了解和掌握基礎理論知識，缺少系統性的實踐與開發經驗。如何將這些課程知識有機整合起來，是一個巨大的挑戰［14］。從2003年開始，我們一直從事醫學信息學課程的教學工作，十幾年來，課程組不斷思考該課程在教學內容、教學方式、教學技巧及綜合實驗應用等方面的改革和提升。考慮到醫學信息學科交叉實踐性強的特點，我們開始探索在授課同時，鼓勵學生設計和開發一些具有實際應用價值的醫學信息小系統，激發學生對本課程的學習興趣，同時也希望培養學生解決復雜工程問題與挑戰性問題的能力，增強學生綜合運用相關知識的動手能力，激活學生的挑戰因子，激發學生對課程的參與感，培養他們直面困難、挑戰困難、并克服困難的品質。為此，我們教學研討決定，從2014年開始，課堂教學之外，新增一項綜合實驗設計，讓學生動手設計和開發一個有一定挑戰性的醫學信息子系統。4年積累下來，我們在醫學信息學課程挑戰性實驗設計上已取得了一定進步，積累了一些經驗，但同時也還存在一些問題和疑惑。下面我們將從本挑戰性實驗的設計目標、設計內容、實施方案、實施效果和思考等幾個部分進行總結，期望與廣大同仁分享和交流。

1挑戰性綜合實驗目標

通過對課堂上講授的HIS系統功能、工作流程和主要內容的理解，綜合應用軟件開發語言、數據庫技術及軟件工程等知識，利用課余時間，分小組開發一個簡單的醫院門診掛號子系統，激發學生的學習興趣，培養學生解決復雜工程問題與挑戰性問題的能力，增強學生的動手能力。

2實驗內容

本課程授課之前，生物醫學工程專業本科生已學習過C語言和軟件工程兩門編程類課程，同步正在學習數據結構、數據庫技術和計算機網絡課程，在知識和技術儲備上已有一定基礎。考慮到醫學信息系統是一個龐大的軟硬件綜合工程，我們選擇學生最為熟悉、工作流程最為簡單、最容易實施的醫院掛號子系統開發作為綜合實驗設計目標，即設計開發一個具有實際應用價值的醫院掛號信息子系統，要求系統具有登錄管理功能，具有權限管理功能，具有初診和復診掛號功能，具有一定的數據計算和統計功能，并要求每小組按軟件開發的流程從系統規劃、工作流程(業務流程)設計、開發工具選擇、數據庫設計、到編寫程序、再到系統調試、最后到系統測試，完成整個實驗過程。考慮到學生學習能力、動手能力和興趣特長的差異性，挑戰性綜合實驗以小組為單位(3～5人/組)，開發語言不限，數據庫管理系統不限，掛號系統的系統架構不限，學生可設計為單機版、客戶/服務器版(C/S)、瀏覽器/服務器版(B/S)或手機APP等任何形式。

3實施方案

在第一次上課時，布置綜合實驗任務，要求學生開始知識準備:1)準備自己最熟悉的編程語言，可以是VisualC++、JAVA、Html、Python、Javascript、J2ME等任何一種或幾種開發語言;2)準備自己最喜歡的數據庫管理系統，可以是Oracle、Mysql、SQLServer、Access等任何一種;3)準備所需的計算機網絡或移動通信的基礎知識。課程第5周時，通過課堂教學，學生已學習了醫院信息系統的工作流程、系統結構、功能、軟硬件技術和各子系統的設計及應用等基礎知識，并已上機觀摩體驗了部分醫院正在使用的醫院信息系統的結構和功能等具體內容。此時，將具體的挑戰性綜合實驗內容及要求布置給學生，即結合已學的醫院信息系統的基礎知識，認真分析醫院掛號信息子系統的工作流程和數據傳輸方案，利用軟件工程、數據庫技術和計算機網絡及通信等基礎知識和技術，設計開發一個具有實際應用價值的醫院掛號信息子系統。設計截止時間為課程第16周。課程第17周時，按小組分別匯報并演示所開發的系統，評選出優秀的軟件作品。

4實施效果

總的來說，每一小組均能較好地完成綜合實驗規定任務，并且逐年更好。2014年第一次實施該挑戰性課程實驗設計時，學生們設計出的系統主要以C/S、B/S或單機結構為主，盡管開發語言各不相同，但功能上基本能實現權限管理、初診和復診掛號功能及簡單的數據統計功能，系統界面簡潔清爽，小組成員之間分工明確，匯報展示條理清楚，學生們都表現出了較強的動手能力和綜合知識運用能力。到2016年和2017年，學生完成綜合實驗的質量明顯提高，表現在系統結構形式更加多樣，除了C/S、B/S結構外，學生們開始嘗試各種手機掛號APP應用程序的研發，嘗試各種跨平臺系統設計，包括安卓系統、蘋果系統甚至Linux系統。還有部分小組開始不滿足于簡單掛號系統的開發，開始拓展一些新的子系統，如有的小組額外開發了醫院在線咨詢子系統，有的小組還開發了更加復雜的醫院信息系統，除了掛號及統計功能外，還具有門診醫生工作站和護理及藥房管理等功能，系統功能更加強大，設計更接近實際應用。

5總結與思考

通過四年的摸索，醫學信息學課程中挑戰性綜合實驗方案初步成形，從同學們匯報展示時的心得體會反饋來看，大家雖然覺得綜合實驗有一定難度，但是實驗是有意義的，經過努力，是可以完成的，并且完成后的成就感和喜悅感讓他們更加自信。這幾年來，很多在綜合實驗中表現優秀的同學，后來在申請出國留學時，在留學申請材料中，他們把本課程綜合實驗的經歷作為非常重要的挑戰性實踐開發經歷之一，從中可以看出大家對本挑戰性綜合實驗的認可。總結本挑戰性實驗的經驗，我們也受益匪淺，同時有以下5點體會和思考。1)學生的學習能力和動手能力是無窮的，關鍵是怎么激發。在綜合實驗剛剛開始時，學生們普遍感覺難度太大，因為之前沒有動手編寫過較大較具體的軟件系統，學習C語言時只練習了簡單的獨個問題的解決，軟件工程學習時比較偏理論講解，具體動手機會則并不多。但是本挑戰性實驗的結果證明，他們完全能把數據庫、軟件工程、程序設計語言及網絡技術等知識綜合應用起來，解決醫院信息系統開發里的具體問題，展現出優秀的動手實踐能力和創造能力。2)驗證性實驗或練習性實驗并不等于開拓性實驗。醫學信息學課程中，我們也會讓學生上機練習醫院里使用的醫院信息系統，但是上機完成后，學生只能對系統的結構和功能有大概的了解，而系統具體怎么開發及完成的，學生并無深刻體會。只有經過親自動手開發和調試測試后，學生才有更深刻的了解和認識，正如看電影和演電影是完全不同的體驗一樣。大學教育在2W+H(What/Why/How)教學模式中，多開展一些挑戰性實踐性實驗，是加強學生How認知的重要手段之一。3)任務下達應該盡可能具體。本綜合實驗中，我們在任務下達時，盡量詳細地列出了系統需要實現的具體功能及要求，并給出了一些示例，供學生參考，學生在系統開發時，心中有一個大致的框架，才不會覺得茫然無措。4)挑戰性實驗時間安排很重要。實驗所需開發語言和數據庫技術等知識準備需要一段時間，所以我們課程第一節課上就布置了自學任務，學生有一個半月的自學及準備時間。另外，軟件開發預留的時間有10周，讓學生從系統需求分析、系統架構、工作流程設計，再到代碼編寫、調試、測試，最后到項目展示，有充足的時間。期間，經常詢問和了解學生的項目進展情況，如有困難和問題，可及時溝通和解決。5)學生個體差異大，分組分工合作，可以發揮各自優勢。本課程中，有的同學并不喜歡課堂講授，覺得講授內容理論性太強，比較枯燥乏味，但是后來發現，他們的項目卻做得非常好，顯示出優秀的動手能力。也有一些同學，理論學習很好，但實踐方面卻不知何處入手，分組完成任務可以一定程度上彌補他們這方面的缺陷。但是分組實驗也讓一小部分同學有機可乘，渾水摸魚。如何讓每一位同學都能親自動手，積極參與，是一個值得我們深思和繼續探索的問題。

6結束語

醫學信息學是一門理論性和應用性都很強的課程［15］，通過設計和開發一個臨床醫院掛號子系統的綜合實驗，可以讓學生把開發語言、軟件工程、數據結構、數據庫技術和計算機網絡等課程內容融會貫通，并解決實際應用問題。該課程四年的教學實踐結果表明，挑戰性綜合實驗能激發學生的學習興趣，能培養學生解決復雜工程問題與挑戰性問題的能力，能增強學生的動手能力，取得了良好的教學效果。當然，醫學信息學挑戰性綜合實驗還處于探索過程中，設計內容還需進一步優化，實驗分工及實施細節還需仔細斟酌和監督，應盡可能讓每一位同學充分參與及受益。另外，綜合實驗的完成質量評價標準還需進一步完善，真正充分激活學生的挑戰因子。

作者:顏紅梅 秦龍 單位:電子科技大學