前言：当今人们对医疗服务水平的需求不断提高，推动着医学教育模式的不断改进改善和演进，进而培养出有能力的医务工作者，医学院校的一个重要的改进方向是对在医疗服务过程中发现的医护人员的技能的缺陷开展针对性的培训。医生现在有很难应对如今海量的医学书籍和学术资料，而理解这些资料正是循证医学需要的关键技能。我们可以利用分析临床信息系统的历史纪录开展对医学教育效能的分析和评估，进而保持学生学习效果和课程教学目标一致。

1研究背景、目的和意义

1.1研究背景

近年来，随着智慧教育实践探索的推进，教育大数据在推动教育创新发展与科学变革上的核心价值逐步凸显。教学过程与结果数据的持续采集，动态汇聚成教学大数据，通过对教学大数据的深度挖掘与多元分析，能够将数据背后反映的教学意义与价值清晰地呈现出来，大数据环境下，学生学习行业的自动测量、自动记录、高效分析与精准干预均已成为现实，突破了传统教学环境下的操作困难，为下一步的应用、推广提供了强有力的支持。本项目综合全面利用教学大数据实现融合分析，多维度呈现教育教学过程中的精准采集、精准评价、精准督导、精准帮扶。

1.2研究的目的

我国《十四五规划纲要》明确提出将大力发展战略性新兴产业，加快壮大以新一代信息技术为代表的的新兴技术，推动互联网、大数据、人工智能同各产业的深度融合，也必将成为将来的重点研究方向之一。国家政策也在大力推进现代信息技术与教育的深度融合，2018年7月教育部发布的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》中提出“要建设好高等教育质量监测国家数据平台，利用互联网和大数据技术，形成覆盖高等教育全流程、全领域的质量监测网络体系”。现代信息技术与教育结合成为了高校教育教学优化调整，提升高校综合实力和学生就业竞争力的重要手段。

在传统的教育教学过程中，人工管理方式难以掌握学生学习的真实情况，评估指标相对粗放，评估项难以覆盖全生命周期，对教师的评价结果也存在时效性差、可信度低的问题，而且跨部门数据很难利用。近几年随着高等教育由规模扩张阶段进入注重质量、发展内涵阶段，如何获取真实的学情，以多种方式满足多样化需求，并应用现代教育技术丰富教学形式、提高教学效果，是亟待解决的问题。本研究利用大数据技术与课堂教学相结合，获取学生学习行为的个性化特征及学习需求，动态调整教学内容和教学方式，同时辅以问题驱动的教学督导机制，以学生的智慧发展和教师教学发展为目标，在现代化信息技术与课堂融合中为师生构建精准采集、精准督导、精准评价、精准帮扶的新型课堂。

1.3研究的意义

现代信息技术的飞速发展促进了大数据与教育教学的融合，推动了智慧课堂精准教学模式的改革与创新。依靠大数据平台的智慧课堂精准教学模式主要是依据数据决策支持来进行各个环节的教学活动，实现教师作引导、学生为主体，教师与学生间的线上线下多元、立体互动来完成教师的“教”和学生的“学”,通过行为数据了解学生对知识的掌握程度和教学方法的适应程度。教师根据学生的个体性差异，依据大数据平台数据分析，对教学计划进行动态更新，调整教学方案，优化教学的方式、方法，对课程进行差异化教学，为学生提供个性化的辅导，保证学生的综合

能力提升。这对促进教师智慧教学和学生智慧学习、提高教学质量、提升教学效果具有重要的意义。

2医学高等教育领域的大数据

医学高等教育是大数据广泛应用的领域，医学院校的信息系统和其他高校类似，包含这几个主要信息系统（OA，本科生信息服务，学工管理，研究所管理，网络教学，图书馆，耗材，大型仪器，实验室动物管理，资产管理，科研管理，人事系统，大创管理，离校系统，校友系统，工会系统，教代会系统，继续教育系统，公租房，虚拟仿真，宿舍管理，档案管理，教师发展，BI智能分析）。这些业务系统的大数据分析可以应用到管理决策和机构资源分配的过程中去。大数据可视化和其分析在高校的应用还可对学习成绩处在高风险阶段同学进行干预，去预防他们挂科或者留级，并应用在开发更有效的教学方法中去。配合医学院校附属医院常用的信息系统例如（HIS，LIS，PACS，HRP，HR等系统）里面的诊疗结果，通过很好的治理，加以利用这些多种类的高通量的，存在医学院校和附属医院里的教学业务数据，便可以革命化的提高教学质量，提高师生的教学培训效率。

3高等医疗教育的复杂性

高等医学教育的课程设置非常复杂，而且很难改变，高速发展的世界需要一个灵活的医学课程设置系统，这样以来医学课程设置才可以不断的演进和改善。在这个逻辑的指导下，需要一个能够降低医学课程设置的复杂性，并可以持不断治疗改善医学教学课程设置的工具。在这里我们要介绍，Medbiquitous机构开发和推广一系列使用XML来定义技术标准。在未来的研究中，我们准备把国内的医学教学课程设置和Medbiquitous术语进行对照，为以后使用Medbiquitous标准来标准化医学教学课程做准备，为医学教育课程以后使用Medbiquitous进行标准化作铺垫，完成这个转化后就可以使用数据驱动的课程改进方法来提高课程设置质量了。

4医学教学设置规范信息的来源

1）中国医学教育本科教学目标。2）本科医学教育教学大纲，包含所有教学活动，评估手段，学习成果的细节叙述。3）不同的医学院校数据库里所保存的教务信息数据。4）在教育部审核课程设计之前的教学大纲草稿这些医学教育课程设置中的数据除了可以被上级管理机构用于评审之外，还是研发医学教育发展和改善的工具的重要核心资源，我们建议使用大数据挖掘以及可视化技术来处理这些数据，进而创建更易于理解的医学教育课程的叙述。

2）医学教育领域大数据的其他可能应用还包含：1）使用数据可视化来明确教学方法和学习成绩之间的关系。2）开展差距分析（GAPAnalysis）来了解教学目标和教学结果的差异。3）通过从分析获取的知识，培养的技能和素质目标这三个维度来研究课程设置的有效性，从而保证医学本科教学方法，学习成绩考察与教学目的始终保持一致经过进一步的筛选，我们明确了以下几个能够充分利用到大数据分析处理技术的医学课程设置的属性：1）本科医学教育课程设置的教学方法和其课程结构的复杂性。2）海量的课程设置文字叙述和教学效果评估数据表格。3）结构化和非结构化（文字和数据信息）的课程设置信息;我们可以看出这些课程设置的属性是及其复杂的，我们需要寻找合适的方法来简化其复杂性，并试图将这些信息转变为一线教师比较容易理解的知识体系，例如知识图谱和思维导图等，期望最终将其打造为教师，教务处管理者和高等教育体系中管理者手中的提高教学质量的有利工具。

通过对本科医学教学方法和学习成绩进行数据挖掘和可视化分析，教师，教务处的管理人员和教学单位可以对当前的课程设置效果进行分析，还可对指定的医学教育的教学培养方案的未来效果进行预测分析，这样一来教师便能轻松了解不同培养方案和学生学习成果的关联程度，进而来矫正学习培养方法和教学方案来保证这些方法和教学目标保持一致。一线教师和教务处的管理者可以利用大数据分析预测的方法来改进本科医学教育项目，进而满足不断变化中的医疗行业的需求。

5课程设置映射的概念

课程设置映射是指“对课程设置的不同的组成部分之间的关系进行可视化展示，以便用户对课程设置的整体情况和各个组成部件之间的关系建立清晰的认识”。经过我们的调研，得出的结论是从教务处主任、一线教师和学生的角度来分析课程设置的最佳方法是利用软件对课程设置和教学方式评估结果数据进行可视化分析，这样可以将教学方法和学习结果对应起来。在这个科研项目里，我们打算深入分析这三个方面的内容：1）教学内容。2）教学方法。3）教学效果评估，以及它们之间的关联。通过课程设置映射可视化，我们能弄清楚课程设置中对教学结果最具有影响力的组成部分。但是由于每个国家医学教育系统的特殊性以及每个教学项目规划的唯一性，基于一个本科医学教育体系的课程映射分析结论是无法直接应用到其他医学教育项目中去的。我们需要强调从课程设置映射分析过程得出的结论必须能够适应或者泛化到新的研究环境中去。

6研究考察的材料

研发新的本科医学课程设置的分析方法，意味着我们需要创建一个新的抽象化模型。建模是有目的去抽象化一个真实的系统，并将其简化为具有代表性的有限的相互作用组件，并增加定性和定量的叙述。以下是按国内医学本科教育主要教学目标的例子：

6.1思想道德与职业素质目标（Attitude）

（1）热爱医学卫生事业，具有为祖国医学卫生事业发展和人类身心健康奋斗终生的理想。（2）具备良好的表达能力、人际交流能力及团队合作精神。（3）具有分析批判精神及创新精神，养成实事求是的科学态度并能正确的分析问题和解决问题。（4）具有健康的身体素质、心理素质及乐观和包容的素养。（5）树立终身学习的正确认识和具备自主学习能力。

6.2知识目标（Knowledgeandunderstanding）

（1）掌握与医学相关的自然科学、行为科学和人文社会科学等基础知识和科学方法。（2）掌握生命各阶段的人体正常结构和功能及其异常情况下的各种变化特征。（3）掌握基础医学的基本理论和知识，了解本学科的前沿知识和研究新进展。（4）熟悉临床医学基本知识，了解临床医学的新进展和新成就。（5）了解临床常见病、多发病的发病原因、发病机理、临床表现、诊断和防治原则。（6）了解传染病的发生、发展以及传播的基本规律，了解常见传染病的防治原则。（7）掌握人体生命科学各有关学科的科研思维和研究方法。（8）掌握一定的基础医学实践的教学知识和技能。

6.3技能目标（Competenceandskills）

（1）具有较好的医学思维和表达能力。（2）掌握生物医学的基本实验技能和科学研究方法，具有初步的医学科学研究能力。（3）掌握信息检索和资料调查的基本方法，具有跟踪国外医学新进展和从事医学研究的基本技能。（4）掌握基础医学教学工作的基本原理和方法，有能力承担医学及生命科学相关专业教学工作。（5）具有计算机应用能力，能够利用现代技术手段服务于毕业后工作。（6）熟练掌握英语，具备交流与应用能力。

7数据可视化工具的评估和选择

为了选择合适的工具来进行本科医学教学方法和教学效果的数据可视化分析，我们开展了广泛的科研文献调研，初步筛选出以下几个数据可视化软件进行进一步的分析和对比：

1）Gephi，“是一个交互式可视化和探索平台，适用于各种网络和复杂系统，动态和分层（https：//gephi.org/）。

2）CiteSpace是一个免费的Java应用程序，用于可视化和分析科学文献中的趋势和模式（http：//cluster.cis.drexel.edu/～cchen/citespace/）。

3)Cytoscape，是一个可视化复杂网络并整合这些网络的平台使用任何类型的属性数据，Cytoscape软件最早应用在生物学研究，但它的使用最近已经扩展到其他学科，虽然它最初是为生物学研究而设计的，现在它是一个复杂的数据分析与可视化的通用平台(https：//cytoscape.org/)。

4)BIRT，这是网页版本的应用程序，它可以多个源以创建可视化（https：//eclipse-birt.github.io/birt-website/）。

我们最终筛选Cytoscape作为课程数据的可视化分析的软件工具基于以下两个原因。一、比较熟悉Cytoscape使用的编程语言（JavaScript）。其次是因为Cytoscape的功能正好满足我们研究的主要目的，试图简化难以理解的网络形态的数据为教师和教务人员更容易理解的图形。

在未来的研究项目中，我们准备从以下数据源采集数据：1）课程数据。2）教育和行政数据库。3）课程课程网页内容。4）高等教育委员会网页内容。5）教学方法。6）学习成果。7）评估方法。然后利用Cytoscape软件对1，临床培训2，学习目标3，教学方法，4学习目标之间的关系进行映射分析。

结束语：

概而言之，通过上文的详细分析和阐述，我们可以知道，在这项研究中，我们考察了本科医学课程设置效果评估的主题，探讨了使用大数据可视化工具对医学教育课程设置细节和其教学效果开展评估的可行性，并初步筛选出可用的软件。在未来的研究中，我们将搜集国内本科医学教育课程设置数据和教学效果评估结论，开展数据整理，然后采用本研究推选出的可视化软件进行进一步的分析。

参考文献：

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[3]杨文婷.医学教育课程设置与深化改革建议解读[J].青年时代,2016(20):114,116.

[4]李涛,晏桂华,胡芳,等.对本科成人高等医学教育课程设置的思考与实践[J].现代职业教育,2017(16):27. 

项目：基于大数据的新型课堂教学探究（2021ITA02001）