羅智霖 殷萍 蔡敏 畢迎春

摘要：為提高醫(yī)學院校學生自我管理和學習的能力，設(shè)計一種基于協(xié)同過濾的醫(yī)學生智能學習推薦系統(tǒng)，以臨床醫(yī)學專業(yè)學生為例，通過分析用戶歷史行為，經(jīng)過數(shù)據(jù)探索與預處理，應用協(xié)同過濾算法，篩選并推送滿足用戶學習興趣和需求的信息和習題，為用戶提供個性化服務。

關(guān)鍵詞：協(xié)同過濾;醫(yī)學生;智能推薦

中圖分類號：TP302.1? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）36-0095-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Design of Intelligent Learning Recommendation System for Medical Students Based on Collaborative Filtering

LUO Zhi-lin， YIN Ping， CAI Min， BI Ying-chun

（School of Medical Information， Wannan Medical College， Wuhu 241002， China）

Abstract： In order to improve the self-management and learning ability of medical college students， an intelligent learning recommendation system for medical students based on collaborative filtering is designed. Taking students majoring in clinical medicine students as an example， through analyzing users' historical behavior， after data exploration and preprocessing， collaborative filtering algorithm is applied to screen and push information and exercises that meet users' learning interests and needs. It can provide personalized services for users.

Key words： collaborative filtering; medical students; intelligent recommendation

推進信息技術(shù)與醫(yī)學教育融合，加強醫(yī)學人才培養(yǎng)，是提高醫(yī)療衛(wèi)生服務水平的基礎(chǔ)工程[1]，黨的十八大以來，我國醫(yī)學教育蓬勃發(fā)展，為衛(wèi)生健康事業(yè)輸送了大批高素質(zhì)醫(yī)學人才。在新型冠狀病毒肺炎疫情防控中，我國醫(yī)學教育培養(yǎng)的醫(yī)務工作者發(fā)揮了重要作用。但同時面對疫情提出的新挑戰(zhàn)、實施健康中國戰(zhàn)略的新任務、世界醫(yī)學發(fā)展的新要求，我國醫(yī)學教育還存在人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)亟需優(yōu)化、培養(yǎng)質(zhì)量亟待提高、醫(yī)藥創(chuàng)新能力有待提升等問題[2]。

醫(yī)學院校學生面臨著眾多的學習科目和內(nèi)容，隨著網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)學生可以在網(wǎng)絡世界中獲取到更多的醫(yī)學知識，但面對海量的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，醫(yī)學生花費了大量的上網(wǎng)時間，卻很難學習到真正對自己有價值的知識，本文設(shè)計的基于協(xié)同過濾的醫(yī)學生智能學習推薦系統(tǒng)，通過分析提取用戶的歷史行為數(shù)據(jù)，應用協(xié)同過濾算法，為醫(yī)學生智能推薦可能感興趣的信息和習題，減輕醫(yī)學生繁重的學習壓力，提高醫(yī)學生學習效率和學習能力。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)設(shè)計目標

系統(tǒng)面向的用戶主要為醫(yī)學院校的學生，為學生提供醫(yī)學資訊、短視頻、相關(guān)學習資料、習題等信息，統(tǒng)計錯題類型，根據(jù)醫(yī)學生學習習慣和歷史數(shù)據(jù)，為其推薦他們感興趣的資訊和復習題目。系統(tǒng)界面設(shè)計清晰簡明，符合醫(yī)學生使用習慣，盡可能縮小系統(tǒng)的內(nèi)存消耗，依據(jù)信息訪問頻率進行存儲處理，能夠適配不同分辨率的機型，注重用戶隱私保護。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

為提高系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量和開發(fā)效率，方便系統(tǒng)的更新和維護，本系統(tǒng)采用Client-Server（C/S）結(jié)構(gòu)，客戶端為前端設(shè)計，用于與用戶進行交互、記錄用戶行為數(shù)據(jù)并展示推薦結(jié)果，服務器端用于對移動端收集的數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)協(xié)同過濾推薦算法，構(gòu)建推薦模型，結(jié)合文本處理技術(shù)獲取推薦內(nèi)容，將推薦結(jié)果傳送至移動端，推送給用戶[3]。

圖1為系統(tǒng)架構(gòu)圖，包括用戶層、應用層、網(wǎng)絡層、服務層和數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)主要為醫(yī)學生用戶服務，用戶層還包括醫(yī)務工作者、教師等用戶，以及系統(tǒng)管理人員。本系統(tǒng)采用基于移動端的MVC開發(fā)模式，服務層提供各種接口，包括用戶管理接口、智能推薦接口、交流討論接口和健康問卷接口，系統(tǒng)采用MySQL數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲及處理。

2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

系統(tǒng)包括四個主模塊，分別為醫(yī)學視野、學習天地、日常展示和個性定制，具體功能模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。用戶注冊后，有三種登錄方式可以選擇，分別是賬號密碼登錄、第三方協(xié)議登錄和手機短信登錄。采用第三方協(xié)議登錄時，界面會跳轉(zhuǎn)到第三方軟件上進行授權(quán)登錄，如果沒有安裝第三方協(xié)議軟件則會提示下載安裝第三方軟件。

2.1 醫(yī)學視野模塊

系統(tǒng)登錄后，會進入醫(yī)學視野模塊，界面如圖3所示。用戶可以通過搜索欄搜索常見的醫(yī)學相關(guān)知識，醫(yī)學時訊為用戶推送最新的醫(yī)學訊息，以醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)政策文件、醫(yī)學前沿快訊、醫(yī)學考試等文章為主。短視頻為用戶呈現(xiàn)醫(yī)學相關(guān)視頻，包括醫(yī)生、教師、實習醫(yī)生等用戶發(fā)布的醫(yī)學領(lǐng)域視頻，供醫(yī)學生學習醫(yī)學知識和臨床基本技能，糾正一些醫(yī)學常識的錯誤認知，了解學長的實習狀態(tài)，激發(fā)學習的興趣和熱情。

2.2 學習天地模塊

用戶在學習天地模塊中，可以從共享的學習資料中，找到自己感興趣的學習內(nèi)容進行學習、收藏或下載，而智能推薦模塊則通過用戶訪問日志和做題的統(tǒng)計信息進行數(shù)據(jù)抽取，經(jīng)過智能推薦系統(tǒng)，為用戶推送相關(guān)題目，圖4為智能推薦系統(tǒng)流程圖。

以臨床醫(yī)學專業(yè)學生用戶為例，醫(yī)學基本知識包括基礎(chǔ)醫(yī)學、醫(yī)學人文、預防醫(yī)學和臨床醫(yī)學，習題庫中將題目進行數(shù)據(jù)分類，將基礎(chǔ)醫(yī)學相關(guān)的題目細分為人體解剖學、生物化學、生理學、病理生理學、醫(yī)學微生物學、醫(yī)學免疫學、病理學、藥理學，將臨床醫(yī)學相關(guān)的題目細分為診斷學和內(nèi)科學、外科學、婦產(chǎn)科學、兒科學等，根據(jù)用戶訪問的學習資料和做題數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息，應用協(xié)同過濾推薦算法，為臨床醫(yī)學專業(yè)學生推薦需要鞏固練習的習題，提高學生的學習效率，為進入臨床實習前開展的臨床醫(yī)學專業(yè)水平測試做好準備。

2.3 日常展示模塊

日常展示模塊為用戶提供交流討論平臺，用戶可以分享自己的學習經(jīng)驗或者學習的困惑、考研心得、日常生活學習的趣事等，交流討論模塊為醫(yī)學院校的學生提供了一個醫(yī)學專業(yè)領(lǐng)域思想交流的平臺，醫(yī)生或教師用戶也可在平臺上為學生答疑解惑，引導更專業(yè)更深入的話題討論。

2.4 個性定制模塊

個性定制模塊包括健康問卷和用戶管理，用戶通過填寫健康問卷，獲得相應的健康指導，包括生理健康和心理健康，問卷中還包括學習時間、上網(wǎng)時間等內(nèi)容，通過記錄用戶每天的學習規(guī)律，推薦用戶制定合理的學習計劃。用戶管理除了可以設(shè)置個人信息，還設(shè)有“醫(yī)星”專欄，用戶上傳學習資料、瀏覽醫(yī)學時訊、刷短視頻、參與討論等，都可以獲得相應的醫(yī)星獎勵，參與度越高，獲得的醫(yī)星越多，積攢的醫(yī)星，可以兌換功能服務，如下載資料時需要用醫(yī)星兌換，應用自動排版等功能需要用醫(yī)星兌換，增加用戶活躍度。

3 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出飛躍性的增長，面對海量的信息數(shù)據(jù)，用戶很難快速準確地獲取自己感興趣的信息[4]。推薦系統(tǒng)可以幫助用戶避免信息超載，為其提供符合自身需求的推薦，提高信息的有效利用[5]。基于協(xié)同過濾的醫(yī)學生智能學習推薦系統(tǒng)能夠輔助醫(yī)學院校的學生學習專業(yè)知識，掌握專業(yè)技能，培養(yǎng)醫(yī)學人文素養(yǎng)，為用戶準確?地推送相應的習題信息，節(jié)省用戶時間，提升用戶體驗，提高醫(yī)學生學習興趣和學習能力，能夠建立穩(wěn)定的系統(tǒng)用戶，并為其他應用提供參考。

參考文獻：

[1] 國務院辦公廳.國務院辦公廳關(guān)于深化醫(yī)教協(xié)同進一步推進醫(yī)學教育改革與發(fā)展的意見[J].中華人民共和國國務院公報，2017（21）：13-17.

[2] 國務院辦公廳.國務院辦公廳關(guān)于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見[J].中華人民共和國國務院公報，2020（28）：27-31.

[3] 鄧勇文，葛有金，楊麗，等.基于Android的醫(yī)療常識推薦系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].銅陵職業(yè)技術(shù)學院學報，2020，19（4）：79-82.

[4] 秦沖，趙鐵柱，柳毅.個性化推薦算法的研究及發(fā)展綜述[J].東莞理工學院學報，2021，28（3）：51-60.

[5] 李孟浩，趙學健，余云峰，等.推薦算法研究進展[J/OL].小型微型計算機系統(tǒng)：1-14.[2021-05-16].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/21.1106.TP.20210507.1358.004.html.

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