基于協(xié)同過(guò)濾的醫(yī)學(xué)生智能學(xué)習(xí)推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)

羅智霖 殷萍 蔡敏 畢迎春

摘要：為提高醫(yī)學(xué)院校學(xué)生自我管理和學(xué)習(xí)的能力，設(shè)計(jì)一種基于協(xié)同過(guò)濾的醫(yī)學(xué)生智能學(xué)習(xí)推薦系統(tǒng)，以臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生為例，通過(guò)分析用戶歷史行為，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)探索與預(yù)處理，應(yīng)用協(xié)同過(guò)濾算法，篩選并推送滿足用戶學(xué)習(xí)興趣和需求的信息和習(xí)題，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

關(guān)鍵詞：協(xié)同過(guò)濾;醫(yī)學(xué)生;智能推薦

中圖分類號(hào)：TP302.1? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）36-0095-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)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(jìn)信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)教育融合，加強(qiáng)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)，是提高醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平的基礎(chǔ)工程[1]，黨的十八大以來(lái)，我國(guó)醫(yī)學(xué)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(xué)人才。在新型冠狀病毒肺炎疫情防控中，我國(guó)醫(yī)學(xué)教育培養(yǎng)的醫(yī)務(wù)工作者發(fā)揮了重要作用。但同時(shí)面對(duì)疫情提出的新挑戰(zhàn)、實(shí)施健康中國(guó)戰(zhàn)略的新任務(wù)、世界醫(yī)學(xué)發(fā)展的新要求，我國(guó)醫(yī)學(xué)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(wèn)題[2]。

醫(yī)學(xué)院校學(xué)生面臨著眾多的學(xué)習(xí)科目和內(nèi)容，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)世界中獲取到更多的醫(yī)學(xué)知識(shí)，但面對(duì)海量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，醫(yī)學(xué)生花費(fèi)了大量的上網(wǎng)時(shí)間，卻很難學(xué)習(xí)到真正對(duì)自己有價(jià)值的知識(shí)，本文設(shè)計(jì)的基于協(xié)同過(guò)濾的醫(yī)學(xué)生智能學(xué)習(xí)推薦系統(tǒng)，通過(guò)分析提取用戶的歷史行為數(shù)據(jù)，應(yīng)用協(xié)同過(guò)濾算法，為醫(yī)學(xué)生智能推薦可能感興趣的信息和習(xí)題，減輕醫(yī)學(xué)生繁重的學(xué)習(xí)壓力，提高醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)能力。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)面向的用戶主要為醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生，為學(xué)生提供醫(yī)學(xué)資訊、短視頻、相關(guān)學(xué)習(xí)資料、習(xí)題等信息，統(tǒng)計(jì)錯(cuò)題類型，根據(jù)醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和歷史數(shù)據(jù)，為其推薦他們感興趣的資訊和復(fù)習(xí)題目。系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)清晰簡(jiǎn)明，符合醫(yī)學(xué)生使用習(xí)慣，盡可能縮小系統(tǒng)的內(nèi)存消耗，依據(jù)信息訪問(wèn)頻率進(jìn)行存儲(chǔ)處理，能夠適配不同分辨率的機(jī)型，注重用戶隱私保護(hù)。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

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(hù)，本系統(tǒng)采用Client-Server（C/S）結(jié)構(gòu)，客戶端為前端設(shè)計(jì)，用于與用戶進(jìn)行交互、記錄用戶行為數(shù)據(jù)并展示推薦結(jié)果，服務(wù)器端用于對(duì)移動(dòng)端收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)協(xié)同過(guò)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(dòng)端，推送給用戶[3]。

圖1為系統(tǒng)架構(gòu)圖，包括用戶層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)主要為醫(yī)學(xué)生用戶服務(wù)，用戶層還包括醫(yī)務(wù)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(dòng)端的MVC開發(fā)模式，服務(wù)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(wèn)卷接口，系統(tǒng)采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理。

2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

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

2.1 醫(yī)學(xué)視野模塊

系統(tǒng)登錄后，會(huì)進(jìn)入醫(yī)學(xué)視野模塊，界面如圖3所示。用戶可以通過(guò)搜索欄搜索常見的醫(yī)學(xué)相關(guān)知識(shí)，醫(yī)學(xué)時(shí)訊為用戶推送最新的醫(yī)學(xué)訊息，以醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)政策文件、醫(yī)學(xué)前沿快訊、醫(yī)學(xué)考試等文章為主。短視頻為用戶呈現(xiàn)醫(yī)學(xué)相關(guān)視頻，包括醫(yī)生、教師、實(shí)習(xí)醫(yī)生等用戶發(fā)布的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域視頻，供醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識(shí)和臨床基本技能，糾正一些醫(yī)學(xué)常識(shí)的錯(cuò)誤認(rèn)知，了解學(xué)長(zhǎng)的實(shí)習(xí)狀態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和熱情。

2.2 學(xué)習(xí)天地模塊

用戶在學(xué)習(xí)天地模塊中，可以從共享的學(xué)習(xí)資料中，找到自己感興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)、收藏或下載，而智能推薦模塊則通過(guò)用戶訪問(wèn)日志和做題的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，經(jīng)過(guò)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(xué)專業(yè)學(xué)生用戶為例，醫(yī)學(xué)基本知識(shí)包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)人文、預(yù)防醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)，習(xí)題庫(kù)中將題目進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)相關(guān)的題目細(xì)分為人體解剖學(xué)、生物化學(xué)、生理學(xué)、病理生理學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)免疫學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)，將臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)的題目細(xì)分為診斷學(xué)和內(nèi)科學(xué)、外科學(xué)、婦產(chǎn)科學(xué)、兒科學(xué)等，根據(jù)用戶訪問(wèn)的學(xué)習(xí)資料和做題數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)信息，應(yīng)用協(xié)同過(guò)濾推薦算法，為臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生推薦需要鞏固練習(xí)的習(xí)題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，為進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)前開展的臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)水平測(cè)試做好準(zhǔn)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(tái)，用戶可以分享自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)或者學(xué)習(xí)的困惑、考研心得、日常生活學(xué)習(xí)的趣事等，交流討論模塊為醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生提供了一個(gè)醫(yī)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域思想交流的平臺(tái)，醫(yī)生或教師用戶也可在平臺(tái)上為學(xué)生答疑解惑，引導(dǎo)更專業(yè)更深入的話題討論。

2.4 個(gè)性定制模塊

個(gè)性定制模塊包括健康問(wèn)卷和用戶管理，用戶通過(guò)填寫健康問(wèn)卷，獲得相應(yīng)的健康指導(dǎo)，包括生理健康和心理健康，問(wèn)卷中還包括學(xué)習(xí)時(shí)間、上網(wǎng)時(shí)間等內(nèi)容，通過(guò)記錄用戶每天的學(xué)習(xí)規(guī)律，推薦用戶制定合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃。用戶管理除了可以設(shè)置個(gè)人信息，還設(shè)有“醫(yī)星”專欄，用戶上傳學(xué)習(xí)資料、瀏覽醫(yī)學(xué)時(shí)訊、刷短視頻、參與討論等，都可以獲得相應(yīng)的醫(yī)星獎(jiǎng)勵(lì)，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(wù)，如下載資料時(shí)需要用醫(yī)星兌換，應(yīng)用自動(dòng)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(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出飛躍性的增長(zhǎng)，面對(duì)海量的信息數(shù)據(jù)，用戶很難快速準(zhǔn)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]?；趨f(xié)同過(guò)濾的醫(yī)學(xué)生智能學(xué)習(xí)推薦系統(tǒng)能夠輔助醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，掌握專業(yè)技能，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)人文素養(yǎng)，為用戶準(zhǔn)確?地推送相應(yīng)的習(xí)題信息，節(jié)省用戶時(shí)間，提升用戶體驗(yàn)，提高醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力，能夠建立穩(wěn)定的系統(tǒng)用戶，并為其他應(yīng)用提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】