医学数字教材的建设探析

Analysis of the construction of medical digital textbooks

摘要

教材是教育领域的核心，是教育工作的重要载体。现代信息技术的迅猛发展使教育数字化逐渐受到社会各界的广泛关注。数字教材建设与应用是教育数字化的基础与重要组成部分，大力开展数字教材建设可为加快教育数字化转型、推进教育强国建设提供强大的助力。该文分析人民卫生出版社医学数字教材建设与应用的实践经验，并以此为基础阐述在数字教材发展中的思考与未来的发展方向，以期为医学数字教材的建设与发展提供借鉴。

Abstract

Textbooks are the core of the field of education and important carriers of educational work. With the rapid development of modern information technology, the digitization of education has gradually attracted wide attention from all walks of life. The construction and application of digital textbooks is the basis and important part of the digitization of education, and vigorously carrying out the construction of digital textbooks can provide a powerful help to speed up the transformation of digital education and promote the construction of an education power. This paper analyses the practical experience of the construction of medical digital textbooks of People’s Medical Publishing House, and expounds the thinking and future development direction in the development of medical digital textbooks, so as to provide reference for the construction and development of medical digital textbooks.

Graphical abstract

关键词

人民卫生出版社 / 医学数字教材 / 医学教育 / 教材建设

Key words

People’s Medical Publishing House / medical digital textbooks / medical education / textbook construction

教材建设是国家事权^[1]，是落实立德树人根本任务的重要依托，是提升教育核心竞争力的基础支撑^[2]。教材是教育领域的核心，是教育工作的重要载体。随着云计算、大数据、人工智能等现代信息技术的迅猛发展^[3]，党的二十大报告提出了“推进教育数字化”重大战略部署，2024年的政府工作报告亦强调要“大力发展数字教育”，使教育数字化逐渐受到社会各界的广泛关注^[4]。医学教材的数字化转型是一个系统性跃升和质变，其绝不是把传统纸质教材转变为数字化的提供形式^[5]，而应从根本上改变传统单向性的局限，并以数字资源为载体，满足新时代医学生对富媒体、拓展内容的需求。同时，医学数字教材作为出版界、教育界、医学界新质生产力的具体体现形式，可为推进教育数字化转型、教育强国建设及健康中国战略提供强大的助力。

1 数字教材建设的顶层设计

1.1 资源、工具、平台并举

2022年，全国教育工作会议明确提出实施国家教育数字化战略行动^[6]。习近平总书记在主持中央政治局第五次集体学习时指出：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口”^[7]。教育部部长怀进鹏在世界数字教育大会上指出：“更大规模开展应用示范，放大服务倍增效能。更高质量开发汇聚资源，建强国家平台。更智能化发展数字技术，服务人的全面发展”^[8]。2024年6月1日，高等教育数字教材创新发展会议在京召开，教育部高等教育司一级巡视员宋毅指出，数字教材是教育数字化战略的关键要素，是推进教育现代化的切入点和课堂改革的核心资源。数字教材具有“两度一性”（契合度、有效度、拓展性）的关键特征，数字教材建设要以“三化”（标准化、集成化、产品化）理念为引领，从系统性研制数字教材标准、注重新技术赋能数字教材建设、持续加强数字教材建设理论研究、全方位保障数字教材安全方面入手，打造高等教育数字教材生态。教育部课程教材研究所副所长曾天山提出，数字教材需顶层设计、整体推进，服务于教育系统性和结构性变革^[9]。以上内容深刻揭示了教育数字化的关键作用，为数字教材的发展指明了顶层设计思路和发展方向。因此，人民卫生出版社（以下简称“人卫社”）在构建医学数字教材体系之初，就注重将教材的数字化转型与数字教学资源、数字教学工具和数字教学平台建设并举，明确顶层设计思路，并根据技术和时代的发展不断微调。

1.2 医学数字教材的建设和应用

数字教材建设应明确其在教育教学中的角色和作用，以及期望达到的教学效果，将医学生培养目标与培养结果对接，以满足社会发展需求、行业和职场需求，分级形成课外大循环、校内中循环、课内微循环。

人卫社自1995年至今，在数字教材领域进行了持续深入的探索和试验。目前，已形成了教育数字化场景下的人卫新模式。在出版数字教材的同时，围绕医学教育需求，打破产品边界，整合多种资源，将人卫社数字教材与中国医学教育题库、中国医学教育慕课平台、中国医学教学资源库、临床知识库等进行充分对接，借助大数据技术，为师生提供个性化、全方位、持续的场景化数字化服务。

数字教材建设必须适应内容、技术、模式、组织和治理等教育整体性改变的需要，以学习者为中心，根植于“教”与“学”的目标，符合数字化“教”与“学”的需求，不断优化教学服务供给与学习需求的匹配度，融入数字学习服务体系，推进教育数字化。在数字教材建设和落地应用层面，顶层规划，分步推进，根据院校教育数字化改革和人才培养要求，分类推进不同学科和不同类型数字教材建设和应用，分阶段落实到工作计划中。

2 认识并分析医学数字教材的优势

随着科学技术的不断发展，医学院校对教材的需求发生了重大变化，对教材的形态、内容、深度、广度等方面提出了更高要求。需要清晰地认识并分析数字教材多方面的优势，如打破时空束缚、知识体系更新更便捷、可实现互动学习和及时的评价反馈，从而充分发挥医学数字教材的特点，达到“好教”与“好学”的教、学双侧效果，提高教师和学生对医学数字教材的认可度，进而推进医学数字教材的发展。

2.1 呈现形式的多样性

医学数字教材能够融合文字、图片、音频、视频、动画、三维模型等富媒体形式，并能够根据不同的教学目标设计相应的媒体呈现方式，使医学知识呈现得更为直观、生动，解决了医学生对于复杂功能、微观结构、生理机制和疾病过程等学习重点、知识难点的理解问题，使复杂过程可视化，大大提升了医学生的学习效率与效果。同时，各种富媒体形式便于教师的课堂讲解，可将复杂的表达变为生动的画面，提高了知识的趣味性和学生的学习兴趣，并且将各种富媒体资源整合于教材和平台，可充分结合并发挥集体备课的优势，实现教、学的双向减负。相关研究目前是业内热点，其中曾智等^[10]将76名学生作为研究对象，分析数字化组织芯片在胃炎和胃癌病理学实验教学中的应用效果，结果显示，试验组学生读片考试总成绩高于对照组学生；试验组学生对肿瘤生物学行为掌握的单项评分高于对照组学生；试验组学生对于此次教学改革较为认可，认为此次教学改革促进了其对病理学相关临床知识的掌握和对病理形态学的掌握，并降低了实验课程的操作难度。由此说明采用数字化组织芯片可以节约病理资源、保证教学内容的一致性、降低操作难度、增加有效的课堂学习时间，从而提升学生的学习成绩与满意度，也反映了医学数字教材富媒体形式的有效性。

2.2 知识组织形式的模块化与立体化

医学数字教材赋予了知识组织形式新的可能，其可通过模块化的知识，对教学内容进行自由重组，如“器官-系统”“基础-临床”“问题导入”“案例导入”“知识点导入”等；也可以通过知识图谱的形式，使全部教学内容立体化，强化彼此间的联系，提升教师、学生对于专业学科整套教材知识点的理解，并给予教师、学生对于教学内容全新的多维系统化认知与体验。例如，人卫社联合40余所中等职业院校的优秀临床一线专家和优秀教师出版并入选首批“十四五”职业教育国家规划教材的中职数字教程，并根据学科特点提供相应微课、试卷、动画、富媒体交互课件、思维导图等多种形态的结构化资源。教师可根据具体场景灵活使用相关资源和内容，其中3D模型、PPT、视频等资源总数达5 160个，其中视频时长达13 616 min，可高效辅助中职院校教师开展内容丰富的线上线下混合式教学。目前，已有20余所院校的学生基于该数字教程进行学习。

2.3 个性化、定制化的学习体验

互联网发展至今，用户对产品的需求已经从最初的功能需求逐步进化为质量需求，如今已向体验需求演进^[11]。因此，医学数字教材应针对不同层次、不同学制、不同专业医学生的不同教学需求，提供差异化的教学内容和学习资源，如可采用“器官-系统”“基础-临床”等组织形式，采用“问题导入”“案例导入”等方式，引导学生建立临床思维，并发挥数字教材实时更新、便捷获取、交互性强等优势，为医学教育和学习者提供全新的视角和体验。

同时，医学数字教材应根据学生的需求、兴趣、教学数据反馈进行个性化定制，提供不同的学习路径和扩展内容，以满足学生的个性化发展需求，如概括性内容使用思维导图展示；操作、技能内容使用视频直观、立体、形象地描述连续性动作，以便于学生更直观地了解相关操作要点、诊断思路等；引导性内容采用交互动画方式呈现；光镜、电镜切片采用数字切片技术呈现；复杂机制、微观内容采用动画展现；解剖内容采用三维模型、虚拟仿真技术通过缩放、切面呈现，使教材内容更加生动、形象、易于理解。医学数字教材还应利用大数据、云计算、人工智能等技术，对教材内容、学生学习轨迹及数据进行精准分析，帮助教师和学生制订个性化的教学、学习计划，并利用整合平台提供高效的学习工具，从而全方位提升教学和学习效率。张荟雪等^[12]对4省6所医学院校3 614名医学生的研究结果显示，个体因素（性别、年级、主观健康、主观睡眠等）、家庭因素（生源地、教育方式、优秀标签、家庭经济水平等）及学校因素（专业、大学期间是否有班干部/学生会经历等），均会影响学生的自主学习能力。而数字教材以其多样化、个性化、定制化的优势，或可在一定程度上减少或改善部分个体、家庭因素的影响，为下一步医学教材的研究与发展提供方向。

2.4 强化技术支撑

2.4.1 注重技术结合应用“落地”

在医学数字教材的建设过程中，应充分利用云计算、大数据和人工智能等新技术，积极探索新技术在医学数字教材建设中的应用场景、模式及契合点，并注重技术结合后的真实可行性探究，让多种能推进数字教材发展的产品“落地”。例如：人卫社研发了为数字化教育和数字教材创作、使用赋能的人卫教学助手、人卫融合出版平台；可结合多终端应用平台的“超写实”虚拟化标准病人与医学虚拟仿真等，实现了教、学、练、考、评全流程管理与反馈，为医学教育注入了新的活力。

2.4.2 数据收集、处理技术

数据是数字化教育不可或缺的重要资源，也是数字教材的重要优势，对于推动数字化教育进程具有至关重要的作用。因此，数字教材的建设主体必须构建一个稳定、高效且统一的大数据管理平台，负责全面收集、安全存储、深入分析以及精准呈现各类教学数据，从而为教育数字化的实现提供坚实的技术支撑。例如：人卫社采用了国际通用的Experience API（xAPI）标准技术接口，实现了对海量医学教育教学数据的精细化管理和深入分析，以确保医学教学数据格式的统一性与兼容性，同时自主研发了医学大数据分析系统，通过精准的数据埋点技术，实现对不同学生行为数据的全面捕捉^[13]。该系统还借助先进的信息可视化工具，将原本复杂且多维度的学生行为数据以直观、易懂的方式呈现，从而帮助教师与学生更深入地理解和分析教学数据，提升教学质量与效果。

2.4.3 内容可拓展性与前沿性

鉴于医学知识的特点，在医学数字教材的建设过程中，应在技术上实现内容可更新、可拓展，使医学领域的最新研究成果和进展迅速纳入教材，从而保证教材内容的时效性和前沿性。此外，还应根据后台大数据反馈，针对学生学习中的痛点、难点进行针对性改进。

2.5 注重内容创新与服务创新

内容创新与服务创新是医学数字教材的生命线之一。以人卫社与重庆医科大学合作完成的“5+3”医学整合课程数字教材为例，该教材按照“以临床思维路径为导向、基础与临床全面融通”的临床医学教学新理念，全新设计“基于器官系统的整合课程”教学框架，构建了基础医学与临床医学全面融通、纵向整合、多学科交叉的医学整合课程体系，将传统的24门基础医学与临床医学课程，重构为12门器官系统整合式课程体系。其中，恰当地融入了三维模型、动画、视频、音频等多种资源共14 000余个，目前使用人数4 922人。教师和学生可通过人卫教学助手平台，随时随地地访问教材，不仅给学生的学习提供了更多的便利，也让教师能够对教学情况有更好的把握。

购买使用是数字教材服务的开始。教师依托人卫教学助手平台及功能，可根据教学需求与实际教学情况，基于数字教材一键式构建、发布教学资源、课程、习题。还可以根据教材需求模块化重组教材内容，灵活调整章节顺序，以适应不同的教学计划，促进了学生跨学科知识体系的形成和整体医学思维的建立。研究人员对使用该教材的学生进行调研，结果显示，超过75%的学生认为数字教材的使用比较简单，超过92%的学生认为数字教材能够促进和推动学习；以《人体概述》（第2版）为例，2022年月使用量1 087次，2023年月使用量1 208次，增长了11.13%，证明了该医学数字教材模式的可行性、有效性，师生的接受度和使用率也在逐步提升。

3 与数字化技术结合，坚持高质量出版

党的二十大报告明确提出了高质量发展作为全面建设社会主义现代化国家的首要任务，强调了加强教材建设和管理的重要性。开发高质量的数字教材，不仅是教育信息化发展的外部驱动，也是课程教学创新的内在要求^[14]。质量是教材的生命线，因此在医学数字教材建设过程中，将教材建设与教育教学改革相一致，坚持凡编必审，全面审核，严把政治关、学术关，确保数字教材内容准确、权威、完整。

人卫社数字教材在2013年启动建设时是新生事物，没有经验可循，在启动初期先制定基本标准。在编写会、田间管理、教材制作、教材运营过程中，不断探索模式、总结经验，通过大量高品质的内容和资源、系统化的知识体系、便利的学习管理功能、良好的用户体验，数字教材为创新医学教育模式和学习模式提供了强有力的保障。并将通过创作模式、出版流程、质控体系、应用创新等方面的实践探索，形成数字化环境下教材建设的规范和标准。不断规范选题申报、作者遴选、主编人会、编写会、定稿会、三审三校及出版发行等环节。医学数字教材的出版流程包括需求调研、规划设计、申报选题、编委遴选、编写培训会、团队编写、审校等流程（如图1所示）。

医学数字教材从内容编写、数字资源制作到技术开发，都必须高标准严要求。人卫社总结了多年医学数字教材出版探索经验，自主研发客户端，独创专利技术，保障内容呈现和内容安全，创新数字教材编写模式。经数次迭代，逐渐形成使用Office软件+人卫融合出版平台进行编写、制作的编写模式。编制阶段的整体原则是协同编写数字教材，采用适宜技术；形式为内容服务，内容为教学服务、为医学人才培养服务。采用常规的Office软件进行编写，降低了教师对于不同的特制编写软件的学习成本，提高整体的编写效率；人卫融合出版平台可在线编制数字资源、上传本地资源、制作思维导图、制作交互视频动画、审校富媒体内容等，将原本需要多个软件完成的编写、制作工作集于一身，大大简化了数字教材的编写制作过程。同时，数字教材基于标准XML存储，内容与形式分离，根据内容进行需求设计，呈现形式灵活、配套完整的图书内容数字化加工和存储规范及标准，实现了高质量出版。

4 数字教材的落地应用

数字教材应发挥自身优势并与院校管理系统直接对接，实现教学班级管理与分组分层教学，并结合院校软硬件实际，提供数字化教学支持，同时逐渐培养教师对医学数字教材的适应力、胜任力、创造力，从而协同教师、学生、出版单位共同构建新的医学教学生态，以推进医学教育的发展。

教材是为教学服务的，在数字学习环境、教育数字化战略实施推进中，教材必须融入数字化教学活动，与课程教学内容结合，与课程教学其他资源可根据学科知识图谱、教学设计、教学流程进行重组和按需应用。通过现代信息技术与教育教学的深度融合，提供互动、评价、考核、管理等服务，实现日常教学和对教学过程的评估与管理，推进我国医学教育的发展。

创新医学数字化教学模式和评价方式是人卫社一直践行的宗旨，人卫社采取自主研发的模式进行平台建设，完成了数字教材移动端App（安卓和iOS）、在线商城、运营及管理后台、在线编写平台、排版制作Word插件、视频审核工具、打包封装工具、审核客户端（Windows系统）等全流程的工具、系统和客户端。终于在医学数字化教育领域开创了自己独特的数字化课程教育体系——以数字教材为依托，基于教学助手平台，整合人卫社资源平台、中国医学教育题库平台、临床知识库、人卫慕课平台等多平台资源，构建课程建设。该体系将数字教材与教育教学有机结合起来，形成教师备课、课堂教学、学生学习、在线测试、教学反馈的闭环^[15]。

5 结束语

数字教材以其集成度高、互动性强、更新便捷、支撑教学等独特优势，成为当前院校教材建设的关注重点。医学数字教材正处于高速发展阶段，先进的教育理念对教育实践和学生的发展同样具有深远影响^[16]，故数字教材的升级与转型不应仅局限于教材形式，更需要与数字教学资源、数字教学工具和数字教学平台相结合，实现整体教学理念、教学方式的改革。此外，应积极倡导建立并参与数字教材出版联盟，共同探索与开展数字教材建设，推进数字教材的发展与标准化进程，整合优质教育资源，进而提高数字教材的出版质量，打造数字教材精品。

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