网络视角下医工融合专业KAQ建模研究

张兰华 马 敏 韩忠东 侯会美

1.山东第一医科大学(山东省医学科学院)医学信息工程学院 山东泰安 271016

2.山东第一医科大学(山东省医学科学院)教务处 山东泰安 271016

作为新兴的交叉融合专业，无论是人才培养方案、课程改革还是专业发展，医工融合专业都需要一段很长的历程才可能稳定下来；同样，无论是理论研究还是教育实践，医工融合专业都需要接受社会考验、市场评价等才可以下结论，而且这些考验和评价的指标和方法是有时间性、空间性、主观性和客观性特征的，同时也是动态变化的。

医学信息工程专业是医工融合类专业之一，也是近年来各高校积极争取建设的热点专业。作为处于发展历程中的医学信息工程专业，无论路途和变化如何，最直观的专业指标是学生培养质量的表现和度量。建设医学信息工程专业是符合社会发展需求的。在此基础上，只有抓住学生培养的质量因素，培养符合社会需求的合格的专业毕业生才是有保障和前景的。

从学生培养的角度出发，以学生为中心，探讨了医学信息工程专业学生的人才培养理论和方法，为本专业和相关专业的理论研究和实践探索提供参考。

1 医工融合专业研究现状

在国外，各高校和机构对医工融合专业的开设和研究多集中于医学信息学和生物信息学，特别是生物信息学领域，专业建设和发展层次较高；而在医学信息学领域，更多集中于临床以及医疗工程的研究和应用。随着学科的交叉和整合，医学信息工程作为独立的专业开展了大量的研究和实践[1]。

在国内，医工融合专业特别是医学信息工程专业多来源于药学学科、电子信息学等学科，有的来源于信息管理或图书情报学，也有的来源于计算机科学或生物医学工程，但无论来源于哪里，医学信息工程专业的建设必须以医学为基础，同时离不开电子信息技术和计算机技术，还需要具有一定的药学和生物学基础。

相比于其它医工融合专业，医学信息工程专业是组成结构中的主干学科，其专业的理论和实践研究在人才培养、课程体系、教学方法、学科发展和学生培养等各个方面都相对较少，但不同声音的探索随着专业的建设越来越丰富。在人才培养模式、课程体系改革、人才引进、教育发展战略等方面都有了相关的研究发表[2-5]。

2 网络视角分析

网络是图论中的专业术语，是由节点和连边两个基本成分组成的一个整体，描述了众多节点之间的相互关系。由网络描述的实际问题形成了现实网络模型[6]。

网络节点的个数是由研究对象容量决定的，同时也是网络复杂度的决定因素；网络连边的定义基本上有两类：一类分有向或无向，一类分大小。有向表示节点对之间的关系不对等，无向表示对等；而大小表示不同节点对之间关系的权重比例。

基于KAQ三者之间的关系以及各自组成因素之间的关系，利用网络描述和建模KAQ之间的关系是可行的[7]。利用网络既可以将KAQ看作一个整体，又可以描述和表达它们之间复杂的相互关系；同时通过建立KAQ网络模型，可以直接利用网络的技术、特点以及具有的理论和成果分析KAQ本身的关系，为制订合理的学生培养方案提供理论依据和保障。

3 网络视角下医学信息工程专业的KAQ建模

由于医学信息工程专业属于工科专业，学生毕业以后获得工学学位，参考全国工程教育专业认证的考试，在医学信息工程专业人才培养方案的培养要求中，对于本专业学生培养涉及的科学和学术领域、专业能力领域、行业与社会领域以及职业素养领域方面的知识、能力和素质均有所规定，对医学信息工程专业学生的KAQ因素设计即基于此。

为了满足以上培养要求，培养方案中的知识通过主干学科和核心课程进行设计。医学信息工程专业主干学科主要由生物医学工程、计算机科学与技术、电子信息科学与技术和医学等学科组成，核心课程围绕主干学科和培养目标以及培养要求设置15门左右的专业必修课程、30门左右的专业选修课程、15门左右的通识必修和选修课程以及30门左右的实践创新必修和选修课程。

通过对以往文献的研究和总结[2,7]，知识主要是人们对客观事物的一种主观反映，反映事物的固有属性或内在联系，从分类形式上大体分为科学知识和人文知识；能力往往是指人们完成某一活动所具有的本领或方法，其中涉及完成活动时所具有的个体心理、使用的方法等；素质更多是指人们内在的人本身的基本要素或各种属性，这种属性在人们完成具体活动时通过达到的质量或水准进行体现或表达，就此而言，人的素质通常由自然素质、社会素质和专业素质3个层次组成。

根据对KAQ的定义和理解，将医学信息工程专业学生的KAQ因素具体化，知识围绕课程设计展开，能力和素质围绕培养目标和培养要求设计展开。根据调研结果，与学生KAQ相关的因素分为多个主客观层次，但每个层次中的因素都可能与KAQ相关。因此，根据调研结果，选取与医学信息工程专业相关的所有因素：包括性别、年龄、环境、课程等客观素质，也包括兴趣、教学方法等主观因素，还包括教师、家庭等相关因素，同时也考虑KAQ相互之间的因素。

将如此复杂的各种因素放在一起，利用网络模型的适用性进行建模。首先，选取各个因素作为网络的节点，然后因素与因素之间的关系作为连边，建立KAQ网络模型；其次，根据图论对网络的研究方法及拓扑属性的计算，可得到KAQ网络的特征；最后，可以利用模型的特点反馈KAQ的建设与实施。如果因素之间是对等的，可以建立无向网络；如果相互关系不同，可设定权值建立有向网络和权重网络。同样可以利用网络研究的方法回馈KAQ的研究，还可以探索利用网络本身的特性调整KAQ模型，为KAQ的设置与实施提供理论方法。

利用KAQ网络模型，可以得到知识、能力和素质个体因素在整个培养体系中的特征，也可以得到整个网络在学生培养中的特征；既可以分析单个因素，也可以分析区域因素，还可以分析整体因素；围绕网络特征值，可以分析KAQ组成因素之间的关系以及任何因素的变化对其他的影响，也可以根据网络特征值调整KAQ设计和实施过程中的具体因素。总之，利用KAQ网络模型可以对医学信息工程专业培养过程中的所有因素和条件进行判断、调整和应用。

4 结语

对于任何学科的新上专业，学生的培养质量是专业存在和发展的硬道理，学生培养质量的度量途径有很多，量化的方式也有很多，除了漫长的实践证明，有效的理论研究也可以为实践的开展提供指导和依据。

KAQ是体现学生培养质量的一种量化途径[2,7]，也是一种度量学生能力的方式；它既综合考虑了学生培养质量的要求，也指明了学生培养的具体方向和指标。鉴于KAQ在医学信息工程专业涉及的复杂因素，提出了网络视角下医学信息工程专业学生KAQ的建模，借用网络模型开展对专业培养的探索，利用网络对复杂关系的研究开展专业培养的理论研究，为医工融合类专业学生的培养提供了一条新思路。

当然，任何理论研究和新的研究方法都需要实践的证明才更有说服力，特别是对于主观课题或不可以量化的理论与实践，需要经过多方面的、长久的实验和验证。未来会在理论研究的基础上持续开展后续探索，将根据更多的调研数据结果和实践结果开展研究。