李婧歡，肖 遙，謝 朗

南方醫(yī)科大學(xué)：1.第二臨床醫(yī)學(xué)院， 廣州 510515；2.珠江醫(yī)院臨床技能中心；3.珠江醫(yī)院普通外科， 廣州 510282

醫(yī)學(xué)學(xué)科以學(xué)制長、任務(wù)重著稱，要求醫(yī)學(xué)生不僅要具備專業(yè)知識、實(shí)踐技能和臨床思維，還要有人文精神，而醫(yī)學(xué)人文教育所培養(yǎng)的正是醫(yī)學(xué)生的醫(yī)者仁心及處理醫(yī)患關(guān)系的能力。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)人文教育普遍存在課程枯燥乏味、課程形式老套、師資力量薄弱、未結(jié)合臨床實(shí)踐、教學(xué)評價考核方式單一等不足。人工智能(artificial intelligence，AI)屬于計算機(jī)科學(xué)中的一個分支，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和拓展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新技術(shù)科學(xué)，主要應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域、語言識別領(lǐng)域、圖像識別領(lǐng)域、自然語言處理及專家系統(tǒng)。AI的關(guān)鍵技術(shù)包括大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning，ML)、計算機(jī)視覺、自然語言處理、虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality，VR)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality，AR)等。AI的興起，對培養(yǎng)具有縝密醫(yī)學(xué)思維、高人文素養(yǎng)的醫(yī)學(xué)人才起了極大的正面作用，將其應(yīng)用于課程教學(xué)、臨床實(shí)踐、考核系統(tǒng)、教學(xué)評估及管理中，對解除當(dāng)前醫(yī)學(xué)人文教育困境、全面提升中國醫(yī)學(xué)人才質(zhì)量、改善緊張的醫(yī)患關(guān)系有著重要的意義。

1 AI應(yīng)用于醫(yī)學(xué)人文教育環(huán)境改革

AI技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)人文教育是指利用機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)教育的智能化。多重因素使得傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)人文教育環(huán)境不利于達(dá)到深入人心的教育效果：①高校側(cè)重以“自然科學(xué)”為主的教學(xué)，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)人文課程往往學(xué)時短或依附于醫(yī)學(xué)倫理學(xué)等課程講授，教師難以在短時間內(nèi)對學(xué)生進(jìn)行滲透式人文教育；②進(jìn)入臨床見習(xí)、實(shí)習(xí)階段的醫(yī)學(xué)生，由于醫(yī)學(xué)人文“床邊教學(xué)”不夠完備、系統(tǒng)，使其難以深入領(lǐng)會人文精神；③“醫(yī)療技術(shù)至上”這一固化觀念及超負(fù)荷的工作，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)生、醫(yī)師在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中容易忽視“人”[1]；④專業(yè)人文教育教師缺乏等。通過引入人工智能技術(shù)，協(xié)同互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，對推動中國醫(yī)學(xué)人文教育環(huán)境改革有著劃時代意義。

1.1 優(yōu)化教育資源供給，促進(jìn)人文理念滲透

醫(yī)學(xué)人文教育涉獵范圍極其廣泛，包括文學(xué)、哲學(xué)、法學(xué)、藝術(shù)、倫理學(xué)、語言學(xué)等學(xué)科知識，這些知識由于課堂時間短、師資力量不足等無法被靈活運(yùn)用到人文教學(xué)中。通過建立智能、創(chuàng)新、內(nèi)容豐富、與時俱進(jìn)的AI網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(如表1所示)，對海量知識進(jìn)行集成、分類，借助4G、5G[2]、WIFI等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，充分發(fā)揮AI大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等能力，從而服務(wù)于全時域、全空域、全受眾。

表1 基于AI的醫(yī)學(xué)人文教育資源平臺應(yīng)用舉例

1.2 改善師資隊伍，促進(jìn)智慧教學(xué)行為發(fā)生

目前，中國醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)人文教師隊伍主要以馬克思主義理論、哲學(xué)、心理學(xué)或醫(yī)學(xué)學(xué)科背景組成，導(dǎo)致授課教師在課堂討論學(xué)習(xí)中不能及時捕捉到醫(yī)學(xué)專業(yè)知識與人文知識的融合點(diǎn)[3]。臨床專業(yè)教師其臨床專業(yè)素養(yǎng)良好，但往往注重臨床案例的講解而沒有側(cè)重人文理念。教師的科研、臨床任務(wù)繁重，優(yōu)秀的人文教育師資隊伍在短時間內(nèi)難以大量培養(yǎng)。而基于外部條件和個體經(jīng)歷的限制，教師往往很難做到因材施教。

AI時代，教師的角色將發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，AI幫助教師從機(jī)械的知識傳授和繁雜的教學(xué)行政事務(wù)中解脫出來[4]，使教師的育人角色變得越來越重要，趨向“AI+教師”的協(xié)作教學(xué)[5]。教師不再是課堂的唯一主講人，AI將充當(dāng)助教，讓教師有更多的時間承擔(dān)人文情感、醫(yī)患相處態(tài)度、職業(yè)觀、價值觀等軟知識的指導(dǎo)。AI依據(jù)其具有社交互動性、情境敏感性、連通性或個性化的智能設(shè)備逐步向可以與學(xué)習(xí)者、教師形成“人機(jī)學(xué)習(xí)共生體”[6]的方向發(fā)展，成為學(xué)習(xí)主體，加入培養(yǎng)學(xué)習(xí)者高階思維能力的角色中。賦予AI人文要素之后，人機(jī)共生體通過互教互學(xué)的方式，共同發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、創(chuàng)造知識，彰顯人機(jī)共教價值。

1.3 促進(jìn)教育公平，達(dá)成集體建構(gòu)的醫(yī)學(xué)人文共識

AI的應(yīng)用促進(jìn)人人獲得優(yōu)質(zhì)、公平的醫(yī)學(xué)人文教育的機(jī)遇，優(yōu)質(zhì)的醫(yī)學(xué)教育資源迅速、高效、低成本地輻射到邊遠(yuǎn)地區(qū)，進(jìn)一步增加優(yōu)質(zhì)資源的普適性。在信息和AI技術(shù)支撐下，大量個體就統(tǒng)一內(nèi)容展開有效學(xué)習(xí)所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果倍增的形態(tài)即為群體智能[7]。而集體建構(gòu)是指各個學(xué)習(xí)中心將自己的智慧奉獻(xiàn)出來，在比較整合的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入地對話交流，以此產(chǎn)生智慧間的聯(lián)結(jié)，形成新的學(xué)習(xí)內(nèi)容認(rèn)知結(jié)構(gòu)[8]。這種共識的達(dá)成實(shí)際上體現(xiàn)了對個體差異的充分尊重。隨著共識的達(dá)成，學(xué)習(xí)也將逐步深入，其間的問題也會吸引師生展開更復(fù)雜的探索，如：很多醫(yī)學(xué)人文案例難以擁有標(biāo)準(zhǔn)化、模式化的解決方案，不同場景下不同人采取的不同措施都有可能導(dǎo)致不同的結(jié)果。AI感知技術(shù)能探測社會性互動中的認(rèn)知及情感分歧，并適時給予引導(dǎo)，從而營造良好的“社群互動”學(xué)習(xí)氛圍[9]，只有在尊重差異的基礎(chǔ)上，相互學(xué)習(xí)、彼此傾聽才能實(shí)現(xiàn)人文教育的融通，才能促進(jìn)教育公平的實(shí)現(xiàn)。

2 AI應(yīng)用于醫(yī)學(xué)人文教育方式變革

當(dāng)前，醫(yī)學(xué)人文教育面臨著教學(xué)模式單一、考核評價刻板、教育管理低效等問題，而AI技術(shù)推動著醫(yī)學(xué)人文教育的系統(tǒng)性變革，能從教、學(xué)、考、評等應(yīng)用場景全面改善醫(yī)學(xué)人文教育方式。

2.1 智能教學(xué)平臺實(shí)現(xiàn)教學(xué)路徑多樣化

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)人文教學(xué)模式多呈現(xiàn)為“教材—教師—學(xué)生”的單線程模式，學(xué)生在醫(yī)學(xué)人文學(xué)習(xí)中，未能發(fā)揮其主觀能動性，缺少主動思考反饋，知識并沒有充分內(nèi)化。AI則助力于開創(chuàng)醫(yī)學(xué)教育的新模式，以大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程(massive open online course，MOOC)、翻轉(zhuǎn)課堂、微課堂等方式介入醫(yī)學(xué)人文教育，更好地將以問題為導(dǎo)向(problem-based learning，PBL)、團(tuán)隊為導(dǎo)向(team-based learning，TBL)、臨床病例為導(dǎo)向(case-based Learning，CBL)的教學(xué)方法[10-12]運(yùn)用到教學(xué)場景中。教師借助AI進(jìn)行混合式教學(xué)，使學(xué)生化被動為主動，可以極大地提高醫(yī)學(xué)人文教育質(zhì)量。

MOOC是指具有精細(xì)設(shè)計的高質(zhì)量的課程內(nèi)容、短視頻設(shè)計、大規(guī)模學(xué)習(xí)者參與討論等特征的網(wǎng)絡(luò)課程，其具備網(wǎng)絡(luò)化、開放化、個性化等特點(diǎn)[13]。如圖1所示，MOOC以動畫案例再現(xiàn)、討論、精品課堂等多種方式，打造個性定制、逼真豐富、內(nèi)容組織合理、學(xué)習(xí)問題提示恰當(dāng)、評價反饋及時的學(xué)習(xí)環(huán)境。教師通過將教材內(nèi)容提煉成一個個知識點(diǎn)，設(shè)置醫(yī)療糾紛場景，引入典型醫(yī)患糾紛案例，使學(xué)生在MOOC平臺實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊協(xié)作，促進(jìn)以問題、團(tuán)隊、病例為導(dǎo)向的教學(xué)改革[14]，促使學(xué)生以興趣為驅(qū)動力，進(jìn)行探索式自主學(xué)習(xí)，從而推動學(xué)習(xí)路徑變革[15]。

圖1 MOOC多向教學(xué)路徑

2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)推進(jìn)教學(xué)個性化

對于學(xué)生而言，AI有助于鑒別診斷學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)水平、知識結(jié)構(gòu)及認(rèn)知風(fēng)格等，可以為學(xué)習(xí)者提供學(xué)業(yè)水平發(fā)展報告，提出新穎獨(dú)特的個性化學(xué)習(xí)路徑，提升學(xué)習(xí)者的自我反思、自我監(jiān)控和自我調(diào)節(jié)的認(rèn)知水平，進(jìn)而鼓勵學(xué)習(xí)者做出積極選擇，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的學(xué)習(xí)價值創(chuàng)造。如記錄學(xué)生試題中的常見錯誤、群體易錯的人文案例分析、高頻資源檢索內(nèi)容等，對學(xué)習(xí)者進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、全面的“畫像”，進(jìn)而為其推薦相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。

對于教師而言，自動備課系統(tǒng)能夠根據(jù)教師的教學(xué)風(fēng)格、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生特征等，在比較大量同一教學(xué)主題設(shè)計方案優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提供合適的教學(xué)方案，在減輕教師工作負(fù)擔(dān)的同時提供針對性學(xué)習(xí)干預(yù)指導(dǎo)[15]，做到高效的“因材施教”。

此外，教育大數(shù)據(jù)是人工智能技術(shù)有效應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提，利用AI可以在校際、地區(qū)、國家和全球等范圍收集、分析醫(yī)學(xué)人文教育數(shù)據(jù)，引入“因地制宜”的地方代表性人文案例，進(jìn)一步達(dá)成個性化的醫(yī)學(xué)人文教學(xué)目的，從而使不同教育個體獲得切實(shí)的智能學(xué)習(xí)體驗。需要強(qiáng)調(diào)的是，要防止出現(xiàn)AI算法推薦、集成過程中的“信息窄化”[16]，精準(zhǔn)推薦內(nèi)容及協(xié)同過濾算法使得用戶收到的信息具有極大的相關(guān)性及相似性，易形成極端個性化的個人主頁，不利于用戶對問題進(jìn)行發(fā)散思考。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)人機(jī)協(xié)作、平臺自律，讓人作為信息的“把關(guān)人”，改進(jìn)算法技術(shù)，削弱算法造成的極端個性化。

2.3 智能虛實(shí)結(jié)合促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)場景化

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)人文實(shí)踐教育受患者、場地的限制，醫(yī)學(xué)生難以通過反復(fù)與患者交流進(jìn)行深入系統(tǒng)的學(xué)習(xí)；帶教教師多關(guān)注于鍛煉學(xué)生診斷疾病及使用專業(yè)技術(shù)的能力，加之大量的臨床工作，教師對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)常常缺乏系統(tǒng)、全面的指導(dǎo)，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)人文教育常浮于理論知識層面。人工智能時代的醫(yī)學(xué)人文教育則可以通過搭建AI支持的人文實(shí)踐場景，促進(jìn)學(xué)生更合理地運(yùn)用人文關(guān)懷。

AI在虛擬病人系統(tǒng)(virtual patient system，VPs)中的應(yīng)用能很好地解決模擬場景搭建面臨的硬件設(shè)施昂貴、標(biāo)準(zhǔn)化病人(standardized patients，SP)成本較高等困境。國內(nèi)外已經(jīng)有大量VPs應(yīng)用于手術(shù)模擬操作系統(tǒng)、輔助診療的實(shí)例，如DxR Clinician虛擬患者系統(tǒng)[17]、沃森(Watson)系統(tǒng)[18]、醫(yī)學(xué)教育機(jī)器人[19]等，但具有醫(yī)學(xué)人文和社會學(xué)意義的人工智能才是終極[20]。合理利用AI打造的“AI+虛擬現(xiàn)實(shí)仿真”將打破“AI不能表達(dá)同理心”的內(nèi)在限制[21]，在中國醫(yī)學(xué)人文教育中展現(xiàn)出非凡的應(yīng)用效果。

人工智能虛擬咨詢應(yīng)用(virtual counseling app- lication using artificial intelligence，VCAAI)是一個應(yīng)用AI進(jìn)行護(hù)理教育溝通技能培訓(xùn)的虛擬咨詢應(yīng)用程序[22](如圖2所示)，其搭載了強(qiáng)大的AI虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人學(xué)習(xí)技術(shù)，具備SP的人類特征，可視化成一個3D頭像形式模仿人類對話(包括語言和非語言)。學(xué)生可以通過基于真實(shí)的臨床病例與虛擬病人(virtual patient，VP)進(jìn)行側(cè)重于溝通方面的互動。學(xué)生完成語音識別訓(xùn)練后，系統(tǒng)以第一人稱的視角展示患者頭像和特征輪廓，以及一系列與VP互動的潛在問題。學(xué)生在溝通技巧方面的表現(xiàn)、態(tài)度和自我效能感將以自填問卷的方式進(jìn)行測量，AI整合學(xué)生的經(jīng)驗和反饋，結(jié)合用戶評論納入VCAAI，以此進(jìn)一步完善和優(yōu)化用戶體驗。

圖2 VCAAI主要的AI技術(shù)支持及功能

臨床技能中心根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，提供教學(xué)所需的模擬設(shè)施和模擬人，并創(chuàng)建具有臨床真實(shí)病例特點(diǎn)的醫(yī)學(xué)模擬場景，讓學(xué)生置身于如同真實(shí)的醫(yī)療環(huán)境，解決醫(yī)患溝通問題。模擬實(shí)踐場景具有不受患者時間、病種影響，可模擬罕見、兇險危急重癥患者的救治；可反復(fù)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練等優(yōu)勢[23]。結(jié)合AI評分、分析技術(shù)，利用VR等技術(shù)構(gòu)造虛擬醫(yī)療環(huán)境，搭配相關(guān)AI電子傳感設(shè)備，應(yīng)用SP、VP、同伴角色扮演(peer role play，RP)，能更好地培養(yǎng)學(xué)生對患者的同理心，降低模擬教育的成本，緩解醫(yī)學(xué)教育資源緊缺狀況[24]。

人文素質(zhì)的培養(yǎng)需要參與式和經(jīng)驗式的溝通技能訓(xùn)練，使用VPs不但能幫助學(xué)生發(fā)展臨床推理、患者溝通、病史記錄、體格檢查和診斷技能，還可以節(jié)省培養(yǎng)一個高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化病人所花費(fèi)的人力物力，也避免了標(biāo)準(zhǔn)化病人產(chǎn)生焦慮、疲勞、身體不適等情況[25]。VPs可通過游戲化的方式[26]，設(shè)置不同的人文場景，根據(jù)不同的操作賦予不同得分、獎勵，如在場景中選擇了“共情”的選項，則可能獲得更完整和準(zhǔn)確的患者病史[27-28]。

Kononowicz A A等[29]的研究顯示，與傳統(tǒng)教育相比，VPs可以更有效地提高學(xué)生的臨床推理、程序技能以及團(tuán)隊合作技能，VPs在全球具有適用性，學(xué)生將可以無限制地訪問系統(tǒng)，解決了醫(yī)學(xué)人文場景搭建資源短缺的問題，節(jié)省了SP培訓(xùn)時間及模擬設(shè)施的昂貴成本，為教師分擔(dān)了臨床人文教學(xué)壓力。同時，醫(yī)學(xué)教育工作者需要認(rèn)識到，VPs并不能替代床邊教學(xué)，使用VPs的過程中可能會出現(xiàn)AI理解不了使用者的邏輯思路，導(dǎo)致回答出現(xiàn)偏差，由于文化、語言的差異，VPs在開發(fā)上還要做出很大努力，需要不斷更新語庫及邏輯程序并配備優(yōu)良的硬件設(shè)備，以符合AI時代多樣化多元化特性。

2.4 智能考核評估系統(tǒng)保障測評方式科學(xué)化

AI可自動采集學(xué)生在人文課程學(xué)習(xí)過程中的行為特征，記錄并整合其瀏覽課程、完成測試、參與討論等方面數(shù)據(jù)，導(dǎo)出結(jié)果分析、匯總成績，改變了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)評價重結(jié)果、輕過程，重群體、輕個性的局限[8]。

多種評價和反饋方式的綜合評價成為AI評價的核心能力。例如，模擬醫(yī)學(xué)人文教育中常用于評估學(xué)生具體行為并量化其溝通交流能力的方法包括評估臨床倫理技能(assessing clinical ethics skills，ACES)工具[30]、臨床表現(xiàn)考試(clinical performance examina- tion，CPX)、醫(yī)患互動(patient-physician interaction，PPI)分?jǐn)?shù)[31]等。

結(jié)合模擬設(shè)施、SP、VPs及考核評估工具，無論是理論考試的答題情況還是臨床操作解決人文場景困境的能力，AI都可以進(jìn)行綜合的、多角度的整合分析。分析結(jié)果不但能促使學(xué)生“自行糾錯”、加強(qiáng)鞏固知識，使教師針對學(xué)生特性進(jìn)行個性化教學(xué)、對教學(xué)行為和教學(xué)效果更有把握，還能推動教務(wù)部門督促教師進(jìn)行課程改革，不斷提升醫(yī)學(xué)人文課程的教學(xué)成效[32]。

醫(yī)學(xué)人文教育結(jié)合AI的應(yīng)用同樣需要保障倫理可行性，對于結(jié)合真實(shí)病例教學(xué)的AI產(chǎn)品必須充分保障患者、學(xué)習(xí)者及教師隱私，需要對大量的反饋信息進(jìn)行加密管理，避免陷入復(fù)雜的倫理糾紛[33]；應(yīng)用AI必須明確以學(xué)習(xí)者為中心而不應(yīng)該局限在AI技術(shù)本身，尊重學(xué)習(xí)者和教師的自主性，促使其自主內(nèi)化知識、發(fā)現(xiàn)知識。唯有正確認(rèn)知AI與學(xué)生、教師之間相互聯(lián)系、不可分割的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)人文教育智慧生態(tài)圈的構(gòu)建。

3 結(jié)束語

AI在醫(yī)學(xué)人文教育中，無論是教學(xué)還是考核評估管理上都有著廣闊的發(fā)展空間，其以獨(dú)特的優(yōu)勢(即快速大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力、對復(fù)雜輸入輸出關(guān)系的超強(qiáng)聯(lián)合能力)改善了醫(yī)學(xué)人文的教育環(huán)境，促進(jìn)了個性化教育及高級智慧教學(xué)行為的發(fā)生。在未來的醫(yī)學(xué)人文教育場景中，學(xué)生將利用AI教育平臺、智能設(shè)備在虛實(shí)融合的環(huán)境中互動學(xué)習(xí)；教師將利用智能終端進(jìn)行醫(yī)學(xué)人文教育的過程評估；教學(xué)管理者可在大數(shù)據(jù)和智能化基礎(chǔ)上創(chuàng)新管理模式[34]；AI工程師可將用戶反饋用于進(jìn)一步的研究開發(fā)。

然而，AI在醫(yī)學(xué)人文教育應(yīng)用上還面臨著許多挑戰(zhàn)，包括但不限于：①各級政府和教育機(jī)構(gòu)需要積極推進(jìn)AI教育計劃，高校對AI的應(yīng)用探索需要更加深入[35]；②中國現(xiàn)有的“AI+醫(yī)學(xué)人文教育”多以理論探討為主，實(shí)踐應(yīng)用研究較少，目前研發(fā)的AI產(chǎn)品費(fèi)用較高，教學(xué)模式單一，仍需更大程度地結(jié)合不同教育場景；③中國大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校教師尚未充分運(yùn)用AI技術(shù)來改革教育，面對紛雜的AI技術(shù)，醫(yī)學(xué)工作者結(jié)合實(shí)際情況針對性選擇合適學(xué)習(xí)平臺的能力欠佳；④不同醫(yī)學(xué)人文教育系統(tǒng)、平臺間數(shù)據(jù)開放及共享程度低，制約著醫(yī)學(xué)人文教育中AI技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用；⑤利用AI的過程中，對于AI模型做出決策時難以考慮到倫理問題，數(shù)據(jù)隱私安全等問題的探討不夠深入，對敬畏生命、醫(yī)德及職業(yè)操守理念的強(qiáng)調(diào)不夠重視。總之，基于大數(shù)據(jù)的AI在人文教育的應(yīng)用需要滲透在醫(yī)學(xué)教育的全過程中，未來的AI技術(shù)將成為醫(yī)學(xué)人文教育領(lǐng)域不可或缺的一部分。