李?yuàn)檴? 劉登攀
摘要:人工智能賦能醫(yī)學(xué)教育教學(xué)改革創(chuàng)新,在支持理論課堂、輔助實(shí)踐課堂、評(píng)價(jià)教學(xué)效果等方面提供了技術(shù)支撐,但其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域涉及人力、技術(shù)設(shè)備、數(shù)據(jù)等元素,在數(shù)據(jù)安全、認(rèn)知和實(shí)踐,以及教育公平等方面仍存在一定挑戰(zhàn)。因此,在醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用人工智能技術(shù)要提升認(rèn)知水平和能力,完善監(jiān)管體系,保障數(shù)據(jù)安全,探索醫(yī)學(xué)教育+智慧教育發(fā)展的穩(wěn)健機(jī)制。
關(guān)鍵詞:人工智能技術(shù);醫(yī)學(xué)教育
引言
近年來(lái),人工智能技術(shù)快速進(jìn)步和發(fā)展,在經(jīng)濟(jì)、教育、醫(yī)療、交通、新聞等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,逐步改變著人們的思維方式和生活方式。2020年9月,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于加快醫(yī)學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》[1]指出,要強(qiáng)化現(xiàn)代信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的深度融合,探索智能醫(yī)學(xué)教育新形態(tài)。在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域,人工智能技術(shù)逐漸被引進(jìn)并運(yùn)用于多個(gè)教學(xué)場(chǎng)景,發(fā)揮著重大作用,主要表現(xiàn)為可以豐富醫(yī)學(xué)教育方式,多元化教學(xué)實(shí)踐手段,平衡教育資源分配,推動(dòng)醫(yī)學(xué)教育改革,提升醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。但是,人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用也面對(duì)著眾多挑戰(zhàn)和問(wèn)題。教師和學(xué)生需要利用好、適應(yīng)好智能化教學(xué)場(chǎng)景,避免學(xué)生依賴人工智能,不利于提升臨床診斷能力。因此,有必要針對(duì)問(wèn)題提出應(yīng)對(duì)策略,為人工智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域提供理論和實(shí)踐借鑒。
1. 人工智能技術(shù)與醫(yī)學(xué)教育
1956年,約翰·麥卡錫首次提出了“AI(artificial intelligence)”這一概念,標(biāo)志著人工智能的正式誕生[2]。人工智能技術(shù)依托計(jì)算機(jī)技術(shù),是拓展延伸人的智能的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用的統(tǒng)一體。近年來(lái),隨著信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的不斷發(fā)展,人工智能等技術(shù)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)得到了空前的發(fā)展與應(yīng)用,為人們?cè)诙鄠€(gè)工作和生活場(chǎng)景提供更為豐富的選擇。
人工智能技術(shù)進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域可追溯到英國(guó)利茲大學(xué)研發(fā)的AAPHelp人工智能系統(tǒng),此系統(tǒng)用于腹部劇痛的輔助診斷以及手術(shù)的相關(guān)需求[3]。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的更新,人工智能技術(shù)在輔助診斷、手術(shù)治療、均衡衛(wèi)生資源等醫(yī)療領(lǐng)域扮演著重要的角色。人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的嘗試應(yīng)用可追溯到IBM在1958年推出的第一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)[4],經(jīng)過(guò)不斷完善到目前各個(gè)學(xué)科的教育教學(xué)中均有應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了“人工智能+”和“+人工智能”與不同學(xué)科的交叉和融合。為推動(dòng)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略和“新醫(yī)科”建設(shè),貫徹“以人民為中心”發(fā)展理念,回應(yīng)社會(huì)醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療服務(wù)的需要,提升高等醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)素質(zhì)成為當(dāng)務(wù)之急。醫(yī)學(xué)教育要擔(dān)當(dāng)起為黨為國(guó)為民育才的重大使命,推動(dòng)人工智能技術(shù)成為醫(yī)學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展的技術(shù)支撐,是現(xiàn)代信息技術(shù)賦能醫(yī)學(xué)教育的必然選擇,是我國(guó)新醫(yī)科建設(shè)和發(fā)展的重要保證。
2. 人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用
2.1 理論課堂支持
醫(yī)學(xué)教育的質(zhì)量關(guān)乎全民健康保障和服務(wù)的水平。在黨和國(guó)家各類政策方針的指引下,我國(guó)醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域培養(yǎng)出大量的醫(yī)學(xué)專業(yè)人才,為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提供了有力支持。我國(guó)醫(yī)學(xué)教育分為??漆t(yī)學(xué)教育、本科醫(yī)學(xué)教育、研究生醫(yī)學(xué)教育和繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育。醫(yī)學(xué)的學(xué)習(xí)不同于文科、理科、工科等其他學(xué)科,其學(xué)習(xí)內(nèi)容復(fù)雜且難度高的特點(diǎn)對(duì)醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有較高要求。因此,學(xué)制長(zhǎng)、學(xué)習(xí)任務(wù)重是學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)的基本特征,大量的學(xué)習(xí)內(nèi)容需要醫(yī)學(xué)生在理論課堂上獲取并吸收。而正是因?yàn)閷W(xué)習(xí)內(nèi)容多且復(fù)雜的現(xiàn)狀導(dǎo)致教學(xué)效果并不理想,出現(xiàn)學(xué)生體驗(yàn)感較差,對(duì)基本的理論學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒等狀況。
人工智能技術(shù)作為一種新型課堂教學(xué)工具在理論和實(shí)踐支持方面的優(yōu)勢(shì),會(huì)對(duì)理論課堂的教學(xué)效率帶來(lái)明顯的提升。具體應(yīng)用表現(xiàn)為,為改變文字多且說(shuō)服力匱乏等問(wèn)題,現(xiàn)有醫(yī)學(xué)教材中配備AR功能,直接掃碼便可利用三維模型更加直觀地了解課本內(nèi)容。課本以外的理論知識(shí)可以通過(guò)線上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)擴(kuò)展,扭轉(zhuǎn)“學(xué)生聽(tīng)不懂,老師講不完”等困境,還可以通過(guò)媒介平臺(tái),開(kāi)展虛擬的病例式教學(xué),豐富醫(yī)學(xué)生臨床經(jīng)驗(yàn),大大提高了課堂教學(xué)實(shí)效性。
2.2 實(shí)踐課堂輔助
醫(yī)學(xué)的學(xué)習(xí)除理論內(nèi)容復(fù)雜多樣外,臨床的實(shí)踐也是醫(yī)學(xué)的一大特征,熟練掌握操作技能是醫(yī)學(xué)生進(jìn)入臨床的基本要求。我國(guó)醫(yī)科院校歷經(jīng)了從最早使用繪制掛圖到幻燈、電影、電視、VCD和CAI、教學(xué)網(wǎng)站的制作[5]等過(guò)程,而新時(shí)代對(duì)于大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的運(yùn)用,使醫(yī)學(xué)教育的實(shí)踐課堂工具日漸豐富。
當(dāng)前階段,我國(guó)人民生活質(zhì)量不斷提升,對(duì)美好生活的向往和需求不斷增長(zhǎng),同樣對(duì)于高水平醫(yī)學(xué)人才和良好的衛(wèi)生服務(wù)需求逐步提升。為此,各高校和醫(yī)療系統(tǒng)著力更新醫(yī)學(xué)教育理念,改善醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)模式和結(jié)構(gòu),解決以往醫(yī)學(xué)教育實(shí)踐中的矛盾,提高醫(yī)學(xué)生在態(tài)度、知識(shí)和技能等方面的能力,加強(qiáng)臨床教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的建設(shè),實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)教育與臨床實(shí)踐的深度融合,探索和創(chuàng)新“臨床醫(yī)學(xué)+X”模式,引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。具體包括基于人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司“Waston”系統(tǒng)、“虛擬病人學(xué)習(xí)系統(tǒng)”、增強(qiáng)型眾包輔導(dǎo)平臺(tái)“Brainly”、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)機(jī)器“Hanover”、百度靈醫(yī)系統(tǒng)、阿里健康“Doctor You”的臨床醫(yī)師能力訓(xùn)練平臺(tái)等,改變了傳統(tǒng)的單一實(shí)踐方式,幫助醫(yī)學(xué)生進(jìn)行沉浸式虛擬學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)其臨床使用和分析的判斷和動(dòng)手能力,為臨床精準(zhǔn)醫(yī)療提供了基本保證。
2.3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)
《教育部辦公廳等四部門關(guān)于開(kāi)展高水平公共衛(wèi)生學(xué)院建設(shè)的通知》[6]中強(qiáng)調(diào),高等醫(yī)學(xué)院校要深入推進(jìn)新醫(yī)科建設(shè)。新醫(yī)科建設(shè)和推進(jìn)是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教育改革創(chuàng)新成果的重要工具。近年來(lái),人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)步和成就,“人工智能 + 醫(yī)學(xué)”新醫(yī)科人才培養(yǎng)新模式逐漸完善,輸出了更多高水平醫(yī)學(xué)人才。人才培養(yǎng)的質(zhì)量是對(duì)教師授課質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的直接體現(xiàn),因此,基于人工智能技術(shù)的評(píng)價(jià)體系是對(duì)“人工智能+醫(yī)學(xué)”培養(yǎng)模式質(zhì)量的檢驗(yàn),特別是落實(shí)在教師授課質(zhì)量和效果的評(píng)價(jià)技術(shù)、考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)技術(shù)兩個(gè)方面。
針對(duì)教師授課質(zhì)量和效果的評(píng)價(jià)體系,結(jié)合醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的理論性和應(yīng)用性,讓學(xué)生從不同維度提出對(duì)教學(xué)的意見(jiàn)和建議,教師可以及時(shí)在線或面對(duì)面反饋疑難問(wèn)題,拉近教師和學(xué)生的距離,提高教學(xué)的效率和質(zhì)量?;谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)體系則表現(xiàn)出多元性和分層性的突出特征,針對(duì)不同專業(yè)和學(xué)習(xí)能力不同的醫(yī)學(xué)生采用更科學(xué)化的評(píng)價(jià)方式,因材施教的教學(xué)和因人而異的考核相結(jié)合,注重過(guò)程性考核,將醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)、實(shí)踐技能、科研競(jìng)賽等不同內(nèi)容,全方位全過(guò)程納入考核元素,為培養(yǎng)理論和應(yīng)用兼具的醫(yī)學(xué)人才提供了有力支持,為醫(yī)學(xué)教育內(nèi)涵式發(fā)展和改革提供了深厚力量。
3. 人工智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育中的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略
3.1 人工智能技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)薄弱,相關(guān)群體須提升認(rèn)知水平和能力
隨著人工智能技術(shù)大范圍深層次的應(yīng)用,醫(yī)學(xué)教育理念、教育模式不斷變革創(chuàng)新,人工智能在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中發(fā)揮著獨(dú)特的魅力和重要的作用。但“人工智能+醫(yī)學(xué)教育”仍面臨諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題,表現(xiàn)在醫(yī)學(xué)院校對(duì)于人工智能技術(shù)的相關(guān)宣傳較少;較少有高校專門開(kāi)設(shè)“人工智能技術(shù)”基礎(chǔ)理論和應(yīng)用的課程;教師隊(duì)伍對(duì)人工智能技術(shù)的認(rèn)知和應(yīng)用匱乏,對(duì)于教學(xué)工具硬件和軟件設(shè)備不能熟練應(yīng)用;教學(xué)內(nèi)容、案例和情境更新不及時(shí)等因素造成人工智能技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)薄弱的困境。因此,相關(guān)群體須提升對(duì)人工智能技術(shù)的認(rèn)知水平和能力,探索人工智能與醫(yī)學(xué)教育融合的新模式。
首先,醫(yī)學(xué)院校要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),貫徹國(guó)家相關(guān)政策,加強(qiáng)人工智能技術(shù)的普及和教育,邀請(qǐng)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)專家學(xué)者對(duì)各部門專任教師進(jìn)行培訓(xùn),專任教師在本部門分享學(xué)習(xí)成果,形成人人學(xué)、人人教的良性閉合培訓(xùn)圈。開(kāi)設(shè)“人工智能+”相關(guān)課程,將學(xué)生、教師、附屬醫(yī)院醫(yī)生均納入其中,打通“人工智能+醫(yī)學(xué)教育”改革的最后一公里;其次,教師要及時(shí)積極參加學(xué)校相關(guān)培訓(xùn),掌握人工智能技術(shù)運(yùn)用于課堂和實(shí)踐教學(xué)的精髓,大膽進(jìn)行教學(xué)改革;最后,醫(yī)學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí),應(yīng)充分了解人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的潛在原理和背后的邏輯,主動(dòng)學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)基本知識(shí)及人工智能工具使用和監(jiān)管課程,為正確和熟練使用人工智能工具奠定理論基礎(chǔ)。
3.2 人工智能技術(shù)存在數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn),須完善監(jiān)管,保障數(shù)據(jù)安全
人工智能技術(shù)的本質(zhì)是使機(jī)器通過(guò)深度學(xué)習(xí)達(dá)到人的智能水平,背后隱藏著人工智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)者的自身價(jià)值觀,帶有主觀性。當(dāng)人工智能技術(shù)運(yùn)用于醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中,依賴于算法收集醫(yī)學(xué)教學(xué)需求,在大數(shù)據(jù)和算法的處理下,所提供的教學(xué)數(shù)據(jù)可能暗藏價(jià)值歧視和偏見(jiàn),導(dǎo)致運(yùn)用者陷入“信息繭房”的困境。另外,人工智能技術(shù)通過(guò)處理海量數(shù)據(jù)提供教學(xué)方便的同時(shí),會(huì)收集和利用個(gè)人身份等隱私數(shù)據(jù),教師和學(xué)生的個(gè)人信息安全和隱私保護(hù)面臨著潛在威脅,存在一定的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn),形成隱私信任困境,造成醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域?qū)τ谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的排斥。如何有效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)成為人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。
近年來(lái),《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《中華人民共和國(guó)數(shù)據(jù)安全法》《中華人民共和國(guó)個(gè)人信息保護(hù)法》《關(guān)于加強(qiáng)科技倫理治理的意見(jiàn)》《新一代人工智能倫理規(guī)范》《世界衛(wèi)生組織衛(wèi)生健康領(lǐng)域人工智能倫理與治理指南》等政策法規(guī)相繼發(fā)布,政府部門、人工智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)部門和公民個(gè)人等主體自上至下要對(duì)標(biāo)文件,積極應(yīng)對(duì)人工智能風(fēng)險(xiǎn),搭建命運(yùn)共同體,提升風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí),鞏固底線思維,完善監(jiān)管體系,破除“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象,為人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用保駕護(hù)航。
3.3 人工智能技術(shù)應(yīng)用引發(fā)教育失衡,須探索穩(wěn)健發(fā)展機(jī)制
黨的十九大報(bào)告強(qiáng)調(diào),“我國(guó)社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”。[7]為盡快改善我國(guó)不平衡不充分的發(fā)展現(xiàn)狀,黨的二十大報(bào)告提出,“高質(zhì)量發(fā)展是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的首要任務(wù)”。[8]將人工智能技術(shù)引進(jìn)醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域是教育領(lǐng)域推進(jìn)內(nèi)涵式發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措,但不平衡不充分的矛盾也在這一過(guò)程中暴露。經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)在推動(dòng)人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的普及和發(fā)展方面面臨著巨大的經(jīng)濟(jì)壓力,造成人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用不足,進(jìn)一步拉大了與發(fā)達(dá)地區(qū)醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)質(zhì)量差距,造成區(qū)域間教育失衡。針對(duì)以上問(wèn)題,各領(lǐng)域應(yīng)著重整合各方資源,從政策和資金入手,為欠發(fā)達(dá)地區(qū)在制度和資源上提供基本保障和支持。各高校應(yīng)轉(zhuǎn)變思維,構(gòu)建“人工智能+”的智能化教學(xué)模式,將人工智能相關(guān)資源最大化輻射到各學(xué)科的教育中,同時(shí)借鑒發(fā)達(dá)地區(qū)校企合作共建經(jīng)驗(yàn),吸引資金方投資人工智能應(yīng)用于課堂教學(xué)中,加強(qiáng)校與校之間交流,共享人工智能相關(guān)硬件和軟件,節(jié)省資金,立足自身優(yōu)勢(shì)引進(jìn)特色人工智能技術(shù),在貫徹新發(fā)展理念的同時(shí)達(dá)到培養(yǎng)高質(zhì)量醫(yī)學(xué)人才的目的。
結(jié)語(yǔ)
在新時(shí)代環(huán)境下,信息技術(shù)空前革新發(fā)展,教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí),人工智能技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)學(xué)教育帶來(lái)巨大的發(fā)展前景和空間,極大地提高了復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量和效率,促進(jìn)了教育、科技和人才強(qiáng)國(guó)的建設(shè)。但是,在具體應(yīng)用中也存在一系列風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn),需多方關(guān)注和重視,協(xié)同發(fā)力,提升認(rèn)知水平和能力,加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù),探索常態(tài)化發(fā)展機(jī)制。
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[7]習(xí)近平.決勝全面建成小康社會(huì) 奪取新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大勝利——在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告[M].北京:人民出版社,2017.
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作者簡(jiǎn)介:李?yuàn)檴櫍T士研究生,助教,研究方向:思想政治教育與醫(yī)學(xué)人文。
基金項(xiàng)目:西安醫(yī)學(xué)院2023年思想政治教育研究課題——新時(shí)代陜西醫(yī)學(xué)教育發(fā)展成就與啟示;陜西省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度一般課題——醫(yī)學(xué)職業(yè)教育服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)踐路徑研究(編號(hào):SGH23Y2461)。