人工智能+醫(yī)學(xué)影像教育新模式在教與學(xué)中的作用與構(gòu)想

劉立東

（長春中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三臨床醫(yī)院，吉林 長春 130000）

0 引言

高校作為我國服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要基地，承擔(dān)著為國家、社會培養(yǎng)復(fù)合型、專業(yè)型綜合人才的職責(zé)，需要緊跟市場人才發(fā)展需求和國家教育教學(xué)改革要求，不斷調(diào)整醫(yī)學(xué)等各個學(xué)科專業(yè)的教學(xué)模式[1]，不斷優(yōu)化各個學(xué)科專業(yè)的教與學(xué)方式，提升醫(yī)學(xué)等學(xué)科專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。當(dāng)前，對于地方院校而言，需要緊跟時代發(fā)展的要求，不斷優(yōu)化教育教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)更多的大國工匠、能工巧匠，也需要應(yīng)用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、新媒體等信息技術(shù)[2]，推動高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教育向類型教育發(fā)展。

1 醫(yī)學(xué)影像教學(xué)現(xiàn)狀

通過對國內(nèi)外文獻資料、理論成果的分析，本研究認為：在國外，對人工智能在教學(xué)應(yīng)用上的研究起步較早，應(yīng)用范圍也非常廣泛，Luckin R、Holmes W、Timms MJ、Roll I 以及Wylie R 等專家學(xué)者對人工智能教育理論、人工智能教育教學(xué)內(nèi)容、人工智能教育教學(xué)技術(shù)、人工智能教育教學(xué)產(chǎn)品等進行了深入研究，形成了一定的理論，為本次開展課題研究奠定了理論基礎(chǔ)，提供了實踐參考。在我國，雖然學(xué)術(shù)界對于人工智能技術(shù)的教育教學(xué)研究起步比較晚[3-4]，但是近年來還是取得了一定的成果，比如部分學(xué)者深刻闡明了人工智能教育理論的概念、內(nèi)涵、特點、趨勢等，詳細論證了人工智能技術(shù)在輔助學(xué)生個性化學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生進行信息化實踐的作用，對開展智慧教育活動、深化高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)的改革等都具有理論指引和實踐引領(lǐng)作用[5-6]。但遺憾的是，當(dāng)前國內(nèi)外很少有直接針對人工智能技術(shù)在高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)中應(yīng)用的學(xué)術(shù)理論成果，也沒法直接指導(dǎo)高校的醫(yī)學(xué)專業(yè)就應(yīng)用人工智能技術(shù)進行改革，這不僅展現(xiàn)了本研究的創(chuàng)新價值，也凸顯了本研究的實踐意義。

2 人工智能對醫(yī)學(xué)影像教學(xué)的價值

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸并且拓展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新興技術(shù)科學(xué)。作為計算機科學(xué)的分支，人工智能試圖去理解智能的本質(zhì)[7-8]，創(chuàng)造出能以與人類智能相似的方法做出決策與反應(yīng)的智能機器，人工智能學(xué)科研究的主要內(nèi)容包括“知識表示、自動推理和搜索方法、機器學(xué)習(xí)和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設(shè)計”等方面。

3 醫(yī)學(xué)影像教學(xué)現(xiàn)狀

3.1 教育理念過于傳統(tǒng)，教材、教學(xué)設(shè)備無法滿足教學(xué)需求

目前就大多數(shù)醫(yī)學(xué)影像的教學(xué)現(xiàn)狀而言，其主要存在醫(yī)學(xué)影像教學(xué)理念過于傳統(tǒng)的問題。從其教學(xué)設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容即可看出，教學(xué)沒有先進的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備支撐，多以單純的課本講解為主，易致學(xué)生缺乏實際操作經(jīng)驗和臨床診斷能力。同時就現(xiàn)在多數(shù)醫(yī)學(xué)影像學(xué)教材而言，其所用教材較為陳舊，教材上講述的設(shè)備也較為單一、陳舊，同現(xiàn)代新型影像學(xué)設(shè)備有較大的差異，且教材所講述內(nèi)容較為繁雜，雖然與醫(yī)學(xué)影像學(xué)相關(guān)內(nèi)容都有陳述，但其具體講述內(nèi)容又不夠詳細，較為籠統(tǒng)、簡略，只能讓學(xué)生大概了解不同疾病的醫(yī)學(xué)影像學(xué)圖像特征，對不同影像學(xué)結(jié)果只有基礎(chǔ)的判斷能力。但隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像學(xué)的劃分已更為細致，如放射科、超聲科等，不同科室所用設(shè)備，設(shè)備功能及其影像學(xué)檢查結(jié)果也都大有不同。因此過于傳統(tǒng)的教學(xué)理念、陳舊的教學(xué)教材及教學(xué)設(shè)備已不能滿足學(xué)生的基本學(xué)習(xí)需求，無法有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力及實操能力。

3.2 教學(xué)內(nèi)容、模式及學(xué)時的不合理安排

就目前的醫(yī)學(xué)影像學(xué)而言，其所涉及的內(nèi)容已較為廣泛，同類型影像學(xué)設(shè)備的繁雜，不同影像學(xué)結(jié)果診斷間的區(qū)分，不同疾病在醫(yī)學(xué)影像學(xué)方面的區(qū)分等，都讓醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容所涉范圍過廣，因此醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)學(xué)時的安排就顯得尤為重要。同時因不同影像學(xué)設(shè)備在不同疾病、不同患者間的具體操作也需有所不同，醫(yī)師需要有較為豐富的實操經(jīng)驗和診斷經(jīng)驗，以確保對患者診斷的有效性，確?；颊吣艿玫郊皶r有效的救治。若醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)學(xué)時安排不合理，超聲、X 線、核磁共振等不同類型醫(yī)學(xué)影像學(xué)科目安排不合理，易致學(xué)生對某一種醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查、診斷方式不熟，增加學(xué)生診斷錯誤的幾率，增加醫(yī)患糾紛風(fēng)險。

4 人工智能+醫(yī)學(xué)影像教育構(gòu)想

4.1 樹立教育新理念

定期安排醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)教師進行培訓(xùn)，學(xué)習(xí)有關(guān)教育信息化改革和人工智能技術(shù)應(yīng)用的國家政策文件，并將人工智能技術(shù)整合到高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)中的思想觀念進行推廣，使醫(yī)學(xué)專業(yè)的教師和學(xué)生能夠達成統(tǒng)一的共識。轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)理念，讓其充分認識到人工智能在醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中的有效性和重要性。教師應(yīng)學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)、虛擬世界平臺等方式對學(xué)生進行教學(xué)或利用此類技術(shù)加深同學(xué)生間的交流、溝通，使學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境不僅局限于校園，在校園外學(xué)生也可利用網(wǎng)絡(luò)等方式進行基礎(chǔ)理論等方面的學(xué)習(xí)，使教師可有效、合理地縮短理論課程課時，增加實際操作練習(xí)的課時，有效提升學(xué)生的綜合能力。

4.2 借鑒人工智能技術(shù)先進經(jīng)驗

具體分析國內(nèi)外人工智能技術(shù)教育教學(xué)的相關(guān)案例、理論成果，深入學(xué)習(xí)人工智能教育理論知識，宏觀構(gòu)思新時代高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)中融合人工智能技術(shù)的方案。合理利用人工智能在醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢，如人工智能的深度學(xué)習(xí)功能，它可通過大數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)信息空間中獲取用戶所需信息，并對用戶搜索的關(guān)鍵信息進行匹配。利用人工智能的這個優(yōu)勢，教師可引導(dǎo)學(xué)生合理、高效地進行知識的獲取，使學(xué)生在較短時間內(nèi)獲得自身所需知識內(nèi)容，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。應(yīng)用人工智能技術(shù)，還可增添虛擬超聲病例圖像庫、人體虛擬超聲檢查等虛擬學(xué)習(xí)模式，通過人工智能所構(gòu)建的虛擬平臺，學(xué)生可不進入實驗室即可進行模擬式的影像學(xué)設(shè)備操作和影像學(xué)結(jié)果診斷，這可提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，有效提升學(xué)生臨床辨證思維能力和臨床診斷能力，確保學(xué)生有較強的綜合能力，降低學(xué)生在實習(xí)時因能力不足而誘發(fā)醫(yī)護糾紛的風(fēng)險。

4.3 更改教育培訓(xùn)目標(biāo)

以往教學(xué)內(nèi)容只限于教學(xué)大綱或書本知識，重記憶而輕能力，只看重結(jié)果而輕視過程，在人工智能推動的時代，醫(yī)學(xué)影像的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該重新定義，除了傳授知識還應(yīng)該重視學(xué)生的創(chuàng)造性、批判性[9-10]。醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)計劃和教學(xué)大綱需要重新修訂，在教學(xué)計劃方面，不能以提升學(xué)生的基礎(chǔ)理念筆試成績?yōu)橹?，需重視學(xué)生在醫(yī)學(xué)影像學(xué)實際操作和診斷方面的能力。通過對教學(xué)計劃的改進，合理安排具體的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及教學(xué)課時，保障學(xué)生在實際操作課程方面的課時學(xué)習(xí)，確保學(xué)生有充足時間進行不同醫(yī)學(xué)影像學(xué)設(shè)備的操作、結(jié)果診斷方面的學(xué)習(xí)，以積累較豐富的實操經(jīng)驗[11-12]。改善教學(xué)模式和教學(xué)體系，對學(xué)生進行個性化教學(xué)，因醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)涉及范圍廣，因此在教學(xué)時可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)方式，為其制定不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)模式。

4.4 構(gòu)建新的教學(xué)體系

新的教學(xué)體系可分為以下幾類：①智能教學(xué)系統(tǒng)，其中主要組成部分有知識庫、學(xué)習(xí)模塊、教學(xué)模板以及智能接口，涉及教什么、誰在學(xué)、怎么學(xué)等內(nèi)容，由智能接口作為橋梁，讓用戶得到整個教學(xué)內(nèi)容模塊，隨時根據(jù)用戶的需求及時反饋對應(yīng)信息，可使學(xué)生在不同時間段、不同地方都可有效獲取所需知識，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[13-14]。②智能考試系統(tǒng)，在知識庫基礎(chǔ)上制定考試系統(tǒng)，讓考試的智能化幫助教師全面掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，同時智能考試系統(tǒng)，對學(xué)生作弊等行為能進行有效監(jiān)測，確保學(xué)生成績的真實性、有效性[15-16]。智能考試系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)生考試成績反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生分析知識或能力不足之處，使學(xué)生綜合能力有所提升。③智能教學(xué)代理。在教學(xué)過程中該內(nèi)容主要擔(dān)任著教學(xué)老師的角色，作用在于合理地處理教學(xué)過程，能夠根據(jù)學(xué)生自身掌握的知識以及平時學(xué)習(xí)的習(xí)慣等因素，給予合理的教學(xué)建議[17-18]。同時此教學(xué)方式能對學(xué)生學(xué)習(xí)情況起到一定監(jiān)管作用，避免學(xué)生因自行學(xué)習(xí)而使學(xué)習(xí)效率低下等狀況，保障其基本的學(xué)習(xí)效果。

5 小結(jié)

當(dāng)前，高校信息化教育改革與醫(yī)學(xué)專業(yè)信息化教學(xué)取得的成效還不夠顯著，甚至部分高校的教師還沒有意識到人工智能技術(shù)對醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)的重要性，也沒有注意人工智能技術(shù)的相關(guān)知識，導(dǎo)致高校醫(yī)學(xué)專業(yè)在開展教學(xué)活動中還大多采取傳統(tǒng)的模式，沒有切實創(chuàng)新應(yīng)用人工智能技術(shù)的教育教學(xué)方法，沒有真正改善醫(yī)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，影響了創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的全面普及實施，無助于適應(yīng)新時代高校醫(yī)學(xué)教育的改革發(fā)展趨勢。因此，本研究將創(chuàng)新、豐富、拓展人工智能技術(shù)在高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)中的應(yīng)用模式，提升高校醫(yī)學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。