AI教學(xué)在基礎(chǔ)護(hù)理教育中的初步應(yīng)用

王 欣，馬惠萍，朱珂珂

(1.開封大學(xué)醫(yī)學(xué)部；2.開封市中心醫(yī)院，河南 開封 475000)

人工智能(artificial intelligence, AI)技術(shù)已經(jīng)在國際范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注和重視，尤其在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展極為迅速。我國中山眼科中心研發(fā)的眼科AI診療機(jī)器人在世界上處于領(lǐng)先地位，目前已經(jīng)在很多地區(qū)普及使用[1]。2018年河南省金學(xué)民教授研發(fā)的“嵩岳”糖尿病視網(wǎng)膜病變AI機(jī)器人在人機(jī)大賽中與前三位醫(yī)生的讀片結(jié)果一致性超過九成[2]。這都標(biāo)志著眼科醫(yī)療領(lǐng)域即將進(jìn)入AI時(shí)代，醫(yī)療教育則必須緊跟時(shí)代的發(fā)展，將這一重要技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際中，才能滿足醫(yī)學(xué)教育日益增長的要求。開封市中心醫(yī)院眼科是中山眼科中心AI合作單位，具有AI應(yīng)用的技術(shù)和資質(zhì)，我校結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用該院眼科AI診療系統(tǒng)對部分大專學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和效果進(jìn)行了初步探討，現(xiàn)將結(jié)果匯報(bào)如下。

一、對象和方法

(一)研究對象。

選取我校2019年護(hù)理專業(yè)學(xué)生，隨機(jī)抽取2個(gè)班作為研究對象，以眼科白內(nèi)障章節(jié)為授課內(nèi)容，A班51人為實(shí)驗(yàn)組，其中男16人，女35人，平均年齡(19.2±0.3)歲；B班50人為對照組，其中男14人，女36人，平均年齡(19.5±0.2)歲。排除請假曠課及中途退出的學(xué)生。

(二)研究方法。

1.實(shí)驗(yàn)組采用傳統(tǒng)教學(xué)+AI結(jié)合的沉浸式教學(xué)方法，將整個(gè)教學(xué)流程分為5個(gè)環(huán)節(jié)：(1)首先結(jié)合幻燈片講述當(dāng)節(jié)眼科基礎(chǔ)理論知識，使學(xué)生對眼科基本理論有初步了解。(2)應(yīng)用眼科裂隙燈及前節(jié)照相設(shè)備現(xiàn)場演示AI對患者的診斷和治療，講述AI診療原理與白內(nèi)障變化發(fā)展的對應(yīng)關(guān)系。(3)學(xué)生與AI互動(dòng)，在介紹完AI識別照片的標(biāo)準(zhǔn)格式后，學(xué)生可自行使用照相設(shè)備拍攝眼部照片并上傳至AI，由AI出示詳細(xì)診療報(bào)告。老師可結(jié)合診療報(bào)告分析正確或錯(cuò)誤的原因，強(qiáng)化臨床知識要點(diǎn)。(4)總結(jié)歸納，對學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評記錄。(5)課后學(xué)生可繼續(xù)使用手機(jī)+AI模式進(jìn)行延續(xù)性學(xué)習(xí)，如有疑問可在微信群中討論學(xué)習(xí)。對照組采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，按照授課內(nèi)容結(jié)合幻燈片進(jìn)行理論知識學(xué)習(xí)，引入病例圖片或其他影像資料豐富授課內(nèi)容，再以提問測試的方式強(qiáng)化重要知識點(diǎn)，最后總結(jié)歸納，課后采取留作業(yè)的形式督促學(xué)生自我學(xué)習(xí)。

2.觀測指標(biāo)。白內(nèi)障章節(jié)內(nèi)容全部講完后進(jìn)行理論和實(shí)踐操作測試并記錄考試成績。向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷，調(diào)查授課形式滿意率，學(xué)習(xí)效果滿意率和臨床思維能力滿意率。

(三)統(tǒng)計(jì)分析。

二、結(jié) 果

實(shí)驗(yàn)組的平均理論成績和實(shí)踐成績高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩班的理論和實(shí)踐成績(分，

實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生對授課形式滿意率達(dá)到98.0%，遠(yuǎn)高于對照組的80.0%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對學(xué)習(xí)效果和臨床思維能力的滿意率也高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 學(xué)生對不同教學(xué)方法的滿意率問卷調(diào)查結(jié)果(%)

三、討 論

本研究采用的AI技術(shù)是應(yīng)用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于海量的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，通過深度學(xué)習(xí)，使其具有強(qiáng)大的圖像識別能力[3-4]，對眼科臨床疾病診斷的效率和準(zhǔn)確性已經(jīng)和專業(yè)高年資醫(yī)師不相上下，甚至超過他們。眼球是全身唯一可直視的器官，其內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)均可用直接照相的方法明確表達(dá)，也正是有這種優(yōu)點(diǎn)，眼科AI的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他科室。眼科的學(xué)習(xí)教育也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，讓學(xué)生盡早了解掌握這項(xiàng)前沿技術(shù)。

本研究實(shí)驗(yàn)組的理論成績和實(shí)踐成績明顯高于對照組，其對授課形式滿意率，學(xué)習(xí)效果滿意率和臨床思維能力滿意率也都高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這說明應(yīng)用AI教學(xué)可極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。學(xué)生與AI的互動(dòng)可讓其結(jié)合自身理論知識提前感受整個(gè)診療過程，對于出現(xiàn)的問題可及時(shí)查漏補(bǔ)缺，能有效提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和崗位責(zé)任。AI所展現(xiàn)出的個(gè)性化人機(jī)互動(dòng)也是吸引學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的重要原因，與傳統(tǒng)的臨床理論知識學(xué)習(xí)模式相比，它更能將理論學(xué)習(xí)和臨床實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。課后的延續(xù)學(xué)習(xí)發(fā)揮了AI“不知疲倦”的特點(diǎn)，機(jī)器比老師有更多的時(shí)間和能力對學(xué)生進(jìn)行一對一的診療指導(dǎo)，這對于臨床知識的鞏固記憶有著重要的作用。

AI應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)包括：決策支持系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、知識表現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘、專家系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域[5-6]。本研究主要綜合應(yīng)用了機(jī)器學(xué)習(xí)和智能決策系統(tǒng)，用數(shù)字化和新奇有活力的方式為學(xué)生提供了更多的課堂參與機(jī)會，而這在傳統(tǒng)教學(xué)方法中是很少或無法提供的。結(jié)合我校實(shí)際情況，我們依然采用的是老師為主，AI為輔的改進(jìn)型教學(xué)方法，而AI還有很多個(gè)性化的教學(xué)方法等待我們發(fā)掘探索，比如虛擬學(xué)習(xí)系統(tǒng)、增強(qiáng)型輔導(dǎo)平臺、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)機(jī)器等[7]?；贏I和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的醫(yī)學(xué)教育是未來教育發(fā)展的趨勢，AI可存在于手機(jī)硬件，也可存在于云端，它將能夠成為學(xué)生們的終身學(xué)習(xí)伙伴。

綜上所述，新型的AI沉浸式教學(xué)方法在基礎(chǔ)護(hù)理教育中可顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比它能夠明顯改善學(xué)生的臨床思維能力和學(xué)習(xí)效果，應(yīng)用AI教學(xué)將對醫(yī)學(xué)教育發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。