人工智能技術在醫(yī)學教育中的應用與挑戰(zhàn)

李姍姍 劉登攀

摘要：人工智能賦能醫(yī)學教育教學改革創(chuàng)新，在支持理論課堂、輔助實踐課堂、評價教學效果等方面提供了技術支撐，但其應用于醫(yī)學教育領域涉及人力、技術設備、數(shù)據(jù)等元素，在數(shù)據(jù)安全、認知和實踐，以及教育公平等方面仍存在一定挑戰(zhàn)。因此，在醫(yī)學教育中應用人工智能技術要提升認知水平和能力，完善監(jiān)管體系，保障數(shù)據(jù)安全，探索醫(yī)學教育+智慧教育發(fā)展的穩(wěn)健機制。

關鍵詞：人工智能技術；醫(yī)學教育

引言

近年來，人工智能技術快速進步和發(fā)展，在經(jīng)濟、教育、醫(yī)療、交通、新聞等多個領域被廣泛應用，逐步改變著人們的思維方式和生活方式。2020年9月，國務院辦公廳發(fā)布的《關于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》[1]指出，要強化現(xiàn)代信息技術與醫(yī)學教育教學的深度融合，探索智能醫(yī)學教育新形態(tài)。在醫(yī)學教育領域，人工智能技術逐漸被引進并運用于多個教學場景，發(fā)揮著重大作用，主要表現(xiàn)為可以豐富醫(yī)學教育方式，多元化教學實踐手段，平衡教育資源分配，推動醫(yī)學教育改革，提升醫(yī)學教學質量。但是，人工智能技術在醫(yī)學教育教學中的應用也面對著眾多挑戰(zhàn)和問題。教師和學生需要利用好、適應好智能化教學場景，避免學生依賴人工智能，不利于提升臨床診斷能力。因此，有必要針對問題提出應對策略，為人工智能技術應用于醫(yī)學教育領域提供理論和實踐借鑒。

1. 人工智能技術與醫(yī)學教育

1956年，約翰·麥卡錫首次提出了“AI（artificial intelligence）”這一概念，標志著人工智能的正式誕生[2]。人工智能技術依托計算機技術，是拓展延伸人的智能的理論、方法、技術和應用的統(tǒng)一體。近年來，隨著信息化技術的不斷進步和社會的不斷發(fā)展，人工智能等技術通過機器學習、深度學習、強化學習等在計算機視覺、語音識別、自然語言處理等領域自動執(zhí)行任務得到了空前的發(fā)展與應用，為人們在多個工作和生活場景提供更為豐富的選擇。

人工智能技術進入醫(yī)療領域可追溯到英國利茲大學研發(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的相關需求[3]。隨著時代的發(fā)展和技術的更新，人工智能技術在輔助診斷、手術治療、均衡衛(wèi)生資源等醫(yī)療領域扮演著重要的角色。人工智能技術在教育領域的嘗試應用可追溯到IBM在1958年推出的第一個計算機輔助教學系統(tǒng)[4]，經(jīng)過不斷完善到目前各個學科的教育教學中均有應用，實現(xiàn)了“人工智能+”和“+人工智能”與不同學科的交叉和融合。為推動“健康中國”戰(zhàn)略和“新醫(yī)科”建設，貫徹“以人民為中心”發(fā)展理念，回應社會醫(yī)療技術和醫(yī)療服務的需要，提升高等醫(yī)學人才培養(yǎng)素質成為當務之急。醫(yī)學教育要擔當起為黨為國為民育才的重大使命，推動人工智能技術成為醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的技術支撐，是現(xiàn)代信息技術賦能醫(yī)學教育的必然選擇，是我國新醫(yī)科建設和發(fā)展的重要保證。

2. 人工智能技術在醫(yī)學教育中的應用

2.1 理論課堂支持

醫(yī)學教育的質量關乎全民健康保障和服務的水平。在黨和國家各類政策方針的指引下，我國醫(yī)學教育領域培養(yǎng)出大量的醫(yī)學專業(yè)人才，為促進社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提供了有力支持。我國醫(yī)學教育分為?？漆t(yī)學教育、本科醫(yī)學教育、研究生醫(yī)學教育和繼續(xù)醫(yī)學教育。醫(yī)學的學習不同于文科、理科、工科等其他學科，其學習內容復雜且難度高的特點對醫(yī)學生的學習能力有較高要求。因此，學制長、學習任務重是學習醫(yī)學的基本特征，大量的學習內容需要醫(yī)學生在理論課堂上獲取并吸收。而正是因為學習內容多且復雜的現(xiàn)狀導致教學效果并不理想，出現(xiàn)學生體驗感較差，對基本的理論學習產(chǎn)生畏難情緒等狀況。

人工智能技術作為一種新型課堂教學工具在理論和實踐支持方面的優(yōu)勢，會對理論課堂的教學效率帶來明顯的提升。具體應用表現(xiàn)為，為改變文字多且說服力匱乏等問題，現(xiàn)有醫(yī)學教材中配備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容。課本以外的理論知識可以通過線上網(wǎng)絡平臺擴展，扭轉“學生聽不懂，老師講不完”等困境，還可以通過媒介平臺，開展虛擬的病例式教學，豐富醫(yī)學生臨床經(jīng)驗，大大提高了課堂教學實效性。

2.2 實踐課堂輔助

醫(yī)學的學習除理論內容復雜多樣外，臨床的實踐也是醫(yī)學的一大特征，熟練掌握操作技能是醫(yī)學生進入臨床的基本要求。我國醫(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、教學網(wǎng)站的制作[5]等過程，而新時代對于大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術的運用，使醫(yī)學教育的實踐課堂工具日漸豐富。

當前階段，我國人民生活質量不斷提升，對美好生活的向往和需求不斷增長，同樣對于高水平醫(yī)學人才和良好的衛(wèi)生服務需求逐步提升。為此，各高校和醫(yī)療系統(tǒng)著力更新醫(yī)學教育理念，改善醫(yī)學人才培養(yǎng)模式和結構，解決以往醫(yī)學教育實踐中的矛盾，提高醫(yī)學生在態(tài)度、知識和技能等方面的能力，加強臨床教學和實踐教學的建設，實現(xiàn)醫(yī)學教育與臨床實踐的深度融合，探索和創(chuàng)新“臨床醫(yī)學+X”模式，引進虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術、可穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)技術等。具體包括基于人工智能技術驅動的國際商業(yè)機器公司“Waston”系統(tǒng)、“虛擬病人學習系統(tǒng)”、增強型眾包輔導平臺“Brainly”、精準醫(yī)學機器“Hanover”、百度靈醫(yī)系統(tǒng)、阿里健康“Doctor You”的臨床醫(yī)師能力訓練平臺等，改變了傳統(tǒng)的單一實踐方式，幫助醫(yī)學生進行沉浸式虛擬學習，有利于培養(yǎng)其臨床使用和分析的判斷和動手能力，為臨床精準醫(yī)療提供了基本保證。

2.3 教學效果評價

《教育部辦公廳等四部門關于開展高水平公共衛(wèi)生學院建設的通知》[6]中強調，高等醫(yī)學院校要深入推進新醫(yī)科建設。新醫(yī)科建設和推進是檢驗醫(yī)學教育改革創(chuàng)新成果的重要工具。近年來，人工智能技術在醫(yī)學教育領域取得了顯著的進步和成就，“人工智能 + 醫(yī)學”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)學人才。人才培養(yǎng)的質量是對教師授課質量和學生學習效果的直接體現(xiàn)，因此，基于人工智能技術的評價體系是對“人工智能+醫(yī)學”培養(yǎng)模式質量的檢驗，特別是落實在教師授課質量和效果的評價技術、考核學生學習效果的評價技術兩個方面。

針對教師授課質量和效果的評價體系，結合醫(yī)學人才培養(yǎng)的理論性和應用性，讓學生從不同維度提出對教學的意見和建議，教師可以及時在線或面對面反饋疑難問題，拉近教師和學生的距離，提高教學的效率和質量?；谌斯ぶ悄芗夹g的學生學習效果的評價體系則表現(xiàn)出多元性和分層性的突出特征，針對不同專業(yè)和學習能力不同的醫(yī)學生采用更科學化的評價方式，因材施教的教學和因人而異的考核相結合，注重過程性考核，將醫(yī)學生學習的理論知識、實踐技能、科研競賽等不同內容，全方位全過程納入考核元素，為培養(yǎng)理論和應用兼具的醫(yī)學人才提供了有力支持，為醫(yī)學教育內涵式發(fā)展和改革提供了深厚力量。

3. 人工智能技術應用于醫(yī)學教育中的挑戰(zhàn)及應對策略

3.1 人工智能技術應用基礎薄弱，相關群體須提升認知水平和能力

隨著人工智能技術大范圍深層次的應用，醫(yī)學教育理念、教育模式不斷變革創(chuàng)新，人工智能在醫(yī)學教育教學中發(fā)揮著獨特的魅力和重要的作用。但“人工智能+醫(yī)學教育”仍面臨諸多挑戰(zhàn)和問題，表現(xiàn)在醫(yī)學院校對于人工智能技術的相關宣傳較少；較少有高校專門開設“人工智能技術”基礎理論和應用的課程；教師隊伍對人工智能技術的認知和應用匱乏，對于教學工具硬件和軟件設備不能熟練應用；教學內容、案例和情境更新不及時等因素造成人工智能技術應用基礎薄弱的困境。因此，相關群體須提升對人工智能技術的認知水平和能力，探索人工智能與醫(yī)學教育融合的新模式。

首先，醫(yī)學院校要加強頂層設計，貫徹國家相關政策，加強人工智能技術的普及和教育，邀請專業(yè)領域內專家學者對各部門專任教師進行培訓，專任教師在本部門分享學習成果，形成人人學、人人教的良性閉合培訓圈。開設“人工智能+”相關課程，將學生、教師、附屬醫(yī)院醫(yī)生均納入其中，打通“人工智能+醫(yī)學教育”改革的最后一公里；其次，教師要及時積極參加學校相關培訓，掌握人工智能技術運用于課堂和實踐教學的精髓，大膽進行教學改革；最后，醫(yī)學生在學習專業(yè)知識的同時，應充分了解人工智能在醫(yī)學教育中的潛在原理和背后的邏輯，主動學習人工智能技術基本知識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。

3.2 人工智能技術存在數(shù)據(jù)風險，須完善監(jiān)管，保障數(shù)據(jù)安全

人工智能技術的本質是使機器通過深度學習達到人的智能水平，背后隱藏著人工智能技術的開發(fā)和設計者的自身價值觀，帶有主觀性。當人工智能技術運用于醫(yī)學教育教學中，依賴于算法收集醫(yī)學教學需求，在大數(shù)據(jù)和算法的處理下，所提供的教學數(shù)據(jù)可能暗藏價值歧視和偏見，導致運用者陷入“信息繭房”的困境。另外，人工智能技術通過處理海量數(shù)據(jù)提供教學方便的同時，會收集和利用個人身份等隱私數(shù)據(jù)，教師和學生的個人信息安全和隱私保護面臨著潛在威脅，存在一定的數(shù)據(jù)安全風險，形成隱私信任困境，造成醫(yī)學教育領域對于人工智能技術的排斥。如何有效應對數(shù)據(jù)安全風險成為人工智能技術在醫(yī)學領域應用的關鍵問題。

近年來，《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》《中華人民共和國個人信息保護法》《關于加強科技倫理治理的意見》《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、人工智能技術的開發(fā)部門和公民個人等主體自上至下要對標文件，積極應對人工智能風險，搭建命運共同體，提升風險防范意識，鞏固底線思維，完善監(jiān)管體系，破除“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，為人工智能技術在醫(yī)學教育領域的應用保駕護航。

3.3 人工智能技術應用引發(fā)教育失衡，須探索穩(wěn)健發(fā)展機制

黨的十九大報告強調，“我國社會主要矛盾已經(jīng)轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”。[7]為盡快改善我國不平衡不充分的發(fā)展現(xiàn)狀，黨的二十大報告提出，“高質量發(fā)展是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的首要任務”。[8]將人工智能技術引進醫(yī)學教育領域是教育領域推進內涵式發(fā)展、高質量發(fā)展的重要舉措，但不平衡不充分的矛盾也在這一過程中暴露。經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)在推動人工智能技術在醫(yī)學教育領域的普及和發(fā)展方面面臨著巨大的經(jīng)濟壓力，造成人工智能技術在醫(yī)學教育中的應用不足，進一步拉大了與發(fā)達地區(qū)醫(yī)學院校的教學質量差距，造成區(qū)域間教育失衡。針對以上問題，各領域應著重整合各方資源，從政策和資金入手，為欠發(fā)達地區(qū)在制度和資源上提供基本保障和支持。各高校應轉變思維，構建“人工智能+”的智能化教學模式，將人工智能相關資源最大化輻射到各學科的教育中，同時借鑒發(fā)達地區(qū)校企合作共建經(jīng)驗，吸引資金方投資人工智能應用于課堂教學中，加強校與校之間交流，共享人工智能相關硬件和軟件，節(jié)省資金，立足自身優(yōu)勢引進特色人工智能技術，在貫徹新發(fā)展理念的同時達到培養(yǎng)高質量醫(yī)學人才的目的。

結語

在新時代環(huán)境下，信息技術空前革新發(fā)展，教育數(shù)字化轉型升級，人工智能技術的發(fā)展為醫(yī)學教育帶來巨大的發(fā)展前景和空間，極大地提高了復合型醫(yī)學人才培養(yǎng)的質量和效率，促進了教育、科技和人才強國的建設。但是，在具體應用中也存在一系列風險和挑戰(zhàn)，需多方關注和重視，協(xié)同發(fā)力，提升認知水平和能力，加強數(shù)據(jù)保護，探索常態(tài)化發(fā)展機制。

參考文獻：

[1]國務院辦公廳.國務院辦公廳關于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見（國辦發(fā)〔2020〕34號）[A/OL].（2020-09-17）[2024-02-20].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/moe_1777/moe_1778/202009/t20200923_490164.html.

[2]馮朝燕，閔祥德.人工智能在醫(yī)學教育中的應用進展[J].中國社區(qū)醫(yī)師，2023，39（11）：5-7.

[3]EY，Microsoft.Artificial Intelligence in Europe：outlook for 2019 and beyond[EB/OL].https：//docslib.org/doc/8289627/artificial-intelligence-in-europe-outlook-for-2019-and-beyond.

[4]李明媚，成希，羅娟.人工智能時代的高等教育之變與不變[J].黑龍江高教研究，2020，38（2）：41-44.

[5]戚亞男.華西百年醫(yī)學教育技術之路的啟示——從堅持媒介資源建設談起[J].中國醫(yī)學教育技術，2019，33（1）：42-46.

[6]教育部辦公廳 國家發(fā)展改革委辦公廳 國家衛(wèi)生健康委辦公廳 國家疾控局籌建組（代章）.教育部辦公廳等四部門關于開展高水平公共衛(wèi)生學院建設的通知（教高廳函〔2021〕38號）[A/OL].（2021-12-28）[2024-02-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202201/t20220104_592386.html.

[7]習近平.決勝全面建成小康社會 奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告[M].北京：人民出版社，2017.

[8]習近平.高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現(xiàn)代化國家而團結奮斗---在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上的報告[M].北京：人民出版社，2022.

作者簡介：李姍姍，碩士研究生，助教，研究方向：思想政治教育與醫(yī)學人文。

基金項目：西安醫(yī)學院2023年思想政治教育研究課題——新時代陜西醫(yī)學教育發(fā)展成就與啟示；陜西省教育科學“十四五”規(guī)劃2023年度一般課題——醫(yī)學職業(yè)教育服務鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實踐路徑研究（編號：SGH23Y2461）。