人工智能背景下医学教师的教学素养提升

黄凤兰，张铁辉

(深圳大学总医院，广东 深圳 518055)

目前，国家大力推动人工智能(Artificial Intelligence, AI)领域的相关学科建设，加快高层次复合型医学人才的培养工作[1]。作为现代新兴的交叉学科，AI可与包括医学与教育学在内的多个传统学科在理论、应用等方面广泛融合，深刻影响着医学教育的改革与现状，并对从业教师的教学素养提出了更高的要求。高校医学教师的教学素养直接关系到医学教育工作的成败，进一步提升医学教师在“AI+医学”这一新型教育模式下的教学素养，符合医学教育发展的需要。相较于传统“一对多”的课堂理论教学和临床实践教学，AI使得医学教学模式、管理模式和评价方式等各方面都发生了重大变革，让医学教育从封闭、抽象走向信息化、智能化。对于医学教育者而言，加快具备人工智能时代的岗位胜任力和医学人文素养显得极为重要[2]。本文将介绍AI背景下医学教学素养的含义，阐述AI背景下医学教师面临的机遇和挑战，并对如何提高AI背景下医学教师的教学素养进行分析和讨论。

1 教学素养含义界定

1.1 教师素养

“素养”是指人们应具备的“素质”与“修养”的简称，其在《辞海》中的解释是指在政治、思想、道德品质和知识技能等方面经过锻炼和培养而达到的一定水平[3]。教学素养是教师素养中的一个非常重要的组成部分。高校教师的教学素养，即教师在教学活动中所表现出来的思想、知识与技能的总和[4]，将直接影响高校的办学质量和教学水平。

1.2 教师教学素养

教育是人类传承文明和知识、培养年轻一代、创造美好生活的根本途径[5]，而教师教学素养的高低始终决定着教学质量的好坏[6]。一般而言，教师教学素养由学科知识结构、教学能力结构和职业道德修养三个方面构成[7]。百年大计，教育为本，提升教师教学素养更加重要。注重职前培养，加强职后训练，改革评价体系等方面均有助于提高教师教学素养[8]。

1.3 AI背景下医学教师教学素养

“办好人民满意的医疗教育事业”，实现党和国家发展的宏伟蓝图，是新时代高校医学教师的崇高使命。医学院校教师必须精通所教学科的医学相关基础知识，熟悉学科的基本构成和各部分知识之间的内在联系；选用合理的教学策略认真备课与课堂组织，了解学科的发展动态和国际最新研究成果；拥有深厚的文化修养和教育情怀，具备高尚的医德和良好的医患沟通能力。除了上述的知识、能力、道德等教学素养之外，医学教师还需要侧重于培养学生的人文素养以及动手实践能力和科研兴趣爱好等。AI时代的教学素养则是在尊重教育本质及规律的基础上灵活运用信息化、大数据、移动互联网和AI思维对传统教学模式、教学设计、教学手段等的重新构建和创新，将教学目标、教学对象、教学设计以及教学反馈等多方面进行充分融合，可以将更具有真实性、创造性的临床思维融入医学教学和实践过程中。

2 AI时代医学教师的机遇与挑战

2.1 机遇

2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出，要“围绕教育、医疗、养老等迫切民生需求，加快人工智能创新应用，为公众提供个性化、多元化、高品质服务”。2018年4月，教育部发布《高等学校人工智能创新行动计划》，推动高校全面形成“人工智能+X”复合专业培养新模式。同年8月，中办、国办联合提出发展“新医科”在内的“四新”建设，随后各地教育主管部门陆续出台指导文件和规划，着力提高现代科技在教育上的投入，特别强调AI与信息技术跟教学的融合，进一步提升高校人才培养质量[9]。2020年9月的《国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见》中明确要求推进“医学+X”多学科背景培养模式，促进医工、医理、医文学科交叉融合，推动我国培养具有国际视野的高层次创新医学人才[1]。AI辅助的智能化教育手段为医学教育带来很多新机遇，将有力地提高医学教育水平和长效性[10]，同时也对教师的教学能力和教学方式等提出更高的要求。目前，教育AI的应用与发展主要集中在数据挖掘、深度学习、人机交互、学习分析等领域。未来，医学类AI将会在医学专业知识储备、理论学习效果分析、智能仿真模拟实践、虚拟医学诊疗情境创设等教学方面大幅度超越传统授课教师的作用。

目前AI教学仍算是传统医学教育的一个有益辅助，教师仍需要将AI的模拟教学与临床的实践教学在授课方式、授课内容、授课形式等方面尽可能将二者有机地结合，在各个系统间相互取长补短，在更智能化的学习条件下形成创新课堂，为医学生提供全面、直观、可重复化的教学和培训，并思考如何规避AI教学带来的负面效应，从而获得事半功倍的教学效果。熟悉并掌握AI使用技巧的教师，能够在一定程度上弥补传统医学教育的短板，在医学教学模式的多样性、教学资源的丰富性上取得扩展效果。此外，随着AI正逐步渗透到现代医院的日常医疗活动，包括疾病问诊、生化分析、影像诊断等多个环节中[10]，这些接受过“传统+AI”教学及训练的医学生在毕业后，可更顺利地完成他们由医学生向医生和护士等工作角色的转变。

2.2 挑战

随着社会不断进步，AI的快速进化势不可挡。自1958年感知机的出现开始算起，AI已经快速发展了60余年。现如今，AI早已融入了经济和社会的方方面面，更成为国家创新能力和国际竞争力的重要指标之一。而法规和政策的滞后以及对AI技术发展失控的担忧，则在一定程度上制约着AI的整体发展，与此同时，AI也对现有的法律、政策、道德约束等方面产生了一定挑战。

优秀的医用AI需要依托于大量真实有效的医学知识和医疗数据,人体是一个复杂且尚未有效认知的整体，如果医用AI想要达到一定的高度，需要大量的医疗数据与技术参数对接，而这不是医学教师或者是工程师所能独立完成的。随着AI能力越来越强大，设计一个新的医学教学AI模型所需要的研发成本翻倍增加，同时对高端AI人才的需求也在增加，特别是缺乏足够有经验或者是有医疗背景的高级工程师。与此同时，人们对于医疗数据在内的个人隐私保护力度在增加，法律意识增强并有权利拒绝作为病例数据采集的对象。失去真实有效数据支撑的AI，也失去其在教学上的竞争力。目前，也还没有任何一种AI能完全代替人体，比如模拟查房做得再好，也无法真实还原病房里的那种氛围和争分夺秒救治的急迫感。此外，各个公司间的AI兼容性不佳，缺乏统一标准和约束的医用AI也无法互为补充，增加了院校的采购成本和难度。对于医学教师而言，尽管普遍认可AI对于医疗教学方面的巨大帮助，但现状是，熟练掌握AI教学的医学教师数量偏少，教师队伍接受AI辅助教学的培训也无法做到一蹴而就。值得一提的是，尽管AI可在很短时间内学会并熟练掌握一名高年资教授辛苦工作数十年来积累的知识与临床经验，但如何将这丰富的资源转化为可供教学的内容，仍需要工科和医科的进一步协作。在新教学模式下，AI究竟能在多大程度上代替优秀讲师的教学质量、承担医学院校的传统教学实践，仍需要长期的教学观察和评估。另一方面，AI也有其明显的先天缺陷，即针对某些不确定性、非标准化、情感主导以及必须要人工完成的教学仍无法取代，比如医学伦理学、医学人文关怀、医患有效沟通、心理疏导及情感慰藉等等，均需要医学教师亲自教学示范。AI的学习数据主要来自已有的知识、疾病资料、临床指南和专家共识等，而高校教师作为能够发布指南和共识的重要组成人员，更应该努力提高自身综合教学能力和教学素养，发挥AI所无法取代的优势，这也对高校教师的工作提出了新的挑战。

3 AI背景下如何提升医学教师的教学素养

3.1 转变教育理念，深度融合实践

传统的医学教育理念以授课教师为中心，学生在台下听讲，然而医学知识乏味枯燥，既缺少师生互动，又缺乏对疾病演进与医疗干预的传统教学模式，学生并无直观感受，此类授课形式也越来越无法满足当今医学生的期望。智能化教学时代不仅要求教师学习和掌握相关的智能技术，更是对医、理、工高度交叉的学科背景下的教学科研与创新能力提出了新要求[11]。医学高等院校教师需要进一步转变为“以学生为中心”的教学理念。在AI教学的帮助下，合理搭建模拟场景和病例，引导学生在课堂中参与医疗实践，进一步掌握课程教学的重要知识点，理解抽象的医学术语与名词，并可以活跃课堂氛围，激发学生的主观能动性。同时需要注意的是，AI只能依托给予的数据完成程序上设定的任务，而教师则应该不断从教学过程中提炼教学要点，挖掘教学规律，认真钻研，善于反思，勇于创新，成为教学的研究者和课程的开发者。配合软件的开发人员，规避AI的逻辑错误，使医疗教学用AI更加真实、准确，必要时自己做特定AI的设计者。“学而不思则罔，教而不思则退”，只有在教学实践中不断钻研、总结、反思、创新，才能促进发挥自身有别于AI的不可替代性。

3.2 创新教学方式，改进教学方法

医学作为典型的经验科学，学生对于本专业的理解不能只停留于书本上的理论描述与阐释，只有将理论和临床实践相结合才能真正理解病因、症状表现及治疗方式等。然而现今的医患关系以及患者自我保护意识的提升，难免与大规模的临床教学实习相悖，而AI可以很好地帮助教师丰富课堂教学方式，参与到不同学习阶段的教学环节，哪怕是如今更加流行的线上教学模式，授课教师可以借助更加信息化、智能化的教学系统进行模拟教学及演示。教师针对不同的教学内容，对教学手段和教学方式进行不同的创新、升级，更熟练地将智能化技术、模拟现实、案例式、实景式教学等方法与所授课程恰当的融合。在AI的帮助下，结合当期授课内容，深度模拟疾病的发生发展以及临床工作与治疗实践，使学生们在课堂上能较为生动、形象的理解、记忆，了解疾病的转归和预后。AI的普及和利用有助于培养与时代接轨的高素质医学人才[12]。不仅如此，若想成为一名具有较高教学素养的教师，还必须自身底蕴厚实，技高一筹，在学会自我学习的同时，向学生学习，更要学会向AI学习。坚持不断学习拓宽自身医学知识的深度和广度，扩充和完备自身的医学知识脉络，结合国内外学者的最新研究成果将准确有效的医学知识讲授给学生，才能传道解惑，努力使每一名培养出的医学生成为优秀的医务工作者。

3.3 注重言传身教，做好师生交流

相对于传统的面授教学来说，AI可能更侧重于学生的自主学习能力，沉浸式的教学和模拟体验可能造成学生间交流以及师生面对面交流的机会减少。在AI模拟的医学场景下，部分学生可能显得无法适从，一方面学生可能无法有效从AI获取所需传授的专业知识，另一方面，还可能养成依赖网络解惑答疑的习惯，丧失了自主分析思考病因、处置、转归的训练意义。尽管医学模拟教学的培养路径可有效促进医学生临床操作、临床思维等多方面能力的提升[13]，但由于学生们面对的是冷冰冰的智能化、虚拟化的AI系统，不是传统教学时真人模拟的标准化病人，甚至不是正在住院接受治疗的真实患者，无法切身体会医护的现实责任和重担、感受“医患共情”的力量，缺乏对病痛的临床感知以及对疾病和生死的敬畏之心。面对这样的教学氛围，医学教师如何正确引导、监督学生的自主学习并进行有效的情感交互是取得AI背景下良好教学效果的关键，这就需要教师及时发现问题，做好言传身教，消除AI教学时可能带来的消极影响。

3.4 构筑人文关怀，夯实职业道德

高等院校的医学基础理论教学和临床实践教学，将极大地影响医学生的临床操作能力和临床思维能力，而从医学生时代开始逐步形成的医疗人文关怀和职业道德精神，以及带教教师所表现出来的医者仁心，都将潜移默化地推动着医学生毕业后向一名合格、优秀的临床医生或护士转变。医学人文精神要求医者尊重和善待生命，“健康所系，性命相托，恪守医德”是每名医学生的入职誓言[14]。尽管在目前建设健康中国的大背景下，将智慧医疗应用于医学人文建设已成为必然趋势[15]，但AI教育时代所依赖的智能化软件系统仍然无法取代教师的言传身教以及在课堂和查房教学时对医学生进行的人文素质教育。“生物-心理-社会”医学模式的提出，使得如今在医疗领域尤其日常的诊疗活动中，人文关怀逐渐深入人心，各类服务举措的推出更加多样化地满足人们就医时的心理、社会需求等方面，医学教师有义务和责任在传统教学和AI教学的基础上，进一步对医学生进行医学人文素质的教育，并通过耳濡目染的示范作用影响着学生的医德医风养成，营造一个良好的育人环境。通过结合各院校的实际教学情况，制定有连续性的、针对性的人文关怀教育的细化方案[16]。增强医学生的思想素养，培养其医学人文精神与职业道德，是每名医学教师的不懈追求。就像德国著名哲学家雅斯贝尔斯所说，教育就是用一棵树撼动另一棵树，一颗心灵唤醒另一颗心灵，这也是教师不同于机器，是传统教学素养面临AI挑战能不断突破的特质[9-10,17]。不论时代变迁和技术革新，高校医学教师都需具备将医学科学精神与人文道德统筹兼顾的教学素养，拥有并展示出对医学事业的热爱及良好的医德意识和行为态度。

4 结语

AI时代，医学教师依旧肩负着培养优秀复合型医学人才的使命。而AI辅助教学对传统的医学教学模式、教学手段、教学评价等方面进行了重新构建和创新设置，要求医学教师在学科知识结构、教学能力结构和职业道德修养等教师教学素养的基础上，转变教育理念、创新教学方式、注重言传身教、构筑人文关怀，夯实职业道德等，更好地为高校医学教育质量提供保障，在探索中促进医学教师不断形成适应AI的教学素养。进而紧跟教育变革，更加充满信心地走上AI时代的三尺讲台。