人工智能技术在医学教育中的应用与挑战

李姗姗 刘登攀

摘要：人工智能赋能医学教育教学改革创新，在支持理论课堂、辅助实践课堂、评价教学效果等方面提供了技术支撑，但其应用于医学教育领域涉及人力、技术设备、数据等元素，在数据安全、认知和实践，以及教育公平等方面仍存在一定挑战。因此，在医学教育中应用人工智能技术要提升认知水平和能力，完善监管体系，保障数据安全，探索医学教育+智慧教育发展的稳健机制。

关键词：人工智能技术；医学教育

引言

近年来，人工智能技术快速进步和发展，在经济、教育、医疗、交通、新闻等多个领域被广泛应用，逐步改变着人们的思维方式和生活方式。2020年9月，国务院办公厅发布的《关于加快医学教育创新发展的指导意见》[1]指出，要强化现代信息技术与医学教育教学的深度融合，探索智能医学教育新形态。在医学教育领域，人工智能技术逐渐被引进并运用于多个教学场景，发挥着重大作用，主要表现为可以丰富医学教育方式，多元化教学实践手段，平衡教育资源分配，推動医学教育改革，提升医学教学质量。但是，人工智能技术在医学教育教学中的应用也面对着众多挑战和问题。教师和学生需要利用好、适应好智能化教学场景，避免学生依赖人工智能，不利于提升临床诊断能力。因此，有必要针对问题提出应对策略，为人工智能技术应用于医学教育领域提供理论和实践借鉴。

1. 人工智能技术与医学教育

1956年，约翰·麦卡锡首次提出了“AI（artificial intelligence）”这一概念，标志着人工智能的正式诞生[2]。人工智能技术依托计算机技术，是拓展延伸人的智能的理论、方法、技术和应用的统一体。近年来，随着信息化技术的不断进步和社会的不断发展，人工智能等技术通过机器学习、深度学习、强化学习等在计算机视觉、语音识别、自然语言处理等领域自动执行任务得到了空前的发展与应用，为人们在多个工作和生活场景提供更为丰富的选择。

人工智能技术进入医疗领域可追溯到英国利兹大学研发的AAPHelp人工智能系统，此系统用于腹部剧痛的辅助诊断以及手术的相关需求[3]。随着时代的发展和技术的更新，人工智能技术在辅助诊断、手术治疗、均衡卫生资源等医疗领域扮演着重要的角色。人工智能技术在教育领域的尝试应用可追溯到IBM在1958年推出的第一个计算机辅助教学系统[4]，经过不断完善到目前各个学科的教育教学中均有应用，实现了“人工智能+”和“+人工智能”与不同学科的交叉和融合。为推动“健康中国”战略和“新医科”建设，贯彻“以人民为中心”发展理念，回应社会医疗技术和医疗服务的需要，提升高等医学人才培养素质成为当务之急。医学教育要担当起为党为国为民育才的重大使命，推动人工智能技术成为医学教育创新发展的技术支撑，是现代信息技术赋能医学教育的必然选择，是我国新医科建设和发展的重要保证。

2. 人工智能技术在医学教育中的应用

2.1 理论课堂支持

医学教育的质量关乎全民健康保障和服务的水平。在党和国家各类政策方针的指引下，我国医学教育领域培养出大量的医学专业人才，为促进社会经济发展和人民生活水平提供了有力支持。我国医学教育分为专科医学教育、本科医学教育、研究生医学教育和继续医学教育。医学的学习不同于文科、理科、工科等其他学科，其学习内容复杂且难度高的特点对医学生的学习能力有较高要求。因此，学制长、学习任务重是学习医学的基本特征，大量的学习内容需要医学生在理论课堂上获取并吸收。而正是因为学习内容多且复杂的现状导致教学效果并不理想，出现学生体验感较差，对基本的理论学习产生畏难情绪等状况。

人工智能技术作为一种新型课堂教学工具在理论和实践支持方面的优势，会对理论课堂的教学效率带来明显的提升。具体应用表现为，为改变文字多且说服力匮乏等问题，现有医学教材中配备AR功能，直接扫码便可利用三维模型更加直观地了解课本内容。课本以外的理论知识可以通过线上网络平台扩展，扭转“学生听不懂，老师讲不完”等困境，还可以通过媒介平台，开展虚拟的病例式教学，丰富医学生临床经验，大大提高了课堂教学实效性。

2.2 实践课堂辅助

医学的学习除理论内容复杂多样外，临床的实践也是医学的一大特征，熟练掌握操作技能是医学生进入临床的基本要求。我国医科院校历经了从最早使用绘制挂图到幻灯、电影、电视、VCD和CAI、教学网站的制作[5]等过程，而新时代对于大数据、区块链、互联网和人工智能技术的运用，使医学教育的实践课堂工具日渐丰富。

当前阶段，我国人民生活质量不断提升，对美好生活的向往和需求不断增长，同样对于高水平医学人才和良好的卫生服务需求逐步提升。为此，各高校和医疗系统着力更新医学教育理念，改善医学人才培养模式和结构，解决以往医学教育实践中的矛盾，提高医学生在态度、知识和技能等方面的能力，加强临床教学和实践教学的建设，实现医学教育与临床实践的深度融合，探索和创新“临床医学+X”模式，引进虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术、可穿戴设备、物联网技术等。具体包括基于人工智能技术驱动的国际商业机器公司“Waston”系统、“虚拟病人学习系统”、增强型众包辅导平台“Brainly”、精准医学机器“Hanover”、百度灵医系统、阿里健康“Doctor You”的临床医师能力训练平台等，改变了传统的单一实践方式，帮助医学生进行沉浸式虚拟学习，有利于培养其临床使用和分析的判断和动手能力，为临床精准医疗提供了基本保证。

2.3 教学效果评价

《教育部办公厅等四部门关于开展高水平公共卫生学院建设的通知》[6]中强调，高等医学院校要深入推进新医科建设。新医科建设和推进是检验医学教育改革创新成果的重要工具。近年来，人工智能技术在医学教育领域取得了显著的进步和成就，“人工智能 + 医学”新医科人才培养新模式逐渐完善，输出了更多高水平医学人才。人才培养的质量是对教师授课质量和学生学习效果的直接体现，因此，基于人工智能技术的评价体系是对“人工智能+医学”培养模式质量的检验，特别是落实在教师授课质量和效果的评价技术、考核学生学习效果的评价技术两个方面。

针对教师授课质量和效果的评价体系，结合医学人才培养的理论性和应用性，让学生从不同维度提出对教学的意见和建议，教师可以及时在线或面对面反馈疑难问题，拉近教师和学生的距离，提高教学的效率和质量。基于人工智能技术的学生学习效果的评价体系则表现出多元性和分层性的突出特征，针对不同专业和学习能力不同的医学生采用更科学化的评价方式，因材施教的教学和因人而异的考核相结合，注重过程性考核，将医学生学习的理论知识、实践技能、科研竞赛等不同内容，全方位全过程纳入考核元素，为培养理论和应用兼具的医学人才提供了有力支持，为医学教育内涵式发展和改革提供了深厚力量。

3. 人工智能技术应用于医学教育中的挑战及应对策略

3.1 人工智能技术应用基础薄弱，相关群体须提升认知水平和能力

随着人工智能技术大范围深层次的应用，医学教育理念、教育模式不断变革创新，人工智能在医学教育教学中发挥着独特的魅力和重要的作用。但“人工智能+医学教育”仍面临诸多挑战和问题，表现在医学院校对于人工智能技术的相关宣传较少；较少有高校专门开设“人工智能技术”基础理论和应用的课程；教师队伍对人工智能技术的认知和应用匮乏，对于教学工具硬件和软件设备不能熟练应用；教学内容、案例和情境更新不及时等因素造成人工智能技术应用基础薄弱的困境。因此，相关群体须提升对人工智能技术的认知水平和能力，探索人工智能与医学教育融合的新模式。

首先，医学院校要加强顶层设计，贯彻国家相关政策，加强人工智能技术的普及和教育，邀请专业领域内专家学者对各部门专任教师进行培训，专任教师在本部门分享学习成果，形成人人学、人人教的良性闭合培训圈。开设“人工智能+”相关课程，将学生、教师、附属医院医生均纳入其中，打通“人工智能+医学教育”改革的最后一公里；其次，教师要及时积极参加学校相关培训，掌握人工智能技术运用于课堂和实践教学的精髓，大胆进行教学改革；最后，医学生在学习专业知识的同时，应充分了解人工智能在医学教育中的潜在原理和背后的逻辑，主动学习人工智能技术基本知识及人工智能工具使用和监管课程，为正确和熟练使用人工智能工具奠定理论基础。

3.2 人工智能技术存在数据风险，须完善监管，保障数据安全

人工智能技术的本质是使机器通过深度学习达到人的智能水平，背后隐藏着人工智能技术的开发和设计者的自身价值观，带有主观性。当人工智能技术运用于医学教育教学中，依赖于算法收集医学教学需求，在大数据和算法的处理下，所提供的教学数据可能暗藏價值歧视和偏见，导致运用者陷入“信息茧房”的困境。另外，人工智能技术通过处理海量数据提供教学方便的同时，会收集和利用个人身份等隐私数据，教师和学生的个人信息安全和隐私保护面临着潜在威胁，存在一定的数据安全风险，形成隐私信任困境，造成医学教育领域对于人工智能技术的排斥。如何有效应对数据安全风险成为人工智能技术在医学领域应用的关键问题。

近年来，《新一代人工智能发展规划》《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》《关于加强科技伦理治理的意见》《新一代人工智能伦理规范》《世界卫生组织卫生健康领域人工智能伦理与治理指南》等政策法规相继发布，政府部门、人工智能技术的开发部门和公民个人等主体自上至下要对标文件，积极应对人工智能风险，搭建命运共同体，提升风险防范意识，巩固底线思维，完善监管体系，破除“数据孤岛”现象，为人工智能技术在医学教育领域的应用保驾护航。

3.3 人工智能技术应用引发教育失衡，须探索稳健发展机制

党的十九大报告强调，“我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”。[7]为尽快改善我国不平衡不充分的发展现状，党的二十大报告提出，“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”。[8]将人工智能技术引进医学教育领域是教育领域推进内涵式发展、高质量发展的重要举措，但不平衡不充分的矛盾也在这一过程中暴露。经济欠发达地区在推动人工智能技术在医学教育领域的普及和发展方面面临着巨大的经济压力，造成人工智能技术在医学教育中的应用不足，进一步拉大了与发达地区医学院校的教学质量差距，造成区域间教育失衡。针对以上问题，各领域应着重整合各方资源，从政策和资金入手，为欠发达地区在制度和资源上提供基本保障和支持。各高校应转变思维，构建“人工智能+”的智能化教学模式，将人工智能相关资源最大化辐射到各学科的教育中，同时借鉴发达地区校企合作共建经验，吸引资金方投资人工智能应用于课堂教学中，加强校与校之间交流，共享人工智能相关硬件和软件，节省资金，立足自身优势引进特色人工智能技术，在贯彻新发展理念的同时达到培养高质量医学人才的目的。

结语

在新时代环境下，信息技术空前革新发展，教育数字化转型升级，人工智能技术的发展为医学教育带来巨大的发展前景和空间，极大地提高了复合型医学人才培养的质量和效率，促进了教育、科技和人才强国的建设。但是，在具体应用中也存在一系列风险和挑战，需多方关注和重视，协同发力，提升认知水平和能力，加强数据保护，探索常态化发展机制。

参考文献：

[1]国务院办公厅.国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见（国办发〔2020〕34号）[A/OL].（2020-09-17）[2024-02-20].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/moe_1777/moe_1778/202009/t20200923_490164.html.

[2]冯朝燕，闵祥德.人工智能在医学教育中的应用进展[J].中国社区医师，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，罗娟.人工智能时代的高等教育之变与不变[J].黑龙江高教研究，2020，38（2）：41-44.

[5]戚亚男.华西百年医学教育技术之路的启示——从坚持媒介资源建设谈起[J].中国医学教育技术，2019，33（1）：42-46.

[6]教育部办公厅 国家发展改革委办公厅 国家卫生健康委办公厅 国家疾控局筹建组（代章）.教育部办公厅等四部门关于开展高水平公共卫生学院建设的通知（教高厅函〔2021〕38号）[A/OL].（2021-12-28）[2024-02-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202201/t20220104_592386.html.

[7]习近平.决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告[M].北京：人民出版社，2017.

[8]习近平.高举中国特色社会主义伟大旗帜 为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗---在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告[M].北京：人民出版社，2022.

作者简介：李姗姗，硕士研究生，助教，研究方向：思想政治教育与医学人文。

基金项目：西安医学院2023年思想政治教育研究课题——新时代陕西医学教育发展成就与启示；陕西省教育科学“十四五”规划2023年度一般课题——医学职业教育服务乡村振兴战略的实践路径研究（编号：SGH23Y2461）。