人工智能+醫學影像教育新模式在教與學中的作用與構想

劉立東

（長春中醫藥大學附屬第三臨床醫院，吉林 長春 130000）

0 引言

高校作為我國服務地方區域經濟發展的重要基地，承擔著為國家、社會培養復合型、專業型綜合人才的職責，需要緊跟市場人才發展需求和國家教育教學改革要求，不斷調整醫學等各個學科專業的教學模式[1]，不斷優化各個學科專業的教與學方式，提升醫學等學科專業的人才培養質量。當前，對于地方院校而言，需要緊跟時代發展的要求，不斷優化教育教學內容，培養更多的大國工匠、能工巧匠，也需要應用人工智能、互聯網、大數據、新媒體等信息技術[2]，推動高校醫學專業教育向類型教育發展。

1 醫學影像教學現狀

通過對國內外文獻資料、理論成果的分析，本研究認為：在國外，對人工智能在教學應用上的研究起步較早，應用范圍也非常廣泛，Luckin R、Holmes W、Timms MJ、Roll I 以及Wylie R 等專家學者對人工智能教育理論、人工智能教育教學內容、人工智能教育教學技術、人工智能教育教學產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，提供了實踐參考。在我國，雖然學術界對于人工智能技術的教育教學研究起步比較晚[3-4]，但是近年來還是取得了一定的成果，比如部分學者深刻闡明了人工智能教育理論的概念、內涵、特點、趨勢等，詳細論證了人工智能技術在輔助學生個性化學習、引導學生進行信息化實踐的作用，對開展智慧教育活動、深化高校醫學專業教與學的改革等都具有理論指引和實踐引領作用[5-6]。但遺憾的是，當前國內外很少有直接針對人工智能技術在高校醫學專業教與學中應用的學術理論成果，也沒法直接指導高校的醫學專業就應用人工智能技術進行改革，這不僅展現了本研究的創新價值，也凸顯了本研究的實踐意義。

2 人工智能對醫學影像教學的價值

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

3 醫學影像教學現狀

3.1 教育理念過于傳統，教材、教學設備無法滿足教學需求

目前就大多數醫學影像的教學現狀而言，其主要存在醫學影像教學理念過于傳統的問題。從其教學設備和教學內容即可看出，教學沒有先進的醫學影像設備支撐，多以單純的課本講解為主，易致學生缺乏實際操作經驗和臨床診斷能力。同時就現在多數醫學影像學教材而言，其所用教材較為陳舊，教材上講述的設備也較為單一、陳舊，同現代新型影像學設備有較大的差異，且教材所講述內容較為繁雜，雖然與醫學影像學相關內容都有陳述，但其具體講述內容又不夠詳細，較為籠統、簡略，只能讓學生大概了解不同疾病的醫學影像學圖像特征，對不同影像學結果只有基礎的判斷能力。但隨著現代醫學技術的發展，醫學影像學的劃分已更為細致，如放射科、超聲科等，不同科室所用設備，設備功能及其影像學檢查結果也都大有不同。因此過于傳統的教學理念、陳舊的教學教材及教學設備已不能滿足學生的基本學習需求，無法有效培養學生的綜合能力及實操能力。

3.2 教學內容、模式及學時的不合理安排

就目前的醫學影像學而言，其所涉及的內容已較為廣泛，同類型影像學設備的繁雜，不同影像學結果診斷間的區分，不同疾病在醫學影像學方面的區分等，都讓醫學影像學教學內容所涉范圍過廣，因此醫學影像學的教學內容、教學模式、教學學時的安排就顯得尤為重要。同時因不同影像學設備在不同疾病、不同患者間的具體操作也需有所不同，醫師需要有較為豐富的實操經驗和診斷經驗，以確保對患者診斷的有效性，確保患者能得到及時有效的救治。若醫學影像學教學內容、教學模式、教學學時安排不合理，超聲、X 線、核磁共振等不同類型醫學影像學科目安排不合理，易致學生對某一種醫學影像學檢查、診斷方式不熟，增加學生診斷錯誤的幾率，增加醫患糾紛風險。

4 人工智能+醫學影像教育構想

4.1 樹立教育新理念

定期安排醫學影像學專業教師進行培訓，學習有關教育信息化改革和人工智能技術應用的國家政策文件，并將人工智能技術整合到高校醫學專業教學中的思想觀念進行推廣，使醫學專業的教師和學生能夠達成統一的共識。轉變教師的教學理念，讓其充分認識到人工智能在醫學影像學教育中的有效性和重要性。教師應學會利用網絡、虛擬世界平臺等方式對學生進行教學或利用此類技術加深同學生間的交流、溝通，使學生的學習環境不僅局限于校園，在校園外學生也可利用網絡等方式進行基礎理論等方面的學習，使教師可有效、合理地縮短理論課程課時，增加實際操作練習的課時，有效提升學生的綜合能力。

4.2 借鑒人工智能技術先進經驗

具體分析國內外人工智能技術教育教學的相關案例、理論成果，深入學習人工智能教育理論知識，宏觀構思新時代高校醫學專業教與學中融合人工智能技術的方案。合理利用人工智能在醫學影像學教學中的優勢，如人工智能的深度學習功能，它可通過大數據從網絡信息空間中獲取用戶所需信息，并對用戶搜索的關鍵信息進行匹配。利用人工智能的這個優勢，教師可引導學生合理、高效地進行知識的獲取，使學生在較短時間內獲得自身所需知識內容，提升學生學習興趣。應用人工智能技術，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習模式，通過人工智能所構建的虛擬平臺，學生可不進入實驗室即可進行模擬式的影像學設備操作和影像學結果診斷，這可提升學生的學習效率，有效提升學生臨床辨證思維能力和臨床診斷能力，確保學生有較強的綜合能力，降低學生在實習時因能力不足而誘發醫護糾紛的風險。

4.3 更改教育培訓目標

以往教學內容只限于教學大綱或書本知識，重記憶而輕能力，只看重結果而輕視過程，在人工智能推動的時代，醫學影像的教學目標應該重新定義，除了傳授知識還應該重視學生的創造性、批判性[9-10]。醫學影像學教學計劃和教學大綱需要重新修訂，在教學計劃方面，不能以提升學生的基礎理念筆試成績為主，需重視學生在醫學影像學實際操作和診斷方面的能力。通過對教學計劃的改進，合理安排具體的教學內容、教學模式及教學課時，保障學生在實際操作課程方面的課時學習，確保學生有充足時間進行不同醫學影像學設備的操作、結果診斷方面的學習，以積累較豐富的實操經驗[11-12]。改善教學模式和教學體系，對學生進行個性化教學，因醫學影像學教學涉及范圍廣，因此在教學時可根據學生的學習興趣和學習方式，為其制定不同的學習內容、學習模式。

4.4 構建新的教學體系

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

5 小結

當前，高校信息化教育改革與醫學專業信息化教學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對醫學專業教與學的重要性，也沒有注意人工智能技術的相關知識，導致高校醫學專業在開展教學活動中還大多采取傳統的模式，沒有切實創新應用人工智能技術的教育教學方法，沒有真正改善醫學專業人才培養方案，影響了創新驅動發展戰略的全面普及實施，無助于適應新時代高校醫學教育的改革發展趨勢。因此，本研究將創新、豐富、拓展人工智能技術在高校醫學專業教與學中的應用模式，提升高校醫學專業人才的培養質量。