人工智能背景下醫學教師的教學素養提升

黃鳳蘭，張鐵輝

(深圳大學總醫院，廣東 深圳 518055)

目前，國家大力推動人工智能(Artificial Intelligence, AI)領域的相關學科建設，加快高層次復合型醫學人才的培養工作[1]。作為現代新興的交叉學科，AI可與包括醫學與教育學在內的多個傳統學科在理論、應用等方面廣泛融合，深刻影響著醫學教育的改革與現狀，并對從業教師的教學素養提出了更高的要求。高校醫學教師的教學素養直接關系到醫學教育工作的成敗，進一步提升醫學教師在“AI+醫學”這一新型教育模式下的教學素養，符合醫學教育發展的需要。相較于傳統“一對多”的課堂理論教學和臨床實踐教學，AI使得醫學教學模式、管理模式和評價方式等各方面都發生了重大變革，讓醫學教育從封閉、抽象走向信息化、智能化。對于醫學教育者而言，加快具備人工智能時代的崗位勝任力和醫學人文素養顯得極為重要[2]。本文將介紹AI背景下醫學教學素養的含義，闡述AI背景下醫學教師面臨的機遇和挑戰，并對如何提高AI背景下醫學教師的教學素養進行分析和討論。

1 教學素養含義界定

1.1 教師素養

“素養”是指人們應具備的“素質”與“修養”的簡稱，其在《辭海》中的解釋是指在政治、思想、道德品質和知識技能等方面經過鍛煉和培養而達到的一定水平[3]。教學素養是教師素養中的一個非常重要的組成部分。高校教師的教學素養，即教師在教學活動中所表現出來的思想、知識與技能的總和[4]，將直接影響高校的辦學質量和教學水平。

1.2 教師教學素養

教育是人類傳承文明和知識、培養年輕一代、創造美好生活的根本途徑[5]，而教師教學素養的高低始終決定著教學質量的好壞[6]。一般而言，教師教學素養由學科知識結構、教學能力結構和職業道德修養三個方面構成[7]。百年大計，教育為本，提升教師教學素養更加重要。注重職前培養，加強職后訓練，改革評價體系等方面均有助于提高教師教學素養[8]。

1.3 AI背景下醫學教師教學素養

“辦好人民滿意的醫療教育事業”，實現黨和國家發展的宏偉藍圖，是新時代高校醫學教師的崇高使命。醫學院校教師必須精通所教學科的醫學相關基礎知識，熟悉學科的基本構成和各部分知識之間的內在聯系；選用合理的教學策略認真備課與課堂組織，了解學科的發展動態和國際最新研究成果；擁有深厚的文化修養和教育情懷，具備高尚的醫德和良好的醫患溝通能力。除了上述的知識、能力、道德等教學素養之外，醫學教師還需要側重于培養學生的人文素養以及動手實踐能力和科研興趣愛好等。AI時代的教學素養則是在尊重教育本質及規律的基礎上靈活運用信息化、大數據、移動互聯網和AI思維對傳統教學模式、教學設計、教學手段等的重新構建和創新，將教學目標、教學對象、教學設計以及教學反饋等多方面進行充分融合，可以將更具有真實性、創造性的臨床思維融入醫學教學和實踐過程中。

2 AI時代醫學教師的機遇與挑戰

2.1 機遇

2017年7月，國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》指出，要“圍繞教育、醫療、養老等迫切民生需求，加快人工智能創新應用，為公眾提供個性化、多元化、高品質服務”。2018年4月，教育部發布《高等學校人工智能創新行動計劃》，推動高校全面形成“人工智能+X”復合專業培養新模式。同年8月，中辦、國辦聯合提出發展“新醫科”在內的“四新”建設，隨后各地教育主管部門陸續出臺指導文件和規劃，著力提高現代科技在教育上的投入，特別強調AI與信息技術跟教學的融合，進一步提升高校人才培養質量[9]。2020年9月的《國務院辦公廳關于加快醫學教育創新發展的指導意見》中明確要求推進“醫學+X”多學科背景培養模式，促進醫工、醫理、醫文學科交叉融合，推動我國培養具有國際視野的高層次創新醫學人才[1]。AI輔助的智能化教育手段為醫學教育帶來很多新機遇，將有力地提高醫學教育水平和長效性[10]，同時也對教師的教學能力和教學方式等提出更高的要求。目前，教育AI的應用與發展主要集中在數據挖掘、深度學習、人機交互、學習分析等領域。未來，醫學類AI將會在醫學專業知識儲備、理論學習效果分析、智能仿真模擬實踐、虛擬醫學診療情境創設等教學方面大幅度超越傳統授課教師的作用。

目前AI教學仍算是傳統醫學教育的一個有益輔助，教師仍需要將AI的模擬教學與臨床的實踐教學在授課方式、授課內容、授課形式等方面盡可能將二者有機地結合，在各個系統間相互取長補短，在更智能化的學習條件下形成創新課堂，為醫學生提供全面、直觀、可重復化的教學和培訓，并思考如何規避AI教學帶來的負面效應，從而獲得事半功倍的教學效果。熟悉并掌握AI使用技巧的教師，能夠在一定程度上彌補傳統醫學教育的短板，在醫學教學模式的多樣性、教學資源的豐富性上取得擴展效果。此外，隨著AI正逐步滲透到現代醫院的日常醫療活動，包括疾病問診、生化分析、影像診斷等多個環節中[10]，這些接受過“傳統+AI”教學及訓練的醫學生在畢業后，可更順利地完成他們由醫學生向醫生和護士等工作角色的轉變。

2.2 挑戰

隨著社會不斷進步，AI的快速進化勢不可擋。自1958年感知機的出現開始算起，AI已經快速發展了60余年。現如今，AI早已融入了經濟和社會的方方面面，更成為國家創新能力和國際競爭力的重要指標之一。而法規和政策的滯后以及對AI技術發展失控的擔憂，則在一定程度上制約著AI的整體發展，與此同時，AI也對現有的法律、政策、道德約束等方面產生了一定挑戰。

優秀的醫用AI需要依托于大量真實有效的醫學知識和醫療數據,人體是一個復雜且尚未有效認知的整體，如果醫用AI想要達到一定的高度，需要大量的醫療數據與技術參數對接，而這不是醫學教師或者是工程師所能獨立完成的。隨著AI能力越來越強大，設計一個新的醫學教學AI模型所需要的研發成本翻倍增加，同時對高端AI人才的需求也在增加，特別是缺乏足夠有經驗或者是有醫療背景的高級工程師。與此同時，人們對于醫療數據在內的個人隱私保護力度在增加，法律意識增強并有權利拒絕作為病例數據采集的對象。失去真實有效數據支撐的AI，也失去其在教學上的競爭力。目前，也還沒有任何一種AI能完全代替人體，比如模擬查房做得再好，也無法真實還原病房里的那種氛圍和爭分奪秒救治的急迫感。此外，各個公司間的AI兼容性不佳，缺乏統一標準和約束的醫用AI也無法互為補充，增加了院校的采購成本和難度。對于醫學教師而言，盡管普遍認可AI對于醫療教學方面的巨大幫助，但現狀是，熟練掌握AI教學的醫學教師數量偏少，教師隊伍接受AI輔助教學的培訓也無法做到一蹴而就。值得一提的是，盡管AI可在很短時間內學會并熟練掌握一名高年資教授辛苦工作數十年來積累的知識與臨床經驗，但如何將這豐富的資源轉化為可供教學的內容，仍需要工科和醫科的進一步協作。在新教學模式下，AI究竟能在多大程度上代替優秀講師的教學質量、承擔醫學院校的傳統教學實踐，仍需要長期的教學觀察和評估。另一方面，AI也有其明顯的先天缺陷，即針對某些不確定性、非標準化、情感主導以及必須要人工完成的教學仍無法取代，比如醫學倫理學、醫學人文關懷、醫患有效溝通、心理疏導及情感慰藉等等，均需要醫學教師親自教學示范。AI的學習數據主要來自已有的知識、疾病資料、臨床指南和專家共識等，而高校教師作為能夠發布指南和共識的重要組成人員，更應該努力提高自身綜合教學能力和教學素養，發揮AI所無法取代的優勢，這也對高校教師的工作提出了新的挑戰。

3 AI背景下如何提升醫學教師的教學素養

3.1 轉變教育理念，深度融合實踐

傳統的醫學教育理念以授課教師為中心，學生在臺下聽講，然而醫學知識乏味枯燥，既缺少師生互動，又缺乏對疾病演進與醫療干預的傳統教學模式，學生并無直觀感受，此類授課形式也越來越無法滿足當今醫學生的期望。智能化教學時代不僅要求教師學習和掌握相關的智能技術，更是對醫、理、工高度交叉的學科背景下的教學科研與創新能力提出了新要求[11]。醫學高等院校教師需要進一步轉變為“以學生為中心”的教學理念。在AI教學的幫助下，合理搭建模擬場景和病例，引導學生在課堂中參與醫療實踐，進一步掌握課程教學的重要知識點，理解抽象的醫學術語與名詞，并可以活躍課堂氛圍，激發學生的主觀能動性。同時需要注意的是，AI只能依托給予的數據完成程序上設定的任務，而教師則應該不斷從教學過程中提煉教學要點，挖掘教學規律，認真鉆研，善于反思，勇于創新，成為教學的研究者和課程的開發者。配合軟件的開發人員，規避AI的邏輯錯誤，使醫療教學用AI更加真實、準確，必要時自己做特定AI的設計者。“學而不思則罔，教而不思則退”，只有在教學實踐中不斷鉆研、總結、反思、創新，才能促進發揮自身有別于AI的不可替代性。

3.2 創新教學方式，改進教學方法

醫學作為典型的經驗科學，學生對于本專業的理解不能只停留于書本上的理論描述與闡釋，只有將理論和臨床實踐相結合才能真正理解病因、癥狀表現及治療方式等。然而現今的醫患關系以及患者自我保護意識的提升，難免與大規模的臨床教學實習相悖，而AI可以很好地幫助教師豐富課堂教學方式，參與到不同學習階段的教學環節，哪怕是如今更加流行的線上教學模式，授課教師可以借助更加信息化、智能化的教學系統進行模擬教學及演示。教師針對不同的教學內容，對教學手段和教學方式進行不同的創新、升級，更熟練地將智能化技術、模擬現實、案例式、實景式教學等方法與所授課程恰當的融合。在AI的幫助下，結合當期授課內容，深度模擬疾病的發生發展以及臨床工作與治療實踐，使學生們在課堂上能較為生動、形象的理解、記憶，了解疾病的轉歸和預后。AI的普及和利用有助于培養與時代接軌的高素質醫學人才[12]。不僅如此，若想成為一名具有較高教學素養的教師，還必須自身底蘊厚實，技高一籌，在學會自我學習的同時，向學生學習，更要學會向AI學習。堅持不斷學習拓寬自身醫學知識的深度和廣度，擴充和完備自身的醫學知識脈絡，結合國內外學者的最新研究成果將準確有效的醫學知識講授給學生，才能傳道解惑，努力使每一名培養出的醫學生成為優秀的醫務工作者。

3.3 注重言傳身教，做好師生交流

相對于傳統的面授教學來說，AI可能更側重于學生的自主學習能力，沉浸式的教學和模擬體驗可能造成學生間交流以及師生面對面交流的機會減少。在AI模擬的醫學場景下，部分學生可能顯得無法適從，一方面學生可能無法有效從AI獲取所需傳授的專業知識，另一方面，還可能養成依賴網絡解惑答疑的習慣，喪失了自主分析思考病因、處置、轉歸的訓練意義。盡管醫學模擬教學的培養路徑可有效促進醫學生臨床操作、臨床思維等多方面能力的提升[13]，但由于學生們面對的是冷冰冰的智能化、虛擬化的AI系統，不是傳統教學時真人模擬的標準化病人，甚至不是正在住院接受治療的真實患者，無法切身體會醫護的現實責任和重擔、感受“醫患共情”的力量，缺乏對病痛的臨床感知以及對疾病和生死的敬畏之心。面對這樣的教學氛圍，醫學教師如何正確引導、監督學生的自主學習并進行有效的情感交互是取得AI背景下良好教學效果的關鍵，這就需要教師及時發現問題，做好言傳身教，消除AI教學時可能帶來的消極影響。

3.4 構筑人文關懷，夯實職業道德

高等院校的醫學基礎理論教學和臨床實踐教學，將極大地影響醫學生的臨床操作能力和臨床思維能力，而從醫學生時代開始逐步形成的醫療人文關懷和職業道德精神，以及帶教教師所表現出來的醫者仁心，都將潛移默化地推動著醫學生畢業后向一名合格、優秀的臨床醫生或護士轉變。醫學人文精神要求醫者尊重和善待生命，“健康所系，性命相托，恪守醫德”是每名醫學生的入職誓言[14]。盡管在目前建設健康中國的大背景下，將智慧醫療應用于醫學人文建設已成為必然趨勢[15]，但AI教育時代所依賴的智能化軟件系統仍然無法取代教師的言傳身教以及在課堂和查房教學時對醫學生進行的人文素質教育。“生物-心理-社會”醫學模式的提出，使得如今在醫療領域尤其日常的診療活動中，人文關懷逐漸深入人心，各類服務舉措的推出更加多樣化地滿足人們就醫時的心理、社會需求等方面，醫學教師有義務和責任在傳統教學和AI教學的基礎上，進一步對醫學生進行醫學人文素質的教育，并通過耳濡目染的示范作用影響著學生的醫德醫風養成，營造一個良好的育人環境。通過結合各院校的實際教學情況，制定有連續性的、針對性的人文關懷教育的細化方案[16]。增強醫學生的思想素養，培養其醫學人文精神與職業道德，是每名醫學教師的不懈追求。就像德國著名哲學家雅斯貝爾斯所說，教育就是用一棵樹撼動另一棵樹，一顆心靈喚醒另一顆心靈，這也是教師不同于機器，是傳統教學素養面臨AI挑戰能不斷突破的特質[9-10,17]。不論時代變遷和技術革新，高校醫學教師都需具備將醫學科學精神與人文道德統籌兼顧的教學素養，擁有并展示出對醫學事業的熱愛及良好的醫德意識和行為態度。

4 結語

AI時代，醫學教師依舊肩負著培養優秀復合型醫學人才的使命。而AI輔助教學對傳統的醫學教學模式、教學手段、教學評價等方面進行了重新構建和創新設置，要求醫學教師在學科知識結構、教學能力結構和職業道德修養等教師教學素養的基礎上，轉變教育理念、創新教學方式、注重言傳身教、構筑人文關懷，夯實職業道德等，更好地為高校醫學教育質量提供保障，在探索中促進醫學教師不斷形成適應AI的教學素養。進而緊跟教育變革，更加充滿信心地走上AI時代的三尺講臺。