在兒科實習生模擬教學培訓中融合人工智能的初步探討

摘"要：隨著人工智能與大數據的發展，結合模擬教學為兒科實習生的培訓開辟了新路徑。本文探討了融合人工智能與模擬教學的策略，主要包括：利用人工智能技術開發智能系統，為實習生提供個性化的診斷與治療案例；結合虛擬仿真與標準化病人等模擬訓練，構建綜合訓練平臺，提升實習生臨床技能；探索人工智能在兒科實踐教學中的應用，提供輔助診斷與操作導航。通過這些措施，旨在增強醫學生的崗位勝任力以及人文素質，從而完善高校兒科醫師培養體系，提升兒科專業本科生的培養質量，助力“健康中國”戰略的實施。

關鍵詞：模擬教學；人工智能；兒科；實習培訓

兒科作為醫療體系中的一個重要分支，長期以來面臨著多重挑戰。首先，兒科執業環境高風險、高難度，要求醫護人員投入大量精力。其次，兒科醫師長期供給不足，2019年數據顯示我國每萬名兒童僅有4名兒科醫師，而隨著“三孩政策”的實施，這一需求將進一步增加。最后，隨著公眾對醫療服務的要求不斷提高，患兒家長對醫生診療水平和醫患溝通能力有了更高的期待。

此外，傳統的兒科實習教學模式也存在局限性。以真實患兒為教學對象，不僅會給患兒及家長帶來不便，也會影響實習生的培養效果，特別是一些侵入性操作更是如此。因此，尋求新的實習教學模式迫在眉睫。在這一背景下，將人工智能技術融入兒科實習生模擬教學培訓，成為一種創新的教育方式，值得深入研究。

本文旨在探討將人工智能技術融入兒科實習生模擬教學的可行性和優勢，為兒科醫學教育的改革與發展提供新的思路。

一、模擬教學在兒科實習生培訓中的應用現狀

基于模擬的醫學教育（Simulation"Based"Medical"Education，SBME）提供安全的環境讓醫學生通過體驗式學習、重復訓練和刻意學習、個性化、量身定制的學習，能夠改善知識獲取和保留，提升醫療質量，保障患者安全。目前國外醫學教育界普遍認同：任何對患者或臨床醫生有傷害風險的情況都可以進行模擬練習、反思和再練習。無論是為基于臨床的緊急情況、新的醫院單元，還是新的日常工作流程做準備，模擬對于新手和熟練的臨床醫生來說都是有價值的，有助于提高個人和團隊護理水平。發展到21世紀，醫學模擬技術可以實現對整個醫療環境的全面模擬，并且通過提供一種交互式的教育環境，完全模擬在真實場景下對病人的處理。近年來，許多醫學院校已經建立了先進的兒科模擬實訓中心，配備了高仿真兒科模擬人、虛擬現實設備等，為實習生創造了逼真的臨床診療環境。通過這些模擬訓練，實習生可以在安全、受控的條件下，反復練習病歷采集、體格檢查、診斷推斷、處置決策等關鍵技能，在錯誤中學習，提高實踐能力。與此同時，模擬教學也為培養實習生的溝通協作、同理心等軟性技能提供了良好平臺。應用情景模擬教學法能明顯提高教學質量及教學滿意度，能夠幫助實習生更好地掌握實習知識，而且可以彌補在兒科實習期間遇不到疑難危急重癥的空缺，提高學生學習主動性，鍛煉臨床思維，提升實習醫師的個人綜合能力和團隊合作能力，從而提高崗位勝任能力［14］。然而，目前模擬教學在兒科實習生培訓中的應用還存在一些不足，如模擬場景設置不夠貼近實際、師資培養和評價體系有待完善等，仍需進一步探索創新，以更好地滿足兒科醫療實踐的需求。

二、人工智能在兒科實習生培訓中的應用現狀

（一）人工智能在兒科疾病診斷與治療中的應用

隨著深度學習、自然語言處理等人工智能技術的發展，一些研究團隊開發了基于人工智能的兒科疾病診斷系統，能夠對常見兒科疾病進行智能化診斷與治療建議。這些系統通過大量的臨床數據訓練，可以較準確地識別兒科疾病的癥狀特征，為實習生提供個性化的臨床案例與反饋，提高其診斷能力［58］。

（二）人工智能與模擬訓練相結合的應用

近年來，虛擬仿真、標準化病人等模擬訓練手段在醫學教育中廣泛應用，有助于提升學生的臨床技能。部分研究將人工智能技術融入模擬訓練平臺，通過智能化的場景設置、行為分析等手段，為實習生提供更加逼真的訓練環境，并對其操作過程進行智能分析與反饋，進一步提升實習生的綜合能力［910］。我校建立了一套人工智能臨床醫學訓練系統［11］，彌補了部分罕見疾病在實習過程中的缺失，為學生提供全面的臨床診療體驗。該系統模擬真實患者的就診過程，讓學生進行診斷和治療決策，這樣不僅能覆蓋教學大綱中的所有病種，還能確保學生在校期間充分掌握臨床診療的全流程，為今后的臨床實踐奠定堅實基礎。

（三）人工智能在兒科實踐教學中的應用

除上述應用外，人工智能技術還可以為兒科實踐教學提供智能化的輔助。如利用計算機視覺等技術開發智能化的手術導航系統，為實習生提供實時的手術指導［12］；運用自然語言處理技術開發智能問診系統，為實習生提供智能化的問診技能訓練等［13］。

三、在兒科實習生培訓中融合人工智能與模擬教學的策略

（一）開發基于人工智能的兒科疾病診斷與治療系統

利用人工智能技術開發覆蓋教學大綱囊括的兒科疾病的智能診斷系統，通過大數據分析、深度學習等方法，建立兒科疾病癥狀特征與診療方案的知識庫。實習生可以在該系統中進行個性化的臨床案例訓練，并獲得智能化的診斷反饋，提高臨床思維能力。同時，該系統還可以為實習生提供個性化的治療方案建議，培養其治療決策能力［1416］。此外，根據患兒的具體情況，系統還能夠提供個性化的治療方案，包括藥物劑量、治療周期和預防措施；系統提供易于理解的教育材料和指導，幫助家長了解疾病信息和家庭護理技巧，從而獲得患兒家長對醫生診療的支持。

開發基于人工智能的兒科疾病診斷與治療系統是一項多學科交叉的復雜工程，還需要醫學、計算機科學、數據科學和倫理學等領域的專家共同努力。

（二）構建人工智能驅動的模擬訓練平臺

將人工智能技術與虛擬仿真、標準化病人等模擬訓練手段相結合，構建智能化的模擬訓練平臺，通過模擬真實世界的復雜情境，為學習者提供一個安全、可控且高度互動的學習環境。

首先，引入先進的人工智能算法，利用機器學習和自然語言處理技術開發智能模擬系統。這個系統能夠分析學生的表現，通過對訓練數據的深入挖掘，提供個性化反饋和學習建議，自動調整訓練難度和情境，以適應每位學習者的能力水平。

其次，設計虛擬仿真環境，以三維建模和虛擬現實（VR）技術為基礎，創建臨床場景的高度真實模擬。這些場景將涉及各種兒科病例，包括急救、慢性病管理以及常見病的診療。通過虛擬仿真，學習者能夠沉浸式體驗操作，從而提升他們的臨床技能。同時，結合標準化病人的訓練方法，將經過專業培訓的演員模擬真實患者，進行互動問診和病例討論。AI驅動的分析工具將記錄和評估學習者在與標準化病人交流過程中的表現，指出他們在溝通技巧、同理心和情感管理方面的優缺點，幫助學員逐步提高。

再次，平臺將設有成就跟蹤系統，通過數據記錄和分析學員的進步情況，讓學習者與教育者能夠隨時查看學習數據，設定學習目標并進行反思。這個系統還可以促進同伴間的互動與合作，通過小組討論和角色扮演等方式，增強團隊合作精神。

最后，為了確保模擬訓練平臺的有效性和可持續發展，定期更新和優化模擬訓練模塊，確保課程內容與最新的醫學指南和實踐相一致。

通過上述措施，一方面，人工智能為模擬訓練環境注入智能化特征，提供目前學業階段無法接觸到的訓練及意外狀況的場景模擬；另一方面，通過人工智能技術對實習生的操作過程進行實時分析與評價，給予針對性的反饋，有效地提高其臨床技能［1719］。

（三）探索人工智能在兒科實踐教學中的應用

在兒科教學實踐中，還需要考慮到兒科的特殊性，患兒病情變化速度快，年齡小，表述能力差，不能獨立與醫生溝通患病情況等特點，利用自然語言處理技術開發與家長溝通的智能系統，模擬與兒童及其家庭的溝通場景，幫助醫學生學習有效的溝通，以提高教學的現實感和互動性。除模擬訓練外，利用人工智能還可以追蹤和管理兒童的疫苗接種計劃；分析兒童的生長發育數據，評估其是否符合特定年齡段的預期發展里程碑，結合兒童的營養需求，提供個性化的營養和喂養建議；基于兒童特有的生理和病理特征，開發疾病預測模型，以早期識別和預防潛在的健康問題；針對兒童的情感和心理特點，提供定制化的心理支持和行為干預方案；對于患有慢性病的兒童，人工智能可以輔助長期病情監測和管理，提供個性化的護理計劃；兒科醫療通常需要跨學科團隊的協作，人工智能可以模擬團隊協作場景，訓練醫學生在多學科環境中工作的能力。

這些應用不僅可以提升實習生的臨床技能，鍛煉實習生的臨床思維，還有助于增強醫學生的信心、同理心、溝通技巧、道德品質、人文素養及職業素養，促進醫患關系和諧。

結語

模擬培訓融合人工智能技術的應用為兒科實習生培養提供了新的機遇。然而，人工智能在兒科實習教學培訓中的應用目前還面臨著挑戰，例如，開發和維護一個高質量的人工智能模擬教學系統需要大量的資金投入，包括軟件、硬件、維護和更新費用，這對于許多醫療教育機構來說可能是一個負擔；過度依賴技術可能會減少實際臨床操作的機會，影響學生的實際操作技能和臨床經驗積累，模擬訓練應作為輔助手段，而不是替代真實臨床經驗；模擬訓練系統需要處理大量的敏感醫療數據，如何確保這些數據的安全和隱私是一個重大挑戰，數據泄露或濫用可能會帶來嚴重的法律和倫理問題；盡管人工智能技術在不斷進步，但模擬系統仍然無法完全復制所有臨床情況的復雜性和不可預測性，這可能會限制學生對某些罕見病例的理解和處理能力；一些教師和學生可能對新技術持懷疑態度，不愿意接受或適應模擬教學，這也會影響教學效果和學生的學習體驗；等等。因此，還需要進一步優化人工智能技術在兒科實習教學中的應用方案，并開展實證研究，評估其實際效果，為兒科醫學教育的改革與創新提供參考。

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基金項目：廣西醫科大學本科教育教學改革項目（項目編號：2022XJGZ12）

作者簡介：李眉（1988—"），女，壯族，廣西賀州人，博士研究生，講師，研究方向：兒童重癥醫學。

*通信作者：楊志勇（1978—"），男，漢族，廣西桂平人，博士研究生，教授，研究方向：兒童重癥醫學。