人工智能+医学影像教育新模式在教与学中的作用与构想

刘立东

（长春中医药大学附属第三临床医院，吉林 长春 130000）

0 引言

高校作为我国服务地方区域经济发展的重要基地，承担着为国家、社会培养复合型、专业型综合人才的职责，需要紧跟市场人才发展需求和国家教育教学改革要求，不断调整医学等各个学科专业的教学模式[1]，不断优化各个学科专业的教与学方式，提升医学等学科专业的人才培养质量。当前，对于地方院校而言，需要紧跟时代发展的要求，不断优化教育教学内容，培养更多的大国工匠、能工巧匠，也需要应用人工智能、互联网、大数据、新媒体等信息技术[2]，推动高校医学专业教育向类型教育发展。

1 医学影像教学现状

通过对国内外文献资料、理论成果的分析，本研究认为：在国外，对人工智能在教学应用上的研究起步较早，应用范围也非常广泛，Luckin R、Holmes W、Timms MJ、Roll I 以及Wylie R 等专家学者对人工智能教育理论、人工智能教育教学内容、人工智能教育教学技术、人工智能教育教学产品等进行了深入研究，形成了一定的理论，为本次开展课题研究奠定了理论基础，提供了实践参考。在我国，虽然学术界对于人工智能技术的教育教学研究起步比较晚[3-4]，但是近年来还是取得了一定的成果，比如部分学者深刻阐明了人工智能教育理论的概念、内涵、特点、趋势等，详细论证了人工智能技术在辅助学生个性化学习、引导学生进行信息化实践的作用，对开展智慧教育活动、深化高校医学专业教与学的改革等都具有理论指引和实践引领作用[5-6]。但遗憾的是，当前国内外很少有直接针对人工智能技术在高校医学专业教与学中应用的学术理论成果，也没法直接指导高校的医学专业就应用人工智能技术进行改革，这不仅展现了本研究的创新价值，也凸显了本研究的实践意义。

2 人工智能对医学影像教学的价值

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI，是研究、开发用于模拟、延伸并且拓展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新兴技术科学。作为计算机科学的分支，人工智能试图去理解智能的本质[7-8]，创造出能以与人类智能相似的方法做出决策与反应的智能机器，人工智能学科研究的主要内容包括“知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计”等方面。

3 医学影像教学现状

3.1 教育理念过于传统，教材、教学设备无法满足教学需求

目前就大多数医学影像的教学现状而言，其主要存在医学影像教学理念过于传统的问题。从其教学设备和教学内容即可看出，教学没有先进的医学影像设备支撑，多以单纯的课本讲解为主，易致学生缺乏实际操作经验和临床诊断能力。同时就现在多数医学影像学教材而言，其所用教材较为陈旧，教材上讲述的设备也较为单一、陈旧，同现代新型影像学设备有较大的差异，且教材所讲述内容较为繁杂，虽然与医学影像学相关内容都有陈述，但其具体讲述内容又不够详细，较为笼统、简略，只能让学生大概了解不同疾病的医学影像学图像特征，对不同影像学结果只有基础的判断能力。但随着现代医学技术的发展，医学影像学的划分已更为细致，如放射科、超声科等，不同科室所用设备，设备功能及其影像学检查结果也都大有不同。因此过于传统的教学理念、陈旧的教学教材及教学设备已不能满足学生的基本学习需求，无法有效培养学生的综合能力及实操能力。

3.2 教学内容、模式及学时的不合理安排

就目前的医学影像学而言，其所涉及的内容已较为广泛，同类型影像学设备的繁杂，不同影像学结果诊断间的区分，不同疾病在医学影像学方面的区分等，都让医学影像学教学内容所涉范围过广，因此医学影像学的教学内容、教学模式、教学学时的安排就显得尤为重要。同时因不同影像学设备在不同疾病、不同患者间的具体操作也需有所不同，医师需要有较为丰富的实操经验和诊断经验，以确保对患者诊断的有效性，确保患者能得到及时有效的救治。若医学影像学教学内容、教学模式、教学学时安排不合理，超声、X 线、核磁共振等不同类型医学影像学科目安排不合理，易致学生对某一种医学影像学检查、诊断方式不熟，增加学生诊断错误的几率，增加医患纠纷风险。

4 人工智能+医学影像教育构想

4.1 树立教育新理念

定期安排医学影像学专业教师进行培训，学习有关教育信息化改革和人工智能技术应用的国家政策文件，并将人工智能技术整合到高校医学专业教学中的思想观念进行推广，使医学专业的教师和学生能够达成统一的共识。转变教师的教学理念，让其充分认识到人工智能在医学影像学教育中的有效性和重要性。教师应学会利用网络、虚拟世界平台等方式对学生进行教学或利用此类技术加深同学生间的交流、沟通，使学生的学习环境不仅局限于校园，在校园外学生也可利用网络等方式进行基础理论等方面的学习，使教师可有效、合理地缩短理论课程课时，增加实际操作练习的课时，有效提升学生的综合能力。

4.2 借鉴人工智能技术先进经验

具体分析国内外人工智能技术教育教学的相关案例、理论成果，深入学习人工智能教育理论知识，宏观构思新时代高校医学专业教与学中融合人工智能技术的方案。合理利用人工智能在医学影像学教学中的优势，如人工智能的深度学习功能，它可通过大数据从网络信息空间中获取用户所需信息，并对用户搜索的关键信息进行匹配。利用人工智能的这个优势，教师可引导学生合理、高效地进行知识的获取，使学生在较短时间内获得自身所需知识内容，提升学生学习兴趣。应用人工智能技术，还可增添虚拟超声病例图像库、人体虚拟超声检查等虚拟学习模式，通过人工智能所构建的虚拟平台，学生可不进入实验室即可进行模拟式的影像学设备操作和影像学结果诊断，这可提升学生的学习效率，有效提升学生临床辨证思维能力和临床诊断能力，确保学生有较强的综合能力，降低学生在实习时因能力不足而诱发医护纠纷的风险。

4.3 更改教育培训目标

以往教学内容只限于教学大纲或书本知识，重记忆而轻能力，只看重结果而轻视过程，在人工智能推动的时代，医学影像的教学目标应该重新定义，除了传授知识还应该重视学生的创造性、批判性[9-10]。医学影像学教学计划和教学大纲需要重新修订，在教学计划方面，不能以提升学生的基础理念笔试成绩为主，需重视学生在医学影像学实际操作和诊断方面的能力。通过对教学计划的改进，合理安排具体的教学内容、教学模式及教学课时，保障学生在实际操作课程方面的课时学习，确保学生有充足时间进行不同医学影像学设备的操作、结果诊断方面的学习，以积累较丰富的实操经验[11-12]。改善教学模式和教学体系，对学生进行个性化教学，因医学影像学教学涉及范围广，因此在教学时可根据学生的学习兴趣和学习方式，为其制定不同的学习内容、学习模式。

4.4 构建新的教学体系

新的教学体系可分为以下几类：①智能教学系统，其中主要组成部分有知识库、学习模块、教学模板以及智能接口，涉及教什么、谁在学、怎么学等内容，由智能接口作为桥梁，让用户得到整个教学内容模块，随时根据用户的需求及时反馈对应信息，可使学生在不同时间段、不同地方都可有效获取所需知识，提升学生的学习效率[13-14]。②智能考试系统，在知识库基础上制定考试系统，让考试的智能化帮助教师全面掌握学生学习状况，同时智能考试系统，对学生作弊等行为能进行有效监测，确保学生成绩的真实性、有效性[15-16]。智能考试系统可根据学生考试成绩反馈学生的学习情况，帮助学生分析知识或能力不足之处，使学生综合能力有所提升。③智能教学代理。在教学过程中该内容主要担任着教学老师的角色，作用在于合理地处理教学过程，能够根据学生自身掌握的知识以及平时学习的习惯等因素，给予合理的教学建议[17-18]。同时此教学方式能对学生学习情况起到一定监管作用，避免学生因自行学习而使学习效率低下等状况，保障其基本的学习效果。

5 小结

当前，高校信息化教育改革与医学专业信息化教学取得的成效还不够显著，甚至部分高校的教师还没有意识到人工智能技术对医学专业教与学的重要性，也没有注意人工智能技术的相关知识，导致高校医学专业在开展教学活动中还大多采取传统的模式，没有切实创新应用人工智能技术的教育教学方法，没有真正改善医学专业人才培养方案，影响了创新驱动发展战略的全面普及实施，无助于适应新时代高校医学教育的改革发展趋势。因此，本研究将创新、丰富、拓展人工智能技术在高校医学专业教与学中的应用模式，提升高校医学专业人才的培养质量。