聚焦人工智能 推动教学创新

人工智能正逐步渗透到教学的方方面面，对教学产生了深远影响。随着机器学习、自然语言处理及大数据等技术的进步，人工智能逐渐成为教学创新的重要驱动力。本文探讨了人工智能对教学的影响及其在教学中的应用等，其中特别阐述了人工智能在医学教学中的应用，以期供教学改革参考借鉴之用。

一、人工智能对教学的影响

一是学习效果提升。研究表明，应用人工智能的教学能够显著提高学生的学习效果。人工智能在教学中的应用，使教学打破了时间和空间的限制，远程教学、异步教学因此得以开展。另外，个性化的学习模式使得学生能够按照自己的节奏进行学习，增加了学生学习的自主性和积极性。此外，智能反馈系统能够提供给学生个性化指导，帮助学生及时纠正学习中的错误，提升学生的问题解决能力。

二是教材创新。人工智能的发展为教材创新提供了新思路。通过数据分析，教师可以更好地了解学生的需求和偏好，从而合理地调整教材内容。例如，针对不同学生的动态教材能够实时更新，调整内容以适应学习者的需求，增强了学习的相关性。

三是教师角色转变。随着人工智能技术的应用，教师的角色也发生了显著变化。教师不再是单纯的知识传授者，而是转型为学习的引导者和支持者。教师可以通过人工智能进行课堂管理、数据分析及优化教学策略。这种转变不仅减轻了教师的负担，也创新了他们的教学。

四是教学管理优化。人工智能在教学管理方面发挥了重要作用，通过数据分析和预测模型帮助学校管理者做出更科学的决策。人工智能能够通过分析学生的出勤率、成绩变化等数据，识别出潜在的学习困难者，并及时提供干预措施。这种基于数据的决策模式，不仅提高了教学管理的有效性，还促进了教育公平。

二、人工智能在“教、学、评”环节的体现

人工智能能够根据学生的学习进度和学习需求为教师提供定制化的教学方案，在包括医学专业在内的多个领域具有独特优势，可以有效提高教师的工作效率，提升学生的学习效果。

一是课程生成工具。人工智能课程生成工具能根据各种参数，比如年级、科目，创建量身定制的教学计划、评估和学习材料，再结合教师的修改进行完善，教学工作会变得更全面、更具多样性和个性化。在减轻教师工作负担的同时，打破了教育资源的限制，使教学内容更丰富，课堂更引人入胜。

二是智能教室。智能教室是在传统的教室里融入计算机技术、网络技术、多媒体技术和自动控制技术的一种新型教室。以宽泛的网络环境为背景，智能教室实现了课堂笔记自动化、全程记录教学过程、智能远程教学、学习合作化等，使课堂教学变得更加高效简洁，突破空间壁垒，充分展现了装备先进、操控便利、资源丰富、交互实时等特征。

三是智能辅导。智能辅导系统是一种基于人工智能技术的在线教育工具，能够根据学生的学习特点和需求提供个性化的学习支持。通过分析学生的学习历史、知识点掌握情况，自动生成学习计划和推荐学习资源。这些系统能够即时反馈，使学生在关键时刻得到支持，从而提高学习效率和学习质量。

四是自适应学习。自适应学习平台以个性化学习为核心，使用算法动态调整学习内容和学习难度。这个过程不仅考虑到了学生的知识水平，还集成了学习风格和心理特征等多种因素。利用自适应学习技术可以推荐针对性的课程，从而提升学生的学习体验。

五是智能评估。智能评估工具采用自然语言处理、图像识别等技术，能够自动批改作业、进行考试评分，并为学生提供即时反馈。这类工具不仅可以减轻教师的工作负担，还能够提供更加精准的评估结果，帮助教师了解学生的知识掌握情况。

三、人工智能在医学教学中的实践

一是数字化教学资源。通过将大量的医学教材、病例和学术论文数字化，并储存在云端平台上，教师和学生可以随时访问这些资源，打破了时间、空间对传统教学的限制，为学生提供了更多学习机会和资源选择的可能。人工智能还可以根据学生的实际情况和需求，为其提供个性化的学习材料和学习推荐，帮助学生高效学习。

二是助教和辅导工作。将人工智能用于补充、支持教学工作，回答学生的问题，提供额外的学习资源，比如3D解剖图解、人体生理过程模拟、临床操作讲解等，并帮助教师管理课堂数据，将学生情况及时反馈给教师，使教师能够开展更具有针对性、个性化的教学。另外，人工智能可提供针对性的复习材料和模拟试题，帮助学生更好地掌握知识。

三是临床模拟器。临床模拟器能够通过虚拟现实等电子系统再现医疗环境、生命体征、医护操作等，通常用于身临其境的医疗实践环境之中。学生通过虚拟实践的方式进行医学操作训练，既避免了面对真实病人的风险和压力，又能接触到多种不同的临床情况，提升学习的全面性，从而实现对学习效果的改善。

四是辅助医疗诊断技术。人工智能辅助医疗诊断技术运用人工智能算法和大数据分析，结合医学专业知识，为医生提供快速而精准的医学判断和诊断支持。例如，Esteva等人开发了一种基于深度学习的皮肤癌诊断系统，该系统对皮肤图像的分析，可以与专业医生的诊断结果相媲美。这种基于人工智能的辅助诊断系统将理论知识与实际应用密切结合起来了，帮助初期接触临床工作的医学生建立更扎实的知识网络，提升他们学习效果的同时，提高他们的诊断准确性和诊断效率。

四、合理应用人工智能的策略

一是避免极端思想。在人工智能的应用中应避免两大极端思想：一是唯人工智能论，认为人工智能能完成一切工作，甚至以后能够取代学校、教师等；二是认为人工智能是花架子，在实际应用中并没有什么长处。正确的态度是在二者之间寻找平衡点，并在应用时慎重抉择，特别是一些高利害业务、关键性业务，比如高考阅卷。人工智能在教学中作为重要的教学辅助手段，可用于处理一些重复性工作，从而让教师专注于更具创造性和互动性的教学活动。

二是制定政策与标准。教育机构应根据国家相关法律法规，鼓励哲学家、社会学家、心理学家、法律专家及工程师等多个领域的专业人士共同参与到人工智能的开发和应用中，以确保多角度考虑问题，制定合适的人工智能应用政策与标准。这些政策应涵盖数据隐私保护、人工智能技术使用规范及教育公平等多个方面。

三是加大技术设备和资源投入。为促进教育公平，各部门应加大投入，重点关注经济较弱地区的学校，促进教学设备与资源的合理分配，提高技术的可访问性，解决部分地区由于技术设备和资源短缺而导致的人工智能技术应用受限问题，确保所有学生都能够平等地受益于人工智能。

四是加强教师培训。为保证教师能够有效地使用人工智能，教育部门可以定期举办培训，提高教师的技术素养和教育理念。培训内容可以包括人工智能基础知识、教学应用案例分析及操作技能等多个方面。鼓励教师与信息技术、计算机科学等学科的教师展开合作，开展跨学科的教学研究与教学活动等。

五是建立正确的批判性思维。教师在应用人工智能的同时，应注意培养学生的独立思考能力，鼓励学生批判性地思考人工智能生成的信息。教师在教学工作中可以讲解有关人工智能的知识，帮助学生了解人工智能存在的一些局限。在解决问题时，注意引导学生进行多角度的分析，针对人工智能提供的信息积极展开讨论和辩论，帮助学生建立批判性思维，避免盲目地依赖技术。

六是推动人工智能教学研究。鼓励教师将人工智能教学研究成果应用于实际教学之中，并探索不同学科、不同教育阶段人工智能的应用效果。这些可以为政策制定等提供科学依据，推动人工智能在教学中的有效应用。另外，可以通过搭建数据共享平台来促进不同学校和研究机构之间的数据交流，使研究者获取丰富的教学数据，以进行更深入的分析和研究。

人工智能在教育领域的应用给教学带来了深刻变革，促进了教材创新及教学管理优化等。尽管面临数据隐私、教育公平性等方面的挑战，但通过合理的应对策略、教师培训和研究推动等，可以实现人工智能与教学的有效融合。未来，随着人工智能的不断发展和完善，人工智能在教学中的应用范围会更广，助力教学效率和教学质量的不断提升。

2023年西安交通大学第一附属医院教学改革研究面上项目，项目编号：JG2023-0312；2022 年西安交通大学本科教学改革研究项目一般项目，项目编号：No.2232Y；2020年中共陕西省委组织部“特支计划”青年拔尖人才项目。

作者单位" 西安交通大学第一附属医院