人工智能技術(shù)在高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)中的應(yīng)用研究

劉立東，崔鎮(zhèn)海

（長春中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三臨床醫(yī)院，吉林 長春 130000）

0 引言

人工智能是指研究、開發(fā)用于模擬、延伸、擴(kuò)張人的智能的一門新興技術(shù)科學(xué)，其實質(zhì)是為了深入了解智能，進(jìn)而生產(chǎn)出能同人類智能做出相似反應(yīng)的智能機器。目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)也越來越成熟，其在各個行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛，因此將人工智能技術(shù)融入至高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)中，已成為一種趨勢[1-2]。但由于人工智能是一種新型技術(shù)，因此在人工智能技術(shù)教育教學(xué)應(yīng)用方面，缺乏相關(guān)的理論經(jīng)驗，無過多的參考文獻(xiàn)及參考數(shù)據(jù)。為讓醫(yī)學(xué)生通過人工智能技術(shù)達(dá)到提升學(xué)習(xí)效果的教學(xué)目的，本研究主要分析了在高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)中加入人工智能技術(shù)的應(yīng)用效果，具體如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018 年9 月至2020 年6 月本醫(yī)學(xué)院校的48 名醫(yī)學(xué)生作為研究對象，并按其不同學(xué)年分為觀察組（48 名，2019 年9 月至2020 年6 月，結(jié)合人工智能技術(shù)后的教學(xué)方式）和對照組（48 名，2018年9 月至2019 年6 月，結(jié)合人工智能技術(shù)前的教學(xué)方式）。此48 名醫(yī)學(xué)生中女20 名，男28 名，年齡19～23 歲，平均（21.01±0.83）歲，其中心理學(xué)專業(yè)8 名、臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)20 名、麻醉學(xué)專業(yè)11 名、影像學(xué)專業(yè)9 名。

1.2 方法

1.2.1 教學(xué)方法

對照組的醫(yī)學(xué)生均接受結(jié)合人工智能技術(shù)前的教學(xué)方式，即利用傳統(tǒng)板書方式，按照專業(yè)課本中教學(xué)大綱，向醫(yī)學(xué)生講解相關(guān)醫(yī)學(xué)知識。

觀察組的醫(yī)學(xué)生均接受結(jié)合人工智能技術(shù)后的教學(xué)方式，其教學(xué)方式具體如下：①基于人工智能技術(shù)的醫(yī)學(xué)教學(xué)評估。在正式教學(xué)前，可利用人工智能技術(shù)，如大數(shù)據(jù)，對相關(guān)教學(xué)專業(yè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等進(jìn)行綜合評估，以分析評估某一專業(yè)課程的教學(xué)情況，并根據(jù)評測結(jié)果及學(xué)生相應(yīng)的反饋信息，對某一專業(yè)教學(xué)方式進(jìn)行改善。②人工智能技術(shù)的講解。在正式開課前，教師需對學(xué)生進(jìn)行人工智能技術(shù)方面的科普，包括告知其什么是人工智能技術(shù)以及融合人工智能技術(shù)后，在日常教學(xué)方面，相關(guān)教學(xué)方式的改變，以提升學(xué)生對人工智能技術(shù)的認(rèn)知，使其能更好地接受融入人工智能技術(shù)后的教學(xué)方式。③人工智能技術(shù)在課前中的應(yīng)用。在課前，教師需有效利用網(wǎng)絡(luò)或虛擬平臺同學(xué)生進(jìn)行深入交流，以了解學(xué)生對相關(guān)專業(yè)課程的認(rèn)知，以制定更有針對性的教學(xué)方案。同時根據(jù)相應(yīng)的專業(yè)教學(xué)評估結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整理論與實踐課等方面的課時安排。在課前，通過微信群向?qū)W生發(fā)送教學(xué)大綱及主要的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能做好課前預(yù)習(xí)，并利用人工智能技術(shù)制定相應(yīng)的檢測評估系統(tǒng)，測評學(xué)生預(yù)習(xí)后對相關(guān)知識的掌握程度。通過大數(shù)據(jù)分析，評估不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生對不同專業(yè)知識的學(xué)習(xí)情況，對掌握度較差的知識點，需將其作為課堂講解過程中的重點，有效調(diào)整課堂教學(xué)過程中的側(cè)重點。④人工智能技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。在實際教學(xué)過程中，教師可將情景、案例教學(xué)方式同人工智能技術(shù)有效地結(jié)合起來。如利用基于人工智能技術(shù)的VR 式情景教學(xué)方式，通過情景模擬仿真，讓學(xué)生能有效知曉在實際的臨床手術(shù)、麻醉、影像學(xué)檢查診斷中相應(yīng)的操作流程及相應(yīng)的診療環(huán)境，使其能進(jìn)入沉浸式學(xué)習(xí)中。并通過大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合上百例、上千例患者的病案資料，經(jīng)人工智能技術(shù)重新編寫成新的案例，利用人工智能技術(shù)模擬患者問診、查體等常規(guī)檢查診斷流程，使學(xué)生能更深入地了解面對不同病案時，具體的診療流程。構(gòu)建給予人工智能的評測平臺，學(xué)生輸入經(jīng)商討后的診療方式，由此測評平臺評估在實際診療過程中，此診療方式的應(yīng)用效果，并根據(jù)病案資料、診療方式，評估經(jīng)診療后，此病案患者的并發(fā)癥、不良反應(yīng)發(fā)生風(fēng)險，并讓學(xué)生根據(jù)相關(guān)不良事件的發(fā)生情況，給予相應(yīng)的應(yīng)對措施，最后對此病案整體的診療情況進(jìn)行綜合測評，以分析評價學(xué)生的臨床操作能力。⑤人工智能技術(shù)在課后教學(xué)中的應(yīng)用。在課后，可通過智能教學(xué)系統(tǒng)，對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)課堂所學(xué)知識的測評，以分析學(xué)生經(jīng)課前預(yù)習(xí)、課中講解后對相關(guān)專業(yè)知識的掌握程度，并根據(jù)測評結(jié)果，反饋學(xué)生在此一節(jié)教學(xué)中掌握度相對較差的知識板塊，并提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)方式，如自動向其推送同此知識點相關(guān)的視頻課程，或是同此知識點相關(guān)的文檔等，由學(xué)生在課后自行對此知識點進(jìn)行加強復(fù)習(xí)。

1.2.2 觀察指標(biāo)

①統(tǒng)計分析兩組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，包括統(tǒng)計學(xué)生每學(xué)年在人工智能技術(shù)認(rèn)知知識測評、醫(yī)學(xué)理論知識測評、醫(yī)學(xué)臨床操作測評中的得分，各項共計100 分，分?jǐn)?shù)越高，學(xué)生對相關(guān)知識、技能的掌握程度越好，以分析評估兩種教學(xué)方式對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的影響。

②對兩組學(xué)生對教師教學(xué)情況的評測進(jìn)行統(tǒng)計分析，即利用基于人工智能的教師教學(xué)測評量表，統(tǒng)計學(xué)生對教師教學(xué)情況的反饋，包括統(tǒng)計理論知識講解、課堂氛圍、實操技能講解、課后答疑這幾方面的教學(xué)情況，各項共計100 分，分?jǐn)?shù)越高，學(xué)生對教師教學(xué)情況的評價越高，以分析兩種教學(xué)方式對教師教學(xué)情況的影響。

③對兩組學(xué)生對教學(xué)效果滿意度進(jìn)行統(tǒng)計分析，非常滿意：學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯提升，對相關(guān)專業(yè)知識的掌握程度較好，理論及實操測評均≥90 分，且能熟練運用基于人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)平臺；滿意：學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有所提升，對相關(guān)專業(yè)知識掌握程度也有所提升，70 分≤理論及實操測評<90 分，且能熟練運用基于人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)平臺；不滿意：學(xué)生學(xué)習(xí)興趣無明顯提升，對相關(guān)專業(yè)知識的掌握程度較差，理論及實操測評均<70 分，或是不能熟練運用基于人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)平臺?？倽M意率=（非常滿意+滿意）/例數(shù)×100%。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 20.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，使用t和（）檢驗及表示計量資料，使用χ2和（%）檢驗及表示計數(shù)資料，P<0.05 表示數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況對比

在本研究中對兩組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行對比分析，觀察組的學(xué)生在人工智能技術(shù)認(rèn)知知識測評、醫(yī)學(xué)理論知識測評、醫(yī)學(xué)臨床操作測評中的得分與對照組相比均更高，數(shù)據(jù)對比有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.05），詳情如表1 所示。

表1 觀察組和對照組學(xué)習(xí)情況的對比（,分）

表1 觀察組和對照組學(xué)習(xí)情況的對比（,分）

2.2 兩組學(xué)生對教師教學(xué)情況的評測對比

在本研究中對兩組學(xué)生對教師教學(xué)情況的評測進(jìn)行對比分析，觀察組的各項教學(xué)情況評測得分相比于對照組更高，數(shù)據(jù)對比有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.05），詳情如表2 所示。

表2 觀察組和對照組教學(xué)情況的評測對比（,分）

表2 觀察組和對照組教學(xué)情況的評測對比（,分）

2.3 兩組學(xué)生對教學(xué)效果滿意度的對比

統(tǒng)計對比兩組學(xué)生對教學(xué)效果的滿意度，觀察組總滿意率相比于對照組更高，數(shù)據(jù)對比有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.05），詳情如表3 所示。

表3 觀察組和對照組教學(xué)效果滿意度的對比[n(%)]

3 討論

高校醫(yī)學(xué)專業(yè)是為我國培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才的重要基地，通過不斷優(yōu)化高校醫(yī)學(xué)專業(yè)各學(xué)科的教學(xué)方式，提升醫(yī)學(xué)各專業(yè)學(xué)科的人才培養(yǎng)質(zhì)量，可有效推進(jìn)我國醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展，幫助我國維持醫(yī)學(xué)行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，有效保障我國國民的生命健康，因此高校需重視對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)成績、實操能力等方面的提升[3-4]。

目前隨人工智能技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域中的發(fā)展，其實際的應(yīng)用范圍也越來越廣，人工智能技術(shù)對高校醫(yī)學(xué)專業(yè)教與學(xué)的影響也越來越大，因此本研究主要對人工智能技術(shù)在高校教與學(xué)中的實際應(yīng)用情況進(jìn)行深入研究[5-6]。在本研究中，通過結(jié)合人工智能技術(shù)前的教學(xué)方式同結(jié)合人工智能技術(shù)后的教學(xué)方式間對比可知，結(jié)合人工智能技術(shù)后，學(xué)生在人工智能技術(shù)認(rèn)知知識測評、醫(yī)學(xué)理論知識測評、醫(yī)學(xué)臨床操作測評中的得分更高，對教師各項教學(xué)情況的測評更高，對教學(xué)效果的總滿意率更高。即通過人工智能技術(shù)，能更好地對各醫(yī)學(xué)學(xué)科教學(xué)情況進(jìn)行綜合評估，以分析不同學(xué)科其具體的教學(xué)問題，使教師可根據(jù)學(xué)生反饋情況、評估結(jié)果對相應(yīng)的教學(xué)方式進(jìn)行合理調(diào)整，使學(xué)生能更好地掌握相應(yīng)的醫(yī)學(xué)知識[7-8]。同時將人工智能技術(shù)同情景教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方式相結(jié)合，使學(xué)生能更好地融入臨床醫(yī)學(xué)診療環(huán)境中，提升學(xué)生的臨床實踐能力，使其能有效掌握不同病案的診療方式、檢查診斷方式。且通過給予人工智能技術(shù)的VR 情景式教學(xué)方式的應(yīng)用推廣，可有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。用大數(shù)據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)情況方面進(jìn)行的綜合測評，可有效反饋學(xué)生掌握度較差的知識板塊，并根據(jù)其學(xué)習(xí)情況，自動反饋相應(yīng)的學(xué)習(xí)計劃，以加深學(xué)生對相關(guān)知識的掌握，提升其整體的學(xué)習(xí)成績[9-10]。

綜上所述，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到高校醫(yī)學(xué)專業(yè)的教與學(xué)中，能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)成績，提升學(xué)生對各學(xué)科教學(xué)效果的滿意度，使學(xué)生能有效掌握醫(yī)學(xué)知識，提升其整體的教學(xué)水平。