人工智能在神經(jīng)病學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

劉旭 汪昕

［摘 要］神經(jīng)病學(xué)屬于二級(jí)學(xué)科，其臨床教學(xué)專業(yè)性強(qiáng)、難度大，如何提高其教學(xué)質(zhì)量一直是一個(gè)難題。隨著人工智能的不斷發(fā)展，將其引入神經(jīng)病學(xué)教學(xué)中可以從推動(dòng)教學(xué)模式改變、精準(zhǔn)教學(xué)等多個(gè)角度促進(jìn)神經(jīng)病學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高，為未來(lái)神經(jīng)病學(xué)醫(yī)學(xué)教育提供新的輔助手段。

［關(guān)鍵詞］人工智能；神經(jīng)病學(xué)；教學(xué)方法

［中圖分類號(hào)］ G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）07-0066-03

教育是國(guó)家之根本，是國(guó)家百年大計(jì)，關(guān)乎我們民族的未來(lái)。神經(jīng)病學(xué)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中具有一定的特殊性，屬于臨床二級(jí)學(xué)科，是一門專業(yè)性強(qiáng)，涉及面廣且難度較大的學(xué)科，其內(nèi)容涉及神經(jīng)解剖、神經(jīng)病理、神經(jīng)影像等諸多方面。隨著社會(huì)老齡化的加劇，神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病率不斷增高，并且隨著神經(jīng)病學(xué)基礎(chǔ)研究的不斷推進(jìn)，新的疾病不斷被發(fā)現(xiàn)，這些都給神經(jīng)病學(xué)的教育帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。同時(shí)，傳統(tǒng)的書本式教育模式已經(jīng)跟不上時(shí)代的步伐，醫(yī)學(xué)院校應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的進(jìn)步，鼓勵(lì)教育工作者在教學(xué)過(guò)程中傳承“神經(jīng)病學(xué)藝術(shù)”[1] ，對(duì)神經(jīng)病學(xué)的教育模式做出相應(yīng)的調(diào)整。

從1956年人工智能（Artificial Intelligence， AI）概念的提出，到目前人工智能的快速發(fā)展，社會(huì)各界已對(duì)其廣泛形成一個(gè)多學(xué)科綜合交叉的概念。學(xué)者們普遍認(rèn)為，人工智能是“一門關(guān)于如何表述、獲取和使用知識(shí)的科學(xué)”[2]。人工智能已經(jīng)涉及目前人們生活的方方面面，從無(wú)人駕駛到物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，從語(yǔ)音識(shí)別到智能機(jī)器人，人工智能在各領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)爆發(fā)性增長(zhǎng)[3]。醫(yī)學(xué)院校應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，引入人工智能輔助教學(xué)，改變現(xiàn)有的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。

一、人工智能在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，人工智能快速發(fā)展，已經(jīng)涉及人們生活的方方面面，是我們不得不去面對(duì)和接受的新事物。人工智能在教育系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，并且取得了豐碩的成果[4-6]。 進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，現(xiàn)代教育已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，各個(gè)大學(xué)都有其自身的教育優(yōu)勢(shì)，各種精品課程的推出不斷豐富著教育資源，促進(jìn)教學(xué)的交流。依托于互聯(lián)網(wǎng)的人工智能可以幫助學(xué)生在海量的教育資源中找到自己需要的教學(xué)材料，這對(duì)于教育的發(fā)展無(wú)疑具有巨大的推進(jìn)作用。

新冠疫情期間，教育系統(tǒng)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，利用互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術(shù)開展了豐富多彩的線上教育活動(dòng)，學(xué)生不需要走進(jìn)教室，在家中通過(guò)一根網(wǎng)線，就可以獲得高質(zhì)量的教學(xué)。人工智能輔助線上教育可以適當(dāng)?shù)販p少教師一些簡(jiǎn)單重復(fù)的工作，降低教師工作量；通過(guò)智能數(shù)據(jù)采集，幫助教師了解、分析學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況，掌握學(xué)生的關(guān)注度，這有利于提升教學(xué)質(zhì)量。線上教育的發(fā)展讓教育界看到了它的優(yōu)勢(shì)，人工智能將在未來(lái)的教育中起到重要的橋梁作用，為線上教育的發(fā)展提供重要的輔助。當(dāng)然，我們依然要清晰地認(rèn)識(shí)到，在教育中教師才是根本，這就需要廣大教師充分利用人工智能的輔助優(yōu)勢(shì)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、人工智能推動(dòng)神經(jīng)病學(xué)教育模式改革

神經(jīng)病學(xué)教學(xué)是一門理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，學(xué)生需要在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，不斷地進(jìn)行臨床實(shí)踐、不斷地學(xué)習(xí)提高。目前，醫(yī)學(xué)院依然采用以課程教育為主導(dǎo)的教育模式，以教師為中心，通過(guò)講解課本內(nèi)容向?qū)W生灌輸知識(shí)點(diǎn)。神經(jīng)病學(xué)教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，涉及范圍廣，以書本為主的機(jī)械式教學(xué)面臨著諸多問(wèn)題。其一，教師很難將課程講得非常透徹?？此埔环N疾病的講解，但其涉及多門其他學(xué)科內(nèi)容（解剖、影像等），如果僅僅按書本去講解一種疾病，學(xué)生很難進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。其二，內(nèi)容繁多且枯燥，教師如果把所有的知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單地羅列堆砌，學(xué)生在聽課時(shí)就很容易疲勞進(jìn)而無(wú)法消化，最終僅僅是為了考試而學(xué)習(xí)，囫圇吞棗、死記硬背各種知識(shí)點(diǎn)，并不能達(dá)到學(xué)以致用的目的。這種傳統(tǒng)的教育模式，其知識(shí)的輸送是單向的，授課教師很難了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，這必然導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量低下。神經(jīng)病學(xué)教學(xué)引入人工智能輔助后則可以形成一種線上線下混合教學(xué)模式，可以將教師與虛擬網(wǎng)絡(luò)智能助手相結(jié)合進(jìn)行協(xié)同教學(xué)[7]。

神經(jīng)病學(xué)可采用真實(shí)課堂與虛擬課堂相結(jié)合的教學(xué)模式。教師在線下講授重要的知識(shí)點(diǎn)或神經(jīng)科重要體征時(shí)，虛擬智能助手即可自動(dòng)展現(xiàn)這些體征的臨床表現(xiàn)，甚至可以直接結(jié)合病例進(jìn)行更加生動(dòng)的演示，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)臨床病例的直觀理解，更有利于學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的掌握。當(dāng)學(xué)生離開課堂后，虛擬智能助手可以繼續(xù)擔(dān)當(dāng)線上教學(xué)的角色，在線對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回顧以及演示，深入分析學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程。人工智能系統(tǒng)自動(dòng)反饋每位學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，以及教學(xué)中的疑點(diǎn)難點(diǎn)，提醒授課教師注意并調(diào)整后續(xù)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)。這種授課教師與人工智能助手的結(jié)合，可以明顯地提高授課效率和質(zhì)量，將過(guò)去單向的授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)殡p方互動(dòng)，利用人工智能深入分析的優(yōu)勢(shì)，找出學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的不足，對(duì)于神經(jīng)病學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高無(wú)疑具有重要作用。

三、人工智能促進(jìn)知識(shí)整合

神經(jīng)病學(xué)涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，包括神經(jīng)解剖、神經(jīng)病理、神經(jīng)生物、神經(jīng)心理等。教師在教學(xué)過(guò)程中的分門別類的講解并不能使學(xué)生當(dāng)堂理解接受、融會(huì)貫通。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，在有限的教學(xué)時(shí)間里以及教學(xué)手段下，將所有的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)糅合在一起讓學(xué)生接受是非常困難的，即使使用PPT等多媒體，依舊無(wú)法將所有相關(guān)知識(shí)展現(xiàn)出來(lái)。而人工智能的出現(xiàn)為我們解決以上問(wèn)題提供了新思路。人工智能可以迅速將所有相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)整合在一起展現(xiàn)給學(xué)生，教師在講授某一種神經(jīng)科疾病時(shí)，不再像過(guò)去程序性地介紹疾病特點(diǎn)，而是在介紹疾病的同時(shí)通過(guò)人工智能迅速展現(xiàn)這種疾病相關(guān)的臨床影像資料，并對(duì)于該疾病神經(jīng)解剖特點(diǎn)以及相關(guān)的體征進(jìn)行展示。這樣就使學(xué)生看到的不僅僅是一個(gè)疾病的表象，而是與疾病相關(guān)的所有信息。教師可以通過(guò)多維度動(dòng)態(tài)展示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使課堂變得豐富多彩、生動(dòng)形象、不再乏味。對(duì)于醫(yī)學(xué)教育而言，課堂教學(xué)和臨床實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合非常重要，然而現(xiàn)在兩者存在一定的脫節(jié)。學(xué)生在上課前并未接觸過(guò)病人，課后也沒(méi)有辦法直接接觸病人進(jìn)行實(shí)踐，因此無(wú)法對(duì)疾病形成一個(gè)完整的概念，使所有的知識(shí)僅停留在書本之上。但通過(guò)人工智能的輔助，教師在授課時(shí)可以將一個(gè)完整的病例展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生甚至可以通過(guò)語(yǔ)音與“病人”互動(dòng)，這樣可以方便學(xué)生對(duì)疾病知識(shí)進(jìn)行理解和掌握，同時(shí)活躍課堂氣氛。

四、人工智能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力

臨床醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐課程，學(xué)生在課堂上掌握知識(shí)后，還必須在實(shí)踐中不斷模擬。但現(xiàn)在的臨床教學(xué)，尤其是神經(jīng)病學(xué)教學(xué)，給予學(xué)生實(shí)際演練操作的機(jī)會(huì)太少，因此也造成學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握比較表淺。人工智能的出現(xiàn)將從各個(gè)方面改變這種現(xiàn)象。人工智能可以線上模擬病人，學(xué)生通過(guò)語(yǔ)言交流獲得疾病的信息，從而加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，更有助于其在進(jìn)入臨床實(shí)踐之前初步學(xué)會(huì)如何與病人溝通以及如何有條理地詢問(wèn)病史，這無(wú)疑對(duì)其以后的臨床工作大有裨益。神經(jīng)病學(xué)教學(xué)永遠(yuǎn)離不開對(duì)神經(jīng)解剖的理解，但每次開始教授神經(jīng)病學(xué)，解剖學(xué)課程就早已經(jīng)上完，這時(shí)如何幫助學(xué)生去復(fù)習(xí)回憶神經(jīng)解剖知識(shí)往往是一個(gè)難點(diǎn)。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，立體模擬人體解剖模型技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)完成了將神經(jīng)解剖學(xué)從平面走向3D、由3D走向虛擬可視化，使學(xué)生可以更加直觀地了解神經(jīng)解剖。當(dāng)學(xué)習(xí)到某一章節(jié)時(shí)，教師可以依托人工智能技術(shù)幫助學(xué)生系統(tǒng)性回顧該章節(jié)所涉及的神經(jīng)解剖知識(shí)，這種學(xué)習(xí)更加立體、更加具有針對(duì)性，不僅加深了學(xué)生對(duì)疾病的理解，也加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)解剖知識(shí)的理解。臨床教學(xué)離不開臨床實(shí)踐，但現(xiàn)在的教學(xué)和醫(yī)療環(huán)境又難以支撐學(xué)生去直接操作。隨著人工智能與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷進(jìn)步，學(xué)生在未進(jìn)入臨床接觸病人之前，就可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在機(jī)器上進(jìn)行模擬操作。例如，在學(xué)習(xí)腦血管病的時(shí)候，使用人工智能不僅可以輔助學(xué)生更好地了解腦血管走形分布及其供應(yīng)的腦區(qū)，也可以幫助學(xué)生了解什么是神經(jīng)介入。這樣的教學(xué)，無(wú)疑會(huì)大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

五、人工智能輔助打造精準(zhǔn)個(gè)性化教學(xué)

教學(xué)是持續(xù)的，同時(shí)也應(yīng)該是精準(zhǔn)的。尤其是對(duì)未來(lái)致力于做好一個(gè)神經(jīng)科醫(yī)師的學(xué)生來(lái)說(shuō)，找到屬于自己的學(xué)習(xí)方式尤為重要。離開教師，學(xué)生依然可以很好地學(xué)習(xí)；離開課堂，學(xué)生依然可以不斷地提高，這才是未來(lái)教學(xué)的方向。因此，離開教師與課堂并不意味著學(xué)習(xí)的終結(jié)而應(yīng)該是學(xué)習(xí)的延續(xù)。隨著科技的不斷進(jìn)步，可以開發(fā)相應(yīng)的App，將課堂延續(xù)到課外，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)他們感興趣的知識(shí)。然而互聯(lián)網(wǎng)所包含的信息是海量的，讓學(xué)生從中找到自身感興趣且需要的知識(shí)往往很費(fèi)時(shí)間也很困難，因此可以充分利用人工智能篩選的優(yōu)勢(shì)，向?qū)W生推送其感興趣的神經(jīng)領(lǐng)域熱點(diǎn)動(dòng)態(tài)，不斷更新知識(shí)，由過(guò)去的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，為學(xué)生節(jié)省大量的時(shí)間。此外，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握通常不是均衡的，必然有其薄弱的環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生在授課結(jié)束后想針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)學(xué)習(xí)具有一定困難，而現(xiàn)在通過(guò)相應(yīng)的App，學(xué)生就可以根據(jù)自己的需求預(yù)定學(xué)習(xí)相應(yīng)的課程。人工智能使高校教育具備精準(zhǔn)化個(gè)性化，由過(guò)去教師按照統(tǒng)一教學(xué)大綱教學(xué)變?yōu)楦鶕?jù)學(xué)生自身需求定制特色教學(xué)。

六、人工智能助力教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)

教師隊(duì)伍是教育的支柱，提高神經(jīng)病學(xué)的教學(xué)質(zhì)量需要一支強(qiáng)大的教學(xué)隊(duì)伍。教師只有不斷提高教學(xué)能力，才能夠更好地教學(xué)，幫助學(xué)生消化吸收教學(xué)內(nèi)容。目前我國(guó)大學(xué)教師隊(duì)伍的優(yōu)勢(shì)是年輕化，年輕教師接受新事物能力較強(qiáng)，因此可以充分利用網(wǎng)絡(luò)、人工智能提高自身的教學(xué)能力。授課教師首先需要了解什么是人工智能，怎樣才能更好地將人工智能應(yīng)用在教學(xué)中。同時(shí)，教學(xué)是一個(gè)雙向互動(dòng)的過(guò)程，教師需要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和自己的教學(xué)情況，只有充分了解這些信息才能夠不斷提高自己的教學(xué)能力。而人工智能在這其中就可以起到重要的支撐作用，人工智能可以收集課堂學(xué)生反饋以及課后學(xué)生回訪內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，幫助授課教師了解教學(xué)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)以及不足，促進(jìn)教師本身不斷改進(jìn)提高，這對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高有巨大助力。但是，我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到人工智能只是輔助，在教學(xué)過(guò)程中教師才是根基，我們需要新技術(shù)但絕對(duì)不能過(guò)度依賴技術(shù)，其作用最終還是取決于使用者，因此在教學(xué)過(guò)程中合理使用人工智能輔助技術(shù)才是關(guān)鍵。

七、結(jié)語(yǔ)

時(shí)代在進(jìn)步，我們需要去擁抱進(jìn)步。教育不能故步自封，需要順應(yīng)時(shí)代、順應(yīng)學(xué)生特點(diǎn)去不斷地改變。教育隊(duì)伍的年輕化，也為接受這些新事物奠定了基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)及人工智能已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，教育領(lǐng)域也不例外。同時(shí)，醫(yī)學(xué)教育是醫(yī)學(xué)的根本，只有不斷提高醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量才能培養(yǎng)出優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)人才，引導(dǎo)他們?yōu)閲?guó)家的醫(yī)療事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。因此，我們需要改革，需要更深入地思考在新的時(shí)代背景下如何利用人工智能更好地輔助教學(xué)，促進(jìn)神經(jīng)病學(xué)教學(xué)的進(jìn)步。

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］