ChatGPT的現(xiàn)況及人工智能在醫(yī)學教育中的應用展望

鄧玉華

ChatGPT 是由微軟人工智能實驗室開發(fā)的人工智能聊天機器人程序，自2022 年11 月30 日正式推出以來，迅速獲得了廣大用戶的青睞[1]。它能夠深刻理解人類語言，并生成易于理解的高質量文本，實現(xiàn)了與人類的流暢交流。短短1 周內，ChatGPT 便吸引了超過100 萬的用戶，展現(xiàn)了其強大的吸引力和實用性。該程序使用基于GPT-3.5 架構的大型語言模型并透過強化學習進行訓練，能完成撰寫郵件、論文、腳本、創(chuàng)作詩歌、故事、參加考試、編寫簡單程序等等工作。ChatGPT 在各行各業(yè)獲得了不錯的成果，在醫(yī)療領域也逐步嶄露頭角，隨著程序的訓練成熟，越來越受到醫(yī)療教育者的青睞。然而，ChatGPT 在教育領域執(zhí)行復雜任務的非凡能力也讓教育者們產生了復雜的情緒，因為人工智能的這一進步似乎將徹底改變現(xiàn)有的教育實踐。

1 ChatGPT 的原理及現(xiàn)況

ChatGPT 是一種新型的語言模型，不同于平常機械固定式的聊天機器人，它具有一定“智慧”，作為基于變壓器架構的神經網(wǎng)絡，已經被證明對自然語言處理任務非常有效，它在大量的文本數(shù)據(jù)集（如書籍和文章等）上接受訓練，并學習生成與訓練的文本相似的文本，當給出提示或上下文時，模型處理輸入并生成響應。響應一次生成一個單詞，模型根據(jù)輸入和到目前為止生成的單詞預測下一個單詞。該模型使用注意力機制，將注意力集中在最相關的輸入部分，并生成一個連貫且適合給定上下文的響應。在訓練之后，可以根據(jù)特定的任務（如回答問題或生成對話）對模型進行微調，方法是向模型提供特定于任務的示例，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)對模型進行微調。它還可以通過對多語言數(shù)據(jù)集上的模型進行微調或向模型提供語言代碼來生成多種語言的文本。ChatGPT能主動識別一些錯誤，拒絕不當要求，同時能根據(jù)用戶的搜索要求提出建議和質疑。目前ChatGPT 功能相對單一，采用一問一答的方式進行，由用戶提出問題，ChatGPT 給出答案，在不久的未來其功能可能會繼續(xù)拓展，達到更加智能的程度。它比以往的人工智能學習能力和理解能力更強，能深入回答人類很多高難度和復雜的問題。目前，ChatGPT 參加美國高校的入學考試、編輯劇本和編輯演講稿都獲得了成功[2]。應該來說，對于簡單重復的文字編寫內容和解答，ChatGPT 還是有不錯的表現(xiàn)，但是還需要繼續(xù)訓練獲得更加專業(yè)的問答。

2 ChatGPT 的醫(yī)學應用場景

ChatGPT 目前在醫(yī)學的應用最有代表意義的是，通過了難度甚高的美國職業(yè)醫(yī)師考試[3]，并取得了合格或者接近合格的成績，說明ChatGPT 的準確性和功能強大。ChatGPT 在醫(yī)學領域的運用目前歸納為20 個具體方向，包括基因組學分析、藥物靶向設計、臨床診斷、精準醫(yī)學、電子病歷管理、疾病智能診斷、器官移植、病毒檢測等。以臨床診斷、精準醫(yī)療、病理診斷及藥物篩選為例，人類醫(yī)療分科越來越細，讓醫(yī)學工作者專注于具體疾病，極大地促進了各亞專業(yè)臨床知識進步，但是由于醫(yī)學海量知識，專科醫(yī)師可能對于其他?？频闹R處于盲區(qū)或者已經遺忘，各醫(yī)療中心的診療水平參差不齊，但都具有各自的優(yōu)勢學科，鑒于這些情形，可以利用深度學習技術，把各中心的優(yōu)勢學科病例建立疾病診斷模型，同時可以形成診療標準，從而提高簡單病例臨床診斷的準確性和效率，而其他中心利用該模型可以迅速提高短板學科。ChatGPT 可以更好地提高全國各中心的疾病診斷率，避免優(yōu)勢醫(yī)療的過度集中，減輕就醫(yī)困難的局面，同時減輕醫(yī)師的壓力，提高工作效率，減少不必要的檢查和出錯率，提高疾病的診斷成功率和治愈率，患者無需長途跋涉至各大醫(yī)療中心尋求醫(yī)療服務。對于每名患者，ChatGPT 能夠識別病理圖像，提高病理診斷的準確性。在獲得準確的診斷后，ChatGPT 還能夠預測大量藥物分子的效果，從而確定最佳的藥物治療方案。綜合考慮患者的具體病情，ChatGPT 能夠為患者提供最佳的治療方案，以期達到最佳的治療效果。這僅僅是ChatGPT 在臨床應用中的一個簡單示例。目前，其在臨床領域的應用正在逐步擴展，未來將會看到ChatGPT 在更多臨床場景中發(fā)揮重要作用，從而提升患者的就醫(yī)體驗和治療效果。

醫(yī)院采用人工智能技術可以有效減少醫(yī)療差錯的發(fā)生[4]。鑒于臨床疾病處理過程中存在諸多不確定性，即便經驗豐富的醫(yī)務工作者也難免犯錯，這些與安全相關的失誤每年導致數(shù)萬患者不幸離世。而新一代具備視頻功能的ChatGPT 能夠實時監(jiān)控醫(yī)生和護士的行為，將其與醫(yī)療指南進行對比，對醫(yī)護工作者的錯誤操作發(fā)出警告，并提供具有指導意義的醫(yī)療行為準則。通過這種方式，醫(yī)院能夠降低用藥及操作錯誤的風險，進而預防院內感染的發(fā)生，從而提升患者的治療安全性[5]。

3 ChatGPT 的優(yōu)點與局限性

ChatGPT 作為人工智能語言模型，雖然具有便捷、智能等優(yōu)點，但它是建立在人類構建的海量文本數(shù)據(jù)上的，該數(shù)據(jù)集包括了各種信息，如書籍、文章、網(wǎng)站、程序等等，通過基礎數(shù)據(jù)模型的構建，ChatGPT能達到“準確”的回答任何問題，重新形成一個措辭文本，而且還完美的避開了剽竊的嫌疑。根據(jù)ChatGPT 的原理，在培訓數(shù)據(jù)的范圍內，其有很高的準確性，但不能保證它的回答都是100%正確，這主要取決于提供的語料模型基礎，主要數(shù)據(jù)庫訪問受限及更新不及時，會造成證據(jù)資料的匱乏或不完整。這些缺陷不僅限制了它只能用于抽象寫作，還引發(fā)了人們對其工作可信度的質疑[6-7]。例如，雖然ChatGPT 展現(xiàn)出了出色的文本信息提取能力，但它在實時搜索PubMed 或Cochrane 等醫(yī)療數(shù)據(jù)庫方面存在局限性。然而，用戶能夠輕松地在這些專業(yè)網(wǎng)站上進行搜索，獲取所需的信息[8-10]。

ChatGPT 利用恰當，可以幫助大家提高工作效率和降低錯誤，但是使用不當也是有風險的。ChatGPT 被別有用心的人使用會造成嚴重后果。比如給考試的監(jiān)管帶來一定程度的難度，其會協(xié)助學生作弊，造成考試不公平。雖然ChatGPT 明確限制了一些禁忌語言或者禁忌內容，但是畢竟是機器，目前還無法達到人類智慧的高度，個別博主甚至利用語言的多樣性，更換目標語言的說法成功獲得想要的答案。同時，ChatGPT 如果被犯罪分子利用散布極端言論或虛假信息，誤導大眾，容易造成社會動蕩等嚴重的后果，例如犯罪分子如果在機器語言培訓過程中，加入太多傾向性和誘導性的材料，它在回答問題時就不具有客觀性和準確性，因此，在構建資料庫時，確保材料的準確性和客觀性至關重要，這類似于人類幼年期在學習過程中的不斷糾錯機制，有助于逐步發(fā)展成熟的思維能力，從而避免“誤入歧途”。ChatGPT 作為一把雙刃劍，若機器發(fā)展出自我意識并達到思維成熟的階段，而人類無法有效掌控其發(fā)展方向，這成為了倫理學家們所擔憂的焦點[11]。

由于機器語言的局限性，許多科學專家和期刊抵制ChatGPT 的任何作品，因為它缺乏批判性思維，并以冗余和不合理的方式呈現(xiàn)信息，不符合人類的創(chuàng)新思維模式。正如許多教育主義者所說，ChatGPT 很容易被學生用來在考試中作弊，但也很容易被識別出來。越來越多的人擔心學生最終會失去產生創(chuàng)新觀點的能力，不能用恰當?shù)恼摀?jù)來證明一個觀點，即缺乏臨床推理和批判性思維[12]，這不利于科技的進步及人類的創(chuàng)新，對醫(yī)學的進步并沒有帶來任何實質意義。正如梅奧診所（Mayo Clinic）的專家Thomas Davenport 和Nitin Mittal 指出的，ChatGPT 被濫用的次數(shù)是無限的。在未來，它會使人的大腦休眠，即使是最基礎的任務工作。

因此，醫(yī)學教育者要利用好ChatGPT 的優(yōu)勢，要針對它的缺陷進行修正和完善，這樣可以更好地服務人類。如何做到人工智能的“低犯罪”和“低錯誤”率，需要構建一套監(jiān)管措施和倫理規(guī)范，利用機器識別機器語言，加強人工審核內容，把人工審核的“正確”內容作為訓練教材提供給人工智能，這樣人工智能會更加成熟和靈活處理各類內容，最終達到正確區(qū)分機器與人類完成的作品，同時過濾不正確的內容和消息目的。

4 ChatGPT 的醫(yī)學教育應用展望

ChatGPT 的教育應用也有20 個具體方向的總結，包括能力診斷、在線答疑、課堂溝通、智能推薦、考試準備、可視化報表等等，利用恰當，在醫(yī)學生臨床前的培訓工作中會起到事半功倍的好處。以往的應試教育提供的題庫比較單一刻板，不夠靈活，不能反映學生的真實水平和實際處理問題的能力，而ChatGPT 可以提供靈活多變的題型，能隨時轉換出題的形式，對學生的考察更具有針對性，這樣輔助培養(yǎng)能處理各種醫(yī)療事件的合格醫(yī)生更具有醫(yī)療價值。

ChatGPT 可以實現(xiàn)智能推薦，提高學生的自學能力，學校的老師提供的知識有限，達不到包羅萬象的程度，因此，學校教育其實是不完美的，需要學生自主去尋找資源學習，ChatGPT 的出現(xiàn)補齊了此類短板。利用這種個性化輔導，學生可以根據(jù)自身需求求助ChatGPT，ChatGPT 提供學習資料或者獲取途徑，極大減少了學生找尋資料的時間，可以讓學生更專注于學習內容而不是找尋方法上面，也可以減少目前教學活動中提供的查找資料的講座內容，從而提高學習效果。研究表明，會話代理能夠針對學生的誤解提供解釋，并能夠適應他們的理解水平。

ChatGPT 也可以提高醫(yī)學教育者在醫(yī)學教育工作中的效率[13-15]。比如可以通過ChatGPT 來批量批改作業(yè)，對固定答案的內容可以迅速完成批改，同時，可以利用軟件對文章內容進行初步篩查，再人工進行復核。利用人工智能實現(xiàn)管理任務自動化，如數(shù)據(jù)輸入、日程安排和財政援助處理，以及與學生和教師管理相關的任務，如招生和課程管理等。ChatGPT 可以被訓練為學生作文評分，為教師提供更多的時間專注于教學的其他方面。Kim[16]等研究表明，在人工評分的論文數(shù)據(jù)集上訓練的生成模型（ChatGPT）可以準確地為高中生寫的論文評分，與人類評分的相關性為0.86。該模型能夠識別出優(yōu)秀論文的關鍵特征，并能夠提供與人類評分者提供的反饋類似的反饋。

ChatGPT 在醫(yī)學教育中寫作方面的應用也具有明顯的優(yōu)勢，雖然不能提供完整的原始藍圖，但是可以作為建設性的寫作、復習材料和改寫文本的補充。Biswas[17]認為，ChatGPT 可以通過不斷訓練，可以使它成為一個快速和有效的時間的過程來革新醫(yī)學寫作。它可以提取信息，協(xié)助文獻搜索，并創(chuàng)建一個粗略的草稿，以方便醫(yī)學作家的進一步工作。Sallam M[18]提出了ChatGPT 的好處包括高質量文本寫作的效率和多功能性、改進的語言、可讀性和翻譯促進研究公平，以及加速文獻審查，讓學生更能專注實驗設計以及藥物設計和發(fā)現(xiàn)。同時，指出其在醫(yī)療保健學科的教育益處，其中的例子包括生成準確和通用的臨床小插圖、改善個性化學習體驗以及作為小組學習的輔助工具。

5 建立專門的人工智能醫(yī)學教育質量控制委員會的必要性

鑒于ChatGPT 的優(yōu)缺點，如何來把控ChatGPT 的質量是今后需要注意的事項，不僅不能拒絕創(chuàng)新技術的應用，而且要鼓勵應用ChatGPT 在醫(yī)學教育的創(chuàng)新應用。因此，建立具有前瞻性的人工智能教育質量控制委員會至關重要，該委員會主要由豐富知識的醫(yī)學教育工作者和人工智能專家組成，主要行使職責包括監(jiān)管倫理問題、制定實踐標準、為教育工作者提供培訓和支持、保證人工智能使用透明、數(shù)據(jù)隱私和版權問題，消除缺乏創(chuàng)造性思維和推理的機器語言、方法論偏見和內容的不準確性等不利因素[19]。高校充分發(fā)揮委員會的作用，把智慧的人類頭腦和相關政策來交叉檢查這些人工智能系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)，并控制它們的訪問，今后無論出現(xiàn)各種形式的智能教育，在不違背共識和基礎知識的條件下，鼓勵應用在醫(yī)學教育，減輕醫(yī)學教育者的負擔，比如可以進行建設性的寫作、復習材料和改寫文本的補充等基礎工作，可以達到事半功倍的效果，同時能根據(jù)醫(yī)學生個體差異進行量體裁衣式的培訓，不僅可以提高醫(yī)學生的興趣，而且可以降低出錯率和時間成本。例如發(fā)表在《教育計算研究雜志》（Journal of Educational Computing Research）上的一項研究發(fā)現(xiàn)，教育領域的個性化建議可以提高學生的參與度和積極性，并能提高學生的滿意度。個性化教學可以采取多種形式，包括一對一輔導、小組教學或自我節(jié)奏學習等等。

人工智能醫(yī)學教育質量控制委員會隨時跟蹤調查問卷，根據(jù)教師和學生反饋情況進行調整[20-22]，除了對ChatGPT 的方向進行控制外，需要不斷督促醫(yī)學教育工作者對系統(tǒng)進行知識擴充，達到人工智能回答問題的知識更全面和追蹤最新知識的作用，同時打通各數(shù)據(jù)庫之間的屏障，讓科技知識數(shù)據(jù)共享服務于人工智能，這樣可以豐富人工智能的認知，提高準確性。同時，委員會需要制定新的針對學生和教師的評估機制，既往的評估體系無法滿足人工智能時代的需求，現(xiàn)有的文獻表明[23]，教師的能力和技能是有限的，無法從事高質量的評估實踐來推動學習。通過專業(yè)的能力建設，教師可以發(fā)展所需的技能，利用ChatGPT 和其他生成性人工智能的力量來參與高質量的評估實踐，以改善學生的學習。

綜上所述，ChatGPT 現(xiàn)象的涌現(xiàn)，總體而言，是一件積極的事情。作為一種機器語言，其應用場景正日益擴展，醫(yī)學只是其中一個領域。通過更深入的認知與利用，ChatGPT 在未來的應用前景將會更加廣闊。因此，教育工作者應該積極接納并利用像ChatGPT 這樣的生成性人工智能模型工具來支持學生的學習。ChatGPT 目前雖然還存在各種弊端，但是用戶不能畏懼新技術，應該積極面對問題，針對問題建立人工智能醫(yī)學教育質量控制委員會來把控人工智能的方向，恰當使用人工智能，安全和建設性地使用這些不斷發(fā)展的生成性人工智能工具來改善教育和支持學生的學習，可以減少醫(yī)學教育者的重復工作和低效的工作模式，促進醫(yī)學教育高質量發(fā)展。