新質(zhì)生產(chǎn)力視角下人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)卓越本科生培養(yǎng)中的應(yīng)用

［摘 要］ 發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力對新時代的勞動者提出了更高的要求。為了培養(yǎng)博學(xué)、勤奮、具有良好的團隊協(xié)作精神和溝通能力、具備創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力以及終身學(xué)習(xí)意識和能力的符合新時代要求的勞動者，項目組近年來依托科研項目，開展了結(jié)合人工智能技術(shù)的卓越本科生培養(yǎng)模式改革。實踐證明，在改革中大量使用人工智能技術(shù)，大大縮短了學(xué)生獲得理論知識和實驗技能的時間，幫助學(xué)生更快地進入培養(yǎng)獨立思考、科技創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神的階段。

［關(guān)鍵詞］新質(zhì)生產(chǎn)力；人工智能技術(shù)；教學(xué)改革；科研思維；團隊協(xié)作

［中圖分類號］G645 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）23-0145-04

2023年9 月，習(xí)近平總書記在黑龍江考察并發(fā)表重要講話，提出“整合科技創(chuàng)新資源，引領(lǐng)發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力” [1]。" 2024年1月，習(xí)近平總書記在中共中央政治局第十一次集體學(xué)習(xí)時強調(diào)，要加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，扎實推進高質(zhì)量發(fā)展。習(xí)近平總書記在會議中進一步闡述了新質(zhì)生產(chǎn)力的科學(xué)內(nèi)涵——新質(zhì)生產(chǎn)力是創(chuàng)新起主導(dǎo)作用，擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑，具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征，符合新發(fā)展理念的先進生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)[2]。

在發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力這一全新視角之下，如何培養(yǎng)具有積極性、創(chuàng)造力、創(chuàng)新思維的高素質(zhì)卓越生物醫(yī)學(xué)專業(yè)人才，是全體醫(yī)學(xué)院校教師共同的挑戰(zhàn)，也是歷史性的機遇。新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展離不開一大批卓越的勞動者，這些勞動者不僅需要具備扎實的專業(yè)知識和技能，還需要具備創(chuàng)新意識、學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作精神。在傳統(tǒng)的大學(xué)教育體系中，更多地強調(diào)共同進步，卻在一定程度上忽視了卓越本科生的培養(yǎng)。卓越本科生的培養(yǎng)是一個綜合性的過程，既要注重實踐技能和科研能力的培養(yǎng)，也要重視理論知識的學(xué)習(xí)和個人品質(zhì)的提升。項目組近年來依托科研項目，開展了結(jié)合人工智能技術(shù)的卓越本科生培養(yǎng)模式改革，取得了良好的效果。

一、新質(zhì)生產(chǎn)力視角下卓越本科生培養(yǎng)模式改革的基本內(nèi)容

（一）新質(zhì)生產(chǎn)力與醫(yī)學(xué)本科生科研能力培養(yǎng)的雙向賦能

在醫(yī)療領(lǐng)域，新質(zhì)生產(chǎn)力主要體現(xiàn)在生物技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的運用上。這些技術(shù)的發(fā)展不僅改變了醫(yī)療服務(wù)提供的方式，也為醫(yī)學(xué)教育和科研帶來了新的挑戰(zhàn)與機遇。隨著時代的發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域需要對相關(guān)大數(shù)據(jù)進行分析，因此醫(yī)學(xué)本科生掌握使用人工智能大語言模型、人工智能數(shù)據(jù)預(yù)測與分析、人工智能編程以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練等技能具有十分重要的意義。同時，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)本科生的科研能力，不僅有助于他們個人的成長，也對新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展具有積極作用——通過參與科研項目，學(xué)生可以將理論知識應(yīng)用于解決實際問題，從而推動醫(yī)療技術(shù)的進步。

（二）實現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力與醫(yī)學(xué)本科生科研能力培養(yǎng)雙向賦能的整體策略和措施

為了在高校更好地實現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力與醫(yī)學(xué)本科生科研能力培養(yǎng)的雙向賦能，可以采取以下策略和措施：更新教學(xué)內(nèi)容和方法，強化實踐教學(xué)和科研訓(xùn)練；建立科研平臺，鼓勵學(xué)生參與科研項目，通過科研項目將理論與實踐相結(jié)合；加強與醫(yī)療機構(gòu)、科研機構(gòu)、企業(yè)等合作；鼓勵學(xué)生參與國際學(xué)術(shù)交流。

二、卓越本科生培養(yǎng)模式改革的基本特點

近年來，項目組在海南醫(yī)科大學(xué)（以下簡稱我校）篩選優(yōu)秀的本科生參加“卓越本科生培養(yǎng)”改革項目。卓越本科生培養(yǎng)模式改革具有以下特點：依托科研項目，實施本科生導(dǎo)師負責(zé)制，采用本科生與研究生混合培養(yǎng)的模式；結(jié)合人工智能技術(shù)，采用基礎(chǔ)性實驗、開放性實驗和虛擬仿真實驗相結(jié)合的模式開展教學(xué)；科研課堂——文獻閱讀、綜述撰寫、文獻匯報以及科研組會的應(yīng)用等。

（一）依托科研項目，實施本科生導(dǎo)師負責(zé)制，采用本科生與研究生混合培養(yǎng)的模式

1.依托科研項目

目前醫(yī)學(xué)本科生的培養(yǎng)，尤其是臨床本科生的培養(yǎng)還是以基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識和基本技能的培養(yǎng)為核心目標；相對而言，對能力素質(zhì)的培養(yǎng)，尤其是探索性精神、科研能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)重視不夠，培養(yǎng)體系不夠完善[3]。

近年來，項目組積極推進卓越本科生科研能力培養(yǎng)工作，鼓勵學(xué)生申報并參加各級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。同時，以承擔(dān)科研項目的導(dǎo)師（博士研究生導(dǎo)師和碩士研究生導(dǎo)師）的科研課題為依托，讓學(xué)生加入導(dǎo)師的課題組，進行科研訓(xùn)練[4-5]。

2.實施本科生導(dǎo)師負責(zé)制

近年來，全國各高校紛紛實行了本科生導(dǎo)師制，其具體內(nèi)涵根據(jù)各高校的實際情況有所差異，可分為全程式、半程式、精英式、專項式和階梯式等[6-7]。受客觀條件限制，以及指導(dǎo)教師精力及個體差異等因素影響，本科生導(dǎo)師負責(zé)制常常為“一對多”模式，即一名導(dǎo)師指導(dǎo)多名學(xué)生。

我?！白吭奖究粕囵B(yǎng)”計劃中的本科生導(dǎo)師全部為研究生導(dǎo)師，導(dǎo)師必須申報有省部級及以上的科研項目。同時，擇優(yōu)選擇本科生導(dǎo)師，以保證“卓越本科生培養(yǎng)”計劃的順利推進。

3.采用本科生與研究生混合培養(yǎng)的模式

較少高校將本科生與研究生進行混合培養(yǎng)，主要是學(xué)生層次不同，混合培養(yǎng)存在諸多困難。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)曾在討論課中將研究生和本科生進行搭配，開展了混合層次學(xué)生研討課程的教學(xué)實踐 [8]。我?！白吭奖究粕囵B(yǎng)”計劃以科研項目為抓手，以課題組為基本單位，形成博士研究生、碩士研究生、本科生的研究梯隊。這種培養(yǎng)模式有助于本科生掌握扎實的專業(yè)知識和技能，并形成良好的創(chuàng)新意識、學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作精神。

（二）結(jié)合人工智能技術(shù)，采用基礎(chǔ)性實驗、開放性實驗和虛擬仿真實驗相結(jié)合的模式開展教學(xué)

1.人工智能技術(shù)的應(yīng)用

ChatGPT是由OPEN AI公司開發(fā)的人工智能聊天機器人程序，自2022年推出以來，就掀起了一場人工智能革命。從日常生活到工業(yè)生產(chǎn)，從醫(yī)療保健到金融服務(wù)，人工智能正影響我們的生活。在醫(yī)療領(lǐng)域，人工智能輔助診斷系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于分析大量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)，輔助醫(yī)生識別病變，提高診斷的準確性和效率[9]。在教育領(lǐng)域，人工智能技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣定制個性化的學(xué)習(xí)計劃和教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求[10]。

為了更好更快地培養(yǎng)學(xué)生，項目組在“卓越本科生培養(yǎng)”項目中積極采用大量的人工智能技術(shù)作為學(xué)習(xí)支撐，主要集中在使用人工智能大語言模型、人工智能虛擬仿真和人工智能數(shù)據(jù)預(yù)測與分析等方面，具體如表1和表2所示。

這些人工智能技術(shù)通過多種方式顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、興趣和進度，定制個性化的學(xué)習(xí)路徑；可以實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，提供即時反饋和指導(dǎo)；能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)自動調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的難度和深度，這種動態(tài)調(diào)整確保學(xué)生始終處于適宜的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)之中，使其既不會因內(nèi)容過于簡單而失去學(xué)習(xí)興趣，也不會因內(nèi)容太難而感到挫敗；可以讓學(xué)生在模擬環(huán)境中進行實驗，這種沉浸式的學(xué)習(xí)體驗有助于學(xué)生更好地理解抽象的概念和復(fù)雜實驗的過程。

為了避免學(xué)生過度使用人工智能技術(shù)，項目組在后續(xù)的文獻匯報以及科研組會中，會對學(xué)生進行全面考核。

2.基礎(chǔ)性實驗、開放性實驗和虛擬仿真實驗相結(jié)合

在教育實踐中，將基礎(chǔ)性實驗、開放性實驗和虛擬仿真實驗相結(jié)合，可以形成一種多元化的實驗教學(xué)模式，這種模式不僅有助于學(xué)生更全面地理解科學(xué)原理，而且能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和實踐技能。

基礎(chǔ)性實驗通常是指那些標準化、規(guī)范化的實驗課程，它們?yōu)閷W(xué)生提供了系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握基本科學(xué)理論與實驗技能的機會。開放性實驗則給予學(xué)生更大的自由度，讓他們在教師的指導(dǎo)下自行選擇研究題目、設(shè)計實驗方案。這種類型的實驗鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，探索未知的領(lǐng)域，解決實際問題。開放性實驗有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和問題解決能力，同時也鍛煉了他們的團隊協(xié)作精神。虛擬仿真實驗是利用計算機模擬軟件進行的實驗，它可以模擬現(xiàn)實世界中的各種物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象。通過虛擬仿真實驗，學(xué)生可以在沒有實際風(fēng)險的情況下，觀察和分析復(fù)雜的科學(xué)過程。虛擬仿真實驗還可以作為基礎(chǔ)性實驗和開放性實驗的補充，幫助學(xué)生在理論學(xué)習(xí)和實際操作之間建立聯(lián)系。

項目組在“卓越本科生培養(yǎng)”計劃中積極采用基于人工智能技術(shù)的虛擬仿真實驗平臺，如免費的中小學(xué)實驗平臺（NOBOOK虛擬實驗室），同時結(jié)合我校已經(jīng)建設(shè)和正在建設(shè)的虛擬仿真實驗——β-地中海貧血的篩查與診斷、CRISPR-Cas9 基因敲除實驗、RNA干擾實驗等開展教學(xué)。

（三）科研課堂——文獻閱讀、綜述撰寫、文獻匯報以及科研組會的應(yīng)用

近年來，為了培養(yǎng)卓越本科生，很多高校推出了科研課堂。其具體內(nèi)涵并不完全相同，但基本包含強化基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、加強實踐操作、開展科研訓(xùn)練、建立激勵機制等一系列內(nèi)容。比如，北京航空航天大學(xué)制訂了“科研導(dǎo)師、實驗室開放日、微課題”三位一體的“科研課堂”計劃 [11]。我校“卓越本科生培養(yǎng)”項目中的科研課堂是依托課題組和科研團隊展開的。

1.文獻閱讀、綜述撰寫的應(yīng)用

文獻閱讀和綜述撰寫在學(xué)術(shù)研究中扮演著至關(guān)重要的角色，文獻閱讀是研究者獲取最新學(xué)術(shù)成果和理論進展的主要途徑。為了更好更快地培養(yǎng)學(xué)生，項目組在“卓越本科生培養(yǎng)”項目中將人工智能技術(shù)作為學(xué)習(xí)支撐，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.文獻匯報和科研組會的應(yīng)用

文獻匯報是研究人員及時了解最新學(xué)術(shù)成果和理論進展的重要方式。“卓越本科生培養(yǎng)”項目要求每一名本科生定期進行獨立的文獻匯報，內(nèi)容為導(dǎo)師選定的相關(guān)領(lǐng)域中最新的研究論文，導(dǎo)師一般選擇SCI期刊中國科學(xué)院分區(qū)1區(qū)期刊論文。

科研組會是研究團隊內(nèi)部定期召開的會議，旨在對每個成員的研究進展進行監(jiān)督和討論。在組會上，學(xué)生可以分享自己的研究成果，其他成員可以提供反饋和建議，幫助匯報者改進研究設(shè)計和方法?！白吭奖究粕囵B(yǎng)”項目要求每一名本科生定期進行獨立的科研成果匯報。

在學(xué)術(shù)研究和高等教育中，文獻匯報和科研組會是兩種重要的學(xué)術(shù)活動，通過組織文獻匯報以及科研組會，能夠更好地促進學(xué)生理論水平、實驗技能以及科研思維的提升。

三、結(jié)語

新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展對新時代的勞動者提出了新的、更高的要求。近年來，項目組依托科研項目，開展了結(jié)合人工智能技術(shù)的卓越本科生培養(yǎng)模式的改革，有效解決了“如何培養(yǎng)一名卓越本科生”這一問題。尤其是人工智能技術(shù)的廣泛使用，大大縮短了學(xué)生獲得理論知識和實驗技能的時間，使之更快地進入培養(yǎng)獨立思考能力、科技創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神的階段，取得了良好的成效，同時也推進了符合新時代要求的卓越本科生培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 習(xí)近平在黑龍江考察時強調(diào)牢牢把握在國家發(fā)展大局中的戰(zhàn)略定位奮力開創(chuàng)黑龍江高質(zhì)量發(fā)展新局面[N].人民日報，2023-09-09（1）.

[2］ 中華人民共和國中央人民政府.習(xí)近平在中共中央政治局第十一次集體學(xué)習(xí)時強調(diào)：加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力扎實推進高質(zhì)量發(fā)展[EB/OL].（2024-02-01）[2024-06-11].https：//www.gov.cn/yaowen/liebiao/202402/content_6929446.htm.

[3］ 王燕，張茉，杜琰.臨床醫(yī)學(xué)生科研創(chuàng)新能力需求的調(diào)查研究[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2022，24（2）：135-139.

[4］ 劉雪華，梁芳，張靜，等.依托科研項目醫(yī)學(xué)本科生科研能力的培養(yǎng)[J].中國病案，2021，22（1）：83-86.

[5］ 李小麗.依托科研項目培養(yǎng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)本科生科研能力的教學(xué)與實踐[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2024，16（5）：158-162.

[6］ 林偉毅.對大學(xué)生導(dǎo)師制的探討[J].教育探索，2014（10）：68-69.

[7］ 孫憲萍，韋麗君，李奇涵.本科生導(dǎo)師制開展現(xiàn)狀的調(diào)查分析及對策[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（高等教育版），2014，35（2）：100-102.

[8］ 周南，鐘美娥，武芳芳，等.“混合層次學(xué)生研討課程的實踐與總結(jié)[J].化工時刊，2018，32（9）：42-44.

[9］ 何煉圖，湯慶，湯佳馨，等.人工智能+醫(yī)學(xué)影像教育新模式的作用與構(gòu)想[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2018，10（20）：31-33.

[10］ 萬莉，貢麗英，吳清，等.人工智能在高等教育中的應(yīng)用前景[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2018，32（6）：607-610.

[11］ 杜鋒，吳江浩.本科生“科研課堂”課程初創(chuàng)與實踐：以“撲翼飛行器撲翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化”微課題為例[J].科教導(dǎo)刊，2023（6）：10-12.

［責(zé)任編輯：蘇祎穎］