李婧歡，肖 遙，謝 朗

南方醫(yī)科大學：1.第二臨床醫(yī)學院， 廣州 510515；2.珠江醫(yī)院臨床技能中心；3.珠江醫(yī)院普通外科， 廣州 510282

醫(yī)學學科以學制長、任務重著稱，要求醫(yī)學生不僅要具備專業(yè)知識、實踐技能和臨床思維，還要有人文精神，而醫(yī)學人文教育所培養(yǎng)的正是醫(yī)學生的醫(yī)者仁心及處理醫(yī)患關系的能力。傳統(tǒng)醫(yī)學人文教育普遍存在課程枯燥乏味、課程形式老套、師資力量薄弱、未結合臨床實踐、教學評價考核方式單一等不足。人工智能(artificial intelligence，AI)屬于計算機科學中的一個分支，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和拓展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新技術科學，主要應用于機器人領域、語言識別領域、圖像識別領域、自然語言處理及專家系統(tǒng)。AI的關鍵技術包括大數(shù)據(jù)分析、機器學習(machine learning，ML)、計算機視覺、自然語言處理、虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)與增強現(xiàn)實(augmented reality，AR)等。AI的興起，對培養(yǎng)具有縝密醫(yī)學思維、高人文素養(yǎng)的醫(yī)學人才起了極大的正面作用，將其應用于課程教學、臨床實踐、考核系統(tǒng)、教學評估及管理中，對解除當前醫(yī)學人文教育困境、全面提升中國醫(yī)學人才質量、改善緊張的醫(yī)患關系有著重要的意義。

1 AI應用于醫(yī)學人文教育環(huán)境改革

AI技術應用于醫(yī)學人文教育是指利用機器學習、自然語言處理、深度學習等AI技術，以實現(xiàn)教育的智能化。多重因素使得傳統(tǒng)醫(yī)學人文教育環(huán)境不利于達到深入人心的教育效果：①高校側重以“自然科學”為主的教學，導致醫(yī)學人文課程往往學時短或依附于醫(yī)學倫理學等課程講授，教師難以在短時間內(nèi)對學生進行滲透式人文教育；②進入臨床見習、實習階段的醫(yī)學生，由于醫(yī)學人文“床邊教學”不夠完備、系統(tǒng)，使其難以深入領會人文精神；③“醫(yī)療技術至上”這一固化觀念及超負荷的工作，導致醫(yī)學生、醫(yī)師在醫(yī)學實踐中容易忽視“人”[1]；④專業(yè)人文教育教師缺乏等。通過引入人工智能技術，協(xié)同互聯(lián)網(wǎng)信息技術及大數(shù)據(jù)技術，對推動中國醫(yī)學人文教育環(huán)境改革有著劃時代意義。

1.1 優(yōu)化教育資源供給，促進人文理念滲透

醫(yī)學人文教育涉獵范圍極其廣泛，包括文學、哲學、法學、藝術、倫理學、語言學等學科知識，這些知識由于課堂時間短、師資力量不足等無法被靈活運用到人文教學中。通過建立智能、創(chuàng)新、內(nèi)容豐富、與時俱進的AI網(wǎng)絡教學資源平臺(如表1所示)，對海量知識進行集成、分類，借助4G、5G[2]、WIFI等網(wǎng)絡技術，充分發(fā)揮AI大數(shù)據(jù)分析、深度學習、自然語言處理等能力，從而服務于全時域、全空域、全受眾。

表1 基于AI的醫(yī)學人文教育資源平臺應用舉例

1.2 改善師資隊伍，促進智慧教學行為發(fā)生

目前，中國醫(yī)學院校醫(yī)學人文教師隊伍主要以馬克思主義理論、哲學、心理學或醫(yī)學學科背景組成，導致授課教師在課堂討論學習中不能及時捕捉到醫(yī)學專業(yè)知識與人文知識的融合點[3]。臨床專業(yè)教師其臨床專業(yè)素養(yǎng)良好，但往往注重臨床案例的講解而沒有側重人文理念。教師的科研、臨床任務繁重，優(yōu)秀的人文教育師資隊伍在短時間內(nèi)難以大量培養(yǎng)。而基于外部條件和個體經(jīng)歷的限制，教師往往很難做到因材施教。

AI時代，教師的角色將發(fā)生根本性轉變，AI幫助教師從機械的知識傳授和繁雜的教學行政事務中解脫出來[4]，使教師的育人角色變得越來越重要，趨向“AI+教師”的協(xié)作教學[5]。教師不再是課堂的唯一主講人，AI將充當助教，讓教師有更多的時間承擔人文情感、醫(yī)患相處態(tài)度、職業(yè)觀、價值觀等軟知識的指導。AI依據(jù)其具有社交互動性、情境敏感性、連通性或個性化的智能設備逐步向可以與學習者、教師形成“人機學習共生體”[6]的方向發(fā)展，成為學習主體，加入培養(yǎng)學習者高階思維能力的角色中。賦予AI人文要素之后，人機共生體通過互教互學的方式，共同發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、創(chuàng)造知識，彰顯人機共教價值。

1.3 促進教育公平，達成集體建構的醫(yī)學人文共識

AI的應用促進人人獲得優(yōu)質、公平的醫(yī)學人文教育的機遇，優(yōu)質的醫(yī)學教育資源迅速、高效、低成本地輻射到邊遠地區(qū)，進一步增加優(yōu)質資源的普適性。在信息和AI技術支撐下，大量個體就統(tǒng)一內(nèi)容展開有效學習所產(chǎn)生的學習效果倍增的形態(tài)即為群體智能[7]。而集體建構是指各個學習中心將自己的智慧奉獻出來，在比較整合的基礎上進行深入地對話交流，以此產(chǎn)生智慧間的聯(lián)結，形成新的學習內(nèi)容認知結構[8]。這種共識的達成實際上體現(xiàn)了對個體差異的充分尊重。隨著共識的達成，學習也將逐步深入，其間的問題也會吸引師生展開更復雜的探索，如：很多醫(yī)學人文案例難以擁有標準化、模式化的解決方案，不同場景下不同人采取的不同措施都有可能導致不同的結果。AI感知技術能探測社會性互動中的認知及情感分歧，并適時給予引導，從而營造良好的“社群互動”學習氛圍[9]，只有在尊重差異的基礎上，相互學習、彼此傾聽才能實現(xiàn)人文教育的融通，才能促進教育公平的實現(xiàn)。

2 AI應用于醫(yī)學人文教育方式變革

當前，醫(yī)學人文教育面臨著教學模式單一、考核評價刻板、教育管理低效等問題，而AI技術推動著醫(yī)學人文教育的系統(tǒng)性變革，能從教、學、考、評等應用場景全面改善醫(yī)學人文教育方式。

2.1 智能教學平臺實現(xiàn)教學路徑多樣化

傳統(tǒng)醫(yī)學人文教學模式多呈現(xiàn)為“教材—教師—學生”的單線程模式，學生在醫(yī)學人文學習中，未能發(fā)揮其主觀能動性，缺少主動思考反饋，知識并沒有充分內(nèi)化。AI則助力于開創(chuàng)醫(yī)學教育的新模式，以大型開放式網(wǎng)絡課程(massive open online course，MOOC)、翻轉課堂、微課堂等方式介入醫(yī)學人文教育，更好地將以問題為導向(problem-based learning，PBL)、團隊為導向(team-based learning，TBL)、臨床病例為導向(case-based Learning，CBL)的教學方法[10-12]運用到教學場景中。教師借助AI進行混合式教學，使學生化被動為主動，可以極大地提高醫(yī)學人文教育質量。

MOOC是指具有精細設計的高質量的課程內(nèi)容、短視頻設計、大規(guī)模學習者參與討論等特征的網(wǎng)絡課程，其具備網(wǎng)絡化、開放化、個性化等特點[13]。如圖1所示，MOOC以動畫案例再現(xiàn)、討論、精品課堂等多種方式，打造個性定制、逼真豐富、內(nèi)容組織合理、學習問題提示恰當、評價反饋及時的學習環(huán)境。教師通過將教材內(nèi)容提煉成一個個知識點，設置醫(yī)療糾紛場景，引入典型醫(yī)患糾紛案例，使學生在MOOC平臺實現(xiàn)團隊協(xié)作，促進以問題、團隊、病例為導向的教學改革[14]，促使學生以興趣為驅動力，進行探索式自主學習，從而推動學習路徑變革[15]。

圖1 MOOC多向教學路徑

2.2 機器學習技術推進教學個性化

對于學生而言，AI有助于鑒別診斷學習者學習水平、知識結構及認知風格等，可以為學習者提供學業(yè)水平發(fā)展報告，提出新穎獨特的個性化學習路徑，提升學習者的自我反思、自我監(jiān)控和自我調節(jié)的認知水平，進而鼓勵學習者做出積極選擇，實現(xiàn)持續(xù)的學習價值創(chuàng)造。如記錄學生試題中的常見錯誤、群體易錯的人文案例分析、高頻資源檢索內(nèi)容等，對學習者進行快速、準確、全面的“畫像”，進而為其推薦相關學習內(nèi)容。

對于教師而言，自動備課系統(tǒng)能夠根據(jù)教師的教學風格、教學目標、學生特征等，在比較大量同一教學主題設計方案優(yōu)缺點的基礎上，提供合適的教學方案，在減輕教師工作負擔的同時提供針對性學習干預指導[15]，做到高效的“因材施教”。

此外，教育大數(shù)據(jù)是人工智能技術有效應用的基礎和前提，利用AI可以在校際、地區(qū)、國家和全球等范圍收集、分析醫(yī)學人文教育數(shù)據(jù)，引入“因地制宜”的地方代表性人文案例，進一步達成個性化的醫(yī)學人文教學目的，從而使不同教育個體獲得切實的智能學習體驗。需要強調的是，要防止出現(xiàn)AI算法推薦、集成過程中的“信息窄化”[16]，精準推薦內(nèi)容及協(xié)同過濾算法使得用戶收到的信息具有極大的相關性及相似性，易形成極端個性化的個人主頁，不利于用戶對問題進行發(fā)散思考。應當加強人機協(xié)作、平臺自律，讓人作為信息的“把關人”，改進算法技術，削弱算法造成的極端個性化。

2.3 智能虛實結合促進實踐教學場景化

傳統(tǒng)醫(yī)學人文實踐教育受患者、場地的限制，醫(yī)學生難以通過反復與患者交流進行深入系統(tǒng)的學習；帶教教師多關注于鍛煉學生診斷疾病及使用專業(yè)技術的能力，加之大量的臨床工作，教師對學生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)常常缺乏系統(tǒng)、全面的指導，導致醫(yī)學人文教育常浮于理論知識層面。人工智能時代的醫(yī)學人文教育則可以通過搭建AI支持的人文實踐場景，促進學生更合理地運用人文關懷。

AI在虛擬病人系統(tǒng)(virtual patient system，VPs)中的應用能很好地解決模擬場景搭建面臨的硬件設施昂貴、標準化病人(standardized patients，SP)成本較高等困境。國內(nèi)外已經(jīng)有大量VPs應用于手術模擬操作系統(tǒng)、輔助診療的實例，如DxR Clinician虛擬患者系統(tǒng)[17]、沃森(Watson)系統(tǒng)[18]、醫(yī)學教育機器人[19]等，但具有醫(yī)學人文和社會學意義的人工智能才是終極[20]。合理利用AI打造的“AI+虛擬現(xiàn)實仿真”將打破“AI不能表達同理心”的內(nèi)在限制[21]，在中國醫(yī)學人文教育中展現(xiàn)出非凡的應用效果。

人工智能虛擬咨詢應用(virtual counseling app- lication using artificial intelligence，VCAAI)是一個應用AI進行護理教育溝通技能培訓的虛擬咨詢應用程序[22](如圖2所示)，其搭載了強大的AI虛擬現(xiàn)實、機器人學習技術，具備SP的人類特征，可視化成一個3D頭像形式模仿人類對話(包括語言和非語言)。學生可以通過基于真實的臨床病例與虛擬病人(virtual patient，VP)進行側重于溝通方面的互動。學生完成語音識別訓練后，系統(tǒng)以第一人稱的視角展示患者頭像和特征輪廓，以及一系列與VP互動的潛在問題。學生在溝通技巧方面的表現(xiàn)、態(tài)度和自我效能感將以自填問卷的方式進行測量，AI整合學生的經(jīng)驗和反饋，結合用戶評論納入VCAAI，以此進一步完善和優(yōu)化用戶體驗。

圖2 VCAAI主要的AI技術支持及功能

臨床技能中心根據(jù)教學內(nèi)容，提供教學所需的模擬設施和模擬人，并創(chuàng)建具有臨床真實病例特點的醫(yī)學模擬場景，讓學生置身于如同真實的醫(yī)療環(huán)境，解決醫(yī)患溝通問題。模擬實踐場景具有不受患者時間、病種影響，可模擬罕見、兇險危急重癥患者的救治；可反復進行強化訓練等優(yōu)勢[23]。結合AI評分、分析技術，利用VR等技術構造虛擬醫(yī)療環(huán)境，搭配相關AI電子傳感設備，應用SP、VP、同伴角色扮演(peer role play，RP)，能更好地培養(yǎng)學生對患者的同理心，降低模擬教育的成本，緩解醫(yī)學教育資源緊缺狀況[24]。

人文素質的培養(yǎng)需要參與式和經(jīng)驗式的溝通技能訓練，使用VPs不但能幫助學生發(fā)展臨床推理、患者溝通、病史記錄、體格檢查和診斷技能，還可以節(jié)省培養(yǎng)一個高質量標準化病人所花費的人力物力，也避免了標準化病人產(chǎn)生焦慮、疲勞、身體不適等情況[25]。VPs可通過游戲化的方式[26]，設置不同的人文場景，根據(jù)不同的操作賦予不同得分、獎勵，如在場景中選擇了“共情”的選項，則可能獲得更完整和準確的患者病史[27-28]。

Kononowicz A A等[29]的研究顯示，與傳統(tǒng)教育相比，VPs可以更有效地提高學生的臨床推理、程序技能以及團隊合作技能，VPs在全球具有適用性，學生將可以無限制地訪問系統(tǒng)，解決了醫(yī)學人文場景搭建資源短缺的問題，節(jié)省了SP培訓時間及模擬設施的昂貴成本，為教師分擔了臨床人文教學壓力。同時，醫(yī)學教育工作者需要認識到，VPs并不能替代床邊教學，使用VPs的過程中可能會出現(xiàn)AI理解不了使用者的邏輯思路，導致回答出現(xiàn)偏差，由于文化、語言的差異，VPs在開發(fā)上還要做出很大努力，需要不斷更新語庫及邏輯程序并配備優(yōu)良的硬件設備，以符合AI時代多樣化多元化特性。

2.4 智能考核評估系統(tǒng)保障測評方式科學化

AI可自動采集學生在人文課程學習過程中的行為特征，記錄并整合其瀏覽課程、完成測試、參與討論等方面數(shù)據(jù)，導出結果分析、匯總成績，改變了傳統(tǒng)學習評價重結果、輕過程，重群體、輕個性的局限[8]。

多種評價和反饋方式的綜合評價成為AI評價的核心能力。例如，模擬醫(yī)學人文教育中常用于評估學生具體行為并量化其溝通交流能力的方法包括評估臨床倫理技能(assessing clinical ethics skills，ACES)工具[30]、臨床表現(xiàn)考試(clinical performance examina- tion，CPX)、醫(yī)患互動(patient-physician interaction，PPI)分數(shù)[31]等。

結合模擬設施、SP、VPs及考核評估工具，無論是理論考試的答題情況還是臨床操作解決人文場景困境的能力，AI都可以進行綜合的、多角度的整合分析。分析結果不但能促使學生“自行糾錯”、加強鞏固知識，使教師針對學生特性進行個性化教學、對教學行為和教學效果更有把握，還能推動教務部門督促教師進行課程改革，不斷提升醫(yī)學人文課程的教學成效[32]。

醫(yī)學人文教育結合AI的應用同樣需要保障倫理可行性，對于結合真實病例教學的AI產(chǎn)品必須充分保障患者、學習者及教師隱私，需要對大量的反饋信息進行加密管理，避免陷入復雜的倫理糾紛[33]；應用AI必須明確以學習者為中心而不應該局限在AI技術本身，尊重學習者和教師的自主性，促使其自主內(nèi)化知識、發(fā)現(xiàn)知識。唯有正確認知AI與學生、教師之間相互聯(lián)系、不可分割的關系，才能實現(xiàn)醫(yī)學人文教育智慧生態(tài)圈的構建。

3 結束語

AI在醫(yī)學人文教育中，無論是教學還是考核評估管理上都有著廣闊的發(fā)展空間，其以獨特的優(yōu)勢(即快速大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力、對復雜輸入輸出關系的超強聯(lián)合能力)改善了醫(yī)學人文的教育環(huán)境，促進了個性化教育及高級智慧教學行為的發(fā)生。在未來的醫(yī)學人文教育場景中，學生將利用AI教育平臺、智能設備在虛實融合的環(huán)境中互動學習；教師將利用智能終端進行醫(yī)學人文教育的過程評估；教學管理者可在大數(shù)據(jù)和智能化基礎上創(chuàng)新管理模式[34]；AI工程師可將用戶反饋用于進一步的研究開發(fā)。

然而，AI在醫(yī)學人文教育應用上還面臨著許多挑戰(zhàn)，包括但不限于：①各級政府和教育機構需要積極推進AI教育計劃，高校對AI的應用探索需要更加深入[35]；②中國現(xiàn)有的“AI+醫(yī)學人文教育”多以理論探討為主，實踐應用研究較少，目前研發(fā)的AI產(chǎn)品費用較高，教學模式單一，仍需更大程度地結合不同教育場景；③中國大多數(shù)醫(yī)學院校教師尚未充分運用AI技術來改革教育，面對紛雜的AI技術，醫(yī)學工作者結合實際情況針對性選擇合適學習平臺的能力欠佳；④不同醫(yī)學人文教育系統(tǒng)、平臺間數(shù)據(jù)開放及共享程度低，制約著醫(yī)學人文教育中AI技術的研發(fā)應用；⑤利用AI的過程中，對于AI模型做出決策時難以考慮到倫理問題，數(shù)據(jù)隱私安全等問題的探討不夠深入，對敬畏生命、醫(yī)德及職業(yè)操守理念的強調不夠重視。總之，基于大數(shù)據(jù)的AI在人文教育的應用需要滲透在醫(yī)學教育的全過程中，未來的AI技術將成為醫(yī)學人文教育領域不可或缺的一部分。