人工智能正逐步滲透到教學(xué)的方方面面，對教學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的進(jìn)步，人工智能逐漸成為教學(xué)創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力。本文探討了人工智能對教學(xué)的影響及其在教學(xué)中的應(yīng)用等，其中特別闡述了人工智能在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，以期供教學(xué)改革參考借鑒之用。

一、人工智能對教學(xué)的影響 

一是學(xué)習(xí)效果提升。研究表明，應(yīng)用人工智能的教學(xué)能夠顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用，使教學(xué)打破了時(shí)間和空間的限制，遠(yuǎn)程教學(xué)、異步教學(xué)因此得以開展。另外，個(gè)性化的學(xué)習(xí)模式使得學(xué)生能夠按照自己的節(jié)奏進(jìn)行學(xué)習(xí)，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性。此外，智能反饋系統(tǒng)能夠提供給學(xué)生個(gè)性化指導(dǎo)，幫助學(xué)生及時(shí)糾正學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤，提升學(xué)生的問題解決能力。

二是教材創(chuàng)新。人工智能的發(fā)展為教材創(chuàng)新提供了新思路。通過數(shù)據(jù)分析，教師可以更好地了解學(xué)生的需求和偏好，從而合理地調(diào)整教材內(nèi)容。例如，針對不同學(xué)生的動(dòng)態(tài)教材能夠?qū)崟r(shí)更新，調(diào)整內(nèi)容以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的需求，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的相關(guān)性。

三是教師角色轉(zhuǎn)變。隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，教師的角色也發(fā)生了顯著變化。教師不再是單純的知識傳授者，而是轉(zhuǎn)型為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和支持者。教師可以通過人工智能進(jìn)行課堂管理、數(shù)據(jù)分析及優(yōu)化教學(xué)策略。這種轉(zhuǎn)變不僅減輕了教師的負(fù)擔(dān)，也創(chuàng)新了他們的教學(xué)。

四是教學(xué)管理優(yōu)化。人工智能在教學(xué)管理方面發(fā)揮了重要作用，通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測模型幫助學(xué)校管理者做出更科學(xué)的決策。人工智能能夠通過分析學(xué)生的出勤率、成績變化等數(shù)據(jù)，識別出潛在的學(xué)習(xí)困難者，并及時(shí)提供干預(yù)措施。這種基于數(shù)據(jù)的決策模式，不僅提高了教學(xué)管理的有效性，還促進(jìn)了教育公平。

二、人工智能在“教、學(xué)、評”環(huán)節(jié)的體現(xiàn)

人工智能能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)需求為教師提供定制化的教學(xué)方案，在包括醫(yī)學(xué)專業(yè)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢，可以有效提高教師的工作效率，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

一是課程生成工具。人工智能課程生成工具能根據(jù)各種參數(shù)，比如年級、科目，創(chuàng)建量身定制的教學(xué)計(jì)劃、評估和學(xué)習(xí)材料，再結(jié)合教師的修改進(jìn)行完善，教學(xué)工作會(huì)變得更全面、更具多樣性和個(gè)性化。在減輕教師工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)，打破了教育資源的限制，使教學(xué)內(nèi)容更豐富，課堂更引人入勝。

二是智能教室。智能教室是在傳統(tǒng)的教室里融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的一種新型教室。以寬泛的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為背景，智能教室實(shí)現(xiàn)了課堂筆記自動(dòng)化、全程記錄教學(xué)過程、智能遠(yuǎn)程教學(xué)、學(xué)習(xí)合作化等，使課堂教學(xué)變得更加高效簡潔，突破空間壁壘，充分展現(xiàn)了裝備先進(jìn)、操控便利、資源豐富、交互實(shí)時(shí)等特征。

三是智能輔導(dǎo)。智能輔導(dǎo)系統(tǒng)是一種基于人工智能技術(shù)的在線教育工具，能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史、知識點(diǎn)掌握情況，自動(dòng)生成學(xué)習(xí)計(jì)劃和推薦學(xué)習(xí)資源。這些系統(tǒng)能夠即時(shí)反饋，使學(xué)生在關(guān)鍵時(shí)刻得到支持，從而提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

四是自適應(yīng)學(xué)習(xí)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺以個(gè)性化學(xué)習(xí)為核心，使用算法動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)難度。這個(gè)過程不僅考慮到了學(xué)生的知識水平，還集成了學(xué)習(xí)風(fēng)格和心理特征等多種因素。利用自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)可以推薦針對性的課程，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

五是智能評估。智能評估工具采用自然語言處理、圖像識別等技術(shù)，能夠自動(dòng)批改作業(yè)、進(jìn)行考試評分，并為學(xué)生提供即時(shí)反饋。這類工具不僅可以減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，還能夠提供更加精準(zhǔn)的評估結(jié)果，幫助教師了解學(xué)生的知識掌握情況。

三、人工智能在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐

一是數(shù)字化教學(xué)資源。通過將大量的醫(yī)學(xué)教材、病例和學(xué)術(shù)論文數(shù)字化，并儲存在云端平臺上，教師和學(xué)生可以隨時(shí)訪問這些資源，打破了時(shí)間、空間對傳統(tǒng)教學(xué)的限制，為學(xué)生提供了更多學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和資源選擇的可能。人工智能還可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和需求，為其提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)推薦，幫助學(xué)生高效學(xué)習(xí)。

二是助教和輔導(dǎo)工作。將人工智能用于補(bǔ)充、支持教學(xué)工作，回答學(xué)生的問題，提供額外的學(xué)習(xí)資源，比如3D解剖圖解、人體生理過程模擬、臨床操作講解等，并幫助教師管理課堂數(shù)據(jù)，將學(xué)生情況及時(shí)反饋給教師，使教師能夠開展更具有針對性、個(gè)性化的教學(xué)。另外，人工智能可提供針對性的復(fù)習(xí)材料和模擬試題，幫助學(xué)生更好地掌握知識。

三是臨床模擬器。臨床模擬器能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)等電子系統(tǒng)再現(xiàn)醫(yī)療環(huán)境、生命體征、醫(yī)護(hù)操作等，通常用于身臨其境的醫(yī)療實(shí)踐環(huán)境之中。學(xué)生通過虛擬實(shí)踐的方式進(jìn)行醫(yī)學(xué)操作訓(xùn)練，既避免了面對真實(shí)病人的風(fēng)險(xiǎn)和壓力，又能接觸到多種不同的臨床情況，提升學(xué)習(xí)的全面性，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)效果的改善。

四是輔助醫(yī)療診斷技術(shù)。人工智能輔助醫(yī)療診斷技術(shù)運(yùn)用人工智能算法和大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)知識，為醫(yī)生提供快速而精準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)判斷和診斷支持。例如，Esteva等人開發(fā)了一種基于深度學(xué)習(xí)的皮膚癌診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)對皮膚圖像的分析，可以與專業(yè)醫(yī)生的診斷結(jié)果相媲美。這種基于人工智能的輔助診斷系統(tǒng)將理論知識與實(shí)際應(yīng)用密切結(jié)合起來了，幫助初期接觸臨床工作的醫(yī)學(xué)生建立更扎實(shí)的知識網(wǎng)絡(luò)，提升他們學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，提高他們的診斷準(zhǔn)確性和診斷效率。

四、合理應(yīng)用人工智能的策略

一是避免極端思想。在人工智能的應(yīng)用中應(yīng)避免兩大極端思想：一是唯人工智能論，認(rèn)為人工智能能完成一切工作，甚至以后能夠取代學(xué)校、教師等；二是認(rèn)為人工智能是花架子，在實(shí)際應(yīng)用中并沒有什么長處。正確的態(tài)度是在二者之間尋找平衡點(diǎn)，并在應(yīng)用時(shí)慎重抉擇，特別是一些高利害業(yè)務(wù)、關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，比如高考閱卷。人工智能在教學(xué)中作為重要的教學(xué)輔助手段，可用于處理一些重復(fù)性工作，從而讓教師專注于更具創(chuàng)造性和互動(dòng)性的教學(xué)活動(dòng)。

二是制定政策與標(biāo)準(zhǔn)。教育機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)，鼓勵(lì)哲學(xué)家、社會(huì)學(xué)家、心理學(xué)家、法律專家及工程師等多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)人士共同參與到人工智能的開發(fā)和應(yīng)用中，以確保多角度考慮問題，制定合適的人工智能應(yīng)用政策與標(biāo)準(zhǔn)。這些政策應(yīng)涵蓋數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、人工智能技術(shù)使用規(guī)范及教育公平等多個(gè)方面。

三是加大技術(shù)設(shè)備和資源投入。為促進(jìn)教育公平，各部門應(yīng)加大投入，重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)較弱地區(qū)的學(xué)校，促進(jìn)教學(xué)設(shè)備與資源的合理分配，提高技術(shù)的可訪問性，解決部分地區(qū)由于技術(shù)設(shè)備和資源短缺而導(dǎo)致的人工智能技術(shù)應(yīng)用受限問題，確保所有學(xué)生都能夠平等地受益于人工智能。

四是加強(qiáng)教師培訓(xùn)。為保證教師能夠有效地使用人工智能，教育部門可以定期舉辦培訓(xùn)，提高教師的技術(shù)素養(yǎng)和教育理念。培訓(xùn)內(nèi)容可以包括人工智能基礎(chǔ)知識、教學(xué)應(yīng)用案例分析及操作技能等多個(gè)方面。鼓勵(lì)教師與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的教師展開合作，開展跨學(xué)科的教學(xué)研究與教學(xué)活動(dòng)等。

五是建立正確的批判性思維。教師在應(yīng)用人工智能的同時(shí)，應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，鼓勵(lì)學(xué)生批判性地思考人工智能生成的信息。教師在教學(xué)工作中可以講解有關(guān)人工智能的知識，幫助學(xué)生了解人工智能存在的一些局限。在解決問題時(shí)，注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多角度的分析，針對人工智能提供的信息積極展開討論和辯論，幫助學(xué)生建立批判性思維，避免盲目地依賴技術(shù)。

六是推動(dòng)人工智能教學(xué)研究。鼓勵(lì)教師將人工智能教學(xué)研究成果應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)之中，并探索不同學(xué)科、不同教育階段人工智能的應(yīng)用效果。這些可以為政策制定等提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)人工智能在教學(xué)中的有效應(yīng)用。另外，可以通過搭建數(shù)據(jù)共享平臺來促進(jìn)不同學(xué)校和研究機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交流，使研究者獲取豐富的教學(xué)數(shù)據(jù)，以進(jìn)行更深入的分析和研究。

人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用給教學(xué)帶來了深刻變革，促進(jìn)了教材創(chuàng)新及教學(xué)管理優(yōu)化等。盡管面臨數(shù)據(jù)隱私、教育公平性等方面的挑戰(zhàn)，但通過合理的應(yīng)對策略、教師培訓(xùn)和研究推動(dòng)等，可以實(shí)現(xiàn)人工智能與教學(xué)的有效融合。未來，隨著人工智能的不斷發(fā)展和完善，人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用范圍會(huì)更廣，助力教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。


2023年西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院教學(xué)改革研究面上項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：JG2023-0312；2022 年西安交通大學(xué)本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目一般項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：No.2232Y；2020年中共陜西省委組織部“特支計(jì)劃”青年拔尖人才項(xiàng)目。

作者單位  西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院

責(zé)任編輯：張言