王曉冰,吳 歆,林青青,徐滬濟

1.海軍軍醫(yī)大學上海長征醫(yī)院風濕免疫科, 上海 200001;2.溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院, 浙江 溫州 325006

人工智能技術的不斷發(fā)展,正在深刻地改變著人們的生活和工作方式,并與教學相融合,體現出獨特的優(yōu)勢[1]。ChatGPT(chat generative pretrained transformer)[2]作為自然語言處理技術的一種,可以對自然語言進行自動處理和生成。該技術一經面世便吸引了無數的關注,被譽為具有劃時代的意義,并已經在多個領域得到了應用[3-4]。在醫(yī)學教育領域,ChatGPT也有著廣泛的應用前景。文章將從ChatGPT的出現對不同行業(yè),尤其是對教育的影響、ChatGPT目前的應用狀況,以及其在醫(yī)學教學中的可能應用場景等方面進行探討,并分析ChatGPT在醫(yī)學教學中所面臨的挑戰(zhàn)和未來的應用前景。

1 ChatGPT的概念和應用現狀

ChatGPT是美國人工智能創(chuàng)業(yè)公司Open AI于2022年11月發(fā)布的基于人工智能的對話式大型語言模型,它在多種語言的大量文本上進行預訓練,利用自然語言處理技術,以對話的形式完成內容創(chuàng)作。該產品一經公布便在短時間內獲得100萬注冊用戶[5],目前已經成為業(yè)內公認的最先進的自然語言生成模型之一。相對于以往的人工智能模型,ChatGPT具有更加強大的功能和更廣泛的應用場景。首先,它改變了人們對自然語言處理的認識,能夠充分利用歷史文本信息,具有較強的上下文感知能力,廣泛應用于自動回復、翻譯、文本摘要等領域;ChatGPT采用了Transformer模型,能夠通過大量的訓練數據模擬真實對話,為用戶提供信息、解決問題,在交互過程中,它可以在了解用戶個人習慣和偏好之后,及時調整以適應用戶的需求;它還能夠利用多種數據源,比如語料庫、互聯(lián)網等輔助搜索,可以作為建設性寫作、回顧資料和改寫文本的附加工具[6];ChatGPT作為AIGC(AI-generated content,即人工智能生成內容)技術[7]進展的成果,甚至可以生成高質量的文本和報告;另外,它還可結合不同的延展功能模塊,對用戶提出的問題再組織,多維度進行對話和答疑,具有高度的可擴展性和靈活性。正是基于這些功能,ChatGPT在各種領域都將會有廣泛的應用。例如,在金融領域,ChatGPT可以幫助銀行和證券公司處理客戶的咨詢和投訴,提高服務質量和效率;在法律領域,ChatGPT可以幫助法律工作者查詢相關法律文件,識別法律文案存在的潛在問題,可以為公眾普及法律知識,給予法律咨詢意見;在社交媒體領域,它可以通過對話框架的生成和情感分析,改善用戶的體驗和交互效果;在客服領域,它能自動回答常見問題,解放人力資源,降低成本等;在編程和技術支持領域,ChatGPT可以參與代碼調試,提供編程建議,幫助開發(fā)人員解決技術難題;在市場營銷領域,它可以通過分析文本數據了解市場趨勢和消費者意見,智能生成廣告文案,制定營銷策略,推動企業(yè)在市場中實現產品推廣;在藝術創(chuàng)作領域,ChatGPT可以根據給定的元素生成藝術作品,激發(fā)藝術家的創(chuàng)作靈感;在游戲制作領域,它可以創(chuàng)作故事情節(jié),生成NPC(非玩家角色),提高趣味性,改善玩家的游戲體驗;在科研領域,研究人員已經使用ChatGPT來總結文獻,編寫計算機代碼等。這項技術將很快發(fā)展到可以設計實驗[8]、撰寫和完成稿件、進行同行評審以及支持編輯決定接受或拒絕稿件的程度[9]。更重要的是,它在教育領域的應用。例如,一些在線學習平臺已經開始嘗試將ChatGPT技術引入在線教學系統(tǒng),用于智能化教學和個性化學習。此外,一些在線語言學習平臺也開始采用ChatGPT技術,將其用于外語的自學輔助。作為一個新興的技術,其勢必會給教學改革帶來許多機遇和挑戰(zhàn)。

2 醫(yī)學教學的特點及其存在問題

醫(yī)學是一門復雜而特殊的學科,它的教學方式具有一些鮮明的特點:①多學科交叉。醫(yī)學是一門綜合性的學科,醫(yī)學教學需要符合多學科交叉的要求,具有一定的難度和挑戰(zhàn)[10]。②實踐性強。醫(yī)學是一門實踐性很強的學科,它需要通過臨床實踐檢驗理論知識,還需要不斷地實際操作練習才能掌握相關的醫(yī)學技能。所以,醫(yī)學教育者要在教學中強化實踐,改善學生對醫(yī)學理論知識和實踐操作的掌握,提高其教學滿意度[11]。③人文性。醫(yī)學涉及人的健康和生命,它需要醫(yī)師具備人文關懷和社會責任感,關注患者的身心健康。人文主義觀念在醫(yī)學教學過程中,可將醫(yī)學教學的科學性與趣味性相融合,構建良好的醫(yī)學教學生態(tài)[12]。④不斷更新。醫(yī)學是一門不斷更新的學科，它需要醫(yī)師不斷學習新知識、掌握新技能，以跟上醫(yī)學發(fā)展的步伐。因此，醫(yī)學教學的內容、方法和技術也需要及時迭代、緊跟步伐。隨著醫(yī)學、科技和醫(yī)療模式的發(fā)展,醫(yī)學教學也在不斷創(chuàng)新和改進。一方面,醫(yī)學教學已經從傳統(tǒng)的知識傳授式教學向問題導向教學、社區(qū)醫(yī)學教學和遠程教育教學等多元化的教學模式轉變。這些新型教學模式注重培養(yǎng)學生的實踐操作技能、創(chuàng)新思維能力和信息化素養(yǎng),促進學生的全面發(fā)展和個性化成長。另一方面,科技的發(fā)展提供了更多的新型教學工具,可以顯著提升教學效果。與此同時,如何讓教育工作者合理運用這些新型教學工具以提供更有效的學習指導,提高學生學習素養(yǎng),提升教學質量等,是醫(yī)學教學所面臨的機遇和挑戰(zhàn)[13]。

3 ChatGPT在醫(yī)學教學中的應用前景探討

人工智能技術是近年來發(fā)展最為迅速的領域之一,涵蓋了機器學習、深度學習、自然語言處理等多個子領域。ChatGPT是一種基于人工智能技術的自然語言處理模型,能夠根據輸入的語句生成相應的輸出結果,實現人機交互。與傳統(tǒng)的人機交互方式相比,ChatGPT不但效率更高,還能夠通過自動學習、自我調整,不斷地提高輸出質量。因此,ChatGPT是人工智能技術的一種重要應用,作為一種現代化的教學技術,具有很大的應用潛力。

3.1 ChatGPT在本科教學中的應用

3.1.1 ChatGPT發(fā)揮答疑施教作用

首先,從輔助教學的角度出發(fā),ChatGPT可以被用作個性化答疑工具,有助于教師為學生提供快速、準確的答案。相對于線下教學受到時間和空間的限制,ChatGPT作為一種線上交流形式,不僅突破了時空的限制,而且大大提高了教學效率。簡單來說,ChatGPT可以輔助教師隨時在對話框中為學生任何時間、任何地點提出的疑問做出快速解答;面對不同水平的醫(yī)學生提出的問題,還會根據他們的學習進度和特定指示需求,多維度解答醫(yī)學問題,幫助每個學生更好地理解和掌握醫(yī)學知識,節(jié)省了時間和精力。例如,針對一種疾病,ChatGPT可以從病因、病理、臨床表現、治療原則及預后等方面進行解答,以簡潔、實用的表達方式促進理解,甚至可以根據提問歷史和學習情況,智能推薦疾病診療指南和最新治療進展等額外相關的教學資料。Chat-GPT可同時和幾千人交互,減少教學人力資源,為學生解答基礎問題,一定程度上減輕教師的工作量。其次,ChatGPT記錄學生的提問歷史和答案記錄,可以幫助教師和學生進行學習分析和評估,得到教學反饋。ChatGPT整理學生的提問歷史,分析出相應教學內容出現的問題、難題;教師將學生成績信息導入對話框中,讓ChatGPT按照指令用更加直觀的方式了解學生學習成績的波動,得到學生不同科目、不同階段相應的教學反饋。同時,ChatGPT可以整合各種教學資源,為教師提供集成的教學平臺,智能推薦相關醫(yī)學知識和文獻資料,為學生帶來最新的醫(yī)學信息。對于特定的教學內容,ChatGPT在搜索文獻上可以嘗試探索高級檢索功能,在醫(yī)療數據庫中快速查詢相關的文獻,獲得實時更新的資訊;在課程學習上可以根據施教需求,幫助教師在各教學平臺上找到合適的課程和資料。由于醫(yī)學是一門多學科交叉的學科,若能利用ChatGPT進行跨學科的資源整合將帶給學生更全面的學習體驗。此外,面對教學過程中已經獲得的教學反饋和整合資源,ChatGPT可以根據學生的需求和興趣,幫助教師起草教學計劃,設計教學方法和內容;可以根據更新的教學任務,幫助調整現有的教學計劃,甚至可以憑借ChatGPT具備的啟發(fā)式內容生成能力,為教師的教學目標生成創(chuàng)新性素材,輔助教師產生創(chuàng)新性教學創(chuàng)意活動[7]。

3.1.2 ChatGPT作為交互學習工具

從幫助學生學習的角度出發(fā),ChatGPT可以幫助學生進行學習上的自我評估。在醫(yī)學課程學習過程中,學生可以向ChatGPT提出自己遇到的問題,了解醫(yī)學知識的基本概念、術語、病例,對知識點有初步的理解;課后還可以組成學習小組,與ChatGPT進行集體對話,通過ChatGPT提供課程相關的練習題,對錯題、難題進行討論和互動,從不同角度掌握知識點。學生在交互過程中不斷了解自己對知識點的掌握程度和薄弱環(huán)節(jié),后期及時調整學習策略和方向,針對性地復習和鞏固,始終確保處于正確的學習軌道上。

醫(yī)學生還可以利用ChatGPT進行初步的學術研究探索。學生只要在對話框中對特定主題發(fā)出文獻檢索請求,ChatGPT就可以根據特定指令,快速提供相關文獻的摘要、作者、發(fā)表日期等,文獻中對于晦澀的醫(yī)學概念和新興技術,ChatGPT通過自然語言交流,用簡單易懂的方式幫助本科醫(yī)學生了解專業(yè)知識,并在交互過程中根據交互記錄為學生提供相關領域最新的學術研究資料。

ChatGPT可以為醫(yī)學生提供學習方法和技巧指導。ChatGPT針對醫(yī)學知識的特點,為醫(yī)學生推薦有效的學習方法和記憶技巧,在臨床技能訓練過程中提供基礎知識,采用模擬問診、病例分析的互動方式檢查學習效果,提高臨床思維能力。通過與ChatGPT的互動,醫(yī)學生可以獲得多方位的指導,了解醫(yī)學知識學習的方法和技巧,逐漸掌握學習策略和技能,提高自己的學習效率和學業(yè)質量。ChatGPT還可以參與各種臨床技能的模擬訓練。通過與ChatGPT的交互,學生可以模擬真實的醫(yī)學實踐場景,進行診斷、鑒別診斷、治療、手術等操作,從而提高學生的臨床思維和實踐能力[14]。例如,在臨床環(huán)境中,ChatGPT可以根據學生所提供的患者臨床信息生成相應的診斷及合理的鑒別診斷列表,提示醫(yī)學生有針對性地進行病史采集和體格檢查,為缺乏臨床經驗的醫(yī)學生提供幫助[15]。

3.2 ChatGPT在研究生教學中的應用

3.2.1 ChatGPT作為科研虛擬助教

不同于其他專業(yè)的研究生,醫(yī)學研究生除了完成基礎知識強化,還要掌握臨床實踐能力和科研能力,進行廣度和深度的發(fā)展。ChatGPT可以作為科研虛擬助教輔助醫(yī)學研究生進行以下學習:

課程學習方面ChatGPT可以幫助教師根據教學策略、課程內容、學習成果、教育環(huán)境、學生個人學習風格等來制訂個性化的教學方案,完善醫(yī)學研究生教學計劃,促進醫(yī)學教學模式創(chuàng)新。

臨床實踐方面ChatGPT可以為教師提供臨床指南和個案分析,幫助分析教學模擬場景的病例,為醫(yī)學研究生提供更全面的病例梳理和相應的診療方案[16]。

文獻檢索方面ChatGPT可以根據教師提出的關鍵詞和研究方向,快速檢索相關的文獻資料,幫助教師快速獲取所需信息,及時掌握學術前沿,為學生傳達領域內最新訊息。

文獻閱讀方面教師通過ChatGPT與學生的交互記錄,了解學生感興趣的研究方向和興趣愛好,為學生提供更專業(yè)化、個性化的文獻閱讀支持,讓學生更加高效地閱讀和整理文獻資料。此外,一些可以兼容ChatGPT插件的辦公軟件,更是給文獻閱讀提供了便利。

數據分析方面ChatGPT可以一定程度上代替教師為學生提供數據分析的方法和技巧,例如使用統(tǒng)計學軟件,解答應用統(tǒng)計學軟件時出現的錯誤,解釋數據分析的結果等。

3.2.2 ChatGPT成為科研學習助手

醫(yī)學研究生教學與本科教學的重要區(qū)別在于,研究生教學對科研能力和水平的要求顯著提高。從輔助學習的角度出發(fā),ChatGPT可以作為醫(yī)學研究科研助手輔助醫(yī)學研究生進行學習。

首先,ChatGPT可以作為實用的科研工具。醫(yī)學研究生在科研學習過程中,會遇到專業(yè)性很強的問題,ChatGPT可以根據科研人員提出的問題,從多個維度進行解答和支持。例如,ChatGPT幫助醫(yī)學研究生解讀化驗報告單,解釋異常結果的意義,能提供額外的相關知識加深理解,通過模擬病例模型解釋病理生理現象,幫助醫(yī)學生與患者溝通,并自我批判溝通過程中的不妥之處[17],發(fā)展學生溝通技巧和臨床判斷能力。目前,ChatGPT仍以文本描述為主,數據可視化仍是其技術短板,但是它可以利用現有的大量的數據集和復雜的可視化,提供洞察力和語言描述,形成研究調查結果。

其次,ChatGPT有模擬學術交流場景的潛力。例如,準備醫(yī)學匯報或醫(yī)學研討會時,研究生與ChatGPT進行互動,模擬與醫(yī)學專家、導師或其他領域專家的對話,提前理解不熟悉的醫(yī)學術語和概念,在模擬交流的過程中獲得及時的反饋和建議,從而改進他們的匯報。ChatGPT可以參與問答環(huán)節(jié),根據醫(yī)學主題生成值得討論的學術問題,幫助研究生了解與他們領域相關的其他學科的知識,促進跨學科交流,并根據交互記錄,為研究生提供相關的醫(yī)學文獻,幫助研究生提高學術交流技巧和報告的能力。

再次,醫(yī)學研究生可以向ChatGPT提出關于實驗設計、實驗技術、數據分析、討論等方面的具體問題,讓自己的研究更具嚴謹性和創(chuàng)新性。Chat-GPT根據研究生描述的研究目標和背景,提供相關研究方法和技術的基礎知識,參與實驗設計環(huán)節(jié)的改進,記錄科研人員的研究和進展情況,幫助科研人員進行研究管理和評估,更好地進行科研活動。

此外,ChatGPT可以提高科學論文寫作效率。例如ChatGPT可以用于解釋語法困難的句子,識別拼寫錯誤,糾正語法錯誤,梳理文章的邏輯,完成批量的格式轉換,幫助他們更高效地撰寫學術論文[18]。

4 ChatGPT在醫(yī)學教學中面臨的挑戰(zhàn)

盡管ChatGPT面世不久就在醫(yī)學教學領域展現出廣闊的未來應用前景,但是也存在一些挑戰(zhàn)。

4.1 ChatGPT在技術應用方面仍有一定的局限性

ChatGPT的應用需要具備一定的技術基礎和相關資源的支持。在人工智能技術的沖擊之下,教師和學生都是這項技術的學習者和使用者。學校需要具備一定的計算機資源和技術支持,如高速網絡、高性能計算機等,教師需要掌握一定的計算機技能,才能有效地使用ChatGPT進行教學;醫(yī)學生需要具備一定的數字素養(yǎng),例如熟練使用計算機,了解搜索途徑,甚至掌握統(tǒng)計學相關原理,才能更合理地運用ChatGPT來提高其學習效率。ChatGPT本身是一個機器學習系統(tǒng),可以自主地從數據中學習,對大量文本數據集進行訓練后進行輸出。但是,由于訓練數據可能存在偏差或數據來源無法保證可信性,這可能會影響輸出的表現和準確性,造成誤導。比如可用性、選擇和確認偏見,在對話式人工智能中被復制,甚至經常被放大[19]。因此,仍需要不斷對模型進行全面的訓練和優(yōu)化。由于醫(yī)學研究是一個不斷更新的過程,而ChatGPT的知識是基于最后一次訓練的數據,意味著它并不一定能更新到最新的研究成果,且它作為一種語言模型,對醫(yī)學數據庫進行實時搜索的能力有待開發(fā)[20]。同時,醫(yī)學是一門專業(yè)性非常強的學科,常常涉及多個學科,盡管ChatGPT的知識庫很廣泛,但是面對醫(yī)學相關問題依舊缺乏足夠的廣度和深度的認識,在訓練不足時,處理一些醫(yī)學術語和專業(yè)詞匯會出現誤解或不準確的情況。醫(yī)學教育需要高精度和準確度,對于專業(yè)知識有限的醫(yī)學生來說,識別錯誤信息有一定的困難,如果醫(yī)學生接收到的是誤導性的信息,即使是很小的錯誤在未來都可能對患者安全造成隱患[5]。雖然ChatGPT可以在醫(yī)學教學過程中模擬醫(yī)療場景,但是實際的醫(yī)療環(huán)境往往涉及多種復雜因素,如就醫(yī)者文化差異、心理因素、社會因素等,這些因素難以通過算法完全模擬。為了確保ChatGPT在醫(yī)學教學中的有效性和準確性,仍需要對其進行醫(yī)學專業(yè)的訓練和改進,在使用其輸出結果的時候,也需要進行專業(yè)性的判斷和選擇性采納,防止過度依賴和誤判誤用。

4.2 ChatGPT的不恰當應用存在倫理學的風險

ChatGPT為醫(yī)學教學提供新思路,但也帶來了一系列倫理風險。首先,醫(yī)學教學中的倫理問題往往涉及主觀判斷和價值觀,ChatGPT作為機器,可能無法捕捉到倫理問題的復雜性和多樣性,生成的倫理決策及傳達的價值觀在教學中對學生產生難以估量的影響。這類人工智能模型基于大量的文本數據進行訓練,可以根據指令快速解答,但倫理決策往往涉及人類的情感、信仰和社會等多種因素,這使ChatGPT難以通過文字來完全反映復雜的倫理關系。而且ChatGPT的訓練數據涵蓋了多種語言和文化,有利于人類自然語言的交互,但是面對多元文化,ChatGPT在某些特定的倫理問題上缺乏足夠的文化敏感性,難以為所有用戶提供滿足其文化背景的倫理建議。同時,大型語言模型生成的內容有剽竊他人成果的風險。盡管ChatGPT可以通過對數據庫中的文本數據訓練、分類歸納和語言再組織后產生獨創(chuàng)性文本,但其生成的內容很可能會與已經存在的文本相似或重疊。在醫(yī)學教學過程中,如果ChatGPT沒有對相似文本的引用做出標注,被教師和學生用于完成教學任務甚至撰寫文章,會有被視為剽竊的隱患。

4.3 ChatGPT的數據和信息安全難以得到充分保障

ChatGPT在運行過程中勢必要獲取大量的數據,這些數據包括但不限于圖書館數據庫、互聯(lián)網數據以及用戶提供的所有信息。在交互應答過程中,學生不可避免地需要提供患者信息,任何涉及隱私和敏感數據的泄露,都將產生不可估量的影響,因此如何合理保障信息安全,亟待相應的監(jiān)管和保護措施[21]。由于訓練不足,ChatGPT呈現的信息時常冗雜、不合理。通過性能測試[22],發(fā)現ChatGPT編造虛假信息,讓虛假信息和真實信息混合,生成的內容存在不符合常識和邏輯的事實性錯誤,容易向知識儲備有限的群體傳遞誤導性信息。如果學生一味依賴這類人工智能模型作為他們的主要信息來源,在完成課程作業(yè)和準備考試中不合理的使用,不進行主觀意識的思考,將會產生改變學生學習自主性,影響學生批判性思維,產生學術不端行為等風險。

4.4 ChatGPT并不能完全替代人類交互

ChatGPT只能作為一個教學技術和工具,在道德教育和科學素質培養(yǎng)方面的醫(yī)學教學活動中,仍需要教師的言傳身教和引導。ChatGPT可以模擬人類對話,提供輔助診斷和醫(yī)療服務,但不具備人類的情感和理解能力,在實際醫(yī)療場景,仍然需要醫(yī)師給予患者人文關懷和進行最終的醫(yī)療決策[5]。醫(yī)學研究領域需要百花齊放,盡管ChatGPT可以幫助用戶實現知識的快速搜索和歸納,但是醫(yī)學科學研究創(chuàng)新仍要依靠人的創(chuàng)造性思維[23]。

總之,ChatGPT作為一種新興技術,具有廣泛的影響力和開創(chuàng)性意義,而醫(yī)學教學由于其復雜性、特殊性和發(fā)展性也迫切需要創(chuàng)新和更迭。將ChatGPT強大的數據處理能力和學習能力與醫(yī)學教學本身特點相結合,有望在醫(yī)學教學各階段中發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢,提高醫(yī)學教學的效率和質量,促進醫(yī)學教學新格局的形成;但也要認識到該技術在現階段的一些挑戰(zhàn)和限制,需要規(guī)范管理和加強引導。相信隨著人工智能技術的不斷發(fā)展和進步,ChatGPT在醫(yī)學教學中的應用將會得到更廣泛和更深入的推廣,進一步促進醫(yī)學教學和人工智能技術的融合,不斷推進醫(yī)學教育的改革與發(fā)展。