科技革命推动医学教育发展
2023年09月14日 15:29 来源:《中国社会科学报》2023年9月14日第2735期 作者:李鲁

  创新引领未来,科技改变生活。在过去100多年里,医学得益于现代科学技术的进步,从神灵主义和自然哲学模式发展为基于生命物质的科学。当前,以人工智能为特征的新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃兴起,我们不禁要思考,新一轮科技浪潮会给医学带来哪些新的变革?医学教育将走向何处?

  健康中国对医学教育提出新要求 

  科技变革往往通过国家战略、科技与教育政策等推动产业领域的变革。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央坚持把人民健康放在优先发展的战略地位。实施健康中国战略的重大决策部署,推动出台了一系列医学教育创新政策。2017年,国务院办公厅发布《关于深化医教协同进一步推进医学教育改革与发展的意见》,对医学教育改革进行了全面部署。2018年,《关于加强医教协同实施卓越医生教育培养计划2.0的意见》颁布,提出“优化服务生命全周期、健康全过程的医学专业结构,促进信息技术与医学教育深度融合”,形成了新医科人才培养的基本目标、思路、体系和任务。2020年,国务院办公厅发布《关于加快医学教育创新发展的指导意见》,提出加强“新医科建设”和医学人才培养体系改革。2022年,教育部等四部门颁发《关于开展高水平公共卫生学院建设的通知》,强调要深入推进新医科建设,建设一批高水平公共卫生学院,弥合医防裂痕。总之,新医科建设是因应健康中国战略的新要求,为应对新科技革命而提出的“四新”建设之一,同时也是“四新”建设中最亟待突破的我国高等教育发展战略高点之一。

  人工智能为医学教育带来新变革 

  当今社会已进入工业4.0时代,具有互联、数据、集成、创新、转型五个重要特征,人工智能独占鳌头。在医学实践领域,人工智能带来了三大变化。一是实现了大数据医学诊断。基于大数据建立人工智能技术的辅助诊断,能够更加智能化地处理和分析医疗数据,如医学图像、基因数据、病理数据等,医生据此可制定更加精准化、个性化的诊疗方案。二是实现了元宇宙辅助医疗。虚拟现实(VR)技术可以通过纯虚拟数字图像,为外科医生提供虚拟系统演练机会。增强现实(AR)技术可以通过智能增强虚拟图像与真实环境的结合,从患者数据中进行关键部位的三维重建,帮助术前和术中识别复杂的解剖结构,为手术过程提供辅助导航。混合现实(MR)技术,即数字全息成像技术,可以让临床医生特别是外科医生利用虚拟诊断、虚拟手术、虚拟康复等手段,提高诊疗的准确性和成功率。三是将人工智能应用于药物研发。比如,可以将AI技术应用于新药发现和确定新药物靶点、决定适当的治疗和药物剂量、预测药物疗效以及药物之间的相互作用等方面。四是实现了大数据健康管理。随着可穿戴设备和移动医疗设备的普及,我们可以采集各种身体健康指标数据,如血糖、血压等,以便实时监测个体的健康状况并发出预警。

  人工智能在医学领域带来的科技创新,也使得医学教育进入了一个史无前例的创新与变革时代,并面临着以下三方面的重大变革。一是学生进入了更个性化学习时代。以人工智能手段分析优化医学领域的学习需求及其资源配置,有助于解决教育与医科的多学科交叉融合问题,建立真正的“以学生为中心”的跨学科人才培养模式。根据医学领域的特点和学生的个性化需求,可以制定个性化学习计划,建立智能化的学习分析模型,以评估学习效果。根据学习计划实施情况,可以利用人工智能分析学习中的错误及其产生原因,并有针对性地提供改进指导。此外,还可以通过分析学习行为数据,对学生的学习态度、自学能力和自控能力进行自动分析,从而对学生学业进行自动预警。

  二是教学进入了更“真实”的虚拟场景。将VR、AR、MR等虚拟技术引入医学教学,能够模拟再现医学场景,学生可直接透视人体解剖结构,完成虚拟解剖实验、模拟手术,进行手术方案设计和手术风险评估等。这些技术可以使临床教学突破时间和空间限制,实现更高效、更安全的医学教育。基于互联网、人工智能和元宇宙的全时空体验式学习模式,可构建一个基于后台大数据支撑的全景式智能教学场景,从内容、方法、形式等方面实现数据化和智能化。医学专家即使相隔千里,也可以聚集在虚拟空间中共同进行会诊或手术,并将医学教学实验或临床实践场景与课堂教学实时分享。

  三是医学教育更强化多学科融合。通过应用人工智能技术,可以构建知识图谱,实现跨学科专业资源共享,开设编程、数据分析和机器学习等人工智能课程,提高医学生使用人工智能工具、掌握基本算法知识等的能力。此外,还应建设“人工智能+医学”的新领域、新方向,以适应医疗诊断模式更加多学科融合和智能化的未来变革。

  科技革命赋予医学教育新内涵 

  人工智能已经在医学教育和医学前沿创新中得到了广泛应用,成为当前医学教育改革的主攻方向。回顾历史,现代医学教育经历了三代改革。第一代主要以科学为基础(Science-based),以课程设置为核心,推行以学科为中心的医学课程体系改革。第二代主要以问题为基础(Problem-based),以教学创新为突破,实施以器官系统为中心的课程体系建设。第三代主要以卫生系统为基础(Systems-based),面向整个医学教育系统,开启胜任力导向的医学教育改革。尽管至今仍未提出第四代改革,但毋庸置疑的是,人工智能必然是下一代医学教育改革的重要特征。我国提出的新医科建设,正是在工业4.0背景下,通过紧密结合以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业革命,与“新工科”等其他体系建设交互推动,实现向医工、医理、医文等“医+X”交叉学科支撑的医学教育新模式转变。

  科技变革至少从以下三个维度赋予了新医科教育新的内涵。一是新理念确立。一方面,医学“以人为本”的理念正在不断更新,从传统的“看病”回归到“看人”,构建了新的医学人文精神体系。这一体系涉及哲学、社会学、环境科学等学科与课程的融入,使医学更注重人的整体性和个性化需求。“大卫生、大健康”理念强调实现从治疗为主到生命全周期、健康全过程的全覆盖,注重“医防并重”,甚至“重医更重防”,人与自然生态、生存环境从根本上构成“同一健康”(one health)。另一方面,新医科本质上是一种基于医学逻辑的迭代更新,它与传统意义上的医学具有同质性。然而,随着知识生产模式的转变以及医学外部环境的变化,新医科赋予了医学教育新的理论、内涵、范式和途径。这些变化从根本上推动了医学教育理念的创新。

  二是新技术革命。新技术革命给医学领域带来了重大变革,例如基因测序技术、超声技术、DNA双螺旋结构的发现、CT在医学中的应用等,这些都是现代医学领域中技术创新的重大成就。当前,以人工智能、大数据为代表的新一轮科技革命已经深刻地改变了医学业态,智慧医疗得到了迅速发展,机器人手术、大数据辅助诊断等新技术被广泛应用。在医学教育改革方面,数字化和信息化技术的应用已经让问题导向式教学方法和以器官系统为中心的课程体系建设在医学教学领域中得到了广泛应用。这不仅要求所培养的人才要掌握人工智能等科技知识,同时也要求培养方式及其教学场景广泛采用人工智能等新一代科技成果。

  三是新知识迭代。现代医学教育经历的三代改革,从本质上来说是一种知识生产的自适应改革。随着医学学科结构、学科领域及内容的迭代更新,医学知识体系也发生了巨大的变化。从“五脏六腑”到器官体系、从细胞线粒体染色发展到分子医学和基因科学,以及超声科学以一维的线性数据“A超”发展到以图像数据为基础的三维“B超”,解剖学从大体解剖到器官解剖和细胞解剖,再到结构生物学等,这些发展体现了医学分支学科的不断衍生与交叉创新。在当前科技革命背景下,医学更加注重医信、医工、医理、医文等学科的交叉,以实现医学学科知识体系的迭代更新。这也导致了新专业方向的产生,如精准医学、转化医学、智能医学等,形成了一个创新型、综合化、立体式的医学教育体系。

  新医科是科技变革背景下医学发展的“守正创新”。然而,受传统理念及其力量影响,当前我国许多医学院校改革意识不浓,创新力度不强。新医科作为一种全新的理念和范式,仍面临诸多变革与挑战,需要在医学教育改革实践中进一步深化和解决。

  (作者系浙江大学医学院教授) 

责任编辑:崔博涵
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