醫學人工智能課程思政教育的探索與實施
——以“人工智能之深度學習”課程為例

劉麗, 張小勤, 吳毅

2016年,習近平總書記提出了立德樹人的新時代中國特色社會主義教育思想,明確了思想政治教育在當前教育教學實踐中的重要地位,并指出課程思政作為思想政治課程的補充,是“把思想政治工作貫穿教育教學全過程”的重要體現。課程思政的實質是將高校思想政治教育融入課程教學和改革的各環節、各方面,實現立德樹人潤物無聲[1]。隨著人工智能技術在醫學領域發揮的重要作用[2-5],在醫學院校開展人工智能課程是順應時代發展的需求,也是落實“人工智能+X”的人才培養模式的重要手段。但目前,在醫學院校開展人工智能課程處于初步階段,課程體系不健全,缺少課程思政[6]。此外,缺乏醫學院校中工科類課程思政的教學方式和內容的相關研究[7]。因此,本文立足于我校前期開設的醫學人工智能實踐課程,構建其課程思政體系,通過調查問卷,觀察其實施效果。

1 醫學人工智能思政課程體系建設的探索——以“人工智能之深度學習”為例

自2019年起,本教研室在我校本科生中連續3次開設了“人工智能之深度學習”課程,主要以實踐教學為主、理論教學為輔,并在實踐課程中采用問題引導式教學,通過設置醫學影像智能分析項目,幫助學生掌握內容[6]。但前期課程設計中缺乏課程思政內容,因此本文針對以上問題,根據課程內容探索相關思政元素,并總結課程思政在教學中的經驗和應用價值。

1.1 更新包含情感態度價值觀的醫學人工智能課程大綱 針對課程的教學對象特征和教學目標,在前期課程大綱中加入思政元素,將原本只具備“知識與技能”和“過程與方法”的二維教學目標,拓展為加入“情感態度價值觀”的課程三維教學目標(表1),并以此為指導原則改革課程實施計劃。特別地,根據教學對象的特殊性,在思政元素的挖掘探索方面側重與醫學倫理和醫學人文相結合。

表1 課程目標設計

1.2 改革課程體系,豐富教學手段,加入思政元素 根據課程大綱,本課程的教學安排見表2。在教學內容方面,首先為學生介紹深度學習基本概念、python基礎及醫學影像處理基礎知識,然后指導學生根據文獻進行項目研討,了解項目開展的基本流程,最后學生分組進行項目實踐。本次課程在幫助學員了解人工智能工作原理和在醫學中的應用方面外,重點強調幫助學員掌握相關的項目需求分析和進行項目實踐,因此增設了第5次課“項目需求分析”。

表2 教學實施計劃

同時,根據不同的教學目標、教學內容,選擇合適的教學手段。針對課程內容復雜和課時少的問題,結合中國MOOC等網絡學習資源建立線上線下結合的混合式教學;針對課程內容晦澀難懂、學生興趣低下等問題選擇案例和研討等教學手段加強學生的參與感,激發起學習興趣,從而將教學模式從“以老師為主導”轉變為“以學生為主體”,設置分組實踐課程、情景代入課程等(表2)。

最后,根據現有課程實施計劃,梳理本課程所蘊含的思政教育元素,從人生觀、價值觀、道德觀和職業觀等多角度和全方位進行課程思政體系建設,特別是篩選具有“醫工特色”的時政熱點、專業背景或身邊的人和事等思政內容,例如加入涉及患者隱私保護的醫學倫理教育、涉及醫患關系的醫學人文關懷以及團隊協作精神、工匠精神等。本課程中涉及“醫工交叉”的思政元素設計案例如下：

①對于理論性課程,例如深度學習概述這一節課,以案例分析為主,通過講述深度學習相關理論和技術及其在國內外的發展現狀,引發當前西方國家對中國高精尖技術的遏制,從而提出我們年輕一代學生作為社會主義接班人,是傳承科技革命任務的主力軍,承擔新時代的科技革新任務,從而激發他們的愛國心,鼓勵他們在新時代有新作為。

②對于實踐類課程,例如醫學影像處理基礎課程中,以分組實踐進行授課,每組分發不同類型的醫學數據,對其進行基本處理,并強調其中存儲了患者隱私和檢查參數,不能隨意傳播、公開和丟棄,這是部分工程師在開發和研究的時候容易忽略的問題。同時,列舉基因編輯等例子,強調這不僅僅關乎個人隱私,甚至關系到整個國家的戰略安全。因此培養學員嚴格遵循《涉及人的生物醫學研究倫理審查辦法》,尊重患者隱私,合理合法地獲取和使用醫療數據。

③對于“項目研討課”等研討類課程,以情景代入的教學方法,讓學生感受在人工智能技術幫助下的新型醫療服務,并且在過程中模擬常見醫患關系場景,并讓學生扮演具有“人文關懷”的“醫療機器人”來處理同樣的場景,從而幫助學生直觀感受醫學人文關懷在整個醫療服務中的重要性,同時幫助學生認識到在醫學中嚴謹的態度和精湛的技術固然重要,然而作為一門直接面對人的科學,不論醫療模式如何變遷,時刻的人文關懷都是保證醫療活動順利進行的前提。

2 課程實施及結果

更新了課程思政元素后,我校在2021—2022秋季學期再次開設了本科生課程“人工智能之深度學習”,按照教學實施計劃開展,學生提前自主分組,每次課程講解完成后學生分組實踐,教師隨時幫助學生解決遇到的困難,課程采取分組匯報的形式進行課終考核。最后,為了解學生對課程的反饋情況,專門設計了課終調查問卷,其中思政部分從思政內容和授課方式、思政效果兩方面進行評價。該問卷在最后1次課完成后通過問卷星平臺發放并匿名填寫,共發放31份,回收31份,回收率100%。

2.1 學生基本信息 在收回的調查問卷中,77.42%的學生來自五年制臨床醫學專業,9.68%的學生來自八年制臨床醫學專業,其他涵蓋專業包括口腔醫學五年制(6.45%)、基礎醫學八年制(3.23%)和生物醫學工程四年制(3.23%);其中男生比例為83.87%,女生比例為16.13%。

2.2 課程總體評價 問卷從課程難易程度和滿意程度兩方面考察了學生對課程總體滿意情況,結果顯示41.94%的學生表示課程有難度,35.48%的學生表示課程難度適中;在學習完全部課程后,有83.87%的學生對本門課感到滿意,認為授課內容選擇合適,授課方式適當,有16.13%的學生覺得本課程還需要進一步改進,比如增加python基礎知識的講解。

2.3 對思政內容及授課方式的評價 在課程思政內容方面,根據課程實施計劃(表2),問卷調查了課程中學生最感興趣的思政內容,結果顯示學生最感興趣的是“python基礎”章節的“matlab被禁用事件反映出來的青年一代的歷史使命感”,占80.64%;其次是“深度學習概述”章節的“強調青年一代社會主義接班人的角色,承擔新時代的科技革新任務”,占70.97%;第三是“醫學影像處理基礎”章節的“患者隱私保護”等內容,占67.74%。這與調查問卷中“你更喜歡的思政內容類型”一題的結果一致(圖1),表明學生最感興趣的是時政熱點為依托的思政內容,占80.65%;其次,是專業相關的背景知識,身邊的人和事,以及歷史故事或黨史,分別占51.61%,48.39%和 41.94%。

圖1 學生喜歡的思政元素類型

在授課方式上,問卷結果顯示,74.19%的學生喜歡通過案例分享的方式進行課程思政,67.74%的學生喜歡傳統的理論講授方式,64.52%的學生喜歡分組實踐和項目實踐,還有54.84%的學生喜歡研討的形式(圖2),另外有3名學生在其他選項中填寫了觀看視頻,他們認為授課老師在課堂中播放的相關人物視頻,也能夠幫助達到課程思政的效果。

圖2 授課方式

在對課程思政效果的評價方面,35.48%的學生表示課程思政對他們的專業學習/思想政治方面非常有影響,有45.16%的學生認為有影響,有19.36%的學生認為只有一點效果,沒有人認為課程思政對專業學習和思想政治沒有影響。

3 結論

近幾年,醫學倫理和道德問題被社會普遍關注,備受爭議。醫學院校作為醫學教育的主陣地,是培養合格、高素質的“準醫生”的重要教育基地,不僅包括教授專業的醫學知識和技術,更重要的是培養醫學生社會責任感和良好的職業道德觀念。然而,在當前“人工智能+醫學”的時代背景下,人工智能技術逐步在醫療流程中取代部分機械重復的崗位,當機器或者算法在面對患者時,對其中涉及到的醫學倫理和醫學人文提出了更高的要求,例如診斷邏輯嚴密性和患者隱私保護等方面,這是在醫學人工智能課程思政教育中呈現的典型特點[8-9]。因此,在醫學院校的人工智能課程中進行思政教育具有特殊意義。

本文在前期“人工智能之深度學習”課程開設基礎之上,更新了包含課程思政內容的課程體系,并進行了課程實施。課終調查問卷結果表示本輪開課情況總體滿意度較高,學生都比較認可課程中教學內容和教學方法的選擇,但是同時也提出增加python實踐課時等建議,主要是因為醫學生普遍都缺少編程基礎,工程動手能力普遍較弱,因此在完成部分任務時感覺有難度。在課程思政方面,問卷結果顯示：課程思政對于學生專業學習/思想政治有促進作用;將時政熱點和專業相關的背景知識作為思政內容更容易被學生接受,能更好激發學習興趣和主動性;案例分析和理論講授是進行課程思政的主要教學方式。這可能會給后續課程或其他課程的思政建設提供相關參考。

綜上,本次教學通過挖掘具有“醫工交叉”特色的思政元素,促進了學生在專業知識和思想政治方面的學習,基本完成了教學目標,但仍然存在不足：思政元素還需要進一步打磨,以達到“潤物細無聲”的效果;在每1次課程實施中,挖掘更多學生感興趣的、與時政相關的課程思政元素,在激發學生共鳴的過程中對他們進行正確引導。