ChatGPT的現況及人工智能在醫學教育中的應用展望

鄧玉華

ChatGPT 是由微軟人工智能實驗室開發的人工智能聊天機器人程序，自2022 年11 月30 日正式推出以來，迅速獲得了廣大用戶的青睞[1]。它能夠深刻理解人類語言，并生成易于理解的高質量文本，實現了與人類的流暢交流。短短1 周內，ChatGPT 便吸引了超過100 萬的用戶，展現了其強大的吸引力和實用性。該程序使用基于GPT-3.5 架構的大型語言模型并透過強化學習進行訓練，能完成撰寫郵件、論文、腳本、創作詩歌、故事、參加考試、編寫簡單程序等等工作。ChatGPT 在各行各業獲得了不錯的成果，在醫療領域也逐步嶄露頭角，隨著程序的訓練成熟，越來越受到醫療教育者的青睞。然而，ChatGPT 在教育領域執行復雜任務的非凡能力也讓教育者們產生了復雜的情緒，因為人工智能的這一進步似乎將徹底改變現有的教育實踐。

1 ChatGPT 的原理及現況

ChatGPT 是一種新型的語言模型，不同于平常機械固定式的聊天機器人，它具有一定“智慧”，作為基于變壓器架構的神經網絡，已經被證明對自然語言處理任務非常有效，它在大量的文本數據集（如書籍和文章等）上接受訓練，并學習生成與訓練的文本相似的文本，當給出提示或上下文時，模型處理輸入并生成響應。響應一次生成一個單詞，模型根據輸入和到目前為止生成的單詞預測下一個單詞。該模型使用注意力機制，將注意力集中在最相關的輸入部分，并生成一個連貫且適合給定上下文的響應。在訓練之后，可以根據特定的任務（如回答問題或生成對話）對模型進行微調，方法是向模型提供特定于任務的示例，并根據這些數據對模型進行微調。它還可以通過對多語言數據集上的模型進行微調或向模型提供語言代碼來生成多種語言的文本。ChatGPT能主動識別一些錯誤，拒絕不當要求，同時能根據用戶的搜索要求提出建議和質疑。目前ChatGPT 功能相對單一，采用一問一答的方式進行，由用戶提出問題，ChatGPT 給出答案，在不久的未來其功能可能會繼續拓展，達到更加智能的程度。它比以往的人工智能學習能力和理解能力更強，能深入回答人類很多高難度和復雜的問題。目前，ChatGPT 參加美國高校的入學考試、編輯劇本和編輯演講稿都獲得了成功[2]。應該來說，對于簡單重復的文字編寫內容和解答，ChatGPT 還是有不錯的表現，但是還需要繼續訓練獲得更加專業的問答。

2 ChatGPT 的醫學應用場景

ChatGPT 目前在醫學的應用最有代表意義的是，通過了難度甚高的美國職業醫師考試[3]，并取得了合格或者接近合格的成績，說明ChatGPT 的準確性和功能強大。ChatGPT 在醫學領域的運用目前歸納為20 個具體方向，包括基因組學分析、藥物靶向設計、臨床診斷、精準醫學、電子病歷管理、疾病智能診斷、器官移植、病毒檢測等。以臨床診斷、精準醫療、病理診斷及藥物篩選為例，人類醫療分科越來越細，讓醫學工作者專注于具體疾病，極大地促進了各亞專業臨床知識進步，但是由于醫學海量知識，?？漆t師可能對于其他?？频闹R處于盲區或者已經遺忘，各醫療中心的診療水平參差不齊，但都具有各自的優勢學科，鑒于這些情形，可以利用深度學習技術，把各中心的優勢學科病例建立疾病診斷模型，同時可以形成診療標準，從而提高簡單病例臨床診斷的準確性和效率，而其他中心利用該模型可以迅速提高短板學科。ChatGPT 可以更好地提高全國各中心的疾病診斷率，避免優勢醫療的過度集中，減輕就醫困難的局面，同時減輕醫師的壓力，提高工作效率，減少不必要的檢查和出錯率，提高疾病的診斷成功率和治愈率，患者無需長途跋涉至各大醫療中心尋求醫療服務。對于每名患者，ChatGPT 能夠識別病理圖像，提高病理診斷的準確性。在獲得準確的診斷后，ChatGPT 還能夠預測大量藥物分子的效果，從而確定最佳的藥物治療方案。綜合考慮患者的具體病情，ChatGPT 能夠為患者提供最佳的治療方案，以期達到最佳的治療效果。這僅僅是ChatGPT 在臨床應用中的一個簡單示例。目前，其在臨床領域的應用正在逐步擴展，未來將會看到ChatGPT 在更多臨床場景中發揮重要作用，從而提升患者的就醫體驗和治療效果。

醫院采用人工智能技術可以有效減少醫療差錯的發生[4]。鑒于臨床疾病處理過程中存在諸多不確定性，即便經驗豐富的醫務工作者也難免犯錯，這些與安全相關的失誤每年導致數萬患者不幸離世。而新一代具備視頻功能的ChatGPT 能夠實時監控醫生和護士的行為，將其與醫療指南進行對比，對醫護工作者的錯誤操作發出警告，并提供具有指導意義的醫療行為準則。通過這種方式，醫院能夠降低用藥及操作錯誤的風險，進而預防院內感染的發生，從而提升患者的治療安全性[5]。

3 ChatGPT 的優點與局限性

ChatGPT 作為人工智能語言模型，雖然具有便捷、智能等優點，但它是建立在人類構建的海量文本數據上的，該數據集包括了各種信息，如書籍、文章、網站、程序等等，通過基礎數據模型的構建，ChatGPT能達到“準確”的回答任何問題，重新形成一個措辭文本，而且還完美的避開了剽竊的嫌疑。根據ChatGPT 的原理，在培訓數據的范圍內，其有很高的準確性，但不能保證它的回答都是100%正確，這主要取決于提供的語料模型基礎，主要數據庫訪問受限及更新不及時，會造成證據資料的匱乏或不完整。這些缺陷不僅限制了它只能用于抽象寫作，還引發了人們對其工作可信度的質疑[6-7]。例如，雖然ChatGPT 展現出了出色的文本信息提取能力，但它在實時搜索PubMed 或Cochrane 等醫療數據庫方面存在局限性。然而，用戶能夠輕松地在這些專業網站上進行搜索，獲取所需的信息[8-10]。

ChatGPT 利用恰當，可以幫助大家提高工作效率和降低錯誤，但是使用不當也是有風險的。ChatGPT 被別有用心的人使用會造成嚴重后果。比如給考試的監管帶來一定程度的難度，其會協助學生作弊，造成考試不公平。雖然ChatGPT 明確限制了一些禁忌語言或者禁忌內容，但是畢竟是機器，目前還無法達到人類智慧的高度，個別博主甚至利用語言的多樣性，更換目標語言的說法成功獲得想要的答案。同時，ChatGPT 如果被犯罪分子利用散布極端言論或虛假信息，誤導大眾，容易造成社會動蕩等嚴重的后果，例如犯罪分子如果在機器語言培訓過程中，加入太多傾向性和誘導性的材料，它在回答問題時就不具有客觀性和準確性，因此，在構建資料庫時，確保材料的準確性和客觀性至關重要，這類似于人類幼年期在學習過程中的不斷糾錯機制，有助于逐步發展成熟的思維能力，從而避免“誤入歧途”。ChatGPT 作為一把雙刃劍，若機器發展出自我意識并達到思維成熟的階段，而人類無法有效掌控其發展方向，這成為了倫理學家們所擔憂的焦點[11]。

由于機器語言的局限性，許多科學專家和期刊抵制ChatGPT 的任何作品，因為它缺乏批判性思維，并以冗余和不合理的方式呈現信息，不符合人類的創新思維模式。正如許多教育主義者所說，ChatGPT 很容易被學生用來在考試中作弊，但也很容易被識別出來。越來越多的人擔心學生最終會失去產生創新觀點的能力，不能用恰當的論據來證明一個觀點，即缺乏臨床推理和批判性思維[12]，這不利于科技的進步及人類的創新，對醫學的進步并沒有帶來任何實質意義。正如梅奧診所（Mayo Clinic）的專家Thomas Davenport 和Nitin Mittal 指出的，ChatGPT 被濫用的次數是無限的。在未來，它會使人的大腦休眠，即使是最基礎的任務工作。

因此，醫學教育者要利用好ChatGPT 的優勢，要針對它的缺陷進行修正和完善，這樣可以更好地服務人類。如何做到人工智能的“低犯罪”和“低錯誤”率，需要構建一套監管措施和倫理規范，利用機器識別機器語言，加強人工審核內容，把人工審核的“正確”內容作為訓練教材提供給人工智能，這樣人工智能會更加成熟和靈活處理各類內容，最終達到正確區分機器與人類完成的作品，同時過濾不正確的內容和消息目的。

4 ChatGPT 的醫學教育應用展望

ChatGPT 的教育應用也有20 個具體方向的總結，包括能力診斷、在線答疑、課堂溝通、智能推薦、考試準備、可視化報表等等，利用恰當，在醫學生臨床前的培訓工作中會起到事半功倍的好處。以往的應試教育提供的題庫比較單一刻板，不夠靈活，不能反映學生的真實水平和實際處理問題的能力，而ChatGPT 可以提供靈活多變的題型，能隨時轉換出題的形式，對學生的考察更具有針對性，這樣輔助培養能處理各種醫療事件的合格醫生更具有醫療價值。

ChatGPT 可以實現智能推薦，提高學生的自學能力，學校的老師提供的知識有限，達不到包羅萬象的程度，因此，學校教育其實是不完美的，需要學生自主去尋找資源學習，ChatGPT 的出現補齊了此類短板。利用這種個性化輔導，學生可以根據自身需求求助ChatGPT，ChatGPT 提供學習資料或者獲取途徑，極大減少了學生找尋資料的時間，可以讓學生更專注于學習內容而不是找尋方法上面，也可以減少目前教學活動中提供的查找資料的講座內容，從而提高學習效果。研究表明，會話代理能夠針對學生的誤解提供解釋，并能夠適應他們的理解水平。

ChatGPT 也可以提高醫學教育者在醫學教育工作中的效率[13-15]。比如可以通過ChatGPT 來批量批改作業，對固定答案的內容可以迅速完成批改，同時，可以利用軟件對文章內容進行初步篩查，再人工進行復核。利用人工智能實現管理任務自動化，如數據輸入、日程安排和財政援助處理，以及與學生和教師管理相關的任務，如招生和課程管理等。ChatGPT 可以被訓練為學生作文評分，為教師提供更多的時間專注于教學的其他方面。Kim[16]等研究表明，在人工評分的論文數據集上訓練的生成模型（ChatGPT）可以準確地為高中生寫的論文評分，與人類評分的相關性為0.86。該模型能夠識別出優秀論文的關鍵特征，并能夠提供與人類評分者提供的反饋類似的反饋。

ChatGPT 在醫學教育中寫作方面的應用也具有明顯的優勢，雖然不能提供完整的原始藍圖，但是可以作為建設性的寫作、復習材料和改寫文本的補充。Biswas[17]認為，ChatGPT 可以通過不斷訓練，可以使它成為一個快速和有效的時間的過程來革新醫學寫作。它可以提取信息，協助文獻搜索，并創建一個粗略的草稿，以方便醫學作家的進一步工作。Sallam M[18]提出了ChatGPT 的好處包括高質量文本寫作的效率和多功能性、改進的語言、可讀性和翻譯促進研究公平，以及加速文獻審查，讓學生更能專注實驗設計以及藥物設計和發現。同時，指出其在醫療保健學科的教育益處，其中的例子包括生成準確和通用的臨床小插圖、改善個性化學習體驗以及作為小組學習的輔助工具。

5 建立專門的人工智能醫學教育質量控制委員會的必要性

鑒于ChatGPT 的優缺點，如何來把控ChatGPT 的質量是今后需要注意的事項，不僅不能拒絕創新技術的應用，而且要鼓勵應用ChatGPT 在醫學教育的創新應用。因此，建立具有前瞻性的人工智能教育質量控制委員會至關重要，該委員會主要由豐富知識的醫學教育工作者和人工智能專家組成，主要行使職責包括監管倫理問題、制定實踐標準、為教育工作者提供培訓和支持、保證人工智能使用透明、數據隱私和版權問題，消除缺乏創造性思維和推理的機器語言、方法論偏見和內容的不準確性等不利因素[19]。高校充分發揮委員會的作用，把智慧的人類頭腦和相關政策來交叉檢查這些人工智能系統生成的數據，并控制它們的訪問，今后無論出現各種形式的智能教育，在不違背共識和基礎知識的條件下，鼓勵應用在醫學教育，減輕醫學教育者的負擔，比如可以進行建設性的寫作、復習材料和改寫文本的補充等基礎工作，可以達到事半功倍的效果，同時能根據醫學生個體差異進行量體裁衣式的培訓，不僅可以提高醫學生的興趣，而且可以降低出錯率和時間成本。例如發表在《教育計算研究雜志》（Journal of Educational Computing Research）上的一項研究發現，教育領域的個性化建議可以提高學生的參與度和積極性，并能提高學生的滿意度。個性化教學可以采取多種形式，包括一對一輔導、小組教學或自我節奏學習等等。

人工智能醫學教育質量控制委員會隨時跟蹤調查問卷，根據教師和學生反饋情況進行調整[20-22]，除了對ChatGPT 的方向進行控制外，需要不斷督促醫學教育工作者對系統進行知識擴充，達到人工智能回答問題的知識更全面和追蹤最新知識的作用，同時打通各數據庫之間的屏障，讓科技知識數據共享服務于人工智能，這樣可以豐富人工智能的認知，提高準確性。同時，委員會需要制定新的針對學生和教師的評估機制，既往的評估體系無法滿足人工智能時代的需求，現有的文獻表明[23]，教師的能力和技能是有限的，無法從事高質量的評估實踐來推動學習。通過專業的能力建設，教師可以發展所需的技能，利用ChatGPT 和其他生成性人工智能的力量來參與高質量的評估實踐，以改善學生的學習。

綜上所述，ChatGPT 現象的涌現，總體而言，是一件積極的事情。作為一種機器語言，其應用場景正日益擴展，醫學只是其中一個領域。通過更深入的認知與利用，ChatGPT 在未來的應用前景將會更加廣闊。因此，教育工作者應該積極接納并利用像ChatGPT 這樣的生成性人工智能模型工具來支持學生的學習。ChatGPT 目前雖然還存在各種弊端，但是用戶不能畏懼新技術，應該積極面對問題，針對問題建立人工智能醫學教育質量控制委員會來把控人工智能的方向，恰當使用人工智能，安全和建設性地使用這些不斷發展的生成性人工智能工具來改善教育和支持學生的學習，可以減少醫學教育者的重復工作和低效的工作模式，促進醫學教育高質量發展。