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人工智能技术在高校妇产科学教学中的应用研究论文

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2025-07-15 16:44:40    来源:    作者:xuling

摘要:文章首先介绍了人工智能技术在高校医学相关专业教学中应用的背景,然后阐述了人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的价值,接着论述了人工智能技术在高校妇产科学教学中应用存在的问题,最后提出了人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的策略。

  摘要:文章首先介绍了人工智能技术在高校医学相关专业教学中应用的背景,然后阐述了人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的价值,接着论述了人工智能技术在高校妇产科学教学中应用存在的问题,最后提出了人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的策略,包括运用AI技术进行针对性备课、运用AI技术进行智能病例分析、运用AI技术强化临床实践教学等。


  关键词:妇产科学;人工智能技术;高校


  人工智能技术作为新一代信息技术的代表,在教学改革中处于蓬勃发展阶段。其自动化处理、海量数据分析、智能推理模型等功能为高校妇产科学教学带来了全新的改革机遇,有望为传统教学手段提供有效补充,以提高教学质量与培养目标实现率,在大数据时代具有重要价值[1-2]。基于此,本文拟深入探讨人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的价值、存在的问题及实施路径,以促进其在医学教育领域的广泛应用,为高校妇产科学教学的现代化改革提供理论指导。


  一、人工智能技术在高校医学相关专业教学中应用的背景


  2018年10月,中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习,提出要深入把握新一代人工智能发展的特点,加强人工智能和产业发展融合,为产业高质量发展提供新动能。当下,国家正在推动人工智能对各领域的渗透,并对人工智能技术与教育和医疗卫生方面的有机结合提出了新的要求,也为人工智能融入高校妇产科学的实际应用场景提供了研究方向。目前,国内大数据和人工智能技术融入实际医疗专业相关教学的研究表明,医疗教育课程教学系列创新范式的构建是推动医学信息化的必经之路,其中数据的挖掘与分析技术、量化信息与信息推送等都起着重要的作用,而这便是人工智能擅长的领域。在中医药方面,人工智能通过挖掘中医诊疗数据,发现了用药规律与终点事件之间的关系,并建立了算法,这对于经验的总结有一定的帮助;在耳鼻咽喉科教学中,人工智能凭借自身的优势,在直观性、交互性方面的推动作用比传统教学更加明显,具有巨大潜力;在妇产科学教学中,人工智能技术能够提供丰富的妇产科虚拟病例和仿真操作,使学生能够在模拟的真实环境中进行实践训练,从而提高临床技能和应对复杂情况的能力。人工智能技术通过集成个性化建模、社会仿真和知识表达,能为学生提供随时随地的学习支持,使学习更加高效和便捷。因此,人工智能技术在高校妇产科学教学中的应用前景十分广阔,将为医学教育带来更加高效、精准和个性化的教学体验。在新时代背景下,国家和社会层面已经对医学人才培养方式提出了相关要求和意见,因此将人工智能融入高校妇产科学教学,是符合时代趋势并能够得到各方支持与认可的,但目前在国内,针对人工智能如何融入高校妇产科学教学,又能产生怎样的实际效能的研究仍然处于探索阶段。

  二、人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的价值


  人工智能(Artificial Intelligence,AI)是计算机科学的一个分支,基于机器学习技术和不同的算法模型框架,使用数据对其进行训练和迭代,最终产生能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,其算法能力包括但不限于可以对提出的新问题进行预测、分析和回答,并给出合理化的答案和决策[3]。现如今,AI已经开始向医疗领域渗透并取得了一定的应用效能,如在医疗保健、医疗诊断、决策等方面都有着不俗的表现和尚待挖掘的潜力,将AI技术融入课程的开发拓展与分析过程,充分发挥其优势,以帮助高校执教者构建更加优质、高效的教学模式,是医学教育未来的发展趋势。目前,高校妇产科学教学中知识与技能的传授与培养是一个备受关注的课题,也是当代医学教育改革亟待解决的挑战之一。在教学过程中,由于妇产科学涉及的知识广泛,涵盖生理学、病理学及临床医学等多个领域,因此在收集和整理典型病例时,需要精选代表性病例,并将其有机融入教学内容,这些环节都增加了教学设计与实施的难度,需要教师投入大量时间进行准备;在实践教学中,也不可避免地会面对医疗行为的高风险性和临床教学资源不足等一系列问题;在对医学生的学习成果进行评估时,也需要教师和管理人员投入大量时间和精力。因此,可将人工智能技术充分应用于高校妇产科教学,以提升教学效率。


  (一)降低临床实践训练成本


  妇产科学对医学生操作技能的要求极高,以剖宫产手术为例,医学生需要精通皮肤切口、子宫切开和缝合等一系列复杂而专业的操作;需要选择合适的切口形式及角度并精准施行;子宫壁切开需要医学生熟练使用解剖牵引器,辨别子宫各层结构,并在确保不损伤相邻组织的前提下完成;子宫缝合需要医学生具备精细操作的能力和意识。此类手术需要医学生对人体解剖与手术原理有深入理解,并通过长期实践熟练掌握相应操作。此外,妇产科学还涉及其他多种手术和操作,如产后出血处理、子宫肌瘤切除术、骶骨内固定术、胎盘剥离术、产科骨盆检查、新生儿复苏等,同样需要医学生精通每一步骤,并能根据具体情况进行准确判断与处理。然而,医学生往往在实习阶段才能实际接触到相关病例,且常常受限于见习单位条件、伦理道德观念、带教繁重的临床医疗任务、涉及病患隐私等因素,进行临床实践及操作的机会较少。而AI技术可以降低实践教学对现实资源的依赖,通过VR和AR技术,医学生可以在虚拟环境中完成大量的操作练习,极大地减少了对真实资源的依赖。在虚拟环境中的练习不受时间和空间的限制,医学生可以在任何时间和地点进行练习,这在很大程度上提高了资源利用效率。同时,虚拟环境可以重复使用,无须像真实设备和材料那样频繁更换和维护,降低了教学成本,能够有效弥补实践教学资源不足的缺陷,显著提高医学生的学习效率和对临床技能的掌握程度[4]。


  (二)提升课堂教学质量


  在妇产科学教学中引入AI辅助教学系统,可以为医学生提供一个高互动性、个性化的学习环境。首先系统通过大数据分析医学生的学习行为、成绩及反馈,能够精准识别每位医学生的学习难点和兴趣点。基于此,AI技术能够智能推荐定制化的学习资源,如视频教程、互动问答和模拟病例,确保每位医学生都能获得最适合自己的学习方法。AI技术通过大数据分析、机器学习和深度学习等先进算法,能够处理海量的医学资料和教学数据,为教师提供精准的教学辅助。例如,在妇产科解剖学教学中,AI可以构建三维虚拟人体模型,展示子宫、卵巢、输卵管等器官的结构及其相互关系,使医学生能够直观地理解复杂的解剖结构[5-6]。这种教学方式相比传统的二维图像或实物模型,更具立体感和互动性,有助于提高医学生的记忆和理解能力。在教学效率方面,AI技术实现了教学资源的自动整合与分配。教师无须再花费大量时间手动筛选和准备教学材料,而是可以专注于教学内容的深化和教学方法的创新。此外,AI辅助教学系统还具备智能评估功能。它能够自动批改作业、评估测试成绩,并为医学生提供详细的解析和反馈。这不仅减轻了教师的工作负担,还能够使医学生及时了解自己的学习状况,进而调整学习策略。通过持续的数据分析,AI还能为教师提供关于教学效果的实时报告,帮助教师及时调整教学策略,确保教学质量不断提高。


  三、人工智能技术在高校妇产科学教学中应用存在的问题


  (一)缺乏应用标准与共识


  1.在高校内部和行业间,对于AI在高校妇产科学教学中应用的具体方式和目标缺乏共识。不同学者和高校对AI的理解和期待存在差异,有些人更重视算法原理,希望深入研究和发展将AI深度应用于妇产科手术的相关技术,如利用VR技术创建高度逼真的手术场景,具体来说,从手术室布局到各种医疗设备的使用,再到具体手术步骤,都可以精确模拟[7-8]。医学生可以在虚拟环境中进行手术练习,体验从切口到缝合的整个过程。通过反复练习,医学生能够熟悉手术步骤,掌握手术技巧,提高操作的准确性和熟练度。而有些人则更注重实际应用效果,关注如何应用AI技术提高妇产科学理论知识的教学质量。这种分歧导致不同学者的研究方向和推广策略不一致,甚至可能产生冲突,在一定程度上降低了AI技术在高校妇产科学教学中的推广效率。


  2.缺乏统一的评估指标和标准。AI在不停地接受训练和迭代过程中,成为一个具有诸多变量且内容尚不透明的因素。因此,高校妇产科学的执教者和研究者将面临在课程开发、实际教学和评估体系构建等过程中AI方面发生不可控事件的问题,如AI对信息的真伪辨识度仍存在误差,会导致课堂中医学生接收到虚假信息。而AI评估预测规律被掌握后,也会产生评估结果的偏倚风险。同时,AI决策时常需要面临人类社会的道德伦理问题,如面对孕妇在分娩中出现的危急情况时,是否以存活概率来引导医学生定夺手术方式等[9]。因此,目前缺乏统一的指标和标准来量化和比较不同AI模型在高校妇产科学教学中的效果,这使得各方想要达成共识和推动进展变得更加困难。


  (二)缺乏配套设备与数据资源


  传统的教学方法已无法满足基于AI技术应用的教学需求,需要设计更具互动性、实践性的教学方法,如利用虚拟仿真技术进行妇产科学操作模拟,利用AI进行病例分析和诊断等。因此,AI技术在妇产科学教学中的应用需要丰富的教学资源支持,包括高质量的教材、实验设备、数据集等,为医学生提供全面、系统的学习体验。这意味着AI技术的应用通常需要大量的数据和计算资源作为支持[10-11]。然而,许多高校在提供数据和计算资源方面可能存在一定的局限性。比如,缺乏先进的教学软件和平台,当前,针对妇产科学教学的AI辅助软件和教学平台相对较少,且质量参差不齐。这类软件通常需要结合机器学习和大数据处理能力,能够提供虚拟模拟、病例分析和诊断支持等功能。然而,由于开发成本高昂和技术门槛较高,许多高校难以获得这些先进的教学资源,同时高校对于高质量的教学数据集的建设也存在不足,而AI技术的训练和应用依赖大量的高质量数据。在妇产科学教学中,包括真实的医疗影像、病理切片、患者病例等数据,而由于数据隐私、伦理和版权等问题,获取这些数据变得尤为困难,导致许多AI教学应用无法获得足够的数据支持,从而限制了其教学效果和应用范围。另外,教学上还面临实验设备和场地限制问题。AI技术在妇产科学教学中的应用往往需要配备相应的实验设备和场地,如虚拟手术室、仿真胎儿监测设备等。然而,由于成本高昂、技术更新迅速和场地限制等因素,许多高校无法为医学生提供足够的实验条件,这导致医学生在实践中难以充分掌握AI技术的应用技能。


  四、人工智能技术在高校妇产科学教学中应用的策略


  (一)运用AI技术进行针对性备课


  因材施教一直是我国教育倡导的优良理念之一,然而在教育资源不均的情况下,高校妇产科学教师往往难以根据每位医学生或实习生的具体学习情况定制有针对性的个体学习计划,或者进行一对一教学指导。而AI的融入可以有效地降低定制化教育的门槛。首先,教师可利用AI技术收集和分析医学生的学习数据,即通过了解医学生的学习进度、知识掌握程度及兴趣点等数据,可以生成个性化的学习报告,为教师提供备课参考[12-13],这样教师就能更准确地把握医学生的需求,设计出更符合实际的妇产科学教学内容和难度。其次,教师可利用AI工具根据前期收集到的数据生成教案,以降低备课压力。前期进行了数据全面收集后,教师仅需在智能平台中输入课程的核心教学目标、关键知识点等基本信息,AI就能够即刻启动其强大的算法引擎,智能分析并量身打造出教案的初步框架与细致教学计划。这一过程不仅高效快捷,更融入了对医学生学习规律的理解,能够确保教案设计既符合教学标准,又贴近医学生实际,为课堂教学的顺利开展奠定坚实基础。在这一过程中,AI还会自动搜索并整合相关教学资源、案例和练习题,为教师节省大量时间和精力。最后,教师再根据AI生成的教案进行微调,便能确保教学内容既丰富又贴合实际。


  (二)运用AI技术进行智能病例分析


  AI系统能够收集并整合大量真实的妇产科病例数据,包括患者的详细病史、检查结果、治疗方案及预后等[14]。这些数据来源于医院信息系统、临床数据库等权威渠道,确保了分析的准确性和可靠性。在高校妇产科学教学领域,自然语言处理与图像识别技术的融合,为病例分析教学带来了革命性变革。通过这些功能,教师能够快速深入地剖析复杂的病例文本与高清影像资料。例如,AI系统可自动捕捉并提炼出宫颈癌等疾病的精准症状描述、细微体征变化及权威病理诊断信息,并迅速转化为条理清晰、结构化的病例报告。这一过程不仅极大地提升了病例分析的效率与准确性,还促进了医学生对疾病全面而深刻的理解,为培养具备良好专业素养的妇产科学人才开辟了新路径。同时,利用机器学习算法,通过对大量病例进行学习,AI能够识别出不同疾病之间的共性和差异,以及疾病发展的规律和趋势。因此,在实际病例分析中,教师可利用AI技术快速定位病例中的关键点,得到可能的诊断思路和治疗方案,并评估各方案的合理性和有效性,最后运用AI技术将分析结果以直观、易懂的方式呈现给医学生。通过图表、动画等多媒体形式,AI技术能够生动地展示病例的演变过程、治疗效果及预后评估,帮助医学生更好地理解妇产科疾病的复杂性和多样性。


  (三)运用AI技术强化临床实践教学


  在高校妇产科学教学中引入AI技术并非为了替代或淘汰现有教学模式,而是作为一种提升教学效果的辅助工具。AI技术可以构建高度仿真的妇产科临床环境,包括虚拟手术室、病房等场景。医学生可以在这些虚拟环境中进行各种临床操作,如妇科检查、手术模拟等,从而在不增加患者风险的情况下,获得丰富的实践经验。这种教学方式不仅能提高医学生的动手能力,还能增强他们对临床环境的适应能力。AI技术的介入能促使情景教学更具实践性,通过虚拟病人系统模拟门诊问诊、诊断、护理等场景强化医学生的临床实践效果[15-16]。例如,通过AI与VR模拟真实的妇产科手术场景,医学生可以在VR环境中对病人进行问诊、了解病史、体格检查,并做出初步诊断。同时VR和AR可模拟各种诊疗场景,包括产前检查、分娩过程和产后护理,而医学生可以在这些虚拟场景中进行诊疗操作,进行胎心监测、超声检查、宫口扩张评估等。从手术室布局到各种医疗设备的使用,再到具体手术步骤,都可以在虚拟环境中体验。由此,通过反复练习,医学生能够熟悉手术步骤,提高操作的准确性和熟练度。

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  (四)运用AI技术优化评估体系


  AI技术在优化评估体系方面发挥着重要作用。AI的介入不仅能减轻教师在对医学生进行评估时的工作负担,还能拓宽评价维度,提高成绩预测的准确性,让医学生和教师更快地发现问题所在。在课程评估中,AI技术可用于检查课程的有效性和医学生对该计划的整体满意度,有助于减少教师评估医学生学习妇产学科课程效果所需的时间,解决多维问题,提高分类准确性,并在不同变量之间建立关系。同时,将AI的评估信息和预测信息推送给医学生,能使医学生精准识别知识差距并有效应对,这有助于提高医学生对妇产科学学习的积极性,并与实际课堂之间形成正反馈循环,达到提高学生学习效果的目的。另外,妇产科学教学中,教师可运用AI技术通过各种途径自动收集医学生的学习数据,如在线学习平台上的互动记录、作业完成情况、模拟操作表现等,这些数据经过AI算法的分析,可以提取关键的学习成效指标,如知识掌握程度、技能熟练度等。这种智能数据收集与分析方式,不仅提高了数据处理的效率,还减少了人为因素可能导致的误差,使得评估结果更加客观准确。教师可基于AI技术的分析,为每位医学生生成个性化的评估报告。这些报告不仅包含医学生的总体表现评分,还会详细分析他们在各个学习模块、技能点上的表现情况,指出其优势和不足。这样的评估报告有助于医学生更加清晰地了解自己的学习情况,从而制定有针对性的学习计划。教师还可运用AI技术持续跟踪医学生学习情况,预测其未来的学习表现和发展趋势。这种预测能力有助于教师提前发现医学生的学习问题,并采取有效的干预措施,避免学习问题的积累,同时也有助于学校和教育机构制定更加科学合理的教育政策和规划。


  (五)逐步建立AI共识和统一相关标准


  1.制定AI辅助教学工具的开发与应用标准。针对AI辅助教学工具的开发与应用,需要制定明确的标准和规范。首先,应明确AI辅助教学工具应具备的基本功能和性能要求,如模拟仿真的逼真度、智能诊断的准确度等。其次,应制定开发工具的技术标准和数据标准,确保AI辅助妇产科学教学工具的开发质量和数据安全性。最后,还需要制定工具的应用标准和评估方法,以便对工具的应用效果进行客观评估和改进。


  2.构建妇产科学数据集和共享平台。为了支持AI技术在妇产科学教学中的应用,需要构建妇产科学数据集和共享平台。即要通过整合医学影像学、临床病例、基因组学等多源数据,构建高质量的妇产科学数据集。具体可利用AI技术检索国内外各医院公布的妇产科案例信息,以及各核心期刊中有关妇产科的临床特殊案例、解决方式、应对策略、效果等相关信息,并判断真伪,进行分类整理,再检索和列举教材内容关联度较高的理论知识,以促成对新问题与现有知识的有机结合,体现出课程内容的重难点[17]。最后应建立数据共享平台,方便研究者访问和使用数据集。这有助于促进不同研究机构之间的合作与交流,共同推动AI技术在妇产科学教学中应用的研究与发展。


  3.制定AI技术在妇产科学教学中应用的教学标准。为了确保AI技术在妇产科学教学中的有效应用,需要制定相应的教学标准。首先,应明确AI技术在教学中的具体应用场景和教学方法,如虚拟仿真教学的实施步骤、智能诊断辅助的使用流程等。其次,应制定相应的教学评价标准和考核方法,以便对医学生的学习成果进行客观评估。最后,还需制定教师培训标准,以提升教师应用AI技术的能力和水平。为了确保AI技术在妇产科学教学中的有效应用并不断完善相关标准,需要建立定期评估与反馈机制。通过收集学生和教师的意见和建议,可以了解AI辅助教学工具的应用效果和教学质量。同时,要根据评估结果及时调整教学策略和技术应用方式,并不断完善相关标准和规范。


  总之,AI技术在高校妇产科学教学领域的应用潜力不可忽视,通过将AI技术与传统教学方法结合,可显著提高教学效果并丰富医学生学习体验。尽管目前还面临一些推广和应用方面的挑战和限制,但随着技术的进步和教育模式的不断创新,AI技术在高校妇产科学教学中的应用前景依然广阔。进行系统而深入的研究与探索是确保AI技术真正融入高校妇产科学教学并发挥其重要作用的关键,而该过程需要各高校搭建跨学科研究团队,在理论研究、技术培训、管理机制等方面进行完善与实践探索。通过不断丰富相关理论、拓展技术手段、改进管理方式、探索实践路径、循环优化结合方法,可为AI技术在高校妇产科学教学中的应用和推广奠定坚实基础。

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