AI+教育教学
数智赋能影像教学,创新驱动医学实践
— AI+教育教学
《医学影像学》是上海交通大学医学院临床医学专业本科及长学制学生的核心课程,涵盖十大章节、50个核心知识点,聚焦影像学基础、病理生理分析及临床诊断推导。课程以培养具备临床思维与综合决策能力的医学人才为目标,积极响应上海交通大学“AI+HI”教育教学三年行动方案,深度融合人工智能技术,构建“数智赋能影像教学,创新驱动医学实践”的智慧化教学模式。目前,课程已在“学银在线”平台上线6期,累计页面浏览量超16.9万次,选课人数达2700余人,成为全国医学影像学教育改革的标杆。
图1:课程开课情况
课程负责人:严福华
上海交通大学医学院医学影像学系主任
上海交通大学医学院医学技术学院医学影像技术系主任
上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科主任,二级教授,博士生导师
中国医师协会放射医师分会副会长
中华医学会放射学分会常务委员
中华医学会放射学分会磁共振学组组长
AI+课程特色
1. 构建课程知识图谱,整合立体化学习资源
课程知识图谱建设:课程基于现有课程内容,重构课程内容,基于10个章节模块,拆解为3级知识点层次,梳理出193个课程知识点,精准化构建理论知识图谱,可视化地显示知识点的重要程度、知识点之间的联系、知识结构和分布等,支持学生进行知识搜索、学习导航等,以辅助传统课堂教学,为自适应学习提供底层支撑。
图2:医学影像学课程知识图谱
图3:医学影像学课程知识图谱局部
多模态教学资源整合:课程将分散的教学资源(如课件、教学视频、题目等)按照知识点粒度重组,形成数字化教学资源库,并通过知识图谱串联整个教学过程,方便学生获取所需学习资源,为学生提供多元化学习体验。课程建设中期,课程视频等学习任务点约70个、课件15个、题库题目数410道,其中193个知识点中,已有四分之一约50个知识点关联了包括教学视频、课件、题目等在线资源。
图4:知识点关联的多模态资源
AI智能推荐资源:基于学生的学习情况,课程能够精准捕捉学生的个性化需求,智能推送与学生学习进度相匹配的教学资源,包括教学视频、文档、音频资料等,实现教学资源的自适应推荐。
图5:基于知识点的资源推荐
2. 引入医学临床思维助手智能体
《医学影像学》AI课程引入医学临床思维训练助手智能体,融合了前沿的人工智能技术,能够依据用户的个性化选择,动态构建出一系列难度各异、真实感强烈的病例场景。这些场景不仅模拟了复杂的临床情境,还进一步延伸至模拟诊断环节,让学生仿佛置身于真实的医疗环境中。
临床案例智能生成:课程引入了医学临床思维训练助手智能体,能够动态构建一系列难度各异、真实感强烈的病例场景,模拟复杂的临床情境,帮助学生进行诊断训练。
图6: 医学临床思维助手智能生成的临床案例
模拟诊断互动环节:临床案例智能体还能进一步延伸至模拟诊断环节,让学生仿佛置身于真实的医疗环境中。智能体能够根据学生的实时反馈,灵活调整病例的难度级别,并对学生的诊断选择给予评价,智能推荐相关的问题与知识点,确保学生在适合自己的节奏下进行学习。
图7: 模拟诊断互动环节
智能推荐相关知识:基于具体病例的临床思维训练过程,可以引导学生深入拓展学习相关的理论知识。帮助学生在训练过程中发现薄弱知识点并及时展开学习巩固。
图8:智能推荐相关知识
3. 训练课程AI助教
课程专属知识库:创建高质量领域语料集,形成课程专属大模型训练知识库。经过知识库和检索增强等技术,构建垂直领域大语言模型,来保证课程AI助教能够提供有依据的回答,并标注来源。截至目前,知识库已上传权威教材、教学视频、课件文档等专业内容144条,有力地保障了课程专属大模型的专业性。
图9:医学影像学专属知识库
对接DeepSeek大模型:课程目前已接入DeepSeek大模型,支持师生切换DeepSeek大模型进行智能答疑。同时AI工作台中的智能编写、学情分析、解题助手、学习助手等AI应用也已切换成DeepSeek大模型,致力于为学生提供更好的学习体验。
图10:课程对接DeepSeek大模型
AI助教与AI工作台:课程专属AI助教能够为学生提供即时答疑、学习指导、资源推荐、学习提醒等伴学服务,极大地提升了教学效果与学习体验。《医学影像学》AI课程同时引入AI工作台,实现了教学模式的智能化升级。一方面,为学生配备机器阅读、视频理解等前沿AI工具,为学生自主学习提供强有力的智能化支持,有效促进了学生人工智能素养的培育。另一方面,针对教师的备课与教学需求,提供AI出题、AI学情分析等智慧化辅助工具,提升了课程建设的效率与质量,为医学影像学课程建设与开展注入了新的活力。
图11:AI助教基于知识库进行智能答疑及资源推荐
图12:AI工作台
课程创新点
1. AI赋能教学,提升学习效率
通过AI技术,课程实现了教学资源的智能推荐和个性化学习路径的定制,帮助学生快速掌握复杂知识点,提升学习效率。AI助教的引入,解决了学生在学习过程中遇到的即时问题,提供了无缝的学习支持。
2. 临床思维的系统化训练
医学临床思维助手智能体通过模拟真实临床场景,帮助学生系统化地训练临床思维和综合分析能力,弥补了传统教学模式中临床思维训练的不足。
3. 师-生-机-环四元交互教学模式
课程引入了AI工作台,为学生提供了机器阅读、视频理解等前沿AI工具,同时为教师提供了AI出题、AI学情分析等智慧化辅助工具,实现了教学模式的智能化升级。
课程成效
《医学影像学》在线课程第6期在2024年9月份上线,课程在以往在线课程的基础上进行了全面的智慧化升级。学生们纷纷表示,课程的智慧化升级极大地丰富了学习路径,不仅帮助他们系统地构建了医学影像学的知识体系,还通过智能化的临床思维训练助手,有效锻炼了临床思维和综合分析能力,提升了学习效率与质量。课程上线后,累计页面浏览量达169126人次,选课人数超过2700人,具有广泛的影响力。课程视频、课件、题目等教学资源已覆盖193个知识点中的25%,后续计划将覆盖率提升至80%以上。
