AI+教育教学
智启呼吸：AI赋能的呼吸系统教学革新
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课程背景
《呼吸系统》是上海交通大学医学院临床医学专业学生的专业必修课程，前身为临床医学八年制学生的呼吸系统整合课程。2020年，课程获评上海高校市级重点课程，并于2022年以“优秀”结题。同年，课程进一步优化为单循环器官系统整合课程，采用线上线下混合式教学模式，主要面向4+4医学生（本科非医学专业毕业后转向临床医学的学生），并荣获上海交通大学教学创新大赛三等奖及“混合式教学优秀设计奖”，以及全国高校混合式教学设计创新大赛三等奖。2024年，课程入选上海交通大学AI+课程“数智课程”建设项目。
课程建设目标
《呼吸系统》课程旨在通过知识图谱技术，实现知识的系统化、可视化、个性化和智能化，创新教学模式与内容，提升教育质量与效率。具体目标包括：
1. 系统化知识整理：构建结构化知识体系，强化基础与临床的有机结合。
2. 知识可视化：通过知识图谱技术，实现知识点的可视化呈现与关联。
3. 个性化学习支持：利用AI技术为学生提供个性化学习路径与资源推荐。
4. 智能化辅助教学：通过AI技术优化教学流程，提升教学效率。
5. 构建新型教学生态：融合思政教育，培养学生的创新研究能力与综合素质。
建设目标
课程负责人与教学团队
l 课程负责人：张旻教授，博士生导师。任全球哮喘创议科学委员会委员，WHO慢性气道疾病哮喘指南专家委员会委员，中华医学会哮喘学组副组长，中国医师协会呼吸医师分会委员，上海市医学会内科分会副主任委员，上海市医师协会呼吸医师分会副会长，上海市第一人民医院呼吸与危重症医学科科主任。上海交通大学医学院呼吸系统两门课程首席及课程负责人，建立整合及混合课程设计多次获全国、上交大及医学院教学比赛特等奖在内奖项。副主编两部国家级规划教材。
l 教学团队：团队获上海交通大学优秀基层教学组织。线下主讲教师集结来自上海交通大学医学院基础医学院和七家附属临床医院的资深教师。线上师资涵盖全国呼吸领域知名专家学者（其中包括中国工程院院士、中华医学会呼吸学会副主任委员、中华医学会呼吸分会各学组专家组正副组长、上海领军人才、上海市优秀带教老师等）
教学团队
课程体系
课程初步构建了四维知识体系框架：
1. 能力体系层：培养学生的临床思维与创新能力。
2. 问题体系层：以真实病例为基础，引导学生解决临床问题。
3. 基础知识层：涵盖呼吸系统解剖、生理、病理、药理、疾病发病机制、诊治等核心知识。
4. 教学资源层：整合线上线下资源，提供多样化学习支持。
四维知识体系
四维知识体系
课程特色与创新
1. AI融合，提升呼吸系统诊治能力
l 建立四维知识体系框架：系统化整合知识内容。
l 融入AI技术，提升学生AI素养：将AI技术融入呼吸系统整合课程，帮助学生了解AI在呼吸系统的应用，提升学生的AI素养，培养未来医学人才。
l 培养学生创新能力: 鼓励学生利用AI技术，开展呼吸系统疾病相关研究，培养学生的创新意识和科研能力。
2. AI助力，打造线上线下混合式教学模式
l 线上理论学习：利用MOOC、微课等形式，将呼吸系统解剖、生理、病理、药理等基础知识碎片化、可视化，方便学生自主学习。AI可根据学生的学习进度和掌握情况，个性化推荐学习内容和测试题目，提高学习效率。
知识图谱
l 线上/线下PBL讨论:以真实病例为基础，组织学生进行小组讨论，分析病例特点、诊断思路和治疗方案。结合AI辅助病例库和虚拟病人系统，引导学生深入思考，培养临床思维能力。
能力图谱
l 临床见习/诊治实训: 在床旁见习基础上，利用虚拟现实技术，建立呼吸系统疾病诊疗实训平台，学生可进行问诊，查体，制定诊疗计划，提升临床思辨及技能水平。
问题图谱
3. AI赋能虚拟仿真，沉浸式训练临床技能
结合真实案例，从症状-体征-辅助检查出发，构建沉浸式呼吸系统疾病诊疗场景，学生可进行气管插管、胸腔穿刺、呼吸机使用等操作训练，提升临床技能水平。
虚拟仿真
4. AI驱动智能化评价体系，精准赋能学生成长
l 学习过程评价：利用AI技术，实时记录学生的学习行为、学习进度和学习效果，生成个性化学习报告，帮助学生了解自身优势和不足，及时调整学习策略。
l 临床技能评价：通过虚拟仿真技术，对学生的临床操作技能进行客观评价，并提供详细的反馈报告，帮助学生改进操作手法，提高操作熟练度。
l 综合能力评价：通过案例分析、情景模拟等形式，综合考查学生的理论知识、临床技能、沟通能力、团队合作能力等，全面评估学生的综合素质。
5. AI构建数智教学资源库，打造智慧学习平台
l AI结合新形态教材：建立模块化知识体系，确保知识点全覆盖。
新形态教材
l AI辅助病例库建设：从电子病历、影像资料、检验报告中提取关键信息,构建结构化的呼吸系统疾病病例库。AI可自动标注病例特征、诊断依据、治疗方案等,并实现病例的智能检索和推荐,为教学提供丰富、真实的案例资源。
l AI智能影像诊断系统：整合胸部X线、CT、MRI等影像资料,利用深度学习算法训练AI模型,实现肺部结节、肺炎、肺癌等疾病的自动识别和辅助诊断。学生可通过系统进行影像判读练习,并获得实时反馈和指导,提升影像诊断能力。
l AI虚拟病人系统：基于真实病例数据,构建呼吸系统疾病虚拟病人模型,模拟不同病程、症状和体征。学生可通过与虚拟病人互动,进行病史采集、体格检查、诊断和治疗方案制定等训练,提升临床思维和决策能力。
l AI自动出题题库：一键生成个性化试题,关联知识点智能解析,练习中巩固核心内容。让学生在练习中不断提升自己的知识水平,为学生量身定制训练计划。
未来，《呼吸系统》数智课程将持续推动人工智能技术在教学全流程中的应用，打造更加高效、精准、个性化的学习体验，助力学生从理论到实践的全方位提升，培养有灵魂、有温度、有自驱力的呼吸领域卓越创新医学人才。通过AI赋能，课程将为医学教育注入新活力，助力学生探索生命科学的无限可能，开创医学教育新未来。