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网络首发!王维民教授专稿《新科技革命背景下的医学教育范式转型》

发布时间:2024-05-13浏览次数:10


编者按:

新科技革命,特别是人工智能的出现对教育及医学教育产生了广泛深远影响。从20世纪初,国际医学教育经历了三代改革。新科技革命的出现是否正引发着第四代医学教育改革的范式变革?其趋势和特征为何?

2024年《中华医学教育杂志》第6期,将正式刊发北京大学医学部副主任、全国医学教育发展中心常务副主任王维民教授的专稿《新科技革命背景下的医学教育范式转型》。“全国医学教育发展中心”公众号率先网络发布,以飨读者。


摘要:

新科技革命,特别是人工智能时代的医学教育将发生深刻变革。日益增长的公众健康需求、复杂多样的卫生系统、普及化阶段的医学教育和持续发展更新的医学知识内容都对医学教育发展和改革提出了新的挑战。本文追溯了新科技革命引发的第四次教育革命的过程,回顾了三代医学教育改革,提出新科技革命,尤其是人工智能背景下第四代医学教育改革的概念和特征。文章提出第四代医学教育改革面对着从“以疾病为中心”“以健康为中心”的新转变,医学教育的组织模式面临重新构建,医学教育机制体制面临重大变革。更新医学教育理念、以健康需求为导向创新人才培养体系,建立以健康为中心、以交叉、跨界、融合为特征和人工智能支撑的医学教育新范式成为新一代医学教育改革的内容。

20世纪末以来的新科技革命通过信息技术、生物技术、纳米技术、人工智能、量子科学、新能源技术等一系列前沿科技领域的快速发展引发了全球范围内的科技革新浪潮。这场革命基于数字化、网络化、智能化等核心技术的突破,给社会带来了一场深刻的变革,是人类发展史上的一次重大飞跃。新科技革命不仅改变着传统的生产方式和既成产业结构,还在全球范围内重塑经济、社会、文化和教育等诸多领域,促进了科技、教育等领域的深度融合,传递着全球高等教育未来发展形态范式转变的信号[1]。范式是一个共同体成员共享的信仰、价值技术等集合[2]。教育范式是教育工作者从事教育活动时,所遵循的思维方式、教育思想和教育模式[3]医学教育范式是指医学教育者共享的信念、价值观、规则和模式,以及指导医学教育实践的思维方式和行为框架在过去一个多世纪,科技的发展促进了教育的进步,新科技革命引发了教育革命,两者深深地影响医学教育的改革与发展。



1. 新科技革命引发第四次教育革命,高等教育呈现新特征

新科技革命是一场涉及多个领域的综合性技术革命,它以人工智能、机器人、互联与物联、量子信息、大数据、虚拟现实以及生物技术、清洁能源等为内容,以数字化的形式将物理世界与数字世界相融合,推动了多领域产业的转型。新科技革命发展迅猛、传播速度快、涉及范围广、影响程度深,囊括所有学科、所有领域、所有行业,促进了包括科技、教育等在内的多领域的深度融合,改变着人类社会的生产、生活方式。


就广义的教育而言,人类社会进化过程中先后完成了三次教育革命[4-5]:第一次教育革命上溯到公元前250~350万年前,人们在群体和部落中开始“有组织的学习和必要的教育”,是口耳相传的教育模式。第二次教育革命的教育形式与第一次教育革命阶段随时随地传授应用性知识的教育形式迥然不同,是一种制度化教育。它始于约公元前3500年,以文字出现和复杂社会结构形成之后学校和后来大学的出现为标志。第三次教育革命发生在十七八世纪,印刷和造纸的普遍使用,使各种语言文字的教科书用于普及化的教学,从此教育开始走向大众化,更多的人有机会接受教育,教育制度也逐渐完善,并出现了分散化、网络化和个性化教育的端倪。三次教育革命是人类社会进步和教育发展的重要里程碑,它们推动了教育方式和教育理念的深刻变革,为人类社会的进步和发展做出了重要贡献。


第四次教育革命源于科技革命,特别是信息技术人工智能的快速发展,通常认为第四次教育革命始于20世纪末至21世纪初,并随着新科技革命而持续深化。人工智能的出现与超乎人类想象力的迅速发展,极大地改变了人类既成的知识体系和知识生产的模式,给大学的传统学科概念及其发展带来了严峻挑战[6],使高等教育的理念、构架和模式都发生着重大变化。第四次教育革命主要包括如下核心特征① 个性化教育。利用大数据和算法,教育系统能够根据每个学生的学习习惯、兴趣、能力和进度来定制个性化的学习路径和内容并实时反馈,实现精准教学。② 翻转课堂。教学过程发生重心转移,从传统的“教”转变为“学”。学生课外时间预习新知识,课堂时间则用于互动讨论、实践操作和深度探索。③ 在线教育与混合式学习。数字教育资源跨越时空界限,“互联网+教育”催生了线上线下相结合的新型教学模式,打破了传统教室的物理限制,出现了“分布式”和远程教育形式[7]。④ 虚拟现实、增强现实、混合现实与游戏化学习。运用先进的数字化技术创建沉浸式学习环境,提高学习体验和知识吸收效率;游戏化元素的应用激发学生的学习兴趣和动力,实现了寓教于乐。⑤ 终身学习与职业技能培训。技术快速迭代和社会变迁,终身学习更为重要,技术支持下的在线学习平台和微证书等机制促进了职业技能的持续更新和提升。⑥ 教育管理与评价体系的革新。结合大数据,采用全面、动态和灵活的评价方式,探索新的评价政策和标准。


总的来说,第四次教育革命是教育体系和科学技术深度融合的结果,它不仅改变了教育的形式和方法,也深刻影响了教育的目标定位和价值追求,向着更加公平、包容、有效和人性化的方向发展。


第四次教育革命背景下,从学校宏观视角来看,大学不再是从外部撬动社会的支点,不再是独善其身的象牙塔,其对知识的垄断已不复存在。社会与大学的反向交流推动高等教育寻求变革之路。大学必须要从以单一学科为支点的传统、封闭的小圈子中跳出来,直接与社会对话、与世界对话。大学能否深入发掘、回应、满足社会的需求,引领社会发展,既是判断一所大学是否进入第四代教育改革、成为一流大学的关键标准,也是衡量高等教育与社会融合程度的重要指标[8]。从人才培养视角来看,判断人才的依据不再只是掌握知识的多少,而是能否同时运用新的技术工具协同、创新地解决真实问题,具备人工智能素养,融会贯通多学科领域,并具备情感、道德、伦理与价值关怀。帮助学生提升综合素质能力,培养学生在人机协同中的自我调适能力、团队合作能力、系统思维能力、创新创造能力以及伦理规范与价值判断等能力已经成为教育的主要内容[9]。



2.三代医学教育改革形成了当代医学教育的基本架构


医学教育发展的百年历程,临床医学、公共卫生与预防医学、口腔医学和护理学完成了三代医学教育改革,其中以临床医学改革最为经典,被广泛研究。


学徒制的医学教育是第一代医学教育改革前的特征,19世纪后期的社会运动和医学发展推动了医学教育的科学规范化进程。1910年弗莱克斯纳报告[10]开启了以科学为基础的第一代医学教育改革,先期的课程改革,伴随之后的机构改革,推动了科研与教学的结合。第一代医学教育改革的特点主要体现在教师为中心、学科为基础,强调学科为基础的课程教学。第一代医学教育改革成为现代医学教育的基础,“弗莱克斯纳模式”的医学教育也相继扩展到德国、奥地利、法国、英格兰和苏格兰等西欧国家,照此模式,1917年美国洛克菲勒基金会在中国建立了北京协和医学院。


20世纪中叶,旨在提升医疗质量和学术研究的医学中心的出现和毕业后教育的开始以及认知科学的发展,开启了第二代医学教育改革。以问题为导向的学习和学科融合的课程设置,遵循以学生为中心的教育理念,鼓励学生通过团队协作和自主学习、主动学习来解决实际问题是第二代医学教育改革的特点。


弗莱克斯纳报告发表100周年之际,来自加拿大医学院校联盟的《医学教育的未来》、英国医学总会的《明日医生》、卡耐基基金会的《医师教育改革》、梅西基金会的《回顾扩张时代的医学教育》和美国医学院校联盟的《美国和加拿大医学生教育掠影》5篇经典报告系统回顾了全球医学教育的现状,一致认为医学院校毕业生在应对患者人群变化、文化多元性、老龄化、慢性病、就医行为方式变化以及公众期望值增加等方面存在不足。2010年,来自全球医学院校的20位医学教育专家发表了研究成果《新世纪医学卫生人才培养:在相互依存的世界为加强卫生系统而改革医学教育》[11],该报告成为第三代医学教育改革的标志。第三代改革提出教育公平的诉求和全球卫生观念,强调以患者和人群为中心,以卫生系统为基础,以胜任力为导向,倡导以团队联合为基础的专业教育,以及重视信息技术在教育中的应用和领导力培养。


《新世纪医学卫生人才培养:在相互依存的世界为加强卫生系统而改革医学教育》报告介绍了第三代医学教育改革的主要构想和举措: ① 根据国家和区域的条件和需求,进行符合当地的情境、适宜的课程设置并按照需要及时调整,以实现胜任力培养目标; ② 在关注专业技能培养的同时,实施跨专业和跨行业教育,以加强批判性思维、沟通交流能力和领导力的培养; ③ 利用信息技术告别传统的信息传递式教学,促进转化式学习,加强更具挑战性的以知识搜索、筛选、分析和应用为主要内容的能力培养; ④ 改革评价体系,助力培养新一代学术专才以及健康倡导者、卫生变革推动者、资源有效利用者和政策推广者。


三代医学教育改革描述了医学教育发展的历程,奠定了医学教育的基本框架。目前,全球医学院校呈现出三代医学教育并存的状态,大多数国家的医学院校仅仅进行了第一代改革,依旧保留着传统的、学科为中心的课程体系和讲授式为主的教学方法;部分国家的医学院校进行了第二代改革,只有少数国家的医学院校进入了第三代改革。迄今为止,还没有一个国家在全部医学院校推行第三代医学教育改革[11]。



3.第四次教育革命和人工智能背景下医学教育的现状与发展


进入新科技革命时代,在力争解决好我国医学教育发展面临的4个主要问题[12-14],即医教协同、供需平衡、培养创新、质量保障之外,我们需要前瞻性地思考第四次教育革命背景下的医学教育的发展


人工智能技术加速了知识跨领域的融合发展,赋予了学科概念新内涵和不同学科及多学科融为一体的无限可能性。过去以单一知识领域及其边界清晰的传统学科概念将逐渐被多元知识领域交融一体的新学科所取代[6]。人工智能技术改变的不只是知识产生的方式和传授的途径,更深远的是人工智能对于思维方式的影响,这也将全面地变革与重塑教育教学的全过程。生成式大语言模型作为人工智能领域的重要技术之一,具备强大的语言理解、生成和推理能力,能够捕捉文本中的语义信息,理解上下文,并据此生成合理、连贯的回复,用户提供高效、便捷的交互体验,为创作者提供灵感和素材。大语言模型在辅助教师教学和学生学习方面比以往任何一种技术都具有无可比拟的优势。


医学专业垂直领域中的大语言模型在医学教育中正在发挥着越来越重要的作用,首先,大语言模型可以将大量庞杂的医学文献和相关知识进行整理和归纳,以易于理解和接受的方式呈现,助力医生和学生更高效地学习和吸收医学知识,提高医学教育和医疗服务质量。其次,大语言模型可以作为一个无处不在的医学智库,医生通过与大语言模型的交互,快速获取相关的医学知识和信息,进一步提高个性化诊疗方案的针对性和效果。再次,大语言模型可以辅助医生向患者传达健康专业知识与建议,增强患者对良好生活习惯与健康管理的认知和意识。显然,人工智能正在改变着既往医学教育的范式,在不远的将来,人工智能从根本上改变大学的基本构架、更新知识的获取渠道、变革教育教学的方式方法是可以预期的。


处于第四次教育革命背景下的医学教育面临着诸多机遇与挑战。一方面,科技的发展赋能医学教育,为医学知识的产生模式、传播方式带来革命性的变革; 另一方面,社会对卫生服务需求不断增加,卫生服务外延扩大,服务内容从应对个体需求转向面对人群需求,从治疗疾病转向服务健康。卫生服务的内涵上,服务内容则呈现更加专业化、深层次和全周期、全过程。


相伴发生的医学教育从三代医学教育的课程设置、课程体系与教学方法改革、医教协同和胜任力导向等内容转变为在此基础上的交叉、跨界和融合的模式及以健康为中心的导向。从临床过程和社会发展的视角来看,既往三代医学教育的关注点始终聚焦在学校、课堂、医院、课程、实践、考核、教师、学生等,是“供方视角”下的思考和设计,也就是说,从医学教育提供方的角度不断优化培养模式和方法,进而实现和满足患者“需方视角”的要求。随着大健康理念的提出并得到广泛的认同,健康理念的内涵和外延扩大到全社会和整个人群,从“需方”或“社会”着眼,思考培养具有大健康理念的人才成为医学教育的重大目标需求,为医学教育的改革和发展提出了新方向、新定位。这一方向的转变,既是基于三代医学教育改革的成果,尤其是第三代以卫生系统为基础的医学教育改革的设计,又是基于“以人为本”理念的拓展和升华,也是人本主义教育观的现实体现。


目前全球医学教育改革不断深化、力度不断增强,部分发达国家大力推进第三代医学教育改革进程。尽管如此,即使是在医学教育最发达的国家,第三代医学教育推进也面临着教育资源分配不均、教育内容与实际需求的脱节以及学生个体差异等问题。况且从全球角度和我国医学教育现状来看,第三代医学教育改革依旧处于倡导推进过程中,更多的学校依旧处于第一代和第二代医学教育改革阶段,医学课程设置依然呈现学科条块分割、医教各行其是的状态,医学院校教学面临的主要问题仍然显示培养方案单一、教学内容老旧、考核评价滞后教学管理固化等弊端,导致医学毕业生在胜任力领导力等方面存在明显缺陷[14-15]。


学科的跨界交叉融合助力生物医学领域在科技进步和创新方面取得了重要进展,尤其是在揭示生命现象的本质、疾病机制的研究、新药开发、诊疗技术和医疗器械创新等方面。自20世纪初设立诺贝尔科学奖以来,超过40%的获奖项目属于多学科成果,尤其是21世纪以来获奖成果中跨学科的研究成果占半数以上。


基于上述,着眼于当下及未来的医学教育,我们可以深刻感受到新一代的医学教育改革即将或已经到来。新一代的医学教育改革更加关注人类健康的需求,专业学科呈现交叉跨界融合的特征和学科发展得益人工智能技术的发展和应用,为此,医学教育将在多个维度出现重大调整,我们需要探索新时代背景下医学教育的新范式,重塑医学院校的新模态。



4.推进第四代医学教育改革进程,构建医学教育新范式


第四次教育革命不断深化和人工智能技术的持续迭代,加速了传统高等教育的转型和变革。医学教育未来以何种形式完成知识的继承和创新,值得我们站在更加宏观的角度去思考。面对诸多的社会不确定性,甚至是动荡带给医学教育的风险和挑战,我们需要采用新的逻辑,调整应对策略,切忌在原有的框架内和思维惯性下疲于“应付”,否则,我们将面临战略失策。正像著名管理学大师彼得·德鲁克所说:动荡时代的最大风险不是动荡本身,而是企图以昨天的逻辑来应对动荡。”


医学学科的发展,医学教育的进步,两者相辅相成、互相促进。健康中国战略的提出又加速了新一代医学教育改革的进程,基于前三代医学教育改革的实践,第四代医学教育改革时代已经到来。第四代医学教育改革基于面向全社会人群的健康,强调学科领域的跨界、交叉和融合,广泛接纳人工智能技术。第四代医学教育改革突出强调医学教育应更加关注人类健康,而不仅仅是疾病的治疗。同时积极倡导跨学科、跨专业的交流与合作,充分采用人工智能技术,以应对日益复杂的健康问题。


第四代医学教育面对新科技革命的颠覆性创新,大学的构架和教育范式将发生显著变化。为此,我们首先要从理念和策略上做出调整,勇于接受变革的世界和调整既往的传统范式,重新思考医学院校的定位和意义,不仅要明确“何谓大学”,更要知晓“大学何为”。


分析总结三代医学教育改革历程,跟随国际医学教育发展趋势,结合国家健康战略,第四代医学教育改革的内涵包括如下内容: ① 以健康为中心,重视健康促进与健康管理。医学教育不再局限于疾病的治疗,而是扩展到疾病预防、健康促进和全生命周期的健康管理ꎻ医学教育不仅关注个体的生理健康,也关注其心理健康、社会适应性及环境因素对健康的影响,积极参与公共卫生服务和社区健康教育。这种以健康为基础的医学教育改革意味着医学生不仅要学会治疗疾病,更要懂得如何维护和促进人们的整体健康,倡导健康生活方式,参与健康教育,从而有效降低疾病的发生率,提升全民健康水平。② 跨学科、跨行业的教育。面对复杂疾病、多元化的健康需求以及医学科技的发展,医学教育将更加注重与其他学科的合作与交流,以跨界、交叉、融合为特征的跨学科、跨行业教育将帮助医学生建立全局视野和多维度解决问题的能力,成为具有全面视野和综合素质的医学人才。③ 整合式学习与转化式学习的深化。跨学科、跨专业乃至跨行业的整合,促进学习方式从记忆性学习、整合式学习向转化式学习的深度转化,形成转化式课程体系。同时,根据学生的学习风格和兴趣定制个性化的学习计划,鼓励自我指导和探索性学习。④ 以人工智能为代表的现代科技融入教育,利用虚拟现实、增强现实、混合现实、模拟技术、大数据、人工智能等新技术改革教学方式,为学习者提供更为便捷的知识获取方式和真实、个性化的学习体验。⑤ 强调能力导向的实践,强调批判性思维、创新能力、领导力、沟通能力与团队协作能力等综合素质的培养,强调医学生对医疗技术和信息技术应用能力的培养。⑥ 重新构建医学生的评价方式,即从单一的知识考核转向全面能力评估,包括临床技能、团队协作、伦理决策、沟通能力、科研创新等多个维度,助力医学生全面发展。⑦ 强调人文关怀和社会责任,注重医学人文教育,培养医学生的人文素养和社会责任感,使之成为既能治病救人又能关注社会公共卫生问题的全面型医学人才。⑧ 注重终身学习与继续职业发展,建立完整的医学教育连续统一体,支持医生在整个职业生涯中不断提升专业水平和服务质量。


跟进乃至驾驭第四代医学教育改革进程,构建医学教育新范式,在宏观层面上,需要医学院校基于人工智能的底层逻辑,更新医学教育理念,改变医学教育策略,将人工智能相关知识纳入各学科体系,融合专业学科结构,重构学科交叉知识体系,改革人才评价制度和方法。① 加强学校组织体系建设,创新管理制度,优化、调整或重构原有的体制机制和配套制度,以适应新范式的需要。② 重塑课程体系与建设前沿课程,关注新兴学科、交叉学科和前沿医学领域,增加跨学科、跨专业的课程融入。③ 丰富知识获取途径,构建多元知识体系。④利用多样化教学场所与创新教学方法。数字化教育和人工智能推动医学教育从原来的院校模式,转变为处处可学、时时可学、人人可学的,摒弃“填鸭式”教学,推广探究式、参与式和体验式的教学模式,以激发学生主动学习的兴趣和潜能,锻炼其独立思考和解决实际问题的能力。⑤ 改革考核评价机制。由单一的知识考核转向全方位的能力评价,探索建立基于数据驱动的教学监测平台,构建灵活开放的数字学习成果互认机制,形成基于大数据的全量化、智能性的教育教学评价体系。⑥ 教师角色与学生学习地位的转变。教师不再是知识的提供者,也不仅是知识的传授者,更是学生学习的引导者和支持者,教师教学胜任力,尤其是跨学科视野、教学创新能力以及人工智能的理解和使用能力越来越重要。学生成人学习的理念更加清晰,自主学习、主动学习、终身学习贯穿学生整个学习和工作过程。⑦ 建设智能教学系统。模拟优秀教师或者助教,并通过与学生交互对学生进行诊断,判别其学习的优势和劣势、学习风格等,然后在教学理论指导下进行个性化辅导,发挥智能导师、智能辅导或智能助理、智能学伴的作用[16]。



5.结语


经过了三代医学教育改革,医学教育不断完善,人才培养模式逐渐成型,大批服务人类健康需求的合格人才辈出,提升了全社会的健康水平。随着经济的发展、新一代科技革命的到来和医学科学的迅速进步,为全人类享有健康提供了基础和可能。健康需求作为人类的最大需求,医学教育已经从原来的“供方模式”、强调疾病治疗转化“需方模式”健康为中心医学发展的跨界交叉融合成为新科技革命时代的常态人工智能更新迭代为医学教育带来范式改革的基础和手段,第四代以健康为中心,交叉跨界融合为特征和人工智能为手段的医学教育范式改革已经启动,我们需要以新的方式去应对新时代的到来。


参考文献 


文献引用

王维民. 新科技革命背景下的医学教育范式转型[J]. 中华医学教育杂志, 2024, 44(6), 401-406. DOI:10.3760/cma.j.cn115259-20240405-00352


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