ChatGPT对医学临床实践教学的影响与思考

Impact and thinking of ChatGPT on medical clinical practice teaching

摘要

近年来，人工智能大语言模型发展迅速，尤其是ChatGPT以其强大的语言处理系统掀起了人工智能新的发展浪潮。文章在梳理相关文献的基础上，对ChatGPT在医学教学领域的运用场景进行了整理和思考，从理论学习、决策辅助、教学设计、医学科研等四个方面对ChatGPT在临床实践教学中的影响进行了综合评价，探讨了ChatGPT在临床实践教学的使用过程，同时也对其在实际医学教育使用中所面临的挑战和不足进行深入分析，以期为ChatGPT在医学教育领域的发展提供新的思路。

Abstract

In recent years, artificial intelligence large language models have developed rapidly, and ChatGPT’s powerful language processing system has set off a new wave of artificial intelligence development. On the basis of combing the analysis of relevant literature, this paper sorts out and discusses the application scenarios of ChatGPT in the field of medical teaching. It comprehensively evaluates the impact of ChatGPT in clinical practice teaching from theoretical learning, decision aids, teaching design and medical scientific research, discusses the process of application of ChatGPT in clinical practice teaching, and at the same time, deeply analyzes the challenges and shortcomings it faces in the actual use of medical education, so as to provide new idea for the development of ChatGPT in medical education.

关键词

人工智能 / 大语言模型 / 医学教育 / 临床实践教学

Key words

artificial intelligence / large language models / medical education / clinical practice teaching

ChatGPT（chat generative pre-trained transformer，ChatGPT）于2022年底由美国的OpenAI公司推出，并以其多任务学习和高质量输出的特点广受欢迎。ChatGPT的发展必然会给医学教育带来巨大的改变，因此深入了解ChatGPT的各项功能，可以减轻教师工作压力，提高学生学习效率，从而促进医学教育的发展，提升教育教学效果。近年来，国内学者对于ChatGPT在医学临床教育方面的研究逐步开展。王泰一等^[1]梳理了当前医学大模型的开发情况，发现当前许多医学大模型是通过对ChatGPT等基础模型进行微调或开发进行构建的，且目前的生成式语言模型已经具备了一定的医疗诊断及输出医疗方案的能力。蒋里^[2]则表明了教育系统拥抱技术变革的必要性，提出应该培养学生的人工智能思维以及在人工智能协助下的学习能力，肯定了人工智能对于教育的积极作用。周洪宇等^[3]则从多个角度分析了智能时代下生成式人工智能对高等教育生态的影响，指出了人工智能在教学方面的局限性和潜在风险。因此，人工智能在为人们提供便利的同时，也带来了巨大的风险和挑战。从当前资料来看，国内学者对于ChatGPT在医学教育方面的研究取得了一些进展，但仍需要继续进行深入地探讨和完善。基于此，文章针对ChatGPT在医学教育领域可能发挥的作用及可能出现的问题加以讨论，分析人工智能对未来医学教育可能产生的影响，以期为人工智能在医学领域的进一步应用提供思路。

1 ChatGPT的起源与发展

ChatGPT是一种大型语言模型（large language models，LLMs），是人工智能驱动的自然语言处理工具，它可以在预先训练后使用自然语言与人类进行交互，甚至可以完成邮件撰写、文本翻译、代码编译等工作。以ChatGPT为代表的人工智能所具备的多任务学习和高质量输出的优势和特点，可能给未来人类的生产和生活带来极大的影响。它的出现，不仅代表人工智能技术在自然语言处理领域的最新突破，更预示着未来人机交互方式的深刻变革。ChatGPT使得机器能够以前所未有的方式理解和生成自然语言，从而实现与人类的流畅对话，这种强大的功能使得ChatGPT能够嵌入到各种应用软件中，广泛应用于语言翻译、文本摘要、对话系统等多个领域，极大地提升了语言类和文字类工作的效率。

在医学领域，ChatGPT也可能会发挥重要的作用。在医院临床辅助方面，ChatGPT可以通过对海量医学文献和数据的学习，汇聚成权威的医学知识库。无论是针对罕见病症的诊疗方法，还是对最新医学研究成果的解读，ChatGPT都能够提供准确、全面的信息支持。同时，ChatGPT还可以应用于病患智慧管理方面，通过与患者的自然语言交流，ChatGPT可以收集患者的症状信息、病史资料等，帮助医师进行病情分析和诊断，为患者提供个性化的健康建议和生活指导，帮助患者更好地管理自己的健康状况。此外，在药企科研推广、虚拟健康助手和私人医师等方面，ChatGPT也有着广阔的应用前景。从提供日常的健康咨询到解答复杂的医学问题，ChatGPT都能够提供及时、准确的信息和建议，这使得人们可以更加方便地获取医疗服务。ChatGPT将以其多任务学习和高质量输出的优势，为医疗事业的发展注入新的活力，为人类健康事业的进步贡献更大的力量。

2 ChatGPT在医学临床实践教学中的运用

在当今信息时代，传统教学模式面临巨大的挑战，而ChatGPT给教育领域带来革命性的变化。随着人工智能技术的不断发展，医学教育将变得更加高效、个性化和现代化，为培养更多的优秀医学人才发挥重要的作用。ChatGPT可以在很大程度上帮助教师高质量完成教学任务，是一个非常优秀、智能的临床实践教学辅助工具。对于医学临床实践教学而言，ChatGPT具备强大的医学知识解答能力。因其强大的学习能力，ChatGPT能从疾病的各个方面为医学生提供准确的答案和详尽的解释。对于医学生来说，临床实训是最为重要的，ChatGPT在这方面的表现非常出色，它可以通过模拟真实的临床场景和病例，对不同的治疗方案进行模拟和预测，帮助学生评估治疗效果和风险，从而帮助学生在进入临床之前更好地理解和掌握各种治疗方案。此外，教师还可以通过与ChatGPT的交互，获取最新的临床指南、疾病分类、药物信息等，从而为学生提供更全面、更前沿的医学知识。同时，ChatGPT还能根据学生的学习情况提供个性化的学习建议，帮助学生更好地掌握医学知识。

2.1 辅助理论知识学习

根据已有学者的研究，使用ChatGPT作答各国医师资格考试试题的方法，可以评估ChatGPT掌握医学知识的准确性。例如，Alfertshofer等^[4]手动输入来自美国、英国、法国、西班牙、意大利等国家的资格考试的1 800个问题，以此分析ChatGPT回答的准确性。研究结果显示，ChatGPT作答不同国家的试题其准确率存在显著的差异，其中针对意大利医学试题回答准确率最高（73%），而对于法国试题回答准确率最低（22%），其他国家的试题回答准确率均在50%以上。其中，法国试题准确率最低的原因可能是因为法国试题是多选题，逻辑关系复杂。而Wang等^[5]的研究使用了全国医师资格考试（中文版和英文版）试题，以及全国研究生临床医学综合能力考试（中文版）试题，对ChatGPT（GPT-3.5和GPT-4.0）进行了评估。研究结果表明，在全国医师资格考试（中文版和英文版），以及全国研究生临床医学综合能力考试（中文版）中，GPT-3.5版本的准确率分别为56%（56/100）、76%（76/100）和62%（62/100），而GPT-4.0版本的准确率分别为84%（84/100）、86%（86/100）和82%（82/100）。可以看出，在面对医学方面的问题时，ChatGPT可以较好地帮助学生进行理论知识的辅导。

在知识解答方面，医学生可以向ChatGPT提出关于临床医学的任何问题。无论涉及疾病分类、病因、症状、诊断方法、治疗方案，还是其他相关领域的知识，ChatGPT都会为医学生提供准确和详尽的答案，以帮助其更好地理解和掌握相关知识。当医学生遇到某些难以理解的概念或术语时，ChatGPT可以为其提供简明的解释和解析。通过简单易懂的方式解释复杂的概念，医学生可以更加深入地理解知识内容，从而加强对临床医学理论的理解。在解答问题的过程中，ChatGPT的最新版本4.0还拥有AI绘图和示例的功能，可以绘制解剖结构图、病理示意图、药理图表等，通过视觉辅助，让医学生能够更容易地理解和分析医学理论知识。AI绘图技术多维度的辅助有利于医学生在学习过程中建立立体化的认知，提升其对医学理论知识的学习能力。

通过ChatGPT提供的绘图和示例，医学生可以更加具体地了解和应用各种医学概念。此外，医学生通过观察和分析不同解剖结构的关联性，理解疾病病理变化的过程，并掌握药物的作用机制。这种可视化的学习方法有助于医学生更深入地理解和应用临床医学知识，提高其在实践中的专业能力。

2.2 辅助临床决策

作为一个辅助决策工具，ChatGPT通过模拟和预测的功能，帮助医学生在进入临床实训时评估不同治疗方案的效果和风险。Chee等^[6]使用ChatGPT分析头晕的病因。其研究结果表明，ChatGPT所提供的回答连贯且合乎逻辑，并且ChatGPT建议咨询专业医护人员以做到免责。Rao等^[7]在研究中使用36个成熟案例，让ChatGPT进行辅助诊断和鉴别诊断，总体准确率为71.1%。

医学决策往往需要综合考虑多个因素，如患者的年龄、性别、病史、家族史，以及不同治疗方法的优缺点等。ChatGPT可以通过分析大量的数据和案例，提供针对特定患者的个性化建议，并预测不同治疗方案的潜在结果。这样，医师可以更好地权衡利弊，为患者选择最合适的治疗方案。同时，ChatGPT还可作为一个知识库，为医学生提供广泛的医学知识和最新的研究成果。医学知识的更新速度非常快，而ChatGPT可以通过不断学习和更新自身的语言模型，保持对最新医学知识的了解。这样，在临床教学时教师与学生可以通过与ChatGPT交互，获取最新的临床指南、疾病分类、药物信息等，以及针对特定病例的相似案例和研究结果。例如，当用户输入“请你描述大叶性肺炎的治疗方案，并且列出表格总结，要求表格中加入真实文献”时，ChatGPT可以搜索医学知识库中的相关文献，并根据不同治疗方案对文献进行归纳和分类（如表1所示）。利用自然语言处理和信息检索技术，ChatGPT能够从大量医学文献中提取出与特定主题或治疗方案相关的信息，并以表格的形式进行总结和分类。这种方法有助于整理和展示治疗大叶性肺炎的不同方案及其参考文献，以提供更清晰和方便的信息查询和阅读。

2.3 辅助教学环节设计

在信息迅速发展的背景下，传统教学模式显现出一些不足之处，包括信息更新速度慢、教学反馈不充分，以及教学内容的局限性。人工智能工具（如ChatGPT）可以在传统教学模式基础上，帮助教师满足信息时代对教学的新需求。教师可以利用ChatGPT强大的智能处理功能提升教学工作的效率，如培养计划的制定、具体课程安排、教材编写，以及为创新课堂形式提供灵感、生成医学3D模型等；其次，ChatGPT可以帮助医学院校教师对医学理论知识进行汇总和深度分析，提高信息的获取效率和准确性；在教师的指令下快速生成特定场景中的突发情况，模拟临床任务，帮助学生深入理解教学内容^[10]。另外，ChatGPT通过对学生的语言输入进行分析和分类，根据学生的学习情况进行教学评估，帮助教师根据学生的总体学习情况数据^[11]，从多个角度综合评估教学效果，及时调整教学安排和教学规划，从而为学生个性化学习提供指导建议。在ChatGPT的帮助下，学生可以随时随地随身获取需要的知识，医学教育的效率也将得到进一步提升。

2.4 辅助临床医学科研

ChatGPT涵盖大量的资料信息，结合其优秀的语言组织能力，可在医学相关学科领域中发挥其优势。例如：辅助科研人员论文写作，包括科研文本生成、摘要、翻译和文献综述等^[12]；对医学相关领域的大型数据集进行有效分析、药物发现、潜在药物靶点的识别，以及个性化诊疗、政策性报告文件生成、健康生活方式的建议等；此外，ChatGPT还能够高效调取不同研究领域的资料，拓宽信息获取的渠道，实现知识的跨专业融合，为科研工作者提供新的研究方向，并且优化研究设计方案，提高科研效率^[13]；ChatGPT能够准确地归纳文献中的重点，回答读者提出的相关问题，从而帮助读者更好地理解文献内容。这种技术有助于克服语言障碍，为医学研究提供新的突破。

3 讨论与建议

3.1 运用中的优势

3.1.1 提升课堂质量

医学教师应该大胆尝试ChatGPT等人工智能工具，发挥其在3D模型生成、课堂教学方式创新的优势，提升教学质量。同时，利用此类工具可以减少不必要的重复性工作，例如作业批改、课堂考勤等，教师可以将更多的精力花费在课堂内容上，实时了解学生学习情况，智能评估学生对知识的掌握情况。

3.1.2 促进教育公平

由于城乡和地区之间的巨大差异，在学校教育和资源配置上仍存在很大不平等。对于医学生来讲，接触到最前沿、最新兴的教育资源是非常有必要的，而ChatGPT可以通过多种方式来实现。首先，网络教育和智能教育工具能够为地理位置不同的城乡学生提供优质的教育资源。借助网络教育平台，领先的教育资源也可以实现全面地分享。另外，偏远地区的医务工作者同样也可以打破地域的壁垒，接触到最新的医学知识，高效、高质量地服务于地方病患。

3.2 ChatGPT在医学教育领域应用可能出现的问题

3.2.1 影响正常教学秩序

ChatGPT被多所高校教育系统的封杀，说明了其在一定程度上影响了正常的教育教学秩序。对于学生来说，ChatGPT可以被用来快速解决问题、收集素材，但这些素材的应用应该是建立在学生对于学科知识的理解和掌握之上的。完全照搬照抄不利于学生成长。ChatGPT通过互联网获取大量的知识和信息，这可能导致学生过度依赖外部资源而忽视对课堂教学内容、教材的深入学习，不利于培养学生对医学领域完整知识体系的建立，这就需要教师加强对学生的监管，避免学生过度依赖。此外，在教学过程中，ChatGPT可以随时提供答疑和解惑服务，这虽然有助于提高学习效率和效果，但也可能因此减少师生间的交流互动，导致教师的角色被削弱，影响教师对学生学习情况的判断。因此，对以ChatGPT为代表的人工智能工具应该合理使用。ChatGPT确实可以快速给出解决问题的方案，但人工智能的局限性不容小觑，医学生必须具有独立思考的能力，注意对信息进行甄别，利用所学知识，剔除不准确的信息，合理使用ChatGPT等工具。

3.2.2 输出信息不能保真

网络资料真伪难辨，信息不能保证完全准确。教育，尤其是医学教育是非常严谨的，其准确性是重中之重，ChatGPT有时会生成一些似是而非的信息，即从逻辑和表达方式层面是通顺的，但在内容方面提供了虚假信息，故其生成的答案含糊不清^[14]。用于训练ChatGPT的资源来源于网络的开放性资料，网络的信息准确性难以保证，因此在交互过程中，可能会包含一些错误信息。 ChatGPT可以通过语言的组织让错误信息听起来合理，这对医学教育来讲是不利的。因此，为了提高ChatGPT在医学教育中的可信度，就需要进一步完善模型和算法。

3.2.3 阻碍学生思考

科研中的文本撰写可能存在两个方面的问题：一是，ChatGPT所撰写的内容可能是直接转述、复制现有文献，存在学术造假等道德问题；二是，过度依赖人工智能，可能会导致缺乏对于问题的思考，对问题认识不够深刻。由于ChatGPT可以给学生提供即时、准确的答案，学生可能会对其产生过度依赖，从而失去自主思考和探索创新的能力，不利于科研事业的发展。因此，教师要引导学生正确使用ChatGPT，加强对学生的管理，避免其对ChatGPT过度依赖。

3.2.4 缺乏人类共情能力

将过多的学习时间交给人工智能，可能会让学生减少与其他人交流的机会，从而影响学生的社交和情感发展，使学生的学习变得单调乏味。在教学环境中，特别是在医学这样复杂且难度较高的学科中，学生对知识的理解和掌握常常面临巨大的挑战。在这种情况下，共情能力对于建立师生之间的情感联系、理解学生的需求和情感状态至关重要。教师能够捕捉学生的情绪变化并据此调整教学策略，而ChatGPT则在这方面存在显著的不足。在此背景下，教师的角色对ChatGPT在教育中的作用就显而易见了：给予学生情感上的帮助和支持，引导学生合理地使用ChatGPT，充分发挥人类教师的共情能力，关注学生的情感需求，提供个性化的指导和支持，培养学生自我学习、自我思考、自我决策的能力。

3.3 建议

3.3.1 建立教学质量监管制度

教育部门应当制定相关规定和标准，明确ChatGPT等人工智能在教育教学中的定位和使用范围，细化使用的目的、方式等，确保对其应用符合教育规律和教学目标。同时，加强对教师队伍的相关培训，为教师提供人工智能技术的培训和技术支持，提高教师的技术应用能力和规范使用意识，确保人工智能技术在教育教学中的有效应用。

3.3.2 建立健全反馈机制

教育单位应及时关注学生、教师的情况，建立反馈机制，通过学生、教师和教学管理人员的反馈，及时了解人工智能在教学中的应用效果。做好调研，针对教育教学中出现的问题进行改进和优化。制定严格的人工智能安全管理规定，提高师生对隐私和数据保护意识，严格遵守相关规定，确保人工智能在教学中的应用不会泄露个人信息和学术内容。

3.3.3 加强多方机构合作

教育单位和开发商可以建立长期、稳定的合作关系，制定合作计划和方案，发挥开发商的优势和长处，促进教育教学工作的改革和发展。企业还可以与教学单位共同制定人工智能的使用标准，为人工智能的应用提供指导和规范，并且协助教学单位开展教师队伍的培训工作，共同培养具备人工智能专业素养的人才，促进人工智能在教育教学中的应用和发展。此外，教学单位还可以引入第三方评估机构，对人工智能在教学工作中的应用效果进行及时评估，针对相关问题进行改进，确保人工智能在使用过程中的科学性和有效性。

4 结束语

该研究总结了医学领域中ChatGPT的应用现状，分析了其中存在的问题，评估了医学生在使用类ChatGPT工具时的现状，讨论了ChatGPT在医学教育中的应用及其对医学生的潜在影响。作为自然语言处理人工智能模型的杰出代表，ChatGPT在医学领域的应用有助于提升医学临床教学水平、医疗护理质量以及医学研究的水平和效率。然而，为进一步提高模型的效果，仍需要大量卫生健康部门的数据来进行模型训练。总的来说，ChatGPT作为聊天机器人在医学教育中具有积极作用，可以帮助医学生完成学业、提升知识水平、开阔视野和探索未知领域。相比传统的阅读医学课本和其他文献，ChatGPT具有易于掌握和方便快捷的特点，因此在医学教育领域有着广阔的应用前景^[15-16]。

参考文献

[1] 王泰一, 靳擎, 范梦月, 等. GPT还是GLM? 大模型应用于中医药现代化的机遇与挑战[J].中国药理学与毒理学杂志, 2023, 37(z1): 5-9.

[2] 蒋里. AI驱动教育改革: ChatGPT/GPT的影响及展望[J].华东师范大学学报(教育科学版), 2023, 41(7):143-150.

[3] 周洪宇, 常顺利. 生成式人工智能嵌入高等教育的未来图景、 潜在风险及其治理[J].现代教育管理, 2023(11): 1-12.

[4] ALFERTSHOFER M, HOCH C C, FUNK P F, et al.Sailing the Seven Seas:A Multinational Comparison of ChatGPTs Performance on Medical Licensing Examinations[J].Annals of Biomedical Engineering, 2023, 52:1542-1545.

[5] WANG H Y, WU W Z, DOU Z, et al. Performance and Exploration of ChatGPT in Medical Examination,Records and Education in Chinese: Pave the Way for Medical AI[J].Internaltional Journal of Medical Informatics, 2023, 177: 105173.

[6] CHEE J, KWA E D,GOH X. “Vertigo, Likely Peripheral”: The Dizzying Rise of ChatGPT[J].European Archives of Otorhinolaryngology, 2023, 280(10): 4687-4689.

[7] RAO A, PANG M, KIM J, et al.Assessing the Utility of ChatGPT Throughout the Entire Clinical Workflow: Development and Usability Study[J].Journal of Medical Internet Research, 2023, 25: e48659.

[8] MANDELL L A, WUNDERINK R G, ANZUETO A, et al. Infectious Diseases Society of America/American Thoracic Society Consensus Guidelines on the Management of Community-acquired Pneumonia in Adults[J].Clinical Infectious Diseases, 2007, 44(S2): S27-S72.

[9] CAO B, HUANG Y, SHE D Y, et al. Diagnosis and Treatment of Community-acquired Pneumonia in Adults: 2016 Clinical Practice Guidelines by the Chinese Thoracic Society, Chinese Medical Association[J].Clinical Respiratory Journal, 2018, 12(4): 1320-1360.

[10] 瞿星, 杨金铭, 陈滔, 等. ChatGPT对医学教育模式改变的思考[J].四川大学学报(医学版), 2023, 54(5): 937-940.

[11] 郝志军, 杨颖东. 人工智能与教学的合理性融合: 优势、 挑战与策略[J].人民教育, 2022(20): 51-54.

[12] 邱燕楠, 李政涛. 挑战·融合·变革: “ChatGPT与未来教育”会议综述[J].现代远程教育研究, 2023, 35(3): 3-12.

[13] 刘宝存, 苟鸣瀚. ChatGPT等新一代人工智能工具对教育科研的影响及对策[J].苏州大学学报(教育科学版), 2023, 11(3): 54-62.

[14] SALLAM M. ChatGPT Utility in Healthcare Education, Research, and Practice: Systematic Review on the Promising Perspectives and Valid Concerns[J].Healthcare(Basel), 2023, 11(6): 887.

[15] LEE H. The Rise of ChatGPT: Exploring Its Potential in Medical Education[J/OL].Anatomical Sciences Education, 2023: 1-6.[2024-04-27].

[16] 张培东, 庞丽敏, 吴宏超, 等. 后疫情时代的新医科教育解析: 新机遇下的未来医学[J].医学教育研究与实践, 2021, 29(4): 493-498.

基金资助

兰州大学第一临床医院教学改革项目“以‘学生为中心’的非指导性临床实习教学模式探析”(202209)

甘肃中医药大学2022年教学研究与改革项目(YBXM-202225)

甘肃省科技厅2023年软科学专项(23JRZA462)