临床实践教学是医学教育的重要组成部分,对于培养医学生的实际操作能力和临床决策水平至关重要
[1]。通过实践教学,学生能够将理论知识转化为实际操作技能,并在真实的临床环境中积累宝贵经验
[2]。然而,随着医学教育规模地不断扩大,以直接观察和实践操作为主的传统临床教学模式正面临诸多挑战,包括患者数量的增加、手术病例的复杂性提升,以及教学医院资源分配的不均衡等问题,严重制约了该模式的进一步发展
[3]。此外,学生在学习过程中往往面临个体化需求与统一教学节奏之间的矛盾,使得传统教学难以提供针对性的指导与支持。为应对上述挑战,医学教育领域正积极引入新兴技术,以优化教学模式并提升学习效果
[4-5]。其中,虚拟现实(Virtual Reality,VR)
[6-8]、增强现实(Augmented Reality,AR)
[9-10]和人工智能(Artificial Intelligence,AI)
[5, 11-14]等前沿技术已被广泛应用于医学教学。这些技术不仅能够增强学生对复杂解剖结构和手术流程的理解,还可通过模拟训练提升临床技能和应变能力,为医学教育提供更加直观和高效的学习方式。在此背景下,ChatGPT作为一种先进的人工智能语言模型,展现出广阔的应用前景
[15]。它能够通过交互式学习模式,为学生提供实时答疑、个性化学习反馈,以及病例分析支持,从而在医学教学中发挥辅助作用
[16]。然而,需要注意的是,ChatGPT的应用应与真实临床实践相结合,而非完全替代真实病例讨论和实践操作。基于此,本研究旨在探讨ChatGPT在肝胆胰外科临床实习教学中的应用价值,并评估其在提升学生知识掌握和临床实践能力方面的潜在作用,为医学教育模式的创新提供理论依据和实践指导。
1 ChatGPT辅助教学及肝胆胰腺外科临床实习带教概述
1.1 ChatGPT辅助教学
ChatGPT作为一种基于人工智能和自然语言处理技术的工具,在医学教育中展现出广泛的应用潜力
[13-14]。其主要作用包括:①提供个性化学习体验——ChatGPT能够分析学生的学习情况,识别薄弱环节,并生成针对性的学习材料。例如,当学生在某个医学概念上遇到困难时,ChatGPT可提供额外解释、练习题或案例分析,帮助其加深理解。②丰富医学教材内容——ChatGPT可为医学教科书补充详细解释、实际案例和视觉辅助工具,使复杂医学概念更易理解,提升学习体验。③模拟临床病例——ChatGPT能够创建逼真的患者病例,包括病史、症状及实验室检查结果,使学生在虚拟环境中练习诊断和临床决策,提高临床推理能力
[17-19]。
尽管ChatGPT在辅助教学方面具有诸多优势,但其无法替代真实临床实践。临床实习是培养医学生综合诊疗能力的核心环节,学生需要通过接触真实病例、参与实际操作,并在复杂的医疗环境中积累经验。因此,ChatGPT应作为辅助工具,与传统教学模式相结合,以优化医学教育。综上,ChatGPT在医学教育中可有效提升教学质量,但需与真实临床实践互补,以充分发挥其价值。
1.2 肝胆胰腺外科临床实习带教
肝胆胰腺外科学是研究肝、胆、胰等复杂器官系统疾病诊断与治疗的重要分支,其临床实习是培养高水平外科人才的核心环节。学生不仅需要扎实掌握理论知识,还需在实践中积累经验,以提升临床决策能力和操作技能。这一过程依赖教师的精准指导,同时要求学生保持积极的学习态度。而且由于肝胆胰腺外科涉及复杂的解剖结构和精细的手术操作,传统带教模式主要依赖教师经验,难以满足所有学生的个性化学习需求。为弥补这一不足,本研究将引入ChatGPT作辅助教学工具,为学生提供实时互动、个性化学习支持和病例分析,增强理论学习与临床实践的结合,以优化医学教学效果。
2 ChatGPT在肝胆胰腺外科临床实习带教中的具体应用
2.1 教学方案设计
在教学方案设计中引入ChatGPT可显著优化教学内容,并推动教学方法的创新。通过利用ChatGPT对入科实习学员进行自我评估与结果分析,教学团队能够基于评估结果制定个性化教学方案,规划教学策略和内容,重点关注学生在肝胆胰外科领域的薄弱环节。ChatGPT可以根据学生的实际需求生成定制化的教学材料,并深入分析临床案例。例如,教师可以利用ChatGPT生成详细的肝、胆、胰等器官的解剖结构图,并设计基于真实病例的讨论,帮助学生深入理解复杂的解剖结构和手术技巧。此外,随着肝胆胰腺外科领域的持续发展,新的医学发现和治疗方法不断涌现。ChatGPT能够实时追踪最新的医学文献和科研动态,确保教学内容与学科前沿同步。教师可以根据这些最新信息调整教学内容,使学生能够接触到前沿的医学知识
[20]。同时,ChatGPT根据学生的学习需求生成定制化学习材料,如详细的解剖图谱和真实病例分析,进一步增强教学效果。ChatGPT生成的内容需要经过教师的审核与验证,以确保其准确性和临床适用性。结合人工智能工具与教师专业指导的教学模式,不仅能够提高教学效率,还能为学生提供更加丰富、动态的学习体验。ChatGPT撰写的教学大纲方案示例如
图1所示。
2.2 临床案例讨论
临床案例讨论是肝胆胰腺外科临床实习中的重要环节,它不仅能够帮助学生将理论知识与临床实践相结合,还能培养学生的临床决策能力。传统的病例讨论模式依赖教师的经验和真实病例的积累,但在实际教学中,由于病例数量有限、教学资源分配不均,以及学生参与度不高等问题,往往难以满足学生的个性化学习需求。而作为先进的自然语言处理工具,ChatGPT能够对个案进行实时反馈与深入分析,增强讨论的互动性和教育意义
[21]。
在实际应用过程中,教师可通过ChatGPT生成或提供详尽的病历资料,包括病史、体格检查、实验室检查及影像等,为学生提供一个全面、深入的学习平台。以下是一个简短的病例描述。
案例:患者,女性,81岁,因发现胰腺占位1周入院,完善相关检查,行超声引导下胰腺肿块穿刺术。穿刺经过:胰颈部见低回声结节,大小约27毫米×27毫米,超声引导下行上述胰颈部肿块穿刺活检;病理结果:考虑为导管腺癌。以上是一份简短的案例信息,学生可借由与ChatGPT的互动,进行案例分析、提出诊断假设(
图2)并探讨治疗方案(
图3)。
ChatGPT作为一种人工智能工具,在临床实践教学中具有重要的辅助作用。它能够根据输入的病例信息提供专业的诊断建议,并对不同治疗方法的优缺点进行深入分析。这种功能有助于学生理解各种治疗方案的应用背景及其临床效果,从而提升其临床推理能力和决策水平。
在实际应用中,ChatGPT的实时反馈机制能够帮助学生在讨论过程中不断优化思维方式,增强应对临床环境变化的能力。值得注意的是,ChatGPT能够模拟疾病的发展过程,针对学生提出的问题提供即时反馈,这种互动性使个案讨论更加贴近真实临床情境。通过这种动态模拟,能够更好地培养学生的应急处理能力。在教学评估方面,ChatGPT能够记录讨论中的关键点,并生成详细的学习反馈报告。教师根据这些报告准确把握学生的理解水平和学习进度,从而制定个性化的教学策略。这种数据驱动的反馈机制不仅提高了教学的精准度,也为教师优化教学方法提供了有力支持。这有助于学生在理论学习阶段积累临床思维经验,为未来的真实临床实践打下坚实基础。通过将ChatGPT与传统临床教学相结合,可以有效提升教学效果。这种结合不仅丰富了教学手段,也为医学教育提供了新的思路和方法。
2.3 疑难解答与知识点回顾
ChatGPT作为一种智能对话工具,能够在医学教育中实现与学生的实时互动,解答学习过程中遇到的疑难问题,并提供个性化的指导和反馈。这种即时、互动式的学习方式显著提高了学生的学习效率和效果。在疑难解答环节,学生可以针对个别病例或涉及肝胆胰腺相关的解剖学、生理学、病理学等知识提出问题,ChatGPT则能够迅速提供准确的信息,并借助其庞大的医疗知识库帮助学生澄清疑点。这种即时反馈不仅加深了学生对医学知识的理解,还能引导学生主动思考和深入探究。例如,ChatGPT在回答问题的同时,还会基于学生的回答提出相关延伸问题,促使学生对所学概念进行更深层次的反思,从而有效激发学习热情,增强学习主动性和提升批判性思维能力。
医学知识体系复杂且涉及大量专业术语,学生在学习过程中难免存在理解困难和知识遗漏
[22]。因此,及时而有效的复习对于巩固知识、加深理解至关重要。ChatGPT能够根据学生的学习进度和知识掌握情况,量身定制个性化的复习方案。该方案重点关注学生的薄弱环节,通过与学生互动,精准识别知识盲点,并提供相应的练习题和案例分析,帮助学生进行针对性复习。此种个性化复习机制不仅提高了学习效率,也使学生能在较短时间内更高效地巩固所学内容。此外,课程中还可通过模拟小考和问答竞赛等形式,促进学生之间的交流与合作,进一步提升团队协作能力。同时,ChatGPT能够对学生的学习表现进行分析,生成详尽的学习报告,为教师和学生提供明确的进步轨迹和改进方向。ChatGPT与传统教学方法的融合模式极大提高了教学的精准性和针对性。
2.4 模拟训练
在肝胆胰外科临床实习过程中,模拟实训对提高学生的动手能力及临床决策能力具有重要作用。借由ChatGPT的协助,模拟训练能更具互动性及高效性,为学员提供安全的训练环境,并测试其临床技巧。在仿真培训过程中,ChatGPT能够创造出真实的临床情景,让学员无风险地进行学习与实践。
在仿真培训中,ChatGPT的应用主要体现在两个方面。首先,教师可利用ChatGPT设计复杂多样的临床病例,使学生模拟从患者接诊到诊疗决策的完整临床流程。例如,学生在扮演医生角色时,从病史采集、体格检查到诊断和治疗方案的制定,均可获得ChatGPT在各个环节提供的即时反馈。该工具不仅能模拟患者的反应和病情发展,还可以帮助学生理解每项决策的潜在影响,从而有效提升其动手能力、临床思维能力和问题解决能力。其次,ChatGPT能够模拟医患沟通情景,为学生提供接近真实的交流体验。学生在与“患者”互动时,不仅需要在有限时间内准确采集病史,还需进行有效沟通,这对其医学知识储备和沟通技巧均提出较高要求。通过此类训练,学生可以更好地掌握与患者及家属沟通的技能,提升其职业素养
[23]。
针对部分手术操作复杂、操作风险大的特点,将ChatGPT技术与虚拟现实技术相结合,能够实现对手术过程的模拟训练。在虚拟手术平台上,学员们可以在模拟的手术环境中进行实际操作,深入掌握肝胆胰腺不同解剖结构的差异、处理策略,以及手术过程中的关键注意事项与技巧。本研究可提供即时辅导,有效协助学员识别并纠正手术操作过程中的错误,提升学员的手术技巧及信心。
模拟培训也为学生提供了一个很好的团队合作与交流的平台。ChatGPT能够模拟多学科团队的决策过程,学生可通过与来自不同领域的同行进行交流、合作,共同制定完整具体的治疗方案。这一培训有助于培养学生的团队协作精神,提高他们的交流能力,这对将来从事医学领域的工作具有重要意义。
结合ChatGPT的模拟训练为肝胆胰外科临床实习提供了一种创新的教学模式。该模式不仅能够在安全环境中显著提升学生的临床技能和决策能力,还为医患沟通和团队协作提供了宝贵的实践机会。然而,需要强调的是,模拟训练始终是临床实践的辅助手段,真实临床环境中的实践仍是医学教育不可或缺的重要环节。通过将ChatGPT与传统教学方法相结合,可以进一步优化教学效果,为医学教育注入新的活力。
3 ChatGPT辅助教学在肝胆胰腺外科临床实习带教中的实际应用
3.1 研究设计
本研究采用随机对照试验设计,选取2024年1月至12月在广东省人民医院肝胆胰腺外科实习的30名临床医学专业实习医师作为研究对象,随机分为实验组和对照组,每组15人。两组实习医师均不知悉对方组别,研究者亦不参与教学过程的设计与实施。所有实习医师的实习时间均为2~3周。
3.2 教学干预
3.2.1 对照组教学模式
对照组采用传统临床带教模式,具体包括:理论学习阶段(1周)通过PPT授课、教材学习和教师主导的病例分析进行理论知识的传授;临床实践阶段(2周)开展每日查房观察、技能模拟训练(如腹腔镜操作)及教师一对一指导。教学特点包括基于固定教材和真实病例库,强调标准化操作和规范性指导,依赖教师经验进行病例讨论,以统一节奏进行教学,个性化支持有限,注重基础临床思维和操作规范性培养。
3.2.2 实验组教学模式
实验组在传统教学基础上整合ChatGPT技术,具体包括:理论学习阶段利用ChatGPT生成虚拟病例(如合并并发症的肝癌患者)进行分析,并通过即时问答强化理论知识理解;临床实践阶段模拟医患沟通场景(如焦虑患者对话)、推演手术并发症处理(如术后胆漏),并提供个性化诊疗决策支持。教学特点包括提供动态反馈与复杂场景模拟,强调ChatGPT建议与临床实践的对比分析,培养批判性使用AI技术的能力,提高罕见病学习效率,增强应急决策和沟通技巧,提升临床思维灵活性和技术适应性。
3.3 教学效果评估
采用以下指标对两组实习医师的教学效果进行评估:理论考试成绩、技能考核成绩、培训技能要点掌握率自评、教学满意度问卷调查。
3.4 统计学分析
采用SPSS 20.0统计分析软件进行数据分析:计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料采用[n(%)]表示,组间比较采用χ²检验或Fisher确切概率法;P<0.05表示差异具有统计学意义。
3.5 研究结果
3.5.1 实验组和对照组考核成绩比较
与对照组相比,实验组的理论成绩(73.33±5.21 vs. 88.73±4.96)和技能成绩(71.07±4.55 vs. 86.07±3.98)有所提高,差异有统计学意义(P<0.05)。
3.5.2 实验组和对照组自主学习质量反馈评估比较
与对照组相比,实验组的自主学习质量反馈评估总分升高(72.47±5.30 vs. 84.87±6.25),差异有统计学意义(P<0.05)。
3.5.3 实验组和对照组教学质量满意度比较
从学生出科时填写的教学满意度调查表各项评分结果统计来看,实验组学生的教学满意度显著高于对照组(66.60±9.61 vs. 85.20±6.88),差异有统计学意义(P<0.05)。
4 ChatGPT辅助教学在肝胆胰腺外科临床实习带教中应用的前景
4.1 个性化学习和自适应教学
随着人工智能技术地不断发展,ChatGPT在外科临床实习中的应用正向个性化学习与自适应教学模式方向演进。通过自然语言处理和数据分析技术,ChatGPT能够根据学生的学习特点、能力水平及知识掌握情况,量身定制个性化学习内容和进度,从而提高学习效率。例如,对于在复杂手术操作或疑难疾病管理中存在困难的学生,ChatGPT可基于其学习记录和表现,生成个性化学习计划,并提供针对性的练习和反馈。这种个性化指导不仅提升了学生的自主学习能力,还促进了其在专业知识和技能方面的快速提升。Anita等人发现利用ChatGPT辅助教学能提高医学生对课程的综合评估显示,满意度、学习进度和适用性,增强了其学习体验
[24]。
此外,ChatGPT可通过实时互动动态调整学习内容和难度,以匹配学生的学习节奏。例如,当学生在肝胆胰腺手术操作中遇到技术难点时,ChatGPT可提供详细的操作步骤解析、手术视频演示及模拟训练,帮助学生循序渐进地掌握复杂技能。这种自适应教学模式不仅有助于学生在安全环境中反复练习,提升其操作熟练度,同时还能增强学生的信心,为未来的临床实践奠定坚实基础。
4.2 虚拟现实与增强现实技术的结合
虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术的融合显著提升了手术仿真训练的真实性与互动性。结合ChatGPT的智能辅助功能,学生可在虚拟手术环境中进行操作训练,沉浸式体验完整的手术流程。例如,通过VR设备,学生可以模拟使用手术器械,对肝胆胰腺的解剖结构进行探索,并执行标准化手术操作流程。在此过程中,ChatGPT能够实时分析学生的操作表现,提供即时反馈,并模拟患者的生理反应及术中病情变化,有助于提高学生的学习效率,提高手术技术水平
[25]。
在实际手术模拟过程中,学生可能会面临术中出血、器官损伤等突发情况。ChatGPT不仅能够动态模拟患者的病理生理变化,还能提供相应的处理建议,使学生深入理解每一步操作的临床意义及潜在影响。通过这种高仿真的训练模式,能够逐步提升学生的应变能力和临床决策能力,同时在无风险环境中反复练习,精进手术技巧。Hongjun等人表示ChatGPT 辅助教学显著提高了儿科实习生的临床实践技能
[26]。
4.3 实时数据分析与智能决策支持
未来,ChatGPT辅助教学将在实时数据分析和智能决策支持方面发挥更大作用。基于自然语言处理和机器学习算法,ChatGPT能够对学生的作业、病例分析及实时答疑记录进行数据处理,提取关键学习信息。例如,ChatGPT可识别学生在特定知识点或技能训练中的薄弱环节,并提供针对性的学习建议与强化练习,帮助学生弥补知识短板,优化学习路径。同时,实时数据分析还能为教师提供全面的学生学习表现报告。例如,教师可基于数据分析发现某些知识点的掌握率较低,从而调整教学内容与方法,优化教学策略。这种数据驱动的反馈机制不仅提高了教学的针对性和有效性,还使教学过程更加智能化和动态化。通过智能化教学管理,教师能够精准掌握学生的学习进度,并设定更科学的学习目标,以进一步提升整体教学质量。
4.4 ChatGPT的潜在风险
未来,人工智能在医学教育中的长期影响需进行系统性研究,以全面评估其对医学教育整体格局的塑造及对具体学习成果的影响。ChatGPT等人工智能工具地引入虽然为医学教育带来了新的机遇,但也伴随着一系列潜在风险,需要进行深入探讨和规范化管理。首先,人工智能地广泛应用可能引发自动化偏见问题,即AI可能基于已有的数据模式生成偏倚信息,影响学生对医学知识的正确理解。此外,技能过度依赖或不足也是需要关注的关键问题。过度依赖AI可能削弱学生的独立思考和临床推理能力,而若未能合理利用AI,则可能导致技术资源未被充分利用,影响学习效率。与此同时,人工智能的应用可能加剧医学教育资源的不均衡,使不同地区或院校之间的学习条件差距进一步扩大。最重要的是,在医学教育中,基本临床技能的培养仍不可替代,必须确保人工智能的应用不会影响学生在实际临床环境中的应变能力和综合诊疗能力。针对这些挑战,建议在未来的医学教育AI研究中采用FACETS框架(公平性、公正性、隐私保护、可解释性、透明度和安全性),以确保人工智能的整合符合伦理标准,并能在教育过程中发挥最大效益,同时识别并应对潜在风险
[5]。在探索ChatGPT在医学教育中仍有广阔的发展前景的同时,也需关注过度依赖、学术不端(如抄袭),以及数据隐私问题等挑战
[27-28]。因此,未来研究应进一步推进人工智能在医学教育中的知识传播、解释性分析及实际应用,同时建立相应的监管机制和伦理规范,以确保AI的合理、高效应用,使其真正成为医学教育的有力辅助工具。
4.5 ChatGPT与临床实践的结合
尽管ChatGPT在医学教育中具有重要的辅助价值,但真实临床实践仍然是医学教育不可或缺的核心环节。ChatGPT可提供虚拟训练和知识强化,帮助学生在理论学习阶段构建临床思维和操作经验,但无法完全替代面对真实患者时所需的应变能力和实践技能。临床实习的价值在于学生能够在真实医疗环境中处理不可预测的复杂情况,培养综合诊疗能力和医患沟通技巧。有研究表明,在外科课程设计和技能培训中,AI增强课程虽然提高了手术安全性能,但使学生的运动和效率表现指标偏离了专业知识基准
[29]。因此,在医学教育体系中,ChatGPT应作为传统教学的补充工具,而非取代临床实践的核心训练模式。
5 结语
综上所述,ChatGPT在提升学生学习效率、优化操作技能和强化临床决策能力方面展现出显著优势。通过个性化学习、自适应教学、虚拟现实仿真训练及实时数据分析,ChatGPT不仅为学生提供灵活、高效的学习支持,还能为教师赋能,优化教学管理。然而,医学教育的本质仍依赖于真实临床环境的实践积累,ChatGPT的应用应与传统教学方法相结合,以实现最佳教学效果。
未来研究应进一步探索ChatGPT在其他医学领域(如内科、急诊等)的应用潜力,并优化其个性化学习和虚拟现实训练功能。此外,还需进一步评估ChatGPT在长期教学中的实际效果,以确保其对医学教育的持续改进。通过不断优化与扩展,ChatGPT有望成为医学教育的重要辅助工具,为学生提供更精准、高效的学习支持,并推动医学教学模式的创新发展。
广东省人民医院2024年院级教学质量工程(2024-zpjx-6)