人工智能技术在免疫学教学中的挑战及对策研究

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　　免疫学因涉及细胞类型多样、分子机制复杂及免疫应答过程高度动态性，教学难度较大。利用人工智能(AI)技术为免疫学教学提供个性化学习路径和资源，已成为当前教育改革的重要方向。结合国内应用现状和具体教学实践，本文深入探讨了AI技术与传统教学理论脱节、深度融合不足、教师角色转变等核心问题，重点关注隐私保护、教育公平性与数据计算伦理等关键议题。针对这些问题，提出构建学生主体学习模式、强化师资力量、加强隐私保护与算法可解释性、促进教育公平及强化伦理教育等综合对策，旨在推动AI技术在免疫学教学中的健康可持续发展，为免疫学教育改革和创新提供有益参考。

　　关键词：人工智能;免疫学;伦理;教学

　　论文《人工智能技术在免疫学教学中的挑战及对策研究》发表在《中国免疫学杂志》，版权归《中国免疫学杂志》所有。本文来自网络平台，仅供参考。

　　引言

　　人工智能(AI)技术迅速发展催生的对话式大语言模型，可根据用户需求生成高质量内容，显著提升创作效率，为教育领域提供了全新工具，推动了教学模式的深刻变革。国内众多高校和研究机构已开始探索AI技术在医学教育中的应用。

　　传统教学模式下，学生与教师依赖实体教室和面对面交流，教学内容、方法相对固定，评价手段单一。而AI赋予教育更强的实时交互性与智能反馈能力，教学过程更注重人机协同，教育环境也从教室扩展到与AI交互的开放式智能空间。在免疫学教育中，基于AI的实时反馈机制和个性化学习路径设计展现出显著优势。

　　本文聚焦AI技术在免疫学教学中的具体应用，系统分析其面临的挑战与伦理考量，并提出针对性解决对策，为AI与免疫学教学的深度融合提供实践指导。

　　1 AI与免疫学教学深度融合：构建学生主体模式

　　尽管AI技术发展迅速，但教学系统更新与技术进步之间出现脱节现象。现有教学理论大多基于传统课堂模式，无法有效支撑AI技术的全面应用，制约了智能教学的推广。尤其是在AI与免疫学教育的深度融合方面，实际应用中仍面临诸多瓶颈，核心问题在于“免疫学+AI”融合不足：开发的系统往往与实际教学需求不符，需频繁调整优化以适应教学场景，导致开发周期过长、效率偏低，难以及时应用最新AI工具和技术。此外，AI在个性化学习和智能辅导方面的研究仍较少，尚未实现教学理论与深度学习算法的有机结合，如何将AI有效融入课程设计和评估反馈等教学环节，仍是亟待解决的重要问题。

　　在翻转课堂、线上线下结合教学等以学生为中心的教学模式日趋成熟的当下，将AI技术有效融入这些模式以提升学生科学思维和素养，已成为教育创新的关键。具体可从四方面推进：

　　1. 开发适配AI教学工具：运用生成式AI的动态数据分析功能，精准识别学生需求并构建个性化学习模型，推荐定制化学习路径，帮助学生高效掌握核心知识。

　　2. 构建模块化课程结构：将课程内容拆分为多个模块，每个模块对应特定学习目标和AI应用场景。例如在免疫学课程中，设计“抗原-抗体反应模拟模块”“免疫细胞动态观察模块”等，通过AI技术实现动态模拟与可视化，降低复杂知识的理解难度。

　　3. 强化协作学习与交流：通过小组探究式学习鼓励学生建立良好合作关系，共同探讨复杂课题或解决问题。以“利用AI技术辅助抗体设计”为例，教师可在课堂设置挑战性问题，引导学生结合专业知识与AI工具，探索优化抗体设计方案，巩固理论知识应用，提升科研认知。

　　4. 建立全面评价体系：评价内容不仅包括知识掌握情况，还应重视批判性思维、创新能力及人际交往技能等方面的发展。笔者教研室结合雨课堂与大语言模型，将线下教学与线上互动相融合，为学生提供高效答疑支持，激发讨论热情，持续探索更优教学策略。

　　2 AI时代教师角色变化：重塑角色与强化师资

　　AI背景下，教师的角色正在发生深刻转变，不再仅仅是知识的传递者，而是学生学习过程的提问者、引导者与辅助者，需帮助学生平衡技术使用与自身能力培养。这种角色变化对教师提出了新的挑战：一方面要求教师掌握并适应AI工具，具备多元化技能，有效培养学生在免疫学核心知识应用、实践操作、团队协作和批判性思维等方面的能力;另一方面，教师需关注技术应用带来的潜在问题，承担更复杂的教育任务。此外，AI在备课、资源查找等环节显著提升了教学效率，但这种效率驱动的模式可能忽视学生的个性化需求和情感关怀。

　　提升师资队伍质量是推动AI技术与教育教学深度融合的关键，可通过四项措施实现：

　　1. 提升数字素养与构建学习社区：通过专题讲座、工作坊和在线课程，定期为教师提供AI技术培训，确保其掌握基本操作和应用方法，保障教学的主动性和创造性。同时，创建教师学习社区或学习小组，促进教师间经验分享与合作学习，互相支持与激励。

　　2. 开展跨学科合作与交流：学校搭建平台，鼓励教师与计算机科学、数据科学等学科专家开展研究与教学项目，提升教师在AI应用方面的综合能力。配备专门技术支持团队，建立完善教学资源库，为教师的AI教学实践提供及时帮助与素材支撑。

　　3. 完善激励机制与引进复合型人才：设立教学卓越奖励，鼓励教师积极探索AI在教学中的应用;将AI教学能力纳入教师职业发展评价体系，促进教师持续提升技能。优先引进具备免疫学与AI双重背景的复合型人才，推动两者深度融合。

　　4. 建立持续评估与反馈机制：通过教学观摩、学生反馈和自我评估等方式，定期评估教师在AI教学应用中的表现，提供改进建议和支持，确保教学质量不断提升。

　　3 AI技术在免疫学教学活动中的伦理考量

　　3.1 隐私泄露：加强数据保护

　　免疫学教学中，师生通过与大语言模型交互获取知识时，个人信息和学习数据(如注册信息、学情评估等)可能被AI系统记录并储存。当前对大语言模型的数据处理机制缺乏明确规范，这些信息面临泄露或误用风险，可能引发非法交易、心理压力等问题，对师生教学活动和个人生活产生负面影响。

　　加强隐私防护至关重要：AI大模型应制定明确的数据使用政策，明确数据收集、存储、处理和共享的目的、范围及期限，确保政策公开透明、易于理解;数据处理需严格遵守国家法律法规及学校和医疗机构内部规章，保障合法性;采用先进加密技术保护用户信息，防止数据在传输和存储中被未经授权访问。

　　3.2 资源不均：促进公平性与可及性

　　我国城乡及东西部地区教育资源分布不均现象仍较突出。尽管近年政府加大了对农村和边远地区教育信息化建设的支持力度，但这些地区学校在硬件设施和网络环境等方面仍与城市学校存在较大差距。此外，家庭经济状况也影响学生能否充分利用在线教育资源，导致部分学生无法享受大数据与AI带来的教育优势，加剧教育机会不平等。

　　为解决这一问题，应重点建设智能教育区域协调发展体系：整合国内高校现有免疫学智能教学系统资源，创建全国性在线资源共享平台;鼓励和支持多所高校联合开展免疫学智能教学系统研发与建设，确保各区域资源共享，缩小技术差距，让所有学生都能受益于AI技术。

　　3.3 数据歧视：提高透明度和可解释性

　　教育领域开发和应用以数据计算为核心的AI系统时，算法歧视和可解释性问题尤为突出。由于数据偏差、算法设计缺陷或训练数据集不均衡，AI系统可能产生不公平结果。例如，某一类学生数据量较少时，算法可能错误预测其表现;算法选择与学业表现无关或有偏见的特征，也会导致不公平结果。此外，缺乏严格伦理审查可能进一步加剧这些问题。

　　同时，许多复杂机器学习模型属于“黑箱”操作，内部机制难以理解。在高度依赖人际互动和信任的教育领域，AI系统的透明度和可解释性至关重要，不仅有助于确保算法公正性，还能建立用户信任，帮助用户依据系统推荐做出恰当决策。

　　应对措施包括：开发新算法和技术，收集多样化学生数据并定期更新以防止偏差;提高算法透明度和可解释性，使用易于理解的模型结构及可视化工具;加强用户沟通与培训，建立反馈渠道，促进信任和技术改进。

　　3.4 道德发展：加强伦理教育

　　AI与免疫学教学深度融合过程中，强化伦理教育尤为重要：

　　1. 引导学生深刻理解并践行尊重患者意愿与隐私的原则，尤其在运用AI技术处理患者数据时，严格遵循隐私保护规范。

　　2. 让学生理解伦理学在医疗决策中的作用，特别是AI辅助诊断和治疗方案选择中的伦理考量。通过真实问题案例教学，讨论医疗AI算法偏见、隐私保护漏洞或技术应用公平性等问题，引导学生分析技术风险与伦理责任，培养批判性思维和问题解决能力。

　　3. 强化人文关怀和全面发展，在教学大纲中增加医学人文、伦理和心理护理相关内容，关注学生精神世界。

　　4. 定期更新教学内容，结合最新案例和技术背景，引导学生主动反思AI在医学中的伦理风险，鼓励提出创新性解决方案，培养责任意识和人文关怀。

　　4 展望

　　长期以来，教育实践中采用的多种技术手段(包括基于AI的教育方法)，通常仅作为教与学的辅助环节，虽能带来更丰富灵活的课堂内容，但对学生学业发展的持续作用相对有限，难以发挥深层影响。生成式AI的出现催生了教育新样态，对话式AI大模型与教育的结合，为教育AI与教学活动建立了新的共鸣关系。

　　尽管AI应用伴随深度融合、角色变化和伦理等一系列新挑战，但其在免疫学教学中仍具备巨大潜力。未来，通过深入研究AI技术在教育领域的应用及潜在影响，可进一步厘清关键问题并制定合理规范与指引;同时，探索更多创新教学方法和技术手段，推动AI与免疫学教学深度融合，有望全面提升教学质量和学习效果。这不仅能为医学生提供更高效、精准的学习支持，也将为AI在医学教育中的健康可持续发展奠定坚实基础。

　　参考文献

　　[1] 刘成程, 寻萌, 韩蕾, 等. 人工智能推动医学教育改革的现状与展望[J]. 基础医学教育,2024,26(10):890-894. DOI:10.13754/j.issn2095-1450.2024.10.15.

　　[2] 刘晓莉, 高丰光, 谢婷玉, 等. 培养医学生自主学习能力和创新能力的医学免疫学线上线下混合式教学模式改革[J]. 中国免疫学杂志,2023,39(11):2402-2405. DOI:10.3969/j.issn.1000-484X.2023.11.028.

　　[3] 彭桂英, 郝钰. 在线混合式教学模式提高医学免疫学与微生物学课程学生学习效果的研究[J]. 中国免疫学杂志,2020,36(18):2303-2306. DOI:10.3969/j.issn.1000-484X.2020.18.034.

　　[4] 罗小金, 陈晓杭, 姚瑶, 等. ChatGPT在医学教学与科研中的应用及面临的挑战[J]. 齐齐哈尔医学院学报,2024,45(11):1080-1084. DOI:10.3969/j.issn.1002-1256.2024.11.016.

　　[5] 王启帆, 于钦明. 人工智能嵌入医学教育的伦理风险及其应对[J]. 卫生软科学,2024,38(7):71-74. DOI:10.3969/j.issn.1003-2800.2024.07.016.

　　[6] 江哲涵, 奉世聪, 王维民. 人工智能生成内容在医学教育中的应用、挑战与展望[J]. 中国教育信息化,2024,30(8):29-40. DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2024.08.003.

　　[7] 刁渴珂, 单岩, 黄艺嘉, 等. 人工智能在医学教育应用中的伦理学问题分析[J]. 医学教育管理,2023,9(1):122-126. DOI:10.3969/j.issn.2096-045X.2023.01.022.

　　[8] 王茹俊, 王丹. ChatGPT介入医学教育的伦理风险及应对策略[J]. 医学与哲学,2024,45(2):76-81. DOI:10.12014/j.issn.1002-0772.2024.02.16.

　　[9] 吴宝宇, 蒋丽. 基于大数据与人工智能的个性化教育模式研究[J]. 辽宁师专学报(社会科学版),2024(3):87-89. DOI:10.3969/j.issn.1008-3898.2024.03.028.

　　[10] 杜严勇. 论人工智能系统的透明性[J]. 科学学研究,2022,40(9):1537-1543. DOI:10.16192/j.cnki.1003-2053.20220113.001.

　　[11] 栗志华, 梅银珍, 王鹏. 人工智能在大学数学个性化教育中的探索[J]. 乐山师范学院学报,2024,39(8):45-54. DOI:10.16069/j.cnki.51-1610/g4.2024.08.006.

　　[12] 吴刚, 袁蕾. 教育的逻辑及人工智能的教育诱惑[J]. 北京大学教育评论,2023,21(1):1-26. DOI:10.12088/pku16719468.202301001.