摘要:随着中国信息技术飞速的发展,云计算、AI、5G等创新技术被更多地运用到教育手段变革、教育资源共享之中。阿里云提出的“飞天加速计划”也在后疫情时代,通过云力量帮助中国高校培养新一批创新人才。
随着新冠疫情在全球的反复,人们对健康的重要性有了更多体会,在日常生活中也更关注疾病的预防。要想做到疾病的早发现、早诊断、早治疗并不容易,钟南山院士曾表示,关键是医学体系要进行创新,尤其是交叉学科领域的创新。
在医学上,学科交叉并不是新鲜事儿。人类需要征服多种疑难杂症,就必须要从记录着人类生命奥秘的海量数据中提取隐藏的关键信息,而这仅靠生物医学领域的专家是无法完成的,必须引进既有医学背景又兼通计算机科学技术的人才。但遗憾的是,同时符合这些要求的人才十分稀缺。
近年来,随着大数据、人工智能等新一代信息技术的高速发展,医疗管理和公共卫生领域进一步因科技赋能,教育部“六卓越一拔尖”人才计划也正式提出“新医科”的概念。加上后疫情时代背景,关于“新医科”建设的思考更成为现代医学教育关注的重点。
北京中医药大学管理学院副教授郭凤英从事的便是新医科领域的教育教学工作。在她看来,培养复合型人才,弥补医疗领域巨大的人才缺口,是探索新医科教育模式与发展面临的首要问题。而为国家培养中医药信息化与医疗大数据分析的交叉复合型人才,正是郭老师教育教学的首要目标。
顺应新医科发展 建设医学数据分析类课程
新医科之“新”在于不以单独一个学科为依托,而是整合了人工智能、大数据等现代化新技术手段,主要特点为学科间的交叉融合。郭凤英2007年进入北京中医药大学任教,主要研究方向是中医药、大数据以及中药信息化等交叉学科。
值得一提的是,郭老师自身的学习经历并不完全涵盖医学学科,而是以计算机应用专业为主。要培养新医科复合型人才,首先要让自己成为一名复合型人才。到北京中医药大学任教后,郭老师通过参加学校举办的“西学中”中医理论师资培训班,系统学习了中医专业课程体系中的全部课程,开始向交叉学科发展。
郭老师的经历让她亲身体会到复合型人才的难能可贵,培养一个既懂大数据人工智能技术、又懂医疗卫生领域的复合型人才需要时间和资源的支持。但社会的需求是急迫的,新冠肆虐全球的当下,通过大数据、人工智能等手段辅助新冠肺炎的诊断预测已是国内新医科专家正在做的事情。
另一方面,大数据、人工智能等新兴专业近几年才慢慢在国内各高校设立申办,真正布局新医科专业建设的高校更是寥寥无几。
北京中医药大学的大数据管理与应用专业从2020年才开始招生。但后因新冠疫情影响,只能老师线上教学、学生居家上课,没有线下面对面的实验教学环境,学生家里的计算机设备、开发环境也很难达到教学的要求。
郭老师说,在当时艰难的条件下,学校恰好下发了教育部产学合作协同育人项目的介绍,也让她注意到了阿里云“飞天加速计划”,该计划能够为师生在线做实验提供虚拟的实验环境和丰富的实验资源,并且对学校的支持力度也很大。
在对阿里云“飞天加速计划”以往的校企合作案例进一步了解后,郭老师觉得阿里云正是帮助自己提升教学效果的最佳平台,随即展开了与阿里云的合作。郭老师使用阿里云的云平台和数据案例资源,结合医疗领域设计了适合学生学习的学科交叉课程,让学生学会解决医疗领域中的数据分析问题,明确自己的学习路径。
目前,郭老师已设计上线了两门数据分析类课程,分别是《Python语言程序设计》课程和《医学数据分析》课程。
她介绍,《Python语言程序设计》课程偏向语法基础,面向的学生既包括信息管理与信息系统、大数据管理与应用、公共管理、工商管理等专业,也包括中医学、中药学、针灸推拿学、护理等医学专业,主要培养非计算机专业学生基本的计算思维,具备利用编程解决实际问题的基本能力。
《医学数据分析》课程则难度较高,也更接近跨学科复合型人才培养的要求,所以面向信息管理与信息系统专业大三学生,主要是通过Python语言语法、网络爬虫和机器学习技术的学习,让学生掌握医疗领域中的数据采集、数据清洗和预处理、数据分析和可视化等数据分析过程。
在郭老师的两门课程中,最受欢迎的是实验部分,因为案例的设计完全打破了以往偏重理论的教学局限。例如,中药药物剂量计量标准化的案例,就向学生们展现了大数据技术与中医交叉的魅力。
郭老师介绍,古籍里中药的剂量单位和剂量标准与现在完全不同,不同年代的古籍中医处方计量单位也不尽相同,她在实验中设计使用Python提取中药处方中的中药、剂量和计量单位,并将计量单位标准化,从而启发学生对中医药信息标准化的思考和认识,以及利用数据分析技术研究古代经方用药规律,推动中医药信息标准化建设。
借力阿里云平台 师生铺就学习畅通路
疫情的持续催化下,人工智能对中医药传承创新的助力备受关注。如何通过挖掘中药说明书,构建中药合理用药的图谱也成为业内关心的一大问题。这恰好跟郭老师的研究方向有关。人工智能技术与中药结合的案例更是郭老师未来教学及科研的重点。
2021年8月,郭凤英参加了阿里云面向产学合作高校教师的阿里云天池人工智能暑期师资培训班,在培训班上,作为讲师之一的复旦大学赵卫东老师进行了“中药说明书实体识别”案例挑战的培训,这个案例利用自然语言处理技术,将中药说明书的非结构化说明书文本信息实体识别,并进行信息抽取(如中药名称、药品功效、药物组成等),最后生成结构化数据。这次培训启发郭凤英把科研中解决的问题设计成教学案例,以丰富自己的课程内容。
教学资源带来的质的提升,最终会使学生受益。郭凤英表示,以前,学生只能在机房或用自己的计算机做实验,视野比较窄。但现在通过云平台丰富的资源库,学生能够自主学习公开课程,利用公开数据集,参加专业相关的竞赛,对学生开阔视野、创新探究都有极大帮助。
一些学生因此对医学数据产生了更明确的兴趣,他们会在自己感兴趣的方向主动进行数据采集和挖掘,再根据课程学到的内容,利用算法进行分析处理,最终形成颇具研究价值的论文并发表,有学生因此保研到中国科学院情报所、中医科学院信息所、协和医学院医学信息所等优秀的科研院所。
基于医学数据分析类课程,北京中医药大学管理学院去年还基于阿里云天池举办了医学数据分析比赛,不少保研的同学因为此次比赛获得导师青睐。今年,北京中医药大学计划继续举办类似比赛,为学生训练数据分析能力提供实践机会。
产学合作 揭开新医科发展新篇
近年来,教育部产学合作协同育人项目规模与质量不断提升,实现了高校人才培养与企业发展的合作共赢,项目也逐渐成为高教领域产教融合、校企合作的代表品牌。
北京中医药大学此次与阿里云在医学数据分析类课程建设上的合作,也反哺了国家新医科教学的发展。
据了解,郭凤英作为此次产学合作项目负责人,将课程产生的课件、实验案例、实验代码、实验作品作为素材,正与北京中医药大学项目组的老师们努力编写教材,为新医科领域相对匮乏的教材资源贡献一份力。
在她看来,“虽然新医科目前处于起步发展阶段,但未来必将是医学发展的主流方向,更多交叉学科和人工智能等技术融入医疗领域将成为常态。”
郭凤英还介绍,阿里云在这次产学合作项目中不仅提供了项目支持,还邀请国内一流的人工智能领域高校老师设计全年的师资培训计划,每次培训都基于天池AI实训平台竞赛进行,并辅以最新开发的前沿案例分析讲解。阿里云还配备了售后工程师团队为老师服务,老师们无论日常上课还是指导学生作业,遇到问题随时都可以联系他们,“最晚上午提出的问题,下午便会解决”。这让郭老师真切的感受到阿里云的教育情怀。
郭老师说,尽管新医科领域目前存在很大的人才缺口,但在新医科教育探索之路上,因为有了并肩前行的伙伴,她不再感到孤独。
关于“飞天加速计划”:
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2021年,阿里云持续加码,推出“飞天加速计划2.0”,致力于在3年内提供价值15亿元的资源扶持,助力开发者应用创新,助力开发者全生命周期成长,培育数字时代的创新人才。https://developer.aliyun.com/plan/articles
