摘要:隨著中國信息技術飛速的發展,云計算、AI、5G等創新技術被更多地運用到教育手段變革、教育資源共享之中。阿里云提出的“飛天加速計劃”也在后疫情時代,通過云力量幫助中國高校培養新一批創新人才。
隨著新冠疫情在全球的反復,人們對健康的重要性有了更多體會,在日常生活中也更關注疾病的預防。要想做到疾病的早發現、早診斷、早治療并不容易,鐘南山院士曾表示,關鍵是醫學體系要進行創新,尤其是交叉學科領域的創新。
在醫學上,學科交叉并不是新鮮事兒。人類需要征服多種疑難雜癥,就必須要從記錄著人類生命奧秘的海量數據中提取隱藏的關鍵信息,而這僅靠生物醫學領域的專家是無法完成的,必須引進既有醫學背景又兼通計算機科學技術的人才。但遺憾的是,同時符合這些要求的人才十分稀缺。
近年來,隨著大數據、人工智能等新一代信息技術的高速發展,醫療管理和公共衛生領域進一步因科技賦能,教育部“六卓越一拔尖”人才計劃也正式提出“新醫科”的概念。加上后疫情時代背景,關于“新醫科”建設的思考更成為現代醫學教育關注的重點。
北京中醫藥大學管理學院副教授郭鳳英從事的便是新醫科領域的教育教學工作。在她看來,培養復合型人才,彌補醫療領域巨大的人才缺口,是探索新醫科教育模式與發展面臨的首要問題。而為國家培養中醫藥信息化與醫療大數據分析的交叉復合型人才,正是郭老師教育教學的首要目標。
順應新醫科發展 建設醫學數據分析類課程
新醫科之“新”在于不以單獨一個學科為依托,而是整合了人工智能、大數據等現代化新技術手段,主要特點為學科間的交叉融合。郭鳳英2007年進入北京中醫藥大學任教,主要研究方向是中醫藥、大數據以及中藥信息化等交叉學科。
值得一提的是,郭老師自身的學習經歷并不完全涵蓋醫學學科,而是以計算機應用專業為主。要培養新醫科復合型人才,首先要讓自己成為一名復合型人才。到北京中醫藥大學任教后,郭老師通過參加學校舉辦的“西學中”中醫理論師資培訓班,系統學習了中醫專業課程體系中的全部課程,開始向交叉學科發展。
郭老師的經歷讓她親身體會到復合型人才的難能可貴,培養一個既懂大數據人工智能技術、又懂醫療衛生領域的復合型人才需要時間和資源的支持。但社會的需求是急迫的,新冠肆虐全球的當下,通過大數據、人工智能等手段輔助新冠肺炎的診斷預測已是國內新醫科專家正在做的事情。
另一方面,大數據、人工智能等新興專業近幾年才慢慢在國內各高校設立申辦,真正布局新醫科專業建設的高校更是寥寥無幾。
北京中醫藥大學的大數據管理與應用專業從2020年才開始招生。但后因新冠疫情影響,只能老師線上教學、學生居家上課,沒有線下面對面的實驗教學環境,學生家里的計算機設備、開發環境也很難達到教學的要求。
郭老師說,在當時艱難的條件下,學校恰好下發了教育部產學合作協同育人項目的介紹,也讓她注意到了阿里云“飛天加速計劃”,該計劃能夠為師生在線做實驗提供虛擬的實驗環境和豐富的實驗資源,并且對學校的支持力度也很大。
在對阿里云“飛天加速計劃”以往的校企合作案例進一步了解后,郭老師覺得阿里云正是幫助自己提升教學效果的最佳平臺,隨即展開了與阿里云的合作。郭老師使用阿里云的云平臺和數據案例資源,結合醫療領域設計了適合學生學習的學科交叉課程,讓學生學會解決醫療領域中的數據分析問題,明確自己的學習路徑。
目前,郭老師已設計上線了兩門數據分析類課程,分別是《Python語言程序設計》課程和《醫學數據分析》課程。
她介紹,《Python語言程序設計》課程偏向語法基礎,面向的學生既包括信息管理與信息系統、大數據管理與應用、公共管理、工商管理等專業,也包括中醫學、中藥學、針灸推拿學、護理等醫學專業,主要培養非計算機專業學生基本的計算思維,具備利用編程解決實際問題的基本能力。
《醫學數據分析》課程則難度較高,也更接近跨學科復合型人才培養的要求,所以面向信息管理與信息系統專業大三學生,主要是通過Python語言語法、網絡爬蟲和機器學習技術的學習,讓學生掌握醫療領域中的數據采集、數據清洗和預處理、數據分析和可視化等數據分析過程。
在郭老師的兩門課程中,最受歡迎的是實驗部分,因為案例的設計完全打破了以往偏重理論的教學局限。例如,中藥藥物劑量計量標準化的案例,就向學生們展現了大數據技術與中醫交叉的魅力。
郭老師介紹,古籍里中藥的劑量單位和劑量標準與現在完全不同,不同年代的古籍中醫處方計量單位也不盡相同,她在實驗中設計使用Python提取中藥處方中的中藥、劑量和計量單位,并將計量單位標準化,從而啟發學生對中醫藥信息標準化的思考和認識,以及利用數據分析技術研究古代經方用藥規律,推動中醫藥信息標準化建設。
借力阿里云平臺 師生鋪就學習暢通路
疫情的持續催化下,人工智能對中醫藥傳承創新的助力備受關注。如何通過挖掘中藥說明書,構建中藥合理用藥的圖譜也成為業內關心的一大問題。這恰好跟郭老師的研究方向有關。人工智能技術與中藥結合的案例更是郭老師未來教學及科研的重點。
2021年8月,郭鳳英參加了阿里云面向產學合作高校教師的阿里云天池人工智能暑期師資培訓班,在培訓班上,作為講師之一的復旦大學趙衛東老師進行了“中藥說明書實體識別”案例挑戰的培訓,這個案例利用自然語言處理技術,將中藥說明書的非結構化說明書文本信息實體識別,并進行信息抽取(如中藥名稱、藥品功效、藥物組成等),最后生成結構化數據。這次培訓啟發郭鳳英把科研中解決的問題設計成教學案例,以豐富自己的課程內容。
教學資源帶來的質的提升,最終會使學生受益。郭鳳英表示,以前,學生只能在機房或用自己的計算機做實驗,視野比較窄。但現在通過云平臺豐富的資源庫,學生能夠自主學習公開課程,利用公開數據集,參加專業相關的競賽,對學生開闊視野、創新探究都有極大幫助。
一些學生因此對醫學數據產生了更明確的興趣,他們會在自己感興趣的方向主動進行數據采集和挖掘,再根據課程學到的內容,利用算法進行分析處理,最終形成頗具研究價值的論文并發表,有學生因此保研到中國科學院情報所、中醫科學院信息所、協和醫學院醫學信息所等優秀的科研院所。
基于醫學數據分析類課程,北京中醫藥大學管理學院去年還基于阿里云天池舉辦了醫學數據分析比賽,不少保研的同學因為此次比賽獲得導師青睞。今年,北京中醫藥大學計劃繼續舉辦類似比賽,為學生訓練數據分析能力提供實踐機會。
產學合作 揭開新醫科發展新篇
近年來,教育部產學合作協同育人項目規模與質量不斷提升,實現了高校人才培養與企業發展的合作共贏,項目也逐漸成為高教領域產教融合、校企合作的代表品牌。
北京中醫藥大學此次與阿里云在醫學數據分析類課程建設上的合作,也反哺了國家新醫科教學的發展。
據了解,郭鳳英作為此次產學合作項目負責人,將課程產生的課件、實驗案例、實驗代碼、實驗作品作為素材,正與北京中醫藥大學項目組的老師們努力編寫教材,為新醫科領域相對匱乏的教材資源貢獻一份力。
在她看來,“雖然新醫科目前處于起步發展階段,但未來必將是醫學發展的主流方向,更多交叉學科和人工智能等技術融入醫療領域將成為常態。”
郭鳳英還介紹,阿里云在這次產學合作項目中不僅提供了項目支持,還邀請國內一流的人工智能領域高校老師設計全年的師資培訓計劃,每次培訓都基于天池AI實訓平臺競賽進行,并輔以最新開發的前沿案例分析講解。阿里云還配備了售后工程師團隊為老師服務,老師們無論日常上課還是指導學生作業,遇到問題隨時都可以聯系他們,“最晚上午提出的問題,下午便會解決”。這讓郭老師真切的感受到阿里云的教育情懷。
郭老師說,盡管新醫科領域目前存在很大的人才缺口,但在新醫科教育探索之路上,因為有了并肩前行的伙伴,她不再感到孤獨。
關于“飛天加速計劃”:
“飛天加速計劃”是阿里云2020年推出的項目,通過為全國高校師生、開發者提供免費ECS算力資源,以加速云計算的校園普及,助力培養數字新基建人才。“飛天加速計劃”自發布以來,已累計輸出6.4億小時免費ECS算力,2200所高校十萬余名師生因此認識了云計算,并且借助云的力量便捷地使用計算資源開發自己的應用,搭建“小而美”的云上世界,同時成就自我。
2021年,阿里云持續加碼,推出“飛天加速計劃2.0”,致力于在3年內提供價值15億元的資源扶持,助力開發者應用創新,助力開發者全生命周期成長,培育數字時代的創新人才。https://developer.aliyun.com/plan/articles
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