ChatGPT在醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

單 琳,王文娟,劉舒萌

(首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系, 北京 100069)

于2022年11月底問世的ChatGPT(Chat generative pre-trained transformer),是一款基于自然語言處理技術(shù)的大型語言模型,通過對海量文本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,能夠生成人類可讀的高質(zhì)量文本,模擬人類的語言交流的機器人工具[1]。在日常教學(xué)過程中,無論是在課程設(shè)計、協(xié)助備課,還是教學(xué)資源整合上,ChatGPT都是一款很有借鑒意義的輔助工具;它也給學(xué)生的日常理解和個性化學(xué)習(xí)過程帶來了全新的學(xué)習(xí)體驗。ChatGPT雖然在為教師和學(xué)生帶來的新的教學(xué)體驗和學(xué)習(xí)方式中體現(xiàn)出絕對優(yōu)勢,但其潛在的負面影響也讓我們?nèi)缗R大敵[2]。例如,一些學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中對于ChatGPT的過度依賴,導(dǎo)致完全借助于其完成課后作業(yè)或問題討論,最終不再思考或深入探究問題。這就起到了負面的作用和影響。

1 背景

1.1 ChatGPT在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢

教師的職責(zé)是傳道授業(yè)解惑,教育的本質(zhì)是激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力、學(xué)習(xí)能力以及團隊協(xié)作能力。在教學(xué)設(shè)計中,教師將自己的實際想法與ChatGPT的課程構(gòu)思結(jié)合起來,搭配項目合作、小組討論等模式,鼓勵學(xué)生對知識進行自我理解和消化,進而在不斷探索中,激發(fā)自身的學(xué)習(xí)興趣,生成高質(zhì)量的教育內(nèi)容;同時也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性,感受學(xué)習(xí)的樂趣和魅力;另一方面,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)給予學(xué)生較多的限制,一些問題的答疑解惑需要等待教師的指導(dǎo)和幫助,這就要受限于課程安排和授課時間等因素。而ChatGPT可以隨時、自由地選擇話題與其進行對話從而便于提高他們的學(xué)習(xí)效率,更好地滿足個性化學(xué)習(xí)需求。此外,教材的編輯和出版需要一定的時間,尤其是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué),學(xué)科研究技術(shù)飛速發(fā)展。以高通量測序為例,對標本測序的分析手段已然從二代全面測序飛速進展到三代單細胞組學(xué),這致使學(xué)生可能無法通過書本及時了解科研前沿信息,導(dǎo)致信息滯后,不能與時俱進。而ChatGPT可以有效幫助解決這一問題。總之,ChatGPT在教學(xué)中的使用,是時代信息化、科技化帶來的結(jié)果。對于人工智能的合理運用將是實現(xiàn)教育時代化、信息化、數(shù)字化強有力的助推劑。

1.2 ChatGPT在教學(xué)應(yīng)用中的弊端和挑戰(zhàn)

當(dāng)下是信息爆炸的時代,人工智能若使用不當(dāng),必然引起反噬。如果教師過度依賴ChatGPT的使用,在課堂上的引導(dǎo)和主導(dǎo)作用被弱化,教育事業(yè)將無法依靠人類進一步發(fā)展和實現(xiàn)改革創(chuàng)新。如果學(xué)生過度依賴ChatGPT,習(xí)慣于直接利用ChatGPT給出的答案,那么無論是他們的動手能力,還是思考能力、創(chuàng)新能力都將變?nèi)?認知水平和創(chuàng)造力無法提高,尤其是對于需要到一線工作的醫(yī)學(xué)生,他們的未來該將何去何從?此外,ChatGPT缺少情感認知和道德考量。ChatGPT雖然可以提高我們獲取信息的速度和效率,但卻無法替代人與人之間的交流、溝通以及團隊協(xié)作能力。ChatGPT只能按照使用者的語言表述進行信息加工,了解使用者語言的表面含義,因此可能生成不合理且存在偏差的回答。在現(xiàn)實生活中,當(dāng)學(xué)生在面對各種挑戰(zhàn)和壓力時需要有抗擊打能力和判斷力時,ChatGPT不再能提供足夠的心理支持和情感慰藉。因此,充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)性,將ChatGPT與人類智慧相結(jié)合,平衡教師-學(xué)生-ChatGPT之間的關(guān)系,是我們在教育教學(xué)過程中需要探討和解決的問題。

2 研究對象和結(jié)果

我們選取2021級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)班學(xué)生作為研究對象,開展隨機問卷調(diào)查,探究學(xué)生對ChatGPT的熟悉程度、使用程度、使用方面及使用感想。

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果:22.86%的學(xué)生對ChatGPT非常熟悉;74.29%的學(xué)生聽說過或接觸過ChatGPT,另外有2.85%的學(xué)生從未聽過ChatGPT。這一結(jié)果反映出ChatGPT等人工智能已經(jīng)滲入大學(xué)校園,且有接近1/4的學(xué)生展現(xiàn)出濃厚的興趣。通過對ChatGPT的使用頻率進行調(diào)查,結(jié)果顯示,11.43%的學(xué)生對其使用頻率非常高;37.14%的學(xué)生對ChatGPT的使用頻率處于中等水平,另有超過一半的學(xué)生在日常生活學(xué)習(xí)中并不使用ChatGPT。該結(jié)果表明,約有一半的學(xué)生成為ChatGPT產(chǎn)品的參與者,這可能與其本身所提供的個性化的回應(yīng)和適應(yīng)性的學(xué)習(xí)反饋,從而提高學(xué)生的參與度和積極性有關(guān)。ChatGPT以其1對1和自然化語言處理的溝通方式獲得了使用者的高度評價。我們在對學(xué)生使用ChatGPT后是否對學(xué)習(xí)有幫助進行了調(diào)查。結(jié)果顯示:82.86%的學(xué)生認為ChatGPT有助于提高他們的學(xué)習(xí)效率以及對知識的攝取程度,其中14.29%的學(xué)生認為非常有幫助并給予了高度肯定;另有17.14%的學(xué)生則持相反觀點,他們認為ChatGPT對其生活和學(xué)習(xí)并沒有幫助。

基于ChatGPT所涉獵的廣泛內(nèi)容,我們調(diào)查了醫(yī)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中對ChatGPT的使用方面。結(jié)果顯示,多數(shù)學(xué)生在文獻翻譯、知識問答、思路拓展等方面會借助ChatGPT;但令人擔(dān)憂的是,約30%的學(xué)生會用ChatGPT進行論文撰寫及完成作業(yè)等情況。這一結(jié)果提示,ChatGPT在為生活、學(xué)習(xí)提供便利的同時,也可能會影響到學(xué)生創(chuàng)造性思維、發(fā)散性思維能力的培養(yǎng),我們應(yīng)在借助ChatGPT幫助學(xué)生理解知識、擴大知識視野的前提下,提高自己的動手能力、思考能力和解決實際問題的能力。

學(xué)生對知識點疑問的提出往往是在課后復(fù)習(xí)的時候,ChatGPT的知識共享不局限于時間、地點和命題。因此,我們對學(xué)生在ChatGPT是否可以幫助他們答疑解惑方面進行了統(tǒng)計。結(jié)果顯示,68.57%的學(xué)生持一致的看法,尤其是對于醫(yī)學(xué)生,分子生物學(xué)中的概念是相對抽象的,只是根據(jù)課堂上教師的講解,并不能讓學(xué)生有一個精確到位的理解。通過ChatGPT相對語言化的解釋,有些知識點或定義就變得相對輕松易懂,這不僅提高了學(xué)生在課后復(fù)習(xí)的效率,還能增加他們對知識點的理解和把握。

我們在對學(xué)生群體進行了他們對使用ChatGPT利弊的看法調(diào)查。結(jié)果顯示,71.43%的學(xué)生認為ChatGPT的利大于弊,8.57%的學(xué)生持相反態(tài)度,還有20%的學(xué)生認為ChatGPT的利弊無法判斷。

隨后,我們對該班學(xué)生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)學(xué)科的期末考試進行了分析追蹤。結(jié)果顯示,75%頻繁使用ChatGPT學(xué)生的期末考試成績大于80分;使用頻率一般的學(xué)生中,大于80分學(xué)生的比例為30.77%;而未使用ChatGPT學(xué)生的期末考試成績中,僅有17%的學(xué)生高于80分。這一結(jié)果提示我們,對于本次的調(diào)查對象群體而言,熟悉并經(jīng)常使用ChatGPT的學(xué)生期末考試成績優(yōu)異,當(dāng)然這也與他們本身的學(xué)習(xí)能力和保持對新鮮事物的好奇感有關(guān)。

3 討論

分子生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)科,研究對象是微觀的、抽象的[3,4]。根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗來看,針對大學(xué)二年級各個專業(yè)醫(yī)學(xué)新生來說,用傳統(tǒng)方法進行學(xué)習(xí)毫無疑問有一定困難。對于教師而言,雖然在教學(xué)工作的同時,自身亦處于科研一線,對分子生物學(xué)國內(nèi)、國際等前沿進展有充足的了解和把握,但限于各個學(xué)生對學(xué)科基本知識掌握的情況、學(xué)習(xí)背景和學(xué)習(xí)能力水平參差,授課過程中仍要堅持以教學(xué)大綱為指導(dǎo),加之各個章節(jié)課時數(shù)量的限制等,很難在課堂實現(xiàn)對前沿進展的充分擴展。而ChatGPT的發(fā)明和興起為解決這一教學(xué)難題提供了很好的解決手段,尤其是針對各個學(xué)生不同的狀態(tài)。因此,合理、充分地應(yīng)用ChatGPT可以更精準地滿足每個人的學(xué)習(xí)要求。

相較之前的在線學(xué)習(xí)資源,由于ChatGPT可以直接進行1對1對話,學(xué)生可以更有針對性了解自己感興趣的相關(guān)知識點、背景或知識盲點,從而更加有效地開展自主學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)興趣、滿足學(xué)習(xí)需求,最終提高學(xué)習(xí)動力和效果[5]。現(xiàn)代教育更主張激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性思維。從這個角度出發(fā),ChatGPT機器人相較于其他人工智能軟件,確實可以更好地為我們服務(wù),讓醫(yī)學(xué)生從學(xué)生時代就走在世界科技、醫(yī)療的前端。

然而智能軟件是把雙刃劍,ChatGPT在為醫(yī)學(xué)生提供便利、提高學(xué)習(xí)效率的同時,也可能引發(fā)一些與教育本質(zhì)相違背的現(xiàn)象或影響。根據(jù)我們的問卷調(diào)查結(jié)果,比例雖不高,但卻存在直接用ChatGPT完成作業(yè)、撰寫論文現(xiàn)象。這值得引起教育工作者的注意。長此以往,不僅學(xué)生的學(xué)習(xí)能力會下降,主觀能動性和創(chuàng)新性也得不到拓展,同時還會產(chǎn)生大量的欺詐、作弊、抄襲等惡劣行徑,將給教育系統(tǒng)乃至祖國教育事業(yè)的未來發(fā)展和偉大復(fù)興帶來了巨大的安全隱患[6]。因此,教師必須正確引導(dǎo)學(xué)生接觸新工具,批評、審視并駕馭它們,要讓他們堅持以自我學(xué)習(xí)、思考為主,堅信機器人再智能,也是科學(xué)的產(chǎn)物,不應(yīng)該也不可能完全替代人類主體[7]。尤其是醫(yī)學(xué)生,要樹立對職業(yè)的崇尚和敬畏,清晰明確醫(yī)學(xué)職業(yè)在社會中的定位,肩負著救死扶傷的神圣使命,必須盡快掌握自我認知、道德意識、批判性思維、創(chuàng)造性解決問題的能力等。ChatGPT的不當(dāng)使用也可能會有一系列潛在的風(fēng)險因素和問題,尚需要探討[8],包括可能會帶來學(xué)術(shù)不端、與現(xiàn)有的教育體系和規(guī)則形成沖擊等。如何解決這些問題,讓ChatGPT更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、教師授課的效率,更好地服務(wù)于教育工作,教師應(yīng)著手于整體規(guī)劃,實施于因地制宜,并注意揚長避短,將對提高我校教育水平、乃至實現(xiàn)教育改革的騰飛具有深遠的意義。

面對AI的挑戰(zhàn),我們不用過度擔(dān)憂或抵制,積極尋找機遇,通過優(yōu)化相處模式,提高學(xué)生的主觀能動性、創(chuàng)造性、適應(yīng)性,解決問題的能力和團隊協(xié)作能力,以適應(yīng)未來的社會和工作環(huán)境。每個人都將成為終身學(xué)習(xí)者。目前,AI在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,還處于探索階段,ChatGPT的發(fā)展前景并不能以其卓越的技術(shù)功能而動搖或改變?nèi)祟愂墙逃闹鲗?dǎo)者這一本質(zhì),其發(fā)展取決于社會的選擇以及對其功能、價值、風(fēng)險的評估。因此,我們應(yīng)該給予ChatGPT客觀的定位和評價。如何合理、有效地應(yīng)用ChatGPT,仍是值得我們持續(xù)關(guān)注的問題。后期我們?nèi)詴掷m(xù)追蹤經(jīng)常使用ChatGPT學(xué)生的主觀能動性、創(chuàng)造性、適應(yīng)性、解決問題的能力和團隊協(xié)作能力。