基礎(chǔ)教育階段使用ChatGPT技術(shù)尚需論證評估

秦建軍

北京建筑大學(xué)機器人工程系教授，中國人工智能學(xué)會高級會員。主要從事機器人學(xué)、智能設(shè)計方法、工程教育等研究。近年來在中小學(xué)人工智能教育普及方面做了大量的研究與實踐探索。

今年，ChatGPT一度引發(fā)大眾對前沿人工智能技術(shù)的熱議，教育領(lǐng)域也就此話題展開了很多討論。ChatGPT最厲害的一點是，它能通過一次或多輪對話“理解”你提出的各種問題，并且給出一個主題契合度極高的答案。近日，本刊圍繞ChatGPT給教育帶來的影響、教師應(yīng)如何看待新一輪人工智能熱點以及如何開展好人工智能基礎(chǔ)教育等話題采訪了北京建筑大學(xué)機器人工程系教授秦建軍。

記? ?者：最近ChatGPT火了，上次人工智能引發(fā)關(guān)注是2016年的阿爾法圍棋戰(zhàn)勝人類圍棋高手，您如何看待這次人工智能熱與上次的不同之處？

秦建軍：人工智能誕生之初的夢想之一是戰(zhàn)勝人類棋類高手，棋類程序設(shè)計也是人工智能領(lǐng)域的經(jīng)典話題，從最早的跳棋到國際象棋，最后是戰(zhàn)勝人類圍棋冠軍，但是這些還是解決特定領(lǐng)域的問題，或者稱之為專用人工智能。

ChatGPT的走紅讓大眾看到了通用人工智能走向應(yīng)用的前景，你可以和它聊歷史、天文、地理、編程、數(shù)學(xué)等，雖然它還會犯很多事實和細(xì)節(jié)問題的錯誤，比如弄錯著名人物的出生地、出生年代等，但是稍加引導(dǎo)，會看到它的糾錯和學(xué)習(xí)能力很強。引發(fā)熱議還有一個重要原因是它可以生成沒有的東西，比如編故事、寫論文等，也就是具備了一定的創(chuàng)造力和想象力，大家對此也是褒貶不一。

人工智能對話程序大家并不陌生，很多在線和電話客服都是機器人先和你對話，不過這類聊天程序歸類為任務(wù)型對話（Task-Orientated Dialogue），限定于某些垂直領(lǐng)域的話題。而ChatGPT則屬于開放域問答系統(tǒng)（Open-Domain Question Answering， ODQA），不限定提問的話題和內(nèi)容范圍，屬于人工智能生成內(nèi)容（AIGC）的一個研究分支，ChatGPT讓人類已經(jīng)感覺到有一點與真人對話的意思了。

記? ?者：您認(rèn)為ChatGPT會對信息科技教育甚至整個教育領(lǐng)域產(chǎn)生哪些影響？

秦建軍：上一輪人工智能熱更多的關(guān)注點是如何主動對人工智能時代人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)做出調(diào)整。具體帶來的變化是在中小學(xué)的信息科技課程設(shè)置了人工智能的相關(guān)內(nèi)容，國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確了人工智能要進(jìn)入中小學(xué)課堂。在高校新設(shè)置了很多人工智能學(xué)院及一批新專業(yè)。

以ChatGPT為代表的新一輪人工智能技術(shù)值得每一位教育者關(guān)注，要思考人工智能會對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式產(chǎn)生哪些影響，應(yīng)高度重視給教育帶來的挑戰(zhàn)和變革。一個重要的挑戰(zhàn)是人工智能可以參與到知識的創(chuàng)造和傳承，甚至?xí)绊懙健叭恕弊鳛橹R傳授者的主體地位。ChatGPT讓我們看到人工智能替代很多工作崗位的可能性在增加，未來的職場可能是人與AI競爭工作機會，這就要求我們的學(xué)校和學(xué)生做好準(zhǔn)備。

因此，當(dāng)下的教學(xué)組織方式應(yīng)該做出變革，包括教學(xué)理念、教學(xué)模式甚至教學(xué)內(nèi)容等?，F(xiàn)在的翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生和教師之間進(jìn)行，人工智能助手的參與可能會帶來較大的變化，如能協(xié)助學(xué)生自主完成有較大難度的課后學(xué)習(xí)規(guī)劃。在基礎(chǔ)教育階段就不僅僅是信息科技教師的事情了，所有學(xué)科的教師都要高度關(guān)注人工智能對本學(xué)科教與學(xué)方式的影響。以ChatGPT為代表的生成式人工智能尤其擅長處理文字信息，而基礎(chǔ)教育階段語言文字的學(xué)習(xí)又占了很大比重，應(yīng)該引起相關(guān)教師的關(guān)注。

當(dāng)然，還需要高度重視人工智能技術(shù)帶來便利的同時所引發(fā)的技術(shù)風(fēng)險和倫理問題，一方面用戶與它交互的數(shù)據(jù)會被系統(tǒng)記錄，另一方面它會思考并嘗試向你提出具體建議。因此，在基礎(chǔ)教育階段使用ChatGPT等人工智能技術(shù)尚需要做充分的研究與論證評估，注意數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)，由權(quán)威部門規(guī)定不同場景下使用相關(guān)技術(shù)的具體要求。

記? ?者：信息科技教師以及其他學(xué)科教師應(yīng)該做好哪些準(zhǔn)備？

秦建軍：首先每位教育工作者都要思考如何與人工智能進(jìn)行合作。雖然ChatGPT引發(fā)的倫理問題已經(jīng)引起國際教育界對其態(tài)度褒貶不一，甚至出現(xiàn)了截然相反的觀點，比如美國紐約教育部門禁止紐約市公立學(xué)校使用ChatGPT，香港大學(xué)禁止在所有課堂、作業(yè)和評估中使用ChatGPT等AI工具，而香港科技大學(xué)發(fā)布公告允許學(xué)生可以有限度地使用ChatGPT。OpenAI也推出了檢測平臺，用來驗證有關(guān)內(nèi)容是否由人工智能創(chuàng)作，但是可信度尚未得到大量驗證。當(dāng)然，除了作弊或者剽竊問題之外，還有AI是否約束了學(xué)生的想象力、算法偏見甚至誤導(dǎo)學(xué)生等問題。

圍繞這些話題的討論和爭議還在持續(xù)，但是教師要認(rèn)識到以ChatGPT為代表的生成式人工智能和其他人工智能技術(shù)的不同。2022年11月，教育部發(fā)布了《教師數(shù)字素養(yǎng)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對所有教師提出了數(shù)字化意識、數(shù)字技術(shù)知識與技能、數(shù)字化應(yīng)用、數(shù)字社會責(zé)任、專業(yè)發(fā)展等五個方面的要求，人工智能也是教師數(shù)字素養(yǎng)中的重要內(nèi)容。我們現(xiàn)階段評價教師的數(shù)字化能力可能側(cè)重于軟件工具和信息系統(tǒng)的使用，ChatGPT引發(fā)的通用人工智能話題則將教師推向了與人工智能進(jìn)行合作甚至共同創(chuàng)作的時代。

還有一個話題是教師是否應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生合理使用這些人工智能技術(shù)。我認(rèn)為ChatGPT作為新興技術(shù)引入教學(xué)中除了保持關(guān)注和警惕外，還應(yīng)該就此類人工智能對教與學(xué)的影響開展廣泛討論。所有學(xué)科的教師都應(yīng)該關(guān)注這一技術(shù)對教育產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。先說信息科技學(xué)科，2022年4月，我國頒布的《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》明確把人工智能作為六條主線之一，從小學(xué)開始就有相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而初中則單獨設(shè)置人工智能與智慧社會課程。因此，信息科技教師對相關(guān)原理和知識的了解已有一定基礎(chǔ)。而非信息科技學(xué)科教師受限于專業(yè)和工作職責(zé)范圍，可由學(xué)?；蛑鞴懿块T組織專題培訓(xùn)，通過研討、交流等方式，加深對人工智能等前沿技術(shù)發(fā)展趨勢的了解。在教學(xué)層面則應(yīng)組織跨學(xué)科教研團(tuán)隊，爭取各科教師的廣泛參與，迎接人工智能前沿技術(shù)所帶來的教學(xué)變革。

記? ?者：ChatGPT的出現(xiàn)，給中小學(xué)信息科技教學(xué)帶來了哪些新的挑戰(zhàn)？

秦建軍：信息科技課以前叫信息技術(shù)課，雖然只有一字之差，但在教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法、評價等方面都有較大區(qū)別。信息科技課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)，包括信息意識、計算思維、數(shù)字化實踐與創(chuàng)新和數(shù)字社會責(zé)任等。其內(nèi)容除原有的軟件工具學(xué)習(xí)和操作能力訓(xùn)練外，進(jìn)一步上升到培養(yǎng)學(xué)生的高階科學(xué)思維能力，也就是說信息科技課承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識、啟發(fā)科學(xué)思維、激發(fā)科學(xué)精神的重要使命。以前我們說起科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)會想起自然、物理、化學(xué)等學(xué)科，而當(dāng)下我們應(yīng)該意識到青少年一代與信息技術(shù)、數(shù)碼設(shè)備和數(shù)字世界接觸的時間更長，通過信息科技相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)是客觀規(guī)律使然。

具體到中小學(xué)人工智能教育，要培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，除了計算思維外，還包括人機合作思維、工程思維、創(chuàng)造性思維、批判性思維、系統(tǒng)思維等。當(dāng)然這些思維能力的達(dá)成和素養(yǎng)的養(yǎng)成不僅需要課堂內(nèi)高質(zhì)量的信息科技課程，還需要給青少年提供更多了解信息技術(shù)原理知識的機會，如閱讀、科普展覽講座等，廣泛激發(fā)孩子們對前沿科技的興趣。

記? ?者：作為AI行業(yè)新寵的ChatGPT，讓人工智能迎來了革命性轉(zhuǎn)折點。您也提到人工智能基礎(chǔ)教育要重視高階思維能力的培養(yǎng)，請談?wù)剬θ斯ぶ悄芑A(chǔ)教育的認(rèn)識。

秦建軍：第一，要讓青少年一代對人工智能有基本的認(rèn)知和了解。人工智能技術(shù)在生活中隨處可見，孩子們幾乎天天和它打交道，如智能手機、智能手表、人臉識別、地圖導(dǎo)航等。青少年是最有好奇心的階段，中小學(xué)的信息科技課堂應(yīng)該成為孩子們學(xué)習(xí)了解相關(guān)內(nèi)容的主要途徑。

第二，學(xué)習(xí)人工智能也是發(fā)展人類智能。早在20世紀(jì)70～80年代，一些人工智能研究學(xué)者曾做過利用人工智能學(xué)習(xí)發(fā)展兒童智力的實驗，不過當(dāng)時的人工智能遠(yuǎn)不成熟，相關(guān)工具等對兒童也不友好。而在人工智能技術(shù)觸手可及的當(dāng)下，各種軟件工具、APP甚至在線活動資源等已經(jīng)很豐富，比如拍照識花、機器寫詩、AI繪畫等，足以支持教師設(shè)計出多樣化的教學(xué)內(nèi)容活動。因此，評判人的智能已經(jīng)不限于學(xué)習(xí)知識、溝通、團(tuán)隊協(xié)作能力等，更要關(guān)注由于人工智能的參與會賦予人類智能哪些新的內(nèi)涵，比如能否啟發(fā)人工智能做更有價值的答案輸出甚至直接解決實際問題。

第三，要通過普及人工智能教育來緩解數(shù)字鴻溝。在實踐落地過程中也出現(xiàn)了師資條件好的學(xué)校和地區(qū)的孩子接觸人工智能教育的機會更多，這無疑會加深孩子之間的數(shù)字鴻溝。因此，我們倡議應(yīng)該通過恰當(dāng)?shù)姆绞狡占叭斯ぶ悄艿幕驹砗椭R，數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)在科學(xué)教育體系中具有不可替代性。

第四，需要注意根據(jù)受眾對象選擇、設(shè)計合理的教學(xué)內(nèi)容。不能把專業(yè)人工智能知識簡單下放到中小學(xué)進(jìn)行講解，這樣不僅增加了教與學(xué)負(fù)擔(dān)，而且教學(xué)效果可能會適得其反。應(yīng)該根據(jù)中小學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、興趣點以及學(xué)科知識遞進(jìn)關(guān)系研制面向中小學(xué)的教學(xué)與科普書籍。

記? ?者：以ChatGPT為代表的生成式人工智能技術(shù)的崛起不可逆，大家對新技術(shù)帶來的新教育教學(xué)格局充滿期待。您在中小學(xué)人工智能教學(xué)一線做了不少工作，能否結(jié)合近年來您的實踐談?wù)勅斯ぶ悄芑A(chǔ)教育方面好的經(jīng)驗與做法。

秦建軍：第一，普及性的人工智能基礎(chǔ)教育是一項開創(chuàng)性的工作。2017年以前，普及人工智能基礎(chǔ)教育在國際上沒有現(xiàn)成的模板可以學(xué)習(xí)借鑒，我們必須探索符合我國國情實際和地區(qū)特點的人工智能基礎(chǔ)教育之路。這些年，我們調(diào)研了歐美和日韓等代表性國家或地區(qū)中小學(xué)人工智能教育的做法，它們都在上一輪人工智能熱后有所行動，但是總體覆蓋群體面不大。據(jù)聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的調(diào)研報告，我國是全球少數(shù)開設(shè)政府認(rèn)可的從小學(xué)到高中階段的人工智能課程的國家和地區(qū)之一，應(yīng)該說我們在人工智能基礎(chǔ)教育方面下了一步先手棋。

第二，調(diào)動最廣大教師參與人工智能教育的積極性。2018年以來，我們帶領(lǐng)的三十多位高校專業(yè)教師和北京市東城區(qū)中小學(xué)信息科技教師共同組成的人工智能基礎(chǔ)教育協(xié)作組，實現(xiàn)了中小學(xué)人工智能課堂教育的從0到1，受益面也從最初的6所試點校覆蓋到全區(qū)多數(shù)學(xué)校教師，四年多來已經(jīng)打磨出上百節(jié)不同類型的人工智能課。

第三，探索因地制宜的人工智能普及教育模式。開展人工智能教育之初雖然很多教師對人工智能有些接觸和了解，但是要真正給孩子講授人工智能還存在內(nèi)容設(shè)計難度大、知識點把握不準(zhǔn)等問題，經(jīng)過高校教師和中小學(xué)信息科技教師的交流討論，提出了中小學(xué)人工智能教育的協(xié)作模式，就是高校、教研員、中小學(xué)教師和企業(yè)技術(shù)人員聯(lián)手設(shè)計開發(fā)相關(guān)教學(xué)資源。

總之，ChatGPT開啟了人們利用人工智能技術(shù)的新時代，當(dāng)前人工智能作為一門技術(shù)學(xué)科還在不斷發(fā)展和完善中，未來還會出現(xiàn)更多技術(shù)熱點，年輕一代需要更加公平優(yōu)質(zhì)的人工智能教育來提升適應(yīng)數(shù)字社會的從容感、幸福感、危機感與使命感。

編? ?輯：仲玉維