ChatGPT類產品助益高校在線教學的耦合設計與應用展望

吳佳露　荊洲

關鍵詞：人工智能；在線教學；高校教學；內容生成式平臺；算法思維

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）21-0021-03

2022年底，美國人工智能研究實驗室OpenAI發(fā)布了生成式的交互工具ChatGPT[1]。由于ChatGPT不僅可以對用戶的問題與任務作出適應性回應，而且能持續(xù)對該任務予以流程優(yōu)化與思維發(fā)散，因而在全球范圍內引起了廣泛討論，激發(fā)了從業(yè)者的研究熱情。百度在文心大模型基礎上計劃于2023年推出生成式對話產品文心一言（ERNIE Bot） ，360公司亦計劃推出類ChatGPT的Demo產品，不難預見，在算法思維上建立的內容生成式AI產品（AIGC Products） 在未來幾年將如雨后春筍[2]。然而，在生成式AI領域相關職業(yè)者歡欣鼓舞之時，教育工作者應懷有技術理性與人文理性的克制，對于其與教學的嵌套保持謹慎態(tài)度，對依憑該產品引導學生學業(yè)進程的利弊審慎研判。本研究在闡述ChatGPT類產品概念與特點的基礎上，設計了其與高校在線教學的耦合形態(tài)，分析基于AI的生成式交互工具助力現(xiàn)代化、高質量的教育改革行穩(wěn)致遠的發(fā)展路向。

1 核心概念界定

1.1 ChatGPT 類產品

ChatGPT作為生成式交互工具的典型代表，其技術的成熟過程經歷了三個階段，依次是關鍵詞判定、邏輯性分析與適應性生成階段[3]。第一階段要完成對自然語言的編碼，既要求開發(fā)者對于話語語義與類別具有充分認知，也需要開發(fā)者尋找到最適宜的模型與數據邏輯進行適配。第二階段要完成對數據編碼的科學組合。機器在模仿人類語言的前提是已知人類語言的生成邏輯，然而，人類的言語生成是以內在思維邏輯與成長經驗為基礎而非數學模型，所以，研究者建立了廣闊的語料庫并組建了自適應產生式系統(tǒng)，賡續(xù)優(yōu)化語義定義性規(guī)則與語義生成性規(guī)則[4]。第三階段是完善對自然語言的模仿。借助語義定義性與生成性規(guī)則系統(tǒng)形成了對于文本的深層理解，進而對已有的海量信息進行了篩選與重組生成了初步文本，在數據的編碼、歸納、組合與提取之后是解碼的過程，ChatGPT類產品依循多形式的預訓練語言模型進行了大量的表達訓練，最終達到了當下較高的對話質量[5]。

綜上所述，生成式交互工具（ChatGPT類產品）是基于語言生成模型 （Language Generation Model） 建構的智慧服務平臺，具有實時性、精準性、集成性、類人化等特點，為使用者提供不限類別的問題解答、定時處理任務、撰寫多情境文稿、開展數據分析、文章或作品設計轉譯以及情感陪伴等綜合服務。由此推想，此類平臺可以滿足高校教學中多情境、多形態(tài)、重應用、重產出的學生培養(yǎng)訴求，兩者的耦合具有充分的邏輯基礎。

1.2 高校在線教學

傳統(tǒng)的高校在線教學曾局限于教師借助遠程端口開設直播課的形態(tài)，然而，在高等教育數字化轉型浪潮中，全覆蓋、高性能、智慧化的新基建的漸次普及為高校在線教學賦予了新的內涵，其現(xiàn)實表征愈發(fā)接近理學家朱熹的理想學習狀態(tài)——“無一事而不學，無一時而不學，無一處而不學[6]?！备鶕绹鴮W者馬克·威士（Mark·Weiser） 提出的將計算器嵌入生活的“在線計算”的概念，可概述出在線學習的“5A”內涵：每個人（Anyone） 都可以借助任何網絡技術手段（Any onlinedevice） 不受時間（Anytime） 與地點（Anywhere） 所影響地獲取目標信息（Any contents） 的學習形態(tài)[7]。根據對已有文獻的梳理，高校在線教學可定義為，高校依憑基于普適計算技術創(chuàng)設的學習空間以直播課程或錄播在線資源的形式為學生傳道授業(yè)解惑的教學形態(tài)，具有資源呈現(xiàn)即時性、人人/人機之間交互緊密性、知識供給高質量與高效性、學習體驗更加無縫化與真實化等特征。

相較于國外研究側重個性化與應用性，國內研究的在線學習實踐應用進程還比較緩慢，在發(fā)展中存在重視物化內容、輕視人際連接、重視單向傳輸、輕視共建共享等問題[8]。對于以“數字土著”為主的高校大學生群體，學習變得多樣化、碎片化與趣味化后“有意義學習”的占比情況亟須引起更廣泛的關注。由于ChatGPT類產品具有促進跨場景的自主學習、助推終身學習機制形成、輔助教師教學降負增質等優(yōu)勢，將其用于高校在線課堂是應有之義。

2 ChatGPT類產品助益高校在線教學的耦合設計

2.1 理論基礎

本研究中，ChatGPT類產品助益高校在線教學，主要依據兩個理念，一是自組織學習理論，二是深度學習理論。關于前者，國內王洪錄教授較早作出了概念闡述：自助者學習是學習者在一定的外界條件輔助下依憑復雜心理機制與思考能力對新知加以處理，形成知識的認知圖示并建立新的認知平衡，該理論強調學習者系統(tǒng)的自組織特性與自我成長完善的特征[9]。關于后者，深度學習這是一種依據理解核心學科知識與理解學習的過程，從而把握學科本質內涵并形成內在動機，最終培育批判與創(chuàng)造性思維、養(yǎng)成積極且正確的價值觀的學習范式[10]，對于教學目標設定與教學效果評判具有較高價值。

2.2 設計目標

ChatGPT類產品助益高校在線教學的模式設計目標主要有兩點，一是以自組織學習理論與深度學習理論為指引，構建ChatGPT類產品與高校在線教學模式的巧妙融合，模式步驟的具體設計以經典教學設計理論為參照。二是分析并闡述新型在線教學模式的模塊作用機理，進而豐富學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)路徑，為未來運用ChatGPT類產品輔助教學的一線教師提供借鑒。

2.3 模式構建

1） 模式設計

為了解決高校在線學習中資源廣泛而不精準、學習過程走神易脫節(jié)、答疑不及時有門檻等固有難題，本研究基于上述關于模式理論基礎與建構目標的分析，依據高校在線課堂典型特征與形態(tài)建構了基于ChatGPT類產品的在線教學模式，如圖1所示。

該模式在設計中依照經典的三段式分為課前復習與準備、課中教學與互動以及課后鞏固與拓展三部分。在全過程中，ChatGPT類產品借助學習系統(tǒng)對區(qū)域、學校、班級、學生等多維度的數據采集、清洗、篩選、處理及分析，形成細分領域的領域模型、學習者模型與推薦路徑，進而從助學情境、學生特征、教學系統(tǒng)與終端、學習行為評價反饋等維度為高校學生提供全時空、立體式助學交互，滿足學生的認知、元認知、技能與社會性發(fā)展四方面需求。在教學過程中，Chat?GPT類產品的助學應用在不同階段具有不同表征，下文針對三個主要流程依次闡述教師視角下的模式應用策略。

2） ChatGPT類產品的效用分析

在第一階段中，ChatGPT的效用主要為預習支持與學情識別。在預習支持方面，傳統(tǒng)大學課堂中預習以教材為本的觀念難以滿足大學生群體對知識的差異化訴求，而網絡中知識呈遞的雜亂無章與真?zhèn)位祀s易造成大學生的知識迷航。ChatGPT依憑其自適應學習、深度學習與自適應推薦等算法支持，可以更科學且高效地呈遞知識集，5G乃至未來6G技術的高速率低延遲屬性保障了資源傳遞過程的即時性。在學情識別方面，高校中復合型信息采集系統(tǒng)可以對學生的問題搜索、在線筆記與交互文本等進行整合，以結構化、數據化、圖表化的方式將目標群體分門別類。進而，ChatGPT依憑對接學生系統(tǒng)的數據畫像，為學生組建基于學習者特征的課前預測推送資源與試題，依據資源使用與作答情況判斷學生掌握程度，做出合情預估與學習建議，也便于教師根據上述結論對教學群體與教學內容做出理性分層和前期干預。

在第二階段中，ChatGPT的效用主要為個性互動與精準推送。在個性互動方面，高校課堂因其師生比例較低而無法確保學生個體需求得到及時回應，如何將“大水漫灌”扭轉為“精準滴灌”是長期以來的教學難點。由ChatGPT配合的個性化互動既可以解決教師難以回應每個學生問題的難點，又能避免生生交互過程中低效與低準確率的弊端，還能根據學生需求將答案可視化呈現(xiàn)，精簡學生的識別流程以便其更好地跟上課堂進度。在精準推送方面，該平臺可以同時滿足高校在線教學中資源傳遞的四方面訴求：契合度、重要性、交互性與趣味性。依此而言，學習內容可以根據學情進行精準匹配，學習模塊依據大數據篩選并推算出關鍵信息，人機交互有了更豐富廣闊的延伸，平臺會根據需求適時開展趣味性對話，滿足了傳統(tǒng)智能軟件所不具備的情感交互效用。這種交互優(yōu)勢，不僅可以協(xié)助高校學生強化與遷移新知，還可以助力學生生成創(chuàng)造性知識與高階思維能力，進而應對復雜的社會實際問題時做出理性的價值研判與行為選擇。

在第三階段中，ChatGPT的效用主要為循證評價與適切干預。在循證評價方面，提升評價依據的準確性、全面性與真實性是樹立學習績效“風向標”的關鍵。在數字化轉型過程中，高校新基建的推展使得教學過程各類數據得以聚集，如在線教學中的量表統(tǒng)計、測試績效、交互統(tǒng)計、傳感器監(jiān)測與情緒感知等。ChatGPT對上述數據的整合與跟蹤可以輔助建立覆蓋全鏈路的數據畫像，助力形成基于大數據的學生表現(xiàn)循證評價機制，推動高校在線教學評價從終結性轉向過程性。在適切干預方面，人工智能助學系統(tǒng)不僅能根據已有數據聚合為學生當前的綜合情況，而且能合理預測其知識技能與態(tài)度觀念的前進趨向，并適時發(fā)出異常行為或狀態(tài)預警，這種干預不僅可以及時對學生進行糾偏，協(xié)助學生完成狀態(tài)調節(jié)與缺漏查補，形成學習閉環(huán)，還能幫助教師識別與研判潛在的高校在線教學風險，提升教師干預的精準度，達成教學與學習的雙向增進。

3 ChatGPT 類產品助益高校在線教學的應用展望

3.1 研發(fā)教育服務專項智能對話平臺

當前，ChatGPT類產品是全面發(fā)展、兼容并包的機器人狀態(tài)，集文本識別、仿生技術等于一體，而非針對教育教學這一細分領域。對于高校教學而言，Chat?GPT類產品應實現(xiàn)兩方面迭代，一是技術調節(jié)，AI的語料庫應集中于高質量、專業(yè)化和精準化范疇，降低非相關語料庫的搜索權重，關于尖端與前沿研究應實時更新，增進辨識技術、仿生技術、控制語言等平臺算法自適應能力；二是研發(fā)高校線上、線下一體化銜接系統(tǒng)，發(fā)揮該類產品可打破原有的教學時空壁障與知識資源界限的優(yōu)勢，為高校學生建立更加完整的個人學業(yè)成長檔案與無縫學習空間，助力應用型大學生的綜合素養(yǎng)培育。

3.2 增設依據教育規(guī)律導學促學的功能

ChatGPT類產品對于言語反饋的表現(xiàn)具有獨立性而非連貫性，缺乏對于教育教學規(guī)律的承載。什么是高校教學的特征、怎么提升高校線上教學的績效、如何增強高校學生學習內驅力，這些都是該類產品引入時應當回答的問題，也是其有效承載教育規(guī)律的塑造趨向。依據教育規(guī)律研發(fā)生成式交互平臺，意味著教學研一體化結合走向縱深，一線教師需要更多地參與到輔助技術研發(fā)工作中，在生成式交互平臺的感應技術、控制語言、辨識技術和仿生技術等環(huán)節(jié)融合教育理論思想，尊重各學年段學生認知發(fā)展規(guī)律，力爭在該類產品驅動下，高校學生能夠在有效學習、主動反思、思維拓展等方面獲得“刺激-反應”強化，推動生成式交互平臺的發(fā)展更加科學化與系統(tǒng)化。

3.3 培樹滿足時代訴求的師生數字素養(yǎng)

世界各國正在積極探索與建立助力師生數字素養(yǎng)培育的機制，2022年10月，歐盟發(fā)布教師數字素養(yǎng)提升指導方針，2022年11月，教育部發(fā)布了《教師數字素養(yǎng)》標準。政策積極推動的同時，還需教育管理者有力執(zhí)行各類政策，經由召開集體培訓、組建名師工作室、定點幫扶、班會宣講、操作培訓等形式提升師生的數字素養(yǎng)，增強師生應用數字化教具的意識、知識、技能與風險防范手段，引導高校從治理技術的進階走向技術治理的范式，達成人機和諧發(fā)展的理想圖景，才能最大限度地彰顯出ChatGPT 類產品的強大功效。

3.4 健全AI 產品安全機制與道德規(guī)范

ChatGPT類產品引發(fā)廣泛關注的同時，亦有高校宣稱為了避免學生投機取巧偽造論文等特殊情形，封禁該類產品。如何發(fā)揮出該類產品協(xié)助線上教學、塑造學習習慣的優(yōu)勢，規(guī)避其造成信息泄密、為作弊取巧學生提供便利的弊端值得深思。研究者未來應對ChatGPT類產品的人工道德（Artificial Morality） 、機器倫理學（Machine Ethics） 、道德機器（Moral Machine） 等細分領域賡續(xù)研探，明確產品開發(fā)平臺、制造廠商、維護平臺、校內信息技術中心與各級用戶之間的權責分配與風險防控機制，保障高校學生可以科學、高效且無風險地使用ChatGPT類產品助學促學。