ChatGPT賦能的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐

傅均 邢建國(guó)

摘要：本文提出，基于大語言模型的生成式AI技術(shù)可作為資深的領(lǐng)域?qū)＜液徒處?，用來解決PBL教學(xué)中存在的師資不足、資源缺乏以及學(xué)生得不到及時(shí)反饋等問題。同時(shí)，作者以“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)”課程為例，結(jié)合CC2020勝任力模型，介紹如何在PBL項(xiàng)目中利用ChatGPT來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量PBL，并討論了ChatGPT的局限性。

關(guān)鍵詞：ChatGPT；建構(gòu)主義學(xué)習(xí)；PBL

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2024）10-0084-06

引言

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，PBL）基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性、復(fù)雜任務(wù)以及解決真實(shí)世界中的問題，學(xué)生通過參與實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、調(diào)查、探究和解決問題，來促進(jìn)自身的學(xué)習(xí)和發(fā)展。2020年，筆者所在的課程組參照ACM和IEEE-CS計(jì)算機(jī)課程體系規(guī)范（CC2020）[1]勝任力模型（知識(shí)+技能+品行），將“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)”課程從傳統(tǒng)的按知識(shí)點(diǎn)組織的教學(xué)形式改為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)形式。該課程為專業(yè)選修課，面向大三（下）計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)本科生，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前已系統(tǒng)學(xué)習(xí)過“高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“數(shù)字邏輯”“計(jì)算機(jī)組成”及“操作系統(tǒng)”等課程。教學(xué)安排由原先30課時(shí)理論+15課時(shí)實(shí)驗(yàn)（共5次實(shí)驗(yàn)）改為15課時(shí)理論+30課時(shí)PBL項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由單一的S3C44B0（ARM9）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改為模塊化、多平臺(tái)方式，支持ARDUINO、ESP8266/ESP32、STM32、樹莓派及FPGA等平臺(tái)，開發(fā)語言由原先的C/C++擴(kuò)展為支持microPython、LUA等解釋型語言。另外，筆者還使用了在線仿真平臺(tái)Wokwi[2]搭建和測(cè)試原型系統(tǒng)，彌補(bǔ)了硬件資源的不足。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，總體來看，學(xué)生積極性較高，產(chǎn)生了一批不錯(cuò)的學(xué)生項(xiàng)目，取得了一定成效。

但在教學(xué)實(shí)踐中還存在以下一些問題：①學(xué)生自主性不足。②學(xué)生缺乏足夠的背景知識(shí)，需要廣泛收集信息、參與調(diào)查和研究，限制了學(xué)習(xí)深度和質(zhì)量。③評(píng)價(jià)體系復(fù)雜，教師工作量大，需要根據(jù)學(xué)生的參與程度、合作能力、解決問題的能力等進(jìn)行打分。④缺乏及時(shí)反饋。

ChatGPT作為一個(gè)問答模型，相當(dāng)于一個(gè)資深的領(lǐng)域?qū)＜液徒處?，可以用于解決PBL教學(xué)中存在的師資不足、資源缺乏以及學(xué)生得不到及時(shí)反饋等問題。下面，筆者以“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)”課程為例，探討ChatGPT在PBL教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐以及存在的問題。

相關(guān)研究

1.ChatGPT在高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景

盡管ChatGPT推出才一年有余，但已經(jīng)有大量的學(xué)術(shù)文章研究ChatGPT對(duì)現(xiàn)代教育的影響及應(yīng)用。[3-8]筆者根據(jù)相關(guān)研究，從教師和學(xué)習(xí)者兩個(gè)維度、學(xué)習(xí)生命周期的五個(gè)階段對(duì)ChatGPT在高等教育中的應(yīng)用場(chǎng)景做了總結(jié)[9]，具體如表1所示。

2.ChatGPT在教育應(yīng)用中存在的不足和風(fēng)險(xiǎn)

ChatGPT具有改變學(xué)術(shù)界和研究范式的潛力，并已經(jīng)開始對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。然而使用ChatGPT也存在潛在的缺點(diǎn)，如很多學(xué)者擔(dān)心學(xué)生過于依賴該工具生成的內(nèi)容，從而導(dǎo)致創(chuàng)造力和批判性思維技能的喪失。此外，對(duì)ChatGPT輸出的準(zhǔn)確性和可靠性我們也必須時(shí)刻保持警惕，尤其是它可能虛構(gòu)不存在的事實(shí)、似是而非的內(nèi)容，或語料庫(kù)本身存在偏見。研究表明，ChatGPT可能生成偽造的參考文獻(xiàn)和索引，生成的計(jì)算機(jī)代碼引用不存在的API，代碼存在安全風(fēng)險(xiǎn)。這些都對(duì)在高等教育中廣泛推廣和使用帶來了問題。

華東師范大學(xué)智能教育研究院[10]組織對(duì)ChatGPT在教學(xué)能力方面的實(shí)證研究，經(jīng)過對(duì)6名教師和9名學(xué)生、通過118個(gè)問題的800輪詢問，他們認(rèn)為ChatGPT目前尚不具備獨(dú)立輔導(dǎo)學(xué)生的能力，但已可作為教師日常工作能力提升的好助手。類似研究表明，ChatGPT輸出質(zhì)量還取決于提問的質(zhì)量，好的提示詞可以得到ChatGPT高質(zhì)量的回答。而提問質(zhì)量的高低依賴于使用者的知識(shí)背景和經(jīng)驗(yàn)。

同時(shí)，ChatGPT與人類發(fā)明的所有新技術(shù)一樣，在大規(guī)模使用之前都存在道德倫理風(fēng)險(xiǎn)。ChatGPT 通過基于人類反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement Learning from Human Feedback，RLHF）的方式進(jìn)行訓(xùn)練，生成的模型不可避免帶來了提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)的人以及數(shù)據(jù)樣本的傾向性和偏見。這些風(fēng)險(xiǎn)[10]包括：數(shù)據(jù)和隱私的泄露與濫用、風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知固化造成機(jī)器算法的歧視和偏見、風(fēng)險(xiǎn)重心偏移造成師生關(guān)系的弱化與破壞、風(fēng)險(xiǎn)鑒別偏誤造成學(xué)術(shù)公平的失信與失衡。

ChatGPT在PBL教學(xué)中的應(yīng)用

1.勝任力模型和PBL

CC2020[11]將原有的基于知識(shí)的計(jì)算教育模式改變?yōu)榛趧偃瘟Γ–ompetency）的計(jì)算教育，把原先分散的計(jì)算學(xué)科（如計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)科學(xué)），納入統(tǒng)一的視角——計(jì)算。同時(shí)，定義了構(gòu)成勝任力的三個(gè)組成部分：知識(shí)、技能和品行。

CC2020報(bào)告認(rèn)為計(jì)算領(lǐng)域的每一條職業(yè)道路都是建立在勝任力的基礎(chǔ)上，而知識(shí)只是勝任力概念的一個(gè)組成部分。這與PBL教學(xué)目標(biāo)是一致的，PBL不是簡(jiǎn)單向?qū)W生傳授知識(shí)點(diǎn)，而是學(xué)生在具體情境下解決真實(shí)問題，知識(shí)是完成這一學(xué)習(xí)過程的背景和產(chǎn)物。下頁表2比較了PBL教學(xué)與傳統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式的不同。在這里，筆者主要參照CC2020中關(guān)于嵌入式系統(tǒng)部分的標(biāo)準(zhǔn)，借助ChatGPT，使用PBL教學(xué)方法重構(gòu)“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。

2.PBL項(xiàng)目生成

在CC2020中關(guān)于嵌入式系統(tǒng)屬于“系統(tǒng)架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施”知識(shí)領(lǐng)域，在計(jì)算機(jī)工程勝任力草案中有兩個(gè)版本（如表3）。

針對(duì)內(nèi)嵌版本，筆者開發(fā)了如下提示詞，用于指導(dǎo)ChatGPT生成一個(gè)PBL項(xiàng)目：

生成一個(gè)時(shí)間為10周的PBL項(xiàng)目，每周3小時(shí)。該計(jì)劃基于下面的 CC2020中關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)一個(gè)[可穿戴設(shè)備]，用于解決[居家老人的身體健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)]。

①向一組同行展示基本和高級(jí)I/O技術(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括同步、異步和串行/并行，包括中斷和時(shí)間考慮。（并行/串行I/O；同步/異步I/O；中斷和計(jì)時(shí)）

②為專業(yè)研討會(huì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)非電子設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)示例，包括傳感器反饋、低功耗和移動(dòng)性。（數(shù)據(jù)采集和傳感器；嵌入式系統(tǒng)特性；低功耗操作）

要求包括以下內(nèi)容：

①項(xiàng)目摘要，包括項(xiàng)目啟動(dòng)、里程碑、預(yù)期的學(xué)生需要知道的問題；

②與里程碑和相關(guān)活動(dòng)相一致的活動(dòng)，介紹學(xué)生對(duì)該主題的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，允許學(xué)生分享他們的工作草稿、接受同行反饋和修改、對(duì)他們的工作進(jìn)行反思；

③列出腳手架，以幫助各種學(xué)生取得成功；

④向班級(jí)以外的真實(shí)觀眾公開展示學(xué)習(xí)成果的計(jì)劃，并有機(jī)會(huì)反思他們的最終產(chǎn)品。

替換“[ ]”中內(nèi)容，ChatGPT可以自動(dòng)生成相應(yīng)的PBL項(xiàng)目。下面是ChatGPT返回的一個(gè)PBL計(jì)劃（有修改）：

PBL計(jì)劃——可穿戴設(shè)備用于解決居家老人的身體健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目摘要：

本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)可穿戴設(shè)備，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)居家老人的身體健康。通過該設(shè)備，可以收集并分析老人的生理數(shù)據(jù)，如心率、血壓、體溫、血氧濃度等，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)人或醫(yī)療機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)老人健康狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。學(xué)生將通過項(xiàng)目的里程碑和相關(guān)活動(dòng)，逐步建立對(duì)嵌入式系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并有機(jī)會(huì)分享工作草稿、接受同行反饋和修改，同時(shí)對(duì)他們的工作進(jìn)行反思。

項(xiàng)目啟動(dòng)：宣布項(xiàng)目目標(biāo)和預(yù)期結(jié)果；介紹可穿戴設(shè)備的概念和應(yīng)用場(chǎng)景；確定團(tuán)隊(duì)成員和角色分工；解答學(xué)生可能存在的問題。

里程碑1：基本和高級(jí)I/O技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（2周）。

學(xué)習(xí)并理解串行和并行I/O、同步和異步I/O的概念和原理；探索中斷和時(shí)間考慮在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用；設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的I/O系統(tǒng)，包括感知設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸模塊。

里程碑2：嵌入式系統(tǒng)示例設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（3周）。

學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集和傳感器的原理和技術(shù)；研究嵌入式系統(tǒng)的特性，如低功耗和移動(dòng)性；設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)示例嵌入式系統(tǒng)，包括傳感器反饋和低功耗操作。

活動(dòng)1：學(xué)生工作草稿分享和同行反饋（每周）。

學(xué)生將分享他們的項(xiàng)目進(jìn)展和工作草稿；同學(xué)們可以相互提供反饋和建議，促進(jìn)共同成長(zhǎng)和改進(jìn)。

活動(dòng)2：項(xiàng)目反思和修改（每周）。

學(xué)生對(duì)自己的工作進(jìn)行反思和評(píng)估；針對(duì)反饋和發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行必要的修改和改進(jìn)。

學(xué)生需要知道的問題：

I/O技術(shù)的概念和分類；同步和異步I/O的區(qū)別及其應(yīng)用場(chǎng)景；串行和并行I/O的原理和應(yīng)用；中斷和計(jì)時(shí)的作用和實(shí)現(xiàn)方式；數(shù)據(jù)采集和傳感器的原理和應(yīng)用；嵌入式系統(tǒng)的特性和設(shè)計(jì)考慮；低功耗操作的技術(shù)和策略。

相關(guān)活動(dòng)：

①學(xué)生將在小組中討論和研究基本和高級(jí)I/O技術(shù)，并分享他們的工作草稿。

②學(xué)生將參與同行評(píng)審，提供反饋并修改彼此的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。

③學(xué)生將撰寫反思報(bào)告，總結(jié)他們?cè)陧?xiàng)目中學(xué)到的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

腳手架：提供教材和文檔，介紹基本和高級(jí)I/O技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)特性和低功耗操作的概念和實(shí)踐。組織實(shí)驗(yàn)室或工作坊，讓學(xué)生親自動(dòng)手構(gòu)建和測(cè)試嵌入式系統(tǒng)原型。設(shè)計(jì)小組項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生通過合作解決問題，并分享他們的成果和經(jīng)驗(yàn)。分組合作，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中互相學(xué)習(xí)和支持。定期組織討論會(huì)和答疑活動(dòng)，解答學(xué)生的疑問和困惑。

成果展示計(jì)劃：

①組織一個(gè)公開展示活動(dòng)，邀請(qǐng)班級(jí)以外的觀眾參與。

②學(xué)生將準(zhǔn)備演示文稿和演示視頻，介紹他們的項(xiàng)目目標(biāo)、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程。展示他們?cè)O(shè)計(jì)和開發(fā)的可穿戴設(shè)備原型，并介紹其功能和應(yīng)用。

③組織問答環(huán)節(jié)，讓觀眾提問并與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)深入討論和學(xué)習(xí)。聽取觀眾的反饋和意見，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行反思和提出改進(jìn)。

ChatGPT生成的文本基本上具備了PBL項(xiàng)目計(jì)劃所要求的內(nèi)容，通?？梢栽诖嘶A(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行增刪，基本上能滿足要求。這大大地提高了教師工作效率，教師工作中心轉(zhuǎn)移到發(fā)現(xiàn)和提供項(xiàng)目背景和實(shí)際待解決問題。

下面是在沒有人工干預(yù)的情況下用ChatGPT自動(dòng)生成的幾個(gè)基于嵌入式系統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)的PBL項(xiàng)目實(shí)例：

智能家居控制器：團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)智能家居控制器，可以通過手機(jī)應(yīng)用或語音助手遠(yuǎn)程控制各種家居設(shè)備。項(xiàng)目要求包括硬件選型、嵌入式軟件開發(fā)、通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)以及用戶界面設(shè)計(jì)等方面。

溫室自動(dòng)化系統(tǒng)：團(tuán)隊(duì)構(gòu)建一個(gè)溫室自動(dòng)化系統(tǒng)，通過傳感器監(jiān)測(cè)溫度、濕度和光照等參數(shù)，并利用嵌入式系統(tǒng)控制燈光、通風(fēng)和灌溉等設(shè)備。項(xiàng)目涉及傳感器集成、數(shù)據(jù)采集與處理、控制算法實(shí)現(xiàn)等技術(shù)。

自主駕駛小車：團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制作一輛具有自主導(dǎo)航和避障功能的小型無人駕駛車輛。項(xiàng)目要求包括傳感器選擇和集成、路徑規(guī)劃算法實(shí)現(xiàn)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)以及通信和遠(yuǎn)程控制等方面。

這些項(xiàng)目與高質(zhì)量PBL項(xiàng)目相比，還存在較大的落差，無法提供真實(shí)應(yīng)用背景，研究?jī)?nèi)容也較單薄。因此，借助ChatGPT生成PBL項(xiàng)目和計(jì)劃還需要細(xì)粒度的人工引導(dǎo)和干預(yù)。

3.ChatGPT在PBL項(xiàng)目實(shí)施過程中的應(yīng)用

本課程的目標(biāo)是讓學(xué)生在PBL項(xiàng)目中掌握以下知識(shí)和能力，傳統(tǒng)教學(xué)方式中這些是通過教師講授和實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的。

①基礎(chǔ)知識(shí)。嵌入式課程通常會(huì)涵蓋計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編程語言（如C/C++）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路等基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生需要了解計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的交互以及嵌入式系統(tǒng)的工作原理。

②嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程，包括需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試等。他們應(yīng)該能夠使用嵌入式開發(fā)工具和平臺(tái)，如Arduino、Raspberry Pi等進(jìn)行開發(fā)，并掌握相關(guān)的開發(fā)技術(shù)和方法。

③實(shí)時(shí)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)通常需要滿足實(shí)時(shí)性要求，因此學(xué)生需要學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的概念和原則。他們應(yīng)該了解實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度、優(yōu)先級(jí)處理、中斷處理和資源管理等內(nèi)容，并能夠設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

④接口和通信。學(xué)生需要了解嵌入式系統(tǒng)與外部設(shè)備之間的接口和通信方式，其中包括串口通信、SPI、I2C、CAN等總線協(xié)議，以及無線通信技術(shù)如藍(lán)牙、Wi-Fi和LoRa等。學(xué)生應(yīng)該能夠設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和通信功能。

⑤測(cè)試與調(diào)試。嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試和調(diào)試是非常重要的，學(xué)生需要學(xué)習(xí)各種測(cè)試技術(shù)和工具，如單元測(cè)試、集成測(cè)試和調(diào)試器。他們應(yīng)該能夠識(shí)別和解決嵌入式系統(tǒng)中的常見問題，并進(jìn)行性能優(yōu)化和故障排除。

在課程的前5周教學(xué)中，教師僅向?qū)W生介紹了課程大綱里面涉及的一些嵌入式系統(tǒng)基本概念，如嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成、基本的輸入輸出設(shè)備及傳感器、驅(qū)動(dòng)器/執(zhí)行器，并圍繞一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用介紹了其開發(fā)流程。這些知識(shí)無法滿足完成PBL項(xiàng)目所需要的各種知識(shí)。同時(shí)，教師也沒有為學(xué)生提供項(xiàng)目輸出文檔要求或內(nèi)容，而是讓學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)自行選擇所輸出的所有文檔和展示方式。過去，學(xué)生主要依賴教師指導(dǎo)或網(wǎng)絡(luò)搜索，但得到的答案操作性很差，反饋也不及時(shí)。因此在ChatGPT出現(xiàn)后，筆者鼓勵(lì)學(xué)生通過與ChatGPT交互來獲得這些知識(shí)。當(dāng)然，ChatGPT提供的答案需要學(xué)生甄別使用，學(xué)生在消化吸收ChatGPT提供的信息基礎(chǔ)上，重新組織應(yīng)用到項(xiàng)目中。

例如，學(xué)生通過ChatGPT能夠了解在Arduino平臺(tái)上如何實(shí)現(xiàn)血氧濃度等測(cè)量，并通過ChatGPT獲知相關(guān)傳感器基本原理、常用的器件及使用范圍。學(xué)生還可以繼續(xù)提問，得知在Arduino平臺(tái)上如何使用血氧傳感器MAX30102。通過這些主動(dòng)探索學(xué)習(xí)，學(xué)生可以漸進(jìn)地掌握完成項(xiàng)目所需要的各種知識(shí)。

另外，學(xué)生可以通過ChatGPT了解基于Arduino使用MAX30102的完整步驟，而這些內(nèi)容無法在ARDUINO網(wǎng)站或MAX30102手冊(cè)中直接得到，教師也不會(huì)這么詳盡地指導(dǎo)。當(dāng)然，ChatGPT給出的答案是否正確還需要學(xué)生手工驗(yàn)證。

由于沒有MAX30102實(shí)物，學(xué)生首先在Wokwi網(wǎng)站[2]上進(jìn)行模擬。Wokwi平臺(tái)可以提供ESP32、STM32、Arduino、樹莓派等開發(fā)板的模擬。Wokwi網(wǎng)站的仿真庫(kù)中也沒有MAX30102，所以學(xué)生必須了解Wokwi是否支持自定義芯片以及如何定義。這時(shí)求助于ChatGPT，則給出了錯(cuò)誤的答案，即“目前Wokwi不支持用戶自定義芯片”，而且給出的替代方案也不正確。這一例子表明，要謹(jǐn)慎對(duì)待ChatGPT給出的事實(shí)性答案，它們往往只是在統(tǒng)計(jì)意義上像個(gè)答案，但在真實(shí)世界中是錯(cuò)誤的。

又如，借助ChatGPT來探索如何將檢測(cè)的血氧濃度、心跳數(shù)據(jù)以及加速度計(jì)等數(shù)據(jù)（一個(gè)可穿戴設(shè)備上的傳感器）發(fā)送到Android手機(jī)或者一個(gè)網(wǎng)站上進(jìn)行展示。學(xué)生了解的基本知識(shí)是ESP32平臺(tái)具有Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)功能，而物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議MQTT可以用于數(shù)據(jù)發(fā)送，但如何實(shí)現(xiàn)以及傳輸機(jī)制都不是很清楚，因此，可以借助ChatGPT獲取相關(guān)答案。ChatGPT給出的答案如下：

要實(shí)現(xiàn)血氧等測(cè)量信息在手機(jī)端進(jìn)行查看，您可以將ESP32與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接，并使用MQTT協(xié)議將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)布到MQTT代理服務(wù)器，然后在手機(jī)應(yīng)用程序中訂閱該主題以接收數(shù)據(jù)。以下是一個(gè)基于ESP32和MQTT的示例代碼：

首先，您需要安裝PubSubClient庫(kù)，該庫(kù)使得在ESP32上使用MQTT容易。您可以通過Arduino庫(kù)管理器安裝PubSubClient庫(kù)。

然后，使用以下代碼作為基礎(chǔ)，進(jìn)行修改以連接到您的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和MQTT代理服務(wù)器，并發(fā)布血氧測(cè)量數(shù)據(jù)：

//以下為ChatGPT給出的參考代碼，此處略去

……

請(qǐng)注意，上述代碼中的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、MQTT代理服務(wù)器設(shè)置以及相關(guān)的認(rèn)證信息需要根據(jù)您自己的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器配置進(jìn)行修改，確保您已經(jīng)將這些信息替換為正確的值。

此外，您需要在手機(jī)端創(chuàng)建一個(gè)MQTT客戶端應(yīng)用程序，以便訂閱相同的MQTT主題以接收數(shù)據(jù)并在手機(jī)端顯示測(cè)量信息。您可以使用諸如MQTT Dash、OwnTracks或MQTT.fx等應(yīng)用程序來監(jiān)視和顯示通過ESP32發(fā)布的數(shù)據(jù)。

學(xué)生繼續(xù)詢問。

ChatGPT給出以下類似問題的參考答案：

如何實(shí)現(xiàn)低功耗？

Web Dashboard圖形化展示，如基于Node-RED。

手機(jī)端APP開發(fā)，如基于原生Android應(yīng)用或H5技術(shù)。

……

4.PBL項(xiàng)目中防止利用ChatGPT作弊

高質(zhì)量的PBL項(xiàng)目通常是解決真實(shí)環(huán)境下的問題，且是一個(gè)復(fù)雜、持續(xù)的過程，涉及多個(gè)環(huán)節(jié)。因此，筆者在項(xiàng)目中不要求學(xué)生將論文或書面報(bào)告作為最終成果，這些是ChatGPT容易生成的，而是要求學(xué)生結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，使用流程圖、口頭演示、多媒體或構(gòu)建的其他表現(xiàn)形式，展示其個(gè)性化的解決方案。ChatGPT在這些環(huán)節(jié)里可以用來幫助學(xué)生整理思路、提供提綱和評(píng)價(jià)或比較方案，或者幫他們把自己的想法用更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖诌M(jìn)行表述。

總結(jié)

本文介紹了ChatGPT在PBL中的應(yīng)用實(shí)踐。筆者認(rèn)為，可在PBL教學(xué)中加大對(duì)ChatGPT類工具的使用，但教師要審慎對(duì)待其給出的答案。在面對(duì)復(fù)雜或領(lǐng)域特定的問題時(shí)，ChatGPT的回答可能過于簡(jiǎn)化或不完整，它可能無法提供詳盡的解釋或深入的討論?？傮w而言，ChatGPT在PBL教學(xué)中應(yīng)用具有潛在的優(yōu)勢(shì)和良好的發(fā)展前景，對(duì)于改善教學(xué)效果和滿足學(xué)生個(gè)性化需求具有重要意義。

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本文由浙江工商大學(xué)“十四五”教學(xué)改革項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)類專業(yè)基于開源模式的軟硬件綜合課程研究與教學(xué)實(shí)踐”和2021年本科教學(xué)改革項(xiàng)目“基于開源軟硬件的物聯(lián)網(wǎng)課程綜合實(shí)踐與項(xiàng)目案例管理平臺(tái)建設(shè)”資助。