引言
生成式人工智能(GenerativeArtificial Intelligence,簡(jiǎn)稱GAI)是一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,它正迅速應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)促進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展、完善現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、形成國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)具有重要意義[1,尤其是2022年11月30日,OpenAI推出對(duì)話式人工智能ChatGPT,其表現(xiàn)出令人驚艷的語(yǔ)言理解、語(yǔ)言生成和知識(shí)推理能力[2]。國(guó)內(nèi)以百度為代表的AI企業(yè)致力于研發(fā)基于大模型的生成式人工智能系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)快速落地[3]。目前,生成式人工智能技術(shù)及工具在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展,以下將進(jìn)行詳細(xì)論述:
一、生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
(一)內(nèi)容生成
生成式人工智能能夠依據(jù)最新的科研成果、時(shí)事熱點(diǎn)即時(shí)生成教學(xué)資料,保證教學(xué)內(nèi)容的新穎性和時(shí)效性。例如,當(dāng)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)公布時(shí),AI系統(tǒng)可以迅速整合相關(guān)信息,生成適合不同年齡層學(xué)生的科普文章或視頻。通過分析學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣,AI能夠定制化生成游戲化學(xué)習(xí)模塊,如歷史事件的交互式模擬、物理實(shí)驗(yàn)的虛擬重現(xiàn),使學(xué)習(xí)過程更加生動(dòng)有趣。
(二)智能輔導(dǎo)
生成式人工智能可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求,提供個(gè)性化的教學(xué)方案和輔導(dǎo)材料。例如,當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到難題時(shí),GAI可以迅速識(shí)別學(xué)生的困惑點(diǎn),并提供相應(yīng)的解題思路和輔導(dǎo)材料,幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)和技能。此外,GAI還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和興趣,推薦相關(guān)的學(xué)習(xí)資源和拓展內(nèi)容,進(jìn)一步豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
(三)教師輔助
生成式人工智能可以作為教師的輔助工具,幫助教師更好地完成教學(xué)任務(wù)。例如,在備課過程中,GAI可以幫助教師查找教學(xué)資源、生成教學(xué)設(shè)計(jì)等;在授課過程中,GAI可以輔助教師提問、激發(fā)學(xué)生的批判性和創(chuàng)造性思維;在課后輔導(dǎo)過程中,GAI可以為學(xué)生提供個(gè)性化的輔導(dǎo)和答疑服務(wù)。
(四)輔助教材編寫
生成式人工智能在教育領(lǐng)域可以用于智能教材的編寫。根據(jù)教學(xué)大綱和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,GAI可以自動(dòng)生成符合要求的教材和參考書籍,節(jié)省教師編寫教材的時(shí)間和精力。這些教材不僅內(nèi)容豐富、形式多樣,還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。
(五)多模態(tài)教學(xué)
GAI的多模態(tài)能力使其在教育領(lǐng)域具有更廣泛的應(yīng)用前景。例如,在歷史課上,GAI可以將歷史文獻(xiàn)、文物圖片、歷史影像等多種信息整合在一起,為學(xué)生打造出一種穿越時(shí)空的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。這種多模態(tài)的教學(xué)方式可以更加直觀地展示知識(shí)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
(六)創(chuàng)意激發(fā)
生成式人工智能在藝術(shù)和文學(xué)創(chuàng)作上的應(yīng)用,為教學(xué)注入了新的活力,成為激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的有效工具。例如,使用AI輔助創(chuàng)作詩(shī)歌、故事或是設(shè)計(jì)項(xiàng)目,學(xué)生可以在AI生成的初步作品基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和完善。通過與AI合作完成創(chuàng)作項(xiàng)目,學(xué)生不僅能夠接觸到前沿的藝術(shù)和技術(shù),還能在跨學(xué)科的探索中培養(yǎng)跨界的思維模式。
(七)評(píng)估反饋
生成式人工智能在教育領(lǐng)域可以應(yīng)用于智能評(píng)估。它可以自動(dòng)批改作業(yè)和考試試卷,快速準(zhǔn)確地給出評(píng)價(jià)和反饋,提高教學(xué)效率和質(zhì)量。通過GAI的評(píng)估,教師可以更加準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足,從而制定更加針對(duì)性的教學(xué)計(jì)劃。同時(shí),生成式人工智能還可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行量化分析,為教學(xué)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持。
二、生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用工具
生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用軟件眾多,它們?yōu)榻逃ぷ髡吆蛯W(xué)生提供了全方位的支持。此類軟件或平臺(tái)主要分為文本工具、音頻工具、圖像工具、視頻工具和其他輔助工具,具體的人工智能應(yīng)用工具及其功能介紹,見表1-5。
這些生成式人工智能應(yīng)用軟件在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,不僅為教育工作者提供了便捷的工具,還為學(xué)生創(chuàng)造了更加豐富多樣的學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來還將涌現(xiàn)出更多更智能的教育工具,推動(dòng)教育模式的創(chuàng)新與變革。
三、生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用挑戰(zhàn)
盡管生成式人工智能技術(shù)及軟件工具的應(yīng)用為教育教學(xué)改革提供了技術(shù)支撐,極大地推動(dòng)了教育模式的創(chuàng)新,但同時(shí)也存在著包括生成式內(nèi)容的版權(quán)問題、信息準(zhǔn)確性等社會(huì)層面的局限[4,導(dǎo)致生成式人工智能在教育領(lǐng)域面臨著一系列挑戰(zhàn):
(一)教學(xué)主體地位的混淆
生成式人工智能憑借自主學(xué)習(xí)和知識(shí)遷移實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性的知識(shí)生產(chǎn),其強(qiáng)大的知識(shí)儲(chǔ)備能夠直接呈現(xiàn)答案,消解傳統(tǒng)教師由知識(shí)所賦予的權(quán)威和聲望,造成教師的主體地位被質(zhì)疑。同時(shí),學(xué)生運(yùn)用生成式人工智能快捷途徑獲取知識(shí),雙向知識(shí)探索轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蛑R(shí)灌輸,不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維、批判性思維的培養(yǎng),一定程度上有悖于“培養(yǎng)全面發(fā)展的人”的教育理念。
(二)技術(shù)本身的缺陷
生成式人工智能技術(shù)依托海量的數(shù)據(jù)、先進(jìn)的算法、強(qiáng)大的算力優(yōu)化教育內(nèi)容的供給,促進(jìn)教學(xué)方式的創(chuàng)新。然而這種智能技術(shù)自身缺陷也引發(fā)一定技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。首先,生成式人工智能受訓(xùn)練數(shù)據(jù)集來源不確定的影響,可能會(huì)生成虛假或錯(cuò)誤的內(nèi)容,導(dǎo)致學(xué)生將錯(cuò)誤信息當(dāng)作正確答案,長(zhǎng)期下去可能擾亂學(xué)生的知識(shí)體系;其次,基于人類反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)的模型訓(xùn)練存在人的主觀價(jià)值滲透進(jìn)算法設(shè)計(jì)的可能,導(dǎo)致算法偏見的產(chǎn)生,進(jìn)一步強(qiáng)化教育不公平問題;最后,由于訓(xùn)練數(shù)據(jù)可能不充分、過時(shí),或包含敏感信息和偏見,從而語(yǔ)言大模型工具產(chǎn)生有偏見的、被禁止的或不正確的回答。
(三)倫理關(guān)系的消解
生成式人工智能可以賦能沉浸式教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。然而這種賦能一旦過多地介入師生互動(dòng),將會(huì)使師生之間的直接溝通和情感交流大大減少,甚至產(chǎn)生能夠代替教師的錯(cuò)覺,導(dǎo)致在教育過程中,生成式人工智能技術(shù)與人的關(guān)系更加緊密,而真實(shí)的人與人之間的關(guān)系難以建立,一定程度上影響師生關(guān)系,妨礙學(xué)生情感發(fā)展和健全人格的形成。
(四)適配性不足
生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊,但是在其與教育教學(xué)的適配性方面仍存在諸多問題,如存在與教育場(chǎng)景的適配性不足、對(duì)師生易用性不足等。因此,要深入教育應(yīng)用場(chǎng)景,結(jié)合師生的需求開發(fā)產(chǎn)品。
(五)版權(quán)問題的產(chǎn)生
有些大模型將受版權(quán)保護(hù)的數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練,在未經(jīng)適當(dāng)許可的情況下重復(fù)使用這些數(shù)據(jù),這將導(dǎo)致產(chǎn)生版權(quán)問題。
(六)評(píng)價(jià)方法的滯后
即使大規(guī)模應(yīng)用生成式人工智能,教育成效亦未必能顯著提高,其原因?yàn)閭鹘y(tǒng)評(píng)估方法可能無法全面反映人工智能帶來的積極影響,且當(dāng)前評(píng)價(jià)導(dǎo)向可能限制了人工智能的發(fā)揮空間。
四、應(yīng)對(duì)策略
面對(duì)生成式人工智能技術(shù)及工具的應(yīng)用所產(chǎn)生的問題需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)對(duì):(1)加強(qiáng)監(jiān)管。制定相關(guān)政策、制度和規(guī)范,確保生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用符合倫理和法律要求;(2)提升教師素養(yǎng)。培養(yǎng)教師的數(shù)字素養(yǎng)和AI應(yīng)用能力,使他們能夠更好地利用生成式人工智能進(jìn)行輔助教學(xué);(3)完善評(píng)估體系。建立多元化的評(píng)估體系,結(jié)合生成式人工智能的評(píng)估結(jié)果,為學(xué)生提供更全面的學(xué)習(xí)反饋。以期實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化人才培養(yǎng),建成學(xué)校、家庭、社會(huì)和智能體協(xié)同育人的教育生態(tài)系統(tǒng)[;(4)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā),不斷提升生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用效果和用戶體驗(yàn)。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,由于生成式人工智能技術(shù)的快速迭代,產(chǎn)生了在文本、圖像、音頻、視頻等方面優(yōu)秀的AI工具,這些工具在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,促進(jìn)了教育教學(xué)改革,推動(dòng)了教育領(lǐng)域的發(fā)展,生成式人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的前景和巨大的潛力。同時(shí),要充分應(yīng)對(duì)生成式人工智能技術(shù)所帶來的挑戰(zhàn),這需要教育者、技術(shù)開發(fā)者、政策制定者等多方面的共同努力和協(xié)作。
本文系1.2022年度遼寧省教育廳高?;究蒲许?xiàng)目立項(xiàng)課題《高職院校數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究》(項(xiàng)目編號(hào):LJKZZ20220163);2.全國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目2022年立項(xiàng)項(xiàng)目《新工科背景下高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究》(項(xiàng)目編號(hào):2022-AFCEC-400)的研究成果。
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(作者單位:遼寧開放大學(xué)(遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院))
(責(zé)任編輯:袁麗娜)