ChatGPT等人工智能技术助力基础教育拔尖创新人才培养

方海光 王显闯

[摘要]当下，ChatGPT在自然语言处理领域有了一定的飞跃，这对我国基础教育将会有不小的影响。当然，类似于ChatGPT这样的人工智能工具是否应该进入课堂，是否能够促使学生有效的学习都是值得探讨的重要问题。因此，我们应该以开放的思维来拥抱技术，积极开展ChatGPT等人工智能技术在基础教育课堂中的实践应用，通过不断迭代优化助力基础教育拔尖创新人才培养。

[关键词]ChatGPT；基础教育；拔尖创新人才培养

[中图分类号]G434

拔尖创新人才培养是我国实现人才强国计划的战略核心。尤其是随着人工智能技术和教育技术的不断发展，人工智能教育的学科建设越发走向成熟，也将更好地助力拔尖创新人才的培养。事实上，自《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》发布以来，我国对基础学科信息科技教育的各项活动都积极展开了部署。科技创新人才的培养和发展需要基础教育以及基础学科的重要支撑，尤其是对中小学拔尖创新人才的培养。新课标指出，信息科技课程的目标要围绕中小学生的核心素养提升来开展。中小学生的核心素养主要包括“信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任”等四个方面。这四个方面的核心素养毫无疑问是基础教育阶段拔尖创新人才培养需要重点关注的内容。“信息意识”是指中小学生要有一定的信息感知力。在信息化高速发展的今天，中小学生应能利用信息科技分享、交流信息并通过信息科技更好地开展协同创新。“计算思维”应能指导学生运用计算机科学领域的思维方式，并利用系统思维的解决方法将实际问题通过抽象、分解、建模、算法设计等方式进行解决，而且也应能触类旁通地解决其他相关的类似问题。“数字化学习与创新”是指中小学生可以利用身边的数字化设备和资源进行探究性学习并能创造性地解决实际问题。“信息社会责任”是指中小学生应具有一定的文化修养、道德规范以及行为自律。学生在使用信息科技解决实际问题时应对自己的行为负责，尤其是应遵守法律法规以及道德伦理规范等。可以说，以上四个方面是进行拔尖创新人才培养十分重要的四项指标。

ChatGPT技术作为人工智能领域的一项突破性的技术，其对基础教育领域也将带来一定的冲击。针对类似于ChatGPT的人工智能技术引入课堂教学从而实现拔尖创新人才的培养是十分有必要的。当然，在使用这些人工智能技术时必将出现各种各样的问题。但是，在实际应用期间存在的问题可以通过探索更好的课堂设计、技术的优化迭代最终满足基础教育的教学和学习需求，从而实现对高科技人才的创新培养。

1.ChatGPT等人工智能技术的引入对基础教育的影响

ChatGPT的引入对基础教育领域来讲既有积极方面的影响也有消极方面的影响。

从积极层面讲，ChatGPT的出现能够对学习者进行“武装”并缩小知识弱势者与他人的差距[1]，这为教育公平提供了一种解决思路。尤其是对K-12教育而言，ChatGPT的出现对中小学教育有着极大的赋能作用。第一，ChatGPT可以帮助学科教师结合学科内容进行个性化、游戏化的教学设计。同时，教师也可以根据学生的学习需求和认知水平，通过向ChatGPT提问的方式生成个性化的试题来对学生进行差异化的测试。第二，ChatGPT还能够对于教师的专业发展形成一定的助力作用。中小学教师可以通过向ChatGPT提问的方式获得促进教师发展的学习资源，甚至可以获得清晰的资源地址。第三，ChatGPT的出现对于中小学拔尖创新人才的培养也有着极大的助力。ChatGPT可以帮助基础教育阶段的学生回答常识性的、基础性的通识问题。中小学生还可以让ChatGPT为自己生成符合自身需要的学习材料，实现个性化的学习，也更有利于拔尖创新人才的培养。此外，对于外语学科来讲，它也是一个良好的翻译机器人和外语文本对话交流机器人。总之，ChatGPT的出现对中小学教师和学生的成长都有着极大的助力作用。

从消极层面讲，ChatGPT的出现也会带来一些问题。第一，ChatGPT对于一些常识性问题的回答有错误混淆的风险[2]。这种风险主要和师生的提问内容有关，事实上，师生的提问内容往往是带有主观色彩的，ChatGPT也很难分辨提问内容是否真实、可靠以及准确。虽然ChatGPT是一个大而全的通用大语言模型，但是它在细分领域的纵深问题上的解答往往过于笼统，甚至对某些专业领域的知识还会产生较为明显的错误混淆。第二，学生可能使用ChatGPT進行抄袭、作弊等[3]。使用人群中有大量的学生用户群体，他们也会通过使用ChatGPT来解决学习中遇到的问题。但是，不乏一些学生缺乏信息社会责任，常常使用ChatGPT作弊。因此，国外的部分教育机构限制学生对ChatGPT的使用，它们认为，这可能会使学生的思维以及实际问题的解决能力退化。这给我们的启发是，如何合理地利用ChatGPT这样的新兴技术帮助学生解决实际问题的同时，还能调动学生的思维和主观能动性，使学生积极地构建知识的意义并能提升学生的综合素质。第三，师生风险意识淡薄，可能会导致数据隐私的泄露与滥用[4]。一方面，ChatGPT之所以能够根据师生提出的问题生成看似可靠的答案是因为其庞大的数据集提供了强大的数据支撑。这些大数据是基于互联网的，而ChatGPT在使用这些来源于互联网的数据时并不知道是否侵犯了他人的隐私，这可能会造成对他人隐私的侵权。另一方面，师生在使用ChatGPT获取问题的答案时有可能泄露自身的隐私情况。目前，仍未知道ChatGPT是否将用户的提问信息有所储存，也不了解自己的个人隐私信息是否被泄露。这些情况都极有可能造成师生的个人隐私被泄露甚至被滥用。

总之，虽然将ChatGPT等人工智能技术引入课堂有着正面和负面的双重影响，但我们应该以开放的思维积极拥抱技术，不断地优化课堂设计和技术，从而更好地利用技术保证教学质量。

2.ChatGPT等人工智能技术会使基础教育产生哪些变革

高精尖技术引入教育领域本身就需要慎之又慎。由于教育的不可逆性，因此在常态化教育中一般会将十分成熟的技术用于教育教学，对于不够成熟的技术往往只会进行探索式的应用研究。因此，作为新兴产业的人工智能介入基础教育也会产生各种各样的问题。

在教学层面，人工智能介入教学亟须解决的就是人机协同问题。教师和机器如何协同？学生和机器如何协同？这些都是需要深入思考的问题。只有解决了人机高效的协同问题，才有将人工智能教育机器人或者人工智能等技术引入课堂教学的价值。当然，教师和学生也不可以过度依赖人工智能。以ChatGPT聊天机器人为例，如果学生在教学过程中遇到任何问题就去向ChatGPT寻求答案，这会使学生的独立思考能力退化，使学生的惰性心理增强。并且，如果学生对ChatGPT产生过多的情感依赖，那么容易造成学生与教师之间产生情感上的冲突，致使一些学生可能不愿意和教师进行交流，进而影响教师对班级进行管理。

在课程层面，教育工作者应当反思自身学科的优势并应对机器对学术知识生产过程的入侵[5]。事实上，人工智能的出现给知识的生产带来了不小的挑战，尤其是在课程建设方面。ChatGPT具有十分强大的自然语言处理能力，具备能够解决大部分基础知识层面问题的能力，这从某种程度上就给教育工作者在课程建设上带来了不小的挑战。人工智能能够帮助教师解决机械的、简单的课程问题，但是在课程开发和设计方面优势不足，而教师却可以大有作为。

在评价层面，使用ChatGPT对中小学生进行评价也可能会出现许多问题。首先，由于ChatGPT的回答是基于大数据集和大模型算法的，这就导致评价结果往往受到数据和算法的直接影响，这可能导致评价结果并不能很好地反映学生的真实水平。其次，ChatGPT对学生的评价并不具有针对性，因为目前ChatGPT仅仅能够实现单一模态的输入和单一模态的输出，而这种单一模态的评价方式是难以感知学生的具体情况的。在对学生进行形成性评价和总结性评价时，ChatGPT无法全面考虑学生的个性化差异和学生的实际情况，这会导致它在对学生进行评价时往往忽略一些重要的评价因素。再者，ChatGPT只能对学生的文本写作能力进行评价，对于其他方面的能力，如口语表达能力、社会实践能力等，都无法做出评价。换言之，机器评价并不能全面衡量学生的整体能力。

在管理层面，教育管理者使用ChatGPT对学生信息进行管理可能会引发学生隐私泄露的风险。目前的ChatGPT需要对大量的学生数据进行学习后才能生成管理方案，而这些需要学习的数据（包括学生的个人信息、学习记录等内容）如果被泄露，很有可能会对学生的隐私产生巨大的影响。

在德育层面，ChatGPT的介入可能对学生产生不容小觑的影响[6]。中小学生对ChatGPT的提问内容在一定程度上反映了学生的思想、政治、道德观念。事实上，学生对ChatGPT的提问结果是有一定预设的，而ChatGPT基于它的大语言模型往往可以给出与学生预设的答案相一致的内容。虽然ChatGPT拒绝回答部分有害性的内容，但是如果对之进行引导，ChatGPT也有可能获得有害性的内容，这对中小学生的身心发展是十分不利的。因此，如何解决产生有害性回答的问题也是人工智能技术引入中小学课堂教学亟须解决的难点和热点问题。

3.ChatGPT等人工智能技术推动基础教育拔尖创新人才的培养

目前，我国在大力发展人工智能的相关产业，尤其是国务院在2017年发布的《新一代人工智能发展规划》中提到，2020年、2025年、2030年，人工智能核心产业规模要分别超过1500亿元、4000亿元、1万亿元，带动相关产业规模要分别超过1万亿元、5万亿元、10万亿元。要想实现这些目标离不开对中小学生拔尖创新人才的培养。但由于人工智能行业发展时间较短，当前的人工智能专业人才培养存在课程建设不完备、学生创新精神不足、动手能力差等短板[7]，因此，探索人工智能推动中小学生拔尖创新人才培养十分有必要。

针对以上问题，基础教育阶段的拔尖创新人才培养可以从以下几个方面去解决。（1）完善课程建设。在《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中提到，要强化课程育人导向，要着重培养学生核心素养，要体现正确价值观、必备品格以及关键能力的培养要求。新一代信息科技教材也会根据课程标准的要求完善对中小学生核心素养的培养，为拔尖创新人才教育贡献自己的一份力量。（2）着重培养学生创新精神。要坚持创新导向，要结合国内外先进的教育理念深化课程改革，要提升中小学生的综合实践能力，尊重学生个性多样化发展并且应体现课程时代性等。这种坚持创新导向的修订原则有利于培养学生的创新精神和创新能力。（3）培养学生动手实践能力。在新版的中小学信息科技教材中的六年级和八年级部分，对学生的动手实践能力的培养尤为突出，在智能硬件和物联网部分既涉及编程思维的培养也涉及硬件的组织与连接，这些课程内容能够很好地培养学生的动手实践能力。

4.ChatGPT等人工智能技术对中小学教师、校长及教育工作者的启示

ChatGPT等人工智能技术能够对中小学教师在课堂管理方面进行赋能，这也是推动中小学教师的课堂教学管理改革的必然要求[8]。中小学教师利用好类似ChatGPT的人工智能技术，将减轻教育教学负担。

人工智能技术也能够推动名校长的角色转型。对于校长来讲，如何合理使用人工智能技术赋能学校管理至关重要。未来学校是信息化水平极高的学校，校长们应积极开展信息化建设，拥抱高精尖技术在学校管理中的运用。校长也应积极倡导教师和学生对信息技术的合理使用，在提升师生使用信息技术解决问题能力的同时也可以实现对师生的减负。

ChatGPT等人工智能技术对教育工作者来说应该能培养人工智能时代的教育家[9]。一個好的教育家首先应该能够适应信息化浪潮，同时也应该积极地改变教学结构从而更好地适应人工智能时代的学习模式。在以往，学生的学习更多的是对死知识的识记，而死记硬背的知识点通常很难指导实践，这常常造成学习内容与社会实践严重脱节。这种基于行为主义的学习方式并不能很好地内化知识也并不能达到人工智能时代对拔尖创新人才的要求。到了人工智能时代，教育者们应当拥抱建构主义，以具身认知理论作为思想引领。积极实现人工智能技术对学生建构式学习的赋能，从而真正让学生学有所用、学有所得。

5.总结

在ChatGPT等人工智能技术的时代背景下，未来的基础教育拔尖创新人才应该有以下几个特征。第一，中小学生应该有更好的审美能力。人类对于美的感受是机器人难以替代的，这才是我们应该着重对学生进行培养的。第二，中小学生应该有更强大的信息资源整合能力。未来社会需要的是全面发展的人才，未来的人才不可能仅仅在一方面突出就可以很好地生存；未来的问题也是复杂多变的，只有拥有良好的信息整合能力才能更好地应对繁杂的实际问题。这种多学科的融合能力也是人工智能难以替代的。第三，中小学生应有更好的共情能力。虽然当下火爆的ChatGPT等人工智能技术对一些问题进行回答时貌似有一些自己的情感在里面，但是本质上它的回答也只是文字的拼接，机器人依然并不具有自己的情感。它只能模仿人类的语言习惯，并不能对人类产生共情。因此，人类的共情能力也是区别于机器人的重要特征。我们的孩子也应该拥有照顾别人情绪和关怀他人的能力。

虽然ChatGPT在探索阶段有许多的不足，但是通过不断的迭代优化人工智能方面的技术，使其更好地为教育教学服务。这样中国的基础教育拔尖创新人才培养才会走向一个教育现代化的新台阶。

参考文献：

[1]高奇琦，严文锋.知识革命还是教育异化？ChatGPT与教育的未来[J].新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2023，44（05）：102-112.

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[3]鄭东晓，蒋熠. ChatGPT推动教育数字化转型[N]. 中国社会科学报，2023-03-23（005）.

[4]王佑镁，王旦，梁炜怡等.ChatGPT教育应用的

伦理风险与规避进路[J].开放教育研究，2023，29（02）：

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[5]旸洁卓玛，王智慧.在识变中求变：ChatGPT时代的体育学反思——关于“ChatGPT时代的体育学术：以身体为方法”主题叙事的质性研究[J].体育与科学，2023，44（02）：1-8.

[6]王少.ChatGPT介入思想政治教育的技术线路、安全风险及防范[J].深圳大学学报（人文社会科学版），2023，40（02）：153-160.

[7]刘洋，冯林.创新创业驱动的人工智能拔尖人才培养路径探究[J].创新创业理论研究与实践，2022，5（21）：109-112.

[8]陈茹. 基于人工智能教学应用的中小学教师课堂管理能力发展现状及提升策略研究[D].西南大学，2020.

[9]贾汇亮.培养人工智能时代的教育家[J].教育家，2022，326（22）：58-59.