生成式人工智能的教育应用

李艳燕 郑娅峰

【关键词】生成式人工智能 教育高质量发展 核心价值 应用风险

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

以ChatGPT为代表的生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence，GAI）技术日益成熟，其对人类生活的变革引发了智能技术融入教育教学场景的新一轮探索浪潮，推动着教育教学形态的重塑。一方面，教育领域对于生成式人工智能赋能教育应用的潜力充满期待，认为生成式人工智能可以通过高质量的内容生产和深层次的人机交互增进学习过程个性化、学习评价多元化以及教育决策科学化。另一方面，由于生成式人工智能臆想、偏见与歧视等技术层面的挑战以及生成式内容的版权问题、信息准确性等社会层面的局限，如何更可靠、更理性、更审慎的利用生成式人工智能赋能教育应用，仍是未来持续探索和关注的方向。在此背景下，GAI如何赋能教育，以及在教育应用中随之会产生哪些风险非常值得讨论。

提升与超越：生成式人工智能赋能下教育新机遇

GAI作为一种创新的技术手段，可以为教育提供更加高效和精准的支持。GAI的出现为教育带来了更多的可能性，为教育质量、教育效率和教育公平的提升提供了新的路径和解决方案。

人机共教，教育效率再提升。GAI在特定领域高效且有组织的生成能力可以缓解因教师短缺、工作量过大导致的教师压力和负担，从而有助于提升教育效率。GAI可以在生成个性化试卷、过程答疑和批改及给出建议等方面大大节约教师时间和精力，使教师能够将精力更多专注于个性发展、素养提升和德育等方面。在数学、编程等逻辑课程领域，GAI可以通过数据分析和学习模式识别，了解学生的学习进展和困难，为其提供有针对性的辅导和支持，甚至还可以模拟问题的解题过程，帮助理解和掌握解题方法和思维方式，提高问题解决的效率和质量。

普惠智能，教育服務更公平。教育不平等是全球面临的重要挑战问题之一。依托我国较为完备的移动设备和网络基础设施，GAI生成的高质量在线教育内容可以弥补教育资源和师资缺乏等问题，为学生提供包括各个学科和技能的学习资料，并根据学生的不同需求和水平提供个性化的学习支持。这种个性化的学习方式有助于缩小不同地区、学校和学生之间的差距，从而促进教育的公平性。GAI在新教师培养中还可以提供更全面和个性化的培训支持，为经济不发达地区、教育薄弱地区的新教师发展带来契机。此外，GAI还可以通过模拟教学场景和角色扮演等技术，帮助新教师锻炼教学技能和应对挑战的能力，帮助他们更快地适应教学工作，提高教学质量和效率。

互动评价，教育质量新发展。GAI可以通过数据分析和学习模式识别，对学生的学习过程和成果进行监测和评估，帮助教师了解学生的学习进展和困难，及时调整教学策略。GAI还可以分析教师在课堂上的教学内容、教学方法和学生的参与，以及学生对教师的评价和反馈，以综合评估教师的教学质量。这些数据提供更准确、客观的教育评估和反馈，改进传统评价主观性强的不足，帮助发现教学中的问题和改进的方向，并提供有针对性的教师培训与支持。除此以外，GAI通过重构数字导师等虚拟化角色，支持教学反馈与评价的生成性和个性化，有效辅助精准评价和决策，促进教育高质量发展。

审思与追问：生成式人工智能应用于教育的潜在风险

GAI技术的出现对教育领域产生革命性影响，使学生学习和教师教学更加个性化、灵活化，同时也催生出新的教育教学形态，促进教育数字化转型①。但GAI在为教育变革注入强劲动能的同时也带来诸多挑战和潜在风险。

知识生产。GAI凭借其强大的信息生成能力，能够以低边际成本、高效率的方式满足用户多样化的生成与创作需求，如应用性文稿、科学写作等，塑造“大语言模型+场景”的数字化内容生产新范式。但同时也会引发诸如内容适配性低、创新动能不足、知识评价危机等风险。

第一，生成内容存在质量风险，难以精准匹配真实教育系统的应用需求。GAI自动生成能力建立于超大规模的“数据喂养”之上，这些数据来源可能存在偏差、不完整、滞后性或不能涵盖所有可能的教育教学场景，导致其在知识资源生成过程中不可避免地存在信息错误、数据偏见、知识与计算准确性等原生性问题，难以满足真实教育场景中高度精准化和定制化的知识生产需求。第二，模型认知能力不足，阻碍人类知识的创新发展。现阶段GAI并未拥有真正的高阶思维能力，导致其内容生成缺乏人类智能的能动性、创新性和独特性，难以输出形成有意义、科学有效、高价值的知识信息，致使知识生产步入“套路化”与“模式化”的平庸之路，这与人类知识建构的内在机制和本质需求有所背离，一定程度上阻碍了人类知识的更新迭代与创新发展。第三，知识权属认定困难，易引发以知识为主导的成果与人才评价危机。GAI模型是通过分析海量文本数据来学习的，很容易造成版权违规和不当使用等问题，继而引发知识产权纠纷。相较于准确的源数据，GAI模型会对内容进行深度整合加工，这就导致其生成内容的版权问题变得更加复杂。同时，这也将对传统的以知识为主导的成果与人才评价产生重大影响，不仅会对知识生成的工作判定和权属认定造成困难，而且也将直接影响知识成果的创新性评价以及人才评价客观性等。

学习陪伴。GAI可以充当学生学习的智慧学伴，赋能学生学习，重塑学习空间、学习过程、学习方式，能够更大限度激发学生的潜能、提高学生的学习动机、兴趣和能力②，但在其为学生提供个性化支持过程中也面临一些问题。

第一，GAI的响应质量会放大学习者之间的差异。提问方式和问题中所包含的信息直接决定GAI模型的响应质量。从这个层面来看，GAI会在一定程度上放大差异，具有较强的批判性思维和创新能力的学生将从中获得更大效益，而缺乏批判性思维和创新能力的学生虽然也能够从中获益，但更有可能因依赖GAI所提供的结果而掉入平庸陷阱，甚至被其提供的错误信息或者偏差信息所误导。第二，对GAI的过度依赖将损害人类认知能力。GAI能够辅助学生迅速完成多种学习任务，这很有可能导致学习者主动减少或放弃积极思考，易使学习者产生对机器的严重依赖、养成惰性心理，陷入“技术旋涡”，损害学习者的认知能力、削弱自主能动性，并直接影响学习者批判性思维、创造性思维等高级思维能力和问题解决能力的培养。第三，GAI高超的对话能力易引发学习者的社会情感危机。冰冷的智能工具还无法代替师生之间的温情互动。尽管GAI凭借其强大的理解能力和高超自然的对话技能，能够在沟通过程中让用户感受到“同理心”，但这很有可能导致学习者对其产生虚幻的情感依赖，甚至逃避现实社会的人际交流，致使学生产生情感缺失与社交障碍等现象，并使师生关系受到弱化与破坏。

育人职能。GAI可以作为教师教学的辅助工具，为教师提供丰富的教学资源，帮助教师更好地实现教学目标，提高教学效率和效果，但在其赋能教师育人工作过程中，也会对教师的育人角色、理念和过程产生深刻的影响和冲击。

第一，冲击育人角色定位。GAI在信息检索、知识问答、决策分析等方面的出色表现使其能够成为人类教师的工作助理，可以将教师从低效、重复、繁重的知识传授中解放出来③，但同时智能技术的升级应用也会给教师群体带来一定程度的心理压力和职业焦虑，其对教师的数字素养与技能以及人机协同教学能力等方面提出更高的要求。第二，冲击育人理念变革。当前GAI的机器智能仅能匹配到布鲁姆教育目标层级的低阶记忆和应用，但无法代替教师开展高级劳动工作。在GAI技术的加持下，育人理念需要进行深度调整和变革，由知识教授为主转向更加强调“能力为重，价值为先”，侧重学生品行培育与情感支持的环节，重视培养学生的创造性、批判性与人机协作能力，使其具备适应终身学习和社会发展需要的高阶能力和核心素养。第三，冲击育人方式转变。将GAI技术引入教育领域的根本目的是优化教学，促进个体全面发展，其对于教学模式、教育方法、教学手段、教学评价等育人过程的关键要素都将产生重要影响。如若使用不当，不仅难以取得预期效果，反而会产生教学过程异化风险。

教育治理。GAI技术赋予了推动教育数字化转型的庞大红利，同时也给教育治理等带来了一系列新的挑战。

第一，隐私与数据泄露风险。技术创新与风险相伴，GAI如同“黑匣子”，其技术原理超越了大众理解的范畴，并在信息处理方式和用户使用方面具有不透明性和不可解释性，因而将大众置身于算法“控制”的被动状态，使得模型在数据流通过程中极易引发隐私与数据泄露问题。第二，加剧教育数字鸿沟。GAI在教育领域的应用既可能缩小教育差距，让偏远地区学子在数字化轨道上拥有实现弯道超车的机会，但也有进一步扩大数字鸿沟的风险，渐次扩大的数字鸿沟会对教育公平造成威胁。第三，技术伦理安全风险。GAI在很大程度上降低了作弊和学术不端的成本，易滋生诚信危机和学术伦理等问题。CAI引入了基于人类反馈的强化学习技术，通过用户的真实反馈打造“数据飞轮”引擎，促进大模型的智能迭代升级，但同时也易导致模型遭受“数据投毒”“黑盒攻击”等攻击，即利用大模型跟随用户指令的特性，诱导模型给出错误甚至有危险的回复，继而引发数据伦理安全风险甚至更严重的违法犯罪问题。同时，GAI模型存在内生算法与外在数据的双重风险，容易加剧不良价值观念的恶意传播和意识形态的异化风险。

创新与发展：智能化时代教育发展对策

从现有的技术发展水平和应用案例来看，GAI技术还难以对现有教育系统产生颠覆性影响。教育领域需要顺应时代潮流，充分利用智能技术带来的发展机遇，审慎应对，创新发展。

超越工具，提升理念认识。GAI对教育带来的变革是全方面且深刻的，需要全面提升对其的认识，主动求变，应对挑战。首先，要充分认识GAI赋能教育是全流程、全要素的系统化赋能。GAI作为教育数字化的重要组成部分，具有自主学习和创造能力，能够为教育全链条过程带来变革。其次，要超越技术的工具性思维，重新思考人工智能技术与教育的双向融合创新。GAI不仅能够为教育提供技术支持，还可以通过与教育的深入融合，推动教育模式的创新和变革。最后，要加强前瞻性理论研究，探讨GAI时代教育发展的新规律。加强对GAI技术的理论研究，深入探讨其在教育中的应用模式和效果评估，思考教育目标的调整和教育体系的创新，这包括如何平衡技术驱动和人文关怀，如何保障教育公平和隐私安全，以及如何培养学生面对未来挑战所需的能力和素养等问题。

以人为本，构建弹性体系。通过充分利用GAI技术，打造更加灵活、适应性强的教育体系，为学生的全面发展和未来成功奠定坚实基础。首先，以学习者为中心，构建智能化、泛在化的学习环境。GAI可以在不同的学习场景中进行无缝连接，为学生提供个性化、泛在化的学习体验，让学习成为生活的一部分。其次，关注学习者的全面发展，将教育体系从知识培养转换为素养培养。GAI技术的应用不仅仅局限于知识的传授，更重要的是提供面向德智体美劳全面发展的学习服务。通过GAI的支持，教育体系能够更好地促进学生的全面成长，培养具备综合素养的新一代人才。最后，围绕人的个性化特点，借助GAI的支持，跟踪学习者发展轨迹，提供个性化、终身化的发展路径，使学习成为持续的过程，培养学生的自主学习能力和终身学习意识。

綠色安全，完善制度保障。加强GAI在教育应用方面的制度保障，促使教育智能化的安全转型与绿色转型。首先，建立健全的数据隐私保护和安全机制。教育制度需要确保学生个人信息的合法获取和使用，并采取有效的措施防止数据泄露和滥用。同时，教育者和技术提供商需要遵守严格的道德和法律准则，确保GAI技术的应用不会造成任何潜在的伤害或不当干预。其次，推动GAI技术与教育的可持续发展相结合。加强对教育者和学生的技术培训，确保教育的可持续发展与技术的快速进步相适应。最后，重视GAI时代的教育伦理和人文关怀。需要重视GAI教育应用引发的伦理和隐私问题，制定相关政策和措施，确保技术的应用符合伦理和法律的要求。

固本筑基，丰富育人内涵。充分利用GAI技术，教育能够更好地满足学生的学习需求，提供更加个性化和多样化的学习体验，培养学生的创新能力和解决问题的能力。首先，丰富生成式教育资源内容。教育者可以利用GAI技术快速生成各种形式的教育资源，满足学生不同层次、不同学科的学习需求。其次，扩展数字教育资源的呈现方式与交互方式。教育者可以利用技术创新教学方法，提供多样化和定制化的学习体验，加强对知识的理解和应用，激发学生兴趣。最后，增强师生数字素养和创新能力的培养。教育者需要不断提升自己的数字技术能力，并在教学中培养学生的创新思维和解决问题的能力。同时，学生也需要培养数字素养，包括信息搜索和筛选、数据分析和解读等能力。

人智协同，加速教学创新。GAI技术的应用将为教育领域的人智协同提供更加多样化的选择，为学生提供更加个性化、创新化的学习场景，促进教学范式的不断发展和升级。首先，推进个性化学习的普及。GAI技术实现了个性化学习的机会，而个性化学习的推进将加快教学范式的转型，促进关注学生个体差异和需求的个性化教学的全面普及。其次，加速创新教学方法。通过融入教学代理、智能导师等应用，GAI可以有效支持复杂问题解决过程，促使协作学习、项目式学习等创新教学方法的应用，为教学场景的创新提供支持。最后，推动教师角色的转变。教师将成为学生的指导者、学习的设计者和学习环境的创造者，利用先进技术帮助学生创造可控、安全和个性化的学习环境，引导学生主动探索、培养批判性思维和创新能力。

技术向善，优化治理效能。充分利用GAI，提升教育治理质量，优化教育治理效率，实现共治和善治。首先，通过大数据分析和机器学习算法，GAI能够收集、整合和分析大规模的学习表现、教学效果、管理指标等多样的教育数据，提取有价值的信息，用以优化教育决策，辅助政策制定。其次，GAI可以帮助建立智能化的监测和评估体系，实现教育过程的实时监控和精细化评估。通过长周期实时监测各类教育质量指数，并开展数据规律挖掘与对比，决策者能够更全面和精准地了解教育系统的状况和问题，制定更科学、精准、前瞻的改革方案，从而提升教育治理效能。最后，GAI可以幫助开展基于数据驱动的科学决策，促进教育资源的优化配置，确保资源的高效利用和公平分配。

（作者分别为北京师范大学教育学部/互联网教育智能技术及应用国家工程研究中心教授、博导；北京师范大学教育科技中心特聘研究员；中国教育科学研究院助理研究员包昊罡对本文亦有重要贡献）

【注：本文系科技创新2030-“新一代人工智能”重大项目“学习环境智联计算关键技术研究及应用示范”（项目编号：2022ZD0115900）阶段性研究成果】

【注释】

①吴砥、李环、陈旭：《人工智能通用大模型教育应用影响探析》，《开放教育研究》，2023年第2期。

②杨宗凯、王俊、吴砥等：《ChatGPT/生成式人工智能对教育的影响探析及应对策略》，《华东师范大学学报（教育科学版）》，2023年第7期。

③黄荣怀：《人工智能正加速教育变革：现实挑战与应对举措》，《中国教育学刊》，2023年第6期。

责编/李丹妮 美编/杨玲玲