从生成式人工智能探索教育创新：理据、挑战与愿景

摘 要：作为生成式人工智能，ChatGPT在教育领域具有广泛的应用前景。它可以成为教学辅助工具，减轻教师的工作负担，可以解答专业学术问题，加快科研创新进度，可以搭建自主学习平台，实现教育私人定制，可以重构学校教育结构，使学校走向未来学习中心。同时，ChatGPT的强势出现也促使我们对整个教育理念和教育模式进行重新审视和思考。面对发展势如破竹的ChatGPT类生成式人工智能技术，未来人才培养的理念与范式应注重突破传统单向知识传授型的教学藩篱，教育部门应注重引导生成式人工智能技术的规范使用，强化对各方创新能力的培养，推进生成式人工智能和教育教学的深度融合，建立健全新技术伦理治理体系。

关键词：生成式人工智能；ChatGPT；教育创新；人机协同

随着人工智能的发展，作为生成式人工智能的ChatGPT在教育领域具有广泛的应用前景。它可以自动批改作业、在线答疑解惑，辅助语言学习、实时交流，也可以用于评估诊断和科学研究。此外，最新发布的ChatGPT升级版——GPT-4，还可以更好地解决实时问题、进行逻辑推理、完成创意写作。在教育领域，ChatGPT可以成为教学辅助工具，用于解答专业学术问题、搭建自主学习平台、节约人力资源成本、重构学校教育结构等，为教育创新提供新的机遇［1］。同时，它也会带来一些风险与挑战，比如对教师角色定位、人才培养目标、传统学校秩序等产生冲击，进而导致技术依赖、学术滥造、智能歧视等问题。虽然已经有很多关于利用ChatGPT实现教育创新的描述，但它的最大价值在于能改变教育方式，深度变革学校教育模式，为建立学习型社会提供机遇。

一、ChatGPT与教育创新概述

ChatGPT是一种基于深度学习的自然语言处理工具，它可以通过理解和生成人类语言来与用户进行交互。它可以使用大规模语料库进行训练，涵盖多种语言和领域，具有广泛的应用前景，同时它还具有良好的交互性和可解释性，能够生成连贯的文本，且能够在不同领域进行微调，提高模型的准确性［2］。总的来说，ChatGPT是一种非常强大的自然语言处理工具，可以为许多领域提供更高效、更便捷的解决方案。在教育领域，ChatGPT可以应用于智能辅助教学、自动批改作业、语言翻译等领域，为师生提供更便捷、更高效的学习工具。

二、理据：ChatGPT赋能教育创新

（一）可以成为教学辅助工具，减轻教师的工作负担

ChatGPT能够作为一种综合性的教学辅助工具，在课程设计、课堂教学、学习评价以及其他事务性工作中，特别是在提供工作思路、组织教学资料等方面，具有很大的作用。例如，ChatGPT能够帮助教师快速地进行教学计划和课程计划的编写 ［3］。又如，在一堂中学的科学课上，当教师下达指示“请以植物的光合作用为题目，来设计一门课程”后，ChatGPT就会立刻提供课程目标、内容安排、教学步骤等。在此基础上，教师可以进一步提问，将课程对象限定为“初中一年级”，并强调“初中学生逻辑思维发展迅速、求知欲强，应设置有动手实操和案例分析的教学环节”。这样，ChatGPT就会相应增加“绿叶合成淀粉检验”“绿色植物生成氧气”等实验设计和讨论环节。此外，ChatGPT还能辅助教师生成各级问题清单，展示课程案例图片或视频，创建虚拟讨论群，编写学习评估试题，生成学生评估报告。有研究人员选取了一段中文文本，并让ChatGPT编制10个题目来检测学生对文本的了解程度，而这10个题目中有6个是可用的。

（二）可以解答专业学术问题，加快科研创新进度

与传统搜索引擎或知识库相比，ChatGPT更具智能化和针对性。它可以根据用户提出的专业学术问题，从海量数据中抽取相关信息，并进行有机整合，生成有条理、有逻辑的回答。同时，ChatGPT还可以根据用户的实际需求，提供个性化的建议和方案，大大提高研究的针对性和有效性［4］。ChatGPT的强大之处不仅在于它能够快速回答用户的问题，而且在于它能够理解用户的意图并生成相应的代码或模型。这对于科研人员来说非常有价值，因为他们可以借助ChatGPT的能力快速构建算法、设计实验方案，甚至进行数据分析等等，从而大大缩短研究周期，提高研究效率和质量，加快科研创新进度。此外，ChatGPT还能够进行对专业学术问题的修改、校对等操作。

（三）可以搭建自主学习平台，实现教育私人定制

ChatGPT所拥有的庞大的数据库及其自治应用程序，能够为学生提供个性化的教学服务。在此基础上，学生就有了自主选择学习内容和方式的能力。在这种情景下，数据信息可以按照学生的学习兴趣、学习风格、学习表现和进展，来实现学生学习过程的自适应［5］。例如：能够基于学生的兴趣，发掘和建议阅读材料，为学生创建个人的电子图书馆；能够帮助学生制订生活和学习规划，如当学生向ChatGPT咨询如何做一个称职的软件测试员，ChatGPT提出“编程语言、测试方法学、数据库和SQL、沟通技巧和团队协作”等技能学习方面的意见，以及“跟踪最新技术、了解软件开发生命周期、寻找参与高水平项目的机会”等职业发展方面的意见，为学生的职业发展规划提供具体的指导。

（四）可以重构学校教育结构，使学校走向未来学习中心

人工智能的引入为教育带来多种变化，使学校走向未来学习中心（或者说被未来学习中心取代）。一是角色关系变革。学生、教师和家长等有学习需求的人都将成为学习者。所有人都可以担任教师，学生、教师、家长都可以成为教育管理者和学习伙伴。二是学校的课程内容将更加丰富，但课程体系将更加系统简单。它主要包括基础的生命教育课程，主干性的智识教育、道德教育和艺术教育课程，以及解决个性化问题的特色课程。三是学习方式变革。混龄学习、游戏学习等将成为主流。学生需要掌握新型智能技术，不断提升自我管理与合作学习的能力，并在学习中突破自我，创造新知识。四是学习评价变化。未来学习中心将根据学生的发展需求和现实进步空间制订个性化评价标准，学习成果的认证和存档将全部交由终身制的学分银行处理。

三、挑战：ChatGPT的问世凸显教育症候

ChatGPT的强势出现促使我们必须对整个教育理念和教育模式进行重新审视和思考。今天的教育所培养的人才能适应未来智能时代的需要吗？在智能时代，人们到底需要具备什么能力才能在与人工智能的“对弈”中立于不败之地？而这些能力又该如何培养？要回答这些疑问，我们有必要从教育目的、评价模式、学生主体等三个方面来反思今日之教育。

（一）以分数为核心的数字量化模式异化了教育目的

现有教育模式注重考试成绩和升学率，它主要以应试为主，其特点是以考试为手段、以成绩为目的，强调知识的记忆和应用。然而，ChatGPT的出现朝着以成绩为目的教育模式“打出”了一记“重拳”。ChatGPT在2022年12月通过了美国高校入学资格考试（SAT）的测试，且其成绩“战胜”全美一半以上的考生。不仅如此，ChatGPT还通过了雅思考试、法律考试等诸多考试的测试。另外，ChatGPT模型的参数量级高达1 750亿，可以使其对数据库、网络资源等各种数字资源进行海量学习［6］。正是这种“深度”且“海量”的学习，使ChatGPT的“智力”呈现指数级增长，以至于在未来ChatGPT完全有可能在现有教育模式上“击败”绝大多数考生的成绩。人类基于肉体的记忆力和生命力无法做到像ChatGPT这样呈指数级的“记忆力”和海量的“深度学习”能力。因此，从长远看，现有追求短期成绩和反馈的教育模式显然已经“滞后”。不仅如此，由于过度追求高分，该模式忽视了学生的长期学习动力及发展向度，学生的兴趣、好奇心和探究精神被抑制，想象力和创新能力就得不到充分的施展。这种以分数为核心的数字量化模式不利于学生的全面发展，更不利于社会的长远发展［7］。我们需要及早明确，在智能时代，教育的主要目的不再是光彩夺目的成绩，而是内化于人自身的真正的能力。正因如此，教育的目的是人自身内在能力的培养即人的生长，生长之外无目的。只有以学生的全面成长为目的的教育才是真正的“以人为本”的教育，才能使人自立于智能时代。

（二）单一、固定的评价模式禁锢了对学生能力的全面培养

现有的考核评价包括考试评价、作业评价、课堂表现评价等，其中，考试成绩是最主要的评价依据。考试评价主要反映学生在一段时间内对特定学科知识的记忆与理解程度，而学生主要是通过试卷答题来展现出其对知识的掌握水平以及围绕题目的解答所表现出的思维能力和解决问题的能力。考试评价主要可以反映学生的记忆力、理解力、分析判断力以及学习迁移能力等［8］，而这些能力ChatGPT基本都具备。在记忆力上， ChatGPT完全可以“碾压”绝大多数人。在理解力上，ChatGPT可以使用双向Transformer模型进行语言理解，模型可以学习文本中的语义信息，将文本转化为向量，用于完成命名实体识别、关系抽取等任务。在分析判断力上，作为人工智能语言模型，ChatGPT在一些任务和场景中也可以表现出类似于人的分析和判断力。例如，ChatGPT可以读懂给定的文本并理解其含义，然后回答相关问题。在这个过程中，ChatGPT可以使用自然语言处理技术来解析文本，提取信息，然后生成答案［9］。另外，在一些任务中，ChatGPT还可以利用其强大的语言模型来进行推理和预测。例如，在问答任务中，ChatGPT可以根据已有的信息推断出答案或者根据相关背景知识进行推理。最后，在学习迁移能力上，ChatGPT也具有类似于人类的学习迁移能力。它使用大规模的语料库进行预训练，学习到各种语言的语法、语义和上下文信息。在预训练阶段，ChatGPT学习到的通用的语言知识，可以被应用于各种自然语言处理任务，例如问答、文本生成、情感分析等。

对此，我们要明确，人工智能技术的迅速提升使智能社会的发展对人的能力的需求已经发生根本性变化。传统教育中对人的能力的评价显然已滞后于技术与时代的发展。原有的以成绩为主的评价模式无法考查并反映出学生的想象力、创新能力、实践能力、团队协作能力以及领导力等重要能力，对个人潜能的考查更是无从谈起。而这些人类所特有的能力恰恰是人工智能所欠缺的，更是我们现在需要想方设法大力培养的［10］。

未来，由于智能技术的广泛应用，人类与人工智能将会“共生”。一方面，技术的进步会使人们有更多的时间发展自身能力的多样性和全面性；另一方面，人们依靠自身独特的能力与人工智能技术相结合将会大大加快人类社会的发展。安德烈亚斯·施莱克尔指出：“未来不是科技与人类的对决，未来是科技与人类的融合，ChatGPT的出现将促使教育工作者把注意力集中在智能技术不擅长的教学科目上。”［11］因此，未来教育中的评价模式要有利于培养学生拥有哪些可以和人工智能形成互补的能力、态度与价值观。这意味着教育中的评价模式应该更加专注于考查学生自身内在的真正重要的能力，比如想象力、创造力、批判性思维等，以更好适应未来人工智能时代人才的培养需求。

（三）同质化的教育过程限制了学生主体的全面发展

学生是教育的主体和培养的对象，其具有鲜明的个性化和多样性。每一个学生在天赋、特长、兴趣与爱好、性格等方面都不相同，就像世界上不会有两片完全相同的叶子一样，世界上也不会有完全相同的人。正因如此，每个人都是唯一的。

现代教育模式倾向于使用标准化的教材，教师采用统一的教学方法，考试采用标准化试卷并设定统一答案。这种强调统一要求的教育方式，使得教育活动变得固化和模式化。这种统一标准的同质化的教育过程既难以培养出个性化、多样性的人，也不利于发挥出每个人的特长。学校不是工厂，不能以生产标准化、统一化的“产品”作为自身的教育成果。这样势必会对学生自由个性的发展和特长产生不利影响。尤其是在人工智能快速发展的时代背景下，ChatGPT的问世已经清楚明白地“告诉”我们，与人工智能的标准化与统一化不同，人的培养不能也不应该是标准和统一的。这不仅因为人不是产品，更重要的是在智能时代如果人的培养像工业生产产品一样，那么人在人工智能面前将毫无竞争优势［12］。

另外，现有教育的“内卷化”竞争模式，也成为另一把“伤害”学生个性化发展的“利刃”。高强度的竞争压力使学生的终极目标只有一个，那就是只有淘汰他人，自己才可以“活下去”。在拼分数的同时，其个性被压抑，特长被“淹没”。绝大多数学生被“裹挟”进竞争的“洪流”之中而难以自拔。我们有必要思考竞争在教育中的必要性。教育不仅仅是为了通过考试，获得工作，它还帮助我们理解人生的全程。仅为了生计而活会失去生命的真谛，了解生命本身比准备考试或精通数学、物理或其他科目更重要，如果教育“过分地强调竞争制度，以及依据直接用途而过早的专门化，就会扼杀包括专业知识在内的一切文化生活所依存的那种精神”［13］。

正因如此，为顺应智能时代的发展，我们的教育需要以培养个性化、多样化和极具特色的学生为己任，最大限度地为学生提供个性化的培养，充分发展学生的兴趣和特长，真正培养出马克思所阐释的自由全面发展之人。只有如此，我们培养出的人才，在面对像ChatGPT这样的人工智能之时，才不会被轻易取代。

四、愿景：实现ChatGPT在教育教学中的可持续应用

ChatGPT将会颠覆人类获取知识的途径和方法，给人类带来知识再创造的新范式。有研究发现，开放社区公众对“ChatGPT+”教育的关注主题呈多元化的特点，态度呈分化趋势，且在教师的教学方式、教育应用的伦理风险、学生的学习管理和评估、未来教育的发展方向等方面呈观点多极化特征［14］。面对发展势如破竹的ChatGPT类生成式人工智能技术，未来人才培养的理念与范式应如何突破传统单向知识传授型的教学藩篱？

（一）引导生成式人工智能技术的规范使用

根据开放社区公众对“ChatGPT+”教育的关注主题及态度可知，公众在使用ChatGPT辅助学习的过程中存在利用ChatGPT代写作业、抄袭或作弊等学术不端行为。出现这种现象的原因包括：缺乏正确的学术道德和价值观，对于新技术的使用缺乏正确引导；缺乏足够的学术能力与信心，对完成学术写作任务充满畏惧；追名逐利的思想比较严重，缺乏对科学研究的耐心和激情。

为了解决上述问题，教育部门有必要加强公众对ChatGPT这类生成式人工智能技术的规范使用，提高公众的科技素养和道德意识。

学校等教育机构等应加强对公众的科技素养和学术道德教育，使其具备良好的信息意识与智能社会责任感，避免利用技术进行不正当行为［15］。一方面，需要加强信息意识培养。学校等机构应该提供培训和指导，帮助公众了解信息的来源和评价方法，使他们能够辨别信息的真伪，不轻信未经证实的信息。另一方面，教师等教育工作者应该具备良好的科技素养和学术道德，为学生树立榜样。他们应该接受专门的培训，以便能够在教学中融入科技素养和学术道德教育。

教育管理部门可以加强对科学研究的社会价值宣传和教育，以鼓励公众更多地关注科学和研究，而不仅仅是个人利益。比如，制定科学教育政策，确保科学教育在学校教育中得到充分重视。政策可以包括对科学课程的设置、科学实验室的配备和科学教师的培训等方面的规定，以提高学生的科学素养和对科学研究的兴趣。教育管理部门还可以与媒体合作，加强对科学研究的宣传和教育。如通过电视、广播、报纸和网络等渠道，向公众传播科学的价值和意义，并鼓励他们关注科学研究。

（二）强化对各方创新能力的培养

根据开放社区公众对“ChatGPT +”教育的关注主题可知，过度依赖技术给学生的思考和判断能力带来了负面影响。造成这种现象的原因包括：学生为了迅速获取和处理信息而依赖技术工具，容易忽略对自身思考能力的培养；当前学校的作业以及考试可以依靠工具完成作答，从而易使学生养成依赖的习惯。

解决上述问题，我们可以考虑从以下几个方面入手：

一是培养学生基于人机协同的高阶思维、问题解决、创新等能力。学校可以组织创新类比赛和科技展览，提供平台和资源，鼓励学生自主设计和实践科技项目，培养学生的创新能力。

二是转变教师传统的教学观念。从“知识传授”向“智慧育人”转变，需要教师关注学生的全面发展，注重培养学生的创新能力和思维品质。同时，教师需要注重自身角色的转变，成为学生的指导者和合作者，帮助学生解决实际问题，培养学生的创新精神和创造力。此外，教师还要注重培养学生的信息素养和智能化素养。学生需要掌握智能化技术的基本知识和技能，能够运用智能化技术进行自主学习和创新实践。

三是构建家校协同育人生态。学校可定期举行家长讲座，介绍创新教育的理念和方法，让家长了解如何帮助孩子培养创新能力和独立思考能力。

（三）推进生成式人工智能和教育教学的深度融合

根据开放社区公众对“ChatGPT +”教育的关注要点可知，ChatGPT、机器学习等人工智能技术正在改变传统的教学模式和学习方式。如何将其与教育教学进行融合，以更好地在学校教育中落地？当前，人工智能技术与教育的融合仍处于起步阶段，还存在众多的不足之处，如“数字鸿沟”让部分地区的学生依旧无法接触到人工智能教育，使教师无法针对每个学生进行个性化教学。基于此，推进生成式人工智能和教育教学的深度融合具有现实意义。在实践中，我们可采用如下策略：

一是在基础教育阶段普及人工智能课程，以培养学生熟练运用相关工具与技术的能力。首先，基础教育要构建基于人工智能的教育平台。这种平台可以根据学生的学习数据提供针对性的教学资源和建议。其次，在推进生成式人工智能和教育教学深度融合的过程中，学校要关注学生的全面发展，确保人工智能技术的应用不仅要提升学生的技术能力，而且要促进他们创新思维、社会责任感等方面的发展。

二是在基础研究中深入探究人工智能的基本原理和算法，研究人工智能与教育教学的内在联系，以及人工智能在教育教学中的应用方法和应用场景。同时，还要对人工智能教育中的关键技术进行研究，例如对自然语言处理、机器学习、计算机视觉等进行研究，以提高人工智能在教育教学中的智能化程度和普适性。此外，在应用研究方面，要结合真实的教育情境，对各主体要素进行深入研究。例如：教师和学生需要了解如何利用人工智能技术提高教育教学效果和学习体验；教育管理者需要了解如何规划和管理人工智能教育，提高教育教学效率和质量；政策制定者需要了解如何制定相关政策和规范，促进人工智能教育的健康发展。

三是在教育教学中不仅要关注到人工智能教育的教学，而且要将所学的知识应用于实践。学校和企业应该建设人工智能技术实验室，为学生提供实践和创新的平台，推动人工智能与教育教学的深度融合。深入推动人工智能在教育教学中的应用需要政府、学校、企业和社会各界的共同努力。

（四）建立健全新技术伦理治理体系

根据开放社区公众对“ChatGPT+”教育的认识以及态度可知，虽然ChatGPT在教育领域具备潜力，但也不断显现出风险隐患，包括偏见歧视、算法滥用等问题。此外，ChatGPT可以收集学生的个人数据，如果这些数据被用于身份识别、人格分析等方面，将会侵犯学生的权益。因此，我们需要认识到新技术带来的风险，并采取相应的措施和管理手段，以确保公众的权益得到保护。

当前，我国在制定互联网、大数据和人工智能发展战略时，也极其重视伦理和隐私问题的研判与应对。2023年4月，国家互联网信息办公室发布《生成式人工智能服务管理办法（征求意见稿）》，公开征求意见。尽管已存在许多法律法规来防范已暴露的安全隐患，但是人工智能技术的发展速度超乎我们想象，依然需要我们保持高度谨慎的态度去面对，同时继续建立完善的人工智能技术监管体系。首先，政府可以制定更为详尽、全面的法律法规，明确人工智能技术在研发、应用、传播等方面的界限，并就技术所涉及的隐私、安全等问题进行规范和保障。这包括增加对违反规定者的惩罚力度，以及对相关技术的使用进行严格监管等。此外，政府还可以通过设立专门机构或组织的方式，负责监督和管理人工智能技术的发展和应用，确保其符合法律和社会伦理的要求。这些措施将有助于促进人工智能技术的健康发展，并为人类社会的进步和发展提供有力支持。其次，数据隐私保护是重中之重，我们要规定数据处理的合法性，要求数据处理者采取必要的安全措施，确保数据不被滥用或泄漏。最后，我们要建立监管和执法机制，确保法律法规的有效实施。总之，人工智能技术的安全和伦理问题是一个需要长期关注的问题，需要政府、企业、社会各界共同努力，不断完善相关的法律法规和伦理规范。

五、结语

ChatGPT具有巨大的潜力和价值，但应用于教育教学还在技术普及程度、数据安全隐私保护等方面存在问题。出台相关的政策保障教育资源的公平分配，加强对教师的培训，优化人工智能和人工智慧的协作教学，并构建完善的数据安全和隐私保护机制，有助于有效应对上述问题。随着人工智能技术的进步，其在教学中的应用将会越来越多、越来越深，如个体化教育的功能越来越强，在交叉领域的应用越来越广，等等。总的来说，在教育方面，ChatGPT的发展将会变得越来越多样化、越来越智能化，希望它能给教育的改革与发展带来更强有力的技术支撑。

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