探索AI创作辅助工具的演变及其在教育中的应用与挑战

关键词：人工智能；AI创作；ChatGPT；Midjourney；Copilot；教学智能化

随着人工智能技术的迅速发展和互联网的普及，众多AI创作辅助工具应运而生并广为人知，其中一些已被广泛应用，为创作提供了强大的支持。这些工具逐渐融入教育领域。自2019年起，美国高等教育信息化协会连续四年发布的《地平线报告：教与学版》均将人工智能列为未来影响高等教育发展的趋势与核心要素[1]。2022年，党的二十大报告提出：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”，这三者作为辩证统一的整体，缺一不可。将人工智能技术及其创作辅助工具应用于教育，将产生重大影响。同年，教育部等八部门印发《新时代基础教育强师计划》，提出“推进人工智能助推教师队伍建设试点行动，提升教师的数字素养，帮助教师掌握并使用信息技术手段改进教学”。近几年，人工智能学习也逐渐出现在部分学校的教学课程中。人工智能可以成为有效的学习工具，减轻教师和学生的负担，为学生提供优质的学习体验[2]。结合当前教育改革趋势，如教育资源数字化、教学游戏化和个性化学习体验，人工智能及其创作辅助工具在教育领域展现出广阔的发展前景。这些技术和工具的进步深刻改变了写作、绘画、编程等领域，同时也带来了相应的局限性，需要深入探讨。本文以ChatGPT、Midjourney、Co⁃pilot等AI创作工具为研究对象，分析它们的发展历程、技术特点及在教学中的应用前景。

1 ChatGPT 的发展及教学应用

ChatGPT 是一种基于Transformer 模型的自然语言处理技术，以其强大的处理能力和智能交互方式受到广泛关注，已成为自然语言处理领域的研究热点。

自2018 年OpenAI 公司发布第一个GPT 模型以来，经过多次迭代，截至2023年3月，ChatGPT已发展出多模态模型GPT-4。该模型采用最新技术和算法，具备更强大的智能和语言处理能力，使得系统能够更好地理解用户需求，输出更准确、自然和个性化的回答。

交互式智能聊天工具正逐渐成为备受关注的教学工具，而ChatGPT在其中表现出色，已在文本自动生成、智能对话系统、文档智能编辑等多个领域广泛应用。将其作为辅助工具引入教学并合理应用，已成为热门话题。以下是将ChatGPT引入教学的几种方法及其优点。

1） 个性化辅助：学生可根据自身需求，向Chat⁃GPT提出特定问题，类似于向老师请教，针对性解决不理解的知识点，帮助更好地掌握内容。

2） 互动式学习：学生希望制定短期学习计划时，可向ChatGPT描述自己的学习习惯和情况，让其协助制定学习计划和建议。通过持续的“聊天式”互动，不断调整策略，优化符合自身情况的计划。

3） 提高效率：不同于传统搜索引擎，ChatGPT可根据问题自动总结并直接提供综合性答案，减少常规搜索、点击、总结的流程，节省大量时间。同时，教师也可借助ChatGPT根据教学方案提供调整建议。

4） 激发好奇心：学生可以发散思维，向ChatGPT 提问富有想象力或扩展性的问题。复旦大学生命科学学院生态学赵斌教授在文章中介绍了在教学实践中体验ChatGPT的方法：鼓励学生向ChatGPT提问，而非仅仅获取标准答案。这种方法能激发学生的好奇心和探究欲望，增强对知识点的理解[3]（如图1所示）。

Ramesh Kannan等人（2018） 基于课堂中的自主学习实验，评估了聊天机器人在帮助学生学习方面的效果。研究发现，聊天机器人能够帮助学生更好地掌握知识点，并且更有动力完成课程任务[4]。而ChatGPT 作为先进的聊天机器人，在这方面的表现更为突出。

尽管ChatGPT在教学中的应用仍需进一步完善，但对教师和学生角色都有促进作用：学生更易进入理想的自主学习状态，教师则能更好地把握学生的学习效果，提供更有针对性的指导。

2 Midjourney 的发展及美术教学应用

近年来，AI绘图技术飞速发展，特别是基于文本生成图像的技术，得益于AI对自然语言理解和计算机视觉分析技术的进步，衍生出众多AI 绘图工具，如2022年4月发布内测的Midjourney、7月发布的StableDiffusion等。这些技术的问世，为AI绘图带来了更多可能性。对于美术类学生和教师而言，这是机遇也是挑战。不仅美术专业，计算机等需要使用电子图像素材的领域同样面临机遇与挑战。下面以Midjourney为例，探讨其在美术教学中的辅助应用及优点。

1） 提供创作灵感：Midjourney通过文字聊天与用户互动，根据输入内容生成对应语境的图像。在缺乏灵感和想象力时，输入想法或创作主题，它会自动生成相关图像参考。这种交互且即时的反馈机制不仅能激发学生的想象力，提供灵感，还能提高他们的创作兴趣。

2） 学习不同的风格与画风：学生可输入不同风格的关键词，让Midjourney生成对应图像，包括动漫、油画、平面设计等。之前，我们难以找到同一主题、不同风格的多张画作，通过它可轻松生成用于对比。甚至可尝试将多种风格融合于一张画中，使学生“预览”脑海中的画面，激发他们探索跨风格创作的兴趣。

3） 学习艺术大师的画风：Midjourney通过分析大量艺术作品，掌握各大艺术家的风格。学生可输入特定艺术家名字与相关主题，获取该艺术家风格的图像（如图2所示）。

综上所述，将Midjourney等工具作为教学辅助，不仅能帮助美术专业学生学习课程，通过对艺术作品的处理和分析，深入认识各种艺术流派和风格，加深对艺术的理解；还可帮助其他专业学生使用这些工具生成美术资源，辅助专业学习。若学生能熟练应用这些工具，将大大提高效率。

3 Copilot 的发展及编程教学应用

AI的发展也被应用于编程领域，早期出现了编程辅助工具，如智能提示、自动补全、语法提示插件等。但这些工具存在一定局限性。随着技术进步，出现了更智能、全面的工具，本文以Copilot为例，探讨其在编程教学中的应用。

1） 提高整体编程效率：与上述两种工具类似，Co⁃pilot通过文字聊天式互动生成内容。它能解析自然语言描述，生成对应的相关代码。学生在编程时，对于一些简单的功能或界面，可借助它生成代码框架，无需每次都手动编写类似代码。这使学生在编程时大幅提升效率，能够将更多精力投入核心业务。

2） 帮助解决编程难题：在编程学习过程中，学生常遇到算法、语法或实现方案等技术难题。Copilot可以逐一解决，关键在于它不仅能生成代码示例，还会附带解释这些代码的功能和逻辑。通过这种交互式学习与练习，学生既能了解功能的解决方案，又能深入学习编程。这种学习模式使学生在实践中积累经验，提升自我解决问题的能力。

3） 提高编程创造性：Copilot通常提供常规解决方案，但学生可以通过文字交互，输入独特想法，让其尝试实现。这种快速初步验证想法的功能，为学生的编程创造性提供了更多可能。此外，还可让其尝试使用不同的编程语言实现，学生可对比不同语言在特定功能实现上的差异，更直观、快速地了解它们的区别（如图3所示）。

Copilot能够支持学生更好地学习和理解编程技巧与知识，结合自身想法实现创新，更好地实现代码生成与创造梦想。同时，它通过自适应学习和神经网络技术，对程序员编写的代码进行补充和优化，提高编码效率。

4 面临的挑战

许多人认为，人工智能是第四次工业革命不可或缺的驱动力，可能引发教育领域的第四次革命。尽管如此，教育工作者仍有责任审查当前AI创作辅助工具的能力，确定优化学习的可能途径[5]。同时，如何运用这些工具以及使用后产生的不可预测效应，带来了复杂的挑战。例如，在教师和学生的角色上，学生可能通过这些工具在某一领域获取和学习到比教师更多的知识，甚至从知识的吸收者转变为内容创造者。而教师难以在所有领域都保持专业性。这导致学生不再只依赖教师获取知识，而是通过与这些工具的交互获得更多信息。然而，由于学生的辨别能力较弱，如何确保他们从AI创作辅助工具获取的知识正确且积极，成为一项巨大挑战。

同时，教师和学生对这些工具的态度也影响其有效性。一部分人可能由于了解不充分或不相关等原因对工具产生抵制；也有部分人过于依赖，导致教学和学习内容完全依靠工具制作，无法深入参与教学与学习过程。

学术诚信与知识产权风险也是不可忽视的问题。在学术上，学生可能过于依赖AI生成的内容，未能充分思考和研究，导致作品缺乏原创性和创新性。这种依赖可能使他们在学习过程中失去批判性思维和独立研究能力，形成恶性循环。

在知识产权方面，由于AI创作辅助工具生成内容时通常依赖大规模数据集，而这些数据集可能受版权保护。使用者在直接使用这些内容时，可能无意间侵犯他人创作权。而且，现有相关法律在AI技术快速发展的背景下，尚未及时更新，这使得AI创作辅助工具生成内容的知识产权问题更具挑战性。

5 总结

AI创作辅助工具在提高创作效率、降低错误率、优化内容质量等方面具有独特优势。将这些工具应用于教学，不仅可提升现有教学质量和效率，还能使学生接触最新技术发展，掌握应用这些技术的能力，为未来就业提供竞争力。然而，引入这些工具也面临学术诚信、知识产权等风险与挑战。这些工具存在局限性，如ChatGPT对语言的理解有待提高，Midjourney 的应用场景受限，Copilot的机器学习结果可能出现语义错误等。因此，在教学过程中，需注意并提醒学生主观判断工具生成“作品”的正确性，避免完全依赖AI 工具，应将其仅作为辅助，发挥学生的主观能动性，提升人工智能与人合作的能力。