ChatGPT等人工智能技術助力基礎教育拔尖創新人才培養

方海光 王顯闖

[摘要]當下，ChatGPT在自然語言處理領域有了一定的飛躍，這對我國基礎教育將會有不小的影響。當然，類似于ChatGPT這樣的人工智能工具是否應該進入課堂，是否能夠促使學生有效的學習都是值得探討的重要問題。因此，我們應該以開放的思維來擁抱技術，積極開展ChatGPT等人工智能技術在基礎教育課堂中的實踐應用，通過不斷迭代優化助力基礎教育拔尖創新人才培養。

[關鍵詞]ChatGPT；基礎教育；拔尖創新人才培養

[中圖分類號]G434

拔尖創新人才培養是我國實現人才強國計劃的戰略核心。尤其是隨著人工智能技術和教育技術的不斷發展，人工智能教育的學科建設越發走向成熟，也將更好地助力拔尖創新人才的培養。事實上，自《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》發布以來，我國對基礎學科信息科技教育的各項活動都積極展開了部署。科技創新人才的培養和發展需要基礎教育以及基礎學科的重要支撐，尤其是對中小學拔尖創新人才的培養。新課標指出，信息科技課程的目標要圍繞中小學生的核心素養提升來開展。中小學生的核心素養主要包括“信息意識、計算思維、數字化學習與創新以及信息社會責任”等四個方面。這四個方面的核心素養毫無疑問是基礎教育階段拔尖創新人才培養需要重點關注的內容。“信息意識”是指中小學生要有一定的信息感知力。在信息化高速發展的今天，中小學生應能利用信息科技分享、交流信息并通過信息科技更好地開展協同創新。“計算思維”應能指導學生運用計算機科學領域的思維方式，并利用系統思維的解決方法將實際問題通過抽象、分解、建模、算法設計等方式進行解決，而且也應能觸類旁通地解決其他相關的類似問題。“數字化學習與創新”是指中小學生可以利用身邊的數字化設備和資源進行探究性學習并能創造性地解決實際問題。“信息社會責任”是指中小學生應具有一定的文化修養、道德規范以及行為自律。學生在使用信息科技解決實際問題時應對自己的行為負責，尤其是應遵守法律法規以及道德倫理規范等。可以說，以上四個方面是進行拔尖創新人才培養十分重要的四項指標。

ChatGPT技術作為人工智能領域的一項突破性的技術，其對基礎教育領域也將帶來一定的沖擊。針對類似于ChatGPT的人工智能技術引入課堂教學從而實現拔尖創新人才的培養是十分有必要的。當然，在使用這些人工智能技術時必將出現各種各樣的問題。但是，在實際應用期間存在的問題可以通過探索更好的課堂設計、技術的優化迭代最終滿足基礎教育的教學和學習需求，從而實現對高科技人才的創新培養。

1.ChatGPT等人工智能技術的引入對基礎教育的影響

ChatGPT的引入對基礎教育領域來講既有積極方面的影響也有消極方面的影響。

從積極層面講，ChatGPT的出現能夠對學習者進行“武裝”并縮小知識弱勢者與他人的差距[1]，這為教育公平提供了一種解決思路。尤其是對K-12教育而言，ChatGPT的出現對中小學教育有著極大的賦能作用。第一，ChatGPT可以幫助學科教師結合學科內容進行個性化、游戲化的教學設計。同時，教師也可以根據學生的學習需求和認知水平，通過向ChatGPT提問的方式生成個性化的試題來對學生進行差異化的測試。第二，ChatGPT還能夠對于教師的專業發展形成一定的助力作用。中小學教師可以通過向ChatGPT提問的方式獲得促進教師發展的學習資源，甚至可以獲得清晰的資源地址。第三，ChatGPT的出現對于中小學拔尖創新人才的培養也有著極大的助力。ChatGPT可以幫助基礎教育階段的學生回答常識性的、基礎性的通識問題。中小學生還可以讓ChatGPT為自己生成符合自身需要的學習材料，實現個性化的學習，也更有利于拔尖創新人才的培養。此外，對于外語學科來講，它也是一個良好的翻譯機器人和外語文本對話交流機器人。總之，ChatGPT的出現對中小學教師和學生的成長都有著極大的助力作用。

從消極層面講，ChatGPT的出現也會帶來一些問題。第一，ChatGPT對于一些常識性問題的回答有錯誤混淆的風險[2]。這種風險主要和師生的提問內容有關，事實上，師生的提問內容往往是帶有主觀色彩的，ChatGPT也很難分辨提問內容是否真實、可靠以及準確。雖然ChatGPT是一個大而全的通用大語言模型，但是它在細分領域的縱深問題上的解答往往過于籠統，甚至對某些專業領域的知識還會產生較為明顯的錯誤混淆。第二，學生可能使用ChatGPT進行抄襲、作弊等[3]。使用人群中有大量的學生用戶群體，他們也會通過使用ChatGPT來解決學習中遇到的問題。但是，不乏一些學生缺乏信息社會責任，常常使用ChatGPT作弊。因此，國外的部分教育機構限制學生對ChatGPT的使用，它們認為，這可能會使學生的思維以及實際問題的解決能力退化。這給我們的啟發是，如何合理地利用ChatGPT這樣的新興技術幫助學生解決實際問題的同時，還能調動學生的思維和主觀能動性，使學生積極地構建知識的意義并能提升學生的綜合素質。第三，師生風險意識淡薄，可能會導致數據隱私的泄露與濫用[4]。一方面，ChatGPT之所以能夠根據師生提出的問題生成看似可靠的答案是因為其龐大的數據集提供了強大的數據支撐。這些大數據是基于互聯網的，而ChatGPT在使用這些來源于互聯網的數據時并不知道是否侵犯了他人的隱私，這可能會造成對他人隱私的侵權。另一方面，師生在使用ChatGPT獲取問題的答案時有可能泄露自身的隱私情況。目前，仍未知道ChatGPT是否將用戶的提問信息有所儲存，也不了解自己的個人隱私信息是否被泄露。這些情況都極有可能造成師生的個人隱私被泄露甚至被濫用。

總之，雖然將ChatGPT等人工智能技術引入課堂有著正面和負面的雙重影響，但我們應該以開放的思維積極擁抱技術，不斷地優化課堂設計和技術，從而更好地利用技術保證教學質量。

2.ChatGPT等人工智能技術會使基礎教育產生哪些變革

高精尖技術引入教育領域本身就需要慎之又慎。由于教育的不可逆性，因此在常態化教育中一般會將十分成熟的技術用于教育教學，對于不夠成熟的技術往往只會進行探索式的應用研究。因此，作為新興產業的人工智能介入基礎教育也會產生各種各樣的問題。

在教學層面，人工智能介入教學亟須解決的就是人機協同問題。教師和機器如何協同？學生和機器如何協同？這些都是需要深入思考的問題。只有解決了人機高效的協同問題，才有將人工智能教育機器人或者人工智能等技術引入課堂教學的價值。當然，教師和學生也不可以過度依賴人工智能。以ChatGPT聊天機器人為例，如果學生在教學過程中遇到任何問題就去向ChatGPT尋求答案，這會使學生的獨立思考能力退化，使學生的惰性心理增強。并且，如果學生對ChatGPT產生過多的情感依賴，那么容易造成學生與教師之間產生情感上的沖突，致使一些學生可能不愿意和教師進行交流，進而影響教師對班級進行管理。

在課程層面，教育工作者應當反思自身學科的優勢并應對機器對學術知識生產過程的入侵[5]。事實上，人工智能的出現給知識的生產帶來了不小的挑戰，尤其是在課程建設方面。ChatGPT具有十分強大的自然語言處理能力，具備能夠解決大部分基礎知識層面問題的能力，這從某種程度上就給教育工作者在課程建設上帶來了不小的挑戰。人工智能能夠幫助教師解決機械的、簡單的課程問題，但是在課程開發和設計方面優勢不足，而教師卻可以大有作為。

在評價層面，使用ChatGPT對中小學生進行評價也可能會出現許多問題。首先，由于ChatGPT的回答是基于大數據集和大模型算法的，這就導致評價結果往往受到數據和算法的直接影響，這可能導致評價結果并不能很好地反映學生的真實水平。其次，ChatGPT對學生的評價并不具有針對性，因為目前ChatGPT僅僅能夠實現單一模態的輸入和單一模態的輸出，而這種單一模態的評價方式是難以感知學生的具體情況的。在對學生進行形成性評價和總結性評價時，ChatGPT無法全面考慮學生的個性化差異和學生的實際情況，這會導致它在對學生進行評價時往往忽略一些重要的評價因素。再者，ChatGPT只能對學生的文本寫作能力進行評價，對于其他方面的能力，如口語表達能力、社會實踐能力等，都無法做出評價。換言之，機器評價并不能全面衡量學生的整體能力。

在管理層面，教育管理者使用ChatGPT對學生信息進行管理可能會引發學生隱私泄露的風險。目前的ChatGPT需要對大量的學生數據進行學習后才能生成管理方案，而這些需要學習的數據（包括學生的個人信息、學習記錄等內容）如果被泄露，很有可能會對學生的隱私產生巨大的影響。

在德育層面，ChatGPT的介入可能對學生產生不容小覷的影響[6]。中小學生對ChatGPT的提問內容在一定程度上反映了學生的思想、政治、道德觀念。事實上，學生對ChatGPT的提問結果是有一定預設的，而ChatGPT基于它的大語言模型往往可以給出與學生預設的答案相一致的內容。雖然ChatGPT拒絕回答部分有害性的內容，但是如果對之進行引導，ChatGPT也有可能獲得有害性的內容，這對中小學生的身心發展是十分不利的。因此，如何解決產生有害性回答的問題也是人工智能技術引入中小學課堂教學亟須解決的難點和熱點問題。

3.ChatGPT等人工智能技術推動基礎教育拔尖創新人才的培養

目前，我國在大力發展人工智能的相關產業，尤其是國務院在2017年發布的《新一代人工智能發展規劃》中提到，2020年、2025年、2030年，人工智能核心產業規模要分別超過1500億元、4000億元、1萬億元，帶動相關產業規模要分別超過1萬億元、5萬億元、10萬億元。要想實現這些目標離不開對中小學生拔尖創新人才的培養。但由于人工智能行業發展時間較短，當前的人工智能專業人才培養存在課程建設不完備、學生創新精神不足、動手能力差等短板[7]，因此，探索人工智能推動中小學生拔尖創新人才培養十分有必要。

針對以上問題，基礎教育階段的拔尖創新人才培養可以從以下幾個方面去解決。（1）完善課程建設。在《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》中提到，要強化課程育人導向，要著重培養學生核心素養，要體現正確價值觀、必備品格以及關鍵能力的培養要求。新一代信息科技教材也會根據課程標準的要求完善對中小學生核心素養的培養，為拔尖創新人才教育貢獻自己的一份力量。（2）著重培養學生創新精神。要堅持創新導向，要結合國內外先進的教育理念深化課程改革，要提升中小學生的綜合實踐能力，尊重學生個性多樣化發展并且應體現課程時代性等。這種堅持創新導向的修訂原則有利于培養學生的創新精神和創新能力。（3）培養學生動手實踐能力。在新版的中小學信息科技教材中的六年級和八年級部分，對學生的動手實踐能力的培養尤為突出，在智能硬件和物聯網部分既涉及編程思維的培養也涉及硬件的組織與連接，這些課程內容能夠很好地培養學生的動手實踐能力。

4.ChatGPT等人工智能技術對中小學教師、校長及教育工作者的啟示

ChatGPT等人工智能技術能夠對中小學教師在課堂管理方面進行賦能，這也是推動中小學教師的課堂教學管理改革的必然要求[8]。中小學教師利用好類似ChatGPT的人工智能技術，將減輕教育教學負擔。

人工智能技術也能夠推動名校長的角色轉型。對于校長來講，如何合理使用人工智能技術賦能學校管理至關重要。未來學校是信息化水平極高的學校，校長們應積極開展信息化建設，擁抱高精尖技術在學校管理中的運用。校長也應積極倡導教師和學生對信息技術的合理使用，在提升師生使用信息技術解決問題能力的同時也可以實現對師生的減負。

ChatGPT等人工智能技術對教育工作者來說應該能培養人工智能時代的教育家[9]。一個好的教育家首先應該能夠適應信息化浪潮，同時也應該積極地改變教學結構從而更好地適應人工智能時代的學習模式。在以往，學生的學習更多的是對死知識的識記，而死記硬背的知識點通常很難指導實踐，這常常造成學習內容與社會實踐嚴重脫節。這種基于行為主義的學習方式并不能很好地內化知識也并不能達到人工智能時代對拔尖創新人才的要求。到了人工智能時代，教育者們應當擁抱建構主義，以具身認知理論作為思想引領。積極實現人工智能技術對學生建構式學習的賦能，從而真正讓學生學有所用、學有所得。

5.總結

在ChatGPT等人工智能技術的時代背景下，未來的基礎教育拔尖創新人才應該有以下幾個特征。第一，中小學生應該有更好的審美能力。人類對于美的感受是機器人難以替代的，這才是我們應該著重對學生進行培養的。第二，中小學生應該有更強大的信息資源整合能力。未來社會需要的是全面發展的人才，未來的人才不可能僅僅在一方面突出就可以很好地生存；未來的問題也是復雜多變的，只有擁有良好的信息整合能力才能更好地應對繁雜的實際問題。這種多學科的融合能力也是人工智能難以替代的。第三，中小學生應有更好的共情能力。雖然當下火爆的ChatGPT等人工智能技術對一些問題進行回答時貌似有一些自己的情感在里面，但是本質上它的回答也只是文字的拼接，機器人依然并不具有自己的情感。它只能模仿人類的語言習慣，并不能對人類產生共情。因此，人類的共情能力也是區別于機器人的重要特征。我們的孩子也應該擁有照顧別人情緒和關懷他人的能力。

雖然ChatGPT在探索階段有許多的不足，但是通過不斷的迭代優化人工智能方面的技術，使其更好地為教育教學服務。這樣中國的基礎教育拔尖創新人才培養才會走向一個教育現代化的新臺階。

參考文獻：

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