ChatGPT生成式人工智能嵌入教育領(lǐng)域應(yīng)用研究進(jìn)展

摘要：為厘清當(dāng)下ChatGPT生成式人工智能嵌入教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨向，以中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中329篇文獻(xiàn)為研究對(duì)象，借助CiteSpace軟件，通過文獻(xiàn)的作者共現(xiàn)、機(jī)構(gòu)合作、關(guān)鍵詞的共現(xiàn)、關(guān)鍵詞聚類等知識(shí)圖譜的可視化分析，明確研究分布特征與熱點(diǎn)趨向。研究發(fā)現(xiàn)，相關(guān)問題研究具有階段性特征，呈現(xiàn)熱度“持續(xù)攀升”、熱點(diǎn)“趨向聚類”與主題“逐漸明晰”等規(guī)律，為生成式人工智能與教育的結(jié)合研究提供指南。

關(guān)鍵詞：ChatGPT/生成式人工智能；教育領(lǐng)域應(yīng)用；研究熱點(diǎn)；發(fā)展趨向

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-4289（2024）07-0003-06

人工智能實(shí)驗(yàn)室OpenAI研發(fā)的人工智能聊天機(jī)器人程序ChatGPT于2022年11月30日一經(jīng)司世，便憑借便捷的接入方式、低要求的操作門檻與多維的智慧化功能（“文字歸納”“代碼開發(fā)”“圖像生成”“智能客服”等）震撼世界，廣泛而迅速地嵌入教育領(lǐng)域應(yīng)用的方方面面，實(shí)現(xiàn)了ChatGPT生成式人工智能（以下簡(jiǎn)稱“ChatGPT”）賦能教育發(fā)展的“去神秘化”。2023年3月，OpenAI為ChatGPT Plus服務(wù)提供升級(jí)版的新一代人工智能大模型（GPT-4），微軟速即宣布將“新模型”集成到“必應(yīng)（Bing）搜索引擎”中，以增強(qiáng)Office辦公套裝。百度的“文心一言”“亞馬遜Bedrock”“華為盤古”“騰訊‘混元助手’”“阿里‘通義干問’”“科大訊飛‘星火認(rèn)知’”等生成式人工智能也得到蓬勃迅猛的發(fā)展。2024年2月16日，ChatGPT團(tuán)隊(duì)發(fā)布了“Sora世界模型”（“文本轉(zhuǎn)視頻模型”），這表明ChatGPT進(jìn)入新的發(fā)展里程碑，正在高度嵌入、深度形塑和精度重構(gòu)人機(jī)交互模式與應(yīng)用邊界。因此對(duì)目前學(xué)界既有的ChatGPT嵌入教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)行系統(tǒng)梳理，厘清其研究特征和熱點(diǎn)變遷，把握人工智能時(shí)代教育生態(tài)發(fā)展前沿趨向，積極應(yīng)對(duì)ChatGPT對(duì)教育生態(tài)的挑戰(zhàn)兼具學(xué)理與現(xiàn)實(shí)意義。

一、研究過程設(shè)計(jì)

（一）研究對(duì)象的篩選

研究對(duì)象是指對(duì)教育現(xiàn)象的考察與觀測(cè)所選取的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)提取是可視化圖形分析的先決條件。為把握ChatGPT嵌入教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究概略，本文基于CNKI數(shù)據(jù)庫，以“ChatGPT教育”為檢索關(guān)鍵詞，將文獻(xiàn)來源限定為北大核心期刊，時(shí)間范圍為“2023-01-01-2024-04-01”（最早論文發(fā)表時(shí)間為2023年1月10日），對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了檢索和刪選，最終確定329篇有效文獻(xiàn)作為圖譜分析的研究對(duì)象。

（二）研究方法的確定

研究方法是揭示教育內(nèi)在規(guī)律的工具和手段。本文采用文獻(xiàn)計(jì)量法和內(nèi)容分析法進(jìn)行研究。一是文獻(xiàn)計(jì)量法。借助CiteSpace6.2 R4知識(shí)圖譜可視化分析軟件（時(shí)間參數(shù)設(shè)置為2023年1月-2024年4月，時(shí)間切片選擇為1年，算法選擇Cosine，節(jié)點(diǎn)閾值選擇Top50，網(wǎng)絡(luò)剪裁選擇pruning sliced networks，其他參數(shù)選擇默認(rèn)），對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行可視化知識(shí)圖譜處理與定量追蹤分析。二是內(nèi)容分析法。運(yùn)用內(nèi)容分析法對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容與前沿性研究的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行挖掘、比較和推理，探尋ChatGPT嵌入教育領(lǐng)域的相關(guān)特性和發(fā)展規(guī)律。

二、研究特征分析

（一）期刊發(fā)文分布特征

期刊發(fā)文規(guī)模反映了某一領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的熱度。目前載文量排序前5位的教育類核心期刊是《華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版）》（16篇）、《開放教育研究》（13篇）、《新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版）》（8篇）、《中國(guó)電化教育》（8篇）、《電化教育研究》（8篇），這些期刊發(fā)表文章的研究主要聚類在“ChatGPT”“（生成式）人工智能”“人工智能技術(shù)”“大語言模型”“機(jī)遇與挑戰(zhàn)”“教育變革”“倫理風(fēng)險(xiǎn)”“應(yīng)對(duì)策略”等主題。表明ChatGPT嵌入教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究力量較薄弱，有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

（二）作者發(fā)文分布特征

核心作者群情況反映了某研究領(lǐng)域?qū)W術(shù)共同體發(fā)展的成熟程度。首先，根據(jù)普賴斯定律（圖1），可計(jì)算得出該領(lǐng)域核心作者最低發(fā)文為2篇，其中發(fā)文在2篇及以上的核心作者群共20人，共計(jì)發(fā)文58篇，占論文總數(shù)17.6%，數(shù)值遠(yuǎn)小于普賴斯定律中50%的指標(biāo)，有關(guān)研究核心作者群還未完全形成，集聚效應(yīng)還較弱。其次，從整體上看（圖2），文獻(xiàn)成果研究?jī)H存在少數(shù)的合作研究團(tuán)隊(duì)，但缺乏更多穩(wěn)定的高水平的合作研究團(tuán)隊(duì)，學(xué)術(shù)共同體的成熟度尚有待提升。最后，文獻(xiàn)的被下載頻次是衡量該論文質(zhì)量與學(xué)術(shù)水平高低的首要指標(biāo)，如表1所示，下載量排名前10的文章被下載頻次高。

（三）機(jī)構(gòu)發(fā)文分布特征

文獻(xiàn)來源的研究機(jī)構(gòu)層次反映了某學(xué)術(shù)共同體對(duì)該領(lǐng)域研究的關(guān)注度。如圖3所示，大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)分散態(tài)勢(shì)，以獨(dú)立研究為主，形成學(xué)術(shù)共同體數(shù)量較少。發(fā)文數(shù)量排名前10位的機(jī)構(gòu)分別是華東師范大學(xué)（23篇）、北京師范大學(xué)（22篇）、華中師范大學(xué)（12篇）、北京大學(xué)（10篇）、清華大學(xué)（8篇）、復(fù)旦大學(xué)（7篇）、北京語言大學(xué)（7篇）、同濟(jì)大學(xué)（7篇）、西南大學(xué)（7篇）、南京師范大學(xué)（7篇），共計(jì)發(fā)文量為110篇，占論文總數(shù)33.4%。目前研究機(jī)構(gòu)主要集中在北京、上海、廣州、重慶、南京等區(qū)域，這既與區(qū)域高校學(xué)術(shù)研究綜合實(shí)力強(qiáng)有關(guān)，也與區(qū)域“十四五”有關(guān)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃以及人工智能的教育應(yīng)用政策的推動(dòng)有關(guān)。

三、研究熱點(diǎn)透視

（一）研究熱點(diǎn)共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是對(duì)文獻(xiàn)成果的高度凝練和核心內(nèi)容的精準(zhǔn)把握。首先，核心關(guān)鍵詞聚類分析。通過圖4分析，“人工智能”“教育（變革、生態(tài)）”“高等教育”“人機(jī)協(xié)同”“技術(shù)賦能”“學(xué)術(shù)倫理”“風(fēng)險(xiǎn)防治”等核心關(guān)鍵詞之間的連線比較密集，關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。其次，研究關(guān)注點(diǎn)聚焦分析。如表2所示，出現(xiàn)頻次排名前10的關(guān)鍵詞（共出現(xiàn)頻次為154次，占關(guān)鍵詞總頻次305次的50.5%），代表著ChatGPT嵌入教育領(lǐng)域的研究關(guān)注點(diǎn)（“人工智能”“教育風(fēng)險(xiǎn)”“技術(shù)賦能”“學(xué)術(shù)倫理”等）與實(shí)踐趨向（“人機(jī)協(xié)同”“風(fēng)險(xiǎn)治理”“智慧教育”“協(xié)同治理”等）。

（二）研究熱點(diǎn)聚類分析

關(guān)鍵詞聚類分析可以直觀地看出研究方向和熱點(diǎn)。如圖5，依據(jù)數(shù)據(jù)運(yùn)算將具有明顯共線關(guān)系的節(jié)點(diǎn)聚類成7個(gè)類團(tuán)，整合成4大類研究?jī)?nèi)容。

第一類，ChatGPT的技術(shù)原理研究。包含“#0人工智能”類團(tuán)，關(guān)鍵詞主要有“大語言模型”“學(xué)習(xí)模型”“人類心智”“技術(shù)架構(gòu)”“技術(shù)賦能”“技術(shù)邏輯”等。如蒲清平、向往認(rèn)為ChatGPT是能夠根據(jù)用戶指令，生成內(nèi)容豐富、風(fēng)格類人的自然語言文本的大型生成式人工智能語言模型；喻國(guó)明、蘇健威認(rèn)為ChatGPT由“預(yù)訓(xùn)練”“大模型”“生成性”三種關(guān)鍵技術(shù)支持；李會(huì)春認(rèn)為ChatGPT具有新的智慧生成特征；于浩等認(rèn)為ChatGPT具有“高度智能”“上下文理解”“多領(lǐng)域適用”“可定制化”“持續(xù)優(yōu)化”等特點(diǎn)；畢文軒認(rèn)為ChatGPT具有擴(kuò)展性、復(fù)合性以及涌現(xiàn)性等特征；徐國(guó)慶等認(rèn)為ChatGPT具有了類人的功能，最大特征在于其文本生成性。

第二類，ChatGPT的教育應(yīng)用價(jià)值研究。包含“#2人機(jī)協(xié)同”“#6導(dǎo)師”類團(tuán)，關(guān)鍵詞主要有“超級(jí)教師”“復(fù)合教育者”“人機(jī)共創(chuàng)”“人機(jī)協(xié)同”“虛擬現(xiàn)實(shí)”等。如陸道坤等認(rèn)為Sora以ChatGPT為基礎(chǔ)，聚焦理解和模擬現(xiàn)實(shí)世界，可能成為學(xué)校教育的“拯救者”：助力教育“異化”破解、為個(gè)性化教育插上“智能的翅膀”、讓教和學(xué)在“可視”中走向高效；曹輝等認(rèn)為ChatGPT具有“教師身份獲取：角色賦予依賴類人理解”“教育能力審視：高效搬運(yùn)伴隨低質(zhì)思考”“教學(xué)形式表征：人工、智能雙向反哺”等方面特質(zhì)；馮雨奐從“從半封閉到開放”“從單向到雙向”“從模糊到精準(zhǔn)”“從低效到高效”等方面描述了ChatGPT在教育領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)的特征。

第三類，ChatGPT的教育潛在風(fēng)險(xiǎn)研究。包含“#3意識(shí)形態(tài)”“#7教育倫理”類團(tuán)，關(guān)鍵詞主要有“算法黑箱”“安全風(fēng)險(xiǎn)”“倫理缺陷”“潛在風(fēng)險(xiǎn)”“意識(shí)形態(tài)”等。如張黎、周霖等認(rèn)為ChatGPT的教育應(yīng)用存在主體思想的“工業(yè)化”、主體交互的“規(guī)訓(xùn)化”、技冶主義的“宿命化”等傾向；王延川、趙靖從“‘技術(shù)利維坦’催生意識(shí)形態(tài)風(fēng)險(xiǎn)”“智能算法‘把關(guān)人’助推意識(shí)形態(tài)風(fēng)險(xiǎn)”“資本技術(shù)操縱擴(kuò)大意識(shí)形態(tài)風(fēng)險(xiǎn)”等方面詮釋了ChatGPr誘發(fā)意識(shí)形態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的邏輯機(jī)理；詹澤慧、季瑜等認(rèn)為ChatGPT嵌入教育生態(tài)過程伴隨著“現(xiàn)實(shí)的人讓渡虛擬的人”“主動(dòng)意義建構(gòu)流于慣性索取”“具身情境參與退為技術(shù)義肢代勞”“以人為本的培養(yǎng)淪為資本利益操縱”等潛在風(fēng)險(xiǎn)。

第四類，ChatGPT的教育應(yīng)對(duì)策略研究。包含“#1數(shù)據(jù)安全”“#5數(shù)字素養(yǎng)”類團(tuán)，關(guān)鍵詞主要有“智能（風(fēng)險(xiǎn)）治理”“思維培養(yǎng)”“協(xié)同治理”“法律規(guī)制”等。如吳青等認(rèn)為高等教育需要借助ChatGPT賦能新一輪“課堂革命”（“教學(xué)目標(biāo)多樣化”“教學(xué)內(nèi)容兩極化”“教學(xué)過程智能化”“教學(xué)評(píng)價(jià)多元化”“知識(shí)生產(chǎn)協(xié)同化”）；王佑鎂等從博弈論、道德倫理兩個(gè)視角剖析“教育-ChatGPr”之間的最優(yōu)關(guān)系，提出倫理困境規(guī)避的具體建議；高穎等提出了數(shù)智時(shí)代高等教育風(fēng)險(xiǎn)的“全流程、全方位、全體系”規(guī)制體系；楊淑萍等提出“必須加強(qiáng)對(duì)ChatGPT技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)管和規(guī)范”“落實(shí)立德樹人根本任務(wù)以實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展”“培育‘智慧’教師以彰顯‘人師’的獨(dú)特價(jià)值”等治理建議。

（三）研究熱點(diǎn)演進(jìn)分析

時(shí)間線圖譜反映一定領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的演進(jìn)動(dòng)態(tài)。ChatGPT賦能教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究始于2023年初，研究熱度“持續(xù)攀升”、熱點(diǎn)“趨向聚類”、主題“逐漸明晰”。研究進(jìn)程大致劃分為四個(gè)階段（圖6）。第一個(gè)階段是萌芽期（2023年1月-2月），研究多處于松散性狀態(tài)。少部分學(xué)者開始關(guān)注ChatGPT技術(shù)原理、助教價(jià)值問題，《ChatGPT和人工智能：從基本原理到教育應(yīng)用》一文可視作國(guó)內(nèi)的最早成果。第二個(gè)階段是積累期（2023年3月-4月），研究處于探索性狀態(tài)。學(xué)者對(duì)ChatGPT的教育潛能與風(fēng)險(xiǎn)研究的關(guān)注度在增加。第三個(gè)階段是增長(zhǎng)期（2023年5月-6月）。學(xué)者對(duì)ChatGPT的教育風(fēng)險(xiǎn)、消解路徑與未來發(fā)展等研究處于高速發(fā)展的狀態(tài)。第四個(gè)階段是應(yīng)用期（2023年7月-2024年4月），研究處于集聚性狀態(tài)。學(xué)者已由理論研究轉(zhuǎn)向理論與實(shí)踐相融合的研究。

四、教育發(fā)展展望

（一）重視智慧平臺(tái)建設(shè)

智慧平臺(tái)建設(shè)有利于縮小ChatGPT與教育生態(tài)融合的“數(shù)字鴻溝”。一是智慧平臺(tái)的建設(shè)。在國(guó)家智慧教育公共服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)基礎(chǔ)上，按照教育領(lǐng)域?qū)W校類型頂層設(shè)計(jì)ChatGPT的新基建架構(gòu)，推進(jìn)智慧平臺(tái)學(xué)習(xí)支持服務(wù)。二是關(guān)鍵技術(shù)的融入。主要包括ChatGPT等技術(shù)，交互技術(shù)與學(xué)習(xí)分析技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)“智能生成”。三是學(xué)習(xí)空間建構(gòu)。主要包含大數(shù)據(jù)處理、探究學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)、認(rèn)證機(jī)制與交互界面等空間構(gòu)建，構(gòu)建“AI+教育”新生態(tài)。四是AI自主算力池的建設(shè)。構(gòu)建“中國(guó)表達(dá)”的大型教育教學(xué)語料庫，推進(jìn)“算力+教育”資源覆蓋校園。

（二）突出育人機(jī)制建構(gòu)

內(nèi)在機(jī)制決定職業(yè)教育人才培養(yǎng)生態(tài)的特性和運(yùn)作方式。ChatGPT對(duì)教育領(lǐng)域的賦能作用內(nèi)含自身的生成邏輯，需要從技術(shù)基底等層面來構(gòu)建人才培養(yǎng)內(nèi)在育人生成機(jī)制（圖7）。一是技術(shù)基底：數(shù)據(jù)（要素）“躍遷”——實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)生態(tài)的“蛻變”。二是思維方式：內(nèi)腦與外腦“共生”——體現(xiàn)為復(fù)合腦智慧系統(tǒng)誕生。三是教育主體：技術(shù)與主體“同構(gòu)”——表現(xiàn)在對(duì)教師主體的本質(zhì)屬性的適應(yīng)。四是教育內(nèi)容：場(chǎng)景與內(nèi)容“重構(gòu)”——體現(xiàn)在ChatGPT技術(shù)與教育原有內(nèi)容共筑教育生態(tài)。五是教育活動(dòng)：內(nèi)在連續(xù)性和可解釋性“創(chuàng)新”——體現(xiàn)為教育主體的活動(dòng)行為的復(fù)合化。六是教育環(huán)境：內(nèi)部與外部環(huán)境替演——體現(xiàn)育人系統(tǒng)生態(tài)的演變。七是育人方式：“AI+算力”創(chuàng)新迭代——體現(xiàn)為人機(jī)協(xié)同育人力。

（三）著力實(shí)踐創(chuàng)新行動(dòng)

ChatGPT是引發(fā)教育生態(tài)發(fā)展的“鯰魚效應(yīng)”的加速器。第一，回歸育人中心。牢記為黨育人、為國(guó)育才的初心，恪守立德樹人立場(chǎng)，堅(jiān)持知識(shí)（能力）傳授（培養(yǎng)）與價(jià)值引領(lǐng)“雙塑造”，強(qiáng)化ChatGPT技術(shù)運(yùn)行邏輯與課程思政活動(dòng)時(shí)空的有機(jī)契合。第二，構(gòu)建人機(jī)主體協(xié)同生態(tài)。關(guān)注“師生、生生、人機(jī)”之間交互的主體間性關(guān)系的“同構(gòu)”，聚焦于更具創(chuàng)造性、更有溫情的協(xié)同育人，為教師主體賦能，為技術(shù)主體賦權(quán)，為教育過程賦魂。第三，AI通識(shí)核心課程體系的建構(gòu)。總體課程結(jié)構(gòu)涵蓋“人工智能與社會(huì)”“人工智能與人類智能”“人工智能原理與技術(shù)”三個(gè)主題，課程設(shè)置體現(xiàn)為“1+X+Y”三個(gè)層次，即“以1門必修的AI通識(shí)核心課+X門AI素養(yǎng)課+Y門各學(xué)科與AI深度融合的前沿拓展課為基礎(chǔ)，構(gòu)建AI技術(shù)深度融合、人機(jī)深度互動(dòng)的AI課堂”。第四，教師育人的主體激發(fā)。教師ChatGPT應(yīng)用素養(yǎng)發(fā)展需要從外在身份賦予走向內(nèi)在的意蘊(yùn)激發(fā)。主體的道德塑造——提升教師自身AI素養(yǎng)的道德自覺，主體的賦能增權(quán)——賦予教師更多的教育選擇權(quán)利，主體倫理的檢視守正——強(qiáng)化人師技術(shù)倫理道德底線。此外，提升學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)質(zhì)量。借助ChatGPT強(qiáng)大功能，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力評(píng)價(jià)進(jìn)行精準(zhǔn)“畫像”，為學(xué)習(xí)能力提升提供行動(dòng)“支架”，為學(xué)習(xí)資源管理進(jìn)行精準(zhǔn)“推送”，從而提升學(xué)生面向“人際+人機(jī)”的創(chuàng)新與協(xié)作能力，為人工智能時(shí)代人才精準(zhǔn)培養(yǎng)賦能。

（四）推動(dòng)智能教育治理

教育治理是指對(duì)ChatGPT嵌入教育生態(tài)問題進(jìn)行決策和管理的系列制度和過程。首先，構(gòu)建倫理準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)指南。教育部門應(yīng)預(yù)判ChatGPT對(duì)教育生態(tài)可能造成的侵害，構(gòu)建以隱私原則、透明原則、平等原則、問責(zé)原則等系列核心原則為支撐的人工智能教育的一般倫理準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)指南，強(qiáng)化各相關(guān)的主體責(zé)任與標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)制責(zé)任體系的銜接，確保ChatGP技術(shù)的“內(nèi)容規(guī)范”“工具規(guī)范”“倫理規(guī)范”。其次，建立產(chǎn)品的準(zhǔn)人體系。加強(qiáng)ChatGPT產(chǎn)品的分級(jí)分類研究，從審查、監(jiān)管、問責(zé)等方面建立其產(chǎn)品的校園準(zhǔn)人制度體系，鍛造中國(guó)版人才培養(yǎng)GPT。最后，重視風(fēng)險(xiǎn)規(guī)范管理。規(guī)定ChatGPT嵌入設(shè)計(jì)的方法路徑，確保嵌入算法的人工智能具有可識(shí)別性、可解釋性和安全中斷性（即在緊急情況下可做出“人工控制”“人為干預(yù)”“緊急制動(dòng)”決策）閉。此外，突出風(fēng)險(xiǎn)防范教育。建立教育主體內(nèi)生規(guī)約，強(qiáng)化“倫理先行”意識(shí)，加強(qiáng)自律自治，提升師生人工智能教育倫理素養(yǎng)，緩和技術(shù)層面的教育風(fēng)險(xiǎn)。

（作者單位：江蘇省灌南中等專業(yè)學(xué)校，江蘇，連云港222500）