ChatGPT的崛起與教育生態(tài)視域下的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)創(chuàng)新研究

摘" 要：伴隨ChatGPT介入教育生態(tài)，教育系統(tǒng)必將迎來全新變革，非計算機類各專業(yè)大學(xué)計算機基礎(chǔ)系列課程教育教學(xué)必須首先激發(fā)學(xué)生對計算機科學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，正確審視計算機科學(xué)與其他專業(yè)的交叉滲透與融合，引導(dǎo)大學(xué)生對ChatGPT的辯證分析與科學(xué)運用，批判性認(rèn)識、分享 ChatGPT的技術(shù)紅利，而不至于被 ChatGPT 的仿人類行為失去自我。在調(diào)動其學(xué)習(xí)主動性的前提下，注重大學(xué)生在人工智能加持下的綜合能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，共同促進高等教育生態(tài)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：ChatGPT；高等教育生態(tài)；人工智能技術(shù)；學(xué)習(xí)形態(tài)；教學(xué)改革

2022年11月30日，OpenAI公司發(fā)布智能聊天機器人ChatGPT（Chat Generative Pretrained Transformer，作交談用的生成式預(yù)先訓(xùn)練變換器），ChatGPT是OpenAI公司基于GPT-3模型的一個變種，作為新一代人工智能聊天機器人，一經(jīng)問世就引起各界廣泛關(guān)注，禁止還是擁抱？ChatGPT再掀人工智能教育浪潮［1-3］。

一、ChatGPT崛起與教育界的擔(dān)憂

不少互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也密集發(fā)布類似 ChatGPT 的人工智能通用大模型項目，ChatGPT繼2022年底以5天突破100萬用戶之后，該應(yīng)用在兩個月內(nèi)月活用戶已突破1億，創(chuàng)造有史以來最快紀(jì)錄。據(jù)《斯坦福日報》的一項匿名調(diào)查顯示，大約17%的受訪斯坦福學(xué)生表示使用過ChatGPT來協(xié)助他們完成作業(yè)和考試。在線課程供應(yīng)商 Study.com的一項調(diào)查顯示，超過89%的學(xué)生使用過 ChatGPT完成家庭作業(yè)，48%的學(xué)生用其完成小測驗，53%的學(xué)生用其寫論文，22%的學(xué)生用其生成論文大綱。《自然》雜志發(fā)文表示，任何人工智能工具都不會被接受為研究論文的署名作者。《科學(xué)》雜志同樣強調(diào)不能在作品中使用由 ChatGPT 所生成的文本、數(shù)字、圖像或圖形。有國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊也表示，暫不接受任何大型語言模型（例如ChatGPT）單獨或聯(lián)合署名的文章。與此同時，人們也意識到在高等教育領(lǐng)域使用新一代人工智能技術(shù)是不可避免的。

（一）ChatGPT的發(fā)展

GPT是OpenAI的第一代生成式預(yù)訓(xùn)練模型，使用Transformer架構(gòu)，采用無監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法進行預(yù)訓(xùn)練。2021年，OpenAI推出了GPT-3.5-turbo模型，仍然保持了相當(dāng)?shù)恼Z言生成能力，相比于GPT-3在開發(fā)者體驗和成本效益方面有較大優(yōu)勢被廣泛使用［4］。ChatGPT使用了一種稱為“無監(jiān)督學(xué)習(xí)”的訓(xùn)練策略，模型通過閱讀大量的文本數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)語言的規(guī)律和模式，不需要人為標(biāo)注的數(shù)據(jù)，ChatGPT具備對話式交互能力，根據(jù)上下文生成相關(guān)的回復(fù)，提供更為智能的答案時更具優(yōu)勢。

（二）國內(nèi)類ChatGPT產(chǎn)品

ChatGPT。ChatGPT基于gpt-3.5-turbo-16k模型，采用了深度學(xué)習(xí)方法，主要基于Transformer網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，ChatGPT的技術(shù)框架主要涵蓋了自然語言處理、文本生成和對話模型等領(lǐng)域，以基于Transformer的深度學(xué)習(xí)模型為核心，并結(jié)合了大規(guī)模的預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)和微調(diào)方法。［5］

星火認(rèn)知。星火認(rèn)知采用了一系列自然語言處理技術(shù)、語義理解算法和知識推理方法。具體的技術(shù)方法可能包括基于深度學(xué)習(xí)的文本分類、語義匹配和實體關(guān)系抽取等。

文心一言。文心一言主要基于文本生成和情感分析的技術(shù)方法。它可能采用包括文本分類、模板匹配和生成模型等算法。模板匹配可以根據(jù)用戶需求填充相應(yīng)的文案內(nèi)容，而生成模型可以通過訓(xùn)練生成新的文案。

360智腦。360智腦采用多種技術(shù)方法和算法，包括語音識別、自然語言處理和知識圖譜等。語音識別技術(shù)可以將語音信號轉(zhuǎn)換為文本，自然語言處理技術(shù)可以對文本進行分析和理解，知識圖譜可以構(gòu)建知識庫并提供相關(guān)信息。

通義千問。通義千問的技術(shù)方法涉及語義匹配和問答系統(tǒng)等算法，采用包括語義相似度計算、模式匹配和規(guī)則引擎等技術(shù)，通過匹配問題和預(yù)定義的問題－答案對，實現(xiàn)問題的回答。

（三）ChatGPT引發(fā)教育界擔(dān)憂的根源

當(dāng)下，高校關(guān)注學(xué)生在使用ChatGPT等技術(shù)時是否過度依賴，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果的下降。學(xué)生過于依賴AI技術(shù)來獲取答案和解決問題，可能會削弱他們的自主學(xué)習(xí)能力和批判性思維，限制了他們對知識的深入理解和應(yīng)用能力。高校對學(xué)術(shù)誠信非常重視，擔(dān)心學(xué)生使用ChatGPT等技術(shù)來抄襲作業(yè)、寫論文或者獲取答案，從而違反學(xué)術(shù)誠信準(zhǔn)則，對教育的公正性和學(xué)生成長成才產(chǎn)生負(fù)面影響。過度依賴ChatGPT可能會使學(xué)生對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法和基本學(xué)習(xí)技能的需求下降，這可能會削弱學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、批判思維和問題解決能力等重要技能，學(xué)生也可能會過度依賴和濫用這些技術(shù)。［6］

二、高等教育生態(tài)失衡與技術(shù)對教育的沖擊

教育生態(tài)學(xué)以生態(tài)哲學(xué)為理論前提和思維方法，把教育學(xué)與生態(tài)學(xué)相融合，用生態(tài)觀探討高等教育發(fā)展問題。從當(dāng)前教育生態(tài)環(huán)境的惡化、教育生態(tài)理念對教育產(chǎn)生補偏救弊的功能來看，其巨大的實踐意義是不容忽視的，尤其是在高等教育領(lǐng)域，教育生態(tài)研究更是引起人們越來越多的關(guān)注。教育體制改革、教育內(nèi)容更新、教育觀念變革，無不需要教育生態(tài)學(xué)與教育理論相結(jié)合。這里重點關(guān)注技術(shù)發(fā)展對高等教育生態(tài)化產(chǎn)生的影響和沖擊。通過人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)進度得到個性化的學(xué)習(xí)建議和資源推薦。教師可以利用技術(shù)來設(shè)計更加創(chuàng)新和互動的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。技術(shù)發(fā)展讓高等教育跨越時間和空間的限制，促進了跨文化交流與合作。技術(shù)的發(fā)展也對教育評價產(chǎn)生了影響，通過在線學(xué)習(xí)平臺、虛擬實驗等技術(shù)手段，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果可以得到更加全面和客觀的評價。技術(shù)還可以支持對學(xué)生的綜合能力進行全面評估。這些技術(shù)發(fā)展所帶來的沖擊正在改變高等教育的生態(tài)，推動教育的創(chuàng)新和變革。

三、ChatGPT再掀人工智能教育浪潮

不應(yīng)該把ChatGPT、類ChatGPT看作是教育的一場瘟疫，但是，從高等教育生態(tài)化健康發(fā)展的視角下，有必要對ChatGPT等人工智能技術(shù)介入教育生態(tài)冷靜思考和研究，既能分享技術(shù)帶來的紅利，又能使其給教育帶來的負(fù)效應(yīng)降到最低。著眼于整個教育生態(tài)發(fā)展的整體，主動變革非計算機類各專業(yè)大學(xué)計算機基礎(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核模式，有效避免大學(xué)生對于ChatGPT的“誤用”“濫用”或“過度依賴”，這種變革需要考慮當(dāng)前大學(xué)生整體的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，充分體現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心教學(xué)改革，有效推進教育的生態(tài)化發(fā)展。

（一）慕課應(yīng)用發(fā)展與不斷完善

慕課曾經(jīng)被寄予了厚望，還被稱作一場 “教育革命”，但慕課仍然處于不斷發(fā)展和完善的過程中。慕課允許學(xué)生按照自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)，可以在自己選擇的時間和地點參與課程。慕課鼓勵學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，通過在線討論、作業(yè)和測驗等形式與其他學(xué)生和教師互動，可以促進思維的碰撞和知識的共享，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。但是，很多高校卻違背了慕課開創(chuàng)的初衷，至少目前國內(nèi)眾多高校普遍使用的主流慕課學(xué)習(xí)平臺的課程考核模式是這樣，即摒棄了基于慕課學(xué)習(xí)全程性學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)分析與考量，僅僅是靠期末平臺提供的200個選擇填空或一兩個論述題作為課程結(jié)業(yè)的最終考核成績，對于后臺積累的學(xué)習(xí)全過程的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)忽略不計，這樣的慕課應(yīng)用是不科學(xué)的、不可取的。

面對突如其來的ChatGPT，必須汲取慕課引入和應(yīng)用不夠完美的問題，慕課學(xué)習(xí)與考核模式與過去以往的網(wǎng)課學(xué)習(xí)沒有任何本質(zhì)性區(qū)別，因為作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)行為分析完全被漠視，就目前國內(nèi)大學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和學(xué)習(xí)主動性普遍比較低的現(xiàn)狀，所謂的激勵學(xué)習(xí)者主動參與探究學(xué)習(xí)等已然成了一句空話。

（二）正確使用ChatGPT，鼓勵誠信學(xué)習(xí)

大學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀一般來說主要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法等方面，其直接體現(xiàn)了高校的教學(xué)質(zhì)量。目前，國內(nèi)圍繞諸多技術(shù)性變革或政策導(dǎo)向性變化而展開的教育教學(xué)改革熱潮多數(shù)是以教為中心、為重點的，即使是以關(guān)照學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等以學(xué)習(xí)主體為主題的教學(xué)改革也多是教學(xué)改革的教、學(xué)“兩張皮”，沒有對學(xué)習(xí)主體起到真正的刺激作用。誠信教育方面，盡管學(xué)校有各種規(guī)章制度和明文規(guī)定的有關(guān)考試作弊的種種懲罰和處理辦法，但還是有很多學(xué)生心存僥幸因違反考場紀(jì)律而受到各種處分，被警告、通報批評、不授予學(xué)位，甚至開除學(xué)籍。針對各種誠信教育問題，除去進行學(xué)術(shù)道德教育和宣傳之外，教育生態(tài)發(fā)展視域下的教學(xué)改革應(yīng)該重視從教學(xué)考核模式變革上主動規(guī)避學(xué)生的各種不誠信行為。

實際上，在討論對于大學(xué)生對ChatGPT使用的擔(dān)憂很大程度上是害怕大學(xué)生對ChatGPT、類ChatGPT沒有節(jié)制的“濫用”，比如日常的作業(yè)、編程、以及論文寫作，如果施教者不改變目前對學(xué)生作業(yè)完成情況的分析，以及僅僅對論文做最低查重限制要求，而不是考察論文創(chuàng)新點和必要的邏輯與數(shù)據(jù)分析，那么就是縱容大學(xué)生對ChatGPT的濫用。

（三）主動變革課程內(nèi)容體系、考核模式

對于非計算機類各專業(yè)的計算機基礎(chǔ)系列課程，從課程內(nèi)容體系上，實踐上需要擺脫多年來的“雞肋”現(xiàn)狀，將基礎(chǔ)類的計算機基本操作知識、技能類，信息安全、數(shù)字倫理等劃歸為“零級”課程，提供充分的完整課程視頻教學(xué)資源，學(xué)生自學(xué)過級給定成績，將計算思維的引入、基礎(chǔ)編程類課程按照理工、文史類分別開出，劃為“一級”課程，而將“數(shù)據(jù)科學(xué)”“人工智能”可選課程劃為“二級”課程，重點圍繞不同專業(yè)問題解決講授數(shù)據(jù)分析、人工智能等計算機科學(xué)最新技術(shù)，在教學(xué)方法設(shè)計中，注重引入學(xué)科競賽機制，側(cè)重培養(yǎng)大學(xué)生的團隊合作、研究學(xué)習(xí)機制。

教學(xué)改革首先涉及對教育理念和目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，要從以教師為中心的教育模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教育模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，關(guān)注學(xué)生的個性、興趣和發(fā)展需求。在教學(xué)方法和策略的創(chuàng)新方面追求多元化、靈活性和創(chuàng)新性，鼓勵教師采用啟發(fā)式教學(xué)、合作學(xué)習(xí)、問題解決、探究學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，以增強學(xué)生的主動參與和深度學(xué)習(xí)。教學(xué)改革還必須注重綜合評價，建立基于學(xué)生能力和素養(yǎng)的評價體系，評價方式更加多樣化，全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成果。教學(xué)改革需要更新、完善和優(yōu)化教材和教學(xué)資源。

（四）如何消除ChatGPT介入教育生態(tài)而引發(fā)的擔(dān)憂

ChatGPT的橫空出世，需要施教者全面洞悉ChatGPT、人工智能和其他數(shù)字技術(shù)給教育生態(tài)化帶來的各種影響，應(yīng)認(rèn)真思考如何降低甚至消除諸多不利于學(xué)生學(xué)習(xí)和自身發(fā)展的影響。還是從非計算機類各專業(yè)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)變革，提出以下思路。

1. 學(xué)科交叉融合與計算機對其他各專業(yè)的交叉滲透

對于非計算機類各專業(yè)計算機基礎(chǔ)課程的首要任務(wù)就是讓學(xué)生感受到計算機學(xué)科對于其各自專業(yè)的交叉滲透，并充分了解兩個學(xué)科交叉滲透和融合發(fā)展的契合點，了解計算機學(xué)科與其專業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的編程語言、開發(fā)工具等的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)和激發(fā)非計算機專業(yè)學(xué)生對計算機學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。多學(xué)科交叉融合發(fā)展不僅打破了傳統(tǒng)學(xué)科之間的壁壘，更有利于促進基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科的交叉融合，有利于孕育和催生學(xué)科生長點和新的科學(xué)前沿。

2. 認(rèn)識到ChatGPT只是計算機人工智能的“冰山一角”

應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識和理解ChatGPT的技術(shù)原理、優(yōu)勢和局限性，是如何工作的以及它能夠做什么，從而確保在教育中采用ChatGPT的透明度。其中，最為關(guān)鍵的是讓學(xué)生體會和感悟到，如果僅僅是靠ChatGPT來完成課程作業(yè)或撰寫論文，無法真正消化吸收所應(yīng)該掌握的知識內(nèi)容。

要鼓勵學(xué)生挑戰(zhàn)ChatGPT的輸出，讓學(xué)生對人工智能的應(yīng)用形成批判性觀點，引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識人工智能的局限性，在使用大量來自互聯(lián)網(wǎng)的文本材料時，可能包含不可靠、有偏見或具有欺騙性的信息。學(xué)生需要能夠?qū)?ChatGPT 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行深入分析，并理解如何區(qū)分真實和不可靠的信息來源。為學(xué)生提供應(yīng)對快速變化的技術(shù)環(huán)境所需的技能和知識，特別是培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維以及道德地、負(fù)責(zé)任地使用人工智能的能力，并作出明智的判斷。引導(dǎo)學(xué)生公開和誠實地使用 ChatGPT，認(rèn)識和理解人工智能可能產(chǎn)生的潛在的倫理和社會影響，讓學(xué)生認(rèn)識到，當(dāng)ChatGPT被用來評估學(xué)生的論文或向他們提供反饋，有可能使現(xiàn)有的偏見永久化，以致于評價的不公平性。

防止大學(xué)生對類ChatGPT的濫用和過度依賴，應(yīng)該引導(dǎo)大學(xué)生將其作為獲取信息和輔助學(xué)習(xí)的工具來使用，促使他們尋求其他途徑進行思考與學(xué)習(xí)，促進大學(xué)生發(fā)展獨立思考和問題解決的能力，鼓勵他們通過閱讀書籍、參加討論和與同學(xué)交流等方式來尋求答案，提醒大學(xué)生類ChatGPT的局限性，即它只是一個智能系統(tǒng)，無法完全代替人的思考和判斷能力，它提供的答案可能是基于已有數(shù)據(jù)和模型的預(yù)測，并不一定是絕對準(zhǔn)確的。只有通過多方面的思考和深入研究，才能獲得更全面和準(zhǔn)確的答案。營造一個積極、互助的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵學(xué)生們互相討論、共同學(xué)習(xí)。減少他們過度依賴類ChatGPT的傾向，相互之間可以互相激勵和啟發(fā)，共同提升學(xué)習(xí)效果。

四、結(jié)語

技術(shù)是一把雙刃劍， ChatGPT的誕生可以說是人工智能技術(shù)發(fā)展的里程碑，也已成為教育改革的重大歷史機遇，之所以以ChatGPT為焦點探討計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展對于高等教育生態(tài)發(fā)展的影響，就是因為筆者長期從事大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)，深感計算機技術(shù)對大學(xué)生學(xué)習(xí)行為和專業(yè)發(fā)展的滲透影響之深。不能把ChatGPT當(dāng)成洪水猛獸，卻又不得不正確審視其對于教育生態(tài)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，只有更好地利用數(shù)字技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢，才能實現(xiàn)人與智能的高效融合，教育管理與施教者必須真正以學(xué)習(xí)主體為主，以有效促進社會所需要的綜合性復(fù)合人才培養(yǎng)為目標(biāo)，做好教育教學(xué)改革的每一步。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：牛雪璐）

基金項目：2023年全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會立項項目“類Chat GPT的崛起與高等教育生態(tài)構(gòu)建——計算機學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)實踐改革與教育創(chuàng)新”（項目編號：2023-AFCEC-185）。

作者簡介：郭志（1966—），男，碩士，東北大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)院高級工程師，研究方向為教育技術(shù)學(xué)與高等教育管理； 楊曉春（1973—），女，滿族，博士，東北大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)院博士生導(dǎo)師，教授，研究方向為數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析、數(shù)據(jù)隱私保護；楊俊（1982—），男，回族，學(xué)士，東北大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)院實驗師，研究方向為計算機技術(shù)與應(yīng)用。