ChatGPT/生成式人工智能重塑教育的底层逻辑和可能路径

ChatGPT/生成式人工智能重塑教育的底层逻辑和可能路径

张  治

上海市宝山区教育局

一、引言

ChatGPT的横空问世冲击了人类的思维方式，冲击了人类的生活方式，也将深刻重塑许多行业。ChatGPT 被视作人工智能发展史上迄今为止最为先进的自然语言处理工具，较之于早期的聊天机器人，它能够更自然、更准确、更连贯地执行对话任务（Claybourn, 2023）。特别是最近推出的最新版本GPT-4，比ChatGPT更为智能，和它对话几乎就像和一个人对话。ChatGPT是通用大模型，也被称为基础模型、大模型（Sevilla，Heim，Ho, et al., 2022），在自然语言处理任务中成型，已扩展至图像、语音等多种模态，未来将出现统一处理各种模态的通用大模型（Tamkin，Brundage，Clark，et al., 2021）。ChatGPT建立于多次迭代升级的生成式预训练语言模型，拥有1750亿个模型参数，接受了 570GB的文本训练，同时使用有监督和无监督的人工智能学习技术（OpenAI，2022）。作为一款生成式人工智能软件，它能够处理图像和文本输入并产生文本输出，具有广泛应用的潜力，如自然语言对话、文本摘要、机器翻译、图像生成等，可以根据议题完成包括回答问题、写作业、撰写论文、写演讲稿、写作诗歌在内的多种工作。ChatGPT的确在各种专业和学术基准上具有可与人类媲美的表现，为了测试它的智慧能力，人们在最初为人类设计的各种考试中对其进行了评估。开发者让ChatGPT-4参加律师考试，它的分数可以超越90%的律师同行，它在美国SAT、GRE测试中均比普通人有更好的成绩。ChatGPT甚至通过了92.5%的心智理论测试任务，达到了9岁儿童的心智能力（Kosinski，2023）。开发这种模型的主要目标之一是提高它们理解和生成自然语言文本的能力，特别是在更复杂和微妙的场景中。

现在，几乎没有人怀疑ChatGPT这类大语言模型构建的通用人工智能将改变世界了。而对教育界的改变，有可能是AI对人类社会未来最为根本的改变之一。ChatGPT究竟会对教育产生什么影响？笔者尝试让ChatGPT自己回答，并让不同的朋友问ChatGPT同样的问题，结果发现答案并不相同，不同的用户会得到不同的文字呈现，但观点较为接近。“如何看待ChatGPT对教育的影响？”ChatGPT的回答是：“作为一个大型语言模型，ChatGPT可以对教育产生积极影响。提供在线学习资源：ChatGPT可以提供在线学习资源，并与学生进行对话。这种交互方式可以帮助学生在学习过程中获得更好的支持和指导。支持学生自主学习：ChatGPT可以根据学生的兴趣和需求，提供学习材料和建议，帮助学生更好地自主学习。这可以提高学生的学习动力和学习效果。改善教学方式：ChatGPT可以为教师提供工具和资源，帮助他们改善教学方式。例如，ChatGPT可以提供自动评分、语音识别等功能，帮助教师更好地评估学生的学习成果和口语表达能力。”但是，它也暴露出一些问题，比如可能会给抄袭、作弊提供便利。ChatGPT能够以一篇文章作为模版进行再创造，生成与原稿截然不同的文章。这让我们充分相信，生成式语言模型ChatGPT能对语言进行创造性表达，而不仅仅是搜索。目前，很多人在讨论ChatGPT对教育的影响，有的比较悲观，有的比较乐观。有研究提出ChatGPT可能生成有害指令，并提出由于ChatGPT的快速迭代，这些错误可能会被放大（Williamson，Macgilchrist & Potter，2023）。在教育领域，有研究者总结了ChatGPT可能带来的四个主要挑战：一是作弊和抄袭（Cheating and plagiarism）；二是学生对其过度依赖，会错失具有挑战性的、要求高参与度的学习机会（Missed learning opportunities）；三是可能会向学生传递有偏见的或有害的信息（Bias and toxic content）（训练 ChatGPT 的网络数据的开放性与个性化可能会带来偏见和刻板印象）；四是可能传递不精确甚至错误的信息，比如所提供的信息可能包括虚假的数据、事实与引用等（Wan，2023）。全国政协委员、上海科技馆馆长倪闽景曾说过，“ChatGPT把教育逼到了墙角！”对于目前ChatGPT带来的副作用，倪闽景表示：“教育会有一段时间的不适应，比如学生会用这个找答案，甚至直接用这个写论文。我们教育有一些惯性，新的东西出来会比较手忙脚乱，甚至有些学校会屏蔽，这都可以理解，但我认为新的技术出来以后，需要的是更高层次的学习内容和新的思维能力的构建。”（新民晚报, 2023） 也有一些很乐观的观点，认为ChatGPT将极大赋能教育。美国可汗学院声称，已经和Open AI合作，推出基于GPT-4的Khanmigo，这是一个人工智能辅助学习的工具。按照可汗学院的设想，Khanmigo会成为人工智能助教，帮助老师制定课程计划、批改作业，并且通过对话的方式为孩子提供一对一的辅导。这个项目最终会覆盖全美500个学区，为他们的客户提供更加智慧、更低成本的高效教育服务。美国奥数队总教练罗博深认为：“AI的思维已经能做到很多人类不能做的事，这对学习和教育都是很大的挑战，刷题式学习将成为历史，今后，思维上的创新能力将成为关键。”（知识分子, 2023）笔者认为，ChatGPT问世后必然会带来变化，教育人不能抱着鸵鸟心态，装作什么都没有发生或是禁止它，而是需要改变规则，建立一个比较健康的架构。这样的AI会对教育产生怎样的影响？ChatGPT是一个工具，当每个人都拥有ChatGPT时，教育会变得更好还是更糟，每个人的人生会有何不同？笔者认为，ChatGPT的出现对教育而言是机遇和挑战并存，推动传统教育加速向智能化转变。

二、ChatGPT对教育的冲击

ChatGPT对教育的革命性改变将在以下场景中体现。

（一）传统的教育工具箱将不再好用

人工智能 （AI） 已经彻底改变了我们生活的许多方面，教育也不例外。基于ChatGPT在编写与调试代码、改善课堂评估、辅助教学设计和调节互动交流等方面的潜在优势，教育人对其充满期待（Euchner，2023）。AI对教育的重塑必然会发生，在ChatGPT之前，已经有很多AI产品在教育中发挥作用。比如，帮助学生进行论文润色的Grammarly，可提供语法纠错或表达优化等；上海市宝山区基于生物知识图谱构建的自适应学习系统，可促进学生学科知识掌握效率和能力提升、预判学生学业成就等；还有支撑学生大规模开展研究性学习的智能系统moors。但这些产品从没有像ChatGPT那样引起教育工作者的恐慌。ChatGPT等人工智能语言模型的开发开辟了新的学习机会，并有可能革命性重塑人们接受教育的方式。目前，有的教师担心学生用它作弊，逃避本该深度思考的作业、失去能力训练的机会、引起学生价值观偏差等，这可以从一个方面映射传统教育工具箱的单调。如果我们对教育的测量工具进行反思，会发现这些工具在人工智能面前变得漏洞百出，可以通过AI迅速瓦解。我们所使用的教育工具正在慢慢失效或者不再好用，包括写论文、做习题等评价和训练工具。当传统教育工具箱不再好用时，便需要发展新的工具，形成新的教育教学模式，探索新的评价和激励学生学习的方法，这将促进教育的结构性重塑。传统的教育工具主要是不断评测学习者知识的建构和能力的提升，通过讲授、讨论、阅读、实验等方式让学习者掌握知识，通过布置作业、写论文、考试等工具测评。现在这些测评手段受到挑战，我们要提供更有效的训练系统、养成系统和测评系统工具。例如，突出创新能力的作业，体现实践智慧和动手能力的考察，创设场景体现复杂问题解决的过程，面对面的演讲和讨论，需要人的体力、智力、意志品质参与其中且通过人机协同才能完成的项目研究等。这些都是ChatGPT所不擅长的，这样的教学工具、管理工具需要被加快开发和创造出来。

（二）重新思考教什么才是最重要的

ChatGPT的出现使得学生学习和教师教学更加个性化、灵活化，它在为广大师生带来便利的同时也催生出新的教育教学形态（吴砥，李环，尉小荣，2022）。人们可能不再崇拜知识，觉得它太容易得到，解决方案也不难找，于是怀疑知识还是不是力量。当知识或解决方案唾手可得时，为什么还要花费时间去记忆呢？ChatGPT的便捷性可能会使人们轻视知识。对于这个问题，不同学者的观点有时截然不同。有的学者认为应该大幅度减少知识的获取，特别是通过记忆获取知识；有的学者则认为大脑对知识的获取是发展更高级智慧的基础，是促进神经元之间突触广泛连接的过程，只有足够多的突触才能催生更强大的人脑智慧。知识的记忆虽然艰苦而枯燥，但是一旦形成，可以大幅度提升大脑反应的速度，而不是什么都依赖检索临时建构，从而提升脑的智慧；同时，智慧本身就是建立在广泛的知识基础上。这就像王阳明所讨论的到底是“钱”重要，还是串钱的“绳子”更重要的问题。如果把具体的知识比作一个个钱币，把方法论等程序性知识或者解决问题的智慧比作串钱的绳子，没有钱币作为基础，要串钱的绳子又有何用？

（三）教育的资源形态将重新组织

教育的资源通常以教科书上的文字呈现，这是人类文明的结晶，是智慧代际传递的载体。这些冰冷而美丽的文字、图片、艺术作品，如何才能激发学生火热的思考，从而促进智慧生长，通常需要教师作为媒介。ChatGPT的出现，让我们看到未来基于知识图谱的资源形态的重要价值。它将根据学习者的起点、认知、际遇等的不同，使知识呈现更加个体化，从而让一个人能够在最近发展区得到教育智能服务。教学资源的数字化改造经过多次技术迭代，从早期的纸媒转数字化，到在数字化教材基础上挂载各种教学资源，逐渐走向富媒体化和平台化；下一代的教材数字化将朝着开放化、个性化、社群化和智能化的方向演进，需要在遵循教材权威性相关法律文件的基础上，融入学习者画像、教学策略模型和知识图谱等底层技术，逐渐承担针对不同学科领域和针对不同学生的自适应学习智能服务角色，从而将教材的解读弱中介化。未来智能型数字教材的架构如图1所示。

知识图谱是对教学资源智能化改造的基础，随着大量的知识工程设施建设，自适应学习将覆盖所有的知识领域，让每个人的书都是个性化的呈现，从而极大提升教学效率。这种知识呈现会与AI相得益彰，最终加快教育智能化改造，提升教育效率，促进个性化学习，让大规模的因材施教成为可能。

（四）教育评价会遇到巨大挑战

受制于评价技术，传统的评价往往是能评什么就评什么，而不是需要评什么就评什么。我们的教育反对八股化的训练体系，却又不自觉发展新的八股化思维，而ChatGPT让我们理解，凡是有规律可循的，不管是体力劳动还是脑力劳动，都可以被AI替代，那我们该如何应对这样的工具？需要经过多年训练才能具备的论文写作、摘要提炼、文章逻辑、语法拼写等能力，突然因为ChatGPT而快速拥有时，我们又该发展什么样的能力？思维方式的多元性将决定人类智慧的多样性，我们要培养和创造更多样的思维，而不是试图让学生掌握更多的知识。当知识能被便捷调取并能基于知识形成解决方案时，必须发展新的评价工具、评价方式，也必须发展新的评价理论和哲学。评价是什么？评价能帮助教育做什么？教育该评价什么？那些通过ChatGPT可以轻松找到完美答案的考试将逐渐被人们抛弃。价值观、思维方式、同理心、创造力、合作精神，包含这些的评价才能引导教育走出当下教育的“马粪效应”。“马粪效应”就是现在教育面临的困扰，包括ChatGPT对于教育的挑战，当一个新的智慧产生时，当一个新的工具平台产生的时候，或许就可以帮助教育人走出“马粪效应”。未来尤其需要发展新的评价技术，评测学生的创造力、批判性思维、团队合作、复杂问题解决能力、价值观等，这些人类智慧既以知识为载体，又超越知识和简单的八股化的能力结构。当普通的逻辑推理、分析、综合能力突然因为ChatGPT而能够被人们快速拥有的时候，教育评价的改变是我们必须要思考的。