試論ChatGPT對大學基礎課教學的影響

范春蕾 武荷嵐 解希順

摘 要 隨著人工智能技術的迅猛發展，ChatGPT（Chat-based Generative Pre-trained Transformer）在教育領域逐漸嶄露頭角。作為一種基于自然語言處理的人工智能工具，ChatGPT在大學基礎課教學中具備發揮重要作用的潛力。本文嘗試從教學本身的特性出發，結合大學基礎課教學的特點，對ChatGPT在個性化學習支持、即時問題解答、學習資源和教學案例、批判思維和討論，以及即時反饋等方面的積極影響進行了研究，發現ChatGPT能夠提供優選的教學方案和步驟，預測學生學習中可能遇到的問題并能分析原因進行回答等。同時本文對ChatGPT 對教學的負面效應與不足進行了分析，如缺乏人類情感和情緒理解能力，難以提供與學生建立情感連接和情緒支持的經驗，也無法進行個性化教學等，而在教學過程中，教師的情感和情緒表達對于學生的學習和發展又是至關重要的。由此得出的初步結論是：ChatGPT的出現對大學基礎課教學既有應用前景又具有挑戰性，它對大學基礎課教學特別是大學理科基礎課教學的影響總體來說是積極的，但不利影響也不可輕視，特別是對文科基礎課的教學影響更不能掉以輕心。我們需要把握好教學的本質和規律，盡量避免人工智能的某些不利影響和沖擊;因勢利導，借助ChatGPT的優勢之處，使大學基礎課的教學改革得到更快更好的發展。

關鍵詞 ChatGPT;大學基礎課教學;人工智能;積極影響;負面效應

人工智能對教育的影響和發展是一個熱門話題。隨著技術的不斷進步，人工智能已由工業向教育等領域滲透，并在教育中發揮越來越重要的作用。我們認為，人工智能的發展對教育與教學的影響主要體現在以下幾個方面：

第一，教學方式的改變。人工智能可以為教師提供更多的教學資源和教學工具，幫助教師更好地組織和管理課程，讓學生更好地理解和掌握知識。通過人工智能，學生可以更加個性化地學習，根據自己的學習興趣選擇適合自己能力的課程。

第二，教育管理的數字化。 隨著人工智能的發展，教育管理的數字化程度也會不斷提高。學校可以通過人工智能更好地管理學生的信息和數據，提高教育管理的效率和精確度。

第三，學生評估的改進。人工智能可以為學校提供更加客觀和全面的學生評估，幫助學校更好地了解學生的學習情況，為學生提供更好的學習支持和指導。

第四，教育研究的創新。人工智能可以為教育研究提供更加精確和深入的數據分析，幫助教育研究者更好地了解教育現象和規律，提高研究的質量和有效性。

總之，人工智能和教育之間的關系越來越密切是不可避免的趨勢[1]?？梢灶A期，隨著技術的不斷發展，人工智能一方面將為教育帶來更多的創新和變革，推動教育的發展進步。實現人類智能的強化、延伸和部分替代;另一方面，我們一定要清醒地看到，人工智能不僅僅是教育的輔助工具，未來還有可能發展成為某些教育過程的主體[2]。

1 ChatGPT對大學基礎課教學的積極影響和作用

2022年11月，由美國OpenAI公司研發的聊天機器人程序ChatGPT（Chat-based GenerativePre-trained Transformer）正式發布。它自身能夠通過學習和理解人類的語言而與人進行對話和互動，也能根據人的要求回答問題、撰寫文案與代碼等，甚至可以直接完成翻譯或考試等任務[3-4]。顯然，它對教學具有很大的幫助作用。通過分析和歸納，我們認為ChatGPT對教與學的積極影響主要反映在以下五個方面。

第一，可以提高學習效率。ChatGPT 能夠快速地生成大量的文本和知識，幫助學生更快地了解和掌握所需的知識，尤其是針對一些大學文科基礎課程內容，理解的前提是首先要了解，了解后才有可能理解，理解了才有利于掌握[5-6]。

第二，可以實現個性化教學。ChatGPT 可以根據每位學生的學習情況、智力情況和學習需求生成個性化的教學內容。這些有利于因材施教、個別輔導、答疑和學習效果的檢查。

第三，可以幫助優化教學設計。ChatGPT 提供的各種教學資源和教學設計方案，有助于教師更好地設計和組織課程內容。

例如，許多大學低年級理工科學生在基礎物理等課程中都會學習道爾頓分壓定律，關于如何講述這個問題，ChatGPT 給出了三種教學設計方案，結果見表1。

這樣的方案選擇為教師提供了課程優化的多種途徑，有利于教學質量的提高?？紤]到方案二更自然、適用，我們選擇了該教學方案，取得了良好的教學效果。

又如，理想氣體狀態方程是描述理想氣體性質的方程，可以用于計算氣體的壓強、容積、溫度等參數，因此在化學學科和物理學中具有重要的應用[7]。以下是根據ChatGPT 的建議講授理想氣體狀態方程的一些步驟：

① 介紹氣體的基本特性，包括分子的運動狀態、壓強和溫度的關系、氣體的物態方程等。

② 介紹理想氣體的概念和假設，包括分子無相互作用、體積無限小、分子間碰撞無能量損失等。

③ 介紹理想氣體狀態方程的基本形式，即pV=nRT，其中p，V，T 分別表示氣體的壓強、體積和溫度，n是氣體的物質的量，R 是摩爾氣體常數。

④ 講解理想氣體狀態方程的物理意義和應用，例如可以用于計算氣體的壓強、容積、溫度等參數。

⑤ 給出一些實際應用的例子，例如可以用理想氣體狀態方程來計算氣體的相對摩爾質量、摩爾體積等。

⑥ 通過一些實驗或計算例子來展示理想氣體狀態方程的應用，幫助學生更好地理解和掌握這個方程。

總之，講授理想氣體狀態方程需要結合具體的實例和實驗來進行，同時要注重學生的實踐操作和思考能力的培養。

對于年輕老師而言，還可以通過咨詢ChatGPT了解學生在學習理想氣體狀態方程時可能遇到的困難，ChatGPT在此問題上給出的答案是：

（1） 對氣體的基本特性理解不夠深入。

理解氣體的分子運動狀態、壓強與溫度的關系等基本特性是理解理想氣體狀態方程的基礎。如果理解不夠深入，會影響學生對理想氣體狀態方程的掌握。

（2） 對理想氣體的概念和假設理解不夠深入。

理想氣體的假設包括分子無相互作用、體積無限小、分子間碰撞無能量損失等，這些假設可能與學生的日常經驗相悖，因此可能會導致學生理解困難。

（3） 對理想氣體狀態方程的推導和應用方法不熟悉。

理想氣體狀態方程的推導和應用都需要較強的數學能力，如果學生對數學不熟悉，可能會對學習理想氣體狀態方程造成困難。

（4） 缺乏實際應用的體驗。

理解理想氣體狀態方程的應用需要有實際應用的體驗，例如實驗測量氣體的體積、壓強和溫度等參數，并用理想氣體狀態方程進行計算。

（5） 對學科知識的整體理解不夠深入。

理想氣體狀態方程是物理學和化學學科中的重要概念，學生如果對這些學科知識整體理解不夠深入，可能會影響對理想氣體狀態方程的理解和應用。

由以上幾點可見，GPT 對學生可能遇到的困難的歸納比較全面。了解這些，教師有利于在教學過程中有的放矢，提高教學效益。

第四，有利于提高學生的學習興趣。ChatGPT可以生成有趣的故事、案例、圖表等資料，激發學生的學習興趣。例如，在基礎物理教學中學習牛頓定律時，ChatGPT 可以給初學者講牛頓觀察蘋果落地的故事;可以列舉車輛碰撞的案例和真實圖像并可與學生互動，對于提高學生的學習興趣和形象思維，都有一定的幫助。

第五，ChatGPT對于推動教育普及也有一定的促進作用。世界上還有許多欠發達地區，Chat-GPT使用方便且成本不高，只要有一個能連接上網的智能手機就可以使用。這可以幫助到那些沒有受過良好教育的人們，讓他們也能夠接觸到高質量的教育資源和知識。

2 ChatGPT對教學不利因素分析

事物總是一分為二的。ChatGPT 本身不可避免地存在一些弱點和對教學不利的因素。

ChatGPT 對教學的不利影響可能包括以下幾個方面：

（1） 缺乏人類教師的人情味。ChatGPT無法提供與人類教師相同的情感支持和鼓勵，這對于學習者的學習動力和積極性會有一定的影響[8]。

（2） 語言表達的受限制。ChatGPT的語言能力和理解能力相比人類教師目前還有一定的限制，這可能會影響到學生的學習效果。

（3） 無法進行個性化教學。ChatGPT往往缺乏對學生的個性化的深入了解，在根據學生的不同需求、興趣和學習特點進行針對性的教學方面比不上對學生非常熟悉的教師。

（4） 對學生的監管不足。ChatGPT目前無法對學生進行監管和行為糾正，難以確保學生的學習過程和成果的質量。

（5） 對教學內容有限制。ChatGPT的知識庫和學科覆蓋面目前相對有限，很難滿足所有學生的需求，也難以提供完全創新性的觀點。

（6） 也可能存在誤導。ChatGPT生成的內容可能存在誤導性，學生需要具備較高的判斷能力和批判思維能力。

我們認為，對于理科的基礎教學，ChatGPT對問題和習題給出的答案不能完全代替老師的講解，不然容易使學生只知其然而不知其所以然。

而對于文科的基礎教學，ChatGPT 雖然有其優勢，但容易使學生產生對其依賴，缺乏自己的獨立思考，對培養學生的創新能力有一定的不利影響。

盡管目前ChatGPT 還存在一些技術上的不足，有些教學內容和功能還無法實現，但其發展很快，有些缺點在升級版的ChatGPT中已經不復存在（如原來不熟悉理科研究生考試和高考的缺點）。將來在某些教學場合也可能完全代替教師，但我們堅信它不可能在大學基礎課教學中完全替代教師的作用。

3 ChatGPT對文科教學和理科教學影響的差異

作為一種自然語言處理技術，ChatGPT 給傳統的文科教學帶來了更多沖擊。從長遠來看，ChatGPT可能會帶來文科教師和學生過剩的問題。隨著自然語言處理技術的不斷發展，ChatGPT可以實現自動文本生成、文本摘要、機器翻譯等功能，這些功能可以使文科教學更加智能化和高效化，從而減少對人力資源的需求。同時，ChatGPT的發展也可能會改變傳統的文科教學方式，例如通過自動化技術實現課堂教學，從而減少對文科教師的需求。這可能會導致文科教師和學生過剩的問題出現。

然而從另一個角度來看，ChatGPT 的發展也可能會帶來新的文科教學需求和機會。例如ChatGPT可以幫助文科教師和學生更好地處理和分析文本數據，從而實現更深入的文化研究和教學，因此，如何合理利用ChatGPT技術，創造更多的文科教學機會，是一個需要深入探討的問題。

與文科教學不同，ChatGPT 對理科教學的影響可能不會產生過剩的問題。理科教學通常需要更多的實驗、觀察和探究，這些活動需要進行實地操作，無法完全依靠自動化技術來實現。因此，理科教師和學生的實地操作技能和實驗室技術能力將仍然是理科教學中不可或缺的部分。同時，ChatGPT技術也可以在理科教學中發揮重要作用，例如通過自動化技術實現數據分析、圖像處理等功能，幫助教師和學生更好地理解和掌握理科知識。

4 教學中如何正確應對ChatGPT的思考

面對橫空出世的ChatGPT這一新生事物，我們認識到，應當在以下三個方面做好自己的工作。

首先，增強創新思維能力。ChatGPT 技術在教育領域的應用不僅需要教師具備科技素養，還需要教師具備創新思維能力。我們要通過不斷創新，將ChatGPT技術與課程內容結合，提高學生的學習效果。

同時，我們應該提升自身科技素養與道德修養。教師是教育的主體，在提升自身科技素養提高使用ChatGPT技術能力的同時，還應該進一步加強自己的道德修養，避免ChatGPT技術在教學中的濫用。此外，我們還要注意恰當地使用ChatGPT 技術。ChatGPT技術應該適度使用，它不能取代傳統的教育方式。教育應該以人為本，我們需要注重學生的情感體驗和思考能力的培養，而不是簡單地使用ChatGPT技術來完成教學任務。我們考慮了一些可能是比較好的使用方法供大家參考：

① 利用ChatGPT技術進行自適應教學。利用ChatGPT技術的自適應功能，根據學生的學習情況和個性化需求，為學生提供個性化的教學方案，幫助學生更好地掌握知識。

② 利用ChatGPT 技術進行知識圖譜的構建。通過ChatGPT技術構建知識圖譜，將知識點和概念進行歸類和關聯，使學生更好地理解知識點之間的關系和內涵。

③ 利用ChatGPT技術進行智能問答。利用ChatGPT技術進行智能問答，可以幫助學生更好地解決問題，提高學習效率。

④ 利用ChatGPT技術進行虛擬實驗。利用ChatGPT技術進行虛擬實驗，可以使學生在虛擬的環境下進行實驗操作，提高學生的實驗技能和實踐能力。

其次，加強數據保護。ChatGPT 技術在教育領域的應用，需要涉及大量的個人信息和學習數據。因此，我們應加強數據保護意識，確保學生的隱私等得到充分保護。

最后，建立監管機制。對ChatGPT 技術在教育領域的應用進行監管，防止其被誤用和濫用。同時，還應該建立評估機制，對ChatGPT 技術在教育領域的效果進行評估，以便不斷改進和提升[9]。

5 結語

總之，筆者認為ChatGPT的出現對教育的影響非常大，尤其是對我國的教育沖擊也許是最大的。因為我們是以知識的培養和能力的訓練作為教育的基礎，往往更強調對知識體系的記憶和背誦等方面。我們的教學更需要讓學生從做題的泥潭中拔出來，因為從ABCD 四個選項選擇一個標準答案，顯然機器比人容易做得更好?？赡苋烁冻龊芏嗟臅r間和精力，做這樣的題還不如機器做的好，如果我們培養學生還停留在這條路上，就會得不償失。

未來學家丹尼爾·平克在《全新思維》一書中列舉了引領未來的六種基本能力，分別是：設計感、故事力、交響力、共情力、娛樂感和意義感 [10]。丹尼爾·平克指出具有這六種能力的全新思維型人才是適應未來發展、決勝未來的必備品質。我們只有不斷提高學生的藝術能力，磨煉非標準化的技能、尋找非標準化的賽道，這樣培養出來的學生在將來才能具有不可替代性。

既然技術已經出現，我們就應積極面對，多方面研究和探討?？梢灶A測隨著ChatGPT 在教學中的逐步推廣應用，必將幫助學生更好地學習和掌握知識，提高學習效果，同時，也有助于教師自身能力的提升。只要我們積極應對，就一定能揚長避短，使得未來教育伴隨著人工智能的發展產生一場新的革命。

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