ChatGPT與高等教育:人工智能如何驅動學習變革

張 峰,陳 瑋

(北京理工大學 人文與社會科學學院, 北京 100081)

以信息化、數字化、智能化建設改變高校學生學習方式、推動高等教育人才培養模式的變革,是學界近年來廣泛關注和深入研究的重要命題,然而囿于缺乏市場化、普及化且能有效應對用戶關鍵需求的技術產品,目前仍未取得突破性進展。2022年底由美國OpenAI公司研發并推出的智能聊天工具ChatGPT,以其在自然語言處理和對話生成方面具有的獨特優勢,預示了其在高等教育領域,尤其是為高校學生提供個性化學習支持和即時學習輔導方面的廣闊應用前景,但也引發了教育界和學術界的憂慮[1]。以智能技術輔助學習為切入點,分析ChatGPT對高等教育的沖擊,回應ChatGPT應用于高校學生學習的目標、范圍、形式、評價等可能存在問題,對于人工智能與高等教育深度融合,創新數字化學習環境與學習方法,促進高校學生自主學習具有重要意義。

一、ChatGPT賦能高等教育:人工智能助推學習變革

(一)ChatGPT的技術特點和優勢

ChatGPT能在推出后的短時間內引發社會尤其是教育界的廣泛關注,得益于其部分解決了影響人機交互體驗的難題,滿足了人們長久以來對人工智能的想象和期待。ChatGPT是一款基于深度學習技術(Deep Learning)的對話生成系統。它采用了大語言模型(Large Language Model,LLM),通過輸入大規模文本語料庫進行訓練獲得模擬人類水平的語言理解和生成能力,實現諸如文本生成、機器翻譯、對話系統等多種應用;ChatGPT還采用了自然語言處理技術(Natural Language Processing,NLP),可以對用戶的輸入進行解析,以便更好地理解用戶的意圖和需要;它使用的Transformer模型和注意力機制(Attention mechanism)可以處理長文本,并支持多種自然語言任務;此外,ChatGPT還采用人類反饋強化學習機制(Reinforcement Learning from Human Feedback,RLHF)來提高模型在特定任務上的表現,并使用生成式預訓練轉換器(Generative Pretraining Transformer,GPT)以提高其處理多個任務時的效率[2]。

值得注意的是,ChatGPT運用的人工智能技術并非OpenAI公司獨創,而是在原有技術基礎上進行深入研究和整合,形成了具有創新性的產品。相較以往的人工智能產品,ChatGPT的優勢在于具有更強大的自然語言理解能力和更流暢的對話能力,能夠為用戶提供良好的交互體驗。ChatGPT可以理解自然語言的復雜結構,包括多國的語法、語義及上下文等因素,能夠提供貼近人類語言習慣和思維方式的回答,而不是單純基于規則或模板的生硬文字輸出,僅憑文字難以辨認其出自人工智能。同時,通過對海量文本信息的深度學習,ChatGPT能夠回答包括科學、歷史、文化、社會等各個領域的問題,并結合對用戶偏好、需求的理解,形成個性化的交互方案。此外,ChatGPT能夠不斷優化自己的算法和模型,以持續提高回答質量與可靠性,因而可以預見,未來ChatGPT將更加智能并衍生出更多應用場景。

(二)ChatGPT助推高校學生的學習變革

近年來,世界各國加快人工智能在高等教育領域的布局,以智能技術驅動教育理念的更新、教育模式的變革和教育體系的重構[3]。我國高度重視人工智能為高等教育帶來的機遇和挑戰,2017年國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》提出要利用智能技術加快構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系[4];2018年教育部印發的《高等學校人工智能創新行動計劃》強調了高校對于加快人工智能在教育領域創新應用的示范作用[5]。高等教育階段,學生所學的知識和技能更加復雜、深入,需要更豐富的學習資源和個性化的學習指導,以適應相對寬松、多元的學習模式;同時,高校學生相比基礎教育階段有更強的學習自主性和更碎片化的學習時間。因此,高校學生既存在借助人工智能獲取學習資源、實現自主學習的需求,也有運用智能技術輔助學習的良好基礎。對比以往人工智能對高校學生學習方面的支持,ChatGPT擁有的技術特點和優勢有效提升了交互體驗,使其有更廣闊的應用前景,具體表現在:

1.更全面多元的學習資源挖掘及整合

人工智能結合大數據技術在高校學生的學習過程中,包括學習資源的檢索、智能推薦、使用及其效果反饋等方面已有較多應用,有效提升了學習效率。而ChatGPT更進一步對資源進行整合,除了準確識別用戶的復雜需求,完成對學習資源的挖掘、分類、個性化推薦,還能進行更深入地梳理,較好地做到歸納總結和簡單評價,如ChatGPT可對多語言、多領域的文獻進行翻譯、綜述,構建知識圖譜,并給出學習建議及思路,有助于高校學生在短時間內了解某一概念、理論、研究方向等。

2.更個性化的學習計劃制定和指導

基于先進的自然語言理解能力,ChatGPT能夠基本準確地從與高校學生的持續對話中判斷其學業水平,掌握其學習需求、個人偏好;同時得益于高質量數據庫,ChatGPT能夠根據高校學生的學習目標形成較為專業的學習方案,從而為其制定更加個性化的學習計劃,包括設置各階段學習目標、漸進式地啟發高校學生思考關鍵問題、引導高校學生對照計劃反思自己的學習進展。

3.更精細的學習效果監測、評估與反饋

ChatGPT有較強的聯系上下文的能力,善于在與高校學生的交互中不斷分析其對某一知識、技能的理解,并與學習目標進行比對,從而實現對高校學生學習效果的實時監測評估和即時建議反饋。由于ChatGPT的監測和評估功能基于對規則的推理而非簡單匹配預設答案,所以高校學生可以根據自己的需求進行追問,獲得更精細的評估結果。研究表明,人工智能技術的實時監控和即時反饋功能將有助于高校學生自主學習效果的提升[6]。

二、ChatGPT引發高等教育界反思:人工智能輔助學習的隱憂

盡管ChatGPT在輔助學習方面展現出較強的可塑性和較大的商業價值,但從其應用邏輯到實際使用體驗的過程中仍存在一定風險,或將引發一系列社會問題。

(一)人工智能對高校學生主體性的遮蔽和異化

以學生為中心的教育理念強調了學生主體性在學習活動中的顯現,而主體性反映了學習者自主思考、主動學習的能力,以及其在學習過程中與外界,包括教師、知識、學習工具的關系。在高等教育階段,若ChatGPT為學生完成了資源檢索整合、學習計劃制定、學習結果評估等學習的重要環節,是否會降低學生的獨立性、批判性和創造性,使其能力得不到充分鍛煉;由于ChatGPT能夠較好地掌握用戶需求、偏好,模仿用戶的語言習慣回答相關問題,是否會使高校學生產生對此類工具的依賴甚至迷戀,而疏于思考、失去主動性;ChatGPT智能推薦的學習資源不會超出用戶的認知范圍,是否會脫離多元包容的視角,編織成新的信息繭房,使高校學生失去對新知識的感知、興趣甚至減少探索行為。對于這些問題,目前尚無可靠的研究結論,但已有調查顯示存在學生過度使用ChatGPT的現象[7]。人工智能自問世以來,與人類的關系一直是各界討論的熱點,尤其在AlphaGo戰勝世界圍棋冠軍后,引發了人類工作或被智能機器人取代、人的主體性受到威脅等擔憂。當ChatGPT實現了對高校學生思維能力、學習能力的部分替代,要避免學生主體性被遮蔽,需要重新思考高等教育人才培養的目標和形式。

(二)學習者難以甄別智能生成內容的可靠性

科學知識與學術理論是高等教育的主要內容。從科學哲學的角度看,科學知識的產生需要通過不斷地觀察和驗證,即結合歸納與演繹的過程;學術理論從提出到被認可,需要經過學術共同體的審視和討論。ChatGPT基于語言模型生成內容,其底層邏輯仍是歸納而非演繹,并不是創造科學知識的過程,無法保證科學性。其歸納的數據部分來自互聯網和其他公共數據集,難以覆蓋最前沿、存在版權保護以及涉密的學習資料,質量和真實性亦難以保證;其使用的語料庫可能包含各種錯誤、偏見或虛假信息,即噪聲數據。ChatGPT也可能會因為用戶提問中的事實錯誤,或自身數據不足,生成不準確或不合適的內容,甚至捏造事實。而由于ChatGPT優秀的自然語言處理能力,高校學生很難甄別其生成內容的真實性,尤其在專業方向劃分愈發細致的當下,作為學習者難以判斷自己不熟悉領域內容的準確性。高校學生是學術共同體的后備力量,也是國家現代化建設的生力軍,若學習了錯誤的內容而不自知,不僅可能影響其個人終身的知識建構,亦可能在之后的工作實踐中引發一系列問題;若其將錯誤的內容以論文發表、上傳網絡、教書育人等形式傳播,經ChatGPT類智能產品的挖掘和引用,或將會對人類文明產生更大的負面影響。

(三)學習者的隱私和信息安全存在風險

ChatGPT的訓練數據通常來源于公共數據集和互聯網上的文本內容,可能會包含個人身份、偏好、交流記錄等敏感信息,存在ChatGPT為使用者挖掘、整合數據的過程中未能識別而泄露或擴散他人隱私的風險;同時,為了掌握學生的學業水平、興趣愛好、學習習慣等,提高輔助學生學習的效率和可靠性,ChatGPT也將收集使用者的大量私人信息,進而產生用戶隱私泄露或被盜用的風險。若未來實現人工智能與教育的深度融合,必將涌現大量有商業價值和低使用門檻的ChatGPT類智能產品,學習者的隱私和信息安全保護將面臨更嚴峻的挑戰。相較于基礎教育階段的學生,高校學生需自己管理更多個人信息,信息的性質也更加敏感、復雜和分散;同時,高校學生所接觸到的行業或學術信息可能有保密要求,其利用智能平臺形成的作業、論文等成果是否具有版權仍有待討論,因此有更高的數據安全及隱私保護需求。

(四)濫用ChatGPT生成內容有違學術道德規范

目前,教育界和學術界對ChatGPT輔助學習可能導致的成果濫用問題表現出較高關注和擔憂。在高等教育階段,授課教師對學生學習情況的觀察和監督相對有限,對學習的評價多采用考試、論文、項目報告、課堂展示、自主測試等多種形式。ChatGPT生成的內容已能夠做到語言流暢、結構清晰、觀點明確,可以應對部分傳統學習評價方式且不被發現。高校學生如果使用ChatGPT替代完成學業測試,或將ChatGPT生成的內容作為自己的學習成果提交甚至公開發表,屬于不誠信或學術不端行為,不僅干擾了對其學習評價的準確性,也阻礙了個人乃至科學的發展。盡管一些高校已禁止或限制學生使用ChatGPT,部分權威學術期刊如《科學》(Science)拒絕接收使用ChatGPT生成文本的稿件,且出現了檢測論文是否由ChatGPT生成的應用程序,但隨著技術的發展迭代,濫用人工智能將成為不誠信者與管理者之間的長時間博弈,并引發對高校學生學習成果的信任危機。此外,對于高校學生使用ChatGPT擬定寫作提綱、優化研究設計等完成部分學習成果的行為,如何進行界定和評價仍有待論證。

三、ChatGPT如何融入高等教育:應對人工智能對學習的沖擊

從人工智能的技術發展和應用歷史來看,對ChatGPT輔助學習的擔憂并未超出對智能技術應用困境的討論范疇,其實質仍是對技術與人的關系、科學知識的本質、如何評價學習成果等問題的思考。從“是什么”“如何做”的角度確立學習過程中智能技術與高校學生主體性的邊界,探討智能技術輔助下高校學生學習內容、過程及其成果評價的準則,是消解隱憂、應對沖擊,將人工智能更好地融入高等教育的重要前提。

(一)確立智能技術輔助學習與學習者主體性的邊界

學習者主體性的遮蔽和異化問題的關鍵在于高校學生與人工智能的關系問題,從實踐角度看則是高校學生如何使用智能技術的問題。在應然層面,人工智能是輔助學習的工具,不以技術水平的提升而引發關系的實質性轉變。人的主體性源于其作為獨立、有自我意識的個體,能夠自主感知、解釋周圍事物并采取行動,對自身及他人行為作出評價和反應的能力。工具是人類智能的延伸,即使人工智能在信息檢索、存儲、運算、關聯等方面實現對人類的超越,仍是人類感知、認識、影響客體能力的體現。應用智能技術進行學習,是為了讓高校學生更好地圍繞學習目標完成自我決策、規劃、監控和評價。有分析指出,應用人工智能技術有助于增強高校學生選擇的自主性、認識的能動性和實踐的創造性[8],從此角度看,人工智能輔助學習即是對高校學生主體性的強化。但在實然層面,過度依賴工具導致的主體性異化已在哲學界引發廣泛、持續的討論,并逐漸演變成為社會難題,如手機成癮、網絡成癮、數字成癮等。而高校學生的培養目標往往要求學生接觸大量前沿信息和多方觀點,學生學習生活及學術訓練已與信息技術密不可分。因此,人工智能技術在解放腦力、提升學習效率的同時易使高校學生的學習脫離原有目標,形成實然與應然之間的鴻溝,有必要為高校學生應用人工智能技術輔助學習劃定邊界,確保技術為學習者所用而非侵蝕其主體性。

對于使用過程中存在較大風險的工具,明確使用要求是有效應對的方式之一,如駕照之于汽車、執業醫師證之于手術刀,高校學生使用智能技術輔助學習也應當具備相應的數字素養和自我調節能力。數字素養(Digital Literacy)即掌握數字技術需具備的知識、技能和態度,是高校學生理解和應對人工智能技術兩面性、妥善處理與智能技術關系的基礎,以及在使用智能技術輔助學習過程中維護自身主體性不容挑戰的自覺。自我調節(Self-Regulation)則是指高校學生更好地掌控學習過程,避免因技術便捷而喪失自主性的能力[9]。智能工具可以幫助高校學生更高效、便捷地獲取學習資源,制定學習計劃和提供個性化指導,但無法替代其通過思考和實踐理解知識、掌握技能;ChatGPT即使能夠模擬人類的語言形態、歸納能力,但其技術基礎決定了其無法替代高校學生感知世界和進行批判、創新。因此,智能技術輔助學習與高校學生主體性的邊界,在于高校學生始終能將智能學習產品視為學習工具、人類智力的延伸或補充,在應用的同時保持審慎的態度,對自身學習提出更高要求。無論是否使用人工智能技術輔助學習,高校學生均要通過不斷地自我監控、評估和反饋,保持自己的學習目標和方向,在學習中形成自己的獨特見解和思維方式。隨著人工智能技術與人類社會生活的深度融合,數字素養和自我調節能力有必要成為高等教育階段考核評價學生綜合素質的重要指標,以應對人工智能帶來的沖擊和挑戰。

(二)以能力提升為導向重構智能技術輔助學習的內容

提升專業素養,訓練思辨和創新能力以認識、探索真理,基于專業理論指導實踐,鍛煉專業本領,增強社會責任感和歷史使命感,是目前高等教育人才培養的主要目標之一[10-11]。這種理性主義與實用主義的雙重取向決定了高校學生學習的內容可涉及實現此目標所需的所有知識、技能和態度。ChatGPT相較于以往人工智能學習產品的優勢在于其生成內容的廣度和深度,突破了從信息檢索到智能推薦的傳統學習輔助模式,為高校學生專業學習或技能提升而制定的學習計劃具有智能化和個性化的特點。但智能技術生成的內容不等同于知識;其所制定的個性化學習計劃,如脫離了對輔助對象的全面了解,則難以達到理想狀態;且人工智能在識別情感及態度、與學生共情等方面存在明顯缺陷。因此,需要圍繞“學什么”“如何學”等問題重構人工智能時代的高校學生學習內容。

由ChatGPT生成的內容主要基于對數據的挖掘及整合,而非源于對人類知識的深刻理解,沒有經過時間洗禮和實踐驗證,雖具有一定的實用性,但缺乏系統性、思辨性和創造性;相較于傳統高校學生學習教材、教師授課、文獻資料等經過反復論證和嚴格審核,ChatGPT生成的內容缺乏真實性、可靠性及學術共同體的認可;此外,為了應對智能技術對數字資產安全帶來的沖擊,未來勢必加大對知識版權、關鍵數據的保護力度,而增加智能技術挖掘、獲取前沿、核心領域相關知識的難度。可見,ChatGPT生成的內容不適合直接作為高校學生學習的知識內容,而是需要與相應專業知識體系及學術標準進行核查比對;但若為其設置復雜的人工審核及篩選機制,則將極大地降低其輔助高校學生學習的效率,有違互聯網時代的去中心化精神;高校學生作為掌握一定專業知識、有較強自主性的群體,已具備通過查閱文獻資料甄別智能技術生成內容可靠性的能力或潛力。因此,完善技術本身的內容生成邏輯和道德、法律規約,是其輔助高校學生學習的必要條件;而在高校學生作為學習主體為所學內容負責的前提下,可對智能技術生成內容采取相對包容的態度,鼓勵高校學生通過智能技術獲取學習資源;同時要求高校學生保持自我思考和判斷的能力,將智能技術輔助視為拓寬知識面、強化自我認知的學習方法之一,而非學術訓練的替代,將智能技術生成的內容視為參考、啟發而非絕對真理,多方比對、充分驗證、嚴格篩選有效信息,并在此過程中加深對專業知識的理解和掌握。

人工智能時代,信息的傳播速度和傳播效率已得到飛躍式發展,相比對知識的識記和簡單羅列,開闊的學術視野及在某領域內的深耕,批判性思維、創新能力、問題意識、研究方法、解題思路、數字素養及自我調節能力等對高校學生更為重要。例如:ChatGPT所提供回答的價值和有效性,除其本身的數據存儲和處理水平外,更多取決于提問者的知識儲備和提問技巧。鍛煉技能或能力應成為智能技術輔助高校學生學習的重點內容,而學習中的自我決策、自我規劃、自我監控和自我評價過程是培養高校學生核心能力的關鍵。此外,人機互動并不能完全替代人際互動。導師或任課教師在專業領域的敏銳洞察力和獨特視角、知識的深度和廣度、創新和批判性思維,均是目前人工智能技術難以相比的;高校學生與教師、輔導員、同學的互動對其社會性發展的促進作用,以及帶來的情感支持、默會知識的傳授和學術精神傳承,亦是現階段人機互動無法實現的。建立人際交互與人機交互相結合的學習模式,或將成為未來高校人才培養的發展趨勢。

(三)平衡智能技術整合數字資源與學生信息安全保護

算力是人工智能技術的核心,智能技術的優勢之一即對數字資源的高效整合能力。海量優質數字資源的輸入是智能技術有效發揮學習輔助功能的重要基礎,但也伴隨著數據安全及隱私泄露風險。尋求智能技術整合數字資源與高校學生信息安全保護之間的平衡,是進一步推動智能技術融入高等教育的必要條件。

在技術層面,保護數據和隱私安全已有較多思路,如通過數據加密、數據脫敏、數據去標識化等方法,防止數據被惡意攻擊者竊取或濫用;對智能產品進行訪問授權管理,采用網絡隔離、入侵檢測等技術手段,避免非法用戶的入侵和攻擊;建立健全的安全漏洞修復機制,及時修復安全漏洞和系統缺陷,保障智能產品的安全性和穩定性。然而,正如理論上不存在完全沒有漏洞的程序,技術發展無法消弭整合數字資源過程中滋生的風險。使用智能技術輔助學習,將難以避免地展示自己的認知習慣、興趣、偏好等,即使用者在一定程度上需要讓渡信息安全和暴露個人隱私習慣,因此還需從政策管理、用戶層面入手最大限度地減輕危害。

在政策及管理層面,目前世界多國已經制定并頒布了保護信息安全的法律法規,如我國的《個人信息保護法》、歐盟的《數據保護指令》《隱私保護與電子通信指令》等,但這些法律法規需要隨著技術的發展而持續完善[12]。為了更好地保護數字資源和隱私安全,還需要進一步健全數字資源管理責任體系、數字資源應用規范和技術安全措施等,形成智能技術應用指導條例,包括應用范圍、功能和操作流程等方面。同時,需要加強安全審查,嚴格評估智能技術產品在數據收集、處理、存儲和傳輸等方面可能產生的隱患,確保智能技術應用的安全性和穩定性。人工智能時代,對智能技術問題的治理需要政府、企業、學術界、教育界和公眾的共同參與,以形成全面而有效的信息安全保護體系。

在用戶層面,需要強化高校學生的信息安全意識。高校學生在應用智能技術輔助學習時,需充分認識到數字資源的價值和個人隱私保護的重要性,形成自我保護意識,并遵循相關安全操作規范,如掌握數字安全基礎知識,不輕易分享個人信息等。對于特殊專業或領域的高校學生,在其進入相關專業、領域前應進行使用智能技術的安全培訓,防止未公開學術成果的關鍵數據、敏感信息外泄。

(四)以智能技術推動高校學習效果評價變革

對高校學生學習效果的評價一般依據目標導向,涵蓋專業知識的掌握和運用、學術研究能力、創新能力、學習動機和自我管理能力等。然而,ChatGPT引發的學術誠信危機表明,傳統評價方式難以客觀、準確地反映高校學生學習后實際的學業水平,未來還將受到腦機接口及穿戴式智能設備的挑戰;且人工智能時代高校學生學習重點內容的轉向,對評價內容和標準提出了新的要求。可見,對智能技術輔助高校學生學習效果的評價需要確立新的準則。

一是評價指標需要趨于多元化。傳統高校學生學習評價指標往往聚焦專業知識掌握程度或與專業相關的技能水平,忽略了高校學生的綜合素質與解決問題的能力。鑒于ChatGPT已展現出了更高效的信息獲取和整合能力,評價人工智能時代的高校學生學習不應僅限于其對獲取和應用專業知識的基本能力,還需要考察是否具備開闊的專業視野和在未來職業中的知識遷移能力;是否具備批判性思維、創新能力、問題意識、研究方法、解題思路、數字素養及自我調節能力;以及智能技術較少涉及的團隊協作、情感表達等能力。即多元化的評價指標方能反映出人工智能時代高校學生的學業水平與學習效果。

二是評價方式應趨于復雜化。隨著智能技術的發展,傳統的測驗、論文考核形式難以滿足高校學生學習的個性化需求和多元化評價指標,因而需要運用更加全面、復雜的評價方式,如個人報告調查評價工具(Self-Report Questionnaires,SRQ)、結構訪談評價工具(Structured Interviews,SI)和教師判斷評價工具(Teacher Judgment,TJ)等,將自我評價與教師或專家評價相結合,全方位、深層次掌握高校學生的綜合能力[13]。在智能技術的支持下,還可以采用更加科學、客觀和直觀的數據化評價方式,兼顧終結性評價與過程性評價,通過對高校學生學習行為、學習成果等數據的監測、挖掘和分析,更好地了解高校學生的學習過程和效果。此外,為了應對智能技術誘發的學術誠信問題,評價過程需要引入更加完善的學術誠信監督機制,采用技術手段和人工監督相結合的方式,以確保評價的準確性和有效性。

四、結論

ChatGPT的問世展現出智能技術輔助高校學生學習的廣闊前景,成為人工智能與高等教育深度融合的重要著力點。但是,任何革命性技術的誕生和應用均伴隨著長期實踐和反復驗證的過程,ChatGPT類智能產品應用于高校學生學習,亦不可避免地產生學習者主體性異化、生成內容可靠性難以甄別、信息安全被侵犯、學術誠信接受挑戰等隱憂。確立智能技術輔助學習與學生主體性的邊界,探討智能技術輔助下高校學生學習的內容、過程與成果評價,既是消解這些隱憂的基礎,也是借助智能技術賦能高等教育高質量發展的前提條件。目前,ChatGPT所基于的生成式預訓練轉換器仍在不斷提升性能,進而展現出新的能力;同時,語義生成型規則并非人工智能設計的唯一甚至最有效的思路。可以預見,未來人工智能技術將迎來更具顛覆性的進展,其與高等教育的融合仍有著無限的可能性。