基于ChatGPT的人機協同模式實踐
——以《商務智能》課程為例

文 ｜武漢紡織大學管理學院 萬欣、中國科學院大學工程科學院 徐棟

本文旨在探討ChatGPT作為智能學習工具在教學中的應用，以提供多樣化的學習方式和個性化的學習支持。在商務智能課程教學中，學生通過與ChatGPT的交互獲得根據個體需求定制的學習資源和支持，從而促進知識的理解和應用。通過結合項目式學習和人機協同學習，學生能夠獲得更加優質的學習體驗和實踐，進而提高學習效果。ChatGPT作為一種智能學習工具為教學改革提供了新的可能性。本研究將為智能化教學在教育領域的應用提供有益的啟示和借鑒。

一、ChatGPT簡介

ChatGPT是一種基于大型語言模型的生成式人工智能，通過對海量語言數據的學習，能夠具備深入的語言理解和組合創新能力。ChatGPT的基礎架構和技術主要建立在Transformer模型的基礎上。Transformer是一種創新的神經網絡架構，廣泛應用于自然語言處理任務中。它采用了自注意力機制來處理文本序列，具有處理長距離依賴和并行化計算的優勢。ChatGPT通過利用Transformer模型的強大能力，實現了對人類語言的理解和生成。自注意力機制是Transformer模型的核心組成部分，它允許模型在處理輸入序列時，能夠自動地為每個輸入位置分配不同的注意力權重，從而更好地捕捉輸入序列中不同位置之間的關系。通過自注意力機制，ChatGPT能夠對輸入序列中的每個單詞或子詞進行建模，并考慮它們與其他單詞之間的關聯。這種注意力機制使得ChatGPT能夠在生成回復時更好地理解上下文，并生成更準確和連貫的文本。

ChatGPT通過對大量數據進行訓練來建立其語言模型。這些數據包括書籍、新聞文章、網頁內容以及其他來源的文本數據。通過處理這些數據，ChatGPT學習到了豐富的語言知識和模式，并建立起一個巨大的單詞共生關聯網絡圖。這個網絡圖包含了單詞之間的關聯和相互作用，使得ChatGPT在生成文本時能夠更好地預測下一個單詞或短語。在生成文本時，ChatGPT使用一種稱為“采樣”的策略來決定生成的下一個單詞。采樣策略基于概率分布，根據每個單詞的概率分布來選擇下一個單詞。這種策略允許ChatGPT在生成文本時具有一定的隨機性和多樣性，使得每次生成的結果可能會略有不同。但是這種隨機性有時可以使得ChatGPT的回復更加富有創造力，但也可能導致生成的結果不夠準確或連貫。盡管ChatGPT在生成文本時會有“妄想”、“偏見”等問題，但是它在教育領域中仍然具有巨大的應用潛力。

在當前高等教育背景下，將ChatGPT等人工智能生成式對話技術應用于教學改革具有重要意義。AIGC技術能賦能教師實現個性化教學，為學生提供多樣化、互動式學習體驗，激發學生興趣和學習動力，并促進學生高階能力和綜合素養的培養。ChatGPT作為AIGC技術的一種代表，在教學中展現出巨大的潛力。教師可以利用ChatGPT協同設計具有挑戰性的任務，培養學生的批判性思維、創新思維和問題解決能力。此外，通過跨學科設計和智能推薦教學資源，ChatGPT輔助教學可以有針對性地培育學生的綜合素養。因此，ChatGPT在教學中的應用為高等教育提供了一種有效的方式，能促進學生的高階能力發展和綜合素養提升。

二、拼圖項目式教學設計

商務智能（Business Intelligence，BI）是一套理論、方法和應用，通過它們可以快速地發現海量數據中隱含的各種知識，有效地解決企業面臨的管理和決策問題，支持企業的戰略實施。課程包括數據的收集、處理和管理、數據倉庫、數據可視化、Python數據分析、描述性分析、機器學習等內容，主要培養學生獨立自主的學習、探究、歸納、總結和綜合分析的能力；培養數字時代所需的數據思維、模型思維和算法思維等知識素養。建構主義學習理論認為學習是學生建構知識的過程。即學生根據自己的經驗背景，對外部信息進行選擇、加工和處理，生成自己的理解。教學材料的質量、組織和呈現方式直接影響學生的知識建構。為了加強學生知數據、懂數據、用數據、解決問題即模型思維等數據素養的培養滿足現代社會需求，我們對傳統的課程內容進行了補充融入人工智能、大數據分析及在經管領域的綜合應用等內容，彰顯學科交差融合特色。教學內容以學習內容和項目內容層層遞進為特色，通過4個典型的管理領域項目鍛煉學生的大數據處理、分析和挖掘以及實際應用能力。教學實施過程中突出“逐層遞進，由淺入深”，推行“自主+合作學習”的混合式教學，借助信息技術將課堂變為數字化“體驗館”“實驗場”，支持在實驗、操作、對話中進行個性化開放性探究，使學生在知識產生和應用的情境中學習，不斷激活具體經驗而達成深度理解，建立學科知識體系和復雜認知結構。教學內容做到“一補、二驅動、三要素”。“一補”是指在教學中與時俱進，補充商務智能的研究性、前沿性內容，通過各種方式及時把學科最新發展成果和教改教研成果引入教學；“二驅動”是指在教學內容中將大數據時代下的數據驅動與理論驅動相結合；“三要素”是指突出“數據、人、情景”。通過線上線下增加綜合性和探索性實踐性教學課時，有效培養學生的實踐能力和創新能力，挖掘學生解決問題的潛力和能力。

另一方面，傳統的商務智能課程教學模式中存在一些問題，比如學生的興趣和主動性不高、知識的更新和迭代較快、實踐機會較少等。為了解決這些問題，我們在教學實踐中進行了拼圖式教學設計并且取得了良好的效果。“以項目為載體，知識與能力并重”的拼圖（Jigsaw）項目式教學模式基于BOPPPS模型，所有知識模塊縱向拼圖完整闡述了商務智能的基礎理論與知識，橫向拼圖又可以單獨呈現每個獨立的案例故事，為培養學生解決復雜工程問題的能力提供新途徑，如圖1。

圖1 拼圖項目式教學設計

商務智能課程教學實施以拼圖項目式教學為主線，充分設計課前導學、課中學習、課后拓展三個環節的教學活動，從而形成完整的教學流程。

拼圖項目式教學方法是一種以項目為核心的教學方法，旨在培養學生解決實際問題的能力。然而，該方法可能受到學生能力的限制，導致無法按預期進行。為應對這一問題，我們提出了敏捷式的學習推進策略。該策略通過快速試錯和迭代的方式，先落地實施項目，然后在實踐中進行改進。同時，及時調整理論、方法和功能，以適應學生的實際需求。在教學過程中，教師起到引導和參與的角色，提供指導和支持，幫助學生克服困難，同時，學生通過與ChatGPT的人機協同，促進項目的順利進行，以提高教學效果，促進學生能力的發展。

三、人機協同學習模式實踐

高意識學習是學習者有意識地運用元認知能力的學習方式，促進深入、有意義的學習。同時，技能本位教育強調培養適應未來社會需求的人才，而智慧教育則將高意識層面下的技能、道德、知識、智能等要素進行整合，以實現教育教學的智慧化。人機協同的學習模式是指通過人工智能技術，將學習者與計算機之間進行有效的互動，提高學習效果和學習體驗。在數字化轉型中，AIGC技術的出現為高等教育帶來了新的機遇和挑戰。ChatGPT作為一種人工智能模型，具備強大的自然語言處理能力，能夠模擬人類的自然語言交互，為人機協同的學習提供了良好的技術支持。高意識學習和人機協同將為高等教育的范式創新和學生的批判性思考提供支持。

ChatGPT的生成能力和個性化服務為教學和輔助工具的智能化提供了新的可能性。通過將ChatGPT應用于智能輔導、教學助手和教學材料生成等方面，可以為教師和學生提供更智能化、個性化的教育支持，從而提升教學體驗和學習效果。在課前知識點梳理、課中的課堂互動、課后的結課項目作業、生生互評作業批改等教學過程中嘗試使用ChatGPT等對話式AI，結合項目式學習和協調學習，來提供更加智能化和個性化的教學服務和學習支持，為學生提供更好的學習體驗和實踐，實現以學生為中心的培養模式。

（一） ChatGPT在課前知識點梳理中的應用

在商務智能課程中，課前知識點梳理是學生學習的重要環節，它可以幫助學生快速掌握相關知識點和概念。我們可以通過ChatGPT，對知識點進行自動化的梳理和整理，并提供相應的解答和支持。例如，學生可以通過對話式界面輸入“商務智能中的數據挖掘有哪些方法”，ChatGPT可以自動將相關的知識點和方法進行提取和分類，并提供相應的回答和解釋，如圖2。

圖2 知識點梳理

（二）ChatGPT在課中課堂互動中的應用

在課堂互動中，學生會遇到各種問題和難點，需要及時得到解答和支持。我們可以通過ChatGPT，對學生的問題進行自動化的解答和支持。例如，學生可以通過對話式界面輸入“商務智能中的關聯規則有哪些應用場景”，ChatGPT可以自動將相關的知識點和應用場景進行提取和分類，并提供相應的回答和解釋，如圖3。

圖3 課中互動1

例如，對應我們在第六章機器學習中的講課提到的泰坦尼克生存決策樹案例代碼如何實現，ChatGPT會給出具體的代碼，如圖4。

圖4 課中互動2

（三） ChatGPT在課后結課項目作業中的應用

在結課項目作業中，可以首先讓ChatGPT為我們草擬一份報告提綱，理順思路，如圖5。

圖5 擬提綱

（四） ChatGPT在作業批改中的應用

在結課項目實現過程中，學生會遇到各種編程代碼問題和錯誤，需要及時得到解答和支持。我們可以通過ChatGPT，對這些問題進行自動化的解答和支持。例如，在代碼運行后發現不能正確顯示漢字，ChatGPT可以幫助大家找出問題并給出解決方案。

作業批改是教學中的重要環節，其可以幫助了解學生理解和掌握相關知識點和概念的情況。“生生互評”階段可以通過ChatGPT技術，對大家的作業進行自動化的批改和評價。例如，學生可以通過對話式界面上傳作業，ChatGPT可以自動對作業進行分析和評價，并提供相應的評價和建議，可以幫助大家進一步分析和理解相關內容和概念，更好掌握相關知識。

除了在課前知識點梳理、課堂互動和作業批改等方面的應用，ChatGPT還可以在考試輔導、遠程教育、自主學習等許多教學場景中發揮作用。

我們在一個學期的時間里，通過采用基于ChatGPT的人機協同模式進行學習和教學實踐，取得了顯著的教學成果。在信管電商專業本科三年級下學期，學生總人數為61人，無論其文科還是理科背景，所有學生在商務智能結課項目都取得了優秀的成績，達到了100%的優良率。

四、討論與結論

盡管ChatGPT在教育領域中具有潛力，但也存在一些挑戰和局限性需要解決。首先，ChatGPT存在過度依賴訓練數據的問題。由于ChatGPT是通過對海量語言數據進行學習而得到的，它的回答和生成內容往往受到訓練數據的限制。這可能導致在面對新領域或新問題時，ChatGPT的回答不夠準確或全面。其次，ChatGPT的邏輯推理能力相對較弱。盡管它可以生成流暢的文本回復，但在處理復雜的邏輯推理或推斷問題時，可能存在一定的困難。第三，ChatGPT對于新場景的處理能力也有限，需要進一步的改進和優化。此外，ChatGPT還存在一些其他的局限性。例如，它可能受到數據偏見的影響，因為訓練數據中可能存在性別、種族、文化等方面的偏見，從而導致生成的回答帶有偏見或不公平的傾向。另外，ChatGPT在生成文本時可能會產生不準確或不合理的回答，這可能會對學生的學習產生負面影響。同時，智能化教育也引發了學術倫理問題，例如學生過度依賴ChatGPT編寫論文可能涉及學術誠信問題，喪失自主思考能力。

因此，在教育場景中使用ChatGPT時，一方面，需要建立豐富和專業化的教育數據集，以提高ChatGPT在教育領域的知識覆蓋范圍。另一方面，應該探索如何引入邏輯推理和推理能力的訓練任務，并將其融入ChatGPT的架構和訓練過程中，以提升其在邏輯推理方面的能力。同時，還可以考慮建立不斷豐富的個性化領域專業知識庫，使ChatGPT能夠在面對新場景和新問題時進行適應和學習。同時，建立人工智能與人類專業知識的協作模式，提供更可靠和負責任的教育支持。教育界需要堅持以人為本的教育觀念，擺脫重復、模式化和標準化的學習方式，注重個體差異，培養學生自主學習和創新思維能力。學生和教師應掌握計算思維、創造性思維和批判性思維，以正確評估和有效使用智能化產品。制定完備的道德準則規范智能應用是教育工作者的責任，培養學生注重自身思考和創造力，將ChatGPT提供的信息融入個人的知識體系中，并謹慎使用，遵守學術規范，確保學術成果真實、獨立且有價值。

本文以商務智能課程為例，探討了基于ChatGPT的人機協同模式在教學改革中的應用。基于ChatGPT的人機協同模式為教育教學提供了全新的思路和解決方案，有望推動教育教學向更加個性化、多樣化、智能化的方向發展。未來，基于ChatGPT的人機協同模式還有很多潛力有待挖掘。例如，可以將ChatGPT技術與虛擬現實、增強現實等技術相結合，為學生提供更加沉浸式的學習體驗；還可以將ChatGPT技術與區塊鏈等技術相結合，為學生提供更加安全、可信的學習環境。

隨著人工智能技術的不斷發展，我們有理由相信，在不久的將來，基于ChatGPT的人機協同的學習模式將在教育教學領域發揮越來越重要的作用，為教育改革帶來更多的可能性和機遇，推動教育教學向更加智能化、創新化、全面化的方向邁進。