生成式人工智能與高校教育創新研究

【內容摘要】人工智能技術為高校提供了前所未有的機會，從改善學生的學習成績、創建引人入勝的互動體驗，到可用于優化教學策略的高級數據分析。人工智能對高等教育的發展正在產生著變革性的推動力量，個性化的學習、高效的任務管理和增強師生互動將成為教學新常態。但是，在人工智能具體應用中還存在諸多誤區，需要教師及時正確引導，讓人工智能在不妨礙學生系統學習、探索知識、創造性完成學業的前提下，成為高校教育教學的得力助手。

【關鍵詞】GAI；高校教育；人工智能素養；價值對齊；教學創新

生成式人工智能（Generative AI，GAI）有助于擴展知識、促進經濟文化繁榮和豐富人類體驗。從國務院2017年發布《新一代人工智能發展規劃》以來，北京、上海、重慶、廣州、深圳、成都、杭州等多個城市紛紛制定人工智能政策，旨在通過減稅、創業計劃等一系列措施鼓勵投資人工智能發展。

在高校教育教學中，人工智能數字素養對于促進學生獨立思考、具備創新能力至關重要。人工智能素養的教育目標就是要確保教師和學生能夠適應不斷進步的人工智能，以批判的眼光看待GAI在高校教育教學中的作用，做到揚長避短。

一、將GAI融入教育帶來的益處和潛在風險

人工智能先進的數據分析可以幫助快速而準確地決策，推進教育教學工作順利進行。人工智能技術及時提供學生學習行為、課程效果和教學效果評估。例如，在日常工作和教學管理中，人工智能可以幫助教師及時了解學生的學習狀況并且提前預警潛在問題，同時提出管理建議。在備課階段，則可以合理利用GAI為教學提供創意，生成符合學生具體情況的內容；在課堂教學中，可以利用GAI虛擬現實構建沉浸式課堂，以收到良好的效果；在課后輔導中，則可以運用虛擬導師幫助學生查缺補漏，“溫故而知新”（如圖1所示）。

關于GAI在教育中的作用存在分歧。一些人將其視為個性化學習和改善教育的工具，而另一些人則擔心它可能嚴重擾亂課堂秩序和認知動態，還可能被濫用于寫作與考試作弊。事實上，GAI為教育帶來好處的同時也會帶來風險，因此必須以辯證的眼光一分為二地審慎對待。

GAI變得越來越復雜，可能會破壞人類的能動性。越來越多的人使用GAI來幫助寫作或進行創造性活動，這可能會阻礙學生智力的正常發展，剝奪學生通過觀察現實世界、做實驗、與人討論，以及獨立思考來發展認知能力的機會。①

（一）GAI融入高校教育的好處

1.提供個性化學習體驗，提高學習成績

GAI可以根據個人需求提供個性化學習體驗，從而顯著提高學生的學習成績。人工智能可以分析學生的表現和學習風格，判斷優勢和劣勢，然后調整學習內容，精準推送，真正做到因材施教。這種個性化學習方法使學生能夠獨立學習、減輕壓力并提高學習成績。根據個人的學習興趣、能力和學習進度，GAI可以即時調整教育內容，提供學習輔導和實時反饋。這種互動過程能滿足多樣化的學習需求。Amadeus Code、Suno等音樂人工智能軟件可以快速寫歌和輕松創作音樂歌詞；Editable Dance Generation（EDGE）和Choreomaker可以用來編排舞蹈；LeapMATH的人工智能應用程序，可以幫助學生輕松、愉快地學習數學。

2.促進包容、公平、語言和文化多樣性

GAI工具必須具有包容性，滿足特殊教育、不同社會經濟收入群體、不同地域學生的需要，促進包容、公平、語言和文化多樣性，克服地理障礙和社會經濟困難，向弱勢群體提供高質量的學習資源，甚至為有特殊需要的學生提供量身定制的學習服務。例如，在教育和研究中大規模部署GAI 時，制定系統規范并實施保護語言和文化多樣性的制度措施。相關規范應要求大語言模型訓練中包含多種語言，以提高GAI響應和生成多語言文本的能力。建立可持續的資助機制，為有殘疾或特殊需要的學生開發和提供人工智能工具。

3.幫助教師完成日常教學與管理工作

GAI可以幫助教師高效完成日常教學和管理工作，通過自動執行管理任務，優化課程計劃，創建多姿多彩的學習活動，開發學生智力。人工智能還可以通過虛擬導師和實時反饋促進互動學習，營造更具吸引力和更有成效的學習環境。借助虛擬教室、數字模擬和沉浸式教學體驗，調動學生的學習積極性。虛擬課堂讓優質教學成為普惠、共享的資源。數字模擬和沉浸式內容調動學生以視覺、聽覺和觸覺的方式探索復雜的概念，產生身臨其境的真實教學體驗。虛擬助手和聊天機器人可以提供豐富的交互式學習體驗，而教師可以騰出時間專注于教學設計與發展。

（二）GAI融入高校教育的風險

1.生成內容存在錯誤或偏見

使用預定義算法在大量未經過濾的數據集上訓練GAI模型會導致生成的內容不夠可靠，并且可能生成幻覺數據，導致偏見繼續存在甚至放大。社交媒體內容推送的算法為了最大限度地吸引受眾，優先考慮大量用戶更感興趣的材料，而這些材料多為情緒化、碎片化的消極內容，而非理性、客觀的內容資訊。

由于缺乏嚴格的監管和有效的監控機制，GAI生成的有偏見的材料越來越多地在互聯網上傳播，污染了學習內容或知識來源。如果人工智能系統訓練和運行所依據的數據存在偏見或不可靠問題，那么人工智能系統可能會報告誤導性信息。例如，在健康數據中，基于人工智能的皮膚病學算法已被證明在診斷黑人皮膚病變和皮疹方面不如白人準確，因為這些模型主要依據白人數據進行訓練而成。

這對于那些對相關主題沒有扎實學習基礎的年輕學習者來說構成了很高的風險。由于GPT訓練數據通常來自互聯網，其中經常包含歧視性和其他不可接受的語言。GAI經常會產生不準確或不可靠的文本。例如，GPT會言之鑿鑿地編造一些現實生活中不存在的東西，稱之為“數字幻覺”。Open AI在其公共界面底部提示：“ChatGPT可能會產生關于人物、地點或事實的不準確信息。”因此開發人員必須實施他們所謂的“數字護欄”，以防止GPT輸出具有攻擊性、不道德的結果。

GAI大語言模型更新跟不上實時資訊發展。迄今，ChatGPT只接受了2023年11月之前的數據訓練，因此只能了解這之前的數據。信息的嚴重滯后，導致人工智能不能跟上時代的發展。如果依賴人工智能分析解答最新問題，無異于刻舟求劍。

2.導致學生過度依賴GAI

另一個風險是學生可能過度依賴GAI學習，這可能會損害批判性思維和解決問題技能的發展，導致學生失去獨立思考能力。學生越來越依賴GAI工具來尋求建議，這可能會導致答案的標準化和一致性，削弱獨立思考和自我導向探究的價值。從文科到理科的所有課程科目中都有學生使用GAI生成論文、評論、幻燈片、視頻報告或其他多模態作品，而不愿花費時間學習實踐和與人探討。書面作業或其他作品同質化說明學生的想象力、創造力和表達力受到阻礙，而學生往往沒有足夠的知識來鑒別或質疑。

當前社交媒體的繁榮依賴于注意力經濟，用戶在抖音、微博或微信上花費的時間越長，社交媒體公司賺的錢就越多。“為了推動注意力經濟，社交媒體利用了與游戲、毒品或酒精成癮相同的心理過程。”②沉溺于短視頻的后果是，很多學生的經典著作課外閱讀量少得令人觸目驚心，書面表達能力也沒有達到大學生應該達到的基本水平。

因此，有必要開發GAI高校版，在培養學生的創造力的同時，培養其批判性思維和其他高階思維技能。不要讓學生始終依賴GAI來生成文本，而是要啟發學生思考，獨立創作自己的作品，包括文字、圖片、音頻和視頻作品等。通過項目學習、體驗式學習和探究模型調動學生從始至終參與整個工作，教師需要在各個階段監督和幫助學生創造性學習。

二、如何正確看待人工智能

“人工智能已經在影響科學研究的范式。科學家正在使用人工智能來生成假設、設計實驗，收集和解釋數據，并獲得僅使用傳統科學方法可能無法獲得的見解。”③GAI并不是要取代人類創造力，而是要增強人類創造力，讓創作充滿美感。

（一）正確對待人工智能

考慮到人工智能的優點和缺點，只有學生可以受益時才能在課堂上使用GAI。教育工作者應該洞察人工智能對學習的好處和壞處，讓學生正確運用人工智能創造價值，激發學習積極性，防止依賴人工智能技術而失去寶貴的學習技能。

為了避免不當使用人工智能，教師有責任教給學生正確的使用方法。比如，ChatGPT是一個具有顛覆性創新的工具，學習如何安全使用十分重要。讓學生認識到發展自己的技能的重要性，包括以知情、連貫和分析的方式收集數據、解決問題、構建理論，然后通過自己撰寫的文本進行交流，而無須人工智能幫助。完全依賴GAI生成內容將會扼殺學生的積極性和創造性。

同時，還要培訓教師熟練掌握和教好人工智能，設計出交互性強、明白易懂而又富于啟發性的課程。GAI就是一列高速行駛的火車，但都是在安全保障機制下進行，認為它會“脫離正軌”其實是杞人憂天，好比早年研究人員警告不要在學校使用谷歌，認為它會損害學生的信息素養技能。毫不奇怪，學生們總是能找到方法來規避此類禁令。對這些技術會引發教育世界性末日的擔憂也沒有成為現實。如今，谷歌已成為一種重要的研究工具。

（二）人工智能價值對齊

人工智能價值對齊（AI alignment）是指引導人工智能系統的行為，使其符合設計者的利益和預期目標。一個已對齊的人工智能的行為會向著預期方向發展；而未對齊的人工智能的行為雖然也具備特定目標，但此目標并非設計者預期，容易帶來巨大的風險。

為GAI生成的內容并非基于對現實世界的直接觀察，也不具備人類的倫理道德，生成的內容有時不符合人類或社會價值觀。GAI不具備創造道德思維的能力，可能把根本上有缺陷的語言和知識概念融入技術中，從而降低科學水平。正因如此，GAI無法生成人與自然之間、人與人之間、人與社會之間錯綜形成的充滿人間煙火味的生活圖景。

我國科技部2021年9月發布了《新一代人工智能倫理規范》，旨在“將倫理道德融入人工智能全生命周期，促進公平、公正、和諧、安全，避免偏見、歧視、隱私和信息泄露等問題”。④英國也在同一時間發布了未來十年國家人工智能的戰略目標，提出未對齊的人工通用智能存在長期風險。⑤同年3月，美國人工智能國家安全委員會聲稱，人工智能可能引發新的安全隱患、風險，應該調整政策、加強指導和改進技術，滿足安全性、平穩性和可信度，以保證系統目標與價值的對齊。⑥

（三）人工智能基本素養

盡管困難重重也不能因噎廢食，將人工智能引入高校是大勢所趨。需要收集全面的數據，監測和判斷GAI趨勢并及時作出調整。堅持“以人為本”，在社會效益和經濟效益之間取得平衡，高校應該注重下列人工智能基本素養的培養。

首先，基礎知識和技能。基礎讀寫能力、計算能力和基本科學素養技能仍將是未來教育的關鍵。無論GAI發展到什么階段，扎實的基礎知識和技能依然是學生創造性學習的基礎。

其次，高階思維能力。培養學生包括支持基于人機協作的高階思維和解決問題所需的技能。這包括批判地理解事實和概念知識在建立高階思維中的作用。

再次，與人工智能合作所需的職業技能。在人工智能比人類做得更好并自動化完成任務單元的領域，學生也需要學習開發、操作和使用GAI工具創新的技能。

人工智能使人的交流可以在虛擬環境下順暢進行，但絕不能替代真人教育。“我們需要用愛、用真情實感去培養人，眼神交流、情感互動、肢體語言，使得教育更具有親和力與感染力，該動手的還要動手，該互動還要互動，該一塊兒娛樂的還要一塊兒娛樂，否則，人與人的交流就變成了機器跟機器的交流，這與教育的初心是不相吻合的。”⑦

三、如何將GAI融入高校教育

高等院校緊跟時代潮流，將人工智能融入大學教育教學的各個領域，幫助教師和學生掌握教學、科研必需具備的人工智能素養。將GAI有效融入教學中，加強教師備課、課堂教學和評估以增強學習，在課程設計、教學、學習和研究活動中以有益的方式創造性應用GAI。

（一）GAI與大學教育結合的原則

傳統課堂中的師生互動、同學互助、團結活潑的課堂氛圍對于學生的學習和成長至關重要，因此將課堂文化、校園文化整合進GAI也是亟須的。

1.以人為本原則

教師應隨時和學生溝通，了解學習人工智能技術的使用情況，并解決在學習中遇到的困難。 從以人為本的角度看，人工智能旨在擴展或增強學生的智力和社交技能，而非破壞或取代它們。人工智能將進一步融入其他工具，支持更具包容性和可持續性的應用。

人工智能的設計應符合用戶群體的規范和價值觀。人們根據許多背景因素作出決定，包括其經歷、記憶、成長經歷和文化規范。無論在家里、在辦公室還是在其他地方，都有相對穩定的價值觀。但是，目前國外GAI模型主要是根據英文數據進行訓練，可能導致GAI缺乏本土文化背景和相關性，甚至可能培養出缺乏民族和文化審美的人。

2.算法透明原則

由于人工智能不可避免地進入課堂，需要確保引入支持透明度的工具，并負責任地披露決策的制定方式，同時解決數據隱私、治理和算法偏差等問題，確保每個參與者在虛擬世界和物理世界的隱私安全。透明度要求對參與者、數據集、模型、偏見和不確定性如實記錄。此外，要求確保研究設計具有包容性、容錯性。

人工神經網絡通常是“黑匣子”，雖然總體方法通常是可以解釋的，但特定模型及其參數是不可檢查的，這就是為什么無法完全控制生成特定內容的原因。對于具有黑盒性質的大型神經網絡的人工智能系統來說，缺乏透明度使人們很難信任人工智能并依賴其驅動涉及個人敏感數據的應用。由于GAI系統要處理大量用戶數據，因此必須采取嚴格的隱私保護措施，以確保數據的收集合乎道德、存儲安全，防止教育數據被用于其他方面。

（二）培養批判的人工智能素養

1.教師利用GAI平臺進行備課和教學

對于教育工作者來說，培養批判的眼光正視GAI的優點和局限，揚長避短，創新人工智能教學方法。GAI平臺可以改善學生的學習體驗，幫助教師更好地備課和開展教學，創造動態和個性化學習體驗，提高教學過程的有效性，為未來的學習和就業打下基礎。將GAI有效地融入大學教育教學，設定合適的教學目標，設計趣味橫生的教學活動，采取恰當的教學方法并利用GAI實時評估課堂教學質量。

人工智能素養高的教師對人工智能素養教學駕輕就熟，表現出較高的適應性和創新能力，比如：利用GAI自動分析現有課程并同步更新前沿理論和案例，帶動課程圍繞新興主題教學；為不同教育水平的人提供量身定制的建議，以便學生能夠在輕松愉悅中接受教育；在語言課程中創建交互式場景，調動學生分角色扮演練習。

人工智能在虛擬課堂中有很強的互動性，通過互動為學生解答各種問題，大大減輕教師的工作壓力，但是人機互動是一種沒有人情味的虛假互動，難免培養出對世事毫無興趣、缺乏社會交往能力的學生——教師和學生之間的人際互動和協作應確保作為教育的核心。

2.學生必備批判性思維和人工智能素養

批判性思維對于評估人工智能生成內容（AIGC）的準確性和相關性至關重要。培養學生對GAI的適應性和創造力，形成具有批判性思維和人工智能素養，養成終身自主學習習慣，這是在瞬息萬變的人工智能社會中取得成功的關鍵。“技術應該成為拓展學生思維的工具，而不是限制思維的拐杖。”⑧

雖然GAI可能有助于教師和研究人員生成有用的文圖、視頻或其他材料開展工作，但是這種做法并不能直接套用到學生身上。令人擔憂的是，由于年輕的學生在專業性上不如教師，可能會在不知情的情況下接受膚淺、不準確甚至有害的GAI輸出，而不知如何以批判的眼光看待這些問題。

需要明白的是，無論人工智能技術如何更新迭代，GAI永遠不可能成為權威的知識來源。比如，GAI被用作生發草圖的工具，而不是作為最終作品，學生可以在此基礎上修改并使用其他來源的資料，創建具有紋理和三維質量的油畫，就像梵高的畫一樣，而直接使用當前的GAI技術不可能一蹴而就。因此，GAI只能作為原創作品的輔助手段。

教師可以培養學生解決問題的技能，要求學生分析人工智能生成的歷史事件報告并評估其有效性。比如，計算機科學專業的學生可以分析人工智能生成的代碼是否存在缺陷。在對人工智能的推理邏輯進行批判的同時，實行嚴格的人工檢測以維護學術誠信并加強問責制。

3.制定政策法規確保人工智能健康發展

GAI在教育領域的潛力巨大，通過制定合適的政策、培訓教師和文化本地化工作，在確保GAI透明、安全、可靠和以人為本的前提下，將其融入教育環境。由于數字倫理道德沒有強制約束力，指望其約束人工智能是不夠的，因此需要加強立法監管。制定政策保證技術驅動型未來的教育模式，并確保每一個學生能夠平等地獲得人工智能和使用技能。將人工智能政策與現有政策相結合，讓人工智能發展帶來的福祉惠及所有人。

政策制定者應積極支持生成式人工智能的長期影響研究，最終使學習者和教育者都能受益。建議政策制定者建立人工智能教育評估小組，定期評估人工智能的影響并提出解決辦法，這對指導人工智能安全、公平、負責任地融入教育共同標準至關重要。“有關主管部門依據職責對生成式人工智能服務開展監督檢查，提供者應當依法予以配合，按要求對訓練數據來源、規模、類型、標注規則、算法機制機理等予以說明，并提供必要的技術、數據等支持和協助。”⑨

四、結語

探索GAI在教育領域的無限潛力，成為高校教學創新改革的強大動力。教育工作者需要擁有必備的人工智能素養，指導學生合理使用GAI工具，形成個性鮮明卓有成效的教育體驗，創造一幅動態的適應高校教育需求的教育圖景。推動高校教育教學創新改革，在課堂中使用GAI促進教學和學習，創建卓有成效的教學實踐，在學習中安全、公平地獲取數據，以批判的態度創造性地應用GAI，促進高校培養大批人工智能素養良好的合格人才。

參考文獻：

①Miao， F. and Holmes， W. Guidance for generative AI in education and research. https：//unesdoc.unesco.org/ark：/48223/pf0000386693.

②Jones， K. Mental Autonomy Must be Preserved as Tech Advances. https：//www.chathamhouse.org/2020/12/mental-autonomy-must-be-preserved-tech-advances.

③Erduran， S. AI is transforming how science is done. Science education must reflect this change[J]. Science 382，eadm9788（2023）.

④國家新一代人工智能治理專業委員會：《新一代人工智能倫理規范》，中國政府網，https：//www.most.gov.cn/kjbgz/202109/t20210926_1770

63.html，2021年9月26日。

⑤National AI Strategy. https：//www.gov.uk/government/publications/national-ai-strategy.

⑥Final Report： National Security Commission on Artificial Intelligence. https：//reports.nscai.gov/final-report/.

⑦魏其濛：《人工智能時代 學校教什么 怎么教》， https：//m.cyol.com/gb/articles/2024-02/19/content_99GJwPUa3x.html，2024年2月19日。

⑧Lipman， J. and Distler， R. Schools Shouldn’t Ban Access to ChatGPT，[2023-01-11]. https：//time.com/6246574/schools-shouldnt-ban-access-to-chatgpt/.

⑨國家網信辦、國家發展改革委、教育部、科技部、工業和信息化部、公安部、廣電總局：《生成式人工智能服務管理暫行辦法》，中國政府網，https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202307/content_6891752.htm，2023年7月10日。

（作者系四川傳媒學院融合媒體學院副教授）

【責任編輯：韓勇】