ChatGPT的崛起與教育生態視域下的計算機基礎課程教學創新研究

摘" 要：伴隨ChatGPT介入教育生態，教育系統必將迎來全新變革，非計算機類各專業大學計算機基礎系列課程教育教學必須首先激發學生對計算機科學的學習熱情，正確審視計算機科學與其他專業的交叉滲透與融合，引導大學生對ChatGPT的辯證分析與科學運用，批判性認識、分享 ChatGPT的技術紅利，而不至于被 ChatGPT 的仿人類行為失去自我。在調動其學習主動性的前提下，注重大學生在人工智能加持下的綜合能力和創新能力培養，共同促進高等教育生態化發展。

關鍵詞：ChatGPT；高等教育生態；人工智能技術；學習形態；教學改革

2022年11月30日，OpenAI公司發布智能聊天機器人ChatGPT（Chat Generative Pretrained Transformer，作交談用的生成式預先訓練變換器），ChatGPT是OpenAI公司基于GPT-3模型的一個變種，作為新一代人工智能聊天機器人，一經問世就引起各界廣泛關注，禁止還是擁抱？ChatGPT再掀人工智能教育浪潮［1-3］。

一、ChatGPT崛起與教育界的擔憂

不少互聯網企業也密集發布類似 ChatGPT 的人工智能通用大模型項目，ChatGPT繼2022年底以5天突破100萬用戶之后，該應用在兩個月內月活用戶已突破1億，創造有史以來最快紀錄。據《斯坦福日報》的一項匿名調查顯示，大約17%的受訪斯坦福學生表示使用過ChatGPT來協助他們完成作業和考試。在線課程供應商 Study.com的一項調查顯示，超過89%的學生使用過 ChatGPT完成家庭作業，48%的學生用其完成小測驗，53%的學生用其寫論文，22%的學生用其生成論文大綱。《自然》雜志發文表示，任何人工智能工具都不會被接受為研究論文的署名作者。《科學》雜志同樣強調不能在作品中使用由 ChatGPT 所生成的文本、數字、圖像或圖形。有國內學術期刊也表示，暫不接受任何大型語言模型（例如ChatGPT）單獨或聯合署名的文章。與此同時，人們也意識到在高等教育領域使用新一代人工智能技術是不可避免的。

（一）ChatGPT的發展

GPT是OpenAI的第一代生成式預訓練模型，使用Transformer架構，采用無監督學習的方法進行預訓練。2021年，OpenAI推出了GPT-3.5-turbo模型，仍然保持了相當的語言生成能力，相比于GPT-3在開發者體驗和成本效益方面有較大優勢被廣泛使用［4］。ChatGPT使用了一種稱為“無監督學習”的訓練策略，模型通過閱讀大量的文本數據來學習語言的規律和模式，不需要人為標注的數據，ChatGPT具備對話式交互能力，根據上下文生成相關的回復，提供更為智能的答案時更具優勢。

（二）國內類ChatGPT產品

ChatGPT。ChatGPT基于gpt-3.5-turbo-16k模型，采用了深度學習方法，主要基于Transformer網絡架構，ChatGPT的技術框架主要涵蓋了自然語言處理、文本生成和對話模型等領域，以基于Transformer的深度學習模型為核心，并結合了大規模的預訓練數據和微調方法。［5］

星火認知。星火認知采用了一系列自然語言處理技術、語義理解算法和知識推理方法。具體的技術方法可能包括基于深度學習的文本分類、語義匹配和實體關系抽取等。

文心一言。文心一言主要基于文本生成和情感分析的技術方法。它可能采用包括文本分類、模板匹配和生成模型等算法。模板匹配可以根據用戶需求填充相應的文案內容，而生成模型可以通過訓練生成新的文案。

360智腦。360智腦采用多種技術方法和算法，包括語音識別、自然語言處理和知識圖譜等。語音識別技術可以將語音信號轉換為文本，自然語言處理技術可以對文本進行分析和理解，知識圖譜可以構建知識庫并提供相關信息。

通義千問。通義千問的技術方法涉及語義匹配和問答系統等算法，采用包括語義相似度計算、模式匹配和規則引擎等技術，通過匹配問題和預定義的問題－答案對，實現問題的回答。

（三）ChatGPT引發教育界擔憂的根源

當下，高校關注學生在使用ChatGPT等技術時是否過度依賴，從而導致學習質量和學習效果的下降。學生過于依賴AI技術來獲取答案和解決問題，可能會削弱他們的自主學習能力和批判性思維，限制了他們對知識的深入理解和應用能力。高校對學術誠信非常重視，擔心學生使用ChatGPT等技術來抄襲作業、寫論文或者獲取答案，從而違反學術誠信準則，對教育的公正性和學生成長成才產生負面影響。過度依賴ChatGPT可能會使學生對傳統學習方法和基本學習技能的需求下降，這可能會削弱學生的自主學習能力、批判思維和問題解決能力等重要技能，學生也可能會過度依賴和濫用這些技術。［6］

二、高等教育生態失衡與技術對教育的沖擊

教育生態學以生態哲學為理論前提和思維方法，把教育學與生態學相融合，用生態觀探討高等教育發展問題。從當前教育生態環境的惡化、教育生態理念對教育產生補偏救弊的功能來看，其巨大的實踐意義是不容忽視的，尤其是在高等教育領域，教育生態研究更是引起人們越來越多的關注。教育體制改革、教育內容更新、教育觀念變革，無不需要教育生態學與教育理論相結合。這里重點關注技術發展對高等教育生態化產生的影響和沖擊。通過人工智能和機器學習技術，學生可以根據自己的學習興趣、能力和學習進度得到個性化的學習建議和資源推薦。教師可以利用技術來設計更加創新和互動的教學方法，激發學生的學習興趣和主動性。技術發展讓高等教育跨越時間和空間的限制，促進了跨文化交流與合作。技術的發展也對教育評價產生了影響，通過在線學習平臺、虛擬實驗等技術手段，學生的學習過程和學習成果可以得到更加全面和客觀的評價。技術還可以支持對學生的綜合能力進行全面評估。這些技術發展所帶來的沖擊正在改變高等教育的生態，推動教育的創新和變革。

三、ChatGPT再掀人工智能教育浪潮

不應該把ChatGPT、類ChatGPT看作是教育的一場瘟疫，但是，從高等教育生態化健康發展的視角下，有必要對ChatGPT等人工智能技術介入教育生態冷靜思考和研究，既能分享技術帶來的紅利，又能使其給教育帶來的負效應降到最低。著眼于整個教育生態發展的整體，主動變革非計算機類各專業大學計算機基礎系列課程教學內容、教學方法及考核模式，有效避免大學生對于ChatGPT的“誤用”“濫用”或“過度依賴”，這種變革需要考慮當前大學生整體的學習現狀，充分體現以學習者為中心教學改革，有效推進教育的生態化發展。

（一）慕課應用發展與不斷完善

慕課曾經被寄予了厚望，還被稱作一場 “教育革命”，但慕課仍然處于不斷發展和完善的過程中。慕課允許學生按照自己的節奏學習，可以在自己選擇的時間和地點參與課程。慕課鼓勵學生主動參與學習過程，通過在線討論、作業和測驗等形式與其他學生和教師互動，可以促進思維的碰撞和知識的共享，激發學生的學習興趣和自主學習能力。但是，很多高校卻違背了慕課開創的初衷，至少目前國內眾多高校普遍使用的主流慕課學習平臺的課程考核模式是這樣，即摒棄了基于慕課學習全程性學習行為大數據分析與考量，僅僅是靠期末平臺提供的200個選擇填空或一兩個論述題作為課程結業的最終考核成績，對于后臺積累的學習全過程的學習行為數據忽略不計，這樣的慕課應用是不科學的、不可取的。

面對突如其來的ChatGPT，必須汲取慕課引入和應用不夠完美的問題，慕課學習與考核模式與過去以往的網課學習沒有任何本質性區別，因為作為學習主體的學習行為分析完全被漠視，就目前國內大學生學習現狀和學習主動性普遍比較低的現狀，所謂的激勵學習者主動參與探究學習等已然成了一句空話。

（二）正確使用ChatGPT，鼓勵誠信學習

大學生學習現狀一般來說主要體現在學習目標、學習態度、學習方法等方面，其直接體現了高校的教學質量。目前，國內圍繞諸多技術性變革或政策導向性變化而展開的教育教學改革熱潮多數是以教為中心、為重點的，即使是以關照學生自主學習、探究式學習等以學習主體為主題的教學改革也多是教學改革的教、學“兩張皮”，沒有對學習主體起到真正的刺激作用。誠信教育方面，盡管學校有各種規章制度和明文規定的有關考試作弊的種種懲罰和處理辦法，但還是有很多學生心存僥幸因違反考場紀律而受到各種處分，被警告、通報批評、不授予學位，甚至開除學籍。針對各種誠信教育問題，除去進行學術道德教育和宣傳之外，教育生態發展視域下的教學改革應該重視從教學考核模式變革上主動規避學生的各種不誠信行為。

實際上，在討論對于大學生對ChatGPT使用的擔憂很大程度上是害怕大學生對ChatGPT、類ChatGPT沒有節制的“濫用”，比如日常的作業、編程、以及論文寫作，如果施教者不改變目前對學生作業完成情況的分析，以及僅僅對論文做最低查重限制要求，而不是考察論文創新點和必要的邏輯與數據分析，那么就是縱容大學生對ChatGPT的濫用。

（三）主動變革課程內容體系、考核模式

對于非計算機類各專業的計算機基礎系列課程，從課程內容體系上，實踐上需要擺脫多年來的“雞肋”現狀，將基礎類的計算機基本操作知識、技能類，信息安全、數字倫理等劃歸為“零級”課程，提供充分的完整課程視頻教學資源，學生自學過級給定成績，將計算思維的引入、基礎編程類課程按照理工、文史類分別開出，劃為“一級”課程，而將“數據科學”“人工智能”可選課程劃為“二級”課程，重點圍繞不同專業問題解決講授數據分析、人工智能等計算機科學最新技術，在教學方法設計中，注重引入學科競賽機制，側重培養大學生的團隊合作、研究學習機制。

教學改革首先涉及對教育理念和目標的轉變，要從以教師為中心的教育模式轉變為以學生為中心的教育模式，注重培養學生的綜合素質和能力，關注學生的個性、興趣和發展需求。在教學方法和策略的創新方面追求多元化、靈活性和創新性，鼓勵教師采用啟發式教學、合作學習、問題解決、探究學習等教學方法，以增強學生的主動參與和深度學習。教學改革還必須注重綜合評價，建立基于學生能力和素養的評價體系，評價方式更加多樣化，全面了解學生的學習過程和成果。教學改革需要更新、完善和優化教材和教學資源。

（四）如何消除ChatGPT介入教育生態而引發的擔憂

ChatGPT的橫空出世，需要施教者全面洞悉ChatGPT、人工智能和其他數字技術給教育生態化帶來的各種影響，應認真思考如何降低甚至消除諸多不利于學生學習和自身發展的影響。還是從非計算機類各專業計算機基礎課程教學變革，提出以下思路。

1. 學科交叉融合與計算機對其他各專業的交叉滲透

對于非計算機類各專業計算機基礎課程的首要任務就是讓學生感受到計算機學科對于其各自專業的交叉滲透，并充分了解兩個學科交叉滲透和融合發展的契合點，了解計算機學科與其專業發展密切相關的編程語言、開發工具等的學習，引導和激發非計算機專業學生對計算機學科的學習興趣。多學科交叉融合發展不僅打破了傳統學科之間的壁壘，更有利于促進基礎學科、應用學科的交叉融合，有利于孕育和催生學科生長點和新的科學前沿。

2. 認識到ChatGPT只是計算機人工智能的“冰山一角”

應該引導學生充分認識和理解ChatGPT的技術原理、優勢和局限性，是如何工作的以及它能夠做什么，從而確保在教育中采用ChatGPT的透明度。其中，最為關鍵的是讓學生體會和感悟到，如果僅僅是靠ChatGPT來完成課程作業或撰寫論文，無法真正消化吸收所應該掌握的知識內容。

要鼓勵學生挑戰ChatGPT的輸出，讓學生對人工智能的應用形成批判性觀點，引導學生充分認識人工智能的局限性，在使用大量來自互聯網的文本材料時，可能包含不可靠、有偏見或具有欺騙性的信息。學生需要能夠對 ChatGPT 產生的數據進行深入分析，并理解如何區分真實和不可靠的信息來源。為學生提供應對快速變化的技術環境所需的技能和知識，特別是培養學生的批判性思維以及道德地、負責任地使用人工智能的能力，并作出明智的判斷。引導學生公開和誠實地使用 ChatGPT，認識和理解人工智能可能產生的潛在的倫理和社會影響，讓學生認識到，當ChatGPT被用來評估學生的論文或向他們提供反饋，有可能使現有的偏見永久化，以致于評價的不公平性。

防止大學生對類ChatGPT的濫用和過度依賴，應該引導大學生將其作為獲取信息和輔助學習的工具來使用，促使他們尋求其他途徑進行思考與學習，促進大學生發展獨立思考和問題解決的能力，鼓勵他們通過閱讀書籍、參加討論和與同學交流等方式來尋求答案，提醒大學生類ChatGPT的局限性，即它只是一個智能系統，無法完全代替人的思考和判斷能力，它提供的答案可能是基于已有數據和模型的預測，并不一定是絕對準確的。只有通過多方面的思考和深入研究，才能獲得更全面和準確的答案。營造一個積極、互助的學習環境，鼓勵學生們互相討論、共同學習。減少他們過度依賴類ChatGPT的傾向，相互之間可以互相激勵和啟發，共同提升學習效果。

四、結語

技術是一把雙刃劍， ChatGPT的誕生可以說是人工智能技術發展的里程碑，也已成為教育改革的重大歷史機遇，之所以以ChatGPT為焦點探討計算機科學與技術發展對于高等教育生態發展的影響，就是因為筆者長期從事大學計算機基礎課程教學，深感計算機技術對大學生學習行為和專業發展的滲透影響之深。不能把ChatGPT當成洪水猛獸，卻又不得不正確審視其對于教育生態發展帶來的挑戰，只有更好地利用數字技術發展優勢，才能實現人與智能的高效融合，教育管理與施教者必須真正以學習主體為主，以有效促進社會所需要的綜合性復合人才培養為目標，做好教育教學改革的每一步。

參考文獻：

［1］ 荀淵. ChatGPT/生成式人工智能與高等教育的價值和使命［J］. 華東師范大學學報（教育科學版），2023，41（07）：56-63.

［2］ 賀樑，應振宇，王英英，等. 教育中的ChatGPT：教學能力診斷研究［J］. 華東師范大學學報（教育科學版），2023，41（07）：162- 176.

［3］ 范春蕾，武荷嵐，解希順. 試論ChatGPT對大學基礎課教學的影響［J］. 物理與工程，2023，33（04）：7-11+17.

［4］ 代金平，覃楊楊. ChatGPT等生成式人工智能的意識形態風險及其應對［J］. 重慶大學學報（社會科學版），2023，29（05）：101- 110.

［5］ 劉寶存，劉崧. ChatGPT助推高等教育數字化轉型的價值與路徑選擇［J］. 北京教育（高教），2023（08）：10-15.

［6］ 蔣萬勝，田姿. 高等教育發展中ChatGPT的應用前景及制約因素［J］. 北京教育（高教），2023（08）：4-9.

（責任編輯：牛雪璐）

基金項目：2023年全國高等院校計算機基礎教育研究會立項項目“類Chat GPT的崛起與高等教育生態構建——計算機學科基礎課程教學實踐改革與教育創新”（項目編號：2023-AFCEC-185）。

作者簡介：郭志（1966—），男，碩士，東北大學計算機科學與工程學院高級工程師，研究方向為教育技術學與高等教育管理； 楊曉春（1973—），女，滿族，博士，東北大學計算機科學與工程學院博士生導師，教授，研究方向為數據庫理論與技術、數據質量分析、數據隱私保護；楊俊（1982—），男，回族，學士，東北大學計算機科學與工程學院實驗師，研究方向為計算機技術與應用。