生成式AI工具在大學生學習模式創新中的應用研究

［摘 要］當下，生成式AI工具，如ChatGPT、文心一言、豆包等的出現，為大學生學習注入了新的活力。然而，生成式 AI 工具對于大學生而言是一把雙刃劍，它可以為大學生學習帶來諸多便利，但也存在一些潛在風險。基于此，文章研究探討了當下生成式AI工具在大學生學習模式創新中的應用，分析了生成式AI工具在高等教育中的積極作用與潛在問題，并以南京郵電大學大學生創新創業訓練計劃項目（STITP）為例，展示了生成式AI工具在大學生參與科研項目的過程中所能發揮的積極作用。

［關鍵詞］大學生；生成式AI工具；學習模式創新

［中圖分類號］G645 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）03-0070-06

2024年4月，教育部公布了首批18個“人工智能+高等教育”應用場景典型案例[1]，如北京郵電大學的“碼上”——大模型賦能的智能編程教學應用平臺、哈爾濱工業大學的人工智能技術在自主學習模式下電工電子實驗教學中的應用、國家開放大學的基于AI技術的大規模個性化英語教學創新實踐等?？v觀這18個典型案例，有基于大模型訓練人工智能助教的內容，有聚焦用于學生訓練的新型實驗室的內容，也有應用于教學的垂直細分場景的內容，如編程、物理、英語等，還有關于賦能整個教學流程的內容。由此可見，積極推動高等教育與人工智能技術的融合發展，利用智能技術支撐人才培養模式的創新、教學方法的改革、教育治理能力的提升已成為一種趨勢[2]。

然而，除個別高校正在嘗試將AI技術融入教育教學和管理外，很多高校仍舊處于觀望階段[3]。這一方面是因為擔心現有AI技術的成熟度和可靠性難以支撐大規模的教育教學改革；另一方面是由于AI技術更新迭代較快，對高校的技術能力和資源投入提出了較高要求。自ChatGPT、文心一言、豆包等生成式AI工具發布以來，它們為學生提供了豐富的學習資源，但也可能會被學生用于作弊或生成虛假學術成果[4]。因此，在分析AI技術對大學生學習模式影響的基礎上，探討大學生如何科學使用生成式AI工具，不僅有助于規范學生的學術行為，維護學術誠信，而且能促進生成式AI工具在高等教育中的有效應用，進一步推動教育教學的創新與發展。

一、生成式AI 工具對大學生學習模式的影響

（一）積極影響

1.拓展學習資源與途徑

生成式AI工具能夠在一定程度上拓寬學生獲取知識的渠道，幫助學生快速從海量信息中找到學習資料、文獻、課程等[5]。以豆包為例，它可以幫助學生整合來自不同領域、不同渠道的知識。例如如果學生對“數據挖掘”感興趣，但不知道如何全面地了解相關內容，他就可以利用生成式AI工具，讓其介紹相關書籍、影片、文獻等資料，從而幫助自己了解“數據挖掘”。

2.提升學習效率

生成式AI工具可隨時解答疑惑，提高解決學習問題的速度。如以高級語言程序設計課程、Python程序設計與實踐課程、Java程序設計與實踐課程等計算機編程語言課程為例，由于這些課程具有概念抽象且繁多、邏輯思維要求嚴、語法規則精細且嚴格、實踐中錯誤排查復雜等特點，導致部分學生在學習過程中面臨諸多困難，覺得課程比較難學。借助生成式AI工具，學生可以及時獲得代碼解讀、語法規則介紹、錯誤排查、實例演示等方面的幫助[6]。這不僅能提高學生解決問題的效率，而且能降低學生學習難度。

3.個性化學習

生成式AI工具可為學生制訂個性化學習方案和學習路徑。以Python程序設計與實踐課程為例，可利用文心一言制訂個性化學習方案，具體包括四個階段，并詳細闡述每個階段的學習目標、學習內容、學習方式（見圖1）。方案制訂目標為讓學生能夠系統地掌握相關知識和技能，為未來學習和職業發展打下堅實的基礎。方案不僅可以幫助學生系統地掌握Python編程的基礎理論知識，從基礎語法到高級特性，再到實踐應用和持續學習，形成完整的知識體系，而且可以為學生提供清晰的學習路徑，明確每一階段的學習內容和目標，有助于學生明確學習計劃，合理分配時間和精力。

4.知識理解與創新

生成式AI工具可以幫助學生對復雜知識進行可視化展示和拆解分析，幫助其深度理解課程內容。例如，可以利用文心一言對“計算機網絡的OSI（開放系統互連）模型”這一概念進行可視化展示和拆解分析。文心一言在簡述“計算機網絡的OSI（開放系統互連）模型”概念的基礎上，給出了可視化展示方案，并對OSI模型進行了詳細解析。通過這種可視化展示和拆解分析，不僅能夠幫助學生更好地理解OSI模型的復雜性和各層之間的相互作用，而且能激發學生的學習興趣，提高其學習效率。

5.模擬考試和練習

生成式AI工具在輔助學生進行期末模擬考試與練習中能夠展現出多重優勢，如根據學生的具體需求和水平，提供定制化的學習資源和練習題目，幫助學生查漏補缺；同時，生成式AI工具能即時評估學生的答案，并配以詳盡解析，幫助學生迅速洞悉錯誤根源，靈活調整學習策略。值得一提的是，生成式AI工具能模擬真實的考試場景，幫助學生適應考試節奏，減輕考前焦慮。如以毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論課程為例，學生可以根據自己的需求自定義試卷的題型，通過生成式AI工具生成一份期末考試模擬試卷。

（二）負面影響

1.限制思維與能力發展

人工智能的快速發展和廣泛應用給高校教育帶來了諸多便利，但也存在一些問題，其中之一就是學生可能過度依賴生成式AI工具，從而限制了自身思維與能力的發展。如當學生習慣通過使用生成式AI工具快速獲取答案或解決方案時，他們可能會不愿意自己動腦思考解決問題，從而產生思維惰性，不利于創造力和解決問題能力的發展。因此，需謹慎對待生成式AI工具在教育領域的應用，既要充分利用其帶來的便利和優勢，又要避免學生因過度依賴生成式AI工具而減少獨立思考和深度思考。

2.學術誠信

隨著人工智能技術的迅猛進步，利用生成式AI工具自動生成論文、報告等現象不斷出現，對學生的學術誠信與倫理道德提出了挑戰。如一些生成式AI工具能夠基于大量文獻和數據生成看似合理且連貫的文本內容，部分學生可能會直接使用這些內容。此外，生成式AI工具還可能從多個來源收集信息，并自動拼接成新的文本，如果學生直接使用這些內容，可能會構成剽竊。因此，需要進一步加強學生學術誠信教育，培養其自覺遵守學術規范的意識。

綜合而言，生成式AI工具對學生學習模式的影響是深遠的。它不僅能夠改變學生的學習方式、豐富學習資源、優化學習過程，而且能夠提升學生的學習能力和創新能力。然而，在享受生成式AI工具帶來的便利和優勢的同時，學生也需警惕其潛在的負面影響，確保生成式AI工具能夠真正服務于自身的學習和發展。

二、生成式AI工具輔助下大學生學習模式創新案例分析

（一）案例背景

大學生創新創業訓練計劃項目（STITP，Science and Technology Innovation Training Program）是國家為在校大學生設計的科研項目資助計劃，旨在為學生提供科技創新訓練機會，培養其創新意識、科研能力、實踐動手能力和團隊合作精神。以南京郵電大學為例，STITP項目實施對象主要為大二學生，一般于4月份開始報名，項目執行期為1年。STITP項目的管理和實施通常涉及以下三個方面。

1.項目目的

第一，通過實施STITP項目，為學生提供參與科技創新的機會，培養其創新意識和能力；第二，使學生接觸和了解學科的前沿動態，明晰學科的發展趨勢；第三，通過科研項目，培養學生的理論聯系實際能力、科研創新實踐能力和獨立工作能力；第四，增強學生之間的團隊合作精神和交流表達能力。

2.項目實施

首先，項目負責人在指導教師的引導下，進行項目研究準備，包括文獻查找、資料搜集、實驗方案設計等。其次，項目負責人組織實施STITP項目，學院大學生創新活動基地（中心）根據項目需要提供實施條件。項目實施過程中，二級學院組織專家對項目執行情況進行中期檢查，確保項目按計劃進行。最后，項目完成后，項目負責人在指導教師的引導下填寫《STITP項目結題表》和《STITP項目成果簡介》，報所在學院。二級學院組織專家進行驗收，學校組織抽查。驗收通過后，二級學院將項目資料歸檔，并報教務處實踐教學科備案。

3.項目成果

STITP項目的成果形式多樣，包括論文、設計、產品研制、軟件開發、專利、研究或調研報告等。這些成果不僅展示了學生的科研能力和創新精神，而且為學校的教學和科研活動提供了有益的補充。

（二）存在問題

學生盡管會積極參與實施項目并尋求專業教師的指導，但在STITP項目執行過程中還是會遇到一系列潛在問題與挑戰。如在項目初期，學生可能對指導教師提出的項目目標、具體需求和預期成果的理解不夠深入，導致項目初期方向模糊，進而影響后續工作。在項目實施過程中，學生可能會遇到技術難題，如算法實現、系統調試、數據分析等，這些難題可能會超出學生的知識范圍或能力水平，需要學生花費大量時間進行學習和研究。在項目結束時，教師會組織評審和驗收，學生可能面臨較大的壓力，需要投入大量時間和精力進行準備。這在一定程度上會使學生對項目研究失去信心，最終導致項目進展受阻甚至失敗。此外，指導教師可能忙于工作或其他原因，無法給予學生充分的指導和支持，從而影響項目的質量和進度。

（三）生成式AI工具助力STITP項目的實施

生成式AI工具對學生學習模式有很多積極的影響。它能夠根據學生的理解能力和學習進度，提供定制化的指導；能夠根據學生的學習需求，智能推薦相關書籍、論文、在線課程等資源；能夠提供技術支持和建議反饋，幫助學生高效學習。同樣，借助生成式AI工具，學生也可以更好地應對科研項目的挑戰，發揮自身的驅動力，實現個人成長和發展。

以“南京市公園綠地可達性評價與優化策略研究”項目為例，學生需通過深入研究城市公園綠地的可達性，從而提出優化方案，提升公園綠地的可達性和使用效率，促進城市居民身心健康和城市發展。該項目研究分為四個階段，除指導教師為學生提供技術指導、解答疑問外，生成式AI工具還可以在每個階段發揮重要作用，提供多方面的幫助和支持。

1.項目啟動階段

在該階段，學生需組建項目團隊，明確項目目標和內容，制訂詳細的項目計劃。生成式AI工具可以通過分析歷史項目數據、城市規劃文獻和趨勢報告，為項目團隊提供關于城市公園綠地可達性研究的初步洞察和背景信息。此外，基于這些洞察，生成式AI工具能夠輔助團隊更準確地定義項目需求（見圖2），如需要收集的數據類型、分析維度等。學生可以利用生成式AI工具進一步厘清研究思路，補充與講解項目計劃書或任務書中未提及的相關內容與專業知識。

2.數據收集與分析階段

在該階段，學生需收集相關數據，并利用GIS等工具進行分析。由于學生缺乏編寫或配置網絡爬蟲的相關經驗，且對ArcGIS等地理信息系統工具并不了解，因此該階段研究對學生而言難度較大。生成式AI工具可以為學生編寫或配置一個簡單的網絡爬蟲Python案例程序，并對程序進行講解。借助生成式AI技術工具，學生可編寫網絡爬蟲Python程序，學會從政府網站、社交媒體、公開數據庫等自動抓取與城市公園綠地可達性相關的數據。此外，生成式AI工具還可以提供ArcGIS相關操作指導，如提供空間數據分析思路與步驟，幫助學生計算公園到居民點的距離、分析交通網絡的通達性等。

3.優化方案設計階段

在該階段，學生需基于南京市公園綠地可達性評估和分析結果，設計優化方案。生成式AI工具能夠為學生提供優化思路，如對于優化問題，可使用回歸模型（預測數值結果，如預測乘客量）、分類模型（如判斷某個區域是否需要增設公交線路）、強化學習模型（在模擬環境中學習最優策略）。而學生可以基于生成式AI工具提供的優化方案，結合指導教師提出的問題解決方法，制訂城市公園綠地可達性優化方案。

4.項目總結與成果展示階段

在該階段，學生需撰寫研究報告，展示項目成果，進行項目總結和經驗分享。由于大二學生并未接受過系統的寫作訓練，因此在語言表達、文獻引用規范性等方面存在不足。生成式AI工具可以提供知識輔助、思路引導和靈感激發等幫助，引導學生整理思路，給學生提供合適的表達方式和詞匯、不同類型研究報告的基本框架和模板，檢查語言表達是否準確、專業。此外，學生可利用生成式AI工具制作多媒體展示材料（如PPT、視頻等），生動呈現項目成果。

（四）案例小結

雖然很多指導教師會提供詳細的項目計劃書或任務書，明確列出項目目標、研究步驟、預期成果及評估標準供學生參考和執行，但還是存在學生不清楚、不理解項目內容等情況。生成式AI工具通過提供項目規劃、需求分析、技術支持等幫助，在輔助大學生應對項目挑戰、增強自我驅動力及主動學習能力方面，發揮著積極作用。

三、促進大學生科學使用生成式AI工具

為了充分發揮生成式AI工具在大學生學習模式創新和科研能力培養中的積極作用，避免其潛在的負面影響，本文提出以下策略與建議。

（一）強化學生自我認知與能力培養

需強化學生對自我學習能力的認知。通過開設相關課程或講座，幫助學生理解生成式AI工具的優勢與局限性，明確其在學習過程中的輔助作用而非替代作用。引導學生樹立獨立思考、深度學習的意識，避免過度依賴生成式AI工具。此外，要加強對學生自主學習和批判性思維能力的培養，鼓勵學生主動探索，培養其問題解決能力和創新思維。通過設置開放式問題、開展項目式學習等方式，讓學生在實際操作中提高綜合能力。

（二）加強倫理與學術誠信教育

隨著生成式AI工具的普及，學生需要樹立正確的倫理觀念和學術誠信意識[7]。高校應加強對學生的教育，明確告知學生利用生成式AI工具生成內容用于學術研究的限制，避免學術不端行為的發生。同時，可以通過開設相關課程、講座和研討會，提升學生的倫理素養和道德責任感。此外，高校可以通過制定生成式AI工具使用指南，明確其適用范圍、使用方法和注意事項。同時，建立有效的監督機制，通過技術手段和人工審核相結合的方式，對學生提交的學術成果進行審查，確保內容的真實性和原創性。

（三）提供個性化的生成式AI工具應用培訓和指導

高校應根據學生的不同需求，提供個性化的AI工具應用培訓和指導。通過開設專項培訓班、設置在線課程、提供一對一輔導等方式，幫助學生掌握生成式AI工具的使用方法和技巧。同時，關注學生在使用過程中的反饋和問題，及時調整和優化培訓內容，確保學生能夠科學、有效地利用AI資源進行學習。此外，高校可以將生成式AI工具與傳統教學模式相結合，為學生提供定制化學習方案和個性化指導。通過生成式AI工具分析學生的學習數據和興趣偏好，為其推薦適合的學習資源和路徑，提高其學習效率和效果。同時，教師可以借助生成式AI工具，及時了解學生的學習進度和遇到的困難，給予針對性的指導和支持。

四、總結

本文分析了當下生成式AI工具在大學生學習模式創新中發揮的積極作用，以及可能出現的負面影響。它不僅能夠改變學生的學習方式、豐富學習資源、優化學習過程，還能夠提升學生的學習能力和創新能力。但大學生在享受生成式AI工具帶來的便利和優勢的同時，也需警惕其潛在的負面影響，避免過度依賴生成式AI工具，從而產生思維惰性。此外，本文以南京郵電大學大學生創新創業訓練計劃項目（STITP）為例，探討了生成式AI工具在大學生學習模式創新中的具體應用情形，并提出了促進大學生科學使用生成式AI工具的相關建議。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 教育部高等教育司. 教育部高等教育司關于公布首批“人工智能+高等教育”應用場景典型案例的通知[EB/OL].（2024-04-17）[2024-06-27]. https：//hudong. moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/202404/t20240

417_1126075.html.

[2］ 潘旦.人工智能和高等教育的融合發展：變革與引領[J].高等教育研究，2021，42（2）：40-46.

[3］ 別敦榮.AI技術應用于大學教育教學的理論闡釋[J].中國大學教學，2024（5）：4-9.

[4］ 李艷，許潔，賈程媛，等.大學生生成式人工智能應用現狀與思考：基于浙江大學的調查[J].開放教育研究，2024，30（1）：89-98.

[5］ 宋光迪，羅雨晴，張可可，等.生成式人工智能工具技術支持下大學生自主學習能力提升研究：以財務會計專業為例[J].互聯網周刊，2024（1）：86-88.

[6］ 孫丹，朱城聰，許作棟，等.基于生成式人工智能的大學生編程學習行為分析研究[J].電化教育研究，2024，45（3）：113-120.

[7］ 路暢.大學生基于生成式人工智能的失范行為預防與反制策略研究：以ChatGPT為例[J].漢字文化，2024（15）：175-177.

［責任編輯：蘇祎穎］