探索ChatGPT在高等教育課堂中的教學潛力

摘" 要：高等教育課堂的教學過程需要教師與學生之間的互動和對話交流，由于學生人數龐大和教師時間有限，教師很難提供個性化的學習支持和實時的答疑解惑。傳統在線教育平臺提供的功能雖然能滿足一部分需求，但缺乏智能化和個性化的特點。在過去幾年中，人工智能技術的快速發展和應用在教育領域中引起了廣泛的關注和研究。以ChatGPT為代表的基于深度學習的對話生成模型，在高等教育課堂上具有很大的應用潛力。文章采用案例研究方法，將ChatGPT集成于課前預習、課中互動及課后復習等多個教學環節，探討了在教學中應用和實踐ChatGPT的情況。

關鍵詞：ChatGPT；智能化教學；個性化學習；C語言

中圖分類號：TP18；G639.2" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2025）08-0099-04

一、ChatGPT簡介及其教育意義

《教育部2022年工作要點》《教師數字素養標準》等文件強調要實施教育數字化戰略行動，呼吁教師數字化教學能力快速提升。《中共中央 國務院關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》中提出“到2035年，教師綜合素質、專業化水平和創新能力大幅提升，培養造就數以百萬計的骨干教師、數以十萬計的卓越教師、數以萬計的教育家型教師”的目標。［1］

隨著人工智能等新技術及數字化轉型時代的到來，信息技術與課程深度融合、教師數字素養提升等成為教師發展的新動力和新方向。促進人工智能等新興技術與教師發展深度融合是“十四五”時期構建優質教育體系以支撐高水平教師發展的戰略舉措。［2］人工智能技術對教師發展影響深遠，尤其是對教師理念、教師教學觀、教師發展觀等方面產生了變革性作用。

然而，高等學府和頂級教學名師數量的有限性制約了學生的學習機會和發展空間。教學名師的時間和精力有限，無法面面俱到地照顧每個學生的學習需求。［3］即使進入了頂級高校，也不一定能夠得到足夠的關注和指導。對于那些沒有機會進入頂級高校的學生來說，則更難接觸到頂級名師的教育資源，學習機會更為有限。［4-5］但是，也應該認識到，學習和發展并不僅僅依賴于頂級大學和頂級名師，以ChatGPT為代表的人工智能技術可以為其他學校和普通教師提供優質的教育資源，［6］學生也可以通過ChatGPT來實現自己的學習目標。

二、ChatGPT在高等教育教學中的潛力

（一）個性化學習支持

在高等教育教學中，ChatGPT可以提供學生有效的個性化學習支持。首先，ChatGPT是一種基于人工智能的對話生成模型，具備理解和生成自然語言的能力，可以與學生進行實時對話，并能夠根據學生的個性化需求提供定制化的學習支持。例如，根據學生的學習進度和興趣，ChatGPT可以為學生推薦相關的學習資源和教材，幫助學生更好地理解和掌握知識。其次，ChatGPT可以根據學生的學習方式和偏好，提供個性化的學習反饋和建議。通過分析學生的回答和提問，ChatGPT可以識別學生的學習困難和誤解，并給予針對性的解答，幫助學生克服困難，提高學習效果。ChatGPT還可以根據學生的學習需求和目標，制訂個性化的學習計劃和學習路線圖，幫助學生規劃學習進程，提高學習效率。

（二）激發創造性思維

ChatGPT可以根據學生提出的問題提供各種回答和建議，讓學生接觸到不同領域的知識，從而將不同學科的觀點和方法融合在一起，有助于產生創新的思維和解決方案。更重要的是，大學生可以通過提出問題、分享想法和探索新的領域等方式不斷完善自己的思維模式。

（三）虛擬實驗和模擬

ChatGPT的虛擬實驗和模擬功能為學生提供了有價值的學習支持。首先，由于一些實驗條件的限制或成本的考慮，學生可能無法進行大規模的實操實驗。通過與ChatGPT的互動對話，學生就可以進行虛擬實驗和模擬，并進行數據處理和統計分析。這種模擬實驗的學習方式可以幫助學生培養實驗設計和數據分析的能力，提高科學研究的水平和質量，也為學生提供了一個安全、便捷的學習環境。ChatGPT還可以根據學生的實驗需求和學習目標，提供個性化的實驗模擬和指導。學生可以根據自己的學習進度和興趣，在與ChatGPT的對話中選擇不同的實驗場景和難度，以滿足自己的學習需求。ChatGPT可以根據學生的指令和要求，提供針對性的實驗模擬和指導，幫助學生更好地理解實驗原理和方法，提高實驗技能和實驗思維的培養水平。

（四）課程輔助材料和資源

ChatGPT可以提供課程輔助材料和資源，為學生提供全面的學習支持。學生可以通過與ChatGPT對話，獲取與課程相關的學習資源，包括學術論文、教材章節、研究報告等。這些資源可以幫助學生深入理解和掌握課程內容，拓寬知識面和視野。ChatGPT還可以根據學生的學習需求和興趣，推薦個性化學習資源和教材。通過與學生的對話交流，ChatGPT可以了解學生的學習偏好和目標，從而提供與其需求相匹配的學習資料和輔助資源。這種個性化的學習支持可以幫助學生更好地適應和融入課程教學，提高學習效果。ChatGPT還可以根據學生的學習進度和反饋，提供實時的課程輔助材料和資源。無論是在課堂上遇到的問題還是自主學習過程中產生的困惑，學生都可以通過與ChatGPT的對話獲得及時的解答和指導。ChatGPT可以根據學生的提問和反饋，提供相應的學習資源和答疑解惑，幫助學生克服學習難題，提升學術能力。ChatGPT的課程輔助材料和資源功能為高等教育教學提供了新的可能性，豐富了學生的學習體驗和知識獲取渠道。

（五）設計課堂、課后作業

傳統的布置作業往往采用相似的題型和任務，缺乏創新性和多樣性，這可能導致學生對作業缺乏興趣，難以激發他們的學習動力和思考能力，作業通常是給所有學生相同的任務，這無法滿足學生的個別學習需求和興趣。每個學生的學習風格、能力水平和興趣愛好不同，因此，作業的設計應該適應不同學生的需求。而且批改和反饋通常需要一定時間，這可能導致學生在接下來的學習過程中無法及時改進錯誤。缺乏及時反饋可能影響學生的學習效果和進展。而ChatGPT在設計課堂作業和課后作業方面具有創意和多樣性、個性化學習、即時反饋和豐富資源的優勢，它能夠彌補傳統布置作業方法的不足之處，提供更有趣、個性化和有效的學習體驗。

三、ChatGPT在C語言程序設計教學中的實際應用

傳統教學模式與結合ChatGPT的教學模式在C語言程序設計課程中存在一些差異。傳統教學模式是指傳統的面對面授課方式，教師通過講解、演示和練習等方式傳授知識，學生通過聽課、做作業和參與討論來學習。這種模式相對較為固定，教師的角色更為突出，學生的互動和個性化支持相對較少。而結合ChatGPT教學模式，則是在傳統教學模式的基礎上引入ChatGPT人工智能技術，通過智能對話系統與學生進行交互。學生可以通過ChatGPT系統來提問、尋求解答和獲取個性化的學習支持。這種模式相對更加靈活，能夠提供更個性化的學習體驗和支持。

在2022—2023學年的教學中，筆者嘗試在教學過程中建議學生使用ChatGPT，結合項目式學習和協調學習，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。“C語言程序設計”課程教學以項目式教學為主線，充分設計課前、課中、課后三個環節的教學活動，從而形成完整的教學流程。以下為課前、課中和課后三個環節給出ChatGPT的應用場景。

（一）課前想

在講解完C語言中“數組”這一章，且未學習“指針”這一章之前，筆者以“如何利用數組和指針方式進行冒泡排序”作為課前作業布置給學生，要求學生結合ChatGPT完成此次作業。對于這個作業，學生可以使用ChatGPT進行思考和探討，但是需要明確的是，ChatGPT是一個語言模型，可以提供一些參考和提示，但并不是一個編程環境，不能直接運行代碼。因此，學生需要自己動手編寫代碼來實現冒泡排序。學生可以將ChatGPT示例代碼作為參考，自己編寫并理解代碼的工作原理。也可以使用ChatGPT進行討論和提問，例如可以詢問如何調用冒泡排序函數，如何傳遞數組參數等。ChatGPT可以給出一些建議和解釋，幫助學生更好地理解和完成這個作業。

通過完成這樣的作業，學生既可以鞏固和應用所學的數組知識，又可以通過與ChatGPT的交互來提高問題解決能力和編程思維。這也為學習下一章節即指針的內容打下了一定的基礎。

（二）課中學

在講授C語言指針變量的定義與初始化時，本研究采用了課堂互動的方式，引入了人工智能助手ChatGPT作為輔助教學工具。通過實際案例，觀察ChatGPT在實時解答學生疑問中的應用效果。以下是課堂互動實例，一名學生在探究指針變量初始化的過程中，向ChatGPT提出問題：如何初始化C語言中的指針變量？ChatGPT迅速回應，提供了多種初始化方法：將指針賦值為NULL以避免野指針，使用變量的地址進行初始化，或者通過動態分配內存返回的地址進行初始化。學生對此表示理解，并追問了關于未初始化指針的風險。ChatGPT明確建議避免使用未初始化的指針，以防不可預測的行為發生。

此次互動不僅展示了ChatGPT快速準確的回答能力，通過解釋和指導，ChatGPT促進了學生對指針變量初始化概念的深入理解。學生通過進一步的提問，例如探討初始化后的指針使用、修改指向的內存地址等，可以加深對指針概念的掌握。值得注意的是，盡管ChatGPT的指導對學生有所裨益，但它并不具備人類教師的深度思考和理解能力，教師在學生學習過程中扮演著不可替代的角色，提供深入的解釋、個性化的指導和實踐操作建議。因此，盡管引入ChatGPT等人工智能工具作為教學輔助，教師的主導地位仍然至關重要。

（三）課后用

筆者要求學生課下結合ChatGPT思考指針的不合法初始化的具體例子，并在下次課上進行回答。學生可以利用ChatGPT思考相關案例并考慮為什么它是不合法的。在下次課上，他們可以回答這個問題并討論未初始化指針的潛在問題和風險。教師可以提供更多的案例和解釋，幫助學生深入理解指針的不合法初始化以及如何正確地初始化指針。

通過上述三條方式的有機結合應用，學生可以在不同的學習階段使用ChatGPT，實現學概念、理關系和交叉用的目標。他們可以通過與ChatGPT的交互，提出問題、尋求解釋、進行練習和鞏固，從而加深對知識的理解和掌握。教師也可以利用ChatGPT作為輔助工具，提供即時的幫助和解答，引導學生進行深入思考和探索。

四、ChatGPT在實現“學概念、理關系和交叉用”的一些建議

（一）提出合適的問題

選擇一個特定的主題或話題，確保它與之前的課堂內容相關。以“C語言程序設計”課為例，如果你在課上學習了排序，可以選擇一個與排序相關的話題，如冒泡排序、選擇排序等。

問題應該承上啟下，即在之前所學的知識基礎上進行進一步的探索和分析。學生可以引用ChatGPT的回答，但需要結合自己的理解和知識進行解釋和闡述。通過這樣的作業安排，學生不僅可以利用ChatGPT進行研究，還能夠擴展和應用之前所學的知識。同時，他們也能夠思考和討論ChatGPT的應用和潛在問題，培養批判性思維和創新能力。

（二）結合線上教育平臺

教師可以將ChatGPT嵌入線上教育平臺中，讓學生可以通過在線聊天與ChatGPT進行互動。ChatGPT可以回答學生的問題、提供解釋和補充教材內容。這樣，學生可以根據自己的學習進度和需求，獲得個性化的輔導。學生可以在線上課堂隨時向教師提問，教師可以實時回答學生的問題，提供實時的輔導和解釋。這樣可以增加課堂的互動性，提高學生的參與度和理解能力。將ChatGPT用作在線助教，幫助學生解決問題、提供提示和指導。教師可以通過ChatGPT來獲取學生的學習數據和反饋，從而更好地了解學生的學習情況，為學生提供有針對性的教學。教師可以使用ChatGPT來自動評估學生的作業和測驗答案。ChatGPT可以根據預設的標準和參考答案，對學生的回答進行評分和反饋。

（三）選擇合適的時間點

教師可以在課堂教學的不同時間點利用ChatGPT，以增強學生的學習體驗和課堂互動。以下是幾個可能的時間點：教師可以在介紹新課程的時候使用ChatGPT來回答學生的問題，幫助他們更好地理解和掌握新的概念和知識。在課堂上，教師可以使用ChatGPT來展開深入的討論，學生可以提出問題或觀點，而ChatGPT可以提供不同的視角和觀點，促進學生之間的互動和思考。在課程結束時，教師可以使用ChatGPT來回顧和總結課堂內容，學生可以通過提問和回答問題的方式來檢驗他們對課程的理解和掌握程度。

五、學生反饋

大部分學生認為ChatGPT與C語言程序設計課程結合應用的教學方法非常有趣和創新，他們覺得通過與ChatGPT進行對話，能夠更好地理解和應用C語言的概念和知識，這種互動的教學方式使學習過程更加生動和有趣。通過與ChatGPT進行對話，他們能夠更好地理解和掌握C語言程序設計的知識點，并且能夠通過ChatGPT的引導和提示，更好地解決一些編程問題，學生覺得這種結合應用的學習方式能夠提高他們的學習興趣和動力。

部分學生提出了一些建議改進的地方。他們認為在與ChatGPT進行對話的過程中，有時候ChatGPT的回答可能會存在一些不準確或者模糊的情況，希望能夠進一步提高ChatGPT的精確性和準確性。

六、結語

教師要把人工智能看成幫助學生跳出思維定式、創新解決方案的方式，而不是覺得學生在利用人工智能工具作弊，這是有利于學生的主動學習的。

教師可以確定如何最大化利用它來鼓勵學生學習，當學生與人工智能工具互動時，可以通過建立學習身份和設定期望，并大力支持他們發展自我調節能力。當教師指導他們如何負責任地和在道德范圍內使用人工智能工具時，其可以成為提高學生參與度和學習成果的寶貴工具。通過與人工智能的互動，培養學生的分析、批判性思維和反思能力。

參考文獻：

［1］ 中共中央 國務院關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見［EB/OL］. （2018-01-20）［2025-02-15］. https：//www.gov.cn/z hengce/2018-01/31/content_5262659.htm.

［2］ 王正青，阿衣布恩·別爾力克. ChatGPT升級：GPT-4應用于未來大學教學的可能價值與陷阱［J］. 現代遠距離教育，2023（03）：3-11.

［3］ 肖雅文. 當ChatGPT站在大學門口［N］. 解放周末，2023-06-30（009）.

［4］ 晏成步，林曉. 無聊的加速：ChatGPT與高等教育回應［J］. 教育發展研究，2023，43（11）：33-37.

［5］ 吳青，劉毓文. ChatGPT時代的高等教育應對：禁止還是變革［J］. 高校教育管理，2023，17（03）：32-41.

［6］ 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.

（責任編輯：邵秋露）

基金項目：本文系西北工業大學校學位與研究生教育研究基金項目支持（項目編號： 2024JM009）；教育部產學合作協同育人項目（項目編號：231107586302434）研究成果。

作者簡介：閆慶森（1989—），男，博士，西北工業大學教授，研究方向人工智能；張磊（1989—），男，博士，西北工業大學教授，研究方向人工智能；黃會（1987—），女，碩士，廣西藝術學院思政教師，研究方向為馬克思主義理論；姜學峰（1969—），男，博士，西北工業大學計算機學院系主任，副教授，研究方向為計算機視覺；張艷寧（1967—），女，博士，西北工業大學副校長，教授，研究方向人工智能、計算機視覺。