生成式人工智能賦能高等教育教學(xué)資源數字化建設
文 | 劉思怡 黃梅榮 湖南工商大學(xué)國際商學(xué)院
習近平總書(shū)記強調,加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內在要求和重要著(zhù)力點(diǎn),要按照發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力要求,暢通教育、科技、人才的良性循環(huán)。湖南省普通本科高校教學(xué)改革項目“ChatGPT賦能元宇宙教學(xué)資源數字化建設(202401001061)”和省級大學(xué)生創(chuàng )新訓練項目“湖南省非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的知識圖譜與數字化研究”課題組研究發(fā)現,以ChatGPT為代表的生成式人工智能融入高等教育,為高等教育教學(xué)資源數字化提供了全新的視角和思路,推動(dòng)教學(xué)模式的創(chuàng )新與變革。
生成式人工智能驅動(dòng)高等教育精準化與個(gè)性化發(fā)展
生成式人工智能的運行離不開(kāi)數據、算法和算力“三駕馬車(chē)”的驅動(dòng),有學(xué)者將其概括為“大數據+大算力+大算法=智能模型”。以ChatGPT為代表的生成式人工智能是一類(lèi)基于深度學(xué)習框架的智能技術(shù),能夠理解和生成自然語(yǔ)言文本,通過(guò)學(xué)習海量人類(lèi)語(yǔ)言數據,模擬人類(lèi)對話(huà)與思維方式進(jìn)行多樣化文本創(chuàng )作。其技術(shù)邏輯包括依托大數據收集和處理大量的數據構建大規模語(yǔ)料庫、利用大算力進(jìn)行數據預訓練,進(jìn)行數據預訓練以及依據深度學(xué)習算法實(shí)現智能文本生成三方面。
生成式人工智能發(fā)展迅速,眾多大語(yǔ)言模型先后涌現,如DeepSeek、文心一言、訊飛星火等。經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的迭代與優(yōu)化,生成式人工智能技術(shù)框架和算法已較為成熟,生成文本的準確性和連貫性更高,在教學(xué)資料生成、構建數字化教育平臺以及智能助學(xué)等方面具有較大優(yōu)勢。
此外,生成式人工智能具有高度的靈活性和適應性,能夠根據不同學(xué)科、不同課程的特點(diǎn)進(jìn)行針對性的內容生成和輔助教學(xué),無(wú)論是理工科的復雜公式推導與實(shí)驗模擬,還是文科的文獻分析與創(chuàng )作指導,都能發(fā)揮重要作用,為高等教育的全方位教學(xué)改革注入強大動(dòng)力,有力地促進(jìn)了教學(xué)的精準化與個(gè)性化發(fā)展,進(jìn)一步提升教育教學(xué)的質(zhì)量與效率。
高等教育數字化教學(xué)現狀
課題組通過(guò)調研分析高等教育數字化教學(xué)現狀,探索生成式人工智能賦能高等教育數字化教學(xué)的路徑??傮w來(lái)說(shuō)我國高等教育正處于數字化轉型已取得一些成效例如數字教材基礎設施、教學(xué)資源庫與教育云平臺的建設等,但仍然存在著(zhù)一些問(wèn)題。
信息化基礎設施建設滯后。相較于快速發(fā)展的信息技術(shù)和日益增長(cháng)的教學(xué)需求,部分高校信息化尤其是偏遠地區的高校信息化基礎設施的建設仍然處于滯后的狀態(tài)。這種滯后不僅體現在硬件設施上,如網(wǎng)絡(luò )設備、服務(wù)器和存儲設備等更新?lián)Q代緩慢,難以滿(mǎn)足大數據處理和高速網(wǎng)絡(luò )傳輸的需求;還體現在軟件系統的落后上,如教學(xué)管理系統、在線(xiàn)學(xué)習平臺等功能單一、用戶(hù)體驗不佳,缺乏與新興技術(shù)的深度融合。而目前已建成的教學(xué)資源庫多年來(lái)又主要靠人工采集、整理、建設與加工,步驟繁多,大量人力物力投入其中,成果頗豐卻也是代價(jià)極大,效率緩慢。這種滯后狀況阻礙教學(xué)資源的高效利用和共享,影響了教育公平和質(zhì)量的提升。
數字技術(shù)應用聯(lián)動(dòng)性差。數字技術(shù)整合利用效率低,并未貫穿教育全過(guò)程,教學(xué)、科研、管理等之間的聯(lián)動(dòng)性差。高等教育是一個(gè)動(dòng)態(tài)、連續的實(shí)踐過(guò)程,而大數據、智能算法等數字技術(shù)在高校中的應用多局限于某個(gè)單一環(huán)節或部門(mén),未能實(shí)現全員、全程、全方位的聯(lián)動(dòng)。例如教學(xué)中的教務(wù)管理、課程安排方面實(shí)現了數字化,而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,教師與學(xué)生的互動(dòng)、學(xué)習效果的實(shí)時(shí)反饋等方面仍缺乏數字技術(shù)的支持。此外,在科研方面的數據收集、分析和共享也缺乏能夠滿(mǎn)足需求的數字化平臺,導致科研進(jìn)展受阻。
教學(xué)資源個(gè)性化與智能化不足。在高等教育資源數字化的進(jìn)程中,盡管已有大量教學(xué)資源被數字化并存儲于各類(lèi)平臺之上,但這些資源的個(gè)性化與智能化程度仍有待提升。高等教育處于教育的高級階段,更具專(zhuān)業(yè)性和針對性。在這一背景下,學(xué)生的學(xué)習也更加追求個(gè)性化、差異化和交互性。而當前,大多數教學(xué)資源仍以傳統的靜態(tài)形式存在,如電子教材、PPT課件等,這些資源雖然便于傳播與存儲,但在滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習需求方面存在欠缺。
生成式人工智能賦能教學(xué)資源數字化建設
知識圖譜構建:教學(xué)資源系統化。通過(guò)對大量文獻、教材和教學(xué)案例的深度分析,以ChatGPT為代表的生成式人工智能對零散的教學(xué)資源按照其內在邏輯進(jìn)行整合,搭建知識圖譜。這種方式推動(dòng)了綜合性數字化教育平臺的建設,為教學(xué)資源的推薦和搜索提供了智能支持。配合大算法技術(shù),根據學(xué)生的需求和興趣偏好,系統針對性推薦相關(guān)的教學(xué)資源和學(xué)習路徑,幫助學(xué)生高效獲取所需知識。同時(shí),知識圖譜還可以實(shí)現跨學(xué)科的知識整合,助力培養具有綜合能力和創(chuàng )新精神的復合型人才。
場(chǎng)景打造:沉浸式教學(xué)場(chǎng)景重塑。依托大語(yǔ)言模型創(chuàng )建生成式教學(xué)場(chǎng)景,促進(jìn)學(xué)習體驗智聯(lián)融通。新質(zhì)生產(chǎn)力是創(chuàng )新起主導作用的先進(jìn)生產(chǎn)力,技術(shù)革命性突破是“創(chuàng )新起主導作用”的集中體現。生成式人工智能根據教學(xué)內容和目標,智能化地構建出既符合實(shí)際又富有創(chuàng )意的教學(xué)情景和實(shí)驗場(chǎng)景,幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識,助力新質(zhì)人才的培養。從教學(xué)情景創(chuàng )設層面看,生成式人工智能充分考量學(xué)習內容與現實(shí)情境的契合度,根據教學(xué)內容打造虛擬場(chǎng)景,讓學(xué)生打破視角的局限進(jìn)行學(xué)習。在實(shí)驗情景構建層面,生成式人工智能依據課程特性及學(xué)生多元需求精準模擬出前沿且多樣的實(shí)驗環(huán)境,構建虛擬實(shí)驗室。將一些課程中的實(shí)驗放置到虛擬實(shí)驗室中,學(xué)生在這一環(huán)境下嘗試不同的假設,驗證理論。這種方式大大減少了實(shí)驗成本,同時(shí)又提供了更多實(shí)驗的機會(huì )。
智能助學(xué):個(gè)性化輔導和智能體陪伴。生成式人工智能像智慧女神為我們提供“對話(huà)式?jīng)Q策咨詢(xún)”。以ChatGPT為代表的大語(yǔ)言模型改變傳統的單向教學(xué)模式,為學(xué)生提供伴隨式的學(xué)習支持。生成式人工智能融合智能問(wèn)答技術(shù)和語(yǔ)音合成技術(shù),以設計智能體數字人的形式進(jìn)行個(gè)性化答疑和解說(shuō)。通過(guò)深度學(xué)習算法,智能體數字人不斷優(yōu)化自身的教學(xué)策略以適應不同學(xué)生的學(xué)習風(fēng)格和習慣,在豐富教學(xué)資源形式的同時(shí)又滿(mǎn)足了學(xué)生的互動(dòng)需求。
未來(lái)可能存在的問(wèn)題
信息繭房問(wèn)題。以ChatGPT為代表的生成式人工智能依據深度學(xué)習算法賦能教學(xué)資源數字化,信息繭房現象也避不可免地發(fā)生。生成式人工智能在提供學(xué)習資源和推薦時(shí)可能會(huì )基于用戶(hù)的歷史學(xué)習行為和興趣偏好進(jìn)行篩選,過(guò)度個(gè)性化導致學(xué)生陷入信息繭房,窄化學(xué)習視野,忽視其他更為廣泛和重要的知識領(lǐng)域。這種現象會(huì )限制學(xué)生的視野和思維方式,不利于培養學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng )新能力,與新質(zhì)生產(chǎn)力的培養方向背道而馳。
技術(shù)依賴(lài)與內容創(chuàng )新問(wèn)題。在教學(xué)資源數字化進(jìn)程中,生成式人工智能與教師共同承擔教學(xué)資源建設任務(wù),降低了教師的工作量,也容易使教師產(chǎn)生依賴(lài)心理,導致其獨立設計教學(xué)內容意愿降低,新的教學(xué)資源輸出量減少,進(jìn)而影響整個(gè)教育生態(tài)。生成式人工智能所推薦的教學(xué)資源是根據用戶(hù)的需求從已有的資源庫中找出并推薦,而資源庫需要不斷補充完善,需要吸收新的內容,教育領(lǐng)域也需要與時(shí)俱進(jìn)不段推陳出新的教學(xué)資源。
生成式人工智能以其強大的數據處理能力和文本生成能力在高等教育數字化轉型進(jìn)程中煥發(fā)出勃勃生機,推動(dòng)高等教育形態(tài)重塑。通過(guò)知識圖譜構建、沉浸式教學(xué)場(chǎng)景重塑以及個(gè)性化輔導和陪伴智能體的打造,生成式人工智能不僅提升了教學(xué)資源的整合效率,還極大地豐富了教學(xué)手段和學(xué)習體驗。
然而,也應警惕信息繭房和技術(shù)依賴(lài)等潛在問(wèn)題,避免過(guò)度依賴(lài)生成式人工智能而導致教學(xué)內容的創(chuàng )新性和多樣性受限。未來(lái),隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用場(chǎng)景的持續拓展,生成式人工智能將在高等教育領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,推動(dòng)教育事業(yè)的持續創(chuàng )新和高質(zhì)量發(fā)展。