尚俊杰

北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實驗室 執(zhí)行主任

ChatGPT與高等教育變革：價值,、影響及未來發(fā)展

       最近一段時間，ChatGPT（GPT全稱為Generative Pre-Trained Transformer,，也即預(yù)訓(xùn)練生成模型）吸引了社會各界的目光,，它可以撰寫會議通知、新聞稿,、新年賀信,，還可以作詩、寫文章,，甚至可以撰寫學(xué)術(shù)論文,。比爾·蓋茨、馬斯克等知名人物紛紛為此發(fā)聲,，谷歌,、百度等知名企業(yè)紛紛宣布要提供類似產(chǎn)品。在很多領(lǐng)域,，人們都擔(dān)心工作被ChatGPT替代,。在教育領(lǐng)域，許多北美學(xué)校老師如臨大敵,，紛紛宣布禁止學(xué)生使用ChatGPT寫作業(yè),，我國也有期刊宣布，使用ChatGPT撰寫文章必須聲明,，否則可能退稿或撤稿。一時間,，整個社會議論紛紛,。那么ChatGPT為什么突然這么吸引人，它對教育究竟有什么價值,，又會帶來什么沖擊和影響,，未來應(yīng)該怎么發(fā)展呢,？

一、ChatGPT為什么突然如此吸引人

      ChatGPT其實也不能算是突然成功,，準(zhǔn)確地說,，應(yīng)該是人工智能發(fā)展由量變引起質(zhì)變的一個結(jié)果。1950年,，計算之父圖靈提出了設(shè)想：機(jī)器真的能思考嗎,？1956年，麥卡錫,、明斯基以及香農(nóng)等人在在達(dá)特茅斯會議上提出了“人工智能（Artificial Intelligence,，簡稱AI）”的概念。之后人工智能先后經(jīng)歷了三次浪潮：第一次浪潮是20世紀(jì)50—60年代,。在圖靈提出著名的“圖靈測試”后,，逐漸產(chǎn)生了許多所謂的人工智能程序。比如1966年,，麻省理工學(xué)院Joseph Weizenbaum發(fā)明了Eliza,，這是一個可以通過對話幫助病人完成心理恢復(fù)的心理治療小程序，盡管當(dāng)時的智能技術(shù)很簡單,，但是堪稱微軟小冰,、谷歌Siri、ChatGPT等聊天機(jī)器人的鼻祖,。不過到70年代后期,，人們發(fā)現(xiàn)人工智能只能解決一些很簡單的問題，所以進(jìn)入了低潮期,。第二次浪潮發(fā)生在20世紀(jì)80-90年代,。當(dāng)時發(fā)端于模式識別領(lǐng)域的基于統(tǒng)計推理的機(jī)器學(xué)習(xí)方法取得了比較大的進(jìn)展，各個領(lǐng)域出現(xiàn)了比較實用的專家系統(tǒng),。其中最具影響力的事件就是1997年IBM研發(fā)的人工智能程序“深藍(lán)”戰(zhàn)勝當(dāng)時的世界國際象棋棋王卡斯帕羅夫,。不過，人們隨后發(fā)現(xiàn)這些成果距離實際生活還是比較遙遠(yuǎn),，所以在2000年左右,，第二次人工智能的浪潮又破滅了。人工智能第三次浪潮發(fā)生在2006年至今,?；谏疃壬窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展掀起了更加猛烈的第三次浪潮，代表性事件就是2013年AlphaGo 4:1戰(zhàn)勝圍棋高手李世石,，隨后波士頓動力公司的人形機(jī)器人Atlas也展示了高超的感知和控制能力,，而圖像識別、語音識別、自動翻譯也已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了許多領(lǐng)域中,，微軟小冰,、谷歌Siri等聊天機(jī)器人也相繼推出。在國內(nèi),，我們也能看到小度音箱等實用產(chǎn)品,。2022年8月，人工智能繪畫作品《太空歌劇院》獲得了美國科羅拉多州博覽會美術(shù)競賽一等獎,，讓大家對生成式人工智能（AI Generated Content,簡稱AIGC）的能力有了新的認(rèn)識,。

      那么，ChatGPT為什么突然如此吸引人呢,？原因就在于,，ChatGPT與之前的AI聊天機(jī)器人相比更加真實、準(zhǔn)確,，理解自然語言的能力,、生成有效答案的水平都“更上了一層樓”，甚至有人會覺得ChatGPT模擬人類助手的精確度令人“害怕”,。其實,，從上述提及到的人工智能的發(fā)展歷程中不難看出，從最初的聊天機(jī)器人鼻祖Eliza,，到微軟小冰,、谷歌Siri、小度音箱等,再到ChatGPT,，這類基于AIGC技術(shù)的聊天機(jī)器人是一個螺旋式發(fā)展的過程,，ChatGPT的出現(xiàn)可以說是從量變到質(zhì)變的必然現(xiàn)象，或者說它的出現(xiàn)只是時間早晚問題,。當(dāng)然ChatGPT能夠如此成功,，在技術(shù)方面確實有獨到之處，最主要是采用了Transformer結(jié)構(gòu)和“自回歸+Prompting”的訓(xùn)練模式,，使得自然語言處理研究范式發(fā)展為預(yù)訓(xùn)練模式,，并最終走向通用人工智能模式。Transformer結(jié)構(gòu)的低層和中層存儲了詞性,、句法等知識,，中高層則廣泛存儲了抽象語義類、事實概念類知識,。其中,，模型的總參數(shù)量高達(dá)1 750億，使得模型能夠解鎖出許多大型語言模型的新能力,。ChatGPT模型的訓(xùn)練分為三階段,，首先采用帶有標(biāo)準(zhǔn)答案的人工標(biāo)注高質(zhì)量問題進(jìn)行初步訓(xùn)練,。隨后，標(biāo)注員對模型生成的多個答案的喜好程度進(jìn)行排序打分,，激勵模型學(xué)習(xí)什么樣的回答是真實、無害,、有用的,。最后，結(jié)合強化學(xué)習(xí)策略進(jìn)一步訓(xùn)練模型生成高質(zhì)量答案的能力,。這一訓(xùn)練范式增強了語言模型理解人類命令的能力,，也正是模型“善解人意”的關(guān)鍵，這才使得ChatGPT取得了突破性的成就,。

二,、ChatGPT在高等教育領(lǐng)域的價值

      其實自從人工智能提出以來，人們就一直在努力將其應(yīng)用到教育中,。上世紀(jì)70年代起,，隨著人工智能領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的重視，教育領(lǐng)域的專家系統(tǒng)即智能導(dǎo)師系統(tǒng)（Intelligent Tutoring System,，簡稱ITS,，也常翻譯為智能教學(xué)系統(tǒng)）就開始蓬勃發(fā)展，比如用于南美洲地理教學(xué)的SCHOLAR,，用于物理,、數(shù)學(xué)、編程等教學(xué)的AutoTutor,，用于數(shù)學(xué),、物理等理工科問題解決的Cognitive Tutor系列等。人們希望計算機(jī)可以像人類教師一樣指導(dǎo)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí),。進(jìn)入21世紀(jì)以來,，隨著人工智能、大數(shù)據(jù),、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)的發(fā)展,，個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)越來越受關(guān)注，其核心仍然是基于人工智能等技術(shù),，針對海量的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征，給予個性化干預(yù),。

      我們曾經(jīng)分析過人工智能教育應(yīng)用的核心價值：（1）在學(xué)習(xí)層面,，主要是實現(xiàn)個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)，以更好地培養(yǎng)個性化創(chuàng)新人才,。比如可汗學(xué)院就推出了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)平臺,，其中將學(xué)生要學(xué)的知識精細(xì)切割為上百個知識點并可視化為由549個小格組成的“任務(wù)進(jìn)度”圖,。學(xué)習(xí)者可以設(shè)計個性化的學(xué)習(xí)路徑并自由選擇想要學(xué)習(xí)的知識點，還可以通過練習(xí)或測試提升對某一知識點的掌握程度,；（2）在教學(xué)層面,，主要是人機(jī)協(xié)同打造超級教師，讓教師更幸福,。人工智能教師可以協(xié)助人類教師自動出題,、自動批閱作業(yè)、自動診斷學(xué)生存在問題,、對學(xué)生進(jìn)行個性化的教學(xué)指導(dǎo),、對學(xué)生的心理和身體健康進(jìn)行評測、對學(xué)生的生涯發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃等,。這樣,，未來的教師在人工智能的支持下就可以變成一天二十四小時不知疲倦地工作，無所不知,、無所不能的“超級教師”,；（3）在管理層面，主要是提升管理效率和決策水平,，實現(xiàn)看不見的服務(wù)和管理?，F(xiàn)在教育系統(tǒng)中積累了學(xué)生的各種學(xué)習(xí)、餐飲,、上網(wǎng)等數(shù)據(jù),，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析能夠大大提升工作效率。比如南京理工大學(xué)就通過分析學(xué)生在食堂的就餐數(shù)據(jù),，自動甄別出貧困生并直接發(fā)放補助,。

       ChatGPT作為一個優(yōu)秀的人工智能產(chǎn)品，自然也具備以上教育價值,，而且,，鑒于其在對話和生成內(nèi)容方面的突出能力，可能還會有一些特殊的應(yīng)用,。（1）在學(xué)習(xí)層面,，ChatGPT可以采用“蘇格拉底教學(xué)法”，通過討論,、問答甚至辯論的方式來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),，而且ChatGPT可以隨時隨地給予學(xué)生必要的反饋和幫助。著名學(xué)者梅耶曾經(jīng)提出過有效開展練習(xí)的四條實證原則,，其中一條是“即時反饋”,，也就是說在學(xué)生解答應(yīng)用題后，教師應(yīng)該逐步解答此題的各個步驟,。但是現(xiàn)實中不是每個學(xué)生每時每刻都有一名教師坐在旁邊,，可以隨時給學(xué)生解答,，利用ChatGPT或許就可以做到；（2）在教學(xué)層面,，ChatGPT也可以輔助教師查找資源,、生成教案、撰寫教材,、準(zhǔn)備教學(xué)課件等,。比如教師在備課和寫作論文著作時，經(jīng)常會需要用到一些圖片,，過去教師通常會去網(wǎng)上查找，這樣一方面可能存在版權(quán)問題,，另一方面常常找不到合適的圖片,，借助ChatGPT或許可以方便地生成更合適的圖片；（3）在管理層面,，ChatGPT首先能夠幫助管理人員快速完成大量的事務(wù)性工作,，比如生成通知、規(guī)章制度等等,，其次,，ChatGPT還可以被用于管理決策，比如在對應(yīng)聘教師進(jìn)行評價時,，ChatGPT能進(jìn)行全方位對比分析,，輔助管理者決策。

三,、ChatGPT對高等教育的沖擊和影響

      和人類曾經(jīng)面對的其他創(chuàng)新技術(shù)一樣,，ChatGPT在促進(jìn)高等教育發(fā)展的同時，當(dāng)然也會給高等教育帶來一定的沖擊和影響,，這方面可以分為表層影響和深層影響兩類,。

     表層影響主要指的是知識生產(chǎn)的變革，典型的例子就是學(xué)生利用ChatGPT寫作業(yè)和研究者利用ChatGPT撰寫論文,。有調(diào)查發(fā)現(xiàn),，89%的美國大學(xué)生已經(jīng)在用ChatGPT寫作業(yè)，甚至有人用ChatGPT寫的作業(yè)竟然得了最高分,。所以現(xiàn)在北美一些高校的教師如臨大敵,，紛紛宣布禁止學(xué)生使用ChatGPT完成作業(yè)。另外,，現(xiàn)在也有人采用ChatGPT撰寫或者輔助撰寫論文,，甚至將其作為論文作者，所以也有許多期刊宣布不允許使用ChatGPT撰寫論文,，或者不允許將其列為作者,?？傊F(xiàn)在高等教育界似乎有一些風(fēng)聲鶴唳,、草木皆兵的感覺,。

      不過，我認(rèn)為這個問題只是表層問題,，教育界人士大可不必驚慌,。因為對于優(yōu)秀學(xué)生，就算是把ChatGPT放他們面前,，他們可能會利用ChatGPT找到更多參考資料,，讓自己作業(yè)的質(zhì)量更高，但是他們一般不會直接抄作業(yè),。對于一些差生,，就算沒有ChatGPT，他們一樣可以利用搜索引擎,、問答軟件等抄作業(yè),。例如中小學(xué)領(lǐng)域，其實拍照解題類軟件已經(jīng)很多,，如果中小學(xué)生想抄作業(yè)其實不是太難的事情,，但是在現(xiàn)實中并沒有看到瘋狂抄作業(yè)的普遍現(xiàn)象。事實上,，如果管理和使用得當(dāng),，ChatGPT可能有助于培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力,，從而有助于培養(yǎng)創(chuàng)新人才,。

      對于借助ChatGPT撰寫學(xué)術(shù)論文，大家更是不必緊張,。事實上,，撰寫學(xué)術(shù)論文的最根本的“初心”就是為了推動研究發(fā)展和社會發(fā)展。如果ChatGPT能夠?qū)懗龌蛘咻o助寫出有利于研究和社會發(fā)展的優(yōu)秀論文,，這本質(zhì)上難道不是好事嗎,？為什么要禁止呢？當(dāng)然,，這背后肯定存在學(xué)術(shù)規(guī)范和倫理道德的問題,，需要妥善處理好。其實這也不難,，就假想ChatGPT是你身邊一位無所不知無所不會的優(yōu)秀學(xué)者,，你是否可以請他幫你找文獻(xiàn)、修改文獻(xiàn)格式,、撰寫文獻(xiàn)綜述,、提示你撰寫思路,、甚至幫你寫一些內(nèi)容呢？如果你真的請他做了這些事情,，你應(yīng)該怎樣將其貢獻(xiàn)體現(xiàn)在論文中呢,？想明白這個問題后，ChatGPT的問題可能也就慢慢迎刃而解了,。相信只要我們能夠構(gòu)建適應(yīng)新時代,、新技術(shù)的學(xué)術(shù)規(guī)范、倫理道德和管理制度,，那么以ChatGPT為代表的人工智能技術(shù)可能會大大提升學(xué)術(shù)研究水平,。

      另外，還有人指出了當(dāng)前ChatGPT可能會提供一些錯誤的事實性知識這個問題,。例如,，當(dāng)我們問ChatGPT“中國足球參加了幾次世界杯”，它可能會給出“2次”這個錯誤答案,，需要多次的修正才能夠給出正確的回答。ChatGPT可能會給出錯誤的答案或者價值觀不正確的回答,，這可能會為使用者帶來一些不必要的干擾和困惑,。不過這種事實性知識的錯誤隨著ChatGPT的發(fā)展進(jìn)化會得到不斷的修正，最終完善成為一個近乎精確的知識庫,。當(dāng)然,，這一點也提醒我們，要培養(yǎng)全民的信息素養(yǎng)和批判性思維,，讓大家知道ChatGPT也不是絕對正確的,。其實，就算是人類最卓越的學(xué)者,，可能也有錯誤的時候,，所以加快培養(yǎng)信息素養(yǎng)很重要。

      以上只是表層影響,，真正需要特別關(guān)注的是深層影響,，這方面指的是以ChatGPT為代表的人工智能可能會對社會各領(lǐng)域帶來翻天覆地的影響，因此社會對人才的需求也會發(fā)生革命性的變化,，這樣就需要高校在專業(yè)設(shè)置,、課程設(shè)置、教學(xué)模式等方面進(jìn)行相應(yīng)的變革,。就比如工廠流水線上的工作都被機(jī)器人替代了,，那么以培養(yǎng)這一類人才為目的職業(yè)院校的相關(guān)專業(yè)就需要調(diào)整了。如果說之前的人工智能機(jī)器人替代的主要是藍(lán)領(lǐng)工作的話,，那么ChatGPT替代的可能是一部分初級知識工作,，比如律師助理,、秘書等文字類工作。這個道理并不復(fù)雜,，但是新技術(shù)發(fā)展非?？欤逃M織的變革往往很緩慢,，中間就會有一些矛盾,，所以要處理好該問題其實很困難。

      不過,，對于高校教師,，肯定不用擔(dān)心會被機(jī)器替代。有學(xué)者在2013年做過研究,，他們認(rèn)為未來20年內(nèi),，在美國，大約有47%的崗位會受到自動化的威脅,，但是小學(xué)教師,、中學(xué)教師和大學(xué)教師被替代的概率僅為0.44%、0.78%和0.32%,。原因是教師的工作包含了很多富有創(chuàng)造性,、社交性和情感性的工作，不容易被人工智能替代,。雖然不容易被替代,，不過懂得利用人工智能的老師可能會替代不懂得利用人工智能的老師，人機(jī)協(xié)同應(yīng)該是未來的發(fā)展趨勢,。比如將ChatGPT恰當(dāng)應(yīng)用到教學(xué),、科研中的教師可能會取得事半功倍的效果。

四,、人工智能支持下的高等教育變革發(fā)展思路

      基于以上考慮,，在以ChatGPT為代表的人工智能支持下，未來高等教育有如下發(fā)展思路：

     （一）正確認(rèn)識人工智能的價值和風(fēng)險

      縱觀人類歷史,，但凡能夠提高生產(chǎn)效率的技術(shù),，即使有一定風(fēng)險，但是只要是人類可控的,，最后基本上都被采用了,。比如汽車，盡管相對于馬車更容易出現(xiàn)交通事故,，但是還是被人類廣泛采用了,。在教育領(lǐng)域，上世紀(jì)90年代，仍然有教育局要求教師一定要手寫教案,，但是現(xiàn)在基本沒有地方這么要求了,。

      因此，我們既不能神化ChatGPT,，也不能視其為洪水猛獸,，要正確看待人工智能的價值，看到以ChatGPT為代表的人工智能可以促進(jìn)個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí),，可以提升教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,，可以促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新，還可以提升管理效率和決策水平,。

      作為高等教育工作者,，未來首先要全身心擁抱人工智能，要努力去掌握人工智能知識和技術(shù),，并恰當(dāng)應(yīng)用到教學(xué)研究中,。其次，人工智能帶來的風(fēng)險也必須高度重視,，需要在技術(shù)的基礎(chǔ)上重新思考學(xué)術(shù)規(guī)范,、倫理制度及管理制度，確保人工智能可以得到正確和恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用,。

     （二）進(jìn)一步提升人工智能水平,，突破應(yīng)用障礙

      我們之前曾經(jīng)全面論述過人工智能教育應(yīng)用面臨的困難和障礙及應(yīng)對策略。簡要言之,，人工智能要想真正促進(jìn)教育變革，必須突破四層困難和障礙：（1）技術(shù)層（技術(shù)瓶頸）,。目前ChatGPT只能說在技術(shù)瓶頸層有一定突破,，但是距離全面突破還有很長的路程，比如學(xué)生手寫的公式要能自如識別和分析,，再如翻譯的質(zhì)量基本上能達(dá)到發(fā)表的程度,，所以未來還需要加強人工智能基礎(chǔ)研究，爭取全面突破技術(shù)瓶頸,；（2）倫理層（倫理觀念）,。倫理觀念會影響技術(shù)的推廣和普及，所以未來需要進(jìn)一步普及人工智能教育,，提升全民人工智能素養(yǎng),，構(gòu)建人工智能倫理框架，才能更好地推進(jìn)其應(yīng)用,；（3）系統(tǒng)層（組織結(jié)構(gòu)）,。這指的是在教育中應(yīng)用一項新技術(shù)，必須從技術(shù),、教學(xué)觀念,、再到組織管理進(jìn)行系統(tǒng)的變革,，才能真正成功。所以,，未來需要以人工智能促進(jìn)教育流程再造,，包括教師角色再造、課程教學(xué)再造,、學(xué)習(xí)方式再造和組織管理再造,；（4）效果層（學(xué)習(xí)機(jī)制）。這指的是提升學(xué)習(xí)成效,?；仡櫧逃夹g(shù)的發(fā)展史，人們發(fā)現(xiàn)一直存在“非顯著性差異現(xiàn)象”,，也就是說不同的技術(shù)手段在對教育與學(xué)習(xí)結(jié)果的影響上不存在顯著差異,。所以，即便對于能力突出的ChatGPT,，也有可能陷入到“非顯著性差異現(xiàn)象”中,。因此需要加強學(xué)習(xí)科學(xué)研究，探究新人類學(xué)習(xí)機(jī)制,，設(shè)計更科學(xué)更富吸引力的學(xué)習(xí)環(huán)境,，讓學(xué)習(xí)更加有效，這樣才可以從根本上發(fā)揮人工智能的價值,。

      由此可見,，ChatGPT面臨的困難和障礙仍然非常大，未來還需要進(jìn)一步提升人工智能能力,，并同時對倫理觀念,、組織結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)機(jī)制進(jìn)行全面的研究,，才有可能順利突破四層障礙,，發(fā)揮最大功效。

     （三）全面推進(jìn)高等教育的系統(tǒng)性變革,，促進(jìn)教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

      阿蘭·柯林斯和理查德·哈爾弗森在《技術(shù)時代重新思考教育》中曾指出,，信息技術(shù)的快速發(fā)展，已使教育的內(nèi)涵不再僅僅局限于學(xué)校之中,，移動學(xué)習(xí),、泛在學(xué)習(xí)等新型教育模式，使得學(xué)習(xí)的控制權(quán)逐漸從教師,、管理者手中轉(zhuǎn)移到了學(xué)習(xí)者手中,，從而動搖了誕生于大工業(yè)時代，以標(biāo)準(zhǔn)化、教導(dǎo)主義和教師控制來批量培養(yǎng)人才的現(xiàn)行教育體系,。具體而言,，在新技術(shù)快速發(fā)展的今天，我們需要重新思考技術(shù),、學(xué)習(xí),、動機(jī)、課程,、教學(xué),、教材、資源建設(shè),、教師角色,、管理、企業(yè)角色等教育中的各個環(huán)節(jié)和因素,，才能夠構(gòu)建適應(yīng)新技術(shù)的未來教育體系,。美國2010年頒布的《國家教育技術(shù)計劃》（簡稱NETP）中也指出：如果希望看到教育部門的生產(chǎn)力顯著提升，就需要重新設(shè)計整個教育的結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程,，而不是簡單的修修補補,。簡單的說，就是要在技術(shù)的基礎(chǔ)上重新考慮整個教育,，而不能把技術(shù)僅僅看成工具和手段,。

      這樣看來，ChatGPT之于高等教育,，最重要的是要考慮以ChatGPT為代表的人工智能技術(shù),、大數(shù)據(jù)技術(shù)、VR/AR,、移動技術(shù)等新技術(shù)對整個社會的影響,，由此帶來的對人才需求的改變，從而去全面考慮高等教育的培養(yǎng)目標(biāo),，并進(jìn)而調(diào)整專業(yè)和課程建設(shè)，促進(jìn)教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的變革,，提升管理效率和決策水平,，推進(jìn)高等教育的系統(tǒng)性變革，促進(jìn)教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，實現(xiàn)具有中國特色的教育現(xiàn)代化,。