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如何利用生成式AI做智慧教師

發(fā)布時間:2024-09-09 作者:魏非 來源:中國教育報

  生成式AI是一種根據(jù)用戶意圖生成內容的模型與技術,可以視為內容創(chuàng)作的工具,它能夠根據(jù)用戶的觀點生成新的文本、圖片、音樂甚至視頻。如今,大量具有創(chuàng)作智能的工具如雨后春筍般涌現(xiàn),其普遍應用已經(jīng)催生了新的生活方式和工作方式,對社會的變革影響也逐漸顯現(xiàn)。在教育領域,生成式AI的融入不僅能夠豐富教學內容和方法,還能創(chuàng)新教育教學模式,為教育帶來革命性的變化。在國家大力推進數(shù)字化轉型的背景下,對生成式AI的認識、理解和學習成了教師提升數(shù)字素養(yǎng)、落實核心素養(yǎng)改革的核心內容。然而,生成式AI的安全性如何?如何合理用好生成式AI呢?筆者將從認識風險、理解場景、習得技能、創(chuàng)新應用四個方面進行闡釋,幫助教師們更好地迎接新挑戰(zhàn)和新要求,成為AI時代的智慧教師。

  認識風險:了解生成式AI的工作原理及其潛在的多重風險

  生成式AI通過對大規(guī)模數(shù)據(jù)集的學習理解和深度分析,模仿人類語言和行為模式,從而生成符合用戶需求的內容。它的強大之處在于其生成內容的多樣性和創(chuàng)意性,然而,也潛隱著諸多風險和挑戰(zhàn)。

  首先是價值導向風險。生成式AI系統(tǒng)在訓練過程中可能會吸收并放大其訓練數(shù)據(jù)中的偏見,這會導致生成的內容帶有錯誤導向。算法偏見和信息繭房效應是兩個相關且不容忽視的問題,如果訓練數(shù)據(jù)本身含有錯誤思想觀念,AI生成的內容就可能對用戶的價值觀和判斷力產(chǎn)生負面影響。

  其次是數(shù)據(jù)安全風險。生成式AI需要大量的數(shù)據(jù)來學習和訓練,這些數(shù)據(jù)可能包含隱私和敏感信息,這必然會涉及數(shù)據(jù)安全問題。如果輸入的學生信息數(shù)據(jù)得不到妥善保護,可能會導致學生隱私泄露,同時如果缺乏明確的數(shù)據(jù)管理規(guī)范也會使得信息管理和使用不當,導致數(shù)據(jù)濫用或未經(jīng)授權地使用。

  最后是內容質量風險。生成式AI生成內容的本質是模式預測,它依賴海量的高質量數(shù)據(jù)進行學習和生成內容。在當前課程改革的深入實施中,如果用于AI訓練的數(shù)據(jù)(包括政策、理論和案例等)不夠全面或質量欠佳,那么生成的內容就可能存在顯著的偏差或不確定性。對于教師而言,如若沒有足夠的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗積累去合理評價和判斷AI生成的內容,則可能產(chǎn)生較為嚴重的誤導風險,從而對學生造成負面影響。

  為應對上述風險挑戰(zhàn),一些高等教育機構和國際組織已經(jīng)開始制定生成式人工智能使用指南,例如聯(lián)合國教科文組織2021年發(fā)布的《人工智能倫理問題建議書》、2023年發(fā)布的《教育與研究領域生成式人工智能指南》等,為教師提供了重要的學習資源。教師應強化自身的數(shù)據(jù)倫理和安全意識,積極進行專業(yè)學習,提高自身的專業(yè)素養(yǎng),不斷提升生成式AI使用中道德和專業(yè)的敏感性和判斷力,以確保符合倫理安全和專業(yè)規(guī)范,這是開展教育教學應用的基本前提。

  理解場景:熟悉生成式AI的典型教育應用場景

  生成式AI通過包括教育理論和實踐案例、教學方法和策略、在線文獻資源等在內的大規(guī)模數(shù)據(jù)集訓練,實現(xiàn)基于教育理念和最佳實踐的創(chuàng)造性建議生成,能夠有效輔助教師立足日常實踐情境的常態(tài)應用。典型的生成式AI應用場景包括:教學設計優(yōu)化、資源開發(fā)輔助、探究環(huán)境構建、學生數(shù)據(jù)分析、管理效能提升和課題研究賦能等。

  教學設計中,依據(jù)教學目標和對象分析,教師可以用生成式AI輔助單元大概念、高階問題、真實情境、學習支架以及學習活動等關鍵要素的設計,以落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)、實現(xiàn)高位育人;資源開發(fā)中,可以用AI支持進行演示文稿、圖片、視頻的設計和創(chuàng)作,豐富資源形態(tài)、提升資源開發(fā)效率;探究環(huán)境構建中,可以用AI基于虛擬現(xiàn)實、元宇宙等技術的高互動環(huán)境以及指向高階思維的探究空間,提升學生問題分析、反思評價和批判性思考能力;學生數(shù)據(jù)分析中,可以用AI進行評價數(shù)據(jù)的清洗、關鍵指標的計算、基于學習分析模型的數(shù)據(jù)分析以及可視化圖表的生成,進而將更多精力聚焦于數(shù)據(jù)理解和學生分析工作中;日常管理中,生成式AI可以幫助教師記錄和分析課堂數(shù)據(jù),輔助撰寫通知、報告等家校溝通郵件,減輕事務性工作投入,提升管理效率;課題研究中,生成式AI可以輔助進行研究問題、研究假設、數(shù)據(jù)采集工具和研究大綱的設計和提煉,規(guī)范報告格式、豐富研究視野。

  習得技能:掌握生成式AI操作和使用的關鍵技能

  首先,教師要掌握提示語工程,即寫好提示詞。生成式AI需要在清晰了解人類的具體需求之后才能做出恰當反饋,換而言之,高質量的問題輸入才能獲得較高質量的回復。生成式AI提示語是將人類的角色、工作指令、情境、相關數(shù)據(jù)以及輸出要求(含預期結果的評價標準)等準確表達出來。工作指令是希望生成式AI執(zhí)行的特定任務,例如要求依據(jù)5E教學法理論模型進行教學活動設計;情境是針對該任務的上下文或背景信息,例如告知活動實施對象、時長、環(huán)境信息等,也包括了一些理論模型、評價標準、參考范例或學習材料等,以引導生成式AI更好地響應任務要求。

  其次,需要具備流程思維,用大模型理解的語言表述任務。如果指令任務過于復雜、問題不夠清晰、要求不夠具體,生成式AI很難交出滿意答卷。在提問時,需要有意識地進行任務和流程分解,將復雜任務分解為多個具體的小任務,例如針對“如何提高課堂教學效率”問題,可以從課堂管理、教學方法、教學內容、學生評估等角度進行問題分解,通過“如何在課堂上有效管理學生紀律”“有哪些教學方法可以提高學生的參與度和互動性”“如何根據(jù)學生的水平和興趣設計學習內容”“有哪些方法可以準確評估學習效果”等子問題來表述需求。

  此外,也是最為關鍵的一條,教師必須要對生成內容進行評價和判斷。通過不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)和判斷力,對生成式AI輸出內容的準確性、隱含的價值觀、對教學和學生潛在影響等進行細致分析和理性研判。面對生成式AI可能存在的“幻覺”和“一本正經(jīng)地胡說八道”,教師應具備敏銳的批判意識,利用專業(yè)積累、實踐經(jīng)驗和文獻資料對生成式AI的輸出結果進行全面審視。通過“人在回路”的協(xié)同機制,充分參與到答案生成過程中,及時識別和糾正生成式AI的錯誤,并主動建構對問題的理解。

  創(chuàng)新應用:探索生成式AI與教育教學深度融合的創(chuàng)新應用

  教師要創(chuàng)新作業(yè)和任務設計,提升認知挑戰(zhàn)難度。作為“數(shù)字原住民”,學生會自然地應用AI來輔助學習,低門檻、無邊界的生成功能可能會助長學生的抄襲和依賴行為,不利于問題解決能力與批判性思維培養(yǎng)。為了避免學習惰性或“有成果無成長”現(xiàn)象發(fā)生,教師必須創(chuàng)新任務設計,保證學生有足夠的思維訓練機會和能力成長空間。例如,采用真實情景和問題解決的開放式任務提升思維挑戰(zhàn)難度、引導學生做過程性評價和反思發(fā)展自我認知和監(jiān)控能力等。

  教師要主動研究和積累生成式AI的技術資源,為學生構建自主學習和探究學習空間。例如創(chuàng)建虛擬實驗室,讓學生在安全、可控的環(huán)境中進行科學實驗和探究活動;模擬各種現(xiàn)實生活場景,幫助學生在具體情境中進行學習,增強學習的實踐性和互動性;構建數(shù)據(jù)分析環(huán)境,使學生能夠探索數(shù)據(jù)間的復雜關系,培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力和批判性思維。

  教師應強化生成式AI應用的跨學科意識,提升學生的綜合素養(yǎng)。數(shù)字技術尤其是生成式AI具有天然的多學科融合特質,成為開展跨學科活動的重要工具。基于生成式AI的情景創(chuàng)設、探究支持、個性指導,教師可設計并實施跨學科項目。例如,利用生成式AI生成歷史場景,讓學生沉浸式地進行探究性學習;在藝術課程中,生成式AI可以生成創(chuàng)意作品,激發(fā)學生的創(chuàng)造力。通過這些跨學科項目,學生不僅能更好地理解學科知識的內在聯(lián)系,還能生長出創(chuàng)新能力和批判性思維。

  總之,教師在面對生成式AI時,需要保持開放和審慎的態(tài)度,既要充分利用其優(yōu)勢,也要警惕其潛在風險。只有始終堅持以學生身心健康和全面發(fā)展為應用準則,做到技術應用與倫理安全并重,才能確保其真正賦能教育。

  (作者系副研究員、華東師范大學教師發(fā)展學院副院長;本文系2023年度國家社會科學基金教育學一般課題“面向教師數(shù)字能力發(fā)展的場景構建與應用研究”[課題批準號:BCA230283]研究成果)

《中國教育報》2024年09月09日 第09版

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