ChatGPT助推高等教育数字化转型的价值与路径选择

2023-07-25 18:04刘宝存刘崧
北京教育·高教版 2023年8期
关键词:数字化转型路径选择高等教育

刘宝存 刘崧

摘 要:随着新一轮科技革命和产业变革的加速推进以及人工智能技术的迅猛发展,世界各国纷纷将数字化转型视为教育改革的重要趋势和当下关切。ChatGPT作为生成式人工智能技术的代表,对于推动高等教育数字化转型具有重要价值,如为高等教育教学创设新场景、促进科研知识生产的变革、推动高校数字环境的建设。在ChatGPT浪潮的推动下,高等教育数字化转型的路径主要包括:构建高等教育数字化转型的相关指标测评框架、树立高等教育数字化转型的理念共识、强化高等学校师生的数字素养、打造高等教育数字化转型的生态系统。

关键词:高等教育;数字化转型;路径选择;人工智能;ChatGPT

伴随新一轮科技革命和产业变革的加速推进以及人工智能技术的迅猛发展,数字化转型正成为推动社会经济发展的关键力量。世界各国纷纷将教育数字化转型视为教育改革的重要趋势和当下关切。与此同时,我国高度重视教育数字化转型,将实施教育数字化战略列为2022年教育部重点工作之一。自从我国进入高等教育普及化时代以来,高等教育的数字化事关高等教育的发展质量及价值主张,决定着其能否适应普及化阶段质量多样化、学习终身化、培养个性化、治理现代化的需求。[1]党的二十大报告也进一步提出,“推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。”[2]

现代技术的每一次更迭都会引起社会各界的强烈反响。2022年底,由美国OpenAI公司研发的ChatGPT(Chat Generative Pretrained Transformer)横空出世,引发了包括经济社会、文化教育在内多个行业领域的空前热议。作为一款人工智能聊天机器,ChatGPT依托背后强大的语言模型,能够根据用户输入的指令,生成自然流畅的语言,完成用户设定的一系列任务。ChatGPT在自然语言处理方面实现了重要突破,使其推出后的两个多月就吸引了1亿用户体验。在高等教育领域,ChatGPT不仅在推动教育教学、人才培养、科研生产以及评价管理等方面有重要作用,而且其背后的技术突破与创新将推动教育数字化转型的进程。本文在回溯以ChatGPT为代表的人工智能技术的历史发展的基础之上,尝试讨论ChatGPT对于高等教育数字化转型具有哪些价值?ChatGPT助推高等教育数字化转型的路径是什么?

以ChatGPT为代表的人工智能技术的历史回溯

ChatGPT等类产品是人工智能发展到一定阶段的必然产物,代表着新一代人工智能技术的落地性突破。如果回溯历史便会发现,自古以来,人类就试图利用机器来代替人脑劳动,提高生产效率。例如:古希腊有通过制造机器来帮助人们劳作的传说;公元前900多年,我国也有歌舞机器人的相关记载。人类真正对于人工智能的关注是在20世纪50年代。1950年,图灵提出机器是否能够思考这一问题,并且发明了著名的图灵机器模型,为人工智能领域的发展奠定了基础。1956年,在美国达特茅斯学院举办的夏季学术研讨会上首次使用“人工智能”这一表述,标志着人工智能作为一个研究领域正式诞生。早期的人工智能主要致力于使机器能够像人类一样思考,通过推理演化帮助机器模拟人类智能,从而幫助人类解决问题。

20世纪80年代以后,随着信息网络技术突飞猛进地发展,人工智能掀起了新一波浪潮。1977年,斯坦福大学计算机科学专家爱德华·费根鲍姆(Edward Feigenbaum)在第五届国际人工智能会议上提出“知识工程”(Knowledge Engineering)概念,此后,知识作为智能的基础开始受到重视,并很快渗透到人工智能各个领域 [3],推动了人工智能从理论研究到应用研究的转向。知识工程主要指以知识为基础,通过智能软件建立专家系统,为那些需要专家知识才能解决的应用难题提供求解的手段。[4] 当时的人工智能领域专家学者主要通过为机器构建专家系统,整合领域知识,协调系统运行中的多个过程,在机器上进行研究和模拟人类智能行为,期望能够像领域专家一样对不同情况做出反应。[5]这一阶段的人工智能主要通过被动学习人类已有知识以及有限模拟人的思维方式和认知过程,在解决实际问题上存在一定的局限性。

机器学习是人工智能技术不断突破的关键所在,是计算机表现出人类智能特性的根本途径。以往的人工智能尚不具备主动获取知识的能力,往往以“人为植入”的方式,经过反复训练形成一套推理机制,进而对外界环境做出回应。进入21世纪,随着计算机硬件水平、大数据、云计算等技术的深入发展以及多种机器学习模型的相继问世,特别是深度学习的提出,使人工智能再次实现突破性飞跃。2006年,多伦多大学杰弗里·辛顿(Geoffrey Hinton)等人开发了深度学习的优化模型,解决了此前神经网络在降维算法方面的缺陷,[6]打开了深度学习领域的大门。深度学习技术在基于大量样本数据的基础上,通过训练来识别不同特征表象,提高预测或分类的精准性,形成机器的主动学习意识。2016年,人工智能阿尔法(AlphaGo)通过深度学习技术在有限的样本中反复模拟训练,并最终战胜韩国职业围棋选手李世石,证实了人工智能的确具备出色的自我学习能力。

深度学习技术的持续发展,同时也推动了自然语言处理领域的创新性变革。2018年6月,OpenAI公司发布了第一代生成式预训练语言模型GPT,主要基于新型神经网络系统,通过大型语料库对其进行预训练,从而更好地处理文本。2019年2月发布的GPT-2,其工作原理和运作机制与第一代GPT基本类似,但是对语料库进行了升级,参数量可达15亿,这也直接提升了GPT-2处理多语言任务的准确性。2020年5月,GPT-3的推出更是将参数量升级到1,750亿,使GPT-3可以广泛应用于信息检索、机器翻译、撰写文章等,在自然语言生成上展现出卓越的能力。2022年11月30日,OpenAI公司对GPT-3语言模型进行了微调,推出了ChatGPT,一经面世就迅速吸引社会各界的目光。ChatGPT之所以能够流畅地与人类进行即时对话,其背后基于一种人类反馈强化学习技术(Reinforcement learning from human feedback)。该技术首先利用符合人类预期的少量标注数据对预训练模型的参数进行调整,初步优化文本生成模型;其次,通过对结果进行人工排序标记,构建奖励模型;最后,结合奖励模型对文本生成的结果进行自动评估,从而达到人类预期效果。[7] ChatGPT的出现吸引了不少教育工作者的注意,他们不断挖掘其教育功能,认为ChatGPT可以成为支持教师教学和学生学习的有效工具,改善师生关系和给予学生情感寄托的同时,也潜在一些伦理风险。[8]

基于上述简要回顾可以发现,人工智能在经历了以知识为核心的模拟人类智能和通过机器学习实现自主性知识建构两个阶段之后,已经可以凭借自我学习能力及时对外界环境进行反馈,并逐渐参与到知识生产过程之中。人工智能从一个学术性概念演化为日常生活中的应用性概念,影响着各行各业的发展。随着新一代人工智能技术的不断进步,当前已经进入通用人工智能技术的新阶段。作为生成式人工智能的代表,ChatGPT凭借强大的自然语言处理技术,通过深度学习算法进行反复训练,使其可以读取并理解海量文本数据,自动生成自然语言与人类进行对话。可以说,ChatGPT不仅为以自然语言处理为核心的认知智能技术发展提供新的历史机遇,还有望彻底改变传统内容生产和信息获取方式,[9]为高等教育的发展与变革提供了新机遇。

ChatGPT对于高等教育数字化转型的价值

高等教育数字化转型是一个持续递进的过程,涉及数字技术在高等教育领域中全方位、深层次、全要素的应用,从而实现数字技术与教育各要素之间的互融互通,推动高等教育组织的变革与创新。当前,人类社会正处于从信息网络时代走向数字智能时代的关键节点,作为跨越时代的产物,ChatGPT在高等教育数字化转型的过程中扮演着不可替代的角色,可以促进高校在教学、科研以及管理等方面的革新。

1.为高等教育教学创设新场景

数字化的发展正深刻改变着高校教育教学的模式,逐步形成了时时可学、处处可学、人人可学的新学习样态。ChatGPT作为一款生成式人工智能聊天机器,可以突破时空壁垒,为高等教育教学创设新的学习场景。首先,丰富学习内容。ChatGPT可以通过文本的形式解答用户提出的问题,并提供针对性意见和建议,这在很大程度上改变了人们获取信息的方式。ChatGPT打破了学校课堂以及书本教材的局限,拓展了学生获取知识的途径,为学生广泛选择学习内容提供了新的渠道。其次,拓宽学习方式。ChatGPT最大的突破之一就是能够更加真实准确地理解人类语言,通过与人类对话、问答、座谈甚至辩论等方式来强化与学生之间的互动,提供实时反馈和帮助,这种具有启发意义的对话式教学可以激发学生的好奇心,培养学生的批判性思维和创新能力。最后,提供个性化学习服务。ChatGPT可以针对不同学生的特点定制学习方案,打破以往标准统一化的教学方式,从而做到真正的因材施教。

在高等教育教学的新场景中,有人认为ChatGPT会取代教师的工作,导致大量教师失业。虽然ChatGPT凭借出色的信息检索和整理能力可以在论文、作业、测评、实验等方面为学生提供支持,但是这不仅不会取代教师,反而可以通过替代一些基础性、重复性工作来解放教师,使教师把精力用于与学生在思想与情感上的沟通交流,从而回归教育的本质,重视人的身心发展。

2.促进科研知识生产的变革

自中世纪伊始,高等教育机构就是知识生产与传播的重要场所,为推动社会变革和国家进步作出了重要贡献。随着人类文明演进的强大驱动以及科学技术的迅猛发展,知识生产模式发生了巨大变化。如果说早期如农耕文明或自然经济时代,人们主要凭借感官理解世界并形成“经验形态”的知识,那么,随着现代信息技术、大数据、物联网、5G的快速发展,人工智能时代所呈现出来的是一种信息技术支撑的交叠形态的知识,需要通过大量数据挖掘、计算和分析,处理各种自然或社会的复杂问题。[10]

ChatGPT的出现意味着通用模型技术在人工智能领域的革命性突破,必将掀起一场新的知识革命。一是知识生产的主体更为多元。长期以来,人类在知识生产中占据着主导地位,科学知识的生产多发生在大学、企业以及科研机构里,主要由科学家、学术工作者等共同完成。随着人工智能不断深度参与人类的知识生产活动,甚至开始取代部分人类工作,知识生产也从以人为单一主体转向人机合作。ChatGPT极大提高了人与机器在交流中同行的可能性,未来将成为人类在学习中的“辅脑”,[11]人机协同所构建的知识网络平台将吸引更多普通大众参与到知识生产中。二是知识生产方式不断拓展。从传统的知识观来看,知识源自人类对于经验的提炼和总结,从而得出一般性的客观事实。但是ChatGPT彻底改变了这种基于经验主义的知識生产方式,它主要通过对数据进行深度挖掘,根据大样本数据和大量模型算法,从海量数据中自主学习知识、快速生成知识,可以说这种基于数据逻辑的知识生产方式重塑了人类对知识生产的理解。三是知识本身呈现出新样态。如果说传统意义上,知识主要通过书籍文字等实体媒介记载和传播,那么ChatGPT的参与使得知识呈现出数字化、虚拟化的形态,并通过互联网进行传播,具有快速便捷、时效性强、覆盖率广等特征。这种知识也被称为流动知识,主要通过图片视频等方式传播给大众,极大丰富和增加了社会知识的总供给。[12]

3.推动高校数字环境建设

2021年,教育部印发的《高等学校数字校园建设规范(试行)》指出,要充分利用信息技术特别是智能技术,实现校园环境的数字化改造。高等学校数字校园是物理校园的数字化转型和拓展,数字校园应基于校园的具体业务进行流程梳理和实体校园数字化,以提升校园整体的运行效率,实现教学、科研、管理、服务等活动的顺利开展。[13]可以说,高校的数字环境是高等教育数字化转型的必要条件和物质保障,在很大程度上保证了高等教育数字化转型的实施效果。

高校的数字环境建设主要指通过充分利用大数据、云计算、人工智能等技术,为高校提供数字化、智能化、个性化、终身化的教育教学环境,促进数字技术与人才培养、科学研究、管理服务等方面的深度融合。其中,数字化数据是维系各个部门数字化建设、满足校园数字化应用需求的纽带,主要由数字化终端设备和校园无线网络提供与存储。在推动高校数字环境建设的过程中,不仅要依靠数字基础设施的不断完善和升级,而且还要打破不同职能部门之间的隔阂,通过无线网络实现信息资源共享,达到效益的最大化。ChatGPT可以依托其背后的大型语言模型和海量人工标注数据,加之其拥有强大的自主学习能力,深入挖掘数字环境建设的各种构成要素、影响因素、人员偏好、行为模式等,充分发挥数字资源的价值,从而达到高校各组织机构的互通互联,为高等教育数字化转型奠定基础。

ChatGPT助推高等教育数字化转型的路径

高等教育数字化转型是随着数字技术的不断更迭而持续推进的,需要从理念到实践的全方位变革,从而实现量变到质变。在ChatGPT浪潮的推动之下,高等教育数字化转型的路径选择可以从指标框架、理念共识、数字素养以及生态系统四个方面进行考虑。

1.构建高等教育数字化转型的相关指标测评框架

高等教育数字化转型具有复杂性、动态性、广泛性等特征,已经超过数字技术应用的范畴,渗透到高等教育系统的各个层面。因此,高等教育数字化转型需要相关数字化指标测评框架作为分析工具,推动高校科学合理安排高等教育数字化转型的战略布局。经合组织基于其设定的多维目标及相关依据来构建政策框架,从政府政策和组织策略两方面提供行动指南,在此基础上制定了高等教育数字化转型的行动路径,并通过相关激励机制来推动组织和个人的持续推进。[14]我国有学者根据罗斯曼的数字成熟度模式,提出了基于五个组织维度(数字化战略、领导力与文化、市场数字化、后勤以及动态能力和数字能力)和三个数字化转型目标(价值创造、技术效益和结构敏感性)的高校数字化转型的多维度整合模型,为高校数字化转型提供了新的视角。[15]

目前,我国教育数字化转型还处于发展初期,许多教育组织在数字化转型的实践中仍处于技术引入阶段,存在技术使用即为转型的粗浅认知。[16]在促进数字化转型的实践中,各个高校内部以单个职能部门为主体,建设了相对孤立分离的系统架构,使得碎片化的数据资源难以形成完整的应用价值链,[17]导致高等教育数字化转型的效果并不理想。因此,构建高等教育数字化转型的指标测评框架,可以帮助高校掌握数字化转型的实时动态,更好地帮助高校思考和制定数字化转型的策略方案,及时调整和优化数字化转型的推进路径。ChatGPT可以为我国高等教育数字化转型指标框架的构建提供丰富的技术支持。一方面,ChatGPT可以充分利用自身的海量数据库,系统分析目前世界各国已经建立的高等教育数字化指标模型,探究相关模型构建背后的原理,归纳出我国可资借鉴的部分,并充分结合我国数字化转型的本土实践,助力研发我国高等教育数字化转型的指标模型。另一方面,ChatGPT还可以通过强大的算法和数据整合能力,打破时空之中信息间的限制,厘清数字化转型的构成要素,从理念、过程、文化、技术等方面设置差异性指标,结合我国高校组织结构的特点,进行高等教育数字化转型的指标模型构建。

2.树立高等教育数字化转型的理念共识

高等教育数字化转型的基础是数字技术,而转型成功与否的关键在人。数字技术介入高等教育领域必然会改变人对高等教育的认识和学习体验。理念是人们对于某种事物的看法,是思维活动的结果,受人的情感、态度以及价值观的影响,塑造着人的行为方式。人们如何看待高等教育数字化转型这一命题,是否认同其背后的根本价值,达成相同的理念共识,直接体现在各高校数字化转型的价值主张和战略方向上,决定着高等教育数字化转型的未来图景。因此,高等教育数字化转型需要各高校职能部门树立理念共识,深刻理解转型的整体目标,推动高等教育更好地适应社会和人的发展需求。

为了有效推动高等教育数字化转型,各高校应加快树立高等教育数字化转型的理念共识,将数字化转型与高等教育的价值、功能、组织结构等紧密联系在一起,真正实现数字技术与高等教育领域各要素的深度融合。在这方面,ChatGPT可以充分发挥新一代生成式人工智能的技术优势,将大模型算法、机器学习、云计算、大算力等融入高等教育教学与组织日常运行管理之中,营造数字化转型的文化氛围,从而在师生之间达成数字化转型的理念共识。具体而言,ChatGPT基于背后强大的大型语言模型,通过借助虚拟现实、增强现实技术,实现使用者与数字内容的沉浸式互动,[18]提升师生对于数字教育资源使用的体验感。ChatGPT还可以通过建设数字共享平台,保证数字资源的可持续共享,协调人与数据之间的关系,为师生提供良好的数字化教学与学习环境。此外,将ChatGPT与其他人工智能技术组合,可以生成除文本以外的数字资源,如视频、图片、网站、代码等,为师生提供優质的教育服务,使师生更好地认识和接纳数字化转型与创新。

3.强化高校师生的数字素养

数字素养是数字时代每个公民都需要具备的基本素养,不具备数字素养的人就无法跟上现代社会的生活节奏,无法充分体会数字技术所带来的便捷,无法满足智能时代社会的发展需求。高等教育相关人员数字化整体素养与能力水平是决定我国高等教育数字化发展水平与质量的关键,[19]也是他们能否在技术环境变革中获得更好生命体验的重要因素。总之,高等教育数字化转型最终要落实到人的层面,通过转型来实现人与技术的双向融合,不断适应社会发展。

数字技术的更新迭代正推动着整个社会的数字化转型,给高校师生的工作学习带来了更多机遇和挑战,特别是随着近些年我国信息技术迅速发展,校园围墙之内数字化设备随处可见以及数据的广泛应用,迫切需要师生提升数字素养,加速适应一个人机协同的数字智能时代。一方面,学生是高等教育数字化转型的最大受益群体,但前提条件是需要学生具备良好的数字素养来享受数字技术带来的时代红利。ChatGPT拥有较强的自我学习能力,能够尝试理解人类意图,并从数据中生成全新内容。我们可以借此来开发新型数字化课程资源,通过全息投影、虚拟仿真、数字孪生等新一代人工智能技术,在增强学生学习体验的同时,将数字素养融入课程内容当中,从而培养学生的数字创造能力,使其成为适应时代发展的数字化人才。另一方面,教师数字素养是实现教育数字化转型的重要条件,培养具备数字素养的新型教师已成为世界各国的共识。[20]因此,要注重教师数字素养与专业能力的发展,实现教师专业发展与数字化的相互融合。ChatGPT作为生成式人工智能产品,可以根据教师需求,为教师量身定做数字化学习计划,并且组织数字技术培训帮助教师获取数字技术相关的知识,提高教师数字学习的能力。此外,ChatGPT还可以模拟在线数字化教学,帮助教师在不同教学场景中熟练掌握数字技术,优化课堂效果,推动教师创新教学方法。

4.打造高等教育数字化转型的生态系统

高等教育数字化转型是人、技术以及环境三者共同作用的结果。转型的成功与否不仅要关注技术层面的问题,而且还要看其与人和教育环境之间是否相互融洽。高等教育数字化转型要更加关注教育中的人、技術以及人才技术环境下的教育实践三者的关系,推动三者之间从打破平衡到再平衡,通过重组教育业务的流程和学校的组织结构,促进数字化更好为教育中的人服务。[21]这就要求我们要在数字化、智能化、信息化的教育环境的基础上,实现人、技术以及环境之间的平衡关系,构建三者之间彼此共融共生、和谐发展的高等教育数字化转型的生态系统。

从整体上来说,目前数字化教育还是以技术为中心的,体现在重视数字技术的应用,对教育的功能和人的发展还不够重视。创新生态系统理论认为,高等教育数字化转型的动力,一方面需要教育各主体要素的知识、技术等自由流动与整合,从而形成合力共同推动转型的进程;另一方面,也需要外部技术环境的驱动,强调主体间的相互依赖和主体与环境的相互作用。[22] ChatGPT在促进人、技术以及环境三者间协调发展、助力打造高等教育数字化转型的生态系统方面起到推波助澜的作用。在技术层面上,ChatGPT通过出色的运算能力和数据生成能力,实现高校各职能部门之间的互通互联和资源共享,破除不同系统间的技术壁垒,实现整个数字系统无障碍协同运作。在环境层面上,ChatGPT将新一代人工智能生成技术引入高等教育领域,促进了学校组织结构和教学方式的变革,使学生获得更加丰富的学习空间和学习资源。在人本层面上,ChatGPT加速了人与机器相互融合的进程。以ChatGPT为代表的人工智能技术必将取代人类简单重复的脑力工作,给教师带来智力劳动的解放。教师可以充分利用时间与学生进行心灵和情感的互动,培养学生的思维创新能力,从关注技术转变为通过应用技术来促进学生全面成长,从而真正实现数字化转型背景下的人机融合。

数字技术正不断驱动着社会的数字化转型,其结果必将导致教育系统的全方位变革。高等教育的数字化转型既是适应我国社会发展的时代要求,也是打造教育强国、建设高质量高等教育体系的应然选择。而诸如ChatGPT等生成式人工智能产品的出现,无疑会成为高等教育数字化转型的动力,丰富高等教育数字化转型的路径。在数字化转型的背景之下,数字技术正广泛应用于高校的教、学、研、管、评等各个方面,推动着高等教育机构的结构性变革。然而,我国高等教育数字化转型目前正处于初级阶段,还并未实现技术与教育的完美融合。在高等教育数字化转型的未来探索中,我们要深入研究高等教育数字化转型的理论与推进机制,探明其背后的价值理念与实践逻辑,不断促进技术环境之下人与机器的深度融合。

本文系教育部人文社会科学重点研究基地重大项目“教育数字化转型战略的国际比较与中国行动研究”的阶段性研究成果

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(作者单位:北京师范大学国际与比较教育研究院)

[责任编辑:于 洋]

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