利用人工智能赋能教育现代化建设——以ChatGPT为例

张 新

（白城师范学院物理与电子信息学院，吉林 白城 137000）

0 引言

人工智能泛指由人制造出来的可以表现出智能的机器.通常人工智能是指通过计算机程序来呈现人类智能的技术［1］.人工智能的研究具有高度技术性和专业性，涉及范围极广.ChatGPT 是由人工智能研究实验室OpenAI 在2022 年11 月30 日发布的全新聊天机器人模型［2］.它通过学习和理解人类的语言进行对话，甚至能完成撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务.2023 年2 月，欧盟发表评论，ChatGPT这类人工智能技术可能为商业和民生带来巨大的机遇，同时也伴随着风险，因此欧盟正在考虑设立规章制度，规范其使用，确保向用户提供高质量、有价值的信息和数据［3］.百年大计，教育为本.加快教育现代化，需要把握好以下几方面：教育现代化是要为国家现代化提供支撑和引领，教育现代化的核心是围绕人的全面发展来展开，教育现代化应与社会现代化同频共振，教育现代化要善于从细节入手［4］.ChatGPT作为一种基于人工智能技术，并且具有强大自然语言处理能力的聊天机器人系统，在教育领域中应用广泛.它通过自然语言处理技术和深度学习算法实现了人机交互式智能交流，为教育领域注入了新鲜血液，推动了教育+人工智能的新发展.

1 人工智能技术在教育中的应用现状

1.1 人工智能技术在教学中的应用

利用人工智能技术获取并分析学生学习表现数据，并据此推断出学生潜在的学习风格，定制个性化课程.智慧化的学习平台能全面、精准记录全班学生的学习状态和效果，快速、准确地帮助教师分析各个环节的优劣，及时、有效地调整教学策略，助力教师实现分层教学和精准教学.基于AI 生成文本的语言模型，能够生成高质量的知识点资源，满足教师授课需求.此外，人工智能技术能够实现学生作业自动化批改、评分等，帮助教师快捷、准确地了解学生的学习情况.

1.2 人工智能技术在学生学习中的应用

人工智能技术为学生提供更加便捷、高效和可信赖的学习资源和平台.智能系统为学生创造智慧学习环境，推送个性化的学习资源，提供全面的学习支持服务.在线教育领域，人工智能技术可以根据学生个性化特征和需求推荐课程内容和资源；线下教育领域，人工智能技术通过语音交互软件增加课堂的互动性.基于网络的分布式智能学习系统可以使不同地区的学生在虚拟环境中共同学习，充分利用网络资源，发挥学习者的主动性，提升学习效果.基于机器学习和自然语言处理技术的智能辅导系统，可以根据学生的学习情况、能力和兴趣等个性化信息定制教育内容，并提供针对性的反馈和建议.智能作业系统可以根据学生答题情况动态调整题目难度和类型，主动适应学生的学业水平，满足学生的学习需求.

在线互动工具是学生广泛应用的人工智能技术.基于聊天机器人或语音交互软件的在线问答系统使学生与机器人互动交流，获得实时反馈.聊天机器人还可以模拟真实测试环境，并依据测试结果给出后续指导.在线字典、知识图谱等为学生提供了广阔而快捷的知识获取渠道.学生利用人工智能技术可以实现学习资源自动分类、自动推荐和服务建议.

1.3 人工智能技术在课程资源中的应用

1.3.1 课程资源制作的智能化

通过人工智能算法，能够快速生成高质量的教学课件，减轻教师负担.智能化课件极大地提升知识的趣味性和互动性，更容易吸引学生们的注意力.TOME.app，Gamma.app，ChatPPT 是三款人工智能驱动的演示文稿制作工具，可以帮助用户自动设计更精美的演示文稿.人工智能的教育应用使课程资源的内容更加丰富，进而促进教学的整体优化.例如，Z+Z 智能教学系统、智能导师系统、智能自适应学习系统及机器人DIY 等课程资源在教育中的应用，充分考虑学习者的个体差异，协助教师进行因材施教，优化和创新教学方式.

1.3.2 课程资源均衡化

基于大数据、云计算等新技术，人工智能可以收集、整合并分析全球范围内各类教育资源，并为用户提供符合其需求的定制化服务.在资源优选过程中采用人工智能辅助筛选，提高资源获取的效率和质量.在课程资源的均衡化方面，人工智能可以解决线上教学中师生不能有效互动和教师不了解学情的问题.目前，我国已启动“智能教育扶贫扶智”公益行动，中国语言智能研究中心、中国人工智能学会、IN 课堂、爱家校、京师妙笔等联手向贵州、广西、甘肃、宁夏等地捐赠系列智能教育产品，让更多孩子享受到科技带来的智慧成果，推进优质课程资源均衡发展［5］.

1.4 人工智能技术在教学评价中的应用

1.4.1 个性化评估及实时监控

通过人工智能算法，可以根据不同学生的特点和需求进行个性化评估，从而获取更加准确、全面的评价结果，既可以为教师提供更具有参考性和针对性的数据支持，也为学生提供更加全面、客观的成绩评价.通过人工智能算法，可以对学生在课堂上的表现进行实时监控，并及时反馈.实时监控不仅为教师评价提供及时、准确的数据支持，也可以激发学生的自我认知和学习动力.

1.4.2 自动化评分及多元化评价

通过人工智能算法，可以实现对作业、考试等评分工作自动化处理，减轻教师负担，提高评分的准确性和客观性.通过人工智能算法，利用多种技术手段进行综合评价.例如，利用语音识别、面部识别、写作语言模式分析等手段，为教育教学提供全方位、立体式的评价结果.人工智能可以分析和评估学生的表现，并据此为教师提供针对性建议和改进方案.同时，在考试系统中引入适当的自适应题目选择机制，充分发挥人工智能优势，进一步提高考试量化结果的准确性.

2 ChatGPT在教育现代化建设中的应用

ChatGPT 在智慧教学平台资源建设方面，是建设全学科、全学段、全教学环节的特色区域资源库，能够有效实现教师之间的资源共享，同步打造跨区域、多学科教师智能研修平台.加强主动学习路径建设，教师可以独立、自主选择学习工具和学习资源，甚至自定学习步调、学习目标和学习任务，提高其信息获取及利用能力，助力教师加速成长.基于ChatGPT 的智慧评价、智能作业、智慧双师和智能备课等功能，构建了ChatGPT赋能教育模型，如图1所示.

图1 ChatGPT赋能教育模型

2.1 应用ChatGPT实现数字画像，再造智慧评价

教育评价一直是教育改革中的难点问题，2020年中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，提到“要充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性”［6］.数字画像是通过数字方式记录、反映和展示个体的多维信息，如学习能力、认知风格、兴趣爱好等［7］.充分运用人工智能技术推动教育评价改革，借助数字画像，ChatGPT可以在智慧评价中发挥重要作用.

2.1.1 应用ChatGPT实现学生画像

ChatGPT 可以实现数字画像，对学生进行全方位的自适应性评价.与传统的标准化考试相比，基于数字画像的评价更能够捕捉到学生的真实学习情况.ChatGPT 可以借助数字画像分析学生成绩、测验数据以及作业表现等多维度数据，据此为每位学生提供高效精准的评价.同时，ChatGPT 还能够依据个体差异性特征，针对不同学生制定个性化的智慧评价方案.学生将课前、课中、课后所有数据上传到ChatGPT 平台，成为过程性评价的重要数据，平台生成个性化数据雷达报表，精准反馈学生知识掌握情况，多维度呈现每个学生、班级、年级的学科素养数据，形成“数据画像”，为期末学习质量评价提供数据支持，学生学业总评有据可依，有迹可循.人工智能的智慧评价不仅能以“会提问、敢质疑、自主学、共探究、善表达”五个维度为学生进行智育画像，还可以实现“五育融合”的学生画像，促进学生全面发展.例如，从德育核心素养、学校常规表现、品德习惯等方面为学生进行德育画像；智能体测汇流学生体育质量综合测评数据，为学生进行体育画像；结合学生社会实践核心素养，以及参与学校、家庭、社会劳动的情况为学生进行劳育画像等.基于ChatGPT 的数据驱动评价变革，促进学生全面发展和个性化成长，利用大数据、人工智能创新评价工具，实施多维度综合性数据评价；开展无感式、伴随式数据采集，实现全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价.

2.1.2 应用ChatGPT实现教师画像

在智慧评价中引入ChatGPT平台实现教师数字画像，每一堂课自动打开课堂录制并上传平台.在平台上，教师通过“上传课例、数据评量、切片诊断、持续改进”流程进行自主磨课，每一位教师犹如有了专属“AI教练”.通过智能算法为教师提供具有数据实证的教学行为特征分析报告，让教师快速了解自己的教学水平.除了“自主练”，还可以“协同研”.学校教研活动也可以基于ChatGPT 开展，借助ChatGPT 平台对他人课堂教学进行可视化学习，根据智能分析的重点片段系统观课议课.教师在研修过程中的表现，同样会被数据化记录，与课堂教学表现等其他记录形成多维度数据画像，提升教师内驱力.利用Chat-GPT开展数字画像，通过跟踪、分析和运用学生的多维数字信息，使教师能够更好地了解个体差异，并在课程设计、教材编写以及其他方面积极干预.有了ChatGPT 技术教师根据大数据记录的学生特点，可以为学生提供高质量的反馈、建议以及推荐个性化学习资源.

2.1.3 应用ChatGPT实现学校画像

利用ChatGPT技术实现学校画像，把数字化管理做到极致.全方位的数字化评价为实现绩效考核向教学一线倾斜提供直观的数据支撑，有力推动教育评价改革.利用ChatGPT技术将教育教学的方方面面纳入数据实证.通过大数据支持，学校将智能终端设备作为“驾驶舱”，一手智慧教学，一手智慧管理，实现学校智能巡航.

2.2 应用ChatGPT助力精准教、个性学，布置智慧作业

2.2.1 确立靶向，个性作业

“双减”背景下，怎样布置分层、弹性、个性化作业是摆在教师面前的必答题，通过ChatGPT的智慧作业系统，针对作业形成每个学生独特的知识图谱画像，推送个性化的补充作业，举一反三拓展练习，并支持学生查看错题讲解.ChatGPT 的智慧作业系统还针对日常错题为学生设置“周周清”“月月清”的个性化错题集，真正实现靶向作业.目前识别的利用ChatGPT智慧作业平台批改作业速度在1秒以内，题目覆盖率85%以上，批改准确率在99.9%以上，说明ChatGPT 已跨过技术临界点，基本满足校内教师的应用需求.利用ChatGPT智慧作业平台，以作业为突破口，引入数字技术，为教师学生减负，提升精准教学效率.

2.2.2 以学定教，精准“滴灌”

课前，教师利用ChatGPT平台快速查看前一天采集的学情数据报告，全面了解学生的知识点掌握情况.点击错误作答的作业采集切片，浏览学生真实作答情况.借助平台的分析报告，共性错题集中重点讲解，个性错题单独辅导，授课效率和效果都得到提升.利用ChatGPT 平台构建新型交互式学习环境，教师可以即时得到学生学情反馈数据，数据再反哺教师备课、授课，实现基于大数据的精准教学.通过ChatGPT智慧作业平台帮助学校更加全面、精准地了解学生，对学生准确画像，发现学生的特点和潜能.评价更准确，也更易于激发学生潜力.目前，ChatGPT 智慧作业平台正在完善人工智能辅助批改设备系统、优化学情数据分析系统以及多角色学情应用体系，以便更好地辅助教研教学.ChatGPT 智慧作业平台要实现大规模常态化应用，还需持续提升校园网络基础设施水平，避免出现卡顿、作业无法及时上传现象.

2.3 应用ChatGPT打造智慧双师，推进课堂教学提质增效

2.3.1 为学生提供个性化、高效的教育服务

由于ChatGPT能够对话并理解学生所表达的问题，它可以根据学生的具体情况，实现精准度最高的个性化教育服务.ChatGPT 还可以根据学生反馈及时调整课程内容和难度.ChatGPT 可以为教师提供更加详细和全面的数据分析，例如学生的答题情况、阅读情况等，及时发现学生存在的问题，并通过ChatGPT的个性化教育来解决.基于ChatGPT 智慧双师系统中，AI授课教师讲授知识、发起学习指令，带领学生参与讨论、动手练习；教室里的线下教师配合，做好辅助教学.加上配备3D打印的随材学具，为线下教师大大减负.

2.3.2 助力学生开展自适应学习

ChatGPT推出智慧双师系统，智慧双师即本校授课教师与AI授课教师.智慧双师系统可以随时随地提供个性化教育服务，支持学生自适应学习.通过AI 授课教师视频授课，本校教师组织课堂，协力开展课堂教学.在“双师”带领下，学生走进围棋、戏剧、建筑、恐龙的世界，边看边学、互动实操，还能与同学用大屏PK 学习成果.通过与线上、线下教师互动，配以3D 动画增强代入感，使学生“身临现场”.这种模式极大地丰富了课堂教学及课后服务内容，把优质教育资源带进校园，AI授课教师讲解专业知识，本校教师负责组织协助，解决师资欠缺、专业能力不足，尤其是科技教师匮乏的难题.

2.4 应用ChatGPT智能备课研修，赋能教师成长

2.4.1 教师备课研修智能化

教师是教育发展的第一资源，教师发展数字化转型是教育现代化建设的关键之举.利用ChatGPT的教研平台，不仅实现跨区域、多学科教师智能研修，还融合多种信息技术手段，有效实现教师自主选学、精准教研、资源共享、考核评价，助力建设高素质专业化创新型教师队伍和教师专业发展.ChatGPT 的教研平台中，课件、试卷、教学设计、视频等教学素材应有尽有.教师可以迅速查找资源，一键加入备课本，课上直接使用，节省教研时间，提高工作效率.

2.4.2 教师教学素养提升

ChatGPT 的教研平台发挥了教师能力发展加速器的功能.借助ChatGPT 的教研平台，开展教师线上研修暨专家讲堂活动，引导教师全面了解人工智能及教育数字化应用现状与发展趋势，培养教师信息素养，增强其信息化教学能力.跨校线上教研使教师们在课前备课、情境创设、课件应用、板书、作业设计等方面进行研讨交流，取长补短；通过分享课件、设计多样化的实践作业等方式，共同提高授课质量.线上集体教研打破了时间、空间、人数的限制，能够有效助力教师专业发展.

3 结语

ChatGPT 是一种基于AI 和自然语言处理技术的智能对话平台，可以在教育领域中发挥重要作用.Richard Culatta 认为在计算机科学和AI技术的帮助下，我们可以将教育转变为更具个性化、更灵活和更现代的体验［8］.ChatGPT 在教育现代化进程中推动了基于AI技术的创新.通过基于对话的个性化学习和智能化辅导系统的实施，ChatGPT 将帮助学生更好地掌握知识和技能，并为教育者提供更多的工具和选项；ChatGPT 通过对话实现个性化学习，并通过智能辅导系统提供适应性强、反应迅速的反馈；Chat-GPT 帮助学生在相关主题上深入了解，并提供针对个人需求的建议.总之，教育现代化需要利用诸如ChatGPT 的人工智能技术的强大功能，实现不同场景的个性化学习，并在个性化评估和学习支持方面提供协助.利用ChatGPT 引领智慧校园，能更好地满足教师和学生的需求，推动全球教育现代化迈向全新的高度.