于剛 賈志娟

摘要：以ChatGPT為代表的新一代生成式人工智能為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)提供了更強(qiáng)大的智能支持。ChatGPT在個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能輔導(dǎo)、語言學(xué)習(xí)和編程學(xué)習(xí)等典型應(yīng)用方面的作用明顯。ChatGPT有望為學(xué)生提供個(gè)性化、實(shí)時(shí)和豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并推動(dòng)學(xué)生在編程學(xué)習(xí)和其他學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：ChatGPT；輔助教學(xué)；人工智能

引言

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一種新興的教學(xué)手段，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法與多媒體和網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，為學(xué)生創(chuàng)造更智能化和現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)環(huán)境。傳統(tǒng)人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中存在問題和不足，因?yàn)榧夹g(shù)不成熟且經(jīng)驗(yàn)不充分[1]。然而，新一代語言模型如ChatGPT的出現(xiàn)帶來了革命性的變化。ChatGPT在生成連貫、系統(tǒng)化，以及信息豐富的回應(yīng)方面表現(xiàn)出色，因此受到全球廣泛關(guān)注[2]。

ChatGPT的生成能力和理解能力為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)提供了很強(qiáng)的智能支持，促進(jìn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)、師生互動(dòng)和學(xué)習(xí)動(dòng)力。ChatGPT具備開放包容的特性，能夠根據(jù)不同學(xué)科和課程進(jìn)行定制化教學(xué)，并提供有序的教學(xué)策略。ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用為教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)體驗(yàn)帶來了新的革命性變化，拓展了其潛力。

1. 傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的現(xiàn)狀和困境

1.1 缺少開放包容的特性

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中可能缺乏開放包容的特性。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的人工智能系統(tǒng)往往基于預(yù)先定義的規(guī)則和模式，缺乏靈活性和適應(yīng)性，無法充分滿足不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。因此，在實(shí)現(xiàn)開放包容性方面，傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)存在局限性。

1.2 缺少人機(jī)交互的能力

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在人機(jī)交互能力方面也存在困境。傳統(tǒng)人工智能系統(tǒng)通常是基于靜態(tài)的輸入和輸出模式，缺乏與學(xué)生的實(shí)時(shí)交互和動(dòng)態(tài)調(diào)整的能力。這限制了學(xué)生與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的有效溝通和個(gè)性化指導(dǎo)，無法提供實(shí)時(shí)反饋和互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

1.3 缺少課程教學(xué)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在課程教學(xué)特點(diǎn)方面也存在挑戰(zhàn)。不同學(xué)科和課程具有獨(dú)特的教學(xué)特點(diǎn)和需求，但傳統(tǒng)的人工智能系統(tǒng)往往缺乏針對(duì)特定課程的定制化教學(xué)策略和資源。這導(dǎo)致計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)無法充分融入各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容和方法。

1.4 缺少師生互動(dòng)的樂趣

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中可能缺乏師生互動(dòng)的樂趣。傳統(tǒng)人工智能系統(tǒng)往往將教學(xué)過程過度機(jī)械化和自動(dòng)化，缺乏與教師和同伴的真實(shí)互動(dòng)和討論的體驗(yàn)。這可能導(dǎo)致學(xué)生失去與教師和同伴互動(dòng)的樂趣和動(dòng)力，影響到學(xué)習(xí)效果和參與度。

1.5 缺少有序的教學(xué)策略

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在有序的教學(xué)策略方面存在不足。傳統(tǒng)人工智能系統(tǒng)往往缺乏對(duì)學(xué)習(xí)過程的整體規(guī)劃和管理能力，無法提供有序的教學(xué)策略和學(xué)習(xí)路徑。這可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程的混亂和不連貫，影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和體驗(yàn)。

1.6 缺少靈活的智能性能

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)在智能性能方面也存在限制。傳統(tǒng)人工智能系統(tǒng)往往依賴于預(yù)先定義的規(guī)則和模式，無法靈活地適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和變化的教學(xué)環(huán)境。這限制了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)提供個(gè)性化和靈活的學(xué)習(xí)支持和指導(dǎo)的能力。

2. ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的典型應(yīng)用

2.1 個(gè)性化學(xué)習(xí)

差異化、個(gè)體化以及個(gè)性化的學(xué)習(xí)一直是人類教育追求的理想和最終目標(biāo)。實(shí)施以學(xué)習(xí)者為中心的教育模式，是全球各類教育組織長(zhǎng)期以來的努力方向。ChatGPT可以為學(xué)生提供更個(gè)性化和互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，改進(jìn)教學(xué)模型和評(píng)價(jià)方式，使教育變得更有趣[3]。借助ChatGPT豐富的認(rèn)知能力和高度的適應(yīng)性，教師可以更深入地理解每個(gè)學(xué)生，滿足他們的個(gè)性化需求，并為他們量身打造學(xué)習(xí)方式。教師能夠根據(jù)學(xué)生的進(jìn)展、偏好和學(xué)習(xí)方式，動(dòng)態(tài)地調(diào)整教學(xué)節(jié)奏、教材和方法，從而創(chuàng)造出一個(gè)更為愉快且有效的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)，利用ChatGPT的全面學(xué)習(xí)能力，可以輔助不同領(lǐng)域和專業(yè)的學(xué)生自主進(jìn)行跨學(xué)科的探究性學(xué)習(xí)。被歷代教育家所推崇，并作為教育原則的“因材施教”，也就是個(gè)性化教育，將有可能被真正地實(shí)施和實(shí)踐。

2.2 智能輔導(dǎo)

教師、家長(zhǎng)和ChatGPT作為學(xué)生學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)角色，在教育領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。教師擁有專業(yè)的知識(shí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能夠提供針對(duì)學(xué)生個(gè)性化需求的指導(dǎo)和支持。他們通過課堂教學(xué)、課后輔導(dǎo)等形式，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)和合作，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)術(shù)發(fā)展。然而，教師資源有限，無法滿足每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化需求。家長(zhǎng)作為學(xué)生的監(jiān)護(hù)人，能夠提供學(xué)習(xí)支持和鼓勵(lì)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。然而，家長(zhǎng)可能缺乏專業(yè)知識(shí)，無法提供專業(yè)的指導(dǎo)，且存在過度干預(yù)的風(fēng)險(xiǎn)。

與傳統(tǒng)角色相比，ChatGPT作為一種先進(jìn)的語言模型，在個(gè)性化學(xué)習(xí)方面具有潛力。它可以提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持和指導(dǎo)，隨時(shí)解答學(xué)生的問題，提供學(xué)習(xí)資源和答疑解惑。ChatGPT作為一種虛擬助教，能夠在任何時(shí)間提供即時(shí)的學(xué)習(xí)支持，以多種方式輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，包括提供導(dǎo)師輔導(dǎo)、反饋、解釋復(fù)雜的概念，并提供定制化的學(xué)習(xí)任務(wù)等。其“隨需而至”的輔助方式能夠在學(xué)生需要幫助的時(shí)候提供及時(shí)支持，從而提高學(xué)習(xí)效率和效果。通過個(gè)性化的對(duì)話和互動(dòng)，ChatGPT能夠提供定制化的學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生解決問題，深化理解，使學(xué)習(xí)變得更有趣、更有效。此外，ChatGPT可以簡(jiǎn)明扼要地解釋復(fù)雜的概念，提供各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的概述。學(xué)生可以向ChatGPT提出問題，它能夠用易于理解的方式提供解答。然而需要注意的是，ChatGPT的局限性在于缺乏情感互動(dòng)和人際交流，對(duì)復(fù)雜問題的解釋可能不夠準(zhǔn)確或完整，學(xué)生不能養(yǎng)成對(duì)ChatGPT的依賴[4]。

2.3 語言學(xué)習(xí)

ChatGPT作為一種強(qiáng)大的語言模型，具備成為語言學(xué)習(xí)的有益伙伴的潛力。語言學(xué)習(xí)是一個(gè)互動(dòng)和實(shí)踐的過程，而ChatGPT通過提供實(shí)時(shí)的語言交流和練習(xí)機(jī)會(huì)，能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供寶貴的語言學(xué)習(xí)資源。通過與ChatGPT進(jìn)行對(duì)話交流，學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行口語練習(xí)、語法糾正、詞匯擴(kuò)充等，從而提高他們的語言表達(dá)能力。通過與ChatGPT進(jìn)行對(duì)話交流，學(xué)習(xí)者可以在一個(gè)低壓和無人評(píng)判的環(huán)境中練習(xí)語言，提高口語流利度和自信心。此外，ChatGPT還能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的水平和興趣，個(gè)性化推薦相關(guān)學(xué)習(xí)資料和文化知識(shí)，幫助學(xué)習(xí)者深入了解目標(biāo)語言和文化背景。ChatGPT作為語言學(xué)習(xí)的伙伴，為學(xué)習(xí)者提供了方便、實(shí)時(shí)和個(gè)性化的語言學(xué)習(xí)體驗(yàn)，推動(dòng)語言能力的提升和交際能力的發(fā)展。盡管ChatGPT的應(yīng)用還存在一些限制，例如對(duì)話的真實(shí)性和語境的準(zhǔn)確性，但隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)，ChatGPT有望在語言學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

2.4 編程學(xué)習(xí)

ChatGPT作為一種先進(jìn)的語言模型，在編程學(xué)習(xí)中具有廣泛的應(yīng)用潛力。編程學(xué)習(xí)是一個(gè)動(dòng)手實(shí)踐和不斷探索的過程，而ChatGPT可以作為學(xué)習(xí)者的有益伙伴，提供即時(shí)的編程交流和指導(dǎo)。通過與ChatGPT進(jìn)行對(duì)話，學(xué)習(xí)者可以提出編程問題、請(qǐng)求代碼示例，甚至進(jìn)行代碼審查和調(diào)試。ChatGPT能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的問題提供詳細(xì)解釋、算法思路和編程技巧，幫助他們解決難題和理解復(fù)雜概念。此外，ChatGPT還可以在編寫測(cè)試用例和提供優(yōu)化代碼風(fēng)格方面提供幫助，為學(xué)習(xí)者提供編程資源、學(xué)習(xí)路線和項(xiàng)目建議，幫助他們規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑和提升編程能力。雖然ChatGPT在編程學(xué)習(xí)中的應(yīng)用存在一些局限性，例如，ChatGPT可能會(huì)產(chǎn)生不正確甚至是虛假的信息，對(duì)于特定領(lǐng)域和語言的專業(yè)性支持仍有待提高，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和改進(jìn)，ChatGPT有望成為編程學(xué)習(xí)中強(qiáng)有力的輔助工具?？偟膩碚f，ChatGPT作為編程學(xué)習(xí)的伙伴，為學(xué)習(xí)者提供了便捷、實(shí)時(shí)和個(gè)性化的編程學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)他們?cè)诰幊填I(lǐng)域的理解和技能的提升。

3. ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景

ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景豐富多樣。它可以提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持，自適應(yīng)教學(xué)和問題解答輔導(dǎo)。通過自動(dòng)作業(yè)批改和反饋，它提供即時(shí)的評(píng)估和改進(jìn)建議，能夠根據(jù)學(xué)生的水平和需求個(gè)性化組卷和推送習(xí)題，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的練習(xí)。通過智能閱卷和評(píng)估，它提供快速的評(píng)分和反饋。通過學(xué)情分析和學(xué)生管理，ChatGPT幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和弱勢(shì)領(lǐng)域，能進(jìn)行教學(xué)評(píng)估與優(yōu)化，為教師提供反饋和建議；能提供學(xué)習(xí)情感支持、學(xué)習(xí)監(jiān)督和跟蹤，幫助學(xué)生保持學(xué)習(xí)動(dòng)力和積極情緒。這些場(chǎng)景使得ChatGPT成為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中強(qiáng)大的工具，為學(xué)生和教師提供了更個(gè)性化、智能化和互動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境和支持，推動(dòng)了教育的創(chuàng)新和發(fā)展。ChatGPT技術(shù)已實(shí)現(xiàn)的相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景主要有以下幾方面。

（1）個(gè)性化教案：ChatGPT根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和興趣，生成個(gè)性化的教學(xué)計(jì)劃和教案，包括授課計(jì)劃、課堂練習(xí)、作業(yè)布置等，提供定制化的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)活動(dòng)建議。

（2）本地化教研：ChatGPT結(jié)合本地教育背景和教學(xué)實(shí)踐，分析數(shù)據(jù)并為教師提供全方位的個(gè)性化教研建議，高效匹配當(dāng)?shù)亟滩陌姹?、教學(xué)側(cè)重點(diǎn)以及考點(diǎn)等。

（3）習(xí)題推送：ChatGPT根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和知識(shí)點(diǎn)掌握情況，智能推送符合學(xué)生水平的習(xí)題和練習(xí)材料，提供有針對(duì)性的練習(xí)和鞏固。

（4）作業(yè)批改：學(xué)生提交作業(yè)后，ChatGPT可以自動(dòng)批改作業(yè)并給出評(píng)分和詳細(xì)反饋，幫助學(xué)生了解錯(cuò)誤和提供改進(jìn)建議，為每個(gè)學(xué)生提供精準(zhǔn)“查缺補(bǔ)漏”。

（5）問題答疑：學(xué)生通過與ChatGPT對(duì)話，提出問題并獲得詳細(xì)答案、解釋和示范，幫助學(xué)生解決疑問和加深理解。

（6）個(gè)性化組卷：ChatGPT根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和能力需求，智能組卷生成個(gè)性化的試卷和考試題目，為教師提供滿足不同班級(jí)學(xué)情的考試題目。

（7）智能閱卷：ChatGPT可以對(duì)學(xué)生的答卷進(jìn)行智能閱卷，識(shí)別和評(píng)估答案的準(zhǔn)確性和完整性，匯總班級(jí)考試結(jié)果。

（8）考情分析：ChatGPT分析學(xué)生的考試成績(jī)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，生成考情分析報(bào)告和趨勢(shì)分析，并匯總為錯(cuò)因歸集，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和弱勢(shì)領(lǐng)域。

（9）教學(xué)評(píng)估：ChatGPT結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，提供教學(xué)評(píng)估和反饋，構(gòu)建全覆蓋并快速反饋的課堂質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，提供全面、客觀、科學(xué)的課堂評(píng)估報(bào)告。

（10）學(xué)情管理：ChatGPT跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為，識(shí)別學(xué)生課堂動(dòng)作、表情、語言、師生互動(dòng)等信息，生成統(tǒng)計(jì)與分析報(bào)告，提供學(xué)情分析和個(gè)性化發(fā)展建議。

4. ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的發(fā)展前景展望

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和ChatGPT模型的不斷演進(jìn)，它在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的發(fā)展前景非常廣闊。通過不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，ChatGPT有望成為學(xué)生的智能學(xué)習(xí)伙伴，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持、跨學(xué)科的知識(shí)輔助和情感心理的支持，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和體驗(yàn)。

4.1 智能化學(xué)習(xí)伙伴

隨著ChatGPT模型的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，它可以更準(zhǔn)確地理解學(xué)生的問題，并提供更精確、個(gè)性化的答案和指導(dǎo)。未來的ChatGPT可以成為學(xué)生的智能學(xué)習(xí)伙伴，通過與學(xué)生的互動(dòng)來提供定制化的學(xué)習(xí)支持和反饋。

4.2 自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑

ChatGPT可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力水平，為他們提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路線和推薦資源。未來的ChatGPT可以基于學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史和表現(xiàn)，自動(dòng)調(diào)整學(xué)習(xí)路徑，幫助學(xué)生更高效地學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。

4.3 跨學(xué)科知識(shí)輔助

ChatGPT可以整合多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，為學(xué)生提供跨學(xué)科的學(xué)習(xí)支持。未來的ChatGPT可以更好地理解不同學(xué)科的關(guān)聯(lián)性，提供綜合性的問題解答和知識(shí)鏈接，幫助學(xué)生建立跨學(xué)科的思維和應(yīng)用能力[5]。

4.4 情感支持與心理輔導(dǎo)

ChatGPT可以通過對(duì)話和語言分析，識(shí)別學(xué)生的情感狀態(tài)和學(xué)習(xí)困難，并提供相應(yīng)的情感支持和心理輔導(dǎo)。未來的ChatGPT可以在學(xué)習(xí)過程中關(guān)注學(xué)生的情感需求，幫助他們建立積極的學(xué)習(xí)心態(tài)和解決心理障礙。

4.5 多模態(tài)學(xué)習(xí)體驗(yàn)

隨著技術(shù)的發(fā)展，ChatGPT可以與其他技術(shù)（如虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等）結(jié)合，為學(xué)生提供更豐富的多模態(tài)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。未來的ChatGPT可以通過視覺、聽覺等多種方式與學(xué)生進(jìn)行交互，提供更具沉浸感和互動(dòng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

4.6 群體學(xué)習(xí)與協(xié)作

ChatGPT可以支持群體學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，在多個(gè)學(xué)生之間進(jìn)行交流和協(xié)作。未來的ChatGPT可以促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)和知識(shí)共享，鼓勵(lì)合作學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。

結(jié)語

ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用展示出了巨大的潛力和前景。作為一種先進(jìn)的語言模型，它可以作為學(xué)生的智能學(xué)習(xí)伙伴，提供即時(shí)的編程交流和指導(dǎo)。ChatGPT可以回答學(xué)生的問題、解釋概念、提供編程示例和資源，幫助學(xué)生解決難題和深化理解。它還可以生成測(cè)試用例、優(yōu)化代碼風(fēng)格，提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持和自適應(yīng)教學(xué)。然而，ChatGPT的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)，如語義理解、上下文處理和專業(yè)性支持的提升。未來的研究可以集中在改進(jìn)模型的語義理解和生成能力、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)和情感分析、探索多模態(tài)學(xué)習(xí)和社交學(xué)習(xí)等方向。此外，跨領(lǐng)域知識(shí)擴(kuò)展和代碼生成等領(lǐng)域也值得深入研究。通過豐富數(shù)據(jù)集、改進(jìn)模型架構(gòu)和訓(xùn)練技術(shù)，并結(jié)合用戶反饋進(jìn)行迭代改進(jìn)，可以進(jìn)一步提高ChatGPT在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用效果。

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作者簡(jiǎn)介：于剛，碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用；賈志娟，碩士研究生，教授，研究方向：信息安全，計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（編號(hào)：2021SJGLX579）；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目計(jì)劃（編號(hào)：23B520010）；鄭州師范學(xué)院本科教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：JXGGZD-001211570）；鄭州師范學(xué)院青年骨干教師項(xiàng)目（編號(hào)：QNGG-20852）。