滕雯迪 曹錦軒 王金鵬 王穎 張?jiān)旅?靳國(guó)鋒

黨的二十大報(bào)告指出，“以中國(guó)式現(xiàn)代化全面推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興”，強(qiáng)調(diào)“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐”。中國(guó)式現(xiàn)代化賦予中國(guó)式教育現(xiàn)代化以新的內(nèi)涵特征、歷史使命與發(fā)展路徑。

食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)是食品專業(yè)的必修課程，主要研究食物、營(yíng)養(yǎng)與個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育及健康的關(guān)系，提高食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法及食物資源的開(kāi)發(fā)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以理解并掌握各營(yíng)養(yǎng)素的生理功能、食物來(lái)源、能量代謝和營(yíng)養(yǎng)素缺乏癥及過(guò)量的疾病防治等基本理論和知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供理論指導(dǎo)。由于本學(xué)科具有很強(qiáng)的科學(xué)性、社會(huì)性和應(yīng)用性，加之網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的沖擊，目前的教學(xué)方式已難以適應(yīng)時(shí)代變化。

2022年11月30日，美國(guó)人工智能研究公司OpenAI發(fā)布基于大型語(yǔ)言模型的智能對(duì)話工具ChatGPT（Chat Generative Pre-trained Transformer）。自發(fā)布以來(lái)，ChatGPT以其強(qiáng)大的人工智能生成內(nèi)容成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)生成式人工智能為食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程教學(xué)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)進(jìn)行了研究，以期為中國(guó)式教育現(xiàn)代化賦能增效。

一、生成式人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀

從1956年麥卡賽等首次提出“人工智能”概念，到其應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)、仿生學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)等一眾學(xué)科，再到深度學(xué)習(xí)（DL）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）、強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RL）等諸多技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能已經(jīng)能夠根據(jù)聊天的上下文進(jìn)行互動(dòng)，像人類一樣聊天交流，甚至能完成文案、翻譯、代碼和論文等任務(wù)。

作為OpenAI研發(fā)核心的GPT架構(gòu)在2018年推出，并作為該系統(tǒng)的基礎(chǔ)。GPT-1是通過(guò)DL技術(shù)，對(duì)從互聯(lián)網(wǎng)上獲得的1.17億個(gè)模型參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，運(yùn)用自注意力機(jī)制來(lái)計(jì)算輸入和輸出之間相互作用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠生成與人類書寫幾乎沒(méi)有區(qū)別的文本。2019年，GPT-2參數(shù)數(shù)量達(dá)到1.5億個(gè)，引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)歸一方法層標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，采用更預(yù)訓(xùn)練技術(shù)，如隨機(jī)掩碼語(yǔ)言模型、下一句預(yù)測(cè)等。2020年發(fā)布的GPT-3，參數(shù)數(shù)量達(dá)到1750億個(gè)，具有更好的“零樣本學(xué)習(xí)能力”，可以執(zhí)行各種涉及自然語(yǔ)言處理的任務(wù)。2021年提出的InstructGPT能通過(guò)預(yù)定義的指令詞匯來(lái)控制生成文本的內(nèi)容和形式。2023年發(fā)布的GPT-4增加了理解圖片能力，回答專業(yè)或?qū)W術(shù)問(wèn)題的準(zhǔn)確性相比前者有了顯著提高。

ChatGPT是一眾人工智能軟件的先行者，它將人工智能引入大眾日常生活，降低了大眾應(yīng)用人工智能的門檻，隨著ChatGPT的成功，更多科技公司也陸續(xù)推出自家人工智能語(yǔ)言模型。同時(shí)，生成式人工智能與搜索引擎的結(jié)合似乎已經(jīng)不可避免，基于搜索引擎為人工智能提供生成結(jié)果證據(jù)展示，以及利用檢索的新知識(shí)擴(kuò)展人工智能的回答邊界，已經(jīng)是可以預(yù)見(jiàn)并正在進(jìn)行的結(jié)合方向。這不僅使大眾更能加方便、容易地獲取所需信息，也會(huì)讓具有傾向性、未經(jīng)科學(xué)驗(yàn)證的觀點(diǎn)得到更廣泛的傳播。

二、ChatGPT類生成式人工智能

對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程教學(xué)的賦能

在生成式人工智能飛速發(fā)展的大背景下，食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式也需要進(jìn)行相應(yīng)的改變。將ChatGPT應(yīng)用于食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程的教學(xué)中，對(duì)培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和綜合能力的復(fù)合應(yīng)用型人才具有深遠(yuǎn)影響。

1.豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容。ChatGPT打破了課堂教學(xué)以及書本教材的局限，拓展了學(xué)生獲取知識(shí)的途徑。不同于傳統(tǒng)查閱書籍、文獻(xiàn)尋找知識(shí)答案的方式，學(xué)生利用ChatGPT智能問(wèn)答、多元解析等功能，便可更輕松、更直接地解決學(xué)習(xí)中的疑惑，更容易接觸多渠道、多類別的學(xué)習(xí)資源，從而形成“不唯上、不唯書、只唯實(shí)”的學(xué)習(xí)邏輯。例如，ChatGPT可以回答學(xué)生關(guān)于營(yíng)養(yǎng)學(xué)、食物成分、飲食需求等方面的問(wèn)題，也可以打破時(shí)空限制，讓學(xué)生隨時(shí)咨詢有關(guān)食品添加劑、超市購(gòu)物技巧、飲食相關(guān)疾病預(yù)防等方面的問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)ChatGPT可以了解不同的信息和觀點(diǎn)，從而對(duì)自己的知識(shí)體系查漏補(bǔ)缺，對(duì)自我偏見(jiàn)進(jìn)行質(zhì)疑和反思，形成富有洞見(jiàn)的獨(dú)到見(jiàn)解。

對(duì)于授課教師而言，ChatGPT可以幫助他們快速檢索跨學(xué)科知識(shí)，提供高度精準(zhǔn)、簡(jiǎn)練的信息綜述，大幅縮短教師學(xué)習(xí)跨學(xué)科知識(shí)所需的時(shí)間。同時(shí)，ChatGPT也為教師追蹤不同學(xué)科的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解最前沿的學(xué)科專業(yè)知識(shí)提供了便利條件。

2.提供個(gè)性化膳食調(diào)配與評(píng)估。食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)后，需要具備能夠獨(dú)立完成營(yíng)養(yǎng)配餐的能力。為了提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，教師可以設(shè)置一項(xiàng)任務(wù)——讓ChatGPT根據(jù)學(xué)生提供的信息，如年齡、性別、身體狀況和活動(dòng)水平等，生成個(gè)性化的飲食計(jì)劃，并給出與營(yíng)養(yǎng)相關(guān)的建議和提示，然后讓學(xué)生評(píng)價(jià)該營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃，指出其科學(xué)性和不完善、不合理之處。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教師還可以要求學(xué)生為營(yíng)養(yǎng)配餐公司設(shè)計(jì)不同性別、不同人群所需的營(yíng)養(yǎng)餐，并在ChatGPT的輔助下，提高營(yíng)養(yǎng)餐的科學(xué)性。通過(guò)參加各種各樣的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生會(huì)不斷增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)意識(shí)，加深自己的營(yíng)養(yǎng)知識(shí)，提高自身的綜合能力。

3.促進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)與輔導(dǎo)。由于不同學(xué)生的學(xué)業(yè)基礎(chǔ)和接受程度存在差異，大課堂教育很難滿足每位學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，精準(zhǔn)教育的推廣勢(shì)在必行。精準(zhǔn)教學(xué)更強(qiáng)調(diào)“個(gè)體意識(shí)”，主要表現(xiàn)為需求的個(gè)性化、過(guò)程數(shù)據(jù)化、決策循證化。ChatGPT基于大數(shù)據(jù)預(yù)訓(xùn)練模型處理、即時(shí)對(duì)話模式反饋信息，可以為教師提供對(duì)癥下藥的“藥方”，以促進(jìn)教學(xué)與教研精準(zhǔn)銜接。例如，在講解某種營(yíng)養(yǎng)素時(shí)，教師可以通過(guò)與ChatGPT進(jìn)行對(duì)話，逐步引導(dǎo)學(xué)生深入了解該營(yíng)養(yǎng)素的概念、功能、食物來(lái)源以及應(yīng)用場(chǎng)景。在此過(guò)程中，當(dāng)一些學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生疑問(wèn)或新想法時(shí)，ChatGPT可以隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行交互，幫助其解決疑惑，同時(shí)拓展創(chuàng)新思維，深化對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域的理解，增加學(xué)生的課堂參與度。另外，ChatGPT還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的精準(zhǔn)分析、學(xué)習(xí)需求的個(gè)性化診斷、學(xué)習(xí)活動(dòng)的精準(zhǔn)適配，根據(jù)學(xué)生的個(gè)人需求與學(xué)習(xí)進(jìn)展，為其提供有針對(duì)性的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，幫助學(xué)生按照自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)，從而更好地理解吸收知識(shí)，提升學(xué)習(xí)效率。

三、 ChatGPT類生成式人工智能

在食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程教學(xué)中的挑戰(zhàn)

盡管將ChatGPT應(yīng)用于食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程中可以收到一些意想不到的效果，但其仍存在回答準(zhǔn)確性、可靠性不高，傾向性較明顯及學(xué)術(shù)誠(chéng)信等問(wèn)題，更嚴(yán)重的是隱私和數(shù)據(jù)存在安全隱患，甚至面臨法律和知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

1.信息傳輸不準(zhǔn)確，知識(shí)水平受限制。盡管ChatGPT像傳統(tǒng)的搜索引擎一樣可以快速提供大量、豐富的學(xué)習(xí)信息，但信息的準(zhǔn)確性還無(wú)法保證。搜索引擎是基于真實(shí)數(shù)據(jù)給出答案，ChatGPT本質(zhì)上是一個(gè)生成式模型，通過(guò)概率持續(xù)生成后續(xù)的文本，無(wú)法保證其真實(shí)性和準(zhǔn)確性。正因如此，有時(shí)ChatGPT對(duì)同一個(gè)問(wèn)題的回答會(huì)出現(xiàn)自相矛盾的情況。研究發(fā)現(xiàn)，ChatGPT應(yīng)用在高等教育領(lǐng)域主要存在11類錯(cuò)誤，包括推理、事實(shí)錯(cuò)誤、數(shù)學(xué)、編碼、偏見(jiàn)等。ChatGPT對(duì)于某些專業(yè)性強(qiáng)或者是深度更深的課程或問(wèn)題，相應(yīng)的公開(kāi)資料和數(shù)據(jù)可能是有限的，從而在某種程度上限制了ChatGPT回答的可信度。因此，教師應(yīng)該更多地依賴自己的專業(yè)知識(shí)，將ChatGPT作為一種輔助工具，而不是完全依賴它。同時(shí)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生提前了解這些模型的局限性，以便他們能夠更好地利用這類工具，并在需要時(shí)采取必要的糾偏措施。

2.學(xué)術(shù)誠(chéng)信風(fēng)險(xiǎn)。ChatGPT在誕生之初就有人們大量利用其生成課程論文等事件的報(bào)道，若將其應(yīng)用于高等教育中，極有可能會(huì)引發(fā)學(xué)術(shù)誠(chéng)信、剽竊等嚴(yán)重后果。比如，學(xué)生可以利用ChatGPT等機(jī)器人生成并提交非自己完成的論文，長(zhǎng)此以往會(huì)使教育評(píng)估機(jī)制失去平衡，進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程不完善，學(xué)生由于作業(yè)參與度不高，也無(wú)法深入理解和思考所學(xué)知識(shí)，最終降低學(xué)生的專業(yè)能力。有研究報(bào)道稱，ChatGPT可能導(dǎo)致在線考試和開(kāi)放性考試學(xué)術(shù)誠(chéng)信的終結(jié)，ChatGPT給出的答案展現(xiàn)出高度的批判思維和邏輯能力，能在很少的輸入下生成高度逼真的內(nèi)容，使考試作弊成為可能。同時(shí)，ChatGPT可能使學(xué)生的理性思維、質(zhì)疑精神、想象能力、情感體驗(yàn)和創(chuàng)造能力被抑制，自主選擇能力可能被弱化。 因此，在大量使用ChatGPT類人工智能工具之前，應(yīng)配套加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)術(shù)道德教育，降低ChatGPT有可能產(chǎn)生的學(xué)術(shù)誠(chéng)信風(fēng)險(xiǎn)。

3.隱私與安全風(fēng)險(xiǎn)。目前大多數(shù)生成式人工智能教育的平臺(tái)和應(yīng)用程序由私營(yíng)部門擁有，其開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)缺乏透明度和監(jiān)管。為了獲得對(duì)特定問(wèn)題的解決方案，ChatGPT需要大量的數(shù)據(jù)支持，這些數(shù)據(jù)往往包含學(xué)生的個(gè)人信息、行為習(xí)慣等私人信息，ChatGPT則有可能會(huì)泄露這些數(shù)據(jù)，侵犯學(xué)生的隱私。鑒于此，應(yīng)該建立合理的監(jiān)督機(jī)制，以保護(hù)私人信息的安全，并確保ChatGPT的使用符合道德原則。

4.法律與知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。ChatGPT是基于大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成的，開(kāi)發(fā)者目前并未完全開(kāi)源其算法、數(shù)據(jù)、運(yùn)行機(jī)制等。根據(jù)OpenAI的使用條款，盡管用戶享有輸入內(nèi)容的所有權(quán)和利益，但由于機(jī)器學(xué)習(xí)的特性，ChatGPT輸出的內(nèi)容在不同用戶間并不具有唯一性，其回答也缺少對(duì)相應(yīng)來(lái)源的引用，用戶在采用相關(guān)答案時(shí)可能無(wú)形中就產(chǎn)生了剽竊、侵犯版權(quán)等問(wèn)題。因此，這些內(nèi)容在公開(kāi)發(fā)表時(shí)，是屬于ChatGPT自身還是作者本身，仍有待商榷。

綜上，ChatGPT在技術(shù)層面提高了知識(shí)的易得性，有助于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)和控制權(quán)從教師主導(dǎo)轉(zhuǎn)向師生共有。對(duì)于食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)這類實(shí)際應(yīng)用性、傳播性較強(qiáng)的學(xué)科，通過(guò)ChatGPT互通共享，可以提高學(xué)生對(duì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)相關(guān)知識(shí)與理念的理解，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和能動(dòng)性。但從目前來(lái)看，ChatGPT還存在信息不準(zhǔn)確，以及面臨學(xué)術(shù)誠(chéng)信風(fēng)險(xiǎn)、隱私與安全風(fēng)險(xiǎn)、法律與知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，因此將其應(yīng)用于高等教育中要注意趨利避害，以免產(chǎn)生不良后果。