摘" 要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，高等教育領(lǐng)域也經(jīng)歷巨大的變革。信息科技與高等教育的結(jié)合正在塑造著未來教育的新面貌，其中生成式人工智能技術(shù)在農(nóng)科教育領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響，一方面，生成式人工智能在農(nóng)科教學(xué)中的應(yīng)用不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，還為學(xué)生提供了更豐富的學(xué)習(xí)體驗，推動了農(nóng)科教育的創(chuàng)新和發(fā)展，帶來了巨大的便捷和顯著的效益。另一方面，生成式人工智能在農(nóng)科教育中的應(yīng)用也存在著爭議與問題。面對生成式人工智能給農(nóng)科教育領(lǐng)域帶來的巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要思考如何最大程度地利用其優(yōu)勢，并同時警惕其潛在的風(fēng)險和弊端。

關(guān)鍵詞：生成式人工智能；農(nóng)科；高等教育；農(nóng)業(yè)科技人才；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

中圖分類號：G640" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）23-0006-07

Abstract： With the rapid development of modern information technology， the field of higher education has also undergone tremendous changes. The combination of information technology and higher education is shaping the new look of future education. Among them， generative artificial intelligence technology has had a huge impact in the field of agricultural education. On the one hand， the application of generative artificial intelligence in agricultural teaching not only improves The quality and efficiency of teaching also provide students with a richer learning experience， promote the innovation and development of agricultural education， and bring huge convenience and significant benefits. On the other hand， there are also disputes and problems in the application of generative artificial intelligence in agricultural education. Faced with the huge opportunities and challenges that generative artificial intelligence brings to the field of agricultural education， we need to think about how to make the most of its advantages， while at the same time being alert to its potential risks and drawbacks.

Keywords： generative artificial intelligence; agricultural science; higher education; agricultural science and technology talents; agricultural modernization

科技創(chuàng)新是推動人類文明進(jìn)步的根本動力，其不斷地催生著新的思想、新的發(fā)現(xiàn)和新的工具，每一次科技產(chǎn)業(yè)革命都是一次歷史性的飛躍，深刻地改變著世界的發(fā)展模式和權(quán)力結(jié)構(gòu)。當(dāng)今時代，隨著人工智能的迅速發(fā)展，生成式人工智能通過不斷的迭代和優(yōu)化，深刻改變了人類工作、學(xué)習(xí)、生活和認(rèn)知方式[1]。2016年，AlphaGo擊敗了圍棋世界冠軍李世石，這在當(dāng)時被認(rèn)為是人工智能發(fā)展的里程碑式的成就；2022年，由美國OpenAI開發(fā)的生成式人工智能ChatGPT（Chat Generative Pre-trained Transformer）橫空出世，在全球范圍內(nèi)迅速走紅，推出僅2個月，用戶數(shù)量增長了9 900%，月活躍用戶就達(dá)到了1億，成為有史以來增長最快的消費應(yīng)用程序。

生成式人工智能的發(fā)展不僅在技術(shù)領(lǐng)域引發(fā)了廣泛的關(guān)注和研究，也在社會、經(jīng)濟(jì)和文化層面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。ChatGPT的成功應(yīng)用使得人工智能在自然語言處理、文本生成、對話系統(tǒng)等方面取得了突破性進(jìn)展[2]，這不僅提升了人們獲取信息和進(jìn)行交流的效率，也為各行業(yè)提供了創(chuàng)新的解決方案。當(dāng)前，在國家大力推動人工智能發(fā)展的政策背景下，人工智能與教育的融合創(chuàng)新已經(jīng)成為當(dāng)前教育研究的熱門領(lǐng)域。

農(nóng)科作為新時代農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心學(xué)科，肩負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)農(nóng)業(yè)科技人才、推動農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步和促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重任。農(nóng)科教育是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)與教育相結(jié)合的一個關(guān)鍵領(lǐng)域，新時代的農(nóng)科教育不僅要培養(yǎng)具備扎實農(nóng)業(yè)科學(xué)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才，還要適應(yīng)信息化、智能化和全球化的發(fā)展趨勢。生成式人工智能的引入，為新時代農(nóng)科教育注入了新的活力和動能，推動其在多個方面實現(xiàn)創(chuàng)新與突破。

1" 生成式人工智能的迅速發(fā)展

生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence，簡稱GAI）是一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)的范疇，其目標(biāo)是讓計算機(jī)系統(tǒng)能夠自主地生成各種類型的數(shù)據(jù)，如文本、圖像、音頻等，而不僅僅是對已有數(shù)據(jù)的模仿或分類。2017年，Google發(fā)布著名論文Attention is All You Need，提出了基于一種新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-Attention注意力機(jī)制所構(gòu)建的模型Transformer[3]；2018年OpenAI和谷歌分別推出了GPT模型以及BERT模型[4]，均是在Transformer的基礎(chǔ)上構(gòu)建，Transformer及GPT模型標(biāo)志著生成式人工智能在文本領(lǐng)域的重大飛躍。與此同時，伴隨著VAEs、擴(kuò)散模型、神經(jīng)輻射場、CLIP等一系列生成算法和多模態(tài)模型的不斷成熟，生成式人工智能的時代正式開啟。從傳統(tǒng)人工智能到生成式人工智能，我們見證了一場科技革命的躍升，標(biāo)志著人類智慧的新里程碑。傳統(tǒng)人工智能是一種模擬人類智能的技術(shù)，其主要依靠預(yù)先編程的算法和規(guī)則設(shè)定來完成任務(wù)，其功能受限于固定的數(shù)據(jù)和指令。而生成式人工智能則更進(jìn)一步，其通過深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，使得計算機(jī)能夠更像人類一樣進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造。該技術(shù)正在喚醒全球?qū)θ斯ぶ悄埽ˋI）變革潛力的認(rèn)知，激發(fā)起了前所未有的關(guān)注和創(chuàng)造力浪潮。生成式人工智能的突破性在于其能夠產(chǎn)生新的內(nèi)容、創(chuàng)造新的想法，而不僅僅是對已有數(shù)據(jù)的分析和處理。該技術(shù)可以模仿人類的對話和決策能力，使我們站上了公眾采用人工智能的第一個真正拐點。

基礎(chǔ)模型是指參數(shù)數(shù)量達(dá)到數(shù)十億級別的大型模型，而大語言模型（LLM）是其中的一種，它屬于生成式人工智能的范疇[5]。大型語言模型（LLM）通過在海量文本數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)人類語言的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和表達(dá)方式，其中包括各種書籍、文章和網(wǎng)站等來源的文本數(shù)據(jù)。生成式人工智能技術(shù)的最大突破便來自于底層大模型，生成式人工智能的典型代表ChatGPT背后的大語言模型代表了人工智能發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點和重要里程碑[6]。大語言模型憑借其兩項優(yōu)勢，正在從根本上改變商界、學(xué)術(shù)界乃至社會本身，同時開辟全新的技術(shù)潛能。第一，這類模型成功解決了語言復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。如今，機(jī)器擁有了前所未有的能力，可以深入學(xué)習(xí)語言的結(jié)構(gòu)、上下文含義和表達(dá)意圖，并能夠自主地生成和創(chuàng)作內(nèi)容。第二，在利用大量數(shù)據(jù)（文本、圖像或音頻）進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練后，這些模型可以通過微調(diào)或調(diào)整來適應(yīng)各種不同的任務(wù)。這使得用戶可以以多種方式重復(fù)使用模型，可以直接使用模型，也可以稍作修改后再次利用GPT作為當(dāng)前全球最強大的語言大模型，從2018年5月GPT初代版本，到2023年3月的GPT-4，僅5年時間模型的性能就產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。在GPT模型快速進(jìn)化的背后，一方面是對訓(xùn)練方法的持續(xù)迭代，從GPT-1的半監(jiān)督式學(xué)習(xí)，到GPT-2舍棄了微調(diào)階段[7]，再到GPT-3的In-context學(xué)習(xí)和海量參數(shù)[8]，以及引入了基于人工反饋的強化學(xué)習(xí)之后的ChatGPT；另一方面，在模型參數(shù)規(guī)模擴(kuò)大背后，是OpenAI對研發(fā)和算力的持續(xù)高投入支撐了模型參數(shù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的快速膨脹。GPT-4相較于之前版本的GPT模型，在推理能力、文本生成能力、對話能力等方面有了大幅提升，甚至在許多能力上已經(jīng)超越了人類基準(zhǔn)[9]。GPT-4語言模型的推出，標(biāo)志著基于語言的人工智能應(yīng)用程序邁入了嶄新的功能階段?；谏疃葘W(xué)習(xí)模型指數(shù)級增長的規(guī)模與能力，未來的十年將迎來機(jī)器掌握語言的時代。

ChatGPT爆火之后，世界各企業(yè)公司也紛紛推出相關(guān)的生成式人工智能產(chǎn)品，如谷歌在大型語言模型基礎(chǔ)上推出的聊天機(jī)器人Bard，微軟推出的最新版本搜索引擎NewBing等；轉(zhuǎn)觀國內(nèi)，可謂百家爭鳴，各大企業(yè)自主研發(fā)人工智能如雨后春筍不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)首款生成式AI產(chǎn)品“文心一言”由百度推出，支持文學(xué)創(chuàng)作、文案創(chuàng)作、數(shù)理推算、多模態(tài)生成等功能。隨后阿里云的“通義千問”、騰訊的“混元助手”、華為的“盤古”、科大訊飛的“星火”等等也緊隨其后推出，在這一領(lǐng)域展開了激烈的競爭。隨著生成式人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步和成熟，企業(yè)們意識到其在滿足用戶個性化需求、提升用戶體驗方面的巨大潛力[10]。這些產(chǎn)品的推出不僅僅是市場競爭的結(jié)果，更是對人工智能技術(shù)在各個領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的一種響應(yīng)。不僅豐富了生成式人工智能產(chǎn)品的市場生態(tài)，也為用戶提供了更多元化、更個性化的人工智能服務(wù)。同時也進(jìn)一步推動了人工智能技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，為未來更廣泛的應(yīng)用場景奠定了堅實基礎(chǔ)，為構(gòu)建智能化、個性化的人工智能服務(wù)生態(tài)作出了重要貢獻(xiàn)。

2" 生成式人工智能對農(nóng)科教育的影響

生成式人工智能的快速發(fā)展，引領(lǐng)著人工智能技術(shù)飛速演進(jìn)，對社會各領(lǐng)域產(chǎn)生重大的沖擊和影響是全方位的，教育領(lǐng)域也不例外。在如生成式人工智能此類的智能技術(shù)的推動下，教育領(lǐng)域正經(jīng)歷著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重大變革。這一轉(zhuǎn)型不僅影響未來人才培養(yǎng)、知識傳播和個人學(xué)習(xí)路徑，也對社會發(fā)展和國家競爭力有著重要的戰(zhàn)略意義。

黨的二十大報告指出，教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐[11]。習(xí)近平總書記多次就教育、科技和人才三者關(guān)系進(jìn)行深入闡釋與剖析，在二○二四年新年賀詞中，更是強調(diào)新的一年應(yīng)“以更大力度辦教育、興科技、育人才”[12]?？萍?、教育和人才構(gòu)成了一個復(fù)雜而密切的有機(jī)整體，彼此相互依存、相互促進(jìn)。科技的不斷進(jìn)步為教育提供了前所未有的工具和資源，為人才培養(yǎng)提供了更廣闊的舞臺和更多的可能性。教育則是培養(yǎng)人才的搖籃，通過知識的傳授、技能的培養(yǎng)和思維的引導(dǎo)，為社會輸送著各個領(lǐng)域的人才。而人才則是科技發(fā)展和社會進(jìn)步的關(guān)鍵因素，通過創(chuàng)新、實踐和應(yīng)用推動著科技的不斷突破和社會的持續(xù)發(fā)展。而高校作為教育、科技、人才的集中交匯點，承擔(dān)著育人育才的重任，應(yīng)積極探索推進(jìn)教育、科技、人才“三位一體”協(xié)同融合發(fā)展。

習(xí)近平總書記明確指出：“教育數(shù)字化是我國開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口?！痹诮逃龜?shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，人工智能這一戰(zhàn)略性技術(shù)的影響絕對是不可忽視的。教育部印發(fā)的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》中也強調(diào)，要引導(dǎo)高等學(xué)校瞄準(zhǔn)世界科技前沿，不斷提高人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和國際合作交流等能力，為我國新一代人工智能發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。要加快人工智能在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，利用智能技術(shù)支撐人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新、教學(xué)方法的改革、教育治理能力的提升，構(gòu)建智能化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化、終身化的教育體系[13]。教育部部長懷進(jìn)鵬在2024世界數(shù)字教育大會上提出將實施人工智能賦能教育行動，為學(xué)習(xí)型社會、智能教育和數(shù)字技術(shù)發(fā)展提供有效的行動支撐。從諸多政策文件中不難看出，我國正積極支持運用人工智能技術(shù)推動教育事業(yè)發(fā)展，勠力推動數(shù)字化賦能教育強國建設(shè)。

“務(wù)農(nóng)重本，國之大綱”，自2018年新農(nóng)科的思想提出以來，我國一直致力于推動農(nóng)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興建設(shè)。而高校的農(nóng)科類學(xué)生是參與實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要人才資源，也是未來推進(jìn)戰(zhàn)略實施的主要力量。新農(nóng)科建設(shè)與《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》中關(guān)于高校和行業(yè)開展協(xié)同育人具體要求緊密契合。新農(nóng)科建設(shè)目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才，滿足未來農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，聚焦于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化前沿，應(yīng)對科技變革和全球化競爭，服務(wù)鄉(xiāng)村振興，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略性舉措[14]。利用人工智能的發(fā)展契機(jī)，加快布局和建設(shè)新農(nóng)科，改變農(nóng)科人才培養(yǎng)范式，推進(jìn)新農(nóng)科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，是振興高等農(nóng)科教育的有效途徑。生成式人工智能作為這一變革的重要驅(qū)動力，正以前所未有的速度和深度影響著農(nóng)科教育的各個方面。其廣泛的應(yīng)用不僅在教學(xué)和科研中發(fā)揮了重要作用，更為新農(nóng)科建設(shè)帶來了全新的發(fā)展路徑和戰(zhàn)略思考。

2.1" 生成式人工智能為農(nóng)科教育帶來便捷與效益

一方面，生成式人工智能的廣泛應(yīng)用在農(nóng)科教學(xué)中發(fā)揮了重要作用，帶來了巨大的便捷和顯著的效益。不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，還為學(xué)生提供了更豐富的學(xué)習(xí)體驗，推動了農(nóng)科教育的創(chuàng)新和發(fā)展。

2.1.1" 提升教學(xué)內(nèi)容的生動性和互動性

傳統(tǒng)的農(nóng)科教學(xué)往往依賴于書本和講授的方式，學(xué)生們很難直觀地理解復(fù)雜的農(nóng)業(yè)科學(xué)概念，很容易導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥乏味。而生成式人工智能的出現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀，通過創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）環(huán)境，生成式人工智能能夠為學(xué)生提供身臨其境的學(xué)習(xí)體驗，使他們在一個充滿互動和動態(tài)變化的虛擬世界中，深入理解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)[15]。例如，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下，學(xué)生可以參觀虛擬農(nóng)場[16]，這個農(nóng)場完全基于真實數(shù)據(jù)和模型構(gòu)建，能夠展示植物從種子發(fā)芽到成熟收獲的全過程。學(xué)生不僅可以觀察植物的生長，還可以看到不同環(huán)境條件對植物生長的影響，如光照、水分和土壤養(yǎng)分的變化。通過這種直觀的方式，學(xué)生可以更好地理解植物生理和生態(tài)學(xué)的基本原理。此外，生成式人工智能還可以模擬各種農(nóng)業(yè)場景和問題，供學(xué)生進(jìn)行互動和解決。例如，通過模擬農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作[17]，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中練習(xí)駕駛拖拉機(jī)、播種機(jī)等設(shè)備，學(xué)習(xí)如何高效、安全地操作這些機(jī)械設(shè)備。這種模擬練習(xí)不僅可以減少實際操作中的風(fēng)險，還能使學(xué)生能夠更直觀地理解操作步驟，同時學(xué)生能夠在短時間內(nèi)積累大量實踐經(jīng)驗，提高自身的實踐技能水平。這種類似沉浸式的學(xué)習(xí)體驗不僅使學(xué)生更容易掌握知識，還大大提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和主動性。學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行互動和探索時，可以更主動地提出問題和尋求答案，培養(yǎng)他們的批判性思維和問題解決能力。

2.1.2" 個性化農(nóng)科教學(xué)

不同的學(xué)生有不同的學(xué)習(xí)速度、興趣點和理解能力，傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常采用一刀切的模式，很難滿足每個學(xué)生的個性化需求，導(dǎo)致一些學(xué)生可能感到無聊或跟不上進(jìn)度。而生成式人工智能通過大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以詳細(xì)分析每個學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括他們的學(xué)習(xí)進(jìn)度、測試成績、學(xué)習(xí)習(xí)慣和興趣偏好，從而為每個學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)建議和資源[18]。例如，一個對植物病理學(xué)感興趣的學(xué)生，生成式人工智能可以通過分析他在這方面的學(xué)習(xí)記錄和測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)他在哪些具體的知識點上表現(xiàn)較好，在哪些方面還有所欠缺。然后，系統(tǒng)會自動推送相關(guān)的學(xué)習(xí)材料、視頻教程和虛擬實驗機(jī)會，幫助他深入理解植物病理學(xué)的各個方面，甚至可以安排與植物病理學(xué)相關(guān)的科研項目或課題，激發(fā)他的學(xué)習(xí)熱情和科研興趣。這種精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)資源推薦，使得學(xué)生能夠在自己感興趣的領(lǐng)域得到更深入的學(xué)習(xí)和發(fā)展。甚至生成式人工智能還可以實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和情緒反應(yīng)，通過情感計算技術(shù)，判斷學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中是否感到困惑、焦慮或興趣下降?；谶@些情感數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以及時調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和難度，提供適當(dāng)?shù)墓膭詈椭С?。例如，?dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)某個復(fù)雜概念時感到困惑，系統(tǒng)可以提供更多的解釋和例題，或者安排一對一的在線輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙。而當(dāng)學(xué)生在某個領(lǐng)域表現(xiàn)出特別濃厚的興趣時，系統(tǒng)可以推薦更多的延伸閱讀材料和相關(guān)活動，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。個性化教學(xué)不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還幫助他們更好地發(fā)掘自己的興趣和潛力。通過生成式人工智能，每個學(xué)生都能獲得量身定制的學(xué)習(xí)體驗，從而在最適合自己的節(jié)奏和方式下，掌握農(nóng)業(yè)科學(xué)的知識和技能。這種教學(xué)模式不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，還能幫助他們找到自己在農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域的興趣點和發(fā)展方向，為他們未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

2.1.3" 輔助教師教學(xué)

教師可以利用生成式人工智能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和課堂參與情況，從而及時調(diào)整教學(xué)策略，以便更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和提高教學(xué)效果。通過生成式人工智能的幫助，教師可以對學(xué)生的考試成績、課堂參與度和作業(yè)完成情況進(jìn)行詳細(xì)分析。這些數(shù)據(jù)能夠揭示出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的具體困難和挑戰(zhàn)，教師可以據(jù)此發(fā)現(xiàn)哪些知識點是學(xué)生普遍難以理解的。例如數(shù)據(jù)分析顯示大多數(shù)學(xué)生在某個特定的概念上成績不理想，教師就可以在接下來的課程中重點講解這一內(nèi)容，提供更多的實例和解釋，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙。此外，通過實時監(jiān)測學(xué)生的課堂參與情況，包括他們的提問次數(shù)、回答問題的積極性以及小組討論的參與度等所得的數(shù)據(jù)可以幫助教師了解學(xué)生在課堂上的活躍程度和學(xué)習(xí)興趣，同時可以為學(xué)生的課程成績打分提供參考[19]。生成式人工智能還可以為教師提供教學(xué)資源的創(chuàng)意建議和內(nèi)容生成，減輕教師的備課壓力。教師可以利用人工智能生成的教學(xué)內(nèi)容，如多媒體課件、互動練習(xí)和評估題庫等，豐富課堂教學(xué)。人工智能還可以根據(jù)最新的研究成果和教育資源，自動生成適合不同教學(xué)主題的教學(xué)材料，幫助教師快速生成各種教學(xué)資源，如講義、幻燈片、試卷和實驗指導(dǎo)書等，從而節(jié)省大量的時間，進(jìn)而能將更多的時間和精力用于關(guān)注教學(xué)質(zhì)量的提升上。賓夕法尼亞大學(xué)沃頓商學(xué)院的教授Terwiesch指出[20]，通常需要20個小時來制作一份考試題目，助教們還需要另外10個小時來測試考試題目并編寫答案。然而，ChatGPT能夠在10個小時內(nèi)完成考試題目的制作，并將助教的時間減少到5個小時。在“考試題目編寫操作”中使用生成式人工智能使得生產(chǎn)力提高了100%。生成式人工智能在農(nóng)科教學(xué)中的應(yīng)用，為教師提供了強有力的支持和幫助，極大地提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。

2.2" 生成式人工智能為農(nóng)科教育帶來爭議與挑戰(zhàn)

另一方面，生成式人工智能的廣泛應(yīng)用也對農(nóng)科教育提出了新的挑戰(zhàn)和問題[21]。高校機(jī)構(gòu)、教師、政策制定者和技術(shù)開發(fā)者需要共同努力，積極應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，以推動生成式人工智能在農(nóng)科教育中的健康發(fā)展，并最大化其潛力為農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步和教育質(zhì)量的提升作出貢獻(xiàn)。

2.2.1" 加劇教育資源分配的不均衡

引入先進(jìn)的技術(shù)需要大量的資金投入，涵蓋硬件設(shè)備、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)管理和人員培訓(xùn)等多個方面。這對于資源匱乏的地區(qū)或?qū)W校來說可能是一種負(fù)擔(dān)，無法承擔(dān)這樣的高昂成本；而在發(fā)達(dá)地區(qū)或資金充足的學(xué)校，能夠更容易地獲取和應(yīng)用最新的技術(shù)，因此在教育資源的配置上會占據(jù)更大的優(yōu)勢，這會導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用的不平等。同時，生成式人工智能技術(shù)日新月異，教師和學(xué)生都需要不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)新技術(shù)。這對高校師資培訓(xùn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了更高的要求。教師不僅要掌握農(nóng)業(yè)科學(xué)知識，還需要了解和運用先進(jìn)的人工智能技術(shù)。而在資源有限的地區(qū)，這種培訓(xùn)和學(xué)習(xí)機(jī)會可能相對匱乏，導(dǎo)致教師在技術(shù)應(yīng)用上的能力差距進(jìn)一步擴(kuò)大。如在西南某地級市中心區(qū)義務(wù)教育學(xué)段教師的調(diào)查中[22]，多數(shù)教師并不了解生成式人工智能技術(shù)情況，66.75％的教師沒有使用過相關(guān)產(chǎn)品。教育資源的不均衡分配不僅會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會和發(fā)展，也可能加劇地區(qū)或社會的教育差距。

2.2.2" 數(shù)據(jù)隱私和安全的問題

生成式人工智能系統(tǒng)依賴于復(fù)雜的算法和龐大的數(shù)據(jù)處理能力。然而，這些系統(tǒng)在運行過程中可能會出現(xiàn)技術(shù)故障，如系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)處理錯誤。這些故障不僅會影響教學(xué)的正常進(jìn)行，還可能導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)的永久喪失，影響科研工作的順利開展。數(shù)據(jù)泄露是另一個嚴(yán)重的安全問題。高校和研究團(tuán)隊需要存儲和傳輸大量的數(shù)據(jù)，如果在這個過程中沒有采取足夠的安全措施，數(shù)據(jù)就有可能被未經(jīng)授權(quán)的人員訪問。黑客可能通過攻擊學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，竊取學(xué)生和教師的個人信息以及科研數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)泄露不僅會侵犯個人隱私，還可能對科研成果的保密性和完整性造成威脅。雖然數(shù)據(jù)匿名化和去標(biāo)識化是保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的重要手段，但在處理高維度、復(fù)雜的農(nóng)科數(shù)據(jù)時，實現(xiàn)完全的匿名化和去標(biāo)識化具有相當(dāng)大的難度。這些數(shù)據(jù)往往包含多個維度的信息，即使去除了顯性標(biāo)識，也可能通過數(shù)據(jù)的其他特征進(jìn)行反識別，威脅到個人隱私。此外在數(shù)據(jù)收集和使用過程中，如何確保學(xué)生和研究參與者的知情同意和透明度，也是一個關(guān)鍵問題。生成式人工智能系統(tǒng)需要處理大量的個人和實驗數(shù)據(jù)，但用戶是否充分了解這些數(shù)據(jù)的收集目的、使用方式和潛在風(fēng)險，仍然值得關(guān)注和改進(jìn)。

2.2.3" 過度依賴的風(fēng)險

AI技術(shù)雖然能夠提供豐富的資源和快速的解答，但它不能替代人類對基礎(chǔ)知識的深入理解。教師和學(xué)生可能會傾向于使用AI提供的答案和方案，而不是花時間去理解和掌握基本概念和原理，這會導(dǎo)致忽視基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理解[23]。教師在教學(xué)過程中扮演著引導(dǎo)者和啟發(fā)者的角色。然而，過度依賴生成式人工智能，教師可能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)锳I技術(shù)的使用者和監(jiān)督者，失去對教學(xué)過程的主動控制。這不僅會削弱教師的專業(yè)技能和教學(xué)能力，還可能影響他們的職業(yè)成就感和教學(xué)熱情。而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，獨立思考和探索是培養(yǎng)創(chuàng)新能力和解決問題能力的重要途徑。過度依賴AI，學(xué)生可能缺乏自主探索和思考的機(jī)會，逐漸失去對學(xué)習(xí)的主動性和興趣，導(dǎo)致在面對復(fù)雜問題時缺乏必要的知識儲備和思維能力，無法獨立解決問題。

2.2.4" 倫理失常問題

生成式人工智能的應(yīng)用使得傳統(tǒng)教學(xué)模式從“師-生”二元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向“師-機(jī)-生”三元結(jié)構(gòu)[24]。而不少學(xué)者都表達(dá)了對人工智能與教育融合創(chuàng)新帶來的道德失范與倫理失常的擔(dān)憂。傳統(tǒng)教育中，教師與學(xué)生之間的互動不僅僅是知識傳遞的過程，更是情感交流和價值觀傳遞的過程。人工智能雖然能提供豐富的教學(xué)資源和快速的解答，但缺乏人類情感和價值觀的傳遞功能。人工智能教育強調(diào)技術(shù)和效率，但忽視了人文教育的重要性。人文教育不僅僅是知識的傳授，更是對學(xué)生道德、倫理、審美和價值觀的培養(yǎng)。如果人工智能過度介入教育過程，人文教育可能會被邊緣化，學(xué)生在道德素養(yǎng)和人文素養(yǎng)方面的培養(yǎng)可能受到影響。隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，AI替代了教師的部分工作，特別是在一些重復(fù)性強、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的教學(xué)任務(wù)中。這不僅會影響教師的職業(yè)地位和工作滿意度，還可能導(dǎo)致教育質(zhì)量的下降。教師不僅是知識的傳授者，還是學(xué)生的引導(dǎo)者和榜樣，他們在教育中的角色無法完全被機(jī)器替代。

3" 生成式人工智能對農(nóng)科教育的啟發(fā)

在2024世界數(shù)字教育大會“人工智能與數(shù)字倫理”平行論壇上，倫敦瑪麗女王大學(xué)校長科林·貝利表明了鮮明觀點：“不要禁止使用智能技術(shù)，要擁抱它?！钡拇_，這不僅僅是對技術(shù)的支持，更是對教育者和政策制定者的一種思考方式：面對技術(shù)革新，我們應(yīng)當(dāng)如何理性而有效地引導(dǎo)其發(fā)展，以促進(jìn)教育的全面進(jìn)步。教育界不應(yīng)退縮或抗拒技術(shù)進(jìn)步，而是應(yīng)積極地與其合作、探索和創(chuàng)新。當(dāng)然，對于生成式人工智能應(yīng)用于農(nóng)科教育所帶來的挑戰(zhàn)與問題，也是當(dāng)前需要深入思考和行動的重要議題。

3.1" 技術(shù)應(yīng)用與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面

政府和高校需要加大對生成式人工智能技術(shù)在農(nóng)科教育中的投資和支持，確保先進(jìn)技術(shù)的普及和使用。提升學(xué)校和研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、計算資源和數(shù)據(jù)存儲能力，以應(yīng)對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和實驗?zāi)M的需求。具體來說，政府可以設(shè)立專項資金或補助項目，資助學(xué)校和研究機(jī)構(gòu)購買生成式人工智能相關(guān)的硬件設(shè)備和軟件平臺，資助教師和研究人員參加生成式人工智能技術(shù)的培訓(xùn)課程和專業(yè)發(fā)展項目，資助科研團(tuán)隊開展與生成式人工智能相關(guān)的農(nóng)業(yè)科技研究和開發(fā)項目，支持建設(shè)虛擬實驗室、在線學(xué)習(xí)平臺和智能教學(xué)系統(tǒng)，為學(xué)生提供互動式學(xué)習(xí)和實踐機(jī)會。通過這些資助項目，政府可以激勵學(xué)校和研究機(jī)構(gòu)積極采用生成式人工智能技術(shù)，推動農(nóng)科教育的現(xiàn)代化和創(chuàng)新發(fā)展，從而為未來農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展注入新的動力和智慧。

3.2" 數(shù)據(jù)隱私與安全保護(hù)方面

需要制定和執(zhí)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)管理政策，明確數(shù)據(jù)收集、使用、存儲和共享的規(guī)范和流程。這些政策應(yīng)符合相關(guān)法律法規(guī)，例如個人信息保護(hù)法等，確保個人數(shù)據(jù)的合法、透明和安全處理。同時對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，采用安全的傳輸和存儲方式，防止數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中被竊取或篡改風(fēng)險。對于不需要直接關(guān)聯(lián)到個人身份的數(shù)據(jù)，可以考慮匿名化處理，減少數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。建立起嚴(yán)格的訪問控制機(jī)制，確保只有授權(quán)人員能夠訪問和處理數(shù)據(jù)。采用多層次的身份驗證措施，如密碼、雙因素認(rèn)證等，增強數(shù)據(jù)訪問的安全性。再建立起數(shù)據(jù)使用和訪問的實時監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)和阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問行為。定期進(jìn)行數(shù)據(jù)安全審計，檢查系統(tǒng)的安全性和合規(guī)性，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全風(fēng)險。對教育工作者和研究人員也要進(jìn)行數(shù)據(jù)安全意識和操作規(guī)范的培訓(xùn)，提升其對數(shù)據(jù)保護(hù)重要性的認(rèn)識和理解。教育他們?nèi)绾握_處理和使用數(shù)據(jù)，避免人為的數(shù)據(jù)泄露和安全事件。當(dāng)然也需要制定應(yīng)急響應(yīng)計劃和數(shù)據(jù)安全事件處理流程，以應(yīng)對數(shù)據(jù)泄露、黑客攻擊等突發(fā)事件。建立靈活、高效的風(fēng)險管理機(jī)制，及時應(yīng)對和減少潛在的安全威脅。

3.3" 教育資源的平等分配與使用方面

政府可以通過資助計劃或補貼措施，確保各個地區(qū)和學(xué)校能夠平等獲取生成式人工智能技術(shù)所需的硬件設(shè)備和軟件平臺。特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)或資源匱乏的地方，政府可以優(yōu)先考慮網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的改善。同時提供針對教師和學(xué)生的生成式人工智能技術(shù)培訓(xùn)計劃，以確保他們能夠充分利用這些技術(shù)進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。可以推動開發(fā)和分享生成式人工智能技術(shù)相關(guān)的開放式教育資源，如在線課程、虛擬實驗室和學(xué)習(xí)工具。這些資源應(yīng)該免費或者低成本提供，以促進(jìn)廣泛使用和公平獲取。

3.4" 倫理問題方面

聯(lián)合國教科文組織所通過的《人工智能倫理問題建議書》對以人為本的人工智能的應(yīng)用取向進(jìn)行了系統(tǒng)深入的界定[25]，可以作為很好的參考。高校應(yīng)重視人文教育，將其作為教育體系的核心組成部分。通過課程設(shè)置和教學(xué)方法的創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生在人工智能技術(shù)的背景下，依然能夠接受和理解人文教育的精神。教師在教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)促進(jìn)技術(shù)與人文的有機(jī)融合。利用人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，例如個性化學(xué)習(xí)和實時反饋，同時強調(diào)情感交流和學(xué)生自主性的培養(yǎng)，以確保教育過程的全面性和深度。制定相關(guān)的倫理準(zhǔn)則和政策，指導(dǎo)人工智能在教育中的應(yīng)用，以防止技術(shù)濫用和道德風(fēng)險的出現(xiàn)[26]。同時鼓勵社會各界和公眾參與到生成式人工智能教育的討論和決策過程中。通過廣泛的社會參與和輿論監(jiān)督，可以更好地平衡技術(shù)進(jìn)步與人文關(guān)懷之間的關(guān)系，確保教育的公平性和質(zhì)量。

4" 結(jié)束語

生成式人工智能在新時代農(nóng)科教育中的影響和啟發(fā)是不可忽視的。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的普及，農(nóng)業(yè)教育正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的轉(zhuǎn)變。人工智能為農(nóng)科教育注入了新的動力，同時，生成式人工智能也挑戰(zhàn)著教育模式和教師的角色，強調(diào)了技術(shù)與人文教育的結(jié)合以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。生成式人工智能不僅僅是一種工具或技術(shù)，它正在重新定義教育的本質(zhì)和形式。面對這一挑戰(zhàn)和機(jī)遇，教育界需要積極擁抱技術(shù)進(jìn)步，同時保持對人文教育價值的堅守，確保學(xué)生在技術(shù)驅(qū)動的學(xué)習(xí)環(huán)境中獲得全面發(fā)展和深刻的人文素養(yǎng)。未來，隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)和教育理念的更新，農(nóng)科教育將繼續(xù)在人工智能的推動下迎接新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為全球農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多智慧和力量。

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