基于ChatGPT的人機(jī)協(xié)同模式實(shí)踐
——以《商務(wù)智能》課程為例

文 ｜武漢紡織大學(xué)管理學(xué)院 萬欣、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)工程科學(xué)院 徐棟

本文旨在探討ChatGPT作為智能學(xué)習(xí)工具在教學(xué)中的應(yīng)用，以提供多樣化的學(xué)習(xí)方式和個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。在商務(wù)智能課程教學(xué)中，學(xué)生通過與ChatGPT的交互獲得根據(jù)個(gè)體需求定制的學(xué)習(xí)資源和支持，從而促進(jìn)知識(shí)的理解和應(yīng)用。通過結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠獲得更加優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和實(shí)踐，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果。ChatGPT作為一種智能學(xué)習(xí)工具為教學(xué)改革提供了新的可能性。本研究將為智能化教學(xué)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用提供有益的啟示和借鑒。

一、ChatGPT簡(jiǎn)介

ChatGPT是一種基于大型語言模型的生成式人工智能，通過對(duì)海量語言數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，能夠具備深入的語言理解和組合創(chuàng)新能力。ChatGPT的基礎(chǔ)架構(gòu)和技術(shù)主要建立在Transformer模型的基礎(chǔ)上。Transformer是一種創(chuàng)新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，廣泛應(yīng)用于自然語言處理任務(wù)中。它采用了自注意力機(jī)制來處理文本序列，具有處理長(zhǎng)距離依賴和并行化計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。ChatGPT通過利用Transformer模型的強(qiáng)大能力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人類語言的理解和生成。自注意力機(jī)制是Transformer模型的核心組成部分，它允許模型在處理輸入序列時(shí)，能夠自動(dòng)地為每個(gè)輸入位置分配不同的注意力權(quán)重，從而更好地捕捉輸入序列中不同位置之間的關(guān)系。通過自注意力機(jī)制，ChatGPT能夠?qū)斎胄蛄兄械拿總€(gè)單詞或子詞進(jìn)行建模，并考慮它們與其他單詞之間的關(guān)聯(lián)。這種注意力機(jī)制使得ChatGPT能夠在生成回復(fù)時(shí)更好地理解上下文，并生成更準(zhǔn)確和連貫的文本。

ChatGPT通過對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練來建立其語言模型。這些數(shù)據(jù)包括書籍、新聞文章、網(wǎng)頁內(nèi)容以及其他來源的文本數(shù)據(jù)。通過處理這些數(shù)據(jù)，ChatGPT學(xué)習(xí)到了豐富的語言知識(shí)和模式，并建立起一個(gè)巨大的單詞共生關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖包含了單詞之間的關(guān)聯(lián)和相互作用，使得ChatGPT在生成文本時(shí)能夠更好地預(yù)測(cè)下一個(gè)單詞或短語。在生成文本時(shí)，ChatGPT使用一種稱為“采樣”的策略來決定生成的下一個(gè)單詞。采樣策略基于概率分布，根據(jù)每個(gè)單詞的概率分布來選擇下一個(gè)單詞。這種策略允許ChatGPT在生成文本時(shí)具有一定的隨機(jī)性和多樣性，使得每次生成的結(jié)果可能會(huì)略有不同。但是這種隨機(jī)性有時(shí)可以使得ChatGPT的回復(fù)更加富有創(chuàng)造力，但也可能導(dǎo)致生成的結(jié)果不夠準(zhǔn)確或連貫。盡管ChatGPT在生成文本時(shí)會(huì)有“妄想”、“偏見”等問題，但是它在教育領(lǐng)域中仍然具有巨大的應(yīng)用潛力。

在當(dāng)前高等教育背景下，將ChatGPT等人工智能生成式對(duì)話技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)改革具有重要意義。AIGC技術(shù)能賦能教師實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，為學(xué)生提供多樣化、互動(dòng)式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，并促進(jìn)學(xué)生高階能力和綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。ChatGPT作為AIGC技術(shù)的一種代表，在教學(xué)中展現(xiàn)出巨大的潛力。教師可以利用ChatGPT協(xié)同設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新思維和問題解決能力。此外，通過跨學(xué)科設(shè)計(jì)和智能推薦教學(xué)資源，ChatGPT輔助教學(xué)可以有針對(duì)性地培育學(xué)生的綜合素養(yǎng)。因此，ChatGPT在教學(xué)中的應(yīng)用為高等教育提供了一種有效的方式，能促進(jìn)學(xué)生的高階能力發(fā)展和綜合素養(yǎng)提升。

二、拼圖項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)

商務(wù)智能（Business Intelligence，BI）是一套理論、方法和應(yīng)用，通過它們可以快速地發(fā)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)中隱含的各種知識(shí)，有效地解決企業(yè)面臨的管理和決策問題，支持企業(yè)的戰(zhàn)略實(shí)施。課程包括數(shù)據(jù)的收集、處理和管理、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)可視化、Python數(shù)據(jù)分析、描述性分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)、探究、歸納、總結(jié)和綜合分析的能力；培養(yǎng)數(shù)字時(shí)代所需的數(shù)據(jù)思維、模型思維和算法思維等知識(shí)素養(yǎng)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的過程。即學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)背景，對(duì)外部信息進(jìn)行選擇、加工和處理，生成自己的理解。教學(xué)材料的質(zhì)量、組織和呈現(xiàn)方式直接影響學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)。為了加強(qiáng)學(xué)生知數(shù)據(jù)、懂?dāng)?shù)據(jù)、用數(shù)據(jù)、解決問題即模型思維等數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)滿足現(xiàn)代社會(huì)需求，我們對(duì)傳統(tǒng)的課程內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充融入人工智能、大數(shù)據(jù)分析及在經(jīng)管領(lǐng)域的綜合應(yīng)用等內(nèi)容，彰顯學(xué)科交差融合特色。教學(xué)內(nèi)容以學(xué)習(xí)內(nèi)容和項(xiàng)目?jī)?nèi)容層層遞進(jìn)為特色，通過4個(gè)典型的管理領(lǐng)域項(xiàng)目鍛煉學(xué)生的大數(shù)據(jù)處理、分析和挖掘以及實(shí)際應(yīng)用能力。教學(xué)實(shí)施過程中突出“逐層遞進(jìn)，由淺入深”，推行“自主+合作學(xué)習(xí)”的混合式教學(xué)，借助信息技術(shù)將課堂變?yōu)閿?shù)字化“體驗(yàn)館”“實(shí)驗(yàn)場(chǎng)”，支持在實(shí)驗(yàn)、操作、對(duì)話中進(jìn)行個(gè)性化開放性探究，使學(xué)生在知識(shí)產(chǎn)生和應(yīng)用的情境中學(xué)習(xí)，不斷激活具體經(jīng)驗(yàn)而達(dá)成深度理解，建立學(xué)科知識(shí)體系和復(fù)雜認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容做到“一補(bǔ)、二驅(qū)動(dòng)、三要素”?！耙谎a(bǔ)”是指在教學(xué)中與時(shí)俱進(jìn)，補(bǔ)充商務(wù)智能的研究性、前沿性內(nèi)容，通過各種方式及時(shí)把學(xué)科最新發(fā)展成果和教改教研成果引入教學(xué)；“二驅(qū)動(dòng)”是指在教學(xué)內(nèi)容中將大數(shù)據(jù)時(shí)代下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與理論驅(qū)動(dòng)相結(jié)合；“三要素”是指突出“數(shù)據(jù)、人、情景”。通過線上線下增加綜合性和探索性實(shí)踐性教學(xué)課時(shí)，有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，挖掘?qū)W生解決問題的潛力和能力。

另一方面，傳統(tǒng)的商務(wù)智能課程教學(xué)模式中存在一些問題，比如學(xué)生的興趣和主動(dòng)性不高、知識(shí)的更新和迭代較快、實(shí)踐機(jī)會(huì)較少等。為了解決這些問題，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了拼圖式教學(xué)設(shè)計(jì)并且取得了良好的效果?！耙皂?xiàng)目為載體，知識(shí)與能力并重”的拼圖（Jigsaw）項(xiàng)目式教學(xué)模式基于BOPPPS模型，所有知識(shí)模塊縱向拼圖完整闡述了商務(wù)智能的基礎(chǔ)理論與知識(shí)，橫向拼圖又可以單獨(dú)呈現(xiàn)每個(gè)獨(dú)立的案例故事，為培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力提供新途徑，如圖1。

圖1 拼圖項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)

商務(wù)智能課程教學(xué)實(shí)施以拼圖項(xiàng)目式教學(xué)為主線，充分設(shè)計(jì)課前導(dǎo)學(xué)、課中學(xué)習(xí)、課后拓展三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)，從而形成完整的教學(xué)流程。

拼圖項(xiàng)目式教學(xué)方法是一種以項(xiàng)目為核心的教學(xué)方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。然而，該方法可能受到學(xué)生能力的限制，導(dǎo)致無法按預(yù)期進(jìn)行。為應(yīng)對(duì)這一問題，我們提出了敏捷式的學(xué)習(xí)推進(jìn)策略。該策略通過快速試錯(cuò)和迭代的方式，先落地實(shí)施項(xiàng)目，然后在實(shí)踐中進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，及時(shí)調(diào)整理論、方法和功能，以適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際需求。在教學(xué)過程中，教師起到引導(dǎo)和參與的角色，提供指導(dǎo)和支持，幫助學(xué)生克服困難，同時(shí)，學(xué)生通過與ChatGPT的人機(jī)協(xié)同，促進(jìn)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，以提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展。

三、人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)模式實(shí)踐

高意識(shí)學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者有意識(shí)地運(yùn)用元認(rèn)知能力的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)深入、有意義的學(xué)習(xí)。同時(shí)，技能本位教育強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)適應(yīng)未來社會(huì)需求的人才，而智慧教育則將高意識(shí)層面下的技能、道德、知識(shí)、智能等要素進(jìn)行整合，以實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的智慧化。人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)模式是指通過人工智能技術(shù)，將學(xué)習(xí)者與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行有效的互動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，AIGC技術(shù)的出現(xiàn)為高等教育帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。ChatGPT作為一種人工智能模型，具備強(qiáng)大的自然語言處理能力，能夠模擬人類的自然語言交互，為人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)提供了良好的技術(shù)支持。高意識(shí)學(xué)習(xí)和人機(jī)協(xié)同將為高等教育的范式創(chuàng)新和學(xué)生的批判性思考提供支持。

ChatGPT的生成能力和個(gè)性化服務(wù)為教學(xué)和輔助工具的智能化提供了新的可能性。通過將ChatGPT應(yīng)用于智能輔導(dǎo)、教學(xué)助手和教學(xué)材料生成等方面，可以為教師和學(xué)生提供更智能化、個(gè)性化的教育支持，從而提升教學(xué)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果。在課前知識(shí)點(diǎn)梳理、課中的課堂互動(dòng)、課后的結(jié)課項(xiàng)目作業(yè)、生生互評(píng)作業(yè)批改等教學(xué)過程中嘗試使用ChatGPT等對(duì)話式AI，結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)，來提供更加智能化和個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)和學(xué)習(xí)支持，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的培養(yǎng)模式。

（一） ChatGPT在課前知識(shí)點(diǎn)梳理中的應(yīng)用

在商務(wù)智能課程中，課前知識(shí)點(diǎn)梳理是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，它可以幫助學(xué)生快速掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和概念。我們可以通過ChatGPT，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)化的梳理和整理，并提供相應(yīng)的解答和支持。例如，學(xué)生可以通過對(duì)話式界面輸入“商務(wù)智能中的數(shù)據(jù)挖掘有哪些方法”，ChatGPT可以自動(dòng)將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)和方法進(jìn)行提取和分類，并提供相應(yīng)的回答和解釋，如圖2。

圖2 知識(shí)點(diǎn)梳理

（二）ChatGPT在課中課堂互動(dòng)中的應(yīng)用

在課堂互動(dòng)中，學(xué)生會(huì)遇到各種問題和難點(diǎn)，需要及時(shí)得到解答和支持。我們可以通過ChatGPT，對(duì)學(xué)生的問題進(jìn)行自動(dòng)化的解答和支持。例如，學(xué)生可以通過對(duì)話式界面輸入“商務(wù)智能中的關(guān)聯(lián)規(guī)則有哪些應(yīng)用場(chǎng)景”，ChatGPT可以自動(dòng)將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行提取和分類，并提供相應(yīng)的回答和解釋，如圖3。

圖3 課中互動(dòng)1

例如，對(duì)應(yīng)我們?cè)诘诹聶C(jī)器學(xué)習(xí)中的講課提到的泰坦尼克生存決策樹案例代碼如何實(shí)現(xiàn)，ChatGPT會(huì)給出具體的代碼，如圖4。

圖4 課中互動(dòng)2

（三） ChatGPT在課后結(jié)課項(xiàng)目作業(yè)中的應(yīng)用

在結(jié)課項(xiàng)目作業(yè)中，可以首先讓ChatGPT為我們草擬一份報(bào)告提綱，理順?biāo)悸?，如圖5。

圖5 擬提綱

（四） ChatGPT在作業(yè)批改中的應(yīng)用

在結(jié)課項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程中，學(xué)生會(huì)遇到各種編程代碼問題和錯(cuò)誤，需要及時(shí)得到解答和支持。我們可以通過ChatGPT，對(duì)這些問題進(jìn)行自動(dòng)化的解答和支持。例如，在代碼運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)不能正確顯示漢字，ChatGPT可以幫助大家找出問題并給出解決方案。

作業(yè)批改是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，其可以幫助了解學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和概念的情況?！吧ピu(píng)”階段可以通過ChatGPT技術(shù)，對(duì)大家的作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化的批改和評(píng)價(jià)。例如，學(xué)生可以通過對(duì)話式界面上傳作業(yè)，ChatGPT可以自動(dòng)對(duì)作業(yè)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，并提供相應(yīng)的評(píng)價(jià)和建議，可以幫助大家進(jìn)一步分析和理解相關(guān)內(nèi)容和概念，更好掌握相關(guān)知識(shí)。

除了在課前知識(shí)點(diǎn)梳理、課堂互動(dòng)和作業(yè)批改等方面的應(yīng)用，ChatGPT還可以在考試輔導(dǎo)、遠(yuǎn)程教育、自主學(xué)習(xí)等許多教學(xué)場(chǎng)景中發(fā)揮作用。

我們?cè)谝粋€(gè)學(xué)期的時(shí)間里，通過采用基于ChatGPT的人機(jī)協(xié)同模式進(jìn)行學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)踐，取得了顯著的教學(xué)成果。在信管電商專業(yè)本科三年級(jí)下學(xué)期，學(xué)生總?cè)藬?shù)為61人，無論其文科還是理科背景，所有學(xué)生在商務(wù)智能結(jié)課項(xiàng)目都取得了優(yōu)秀的成績(jī)，達(dá)到了100%的優(yōu)良率。

四、討論與結(jié)論

盡管ChatGPT在教育領(lǐng)域中具有潛力，但也存在一些挑戰(zhàn)和局限性需要解決。首先，ChatGPT存在過度依賴訓(xùn)練數(shù)據(jù)的問題。由于ChatGPT是通過對(duì)海量語言數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)而得到的，它的回答和生成內(nèi)容往往受到訓(xùn)練數(shù)據(jù)的限制。這可能導(dǎo)致在面對(duì)新領(lǐng)域或新問題時(shí)，ChatGPT的回答不夠準(zhǔn)確或全面。其次，ChatGPT的邏輯推理能力相對(duì)較弱。盡管它可以生成流暢的文本回復(fù)，但在處理復(fù)雜的邏輯推理或推斷問題時(shí)，可能存在一定的困難。第三，ChatGPT對(duì)于新場(chǎng)景的處理能力也有限，需要進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。此外，ChatGPT還存在一些其他的局限性。例如，它可能受到數(shù)據(jù)偏見的影響，因?yàn)橛?xùn)練數(shù)據(jù)中可能存在性別、種族、文化等方面的偏見，從而導(dǎo)致生成的回答帶有偏見或不公平的傾向。另外，ChatGPT在生成文本時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確或不合理的回答，這可能會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí)，智能化教育也引發(fā)了學(xué)術(shù)倫理問題，例如學(xué)生過度依賴ChatGPT編寫論文可能涉及學(xué)術(shù)誠(chéng)信問題，喪失自主思考能力。

因此，在教育場(chǎng)景中使用ChatGPT時(shí)，一方面，需要建立豐富和專業(yè)化的教育數(shù)據(jù)集，以提高ChatGPT在教育領(lǐng)域的知識(shí)覆蓋范圍。另一方面，應(yīng)該探索如何引入邏輯推理和推理能力的訓(xùn)練任務(wù)，并將其融入ChatGPT的架構(gòu)和訓(xùn)練過程中，以提升其在邏輯推理方面的能力。同時(shí)，還可以考慮建立不斷豐富的個(gè)性化領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)庫，使ChatGPT能夠在面對(duì)新場(chǎng)景和新問題時(shí)進(jìn)行適應(yīng)和學(xué)習(xí)。同時(shí)，建立人工智能與人類專業(yè)知識(shí)的協(xié)作模式，提供更可靠和負(fù)責(zé)任的教育支持。教育界需要堅(jiān)持以人為本的教育觀念，擺脫重復(fù)、模式化和標(biāo)準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)方式，注重個(gè)體差異，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力。學(xué)生和教師應(yīng)掌握計(jì)算思維、創(chuàng)造性思維和批判性思維，以正確評(píng)估和有效使用智能化產(chǎn)品。制定完備的道德準(zhǔn)則規(guī)范智能應(yīng)用是教育工作者的責(zé)任，培養(yǎng)學(xué)生注重自身思考和創(chuàng)造力，將ChatGPT提供的信息融入個(gè)人的知識(shí)體系中，并謹(jǐn)慎使用，遵守學(xué)術(shù)規(guī)范，確保學(xué)術(shù)成果真實(shí)、獨(dú)立且有價(jià)值。

本文以商務(wù)智能課程為例，探討了基于ChatGPT的人機(jī)協(xié)同模式在教學(xué)改革中的應(yīng)用?；贑hatGPT的人機(jī)協(xié)同模式為教育教學(xué)提供了全新的思路和解決方案，有望推動(dòng)教育教學(xué)向更加個(gè)性化、多樣化、智能化的方向發(fā)展。未來，基于ChatGPT的人機(jī)協(xié)同模式還有很多潛力有待挖掘。例如，可以將ChatGPT技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)相結(jié)合，為學(xué)生提供更加沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；還可以將ChatGPT技術(shù)與區(qū)塊鏈等技術(shù)相結(jié)合，為學(xué)生提供更加安全、可信的學(xué)習(xí)環(huán)境。

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信，在不久的將來，基于ChatGPT的人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)模式將在教育教學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，為教育改革帶來更多的可能性和機(jī)遇，推動(dòng)教育教學(xué)向更加智能化、創(chuàng)新化、全面化的方向邁進(jìn)。