AI时代,我们重新“学习”
作者 张司钰
发表于 2024年7月

5月13日,OpenAI在“春季更新”线上发布会上推出了GPT-4的升级款模型GPT-4o。更新后的GPT-4o反應迅速,能理解复杂场景下的非文本信息,且能流利对话。之后,可汗学院创始人萨尔·可汗(Sal Khan)用最新版GPT-4o辅导儿子做数学作业的视频冲上热搜。视频中,GPT-4o引导孩子渐进式地理解和拆解问题,最终孩子自己得到了答案。

这段视频引起轰动的原因是,GPT-4o对学习者的层层引导和鼓励,让它看起来像一个情绪稳定的家庭教师,这不免激发了大众对于ChatGPT是否会颠覆教育模式的热议。事实上,在GPT-4o之前,ChatGPT在教学中的运用已经逐渐广泛起来。

高等教育规划平台Intelligent.com曾在2023年5月针对3017名高中生和大学生,以及3234名低年级学生家长做了调查。数据显示,在使用ChatGPT辅助学习的学生中,90%的人更喜欢使用ChatGPT,而不是跟随辅导老师;此外95%的学生表示自从使用ChatGPT学习以来,他们的成绩有所提高。

不过,这并不是人类历史上首次用AI促进教育变革的尝试。在1950年代,伴随着“人工智能”概念在美国达特茅斯学院研讨会上被提出,用机器辅助教学的探索就没有停下脚步。

1961年10月,《大众机械》杂志发表了一篇名为《机器人会教你的孩子吗?》的文章,描述了当时席卷美国学校的一系列“试验性机器教学”的热潮。

彼时,最具有跨时代意义的就是伊利诺伊大学Donald Bitzer教授带领开发的在线学习系统PLATO。它不仅可以在文本上叠加图形,还能根据学生答案中的关键词来理解和评估他们的回答,并给出具体的反馈。这种实时回答的方式让学生可以自己掌握学习节奏,也有利于教师调整教学内容。此外,PLATO还设计了早期的社交功能,方便学生在上面交流讨论。

在运行的40年中,PLATO为伊利诺伊大学与当地学校的学生、监狱里的囚犯和其他大学的学生,提供了包括拉丁语、化学、教育、音乐、世界语和小学数学等在内的跨年龄段的各种课程。可以说,PLATO就是现在“AI+教育”产品的雏形。

然而,受当时技术发展的局限,PLATO主要依靠预设的脚本和规则交互,无法真正理解自然语言,也不能对大量用户数据展开分析,因此只能处理有限的且设定好的输入和输出,并不具备对话和分析的能力。

随着认知模型的发展,AI可以模仿人类的思维解决复杂问题,智能教程系统(ITS)也逐渐成熟,由此诞生了Carnegie Learning这类能够根据学生表现调整教学内容,提供个性化学习体验的教学软件。不过,这些软件可以分析学生的学习数据,却无法处理复杂的自然语言输入,也缺乏对学生情感和动机的理解。

后来,互联网和大数据技术推动了在线教育平台的兴起。其中,最被大众熟知的,就是诞生于2010年的非营利教育组织可汗学院(Khan Academy)。这个号称集结了“世界上最牛的老师”,给所有想学习的人提供免费资源的学习平台,被认为是教育领域的一次革命。然而,尽管能为学生提供个性化的学习路径和资源推荐,早期的可汗学院依然只能完成单方面输出,无法实现深度交互。

这种局面在2017年被打破。Transformer架构的提出,使AI模型能够更好地理解和生成语言。以前的AI需要一步步处理信息,效率低且效果一般,而Transformer可以同时处理大量信息,快速理解语义,生成更自然的文本。2022年,ChatGPT应用的火爆推动了Transformer架构在不同产品中的应用,包括学习机、词典笔、错题答疑App等教辅软硬件。AI教育产品的交互方式自此发生了翻天覆地的变化,变得更“随机”、更智能、更多样。

2022年夏末,可汗学院创始人人萨尔·可汗收到了OpenAI联合创始人的电子邮件,邀请他参与最新模型的早期测试。一年后,可汗学院的智能助手Khanmigo宣布由GPT4驱动。

以前的K ha nmigo只能回答预设的问题,现在它可以借助GPT-4的能力“角色扮演”,并展开苏格拉底式对话。比如提出引导性问题“为什么你会这样回答?你认为那是真的吗?如果……会发生什么?”,从而激发学生不仅仅停留在表面答案,而是更进一步探寻why与how的问题。此外,Khanmigo还可以让每个学生根据自己的进度和需求,获得量身定制的学习计划与即时反馈。

不只可汗学院在尝试。中国的技术公司、教培机构们也纷纷瞄准了生成式“AI+教育”的赛道。今年4月,科大讯飞推出了具有A I百科知识问答、AI作文批改等生成式AI功能的学习机。

“AI+教育”历史沿革

根据公开资料整理

不过,考虑到学生的考试做题需求,国内的生成式AI教辅产品更侧重于用大模型优化推荐算法,通过对大量用户数据的分析,更精准地匹配学生不擅长的知识点并加以巩固。“加入大模型后,系统不是简单地通过错题来判断(学生是否掌握一个知识点),而是通过做几道题来评估学生对本章节的掌握程度以及他的总体水平,并推断出他最应该学习和加强的内容。2019年我们就在尝试这种路径,只是在大模型的加持下,我们的算法变得越来越精准。”科大讯飞副总裁章继东对《第一财经》杂志说。

5月30日,OpenAI发布了面向高校学生、教职员工、研究人员的ChatGPTEdu,它能够辅导学生、撰写助学金申请文案、审阅简历,并且还可以帮助研究者做数据分析、文档摘要。哥伦比亚大学Nabila El-Bassel教授的团队已经利用ChatGPT Edu分析和整合过大型数据集,原先需要数周才能完成的工作现在只需要几秒钟就可以完成。

不过,AI在教育教学领域中也有一些无法完成的任务。大语言模型仍然是一种语言模型,在涉及复杂的逻辑推理、步骤计算,以及数学抽象概念的理解上表现一般。但AI的介入已经为教育提供了新的路径——它解决了在线教育中的“重复性教学”问题,既能针对学生的薄弱点查漏补缺、实时纠错,又能通过启发式教学锻炼学生的思维逻辑。

本文刊登于《第一财经杂志》2024年7期
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