试论ChatGPT对大学基础课教学的影响

范春蕾 武荷岚 解希顺

摘 要 随着人工智能技术的迅猛发展，ChatGPT（Chat-based Generative Pre-trained Transformer）在教育领域逐渐崭露头角。作为一种基于自然语言处理的人工智能工具，ChatGPT在大学基础课教学中具备发挥重要作用的潜力。本文尝试从教学本身的特性出发，结合大学基础课教学的特点，对ChatGPT在个性化学习支持、即时问题解答、学习资源和教学案例、批判思维和讨论，以及即时反馈等方面的积极影响进行了研究，发现ChatGPT能够提供优选的教学方案和步骤，预测学生学习中可能遇到的问题并能分析原因进行回答等。同时本文对ChatGPT 对教学的负面效应与不足进行了分析，如缺乏人类情感和情绪理解能力，难以提供与学生建立情感连接和情绪支持的经验，也无法进行个性化教学等，而在教学过程中，教师的情感和情绪表达对于学生的学习和发展又是至关重要的。由此得出的初步结论是：ChatGPT的出现对大学基础课教学既有应用前景又具有挑战性，它对大学基础课教学特别是大学理科基础课教学的影响总体来说是积极的，但不利影响也不可轻视，特别是对文科基础课的教学影响更不能掉以轻心。我们需要把握好教学的本质和规律，尽量避免人工智能的某些不利影响和冲击;因势利导，借助ChatGPT的优势之处，使大学基础课的教学改革得到更快更好的发展。

关键词 ChatGPT;大学基础课教学;人工智能;积极影响;负面效应

人工智能对教育的影响和发展是一个热门话题。随着技术的不断进步，人工智能已由工业向教育等领域渗透，并在教育中发挥越来越重要的作用。我們认为，人工智能的发展对教育与教学的影响主要体现在以下几个方面：

第一，教学方式的改变。人工智能可以为教师提供更多的教学资源和教学工具，帮助教师更好地组织和管理课程，让学生更好地理解和掌握知识。通过人工智能，学生可以更加个性化地学习，根据自己的学习兴趣选择适合自己能力的课程。

第二，教育管理的数字化。 随着人工智能的发展，教育管理的数字化程度也会不断提高。学校可以通过人工智能更好地管理学生的信息和数据，提高教育管理的效率和精确度。

第三，学生评估的改进。人工智能可以为学校提供更加客观和全面的学生评估，帮助学校更好地了解学生的学习情况，为学生提供更好的学习支持和指导。

第四，教育研究的创新。人工智能可以为教育研究提供更加精确和深入的数据分析，帮助教育研究者更好地了解教育现象和规律，提高研究的质量和有效性。

总之，人工智能和教育之间的关系越来越密切是不可避免的趋势[1]。可以预期，随着技术的不断发展，人工智能一方面将为教育带来更多的创新和变革，推动教育的发展进步。实现人类智能的强化、延伸和部分替代;另一方面，我们一定要清醒地看到，人工智能不仅仅是教育的辅助工具，未来还有可能发展成为某些教育过程的主体[2]。

1 ChatGPT对大学基础课教学的积极影响和作用

2022年11月，由美国OpenAI公司研发的聊天机器人程序ChatGPT（Chat-based GenerativePre-trained Transformer）正式发布。它自身能够通过学习和理解人类的语言而与人进行对话和互动，也能根据人的要求回答问题、撰写文案与代码等，甚至可以直接完成翻译或考试等任务[3-4]。显然，它对教学具有很大的帮助作用。通过分析和归纳，我们认为ChatGPT对教与学的积极影响主要反映在以下五个方面。

第一，可以提高学习效率。ChatGPT 能够快速地生成大量的文本和知识，帮助学生更快地了解和掌握所需的知识，尤其是针对一些大学文科基础课程内容，理解的前提是首先要了解，了解后才有可能理解，理解了才有利于掌握[5-6]。

第二，可以实现个性化教学。ChatGPT 可以根据每位学生的学习情况、智力情况和学习需求生成个性化的教学内容。这些有利于因材施教、个别辅导、答疑和学习效果的检查。

第三，可以帮助优化教学设计。ChatGPT 提供的各种教学资源和教学设计方案，有助于教师更好地设计和组织课程内容。

例如，许多大学低年级理工科学生在基础物理等课程中都会学习道尔顿分压定律，关于如何讲述这个问题，ChatGPT 给出了三种教学设计方案，结果见表1。

这样的方案选择为教师提供了课程优化的多种途径，有利于教学质量的提高。考虑到方案二更自然、适用，我们选择了该教学方案，取得了良好的教学效果。

又如，理想气体状态方程是描述理想气体性质的方程，可以用于计算气体的压强、容积、温度等参数，因此在化学学科和物理学中具有重要的应用[7]。以下是根据ChatGPT 的建议讲授理想气体状态方程的一些步骤：

① 介绍气体的基本特性，包括分子的运动状态、压强和温度的关系、气体的物态方程等。

② 介绍理想气体的概念和假设，包括分子无相互作用、体积无限小、分子间碰撞无能量损失等。

③ 介绍理想气体状态方程的基本形式，即pV=nRT，其中p，V，T 分别表示气体的压强、体积和温度，n是气体的物质的量，R 是摩尔气体常数。

④ 讲解理想气体状态方程的物理意义和应用，例如可以用于计算气体的压强、容积、温度等参数。

⑤ 给出一些实际应用的例子，例如可以用理想气体状态方程来计算气体的相对摩尔质量、摩尔体积等。

⑥ 通过一些实验或计算例子来展示理想气体状态方程的应用，帮助学生更好地理解和掌握这个方程。

总之，讲授理想气体状态方程需要结合具体的实例和实验来进行，同时要注重学生的实践操作和思考能力的培养。

对于年轻老师而言，还可以通过咨询ChatGPT了解学生在学习理想气体状态方程时可能遇到的困难，ChatGPT在此问题上给出的答案是：

（1） 对气体的基本特性理解不够深入。

理解气体的分子运动状态、压强与温度的关系等基本特性是理解理想气体状态方程的基础。如果理解不够深入，会影响学生对理想气体状态方程的掌握。

（2） 对理想气体的概念和假设理解不够深入。

理想气体的假设包括分子无相互作用、体积无限小、分子间碰撞无能量损失等，这些假设可能与学生的日常经验相悖，因此可能会导致学生理解困难。

（3） 对理想气体状态方程的推导和应用方法不熟悉。

理想气体状态方程的推导和应用都需要较强的数学能力，如果学生对数学不熟悉，可能会对学习理想气体状态方程造成困难。

（4） 缺乏实际应用的体验。

理解理想气体状态方程的应用需要有实际应用的体验，例如实验测量气体的体积、压强和温度等参数，并用理想气体状态方程进行计算。

（5） 对学科知识的整体理解不够深入。

理想气体状态方程是物理学和化学学科中的重要概念，学生如果对这些学科知识整体理解不够深入，可能会影响对理想气体状态方程的理解和应用。

由以上几点可见，GPT 对学生可能遇到的困难的归纳比较全面。了解这些，教师有利于在教学过程中有的放矢，提高教学效益。

第四，有利于提高学生的学习兴趣。ChatGPT可以生成有趣的故事、案例、图表等资料，激发学生的学习兴趣。例如，在基础物理教学中学习牛顿定律时，ChatGPT 可以给初学者讲牛顿观察苹果落地的故事;可以列举车辆碰撞的案例和真实图像并可与学生互动，对于提高学生的学习兴趣和形象思维，都有一定的帮助。

第五，ChatGPT对于推动教育普及也有一定的促进作用。世界上还有许多欠发达地区，Chat-GPT使用方便且成本不高，只要有一个能连接上网的智能手机就可以使用。这可以帮助到那些没有受过良好教育的人们，让他们也能够接触到高质量的教育资源和知识。

2 ChatGPT对教学不利因素分析

事物总是一分为二的。ChatGPT 本身不可避免地存在一些弱点和对教学不利的因素。

ChatGPT 对教学的不利影响可能包括以下几个方面：

（1） 缺乏人类教师的人情味。ChatGPT无法提供与人类教师相同的情感支持和鼓励，这对于学习者的学习动力和积极性会有一定的影响[8]。

（2） 语言表达的受限制。ChatGPT的语言能力和理解能力相比人类教师目前还有一定的限制，这可能会影响到学生的学习效果。

（3） 无法进行个性化教学。ChatGPT往往缺乏对学生的个性化的深入了解，在根据学生的不同需求、兴趣和学习特点进行针对性的教学方面比不上对学生非常熟悉的教师。

（4） 对学生的监管不足。ChatGPT目前无法对学生进行监管和行为纠正，难以确保学生的学习过程和成果的质量。

（5） 对教学内容有限制。ChatGPT的知识库和学科覆盖面目前相对有限，很难满足所有学生的需求，也难以提供完全创新性的观点。

（6） 也可能存在误导。ChatGPT生成的内容可能存在误导性，学生需要具备较高的判断能力和批判思维能力。

我们认为，对于理科的基础教学，ChatGPT对问题和习题给出的答案不能完全代替老师的讲解，不然容易使学生只知其然而不知其所以然。

而对于文科的基础教学，ChatGPT 虽然有其优势，但容易使学生产生对其依赖，缺乏自己的独立思考，对培养学生的创新能力有一定的不利影响。

尽管目前ChatGPT 还存在一些技术上的不足，有些教学内容和功能还无法实现，但其发展很快，有些缺点在升级版的ChatGPT中已经不复存在（如原来不熟悉理科研究生考试和高考的缺点）。将来在某些教学场合也可能完全代替教师，但我们坚信它不可能在大学基础课教学中完全替代教师的作用。

3 ChatGPT对文科教学和理科教学影响的差异

作为一种自然语言处理技术，ChatGPT 给传统的文科教学带来了更多冲击。从长远来看，ChatGPT可能会带来文科教师和学生过剩的问题。随着自然语言处理技术的不断发展，ChatGPT可以实现自动文本生成、文本摘要、机器翻译等功能，这些功能可以使文科教学更加智能化和高效化，从而减少对人力资源的需求。同时，ChatGPT的发展也可能会改变传统的文科教学方式，例如通过自动化技术实现课堂教学，从而减少对文科教师的需求。这可能会导致文科教师和学生过剩的问题出现。

然而从另一个角度来看，ChatGPT 的发展也可能会带来新的文科教学需求和机会。例如ChatGPT可以帮助文科教师和学生更好地处理和分析文本数据，从而实现更深入的文化研究和教学，因此，如何合理利用ChatGPT技術，创造更多的文科教学机会，是一个需要深入探讨的问题。

与文科教学不同，ChatGPT 对理科教学的影响可能不会产生过剩的问题。理科教学通常需要更多的实验、观察和探究，这些活动需要进行实地操作，无法完全依靠自动化技术来实现。因此，理科教师和学生的实地操作技能和实验室技术能力将仍然是理科教学中不可或缺的部分。同时，ChatGPT技术也可以在理科教学中发挥重要作用，例如通过自动化技术实现数据分析、图像处理等功能，帮助教师和学生更好地理解和掌握理科知识。

4 教学中如何正确应对ChatGPT的思考

面对横空出世的ChatGPT这一新生事物，我们认识到，应当在以下三个方面做好自己的工作。

首先，增强创新思维能力。ChatGPT 技术在教育领域的应用不仅需要教师具备科技素养，还需要教师具备创新思维能力。我们要通过不断创新，将ChatGPT技术与课程内容结合，提高学生的学习效果。

同时，我们应该提升自身科技素养与道德修养。教师是教育的主体，在提升自身科技素养提高使用ChatGPT技术能力的同时，还应该进一步加强自己的道德修养，避免ChatGPT技术在教学中的滥用。此外，我们还要注意恰当地使用ChatGPT 技术。ChatGPT技术应该适度使用，它不能取代传统的教育方式。教育应该以人为本，我们需要注重学生的情感体验和思考能力的培养，而不是简单地使用ChatGPT技术来完成教学任务。我们考虑了一些可能是比较好的使用方法供大家参考：

① 利用ChatGPT技术进行自适应教学。利用ChatGPT技术的自适应功能，根据学生的学习情况和个性化需求，为学生提供个性化的教学方案，帮助学生更好地掌握知识。

② 利用ChatGPT 技术进行知识图谱的构建。通过ChatGPT技术构建知识图谱，将知识点和概念进行归类和关联，使学生更好地理解知识点之间的关系和内涵。

③ 利用ChatGPT技术进行智能问答。利用ChatGPT技术进行智能问答，可以帮助学生更好地解决问题，提高学习效率。

④ 利用ChatGPT技术进行虚拟实验。利用ChatGPT技术进行虚拟实验，可以使学生在虚拟的环境下进行实验操作，提高学生的实验技能和实践能力。

其次，加强数据保护。ChatGPT 技术在教育领域的应用，需要涉及大量的个人信息和学习数据。因此，我们应加强数据保护意识，确保学生的隐私等得到充分保护。

最后，建立监管机制。对ChatGPT 技术在教育领域的应用进行监管，防止其被误用和滥用。同时，还应该建立评估机制，对ChatGPT 技术在教育领域的效果进行评估，以便不断改进和提升[9]。

5 结语

总之，笔者认为ChatGPT的出现对教育的影响非常大，尤其是对我国的教育冲击也许是最大的。因为我们是以知识的培养和能力的训练作为教育的基础，往往更强调对知识体系的记忆和背诵等方面。我们的教学更需要让学生从做题的泥潭中拔出来，因为从ABCD 四个选项选择一个标准答案，显然机器比人容易做得更好。可能人付出很多的时间和精力，做这样的题还不如机器做的好，如果我们培养学生还停留在这条路上，就会得不偿失。

未來学家丹尼尔·平克在《全新思维》一书中列举了引领未来的六种基本能力，分别是：设计感、故事力、交响力、共情力、娱乐感和意义感 [10]。丹尼尔·平克指出具有这六种能力的全新思维型人才是适应未来发展、决胜未来的必备品质。我们只有不断提高学生的艺术能力，磨炼非标准化的技能、寻找非标准化的赛道，这样培养出来的学生在将来才能具有不可替代性。

既然技术已经出现，我们就应积极面对，多方面研究和探讨。可以预测随着ChatGPT 在教学中的逐步推广应用，必将帮助学生更好地学习和掌握知识，提高学习效果，同时，也有助于教师自身能力的提升。只要我们积极应对，就一定能扬长避短，使得未来教育伴随着人工智能的发展产生一场新的革命。

参 考 文 献

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