关于ChatGPT用于计算机辅助教学的探讨

于刚 贾志娟

摘要：以ChatGPT为代表的新一代生成式人工智能为计算机辅助教学提供了更强大的智能支持。ChatGPT在个性化学习、智能辅导、语言学习和编程学习等典型应用方面的作用明显。ChatGPT有望为学生提供个性化、实时和丰富的学习体验，并推动学生在编程学习和其他学科领域的发展。

关键词：ChatGPT；辅助教学；人工智能

引言

计算机辅助教学是一种新兴的教学手段，将传统的教学模式和方法与多媒体和网络结合起来，为学生创造更智能化和现代化的学习环境。传统人工智能技术在计算机辅助教学中存在问题和不足，因为技术不成熟且经验不充分[1]。然而，新一代语言模型如ChatGPT的出现带来了革命性的变化。ChatGPT在生成連贯、系统化，以及信息丰富的回应方面表现出色，因此受到全球广泛关注[2]。

ChatGPT的生成能力和理解能力为计算机辅助教学提供了很强的智能支持，促进了个性化学习、师生互动和学习动力。ChatGPT具备开放包容的特性，能够根据不同学科和课程进行定制化教学，并提供有序的教学策略。ChatGPT在计算机辅助教学中的应用为教学环境和学习体验带来了新的革命性变化，拓展了其潜力。

1. 传统的人工智能技术在计算机辅助教学中的现状和困境

1.1 缺少开放包容的特性

传统的人工智能技术在计算机辅助教学中可能缺乏开放包容的特性。这是因为传统的人工智能系统往往基于预先定义的规则和模式，缺乏灵活性和适应性，无法充分满足不同学生的个性化学习需求。因此，在实现开放包容性方面，传统的人工智能技术存在局限性。

1.2 缺少人机交互的能力

传统的人工智能技术在人机交互能力方面也存在困境。传统人工智能系统通常是基于静态的输入和输出模式，缺乏与学生的实时交互和动态调整的能力。这限制了学生与计算机系统之间的有效沟通和个性化指导，无法提供实时反馈和互动的学习体验。

1.3 缺少课程教学的特点

传统的人工智能技术在课程教学特点方面也存在挑战。不同学科和课程具有独特的教学特点和需求，但传统的人工智能系统往往缺乏针对特定课程的定制化教学策略和资源。这导致计算机辅助教学无法充分融入各个学科领域的教学内容和方法。

1.4 缺少师生互动的乐趣

传统的人工智能技术在计算机辅助教学中可能缺乏师生互动的乐趣。传统人工智能系统往往将教学过程过度机械化和自动化，缺乏与教师和同伴的真实互动和讨论的体验。这可能导致学生失去与教师和同伴互动的乐趣和动力，影响到学习效果和参与度。

1.5 缺少有序的教学策略

传统的人工智能技术在有序的教学策略方面存在不足。传统人工智能系统往往缺乏对学习过程的整体规划和管理能力，无法提供有序的教学策略和学习路径。这可能导致学习过程的混乱和不连贯，影响到学生的学习效果和体验。

1.6 缺少灵活的智能性能

传统的人工智能技术在智能性能方面也存在限制。传统人工智能系统往往依赖于预先定义的规则和模式，无法灵活地适应不同学生的学习需求和变化的教学环境。这限制了计算机辅助教学系统提供个性化和灵活的学习支持和指导的能力。

2. ChatGPT在计算机辅助教学中的典型应用

2.1 个性化学习

差异化、个体化以及个性化的学习一直是人类教育追求的理想和最终目标。实施以学习者为中心的教育模式，是全球各类教育组织长期以来的努力方向。ChatGPT可以为学生提供更个性化和互动的学习体验，改进教学模型和评价方式，使教育变得更有趣[3]。借助ChatGPT丰富的认知能力和高度的适应性，教师可以更深入地理解每个学生，满足他们的个性化需求，并为他们量身打造学习方式。教师能够根据学生的进展、偏好和学习方式，动态地调整教学节奏、教材和方法，从而创造出一个更为愉快且有效的学习环境。同时，利用ChatGPT的全面学习能力，可以辅助不同领域和专业的学生自主进行跨学科的探究性学习。被历代教育家所推崇，并作为教育原则的“因材施教”，也就是个性化教育，将有可能被真正地实施和实践。

2.2 智能辅导

教师、家长和ChatGPT作为学生学习的辅导角色，在教育领域发挥着重要的作用。教师拥有专业的知识和教学经验，能够提供针对学生个性化需求的指导和支持。他们通过课堂教学、课后辅导等形式，与学生进行互动和合作，促进学生的学习动力和学术发展。然而，教师资源有限，无法满足每个学生的个性化需求。家长作为学生的监护人，能够提供学习支持和鼓励，关注学生的学习情况。然而，家长可能缺乏专业知识，无法提供专业的指导，且存在过度干预的风险。

与传统角色相比，ChatGPT作为一种先进的语言模型，在个性化学习方面具有潜力。它可以提供个性化的学习支持和指导，随时解答学生的问题，提供学习资源和答疑解惑。ChatGPT作为一种虚拟助教，能够在任何时间提供即时的学习支持，以多种方式辅助学生学习，包括提供导师辅导、反馈、解释复杂的概念，并提供定制化的学习任务等。其“随需而至”的辅助方式能够在学生需要帮助的时候提供及时支持，从而提高学习效率和效果。通过个性化的对话和互动，ChatGPT能够提供定制化的学习建议，帮助学生解决问题，深化理解，使学习变得更有趣、更有效。此外，ChatGPT可以简明扼要地解释复杂的概念，提供各个学科领域的概述。学生可以向ChatGPT提出问题，它能够用易于理解的方式提供解答。然而需要注意的是，ChatGPT的局限性在于缺乏情感互动和人际交流，对复杂问题的解释可能不够准确或完整，学生不能养成对ChatGPT的依赖[4]。

2.3 语言学习

ChatGPT作为一种强大的语言模型，具备成为语言学习的有益伙伴的潜力。语言学习是一个互动和实践的过程，而ChatGPT通过提供实时的语言交流和练习机会，能够为学习者提供宝贵的语言学习资源。通过与ChatGPT进行对话交流，学习者能够进行口语练习、语法纠正、词汇扩充等，从而提高他们的语言表达能力。通过与ChatGPT进行对话交流，学习者可以在一个低压和无人评判的环境中练习语言，提高口语流利度和自信心。此外，ChatGPT还能够根据学习者的水平和兴趣，个性化推荐相关学习资料和文化知识，帮助学习者深入了解目标语言和文化背景。ChatGPT作为语言学习的伙伴，为学习者提供了方便、实时和个性化的语言学习体验，推动语言能力的提升和交际能力的发展。尽管ChatGPT的应用还存在一些限制，例如对话的真实性和语境的准确性，但随着技术的进一步发展和改进，ChatGPT有望在语言学习领域发挥更大的作用。

2.4 编程学习

ChatGPT作为一种先进的语言模型，在编程学习中具有广泛的应用潜力。编程学习是一个动手实践和不断探索的过程，而ChatGPT可以作为学习者的有益伙伴，提供即时的编程交流和指导。通过与ChatGPT进行对话，学习者可以提出编程问题、请求代码示例，甚至进行代码审查和调试。ChatGPT能够根据学习者的问题提供详细解释、算法思路和编程技巧，帮助他们解决难题和理解复杂概念。此外，ChatGPT还可以在编写测试用例和提供优化代码风格方面提供帮助，为学习者提供编程资源、学习路线和项目建议，帮助他们规划学习路径和提升编程能力。虽然ChatGPT在编程学习中的应用存在一些局限性，例如，ChatGPT可能会产生不正确甚至是虚假的信息，对于特定领域和语言的专业性支持仍有待提高，但随着技术的不断进步和改进，ChatGPT有望成为编程学习中强有力的辅助工具。总的来说，ChatGPT作为编程学习的伙伴，为学习者提供了便捷、实时和个性化的编程学习体验，促进他们在编程领域的理解和技能的提升。

3. ChatGPT在计算机辅助教学中的应用场景

ChatGPT在计算机辅助教学中的应用场景丰富多样。它可以提供个性化学习支持，自适应教学和问题解答辅导。通过自动作业批改和反馈，它提供即时的评估和改进建议，能够根据学生的水平和需求个性化组卷和推送习题，实现针对性的练习。通过智能阅卷和评估，它提供快速的评分和反馈。通过学情分析和学生管理，ChatGPT帮助教师了解学生的学习情况和弱势领域，能进行教学评估与优化，为教师提供反馈和建议；能提供学习情感支持、学习监督和跟踪，帮助学生保持学习动力和积极情绪。这些场景使得ChatGPT成为计算机辅助教学中强大的工具，为学生和教师提供了更个性化、智能化和互动性强的学习环境和支持，推动了教育的创新和发展。ChatGPT技术已实现的相关应用场景主要有以下几方面。

（1）个性化教案：ChatGPT根据学生的学习需求和兴趣，生成个性化的教学计划和教案，包括授课计划、课堂练习、作业布置等，提供定制化的学习资源和教学活动建议。

（2）本地化教研：ChatGPT结合本地教育背景和教学实践，分析数据并为教师提供全方位的个性化教研建议，高效匹配当地教材版本、教学侧重点以及考点等。

（3）习题推送：ChatGPT根据学生的学习情况和知识点掌握情况，智能推送符合学生水平的习题和练习材料，提供有针对性的练习和巩固。

（4）作业批改：学生提交作业后，ChatGPT可以自动批改作业并给出评分和详细反馈，帮助学生了解错误和提供改进建议，为每个学生提供精准“查缺补漏”。

（5）问题答疑：学生通过与ChatGPT对话，提出问题并获得详细答案、解释和示范，帮助学生解决疑问和加深理解。

（6）个性化组卷：ChatGPT根据学生的学习水平和能力需求，智能组卷生成个性化的试卷和考试题目，为教师提供满足不同班级学情的考试题目。

（7）智能阅卷：ChatGPT可以对学生的答卷进行智能阅卷，识别和评估答案的准确性和完整性，汇总班级考试结果。

（8）考情分析：ChatGPT分析学生的考试成绩和学习数据，生成考情分析报告和趋势分析，并汇总为错因归集，帮助教师了解学生的学习情况和弱势领域。

（9）教学评估：ChatGPT结合学生的学习表现和评价指标，提供教学评估和反馈，构建全覆盖并快速反馈的课堂质量评估系统，提供全面、客观、科学的课堂评估报告。

（10）学情管理：ChatGPT跟踪学生的学习数据和行为，识别学生课堂动作、表情、语言、师生互动等信息，生成统计与分析报告，提供学情分析和个性化发展建议。

4. ChatGPT在计算机辅助教学中的发展前景展望

随着技术的不断进步和ChatGPT模型的不断演进，它在计算机辅助教学中的发展前景非常广阔。通过不断改进和创新，ChatGPT有望成为学生的智能学习伙伴，提供个性化的学习支持、跨学科的知识辅助和情感心理的支持，进一步提升学生的学习效果和体验。

4.1 智能化学习伙伴

随着ChatGPT模型的不断改进和优化，它可以更准确地理解学生的问题，并提供更精确、个性化的答案和指导。未来的ChatGPT可以成为学生的智能学习伙伴，通过与学生的互动来提供定制化的学习支持和反馈。

4.2 自适应学习路径

ChatGPT可以根据学生的学习需求和能力水平，为他们提供个性化的学习路线和推荐资源。未来的ChatGPT可以基于学生的学习历史和表现，自动调整学习路径，帮助学生更高效地学习和掌握知识。

4.3 跨学科知识辅助

ChatGPT可以整合多个学科领域的知识，为学生提供跨学科的学习支持。未来的ChatGPT可以更好地理解不同学科的关联性，提供综合性的问题解答和知识链接，帮助学生建立跨学科的思维和应用能力[5]。

4.4 情感支持与心理辅导

ChatGPT可以通过对话和语言分析，识别学生的情感状态和学习困难，并提供相应的情感支持和心理辅导。未来的ChatGPT可以在学习过程中关注学生的情感需求，帮助他们建立积极的学习心态和解决心理障碍。

4.5 多模态学习体验

随着技术的发展，ChatGPT可以与其他技术（如虚拟现实、增强现实等）结合，为学生提供更丰富的多模态学习体验。未来的ChatGPT可以通过视觉、听觉等多种方式与学生进行交互，提供更具沉浸感和互动性的学习环境。

4.6 群体学习与协作

ChatGPT可以支持群体学习和合作学习，在多个学生之间进行交流和协作。未来的ChatGPT可以促进学生之间的互动和知识共享，鼓励合作学习和团队合作精神。

结语

ChatGPT在计算机辅助教学中的应用展示出了巨大的潜力和前景。作为一种先进的语言模型，它可以作为学生的智能学习伙伴，提供即时的编程交流和指导。ChatGPT可以回答学生的问题、解释概念、提供编程示例和资源，帮助学生解决难题和深化理解。它还可以生成测试用例、优化代码风格，提供个性化学习支持和自适应教学。然而，ChatGPT的应用仍面临一些挑战，如语义理解、上下文处理和专业性支持的提升。未来的研究可以集中在改进模型的语义理解和生成能力、实现个性化学习和情感分析、探索多模态学习和社交学习等方向。此外，跨领域知识扩展和代码生成等领域也值得深入研究。通过丰富数据集、改进模型架构和训练技术，并结合用户反馈进行迭代改进，可以进一步提高ChatGPT在计算机辅助教学中的应用效果。

参考文献：

[1]张镒麟.关于计算机辅助教学中人工智能技术的应用研究[J].当代旅游（高尔夫旅行），2019，（1）：239.

[2]邱燕楠，李政涛.挑战·融合·变革：“ChatGPT与未来教育”会议综述[J].现代远程教育研究，2023，35（3）：3-12，21.

[3]刘玲，贾娟.人工智能在计算机技术方面的应用[J].科技资讯，2022， 20（11）：16-18.

[4]焦建利.人工智能赋能教师的五种路径[J].中小学数字化教学，2023，（6）：1.

[5]张瑞，陈岩.智能时代数字教材的嬗变逻辑、价值意蕴及新生样态[J].当代教育论坛，2023，（3）：65-71.

作者简介：于刚，硕士研究生，研究方向：计算机应用；贾志娟，硕士研究生，教授，研究方向：信息安全，計算机应用。

基金项目：河南省高等教育教学改革研究与实践项目（编号：2021SJGLX579）；河南省高等学校重点科研项目计划（编号：23B520010）；郑州师范学院本科教学改革研究重点项目（编号：JXGGZD-001211570）；郑州师范学院青年骨干教师项目（编号：QNGG-20852）。