ChatGPT对中医药院校有机化学教学的影响和应对措施探讨

2024-10-23 00:00何张旭杨静杨菲菲张京玉
中国教育技术装备 2024年19期

摘 要 随着我国教育现代化及中医药现代化进程的推进,以生成式人工智能软件ChatGPT为代表的人工智能技术开始对中医药院校有机化学教学产生影响。探讨中医药院校有机化学教学存在的问题、ChatGPT给中医药院校有机化学教学带来的机遇和挑战以及如何正确应对ChatGPT带来的影响,期望为数字化时代中医药院校有机化学课程改革提供参考和借鉴。

关键词 ChatGPT;有机化学;中医药院校

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2024)19-00-03

0 引言

生成式人工智能软件ChatGPT由美国Open AI公司于2022年11月30日发布,具有强大的自然语言处理能力,可通过学习和理解人类的语言进行有效对话,高效准确完成撰写文案、视频脚本、邮件、代码、翻译等任务,对全球的政治、社会、经济及教育等领域产生了巨大影响[1]。国务院早在2017年就印发了《新一代人工智能发展规划》,明确了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施,部署构筑我国人工智能发展的先发优势。党的十九届四中全会也重点提出,要“发挥网络教育和人工智能优势,创新教育和学习方式,加快发展面向每个人、适合每个人、更加开放灵活的教育体系,建设学习型社会”。同时,党的二十大报告指出,推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。

近年来,随着国家加快推进教育现代化相关政策的实施,以ChatGPT为代表的生成式人工智能技术开始逐渐影响中医药高等院校的有机化学课程教学,为该课程教学带来了机遇和挑战。

1 中医药院校有Te8+xJ1WjszmOSwhNtfP+aFDYtvG9LOXJRrw/xSyYtc=机化学课程的教学现状及

存在的问题

有机化学作为一门多学科交叉的课程,是中医药院校中药学类专业的重要专业基础课程之一,包括有机化合物组成、结构、性质、合成、反应机制及化合物之间相互转变规律等内容,与后期学习的药物化学、中药化学、生物化学、药理学等课程知识体系有密切联系[2]。随着中医药产业进入高水平发展期,有机化学课程的微观世界与中医药宏观世界的联动对于推进中医药现代化进程显得尤为重要,然而目前中医药院校在该课程教学过程中仍然存在一些问题。

1.1 有机化学课程教学与中医药实践相脱节

该门课程主要涉及有机化合物的性质、结构和反应等方面,而中医药实践更注重中药的药理作用和临床应用,导致学生潜意识里认为有机化学是化学专业学生应该学的,对自身专业用途不大,加之教师在教学过程中可能没有很好地将有机化学理论知识与中医药实践相结合,导致学生表现出对此课程认识度浅、学习兴趣低,学习力度不强、学习效果欠佳等情况[3]。

1.2 学生学习难度大

有机化学知识较为抽象,化学结构和官能团种类复杂,有机化学反应机理晦涩难懂。教师在教学过程中如果没有很好地进行案例分析和实例讲解,学生可能很难理解和应用这些抽象的知识,从而影响学习效果[4]。此外,中医药院校的有机化学课程大多开设在大一下学期,尽管是一门重要的专业基础课,但该课程的学时普遍不多。笔者所在学校有机化学课程为63个学时,在如此短的时间内学习18章内容,会导致学生对有机化学基础知识掌握不够扎实、理解不够透彻、难以活学活用,进而影响后面药物化学、中药化学等相关课程的学习。

1.3 教师与学生缺乏必要的沟通

教师在有限的学时内为了给学生讲授更多重点难点,往往采用“填鸭式”教学,讲授占据了大量课堂时间,与此同时也缩短了课上与学生沟通互动的时间,学生相对被动地接受知识,缺乏对知识点的深刻理解,很难参与更深入的知识探讨,无形中导致学生的学习积极性和听课效率降低,强调过的难点重点仍然没有掌握[5]。而课后学生很少会主动找老师请教问题,也一定程度上减少了学生就难以理解的知识与老师沟通交流的机会。此外,目前授课班级人数普遍较多,学校中药学专业有机化学授课班级为120余人,传统的教学方式很难让教师去熟悉每位学生的学习情况,从而阻碍了教师开展个性化教学。

2 ChatGPT给中医药院校有机化学教学提供

的机遇

2.1 通过促进教师学生双向互动,利于学生的个性化学习

中医药院校有机化学课程内容繁多、课时量普遍偏少,班级人数偏多,教师很难在有限时间内精准把握每个学生的知识掌握和理解情况,导致难以定位教学内容的难易程度。通过将ChatGPT引入中医药院校有机化学教学,在改善学生个性化学习需求方面具有良好的前景[6]。ChatGPT集合了许多有机化学教学课程资源,学生在课堂上未听懂的知识可在ChatGPT上向虚拟数字导师咨询,进一步掌握知识,有效避免了由于时间、空间等因素导致师生之间不能有效交流互动的局限性。此外,ChatGPT还可根据学生对有机化学课程的知识掌握程度、学习习惯等特征建立个性化学习档案,更好地为学生提供个性化的学习内容、学习建议和评估反馈。而中医药院校有机化学教师也可基于ChatGPT给出全班学生的分析和评估数据,及时发现学生在学习有机化学过程中存在的问题,如学生的有机化学机理掌握情况等,进而通过改进授课内容和教学模式,提高学生有机化学课程的学习质量。

2.2 利于增强学生的学习兴趣

有机化学是中医药院校的基础必修课之一,该课程知识内容繁多,相对抽象,如果采用传统的教学模式,会导致学生对该课程的学习兴趣大大降低。ChatGPT可通过为教师提供丰富的有机化学与中医药相关的教学素材以及创作有趣的视频、动画等教育资源,增强该课程的生动性和吸引力,帮助学生更好地掌握和理解有机化学知识,激发学生的学习兴趣和积极性[7]。此外,教师可通过ChatGPT为学生制定标准规范化有机化学学习模式,使学生利用该平台高效完成课前预习、课中掌握、课后复习等任务,快速获取有机化学基础知识。ChatGPT还可起到实时监测学生知识掌握情况,及时反馈学习效果等功能,利于学生在对有机化学课程高效学习的同时保持良好的学习兴趣。同时,通过与ChatGPT对话,学生可针对有机化学复杂概念、反应机理等抽象知识提出问题,参与讨论,激发其自觉学习的兴趣,提高学生的逻辑推理能力、抽象思维能力等。

2.3 利于提升教师的教学能力,加速中医药院校教育数字化进程

教师过硬的有机化学教学专业技能是学生学好有机化学的基本保障。ChatGPT中的“虚拟数字专家”可为教师在有机化学教学过程中遇到的问题和困难提供建设性的意见和建议,教师可以据此改进教学方式,优化教学过程,提升专业能力[7]。例如,教师可上传有机化学中卤代烃这一章的教学设计,让ChatGPT给出优化方案,使其更加契合中医药院校学生的有机化学授课模式。此外,ChatGPT的问答支持、教学资源支持以及创新思路等智能化功能,不仅提升了有机化学知识的趣味性和生动性,还可以帮助教师摆脱有机化学课程烦琐的基础性教学任务,拿出更多精力去研究如何开展更高效的有机化学数字化教学,以及如何提高学生的社会责任感、批判能力和创新思维。

3 ChatGPT给中医药院校有机化学教学带来

的挑战

3.1 可能使学生产生智能依赖,降低创新思维和批判能力

ChatGPT拥有巨大的知识数据库,可根据用户需求,在大量数据和算法基础上生成结果或答案。学生在学习有机化学或做习题过程中,可能会过于依赖ChatGPT的智能搜索和生成结果功能,满足于现成答案,而不会对所得结果进一步判断和思考,更不会对有机化学每个章节之间的知识进行系统总结和联系。此外,有机化学是中药学专业学生的基础必修课,主要学习有机物的结构、性质和反应,学好此课程对今后的创新药物研发具有重要作用。然而,ChatGPT的知识传输是单向度的,学生获取ChatGPT生成的结果后,如果仅停留于接受机器生成的回答,不去深入思考和探索问题,极有可能导致思维固化、创新能力受阻。

3.2 容易使学生产生学业诚信问题

由于ChatGPT能够快速、准确地为学生提供答案和解决方案,一些学生可能会在有机化学课堂测试、平时作业等过程中利用ChatGPT取得不正当的“好成绩”,产生作弊或者学业诚信问题。这种情况下,教师很难区分学生提交的作业是否符合其真实学习水平,导致基于此设计的教学方案很难达到预期效果。

3.3 解决问题的准确性难以保证

尽管ChatGPT大大提高了教师的备课效率以及学生学习的效率,然而某些场景下与ChatGPT对话产生结果的准确性仍然难以保证。尤其在体验到ChatGPT的优越性后,可能会对其得到的结果无条件信任,降低了自身的批判性思维和判别真伪的能力。如果将ChatGPT生成有误的有机化学习题或方法传输给学生,可能会对有机化学教学造成严重危害。

4 正确应对ChatGPT给中医药院校有机化

学教学带来的影响

当前,以ChatGPT为代表的新技术正悄无声息地融入中医药院校有机化学教学,如何发挥ChatGPT等数字技术的优势,尽可能降低其负面作用至关重要。

4.1 学生层面的应对措施

尽管ChatGPT对中医药院校学生有机化学学习过程中的创造力和批判性思维培养等产生了巨大影响,但ChatGPT只是一个辅助手段,主要还是取决于学生使用ChatGPT的态度[8]。中医药院校学生面对内容繁杂、抽象的有机化学课程,应持有独立自主的学习意识,主动理解知识而非被动接受;应坚持自身的主导性,秉持数字技术只是辅助学习工具的观念。学生向ChatGPT提出具体问题后,需对ChatGPT所提供的内容和数据进行综合分析,以获取精准全面的答案,同时也要采用批判性思维来思考ChatGPT给出的观点和自身观点的差异点及其

原因。

此外,学生应增强数字诚信意识,避免发生抄袭、剽窃等不良行为,使ChatGPT对于有机化学课程学习起到正向激励作用。

4.2 教师层面的应对措施

1)随着ChatGPT逐渐向中医药院校有机化学课程教学渗透,教师也应积极学习新技术,接受新事物,认清ChatGPT的优势和局限性,根据有机化学课程特点,合理使用该技术,增强对ChatGPT提供内容的辨别能力,保证传输给学生知识的正确性。

2)教师应将ChatGPT当作科技赋能工具来辅助有机化学教学,而不应用其主导课程;要锦上添花,而非画蛇添足。

3)教师应设计一些策略来降低ChatGPT给学生带来的负面影响。例如,教师可在有机化学教学中设计一些协作式学习、探究式学习、问题解决式学习等任务,锻炼学生解决问题的能力、沟通能力及批判性思维[9]。

4)教师在有机化学教学过程中应积极提炼和精准融入思政元素,全面落实立德树人根本任务,引导学生对待技术应保持正确的态度,增强学生的诚信意识及辩证看待ChatGPT的能力,使ChatGPT能够更好地辅助学生学习。

5)教师也应提高创新能力,在ChatGPT辅助下,创新教学内容和教学模式[10]。在使用ChatGPT教学过程中既要做“加法”,又要做“减法”,对于教学有积极用途的功能应加以探究和拓展,而面对不利于教学的模块应加以规制,从而更好发挥虚拟教师和真实教师协同育人的作用。

5 结束语

随着国家大力推进教育现代化和中医药现代化进程,以ChatGPT为代表的生成式人工智能技术开始引发中医药院校教学的新一轮变革。目前来看,将ChatGPT应用于中医药院校有机化学课程教学既是机遇也是挑战,无论学生还是教师都应秉持科学、谨慎、合理使用的态度,思考如何与ChatGPT和谐共生,发挥其优势,推进教育数字化。

6 参考文献

[1] 连慧.新一代人工智能对高校外语教学的机遇、挑战和应对措施:以ChatGPT为例[J].传播与版权,2023(17):100-102.

[2] 付蕾,周媛媛,张立剑,等.高等中医药院校有机化学教学改革与实践[J].山东化工,2021,50(1):183-184.

[3] 刘雄伟,刘畅,俸婷婷,等.线上线下混合式“金课”推进《有机化学》课堂教学改革[J].广东化工,2021,48(1):185-186.

[4] 盛文兵,辛璐,王炜,等.提高中医药院校药学专业有机化学课程教学质量的探索与实践[J].广东化工,2021,48(11):177,197.

[5] 崔浩,李培源.基于微信平台的中医药院校有机化学教学的O2O模式设计与实践[J].山东化工,2019,48(24):162-163.

[6] 谷生然,董燊.ChatGPT应用背景下大学生数字素养培育的机遇、挑战与提升策略[J].郑州轻工业大学学报(社会科学版),2023,24(4):95-101.

[7] 张新.利用人工智能赋能教育现代化建设:以ChatGPT为例[J].白城师范学院学报,2023,37(5):96-101.

[8] 薛超前.ChatGPT在高校英语写作教学中的应用研究[J].现代英语,2023(7):35-38.

[9] 陶萌萌.GPT软件工具在高校教学中的应用集成电路应用[J].集成电路应用,2023(40):324-325.

[10] 宁梦芝,苏会卫.人工智能视域下中职旅游专业教学改革探索:以“模拟导游”课程为例[J].大众科技,2023,25(8):218-222.

DOI:10.3969/j.issn.1671-489X.2024.19.0

*项目来源:河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目“推动新时代中医药院校有机化学双语教学课程思政的研究与实践”(基金编号:2021SJGLX178)。

作者简介:何张旭,通信作者,博士,讲师;杨静,博士,副教授;杨菲菲,博士,讲师;张京玉,博士,教授。