2024年5月27日，清華大學(xué)文科沙龍第34期暨“清華教育沙龍”第1期“人工智能賦能高等教育教學(xué)”在清華大學(xué)教師發(fā)展中心舉辦。清華大學(xué)教育研究院教授李曼麗、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授盧滇楠、清華大學(xué)人文學(xué)院哲學(xué)系教授劉奮榮、清華大學(xué)學(xué)堂在線(xiàn)負(fù)責(zé)人王帥國(guó)應(yīng)邀參與討論，沙龍由清華大學(xué)教育研究院副教授張羽主持。本次活動(dòng)采取線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合的形式，共有14萬(wàn)余名觀(guān)眾同步參與。
人工智能時(shí)代已經(jīng)呼嘯而至。不同于此前AI產(chǎn)品的曇花一現(xiàn)，生成式人工智能憑借其友好的使用門(mén)檻和強(qiáng)大的生成能力脫穎而出，在人類(lèi)世界掀起一場(chǎng)史無(wú)前例的狂歡。諸多行業(yè)因此邁向科技革命與發(fā)展變革，其中不乏以知識(shí)生產(chǎn)與傳播為使命的高等教育教學(xué)的身影。如何于變局中把握“教與學(xué)”的新機(jī)？來(lái)自清華大學(xué)的一線(xiàn)教育工作者們正在他們的實(shí)踐中不斷拼湊答案。
構(gòu)筑智能學(xué)習(xí)環(huán)境
王帥國(guó)是國(guó)內(nèi)最早投身慕課和混合式教學(xué)的研究者和實(shí)踐者之一，他從生成式人工智能帶給教育的無(wú)窮想象談起，在梳理清華大學(xué)AI賦能教育教學(xué)的前沿實(shí)踐中展望數(shù)字教育的下一個(gè)十年。
從人工智能技術(shù)發(fā)展歷程的回顧開(kāi)始，王帥國(guó)分享了以Transformer架構(gòu)為基礎(chǔ)的大語(yǔ)言模型所具備的各項(xiàng)文本、代碼和媒體生成能力，并指出這種技術(shù)突破將有望推動(dòng)大學(xué)教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)。
自2023年秋季學(xué)期起，我校便啟動(dòng)了人工智能課程教學(xué)試點(diǎn)工作。通過(guò)為不同學(xué)科的專(zhuān)門(mén)知識(shí)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)基于大語(yǔ)言模型的垂直應(yīng)用，人工智能對(duì)“教與學(xué)”的賦能漸漸顯現(xiàn)。我們從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：全時(shí)段且全過(guò)程在線(xiàn)的AI智能學(xué)伴為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)和規(guī)?；囵B(yǎng)的統(tǒng)一帶來(lái)了前所未有的助力；優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和師生行為數(shù)據(jù)的積累極大有利于教育場(chǎng)景大模型的微調(diào)和優(yōu)化，這是推動(dòng)清華大學(xué)引領(lǐng)人工智能與教學(xué)融合的重要基礎(chǔ)；人工智能對(duì)教與學(xué)的改變也將牽引與提升師生所開(kāi)展的研究和創(chuàng)新活動(dòng)，教學(xué)與科研并進(jìn)，大學(xué)的模式和形態(tài)或?qū)㈦S之迎來(lái)革新；大語(yǔ)言模型強(qiáng)大的翻譯能力進(jìn)一步降低了全球?qū)W術(shù)交流和知識(shí)共享的門(mén)檻，高等教育的全球性競(jìng)爭(zhēng)格局也將面臨重塑。
2024年春季，學(xué)校繼續(xù)開(kāi)展100門(mén)“人工智能賦能教學(xué)試點(diǎn)工程”，“AI講授” “AI助學(xué)”的新教學(xué)模式拉開(kāi)帷幕。王帥國(guó)進(jìn)一步呈現(xiàn)了人工智能融入教學(xué)的十個(gè)智能場(chǎng)景（如24H智能學(xué)伴、備課輔助、教學(xué)管理、知識(shí)圖譜、課堂授課幫手、題庫(kù)建設(shè)等），并展示了當(dāng)前荷塘雨課堂中正在實(shí)踐的AI工作臺(tái)。王帥國(guó)表示，通過(guò)對(duì)應(yīng)用層、引擎層和模型層的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，大規(guī)模個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境或許會(huì)在本世紀(jì)的第三個(gè)十年成為現(xiàn)實(shí)。
駕馭AI助教
作為第一批參與到學(xué)校人工智能課程教學(xué)試點(diǎn)工作的教師之一，盧滇楠分享了打磨AI熱力學(xué)助教的實(shí)踐經(jīng)歷，真實(shí)地還原出讓一張白紙蛻變?yōu)槟軌驖M(mǎn)足大規(guī)模個(gè)性化精準(zhǔn)知識(shí)傳遞需求的智能學(xué)伴的摸索過(guò)程。
在盧滇楠看來(lái)，面向“AI原住民”，大規(guī)模個(gè)性化人才培養(yǎng)將會(huì)成為教育的顯著特征，生成式人工智能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以賦能這種具有“學(xué)習(xí)力”“生產(chǎn)力”和“創(chuàng)新力”的未來(lái)人才培養(yǎng)。然而，AI助教的建設(shè)離不開(kāi)不斷的升級(jí)迭代，這也意味著人類(lèi)智能（HI）與人工智能（AI）的彼此融合是持續(xù)釋放教育教學(xué)潛力的必由之路。
盧滇楠認(rèn)為，傳統(tǒng)的慕課和教學(xué)網(wǎng)站已經(jīng)較好地實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模精準(zhǔn)知識(shí)傳遞的目標(biāo)，而生成式人工智能技術(shù)的到來(lái)，則又為這種教育教學(xué)增添了“個(gè)性化”的可能。在實(shí)踐中，盧滇楠發(fā)現(xiàn)，生成式人工智能應(yīng)用于高等教育教學(xué)的難點(diǎn)在于使其輸出具備知識(shí)精準(zhǔn)性，達(dá)到專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)要求。由此，AI熱力學(xué)助教開(kāi)發(fā)的核心工作便聚焦為知識(shí)庫(kù)建設(shè)。經(jīng)過(guò)資料輸入、人機(jī)互動(dòng)、模型調(diào)優(yōu)等多環(huán)節(jié)的改進(jìn)，目前這一垂直模型已經(jīng)能夠在一定程度上克服通用人工智能的幻覺(jué)和邏輯推理弱兩大問(wèn)題，并且落實(shí)了知識(shí)點(diǎn)答疑、手寫(xiě)公式識(shí)別&推導(dǎo)、曲線(xiàn)圖繪制、題目答疑、主動(dòng)出題等實(shí)用功能。
談及未來(lái)，盧滇楠表示，多模態(tài)大語(yǔ)言模型底層能力的持續(xù)提升正在賦予人才培養(yǎng)愈發(fā)強(qiáng)烈的AI底色。當(dāng)“有教無(wú)類(lèi)”與“因材施教”的育人理念伴隨著“弟子不必不如師”的教育現(xiàn)狀成為未來(lái)教育教學(xué)的顯著特點(diǎn)時(shí)，教師們更應(yīng)該正視AI作為教學(xué)工具的作用，主動(dòng)擁抱AI，培養(yǎng)具有AI素養(yǎng)的自己，在HI與AI的交融中找到實(shí)現(xiàn)AI4E（AI for Education）的有效途徑，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，持續(xù)提升未來(lái)人才培養(yǎng)質(zhì)量。
打破邏輯黑箱
從文生文，到文生圖，再到文生音頻、視頻乃至其他形式的內(nèi)容，生成式人工智能在帶來(lái)“創(chuàng)作”便利的同時(shí)，也將關(guān)于算法黑箱的討論推向風(fēng)口浪尖。劉奮榮以邏輯學(xué)視角破題，從推理與論證中探索AI賦能高等教育的抽象思維基礎(chǔ)。
劉奮榮分享道，1956年，約翰·麥卡錫（John McCarthy）在達(dá)特茅斯會(huì)議（Dartmouth Conference）上首次提出人工智能這一概念。隨后，麥卡錫開(kāi)發(fā)了著名的LISP語(yǔ)言，基于符號(hào)表示發(fā)展人工智能，以演繹推理奠定了傳統(tǒng)AI的運(yùn)行邏輯。20世紀(jì)90年代開(kāi)始，隨著計(jì)算能力的提升和數(shù)據(jù)量的增加，以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的AI開(kāi)始取代以邏輯學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的符號(hào)主義AI的主導(dǎo)地位，并以歸納推理作為AI背后的主要邏輯。她進(jìn)而指出，兩種推理的關(guān)鍵區(qū)別在于演繹推理的結(jié)論一定為真，而歸納推理的結(jié)論則可能有誤。正因如此，傳統(tǒng)AI與當(dāng)代AI是兩種理念不同的產(chǎn)物，如今AI的研究前沿正是希望找到邏輯推理與統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的融合點(diǎn)，從而使得現(xiàn)代AI模型在保有強(qiáng)大生成能力的同時(shí)，掙脫出算法黑箱，遠(yuǎn)離不可解釋與信息真實(shí)性挑戰(zhàn)。
由此，劉奮榮提出，我們?cè)诿鎸?duì)“AI賦能高等教育”這一議題時(shí)，必須先回答兩個(gè)問(wèn)題——“什么樣的AI？”和“賦什么樣的能？”。對(duì)于前者，她表示，我們不僅要捕捉當(dāng)下新興的生成式AI的賦能潛力，也要充分發(fā)揮傳統(tǒng)AI衍生品的教育效能（例如引進(jìn)并推廣技術(shù)成熟的國(guó)外學(xué)習(xí)軟件等）。至于后者，則應(yīng)在明確教學(xué)與科研之間具有統(tǒng)一關(guān)系的基礎(chǔ)上，讓AI既為教育教學(xué)賦能，又為學(xué)術(shù)思考和科學(xué)研究帶來(lái)新課題。她進(jìn)而以幾個(gè)正在開(kāi)展的項(xiàng)目為例，展示了以邏輯學(xué)在破解算法黑箱、推動(dòng)AI技術(shù)發(fā)展等方面的重要潛能。
“普及”與“優(yōu)質(zhì)”的智能躍遷
“AI技術(shù)在刷新教育”，李曼麗如是概括AI對(duì)教育教學(xué)的全面沖擊。作為這場(chǎng)變革的親歷者，李曼麗表示，我們既要熱情擁抱技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的福祉，也要警惕新人機(jī)時(shí)代的多重挑戰(zhàn)，唯有辯證地把握兩者之間的復(fù)雜關(guān)系，才能推動(dòng)數(shù)智時(shí)代的教育向“普及”與“優(yōu)質(zhì)”的雙重躍遷。
李曼麗以多鄰國(guó)引入AI技術(shù)助力語(yǔ)言學(xué)習(xí)和可汗學(xué)院創(chuàng)始人攜子體驗(yàn)GPT-4o解答數(shù)學(xué)題目為例，展示了AI技術(shù)在提供個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑、及時(shí)反饋、動(dòng)態(tài)難度調(diào)整、資源推薦和情感支持等方面的教育輔助功能。由此，她提出，生成式AI技術(shù)的到來(lái)正在同時(shí)改變著“教”與“學(xué)”，它不僅敦促教師重新審視自身的教育理念和教學(xué)方式，加速教育供給側(cè)的發(fā)展，也拓寬了學(xué)生探索知識(shí)的渠道，并展現(xiàn)出啟發(fā)學(xué)生形成高階思維能力的潛力。
李曼麗進(jìn)而補(bǔ)充道，在“AI技術(shù)”工程放大期的繁榮背后，還有很多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題有待思考。例如，當(dāng)機(jī)器削弱了教師和學(xué)生之間的傳統(tǒng)勢(shì)位差，教師該如何與機(jī)器、與學(xué)生相處？當(dāng)機(jī)器與人類(lèi)社會(huì)的融合愈發(fā)緊密和深刻，該以何種倫理規(guī)范和責(zé)任體系約束機(jī)器的行為？當(dāng)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)邏輯仍深埋于黑箱之中，我們對(duì)人工智能技術(shù)的探索又該以何處為終點(diǎn)？再如，如何分享AI賦能教育帶來(lái)的教育機(jī)會(huì)和權(quán)利？如何分配AI賦能教育產(chǎn)生的利潤(rùn)？政府、學(xué)校、社會(huì)、家庭如何分擔(dān)AI賦能教育后的治理責(zé)任？
李曼麗表示，面對(duì)種種因AI技術(shù)深度融合人類(lèi)生活而帶來(lái)的難題，我們應(yīng)該在“拎包入住”式地享受AI技術(shù)的便利之時(shí)，堅(jiān)持以我國(guó)教育改革的任務(wù)和使命為立足點(diǎn)，重新定位，達(dá)成共識(shí)。一方面，堅(jiān)持教育改革的歷史和現(xiàn)實(shí)邏輯，將“新普及觀(guān)”與“新優(yōu)質(zhì)觀(guān)”放在AI賦能教育發(fā)展的關(guān)鍵位置，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，形成更健康的教育環(huán)境和生態(tài)，盡早實(shí)現(xiàn)由教育大國(guó)向教育強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)型；另一方面，在機(jī)器智能的“魔法”面前，加強(qiáng)“人文制約”，進(jìn)一步就教師端、學(xué)生端、學(xué)校端的公平性、合規(guī)性、安全性問(wèn)題形成規(guī)約。
AI賦能教育教學(xué)改革，對(duì)于高校師生來(lái)說(shuō)要做到“知其雄，守其雌”，這需要整個(gè)教育共同體一起躬身入局，努力用親身實(shí)踐拓展認(rèn)知邊界。
憂(yōu)與思
活動(dòng)末尾，四位嘉賓與現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)眾們就教育從業(yè)者在AI浪潮中的職業(yè)焦慮、學(xué)生對(duì)AI賦能教育的體驗(yàn)和感受以及AI賦能高等教育對(duì)教育公平及基礎(chǔ)教育的影響等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題展開(kāi)了熱烈討論。
