本世纪以来,已有许多由人工智能驱动的实验致力于打造“智能导师”。
一位学者表示,ChatGPT 可以用来帮助学生学习,但就其当前状态而言并不能做到。
然而,智能导师的历史与研究表明,借助恰当的设计来发挥聊天机器人的力量,可以让几乎任何人都能获得更深入、因材施教的学习机会。
想象一位永不疲倦、可以访问海量数据、并且对所有人免费的私人导师。1966 年,斯坦福大学哲学教授帕特里克·苏佩斯(Patrick Suppes)正是这样做的,他作出了这样的预测:未来某天,计算机技术将不断演进,使“数以百万计的学童”都能拥有一位个人导师。他还表示,其情形将与年轻的亚历山大大帝由亚里士多德授课的情景一模一样,即由亚里士多德担任其家庭教师的年轻王子亚历山大大帝。
如今,ChatGPT,这款具备先进对话能力、由人工智能驱动的新型聊天机器人,或许有能力成为这样的导师。ChatGPT 已收集了涵盖广泛主题的海量数据,并且能够通过研究生入学考试。作为一名研究计算机如何帮助人们学习的研究人员,我认为 ChatGPT 可以用来帮助学生在学业上取得优异成绩。然而,就其当前形态而言,ChatGPT 表现出无法始终专注于某一特定任务,更遑论辅导教学。
哲学、工程学和人工智能领域的学者设想将计算机用作一种“智能导师”,早在互联网于 20 世纪 90 年代成为全球商业网络之前。我认为,开发那些早期辅导系统的经验,可以为学生和教育工作者未来如何最好地将 ChatGPT 用作导师提供启示。
作为导师的计算机
苏佩斯是斯坦福大学的哲学教授,也是一个名为“计算机辅助教学”领域的先驱。他开发了一些最早的教育软件。该软件通过计算机提供个别化教学,并使使用该程序的学生取得比未使用者更好的测试成绩。我于 2004 年至 2012 年间为苏佩斯从事软件及其他在线程序的开发工作。
此后,致力于构建“智能导师”以帮助学生的各项实验,推动了人工智能、社交网络和计算机硬件的进步。如今,ChatGPT 撰写文章、回答哲学问题以及解决计算机编程问题的能力,或许终于能够实现苏佩斯所追求的、通过计算机实现真正个性化辅导的目标。
个性化学习的早期形态
1972 年,一个名为 PLATO(全称为 Programmed Logic for Automated Teaching Operations,即“自动化教学操作程序逻辑”)的新型个性化学习系统问世。它是同类系统中首个得到广泛应用的个性化学习系统。
PLATO 由伊利诺伊大学电气工程教授唐·比策(Don Bitzer)开发,可允许多达 1,000 名学生同时登录同一台大型计算机。每位学生都可以学习外语、音乐、数学及其他多个学科的不同在线课程,同时获得计算机对其作业的反馈。
PLATO 使学生能够以更短的时间达到与面授课程相同的学习水平。而且,大多数学生更喜欢这种教学方式,而不是坐在大型阶梯教室中听课。然而,该系统成本过高,许多学院和大学无力采用。每台计算机终端的售价超过 8,000 美元(相当于今天的约 58,000 美元),而且每当学生使用该系统时,学校还需支付额外费用。尽管如此,PLATO 在学生中取得的成功仍激励了多家公司开发类似的辅导软件,其中包括由苏佩斯共同创办的 College Curriculum Corporation。
苹果和 Commodore 等知名个人电脑品牌,纷纷宣传其可提供教育软件,以此作为家庭购买家用电脑的理由。
到 1985 年,卡内基梅隆大学的研究人员正利用人工智能和认知心理学的进展设计软件。他们宣称,当时的技术已发展到足以使计算机系统被设计为与人类导师同样有效。然而,尽管当时已有超过 10,000 款教育软件,但其中大部分质量相当低下,并未提供真正的辅导。
尽管卡内基梅隆大学开发的教育软件中更为先进的设计使学生的学习成效明显优于传统课堂的学生,但这些软件并未在学校中得到广泛应用。
在 20 世纪 80 年代和 90 年代,学校需要配备数量可观、价格昂贵的高性能计算机工作站,学生才能使用智能导师。如今,计算机的性能要强大得多,价格也便宜得多。
而且,早期的智能导师主要用于数学、科学和技术类课程,这限制了其吸引力。学生无法向软件程序提问。不过,学生可以在小测验和考试中获得有关答案的反馈。
2001 年,新一代智能辅导系统已能够与学生进行以书面英语进行的对话。这些系统即早期的聊天机器人,它们借助自然语言处理的进展,与学生就各类主题展开对话。每个系统都专为某一学科而设计,例如物理学。若要增加另一门学科(如英语),则需要专门开发一套独立的辅导系统。
接下来的几年带来了三项发展,为实现计算机化辅导这一梦想提供了飞跃性的推动。其一是宽带互联网的普及,其速度快于 20 世纪 90 年代的拨号连接。其二是性能更强大的计算机成本降低。其三是科技公司的投资,以及政府对大学人工智能研究的资金支持,这促成了我们今天所称的聊天机器人的发展。
最早的聊天机器人
到 2007 年,早期的人工智能聊天机器人已能够通过引导学生逐步阐述其问题答案来提供辅导。研究表明,这些聊天机器人所支持的学习成果与人类导师的效果相近。尽管如此,利用聊天机器人技术提供辅导在很大程度上仍处于实验阶段。
2010 年代,社交网络和人工智能的进步极大地改变了人们与技术互动的方式。聊天机器人已融入我们生活的诸多方面,不再处于实验阶段。如今,人们与手机、汽车及家用电器交谈。许多人在家中配有虚拟助手。他们可以询问 Alexa、Siri 或 Google 路线指引,或简单家庭作业问题的答案。
如今,ChatGPT 具备先进的能力,能够进行更为复杂的对话,并可提供与苏佩斯在 1966 年所预测的情形相近的个性化辅导。
我曾询问 ChatGPPT 为何它会是一位好导师,它的回答是:“我之所以能成为学生的好导师,是因为我能够理解并回应各类广泛的问题和提示,并能就众多主题提供详尽而准确的信息。此外,我能够以清晰易懂的方式传达这些信息,使各个理解水平的学生都能轻松获取。由于我是一个机器学习模型,我还能快速高效地提供大量信息,这对于那些需要在短时间内学习大量新材料的学生而言,可能尤其有帮助。”
相比之下,Siri 则回答说:“嗯……我对此没有答案。还有其他我可以帮您的事情吗?”
近期关于在大学课程中使用聊天机器人的研究表明,聊天机器人的使用方式对于促使学生更深入地学习至关重要。例如,在卡内基梅隆大学的一门研究生云计算课程中,人工智能聊天机器人显著提升了学习效果。当这些聊天机器人要求学生在既有论点的基础上进一步阐述,或就其所提出的观点提供更多信息时,学习收益便会出现。在这种情况下,是聊天机器人向学生提问,而非相反。
许多教育工作者担心学生在使用 ChatGPT 后学到的东西会减少,因为它可能被用来在作业和论文中作弊。另有人担心ChatGPT 给出错误答案或传播错误信息。
然而,智能导师的历史与研究表明,采用恰当的设计来发挥 ChatGPT 等聊天机器人的力量,可以让几乎任何人都能获得更深入、因材施教的学习机会。例如,如果人们利用 ChatGPT 向学生提出促使其修改或解释自身作业的问题,学生将获得更好的学习收益。由于 ChatGPT 所掌握的知识远超亚里士多德在世时所了解的范围,它在为学生提供辅导、帮助其获得比其他方式更多收获方面,具有巨大潜力。

