人工智能引领学校革命，但管理者、教师和家长仍需更多AI素养

对教育界的许多人来说，人工智能是一个被释放的“恶魔”，它会让学生作弊而不受惩罚，并有可能取代教育工作者的工作。对于其他人来说，这是应对教育无数挑战的灵丹妙药。

“‘由于人工智能，整个世界即将走向终结’，这是不正确的，另一方面，‘人工智能将解决我们所有的问题’，这也是不正确的，”国际教育技术协会（ISTE）首席执行官Richard Culatta理查德·库拉塔表示。

事实上，人工智能和所有技术一样，本质上没有好坏之分。重要的是如何使用和部署。在学校使用人工智能的最有效方法是：作为支持而不是取代教育工作者的工具。美国教育部前教育技术主管约翰·贝利 (John Bailey) 表示，最好将其视为“补充而不是取代人类的存在”。“这不完全是一个导师。离个性化学习肯定还差了一点。但这就像有一个非常聪明的助手，随时可以帮助你解决问题并管理你的工作。”

尽管许多教育工作者可能想忽视这一最新的技术进步，但他们并不能完全忽视。正如印第安纳州安哥拉市安哥拉中学的科学老师马克·海夫纳 (Mark Heifner) 所说：“我绝对害怕人工智能。但就像历史上的所有发明一样，无论我们喜欢与否，我们都必须学习如何使用它。”

在一些学校，人工智能已经为学生提供个性化反馈，以帮助学生学习或更好地理解问题或概念，帮助教师制定课程计划，为教育工作者提供教学反馈，为学生制定个性化教育计划，并帮助家长更好地理解和参与正在进行中的教育过程。

社交媒体、互联网和手机都提供了关于拥抱技术但不仔细考虑如何引入技术的警示故事。教育工作者面临的挑战是如何使用人工智能，利用其前所未有的力量来加强教学和学习，同时减轻其负担。本文尝试探讨并帮助他们做到这一点。

ChatGPT 革命

人工智能自 20 世纪 50 年代以来就已存在。但在 2017 年之前，它主要使用过去的数据来预测未来的行为。想想 Netflix ，它会根据你过去看过的内容推荐你可能喜欢的电影。其他例子如自动驾驶汽车或者下棋等。

然而，此前人工智能在人类语言或创造力方面并不是特别擅长——直到 2017 年，一篇名为“注意力是你所需要的一切（Attention is All You Need）”由八位作者发表，其中一些人当时就职于当时被称为 Google Brain 谷歌大脑的人工智能研究团队。

这些新发现催生了生成式人工智能技术，它使用大型语言模型（LLM）来理解和生成新内容。2022 年末，OpenAI 公司发布了 ChatGPT（Chat Generative Pre-Trained Transformer），引起了全球关注。ChatGPT 的出现是一次重大的技术飞跃，它能够快速分析文本、总结文档、以类似人类的风格响应查询、将任何内容翻译成几乎任何语言。通过其他模型，人工智能还可以创建数字艺术品以及视频和音频，例如音乐作品。

ChatGPT 学习速度的一个惊人例子是它在 SAT、AP、甚至 GRE 和 LSAT 等测试成绩的提高。宾夕法尼亚大学沃顿商学院副教授 Ethan Mollick 和他的妻子、沃顿互动学院教育学总监 Lilach Mollick 解释道：在面向教育工作者的五个视频系列中，人工智能过去未能通过这些测试，但 ChatGPT 表现相当不错。它在 LSAT 中的得分位于 40%，在 GRE 的得分超过 60%。这本身就令人惊讶。几个月后，当新的 ChatGPT-4 发布时，LSAT 分数提高到至 80 % 分数，GRE 定性分数提高到至 99 %。

“我们正处于一场非常大的变革之中，这可能是近代历史上最大的变革之一，”Mollick表示。“这将影响我们作为教师、学生和工人所做的一切。”

学校应该知道什么

人工智能专家希望人们知道一件事：人工智能不是魔法。这不是超自然的事物。它是可以控制的。

早期一些美国学区急于禁止 ChatGPT，但很快就发现这没有什么意义。纽约市学校于 2023 年 1 月禁止访问聊天机器人，并于 5 月撤销了该决定。人们认识到，禁止它只会让那些在学校之外拥有更多技术选择的人（通常是富裕的学生）使用它，而贫困的学生就会被抛在后面。

此外，正如纽约市公立学校校长 David C. Banks 在一份声明中表示：“本能的恐惧和风险——使人们忽视了生成式人工智能支持学生和教师的潜力，以及我们的学生正在参与并将在一个理解AIGC至关重要的世界中工作的现实。”

关于人工智能新世界，管理者、校长、首席技术官和教育工作者面临着许多问题：我们如何选择投资哪些公司或项目？人工智能应该成为学生的必备技能吗？对于学生使用人工智能作弊，学校可以采取什么措施？隐私风险有哪些？

”Mollick和其他专家警告教育工作者不要急于购买人工智能程序。“有一百万家公司试图向教育工作者、管理者出售一百万种不同的东西，””Mollick说。他警告学校目前不要与第三方供应商签订合同，部分原因是人工智能变化如此之快，现在看起来不错的东西可能几个月后就不合适了。此外，学校和学区在购买任何东西之前，都需要了解人工智能可以做什么来满足他们的特殊需求。

第一步是了解 ChatGPT 和类似的聊天机器人，例如 Google 的 Bard、Amazon 的 Q 和 Anthropic 的 Claude 等等。布朗大学计算机科学教授Michael Littman迈克尔·利特曼表示，开发这些技术的公司在网络上爬取数据，收集了大量信息。该过程本质上是浏览互联网的自动化版本。

但这将导致几个严重的障碍，最重要的是，这些高度复杂的聊天机器人提供的数据并不总是正确的（现在使用的术语是，当聊天机器人生成编造的事实时，它正在“产生幻觉（hallucinating）”）。此外，教育工作者必须向聊天机器人提出正确的问题或提示，以获得他们想要的信息。

为了在这方面提供帮助，公司和非营利组织正在开发更有针对性的聊天机器人，这些机器人接受了精选信息的训练——更有针对性地帮助教师制定课程计划，或者为学生提供专业发展和个性化辅导。

从成熟组织到初创企业，公司和非营利组织都在纷纷进军人工智能市场。“这是一项价值数十亿美元的业务，每个人都试图用我需要尝试的服务或解决方案淹没我的收件箱，”俄亥俄州伦敦麦迪逊-普莱恩斯地方学区的技术总监埃里克·格里菲斯 (Eric Griffiths) 表示。

最著名和最广泛宣传的教育聊天机器人之一来自非营利性机构可汗学院。其产品被称为 Khanmigo，该公司创始人 Khan 将其描述为人工智能驱动的学生导师和助教。它可以帮助教师制定课程计划、共同创建评分细则以及撰写班级通讯等。

Khanmigo 面向学区每位学生的定价为每年 35 美元，其目标不仅仅是为学生提供答案，而是通过提出问题和提供个性化反馈来指导他们完成学习过程。它还可以帮助学生完成论文修改过程。

另一种以教育为重点的聊天机器人是 Stretch AI，这是一款由 ISTE 和监督与课程开发协会 (ASCD) 开发的教师教练机器人，两者已合并为一个组织。聊天机器人仅根据 ISTE 和 ASCD 审查的信息进行训练。

教育工作者目前正在测试和训练 Stretch AI。Culatta 表示希望在未来几个月内推出。他认为专门的工具，其中的内容经过仔细审查，并引用答案进行验证，这是人工智能的真正未来，尤其是在学习方面。

教师将能够创建自己的定制机器人。Open AI 在 11 月推出了 ChatGPT 功能，允许用户通过提示编程，轻松创建定制应用程序。例如，Bailey表示，老师可以设计一款应用程序来提供导师功能。老师可以提示机器人根据学生的兴趣定制课程，然后对学生进行测验。如果学生答错了，“导师”就会向学生解释答案。

教师还可以规定聊天机器人获取的信息来源。例如，他们可以通过利用美国教育部 What Works Clearinghouse 的有效教学方法研究来设计课程计划。凭借信息交换所应用程序中存储的大量研究资源，教师可以确信每个课程计划中包含了最好的可用教学研究。

虽然这一切看起来令人生畏，但一些老师在尝试 ChatGPT 后却感到惊喜。半岛 (WA) 学区数字学习执行主任克里斯·哈格尔 (Kris Hagel) 讲述了一位资深教师在中断 20 年后，现在重新教授《罗密欧与朱丽叶》课程的故事。

她与 ChatGPT 坐下来，要求它帮助编写有关罗密欧与朱丽叶的标题、课程计划、评估和项目。Hagel哈格尔说，原本需要老师花 20 到 30 个小时完成的事情，现在只花了一个多小时。但是——这是关键——她知道聊天机器人什么时候会偏离准确信息，因为她有关于这部剧的背景知识。

华盛顿州斯波坎市弗朗西斯·斯科特小学老师 Tabea Peske 表示，当她的学校提供使用人工智能改进教学的试点项目时，她很高兴决定尝试这项新技术。“一开始我有点冷漠，但我想我仍然会尝试一下，看看它是否能让我成为一名更好的老师。”利用 AI 的指导、一台 iPad 和一台跟随她在房间里走动的小摄像机，她录制了 20 分钟的数学课视频。

她的两个目标是确保她在教学中拥有适当的语气和节奏，她对收到的反馈感到惊喜。Peske说，该AI工具没有提出具体的改进方法，但“提供了发人深省的问题”。例如，她被要求对自己进行评分，而在一些评分较低的领域，人工智能程序建议采取措施进行改进。

她说，它“引导我完成了创建步骤”。“例如，它说‘你注意到你走得太快了。你可以做哪一件具体的事情来确保你放慢速度？’”Peske的解决方案之一很简单，就是贴一张便利贴来提醒她注意自己的步速。

“我不太懂技术，但该程序似乎确实很好地回答了我非常个性化的问题，而不仅仅是一般性的回答，”Peske说。整个过程花了大约一个小时，再加上观看视频。

测试技术

学校和学区可以采取的重要第一步，是让教育工作者有机会轻松研究人工智能工具，而不必担心犯错误。“给老师一些时间进行一些结构化的探索，”Culatta表示。“例如可能是，选择一个你已经完成的任务，并探索一些人工智能工具如何帮助使该任务更有意义。”

大多数人在投入自己不熟悉的事物时都会感到害怕。为教师提供使用人工智能的策略可能会有所帮助。Culatta 举了一个例子，他与一位持怀疑态度的三年级老师交谈，这位老师不明白人工智能有什么用处。他问这位老师，她在做什么。她回答说，这是关于设计未来的城市，其中包含环境问题。Culatta 建议使用人工智能程序，例如 Stable Diffusion，它可以帮助创建适合孩子们的图像，例如，一座由草制成的摩天大楼。“不存在针对此的搜索图像，因为这是他们在脑海中创造的东西，”他说。“这位老师开始使用人工智能来使这些想法变为现实，这是一种非常强大的方式。”

了解此类探索的好处是Learn21（一家与学校在教育技术领域合作的非营利组织）创建 AI 的原因之一。该组织的首席学术官史黛西·霍桑 (Stacy Hawthorne) 表示，在 2023 年年度会议上设立了一个在线平台，让参与者可以在不同的站点中探索，并尝试计算机上已加载的十几个应用程序。

俄亥俄州学校技术总监Griffiths格里菲斯参加了这次会议，并表示这给了他一些可以向老师建议的想法。“我认为有点巧妙的是让人工智能历史人物能够给孩子们讲故事，”他说。“这可以在任何年级使用，对吧，只需调整人工智能的响应方式和输入内容即可。”

Griffiths说，目前，他所在学区的教师似乎对人工智能不太感兴趣；他们可以安排他参加任何类型的技术教程，但没有人问过人工智能。“但我接触这些想法和例子越多，我就越能与老师建立融洽的关系，”他说。“把它推荐给他们也是我的工作。一旦他们信任我，他们就会在课堂上尝试。

有人认为，教师必须学习人工智能，因为学生需要将其作为教育和就业的技能来学习。“至少，”Hawthorne霍桑说，“人工智能需要纳入所有核心科目，以便学生了解人工智能在各个领域的适用性、影响和素养。”

作弊和隐私政策

美国一些学区对人工智能最大的两个担忧是：如何防止学生利用它作弊以及如何保护隐私政策。

关于作弊没有简单的答案，老师们的担心是有道理的。但是，Bailey 说，“坦率地说，这是我们以前面临过的挑战。在计算器时代，在互联网时代，在智能手机问世的时代，我们都曾面对过这个问题——如果你回顾一下，2009年，学校禁止使用智能手机。但这并没有实际作用。”

一些人认为，在英语课上，老师可以了解学生的写作风格，并可以检测是否使用了人工智能。但Mollick说这根本不是真的——ChatGPT 等工具的优势在于，如果学生向它提供他们写的几篇论文，人工智能就可以快速模仿他们的风格。

一些人认为技术本身将成为解决技术的答案——将会出现防止人工智能作弊的软件。相反，人工智能的出现可能标志着教学的重大转变，其中获得答案的过程与正确答案同样重要。因为正如Hawthorne所说，“如果人工智能可以完成这项工作，那么我们真的在评估正确的事情（专注于答案）吗？”

例如，Hagel说，去年，他所在学区的一些老师改变了对作弊的看法。“他们说，‘我们知道你会用这个。让我们停止玩猫捉老鼠的游戏，试图抓住你偷偷摸摸的行为。继续使用它吧。如果你要使用 ChatGPT，我希望你向我发送这个共享链接，以便我可以阅读你的整个对话，从而了解你的思维过程。”

一些教育工作者谈到要做更多的课堂作业，这样学生则就无法使用人工智能。因为正如Mollick 直言不讳地说的那样：“所有作业都可以用人工智能完成。而且是无法察觉的。我们知道作业已经做完了，没有办法把它重新再来一遍。”

隐私和保护学生数据是另一个主要担忧。美国教育部教育技术办公室的一份报告称，为了以最有效的方式使用人工智能（例如个性化辅导），“需要访问详细数据”。“这些数据超越了传统的学生记录（名册和成绩册信息），而是有关学生在使用技术学习时所做的事情，以及教师在使用技术教学时所做事情的详细信息。”

该办公室名为“人工智能与教学的未来”的报告指出，人工智能可以帮助教师定制课程资源，并且可以包括学生的人口统计详细信息、外部兴趣、关系或经历。

这引发了人们对人工智能系统收集和存储儿童数据的担忧，尤其是 13 岁以下的儿童。有几项联邦和州法律规范学生数据的收集和发布，并取得了不同程度的成功和执行。

公共利益隐私中心（一家致力于儿童和学生数据隐私问题的非营利组织）主席阿米莉亚·万斯（Amelia Vance）指出，学校使用的大多数技术和联邦隐私法都存在广泛的隐私问题，因此重点不应只是依靠人工智能。

“与人工智能相关的具体隐私问题并不多。这只是一种新的技术形式，没有人知道它是如何被采用的，数据流向何处，”她说。“这最终导致严重缺乏信任，家长、学生自己和其他人对我们带入课堂的内容感到担忧。”

Hawthorne的一项建议是：尚未这样做的学区应该聘请一名首席技术官。“这可能是我认为学校中少数需要集中化的事情之一，”她说。“教育科技公司非常擅长向教师进行营销，因为他们希望教师拿起他们的产品并将其投入课堂。普通教师没有能力——他们也不应该有能力——做出这些隐私政策决定。”

美国各州可以在设定一定规则，并向对应学区就此问题提供指导方面发挥重要作用，但截至 11 月，美国只有两个州，加利福尼亚州和俄勒冈州，发布了人工智能使用指南，包括隐私政策，另有 11 项正在制定过程中。

然而，保护学生隐私可能与使用人工智能提供的个性化学习发生冲突，因为人工智能需要学生的数据。它还需要更多样化的来源来解决用于训练人工智能的材料中的偏见。

可汗学院首席学习官克里斯汀·迪塞博 (Kristen Dicerbo) 表示：“我们可以减少偏见的模型的一种方法是，它们包含来自更多样化人群的数据。” “但在谈论学生隐私时，这可能会出现问题，她指出。“这时候事情就变得棘手了。”

公平与偏见

一些人希望人工智能能够帮助缩小 K12 教育的公平差距；其他人则担心它会扩大范围。

许多 AI 工具，例如 ChatGPT，都是免费的（功能更强大的 ChatGPT-4，每月 20 美元），因此，许多人说，对比其他技术费用，这项技术的费用门槛更低，低收入人群和低收入群体更容易使用它。

Bailey说：“任何地区，包括收入最低的地区，都可以获得以前只有真正富裕地区才能拥有的专业知识和能力。”

但Hawthorne 表示，更富裕的学校仍将拥有更多资源的优势，包括时间和灵活性，这将有助于教师和学生更深入地理解和学习如何使用人工智能。

正如 GSV Ventures 副总裁 Claire Zau 所指出的那样：“如果你将第一种类型的数字鸿沟视为富人和穷人在获取技术方面的脱节，那么就会出现新的数字鸿沟——孩子们会被遗弃落后是因为他们没有接受人工智能教育，甚至没有接触过人工智能。”

至少，公平意味着制定适当的政策和实践，以确保所有学生和教职员工都能使用生成式人工智能工具。但它还不止于此；如果人工智能接受有偏见的数据训练，它的程序就会传播这些偏见。

在一个臭名昭著的例子中，亚马逊测试了人工智能来审查技术职位的申请人；它通过训练其十年内提交的简历数据来做到这一点。但由于大多数简历来自男性，人工智能训练自己更喜欢男性申请人而不是女性申请人，并降低包含“女性”一词的简历选择，例如“女子足球队队长”。

人工智能数据不可能摆脱偏见，就像人类不可能摆脱偏见一样。大城市学校委员会和 CoSN（学校网络联盟）发布的 K12 生成式人工智能“准备清单”，敦促各学区确保他们的政策解决人工智能传播现有偏见的可能性。它还建议他们要求供应商在其产品中包含算法歧视保护。

促进教育数字公平的非营利组织 Digital Promise 的学习科学研究执行主任杰里米·罗斯谢尔 (Jeremy Roschelle) 表示，学校应该警惕追求热门技术，尤其是这些技术产生了偏见但尚未得到适当的解决。教育领导者可以查看现有的框架来指导学区，例如准备清单。

Roschelle自己的组织正在致力于产品认证。开发人工智能工具的公司可以提交证据，专家评估员将评估这些证据，以确定研究基础是否有效；如果是，则该产品将获得认证。但Roschelle和Mollicka等人一样，认为学校现在购买人工智能产品还为时过早。“为了明智地采用产品，”他说，“你需要当地领导者、教育工作者、家长、学校管理人员比现在拥有更多的人工智能素养。”

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