胡思源 刘嘉 等|从知识学习到思维培养：ChatGPT时代的教育变革

从知识学习到思维培养：

ChatGPT时代的教育变革

作者简介

胡思源

北京师范大学心理学部副教授

郭梓楠

北京师范大学心理学部研究生

刘嘉

清华大学社会科学学院心理系教授、

博士生导师

摘要

以ChatGPT为代表的通用人工智能的出现预示着教育领域的底层逻辑将发生范式转变。本文从历史的角度分析了教育的演化，探讨了农耕文明和工业文明的社会需求与教育模式之间的关系，从而提出在智能文明时代，教育的核心目标应当从知识学习转向高级认知能力的培养。教育领域的研究者和从业者需要在教育的目标和方式上实现创新，才能更好地适应这个快速变化的世界。面对通用人工智能时代的挑战，教师可以利用ChatGPT的问答功能，引导学生深入思考，发现问题，提升他们的批判性思维能力；利用ChatGPT进行辩论的方法，通过模拟不同的观点，帮助学生理解和掌握复杂的概念，提高他们的论证技巧，实现苏格拉底倡导的以辩求真的教学法；利用ChatGPT进行角色扮演，通过模拟历史人物或文学角色，帮助学生从不同的视角进行理解和探索，增强他们的同理心和创造力；利用ChatGPT进行作业的布置和批改，以提高教学效率，减轻教师的工作负担，同时也为学生提供及时和个性化的反馈。

关键词

教育改革；ChatGPT；知识学习；批判性思维；创造性思维；范式转变

基金项目

北京市科学技术委员会和中关村科技园区管理委员会国际合作项目(项目编号：Z221100002722012)、清华大学国强研究院面上项目(项目编号：2020GQG1016)的阶段性研究成果。

目录速览

一、ChatGPT的诞生：通用人工智能引发知识相关行业的范式转变

二、教育范式的演化历史：从农耕时代的实用技能传授到大工业时代的知识全方位普及

三、智能时代的教育范式转变：ChatGPT引领教育回归以学生为中心的教育本质

四、挑战与机遇：改革教育以培养批判性思维和创造性思维

五、适应与创新：教育在通用人工智能时代的新角色与使命

一、ChatGPT的诞生：

通用人工智能引发知识

相关行业的范式转变

人工智能（Artificial Intelligence,AI）的发展已经从早期的基于规则的符号系统，转变为现在的基于统计学习的人工神经网络模型。这种转变使得AI能够处理更大的数据量和更复杂的任务，从而在许多领域中发挥巨大的作用。然而，目前大多数的AI系统仍然是特定的、任务驱动的，即它们在特定的任务上表现出色，但在其他任务上则表现不佳，如人脸识别、语音识别以及著名的围棋程序AlphaGo，都是只能完成单一或有限数量任务的任务特异人工智能（Task-Specific AI,TSAI）。

而以ChatGPT（Chatbot based on the Generative Pre-trained Transformer）为代表的大语言模型（Large Language Model,LLM）的诞生意味着一个具有类人智能的新物种的出现。它基于生成式大型语言模型，具备强大的自然语言处理和生成能力。与TSAI不同，ChatGPT已经具有了通用人工智能（Artificial General Intelligence,AGI）的雏形。AGI要求人工智能像人一样，可以在开放环境中完成无限数量的任务。ChatGPT就是一个这样的AGI程序，它在抽象、理解、视觉、编程、数学、医学、法律等涉及人类知识和推理的诸多领域和任务上达到甚至超越人类水平，能够适应各种不同类型的问题和场景。例如，它在多种专业和学术考试上表现出明显超越人类平均水平的能力：SAT（美国高考）：1 410/1 600（前6%）；美国统一律师资格考试（MBE+MEE+MPT）：298/400（前10%）；AP（美国大学预科考试）：生物学、微积分、宏观经济学、心理学、统计学和历史的大学预修高中考试：5/5（前17%）[1-2]（图1）。

因此，ChatGPT的出现可能会引发与知识相关领域的范式转变（paradigm shift）[3]，即ChatGPT将从底层改变我们获取信息、创作内容的方式，从而对各个行业产生颠覆性的冲击[4]。传统上，我们依赖于主动搜索和筛选信息，而ChatGPT的出现使得信息获取变得自动并具有高度的个性化；传统的内容创作依赖于人事无巨细的全方位努力，而ChatGPT对细节的自动化加工使得我们可以专注于内容的新颖性与原创性。具体而言，在编程领域，程序员只需要提供高级别的指导，而AI则负责生成具体的代码。例如，GitHub Copilot就是一个基于GPT模型的编程助手，它可以自动生成代码片段。这种转变不仅提高了编程的效率，也降低了编程的门槛，最终实现无代码编程，使得不懂编程的人也可以参与到软件开发中来。[5]又如，在法律领域，ChatGPT可以帮助律师进行法律研究、起草合同和预测法律结果，从而提高法律服务的质量和效率，最终改变法律实践的方式。[6]

在另一方面，ChatGPT也给人们带来了强烈的危机感，未来很多低创造性、重复性工作很有可能被通用人工智能所取代，而一些基于知识服务的行业可能萎缩或者消失。投行高盛发表的最新研究显示：ChatGPT等生成式人工智能系统的最新突破，将给全球劳动力市场带来重大颠覆，全球预计将有3亿个工作岗位被生成式AI取代。美国和欧洲大约三分之二的工作，在某种程度上将受到人工智能自动化的影响。作家、会计师、教师、律师、医生、网页设计师和记者等传统的金领职业将首当其冲。[2]所以，这必然带来人才培养类型和目标的转变。

那么，在ChatGPT等AGI的影响下，教育领域将会发生怎样的范式转变？

二、教育范式的演化历史：

从农耕时代的实用技能传授

到大工业时代的知识全方位普及

教育与文明的发展有着密切的关系。一方面，教育是一种有目的地培养人的社会活动，旨在将知识、技能、价值观和文化传承给新一代，使他们能够适应社会的需求，推动科技和社会的进步。因此，教育的主要目标就是服务社会的需求。另一方面，随着科学技术的进步，社会的生产方式和个体的生活方式都会发生相应的变化。而一旦从量变转为质变，人类会进入新的文明形态，社会需求也会随之改变。由此，教育的目标和内容就必然发生相应的变化。[7]所以，教育与文明互为依赖、互为促进：教育推动社会和文明的进步，从而改变社会的需求；而社会需求的改变又要求教育不断革新其内容和形式（图2）。

在农耕文明时期，人们主要依靠耕作和养殖家畜等来维持生计。因此，教育的社会需求主要集中在农业生产、畜牧业发展以及实用技能的传承。[8]例如：在种植方面，根据季节和气候调整作物种植策略，通过灌溉和排水技术改善土壤条件，选择适合当地环境的作物品种等；在畜牧业方面，采用适宜的方法饲养和繁殖家畜，预防和治疗家畜疾病，提高畜牧业的生产效率等。因此，普通民众接受的教育内容主要包括农牧业、渔业、天文、医药和工艺等的朴素知识。在教育方式上，则以师徒制为主，强调记忆、模仿和服从，由此传承祖先的智慧和经验。

由于这个时期廉价的印刷术尚未普及，书籍和教材的制作成本较高，导致知识传播受到极大的限制。因此，教育普及程度较低，大多数人接触到的知识有限。仅有少数贵族和精英阶层有机会进入官办学校或者接受私塾教育，有机会学习与生产无关的知识，如哲学、数学、物理学等。学习这些知识的首要目的是通过考试制度和官职制度等社会机制提升个人地位。[9]但是，对这些“无用之学”的自然科学知识的日积月累，最终导致工业革命的出现，使得教育形态进入了一个全新的篇章。

19世纪蒸汽机的发明和应用标志着人类进入工业文明时代。在工业文明时代，机器化生产成为主导经济增长和社会发展的主要力量。社会生产力大幅提升，许多农村劳动者失去了工作，需要寻找其他途径谋生，因此他们需要学习新的技能来适应新的工作环境和职业要求。同时，政府逐渐认识到教育对国家的重要性。因此，为了提高国民的整体素质和竞争力，各国政府将教育从个人传承的私人属性变成了强制教育的国家属性。

在此时期，教育具有两个特点。第一个特点是普及型教育，即强调对于人的3R能力（aRithmetic，Reading和wRiting，即算术、阅读和写作）进行培养，降低文盲率，以提升民众的整体素质。第二个特点是科学知识教育和专业技能培养，这与工业文明的实际需求密切相关。与农耕文明相比，工业文明时期人的角色发生了根本变化，逐渐从手工劳动者转变为机器操作员、技术工人和管理人员。这些变革要求人们具备更高的知识水平和专业技能，以适应日益复杂的生产环境和工作任务。因此，人们需要掌握数学、物理和化学等自然科学知识，以便运用这些知识解决实际生产中的问题。例如，数学在优化生产流程和提高生产效率方面发挥关键作用，物理学则为新型机械和能源技术提供理论支持，化学有助于发现新材料和能源以满足不断变化的市场需求。同时，工业文明时期对社会科学知识的需求也显著增加。随着经济体系的日益复杂化，有效的沟通方式、合理的法律法规和高效的管理制度逐渐成为确保社会稳定和经济繁荣的关键要素。在这个背景下，人文社会科学在信息传递和国际贸易中发挥重要作用，法律知识有助于维护公平的市场环境和保护各方利益，而管理知识则对提高企业竞争力和组织协同具有重要意义。因此，培养“有知识的工人”成为教育的主要目的。[10]

当面向精英的小规模教育向面向大众的普及型教育转变时，教育的形式就必然发生根本性的变化。为了满足越来越多的学生接受系统化教育的需求，学校需要实施更有效的组织形式，班、级制度应运而生。班、级制度使学生按照年龄和学科分组，有利于管理和教学。同时，工业文明追求生产效率和规模经济，而这一理念也影响到教育领域：标准的教材和标准化的教学体系可以使教育资源得到充分利用，提高教学效率。通过统一的教学大纲和教材，教师可以更系统、有计划地进行教学，确保所有学生都能达到一定的教育水平，满足社会对人才的需求。由此，以标准化、模式化来进行高效知识传播的现代教育体系就诞生了。

随着教育对科技的推动，工业革命从机械革命、电气革命、自动化革命开始进入21世纪的数字化革命。随着信息技术的发展、互联网技术的普及，传统学科交叉融合，产生了人工智能这一新兴学科。由此，从TSAI到AGI，人工智能技术迅猛发展，由此将引发新的教育范式转换。

三、智能时代的教育范式转变：

ChatGPT引领教育回归

以学生为中心的教育本质

ChatGPT具有强大的知识储备以及文本理解和生成能力，能够将多个领域的知识汇集在一起，提供超越单个领域或单个学科的知识服务。因此，在通用人工智能时代，现代教育所培养的“有知识的工人”将很容易被人工智能取代，而具有“会提问，会使用人工智能，特别是能做到人工智能不擅长的事情”能力的人成了新的社会需求。换言之，人们需要从过去对知识积累的培养转变为对知识的深度理解和应用的高阶认知能力的培养。所以，正如蒸汽机的出现，使得农耕时代的教育模式被现代教育模式所取代，以ChatGPT为代表的通用人工智能的出现，也将使教育产生根本性的变革。

特别地，我们可以借助ChatGPT回归教育的本质，即实现以“学生为中心”的人才培养。以学生为中心的教育的本质，我们认为主要有以下三点。

首先，孔子曾说：“因材施教，有教无类。”教育应该根据学生在天赋上的个体差异来开展，而不是设定整齐划一的班、级。“千人千面”的个性化教育，可以帮助每个学生最大限度地发挥他们的潜力，而ChatGPT则为深度个性化学习提供了可能性。[11]它既可以为不同学生提供定制化的学习内容，也可以随着学生的学习进步进行实时的教学调整。例如，对于正在学习数学的学生，ChatGPT可以依据他们的理解能力推出相应难度的题目，同时通过视觉模型，生成拟人的教师，来模拟真人教师进行教学对话，通过类人的交互，来解答疑惑，引导学生在各自的“最近发展区”学习新知，培养能力。[12]

其次，古希腊哲学家苏格拉底提出知识学习的最佳模式是“以辩求真”，也就是说，真理需要通过不断的辩论和讨论，通过对不同观点的比较和评估，最终达到对真理的认识。而ChatGPT的互动对话功能可以模拟各种不同观点的人来与学生开展辩论，帮助学生深入理解和掌握复杂的概念，发展自己的思辨能力。

最后，英国诗人叶芝曾说：“教育不是灌满一桶水，而是点燃一把火。”教育的目标应该是激发学生的学习热情和想象力，帮助他们发展出自主学习、自主规划的自驱力，从而在未来的学习和生活中能主动地应对挑战。ChatGPT可以作为激发学生想象力的工具。例如，ChatGPT可以通过生成丰富、有趣的文本，引发学生的好奇心，激发他们的学习热情。同时，视觉模型可以根据学生与ChatGPT互动生成的提示（prompt）来生成相应的图像，帮助他们将想象具象化，从而进一步激发他们的想象力（图3）。

要以学生为中心，回归教育的本质，教师也必须有意识地转变其功能。“师者，传道授业解惑也”。“授业”即传授知识，“解惑”则是解答学生的疑问，在传统的教育中，这两项通常是教师的主要职责。但是，通过充分利用ChatGPT的极富知识和“耐心”，基于生成式语言模型的教育产品将在“授业”和“解惑”这两方面更好地服务学生，同时也能极大降低教学所需要的时间、经济及人力成本。进而，“传道”就将成为未来教师的最主要功能。所谓传道，不是讲授知识，而是强调通过思考、质疑和辨析来获得新知，以此来培养学生的高阶认知能力。

在众多的高阶认知能力中，我们认为，批判性思维和创造性思维的培养显得尤为重要。这是因为在信息爆炸的时代，我们面临的问题和挑战日益复杂多变，需要我们具备独立思考和解决问题的能力。批判性思维能够帮助我们理性分析和评估信息，避免被错误或偏见的信息所误导，从而做出明智的决策。创造性思维则能够帮助我们跳出既有的思维框架，发现和创造新的知识和解决方案，以应对新的挑战。

培养批判性思维和创造性思维这两种能力也是教育发达国家的共识。美国、英国、芬兰、新加坡、澳大利亚、日本、以色列等都把创新人才培养作为国家战略；经济合作与发展组织（Organisation for Economic Co-operation and Development,OECD）以及世界经济论坛（World Economic Forum）在发布的21世纪核心素养[13]中强调：批判性思维和创造性思维能够帮助学生应对复杂的环境和挑战。我国在《中国教育现代化2035》文件中也提出：为加快教育现代化，把我国建设成为教育强国，需要全面提高教育质量，更加注重因材施教，促进学习者主动学习；更加注重知行合一，着力培养学习者的创新创业能力。

批判性思维[14-15]是一种理性、反思和分析性的思维模式，旨在对信息、论据和观点进行深入评估，从而形成明确、准确和有根据的判断，更为有效地应对复杂问题、降低误判风险，并在日常生活和工作中做出明智的决策。它包含问题分析（识别和明确问题，弄清楚问题的性质和背景）、证据评估（对收集到的信息、数据和证据进行分析，以确定其可靠性、准确性和相关性）、论据分析（审查和评估观点、推理和论据的逻辑结构，以确定其合理性和有效性）、假设和偏见识别（识别和质疑隐藏在观点和论证中的假设、信念和偏见，以确保判断是基于事实和证据的）以及结论和决策（根据对证据和论据的分析，形成明确、准确和有根据的结论或决策）。通过培养批判性思维能力，人们可以更好地分辨真实与虚假、合理与荒谬，并在不断变化的世界中做出明智的选择。

而创造性思维[16]是鼓励人们跳出传统思维模式的限制，尝试以新的方法和角度来解决问题，从而生成新的、独特的和有价值的想法、解决方案或观点。它包括发散思维（面对问题时产生多种可能性和选择，而不是寻求唯一的正确答案）、关联思维（将看似无关的概念、想法或信息组合在一起，以创造出新的解决方案或观点）、想象力（在心中构建新的图像、场景或故事，以便探索潜在的解决方案或新颖的想法）、灵活性（能够适应不同的观点、方法和环境，以便找到最佳的解决方案）和原创性（独特和独立的观点、想法或解决方案，而不是仅仅遵循现有的规则和常规思路）。

简而言之，创造性思维是“善谋”，创造出不存在的知识和策略；批判性思维是“善断”，评估已有的知识和策略。二者相辅相成[17]，共同推动新知识的诞生。因此，替代工业时代教育体系的新教育，需要在减少知识传授比重的同时，更应关注培养学生的批判性思维和创造性思维能力[18]，让学生在通用人工智能的多领域知识唾手可得的情况下保持敏锐的洞察力、灵活的适应性和创新的思维方式，从而更好地应对未来社会的需求。

四、挑战与机遇：

改革教育以培养

批判性思维和创造性思维

尽管我们已经意识到培养学生批判性思维和创造性思维的重要性，但是我国教育对于培养学生这两方面的能力却不尽如人意。2021年发表在Nature Human Behaviour上的研究[19]发现，经过大学四年的学习，中国大学生的批判性思维能力和学术技能水平逐年下降，与美国大学生的逐年上升形成鲜明对比。

我国教育对于批判性思维和创造性思维的培养存在缺陷的原因主要有三个方面。第一，在传统的教学模式中，教师主要扮演的是知识的传授者和问题的回答者的角色。然而，在培养学生的批判性思维和创造性思维的过程中，教师更应该扮演的是“传道”者，即引导者和促进者的角色。这需要教师进行角色的转变。第二，传统的教学方法往往更侧重于知识的传授，而不是思维能力的培养。虽然有一些创新的教学方法（如项目式学习等）可以有效地培养学生的批判性思维和创造性思维，但这些方法因为传统技术的制约，应用还不够广泛。第三，现行的教育评价体系依然过于强调考试成绩，而忽视了对学生的思维能力的评价。这可能会导致学生过于追求分数，而忽视了思维能力的培养。因此，我们需要更加有效的方式来解决这些问题。

首先，我们需要改变教师在教学过程中的角色定位，重视学生的思维能力培养。具体而言，教师应引导学生思考问题的多个方面，鼓励他们提出问题和质疑已知观念，或挑战他们的观点和假设，以此促使学生发展批判性思维技能。ChatGPT可以辅助教师为学生提供知识性的解答，学生也可以在教师的引导下学习提出有效的问题。在此基础上，教师可以组织讨论和辩论的互动形式[20]，通过设置课堂和课后小组讨论，创建一个开放的辩论环境，让学生针对特定主题或问题展开讨论，以便他们能够在分析、评估和解决问题的过程中学会倾听不同观点。[21]通过模拟不同的观点，ChatGPT也可以用于组织和引导辩论。这可以帮助学生提高他们的批判性思维能力和论证技巧。需要注意的是，由于ChatGPT的回答可能存在偏差或误导，教师需要监督这个过程，确保学生能从中获得准确和公正的信息。

教师应让学生成为学习过程的主导者，鼓励学生独立思考和学习，教会他们如何有效地搜索、分析和评估信息，培养他们的自主学习能力，鼓励学生勇于尝试新方法和探索新领域，即使这可能会导致失败。应让学生认识到：失败和尝试是创造性思维的重要组成部分，是应对挑战的关键。通过与ChatGPT的互动，学生可以学习如何有效地搜索、分析和评估信息。它可以为他们提供各种资源和工具，帮助他们开发自己的自主学习能力，同时ChatGPT可以为学生提供一个无压力、无风险的环境，让他们可以自由地尝试新的想法和方法，不用担心失败或被批评，这样的环境可以鼓励学生更加勇于尝试和探索。

其次，教师在转变教学角色的基础上，也应该积极引入创新的教学方法。第一，教师可通过项目式学习，将理论知识与实际应用相结合，让学生在实际情境中运用批判性思维和创造性思维来解决问题，特别是采用开放式结构作为非常规问题解决途径。[22]第二，教师可采用多元化的教学方法，如翻转课堂[23]、案例分析、角色扮演、模拟实验等，以激发学生的兴趣和好奇心。ChatGPT可以模拟不同的角色，例如历史人物或文学角色，帮助学生更好地理解和探索不同的视角（图4）。这种方法可以增强学生的同理心和创造力，但也需要教师的指导和反馈，以确保学生能从中获得深入和全面的理解。同时，ChatGPT也可以模拟学生的角色，结合教室模拟工具，使教师们可以在逼真的情境中练习这些新兴的教学技能。教师也可以提供多元化的教学材料，帮助学生在各种来源和类型的材料中了解不同观点，并比较和评估这些观点，鼓励学生进行横向思考[24]，ChatGPT也可以帮助教师生成这些多元化的教学材料。第三，在课程中引入多个学科的知识，展示同一个问题的多学科视角，以及多学科融合解决问题的思路，帮助学生从不同领域和角度了解问题。有研究表明，参加跨学科STEAM课程能够提高学生对创造力的理解，在思维技巧和习惯方面的参与也更为积极。[25]

最后，我们需要改革教育评价体系，将批判性思维和创造性思维的培养纳入评价体系。传统的基于知识的考试评估往往过于强调知识掌握程度，而忽视了对学生的批判性思维和创造性思维能力的考察。传统测评受限于技术，对于复杂能力的评估较难实现。一方面，AGI技术可以帮助教师减轻对学生简单知识记忆进行评价的负担，使教师能够将专业判断集中在复杂项目以及高级思维能力上。另一方面，AI技术本身也可以对复杂能力进行评估，例如，可以将ChatGPT等技术嵌入学习过程中，通过学生与人工智能工具的互动提供更真实的问题解决体验过程，从而对过程中体现的思维能力进行评估。总之，新的教育评价应将批判性思维和创造性思维作为常规的考察内容，引入国际先进的测评工具[26-27]，建立多元化、综合性的评价体系，将学生在批判性思维和创造性思维方面的表现纳入总评，并给予相应的权重，充分将先进的心理测量技术与人工智能、大数据相结合，以便更好地反映学生在批判性思维和创造性思维方面的发展[28]。

综上所述，在通用人工智能时代，教师应积极转变自己的角色，调整课程设计、改进教学方法和完善教育评估，充分开发利用ChatGPT在教育领域的应用场景，为学生创造一个有利于思维能力发展的环境。这种新的教育模式不仅能帮助学生应对快速变化的时代挑战，还能激发他们的主动学习意识和创新精神。此外，除了教师的变革之外，还需充分整合社会各领域的资源，构建涵盖国家、地区、学校、教师、家长等多个层次的协作共进的人才培养体系。[29]

五、适应与创新：

教育在通用人工智能时代的

新角色与使命

在通用人工智能如ChatGPT的影响下，我们正处于教育领域的一个重要转折点。尽管这种技术带来了许多挑战，但也为我们提供了一个独特的机会，让我们能够重新思考教育的目标和方法，以更好地适应这个快速变化的世界。

正如爱因斯坦在1936年10月在纪念美国高等教育300周年会议上的演讲中所说，“教育永远的首要目标应该是独立思考和判断的总体能力的培养，而不是获取特定的知识”。在这个新的教育范式中，我们需要更加重视批判性思维和创造性思维的培养，而不仅仅是知识的传授。我们需要教师从传统的知识传授者转变为学生学习的引导者和促进者，我们需要创新的教学方法和评价体系，我们需要充分利用ChatGPT等人工智能工具的潜力，以提高教学效率和质量。

在面对以ChatGPT为代表的通用人工智能所引发的新的社会变革时，作为教育者，我们需要在这个充满挑战的时代重新审视传统教育方式，并积极探索更符合现实需求的教育策略。通过实施以批判性思维和创造性思维为核心的课程设计，以及提倡基于问题解决和实践性学习的教学方法，我们可以帮助学生点燃内心的火把，激发他们的好奇心、独立思考和创新精神。由此，为学生提供应对未来挑战所需的技能和素质，让他们在未来的社会里与通用人工智能共舞、共进化！

参考文献

本文刊于《苏州大学学报（教育科学版）》2023年第3期，第63-72页。 如有媒体或其他机构转载，请规范引用、注明出处。

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图文编辑：王心怡

责任编辑：杨雅婕

审核人：罗雯瑶

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