基于AIGC的遠程教育社會化交互應用模型重構

吳金聰

(福建開放大學,福建 福州 350013)

1 研究背景

2023年7月,國家互聯網信息辦公室等七部門聯合發布《生成式人工智能服務管理暫行辦法》,指出生成式人工智能(AIGC)是指基于算法、模型、規則生成文本、圖片、聲音、視頻、代碼等內容的技術,國家支持生成式人工智能的產品和服務。AIGC獨特的智能模型能理解對話者的語義,并進行有效的反饋[1],ChatGPT等AIGC產品的問世讓人們看到生成式人工智能在遠程教育中的應用前景。

1.1 AIGC的主要創新點

一是智能化程度高。AIGC是一種基于大規模自然語言模型的聊天機器人,它可以理解人類的語言,并提供個性化的答案。

二是多模態交互對話的真實性強。AIGC是一個基于深度學習技術訓練的模型,不僅支持文本交互,還支持語音和圖像交互,還可以承接上文,聊天體驗與人類溝通類似,對話更加便捷、高效、真實、有趣。

三是迭代速度快,成長性強。AIGC訓練數據源于互聯網上的大量數據,其對話內容和知識面不僅隨著網絡數據的增加而不斷更新和擴展,也在與人類聊天過程中不斷學習和豐富。

《2023地平線報告:教與學版》指出,AIGC已被確定為高等教育的顛覆性技術之一,能獲得更有意義和更為有效的教學效果。例如,加拿大韋仕敦大學基于AIGC開發的聊天機器人能模仿病人與醫生聊天,以考查學生在真實情景下的知識應用能力[2]。目前,ChatGPT等產品已為開發者提供開發接口,很多應用可以基于它進行應用開發,這對遠程教育這個高度依賴科技成果的行業將會產生深遠的影響。如何將該技術成果應用于遠程教育的社會化交互中,這是個亟須研究的課題。

1.2 文獻回顧

遠程教育的社會性交互是學習者與學習者、專家、同伴等之間的交互,是人與人之間的信息或郵件交互,是一種典型的以人為媒介的交流[3]。我國遠程教育已進入新時代,在人工智能技術、5G通信技術、虛擬技術和大數據技術的不斷發展和加持下,社會化交互比以往更加高速、便捷,遠程教育學習者的情感孤獨問題得到一定緩解。許多學者對遠程教育社會化交互相關問題進行理論研究與實證研究,綜合這些研究成果,可以看出:

①從社會化交互在遠程教育中的地位來看,社會化交互的重要性日益突出,學習績效和社會化交互程度呈顯著正相關[4]。通過社會化交互,可促進深層次學習,形成概念交互[5],完成有意義學習。所以,社會化交互在遠程教育中具有不可或缺的重要地位。

③通過對學習群體進行分類,如卓越型、積極型、一般型、拖延型和消極型[6],分析學習者網絡學習行為特征與學習效果的相關性,對于后續針對性開展個性化支持服務有建設意義。

④對于遠程教育社會化交互的未來,不少學者認為新技術特別是AIGC在促進課堂邊界消解、學習者超沉浸體驗、超實體交互等方面有較大的作為空間。

綜上,一方面,遠程教育需要保持社會化交互的連接和黏性來消解學習過程的情感孤獨。另一方面,社會化交互實證研究認為,目前遠程教育提供的社會化交互教學情境沒有形成深度交流互動的高質量教學效果,也就是說,現有的技術應用在如何改善遠程教育的社會化交互方面顯得心有余而力不足,而新技術成果的出現讓人們看到了新的希望。

2 理論依據

2.1 社會網絡理論

個體之間的社會關系是網絡結構的一種表現,社會網絡結構對信息傳遞和知識共享具有重要的作用。保持個體與群體的適度連接和黏性,不僅可以促進信息的傳遞和共享,也可以增強個體在社會網絡中的地位和影響力。

2.2 具身學習理論

人的學習過程是通過身體和環境的交互來實現的,即通過與環境互動和對環境的感知來獲得知識和技能,強調情境和情感的重要性,強調交互的身心參與程度。

2.3 三元交互決定論

個人特征、環境因素和行為結果的相互作用,共同影響個體的行為和情感。該理論的核心思想之一就是干預,干預策略是根據個體的不同分類,采取不同策略,以更好地促進個體向積極的方向發展。

本文研究成果可為協同產品創新的成員管理及知識管理提供新的研究視角，也可為CPIKN穩定性監控及預警系統的開發提供有益的理論指導與方法參考。然而，本文主要研究了CPIKN內部關聯關系為對等互惠關系的情況，即沒有考慮網絡節點間關聯關系的有向性，因此，非對等互惠關系下的CPIKN穩定性問題將是下一階段的研究重點。另一方面，本文研究中尚有一些因素沒有涉及，如協同產品創新知識的特性(隱性化特征、復雜性等)、協同成員及創新知識的增加與更新等問題在文中均未深入探討，這些都將是未來需要進一步拓展探究的重要方向。

3 基于AIGC應用的系統架構

隨著AIGC技術的問世,基于硬件算力、算法模型、大數據的生成系統取得超出意料的效果[1]。盡管基于AIGC的應用可能帶來挑戰和倫理風險[2],但不可否認的是,AIGC技術帶來的變革是大勢所趨,特別是對于遠程教育這個高度依賴技術變革的行業來說。

從基于AIGC的遠程教育應用技術的實現來看,主要包括4個層次的技術架構(圖1)。一是基礎平臺。由國家或大公司經過多年積累形成的公共服務平臺,這個過程中通過建模、參數調整、基礎數據的訓練、輸出匹配和自我進化等,實現多模態融合、視覺分析、自然語音識別和輸出。二是行業應用平臺。在基礎平臺之上進行行業知識圖譜的數據訓練,用以矯正基礎平臺數據存在的風險和倫理缺陷,同時,不斷深度學習行業知識,達到“基于基礎平臺、超越基礎平臺、精于基礎平臺”的目的。三是學習平臺?；谛袠I平臺開展服務和管理平臺,直接對接遠程教育課程開展實踐教學活動,把應用數據反饋給訓練平臺,為基礎平臺和行業應用平臺深度學習提供信息。四是終端。實踐應用通過終端連接學習者,與學習者進行對話,收集學習者的信息和數據,終端的便捷性和軟件、硬件水平決定了學習者的體驗感。

圖1 基于AIGC應用的系統架構

4 AIGC在遠程教育社會化交互中的角色定位

在遠程教育的社會化交互中,學習者中有交互活躍且發言質量高的核心人群,也有較少進行交流發言或發言內容與主題切合度不高的邊緣人群,核心人群與邊緣人群沒有互動[4],并且還有特殊個體游離在社會化交互之外。如何引導核心人群繼續發揮特長幫助其他人群、幫助邊緣人群向核心人群移動,以及喚醒特殊個體參與社會化交互,是AIGC要完成的任務。要實現這些任務,首先要明確AIGC在這個過程中的角色,包括虛擬教師、虛擬同學、虛擬管理員和虛擬學習管家等。

4.1 虛擬教師

在教學過程中開展社會化交互,無論是教師主導的主題活動,還是教師支持的討論交流,都需要虛擬教師角色來彌補教師在線時間不足的問題,可保證教師24 h在線。這個角色要求與教師“兩位一體”設計以保持交互信息的延續,及時同步兩者的交互信息,使學習者感受到教師24 h在線。

4.2 虛擬同學

在教師主導或支持的社會化交互交流活動中,形成多個交互區,有核心區也有邊緣區,有時就需要以虛擬同學的角色參與各交互區的交流討論。虛擬同學協助虛擬教師營造良好的溝通環境,拉近與學習者的距離,緩解學習過程的孤獨感,促進邊緣區人群向核心區靠攏。需要注意的是,一方面,虛擬同學要設置成與學習者相當的知識水平和視野,以拉近與學習者之間的距離;另一方面,虛擬同學不是必需的角色,應根據實際場景的需要設置,不能阻礙學習者與交互實體的正常交流。

4.3 虛擬管理員

該角色的定位是某個學習群體的系統管理員,主要功能一是創立交互社區,并向學習者發出邀請;二是收集交互相關數據,并對交互活動進行持續、動態分析,對人群進行分類和測評,為決策提供依據;三是協助開展決策,包括人群的分類、干預策略的制定和執行,以及虛擬教師和虛擬同學的預設和調度。

4.4 虛擬學習管家

該角色主要為學習者提供個性化的服務預設,陪伴學習者。一方面,執行虛擬管家預設的“一對一”服務,幫助學習者制定學習計劃、提醒學習者學習進度和可參加的社會化交互活動、提供學習建議、總結階段學習成果等;另一方面,作為收集和反饋數據的終端,直接連接學習者。

通過多角色分工合作,幫助、引導學習者參與社會化交互,并促進其向交互核心區靠攏。

5 應用AIGC開展遠程教育社會化交互的設計策略

在遠程教育社會化交互中,AIGC通過應用平臺和終端進行數據收集、數據分析、人群分類,實施教學過程干預,助力遠程教學交互活動。數據收集包括問卷調查、發言次數、發言時間、發言時長、發言質量、主動發言次數、教師評價、學習計劃完成情況、主動發起交互情況等。應用平臺通過數據分析后,對參與交互的人群進行分類,將學習者劃分為核心人群、邊緣人群和特殊人群3種類型,并針對不同類型人群采取不同的干預策略。對于核心人群,可以通過一些活動激勵其參與社會化交互,如開展經驗和知識培訓和分享等,增強其在交互中的領袖力和凝聚力,鼓勵他們為其他人群提供幫助;對于邊緣人群,分析他們存在的問題和困難,針對問題制定相應策略,幫助其逐漸融入交互之中;對于特殊人群,由于他們處于放棄學習交互的臨界狀態,因此,需要采取更加積極的干預措施,以便其建立更多的聯系和社交網絡,減少孤立感和排斥感。根據不同群體施策,按照多角色模式開展工作,保證教學過程順利開展,需要遵循以下設計策略。

5.1 多核心區策略

對于某個學習群體來說,由于個體素養、工作生活環境和興趣的不同,在學習過程中根據教學進度要求參與社會化交互,可能會形成不同的交互區,AIGC應用平臺的目標就是協助教師形成更多的核心交互區。一是培養核心區人群,維持核心區的活躍度;二是通過引導鼓勵核心個體開創新的交互區,吸引其他人群形成新的核心區;三是幫助邊緣人群提升參與頻次和發言質量,組織核心區與邊緣區開展有意義的交流,促進邊緣人群向核心區靠攏。所以,核心區應是擁有一定數量積極、活躍的學習者的交互區,多核心區的形成才能廣泛吸納邊緣人群,最終形成良好的社會化交互效果。

5.2 及時干預、主動干預策略

對于邊緣人群和特殊人群來說,持續學習的孤獨感可能使學習者放棄學習。因此,要及時了解、實時分析、及時干預。一是多角色相互配合,及時干預、主動提醒、主動邀請,調動虛擬學習管家、虛擬同學,建立可靠的連接,營造“大家很有興趣與你溝通”的氛圍,使學習過程暖心、貼心;二是觀察干預后的情況反饋,及時調整干預頻次,干預不應成為學習者學習和生活的干擾,而是為了保持與學習者的黏性;三是觀察學習者個體和群體的社會化交互變化情況,調整角色的參與程度。

5.3 24 h在線策略

虛擬教師與虛擬學習管家和教師協同配合,保持24 h在線[7]。一是24 h在線可滿足學習者隨時需要答疑解惑的需求;二是24 h在線可滿足學習者隨時的情感交流需求;三是學習者自發組織的社會化交互存在時間上的不確定,隨時需要測評和反饋;四是24 h在線、實時應答、個性化服務是教學過程支持服務的“黃金招牌”。

5.4 線上線下一體化設計策略

虛擬管理員通過交互數據的積累和分析,對每個學習者都有一個清晰的“畫像”,虛擬教師協同虛擬管理員協助教師開展線上的社會化交互和線下的面對面交互時,需要處理好以下關系:一是當開展線下活動時,不僅要了解面對面的學習者,還需要同步和延續線上的溝通信息,承接上一場或多場的交互內容,拉近與學習者的距離,持續提升情感交流熱度;二是虛擬管理員在線下活動前應當為教師和相關人員提供相關的數據和分析報告,線下活動結束后應根據現場交互信息等數據提供線下活動報告,并將線下活動結果與線上數據融合,與虛擬教師同步;三是線下面對面交互時,教師通過佩戴終端設備實時呈現現場學習者信息,減輕教師的負擔,特別是對于剛入職的教師。

5.5 主題泛化策略

遠程教學開展社會化交互的主題在一般情況下是圍繞課程教學內容的需要來組織和開展的,這是提升教學質量的基本要求。主題泛化的目的是先擴大或拓展交互的主題內容范圍,然后由教師或虛擬教師引導開展交流,再逐漸回到課程教學的要求上。該策略的優勢一是發掘學習者的共同興趣點,便于引導學習者循序漸進地進入某個交互區;二是主題的泛化有利于知識的拓展,能最大程度吸引有共同交流興趣的人群,形成核心活躍區。

5.6 激勵和指導策略

對于核心人群,要鼓勵他們分享自己的經驗和知識,引導核心人群與邊緣人群互動。對于那些希望成為核心人群的學習者,可以通過指導與培訓幫助他們提升交互技能和增加知識儲備,這不僅有利于保持現有核心區的活躍度,還有利于形成多個核心區。

各設計策略是基于教學過程的一體化設計思路。從傳統教育到傳統遠程教育,再到基于AIGC的遠程教育社會化交互,從交互對象、形式、服務、策略、管理方面比較來看,基于AIGC的遠程教育社會性交互更多樣、更便捷、更周到、更暖心、更靈活(表1)。

表1 傳統教育、傳統遠程教育與基于AIGC的遠程教育的社會化交互比較

6 基于AIGC應用場景的遠程教育社會化交互重構模型

遠程教育社會性交互的三要素是學習者、同學和教師。他們根據教學過程的設計和組織,可以進行線下面對面交流,也可以通過線上方式就教學內容的某一主題,基于AIGC應用平臺通過文字、語音、圖片等方式開展交流和討論,這里的“人”是交互的媒介,應用平臺是交互的載體。平臺的智能化、易用性,以及學習者所使用終端的智能化和便捷程度,在一定程度上影響著交互的效率和學習者進一步深入交流的欲望。

基于上述的角色定位和設計策略,重構基于AIGC應用場景的遠程教育社會化交互模型。該模型分為3個層次。

第一層次是社會化交互的基本要素,通過交互形成彼此之間的連接,促進學習者對學習內容深層次的理解,緩解遠程學習的孤獨感。這個層次是通過技術與教育的深度融合,實現在教學過程中保持學習者之間、學習者與教師之間的黏性,動態形成多個核心交互區。

第二層次是重構模型的核心,主要基于AIGC應用場景展開,包括應用平臺和終端。一是學習者、同學和教師基于該應用平臺和終端開展線上和線下交互;二是通過該應用平臺和終端開展數據收集、分析,提供決策依據;三是該應用平臺協助教師開展管理、支持和服務;四是該平臺通過虛擬同學的身份參與學習者之間的交互,增加與學習者的連接黏性;五是通過虛擬學習管家陪伴學習,協助開展交互,為干預提供及時的信息收集和反饋通道;六是根據學習交互目標預設管理、服務、督導功能。這個層次的核心是深度融入社會化交互的過程中,使AIGC不僅是個承載的工具。

第三層次是為保障社會化交互的開展所采取的策略,分為內容、管理、服務、督導、干預和目標6個方面,涵蓋了教學過程的各個環節。

從社會性交互的主題內容看,采用泛化主題策略,這也是教學活動的任務主題。通過教師對課程教學內容的預設,規范交互區的內容范圍,對開展社會化交互提出基本要求,這是該重構模型首先需要把握的方向。在教師支持下進行的學習者自發組織交互活動,為滿足學習者情感交流的需要,教師有責任引導學習者逐漸回歸課程主題內容,完成教學任務;從對社會化交互管理的角度看,采用線上線下一體化設計,支持對教學過程的動態管理,既要保證學習者圍繞內容開展交互,又要努力促進學習者之間、學習者與教師之間的黏性。相較于傳統教育,遠程教育線下活動偏少,每一場面對面交流都尤為重要,線上線下一體化設計的管理策略就是不要浪費任何一場線下交流機會,持續營造暖心、貼心的氛圍;從對社會化交互過程的支持服務來看,不受時空限制,24 h在線,隨時隨地可以開展交互,這種支持服務不僅是便捷的工具,而是融入學習者的學習過程,讓學習者感受到無處不在的關懷、觸手可及的溫暖;從社會化交互過程督導和干預的角度看,采用激勵和指導策略與及時主動干預策略。這兩個策略是一個過程的兩個方面,激勵和指導策略主要是針對核心人群,及時主動干預策略主要是針對邊緣人群和特殊人群。通過數據分析,預設預警邊界,根據觸發預警來篩選出需要激勵或干預的人群,干預和激勵通過虛擬學習管家反饋給學習者,需要滿足主動和及時的要求;從社會化交互過程實現目標的角度看,采用多核心區策略,這是重構模型在運行過程中用于判斷某個學習群體社會化交互是否朝良性方向發展,從而檢驗其他策略的效果,包括評判激勵策略是否有效、主題內容的設置范圍寬緊是否適度、線上線下一體化設計落實是否到位、在線服務是否存在缺失、干預措施和頻次是否合理等;

綜上,第一層次是社會化交互的基本要素;第二層次服務于第一層次,并參與和融入第一層次的社會化交互中;第三層次的作用是管理和服務,并采取適當干預措施,通過該層次可以真正發揮第二層次功效,促進第一層次實現預設的目標。第一層次是“主”,第二層次是“輔”,第三層次是“策”,這3個層次互為分工,協調一致,密切融合,是“三位一體”的設計思路。

圖2 基于AIGC的遠程教育社會化交互模型

7 結束語

本文對AIGC在遠程教育中的應用進行探索,未來需要進一步通過實證研究來驗證其在遠程教育社會化交互中的效果,通過不斷改進和優化設計策略,促進其開展教學應用成效的提升。同時,也需要讓管理者、教師和學習者充分參與其中,不斷提升教學效果和學習體驗。