基于AIGC的远程教育社会化交互应用模型重构

2024-01-18吴金聪

海峡科学 2023年11期

吴金聪

(福建开放大学,福建福州 350013)

1 研究背景

2023年7月,国家互联网信息办公室等七部门联合发布《生成式人工智能服务管理暂行办法》,指出生成式人工智能(AIGC)是指基于算法、模型、规则生成文本、图片、声音、视频、代码等内容的技术,国家支持生成式人工智能的产品和服务。AIGC独特的智能模型能理解对话者的语义,并进行有效的反馈[1],ChatGPT等AIGC产品的问世让人们看到生成式人工智能在远程教育中的应用前景。

1.1 AIGC的主要创新点

一是智能化程度高。AIGC是一种基于大规模自然语言模型的聊天机器人,它可以理解人类的语言,并提供个性化的答案。

二是多模态交互对话的真实性强。AIGC是一个基于深度学习技术训练的模型,不仅支持文本交互,还支持语音和图像交互,还可以承接上文,聊天体验与人类沟通类似,对话更加便捷、高效、真实、有趣。

三是迭代速度快,成长性强。AIGC训练数据源于互联网上的大量数据,其对话内容和知识面不仅随着网络数据的增加而不断更新和扩展,也在与人类聊天过程中不断学习和丰富。

《2023地平线报告:教与学版》指出,AIGC已被确定为高等教育的颠覆性技术之一,能获得更有意义和更为有效的教学效果。例如,加拿大韦仕敦大学基于AIGC开发的聊天机器人能模仿病人与医生聊天,以考查学生在真实情景下的知识应用能力[2]。目前,ChatGPT等产品已为开发者提供开发接口,很多应用可以基于它进行应用开发,这对远程教育这个高度依赖科技成果的行业将会产生深远的影响。如何将该技术成果应用于远程教育的社会化交互中,这是个亟须研究的课题。

1.2 文献回顾

远程教育的社会性交互是学习者与学习者、专家、同伴等之间的交互,是人与人之间的信息或邮件交互,是一种典型的以人为媒介的交流[3]。我国远程教育已进入新时代,在人工智能技术、5G通信技术、虚拟技术和大数据技术的不断发展和加持下,社会化交互比以往更加高速、便捷,远程教育学习者的情感孤独问题得到一定缓解。许多学者对远程教育社会化交互相关问题进行理论研究与实证研究,综合这些研究成果,可以看出:

①从社会化交互在远程教育中的地位来看,社会化交互的重要性日益突出,学习绩效和社会化交互程度呈显著正相关[4]。通过社会化交互,可促进深层次学习,形成概念交互[5],完成有意义学习。所以,社会化交互在远程教育中具有不可或缺的重要地位。

③通过对学习群体进行分类,如卓越型、积极型、一般型、拖延型和消极型[6],分析学习者网络学习行为特征与学习效果的相关性,对于后续针对性开展个性化支持服务有建设意义。

④对于远程教育社会化交互的未来,不少学者认为新技术特别是AIGC在促进课堂边界消解、学习者超沉浸体验、超实体交互等方面有较大的作为空间。

综上,一方面,远程教育需要保持社会化交互的连接和黏性来消解学习过程的情感孤独。另一方面,社会化交互实证研究认为,目前远程教育提供的社会化交互教学情境没有形成深度交流互动的高质量教学效果,也就是说,现有的技术应用在如何改善远程教育的社会化交互方面显得心有余而力不足,而新技术成果的出现让人们看到了新的希望。

2 理论依据

2.1 社会网络理论

个体之间的社会关系是网络结构的一种表现,社会网络结构对信息传递和知识共享具有重要的作用。保持个体与群体的适度连接和黏性,不仅可以促进信息的传递和共享,也可以增强个体在社会网络中的地位和影响力。

2.2 具身学习理论

人的学习过程是通过身体和环境的交互来实现的,即通过与环境互动和对环境的感知来获得知识和技能,强调情境和情感的重要性,强调交互的身心参与程度。

2.3 三元交互决定论

个人特征、环境因素和行为结果的相互作用,共同影响个体的行为和情感。该理论的核心思想之一就是干预,干预策略是根据个体的不同分类,采取不同策略,以更好地促进个体向积极的方向发展。

本文研究成果可为协同产品创新的成员管理及知识管理提供新的研究视角，也可为CPIKN稳定性监控及预警系统的开发提供有益的理论指导与方法参考。然而，本文主要研究了CPIKN内部关联关系为对等互惠关系的情况，即没有考虑网络节点间关联关系的有向性，因此，非对等互惠关系下的CPIKN稳定性问题将是下一阶段的研究重点。另一方面，本文研究中尚有一些因素没有涉及，如协同产品创新知识的特性(隐性化特征、复杂性等)、协同成员及创新知识的增加与更新等问题在文中均未深入探讨，这些都将是未来需要进一步拓展探究的重要方向。

3 基于AIGC应用的系统架构

随着AIGC技术的问世,基于硬件算力、算法模型、大数据的生成系统取得超出意料的效果[1]。尽管基于AIGC的应用可能带来挑战和伦理风险[2],但不可否认的是,AIGC技术带来的变革是大势所趋,特别是对于远程教育这个高度依赖技术变革的行业来说。

从基于AIGC的远程教育应用技术的实现来看,主要包括4个层次的技术架构(图1)。一是基础平台。由国家或大公司经过多年积累形成的公共服务平台,这个过程中通过建模、参数调整、基础数据的训练、输出匹配和自我进化等,实现多模态融合、视觉分析、自然语音识别和输出。二是行业应用平台。在基础平台之上进行行业知识图谱的数据训练,用以矫正基础平台数据存在的风险和伦理缺陷,同时,不断深度学习行业知识,达到“基于基础平台、超越基础平台、精于基础平台”的目的。三是学习平台。基于行业平台开展服务和管理平台,直接对接远程教育课程开展实践教学活动,把应用数据反馈给训练平台,为基础平台和行业应用平台深度学习提供信息。四是终端。实践应用通过终端连接学习者,与学习者进行对话,收集学习者的信息和数据,终端的便捷性和软件、硬件水平决定了学习者的体验感。

图1 基于AIGC应用的系统架构

4 AIGC在远程教育社会化交互中的角色定位

在远程教育的社会化交互中,学习者中有交互活跃且发言质量高的核心人群,也有较少进行交流发言或发言内容与主题切合度不高的边缘人群,核心人群与边缘人群没有互动[4],并且还有特殊个体游离在社会化交互之外。如何引导核心人群继续发挥特长帮助其他人群、帮助边缘人群向核心人群移动,以及唤醒特殊个体参与社会化交互,是AIGC要完成的任务。要实现这些任务,首先要明确AIGC在这个过程中的角色,包括虚拟教师、虚拟同学、虚拟管理员和虚拟学习管家等。

4.1 虚拟教师

在教学过程中开展社会化交互,无论是教师主导的主题活动,还是教师支持的讨论交流,都需要虚拟教师角色来弥补教师在线时间不足的问题,可保证教师24 h在线。这个角色要求与教师“两位一体”设计以保持交互信息的延续,及时同步两者的交互信息,使学习者感受到教师24 h在线。

4.2 虚拟同学

在教师主导或支持的社会化交互交流活动中,形成多个交互区,有核心区也有边缘区,有时就需要以虚拟同学的角色参与各交互区的交流讨论。虚拟同学协助虚拟教师营造良好的沟通环境,拉近与学习者的距离,缓解学习过程的孤独感,促进边缘区人群向核心区靠拢。需要注意的是,一方面,虚拟同学要设置成与学习者相当的知识水平和视野,以拉近与学习者之间的距离;另一方面,虚拟同学不是必需的角色,应根据实际场景的需要设置,不能阻碍学习者与交互实体的正常交流。

4.3 虚拟管理员

该角色的定位是某个学习群体的系统管理员,主要功能一是创立交互社区,并向学习者发出邀请;二是收集交互相关数据,并对交互活动进行持续、动态分析,对人群进行分类和测评,为决策提供依据;三是协助开展决策,包括人群的分类、干预策略的制定和执行,以及虚拟教师和虚拟同学的预设和调度。

4.4 虚拟学习管家

该角色主要为学习者提供个性化的服务预设,陪伴学习者。一方面,执行虚拟管家预设的“一对一”服务,帮助学习者制定学习计划、提醒学习者学习进度和可参加的社会化交互活动、提供学习建议、总结阶段学习成果等;另一方面,作为收集和反馈数据的终端,直接连接学习者。

通过多角色分工合作,帮助、引导学习者参与社会化交互,并促进其向交互核心区靠拢。

5 应用AIGC开展远程教育社会化交互的设计策略

在远程教育社会化交互中,AIGC通过应用平台和终端进行数据收集、数据分析、人群分类,实施教学过程干预,助力远程教学交互活动。数据收集包括问卷调查、发言次数、发言时间、发言时长、发言质量、主动发言次数、教师评价、学习计划完成情况、主动发起交互情况等。应用平台通过数据分析后,对参与交互的人群进行分类,将学习者划分为核心人群、边缘人群和特殊人群3种类型,并针对不同类型人群采取不同的干预策略。对于核心人群,可以通过一些活动激励其参与社会化交互,如开展经验和知识培训和分享等,增强其在交互中的领袖力和凝聚力,鼓励他们为其他人群提供帮助;对于边缘人群,分析他们存在的问题和困难,针对问题制定相应策略,帮助其逐渐融入交互之中;对于特殊人群,由于他们处于放弃学习交互的临界状态,因此,需要采取更加积极的干预措施,以便其建立更多的联系和社交网络,减少孤立感和排斥感。根据不同群体施策,按照多角色模式开展工作,保证教学过程顺利开展,需要遵循以下设计策略。

5.1 多核心区策略

对于某个学习群体来说,由于个体素养、工作生活环境和兴趣的不同,在学习过程中根据教学进度要求参与社会化交互,可能会形成不同的交互区,AIGC应用平台的目标就是协助教师形成更多的核心交互区。一是培养核心区人群,维持核心区的活跃度;二是通过引导鼓励核心个体开创新的交互区,吸引其他人群形成新的核心区;三是帮助边缘人群提升参与频次和发言质量,组织核心区与边缘区开展有意义的交流,促进边缘人群向核心区靠拢。所以,核心区应是拥有一定数量积极、活跃的学习者的交互区,多核心区的形成才能广泛吸纳边缘人群,最终形成良好的社会化交互效果。

5.2 及时干预、主动干预策略

对于边缘人群和特殊人群来说,持续学习的孤独感可能使学习者放弃学习。因此,要及时了解、实时分析、及时干预。一是多角色相互配合,及时干预、主动提醒、主动邀请,调动虚拟学习管家、虚拟同学,建立可靠的连接,营造“大家很有兴趣与你沟通”的氛围,使学习过程暖心、贴心;二是观察干预后的情况反馈,及时调整干预频次,干预不应成为学习者学习和生活的干扰,而是为了保持与学习者的黏性;三是观察学习者个体和群体的社会化交互变化情况,调整角色的参与程度。

5.3 24 h在线策略

虚拟教师与虚拟学习管家和教师协同配合,保持24 h在线[7]。一是24 h在线可满足学习者随时需要答疑解惑的需求;二是24 h在线可满足学习者随时的情感交流需求;三是学习者自发组织的社会化交互存在时间上的不确定,随时需要测评和反馈;四是24 h在线、实时应答、个性化服务是教学过程支持服务的“黄金招牌”。

5.4 线上线下一体化设计策略

虚拟管理员通过交互数据的积累和分析,对每个学习者都有一个清晰的“画像”,虚拟教师协同虚拟管理员协助教师开展线上的社会化交互和线下的面对面交互时,需要处理好以下关系:一是当开展线下活动时,不仅要了解面对面的学习者,还需要同步和延续线上的沟通信息,承接上一场或多场的交互内容,拉近与学习者的距离,持续提升情感交流热度;二是虚拟管理员在线下活动前应当为教师和相关人员提供相关的数据和分析报告,线下活动结束后应根据现场交互信息等数据提供线下活动报告,并将线下活动结果与线上数据融合,与虚拟教师同步;三是线下面对面交互时,教师通过佩戴终端设备实时呈现现场学习者信息,减轻教师的负担,特别是对于刚入职的教师。

5.5 主题泛化策略

远程教学开展社会化交互的主题在一般情况下是围绕课程教学内容的需要来组织和开展的,这是提升教学质量的基本要求。主题泛化的目的是先扩大或拓展交互的主题内容范围,然后由教师或虚拟教师引导开展交流,再逐渐回到课程教学的要求上。该策略的优势一是发掘学习者的共同兴趣点,便于引导学习者循序渐进地进入某个交互区;二是主题的泛化有利于知识的拓展,能最大程度吸引有共同交流兴趣的人群,形成核心活跃区。

5.6 激励和指导策略

对于核心人群,要鼓励他们分享自己的经验和知识,引导核心人群与边缘人群互动。对于那些希望成为核心人群的学习者,可以通过指导与培训帮助他们提升交互技能和增加知识储备,这不仅有利于保持现有核心区的活跃度,还有利于形成多个核心区。

各设计策略是基于教学过程的一体化设计思路。从传统教育到传统远程教育,再到基于AIGC的远程教育社会化交互,从交互对象、形式、服务、策略、管理方面比较来看,基于AIGC的远程教育社会性交互更多样、更便捷、更周到、更暖心、更灵活(表1)。

表1 传统教育、传统远程教育与基于AIGC的远程教育的社会化交互比较

6 基于AIGC应用场景的远程教育社会化交互重构模型

远程教育社会性交互的三要素是学习者、同学和教师。他们根据教学过程的设计和组织,可以进行线下面对面交流,也可以通过线上方式就教学内容的某一主题,基于AIGC应用平台通过文字、语音、图片等方式开展交流和讨论,这里的“人”是交互的媒介,应用平台是交互的载体。平台的智能化、易用性,以及学习者所使用终端的智能化和便捷程度,在一定程度上影响着交互的效率和学习者进一步深入交流的欲望。

基于上述的角色定位和设计策略,重构基于AIGC应用场景的远程教育社会化交互模型。该模型分为3个层次。

第一层次是社会化交互的基本要素,通过交互形成彼此之间的连接,促进学习者对学习内容深层次的理解,缓解远程学习的孤独感。这个层次是通过技术与教育的深度融合,实现在教学过程中保持学习者之间、学习者与教师之间的黏性,动态形成多个核心交互区。

第二层次是重构模型的核心,主要基于AIGC应用场景展开,包括应用平台和终端。一是学习者、同学和教师基于该应用平台和终端开展线上和线下交互;二是通过该应用平台和终端开展数据收集、分析,提供决策依据;三是该应用平台协助教师开展管理、支持和服务;四是该平台通过虚拟同学的身份参与学习者之间的交互,增加与学习者的连接黏性;五是通过虚拟学习管家陪伴学习,协助开展交互,为干预提供及时的信息收集和反馈通道;六是根据学习交互目标预设管理、服务、督导功能。这个层次的核心是深度融入社会化交互的过程中,使AIGC不仅是个承载的工具。

第三层次是为保障社会化交互的开展所采取的策略,分为内容、管理、服务、督导、干预和目标6个方面,涵盖了教学过程的各个环节。

从社会性交互的主题内容看,采用泛化主题策略,这也是教学活动的任务主题。通过教师对课程教学内容的预设,规范交互区的内容范围,对开展社会化交互提出基本要求,这是该重构模型首先需要把握的方向。在教师支持下进行的学习者自发组织交互活动,为满足学习者情感交流的需要,教师有责任引导学习者逐渐回归课程主题内容,完成教学任务;从对社会化交互管理的角度看,采用线上线下一体化设计,支持对教学过程的动态管理,既要保证学习者围绕内容开展交互,又要努力促进学习者之间、学习者与教师之间的黏性。相较于传统教育,远程教育线下活动偏少,每一场面对面交流都尤为重要,线上线下一体化设计的管理策略就是不要浪费任何一场线下交流机会,持续营造暖心、贴心的氛围;从对社会化交互过程的支持服务来看,不受时空限制,24 h在线,随时随地可以开展交互,这种支持服务不仅是便捷的工具,而是融入学习者的学习过程,让学习者感受到无处不在的关怀、触手可及的温暖;从社会化交互过程督导和干预的角度看,采用激励和指导策略与及时主动干预策略。这两个策略是一个过程的两个方面,激励和指导策略主要是针对核心人群,及时主动干预策略主要是针对边缘人群和特殊人群。通过数据分析,预设预警边界,根据触发预警来筛选出需要激励或干预的人群,干预和激励通过虚拟学习管家反馈给学习者,需要满足主动和及时的要求;从社会化交互过程实现目标的角度看,采用多核心区策略,这是重构模型在运行过程中用于判断某个学习群体社会化交互是否朝良性方向发展,从而检验其他策略的效果,包括评判激励策略是否有效、主题内容的设置范围宽紧是否适度、线上线下一体化设计落实是否到位、在线服务是否存在缺失、干预措施和频次是否合理等;

综上,第一层次是社会化交互的基本要素;第二层次服务于第一层次,并参与和融入第一层次的社会化交互中;第三层次的作用是管理和服务,并采取适当干预措施,通过该层次可以真正发挥第二层次功效,促进第一层次实现预设的目标。第一层次是“主”,第二层次是“辅”,第三层次是“策”,这3个层次互为分工,协调一致,密切融合,是“三位一体”的设计思路。