生成式人工智能与高等教育变革：价值、影响及未来发展

尚俊杰北京大学教育学院学习科学实验室执行主任基础教育研究中心副主任 尚俊杰 北京大学教育学院学习科学实验室执行主任北京大学基础教育研究中心副主任中国教育技术协会副会长兼教育游戏专业委员会理事长中国人工智能学会智能教育技术专委会副理事长中国高等教育学会学习科学研究分会常务副理事长兼秘书长邮箱：jjshang@pku.edu.cn 2023s：人工智能 提纲 一、引言：令人“惊艳”的人工智能二、人工智能的概念和历史发展三、人工智能对人类社会的影响四、人工智能对教育领域的影响五、人工智能在教育领域的价值六、人工智能赋能科学研究七、人工智能会碰到什么困难和障碍八、学习科学赋能人工智能教育九、未来我们怎么办 一、引言：令人“惊艳”的人工智能 生成文本 •提示词：假设我是“山河大学”校长，准备在新生开学典礼上致辞，请帮我写一个讲话稿，大约1500字。注意，听众是大学生。 回答问题 提示词： 请用通俗易懂的方法给我解释一下什么是深度学习？ 回答问题 •请帮我查找一下北京大学尚俊杰主要观点！ 阅读文章 ◼接入了互联网。 ◼可以快捷调用常用语。 ◼支持上传文件（最多50个，每个100M）,支持多种格式文件。 文生图、图生视频 文生视频 生成音乐 1.使用文心一言生成歌词2.使用Suno，输入歌词，即可谱曲，演唱。 分析图片 •请用300字解读这张图片？ •这张图片展现了一位亚洲男性在讲台后正在进行演讲的场景。他身着灰色西装外套和蓝色毛衣，展现出一种专业而正式的形象。他短发、黑发，面容和蔼，微笑面对观众，这种自然的表情似乎有助于他与听众建立起一种亲近的联系。•讲台上的文字“世界地球日”和旁边的圆形标志，上面绘有彩色的地球图案和一些中文文字，揭示了演讲的主题可能与环保、地球保护等相关。这样的主题在当今社会尤为重要，提醒我们要关注地球的健康，共同守护我们的家园。•背景是一个简单的室内环境，墙壁上的垂直百叶窗为整个场景增添了几分朴素与简洁。而“NO.2EXPERIN”的字样可能是演讲者的名字或者演讲活动的标识，但具体含义需要更多的上下文信息才能确定。•整体来看，这张图片传递出一种正式而富有意义的氛围，让人对演讲的内容和演讲者的观点充满期待。 分析图片 通义千问 数字人 机器人 未来十年可能对我们生活影响最大的三类机器人 二、人工智能的概念和历史发展 （一）人工智能的概念 人工智能的诞生 •1950年，计算机科学之父、人工智能之父图灵提出了设想：机器真的能思考吗？ •1956年，麦卡锡、明斯基以及香农等人在达特茅斯会议上提出了“人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）”的概念。 人工智能的定义 ◼探究人类智能活动的机理和规律，构造受人脑启发的人工智能体，研究如何让智能体去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，形成模拟人类智能行为的基本理论、方法和技术，所构建的机器人或者智能系统，能够像人一样思考和行动，并进一步提升人的智能。 ——中国人工智能学会李德毅理事长 简单地说让机器拥有像人类一样或超过人类的智能。 人工智能的三大学派 •这是一种基于符号表达和数学逻辑推理的智能模拟方法。•代表事件：1997年IBM的深蓝机器人战胜国际象棋高手斯珀罗夫 符号主义学派 •这是一种基于神经网络及神经网络间的联结机制与学习算法的智能模拟方法•代表事件：2016年AlphaGo在围棋比赛中战胜李世石 联结主义学派 •行为主义学派是一种基于“感知——行动”的行为智能模拟方法。•代表事件：波士顿动力公司推出的Atlas机器人 行为主义学派 人工智能、机器学习和深度学习 •人工智能是指让机器拥有像人类一样或超过人类的智能。 人工智能 •机器学习是一种实现人工智能的算法或方法。 •智能的核心是学习，机器学习脱胎于信号处理领域的模式识别，尤其是图像识别问题。•机器学习算法主要用来发现规律、做出预测，解决的是如何从数据中发现知识的问题。 •深度学习是一种基于深度神经网络实现机器学习的算法或方法。 深度学习：基于深度神经网络的机器学习方法 ◼深度学习（DL，Deep Learning）是一种基于深度神经网络的机器学习方法，构成神经网络的基本单元是人工神经元，并采用了分层的网络连接方式和感知机算法，也被称为深度机器学习。 大模型及其相关概念 ◼大模型（Large Model,简称LM,也称基础模型）:是指具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型。这些模型通常由深度神经网络构建而成，拥有数十亿甚至数千亿个参数。能够处理海量数据、完成各种复杂的任务，如自然语言处理、计算机视觉、语音识别等。 ◼大语言模型（Large Language Model,简称LLM）：通常是具有大规模参数和计算能力的自然语言处理模型，例如OpenAI的GPT-4模型。这些模型可以通过大量的数据和参数进行训练，以生成人类类似的文本或回答自然语言的问题。 （二）生成式人工智能的概念 生成式人工智能的概念 •生成式人工智能（Artificial IntelligenceGenerated Content，AIGC，或GenAI）是利用复杂的算法、模型和规则，从大规模数据集中学习，以创造新的原创内容的人工智能技术。 •依托的关键技术是机器学习、神经网络和特征抽取语义转换等；能够学习和理解人类自然语言来对话；能根据聊天的上下文进行互动；创造文本、图片、声音、视频和代码等多种类型的内容。 Chat GenerativePre-Trained Transformer预训练生成模型聊天机器人 AIGC其实是人工智能由量变引起质变的螺旋式发展的结果 微软小冰 2022年8月AI绘画作品获得了美国科罗拉多州博览会美术竞赛一等奖 ChatGPT为什么突然如此吸引人？ 更真实、更准确、更完整！ ChatGPT技术上的“独到之处” 自回归+Prompting Transformer模型 Transformer模型的低层和中层存储了词性、句法等知识，中高层则广泛存储了抽象语义类、事实概念类知识；其中，模型的总参数量高达1750亿。 ChatGPT模型的训练分为三阶段： ✓采用带有标准答案的人工标注高质量问题进行初步训练；✓标注员对模型生成的多个答案的喜好程度进行排序打分；✓结合强化学习策略进一步训练模型生成高质量答案的能力。 人类大脑神经细胞约860亿 Transformer模型 •Transformer模型是一种基于注意力机制（attentionmechanism）的深度学习模型，广泛应用于自然语言处理（NLP）任务中。它由编码器（Encoder）和解码器（Decoder）组成，通过自注意力机制来捕捉输入序列中不同位置之间的关系，从而处理序列数据。 GPT-4发布（2023.3.14） •在美国律师执照统考模拟中，GPT-4得分约为前10%——击败了90%人类，而ChatGPT背后的GPT-3.5得分约为倒数10%；•生物奥林匹克竞赛，GPT-3.5能达到后31%水平分位，GPT-4可达到前1%水平分位；•GRE、SAT考试成绩中，也有大幅提升，击败了80%以上的人类答题水平，•医学知识自测考试准确率达75%。 GPT-4 Turbo（2023.11） 短短45分钟发布会，OpenAI如何再次让AI圈一夜未眠 Sora—人工智能文生视频大模型(2024.2.15) •基于简单的文本生成60s的视频；•可以深度模拟真实物理世界；•标志着人工智能在理解真实世界场景并与之互动的能力方面实现飞跃。 GPT-4o（2024.5.13.） •GPT-4o是OpenAI推出的全新语言模型，名称中的“o”代表Omni（全能），凸显其多功能特性。 •多模态输入，支持文本、音频和视觉输入。•响应时间短：可以短至232毫秒，与人类响应时间相近。•具有广泛的应用潜力，包括自然语言处理、机器翻译、问答系统、聊天机器人、内容创作与辅助等多个领域。•GPT-4o的推出，标志着人工智能领域又向前迈进了一步。 OpenAI发布新产品（2024-12） D1完整的o1；D2强化微调(RFT）技术，提升推理能力；D3开放Sora；D4开放长篇写作编程Canvas;D5苹果助手；D6支持屏幕共享的“视频通话”；D7分类整理文件和对话Projectcs；D8开放搜索功能D9通过API推出o1，推出GPT-4ominiD10通过电话提供ChatGPT服务D11扩大了ChatGPT与桌面软件的集成服务D12预告了o3和o3-mini DeepSeek来了（2025-2） DeepSeek优势 •基础能力：进入推理模型阶段•推理能力跃升 •国际竞争力进入第一梯队 •核心加分项：开源、低成本、国产化•开源：技术共享、生态共建•低成本：普惠企业级AI应用•国产化：技术自主、缩短差距 •DeepSeek以“推理能力+第一梯队性能”为核心基础，叠加：开源开放、超低成本、国产自主研发三大优势，不仅实现技术代际跨越，更推动AI技术普惠化与国产化生态繁荣，成为全球大模型赛道的重要领跑者。 肖睿AI团队，2025 生成模型和推理模型的区别 Manus来了（2025.3.5）??? •提示词：我是一名中学物理老师，正准备教授动量守恒定律。您能否创建一系列清晰准确的演示动画，并将它们整理成一个简单的HTML演示文稿？ （三）人工智能技术的发展和未来 人工智能的三次浪潮 天啊，人类要毁灭了！ 天啊，人类要毁灭了！ 天啊，人类要毁灭了！ 李开复,王咏刚.人工智能[M].北京：文化发展出版社，2017：42. 弱人工智能、强人工智能、超人工智能 超人工智能 超人工智能，指的是人工智能的智能水平已经远远超过了人类最聪明的大脑，它几乎可以解决任何复杂的问题。 强人工智能 也称为通用人工智能，指的是可以胜任人类所有工作的人工智能。 弱人工智能 也称为专用人工智能，指的是这类计算机程序的智能主要体现在某一个特定领域，比如下棋。 人工智能未来发展 •1958年，被誉为“计算机之父”的冯·伊诺曼在和数学家乌拉姆谈论技术变化时使用了“奇点”一词。 •美国未来学家雷蒙德·库兹韦尔提出人工智能奇点理论，该理论预言：在2045年计算机的智能将超越人类智能。 OpenAI五级AGI路线图 三、人工智能对人类社会的影响？ 人工智能太可怕了，人类必须马上对人工智能技术加强监管。 ——马斯克 蔡昉：这一次和以前真的不一样 ◼与过往技术进步带来历史上反复出现的“技术性失业”幽灵相比，人工智能对就业的影响可能真的不一样，未来通用人工智能（AGI）的出现对就业的冲击可能是全方位的。 ◼建议：首先是加快建设中国式福利国家，其次，大幅度延长义务教育或免费教育年限，最后，消除在儿童发展、教育与培训、流动与就业、社会保障，以及其他基本公共服务方面存在的制度性障碍。 比尔·盖茨：计算机领域将在5年内迈向下一个互联网 •在不久的将来，任何上网的人都将能够拥有由人工智能驱动的个人助手，远远超越今天的技术水平。这些代理将能够帮助几乎任何活动和生活领域。这对软件业和社会的影响将是深远的。因为你将永远不会再去搜索网站，你永远不会再去亚马逊。 •代理不仅将改变每个人与计算机互动的方式。它们还将颠覆软件行业，带来自从我们从键盘输入命令到点击图标以来的计算机领域最大的革命。 •在接下来的几年里，它们将彻底改变我们的生活方式，无论是线上还是线下。 https://mp.weixin.qq.com/s/xCNItYa9w2TcKCG1JFMIZg 人工智能创造美好生活？ 奥特曼（Altman）:万物摩尔定律 •Sam Altman认为，未来五年内（文章发表于2021年，也就是2026年之前），AI将能够思考，能胜任律师和医生的岗位；未来十年内，机器人将能从事流水线工作。接下来的几十年，