基于ChatGPT的大学生数据素养教育研究.pdf
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1、第 37 卷第 4 期2023 年 12 月西昌学院学报(自然科学版)Journal of Xichang University(Natural Science Edition)Vol.37,No.4Dec.,2023基于ChatGPT的大学生数据素养教育研究叶小娇(皖南医学院图书馆,安徽 芜湖 241003)摘 要:随着大数据智能时代的到来,数据素养已成为现代大学生必备的基本素养之一。然而目前国内数据素养教育存在教育资源缺乏、学习难度大且效率低、教学学科化个性化不足等问题。基于自然语言处理模型ChatGPT强大的语义理解和推理能力以及智能问答、即时反馈等功能优势,提出ChatGPT+数据素养
2、教育模式,从数据素养课程设计、教学应用场景、教育支撑保障3方面论述如何将ChatGPT融合到数据素养教学中,以期丰富数据素养教育体系,提升教学效率,满足学生个性化学习需求,促进人工智能教育理性发展。关键词:ChatGPT;数据素养教育;大学生中图分类号:G645.5;G254.97 文献标志码:A 文章编号:16731891(2023)04012310Research on Data Literacy Education for College Students Based on ChatGPTYE Xiaojiao(Library of Wannan Medical College,Wuhu
3、,Anhui 241003,China)Abstract:With the advent of big data intelligence era,data literacy has become one of the basic skills necessary for modern college students.However,there are problems in the current domestic data literacy education,such as a lack of educational resources,greater learning difficu
4、lty and low efficiency,and insufficient disciplinarity and characteristics.Based on natural language processing model ChatGPTs powerful semantic understanding and reasoning ability,as well as its advantages in intelligent question answering and real-time feedback functions,the ChatGPT+data literacy
5、education mode is proposed.In this mode we discuss the approach to integrate ChatGPT into data literacy teaching from three aspects:course design,teaching application scenarios,and education support and guarantee,in order to perfect the data literacy education system,improve the teaching efficiency,
6、meet the personalized learning needs of students,and promote the rational development of artificial intelligence education.Keywords:ChatGPT;data literacy education;college students0 引言国际图联趋势2021年报告最新动态(IFLA Trend Report 2021 Update)指出,人们越来越有必要提升数据素养来顺应数字时代要求1。大数据时代,每个人都应该具备一定的数据素养,以便能更好地解读数据、利用数据并用数
7、据去驱动决策。可见,数据素养将成为21世纪最重要的技能之一,美国、英国、加拿大等发达国家都非常重视本国公民的数据素养教育。2015年国务院印发了 促进大数据发展行动纲要2,提出要加强大数据专业人才培养。大学生是社会的中坚力量,提升大学生的数据素养对其适应未来社会和应对挑战都具有重要意义。数据素养教育是推动大学生数据素养提升必不可少的途径。然而数据素养教育涵盖多个学科,国内缺乏针对性的教学体系,且教学资源和教师都缺乏,学生学习难度大。如何提高数据素养教育效率和质量,让更多的学生轻松掌握数据相关知识和技能,是一个值得研究的问题。ChatGPT的问世为doi:10.16104/j.issn.1673
8、1891.2023.04.021收稿日期:2023-08-04基金项目:2022年安徽省高等学校科学研究项目(哲学社会科学)(2022AH051197)。作者简介:叶小娇(1983),女,浙江台州人,馆员,硕士,主要研究方向:信息素养教育、数据素养教育、图书馆工作,e-mail:。西昌学院学报(自然科学版)第 37 卷大学生的数据素养教育提供了新的契机。ChatGPT是一种基于人工智能技术的聊天机器人,自2022年11月发布以来受到了各界的关注。高等学校人工智能创新行动计划3等文件的颁布也表明国家支持将人工智能创新应用到各个领域。本文将ChatGPT引入到数据素养教育中,探讨基于ChatGPT
9、的数据素养教育的优势和实践方案,力求提高数据素养教育效率,以满足学生在大数据时代的发展需求,为今后的数据素养教育提供一种新的思路和方法。1 相关文献研究1.1 数据素养教育研究现状数据素养(data literacy)的定义学界目前尚无统一认识。Hegarty等4认为数据素养是一种能对数据进行有效使用、管理、创造、引用和分享的能力,是信息素养的子集;黄如花等5认为数据素养是信息素养的一种扩展,包括数据意识、数据能力和数据伦理;张静波6指出数据素养是科研人员在数据的采集、组织管理、处理分析、共享协作、利用等方面的能力,以及在各个过程中应遵守的规范道德。总的来说,数据素养就是要具有数据思维,掌握一
10、定的数据技能,能够阅读数据、理解数据并利用数据,同时还要具备一定的数据管理以及数据伦理知识。数据素养教育成为大数据时代的研究热点。国外数据素养教育开展得较早,美国早在2012年就率先从国家层面启动了数据素养教育相关措施,强调要重视国民的数据素养教育。Mandinach等7的研究形成了丰富的理论成果,包括数据素养教育培养模型、课程教学设计、教育评价工具的开发8等方面。在教学实践方面,高校也积累了丰富的经验,剑桥大学、罗格斯大学、哈佛大学、普渡大学、印度理工学院等图书馆针对不同的对象开展了教学活动,教学内容规范科学且教学方式多样9,采用建立科学数据管理资源导航、数据素养通识教育、学科数据素养教育等
11、教学模式10。国内数据素养教育起步晚,理论研究主要集中在对数据素养教育理论探讨、现状调查及策略研究等,如万文娟11从重视程度、教育形式、教育内容、教育对象、教育主体等方面对“双一流”高校图书馆数据素养教育的现状进行调查分析;张群等12提出了高校图书馆科学数据素养教育体系5W模型。在教学实践方面,北京大学、清华大学、上海交通大学等高校针对数据相关专业开展了嵌入式教学模式,但针对普通大学生的数据素养教育主要由图书馆开展,目前处在初期摸索阶段。绝大多数图书馆是以讲座、培训等教育形式为主11,教学内容缺乏系统性,大多仅涉及数据素养的某一方面,仅武汉大学图书馆13、北京大学图书馆14、北京大学医学部15
12、等少数几个学校开设数据素养教育通识课,为国内的数据素养教育提供了有益的实践参考。综上所述,数据素养教育在欧美国家已经非常普及,与实践活动联系紧密,并形成了横跨多个学科、教育主体多元化、面向不同层次受众群体的多样化的教学培养体系,国内则更多地停留在理论探讨阶段,缺乏顶层设计和总体框架,实践案例较少且教学方式单一,大多依托信息素养课程进行教学。1.2 ChatGPT概述ChatGPT 是美国 OpenAI 公司开发的一种基于人工智能技术的聊天机器人,是GPT系列的3.5版本,ChatGPT的成功由算力+算法+数据的合成效应所致。GPT模型是基于Transformer神经网络架构的改进模型,这是一种
13、用于处理大量文本数据的编码器和解码器块的集成系统,能够从海量的文本数据中提取有价值的信息,并通过训练来提高模型的准确性和可靠性。ChatGPT 具有启发性内容生成能力、对话情境理解能力、序列任务执行能力和程序语言解析能力16,特别是目前的最新版本GPT-4支持多模态预训练,实现了对视频、语音、图片等信息的整合,功能更加强大。ChatGPT的飞速发展也引起了全球教育工作者的关注。王洪才等17认为ChatGPT将成为未来学校教育的重新定义者,它可能直接改变原有的学习方式,使得教育活动突破既定时空边界,带来教育形态的整体变革;焦建利18认为ChatGPT能助推学校教育数字化转型。ChatGPT强大的
14、文本处理、即时交互、智能语义分析、智能问答等特点,不仅使个性化因材施教成了可能,而且还能减轻教师的常规教学工作负担,提升学习与教学效率。有些教师和学生开始借助ChatGPT开展一些工作。我国台湾多所大学拟制定善用ChatGPT指引办法,引导师生合理使用ChatGPT19。据调查,美国有89%的学生选择用 ChatGPT 写作业20。有些学者担心长期使用ChatGPT会使学生产生惰性思维,不利于其批判性思维的培养;同时,ChatGPT可能存在错误答案和偏见,学生缺乏判断力很容易被其误导;另外,ChatGPT还涉及伦理道德、隐私等问题。因此一些教育机构明确禁止使用ChatGPT,如纽约市教育局阻止
15、本部门设备和网络访问ChatGPT,香港大学发邮件124第 4 期叶小娇:基于ChatGPT的大学生数据素养教育研究禁止在课堂、作业和评估中使用ChatGPT。目前绝大多数高校对于ChatGPT还处于观望状态,不鼓励也不反对。1.3 ChatGPT+数据素养教育的优势目前的数据素养教育存在以下问题:(1)教育资源匮乏。数据素养教育跨多学科交叉知识,对教师队伍建设要求高,高校可开展该课程教学的师资团队少。另外,数据素养教育是一门新兴学科,目前没有相应的教材参考书21,教学资源主要依靠教师通过网络资源自行收集整理,教学资源严重不足。(2)课程教学内容设计缺乏系统性、针对性和学科性。目前图书馆开展的
16、数据素养教育内容系统性不强,存在重技能而轻意识等问题22,传统的教学设计只能针对大多数人的学习需求,无法满足学生个性化的需求,学习效果不明显。(3)学生学习难度大,学习时间成本高。数据素养教育涉及统计学、生物信息学、信息科学、图书情报学等多学科知识,特别是对数据的清洗、分析及利用能力的学习,需要一定的编程基础,对于普通学生学习难度大。将ChatGPT应用到数据素养教育中具有以下优势:(1)ChatGPT跨学科知识助力教学资源供给。大数据时代丰富的数据资源使ChatGPT成为精通所有学科的智者。教师在制定教学大纲、备课、上课及作业考核等各个教学环节中都可以向这个智能助教求助,ChatGPT能根据
17、教师的需求生成学习和教学材料,一定程度上增加了教学资源供给,解决了师资队伍及教学资源不足的问题。(2)智能问答助力教学个性化学科化。学生根据课堂中教师提供的知识点提示词,再结合自身的专业知识,有针对性地去训练ChatGPT,使其提供符合自身需要的个性化答案。通过对相关内容的自主学习,使数据素养教学的针对性、学科性和个性化成为可能。同时它还实现了对学习问题和状况的精准分析,为学生提供个性化的指导。(3)即时问答助力学生学习效率。ChatGPT 在学生学习过程中可充当 24小时免费智能助教,任何问题都有问必答,反馈及时且答案准确度较好,好的体验利于激发其学习兴趣。Nvidia创始人黄仁勋曾认为在G
18、PT的辅助之下,人人都可以成为程序员。ChatGPT擅长的文本处理、数据分析和编程能力能有效地提高学生数据技能方面的学习效率,解决大部分学生由于缺乏编程知识导致数据分析、数据可视化等知识点的学习困难问题。天津师范大学的王树义老师在利用ChatGPT进行数据分析、可视化和科学研究方面做了很多有益的尝试。2 基于 ChatGPT 的大学生数据素养教育研究ChatGPT的应用需要对整个教育制度、教育管理及教育理念的变革,更要教师转变教育观念,调动其在教育实践中的创造性。本文将从课程设计、教学应用场景及教育保障3方面论述ChatGPT如何融合到大学生数据素养教育中(图1)。图1基于ChatGPT的数据
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