【摘 要】隨著生成式人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，其在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用日益受到關(guān)注。本文探討了在高中應(yīng)用生成式人工智能進(jìn)行情緒智能教學(xué)的實(shí)踐與效果。通過信息技術(shù)和心理跨學(xué)科設(shè)計(jì)，課程“對(duì)話中的情緒智能”通過一系列實(shí)踐探究活動(dòng)，讓學(xué)生從情緒問題的發(fā)生者轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q者，通過計(jì)算思維來理解和處理情緒問題。課程實(shí)施結(jié)果顯示，學(xué)生在使用大語言模型進(jìn)行情緒識(shí)別和共情回復(fù)生成方面取得了積極進(jìn)展，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了人工智能在模擬情緒智能方面的局限性，認(rèn)識(shí)到人際交往的真實(shí)性和深度是AI難以復(fù)制的。在促進(jìn)學(xué)生對(duì)情緒智能的深入理解、激發(fā)他們對(duì)人工智能領(lǐng)域的興趣，以及提升他們對(duì)技術(shù)倫理重要性的認(rèn)識(shí)方面，本課程均取得了積極成效。在技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代背景下，本課程為培養(yǎng)具備高度情緒智能的數(shù)字公民提出了切實(shí)可行的建議。

【關(guān)鍵詞】跨學(xué)科；生成式人工智能；大規(guī)模語言模型；智能體

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）07-012-04

引 言

2022年末，人工智能技術(shù)再次成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。ChatGPT等生成式人工智能（Generative AI）工具，不僅展示了AI在內(nèi)容創(chuàng)作方面的巨大潛力，也為各行各業(yè)的發(fā)展開辟了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。教育界最初對(duì)生成式人工智能的憂慮，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極探索和適應(yīng)。相關(guān)組織正在積極制定法規(guī)，確保技術(shù)的負(fù)責(zé)任使用。科技教育企業(yè)積極投入資源，致力于生成式人工智能教育產(chǎn)品和服務(wù)的研發(fā)?；A(chǔ)教育行政部門和各中小學(xué)也開始培訓(xùn)教師，使他們能夠在這個(gè)由生成式人工智能引發(fā)的教育變革中發(fā)揮關(guān)鍵作用。一線教師們也開始了對(duì)“如何將生成式人工智能技術(shù)融入到教學(xué)和學(xué)習(xí)過程”的積極探索。筆者所在中國人民大學(xué)附屬中學(xué)的信息技術(shù)學(xué)科教師和各學(xué)科教師一起，跨學(xué)科研發(fā)了多節(jié)課程，利用生成式人工智能模仿人類生成文本、圖像、視頻、音樂和編寫代碼方面的能力，為學(xué)生提供了深入的指導(dǎo)，教授他們?nèi)绾斡行У厥褂肁I工具增強(qiáng)寫作技巧、提升視覺表達(dá)能力及優(yōu)化代碼編寫的過程。本文關(guān)注到生成式人工智能在模擬人類對(duì)話領(lǐng)域的突破性進(jìn)展，特別是在情緒智能（Emotional Intelligence）方面取得的顯著成就，和心理學(xué)科聯(lián)合開設(shè)了跨學(xué)科的“對(duì)話中的情緒智能”單元課程，旨在引導(dǎo)高中生探索AI在情緒智能方面的表現(xiàn)，并借此機(jī)會(huì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)自身情緒智能的理解和認(rèn)識(shí)。

高中是學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期，面對(duì)學(xué)業(yè)壓力和未來的不確定性，許多學(xué)生感到非常焦慮。高中也是社交技能發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，人際關(guān)系會(huì)帶給學(xué)生一些心理壓力。高中還是自我認(rèn)同發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，一些學(xué)生會(huì)感到迷茫和不安。這些都會(huì)影響學(xué)生的情緒，進(jìn)而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)、社交和生活。而由于心理學(xué)相關(guān)知識(shí)的缺乏，他們往往不了解如何應(yīng)對(duì)和解決心理問題，往往也不愿意尋求幫助，甚至有所抵觸，認(rèn)為談?wù)撔睦韱栴}是暴露自己的弱點(diǎn)。

本單元的學(xué)習(xí)者為高中一年級(jí)學(xué)生，他們對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用并不陌生，但大部分學(xué)生并不了解其中的技術(shù)原理，對(duì)本課的主題應(yīng)該有足夠的好奇心。學(xué)生在必修 1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”模塊的學(xué)習(xí)中已掌握Python程序設(shè)計(jì)語言的基本知識(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單算法，初步具備挑戰(zhàn)本課編程實(shí)踐的能力。飛速發(fā)展的大語言模型平臺(tái)又提供了低代碼（low-code）和無代碼（no-code）技術(shù)，能夠讓學(xué)生不需要成為編程專家，就可以對(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行探索。他們?cè)隗w驗(yàn)用計(jì)算機(jī)解決問題的過程中，認(rèn)識(shí)到用計(jì)算思維思考與解決問題的方式，感受技術(shù)的迭代對(duì)社會(huì)的推進(jìn)，為成為數(shù)字公民打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課以獨(dú)特的、客觀的方式研究情緒，增強(qiáng)學(xué)生的心理覺醒和自我認(rèn)知。

“對(duì)話中的情緒智能”單元課程設(shè)計(jì)與實(shí)施

本課融合人工智能和心理學(xué)，以期構(gòu)建超越學(xué)科邊界的知識(shí)體系。從心理學(xué)的角度來看，情緒智能是監(jiān)測(cè)自己和他人情緒，辨別不同情緒并且標(biāo)記它們，進(jìn)而使用情緒信息來指導(dǎo)思考和行為的能力。從人工智能的角度來看，情緒智能是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)識(shí)別、理解和模擬、共情人類情緒的能力。

根據(jù)人類和人工智能對(duì)情緒的處理過程，“對(duì)話中的情緒智能”單元課程將挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題分為2課時(shí)，層級(jí)關(guān)系如圖1所示。

1.情緒識(shí)別——從情感詞典到大語言模型

本課學(xué)生面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)是：如何從文本中識(shí)別情緒。心理教師介紹情緒的本質(zhì)、情緒的表達(dá)以及情緒識(shí)別的重要性。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何從心理學(xué)視角分析情緒，探討情緒在人際交往和心理健康中的作用。信息技術(shù)教師帶領(lǐng)學(xué)生體會(huì)人工智能如何通過算法來識(shí)別和處理文本中的情緒信息。學(xué)生將學(xué)習(xí)相關(guān)的算法原理，并實(shí)踐如何利用技術(shù)手段來分析情緒，最后了解當(dāng)前人工智能在情緒識(shí)別領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

（1）引入問題，表達(dá)自我情緒

心理教師首先提出一個(gè)真實(shí)問題“開學(xué)兩個(gè)月以來，你們是否適應(yīng)了高中生活，對(duì)未來有何期待？”迅速吸引了學(xué)生。接下來教師鼓勵(lì)學(xué)生將自己的感受寫在紙條上，并告訴學(xué)生紙條上的內(nèi)容不會(huì)被分享。這一環(huán)節(jié)激發(fā)學(xué)生通過真實(shí)表達(dá)，感受文字中蘊(yùn)含的情緒，而不分享，確保了他們的情緒表達(dá)被尊重和保護(hù)。

（2）分析問題，了解心理背景

心理教師將向?qū)W生介紹情緒的基本概念，包括定義、產(chǎn)生及分類，展示了臨床心理學(xué)如何運(yùn)用“自我覺察日記”來識(shí)別情緒。進(jìn)一步地，心理教師引導(dǎo)學(xué)生討論心理咨詢中情緒識(shí)別的局限性。如心理咨詢服務(wù)通常需要預(yù)約，無法解決人們即時(shí)產(chǎn)生的情緒；心理咨詢過程可能會(huì)受到心理咨詢師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的影響，從而引入主觀判斷，影響情緒識(shí)別的準(zhǔn)確性。由此引發(fā)了用人工智能技術(shù)來解決問題的需求。

（3）解決問題，動(dòng)手實(shí)踐算法

信息技術(shù)教師引導(dǎo)學(xué)生探索如何將情緒識(shí)別問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算問題。鑒于高一學(xué)生的編程能力尚處于初級(jí)水平，選擇了簡(jiǎn)單的“基于情感詞典的情緒識(shí)別”算法。學(xué)生將了解如何分析文本，從分詞開始，到建立情感詞典，再到制定規(guī)則對(duì)情緒分類的流程。學(xué)生首先利用正向和負(fù)向詞典進(jìn)行情緒分類，然后考慮否定詞對(duì)情緒分類的影響，最后探索程度詞的影響。每個(gè)任務(wù)，學(xué)生都會(huì)分析樣例文本，通過流程圖來梳理算法規(guī)則，接著擴(kuò)充情感詞典，補(bǔ)充相應(yīng)的代碼來實(shí)現(xiàn)規(guī)則。在逐步深入的過程中，學(xué)生不僅能夠掌握情緒識(shí)別的基本技能，還能夠?qū)W習(xí)到如何將復(fù)雜問題拆解為可操作的小問題，這是計(jì)算思維的核心。

（4）打破規(guī)則，發(fā)現(xiàn)算法局限

隨著算法實(shí)踐環(huán)節(jié)中需要解決的問題越來越復(fù)雜，學(xué)生需要制定的規(guī)則也越來越復(fù)雜。信息技術(shù)教師鼓勵(lì)學(xué)生提出各種難以用現(xiàn)有簡(jiǎn)單規(guī)則解決的棘手文本案例。學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到，為了應(yīng)對(duì)新的問題，僅更新詞典和制定更復(fù)雜的規(guī)則是不夠的。這種認(rèn)識(shí)，揭示了基于規(guī)則的人工智能算法的本質(zhì)局限，激發(fā)了他們探索新技術(shù)的興趣。

（5）嘗試前沿，體會(huì)技術(shù)演進(jìn)

信息技術(shù)教師總結(jié)了情緒識(shí)別人工智能技術(shù)的發(fā)展，并延伸至最新的大規(guī)模語言模型，引導(dǎo)學(xué)生通過提示詞的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)利用大語言模型對(duì)情緒表達(dá)的分析，并分析他們?cè)谡n程開始時(shí)寫下的文字，了解自己的情緒。在這個(gè)過程中，學(xué)生體會(huì)到技術(shù)演進(jìn)的重要性，激發(fā)了對(duì)技術(shù)發(fā)展的持續(xù)關(guān)注。

（6）總結(jié)主題，期待未來發(fā)展

心理教師引入“情緒智能”的概念，即個(gè)體監(jiān)測(cè)自己及他人的情緒和情感，并識(shí)別、利用這些信息指導(dǎo)自己的思想和行為的能力。這種能力不僅可以幫助人們更好地理解自己和他人的情緒，更能夠幫助人們應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的情感場(chǎng)景，提高自己在社交、學(xué)習(xí)、工作等方面的綜合素質(zhì)。信息技術(shù)教師總結(jié)了人工智能發(fā)展的新方向——情緒智能。人工智能不再局限于邏輯和計(jì)算任務(wù)，而是開始理解和模擬人類的情感反應(yīng)，展現(xiàn)更為復(fù)雜和細(xì)膩的交互能力。

2.共情回復(fù)的生成——基于大語言模型的智能體開發(fā)

本課時(shí)學(xué)生面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)是：如何生成個(gè)性化的共情回復(fù)。隨著大規(guī)模語言模型的發(fā)展，生成式人工智能技術(shù)已經(jīng)能夠通過算法來理解和響應(yīng)人類的情感，從而讓人機(jī)互動(dòng)變得更加自然和流暢。通過探索人工智能的共情回復(fù)，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)日新月異的人工智能技術(shù)的好奇心和學(xué)習(xí)熱情，還能讓學(xué)生思考人工智能情感支持的生成對(duì)個(gè)體和群體的影響，并潛移默化地帶給學(xué)生正面的心理引導(dǎo)，提升學(xué)生在社交中的同理心。

（1）引入問題，了解技術(shù)前沿

信息技術(shù)教師提出問題“你身邊的AI朋友近期有哪些變化？”啟發(fā)學(xué)生關(guān)注人工智能展現(xiàn)出的日益增強(qiáng)的人性化特征。接著，教師播放了ChatGPT4o的演示視頻，讓學(xué)生直觀感受AI如何理解和回應(yīng)人類情緒，以及它在模擬自然對(duì)話方面達(dá)到的新高度，引發(fā)學(xué)生對(duì)本課“共情回復(fù)”的探索產(chǎn)生興趣。（注：本節(jié)課的上課時(shí)間為2024年5月24日，ChatGPT4o的演示視頻發(fā)布于2024年5月12日）

（2）分析問題，了解心理背景

心理教師介紹共情的定義，并鼓勵(lì)學(xué)生從生物、心理、社會(huì)文化三個(gè)維度分析共情的成因，并探討共情在社會(huì)交往中的重要性。學(xué)生將科學(xué)地認(rèn)識(shí)共情，理解共情的社會(huì)學(xué)意義，為思考為什么人工智能需要具備共情能力提供了心理鋪墊。

（3）實(shí)踐探究，無代碼開發(fā)

信息技術(shù)教師首先引導(dǎo)學(xué)生與大語言模型直接對(duì)話，并分析其回復(fù)的不足。隨后，教師提出一個(gè)富有挑戰(zhàn)的目標(biāo)——改進(jìn)大語言模型，實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化共情回復(fù)”。學(xué)生利用大語言模型平臺(tái)所提供的無代碼工具開發(fā)智能體Agent產(chǎn)生共情回復(fù)，并賦予各智能體不同的性格特征，如“外冷內(nèi)熱”“過度熱情”等。學(xué)生分組合作設(shè)定智能體的“人設(shè)”和“回復(fù)邏輯”，并通過模擬用戶輸入和分析智能體生成的回復(fù)，對(duì)“人設(shè)”和“回復(fù)邏輯”進(jìn)行調(diào)試。同時(shí)教師提示學(xué)生，提示詞作為自然語言指令的作用，使用它們可以指導(dǎo)智能體執(zhí)行簡(jiǎn)單的任務(wù)。最終各組發(fā)布智能體對(duì)教師提出的同一問題進(jìn)行回復(fù)。

（4）測(cè)評(píng)結(jié)果，分享與交流

學(xué)生通過投票，將各小組提交的回復(fù)與各組設(shè)定“人設(shè)”進(jìn)行關(guān)聯(lián)。投票結(jié)果直觀反映出哪些“人設(shè)”和“回復(fù)邏輯”的設(shè)定是成功的。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生欣賞多樣性，體會(huì)到各種性格的人都能以自己的方式對(duì)他人表達(dá)共情。

（5）技術(shù)反思，討論科技倫理

信息技術(shù)教師介紹智能體和大語言模型的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)智能體作為人工智能發(fā)展的重要方向?qū)槿藱C(jī)協(xié)作帶來革命性的變化。隨后，心理教師引導(dǎo)學(xué)生討論比對(duì)人的回復(fù)與機(jī)器回復(fù)，學(xué)生提到如下關(guān)鍵詞：機(jī)器回復(fù)情緒穩(wěn)定、內(nèi)容全面、接近“完美”；人的回復(fù)有更多可能性、多樣性、不可預(yù)判性，并可能伴隨情緒反饋的不穩(wěn)定?？偨Y(jié)過學(xué)生的復(fù)盤后，心理教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步研討一個(gè)發(fā)人深省的問題：“在‘完美AI’和‘不完美的人’之間，你會(huì)做怎樣的現(xiàn)實(shí)選擇”。討論中，學(xué)生表達(dá)出如下觀點(diǎn)：“我們需要的是有共同經(jīng)歷的人”“人類的多樣性而非規(guī)律性恰好是人的魅力所在”等。這說明即使在機(jī)器（AI）科技充斥的如今，學(xué)生在情感態(tài)度價(jià)值觀上依然保持著對(duì)人類情感的珍視，并進(jìn)一步明確科技無法替代的人類力量的觀點(diǎn)?；诖耍瑢W(xué)生也可以進(jìn)一步思考人與自我、人與社會(huì)的關(guān)系。

教學(xué)反思

本課設(shè)計(jì)了問卷，對(duì)參與課程的26位學(xué)生進(jìn)行了課前、課中、課后評(píng)估，以此作為反思和優(yōu)化課程的依據(jù)。

在課前，學(xué)生對(duì)大語言模型的使用情況分別是：16位學(xué)生（約61.5%）經(jīng)常使用，10位學(xué)生（約38.5%）偶爾使用，沒有學(xué)生表示從未使用。這反映出學(xué)生對(duì)新興技術(shù)的接受度較高。

針對(duì)課中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)重點(diǎn)的落實(shí)情況，設(shè)計(jì)問題“是否能夠在調(diào)試過程中，通過模擬用戶輸入和分析Agent的回復(fù)，對(duì)Agent的提示詞進(jìn)行改進(jìn)，以生成期望的回復(fù)？”。如表1的結(jié)果顯示，大多數(shù)學(xué)生（88.46%）對(duì)使用提示詞調(diào)試智能體的過程有基本的了解，且受課前使用頻率影響較?。徊糠謱W(xué)生對(duì)調(diào)試效果不滿意，需要關(guān)注他們的提示詞設(shè)置，提供必要的幫助。

表1 學(xué)生是否掌握如何根據(jù)提示詞調(diào)試智能體

不能理解如何利用提示詞調(diào)試智能體 初步理解如何利用提示詞調(diào)試智能體，但效果不明顯 能夠理解如何利用提示詞調(diào)試智能體，調(diào)試效果較滿意

從來沒有 0份 0份 0份

偶爾使用 0份 2份（7.69%） 8份（30.77%）

經(jīng)常使用 0份 1份（3.85%） 15份（57.69%）

針對(duì)激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的探索愿望的效果，設(shè)計(jì)問題：“你是否愿意深入學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)原理？”結(jié)果如表2所示，大多數(shù)學(xué)生（53.85%）通過開發(fā)實(shí)踐，對(duì)人工智能原理產(chǎn)生了較為強(qiáng)烈的興趣，部分學(xué)生（42.86%）持開放的態(tài)度，個(gè)別學(xué)生表示沒興趣。這表明本單元課程的設(shè)置在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣，引導(dǎo)他們走向更深層次的學(xué)習(xí)和探索方面取得了良好的效果。

表2 課后學(xué)生深入探索人工智能技術(shù)原理的愿望

沒興趣 都可以 非常愿意

從來沒有 0份 0份 0份

偶爾使用 1份

（3.85%） 6份

（23.81%） 3份

（11.54%）

經(jīng)常使用 0份 5份（19.05%） 11份（42.31%）

心理學(xué)方面，我們?cè)O(shè)計(jì)了更加開放的問題。

針對(duì)探索過程中的發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)問題“你是否發(fā)現(xiàn)了AI在生成共情回復(fù)時(shí)的局限性？”大多數(shù)學(xué)生提到了“格式化、模板化、機(jī)械化”的局限；有學(xué)生試圖分析原因，如“AI很難理解復(fù)雜語句的歧義和言外之意”“AI記憶時(shí)間短，沒辦法把事情串起來”“其共情通常基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，難以準(zhǔn)確把握特定情境中的情感細(xì)微差異”等；還有學(xué)生表達(dá)AI無法替代人類的觀點(diǎn)，指出“AI不能準(zhǔn)確把握人們需要安慰的點(diǎn)”“無法理解經(jīng)歷中的細(xì)節(jié)”“沒有親身經(jīng)歷”“缺乏真實(shí)共鳴”?？傮w而言，學(xué)生理解了共情，意識(shí)到自己在尋求共情時(shí)的真實(shí)需求，并在對(duì)比中認(rèn)識(shí)到人類在提供共情響應(yīng)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)課堂上討論的關(guān)鍵問題（完美的AI與非完美的人類的比對(duì)），在回訪問卷中我們進(jìn)一步追問學(xué)生的思考，旨在延伸課內(nèi)的討論。學(xué)生提到：“每個(gè)人對(duì)世界的看法雖然有限，但都是獨(dú)特的。我們與他人進(jìn)行交流的感受是不同的，其中雖然會(huì)有情緒不穩(wěn)定的情況，但這也讓我們和諧交流的時(shí)間、達(dá)成一致看法的瞬間變得更加可貴。”“人類更為多變，更能產(chǎn)生靈魂上的交流，分享看法而非單方面輸出?！薄叭穗H交往在于享受雙向奔赴，共同經(jīng)歷喜悅，一起解決問題，不只是說說而已?！薄叭祟悤?huì)帶來驚喜，當(dāng)我很失落的時(shí)候，AI可能會(huì)安慰我或者給出建議，但是朋友可能會(huì)給我一個(gè)擁抱?！?/p>

諸如此類的回復(fù)展現(xiàn)了學(xué)生深刻的見解和感悟。他們認(rèn)為人際交往的深度和真實(shí)性是AI難以復(fù)制的，每個(gè)人獨(dú)特經(jīng)歷和觀點(diǎn)的多樣性讓交流更加豐富和有意義，人際交往中的互動(dòng)性、共同體驗(yàn)等有形的支持和參與是AI所缺乏的。通過這些討論，學(xué)生們對(duì)如何在技術(shù)日益進(jìn)步的時(shí)代保持和培養(yǎng)真實(shí)的人際關(guān)系有了更深的思考，也為人工智能的發(fā)展提供了重要的參考。這提示我們?cè)谧非蠹夹g(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，也要關(guān)注和珍視人類情感的深度和真實(shí)性。這些思考從課內(nèi)延伸到了課外，有助于進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生體悟在人與科技并行的當(dāng)代，怎樣更好地打磨自己的世界觀，為創(chuàng)建一個(gè)更加人文、融洽、包容、多元的社會(huì)做好自己的準(zhǔn)備。

注：本文系北京市教育學(xué)會(huì)“十四五”教育科研2023年度一般課題“基于深度學(xué)習(xí)的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施研究”（課題編號(hào)：XXJS2023-009）研究成果