AI教师密室逃脱:展示生成式人工智能作为教学助手实际应用的互动活动

摘要 


       随着生成式AI聊天机器人在功能性和可访问性方面的显著提升,它成为了许多教育工作者在繁忙日程中的理想选择。在最近举办的“AI创意集会”活动中,我们设置了一个独特的互动展台,通过一场别开生面的交互式数字密室逃脱游戏,深入探索了生成式AI在教育领域的应用潜力。这一活动旨在鼓励教师们积极利用AI辅助教材设计,并通过游戏化的方式促使他们深入反思和讨论各自的教学经验和策略。我们使用的AI界面是由西交利物浦大学研发的XIPU AI。参与者们与聊天机器人互动,以“逃离”虚拟教室为目标,完成一系列富有挑战性的任务,如生成阅读文本、阅读理解问题、趣味预热活动以及使用AI构建图片等。随后,我们还邀请参与者对教材的质量和可用性进行评估,并提供了详细的文字反馈。这次活动不仅激发了教师们对AI技术的浓厚兴趣,也揭示了其在实际应用中的局限性,强调了严谨组织提示词和监督生成结果的重要性。此次密室逃脱活动展示了其作为教师培训工具的巨大潜力,有望促进AI在教育领域的合理应用。

关键词:生成式AI、教材创建、AI教学助手、H5P数字密室逃脱。
 

背景 


       在教育领域,教师们需要积极寻求能够提升学生学习体验的新技术。近年来,生成式AI的快速发展及其在大众媒体、研究期刊和教育会议中的广泛讨论,引起了教育工作者的广泛关注。特别是在语言教学领域,人们开始深入探讨AI系统如何影响语言习得和评估(Huang et al., 2023; Liang et al., 2023)。与此同时,AI在课堂教学和教材设计方面的支持作用也逐渐受到重视(Grassini, 2023; Zirar, 2023)。为了进一步推动这一领域的探索,西交利物浦大学语言学院团队于2023年12月举办了一场别开生面的“AI创意集市”活动。此次活动汇聚了众多教师,共同分享观点,并尝试了一系列与AI在教育中的应用相关的创新实践。

       在这场活动中,我们特别设计并展示了一个以AI辅助教材设计为主题的交互式数字密室逃脱游戏。这一活动不仅展示了AI技术的趣味性和互动性,还激发了教师们对AI教育应用的深入思考和讨论。我们使用的AI界面是西交利物浦大学自主开发的XIPU AI,这是一款专为教育者和学生量身打造的AI聊天机器人。配合我们在“学习超市”(西交利物浦大学学习管理系统)上创建的H5P数字密室逃脱游戏,这一展台吸引了大批教师的热情参与,并为我们提供了宝贵的反馈和见解。在深入探讨本次活动及其启示之前,我们先来简要回顾一下相关的研究背景。
 
 
图一:老师们在展台尝试活动
 

文献综述 

 
1. AI辅助教学 

       近年来,教育领域的AI研究逐渐受到关注。Liang等人(2023)对过去20年的相关研究进行了深入的回顾与分析,指出AI在教材设计方面的应用直至近期才获得较为有限的重视。早期的探索多是将AI视为一种先进的搜索引擎,用以推荐适宜的阅读材料,或是探讨教育工作者对AI作为工具的接受程度。然而,在过去的五年中,这一领域的研究兴趣显著增长,AI的应用范围已扩展至文本、活动、测验等多个方面(Grassini, 2023; Zirar, 2023)。在现有的研究中,如何提供准确且恰当的提示词(Zirar, 2023)以及有效监督AI生成的内容(Wrigley, 2018)已成为使用者必须掌握的核心技能。尤其值得注意的是,近年来像ChatGPT这样的生成式AI聊天机器人在功能性和易用性上取得了显著的进步。对于忙碌的教师而言,这成为了一个极具吸引力的选择。他们可以将更多的精力从繁琐的任务中解放出来,转而投入到更有意义的教学讨论和创造性工作中(Grassini, 2023; Wrigley, 2018)。因此,本次活动的举办正是对这项技术潜在优势和挑战的及时探讨与实践。
 
2. H5P交互式材料 

       H5P(HTML5 Package)作为一种新兴的交互式数字材料创建框架,因其易用性和在提升内容吸引力与参与度方面的显著优势,正逐渐获得广泛的认可与应用。用户可以通过一系列丰富多彩的活动,如开放和闭合问题、填空或拖拽答案等,与多媒体内容(如文本、视频)进行深度互动,并在答题后即时获得反馈,从而提供多样化的学习路径(Homanová & Havlásková, 2019; Doran & Briggs, 2024)。选择H5P作为活动形式,旨在吸引参与者的兴趣,并引导他们顺利完成一系列教材设计与评估任务。
 

图二: 交互数字密室逃脱
 

活动 


       参观者步入展台,映入眼帘的是两块屏幕:一块呈现着与教室图片相结合的数字密室逃脱场景,另一块则是XIPU AI的交互界面。参与者将化身教师角色,以“逃离”数字教室为挑战目标,通过完成一系列以环境可持续性为主题的任务来逐步深入。这些任务需要借助第二块屏幕上的聊天机器人来完成,涵盖生成文本、阅读理解问题、趣味预热活动以及AI构建图片等多个环节。每完成一个阶段的任务,参与者都将解锁新的数字教室区域(如白板、书架等),进入下一阶段的挑战。为确保活动的顺利进行,三位活动设计师在展台现场提供全程的引导和支持。
 
1. 预热活动创意生成

       活动开始,参与者被邀请使用聊天机器人协助设计一个既有趣又富有创意的课堂预热活动。具体说明如下:

       “作为一位教师,你希望为学生们准备一个引人入胜的预热活动。现在,向你的AI教学助手寻求建议吧。请详细描述所需的预热活动类型、教学背景,并考虑活动是否以阅读为基础、是否需要图片或角色扮演等元素。”

       从活动反馈中可见,当提示信息越具体时,AI助手的输出内容便越相关且实用。在实际操作中,聊天机器人成功生成了如“可持续性策略寻宝游戏”等富有创意的预热活动,并附带了详细的教学指导。
 
2. 阅读文本定制 

       进入第二阶段,参与者需按照以下要求生成一篇阅读文本:

       “你需要一篇适用于课堂的阅读文本。虽然你可以在谷歌上搜索相关文本,但课程内容非常特定。具体要求如下:
  • 文本长度约为350字;
  • 主题围绕中国的可持续性碳减排解决方案;
  • 必须包含指定词汇,如生物柴油、排放、碳抵消、节能和净零排放;
  • 考虑到学生的语言能力差异(CEFR A2 - B2),请确保文本适合所有学生。
       现在,向你的AI教学助手寻求帮助吧!”
 
       活动中生成的文本内容颇具趣味性和启发性。教师们通过调整提示词,如简化词汇和增加环保主题内容,进一步优化了文本质量。这不仅展现了AI在文本生成和反复修订方面的潜力,也强调了教师在编辑提示词和检查AI输出内容质量方面的重要性。 
 

图三:XIPU AI聊天机器人与一些提示词示例和回复
 
3. 阅读理解问题生成 

       在成功生成阅读文本后,参与者需使用聊天机器人生成一系列与文本内容相关的阅读理解问题。具体要求如下:

       “请让你的AI教学助手为你生成以下类型的问题:
  • 3个选择题
  • 3个句子填空问题
  • 3个整体内容理解检查问题
  • 1个用于活动后小组讨论的开放式问题
  • 一份答案解析

       在回顾迄今为止你从此次活动中学习到的关于AI提示词的技巧时,请思考:在提示词中应包含哪些具体内容以生成优质问题?”

       这一环节往往需要多次尝试和调整提示词,以获得满意的问题内容。教师们主要关注于明确术语的理解、具体示例的引用、文本与问题之间的同义词使用以及批判性思维要点的融入。
 
4. AI文本生成图像

       此外,参与者还需完成一项图像生成任务:

       “为课堂寻找合适的图片往往是一项具有挑战性的工作。有时,我们可能缺乏教授某些词汇所需的图片,或者需要特定的图片来辅助预热活动或其他教学环节。手动拍摄或在线搜索这些图片可能需要耗费大量时间。现在,尝试向XIPU AI提出你的图片需求,看看它能为你生成怎样的结果吧!”

       尽管AI文本生成图像技术在近几个月取得了显著进步,但成本高昂且输出质量参差不齐的问题仍然存在。在此次活动中也有所体现,即使参与者精确描述了所需元素,也并非总能获得满意的图像结果。
 

讨论和建议 

     
       通过对上述活动的细致回顾,我们得出以下观察结论。
 
       此次活动及随后的讨论的核心收获在于,尽管AI需要教师的创造性思维与巧妙运用才能成为教学的得力助手,但它确实展现了在减轻教师琐碎工作负担、释放更多时间用于创造性任务方面的巨大潜力。教师们对AI生成内容的速度与质量均表示满意与惊喜,并对与AI和数字密室的互动体验持有极为积极的评价。此外,我们还注意到,当使用者为AI分配具体角色时(例如:“你是一名英语老师”),往往能得到更为贴切的结果。值得欣喜的是,模型开发人员已经注意到了这一点,并在最新版本的ChatGPT中融入了具备特定角色的个性化机器人。然而,目前XIPU AI的图像生成功能尚存在速度较慢、只能生成基本类型图像的问题。但令人振奋的是,这一功能在最近几周已取得了显著的改进。
 
       总体而言,这项实验活动以非常积极的方式推动了教师们在教学实践中应用AI技术的热情,并且这种活动形式具备从教师培训到课堂互动等多种实际应用场景的潜力。我们期待在未来看到更多类似的创新实践,进一步探索AI在教育领域的无限可能。
 

参考文献

Doran, S. & Briggs, C. (2024) Assessing Student Engagement & the Effectiveness of H5P interactive materials, ThaiTESOL Journal (pending publication).
Grassini, S. (2023). Shaping the Future of Education: Exploring the Potential and Consequences of AI and ChatGPT in Educational Settings. Educ. Sci. , 13, 692. https://doi.org/10.3390/educsci13070692
Homanová, Z., & Havlásková, T. (2019). H5P interactive didactic tools in education. In EDULEARN19 Proceedings (pp. 9266-9275). IATED. https://library.iated.org/view/HOMANOVA2019H5P
Huang, X., Zou, D., Cheng, G., Chen, X., & Xie, H. (2023). Trends, research issues and applications of artificial intelligence in language education. Educational Technology & Society, 26(1), 112-131.
Liang, J. C., Hwang, G. J., Chen, M. R. A., & Darmawansah, D. (2023). Roles and research foci of artificial intelligence in language education: an integrated bibliographic analysis and systematic review approach. Interactive Learning Environments, 31(7), 4270-4296.
Wrigley, T. (2018), The power of ‘evidence’: Reliable science or a set of blunt tools?. Br Educ Res J, 44: 359-376. https://doi.org/10.1002/berj.3338
Yan, L., Sha, L., Zhao, L., Li, Y., Martinez-Maldonado, R., Chen, G., Li, X., Jin, Y., & Gašević, D. (2024). Practical and ethical challenges of large language models in education: A systematic scoping review. British Journal of Educational Technology, 55, 90–112. https://doi.org/10.1111/bjet.13370
Zirar, A. (2023). Exploring the impact of language models, such as ChatGPT, on student learning and assessment. Review of Education, 11, e3433. https://doi.org/10.1002/rev3.3433

作者
Charlotte BRIGGS
高级讲师
语言学院
西交利物浦大学

Sam DORAN
高级讲师
语言学院
西交利物浦大学

日期
2024年04月25日

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