利用生成式人工智能培养本科生在数字多模态写作中的批判性思维能力

《Thinking Skills and Creativity》：Fostering Undergraduates’ Critical Thinking in Digital Multimodal Composition with Generative Artificial Intelligence

批判性思维在生成式AI辅助数字多模态创作中的教学模块设计与实证研究，通过系统化教学和协作修订任务培养非熟练AI用户的高阶思维技能。

　　在当前人工智能迅速发展的背景下，高等教育中培养学生批判性思维（Critical Thinking, CT）的能力变得尤为重要且充满挑战。批判性思维通常被定义为一种包括分析、评价和反思在内的思维过程，它对于信息处理、决策制定和复杂问题解决具有基础性作用，因此长期以来一直是高等教育的重要目标之一。随着生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence, GenAI）的广泛应用，这种能力的培养更加关键，因为学生不仅需要掌握如何有效使用AI工具，还需要学会如何批判性地应用AI生成内容（AI Generated Content, AIGC）以促进高效学习、自我调节的探究和可持续的个人成长。然而，大学学生在AI辅助学习过程中常常面临诸多挑战，例如如何抵制不道德的使用或过度依赖AI，这些问题凸显了通过指导性的AI辅助实践来提升学生批判性思维能力的迫切需求。

数字多模态写作（Digital Multimodal Composing, DMC）为全面培养批判性思维提供了一个富有成效的平台。DMC指的是利用数字工具创作包含多种符号模式（如文本、图像和声音）的文本，例如PowerPoint（PPT）演示文稿和数字视频。在这一过程中，学生需要合作收集、分析、评价和整合各种信息和数字工具，从而实现知识建构、个性化表达、关系建立和实际问题解决。这种方式能够以多维度和实践性的方式培养批判性思维能力。此外，随着多模态生成式AI工具的迅速发展，这些工具为批判性思维的培养提供了更多可能性。它们提供了丰富的设计资源，鼓励学生通过实时的人机互动进行多模态内容的深入分析，并表达个性化观点。AI辅助的DMC不仅结合了传统文本写作和常规DMC实践的潜力，而且在多模态、AI渗透的世界中满足了当代的沟通需求。鉴于多模态意义建构和批判性AI使用日益复杂，特别是考虑到学生在能力、背景上的多样性，系统性的指导对于促进学生对AI辅助DMC的批判性参与显得尤为重要。然而，当前课堂实践中这种全面的指导仍显不足。

尽管已有大量文献探讨了生成式AI工具的教育潜力，但关于学生在AI辅助多模态学习中批判性思维能力发展的实证研究仍然有限。此外，许多研究强调了教师在支持学生批判性使用AI过程中的关键作用，并提出了创新性的教学策略，但很少有研究将这些策略转化为具体的教学设计，并在实际课堂中加以实施。更进一步，目前缺乏证据说明这些教学支持如何促进高阶思维能力的发展，尤其是在那些在批判性AI使用方面较为薄弱的学生群体中。

因此，本研究开发了一种教学设计，旨在通过AI辅助的DMC来培养本科生的批判性思维能力，重点关注那些在AI使用方面不够熟练的学生。我们进一步通过定性案例研究的方法，探索了学生的学习体验以及这种教学设计在课堂中的作用。与以往研究侧重于自由创作不同，本研究采用了一个三阶段的系统性教学设计，结合了协作性的AI PPT修订任务和课堂支持，以实现对批判性思维能力的全面培养。这种创新性设计满足了非熟练AI用户的需求，并为在AI媒介的多模态学习中促进可持续和公平的高阶思维能力发展提供了一种可推广的教学方法。

本研究的核心在于分析学生在AI辅助DMC中的批判性思维能力发展情况。通过教学模块的实施，四组学生在任务过程中逐步展示了与批判性思维相关的三种主要行为：对AI生成内容的深入审视、对多模态AI生成内容的广泛评价视角，以及在特定理由下更选择性地采用AI生成内容。这些行为的提升不仅反映了学生在多模态内容创作中的思考深度，也展示了他们在使用AI工具进行学习时的主动性和批判性。此外，研究发现，这些进步是通过协作性、修订导向的DMC课堂任务，结合明确的、多维度的要求，系统性的框架教学和实时的支持而实现的。这种教学模式为学生提供了更多的思考空间和实践机会，使他们能够在多模态内容创作过程中发展出更全面的批判性思维能力。

在教学过程中，系统性的框架教学发挥了重要作用。它帮助学生理解批判性思维的基本概念和核心技能，并在实际任务中加以应用。通过将批判性思维框架与视觉语法相结合，教学设计不仅提升了学生对多模态内容的理解，还使他们能够更有效地组织和表达自己的观点。这种结合为批判性思维能力的培养提供了新的视角，使学生能够在更复杂的语境中进行多维度的思考。此外，实时的课堂支持也对学生的学习起到了关键作用，它帮助学生在创作过程中及时调整思路，解决遇到的问题，并在必要时获得额外的指导。

研究还发现，学生在使用AI工具进行多模态内容创作时，能够更深入地审视AI生成的内容，从而提高他们的信息处理能力。他们不仅能够识别AI生成内容的潜在问题，还能够评估其适用性，并根据具体情境选择是否采用。这种能力的提升使学生在面对复杂信息时能够更加独立和批判性地思考，而不仅仅是依赖AI生成的内容。此外，通过多模态内容的整合，学生能够拓宽他们的视角，从不同的角度评价AI生成的内容，并在创作过程中形成更加全面的思考模式。

在教学实践中，协作性任务为学生提供了更多的互动机会，使他们能够在团队合作中相互启发、共同解决问题。这种协作不仅促进了知识的共享，还增强了学生的批判性思维能力。通过反复的修订和修改，学生能够在实践中不断优化自己的内容，提高表达的准确性和逻辑性。这种修订导向的任务模式帮助学生在创作过程中形成更深层次的思考，使他们能够更全面地理解多模态内容的价值和局限性。

研究还发现，不同小组在批判性思维能力发展方面存在一定的差异。这表明，在AI辅助的DMC教学中，学生的个体差异对学习效果产生了影响。因此，教学设计需要考虑到学生的多样性，提供个性化的支持和指导，以满足不同学生的需求。此外，教学设计的实施过程中也存在一些局限性，例如部分学生在使用AI工具时仍显生疏，难以充分发挥其潜力。因此，未来的研究需要进一步探索如何在教学过程中提供更有效的支持，以帮助所有学生在AI辅助的多模态学习中发展出更全面的批判性思维能力。

在理论层面，本研究验证了Facione（2011）的批判性思维理论在指导教学实践中的有效性。该理论为批判性思维能力的培养提供了清晰的框架，使教师能够更有针对性地设计教学内容和任务。通过将这一理论与视觉语法相结合，本研究为批判性思维能力在多模态内容创作中的培养提供了新的视角。这种结合不仅丰富了批判性思维的理论基础，还为教学实践提供了更具体的指导。此外，研究还发现，这种教学模式能够有效促进学生的高阶思维能力发展，使他们在多模态内容创作中形成更加深入的思考和表达。

在实践层面，本研究的成果为未来的教育实践提供了重要的启示。首先，AI辅助的DMC教学模式能够有效促进学生的批判性思维能力，使他们在多模态内容创作过程中发展出更全面的思考和表达能力。其次，系统性的教学设计和课堂支持对于提升学生的批判性思维能力至关重要，教师需要在教学过程中提供清晰的指导和反馈，以帮助学生更好地理解和应用批判性思维框架。此外，研究还发现，AI工具在多模态内容创作中的应用能够激发学生的创造力，使他们在学习过程中更加主动和灵活。

本研究的实施过程还涉及了伦理方面的考虑。研究获得了机构伦理批准，并在数据收集前获取了每位参与者的知情同意。这确保了研究的合法性和伦理性，同时也保障了学生的权益。此外，研究团队的成员分工明确，Yanan Shen负责研究的构思、文献综述、数据收集、数据分析和论文撰写，而Yanyan Han则负责数据收集、数据分析、可视化和论文润色。这种分工确保了研究的顺利进行，并为最终成果提供了坚实的学术支持。

本研究的成果对于未来的教育实践和研究具有重要的理论和实践意义。在理论层面，研究验证了批判性思维框架在AI辅助教学中的有效性，并为多模态内容创作中的批判性思维能力培养提供了新的视角。在实践层面，研究展示了如何通过系统性的教学设计和课堂支持来提升学生的批判性思维能力，并为未来的教学实践提供了可推广的方法。此外，研究还发现，AI辅助的DMC教学模式能够有效促进学生的高阶思维能力发展，使他们在多模态内容创作中形成更加深入的思考和表达。

研究的局限性也值得提及。首先，由于本研究的样本规模较小，其结论可能无法完全推广到所有学生群体。其次，研究主要关注的是非熟练AI用户，因此其成果可能对熟练AI用户的支持有限。此外，研究的实施过程中可能存在一些技术问题，例如AI工具的使用门槛较高，学生在初期阶段可能难以熟练掌握其功能。因此，未来的研究需要进一步探索如何在教学过程中降低AI工具的使用门槛，使更多学生能够有效地利用AI进行多模态内容创作。

综上所述，本研究通过AI辅助的DMC教学模式，探讨了学生在多模态内容创作中的批判性思维能力发展情况。研究发现，系统性的教学设计和课堂支持能够有效促进学生的批判性思维能力，使他们在多模态内容创作过程中形成更加深入的思考和表达。此外，AI工具的使用不仅提高了学生的创作效率，还激发了他们的创造力和批判性思维能力。然而，研究也发现，学生在使用AI工具时仍存在一定的挑战，特别是在非熟练AI用户群体中，如何更好地支持他们的学习仍然是一个需要进一步探索的问题。未来的研究需要结合更多实证数据，进一步验证AI辅助教学模式的有效性，并探索如何在不同教学环境中推广这种模式，以促进更广泛的学生群体在AI辅助的多模态学习中发展出更全面的批判性思维能力。