随着生成式人工智能的快速演进,大模型日益彰显其在内容理解和生成方面的优势。为进一步释放大模型的应用潜力,基于大模型的智能体在教育领域日益受到重视。如何理解教育智能体?它能起到什么作用?如何创建一个教育智能体?期待本期专刊专家思考能给您一些启示。
+ f' V* R' Z% d! A2 f5 t* }
- L+ P/ a* u" m! Q——编者
" h3 P% T+ q; i( N. J. h( l
6 h' \% _* x0 a5 P当前,大模型技术不断发展,加快了人工智能引领教学变革的速度,而大模型驱动的教育智能体作为教育领域人工智能应用的前沿探索,也在以前所未有的速度改变着我们的教育教学。教育智能体作为能够自主感知环境、做出决策并执行以达成特定目标的软件系统,不仅展现出提升教育质量和效率的巨大潜力,更加速了人工智能技术在教学、学习、管理、评价与科研中的落地实践,这为中国教育数字化转型提供了新的途径。
. W7 p* f, Q6 q% C6 d$ W1 m9 W0 r/ Z h+ u* [" u$ O
1
* z' k9 g4 U, t* J! J, z4 [% L4 v# M) z9 v/ P
什么是教育智能体/ D6 q! |- k- L9 b/ b
/ b% ~) x) T+ }. M# q! n
教育智能体最早以计算机生成的虚拟形象出现于教学场景中,其主要目的是促进学习者的认知发展。当前,借助通用大模型作为“大脑”,教育智能体能够通过提示语设置角色、任务和技能,自主规划和分解教育任务,灵活调用工具和学科知识库,协助教师完成备课、批改作业,并支持学生实现个性化学习和跨学科主题探索,是大模型全面融入教育教学的一种智能系统。% D" E# R& A+ c' E7 e! F
2 _# `' Q9 Y6 j% j5 Y) }相比传统的智能导学系统,大模型驱动的教育智能体具备多项核心优势:一是任务自主性提高。教育智能体能够在没有过多人工干预的情况下,独立完成复杂的教育任务,并根据预设目标和实时反馈进行自我决策与调整。二是场景适应性增强。教育智能体能够根据不同学生的学习风格、知识水平和学习进度,动态调整教学内容和方式,灵活应对课堂教学、在线学习和个性化辅导等多样化的教育场景。三是知识扩展性提升。教育智能体基于大模型的强大知识整合能力,通过检索增强生成技术快速扩展学科知识领域和功能。四是人机交互性增强。教育智能体能够通过自然语言对话、虚拟形象等方式与学生和教师互动,还可以与其他智能体协作,共同完成复杂的教育任务。五是开发成本降低。师生可以利用豆包、智谱清言等现有平台,通过一句话提示或简单编排即可快速构建专属教育智能体,大幅降低技术应用门槛。
% I4 h+ B8 H8 E; \/ J* K- f9 V3 _. ]/ t! I2 d2 N4 l- t9 M: D) g
2
* _7 F0 u" V$ G
1 l9 q% B" z/ d' W教育智能体的核心技术逻辑
& S/ X' V0 t. v6 g5 J; ~7 l
3 |2 }$ z$ G% ]8 B' m* g5 a4 R大模型驱动的教育智能体以多模态信息感知、智能推理决策和动态执行作为其核心技术,形成了“感知—决策—行动”的逻辑闭环。在智能推理决策层面,教育智能体以“任务分解—推演决策—动态优化”的循环架构,在面对复杂的教育任务时,依托大模型的认知推理框架,将教育任务拆解为可执行的子任务,生成最优任务解决路径,并结合任务执行效果的反馈,持续改进优化决策路径。动态执行层则是将决策转化为实际的行动,通过构建开放工具生态,灵活调用学科知识库、外部数据库、虚拟实验平台接口甚至其他大模型等,完成如学术检索、代码执行、试卷生成、复杂计算等任务。; l! ~# u) H8 u9 a4 ~) ]
& U8 V% f! Z( }. K: l
基于上述核心技术逻辑,教育智能体已在多个教育场景中催生创新实践。如华东师范大学的“EduChat”融合了多样化的教育垂直领域数据,能更好地感知和理解师生输入的信息,采用苏格拉底式教学法激发学生思考,还能根据教学目标和难度要求生成试题,提供个性化的学习建议和辅导等。瑞士洛桑联邦理工学院的“ChemCrow”支持化学知识的学习与实验模拟,它能够调用专业化学工具和外部知识库,基于思维链推理自主规划和执行复杂化学任务,模拟化学实验过程,帮助学生更好地理解化学知识和实验原理。0 ?3 ~+ @. n' y
* C% k5 V/ E. ]- y% S& u
33 J S$ B' | ^3 `3 s+ C: c
* \( T+ V2 k7 P6 i" [$ @( d, I. W$ [8 S
教育智能体应用前景: y L; k, O. M+ v( J; q6 n ~
3 Z \ F4 o% ^5 w2 C/ C9 R教育智能体正以技术为支点创新“教”与“学”的方式,推动教学与科研工作提质增效,重塑基于数据驱动的教育评价范式。5 _% a `( h% O5 i" \! v5 {
# T5 r5 R4 D1 r在教学场域,教育智能体能够创设沉浸式情境,增强课堂的趣味性和互动性。基于虚拟数字人技术,教育智能体可化身李白、爱因斯坦等跨时空认知中介,在语文课堂重构“对影成三人”的诗意空间。在科学课堂搭建相对论探究的思维实验室,使知识习得突破二维平面的符号传递,升级为多维立体的具身认知。教育智能体还可通过认知外包机制重构教学分工体系,突破传统教学系统“人机替代”的简单逻辑,建立“人机能力互补”的教学关系。
8 |$ g4 g: Q- i! F7 l
* S5 t' ~' M, K) v+ ~在学习场域,教育智能体以群体智能协同形成“人机共生”学习共同体,推动学习方式向深度化、协作化演进。如探究式学习中,教育智能体不仅能整合跨学科知识,还通过多个智能体扮演的不同角色加入到小组协作中,引导学生在辩论中完善问题解决方案,使知识应用从纸面迁移到真实问题场域。这将有效促进跨学科知识素养、问题解决能力和团队协作意识等核心素养的培养落地。
( q+ t' J% f; K! a9 Y' S. K# }4 |( P
在教育管理场域,教育智能体可以实现构建“数据感知—智能决策—服务供给”的闭环系统,推动教育管理从经验驱动向证据驱动转型。基于多模态信息感知技术,教育智能体可构建动态更新的学习者认知图谱,通过分析学生知识掌握度、学习行为模式、情感投入指数等三维指标,形成精准的学业预警与干预方案。
0 F6 u# y+ `" @& T% E; A9 L5 k" k, O, f1 s
在教育评价场域,教育智能体通过认知计算可以实现从“知道学生错了什么”到“理解学生为何出错”再到“引导学生认知发展”的跨越。如在小组课题研讨中,教育智能体扮演的“讨论组织者”“逻辑检察官”“情感激励者”等多元角色,分别从参与度、思维深度、情感态度等维度进行实时评价。" i( T! U/ u2 _0 ^
" y% E/ @* x+ ^3 b4 i0 M D在科研工作场域,教育智能体推动科研工作质变升级。它能够快速筛选海量跨学科文献资源,调用认知图谱等工具构建学科知识演化模型,自动识别知识盲区与研究前沿,从而显著提升科研效率。它以“文献解读者”“实验设计师”“创新激发者”等多角色智能体集群的形式构建人机协同的科研认知共同体,全息记录科研过程,生成个体科研思维认知发展轨迹,实现从经验积累到思维认知迁移的范式转变。2 T1 A' Q7 _2 b2 g% Z( ?- Z5 L
9 K0 @) Q+ j8 H4 n(作者刘明系西南大学教育学部教授,杨闽系滇西科技师范学院副教授;本文系国家自然科学基金面上项目[62477039]阶段性成果)
/ W! W! d! ^. W. T1 u
0 k7 l& R- R; W! W0 u" s. c2 j+ B《中国教育报》2025年03月12日 第04版
- G7 y- J- b: E2 x l; H$ y1 r, j! {) D+ `! @* C6 l
作者:刘明 杨闽 |