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。
——编者
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。
1 什么是教育智能体
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。 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。
2 教育智能体的核心技术逻辑
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。 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。
3 教育智能体应用前景
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。 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。 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。 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。 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。 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。
(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) 作者:刘明 杨闽
《中国教育报》2025年03月12日 第04版 版名:智慧教育