教育智能體如何推動(dòng)教育發(fā)展

　　隨著生成式人工智能的快速演進(jìn)，大模型日益彰顯其在內(nèi)容理解和生成方面的優(yōu)勢(shì)。為進(jìn)一步釋放大模型的應(yīng)用潛力，基于大模型的智能體在教育領(lǐng)域日益受到重視。如何理解教育智能體？它能起到什么作用？如何創(chuàng)建一個(gè)教育智能體？期待本期專刊專家思考能給您一些啟示。
　　

　　
　　當(dāng)前，大模型技術(shù)不斷發(fā)展，加快了人工智能引領(lǐng)教學(xué)變革的速度，而大模型驅(qū)動(dòng)的教育智能體作為教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用的前沿探索，也在以前所未有的速度改變著我們的教育教學(xué)。教育智能體作為能夠自主感知環(huán)境、做出決策并執(zhí)行以達(dá)成特定目標(biāo)的軟件系統(tǒng)，不僅展現(xiàn)出提升教育質(zhì)量和效率的巨大潛力，更加速了人工智能技術(shù)在教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理、評(píng)價(jià)與科研中的落地實(shí)踐，這為中國(guó)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新的途徑。
　　
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　　什么是教育智能體
　　
　　教育智能體最早以計(jì)算機(jī)生成的虛擬形象出現(xiàn)于教學(xué)場(chǎng)景中，其主要目的是促進(jìn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展。當(dāng)前，借助通用大模型作為“大腦”，教育智能體能夠通過提示語設(shè)置角色、任務(wù)和技能，自主規(guī)劃和分解教育任務(wù)，靈活調(diào)用工具和學(xué)科知識(shí)庫，協(xié)助教師完成備課、批改作業(yè)，并支持學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)和跨學(xué)科主題探索，是大模型全面融入教育教學(xué)的一種智能系統(tǒng)。
　　
　　相比傳統(tǒng)的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)，大模型驅(qū)動(dòng)的教育智能體具備多項(xiàng)核心優(yōu)勢(shì)：一是任務(wù)自主性提高。教育智能體能夠在沒有過多人工干預(yù)的情況下，獨(dú)立完成復(fù)雜的教育任務(wù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)和實(shí)時(shí)反饋進(jìn)行自我決策與調(diào)整。二是場(chǎng)景適應(yīng)性增強(qiáng)。教育智能體能夠根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格、知識(shí)水平和學(xué)習(xí)進(jìn)度，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式，靈活應(yīng)對(duì)課堂教學(xué)、在線學(xué)習(xí)和個(gè)性化輔導(dǎo)等多樣化的教育場(chǎng)景。三是知識(shí)擴(kuò)展性提升。教育智能體基于大模型的強(qiáng)大知識(shí)整合能力，通過檢索增強(qiáng)生成技術(shù)快速擴(kuò)展學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域和功能。四是人機(jī)交互性增強(qiáng)。教育智能體能夠通過自然語言對(duì)話、虛擬形象等方式與學(xué)生和教師互動(dòng)，還可以與其他智能體協(xié)作，共同完成復(fù)雜的教育任務(wù)。五是開發(fā)成本降低。師生可以利用豆包、智譜清言等現(xiàn)有平臺(tái)，通過一句話提示或簡(jiǎn)單編排即可快速構(gòu)建專屬教育智能體，大幅降低技術(shù)應(yīng)用門檻。
　　
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　　教育智能體的核心技術(shù)邏輯
　　
　　大模型驅(qū)動(dòng)的教育智能體以多模態(tài)信息感知、智能推理決策和動(dòng)態(tài)執(zhí)行作為其核心技術(shù)，形成了“感知—決策—行動(dòng)”的邏輯閉環(huán)。在智能推理決策層面，教育智能體以“任務(wù)分解—推演決策—?jiǎng)討B(tài)優(yōu)化”的循環(huán)架構(gòu)，在面對(duì)復(fù)雜的教育任務(wù)時(shí)，依托大模型的認(rèn)知推理框架，將教育任務(wù)拆解為可執(zhí)行的子任務(wù)，生成最優(yōu)任務(wù)解決路徑，并結(jié)合任務(wù)執(zhí)行效果的反饋，持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化決策路徑。動(dòng)態(tài)執(zhí)行層則是將決策轉(zhuǎn)化為實(shí)際的行動(dòng)，通過構(gòu)建開放工具生態(tài)，靈活調(diào)用學(xué)科知識(shí)庫、外部數(shù)據(jù)庫、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)接口甚至其他大模型等，完成如學(xué)術(shù)檢索、代碼執(zhí)行、試卷生成、復(fù)雜計(jì)算等任務(wù)。
　　
　　基于上述核心技術(shù)邏輯，教育智能體已在多個(gè)教育場(chǎng)景中催生創(chuàng)新實(shí)踐。如華東師范大學(xué)的“EduChat”融合了多樣化的教育垂直領(lǐng)域數(shù)據(jù)，能更好地感知和理解師生輸入的信息，采用蘇格拉底式教學(xué)法激發(fā)學(xué)生思考，還能根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和難度要求生成試題，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議和輔導(dǎo)等。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的“ChemCrow”支持化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬，它能夠調(diào)用專業(yè)化學(xué)工具和外部知識(shí)庫，基于思維鏈推理自主規(guī)劃和執(zhí)行復(fù)雜化學(xué)任務(wù)，模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)原理。
　　
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　　教育智能體應(yīng)用前景
　　
　　教育智能體正以技術(shù)為支點(diǎn)創(chuàng)新“教”與“學(xué)”的方式，推動(dòng)教學(xué)與科研工作提質(zhì)增效，重塑基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育評(píng)價(jià)范式。
　　
　　在教學(xué)場(chǎng)域，教育智能體能夠創(chuàng)設(shè)沉浸式情境，增強(qiáng)課堂的趣味性和互動(dòng)性。基于虛擬數(shù)字人技術(shù)，教育智能體可化身李白、愛因斯坦等跨時(shí)空認(rèn)知中介，在語文課堂重構(gòu)“對(duì)影成三人”的詩意空間。在科學(xué)課堂搭建相對(duì)論探究的思維實(shí)驗(yàn)室，使知識(shí)習(xí)得突破二維平面的符號(hào)傳遞，升級(jí)為多維立體的具身認(rèn)知。教育智能體還可通過認(rèn)知外包機(jī)制重構(gòu)教學(xué)分工體系，突破傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)“人機(jī)替代”的簡(jiǎn)單邏輯，建立“人機(jī)能力互補(bǔ)”的教學(xué)關(guān)系。
　　
　　在學(xué)習(xí)場(chǎng)域，教育智能體以群體智能協(xié)同形成“人機(jī)共生”學(xué)習(xí)共同體，推動(dòng)學(xué)習(xí)方式向深度化、協(xié)作化演進(jìn)。如探究式學(xué)習(xí)中，教育智能體不僅能整合跨學(xué)科知識(shí)，還通過多個(gè)智能體扮演的不同角色加入到小組協(xié)作中，引導(dǎo)學(xué)生在辯論中完善問題解決方案，使知識(shí)應(yīng)用從紙面遷移到真實(shí)問題場(chǎng)域。這將有效促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)、問題解決能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落地。
　　
　　在教育管理場(chǎng)域，教育智能體可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建“數(shù)據(jù)感知—智能決策—服務(wù)供給”的閉環(huán)系統(tǒng)，推動(dòng)教育管理從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)向證據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。基于多模態(tài)信息感知技術(shù)，教育智能體可構(gòu)建動(dòng)態(tài)更新的學(xué)習(xí)者認(rèn)知圖譜，通過分析學(xué)生知識(shí)掌握度、學(xué)習(xí)行為模式、情感投入指數(shù)等三維指標(biāo)，形成精準(zhǔn)的學(xué)業(yè)預(yù)警與干預(yù)方案。
　　
　　在教育評(píng)價(jià)場(chǎng)域，教育智能體通過認(rèn)知計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)從“知道學(xué)生錯(cuò)了什么”到“理解學(xué)生為何出錯(cuò)”再到“引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展”的跨越。如在小組課題研討中，教育智能體扮演的“討論組織者”“邏輯檢察官”“情感激勵(lì)者”等多元角色，分別從參與度、思維深度、情感態(tài)度等維度進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。
　　
　　在科研工作場(chǎng)域，教育智能體推動(dòng)科研工作質(zhì)變升級(jí)。它能夠快速篩選海量跨學(xué)科文獻(xiàn)資源，調(diào)用認(rèn)知圖譜等工具構(gòu)建學(xué)科知識(shí)演化模型，自動(dòng)識(shí)別知識(shí)盲區(qū)與研究前沿，從而顯著提升科研效率。它以“文獻(xiàn)解讀者”“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)師”“創(chuàng)新激發(fā)者”等多角色智能體集群的形式構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的科研認(rèn)知共同體，全息記錄科研過程，生成個(gè)體科研思維認(rèn)知發(fā)展軌跡，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)積累到思維認(rèn)知遷移的范式轉(zhuǎn)變。
　　
　　（作者劉明系西南大學(xué)教育學(xué)部教授，楊閩系滇西科技師范學(xué)院副教授；本文系國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目［62477039］階段性成果）