基于人工智能大模型構(gòu)建的教育智能體是人機協(xié)同執(zhí)行教學工作任務(wù)的程序,在因材施教、素養(yǎng)培育、思維發(fā)展及教育評價等教育場景中有巨大的應(yīng)用潛力。教育智能體的構(gòu)建要求技術(shù)功能與教學規(guī)律和學習者認知特征高度契合,通過精細化角色定位和智能工作流的有機集成,從而確保其發(fā)揮應(yīng)有的教育效能。
設(shè)計原則 遵循“微場景、深耦合”
教育智能體專注于執(zhí)行教學中更為具體、定向的任務(wù),設(shè)計需遵循“微場景、深耦合”原則?!拔鼍啊痹O(shè)計應(yīng)以“精而準”為原則,聚焦細粒度的問題場景,以具體的教學任務(wù)或項目主題為核心單元展開?!吧铖詈稀笔侵钢悄荏w角色和功能的一致性。根據(jù)應(yīng)用場景可將智能體劃分為批改助手、學科答疑、思維導師、教學助理等角色,涉及的功能模塊包括環(huán)境感知(如識別作業(yè)圖像)、意圖理解(如分析學生提問)、動作執(zhí)行(如進行支架式引導)、教學決策(如進行路徑規(guī)劃)等。對于開放、單一功能的教學需求,可通過提示詞快速構(gòu)建輕量化智能體,涉及多模態(tài)交互的復雜教育流程,則需借助大語言模型編排工具實現(xiàn)。
智能體的交互方式應(yīng)根據(jù)目標群體來設(shè)計,以人機協(xié)同的方式與個體展開對話,激發(fā)其思考,提升其高階思維能力。面向兒童的智能體在交互設(shè)計上應(yīng)更加簡單易懂,面向高年級學生或者教師可以提供更復雜的功能和選項。為避免認知超載,可以要求智能體分步引導或者根據(jù)學生的回應(yīng)生成相應(yīng)內(nèi)容。此外,教育智能體可通過角色扮演、問題提升鏈、啟發(fā)式教學等形態(tài),推動學習方式變革與高階思維發(fā)展。如通過角色扮演生成情境故事,讓學生體會成語的內(nèi)涵;利用啟發(fā)式教學,將經(jīng)典歷史事件轉(zhuǎn)化為圖片并通過語音講述,激發(fā)學生的學習興趣和情感共鳴等。
角色設(shè)定 利用提示詞打造數(shù)字人設(shè)
提示詞是智能體的驅(qū)動基石,結(jié)構(gòu)化且清晰的提示詞能指導智能體生成特定的教學內(nèi)容。目前,多款人工智能模型支持通過“一段話創(chuàng)建人設(shè)”,即描述智能體所扮演的角色、目標任務(wù)以及對它生成結(jié)果的預(yù)期等,由系統(tǒng)自動生成智能體,通過個性化配置可以做進一步完善。
在設(shè)計教育智能體提示詞時,需基于“角色定位—技能體系—任務(wù)解構(gòu)”框架系統(tǒng)化構(gòu)建數(shù)字身份。首先,對于智能體角色的定位,應(yīng)依據(jù)學科素養(yǎng)要求,精準確定教學目標并設(shè)定服務(wù)場景,如知識點查漏補缺、學習策略優(yōu)化等。其次,圍繞教學目標確定“人物”技能?!凹寄芤弧笔菃为毜募寄茳c,如蘇格拉底式對話法引導學生自主思考?!凹寄芏笔歉鶕?jù)分層教學目標,明確從輸入處理、核心功能到關(guān)聯(lián)服務(wù)的流程規(guī)劃,如識別學生提問中的語法錯誤、通過電影臺詞等素材生成記憶口訣,之后關(guān)聯(lián)同類易錯題生成闖關(guān)游戲等。“技能三”是根據(jù)認知推理路徑,以專家視角給出智能體解決問題的過程。如遵循“情境分析—知識匹配—趣味轉(zhuǎn)化—總結(jié)提升”的處理路徑,推薦個性化策略,在這一過程中,需要給出明確的示例,以增強智能體對隱性問題的理解,提升輸出質(zhì)量。
此外,規(guī)范輸出形式,規(guī)定反饋輸出中的正誤、鞏固和建議信息,明確特定環(huán)節(jié)的約束條件,并設(shè)定人文關(guān)懷閾值。如單次訓練題量小于10道,每4次交互給出一次鼓勵性話語,以確保內(nèi)容生成嚴謹、教育過程“有溫度”。
應(yīng)用部署 基于認知規(guī)律設(shè)定工作流
教育智能體的設(shè)計本質(zhì)上是模擬專家信息處理與認知建模的過程,這一過程需要通過編排工具創(chuàng)建工作流實現(xiàn)人機協(xié)同工作。所謂工作流是由預(yù)設(shè)的節(jié)點鏈路構(gòu)成的,節(jié)點之間的連接不僅是物理上的排列,更體現(xiàn)了認知邏輯上的先后順序。
教育智能體的架構(gòu)應(yīng)基于教學認知規(guī)律,圍繞“目標導向—知識建構(gòu)—認知遷移”的遞進過程展開。首先,精準分析學生認知起點與教學目標之間的“最近發(fā)展區(qū)”,以此配置工作流的開始節(jié)點。其次,根據(jù)不同教學場景靈活選擇合適的模型或通過整合多個模型及教學插件,實現(xiàn)多模態(tài)交互、學科專用工具集成等。如豆包適合圖文答疑互動,能夠以生動的圖文形式解答疑問;DeepSeek長于思維邏輯訓練,助力學生培養(yǎng)嚴謹?shù)乃季S能力;文心一言則在多任務(wù)學習與自然語言領(lǐng)域表現(xiàn)出色。為了進一步提升智能體在特定領(lǐng)域的知識儲備,可以通過導入多媒體資料或外部鏈接的方式建立知識庫,從而增強回答的專業(yè)性和準確性。
以作業(yè)批改場景為例,當學生上傳手寫作業(yè)圖片后,系統(tǒng)自動調(diào)用圖像識別和公式識別插件完成文字提取與公式轉(zhuǎn)換,生成結(jié)構(gòu)化作業(yè)數(shù)據(jù)。智能批改中樞隨即啟動,精準定位錯題對應(yīng)的知識缺口,同步調(diào)用教學資源,通過代碼解釋器生成分步驟動畫解題演示。在此過程中,系統(tǒng)智能標注知識點薄弱項并同步至教師管理端,結(jié)合彈性參數(shù)設(shè)置,對基礎(chǔ)薄弱學生側(cè)重反饋強化與變式訓練,對學有余力者推送拓展探究任務(wù),從而開展分層教學。
教育智能體部署前需進行預(yù)覽與調(diào)試,確保流程順暢運行。同時,應(yīng)開展角色一致性校驗,通過設(shè)計模擬場景,關(guān)注智能體的回答質(zhì)量以及與學科的匹配程度,還應(yīng)定期監(jiān)測智能體的表現(xiàn),及時糾正偏差并提供反饋。
(作者系淮北師范大學教授、數(shù)字學習與教育公共服務(wù)教育部工程研究中心特聘研究員,本文系國家社科基金后期資助項目“智能時代的學習投入研究”[23FJKB014]研究成果)
《中國教育報》2025年03月12日 第04版
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