數(shù)智時代AI賦能教育教學(xué)的實踐與挑戰(zhàn)白皮書

11.新的浪潮 2.AI科技革命與教育的進(jìn)化 13.網(wǎng)梯“靈豆”AI教育應(yīng)用基座 3 1.AI讓因材施教成為可能 51.1讓AI“主動”給學(xué)習(xí)者建議 1.2用AI構(gòu)筑啟發(fā)式學(xué)習(xí)環(huán)境 2.AI助教讓老師的教研負(fù)擔(dān)大幅降低 103.1老師需要適應(yīng)AI輔助教研 3.2AI可以滲透教學(xué)設(shè)計的所有環(huán)節(jié) 3.AI可以做管理決策的“副駕駛” 123.1讓AI識別數(shù)據(jù)資產(chǎn)風(fēng)險并預(yù)警 3.2讓AI監(jiān)測教學(xué)紀(jì)律與學(xué)術(shù)倫理 3.3讓AI輔助行政審批事務(wù) 1.帶來的挑戰(zhàn) 1.1數(shù)據(jù)安全與隱私保護 1.2技術(shù)與資源限制 1.3技術(shù)倫理與安全管理 1.4算法黑箱、算法偏見與公平性 1.5教師對智能化數(shù)字化的適應(yīng)能力 1.6教育內(nèi)容與技術(shù)整合的挑戰(zhàn) 2.未來展望 2.1教育專有大模型的能力提升 2.2更加全面的個性化教學(xué)能力建設(shè) 2.3對數(shù)據(jù)安全與隱私保護的合理關(guān)切得到滿足 2.4AI為內(nèi)核的數(shù)智化教育時代，技術(shù)祛魅回歸教育本質(zhì) 19版權(quán)聲明本白皮書版權(quán)屬于北京網(wǎng)梯科技發(fā)展有限公司，并受法律保護。轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點，應(yīng)注明“來源:北京網(wǎng)梯科技發(fā)展有限公司”。違反上述聲明者，本司將追究其相關(guān)法律責(zé)任?！敖逃菄笥?，黨之大計。在新時代背景下，我們必須積極擁抱科技，特別是人工智能技術(shù)，以推動教育的現(xiàn)代化進(jìn)程?！苯逃坎块L懷進(jìn)鵬關(guān)于人工智能的觀點，強調(diào)了AI在教育領(lǐng)域的重要性，為我們指明了教育行業(yè)在人工智能引領(lǐng)的新一輪技術(shù)革新形勢下的工作方向?！巴苿尤斯ぶ悄馨l(fā)展的核心在人才，根本在教育；人工智能是一把金鑰匙，它正深刻地影響著世界和中國教育的未來走向和發(fā)展?！苯逃奎h組成員、副部長吳巖在日前舉辦的2024世界人工智能大會暨人工智能全球治理高級別會議上表示。這一觀點進(jìn)一步闡釋了人工智能對于教育的重要影響，對我們既是挑戰(zhàn)也是巨大的機遇。2024年3月，國務(wù)院發(fā)布《政府工作報告》提及深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，開展會上表示將大力推進(jìn)智慧校園建設(shè)，打造中國版人工智能教育大模型。政策層面整體利好我國AI+教育的發(fā)展。AI在教育領(lǐng)域落地的產(chǎn)品和服務(wù)的出現(xiàn)提供了優(yōu)良的市場和融資環(huán)境。技術(shù)層面，AI+教育垂類大模型陸續(xù)出現(xiàn)，在民營機構(gòu)率先領(lǐng)跑，國育領(lǐng)域掀起巨大的革新浪潮，為從業(yè)者帶來顛覆性創(chuàng)新、2.AI科技革命與教育的進(jìn)化2圖：四次工業(yè)革命來源：網(wǎng)梯科技3圖：在線教育四個進(jìn)化階段來源：網(wǎng)梯科技能技術(shù)革命下AI能力的巨大進(jìn)步，將重塑上述在線教育的四個階段。即在資源建設(shè)、教學(xué)教務(wù)流程教育教學(xué)管理方面帶來海量的場景應(yīng)用及服務(wù)，形成AI時代的全流程教育教學(xué)新范式——即“數(shù)智本節(jié)我們將視野從AI+教育各類產(chǎn)品和服務(wù)暫時移開，向下收束，繼續(xù)4現(xiàn)，要完成一項任務(wù)，需要從數(shù)萬AI應(yīng)用中尋找合適的服務(wù)或應(yīng)用才可做到。為了便捷和省心出現(xiàn)的AI場景應(yīng)用，因為數(shù)量本身過多，帶來選擇困難。結(jié)合海量的第更強能力的AI智能體或應(yīng)用服務(wù)的打造變得復(fù)雜且低效。用API針對教育場景進(jìn)行了精選和整合，使得技術(shù)原理復(fù)雜但用戶備多維度能力的AI應(yīng)用的構(gòu)建變得簡單、專業(yè)、高效。對各類AI工具的組合銜接、低成本調(diào)度、以及與業(yè)務(wù)痛點深度耦合的硬編碼開發(fā)，將成為AI時代，一家技術(shù)類應(yīng)用開發(fā)機構(gòu)的核心競爭力。在這個背景下，網(wǎng)梯科技打造了自己的AIGC產(chǎn)品基座：靈豆。靈豆是對技術(shù)團隊的一次賦能，是讓AI編程人員可以高效的，圍繞大模型+提示工程+智能體+知識庫框架，展開業(yè)務(wù)、視覺、交互體驗維度的，產(chǎn)品開發(fā)與深度定制的，代碼開發(fā)底座與資源調(diào)度中臺。靈豆用一個把多模態(tài)大模型、各種工具引擎（搜素、office、PDF、圖像編輯等），與分層自定義的行業(yè)知識庫相結(jié)合，根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)場景，進(jìn)行模型選型與工作流組合，最終給出盡可能貼合用戶需求與業(yè)務(wù)5圖：網(wǎng)梯AIGC產(chǎn)品基座--靈豆來源：網(wǎng)梯科技1.AI讓因材施教成為可能類AI加持的全新形態(tài)的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，使用人工智能，可根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解水平，提生的特殊需求進(jìn)行個性化調(diào)整，使他們能夠更有效地學(xué)習(xí)6模型不僅能夠識別學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、強項和弱點，還能預(yù)測學(xué)習(xí)趨勢，為學(xué)梯科技的AI學(xué)習(xí)輔助系統(tǒng)，可以根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度自動定位至上次化的學(xué)習(xí)路徑和資源，讓學(xué)生快速進(jìn)入到學(xué)習(xí)狀態(tài)，AI學(xué)習(xí)助手可以監(jiān)控學(xué)7圖：AI學(xué)生工作室來源：網(wǎng)梯科技AI學(xué)習(xí)助手還支持在線答疑，利用自然語言處理技術(shù)，AI可以構(gòu)建實時問答系統(tǒng)，學(xué)生可以直接向系統(tǒng)提問，AI即時提供答案或相關(guān)解釋，同時還支持將AI系統(tǒng)與學(xué)校的知識庫、教材、課程資料等進(jìn)行整合，確保提供的信息是準(zhǔn)確和最新的；在回答學(xué)生問題的同時，AI關(guān)的學(xué)習(xí)資源、進(jìn)一步閱讀材料或相似問題的解答1.2用AI構(gòu)筑啟發(fā)式學(xué)習(xí)環(huán)境好地解決這一問題?？啥嘟巧珓偃蔚腁I助手能夠通過跟蹤個人學(xué)習(xí)記錄，推薦相關(guān)課程和資源，支圖：AI助手的智能問答功能來源：網(wǎng)梯科技1.2.1讓教學(xué)素材“活起來”化的知識結(jié)構(gòu)，使學(xué)員更清晰地理解視頻內(nèi)容，并且通過松定位到自己感興趣的部分進(jìn)行深入學(xué)習(xí)?；恼n后服務(wù)，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也為學(xué)生提供了更加靈活和個性化的學(xué)習(xí)體驗。1.2.2AI批改作業(yè)已經(jīng)非常接近人類教師理大規(guī)模的試卷，釋放教師的時間，使他們能圖：AI批閱及寫評語來源：網(wǎng)梯科技2.AI助教讓老師的教研負(fù)擔(dān)大幅降低在教育領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，開啟了人工智能賦能教師教育與課協(xié)同共存的時代，人類教師將更多地關(guān)注學(xué)生的心理發(fā)3.1老師需要適應(yīng)AI輔助教研教師與人工智能教師協(xié)同共存的時代，人工智能教師可能扮演多個角色，如助教題而難以建立或者維系。AI助教一定程度上取代了教師，而且AI助教在處理個性化的問題上顯得更個角色都可以由AI來承擔(dān)。有學(xué)者提出，AI時代，教師應(yīng)從繁雜的教學(xué)任務(wù)和傳統(tǒng)的師生關(guān)系中解3.2AI可以滲透教學(xué)設(shè)計的所有環(huán)節(jié)智能生成、個性化推薦、科學(xué)評估等方式，為課程內(nèi)2.2.1教學(xué)素材的“初稿”應(yīng)該用AI來做知識圖譜和AI能力的結(jié)合，可實現(xiàn)備課環(huán)節(jié)基礎(chǔ)素材內(nèi)容的智能生成。同時在視頻、音頻或動效率提升10倍以上，成本節(jié)省80%以上。圖：AI時代的智能課程建設(shè)流程來源：網(wǎng)梯科技2.2.2教學(xué)設(shè)計的“終稿”應(yīng)該由AI把關(guān)維度的鑒別，確保審核結(jié)果更加準(zhǔn)確、全面，從風(fēng)控安全組件等AI評判環(huán)節(jié)，各自得出結(jié)論。最后，所有這些結(jié)論都會匯聚到一個“審核結(jié)果”節(jié)點，根據(jù)這個節(jié)點的狀態(tài)，整個流程可能會結(jié)束，或者進(jìn)入人3.AI可以做管理決策的“副駕駛”教育管理精準(zhǔn)化、教育服務(wù)便捷化，全面提升教育管理服務(wù)能力此外，學(xué)校在智能管理、智能評教、數(shù)智教材和AI人工智能不僅在資源分配上具有優(yōu)勢，還能通過普及AI教育和促進(jìn)算法決策透明化來減少技術(shù)的工作方式，包括課程安排、教學(xué)評估、學(xué)生成績好地與社會領(lǐng)域銜接，提供適應(yīng)未來生活和工3.1讓AI識別數(shù)據(jù)資產(chǎn)風(fēng)險并預(yù)警在教學(xué)過程中，教師或管理者也可以托管AI助手讓其輔助自動完成一些事務(wù)性的工作，并對業(yè)圖：培訓(xùn)管理系統(tǒng)融合AI助手的管理工作臺來源：網(wǎng)梯科技3.2讓AI監(jiān)測教學(xué)紀(jì)律與學(xué)術(shù)倫理精確地評估課堂教學(xué)質(zhì)量，降低人力成本，并為教師課后提圖：課程空間課堂數(shù)據(jù)分析來源：網(wǎng)梯科技人臉識別及行為檢測技術(shù)在校園安全、課堂管理、考試服務(wù)中逐漸在課堂場景中，除學(xué)生行為外，AI還可以通過統(tǒng)計學(xué)生互動情況、發(fā)言頻率、3.3讓AI輔助行政審批事務(wù)基于大量的填報字段、申報材料進(jìn)行復(fù)核與審批工作。有了AI工具的加持，審批人員可以不用再對當(dāng)前項目的填報材料，直接幫助人類識別申報風(fēng)險，以字段為單位圖：AI審批助手應(yīng)用示例來源：網(wǎng)梯科技第三章：AI和教育行業(yè)融合的未來挑戰(zhàn)與展望人工智能的實施需要高處理能力和大量資源，當(dāng)前大模型底層深度學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用尤其如此。挑戰(zhàn)，需矯正算法偏見，促進(jìn)算法決策透明化，并確保保障殘障學(xué)生和社會經(jīng)濟地位較低的學(xué)生獲得高質(zhì)量、托，開展前沿性、多維度、系列化的培訓(xùn)活動，探索人工智能2.未來展望大模型“GEST”，旨在利用生成式AI模型為教育賦能。這些大模型將優(yōu)先在新工科、新文科、新醫(yī)通過AI技術(shù)生成適應(yīng)不同學(xué)生需求的教學(xué)計劃和題目，能在知識學(xué)習(xí)和技能掌握層面實現(xiàn)因材教育當(dāng)前還未得到充分的重視。未來AI+教育的領(lǐng)域需要向這些方面拓展學(xué)習(xí)環(huán)境及服務(wù)可能會進(jìn)一步拉大學(xué)業(yè)成績的差距。因此AI+教育素。目前的AI缺乏人類的主觀體驗（即意識）和深層次的情感共鳴能力，因此難以全面、準(zhǔn)確地把握情感的細(xì)微差別和深層含義。期待未來AI在情感理解上獲得更大突破，補足教育過程中AI作為教基于LLM（大語言模型）的人工智能技術(shù)，因其原理依統(tǒng)的穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。未來的基于AI能力的教育系統(tǒng)需要注重數(shù)據(jù)使用與規(guī)范管理相配合，教學(xué)效果、輔助教師工