【摘要】生成式人工智能在教育教學中的應用正在經歷從通用大模型到教育專用大模型再到教育智能體的演進。教育智能體聚焦于解決教育教學過程中所面臨的實際問題,為教育領域帶來新的變革契機。教師可基于現有平臺即時搭建和依托專業技術深度搭建教育智能體。在小學語文教學中,教師可以利用教育智能體所具備的個性化智能角色設定、多模態內容生成、專業資源深度定制等功能,積極開展教學改革,提升教育教學質量。
【關鍵詞】教育智能體;小學語文教學;人機協同;技術賦能
生成式人工智能在教育教學中的應用正在經歷從通用大模型到教育專用大模型,再到教育智能體的演進。教育智能體以生成式人工智能技術為基礎,可扮演特定角色,能夠快速融合特定教育領域的相關知識與技能,精準契合特定教學場景需求,賦能語文教學的優勢明顯。本文嘗試從教育智能體的特點出發,分析其在語文教學中的應用優勢,并結合教學實例進行創新設計,以期為小學語文教學的數智化轉型提供參考。
一、教育智能體:教學革新的個性化助力引擎
隨著生成式人工智能技術在垂直領域的延展深入,教育教學中的智能應用也經歷了由通用大模型到教育專用大模型再到教育智能體的演進。通用大模型可以根據用戶需求智能生成資源內容,幫助人們完成資料檢索、語言翻譯、文案修改、數據分析等工作,大大提高了工作與學習的效率。但通用大模型的服務具有普適性,其基礎數據涵蓋各行各業,內容廣泛卻無法深度聚焦,在解答教育教學具體問題時,往往內容空泛,針對性不足。盡管像GPT-4o以及近期備受關注的DeepSeek(深度求索)等模型在內容深度方面取得了顯著提升,但它們仍未能完全滿足教育領域對精確性和專業性的高標準要求。相比之下,教育專用大模型通過引入教材、試題等教育場景語料對通用大模型進行優化,能針對不同學科、不同學習階段的知識體系進行優化,精準滿足課程標準的要求,解決了教育場景適配性的問題。雖然教育專用大模型已實現學科適配性的提升,但其作為基礎模型仍存在兩點局限:一是微觀教學場景中的個性化需求響應不足;二是教育專業數據依賴導致模型迭代成本高昂。[1]相比而言,教育智能體作為在通用大語言模型和專用模型基礎上開發的進階形態,將建構主義理論、差異化教學原則深度植入交互邏輯中,實現教育學、心理學與人工智能技術的耦合,在精準賦能教育教學改革方面具有獨特優勢,被稱為“生成式人工智能落地教育的實干家”[2]。教育智能體又稱“教學代理”,它是基于生成式人工智能通用大模型開發的教育應用程序[3],是一種融合了人工智能技術,專門為教育具體領域設計,旨在輔助教學、促進學生學習的個性化智能軟件。
作為智能體的重要分支,教育智能體具備類人認知能力,包括思維推演、記憶存儲與情感模擬功能。尤為重要的是,教育智能體重點聚焦于解決教育教學過程中所面臨的實際問題,為教育領域帶來新的變革契機。使用教育智能體,不需要學校和教師自己去訓練通用大模型,只要充分利用好國家有關部門審核批準的國產大模型,通過簡易的設定描述,每位教師都可以在短時間內創建一個輔助自己教學的智能體。有研究者認為,“既然人人都能如此簡便地創建和運用教育智能體,那么不難想象:在不久的將來,每一位教師和學生都將擁有適合自己的智能體輔助教與學,每一門課程、每一本教材和每一個教學單元都將擁有配套的智能體輔助學習”“預示著一個以教育智能體和教育微場景應用為標志的新時代來臨”。[4]
二、教育智能體的搭建方式與操作路徑
教師可以利用國家有關部門審核批準的國產大模型,創建輔助自己教學的智能體。本文以“豆包”App和“扣子”智能體開發平臺為例,展示如何搭建教師專屬的小學語文教育智能體。
1.基于現有平臺的即時搭建模式
針對無技術背景、希望快速創建個性化教學助手的教師群體來說,“豆包”App提供了三步搭建法,助力打造個性化教學助手,要點在于通過自然語言描述定義智能體角色與技能需求。下面以搭建“識字教學助手”為例來說明。
第一步,角色畫像建構。在主界面點擊“創建AI智能體”,在設定描述位置輸入對智能體的需求:“你是小學識字教學助手,擅長運用多種趣味教學方法與記憶技巧,通過整合漢字的音、形、義以及書寫規范等知識,幫助小學生提升識字能力。”這樣即可完成“識字教學助手”智能體的教學身份構建。
第二步,教學技能設定。描述“識字教學助手”智能體的具體技能,例如,當用戶要求講解某個漢字時,從音、形、義三方面詳細闡述;給出該漢字在不同語境中的用法示例;提供記憶該漢字的趣味方法,如編口訣、講故事等。同時給出回復示例供智能體參照。這一步驟可確保智能體輸出的內容緊貼教學需求。
第三步,教學邊界限制。為了確保智能體的專業性和準確性,可以添加一些限制條件。例如,只討論與漢字教學相關的內容,拒絕回答無關話題;所輸出的內容必須按照給定的格式進行組織,不能偏離框架要求。
在設計好相關描述后,為智能體挑選頭像,并將其命名為“識字教學助手”,完成后點擊“創建智能體”,審核通過后即可與智能體進行對話。通過該模式,教師可在10分鐘內構建出符合教學需求的智能助手,既能保持識字教學的專業深度,又能融入趣味化設計,契合小學語文教學特點。例如,當學生提問“幫我講解‘燕’字”時,智能體便能詳細分析“燕”字的結構、含義,并提供多個語境下的用法示例。
2.依托專業技術的深度搭建模式
對教育智能體有更高自定義需求的教師,可以通過構建專業知識庫、設計教學工作流的方法來搭建滿足特定教學場景需求的智能體。“扣子”平臺能夠為有進階需求的教師提供教育智能體的系統化開發路徑,其核心在于構建專業知識庫與教學工作流。下面以“識字寫字助手”智能體深度開發為例來說明。
第一步,構建識字寫字知識庫。收集與小學識字寫字相關的專業資源,在資源管理模塊新建知識庫,將漢字字義解析、筆畫順序、書寫示范通過文本、表格、圖片等形式導入平臺知識庫中。
第二步,設計識字寫字工作流。工作流的設計是實現復雜語文教學流程編排的關鍵,它涉及大語言模型、知識庫以及各種插件工具的調用?!白R字寫字助手”智能體可設計“識字”與“寫字”兩個工作流,“識字”工作流包括漢字字義解析、詞匯拓展、句子構造以及文字故事創作四個模塊;“寫字”工作流則專注于展示漢字筆畫順序以及書寫示范。教師能夠利用包括文本、圖像、音頻及動畫在內的多模態形式來進行識字與寫字的教學活動。
第三步,創建“識字寫字助手”智能體。在完成知識庫構建和工作流設計后,進入智能體創建階段。首先在平臺上創建新的智能體項目,命名智能體名稱并選擇頭像。然后將構建的專業知識庫與教學工作流嵌入智能體中。最后對智能體進行角色與技能需求描述。
完成上述步驟后,語文教師可以對智能體進行測試,檢查智能體的回答是否準確,是否符合語文教學的要求和預期。這種方式雖然需要更多的時間和技術投入,但能滿足更專業、更精準的教學需求。
三、教育智能體在小學語文教學中的運用
教育智能體作為生成式人工智能在教育垂直領域的深度應用形態,憑借獨特優勢,為教育教學的技術變革帶來新的生機。就小學語文教學而言,教師可以利用教育智能體所具備的個性化智能角色設定、多模態內容生成、專業資源深度定制等優勢,精準破解傳統語文教學過程中難以解決的痛點問題,積極開展教學改革。
1.善用個性化虛擬角色設定,推動因材施教有效落地
個性化虛擬角色設定是教育智能體滿足師生個性化需求、實現因材施教的重要手段。學生因所屬學段、認知水平、學習風格和興趣偏好等個體差異,呈現出各不相同的學習需求。傳統信息技術支持下的標準化教學設計難以靈活應對學生的獨特性,容易導致學生知識構建過程與個體發展需求之間的不匹配?!叭斯ぶ悄芘c其他形式的數字技術的區別在于其模仿人類行為的能力”[5]。智能體的個性化虛擬角色設定,可以為實現因材施教的教育理想提供技術支持。
首先,智能體的個性化虛擬角色可以根據學生的喜好進行定制。如可以將角色設定為學生喜歡的“美猴王”等具有動漫風格的人物形象,可以賦予其個性化的聲音,還可以定義其或活潑可愛或幽默風趣的性格。這種虛擬的角色能使智能體化身為有形、有聲、有個性的數字伙伴,更容易與學生建立情感聯系,成為他們學習的助手。其次,個性化的虛擬角色可以根據學生的實際情況調整輸出資源的難易程度與表達方式。例如,當這一角色被定義為“一個八歲男孩的語文學習助手”時,它就會自動匹配八歲兒童能接受和理解的語言表達方式,在回答問題時不會輸出太長篇幅的、有閱讀難度的回復,也不會使用過于專業的學術術語。再其次,個性化虛擬角色可以根據學生的特點靈活調整教學方式。例如,針對視覺型學生,角色會多采用圖像、視頻教學;對聽覺型學生,以講解、對話形式為主。這種有針對性的智能教學方式有利于優化學生的學習效果。最后,教師可以通過創建與學習內容契合的虛擬智能體角色,將學生帶入特定的教學場景。如把學生喜歡的作家、課文中難理解的人物形象等設定為智能體角色,通過與虛擬角色對話,破解教學重難點。
例如,在教學《黃繼光》時,多數學生很難理解人物勇于赴死的行為。教師可以針對這一難點,創建一個名為“黃繼光”的智能體。使用黃繼光銅像圖片作為智能體的頭像,選擇一種溫暖的男性聲音,使這一形象更加親切、逼真。然后,引導學生就自己的疑難問題與“黃繼光”展開對話。在此基礎上,學生逐漸走進英雄內心,深入理解人物精神的內涵,并從中汲取生活的勇氣和力量。這種“我—你”之間的具身性人機對話,更像是兩個靈魂之間的對白,沒有他者的說教,學生更容易受到英雄精神的熏陶和激勵。又如,在《蟋蟀的住宅》拓展環節,教師可以引導學生向智能體“法布爾”提問,比如“請問您是怎樣寫出《蟋蟀的住宅》這樣的作品的?”“小學四年級的小朋友非常喜歡您的《昆蟲記》,您想對他們說點什么?”等等。“法布爾”則會針對不同學生的提問生成不同的答復。在穿越時空的虛擬對話中,學生會逐漸發現深入觀察與親身體驗、細致入微的記錄、科學嚴謹的態度、文學手法的運用以及對生命的敬畏與熱愛等在科普文章中的重要作用,還會得到來自“法布爾”的貼心囑咐與祝福。
2.巧用多模態內容生成,創設情境體驗環境
教育智能體的多模態生成性內容呈現,為創設多媒體教學情境、增強沉浸式體驗提供了便利條件,生成性內容的不確定性也為“生—智”交互提供了可能的空間。
從心理學和腦科學視角看,人類的認知過程具有多通道特性[6]。不同模態的信息輸入,能夠激活大腦中多個神經鏈路,有效促進神經元之間的連接與信息傳遞,推動大腦不同區域協同工作,進而顯著增強記憶效果與理解能力。例如,視覺信息有助于學生形成直觀的表象,在腦海中構建起具體的形象;聽覺信息則能加深學生對語言的感知,從語音、語調、節奏等維度豐富學生對語言的體驗。教育智能體能通過對話提示,有機融合文本、圖像、音頻、視頻等多種模態,在語文教學中起到渲染情境、提升學生學習興趣、幫助學生理解難點等作用。傳統教育信息技術如PPT等,雖然也能提供文字、圖片、音頻、視頻等多模態內容,但這些內容依賴教師的預先設計與線性播放,難以根據課堂反饋即時調整。教育智能體則可以通過動態生成與對話式交互,實現“問題—生成—反饋”的閉環教學模式,為學生提供更加靈活且具身性的交互體驗。
例如,在一年級上冊《我愛我們的祖國》一課的教學中,教師課前利用智能體先后生成介紹長江、黃河的兩段文字資料,審核校對這些文字資料后,將它們再次輸入智能體,通過指令,生成長江、黃河的兩段音畫解說視頻。課堂上,播放這兩段音畫解說視頻,可以幫助學生對長江、黃河的歷史文化形成具體的認知。然后,教師借助智能體現場創作一首兒歌《長江黃河我的家》,引導學生對這首兒歌進行評價并簡單修改。最后,將修改過的兒歌通過智能體生成歌曲,學生跟著音樂一邊唱,一邊表演動作,在輕松愉快的情境中既學習了語文知識,又接受了愛國主義教育。再如,在學習三年級下冊《荷花》第二自然段時,教師可以引導學生在熟讀課文的基礎上,用自己的語言描繪畫面,讓智能體作畫。然后,學生仔細觀察智能體生成的圖畫,根據課文內容和自己的審美想象形成對圖畫的認識,進而指導智能體按要求修改細節。也可以引導愛好音樂的學生與智能體互動,選擇合適的背景音樂并配樂朗讀。這種設計,一方面可以促使學生主動參與學習,加深對課文內容的理解;另一方面可以在“人—智”交互的語文實踐中培養學生的語言運用能力、批判性思維和審美創造能力。
3.借助專業定制教育資源,賦能精準高效的教學指導
專業定制的教育資源為教育智能體內容輸出的專業性和準確性提供了保障。教育智能體支持用戶在通用大模型的基礎上添加自己的知識庫用于存儲專業定制的教育資源。通過特定設置,當用戶提出與知識庫已有資源相關的問題時,智能體會優先調用知識庫中的資源進行智能回應;如果知識庫中沒有相應數據,智能體則會根據設定的交互邏輯進行生成式解答。知識庫的專業性、精確性是教育智能體精準賦能教育教學的前提,也為學科專屬智能體的搭建提供了必要條件。
語文學科教育智能體專屬資源可以包括教材及其配套資源,如數字化的小學語文教材和配套教師用書、教案集、教學課件等;也可以是與語文學習相關的語料庫,如適合小學生閱讀的經典詩詞、童話、寓言等;還可以是解釋生字詞的字理、字音、字義的知識圖譜等。教師還可以自主整理教學學案或錄制微課,形成自己專屬的知識庫。這些相對系統、穩定的語文教育專業資源是教師有序開展教學活動、學生高效進行語文學習的重要依據和有力支撐,在數智賦能語文教學中發揮著基礎性、保障性的作用。
有了這些專業教育資源的支撐,教育智能體不再停留于概率性的生成式應答,而是轉向經過專業驗證的確定性知識輸出。
語文教學實踐中,經常有新入職的教師擔心自己寫字水平不夠高而不敢為學生做示范。這時候,教師就可以借助教育智能體的專業定制數據,調用優秀教師或領域專家的寫字指導視頻,為學生提供專業、精準的指導。教育智能體能夠快速檢索并呈現某一漢字的專家書寫范例、字形結構及書寫要求等信息,以直觀、生動的方式輔助學生高效識字,幫助學生養成規范書寫的習慣。在這個過程中,教師可以作為學習伙伴與學生一起學習,共同成長。在當前班級規模化教學的條件下,教師很難做到針對每個學生的具體情況進行精準、高效的教學指導。語文學科教育智能體可以幫助教師實現這一愿景。例如,在習作指導環節,教師可以與智能體分工進行習作指導。教師在分析班級整體作文情況的基礎上,選擇典型例文集中講解,智能體則以助教的身份,根據每位學生的習作情況和學習需求進行個別指導、提供修改建議,或者有針對性地提供相關范文、習作素材等。再如,整本書閱讀教學中,對一些有閱讀難度的書籍,語文學科教育智能體作為“虛擬學伴”,能夠根據學生的不同需求,借助專業化數據資源,提供有針對性的建議和幫助,發揮伴讀功能,引導學生在閱讀中進行思考和探究。
參考文獻
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[3]黎加厚.教育智能體與中小學科學教育[J].中小學科學教育,2024(6).
[5]UNESCO. AI Competency Framework for Teachers[EB/OL].(2024-08-08)[2025-02-02]https://unesdoc. unesco.org/ark:/48223/pf0000391104.
[6]江銘虎.語言、腦進化與認知[M].北京:清華大學出版社,2022:347.