基于人工智能助手的教学领域探索

［摘 要］ 探讨了人工智能在教育领域的新兴应用。首先，介绍了人工智能助手的基本原理和功能，包括对话交互和智能应答机制，特别是在学生辅导、教师工具设计和教育研究中的应用；然后，探讨了人工智能助手的挑战，包括理解复杂问题和数据安全考量等；最后，分别从学生辅导、教师工具设计以及教育研究三个方面展开分析，阐述了智能助教在提供问题解答、个性化学习和互动性增强方面的潜力，并分析了进一步基于智能助教开展教学的可行性。

［关键词］ 智能助教；个性化教育；教学工具；教育研究

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）04-0022-05

引言

近年来，随着大数据、云计算和算力的不断发展，人工智能在各个领域中取得了惊人的进展，并得到广泛应用。智能机器人的发展有助于推动企业、医疗等行业的升级，提高效率和服务质量［1］；同时，个人可以从人工智能中获得更为便捷和高效的生活方式，提升生活质量。从语言模型到自动驾驶，从医疗诊断到智能助手，人工智能正持续地改变我们的生活和社会［2］。2022年11月，ChatGPT的发布，使更多的人认识到人工智能的重要性及便利性；2023年3月，GPT-4的发布更是将人工智能推到了一个新的高度［3-4］。

自2019年开始，训练和应用各种超过百亿参数的大语言模型引发了广泛的讨论。2022年年底公开发布的ChatGPT因其强大的内容生成能力和良好的自然语言交互方式而引起了更加激烈的争议［5-6］。一些人认为，人工智能助手的强大能力有助于推动相关领域的快速进步，而另一些人则认为，它可能成为“逃避学习”的工具，并在考试或评价中被滥用。不同的教育机构对人工智能助手采取了不同的措施，有些甚至是对立的［7］。美国田纳西大学健康科学中心的放射科医生SomBiswas，用人工智能助手在4个月内写了16篇论文，并先后在若干期刊上进行了发表，可见人工智能助手的能力非常强大，能够利用其学习模型轻松“欺骗”专家；又例如，美国禁止学生在课程、作业和评估中使用人工智能助手或其他人工智能工具，未经书面许可而使用将被视为抄袭。在诚信规定的前提下，一些课程鼓励学生学习和使用人工智能助手，并在考评中提供额外加分，这些课程注重学生与人工智能助手的互动、反思和批判等过程［8-9］。可见在确保学生遵守诚信规定的前提下，教育领域可以充分利用人工智能助手的优势，如提供个性化辅导和反馈、拓展学习资源等，用以提升学生的学习效果和改进教学方法。同样，须要关注和解决人工智能助手可能带来的问题，如学生过度依赖、对知识来源的验证等［10-11］。

这一相对立的观点和措施揭示了生成式人工智能对教育的影响，只有深入研究并充分利用人工智能助手的优势，分析其在教育领域应用的优势和挑战，综合考虑和平衡利弊，克服其潜在挑战，才能推动教育的改革和发展，更好地利用生成式人工智能，为教育领域带来更多机遇和发展。

一、人工智能助手的概念及其应用

（一）人工智能助手的概念

人工智能助手与传统聊天机器人、数据库和搜索引擎不同的是，人工智能助手所搭载的预训练变换模型（GPT），是一款由OpenAI开发、基于NLP（自然语言处理）的大规模预训练语言模型产品，是当前人工智能领域的代表性技术之一［12-13］。其核心思想是通过大规模的语料库训练模型，使其理解人类语言，并能够生成自然流畅的回答问题、提供信息、执行任务等。

（二）人工智能助手的应用

人工智能助手技术在过去几年中取得了显著的进步，其中OpenAI的GPT系列模型是其中的代表，GPT-4.0最新的版本可以用于客户服务、虚拟助手、教育、娱乐、创意写作等多个领域［14-15］。在客户服务方面，人工智能助手可以作为自动化客服代理与用户进行交互，回答常见问题、提供产品或服务信息，处理一些简单的技术支持问题。很大程度上在提高服务效率的同时，减轻了客服团队的工作负担。例如，人工智能助手可以作为智能助手，帮助用户完成如预订机票、订购外卖、安排日程等。虚拟助手的应用可以简化人们的日常生活，并提供个性化的帮助；人工智能助手可以用于游戏、聊天程序或虚拟角色，回答玩家的问题、提供游戏攻略、扮演游戏中的NPC角色等，极大增强了游戏的互动性和娱乐性。

（三）人工智能助手的局限性

虽然人工智能助手的应用潜力巨大，但也存在一定的风险和挑战。首先，其可能存在语言模型偏见，如种族、性别和社会阶层等方面的偏见，从而对学生的学习产生不利影响；其次，人工智能助手的应用可能会削弱学生的人际交往能力和语言沟通能力，过度依赖可能会导致其语言沟通能力下降。

1.缺乏常识和背景知识。由于人工智能助手的训练数据是从互联网上搜集的，其中可能包含不准确和虚假信息，且其回答和建议基于训练数据集中提供的信息，训练过程中并没有深入了解真实世界的特定领域知识，在回答与特定领域相关的问题时，如果数据存在偏差或错误，它可能会给出不准确或欠缺全面性的回答，对使用群体产生误导性影响。

2.对输入的敏感性。人工智能助手的语言理解能力有限，对输入问题的微小变化非常敏感，在理解复杂问题、识别语义和提供准确的回答方面存在一定的困难，稍微改变问题的措辞或重复提问可能会导致不一致或矛盾的回答，这种敏感性可能会给用户带来困惑。

3.缺乏人情味。人工智能助手是一个机器人，无法提供与真正的人交流时所具有的人情味和情感连接。通常只根据提供的信息生成回答，而没有能力主动检测和更正可能的错误，这可能会对使用者的体验产生一定的影响，特别是在需要情感支持和互动的情境下。一些开发者和研究者正在探索如何为人工智能助手添加更多的情感识别与表达能力，以使它们更加亲近和贴近用户。

4.伦理和安全问题。在当今互联网快速发展的进程中，保护个人数据和信息安全至关重要，在使用人工智能助手时，须要约束教育机构和利益相关方，采取适当的措施来防止信息滥用或泄露。同时，完善训练数据，改进模型架构，加强人工智能伦理和监管方面的努力，以克服这些不足，确保人工智能助手在用户交互中的表现更加准确、有用和安全。

二、人工智能助手在教学中的启示

在传统教学模式中，教师一般通过讲解、演示和互动等方式向学生传授知识与技能，注重教师的角色和指导作用，强调面对面的交流和互动。通过人工智能技术，教育机构可以减少人力资源开支，提高教学效率。人工智能助手可以自动完成一些任务，例如对学生的试卷进行批改、统计和分析，而这些任务可能会花费教师大量的时间和精力。通过人工智能，教师可以更快速、准确地了解学生的学习情况，提高教学效率，促进学生对学习的深入理解，通过课堂讨论、项目合作等方式培养学生的合作能力和团队精神。近三年，许多学校和教育机构采取了在线教育、混合式教学、自主学习、远程辅导、在线评估与考试等教育方式来开展教学。其间，学生的成绩反馈效果良好，推动人们对教育方式有了新的认识。

随着科技的不断发展，人工智能渗透到各个行业和领域，在教育领域的应用似乎是一个不可避免的趋势。因此，我们不应该反对人工智能进入教育领域，而应积极利用好这一趋势，发掘人工智能在教育领域的潜力，基于当前的领先技术，增强对AI潜力的认知，重新审视现有的教育形式，融入对教育有用的一部分，以促进教育方法的创新和优化。通过与人工智能技术相结合，调整对应的教育重点及方式，打造更高效、个性化的教育体系，以适应人工智能时代下学生的培养需求。

随着人工智能技术的进步和教育理念的改变，很多知识和技能可以被AI系统迅速掌握并高效执行，传统的知识传授模式或将不再是当前教育的最优方式。在传统教育中，教师基于自身知识、技能以及长年教书所积累的经验来展现教学能力，包括学术知识、技能掌握和独立思考等方面，这是教师成功及学生成功的重要基石。但是在新时代的今天，知识和技能须根据学校的教育形式、上课讲述内容以及上课氛围，以一种学生更容易接受的方式呈现出来，这才是当今教育更加需要的。人工智能助手可以对学生的表现进行评估和反馈，并且可以针对学生的不同需求和问题提供相应的建议与帮助，使学生更好地理解弱点和优点，及时调整学习策略。因此，重新审视现有的教育模式，调整教育重点，与传统教育方式相互补充和融合，利用人工智能助手的训练模型，探寻一种适应人工智能时代的“智能助教”十分有意义。人工智能助手的出现为教学带来了实现这一期望的可能性，可以通过训练相关数据集，使人工智能助手成为一名智能助教，课下为教师提供教案支持，为学生提供实时、个性化指导。将人类的智慧与人工智能相结合，利用人工智能的优势来提升教师个人的展现能力、表达能力和解决问题的能力，有助于教学质量的提高。

三、智能助教在教育教学改革中的应用

在过去，计算机处理速度和存储容量有限，AI技术和计算能力相对较弱。无法支持大规模的数据处理和复杂算法，人们通常须花费大量的时间和精力来完成文本处理工作。然而，随着技术的进步、数据的丰富、算法的改进，现在AI技术在各个领域展现出巨大的潜力，生产中不再需要大量的人力、物力成本，成为许多组织和企业的重要战略方向之一，GPT-4的问世则让这些工作更加高效和准确。

（一）语文学习方面的应用

语文学习非常重要，因为语文是我们交流、表达思想的基础。要提高语文水平，可以多读书、多写作文、多背诵古诗文、多听多看自己喜欢的音乐和电影，以提高我们的语感和表达能力，但是语文同时是非常枯燥乏味的。构建智能助教后，可将其作为一个虚拟的对话伙伴，提供解释、概括、分析等，帮助学生提高口语表达能力，同时为学生提供语法纠正、词汇解释和实时翻译功能，被用来生成文本、生成摘要、文本翻译等。学生可以与智能助教进行交流，训练他们的口语能力，扩展他们的词汇量，并获得关于特定语言的地道表达和用法指导。在阅读理解训练方面，通过与智能助教互动，学生可以进行阅读理解训练。智能助教可以提供有关阅读材料的问题，学生须要通过理解材料并回答问题来提高阅读理解能力。

近两年开发的一款名为SpokenAI的应用程序，是基于自然语言处理和语音识别技术的语音助手，可以模拟真实的英语对话情景，理解和回答用户的问题，提供实时的语音反馈和指导。美国一家公司推出的AI摘要应用程序，基于智能助教技术，可以快速根据提供的关键字，自动生成新闻文章的摘要，为相关读者提供精炼、便捷且直接的阅读体验。

虽然人工智能在语文学习上提供了一些支持和工具，但它并不能完全取代教师的作用。教师的指导和教育经验仍然至关重要，能够提供更丰富的教学资源和个性化的指导。因此，在语文学习中，人工智能技术应该作为教育工具的补充，与教师的教学相结合，共同促进学生语文素养的提升。

（二）智能教辅系统

智能助教在智能辅助教学方面具有很大的潜力，教师可以基于智能助教，制定教案、评估学生并创建个性化的学习计划。智能助教提供的解释复杂概念、推荐资源和提供作业反馈等功能，可有效提升教师的工作效率。

智能助教也可以提供有关不同主题的建议和观点，启发学生的创作思路，并为学生提供写作指导。人工智能助手可以整合各种教育资源，如课件、教材、视频等，通过多种形式，让学生更加深入地理解知识。而这些资源可能是教师难以推送的，所以通过人工智能助手，学生可以获得更全面多样的教育资源。另外，学生可以向智能助教提出关于写作结构、段落组织、语言表达等方面的问题，并获得针对写作技巧、范文示例、论据和论证等方面信息的写作指导与建议，帮助学生改进写作质量，例如修改错误语法、提供替换词汇、调整句式结构、改善段落衔接等，提高文章的流畅度和准确性。

除此之外，可以基于智能助教进行写作练习与评估，系统提供一系列的写作练习题目，引导学生完成练习后与智能助教进行互动，获得系统的自动评估与反馈，并根据其不足进行强化训练。这样的练习可以帮助学生提高写作技巧和规范性，同时系统的评估还可以提供实时的成绩和反馈，帮助学生进行自我评估和持续改进。

（三）在线答疑系统