数智时代AI赋能教育教学的实践与挑战

目录 1.新的浪潮.................................................................................12.AI科技革命与教育的进化...................................................................13.网梯“灵豆”AI教育应用基座...............................................................3 第二章：AI的落地需要与业务痛点结合，避免技术“自嗨”.............................5 1.AI让因材施教成为可能.....................................................................51.1让AI“主动”给学习者建议.............................................................61.2用AI构筑启发式学习环境..............................................................72.AI助教让老师的教研负担大幅降低..........................................................103.1老师需要适应AI辅助教研.............................................................103.2AI可以渗透教学设计的所有环节........................................................113.AI可以做管理决策的“副驾驶”............................................................123.1让AI识别数据资产风险并预警.........................................................133.2让AI监测教学纪律与学术伦理.........................................................133.3让AI辅助行政审批事务...............................................................14 第三章：AI和教育行业融合的未来挑战与展望........................................15 1.带来的挑战..............................................................................151.1数据安全与隐私保护..................................................................151.2技术与资源限制......................................................................161.3技术伦理与安全管理..................................................................161.4算法黑箱、算法偏见与公平性..........................................................161.5教师对智能化数字化的适应能力........................................................171.6教育内容与技术整合的挑战............................................................172.未来展望................................................................................182.1教育专有大模型的能力提升............................................................182.2更加全面的个性化教学能力建设........................................................182.3对数据安全与隐私保护的合理关切得到满足..............................................182.4AI为内核的数智化教育时代，技术祛魅回归教育本质......................................19 第四章：结语.....................................................................19 版权声明 本白皮书版权属于北京网梯科技发展有限公司，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点，应注明“来源:北京网梯科技发展有限公司”。 违反上述声明者，本司将追究其相关法律责任。 第一章：技术革新与行业机遇 1.新的浪潮 “教育是国之大计，党之大计。在新时代背景下，我们必须积极拥抱科技，特别是人工智能技术，以推动教育的现代化进程。”教育部部长怀进鹏关于人工智能的观点，强调了AI在教育领域的重要性，为我们指明了教育行业在人工智能引领的新一轮技术革新形势下的工作方向。 “推 动 人 工 智 能 发 展 的 核 心 在 人 才，根 本 在 教 育；人 工 智 能 是 一 把 金 钥 匙，它 正 深 刻地 影 响 着 世 界 和 中 国 教 育 的 未 来 走 向 和 发 展。”教 育部 党 组 成 员、副 部 长 吴 岩 在 日 前 举 办的2024世 界 人 工 智 能 大 会 暨 人 工 智 能 全 球 治 理 高 级 别 会 议 上 表 示 。 这 一 观 点 进 一 步 阐 释了 人 工 智 能 对 于 教 育 的 重 要 影 响 ， 对 我 们 既 是 挑 战 也 是 巨 大 的 机 遇 。 2024年3月，国 务 院 发 布《政 府 工 作 报 告》提及深化大数据、人工智能等研发应用，开展“人工智能+”行动；并要求加强高质量教育体系建设，其中包含要求大力发展数字教育。4月，教育部公布首批18个“人工智能+高等教育”应用场景典型案例。7月，怀部长再次在中共中央新闻发布会上表示将大力推进智慧校园建设，打造中国版人工智能教育大模型。政策层面整体利好我国AI+教育的发展。 市场层面，2023年在线教育规模约2600亿，其中AI贡献规模约7%，至2027年，AI的贡献率将攀升至15%以上。同时资本市场，对于AI+教育的相关投资逐步回暖，投资轮次也愈加丰富，为大量AI在教育领域落地的产品和服务的出现提供了优良的市场和融资环境。 技术层面，AI+教育垂类大模型陆续出现，在民营机构率先领跑，国家队增加投入的大背景下，国产大模型的底层能力、开放程度和成本优势不断提高，AI+教育产品和服务所依赖的技术环境也愈加成熟，相关产品和服务正疯狂涌现，呈现垂直领域渗透率高、细分场景覆盖面广的态势。AI正在教育领域掀起巨大的革新浪潮，为从业者带来颠覆性创新、突破性发展的全新机遇！ 2.AI科技革命与教育的进化 和业内各个组织和相关专家的观点一致，网梯认为人工智能是继蒸汽革命、电气革命及信息技术革命之后的第四次工业革命，即人工智能革命。其核心是技术进步再一次大规模解放人类生产力和创造力，再一次大幅度提升人类社会的生产效率。 我们认为，在线教育的演进是有规律的，整体可划分为四个阶段：第一个阶段是“资源”阶段，这个阶段行业上下游都在做一件事——数字资源的积累。第二阶段是“流程”——做业务流程的闭环，教学和教务管理在这个阶段成为教育从业者的工作重心，各类的教育信息化产品和服务是此阶段的产物。第三个阶段则是“社群”，社群化学习环境，教育服务商在此阶段开始在新的平台或者产品上搭建社群，建立学习共同体，依托社群力量满足共性需要，解决共性问题；明星学员、知识分享者及KOL是本阶段的增长引擎；翻转课堂、MOOC社区、社群培训、行业高阶论坛都是该阶段教育服务的主流形式。第四个阶段则是个性化，行业需要关注并满足受教育者的个性化定制服务需求，追求实现“因材施教”。 网梯科技深耕教育行业24年，一直是先进技术与教育行业融合的先行者，我们认为此轮人工智能技术革命下AI能力的巨大进步，将重塑上述在线教育的四个阶段。即在资源建设、教学教务流程信息化、社群化学习环境打造、个性化服务四个阶段均带来显著改变。AI将在个性化教学、教研备课、教育教学管理方面带来海量的场景应用及服务，形成AI时代的全流程教育教学新范式——即“数智化”教育。 3.网梯“灵豆”AI教育应用基座 以上我们阐述了AI对于教育的四个进化阶段带来的巨大赋能加持，因为各类AI+教育应用和服务的出现使得个性化教学、服务于教育成效本身的高质量高效率的教研备课、智能化的教育教学管理成为可能，由点及面，由场景拓展至整个教育体系，正促成以智能为基座的全新全流程教育教学范式。本节我们将视野从AI+教育各类产品和服务暂时移开，向下收束，继续探讨，他们所依赖的更底层的基座部分。 自大模型出现以来，以GPTS、Kimi+、Coze等模型场景化应用聚合平台先后出现。我们惊奇地发 现，要完成一项任务，需要从数万AI应用中寻找合适的服务或应用才可做到。为了便捷和省心出现的AI场景应用，因为数量本身过多，带来选择困难。结合海量的第三方API、工作流服务等，让拥有更强能力的AI智能体或应用服务的打造变得复杂且低效。 网梯作为教育行业技术领先的企业，一直致力于用前沿技术提高教育智能化水平，让每个客户及终端用户都能享受技术进步带来的全新教育体验。对于上述痛点，网梯创建了“灵豆”AI教育应用基座，将大模型基础对话能力、大模型基础上衍生的各种垂直领域场景应用、工作流程引擎、第三方应用API针对教育场景进行了精选和整合，使得技术原理复杂但用户体验更佳、用户使用门槛更低的具备多维度能力的AI应用的构建变得简单、专业、高效。 未来教育细分场景的产品应用将会更加专业和聚焦，与此同时各类细分场景应用如何高效地实现系统化聚合，真正变成好用易用的产品或服务本身，将会是教育软硬件行业企业研发能力的分水岭。对各类AI工具的组合衔接、低成本调度、以及与业务痛点深度耦合的硬编码开发，将成为AI时代，一家技术类应用开发机构的核心竞争力。 在这个背景下，网梯科技打造了自己的AIGC产品基座：灵豆。灵豆是对技术团队的一次赋能，是让AI编程人员可以高效的，围绕大模型+提示工程+智能体+知识库框架，展开业务、视觉、交互体验维度的，产品开发与深度定制的，代码开发底座与资源调度中台。灵豆用一个统一的封装策略，把多模态大模型、各种工具引擎（搜素、office、PDF、图像编辑等），与分层自定义的行业知识库相结合，根据用户的业务场景，进行模型选型与工作流组合，最终给出尽可能贴合用户需求与业务场景的答案。 第二章：AI的落地需要与业务痛点结合，避免技术“自嗨” 1.AI让因材施教成为可能 人工智能在个性化学习中的应用已逐渐成为当下教育领域的焦点。它不仅能够帮助学生根据其独特的需求定制学习计划，还能通过实时分析和反馈，确保每个学生都能在最佳的学习状态下进步。各类AI加持的全新形态的智能辅导系统，使用人工智能，可根据每个学生的学习进度和理解水平，提供个性化的学习计划和反馈。以此为代表的相关新技术在数学、科学等各学科中广泛应用，通过与虚拟实验室和模拟