24小时在线、个性化辅导，AI助教助力高校教学改革

24小时在线、个性化辅导，AI助教助力高校教学改革

“大家好！我是天津大学刘艳丽教授的数字助手、你们的学习小伙伴！”4月2日，在“电力系统基础”这门课的开学第一课上，天津大学电气自动化与信息工程学院2022级本科生潘凌蓝，看到了屏幕上的另一位“刘老师”，和同学兴奋地交头接耳。

这位“数字老师”，就是由天津大学电气自动化与信息工程学院教授刘艳丽主导研发的“全过程全环节AI（人工智能）助教”。这位1：1仿真模拟刘艳丽形象的“数字老师”有很多强大的功能。

“全过程、全环节AI助教可以覆盖课程的各个阶段，并实现全天候在线服务。”刘艳丽介绍，“课前，AI助教会整理好课程知识的重点、难点，方便学生预习；课程中，AI助教的答疑系统可以随时解答学生的课程疑问，为学生提供及时、便捷的答疑渠道；课后，AI助教针对每章的知识点配备检测题，方便学生巩固知识，并通过思维导图展现课程整体知识体系，方便学生进行查漏补缺。”

而这些，还只是这位老师“百变神通”的“冰山一角”。

过去，老师们需要亲自录制慕课课程，备课过程会耗费大量的时间和精力。刘艳丽告诉《中国科学报》，“数字老师”可以根据教师导入的课件资料一键生成慕课，随时随地、高效快捷地生成并更新慕课资源，有针对性地巩固、拓展学生的学习内容。

上了一段时间课程后，潘凌蓝也对这位老师有了一定的了解。“上完一节课后，如果我对课上的重点和难点理解不够深入，就会去观看AI助教系统里的网课讲解，然后做检测题，加深掌握程度。”潘凌蓝告诉《中国科学报》，现在，AI助教已经成为学生们离不开的学习助手。

AI助教的另一大系统“答疑大模型”则超越了课堂教学，让有兴趣的同学可以聚焦高阶专业学习。

刘艳丽介绍，“答疑大模型”是一个服务于科研学习的纯国产人机对话大模型系统，“类似于国外的ChatGPT”。

一方面，该模型可以提供24小时的答疑服务，解决学生在专业知识方面的问题和疑问；另一方面，类似于网购平台向用户推荐个性化商品，它可以根据与每位学生的互动交流，向不同学生推荐不同的专业性问题，弥补学生专业知识的不足之处，“实现真正的因材施教”。

除了基础性的答疑之外，“答疑大模型”还可以在编程技能方面给予学生充分的辅助性支持。“电力系统学科涉及很多分析计算，需要通过编程才能完成。而大模型可以帮助学生编写并调试程序，节省了培训编程技能所需的时间。这样，学生就有更多精力专注于高阶专业任务。”刘艳丽说。

这一过程既是进行专业实践的过程，也是培养学生数字化素养的过程。刘艳丽颇感自豪地表示，学生只需要具备基本的程序设计思维，将指令输入到大模型中，便可以得到相应的代码。“现在，学生对大模型的应用非常熟练，他们真正做到了把AI作为‘生产力’。”

不仅是天津大学，国内多所高校都在积极探索AI助教的应用。

清华大学以“千亿参数多模态大模型GLM”为平台与技术基座，研发出多个AI助教系统，服务不同学科领域的教师的教与学生的学。自2023年秋季学期开始8门课程试点，已有5门课程的相关系统完成了第一阶段开发，并开始进入初步投入使用阶段。这些AI助教系统不仅能够提供24小时的个性化学习支持、智能评估和反馈，还能辅助学生进行深入思考，激发学习灵感。

在北京大学，基于GPT-4开发的AI助教“Brainiac Buddy（简称BB）”已经应用于《图像处理中的数学方法》课程。BB能够实现课程预习和个性化知识库建立，为学生提供高质量的互动学习体验。目前还在试用-反馈-完善的阶段，未来将适用和支持更多的课程。

北京邮电大学则通过“AI+X”大模型创新训练营，吸引了40所高校的2600余名学生参与。训练营提供大模型应用创新趋势分享和智能体开发入门课程，学生在助教团队支持下体验了智能应用开发。据统计，85.1%的学生表示在第一讲中收获显著，97%的学生对继续开展大模型学习表示有兴趣。

AI助教在大学教学中的应用，不仅改变了传统的教学模式，还为师生提供了更多高效工具。其主要功能和优势包括：

• 24小时在线服务：AI助教可以全天候为学生提供学习支持，不受时间和空间的限制。

• 个性化学习支持：通过分析学生的学习数据，AI助教能够提供个性化的学习建议和资源推荐。

• 智能评估与反馈：AI助教可以自动批改作业并提供即时反馈，帮助学生及时改进不足。

• 互动式学习体验：AI助教通过人机对话的方式，为学生提供沉浸式的学习体验。

• 辅助教师教学：AI助教能够帮助教师进行课程管理、数据分析等工作，减轻教师负担。

AI助教的引入，得到了广大师生的积极评价。在清华大学“新城市科学”课程中，学生反馈AI系统作为一个能够全天24小时即时反馈的对话平台，在探索不熟悉的领域知识时提供充足的基础知识帮助，为他们提供了研究灵感和思路，促进了他们的个性化学习，也是对传统课堂答疑的必要补充。

在北京邮电大学的训练营中，97%的学生对继续开展大模型学习和创新实践表示“非常有兴趣”或“比较有兴趣”，89.1%的学生表示愿意继续参与训练营的学习与实践。这些数据充分说明了AI助教在激发学生学习兴趣和创新实践方面的重要作用。

随着AI技术的不断发展，其在大学教学中的应用将更加广泛和深入。教育部首批“人工智能+高等教育”应用场景典型案例的发布，进一步推动了AI助教的普及和创新。未来，AI助教有望在更多高校和课程中落地，为高等教育带来更加深远的变革。

正如天津大学刘艳丽教授所说，“AI技术在教育领域中的融合应用是大势所趋。”随着数据存储与计算能力的快速提高，以及核心算法的不断突破，人工智能技术支撑下的智能化教学将进一步拓展教学互动空间，推动教学方法的创造性应用。