教育數(shù)字化是我國(guó)開(kāi)辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口。為進(jìn)一步推進(jìn)教育數(shù)字化，促進(jìn)學(xué)校信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，清華大學(xué)于2023年9月28日正式啟動(dòng)“清華大學(xué)人工智能賦能教學(xué)試點(diǎn)課程工作方案”，根據(jù)不同學(xué)科特點(diǎn)開(kāi)發(fā)大語(yǔ)言模型的垂直應(yīng)用，打造智能助教、知識(shí)圖譜等多元化教學(xué)場(chǎng)景，并深入觀察和分析人工智能技術(shù)與教育教學(xué)融合所帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響。
試點(diǎn)工作主要使用清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系與智譜華章公司共同研發(fā)的千億參數(shù)多模態(tài)大模型GLM作為平臺(tái)與技術(shù)基座，服務(wù)不同學(xué)科領(lǐng)域教師的教與學(xué)生的學(xué)。新一代基座大模型在整體性能上比上一代有大幅提升，推理速度更快、運(yùn)算成本更低，還大幅提升了工具使用和智能體能力，可根據(jù)用戶意圖，自動(dòng)理解、完成更加復(fù)雜的任務(wù)。清華大學(xué)自2023年秋季學(xué)期開(kāi)始八門課程試點(diǎn)，已有五門課程的智能助教系統(tǒng)完成開(kāi)發(fā)并投入使用，其他課程也初步搭建了垂直模型。
建筑學(xué)院副教授龍瀛的“新城市科學(xué)”課程基于教師提供的教材、習(xí)題、最新論文等大量材料，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)知識(shí)點(diǎn)抽取，并打造了人工智能助教系統(tǒng)。通過(guò)知識(shí)庫(kù)的輔助，智能助教將通用Chat GLM模型的答題正確率從80%提升到了95%，并附帶了詳細(xì)的答題解釋。該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了多種功能卡片，學(xué)生可以通過(guò)輸入相關(guān)需求，與智能助教實(shí)時(shí)交互以獲得課程輔導(dǎo)，例如課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的思路提示、流程設(shè)計(jì)、分析角度等，從而加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和研究思路的啟發(fā)。龍瀛表示，“學(xué)校開(kāi)發(fā)的人工智能助教系統(tǒng)，很好地支持了學(xué)生的大作業(yè)準(zhǔn)備，很多同學(xué)反饋智能助教為他們提供了寶貴的研究靈感和思路，促進(jìn)了他們的個(gè)性化學(xué)習(xí)，也是對(duì)我們傳統(tǒng)課堂答疑的必要補(bǔ)充”。
在“化工熱力學(xué)”課程中，授課教師、化工系教授盧滇楠將100多篇相關(guān)文獻(xiàn)和書籍用于垂直模型的持續(xù)訓(xùn)練與校準(zhǔn)。目前，該系統(tǒng)已完成初步開(kāi)發(fā)，具備主動(dòng)出題與答題功能，并在學(xué)期末課程大作業(yè)中作為輔助工具被使用。盧滇楠認(rèn)為，生成式人工智能將對(duì)未來(lái)的教育產(chǎn)生革命性的影響。盡管目前其在專業(yè)課教學(xué)中的精確度還有待提高，但作為“伴學(xué)”，它已能夠很好地啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考，并與他們共同成長(zhǎng)。學(xué)生們也表示，智能助教系統(tǒng)作為一個(gè)全天候的即時(shí)反饋平臺(tái)，不僅解答了他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，還為他們提供了豐富的基礎(chǔ)知識(shí)支持，對(duì)于自學(xué)和探索新領(lǐng)域具有極大的幫助。
“寫作與溝通”授課教師、寫作與溝通中心程祥鈺、李君然分享道，目前的智能助教系統(tǒng)在功能設(shè)計(jì)上全面周到，頁(yè)面布局合理，充分考慮到了寫作課的教學(xué)需求與課程特點(diǎn)。尤其是系統(tǒng)中關(guān)于人工智能生成內(nèi)容（Artificial Intelligence Generated Content）的應(yīng)用思路與潛在可能性構(gòu)想，體現(xiàn)了各位老師及助教團(tuán)隊(duì)投入的大量精力，為寫作教學(xué)開(kāi)辟了新的視角。
“心智、個(gè)體與文化”授課教師、社科學(xué)院副教授錢靜介紹道，智能助教系統(tǒng)不僅能生成寫作評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，還能針對(duì)學(xué)生的寫作給出具體評(píng)價(jià)。高效的反饋機(jī)制對(duì)于提升學(xué)生寫作水平至關(guān)重要。智能助教能夠快速學(xué)習(xí)心理學(xué)知識(shí)、理論，并為學(xué)生提供及時(shí)有效的反饋。經(jīng)過(guò)一學(xué)期的初步嘗試，學(xué)生們對(duì)智能助教給出的評(píng)語(yǔ)給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為從內(nèi)容準(zhǔn)確度、結(jié)構(gòu)清晰易懂度、認(rèn)同程度和幫助性方面，智能助教相較于通用大模型（例如GPT4）、甚至相較于真人助教，都更具優(yōu)勢(shì)。
“環(huán)境決策實(shí)踐”課程基于任課教師自主研發(fā)的天工AI大模型，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持、智能評(píng)估和反饋，以輔助其學(xué)習(xí)過(guò)程。環(huán)境學(xué)院教授徐明認(rèn)為，智能助教的建立，旨在探索以問(wèn)答為核心的互動(dòng)式知識(shí)獲取模式與學(xué)習(xí)效果追蹤評(píng)價(jià)機(jī)制，提升學(xué)生的課程參與度。由此形成的個(gè)性化教學(xué)方案能夠更好地滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
物理系教授安宇講授的“大學(xué)物理”課程也參與了試點(diǎn)，值得一提的是，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)嘗試了以代碼形式表達(dá)和解答物理問(wèn)題，初步測(cè)試顯示，這種方式的解題效果補(bǔ)充了傳統(tǒng)的文字解答方式的不足。
電機(jī)系教授于歆杰講授的“電路原理”課程，基于教學(xué)團(tuán)隊(duì)錄制的慕課、雨課堂授課材料、往期教學(xué)數(shù)據(jù)等大量資源，進(jìn)行了知識(shí)點(diǎn)輸入和抽取工作，在完成電路圖數(shù)據(jù)處理和建模理解后，將于2024年春季學(xué)期中投入使用。于歆杰表示，智能助教可以更好地為學(xué)生提供隨時(shí)隨地的答疑解惑；同時(shí)，智能助教可以協(xié)助教師推薦相關(guān)資源，為有需求的學(xué)生給出延展性學(xué)習(xí)建議。
自動(dòng)化系教授王紅講授的“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程，是理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密、注重定性分析與設(shè)計(jì)的一類課程的代表，對(duì)智能助教系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。目前通過(guò)增強(qiáng)知識(shí)庫(kù)模型能力和代碼能力，已具備了智能助教系統(tǒng)的基本功能。王紅認(rèn)為，智能助教系統(tǒng)的加入為教和學(xué)的過(guò)程增加了一個(gè)有力的工具，讓學(xué)生更好更快地進(jìn)入學(xué)習(xí)的狀態(tài)，是同學(xué)們的全天候持續(xù)陪伴，其意義不是一次性的解決學(xué)習(xí)上的困惑，而是在對(duì)話中帶著學(xué)生層層撥開(kāi)迷霧，在這個(gè)過(guò)程中感受獲取知識(shí)的愉快。新的學(xué)期，“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程將持續(xù)探索智能助教在課程教學(xué)中的多元化角色與定位，讓使用者得到更多啟發(fā)和收獲。
過(guò)去十年，清華大學(xué)在線教育工作取得了豐富的成果與經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)十年，清華大學(xué)將勇立潮頭主動(dòng)出擊，在人工智能的浪潮中積極布局。2024年清華大學(xué)將開(kāi)展100門人工智能賦能教學(xué)試點(diǎn)課程，利用人工智能輔助或深度介入課程，打造人工智能助教、人工智能教師，持續(xù)創(chuàng)新教學(xué)場(chǎng)景，提升教與學(xué)效率與質(zhì)量，為高等教育的創(chuàng)新與發(fā)展注入新活力，助力推進(jìn)我國(guó)教育數(shù)字化。
供稿：教務(wù)處
編輯：肖零
審核：郭玲
