AIGC 賦能教育的具體應用場景

• 陳博 2023年10月30日 來源：中研網 1010 64
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高頻互動是AIGC類應用的一個重要特點，它具有上下文語義的理解能力和一定的邏輯能力。AIGC應用能夠根據輸入內容的變化不斷學習和調整輸出內容，從而在課堂中與學生進行辯論、發(fā)起討論會等活動，提高了人機交互頻率，激發(fā)了學生的學習積極性。在課外，AIGC應用可以進行一

AIGC技術的發(fā)展、應用建立在GAN（2014）、Transformer（2017）等深度學習模型的基礎上，將AIGC植入于自適應學習軟件中，會顯著提升自適應系統的推薦精確性，從而提供更符合學生學情的學習資源、學習路徑。除此之外，AIGC具有智能生成數字化教學資源的屬性，其可與多樣的教育場景相結合，并將從高效生成、高頻互動、高度沉浸三個方面賦能教育。

1）高效生成

含義：高效生成是指AIGC技術可以根據特定的輸入指令（例如ChatGPT的prompt），幫助教師快速生成形式多樣化的教學材料，例如教案、試題等，從而極大地提高教師的工作效率。同時，學生也可以根據自身的學習需求，生成練習題、作文提綱等輔助學習材料，以實現個性化學習。更重要的是，AIGC技術還可以參照數據產生的模式創(chuàng)造出新的數據樣本，可用于生成市面上不存在但更貼近教師、學生需求的數字化教育材料。

具體應用示例：生成備課教案：經調研，國內外部門教育機構已在嘗試將ChatGPT等AIGC應用于教師的備課環(huán)節(jié)中，其在教師備課環(huán)節(jié)的介入深度遠大于傳統AI。以英語教學為例，備課時教師只需要將學生特征、知識點內容、授課環(huán)節(jié)、備課框架等要點作為prompt輸入ChatGPT，即可得到一份較為詳細的教案安排，其可應用于任何學科，亦可與現有的相似題推薦等AI應用相結合。

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生成隨堂練習題：以英語課的隨堂練習為例，只需將學生的認知水平、課程中知識點（甚至可以設定交叉哪些知識點）、題目類型等要求作為prompt輸入ChatGPT，即可得到滿足要求的測試題目，還可以根據其他要求任意調整題目的細節(jié)（格式、數量、選項等）。

2）高頻互動

含義：高頻互動是AIGC類應用的一個重要特點，它具有上下文語義的理解能力和一定的邏輯能力。AIGC應用能夠根據輸入內容的變化不斷學習和調整輸出內容，從而在課堂中與學生進行辯論、發(fā)起討論會等活動，提高了人機交互頻率，激發(fā)了學生的學習積極性。在課外，AIGC應用可以進行一對一的個性化答疑、作業(yè)批改和學情評估等工作，一定程度上彌補了教師資源的緊缺，推進了規(guī)模化的因材施教實踐。

具體應用示例：辯論對手：以"AI的利弊"話題為例，將辯論的話題、ChatGPT所持有觀點以及其他的辯論細節(jié)（論據類型）作為prompt輸入對話框中，ChatGPT即可生成所持觀點的論點、論據，并根據對方的觀點進行有說服力的反駁。

1v1個性化答疑：ChatGPT類模型通過文字交互實現課后1v1答疑，其接收學生問題并通過提供解答、解釋相關概念和技能、演示示例、提供相關資源和資料等方式幫助學生解決疑問、加深對所學知識的理解，緩解了課后教師答疑資源緊缺的問題。與直接給出標準答案的拍照搜題等軟件不同，ChatGPT類模型會漸進式地引導學生解決問題，并鼓勵學生進一步發(fā)問。以KhanAcademy旗下的Khanmigo（基于GPT-4）為例，它可以提供課后1v1答疑服務。當學生直接詢問答案時，Khanmigo會鼓勵學生自己解決問題，并提供解題思路的引導。對話內容也可以由家長和教師隨時查閱，以及時掌握學生的學習情況；此外，Duolingo新推出了DuolingoMax訂閱服務，它具備"ExplainMyAnswer"的新功能。在練習結束后，用戶可以與Duo（基于GPT-4）展開對話，獲得錯誤原因的解答，并且還可以進一步要求舉例或說明。

3）高度沉浸

含義：高度沉浸是指AIGC技術能夠大幅縮短在教育元宇宙虛擬世界中建立3D模型所需的時間，配合VR/AR等相關技術，教師可以進行模擬試講和構建生動的教具模型，如虛擬歷史人物和天體模型等，提高課堂的趣味性，激發(fā)學生的學習熱情。在教育元宇宙中，學生可以進行口語對話練習、模擬演講和模擬社交等互動體驗。此外，AIGC技術還可幫助教師和學生創(chuàng)建自己的虛擬形象，以實現在遠程虛擬教室、虛擬實驗中的沉浸式教學體驗。教育元宇宙一般指利用VR/AR等技術構建的教育虛擬空間，使得學生和教師可以在其中共同創(chuàng)造、學習、交互和分享知識。傳統構建虛擬世界的方式需要依靠掃描、重建模型等方式完成，費時費力，而AIGC技術的應用，可以快速生成高質量的虛擬世界內容，為元宇宙的構建提供了更加高效的解決方案。

具體應用示例：遠程虛擬課堂：利用AIGC技術生成虛擬課堂空間、虛擬人物形象和教學材料，學生通過ARVR設備參與課堂學習，提升遠程在線教育的互動性和沉浸感，同時利用多樣化的虛擬教具增強學生的學習興趣。美國教育機構OptimaClassicalAcademy提供遠程虛擬課程服務，學生可以通過虛擬現實設備在家中完成數學、文學、科學、藝術等課程的學習。在學習過程中，老師提供多樣的虛擬教具，例如虛擬的太空環(huán)境、原子結構模型、動植物結構模型、歷史場景等，以增強學生的學習興趣和體驗感。此外，學生還可以通過"元宇宙課間"、"元宇宙學生會"等進行社交活動，提升人際交往能力。

虛擬實驗室：利用AIGC技術可生成任意學科的實驗室環(huán)境、實驗設備等，學生和教師可通過VR設備進入虛擬環(huán)境進行實驗操作，在達到安全、低成本的同時，實現良好的實驗效果。與傳統實驗相比，虛擬實驗室中的教師可實時掌握學生的實驗操作情況，以更好地分析教學問題的所在。"智慧宮"是格如靈科技旗下的一套中學虛擬仿真實驗室訓練考評系統。它可以模擬物理、化學、生物實驗場景，提供規(guī)范的實驗內容和自由化的交互方式。學生可以通過VR設備在安全有保障的條件下進行實驗操作，教師可以通過后端監(jiān)控系統實時了解學生的操作情況。

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