為深入學(xué)習(xí)貫徹二十大精神，集中展現(xiàn)教育現(xiàn)代化成果，以數(shù)字化驅(qū)動(dòng)學(xué)校教育教學(xué)變革，服務(wù)區(qū)域教育高質(zhì)量發(fā)展，2024年4月8日第33屆北京教育裝備展示會(huì)暨北京教育裝備論壇在京順利召開(kāi)。中科睿途攜AI助教產(chǎn)品“隨課堂”參加了此次展會(huì)，該產(chǎn)品憑借其強(qiáng)大的智能輔導(dǎo)、數(shù)據(jù)分析和管理功能，吸引了眾多參展嘉賓和教育從業(yè)者的關(guān)注。
人工智能帶來(lái)的教育變革
人工智能的突破性發(fā)展為教育智能化帶來(lái)了新機(jī)遇和強(qiáng)驅(qū)力，在線教學(xué)已成為高校教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)，各高校均建設(shè)有學(xué)校私有教學(xué)平臺(tái)，同時(shí)許多優(yōu)秀教師在中國(guó)大學(xué)MOOC等公有教學(xué)平臺(tái)上開(kāi)設(shè)課程。隨著在線教學(xué)的深入開(kāi)展，師生在應(yīng)用教學(xué)平臺(tái)時(shí)分別產(chǎn)生了新的問(wèn)題與需求。這也引發(fā)了高等教育教學(xué)深度變革，甚至重塑教育形態(tài)。
生成式人工智能技術(shù)以其強(qiáng)大的語(yǔ)言理解、情景學(xué)習(xí)、邏輯推理等能力在教育領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。檢索增強(qiáng)生成（Retrieval Augmented Generation，RAG）是生成式人工智能技術(shù)（Generative AI，生成式AI）和檢索技術(shù)的融合體，檢索增強(qiáng)生成技術(shù)在語(yǔ)言理解、邏輯推理、知識(shí)問(wèn)答等方面的核心能力在高等教育領(lǐng)域有很高的應(yīng)用價(jià)值。
然而雖然生成式人工智能技術(shù)以其強(qiáng)大的語(yǔ)言理解、情景學(xué)習(xí)、邏輯推理等能力在教育領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，但由于高校課程對(duì)于知識(shí)準(zhǔn)確性、意識(shí)形態(tài)可控性等有著高要求，大模型的知識(shí)局限性、幻覺(jué)問(wèn)題以及數(shù)據(jù)安全性等問(wèn)題導(dǎo)致未經(jīng)專業(yè)教育數(shù)據(jù)訓(xùn)練的模型根本無(wú)法直接應(yīng)用于課程教學(xué)。因此探索大模型核心能力在教育領(lǐng)域的典型應(yīng)用場(chǎng)景，挖掘其在教育領(lǐng)域的潛力，將為深化教學(xué)改革提高教育質(zhì)量培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供新的思路和支撐。
“隨課堂”突破傳統(tǒng)技術(shù) 睿途生成式AI重構(gòu)教學(xué)方式
據(jù)悉，“隨課堂”以北京中科睿途科技有限公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)高級(jí)人工智能平臺(tái)(AI Agent)——RatuBrain為核心，同時(shí)基于OpenAI和Mixtral 8x7B模型，結(jié)合多模態(tài)處理技術(shù)，通過(guò)鏈接專業(yè)課程知識(shí)庫(kù)和日常工具，創(chuàng)建出具有深度感知、長(zhǎng)周期記憶、超強(qiáng)推理和邏輯能力及執(zhí)行能力的智能助教應(yīng)用，探索生成式人工智能技術(shù)在高等教育專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)教師減負(fù)和學(xué)生個(gè)性化支持的雙重效果。
“隨課堂”通過(guò)對(duì)包含教師提供的課程原有資料、相關(guān)課程公開(kāi)學(xué)習(xí)資料、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資料三級(jí)資料庫(kù)進(jìn)行向量化，構(gòu)建專業(yè)課程知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，結(jié)合向量檢索技術(shù)和大模型技術(shù)，深度理解用戶檢索語(yǔ)句，能夠與用戶進(jìn)行問(wèn)答式對(duì)話，并可通過(guò)互動(dòng)式問(wèn)答進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)其功能和能力，從而能夠有效幫助學(xué)生快速了解和掌握知識(shí)點(diǎn)，大大提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。該案例中平臺(tái)支持多模態(tài)輸出，包括文字、圖片、表格、圖表、代碼以及數(shù)學(xué)公式等，以滿足多樣化的展示需求，并保證信息的生動(dòng)性和形象性。
未來(lái)該案例將可以輕松集成到學(xué)校的多個(gè)教學(xué)平臺(tái)或工具中，可以隨時(shí)、隨地、隨意學(xué)習(xí)，為師生提供高效便捷的教育服務(wù)。
“隨課堂”的技術(shù)創(chuàng)新
睿途AI助教將生成式人工智能技術(shù)引入高校課程教學(xué)，重構(gòu)了教與學(xué)方式，形成教師、學(xué)生、AI助教三元主體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式。睿途AI助教的技術(shù)突破主要有三個(gè)方面：
1.應(yīng)用RAG技術(shù)實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的課程問(wèn)答
通用的基礎(chǔ)大模型技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程的助教功能，主要原因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn)：
知識(shí)的局限性
大模型技術(shù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)自于公開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對(duì)于一些實(shí)時(shí)的、非公開(kāi)的或離線的數(shù)據(jù)無(wú)法獲取，課程相關(guān)的資料以及和金融相關(guān)的數(shù)據(jù)都屬于這個(gè)范疇；
幻覺(jué)問(wèn)題
所有的AI模型的底層原理都是基于數(shù)學(xué)概率，其模型輸出實(shí)質(zhì)上是一系列數(shù)值運(yùn)算，大模型也不例外，所以它有時(shí)候會(huì)一本正經(jīng)地胡說(shuō)八道，尤其是在大模型自身不具備某一方面的知識(shí)或遇到不擅長(zhǎng)的場(chǎng)景；
因此，睿途AI助教采用檢索增強(qiáng)生成(RAG)技術(shù)，按照課程構(gòu)建專有的知識(shí)庫(kù)并針對(duì)性地進(jìn)行Prompt優(yōu)化和工具整合，讓大模型在生成能力的基礎(chǔ)之上，能夠快速準(zhǔn)確地回答學(xué)生的問(wèn)題，讓學(xué)生能夠更快速便捷地掌握知識(shí)點(diǎn)和技能。
2.跨語(yǔ)種向量化性能優(yōu)化與語(yǔ)義檢索
在向量化的過(guò)程中，大部分單個(gè)語(yǔ)義表征模型在中英雙語(yǔ)或者跨語(yǔ)種場(chǎng)景中經(jīng)常表現(xiàn)不佳，由于高等教育的教學(xué)特色，雙語(yǔ)應(yīng)用或者跨語(yǔ)種應(yīng)用比較頻繁，因此睿途AI助教解決方案中借鑒了翻譯引擎的思路，充分利用了類似翻譯引擎的原理，只需一個(gè)模型即可在單語(yǔ)、雙語(yǔ)和跨語(yǔ)種場(chǎng)景中展現(xiàn)出卓越的性能，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的語(yǔ)義檢索，具有滿足多課程場(chǎng)景下的助教能力。
3.多模態(tài)數(shù)據(jù)處理和表達(dá)能力
通用的大模型技術(shù)需要借助多個(gè)工具才能實(shí)現(xiàn)多模態(tài)的表達(dá)能力，睿途AI助教采用插件化的方式，不僅僅支持多模態(tài)的資料輸入，也支持多模態(tài)的內(nèi)容輸出，包括圖片、視頻、表格、圖表、代碼和數(shù)學(xué)公式等多種模態(tài)數(shù)據(jù)，可以更好地滿足教學(xué)內(nèi)容多樣化的需求。
