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教育智能体赋能高中物理教学：创新实践与应用探索

在教育改革的浪潮中，传统教学模式面临着诸多挑战，而新兴技术的涌现为教学改革带来了新的机遇[1]。《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）强调培养学生的核心素养，注重学生的自主学习与创新能力。然而，当前教学中存在学生学习动力不足、反馈不及时等问题，制约了教学效果的提升。为解决这些问题，笔者引入教育智能体，并聚焦于“教育智能体四小行动”[2]，以高一物理教学为例，探讨其在教学中的创新实践。笔者按照课标要求，开展文献研究，阐述课题价值，针对教学中的痛点问题提出解决方案，旨在提升学生主动学习能力和个性化学习效果，为教育智能化转型提供实证支持，以期为教学改革提供新的思路与方法。

一、教育智能体赋能教学的理论基础与研究价值

（一）教育智能体的定义与作用

教育智能体作为生成式人工智能大模型的实践应用，为教学改革带来了新的机遇。其能够与人协同工作，执行教学任务，实现教育活动的个性化和高效化。黎加厚教授提出的“教育智能体四小行动”，即小场景、小研究、小智能体、小创新，为教育数字化转型提供了具体路径。教师在教学微场景中应用教育智能体，可以更好地掌握教学节奏，优化教学策略，满足学生多样化的学习需求，推动因材施教和高质量教育的实现。

（二）研究价值

教育智能体不仅是信息技术的新成员，还代表了一种全新的教学辅助工具，能够与人协同工作，执行教学任务。这种新型工具的出现，预示着教育方式、思维方式和教育管理方式的根本变革。已有研究将人工智能应用于物理教学[3-5]?，但关于教育智能体的研究相对较少。黎加厚教授强调，教育智能体的应用，将使得每位教师和学生都能拥有适合自己的智能体辅助教学，从而实现教育活动的个性化和高效化[6]。在全球教育改革的大背景下，我国教育改革正面临着从量变到质变的转型。教育智能体的应用，正是这一转型过程中的关键一环。

二、教育智能体的设计与构建

为了实现讲授型教学的创新目标，提升学生的主动学习能力和个性化学习水平，笔者致力于构建一个教育智能体。该智能体通过集成知识库、数据表和工作流等高级功能，能够为学生提供即时反馈，并为教师提供深入的学生学习情况分析，从而在讲授型学习模式中发挥关键作用。

（一）知识库创建

“扣子”平台的知识库功能允许上传和存储外部知识内容，并具备高级检索能力。这一功能的应用有效解决了传统大模型在专业领域知识不足和产生幻觉的问题，显著提升了回复的准确率。以高一物理教学为例，笔者将测试题目和答案上传至知识库后，系统自动完成标注和数据处理，使其能够在工作流和智能体中被高效调用。

（二）数据表创建

笔者创建数据表用于存储和查看学生信息及反馈结果。该表涵盖学号、年级、班级、姓名、试卷名称、题号、智能体打分和智能体评价等关键字段，为教师提供了一个全面的视图，以便监控和分析学生的学习效果。

（三）工作流的设计

工作流是智能体的核心，各节点设计如下（如图1）。

1.语音转文字节点

笔者利用“扣子”平台的官方插件SpeechToText，将学生的语音输入转换为文本，为后续处理打下基础。

2.大模型节点

笔者选择字节跳动的“豆包”模型，结合预设的知识库，对转换后的文本进行深入分析。设计系统提示词和用户提示词是为了确保模型准确理解学生的回答，并给出合理的评分。

系统提示词：你是专业的高中物理作业评分师，精通高中物理的所有知识点和题目。学生有计算错误则评分不高于6分，如整体思路正确可以得7分，错误较少可以得9分，最高10分。

用户提示词：结合技能，理解{{input}}，找到其中的优点并打分。

回答格式如下。优点：……。错误：……。分数：?10?分。

3.代码节点

笔者将大模型的输出作为输入，通过JavaScript代码提取关键信息，并在输出中添加“comment”和“score”两个参数。

asyncfunctionmain（{params}：Args）：Promiselt;Outputgt;{

constparts=params。input。match（/优点：（[^.]+）。分数：（＼d+）分/）;

constret={

\comment\：parts[1]，

\score\：parseInt（parts[2]，10），};

returnret;}//构建输出对象

4.数据库节点

笔者将输入节点的信息和代码节点的输出存储到数据表中，便于教师在后台进行查阅和管理。该节点的输入即所有需要存储的数据，并添加刚创建的数据表，SQL语句需要填写代码如下：

INSERTINTOphysicalhomework（student_id，grade，class，name，papername，questionnumber，s