清华大学"AI学习伴侣"平台：基于知识图谱与检索增强生成的大模型驱动高等教育智能辅导系统

《Cybernetics and Intelligence》：AI tutors and the transformation of education: Opportunities, challenges, and future directions

　　

摘要：

人工智能（AI）辅导系统对高等教育具有变革性潜力，但其整合面临着严峻挑战，包括但不限于课程错配、认识论上的不可靠性以及碎片化的学习体验。本文介绍了由清华大学自动化系开发的"AI 学习伴侣"平台。该平台强制执行课程特定的知识隔离，同时通过课程知识图谱显式建模跨课程的概念重叠。它集成了三个关键功能模块——多模态资源摄取、带引文追踪的检索增强智能问答以及自动测验生成。该平台由分层架构驱动，通过严格的提示工程、上下文管理和以证据为中心的生成方式来利用大语言模型。该平台已部署于 36 门课程，服务超过 1300 名学生，研究结果表明，该平台能提高学习效率，促进可追溯且深入的理解，并可整合进教学管理闭环以实现数据驱动的干预。