Leo Qin

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05 · 项目

个性化 AI 教学助手(Teaching Copilot)

面向贵州毕节教师和学生的个性化 AI 助手。

角色
项目负责人
时间
2022 年 8 月 – 2026 年 6 月 · 中国贵州毕节
for teachers 543 textbooks look up class-prep draft under 30 s for students leveled quizzes mind maps for teachers 543 textbooks look up class-prep draft under 30 s for students leveled quizzes mind maps
教师备课初稿以教材为依据;学生则可使用测验题和思维导图。

使用的技术

  • RAG
  • ChromaDB
  • Qwen
  • Next.js
  • Express
  • Mermaid

项目简介

面向教师:这套 RAG 助手基于 ChromaDB 和 Qwen,检索范围覆盖 543 本教材。RAG(检索增强生成)会先查找教材内容,再生成文本。生成一份备课初稿用时不到 30 秒(实测中位数 18.9 秒),手动备课约需一小时。10+ 位教师用过。

面向学生:一款基于 Next.js 和 Express 的应用,提供分层测验题和 Mermaid 思维导图,约 150 名学生用过。

值得注意: 这项比较以班级为单位,涉及两个七年级班,每班约 50 名学生,未随机分组。正式分析未发现测试成绩的总体差异达到统计显著水平;项目不宣称学习效果有所提升。

公开演示使用合成数据。

实际使用中,网络不佳和服务器费用都是现实限制。

教师与学生两端

  • 教师先选择学科、年级和主题,助手据此检索相关课程材料,控制上下文范围,再流式生成备课初稿并标注来源。助手还会生成练习题和内容分析,支持文本、思维导图、流程图和时间线四种形式。
  • 学生通过 Next.js 和 Express 应用做分层测验,也能查看 Mermaid 思维导图。
  • 保存的内容可以收藏和导出,例如导出为 PDF,或把思维导图和时间线导出为图片。

工作原理

教师 选择主题 检索 ChromaDB Qwen 生成初稿 教材 543 本教材 初稿 附上来源
图中为原始系统。公开演示版用合成测试数据、确定性检索和确定性生成器替代 ChromaDB 和 Qwen,因此无需密钥或数据库也能运行。

教材库

各学科馆藏教材数量
  1. 音乐 77
  2. 地理含地图册 69
  3. 美术 68
  4. 数学 65
  5. 英语 55
  6. 科学含活动手册 49
  7. 体育与健康含教师用书 31
  8. 生物 26
  9. 物理 21
  10. 语文 18
  11. 道德与法治 18
  12. 化学 17
  13. 历史 12
  14. 俄语和日语 9
  15. 书法 8

共 543 本教材,按书名中标注的学科分类。 来源: 教材导出汇总,2025 年 9 月 1 日。

课堂实测

  • 毕节两个七年级班参与测试,每班约 50 名学生。一个班拿到打印版 AI 生成材料,另一个班拿到打印版对照材料。
  • 测量指标包括课后即时测试、简化版 NASA-TLX 工作负荷量表,以及兴趣和满意度题目。
  • 学生按原有班级分组,而非逐人随机分配,因此班级差异会和干预效果混在一起。
  • 正式分析未发现测试成绩的总体差异达到统计显著水平;项目不宣称学习效果有所提升。

实际应用中的限制

  • 实际使用中,网络不佳和服务器费用都是现实限制;有些学校还需要更好的设备或网络接入。
  • 公开演示用合成测试数据在本地运行,只展示检索流程,不展示完整的私有教材库。

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