基于AI的课程内容生成系统技术解析
教育领域需要高效、高质量的课程材料开发方案以应对快速演进的知识领域。传统手工创建方式导致教师时间分配失衡、教材质量参差不齐等问题。本解决方案通过大型语言模型(LLM)实现教育内容自动化生成，将开发周期从数天缩短至数小时。
技术架构
系统采用以下核心组件构建：
- 某机构Simple Queue Service (SQS)
- Lambda无服务器计算
- Bedrock AI模型集成
- API Gateway WebSocket API
- 某机构Simple Storage Service (S3)
- CloudFront内容分发
- DynamoDB数据库
- Cognito身份认证
- WAF网络安全防护
架构遵循某机构Well-Architected框架，确保鲁棒性、可扩展性、成本优化和高性能。
WebSocket API与认证机制
课程WebSocket API管理实时交互，包含三个主要路由：
$connect- 记录connection_id至DynamoDB$disconnect- 清理断开连接记录$default- 处理异常流量
认证流程采用JWT令牌验证：
- 用户通过Cognito登录获取令牌
- WebSocket连接请求携带令牌
- Lambda授权函数验证令牌有效性
- 有效会话信息存入DynamoDB
课程大纲生成模块
工作流程：
- 通过WebSocket提交生成请求
- Lambda函数将请求发送至SQS队列
- 触发LLM处理Lambda调用Bedrock生成大纲
- 使用Pydantic模型结构化响应
- 结果存储至S3存储桶
关键技术实现包括异步消息处理、结构化数据建模和实时流式响应。
课程内容生成模块
为每个学习目标生成：
- 1套阅读材料
- 3个视频脚本(各3分钟)
- 每个视频配套选择题
核心功能通过Bedrock的对话API实现，支持自定义提示词优化和上下文感知的内容生成。
安全与扩展考量
系统采用多层防护：
- CloudFront作为WebSocket分发层
- WAF防护Web漏洞
- Cognito实现严格身份认证
- IAM策略控制资源访问
异步处理和自动扩展设计可应对高并发场景。
部署实践
提供完整的CDK部署脚本，包含：
- WebSocket API配置
- Cognito用户池创建
- DynamoDB表结构定义
- Lambda函数权限管理
- 跨服务集成配置
技术栈支持Python 3.12运行环境，采用基础设施即代码(IaC)方式管理。
该解决方案展示了如何将生成式AI与云计算服务深度整合，为教育机构提供高效、安全的内容生产平台。通过自动化内容生成流程，教师可将更多精力投入创新教学和学生指导。