學科教學的演進：從雅典學院到“AI老師”

在拉斐爾的著名畫作《雅典學院》中，位于學院正中央的兩位是柏拉圖和亞里士多德。柏拉圖手指朝上指向天空，寓意自然宇宙，亞里士多德手指朝下指向地面，寓指世道人心。千百年來，自然宇宙和世道人心成為人類認知世界的兩個主要維度，進而衍生出多門類學科。致力于探索自然宇宙的天文、物理、化學等，以及從世道人心派生出的人類學、社會學、政治學等。目前，世界各國所奉行的學科教育制度從哲學起源來說，可追溯至《雅典學院》時期。

隨著人類認知從最初包羅萬象的“愛智慧”，到各個學科門類越來越細分，教育也在不斷的演進。到中世紀中后期，“大學”的誕生標志著學科教育的興起。從世界第一所博羅尼亞大學，到如今的哈佛，學科從最初的一個，到一千頁目錄。而在學科體系基礎上，900多年來，也誕生了難以計數的學科教師，他們為培養各個領域人才付出著汗水和辛勞。

然而，我們認為的數學老師教數學，語文老師教語文，英語老師教英語……這些天經地義的認知，如今卻可能被推倒重建。以后在學科教育上，取而代之的很可能是“AI老師”。

在日前舉辦的2018 GMIC會議上，乂學教育首席科學家崔煒博士發表了“AI和大數據驅動的個性化學習”主題演講。在他看來，AI技術能夠讓教師回歸到更有價值的工作上，能夠帶來更好的教學效果：

“基于目前AI技術所具備的強大計算能力、存儲能力，以及邏輯思維能力。在教育領域，AI不僅能夠完成識別類型、批改類型的任務。在成為老師教學工具和助手之上，AI技術還可以幫助老師減少工作負擔，替代老師完成教學的過程，讓老師可以做更有意義的事情?！?/p>

以此為創建初衷和使命，乂學教育從2014年開始以AI自適應學習作為主要經營方向。截止2017年底，國內專做AI教育方向的公司也從最初的寥寥無幾發展到四十多家。

AI教學路徑：前瞻學習、追根溯源、戰略放棄

而隨著市場體量的不斷增大，AI深入到教學領域的優勢也不斷顯現出來。崔煒用圍棋來舉例說明AI在教育領域所起到的異曲同工之效：類似于Alpha Go模擬下圍棋的策略，下圍棋有目標和規則，AI能從中夠判斷出最大獲勝的可能性。同樣，用深度學習的方法可以實現老師在教學中的思維過程，將觀察學習過程中采集到的數據進行分析，了解到各個學生知識掌握程度，并在分析的基礎上推薦個性化的學習方案。

在崔煒看來，讓AI做老師，表現更加優秀的方面在于兩點：一方面能夠避免教師素質參差不齊的弊端，另一方面則可以給學生量身定制。

“在學科教學模式中，好的老師對達成教學效果至關重要，但優秀教師往往萬里挑一。而且，更重要的是，人的精力有限，再優秀的老師也有認知漏洞和缺陷。與此同時，學生的水平也良莠不齊，學校中的班級教育一般針對中等成績學生的認知能力，優等生和差生都不能充分利用學校的教育資源，對于他們來說，優等生需要更高強度的認知學習，而差生則需要補漏和重點突破?！?/p>

GMIC會議上崔煒發表演講

在保證教學水平更為優越，對學生體察更為準確的基礎上，AI老師能夠做到實時動態規劃每個學生的學習路徑，主要包括三個方面：前瞻學習、追根溯源、戰略放棄。

前瞻學習：要求AI老師明確學習的目標，并且清楚了解實現學習目標需要具備哪些相應的知識。比如實數的運算，學生需要明確實數的性質和有理數的混合運算兩個知識點；

追根溯源：AI老師要有發現學生知識點沒學好的溯源能力，比如九年級學生，花了很長時間沒有學好的知識點，問題是出在七八年級的某些知識點掌握不扎實；

戰略放棄：這個能力主要是適應目前的教育體制，針對一些學習速率慢，學習能力較弱的學生。如果有太多的知識點不能一一完成學習，AI老師能夠做一些戰略性的放棄，優先挑選知識點中學生有能力學習好的，且對他的中考、高考來說幫助最大的。

構建AI知識點系統的四要素和未來超級AI導師

然而，盡管有諸多的優點，新生事物在沒有得到認證之前，還是難免受到質疑。而早在2011年，Vanlehn獨立研究者便證明了AI教學和人類老師教育效果不相上下。與此同時，AI教學能夠滲透到教學過程中，讓老師有更多時間和學生進行情感溝通交流，培養學生學習興趣和動力，糾正學生的學習行為。

據崔煒介紹說，目前乂學教育在打造AI知識點學習系統上沉淀了四個要素：第一是具備本地化的知識體系，第二個是具備高質量學習能力，第三個是多種AI算法有機結合，最后是有效的大數據體系。

去年，公司獲得了2.7億元融資，其中大部分資金用于產品研發。對于該融資的使用情況，崔煒表示說：“初中四個學科投入研發一個多億。包括算法、學習內容，我們自己開發算法，并和國外的數據科學家合作。在美國紐約設立了人工智能教育研發中心，并在硅谷和斯坦福國際研究中心成立了人工智能深度學習聯合實驗室。一共有7、8個算法工程師。還有一百多人的教研團隊。主要是教研負責人，以及教學內容開發。和今日頭條一樣，有算法，但也需要有內容才能夠進行相應的推薦?！?/p>

最后，對于AI教學未來的愿景，崔煒給現場嘉賓展示了三位古今象征智識的偉人，分別是蘇格拉底、達芬奇，以及愛因斯坦，他們的寓意分別是思辨智慧、博學創造和智力超群。

“盡管現在AI認知能力還處于嬰幼兒期，但如果我們把創造力、想象力、智力做拆解，做到可定義、可測量、可訓練。未來人工智能成為像蘇格拉底、達芬奇和愛因斯坦這樣的超級導師指日可待?！?/p>