学科教学的演进：从雅典学院到“AI老师”

在拉斐尔的著名画作《雅典学院》中，位于学院正中央的两位是柏拉图和亚里士多德。柏拉图手指朝上指向天空，寓意自然宇宙，亚里士多德手指朝下指向地面，寓指世道人心。千百年来，自然宇宙和世道人心成为人类认知世界的两个主要维度，进而衍生出多门类学科。致力于探索自然宇宙的天文、物理、化学等，以及从世道人心派生出的人类学、社会学、政治学等。目前，世界各国所奉行的学科教育制度从哲学起源来说，可追溯至《雅典学院》时期。

随着人类认知从最初包罗万象的“爱智慧”，到各个学科门类越来越细分，教育也在不断的演进。到中世纪中后期，“大学”的诞生标志着学科教育的兴起。从世界第一所博罗尼亚大学，到如今的哈佛，学科从最初的一个，到一千页目录。而在学科体系基础上，900多年来，也诞生了难以计数的学科教师，他们为培养各个领域人才付出着汗水和辛劳。

然而，我们认为的数学老师教数学，语文老师教语文，英语老师教英语……这些天经地义的认知，如今却可能被推倒重建。以后在学科教育上，取而代之的很可能是“AI老师”。

在日前举办的2018 GMIC会议上，乂学教育首席科学家崔炜博士发表了“AI和大数据驱动的个性化学习”主题演讲。在他看来，AI技术能够让教师回归到更有价值的工作上，能够带来更好的教学效果：

“基于目前AI技术所具备的强大计算能力、存储能力，以及逻辑思维能力。在教育领域，AI不仅能够完成识别类型、批改类型的任务。在成为老师教学工具和助手之上，AI技术还可以帮助老师减少工作负担，替代老师完成教学的过程，让老师可以做更有意义的事情。”

以此为创建初衷和使命，乂学教育从2014年开始以AI自适应学习作为主要经营方向。截止2017年底，国内专做AI教育方向的公司也从最初的寥寥无几发展到四十多家。

AI教学路径：前瞻学习、追根溯源、战略放弃

而随着市场体量的不断增大，AI深入到教学领域的优势也不断显现出来。崔炜用围棋来举例说明AI在教育领域所起到的异曲同工之效：类似于Alpha Go模拟下围棋的策略，下围棋有目标和规则，AI能从中够判断出最大获胜的可能性。同样，用深度学习的方法可以实现老师在教学中的思维过程，将观察学习过程中采集到的数据进行分析，了解到各个学生知识掌握程度，并在分析的基础上推荐个性化的学习方案。

在崔炜看来，让AI做老师，表现更加优秀的方面在于两点：一方面能够避免教师素质参差不齐的弊端，另一方面则可以给学生量身定制。

“在学科教学模式中，好的老师对达成教学效果至关重要，但优秀教师往往万里挑一。而且，更重要的是，人的精力有限，再优秀的老师也有认知漏洞和缺陷。与此同时，学生的水平也良莠不齐，学校中的班级教育一般针对中等成绩学生的认知能力，优等生和差生都不能充分利用学校的教育资源，对于他们来说，优等生需要更高强度的认知学习，而差生则需要补漏和重点突破。”

在保证教学水平更为优越，对学生体察更为准确的基础上，AI老师能够做到实时动态规划每个学生的学习路径，主要包括三个方面：前瞻学习、追根溯源、战略放弃。

前瞻学习：要求AI老师明确学习的目标，并且清楚了解实现学习目标需要具备哪些相应的知识。比如实数的运算，学生需要明确实数的性质和有理数的混合运算两个知识点；

追根溯源：AI老师要有发现学生知识点没学好的溯源能力，比如九年级学生，花了很长时间没有学好的知识点，问题是出在七八年级的某些知识点掌握不扎实；

战略放弃：这个能力主要是适应目前的教育体制，针对一些学习速率慢，学习能力较弱的学生。如果有太多的知识点不能一一完成学习，AI老师能够做一些战略性的放弃，优先挑选知识点中学生有能力学习好的，且对他的中考、高考来说帮助最大的。

构建AI知识点系统的四要素和未来超级AI导师

然而，尽管有诸多的优点，新生事物在没有得到认证之前，还是难免受到质疑。而早在2011年，Vanlehn独立研究者便证明了AI教学和人类老师教育效果不相上下。与此同时，AI教学能够渗透到教学过程中，让老师有更多时间和学生进行情感沟通交流，培养学生学习兴趣和动力，纠正学生的学习行为。

据崔炜介绍说，目前乂学教育在打造AI知识点学习系统上沉淀了四个要素：第一是具备本地化的知识体系，第二个是具备高质量学习能力，第三个是多种AI算法有机结合，最后是有效的大数据体系。

去年，公司获得了2.7亿元融资，其中大部分资金用于产品研发。对于该融资的使用情况，崔炜表示说：“初中四个学科投入研发一个多亿。包括算法、学习内容，我们自己开发算法，并和国外的数据科学家合作。在美国纽约设立了人工智能教育研发中心，并在硅谷和斯坦福国际研究中心成立了人工智能深度学习联合实验室。一共有7、8个算法工程师。还有一百多人的教研团队。主要是教研负责人，以及教学内容开发。和今日头条一样，有算法，但也需要有内容才能够进行相应的推荐。”

最后，对于AI教学未来的愿景，崔炜给现场嘉宾展示了三位古今象征智识的伟人，分别是苏格拉底、达芬奇，以及爱因斯坦，他们的寓意分别是思辨智慧、博学创造和智力超群。

“尽管现在AI认知能力还处于婴幼儿期，但如果我们把创造力、想象力、智力做拆解，做到可定义、可测量、可训练。未来人工智能成为像苏格拉底、达芬奇和爱因斯坦这样的超级导师指日可待。”