学而思·爱智康来“开脑洞”了，瞧瞧和教育有关的“黑科技”
导语
11月26日上午，在2019 GES未来教育大会“学而思品牌工作坊”上，学而思发布了《未来学习者学习趋势观察》，在探讨未来学习的趋势变化的同时，学而思旗下聚焦中小学个性化教育的高端品牌学而思·爱智康（以下简称为“爱智康”）展示了赋能未来学习者所做出的系列探索与有益尝试。
同一门考试都得75分的学生，能力是否一样？家长如何得知孩子在 1 对 1 课堂里的学习过程，能否打破“黑箱效应”？认知科学与AI结合，能否打破1对1教学的黑箱？
01
卷面总分一样的学员，
能说明他们是同一种
类型和水平吗？
考试成绩在一定程度上反映了一个学生的综合素质，但不能全面反映一个人的所有能力。人的能力是多方面的，考试成绩更多的是反映一个人对所学书本知识的掌握能力。
好未来硅谷研发部负责人包蓓蓓提出了一个问题：“在一张传统试卷上，如果几位同学都得了75分，是不是大家会觉得他们的知识掌握程度差不多呢？恰好一样的卷面总分，真的能说明他们是同一类型、水平的学员吗? ”
可能在过去，我们会简单粗暴地认为，同一分数段的学生，他们的水平也是一样的。即使考虑到同分不同作答时间、不同知识点掌握程度、不同潜能的情况，也无法拿出一个令人信服可量化的结果。
为此，爱智康和好未来硅谷研发团队历时9个月研发推出“学而思精准测评”，相较于传统学习认知，带来了3点突破：
1、作答策略可视化。通过数据分析，测评工具能够重现学员的考试策略。“学而思精准测评”通过还原在每道题上所花的时间，区分开 “会而熟练” “会而不熟练”，区分开“不会但死磕”“不会就放弃”等，把这些在传统考试中看不见的数据可视化出来，赋能爱智康的老师帮助学员改善答题习惯。
2、引入 IRT 测评工具，更加精准地估计学员真实的能力。同样分数，但因题目不同所以难度系数不同。同理，同一道题在不同地域的难度系数也不同。同时，还按照不同地区、 不同学段，进行了特异性建模，让跨地区的分数可比、可追踪。
3、结合认知科学和大数据。通过分析学生答错的题目和知识点，精准判断他前面哪里没有学扎实。“学而思精准测评”打开“同分不同知识掌握情况”的黑箱，赋能老师，提升教学效率。
“学而思精准测评”使用布鲁姆的“教育目标分类法”来判断学生对一个知识点的精通程度。教育目标可以分为六个层面，记住、理解、应用、分析、评价和创造。通过精准测评体系，可以让老师了解到，如何帮助定制专属的个性化教学方案，让因材施教成为可能。
在对爱智康学员进行能力画像的过程中，我们会发现有一些孩子虽然整体得分不是最高，但是他们的中高阶能力比较突出。这些学员，在同等的学习条件下，进步更快、潜力更大。对比两组追踪的学员数据：一组是高潜，一种是常规。经过两个月在爱智康的学习，超过 70%的高潜学员实现了段位水平的跃迁。
02
如何打破1对1教学的黑箱？
2018年3月，爱智康正式发布“i进步个性化学习体系”。截至目前，“i 进步个性化学习体系”已经整合了学而思测评、互动课件、AI 智慧课堂等功能，升级成为了融合多种科技创新的1对1教学解决方案。
1对1教学，针对性强。它基于学习能力和学习状况不同的孩子，制定符合孩子实际情况的教学方式，而老师的及时解答也保证了学生的学习效果，时间利用率高。同时，老师在时间上可以集中在一个学生上，从而提高了教学的效率，能最大限度地调动学生学习的积极性。
但在传统1对1教学里仍存在一些尚未解决的难题，如课堂呈现形式、老师与学生的互动程度和学生上课的真实状态等不够透明化。最重要的是，当老师和孩子一起上课时，家长不能随时随地感知到孩子学习的状况和老师的水平。
基于这种考虑，爱智康去年上线了“开放课堂”。AI智慧课堂通过语音识别、图像识别等技术，利用机器检测老师板书笔记、课堂互动频次以及老师鼓励次数等，给老师一面智慧的“镜子”。它通过定期的数据反馈，让老师灵活调整教学节奏，提高课堂的互动性和学习效率。
AI和大数据在系统内赋能，将整个学习过程记录下来，可以实时记录关注孩子的学习状态、习惯、心态，并且做到有迹可循。家长也可以通过爱智康APP收看孩子上课的实况直播，实现“远程陪伴”。
据统计数据显示，在爱智康1对1课堂上，学生每小时平均提问 16次，教师每小时提问 63次;学生语速 156 字/分钟，教师语速 227 字/分钟。从中可以看出，1对1课堂上师生互动频繁，信息交互度高。通过数据，每位老师都可以调整自己的授课方式，以更好地辅导学员。同时针对共性问题对老师进行培训，提升整个教师队伍的授课水平。
在“i进步个性化学习体系”中，互动课件也是一个重要环节。优秀的课件不仅有利于吸引学生注意力，提升兴趣，更有助于教师讲解教学重难点。老师原本需要花费很多时间的筛题、查找资料、准备教案、制作题库，现在变得更自由、更高效。特别是抽象难解的数学、物理等学科知识，教师经常要利用多媒体直观演示知识点的解析过程。在互动课件里，既有视听素材，又有可直接动手操作的模拟实验。这些视听体验和动手操作不仅可以让孩子在课堂上更高效地学习，还能让孩子获得美好的学习体验。
例如在教授“立体展开还原”时，涉及到空间逻辑的知识点比较难讲解，只利用板书的话，效果会很一般。这时候使用多媒体课件，可以更为直观地呈现立方体展开还原的过程，让学生迅速理解教学重难点。在“爱智康”课堂上，老师们可利用互动课件来授课，尽可能地满足每一个学习者的偏好。
03
我们距离因材施教
还有多远？
在传统教育模式下，教育的主体一直偏重于教师的演绎。随着时代的变迁，教育变革要求教育工作者将教育的主体归还给学生，教师只做引导。人工智能教育的理念、个性化的教育机制恰是在将学生的被动接受，转为主动索取，促使学生将学习的重点放在思考和探索上，重视创造和创新力。
目前，教育行业正逐步从移动互联网时代向人工智能时代过渡，未来将是“AI+大数据”的时代。教育模式也正从传统模式转向“千人千面”的个性化、定制化模式。
人工智能将取代教育工作者的重复性劳动，诸如试卷批改、作业审阅、课程复习。与此同时，老师将会在科技创新、管理决策、情感关怀等方面发挥更大的作用。
在传统的教育模式下，每个人受到的教育更多的是被模式化、标准化所限制。人工智能的加入打破了这种局限，让受教育者得到更多的智慧，施教者也有更宽的眼界，从根源上打破教育的思维局限。
人工智能的发展为人们打开了新的视野，颠覆了传统观念中对于机器的理解，通过神经网络的研究力求使机器达到人的感官和思维能力，加入深度学习以求使机器能如人脑思考和学习，以便更好地为人类事业服务。站在时代的前端，教育应将各种可用的手段应用于教学工作，实现教学育人的本质，为学生提供更个性化的教学资源、更便利的教育方式。
AI+ 教育是教育行业发展的方向。广大教育工作者可根据人工智能平台分析制定学生的个性化教学方案，提高教学质量，满足每个学生对老师关注度的需求。同时在制度上加以完善，提倡人工智能应用于教学，监督教学质量。
如果说互联网和移动互联网技术促进了教育的全球化、民主化和多元化，那么AI+大数据将实现教育的个性化和定制化。大数据时代个性化教育的研究价值和应用潜力巨大。大数据挖掘可以对教育数据进行从微观到宏观的统计、分析、推理和预测，发现学习和教学的相互作用规律和趋势走向，帮助教师和管理者更好地做出学习指导和教育决策。这既能为学生提供高质量、个性化的学习体验， 又能改进教师的教学方式，完善和优化教学过程。
在当今AI+大数据的时代，利用数据挖掘、机器学习、深度学习等技术，进行大规模教育数据集的深度挖掘和分析预测，指导个性化教育决策，让教育从统一化、标准化转向个性化。每个学生都存在着个体差异，要充分发展学生的个性特长，在教育中既要把握学生整体性特征,又要顾及学生个性化特点。因此，实施因材施教原则是十分必要的。
“好未来的使命是用爱和科技驱动教育进步，爱智康也一直在为此而努力。应用人工智能技术，通过开放课堂和人工智能技术洞悉教学的冰山之下，透明化教和学的表现。”爱智康初中理科产品部的徐明珠表示，“未来，爱智康希望运用认知科学和AI技术，实现更大规模地、更科学地因材施教。”
结语
陶行知先生曾说：“培养教育人和种花木一样，首先要认识花木的特点，区别不同情况给以施肥、浇水和培养教育，这叫'因材施教’。”多元化的社会，需要多方面的人才。随着社会的进步，社会分工越来越细，需要不同特长的人才，我们必须“因材施教”。社会经济的多元化，对于教育来说，也是一个重大的变革。教育行业从业者要紧跟社会发展的需求，为社会培养更多适合的人才。
在人工智能时代背景下，必须要在现代教育中实现对大数据的科学、合理运用，充分发挥大数据的重要作用。利用大数据技术，可以记录学生的行为数据，了解学生的个性化需求，推荐个性化学习内容，了解教师的教学行为，完善教育评价，促进个性化教育的发展。
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