“用人工智能重新定义教师”

AI教师 真人教师的助手，帮老师实现从“广播者”到“引导者”的角色转变，带领学生走完整个学习过程，去达成高阶的教育目标，如对知识的评价、分析和创造。 ●讲述人：杨临风

洋葱数学联合创始人兼CEO。本科毕业于美国哈佛大学计算机科学专业，曾就职于波士顿咨询公司（BCG）。致力于利用AI技术实现个性化教学，推动优质教育普惠化。

9月刚开学的北京中学，一位特殊的“老师”如期到岗。

它有着500多亿条数据积累、知悉每个学生的薄弱之处，甚至比胡悦还要了解学生。它是AI老师，也被不少学校称之为人工智能个性化学习系统。

AI老师的存在，颠覆了以往的课堂模式，更让老师的教学策略、教学方法和课堂组织形式发生变化。

这是以学生为中心，围绕着提质增效和个性化教学开展的教学探索。老师不再唱“独角戏”，更注重与学生的互动，引导学生自主探究，最大程度实现教师教学方式和学生学习兴趣的无缝对接。

这距AI概念在1956年的达特茅斯会议上被JohnMccarthy提出，已六十年有余。但直到人类在与AI棋手AlphaGo的对战中遗憾败北，AI的浪潮才算真正掀起。

AI技术不断被应用在各个教育场景中，拍照答题、智能批改作业、制定学习计划……当真人老师与AI老师相遇，人工智能加持下的教与学，或许，正在为因材施教提供更多可能。

教学助手“AI老师”

9月5日晚8点，初秋的北京天色渐渐暗下来。盘算着这会儿学生应该都做完了预习，胡悦伸了伸懒腰，一头扎进书房。

点开手机上那个白底蓝图的“洋葱头”图标。果然，里面躺着一份完成率100%的关于“二次函数的图像和性质”的预习情况报告。

每次学习新课前，胡悦会通过洋葱数学提前让学生预习。内容包括一段5-8分钟的动画视频，和3-7道涵盖相应知识点的习题，学生花15分钟就能完成。

数据背后，是鲜有人知的“潜台词”。比如，习题的正确率直接影响课堂教学的侧重点。“正确率90%以上的题，说明大多数同学都能掌握，课上不用重点阐释；正确率在80%到90%之间，要从出题方式、解题方法上判断学生出错原因；正确率低于80%则要警惕，有可能是这个知识点没掌握。”

向左滑动屏幕，一道难度系数为2（总共5个难度等级）的习题，学生的正确率为79%。为什么出错率这么高？她仔细读了读题干。“学生可能是算出正负两个数，但是没有看到题干中‘x＞0’的要求。所以，上课的时候就要给学生强调，应该注意到自变量的取值范围。”

咔嚓一声，胡悦把这道题截屏，并保存到次日的课件里。“通过数据分析，我的教学更有针对性，一些常出错的问题会在课上集中解决。”

不仅仅是北京中学，这样的变革正在多所中小学的课堂上演。

在人大附中西山学校数学老师郝祥的课上，常常会见到三五学生围坐一起探讨的画面。2015年9月，学校初一年级就开始全年级推进和落地洋葱数学的人工智能课堂教学。“通过AI老师，将传统课堂里的部分内容有效前置，省下时间让老师设计探究性问题，学生以小组形式进行自主探究”。

在一节“正方体的展开与折叠”课堂教学演示课上，由于AI老师的学情报告帮助“划重点”，郝祥用很短的时间讲解知识点，留出时间让学生动手操作、进行讨论。

“原来老师像一个乒乓球发球机，但老师更该做学生的教练，给学生安排训练任务、指导策略和鼓励。发球的事儿应该由AI来做。”洋葱数学联合创始人、CEO杨临风说。

杨临风的眼里，人工智能是老师的助手，帮老师实现从“广播者”到“引导者”的角色转变，带领学生走完整个学习过程，去达成高阶的教育目标，如对知识的评价、分析和创造。

一根粉笔解决不了的问题

2017年国务院下发《新一代人工智能发展规划》，明确推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用。

时隔一年，教育部再印发文件，提出推动人工智能、智慧学习环境等新技术与教师教育课程全方位融合，建设开发一批交互性、情境化的教师教育课程资源。

彼时，包括十一学校、北京中学等在内的学校早已在教育信息化的探索路上走了很远。如果没有洋葱数学，胡悦此时可能还在深埋书海，找例题、编教案，为录播微课忙得焦头烂额。

录课的初衷是通过视频，为部分在课上不能及时消化的学生“开小灶”。但问题又接踵而至：“如何了解学生的掌握情况”、“学生不爱看怎么办”……

而想要实现以学生为主体的个性化课堂，除了电子白板等软硬件资源，背后还需海量数据、算法、计算能力作为支撑。

“信息技术跟学科教学的融合是很复杂的事。涉及教学理念、教学法、人工智能应用；师生关系的改变，甚至课堂流程的重构。”杨临风认为。

以数学为例，升入高年级，数学课上开始出现抽象概念,很难用板书或口头的方式说清楚，而将抽象概念可视化正是AI老师所擅长的地方。北京中学校长夏青峰曾在公开场合表示，“洋葱数学的AI老师帮助真人老师解决了在传统课堂里，一根粉笔解决不了的问题。”

在七年级数学开篇的常量与变量一课中，就让不少学生云里雾里，但看完洋葱数学“西瓜通过黑盒子会变成西瓜汁”这个例子，再理解变量与常量的关系，一下子变得轻松许多。

只解决这些还不够。杨临风表示，人工智能个性化学习系统需具有清晰的底层设计逻辑，让学生按个人节奏往前走，实现学生对知识的深入理解和运用，提升学习效果。

此外，学生的学习过程可以在学校和家庭同时进行。“当课堂内外的所有数据都可以被采集，最后又回流到学生本身，这样就能把老师的‘教’和学生的‘学’有机结合，形成学校和家庭、课内与课外的学习闭环。”

AI助力推开教育普惠大门

今年8月底，在世界人工智能大会的教育科技主题论坛上，杨临风在演讲末尾又一次强调，希望真正发挥人工智能在教育中应有的价值，让优质教育更加普惠。

“学生们过去最‘怕’的数学，成了最喜欢的课。因为有了AI，个性化学习任务让他们拾级而上，不仅提升数学能力，还让孩子们重拾自信。”云南富源县营上镇大栗小学校长李云跃说。

AI老师改变了乡村教育的困境，这是互联网最大的奇迹。过去五年时间里，洋葱所有的教学资源和技术平台无偿地开放给国家级贫困县的乡村教师，已有超过3000所学校的4万多名乡村教师从中受益。

当真人老师与AI老师相遇，“教”的部分由AI大脑来完成，老师就可以把更多精力放在“育”上，比如探究性思维、自主学习能力、积极乐观的人生态度。

正如李云跃所说，即便自己的学生不能个个考上大学，但也希望他们日后，“不管在建筑工地上，还是在乡村田野里，都能找到适合他们发展的道路，释放自己的潜能，以健康向上的心态享受人生。哪怕是在田地耕田，都可以放声歌唱帕瓦罗蒂的《我的太阳》。”

70年感言

教师是目光长远的摆渡人，用智慧启迪学生，将他们渡到梦想的彼岸。越是光辉的职业，就越需要强大的后援，洋葱数学希望用人工智能助推教师的专业发展，为学校的教育现代化添砖加瓦，成为教师和学校的坚强支撑。——杨临风

本版采写/新京报记者方怡君

新京报制图/王远征

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