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未來應(yīng)該讓技術(shù)更多地介入、打破校園的邊界，讓跨界更多真正的發(fā)生，讓數(shù)據(jù)為孩子們成長(zhǎng)服務(wù)。

一、為什么需要AI系統(tǒng)組建的“學(xué)校大腦”？

從前，最容易讓我們迷路的地方，是月黑風(fēng)高、野獸出沒的荒郊野嶺；

現(xiàn)在，最容易讓我們迷路的地方，是燈火通明、人來人往的街頭鬧市。

這段話讓我想到了教育的現(xiàn)狀：

改革從未止步，理念層出不窮，但誰都無法解釋清楚教育領(lǐng)域諸多焦慮的本質(zhì)，就像站在一個(gè)燈火通明的教育廣場(chǎng)，卻迷失了方向。面向未來，到底應(yīng)該為國家、社會(huì)培養(yǎng)怎樣的公民和人？

我和我的老師們認(rèn)為，教育有自己的社會(huì)屬性，有自己的使命。

以前的教育關(guān)注的是群體，是宏觀的歷史演進(jìn)，如今的教育更需要關(guān)注的是個(gè)體，是微觀的價(jià)值突圍。教育要成就每一個(gè)人，并讓其獲得生命意義的圓滿。

這樣，我們又回到了因材施教的話題上。因材施教的重大意義就是使教育真正做到“目中有人”，看到教育對(duì)象的個(gè)體差異性。

于是，我們所在的建蘭中學(xué)走向了一條不同的探索之路，也就是近三年我們一直著手建設(shè)的“學(xué)校大腦”。進(jìn)一步說“學(xué)校大腦”之前，我們先說說與其誕生有著密切聯(lián)系的杭州“城市大腦”。

“城市大腦”的總架構(gòu)師王堅(jiān)院士曾說：“世界上最遙遠(yuǎn)的距離是紅綠燈跟交通監(jiān)控?cái)z像頭的距離，它們都在一根桿子上，但是從來就沒有通過數(shù)據(jù)被連接過。”因?yàn)樗鼈冎g的數(shù)據(jù)沒有打通，攝像頭不能通過向信號(hào)燈賦能來緩解道路擁堵的問題。

此外，也很少有人去真正了解交通擁堵的原因。線索其實(shí)就在數(shù)據(jù)中：比如，杭州的車輛保有量約為280萬輛，日常的某個(gè)一瞬間，僅有約20萬輛車出現(xiàn)在城市道路中，高峰期則有30萬輛。然而，人們多是去研究280萬輛車，而不是研究高峰期時(shí)較日常時(shí)多出來的10萬輛。

其實(shí)這樣的現(xiàn)象同樣發(fā)生在教育中。假設(shè)我們的老師是“攝像頭”，學(xué)生也許就是身旁的“信號(hào)燈”，兩者的距離有時(shí)也非?！斑b遠(yuǎn)”；孩子從幼兒園到大學(xué)，會(huì)學(xué)習(xí)許多知識(shí)點(diǎn)，就像這280萬輛車，但我們老師應(yīng)該真正要研究的，應(yīng)該像道路上多出來的10萬輛車，是那些學(xué)生感興趣的、適合他的部分。

其實(shí)，科技的邊緣就是教育創(chuàng)新的邊緣，數(shù)據(jù)能夠改變城市，數(shù)據(jù)也能夠改變學(xué)校。

二、如何讓學(xué)習(xí)的每個(gè)細(xì)胞閃爍意義之光？

王堅(jiān)院士曾來到我們學(xué)校開設(shè)了一個(gè)講座：《讓數(shù)據(jù)替學(xué)生做題目》。他說，這個(gè)題目取得或許有些噱頭，但根本上我是想告訴大家，要充分利用數(shù)據(jù)，用AI技術(shù)減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，為學(xué)生學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展提供充分的時(shí)間和有效的支持。

此外，王堅(jiān)院士還建議我們：要拓寬孩子生命的寬度，讓更多的學(xué)生，因?yàn)橛袑W(xué)校大腦，可以騰出更多時(shí)間做自己喜歡的事情，比如可以看看閑書、踢踢球、聽聽音樂。

于是在2018年1月，建蘭中學(xué)成立了數(shù)據(jù)資源部，成為全國第一所有數(shù)據(jù)資源部的學(xué)校。“學(xué)校大腦”同時(shí)啟動(dòng)開發(fā)，和“城市大腦”的理念互通。我們學(xué)校稱之為“建蘭大腦”。

“建蘭大腦”其實(shí)就是一套打通了教育教學(xué)數(shù)據(jù)的人工智能系統(tǒng)，它能對(duì)學(xué)校的教育教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行無感沉淀，自動(dòng)形成豐富、清晰、多維度的學(xué)校數(shù)據(jù)資源，并能進(jìn)行及時(shí)分析、診斷、預(yù)警、監(jiān)控、評(píng)價(jià)、反饋，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)。

這樣一套人工智能系統(tǒng)有3個(gè)核心：數(shù)據(jù)連通、數(shù)據(jù)流動(dòng)、數(shù)據(jù)賦能，定位于輔助支持老師們由大一統(tǒng)的教轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)性的教；支持學(xué)生們由原來重復(fù)低效的學(xué)轉(zhuǎn)向基于“自我畫像”的學(xué)。

那么，錨定好目標(biāo)、框架和功能之后，人工智能系統(tǒng)如何在學(xué)校落地運(yùn)行？我們打造了三個(gè)載體。

三、通過AI系統(tǒng)為學(xué)生減負(fù)

我們基于“建蘭大腦”搭建了一個(gè)核心交互平臺(tái)：小蘭書童。它是一個(gè)貼近教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的平臺(tái)，由三端構(gòu)成：教師、管理員登陸使用的管理后端；由教師、學(xué)生登陸使用的用戶前端，在學(xué)?？梢酝ㄟ^手機(jī)客戶端和智能音箱進(jìn)入；面向全校所有人的可視化展示端（如下圖所示）。

我們?nèi)绾问褂盟φn前、課中、課后三個(gè)階段的教學(xué)轉(zhuǎn)型呢？我著重分享一下整套系統(tǒng)的核心點(diǎn)。

其一，數(shù)據(jù)沉淀和學(xué)生畫像。

“建蘭大腦”沉淀了縱向數(shù)據(jù)（學(xué)生個(gè)人數(shù)據(jù)）和橫向數(shù)據(jù)（班級(jí)、同年級(jí)等），涵蓋了學(xué)生在校的所有日常行為表現(xiàn)（常規(guī)、學(xué)習(xí)品質(zhì)和課外活動(dòng)參與等）?！靶√m書童”有“學(xué)生畫像”功能，它會(huì)基于“建蘭大腦”的數(shù)據(jù)和知識(shí)圖譜技術(shù)，及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析診斷，對(duì)學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)畫像。

縱向數(shù)據(jù)（學(xué)生畫像）

橫向數(shù)據(jù)

其二，課后通過數(shù)據(jù)幫助孩子挖掘他的學(xué)習(xí)偏好、認(rèn)知風(fēng)格、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、能力水平、學(xué)習(xí)特征。

比如，在學(xué)科知識(shí)點(diǎn)層面，通過橫向（年級(jí)得分率）與縱向（所有知識(shí)點(diǎn)得分率）對(duì)比，及時(shí)查漏補(bǔ)缺；通過對(duì)每次考核的一級(jí)和二級(jí)知識(shí)點(diǎn)分類分析，鞏固薄弱知識(shí)點(diǎn)。

知識(shí)點(diǎn)掌握情況和學(xué)科能力分析

在作業(yè)方面，首先，平臺(tái)將相關(guān)預(yù)習(xí)、鞏固檢測(cè)和拓展深化三個(gè)類別的作業(yè)進(jìn)行重新整合，還包括由教師和學(xué)生共同開發(fā)的微課（主要有閱讀拓展類，語音朗讀類、實(shí)踐練習(xí)類等作業(yè)的講解）作為學(xué)生課后學(xué)習(xí)的輔助資料；

其次，學(xué)生做題痕跡沉淀到小蘭書童后臺(tái)，“建蘭大腦”進(jìn)行分析診斷再次推送作業(yè)，形成一個(gè)提升學(xué)習(xí)能力的閉環(huán)；

此外，“建蘭大腦”還會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)情，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)給學(xué)生推送微課進(jìn)行學(xué)習(xí)。

值得一提的是，我們構(gòu)建了一套人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)——為每名學(xué)生“種”下了一棵不斷生長(zhǎng)的知識(shí)樹?！敖ㄌm大腦”會(huì)基于學(xué)生知識(shí)樹的情況進(jìn)行運(yùn)算，把“建蘭題庫”中貼有不同難度標(biāo)簽的習(xí)題，推送給不同學(xué)生。

為了保證習(xí)題質(zhì)量，學(xué)校教研組重新設(shè)計(jì)了各學(xué)科的知識(shí)圖譜，用來分析知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系，并構(gòu)建學(xué)科精品題庫。

推送作業(yè)背后，是教師們?cè)诟鶕?jù)數(shù)據(jù)為學(xué)生選擇合適的學(xué)習(xí)策略，課后定制個(gè)性化作業(yè)，讓每個(gè)學(xué)生拿到的作業(yè)都不一樣。

學(xué)生的個(gè)性化習(xí)題

其三，形成學(xué)生的個(gè)性報(bào)告。

以前，學(xué)生在考試結(jié)束后只能拿到寫有冷冰冰數(shù)字的成績(jī)單?，F(xiàn)在，我們的學(xué)生、家長(zhǎng)，在考試結(jié)束后打開手機(jī)客戶端，會(huì)拿到一份個(gè)性報(bào)告，就像打開支付寶就能得到年度賬單。

這份個(gè)性報(bào)告旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)。

學(xué)科方面，例如數(shù)學(xué)部分，對(duì)孩子抽象思維、邏輯分析、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)學(xué)建模五個(gè)方面都有系統(tǒng)評(píng)定，從診斷分?jǐn)?shù)跨越到診斷知識(shí)、能力掌握狀況；德育方面，它會(huì)生成學(xué)生“行為表現(xiàn)關(guān)鍵詞”，用于反映學(xué)生道德品質(zhì)、勞動(dòng)實(shí)踐和身心健康等方面情況（如下圖所示）。

行為表現(xiàn)關(guān)鍵詞

事實(shí)上，學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變意味著個(gè)人與世界關(guān)系的轉(zhuǎn)變，也意味著存在方式的轉(zhuǎn)變。“建蘭大腦”這套AI系統(tǒng)的本質(zhì)就是轉(zhuǎn)變從數(shù)據(jù)到人的存在方式，將零散的信息沉淀聚集，讓教育數(shù)據(jù)回歸教育者主體，進(jìn)行教的突破。

四、借力AI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)

長(zhǎng)期以來，人們把教學(xué)評(píng)價(jià)看成是對(duì)教學(xué)結(jié)果的一種純“客觀”“公正”的描述，因而關(guān)注于測(cè)量技術(shù)的完善和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立。

一個(gè)盲區(qū)由此出現(xiàn)了：學(xué)生處于被評(píng)價(jià)的被動(dòng)狀態(tài)之中，評(píng)價(jià)不能有效地促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)、能力的提高。

針對(duì)這個(gè)痛點(diǎn)，我們通過“建蘭大腦”讓動(dòng)態(tài)性評(píng)價(jià)變成現(xiàn)實(shí)，可以多元展示每一個(gè)學(xué)生的才能。

在建蘭中學(xué)，學(xué)生的日常行為規(guī)范會(huì)被隨時(shí)記錄，成為過程性評(píng)價(jià)依據(jù)；學(xué)生的活動(dòng)參與情況會(huì)被打標(biāo)記錄，成為發(fā)展性評(píng)價(jià)依據(jù)；學(xué)生的個(gè)性發(fā)展情況會(huì)被有效記錄，成為個(gè)性化評(píng)價(jià)依據(jù)。

但對(duì)學(xué)校來說，首先擺在面前的難題是：如何通過AI系統(tǒng)采集學(xué)生數(shù)據(jù)？

根據(jù)國家頒布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》框架，我們進(jìn)行了校本化實(shí)踐，提出了建蘭中學(xué)五大核心素養(yǎng)，并以加德納九大多元理論為依據(jù)，生成了66個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，形成學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)成熟度（IGPM）評(píng)價(jià)模型，并嵌入日常學(xué)習(xí)生活的中予以評(píng)定。

接下來，66條標(biāo)準(zhǔn)會(huì)呈現(xiàn)為9個(gè)維度構(gòu)成的雷達(dá)圖：復(fù)雜的溝通能力，領(lǐng)導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，運(yùn)動(dòng)健康、勞動(dòng)實(shí)踐，全球化視角，問題解決和數(shù)據(jù)分析，思維習(xí)慣，自我實(shí)現(xiàn)，藝術(shù)審美，道德素養(yǎng)。我們稱之為“建蘭修煉”，它將學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展具象化、可視化。

下圖是學(xué)生A初入初中的成長(zhǎng)報(bào)告①。從中可以看出其四個(gè)較為突出的能力或素養(yǎng)是：道德素養(yǎng)、全球化視野、運(yùn)動(dòng)與健康、勞動(dòng)與實(shí)踐；三個(gè)比較弱的能力或素養(yǎng)是：自我實(shí)現(xiàn)、領(lǐng)導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、問題解決和數(shù)據(jù)分析。

學(xué)生A在進(jìn)入初中前成長(zhǎng)報(bào)告①

進(jìn)入到各項(xiàng)能力和素養(yǎng)詳情，即66個(gè)維度中去分析，例如學(xué)生A在“復(fù)雜的溝通能力”模塊“關(guān)注傾聽”方面較好。在報(bào)告單②中，黑體字表示已擁有或初步擁有的能力；而灰體字則為需要努力的部分。

學(xué)生A在進(jìn)入初中前成長(zhǎng)報(bào)告②

有了這張成長(zhǎng)報(bào)告單后，孩子對(duì)自己的優(yōu)勢(shì)和不足一目了然。這也就幫助孩子認(rèn)識(shí)自己，從而找到努力的方向。

如學(xué)生A在“領(lǐng)導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力”方面不足，為了提升自己在這方面的能力，他參加了班委的競(jìng)選和學(xué)生會(huì)競(jìng)選，參加了學(xué)校的辯論社團(tuán)，同時(shí)組織同學(xué)參加學(xué)校的元旦文藝演出；

為了提升自己“問題解決和數(shù)據(jù)分析”的能力，他參與了學(xué)校的創(chuàng)新社團(tuán)，并且研發(fā)了“智能斑馬線”，在杭州市、浙江省的創(chuàng)新大賽中獲獎(jiǎng)；

同時(shí)，他在學(xué)科尤其是理科學(xué)習(xí)中，給自己設(shè)立了一個(gè)目標(biāo)：每天問一個(gè)問題，以此提升自己的問題意識(shí)。

兩年以后，他的成長(zhǎng)報(bào)告單發(fā)生了變化：

學(xué)生A在進(jìn)入初中兩年后的成長(zhǎng)報(bào)告③

打開學(xué)生成長(zhǎng)報(bào)告后，還可以進(jìn)入各項(xiàng)能力和素養(yǎng)詳情頁面中（如下圖所示），即在66個(gè)維度中進(jìn)一步分析?？梢钥吹?，經(jīng)過兩年的努力，學(xué)生A在“自我實(shí)現(xiàn)”部分表現(xiàn)出的特質(zhì)：樂于探索和實(shí)驗(yàn)、勇于面對(duì)不熟悉的情景、主動(dòng)拓展自身的靈活性等等。

圖中還可以看出，與兩年前的圖比較，學(xué)生A在自我實(shí)現(xiàn)方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并且有了團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，與人溝通能力增強(qiáng)，擁有較強(qiáng)且有效的自我管理能力。

學(xué)生A進(jìn)入初中兩年后

與入學(xué)時(shí)個(gè)別模塊和維度的比較

66條標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)構(gòu)成針對(duì)孩子各方面的雷達(dá)圖。比如，這是吳越同學(xué)體育能力的雷達(dá)圖，其中包括初中體育對(duì)學(xué)生8個(gè)維度的評(píng)價(jià)：體型、柔韌、靈敏、肺活量、耐力、速度、力量、跳躍。

對(duì)應(yīng)雷達(dá)圖，孩子的速度、爆發(fā)力特別強(qiáng)但耐力不行的個(gè)性一目了然。雷達(dá)圖能幫助教師進(jìn)行科學(xué)的揚(yáng)長(zhǎng)避短。學(xué)校體育教師拿到吳越同學(xué)的數(shù)據(jù)后，推薦他進(jìn)入學(xué)校田徑隊(duì)。

5.基于AI系統(tǒng)拓展孩子生命的寬度

建蘭中學(xué)在以下三個(gè)方面作了探索：

第一，建蘭中學(xué)的課程由70多門增加到140多門，包括STEAM創(chuàng)課、賽艇、戲劇表演、詩經(jīng)解讀等各種門類，為學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)提供“沃土”。

課程內(nèi)容和數(shù)量豐富之后，也產(chǎn)生了一個(gè)問題：學(xué)生如何選課？如何確保課程真正滿足學(xué)生成長(zhǎng)需要？

于是我們做了第二個(gè)方面的探索：定制“私人課程”，讓“個(gè)性差異”學(xué)習(xí)有奔頭。

“建蘭大腦”將選課的熱度、課程體系目標(biāo)一起進(jìn)行最優(yōu)化求解，來發(fā)現(xiàn)哪些課程對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)是有效的，哪些是低效的，并為每個(gè)學(xué)生生成個(gè)性化課表。

此外，我們還設(shè)有數(shù)字化成長(zhǎng)檔案——每個(gè)孩子都有一棵自己的“成長(zhǎng)樹”。

以前，孩子們畢業(yè)后回母校，可能只找得到很薄的幾張紙質(zhì)資料，但現(xiàn)在，哪怕他們很多年以后再回來，也能找到他曾在學(xué)校生活了三年的痕跡，其中包含德、智、體、美、勞各方面的記錄。

第三，呵護(hù)學(xué)生發(fā)展，激發(fā)學(xué)生潛力，讓學(xué)習(xí)有深度。我們不僅關(guān)注學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，更是通過構(gòu)建未來數(shù)字學(xué)校，通過數(shù)據(jù)化、智能化和深度開放共享，讓學(xué)習(xí)更有深度，讓學(xué)習(xí)者變得更有智慧。努力讓學(xué)生學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)的每一個(gè)時(shí)刻都有意義，都有價(jià)值。希望有更多的孩子向著他更高的目標(biāo)和要求出發(fā)，他的人生會(huì)因?yàn)槲覀兊闹Χ兊酶佑芯省?/span>

如此一來，那些曾經(jīng)冰冷的數(shù)據(jù)，因?yàn)橛卸當(dāng)?shù)據(jù)的人進(jìn)行內(nèi)化，變成了鮮活的數(shù)據(jù)。

6.我們應(yīng)以未來教師為尺，積極擁抱技術(shù)

在很多場(chǎng)合我曾提到，現(xiàn)在的老師，特別是班主任，負(fù)擔(dān)和責(zé)任非常重，不僅要帶好班級(jí)，管好學(xué)習(xí)，還要關(guān)心學(xué)生方方面面的生活。特別在疫情期間，很多孩子心理上出現(xiàn)了問題，他們要顧及的方面越來越多。與此同時(shí)，也有很多人問，對(duì)于學(xué)校教師招聘，你有什么樣的想法？未來的教師隊(duì)伍應(yīng)該如何形成？

經(jīng)過梳理總結(jié)后，我認(rèn)為教師隊(duì)伍應(yīng)該由三種類型組成：

其一，傳道授業(yè)型。也就是通常我們理解的老師。?

其二，學(xué)校大腦數(shù)據(jù)工程師。他不只指我們過去定義的信息技術(shù)老師。?

其三，專業(yè)班主任。他能走進(jìn)學(xué)生內(nèi)心深處，幫助孩子規(guī)劃人生，對(duì)他們進(jìn)行心理輔導(dǎo)，讓他們的人生少走一些彎路。

未來，教師就是如此重要。所以，當(dāng)我們真正的把老師解放出來，我們的學(xué)生才有可能改變世界。

我們說，教育的本質(zhì)是基于美好創(chuàng)造美好，是讓每一個(gè)人在自己的生命傳承中，找到最適合自己的發(fā)展軌道。

作為教育工作者，就應(yīng)該思考如何利用技術(shù)以及所能掌握的東西來輔助孩子、賦能教育，讓學(xué)生成長(zhǎng)過程中那些原本沉睡的數(shù)據(jù)生命化，助力他們的學(xué)習(xí)和生活，讓因材施教、個(gè)性化發(fā)展成為可能。

數(shù)據(jù)資源被重新認(rèn)知后，教育資源才能被公平化、集約化使用，讓學(xué)校自洽于數(shù)據(jù)時(shí)代，變革現(xiàn)有的學(xué)習(xí)觀、教育觀、人才觀、質(zhì)量觀和管理觀。

未來應(yīng)該讓技術(shù)更多地介入、打破校園的邊界，讓跨界更多真正的發(fā)生，讓數(shù)據(jù)為孩子們的成長(zhǎng)服務(wù)。我相信，“學(xué)校大腦”不斷被喂養(yǎng)，讓學(xué)校教育變得更加強(qiáng)大之時(shí)，也將是孩子生命最精彩最蓬勃的時(shí)刻。

饒美紅（杭州市建蘭中學(xué)校長(zhǎng)）

來源 | 本文整理自作者于第七屆中國教育創(chuàng)新年會(huì)的演講