爲什麼(me)需要AI系統組建的“學(xué)校大腦”？從前，最容易讓我們迷路的地方，是月黑風高、野獸出沒(méi)的荒郊野嶺；
現在，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。
改革從未止步，理念層出不窮，但誰都(dōu)無法解釋清楚教育領域諸多焦慮的本質，就像站在一個燈火通明的教育廣場，卻迷失了方向(xiàng)。面(miàn)向(xiàng)未來，到底應該爲國(guó)家、社會(huì)培養怎樣(yàng)的公民和人？我和我的老師們認爲，教育有自己的社會(huì)屬性，有自己的使命。以前的教育關注的是群體，是宏觀的曆史演進(jìn)，如今的教育更需要關注的是個體，是微觀的價值突圍。教育要成(chéng)就每一個人，并讓其獲得生命意義的圓滿。這(zhè)樣(yàng)，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)象的個體差異性。于是，我們所在的建蘭中學(xué)走向(xiàng)了一條不同的探索之路，也就是近三年我們一直著(zhe)手建設的“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(zhe)密切聯系的杭州“城市大腦”。“城市大腦”的總架構師王堅院士曾說：“世界上最遙遠的距離是紅綠燈跟交通監控攝像頭的距離，它們都(dōu)在一根杆子上，但是從來就沒(méi)有通過(guò)數據被(bèi)連接過(guò)。”因爲它們之間的數據沒(méi)有打通，攝像頭不能(néng)通過(guò)向(xiàng)信号燈賦能(néng)來緩解道(dào)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。線索其實就在數據中：比如，杭州的車輛保有量約爲280萬輛，日常的某個一瞬間，僅有約20萬輛車出現在城市道(dào)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較日常時多出來的10萬輛。其實這(zhè)樣(yàng)的現象同樣(yàng)發(fā)生在教育中。假設我們的老師是“攝像頭”，學(xué)生也許就是身旁的“信号燈”，兩(liǎng)者的距離有時也非常“遙遠”；孩子從幼兒園到大學(xué)，會(huì)學(xué)習許多知識點，就像這(zhè)280萬輛車，但我們老師應該真正要研究的，應該像道(dào)路上多出來的10萬輛車，是那些學(xué)生感興趣的、适合他的部分。其實，科技的邊緣就是教育創新的邊緣，數據能(néng)夠改變城市，數據也能(néng)夠改變學(xué)校。王堅院士曾來到我們學(xué)校開(kāi)設了一個講座：《讓數據替學(xué)生做題目》。他說，這(zhè)個題目取得或許有些噱頭，但根本上我是想告訴大家，要充分利用數據，用AI技術減輕學(xué)生負擔，爲學(xué)生學(xué)習和個性發(fā)展提供充分的時間和有效的支持。此外，王堅院士還(hái)建議我們：要拓寬孩子生命的寬度，讓更多的學(xué)生，因爲有學(xué)校大腦，可以騰出更多時間做自己喜歡的事(shì)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(chéng)立了數據資源部，成(chéng)爲全國(guó)第一所有數據資源部的學(xué)校。“學(xué)校大腦”同時啓動開(kāi)發(fā)，和“城市大腦”的理念互通。我們學(xué)校稱之爲“建蘭大腦”。“建蘭大腦”其實就是一套打通了教育教學(xué)數據的人工智能(néng)系統，它能(néng)對(duì)學(xué)校的教育教學(xué)活動進(jìn)行無感沉澱，自動形成(chéng)豐富、清晰、多維度的學(xué)校數據資源，并能(néng)進(jìn)行及時分析、診斷、預警、監控、評價、反饋，爲學(xué)生提供個性化學(xué)習。這(zhè)樣(yàng)一套人工智能(néng)系統有3個核心：數據連通、數據流動、數據賦能(néng)，定位于輔助支持老師們由大一統的教轉向(xiàng)精準性的教；支持學(xué)生們由原來重複低效的學(xué)轉向(xiàng)基于“自我畫像”的學(xué)。那麼(me)，錨定好(hǎo)目标、框架和功能(néng)之後(hòu)，人工智能(néng)系統如何在學(xué)校落地運行？我們打造了三個載體。我們基于“建蘭大腦”搭建了一個核心交互平台：小蘭書童。它是一個貼近教學(xué)現場的平台，由三端構成(chéng)：教師、管理員登陸使用的管理後(hòu)端；由教師、學(xué)生登陸使用的用戶前端，在學(xué)校可以通過(guò)手機客戶端和智能(néng)音箱進(jìn)入；面(miàn)向(xiàng)全校所有人的可視化展示端（如下圖所示）。我們如何使用它助力課前、課中、課後(hòu)三個階段的教學(xué)轉型呢？我著(zhe)重分享一下整套系統的核心點。“建蘭大腦”沉澱了縱向(xiàng)數據（學(xué)生個人數據）和橫向(xiàng)數據（班級、同年級等），涵蓋了學(xué)生在校的所有日常行爲表現（常規、學(xué)習品質和課外活動參與等）。“小蘭書童”有“學(xué)生畫像”功能(néng)，它會(huì)基于“建蘭大腦”的數據和知識圖譜技術，及時對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析診斷，對(duì)學(xué)生進(jìn)行精準畫像。
其二，課後(hòu)通過(guò)數據幫助孩子挖掘他的學(xué)習偏好(hǎo)、認知風格、認知結構、能(néng)力水平、學(xué)習特征。比如，在學(xué)科知識點層面(miàn)，通過(guò)橫向(xiàng)（年級得分率）與縱向(xiàng)（所有知識點得分率）對(duì)比，及時查漏補缺；通過(guò)對(duì)每次考核的一級和二級知識點分類分析，鞏固薄弱知識點。
知識點掌握情況和學(xué)科能(néng)力分析在作業方面(miàn)，首先，平台將(jiāng)相關預習、鞏固檢測和拓展深化三個類别的作業進(jìn)行重新整合，還(hái)包括由教師和學(xué)生共同開(kāi)發(fā)的微課（主要有閱讀拓展類，語音朗讀類、實踐練習類等作業的講解）作爲學(xué)生課後(hòu)學(xué)習的輔助資料；其次，學(xué)生做題痕迹沉澱到小蘭書童後(hòu)台，“建蘭大腦”進(jìn)行分析診斷再次推送作業，形成(chéng)一個提升學(xué)習能(néng)力的閉環；此外，“建蘭大腦”還(hái)會(huì)根據學(xué)生的學(xué)情，點對(duì)點給學(xué)生推送微課進(jìn)行學(xué)習。值得一提的是，我們構建了一套人工智能(néng)自适應學(xué)習系統——爲每名學(xué)生“種(zhǒng)”下了一棵不斷生長(cháng)的知識樹。“建蘭大腦”會(huì)基于學(xué)生知識樹的情況進(jìn)行運算，把“建蘭題庫”中貼有不同難度标簽的習題，推送給不同學(xué)生。爲了保證習題質量，學(xué)校教研組重新設計了各學(xué)科的知識圖譜，用來分析知識點間的聯系，并構建學(xué)科精品題庫。推送作業背後(hòu)，是教師們在根據數據爲學(xué)生選擇合适的學(xué)習策略，課後(hòu)定制個性化作業，讓每個學(xué)生拿到的作業都(dōu)不一樣(yàng)。其三，形成(chéng)學(xué)生的個性報告。以前，學(xué)生在考試結束後(hòu)隻能(néng)拿到寫有冷冰冰數字的成(chéng)績單。現在，我們的學(xué)生、家長(cháng)，在考試結束後(hòu)打開(kāi)手機客戶端，會(huì)拿到一份個性報告，就像打開(kāi)支付寶就能(néng)得到年度賬單。這(zhè)份個性報告旨在實現對(duì)學(xué)生的綜合評價。學(xué)科方面(miàn)，例如數學(xué)部分，對(duì)孩子抽象思維、邏輯分析、數學(xué)運算、直觀想象、數學(xué)建模五個方面(miàn)都(dōu)有系統評定，從診斷分數跨越到診斷知識、能(néng)力掌握狀況；德育方面(miàn)，它會(huì)生成(chéng)學(xué)生“行爲表現關鍵詞”，用于反映學(xué)生道(dào)德品質、勞動實踐和身心健康等方面(miàn)情況（如下圖所示）。
事(shì)實上，學(xué)習方式的轉變意味著(zhe)個人與世界關系的轉變，也意味著(zhe)存在方式的轉變。“建蘭大腦”這(zhè)套AI系統的本質就是轉變從數據到人的存在方式，將(jiāng)零散的信息沉澱聚集，讓教育數據回歸教育者主體，進(jìn)行教的突破。
長(cháng)期以來，人們把教學(xué)評價看成(chéng)是對(duì)教學(xué)結果的一種(zhǒng)純“客觀”“公正”的描述，因而關注于測量技術的完善和評價标準的建立。一個盲區由此出現了：學(xué)生處于被(bèi)評價的被(bèi)動狀态之中，評價不能(néng)有效地促進(jìn)學(xué)生素質、能(néng)力的提高。針對(duì)這(zhè)個痛點，我們通過(guò)“建蘭大腦”讓動态性評價變成(chéng)現實，可以多元展示每一個學(xué)生的才能(néng)。在建蘭中學(xué)，學(xué)生的日常行爲規範會(huì)被(bèi)随時記錄，成(chéng)爲過(guò)程性評價依據；學(xué)生的活動參與情況會(huì)被(bèi)打标記錄，成(chéng)爲發(fā)展性評價依據；學(xué)生的個性發(fā)展情況會(huì)被(bèi)有效記錄，成(chéng)爲個性化評價依據。但對(duì)學(xué)校來說，首先擺在面(miàn)前的難題是：如何通過(guò)AI系統采集學(xué)生數據？根據國(guó)家頒布的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養》框架，我們進(jìn)行了校本化實踐，提出了建蘭中學(xué)五大核心素養，并以加德納九大多元理論爲依據，生成(chéng)了66個标準，形成(chéng)學(xué)生個性化成(chéng)長(cháng)成(chéng)熟度（IGPM）評價模型，并嵌入日常學(xué)習生活的中予以評定。接下來，66條标準會(huì)呈現爲9個維度構成(chéng)的雷達圖：複雜的溝通能(néng)力，領導和團隊協作能(néng)力，運動健康、勞動實踐，全球化視角，問題解決和數據分析，思維習慣，自我實現，藝術審美，道(dào)德素養。我們稱之爲“建蘭修煉”，它將(jiāng)學(xué)生素養發(fā)展具象化、可視化。下圖是學(xué)生A初入初中的成(chéng)長(cháng)報告①。從中可以看出其四個較爲突出的能(néng)力或素養是：道(dào)德素養、全球化視野、運動與健康、勞動與實踐；三個比較弱的能(néng)力或素養是：自我實現、領導和團隊協作能(néng)力、問題解決和數據分析。學(xué)生A在進(jìn)入初中前成(chéng)長(cháng)報告①
進(jìn)入到各項能(néng)力和素養詳情，即66個維度中去分析，例如學(xué)生A在“複雜的溝通能(néng)力”模塊“關注傾聽”方面(miàn)較好(hǎo)。在報告單②中，黑體字表示已擁有或初步擁有的能(néng)力；而灰體字則爲需要努力的部分。學(xué)生A在進(jìn)入初中前成(chéng)長(cháng)報告②
有了這(zhè)張成(chéng)長(cháng)報告單後(hòu)，孩子對(duì)自己的優勢和不足一目了然。這(zhè)也就幫助孩子認識自己，從而找到努力的方向(xiàng)。如學(xué)生A在“領導和團隊協作能(néng)力”方面(miàn)不足，爲了提升自己在這(zhè)方面(miàn)的能(néng)力，他參加了班委的競選和學(xué)生會(huì)競選，參加了學(xué)校的辯論社團，同時組織同學(xué)參加學(xué)校的元旦文藝演出；爲了提升自己“問題解決和數據分析”的能(néng)力，他參與了學(xué)校的創新社團，并且研發(fā)了“智能(néng)斑馬線”，在杭州市、浙江省的創新大賽中獲獎；同時，他在學(xué)科尤其是理科學(xué)習中，給自己設立了一個目标：每天問一個問題，以此提升自己的問題意識。兩(liǎng)年以後(hòu)，他的成(chéng)長(cháng)報告單發(fā)生了變化：學(xué)生A在進(jìn)入初中兩(liǎng)年後(hòu)的成(chéng)長(cháng)報告③
打開(kāi)學(xué)生成(chéng)長(cháng)報告後(hòu)，還(hái)可以進(jìn)入各項能(néng)力和素養詳情頁面(miàn)中（如下圖所示），即在66個維度中進(jìn)一步分析。可以看到，經(jīng)過(guò)兩(liǎng)年的努力，學(xué)生A在“自我實現”部分表現出的特質：樂于探索和實驗、勇于面(miàn)對(duì)不熟悉的情景、主動拓展自身的靈活性等等。圖中還(hái)可以看出，與兩(liǎng)年前的圖比較，學(xué)生A在自我實現方面(miàn)有了長(cháng)足的進(jìn)步，并且有了團隊協作意識，與人溝通能(néng)力增強，擁有較強且有效的自我管理能(néng)力。
學(xué)生A進(jìn)入初中兩(liǎng)年後(hòu)
66條标準還(hái)會(huì)構成(chéng)針對(duì)孩子各方面(miàn)的雷達圖。比如，這(zhè)是吳越同學(xué)體育能(néng)力的雷達圖，其中包括初中體育對(duì)學(xué)生8個維度的評價：體型、柔韌、靈敏、肺活量、耐力、速度、力量、跳躍。對(duì)應雷達圖，孩子的速度、爆發(fā)力特别強但耐力不行的個性一目了然。雷達圖能(néng)幫助教師進(jìn)行科學(xué)的揚長(cháng)避短。學(xué)校體育教師拿到吳越同學(xué)的數據後(hòu)，推薦他進(jìn)入學(xué)校田徑隊。建蘭中學(xué)在以下三個方面(miàn)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創課、賽艇、戲劇表演、詩經(jīng)解讀等各種(zhǒng)門類，爲學(xué)生核心素養培養提供“沃土”。
課程内容和數量豐富之後(hòu)，也産生了一個問題：學(xué)生如何選課？如何确保課程真正滿足學(xué)生成(chéng)長(cháng)需要？于是我們做了第二個方面(miàn)的探索：定制“私人課程”，讓“個性差異”學(xué)習有奔頭。“建蘭大腦”將(jiāng)選課的熱度、課程體系目标一起(qǐ)進(jìn)行最優化求解，來發(fā)現哪些課程對(duì)學(xué)生能(néng)力培養是有效的，哪些是低效的，并爲每個學(xué)生生成(chéng)個性化課表。此外，我們還(hái)設有數字化成(chéng)長(cháng)檔案——每個孩子都(dōu)有一棵自己的“成(chéng)長(cháng)樹”。以前，孩子們畢業後(hòu)回母校，可能(néng)隻找得到很薄的幾張紙質資料，但現在，哪怕他們很多年以後(hòu)再回來，也能(néng)找到他曾在學(xué)校生活了三年的痕迹，其中包含德、智、體、美、勞各方面(miàn)的記錄。第三，呵護學(xué)生發(fā)展，激發(fā)學(xué)生潛力，讓學(xué)習有深度。我們不僅關注學(xué)生個性化發(fā)展需求，更是通過(guò)構建未來數字學(xué)校，通過(guò)數據化、智能(néng)化和深度開(kāi)放共享，讓學(xué)習更有深度，讓學(xué)習者變得更有智慧。努力讓學(xué)生學(xué)習和成(chéng)長(cháng)的每一個時刻都(dōu)有意義，都(dōu)有價值。希望有更多的孩子向(xiàng)著(zhe)他更高的目标和要求出發(fā)，他的人生會(huì)因爲我們的助力而變得更加有精彩。如此一來，那些曾經(jīng)冰冷的數據，因爲有懂數據的人進(jìn)行内化，變成(chéng)了鮮活的數據。在很多場合我曾提到，現在的老師，特别是班主任，負擔和責任非常重，不僅要帶好(hǎo)班級，管好(hǎo)學(xué)習，還(hái)要關心學(xué)生方方面(miàn)面(miàn)的生活。特别在疫情期間，很多孩子心理上出現了問題，他們要顧及的方面(miàn)越來越多。與此同時，也有很多人問，對(duì)于學(xué)校教師招聘，你有什麼(me)樣(yàng)的想法？未來的教師隊伍應該如何形成(chéng)？經(jīng)過(guò)梳理總結後(hòu)，我認爲教師隊伍應該由三種(zhǒng)類型組成(chéng)：其一，傳道(dào)授業型。也就是通常我們理解的老師。 其二，學(xué)校大腦數據工程師。他不隻指我們過(guò)去定義的信息技術老師。 其三，專業班主任。他能(néng)走進(jìn)學(xué)生内心深處，幫助孩子規劃人生，對(duì)他們進(jìn)行心理輔導，讓他們的人生少走一些彎路。未來，教師就是如此重要。所以，當我們真正的把老師解放出來，我們的學(xué)生才有可能(néng)改變世界。我們說，教育的本質是基于美好(hǎo)創造美好(hǎo)，是讓每一個人在自己的生命傳承中，找到最适合自己的發(fā)展軌道(dào)。作爲教育工作者，就應該思考如何利用技術以及所能(néng)掌握的東西來輔助孩子、賦能(néng)教育，讓學(xué)生成(chéng)長(cháng)過(guò)程中那些原本沉睡的數據生命化，助力他們的學(xué)習和生活，讓因材施教、個性化發(fā)展成(chéng)爲可能(néng)。數據資源被(bèi)重新認知後(hòu)，教育資源才能(néng)被(bèi)公平化、集約化使用，讓學(xué)校自洽于數據時代，變革現有的學(xué)習觀、教育觀、人才觀、質量觀和管理觀。未來應該讓技術更多地介入、打破校園的邊界，讓跨界更多真正的發(fā)生，讓數據爲孩子們的成(chéng)長(cháng)服務。我相信，“學(xué)校大腦”不斷被(bèi)喂養，讓學(xué)校教育變得更加強大之時，也將(jiāng)是孩子生命最精彩最蓬勃的時刻。