AI致教育：我以一場數學PK賽，贈你一份高考四十年紀念禮

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圖：pixabay

梁啟超曾在《少年中國說》中強調：少年智則國智，少年富則國富，少年強則中國強。少年一直被視為國家的希望，肩負著民族的重責。而少年該如何成為國之棟樑，與之相關的就是教育，陶行知曾說，教育是國之本。而現如今，隨著時代的變遷，教育也在不斷改革，那麼當現如今科技界的「當紅之星」——AI進軍教育，又將是怎樣一片光景？是強強聯手，所向披靡？還是海市蜃樓，空有噱頭？

沒有硝煙的戰場—是棋逢對手還是以卵擊石

2017年6月7日下午，位於北京一家酒店大廳里，舞台上的大屏幕一分為二，左邊一張形似人類大腦的結構圖在不停的閃動，隨著題目難度有異，「大腦」上的知識元和突觸的數目、結構、閃動速度也在不斷地隨之變化，就像人類在思考問題時，啟動的神經元結構……

右邊是一個滑動的APP圖，上面列滿了數學題，原題——解析碼——題目答案，按照這樣的解題形式，待做的題目數目越來越小；在另一邊的房間內，同樣的卷子也出現在6名高考狀元的桌子上，而兩個小時之前，這份試卷還駐紮在今年的數學考場上，接受學子們的「檢閱」……

這是由學霸君自主研發的智能教育機器人——Aidam在解答今年的高考數學卷。「其實她真實的解題速度要比這快得多，大概解答每道題的時間是7秒到15秒之間，但我們為了更好地演示她是如何解題的，就把速度放慢了6倍左右。」學霸君的創始人兼CEO張凱磊在提到Aidam時一臉驕傲，「她就像我的女兒一樣。」

這是Aidam的首次公開亮相，並通過現場直播的方式與6名高考狀元同台PK，分別解答2017年高考數學試題，完成包括客觀題和主觀題在內的整張試卷，並按照評分標準得出最終成績。

大約十分鐘後，裁判老師走上舞台。

「現在，我來宣布Aidam的做題結果，第一道題，5分；第二道題，5分……，總分是，134分」，台下觀眾掌聲一片，聲聲叫好……

而另一邊，三組高考狀元花了整整一個小時完成的試卷分數也已經出爐，分別為：119分，140分，146分。三組平均成績為135分。

整體來說，這是一場有輸有贏的比賽，按照平均分來說，Aidam沒有戰勝高考狀元。

而對於張凱磊來說，這次比賽的輸贏沒有那麼重要，「我只是希望通過這樣的PK，讓教育業界可以了解到人工智慧在教育界的應用已經發展到了什麼程度，人工智慧已經可以像人一樣思考知識，一步一步輸出過程和答案。」

「平時在實驗室，Aidam沒有考過這麼高的分數，這是她發揮得比較好的了」。對於「女兒」Aidam在此次比賽中的表現，張凱磊很滿意。

技術解析——「三步走」戰略

機器做高考卷？機器是如何進行解題的？她是如何理解這些文本信息的？對於這些問題，學霸君首席科學家陳銳鋒給出了答案。

其實，Aidam並非實體，她是以深度學習、專家系統好自然語言理解為核心的複雜系統。很多人都不相信人工智慧可以做數學題，因為大家對計算機的理解還停留在這樣一個層次：計算機還在使用暴力計算。但我們今天就給大家介紹一下，計算機也是可以很優雅地進行解題的。一共就三步。

一，「讀題」，從自然語言到形式語言，也可以理解為機器翻譯。題目是純文本或帶有一些公式的自然語言，我們把它變成計算機可以理解的，進而進而進行解碼的一系列的描述環境。

二，解題。當有了一系列的描述環境之後，我們開始使用計算機進行推理，在一個稱之為知識語言的網路裡面找出哪些狀態可以出發哪些知識語言，找出最佳解題路徑，形成一系列的序列，即對於某種狀態的描述。這就是解題。

三，「寫出」答案，從形式語言轉化為自然語言。用一個人工神經網路裡面的序列重構的方式，把它合成人類可以看懂的形式，就是轉化為自然語言，「寫出」答案。

當然，這個系統是我們投入數年時間，集200多位技術人員之力進行智能教育機器人的研發，核心就在於通過學習人類的編程邏輯，熟悉人類思考和學習的方式，進而掌握解題方法。裡面涉及的知識還是很多的。

而對於很多人疑惑為什麼是數學而不是語文或政治？對於這個問題，陳銳鋒也給出了相應的解答。原因主要就是兩個字「評價」。一千個人眼中有一千個哈姆雷特，對於語文、政治這樣的學科來說，評價的標準不統一，不像數學，全世界只有一個勾股定理。AI更適合去訓練那些知識體系相對來說較為穩定的領域，當跨知識體系非常大的時候，就不是很適合了，但是也在做，也許，明年的時候就會有人機對戰語文或是政治這樣的賽制出現。

AI進軍教育界——暗波涌動

今年是恢復高考40年，從1977年到2017年，40年間里有數以億計的學子通過高考改變了命運，可以說，恢復高考是教育界撥亂反正的起點，也是造福全中國無數學子的幸事。隨著我國綜合實力的增強，國家也在加大對教育行業的投入，教育也在不斷地進行改革，以求惠及更多的人民，使教育更加公平、公正。但是，我們也要知道，隨著城鄉差距的拉大和人口的增長，教育資源的嚴重傾斜和缺乏，以及學業負擔過重，這些都是教育界亟待解決的問題。

反觀科技界，近年來，AI一詞已經成為霸佔各行業各領域的「網紅」，從一開始的低配版AlphaGo戰勝李世石到升級版AlphaGo以3:0完勝柯潔，我們不能只是「消極生悲」——從此人機圍棋大賽再無看點，而要深思這技術革新背後所帶來的是什麼？正如柯潔所說，與AlphaGo比賽完之後讓他看到了一個不一樣的圍棋世界。而AlphaGo的「娘家」DeepMind也宣稱，與柯潔的對戰是AlphaGo的最後一場圍棋賽，以後它的戰場將不再是圍棋。那麼，它將奔赴哪裡？這個我們無從得知，且靜觀其變吧。總之，AI迅速發展所帶來的技術可以延伸到各個領域，那麼，如果是將AI應用到教育界，是不是可以解決現如今的教育資源不對等、師資力量匱乏的現象，促進教育領域的創新和變革，產生深刻影響？

正如學霸君此次舉辦的人機對戰高考數學卷所要傳輸的理念那樣，人工智慧與教育的融合，越來越創造性地突破教育外延，突破了時間和空間限制，促使線上、線下融合加深，讓優質教育資源得以科學配置與整合，能幫助教育降低使用門檻，提升師生的使用意願，直接帶來效率的提高。

對於張凱磊來說，AI進軍教育，是一個不可抵擋的趨勢，AI+教育，發展的方嚮應該是個性化教育。教育資源不均的本質是優秀教師稀缺，而智能教育機器人與教育相結合，可以有效降低教育對人力的依賴性，從而推動教育往更加公正、公平的方向發展。就像有豐富經驗的特級教師一樣，AI能從學生的答卷迅速分析出背後的失分原因，該如何改進，從而查漏補缺，制定相應的個性化教學方針；還能輔助老師快速掌握全班學習進度、對症下藥，讓更多普通老師也能教出優秀的學生，每個孩子將有機會突破時空界限，接觸到「私人名師」級別的輔導，從而解決資源不均的困境。讓個性化教育成為現實，成為常態。

這樣AI+教育的前景很美好，這次的人機對賽數學卷，也許我們可把它視為AI與教育的首次正式會晤，那麼，接下來，這樣的強強聯手會是一個怎樣的走向，AI的觸角又將延伸到哪裡？所有的這些讓時間來告訴我們一切吧，而按照AI這種核裂式的發展速度，相信我們等待的時間不會很長。

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