利用Wolfram技術實現個性化學習

李想

科技的發展推動教育領域改革不斷前行，新的學習技術不僅會對教師的教學產生巨大影響，更改變孩子們探索知識的方法。

學校教育中按照統一標準、進度來教導孩子們的傳統教學，正在逐漸轉變為“以學生為學習中心”的教學方式. 未來教育的發展應該在于尊重每一個兒童，讓他們為自己而去感受、思考和行動。因此，需要培養學生自己內在學習動機，面對自我進行挑戰，以“動中學”幫助自己進行獨立個性化的學習。

個性化學習在未來教育

個性化的學習就是每個孩子按照自身的特點和需求，采用適合自己的學習路徑、方法和工具，可以不再削足適履去服從統一的標準和進度。在此模式下，每個學生學習目標、內容、成果都可以不同。

如何讓孩子們為這樣的個性化學習做好準備呢？ 如何能發揮學生的最大潛質？ 除了教育者為學生指導和建議，鼓勵他們自己積極思考，為不同學生進行學習路徑規劃，幫助制定其學習計劃之外，孩子們也必須要在個性化學習過程中掌握一些很好的技術工具，值得關注的是美國天才科學家Stephen Wolfram 潛心研究了將近 30 年，已經為我們構建的一系列 Wolfram 技術，包括無所不知的知識搜索引擎Wolfram | Alpha、強大的 Wolfram編程語言以及易于協作的云端平臺?，F在可以盡早讓孩子使用這些工具，充分利用各種內置于 Wolfram 語言的知識和智能自動化功能來最大限度地發揮每個孩童獨特的天賦秉性、偏好優勢。

自主學習相關科目

首先，孩子們要有獨立自主學習的能力， 并懂得最大化運用資源。Wolfram | Alpha知識搜索引擎可以隨時為學生提供其需要的學習資源，來加深或進一步探索相應的知識點。

Wolfram | Alpha可以回答孩子們的各種問題，接受日常英語輸入（未來也會支持中文搜索），經過后臺復雜計算只將最直接的答案返回。它的神奇之處不僅可以用于求解數學問題，而且覆蓋了天文、地理、概率、統計、化學、物理、歷史等科目。比如下圖返回的結果是求解多項式的值， 還可以嘗試所列出的其他問題： 查詢化學元素碳的信息；檢索第16屆美國總統；完成一個定積分的計算。

不論對孩子們還是老師來說，Wolfram | Alpha 都是一種非常強大的學習利器，不需要任何技能，只需要簡單的詞匯就可以解決很多問題。

而對于更復雜的概念，也可以利用 Wolfram 提供的演示網站來查找不同年級、各個科目相應的動態模型，涵蓋主題包含科學、數學、計算機科學、藝術、生物和金融等。涉及的內容從小學數學到更高深的主題，有淺顯的，也有深奧的，如量子力學和生物器官模型。

所演示模型通常都包含圖形，當學生拖動滑塊或點擊按鈕，模型都會實時進行響應。這樣學生們可以親手實踐操作，更快、更深地理解科學概念。此網站目前已經超過11000個演示項目，并在2008年獲得“美國父母最佳選擇獎”。

對于數學相關科目，Wolfram 問題生成器（Problem Generator）能夠幫助檢驗學生是否真正掌握了相應的知識點，課程涵蓋算術、數論、代數、線性代數、微積分、統計等六大類以及各個年齡段。問題分有不同難度，從小學水平到大學水平。

使用該工具非常簡單，學生只需要選擇科目和難度，系統將會自動生成題目。如果一個問題學生連試三次都無法正確回答的話，問題生成器更會顯示解答步驟，來進一步幫助輔導學生徹底征服這個知識點。

個性化拓展項目

如果學生想要更深入進行個性化學習和探索，組織和構建自己想要的東西， Wolfram 語言可以完全實現這一點。它是基于知識的，就是說這種編程語言可以理解現實世界中的事物，并知道如何對他們進行計算，比如時間、城市、人物或照片。并且在這個語言中，每一個知識領域都是內置在工具當中，包括傳統學校教授的幾乎所有學科，非常輕松就可以使用。

在傳統的標準課程中，孩子們只能模仿教師所教的東西。但有了 Wolfram 語言，現在可以做一些專業級別的事情了。比如在人文科目中，如果學生對莎士比亞的戲劇感興趣，希望進一步探索戲劇中人物之間的關聯。自己就可以導入劇本，分析每個場景下人物之間對白的對象，為此創造一個戲劇人物的社交網絡圖，挖掘某個關鍵詞在整場劇目中出現的頻次，很快可以對任何一部戲劇能有全面的了解： 哪些是核心人物？ 為什么一些角色好像跟其他人都沒有聯系？ 整個戲劇有沒有其他使用更頻繁的關鍵字？ 這些都是能夠再進一步探索的問題，可以將這些問題再帶入到戲劇當中去思考。

值得一提的是，學生還可以將自己寫好的程序部署到 Wolfram 云端供全世界使用，最后只需要將得到的網頁鏈接通過郵箱、QQ、微信等方式發給朋友，其他人通過這個鏈接就能調用相應的功能。比如在手機上打開相應的鏈接，上傳合乎格式規范的文本就能對任何一部戲劇進行分析，得到顯示上面類似的信息圖出來。

教育領域正在借助大數據的力量進入個性化學習普及的時代，對于每一位學生而言，掌握一種強大的工具才能夠將各種學習資源更緊密、無縫地連接在一起。相信歷經30年進行研發的Wolfram技術會讓求知的過程變得更有趣和高效，在學習中探索，也在探索中學習，以自己獨特的方式發展潛力、興趣及創造力，并將獲得的成果展示給同學、朋友或者整個世界來看。