杭州初中生开发“家访系统”，老师：暑假帮了大忙！
2024-08-26
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钱江晚报
一个初中生的作业，被学校里幼、小、初各年段老师点赞，老师们还直呼“帮了大忙”？
这个暑假，许多老师不是在家访，就是在家访的路上。为了少走冤枉路，老师一般会提前规划路线，但对云谷学校来说，这是更棘手的大工程——
不同于其他学校生源集中在学区内，云谷学校的家访，可能要摊开整张杭州地图找定位。因为是全市招生的民办学校，云谷生源遍布杭州各区。老师们两人一组，奔波在杭城的角角落落，这样的入户家访持续了6年。
但随着学校规模扩大，学生数量从一两百人到现在一千多人。显然，人工安排家访路线不仅浪费时间，还可能存在误差。
难得的是，初中生王家锐关注到了教师家访的困境，在老师指导下运用AI辅助，系统学习了相应计算机知识，开发家访路线规划系统——“智行家访”，今年暑假正式落地，大大助力了老师的家访工作。
全校老师点赞的家访系统
灵感来自一道初中数学题
“150组家庭地址，原本要一个下午的安排时间，这次几分钟就能出结果，分配也很科学，直接能给家访老师使用。”
8月是云谷学校全员入户家访时期。此次家访，学校幼儿园、小学部、初中部都用了王家锐开发的“智行家访”系统。云谷学校初中部的杨静，作为王同学的数学老师兼导师，最近总能收到同事发来的好评反馈。
安排家访的老师给出好评
杨老师介绍，王同学开发家访系统，灵感来自浙教版七年级下册数学课本上的“最短路径和”问题。初中数学遇到的“到两个点的最短路径和”体现了数学中的最优化思想，典型的一个例子是“将军饮马”问题。
浙教版七年级下册数学课本的“最短路径和”问题
当时王家锐刚读初二，对数学和编程都很感兴趣。视角独特的王同学，从数学的最短路径和，看见了“最小值”在现实世界的意义——帮助老师规划家访的最短总路程和。
“我了解到教师在安排家访出行顺序时面临许多问题，例如怎样减少不必要的行程，如何让各组教师的工作量尽可能均衡，还要在分配时考虑交通路径等等。”王同学说，为了解决这些问题，他需要进行更深入研究，也需要借助技术支持。
王家锐把想法告诉杨老师，在她的支持下，建立起项目组，组里的老师有支持专业编程的，有从用户视角提出需求的，还有导师帮助链接更多资源。
就这样，王同学利用课余时间，开启了长达一年的项目探究。
为了家访少走冤枉路
开发系统走了不少“弯路”
为了让老师家访少走冤枉路，王家锐开发家访系统，却是走了不少“弯路”。
他之前有过编程经历，但从没搭建过完整的项目系统，许多专业计算机知识都是在这一年里现学现用。
也因为“业务不熟”，王同学的系统开发至少经历了两次大改。比如一开始，他花大量时间建立用户登录、注册功能，做完跟老师一对接，发现能直接接入学校的家校系统，之前的工作多此一举。
再比如算法选择上，王家锐一开始用最朴素的“贪心算法”：老师两两分组，在起始点（学校）附近选择一个距离最近的点，在通过这个点寻找离该点最近的点，以此类推，形成一条蛇形路线。
“贪心算法”演示的路线规划
“但这可能会导致分组不均、走回头路的情况。”王家锐解释，“这个算法最明显的问题是，越靠后分配的学生越分散，这样每组教师的工作量就不均衡。”
意识到算法的局限性，王同学开始寻找新解决方法。在检索和询问AI工具后，他找到了基础的k-means聚类算法。“换了算法以后，分组优化了很多，但也还是存在缺点，比如容易受异常点影响。”
最后又经过几轮调整，“智行家访”的基本模型出炉——用户上传文件后，通过多线程的方式一边交给算法部分计算，一边向用户展示计算进度。计算完成，生成可视化的表格，并在地图上展示结果。
“虽然王同学觉得自己走了很多‘弯路’，但这也是一种学习方式。事实上，通过这个项目，他仅用一年就掌握了专业计算机知识，也收获了借助AI学习和解决问题的方法 。”提供技术支持的俞星老师，目睹了王同学一年来的成长。
“能从最简单的数学问题入手，去解决真实问题，发现现实的复杂度，思考问题模型的抽象和解决算法，最后到编程实现和迭代改进，这是一个完整的学习和实践过程，孩子能做到真的很了不起。”
俞老师提供项目开发的技术指导
家访分组这件事
从“原始社会”跨越到了现代
历时一年，王家锐的“智行家访”系统在这个暑假上线。对此最为欢迎的，当然是今年的家访老师。
“往年家访，我们收到的学生家庭住址，都是文字版，老师也不可能对每个小区位置都熟悉，所以分配的老师会很辛苦，需要在大地图上一个个打点，然后手工分组和调整。”云谷学校的陈一红老师说。
“如果分配不合理，就会像我去年一样，一上午跑了两户家庭，但一户在萧山，另一户在转塘，几乎是横跨杭州，打车都要100多块。”
而根据今年老师们的反馈，提到最多的关键词是“快速”和“直观”：
“今年家访安排只需要两步，将新生家访地址导入工具，一键生成家访安排，基于实际情况微调后即可。”
“家访还有个常见问题——地址模糊，我们之前要一个个打电话确认，现在用这个工具，地图直接显示所有学生地址，用颜色分区分块。分配老师只要选择哪几位老师选哪个区块就好，因为算法能保证同一区块内的家庭住址不会太远、基本顺路。”
还有老师调侃：有了新技术，家访分组这件事，一下子从“原始社会”跨越到现代。
暑期家访虽然告一段路，但开学新初三的王家锐，系统开发还未完待续。
王家锐同学
许多一线老师实际使用后，提出了更具体的需求。比如，点到对应学生和地址，希望能有浮窗呈现；分组地址导出时，希望能同步导出地图。学校幼儿园老师还提议，可以把王同学的系统应用到校车专线的规划上。
王家锐的爸爸也给老师们写下了一段长长的留言：“这个项目从开始到使用，历时一年多，对于一个青春期的娃，能在他‘状况百出’的情况下交出这份作业确实不容易。感谢杨老师的构想，联系了很多老师。还有项目组老师的技术指导、一线老师的反馈意见和包容 ，各方老师的支持，托举起孩子的梦想。相信家锐亲历这个长周期的项目，不断去解决真实的问题，他感受到了不一样的体验和收获。”
潮新闻记者 戴欣怡责任编辑：周勤
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