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对话洋葱数学CEO杨临风:人工智能不是噱头,而应该为教育目的服务

“教育很复杂”。昨日头条接触到的教育从业者都纷纷感慨。

优秀教师资源匮乏、地域发展不平衡、学生的具体情况千差万别、留守儿童/流动儿童家庭教育缺位,一个个现实问题如何解决?如何才能让那些偏远地区的孩子也能接受良好的教育?如何让上课听不懂的学生听懂学会,并且体会到学习的乐趣?如何让那些缺少父母督导的孩子在课后也能主动去学习?枯燥乏味的应试学习会不会让孩子产生逆反心理?

人工智能、虚拟现实等新兴技术应用到传统教育行业,激发学生的学习兴趣,提升教育信息化水平,提高教学效率,解决教育资源不平衡问题,是这些年无论政府层面,还是社会企业、公益组织、教育从业者都在积极推动的事。

“其实人这一辈子再努力,可能撑死了能解决半个社会问题就不错了。教育一定是其中一个重要问题。”

左一为杨临风

对教育感兴趣的杨临风,从哈佛大学计算机系毕业后,先在波士顿咨询公司工作了一段时间,最后,还是听从自己的内心,回国投身到他所热爱的教育事业中,从回北京蒲公英中学支教,到创立公益项目“阳光书屋”,再到后来创办洋葱数学,都是想通过自己以及团队的努力,找到具有可行性的解决方案。

洋葱数学的办公楼位于北京著名地标“798”附近的一个风景优美的园区里,和其他满是桌椅的办公楼不太一样的是,这里面有录制视频的影棚、有演播室、有物理实验室、有配音室,那些好玩有趣的动画视频和实验解说,都在这里被创造出来。

昨日头条来到洋葱数学办公室的时候,杨临风刚开完会,抱着电脑匆忙赶过来,我们一起聊了聊,洋葱数学的产品逻辑和技术应用。

为什么是数学?

“我们从最开始就在关注,怎么通过一个丰富的人机交互的产品,来满足城市最好的学校和农村相对比较偏远地区的需求。”

“中国缺的是能够让孩子自主学习的产品。如果你的设备还是需要老师去教,或者老师去做教学的主体,那整个课堂的形式和教学方式其实没有发生更多的改变。核心问题是要帮助中国的孩子能够在适应中国教育体系的情况下,既学到知识,又锻炼思维。我们在国内找了一圈,没有找到这样的产品,于是决定自己尝试。”

通过大量的走访调研,杨临风团队发现,数学是让一线教师和学生最头疼的学科,对很多学生来说,数学是“心中永远的痛”,听不懂,学不会,抽象、艰深、无趣,即便到了大学,高数依然是学生挂科率最高的科目之一。对教师而言,数学也比较难讲,不像物理化学那样可以通过实验让学生观察体验,有时候讲了很多遍,学生也难以理解。

“如果数学也能讲得有趣,那么其他学科也就简单了。”

2013年底,洋葱数学正式成立。为了能将数学变得有趣,让学生真正喜欢上数学,杨临风和他的团队参考可汗学院,用幽默生动的动画来讲解抽象的数学知识,“为了激发学生的兴趣,我们做一个视频需要两个月时间。这个是客观规律没办法。但是我们东西出来之后,就是能让学生一拍大腿说,这东西老师你为什么上课不这么讲,你这么讲我就搞懂了,这就是效果。”

打造适合学生的人机交互产品


据介绍,目前洋葱数学一共上线了1500多节课程,涵盖包括人教版、北师大版、苏科版等所有教材版本,覆盖的年级从小学四年级一直到高二,每一个课程视频时长大概5到8分钟,其中,初中数学课程一共有700多节,用了三年时间才做完。目前,洋葱数学正在扩展物理学科,已经上线了八年级和九年级的全套物理课程。目前,洋葱数学App的用户已经覆盖2822个区县,已经有用户的学校有6.3万多所,用户总量为1800万学生和50万老师。学生每天的平均学习时长为20分钟以上,假期学习时长为30到35分钟。打开洋葱数学App,一共有五个板块,依次为:学习、试炼场、我的成长、真人秀、金牌提分。在学习页面,学生先选择具体教材版本和年级,然后可以根据需要选择课程,每一个知识点都有概念课和解题课两部分,点击“概念课”,即可进入动画视频讲解;点击“解题课”,则可以进行配套的习题巩固练习。杨临风向昨日头条详细介绍了其中的人机交互设计:“我们在视频里设置了大量的交互练习,一个知识点讲完后会暂停视频讲解并弹出一道试题,让学生选择,这样可以防止他们走神,也能够及时检测知识点掌握情况;第二个环节就是练习。学生看完视频之后,马上需要做一些简单的快一点的知识的练习,来把他刚刚学到的视频里的那些东西去迅速应用。”在练题的过程中不断地找到学生的薄弱环节,然后这个时候机器会根据学生的做题情况并结合之前看视频的认真程度(是否拖拽进度条、是否暂停、做题反应时长),综合的对学生现在的学习水平进行评价,并且在后台建立模型。当昨日头条(公众号:昨日头条)问到真人直播授课与洋葱数学的人机交互模式孰优孰劣,杨临风说到:“人机交互其实本质上是人自己跟自己的交互,直播是人跟人之间的交互,两者交互频次完全不在一个数量级上。当学生坐在教室里的时候,他的很多思考其实是被老师牵引着走的,这个过程就很慢。但是当他自己思考的时候,他可以自己很快的去处理信息,也会习惯性的自己去思考这个问题,而不是等着别人来告诉他。”杨临风认为,人机交互可以让学生沉浸其中,学习起来更加高效,不必像直播课那样,被动接受知识,并且还需要等同他一起听课的同学的进度。学生可以根据自己的需求选择知识点进行有针对性的学习。如果产品设计的足够好,人机交互产品的学习体验和最终效果可能会比人与人交互的直播课还要好。

AI自适应技术都差不多,关键看怎么用

2017年,洋葱数学成立了人工智能实验室,研发适应在线学习场景的人工智能自适应学习引擎,对学习数据进行智能分析与即时匹配。目前,洋葱数学将大数据和人工智能技术充分应用于学、练、刷、测、诊、纠的学习全过程中。据昨日头条了解,洋葱数学人工智能实验室目前拥有约二十人的人工智能和大数据团队,成员毕业于北大、哈工大、哥伦比亚大学、伊利诺伊大学等海内外名校。其中算法团队在自适应学习系统、推荐算法、深度图像识别和强化学习等领域拥有产品级AI模型的开发能力。大数据团队则由前联想及以萨资深数据架构师领衔,成员曾供职于新浪、亚信、今日头条等富数据公司,拥有丰富的企业级数据架构开发经验。当昨日头条问道洋葱数学具体使用了那些AI技术,杨临风坦言:“我们用的技术及模型和市面上大多数公司差不多,无非是DKT(deep knowledge tracing)算法,我们也不会硬塞一些用不着的比如语音识别、计算机视觉这些AI技术来做噱头,技术要为产品逻辑服务,关键看怎么用,怎么才能使用这些技术真正让学生有更好的学习体验。”洋葱数学将DKT算法重点应用于动态的学习策略规划, 收集数据,储存数据,再进行数据分析,最后进行策略推送,会大概预测学生每一个知识点的掌握情况,诊断学生哪些知识点存在问题,然后推送相应的视频和练习配套的复习包。“我们用的最多的其实是对于数据的收集分析和通过算法做决策,希望用的这些人工智能技术能实实在在的帮助到学生,能对他的薄弱点进行诊断,并推送精准的学习内容。”洋葱数学的“护城河”据昨日头条了解,洋葱数学将分布在不同章节的占总数40%~50%左右的课程免费开放,有两个原因:其一,洋葱数学一开始是从公益机构转型做商业的,初心是想要解决中国的教育不均衡。其二,洋葱数学的理念是,教育应该是个白盒子,而不像现在的K12教育机构,整体是个黑盒子,所谓的黑盒子是指,掏了钱才能进来体验,体验之后好还是不好,没有办法描述。“而我们认为,整个在线教育产品,应该给到用户足够透明、足够好的体验。我们把一部分课程拿出来之后,先让学生免费体验,当他意识到产品确实有效,他自己会愿意来付费。”目前,无论是ToC还是ToB,洋葱数学主要都靠口碑传播,学生试用产品觉得有效之后,会购买全套付费课程;在学校的传播路径也主要是自下而上,老师使用产品后感觉到体验很好,会推荐给年级主任,年级主任会上报给校长,最后校长如果感到这款产品确实能为学生的学习和老师的教学提供帮助,会主动联系洋葱数学采购他们的产品。

昨日头条注:老师带着学生在洋葱数学数据后台查看自己的学习情况据介绍,东莞市道明外国语中学的教研组在中考前两个多月接触到了洋葱数学,直接跟洋葱数学达成战略合作关系,在初中三个年级全面铺开使用,其中初三年级共93个学生使用了洋葱数学2个月,在2017年的中考里,数学成绩平均分达到了102分,比上一年学校的中考成绩提升了15分。“我们的核心竞争壁垒是,数据维度收集的足够全面;同时,能够提供给学生个性化的学习路径,让学生真正喜欢我们的产品,使用之后也真的有效。”在昨日头条看来,洋葱数学有点像在线教育界的京东,用数年的时间精心打磨产品,构建起自己的核心壁垒,洋葱数学的自研课程体系就如京东自建的物流系统一样,一旦壁垒搭建起来,其他竞争对手就很难赶上,因为这些都是耗费大量时间、人力、心血、资金一点一点累积起来的,没有捷径可走。也正如京东构筑物流护城河以后,在积累起来的庞大的数据上发力,形成ABC三位一体战略,洋葱数学收集到的学生学习数据也可以形成一套体系,搭建AI自适应引擎,分析数据建立数据仓库,进行多维度的数据建模,以掌握学生的学习情况,进行精准的学习课程推送,并实时获得学习反馈,再根据反馈不断改进系统精确度,循环往复,形成闭环。当然,这样的模式注定很“重”,既烧钱又耗时,再加上教育行业本来就周期很长,是一个“慢工出细活”的行业,而且,正如杨临风所言:“我们的主要挑战是传统观念对辅导形式的认知”,目前大部分家长还是会选择离家近的线下培训机构辅导孩子数学,而线上教学又缺乏监督,学生的学习效果和使用时长不确定性很大,“我们也会向家长推荐尝试这种辅导形式,但是确实需要一点时间。”

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