對(duì)話洋蔥數(shù)學(xué)CEO楊臨風(fēng)：人工智能在教育領(lǐng)域大有可為！

“教育很復(fù)雜”。接觸到的教育從業(yè)者都紛紛感慨。

優(yōu)秀教師資源匱乏、地域發(fā)展不平衡、學(xué)生的具體情況千差萬(wàn)別、留守兒童/流動(dòng)兒童家庭教育缺位，一個(gè)個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題如何解決？如何才能讓那些偏遠(yuǎn)地區(qū)的孩子也能接受良好的教育？如何讓上課聽(tīng)不懂的學(xué)生聽(tīng)懂學(xué)會(huì)，并且體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣？如何讓那些缺少父母督導(dǎo)的孩子在課后也能主動(dòng)去學(xué)習(xí)？枯燥乏味的應(yīng)試學(xué)習(xí)會(huì)不會(huì)讓孩子產(chǎn)生逆反心理？

將人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)教育行業(yè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教育信息化水平，提高教學(xué)效率，解決教育資源不平衡問(wèn)題，是這些年無(wú)論政府層面，還是社會(huì)企業(yè)、公益組織、教育從業(yè)者都在積極推動(dòng)的事。

“其實(shí)人這一輩子再努力，可能撐死了能解決半個(gè)社會(huì)問(wèn)題就不錯(cuò)了。教育一定是其中一個(gè)重要問(wèn)題?！?/p>

左一為楊臨風(fēng)

對(duì)教育感興趣的楊臨風(fēng)，從哈佛大學(xué)計(jì)算機(jī)系畢業(yè)后，先在波士頓咨詢公司工作了一段時(shí)間，最后，還是聽(tīng)從自己的內(nèi)心，回國(guó)投身到他所熱愛(ài)的教育事業(yè)中，從回北京蒲公英中學(xué)支教，到創(chuàng)立公益項(xiàng)目“陽(yáng)光書(shū)屋”，再到后來(lái)創(chuàng)辦洋蔥數(shù)學(xué)，都是想通過(guò)自己以及團(tuán)隊(duì)的努力，找到具有可行性的解決方案。

洋蔥數(shù)學(xué)的辦公樓位于北京著名地標(biāo)“798”附近的一個(gè)風(fēng)景優(yōu)美的園區(qū)里，和其他滿是桌椅的辦公樓不太一樣的是，這里面有錄制視頻的影棚、有演播室、有物理實(shí)驗(yàn)室、有配音室，那些好玩有趣的動(dòng)畫(huà)視頻和實(shí)驗(yàn)解說(shuō)，都在這里被創(chuàng)造出來(lái)。

來(lái)到洋蔥數(shù)學(xué)辦公室的時(shí)候，楊臨風(fēng)剛開(kāi)完會(huì)，抱著電腦匆忙趕過(guò)來(lái)，我們一起聊了聊，洋蔥數(shù)學(xué)的產(chǎn)品邏輯和技術(shù)應(yīng)用。

為什么是數(shù)學(xué)？

“我們從最開(kāi)始就在關(guān)注，怎么通過(guò)一個(gè)豐富的人機(jī)交互的產(chǎn)品，來(lái)滿足城市最好的學(xué)校和農(nóng)村相對(duì)比較偏遠(yuǎn)地區(qū)的需求?！?/p>

“中國(guó)缺的是能夠讓孩子自主學(xué)習(xí)的產(chǎn)品。如果你的設(shè)備還是需要老師去教，或者老師去做教學(xué)的主體，那整個(gè)課堂的形式和教學(xué)方式其實(shí)沒(méi)有發(fā)生更多的改變。核心問(wèn)題是要幫助中國(guó)的孩子能夠在適應(yīng)中國(guó)教育體系的情況下，既學(xué)到知識(shí)，又鍛煉思維。我們?cè)趪?guó)內(nèi)找了一圈，沒(méi)有找到這樣的產(chǎn)品，于是決定自己嘗試。”

通過(guò)大量的走訪調(diào)研，楊臨風(fēng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)是讓一線教師和學(xué)生最頭疼的學(xué)科，對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)是“心中永遠(yuǎn)的痛”，聽(tīng)不懂，學(xué)不會(huì)，抽象、艱深、無(wú)趣，即便到了大學(xué)，高數(shù)依然是學(xué)生掛科率最高的科目之一。對(duì)教師而言，數(shù)學(xué)也比較難講，不像物理化學(xué)那樣可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察體驗(yàn)，有時(shí)候講了很多遍，學(xué)生也難以理解。

“如果數(shù)學(xué)也能講得有趣，那么其他學(xué)科也就簡(jiǎn)單了。”

2013年底，洋蔥數(shù)學(xué)正式成立。為了能將數(shù)學(xué)變得有趣，讓學(xué)生真正喜歡上數(shù)學(xué)，楊臨風(fēng)和他的團(tuán)隊(duì)參考可汗學(xué)院，用幽默生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)來(lái)講解抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)，“為了激發(fā)學(xué)生的興趣，我們做一個(gè)視頻需要兩個(gè)月時(shí)間。這個(gè)是客觀規(guī)律沒(méi)辦法。但是我們東西出來(lái)之后，就是能讓學(xué)生一拍大腿說(shuō)，這東西老師你為什么上課不這么講，你這么講我就搞懂了，這就是效果?！?/p>

打造適合學(xué)生的人機(jī)交互產(chǎn)品

據(jù)介紹，目前洋蔥數(shù)學(xué)一共上線了1500多節(jié)課程，涵蓋包括人教版、北師大版、蘇科版等所有教材版本，覆蓋的年級(jí)從小學(xué)四年級(jí)一直到高二，每一個(gè)課程視頻時(shí)長(zhǎng)大概5到8分鐘，其中，初中數(shù)學(xué)課程一共有700多節(jié)，用了三年時(shí)間才做完。目前，洋蔥數(shù)學(xué)正在擴(kuò)展物理學(xué)科，已經(jīng)上線了八年級(jí)和九年級(jí)的全套物理課程。

目前，洋蔥數(shù)學(xué)App的用戶已經(jīng)覆蓋2822個(gè)區(qū)縣，已經(jīng)有用戶的學(xué)校有6.3萬(wàn)多所，用戶總量為1800萬(wàn)學(xué)生和50萬(wàn)老師。學(xué)生每天的平均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)為20分鐘以上，假期學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)為30到35分鐘。

打開(kāi)洋蔥數(shù)學(xué)App，一共有五個(gè)板塊，依次為：學(xué)習(xí)、試煉場(chǎng)、我的成長(zhǎng)、真人秀、金牌提分。在學(xué)習(xí)頁(yè)面，學(xué)生先選擇具體教材版本和年級(jí)，然后可以根據(jù)需要選擇課程，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都有概念課和解題課兩部分，點(diǎn)擊“概念課”，即可進(jìn)入動(dòng)畫(huà)視頻講解；點(diǎn)擊“解題課”，則可以進(jìn)行配套的習(xí)題鞏固練習(xí)。

楊臨風(fēng)向詳細(xì)介紹了其中的人機(jī)交互設(shè)計(jì)：

“我們?cè)谝曨l里設(shè)置了大量的交互練習(xí)，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講完后會(huì)暫停視頻講解并彈出一道試題，讓學(xué)生選擇，這樣可以防止他們走神，也能夠及時(shí)檢測(cè)知識(shí)點(diǎn)掌握情況；第二個(gè)環(huán)節(jié)就是練習(xí)。學(xué)生看完視頻之后，馬上需要做一些簡(jiǎn)單的快一點(diǎn)的知識(shí)的練習(xí)，來(lái)把他剛剛學(xué)到的視頻里的那些東西去迅速應(yīng)用。”

在練題的過(guò)程中不斷地找到學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，然后這個(gè)時(shí)候機(jī)器會(huì)根據(jù)學(xué)生的做題情況并結(jié)合之前看視頻的認(rèn)真程度（是否拖拽進(jìn)度條、是否暫停、做題反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)），綜合的對(duì)學(xué)生現(xiàn)在的學(xué)習(xí)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且在后臺(tái)建立模型。

當(dāng)問(wèn)到真人直播授課與洋蔥數(shù)學(xué)的人機(jī)交互模式孰優(yōu)孰劣，楊臨風(fēng)說(shuō)到：“人機(jī)交互其實(shí)本質(zhì)上是人自己跟自己的交互，直播是人跟人之間的交互，兩者交互頻次完全不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。當(dāng)學(xué)生坐在教室里的時(shí)候，他的很多思考其實(shí)是被老師牽引著走的，這個(gè)過(guò)程就很慢。但是當(dāng)他自己思考的時(shí)候，他可以自己很快的去處理信息，也會(huì)習(xí)慣性的自己去思考這個(gè)問(wèn)題，而不是等著別人來(lái)告訴他?！?/p>

楊臨風(fēng)認(rèn)為，人機(jī)交互可以讓學(xué)生沉浸其中，學(xué)習(xí)起來(lái)更加高效，不必像直播課那樣，被動(dòng)接受知識(shí)，并且還需要等同他一起聽(tīng)課的同學(xué)的進(jìn)度。學(xué)生可以根據(jù)自己的需求選擇知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)。如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)的足夠好，人機(jī)交互產(chǎn)品的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和最終效果可能會(huì)比人與人交互的直播課還要好。

AI自適應(yīng)技術(shù)都差不多，關(guān)鍵看怎么用

2017年，洋蔥數(shù)學(xué)成立了人工智能實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)適應(yīng)在線學(xué)習(xí)場(chǎng)景的人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)引擎，對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析與即時(shí)匹配。目前，洋蔥數(shù)學(xué)將大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)充分應(yīng)用于學(xué)、練、刷、測(cè)、診、糾的學(xué)習(xí)全過(guò)程中。

據(jù)了解，洋蔥數(shù)學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室目前擁有約二十人的人工智能和大數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)，成員畢業(yè)于北大、哈工大、哥倫比亞大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)等海內(nèi)外名校。其中算法團(tuán)隊(duì)在自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)、推薦算法、深度圖像識(shí)別和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等領(lǐng)域擁有產(chǎn)品級(jí)AI模型的開(kāi)發(fā)能力。大數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)則由前聯(lián)想及以薩資深數(shù)據(jù)架構(gòu)師領(lǐng)銜，成員曾供職于新浪、亞信、今日頭條等富數(shù)據(jù)公司，擁有豐富的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)架構(gòu)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)問(wèn)道洋蔥數(shù)學(xué)具體使用了那些AI技術(shù)，楊臨風(fēng)坦言：“我們用的技術(shù)及模型和市面上大多數(shù)公司差不多，無(wú)非是DKT（deep knowledge tracing）算法，我們也不會(huì)硬塞一些用不著的比如語(yǔ)音識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)這些AI技術(shù)來(lái)做噱頭，技術(shù)要為產(chǎn)品邏輯服務(wù)，關(guān)鍵看怎么用，怎么才能使用這些技術(shù)真正讓學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?！?/p>

洋蔥數(shù)學(xué)將DKT算法重點(diǎn)應(yīng)用于動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)策略規(guī)劃， 收集數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最后進(jìn)行策略推送，會(huì)大概預(yù)測(cè)學(xué)生每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，診斷學(xué)生哪些知識(shí)點(diǎn)存在問(wèn)題，然后推送相應(yīng)的視頻和練習(xí)配套的復(fù)習(xí)包。

“我們用的最多的其實(shí)是對(duì)于數(shù)據(jù)的收集分析和通過(guò)算法做決策，希望用的這些人工智能技術(shù)能實(shí)實(shí)在在的幫助到學(xué)生，能對(duì)他的薄弱點(diǎn)進(jìn)行診斷，并推送精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容?！?/p>

洋蔥數(shù)學(xué)的“護(hù)城河”

據(jù)了解，洋蔥數(shù)學(xué)將分布在不同章節(jié)的占總數(shù)40%~50%左右的課程免費(fèi)開(kāi)放，有兩個(gè)原因：其一，洋蔥數(shù)學(xué)一開(kāi)始是從公益機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)型做商業(yè)的，初心是想要解決中國(guó)的教育不均衡。其二，洋蔥數(shù)學(xué)的理念是，教育應(yīng)該是個(gè)白盒子，而不像現(xiàn)在的K12教育機(jī)構(gòu)，整體是個(gè)黑盒子，所謂的黑盒子是指，掏了錢才能進(jìn)來(lái)體驗(yàn)，體驗(yàn)之后好還是不好，沒(méi)有辦法描述。

“而我們認(rèn)為，整個(gè)在線教育產(chǎn)品，應(yīng)該給到用戶足夠透明、足夠好的體驗(yàn)。我們把一部分課程拿出來(lái)之后，先讓學(xué)生免費(fèi)體驗(yàn)，當(dāng)他意識(shí)到產(chǎn)品確實(shí)有效，他自己會(huì)愿意來(lái)付費(fèi)。”

目前，無(wú)論是ToC還是ToB，洋蔥數(shù)學(xué)主要都靠口碑傳播，學(xué)生試用產(chǎn)品覺(jué)得有效之后，會(huì)購(gòu)買全套付費(fèi)課程；在學(xué)校的傳播路徑也主要是自下而上，老師使用產(chǎn)品后感覺(jué)到體驗(yàn)很好，會(huì)推薦給年級(jí)主任，年級(jí)主任會(huì)上報(bào)給校長(zhǎng)，最后校長(zhǎng)如果感到這款產(chǎn)品確實(shí)能為學(xué)生的學(xué)習(xí)和老師的教學(xué)提供幫助，會(huì)主動(dòng)聯(lián)系洋蔥數(shù)學(xué)采購(gòu)他們的產(chǎn)品。

注：老師帶著學(xué)生在洋蔥數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)后臺(tái)查看自己的學(xué)習(xí)情況

據(jù)介紹，東莞市道明外國(guó)語(yǔ)中學(xué)的教研組在中考前兩個(gè)多月接觸到了洋蔥數(shù)學(xué)，直接跟洋蔥數(shù)學(xué)達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系，在初中三個(gè)年級(jí)全面鋪開(kāi)使用，其中初三年級(jí)共93個(gè)學(xué)生使用了洋蔥數(shù)學(xué)2個(gè)月，在2017年的中考里，數(shù)學(xué)成績(jī)平均分達(dá)到了102分，比上一年學(xué)校的中考成績(jī)提升了15分。

“我們的核心競(jìng)爭(zhēng)壁壘是，數(shù)據(jù)維度收集的足夠全面；同時(shí)，能夠提供給學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑，讓學(xué)生真正喜歡我們的產(chǎn)品，使用之后也真的有效?！?/p>

在看來(lái)，洋蔥數(shù)學(xué)有點(diǎn)像在線教育界的京東，用數(shù)年的時(shí)間精心打磨產(chǎn)品，構(gòu)建起自己的核心壁壘，洋蔥數(shù)學(xué)的自研課程體系就如京東自建的物流系統(tǒng)一樣，一旦壁壘搭建起來(lái)，其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就很難趕上，因?yàn)檫@些都是耗費(fèi)大量時(shí)間、人力、心血、資金一點(diǎn)一點(diǎn)累積起來(lái)的，沒(méi)有捷徑可走。

也正如京東構(gòu)筑物流護(hù)城河以后，在積累起來(lái)的龐大的數(shù)據(jù)上發(fā)力，形成ABC三位一體戰(zhàn)略，洋蔥數(shù)學(xué)收集到的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)也可以形成一套體系，搭建AI自適應(yīng)引擎，分析數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，進(jìn)行多維度的數(shù)據(jù)建模，以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)課程推送，并實(shí)時(shí)獲得學(xué)習(xí)反饋，再根據(jù)反饋不斷改進(jìn)系統(tǒng)精確度，循環(huán)往復(fù)，形成閉環(huán)。

當(dāng)然，這樣的模式注定很“重”，既燒錢又耗時(shí)，再加上教育行業(yè)本來(lái)就周期很長(zhǎng)，是一個(gè)“慢工出細(xì)活”的行業(yè)，而且，正如楊臨風(fēng)所言：“我們的主要挑戰(zhàn)是傳統(tǒng)觀念對(duì)輔導(dǎo)形式的認(rèn)知”，目前大部分家長(zhǎng)還是會(huì)選擇離家近的線下培訓(xùn)機(jī)構(gòu)輔導(dǎo)孩子數(shù)學(xué)，而線上教學(xué)又缺乏監(jiān)督，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和使用時(shí)長(zhǎng)不確定性很大，“我們也會(huì)向家長(zhǎng)推薦嘗試這種輔導(dǎo)形式，但是確實(shí)需要一點(diǎn)時(shí)間。”