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

“教育很復雜”。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、學生的具體情況千差萬別、留守兒童/流動兒童家庭教育缺位，一個個現(xiàn)實問題如何解決？如何才能讓那些偏遠地區(qū)的孩子也能接受良好的教育？如何讓上課聽不懂的學生聽懂學會，并且體會到學習的樂趣？如何讓那些缺少父母督導的孩子在課后也能主動去學習？枯燥乏味的應(yīng)試學習會不會讓孩子產(chǎn)生逆反心理？

將人工智能、虛擬現(xiàn)實等新興技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)教育行業(yè)，激發(fā)學生的學習興趣，提升教育信息化水平，提高教學效率，解決教育資源不平衡問題，是這些年無論政府層面，還是社會企業(yè)、公益組織、教育從業(yè)者都在積極推動的事。

“其實人這一輩子再努力，可能撐死了能解決半個社會問題就不錯了。教育一定是其中一個重要問題?！?/p>

左一為楊臨風

對教育感興趣的楊臨風，從哈佛大學計算機系畢業(yè)后，先在波士頓咨詢公司工作了一段時間，最后，還是聽從自己的內(nèi)心，回國投身到他所熱愛的教育事業(yè)中，從回北京蒲公英中學支教，到創(chuàng)立公益項目“陽光書屋”，再到后來創(chuàng)辦洋蔥數(shù)學，都是想通過自己以及團隊的努力，找到具有可行性的解決方案。

洋蔥數(shù)學的辦公樓位于北京著名地標“798”附近的一個風景優(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、有物理實驗室、有配音室，那些好玩有趣的動畫視頻和實驗解說，都在這里被創(chuàng)造出來。

來到洋蔥數(shù)學辦公室的時候，楊臨風剛開完會，抱著電腦匆忙趕過來，我們一起聊了聊，洋蔥數(shù)學的產(chǎn)品邏輯和技術(shù)應(yīng)用。

為什么是數(shù)學？

“我們從最開始就在關(guān)注，怎么通過一個豐富的人機交互的產(chǎn)品，來滿足城市最好的學校和農(nóng)村相對比較偏遠地區(qū)的需求?！?/p>

“中國缺的是能夠讓孩子自主學習的產(chǎn)品。如果你的設(shè)備還是需要老師去教，或者老師去做教學的主體，那整個課堂的形式和教學方式其實沒有發(fā)生更多的改變。核心問題是要幫助中國的孩子能夠在適應(yīng)中國教育體系的情況下，既學到知識，又鍛煉思維。我們在國內(nèi)找了一圈，沒有找到這樣的產(chǎn)品，于是決定自己嘗試?！?/p>

通過大量的走訪調(diào)研，楊臨風團隊發(fā)現(xiàn)，數(shù)學是讓一線教師和學生最頭疼的學科，對很多學生來說，數(shù)學是“心中永遠的痛”，聽不懂，學不會，抽象、艱深、無趣，即便到了大學，高數(shù)依然是學生掛科率最高的科目之一。對教師而言，數(shù)學也比較難講，不像物理化學那樣可以通過實驗讓學生觀察體驗，有時候講了很多遍，學生也難以理解。

“如果數(shù)學也能講得有趣，那么其他學科也就簡單了?！?/p>

2013年底，洋蔥數(shù)學正式成立。為了能將數(shù)學變得有趣，讓學生真正喜歡上數(shù)學，楊臨風和他的團隊參考可汗學院，用幽默生動的動畫來講解抽象的數(shù)學知識，“為了激發(fā)學生的興趣，我們做一個視頻需要兩個月時間。這個是客觀規(guī)律沒辦法。但是我們東西出來之后，就是能讓學生一拍大腿說，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>

打造適合學生的人機交互產(chǎn)品

據(jù)介紹，目前洋蔥數(shù)學一共上線了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，覆蓋的年級從小學四年級一直到高二，每一個課程視頻時長大概5到8分鐘，其中，初中數(shù)學課程一共有700多節(jié)，用了三年時間才做完。目前，洋蔥數(shù)學正在擴展物理學科，已經(jīng)上線了八年級和九年級的全套物理課程。

目前，洋蔥數(shù)學App的用戶已經(jīng)覆蓋2822個區(qū)縣，已經(jīng)有用戶的學校有6.3萬多所，用戶總量為1800萬學生和50萬老師。學生每天的平均學習時長為20分鐘以上，假期學習時長為30到35分鐘。

打開洋蔥數(shù)學App，一共有五個板塊，依次為：學習、試煉場、我的成長、真人秀、金牌提分。在學習頁面，學生先選擇具體教材版本和年級，然后可以根據(jù)需要選擇課程，每一個知識點都有概念課和解題課兩部分，點擊“概念課”，即可進入動畫視頻講解；點擊“解題課”，則可以進行配套的習題鞏固練習。

楊臨風向詳細介紹了其中的人機交互設(shè)計：

“我們在視頻里設(shè)置了大量的交互練習，一個知識點講完后會暫停視頻講解并彈出一道試題，讓學生選擇，這樣可以防止他們走神，也能夠及時檢測知識點掌握情況；第二個環(huán)節(jié)就是練習。學生看完視頻之后，馬上需要做一些簡單的快一點的知識的練習，來把他剛剛學到的視頻里的那些東西去迅速應(yīng)用。”

在練題的過程中不斷地找到學生的薄弱環(huán)節(jié)，然后這個時候機器會根據(jù)學生的做題情況并結(jié)合之前看視頻的認真程度（是否拖拽進度條、是否暫停、做題反應(yīng)時長），綜合的對學生現(xiàn)在的學習水平進行評價，并且在后臺建立模型。

當問到真人直播授課與洋蔥數(shù)學的人機交互模式孰優(yōu)孰劣，楊臨風說到：“人機交互其實本質(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數(shù)量級上。當學生坐在教室里的時候，他的很多思考其實是被老師牽引著走的，這個過程就很慢。但是當他自己思考的時候，他可以自己很快的去處理信息，也會習慣性的自己去思考這個問題，而不是等著別人來告訴他?！?/p>

楊臨風認為，人機交互可以讓學生沉浸其中，學習起來更加高效，不必像直播課那樣，被動接受知識，并且還需要等同他一起聽課的同學的進度。學生可以根據(jù)自己的需求選擇知識點進行有針對性的學習。如果產(chǎn)品設(shè)計的足夠好，人機交互產(chǎn)品的學習體驗和最終效果可能會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)學成立了人工智能實驗室，研發(fā)適應(yīng)在線學習場景的人工智能自適應(yīng)學習引擎，對學習數(shù)據(jù)進行智能分析與即時匹配。目前，洋蔥數(shù)學將大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)充分應(yīng)用于學、練、刷、測、診、糾的學習全過程中。

據(jù)了解，洋蔥數(shù)學人工智能實驗室目前擁有約二十人的人工智能和大數(shù)據(jù)團隊，成員畢業(yè)于北大、哈工大、哥倫比亞大學、伊利諾伊大學等海內(nèi)外名校。其中算法團隊在自適應(yīng)學習系統(tǒng)、推薦算法、深度圖像識別和強化學習等領(lǐng)域擁有產(chǎn)品級AI模型的開發(fā)能力。大數(shù)據(jù)團隊則由前聯(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)級數(shù)據(jù)架構(gòu)開發(fā)經(jīng)驗。

當問道洋蔥數(shù)學具體使用了那些AI技術(shù)，楊臨風坦言：“我們用的技術(shù)及模型和市面上大多數(shù)公司差不多，無非是DKT（deep knowledge tracing）算法，我們也不會硬塞一些用不著的比如語音識別、計算機視覺這些AI技術(shù)來做噱頭，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)真正讓學生有更好的學習體驗。”

洋蔥數(shù)學將DKT算法重點應(yīng)用于動態(tài)的學習策略規(guī)劃， 收集數(shù)據(jù)，儲存數(shù)據(jù)，再進行數(shù)據(jù)分析，最后進行策略推送，會大概預測學生每一個知識點的掌握情況，診斷學生哪些知識點存在問題，然后推送相應(yīng)的視頻和練習配套的復習包。

“我們用的最多的其實是對于數(shù)據(jù)的收集分析和通過算法做決策，希望用的這些人工智能技術(shù)能實實在在的幫助到學生，能對他的薄弱點進行診斷，并推送精準的學習內(nèi)容?！?/p>

洋蔥數(shù)學的“護城河”

據(jù)了解，洋蔥數(shù)學將分布在不同章節(jié)的占總數(shù)40%~50%左右的課程免費開放，有兩個原因：其一，洋蔥數(shù)學一開始是從公益機構(gòu)轉(zhuǎn)型做商業(yè)的，初心是想要解決中國的教育不均衡。其二，洋蔥數(shù)學的理念是，教育應(yīng)該是個白盒子，而不像現(xiàn)在的K12教育機構(gòu)，整體是個黑盒子，所謂的黑盒子是指，掏了錢才能進來體驗，體驗之后好還是不好，沒有辦法描述。

“而我們認為，整個在線教育產(chǎn)品，應(yīng)該給到用戶足夠透明、足夠好的體驗。我們把一部分課程拿出來之后，先讓學生免費體驗，當他意識到產(chǎn)品確實有效，他自己會愿意來付費?！?/p>

目前，無論是ToC還是ToB，洋蔥數(shù)學主要都靠口碑傳播，學生試用產(chǎn)品覺得有效之后，會購買全套付費課程；在學校的傳播路徑也主要是自下而上，老師使用產(chǎn)品后感覺到體驗很好，會推薦給年級主任，年級主任會上報給校長，最后校長如果感到這款產(chǎn)品確實能為學生的學習和老師的教學提供幫助，會主動聯(lián)系洋蔥數(shù)學采購他們的產(chǎn)品。

注：老師帶著學生在洋蔥數(shù)學數(shù)據(jù)后臺查看自己的學習情況

據(jù)介紹，東莞市道明外國語中學的教研組在中考前兩個多月接觸到了洋蔥數(shù)學，直接跟洋蔥數(shù)學達成戰(zhàn)略合作關(guān)系，在初中三個年級全面鋪開使用，其中初三年級共93個學生使用了洋蔥數(shù)學2個月，在2017年的中考里，數(shù)學成績平均分達到了102分，比上一年學校的中考成績提升了15分。

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

在看來，洋蔥數(shù)學有點像在線教育界的京東，用數(shù)年的時間精心打磨產(chǎn)品，構(gòu)建起自己的核心壁壘，洋蔥數(shù)學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，其他競爭對手就很難趕上，因為這些都是耗費大量時間、人力、心血、資金一點一點累積起來的，沒有捷徑可走。

也正如京東構(gòu)筑物流護城河以后，在積累起來的龐大的數(shù)據(jù)上發(fā)力，形成ABC三位一體戰(zhàn)略，洋蔥數(shù)學收集到的學生學習數(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)倉庫，進行多維度的數(shù)據(jù)建模，以掌握學生的學習情況，進行精準的學習課程推送，并實時獲得學習反饋，再根據(jù)反饋不斷改進系統(tǒng)精確度，循環(huán)往復，形成閉環(huán)。

當然，這樣的模式注定很“重”，既燒錢又耗時，再加上教育行業(yè)本來就周期很長，是一個“慢工出細活”的行業(yè)，而且，正如楊臨風所言：“我們的主要挑戰(zhàn)是傳統(tǒng)觀念對輔導形式的認知”，目前大部分家長還是會選擇離家近的線下培訓機構(gòu)輔導孩子數(shù)學，而線上教學又缺乏監(jiān)督，學生的學習效果和使用時長不確定性很大，“我們也會向家長推薦嘗試這種輔導形式，但是確實需要一點時間?！?/p>