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乂學教育樊星:人工智慧如何推動教育產業升級

乂學教育樊星:人工智慧如何推動教育產業升級


4月22日,由希鷗網主辦的「創響華東,共贏未來——希鷗網第四屆創新創業領袖峰會」在上海龍之夢大酒店隆重舉行。乂學教育聯合創始人樊星為參會者帶來了題為《人工智慧如何推動教育產業升級》的演講。

以下為樊星峰會演講實錄

我們知道從2016年開始整個業界颳起了一股人工智慧之風,這個是ALPHAGO帶來的。我們發現所有的融資都有人工智慧的影子在後面,而教育又是這兩年大家很聚焦的產業,我們2015年的時候選擇這樣的方向一直做,那麼作為人工智慧+教育走的相對比較早的企業,非常容幸今天在這裡跟大家分享一下乂學教育在這方面的進展和方法。

第一波浪潮是互聯網+浪潮,第二波是工具化的浪潮,以學霸君搜題工具為代表,他們通過互聯網的方式找到特定的點,為孩子們提供特殊化的工具解決了一些問題。最近這兩年我們發現真人一對一非常火,最近一個國內上市的51TALK,還有VIPABC,還有VIPKID,他們是怎麼做的呢?他們把一些名師的資源通過互聯網方式給孩子們提供一對一的解決方案。

除此之外我們講的重點人工智慧浪潮,這一波裡面有不一樣的方法解決問題,我們通過把人工智慧為核心的新技術跟教學結合,從而達到更高的效果,以此帶來比較個性化、低成本的解決方案,這個裡面的代表就是我們的乂學教育,我們做的是人工智慧自適應學習系統。

跟大家分享一下全球人工智慧教育現狀。其實人工智慧教育在國內興起的時間才有一到兩年,但是在國外已經做了若干年了。我們看一下目前發展最好的KNEWTON它們拿了1.5億美金融資。

這個是比爾蓋茨梅林達基金會的說法,說2015年自適應和個性化學習的發展達到了新的高度,大家都認為這個人工智慧自適應學習是整個現在教育環境最需要的東西,這個後面我會解釋,我把這個講完之後大多數人都會認可這個判斷,也會認可比爾蓋茨梅林達基金會的判斷。

我們可以看到整個全球人工智慧教育風氣是非常非常洶湧的,其實在剛剛分享的幾波浪潮裡面我們發現,前面幾波浪潮的公司,頂尖的公司都已經往人工智慧轉了,比如說好未來,已經在提升自適應化的作業,包括學霸君也在做這方面的東西,這個是我們整個市場情況。

由此看來整個市場是非常火的,人工智慧+教育是整個教育後面的根本發展方向,也會引起很大的變革,這個是我們今天講的主題。

即便把行業的巨頭加起來整體的市場額並不大,我們知道K12的市場是千億到萬億之間,這些合起來10%都不到,意味著在座的各位創業者還有很大很大的機會,還有很大的空間待我們去挖,怎麼挖呢?下面有一些方法供大家思考。

我們看一下教育市場的痛點,在座的人可能很多是孩子的家長了,現在在判斷孩子要不要報輔導班的時候,判斷的不是這個班給多少錢,而是看孩子有沒有檔期,意味著什麼呢?

在現在的情況下,家長們對孩子的單位時間能獲得的學習效果是非常關心的,這個程度已經超過了對金錢成本的在乎,意味著必須把學習效率做好,我們知道學習效率,什麼樣的學習方式效率是最高的呢?很明顯就是1對1的教學,我們知道開小灶是學習最快的。

既然這個是最好的解決方案,這個有可行性嗎?我們做過簡單的測算,把全球所有的K12老師集中起來給上海所有的學生一對一輔導,老師的數都不夠。這用數學公式看意味著什麼呢?需求除以供給等於正無窮,所以說這樣的一個正無窮我相信代表的痛點多有大,大家都是有這樣的一個認同。

其實這樣的痛點是很明顯的,很多公司都已經看到了,他們通過資源連接+資源挖掘來解決這個供給的矛盾,典型的就是我們語言類教育裡面的VIPABC,通過挖掘歐美外教提供供給在一定程度上緩解了這些矛盾。

那麼這樣的方法是根本的解決方案嗎?即便我們的供給增加了一個數量級,其實也是無法讓剛剛那個正無窮的方式得到平衡的,我們有沒有可能創造無限的供給呢?假如說這個做出來了之後,市場前景和社會價值是多大呢?這個問題看似無解,但是有一些相關行業有這樣的答案。

我們能否讓系統模擬一個真人一對一老師?如果做到這一點我們的系統是可無限複製的,那不是這個問題就得到了解決?這個就是我們乂學教育嘗試做的東西,我們希望把優秀老師的大腦複製到系統裡面去,讓系統成為一個優秀的一對一老師,可以每個孩子都提供教學,這裡可以提看出到,老師ABC的思想弄到系統裡面去了,複製的可能是包括老師的知識和經驗,這個下面我們再講怎麼做到的,聽起來很科幻是吧。

其實這裡面我們剛剛一直講的ALPHAGO,他是通過人工智慧的技術和方法來讓他的系統去代替這樣優秀的棋手,在4年前甚至連2段的棋手都下不過,現在已經通過人工智慧的方法,已經可以讓系統成為9段的高手了,要知道圍棋是非常難下的,他們都能做到,我相信我們用系統,用人工智慧的方法把系統模擬成真人的一對一老師是可行的。

我們怎麼模擬呢?我們發現真人一對一的老師流程是什麼樣的?通過先是去檢測你的孩子什麼情況,再根據孩子的情況給你個性化的解決方案,在此之外不斷地根據方案優化,這個是優秀的老師進行一對一輔導時的套路,我們的系統思路就是模擬他。

乂學教育的方法是什麼樣呢?我們模擬一對一的老師,我們通過知識空間+知識圖譜以及納米化的知識點檢測孩子的問題並給出一個個性化的解決方案,在這個實施的過程當中我們又通過大數據的分析以及各種各樣孩子學習信息的採集,然後來形成對他的方案進行優化和修整,以此讓孩子們的知識點全部解決,最終達到學習目標。通過了知識空間理論,比較精確地定位出孩子們知識點的漏洞是什麼樣的。

什麼是知識空間理論呢,這裡面有一個簡單的類比,是我們由所有的知識點以及知識點的組合形成的這樣一個整體的集合,類似於我們化學裡面是由所有的化學元素進行集合,然後形成各種各樣的物質,是一樣的道理。假如說有ABCDE5個知識點,可行的知識狀態有多少個?是2的五次方的狀態,所有的就形成了知識空間,我們要做的是什麼呢?每個孩子在2的5次方個狀態裡面總有一個狀態是屬於他的,我們檢測出屬於2的五次方的狀態。

在這裡面我們有一個概念,有教學思路在裡面,我們的知識星空是納米級知識點構成的空間,我們認為要把知識點拆分成一個可解決的點,這樣測出來的東西才有意義。比如說語文文言文閱讀不行,怎麼辦呢?是沒有什麼辦法的,假如說我們說文言文閱讀裡面虛詞「也」在疑問語氣中的意思不清楚,其實大家可以解決這個問題;再比如說孩子一元二次方程不會沒意義,但說一元二次方程的十字相乘法解法的大數的情況下不熟練,這個也可以解決,這個就是納米級的知識點。

串起來的話就有一個知識圖譜,這個是非常複雜的,什麼是知識圖譜?我們知道知識點之間是有關聯關係的,我們以一元二次方程的十字相乘法解法的大數的情況這個納米級知識點為例,它至少和一元二次方程概念,十字相乘法,大數運算這幾個知識點相關,這個就是所謂的知識圖譜。

有了這個就精確知道孩子們在知識空間裡面的路徑是什麼,假設這幾個孩子都是80分的孩子,但是我們發現掌握的80分並不一樣,所以丟掉了20分都是不一樣的,這個是傳統教育裡面的很大問題所在,對於同樣80分的孩子丟掉的20分是不一樣的,如果你1對5教的話每個孩子就浪費了80%的時間。

有了剛剛的精確的檢測之後就可以得到一個知識路徑和知識漏洞了,接下來解決這個問題,怎麼解決呢?

剛剛說了要制定個性化的學習方案,怎麼來呢?剛剛通過前面的過程可以得到一個學生的畫像,就可以通過機器學習的方法等,可以給他一個個性化的學習目標,學習路徑,以及學習內容,這有三個點,什麼是個性化的學習路徑呢,我們說個性化的學習路徑,假如說這個孩子有5個知識點不會,你學的時候是從A學到E還是E學到A呢?最佳的路徑是先學C,因為這一點可能是他的整個知識脈絡裡面的關鍵點,從這裡進行突破,而我們常見的教學方法裡面是從A學到E,而且即便每個孩子的知識漏洞一樣,他們選擇的起點和路徑也可能不一樣,這個是個性化的學習路徑。

我們再看學習內容,對於一個知識漏洞解決時候,怎麼樣最快的解決呢?我們知道對孩子的題目練習最好永遠給他70分的難度練習,既能有挑戰也不能太簡單,太簡單浪費時間,太難搞不定,所以一定給他滿足70分標準的學習目標和內容。

在整個學習方案實施的過程當中怎麼辦呢?要去改進,改進唯一的基礎就是數據,在剛剛學習當中所有的信息都應該被收集下來為下一次做準備,最簡單的是對錯,再是孩子的學習時間,甚至於孩子的滑鼠停留時間等,這些都是可以優化改進學習方案的信息源,結合已經有的數據,通過機器學習的方法可以給他更好的推薦和學習。

這裡面有一個簡單的總結,其實我們所有的AI+教育都是這樣的,找一個研究的問題然後建立畫像,個性化匹配,優化教育,這個是簡單的總結,大家都離不開這樣的方法。

AI+教育是在什麼場景下更加適用?人工智慧在一些細分領域、有限狀態集合的領域裡面應用效果會更好,尤其是在允許試錯的領域裡面狀態更好,我們知道機器學習要不斷的嘗試,人工智慧在這個裡面會有很大的發展。

這裡我分享一下我們做到的一些成果,乂學教育在實踐過程中,我們是把系統+人相結合的,整個的效果還不錯,這個是我們做過的一些效果,目前在提分這一塊相對比較擅長。我們發現我們的系統,整體看來雖然我們做的還很基礎,但是隨著我們的數據的逐漸增多,以及學習策略逐漸的成熟,我們的系統是越來越聰明,更像一個老師了。

最後我們可以暢想一下,量變引起質變,看若干年後,我們可能就像一些科幻片描寫的一樣,每個孩子從一出生就能有一個人工智慧老師,這個老師相當於一個最博學的人,能夠給到孩子全方位的教育,包括啟髮式的發散式的教育。我覺得就像是一個愛因斯坦加上達芬奇加上亞里士多德在你的身邊一樣,能夠齊齊人類的所有的實惠,能夠回答一個學生所有的問題。

然後根據這個學生的學習情況給予他合適的其他方式,給於他合適的知識和養分,給予他合適的前進路徑及與他合適的人生教育規劃和人生規劃。最後呢,讓每個孩子能夠成為他的本身的狀態下的一個最高的知識狀態的極限。就像之前每個皇太子有一個太子傅一樣,是不是每個人都有這樣的太子傅?如果我們能實現這個,那麼意味著千年以來的學習方式的一個根本變革,這個也是乂學和若干同仁努力的目標!

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