洋蔥數學：用人工智能拉近城鄉教育差距

于靖園

由零開始 哈佛大學畢業的楊臨風選擇了回國創業，他和幾位合伙人一起創辦了“洋蔥數學”，目的為了教育普惠和教育創新。

位于北京電通創意廣場的洋蔥數學辦公室里，穿著普通，戴著眼鏡，有些削瘦的楊臨風喜歡坐在設計部門的工位上，因為那里比較安靜。這個看起來很像“程序員”的85后是這家教育公司的創始人兼CEO。像他這樣哈佛畢業的高材生一直都是全球頂級公司爭搶的香餑餑，可是他卻選擇了回國創業，由零開始。

這個開始，源于他內心深處最真實的追求：在一定程度上促進教育的普惠化和公平化。

“杠上”數學

大學時，楊臨風和同在美國讀書的朱若辰就對教育與科技的融合非常感興趣。他們發現，在國內很多農村地區師資嚴重缺乏，教育資源也比較少。他們開始趁著假期回國支教，在我國鄉村持續進行教育公益的探索，希望找到可行的解決方案。

同一時期，一個名叫薩爾曼可汗的孟加拉裔美國青年，從哈佛商學院MBA畢業并找到優越的工作后開始嘗試把自制的視頻課程放在Youtube上，免費讓素不相識的網友學習采用，與絕大多數的網課側重于教不同，他的課程更強調學的過程。2009年，薩爾曼可汗創立 “可汗學院”，他所倡導的學習方式迅速風靡全球。

受可汗學院的啟發，楊臨風和他的團隊決定嘗試制作面向中小學的動畫視頻課程，他們希望這是一款能夠幫助學生自主學習和教師個性化教學的產品，幫助中國師生增效減負。

經過大量的走訪調研，楊臨風團隊發現，數學是讓一線教師和學生最頭疼的學科。對很多學生來說，數學是“心中永遠的痛”，聽不懂，學不會，抽象、艱深、無趣，即便到了大學，高數依然是學生掛科率最高的科目之一。對不少教師而言，數學也比較抽象難講，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，學生仍然難以理解。

“如果數學也能講得有趣，那么其他學科也就簡單了。”從數學這門學科入手，開始創業征程，成為幾個創始人一致的選擇。

2013年底，楊臨風和畢業于杜克大學的朱若辰，以及前創新工場“點心OS”技術高管李諾一起創辦了洋蔥數學。

談到這次創業，楊臨風表示：“嚴格意義上來說，我們其實同時在做兩件事，第一是教育普惠，第二是教育創新。因為沒有創新，就不能做到普惠，但是如果沒有普惠，我們也不會做這件事。”

以學習者為本

針對學生群體的個性特征，洋蔥數學決定用幽默生動的動畫視頻來講解抽象難懂的數學知識。不過，單有視頻課程還不夠，為了幫助不同水平的學生實現個性化學習，洋蔥數學明確了優質的視頻課程、智能交互練習題和大數據學情分析的產品方向。

課程方面，洋蔥數學的每一個知識點都從概念課引入，用生動有趣的方式，展現對應的數學史以及知識點在生活中的應用，幫助學生深度理解;再通過解題課強化知識的應用性， 將看似復雜的數學題進行拆分，讓學生習得以不變應萬變的解題能力。

在視頻中，洋蔥數學設置了大量的交互練習，一個知識點講完后會暫停講解，并彈出一道習題讓學生解答，既可以防止他們走神，也能夠及時檢測知識點掌握情況;學生看完視頻之后，系統還會推送個性化習題，幫助學生把剛學到的知識迅速應用。

在這些用戶看得見的功能背后，其實隱藏著繁瑣而復雜的技術流程。

2017年初，洋蔥數學成立了人工智能實驗室，圍繞人機交互學習的視頻課程，自主研發了人工智能個性化學習系統，建立完整閉環。

“我們用得最多的，其實是對于數據的收集分析和通過算法做決策，希望這些人工智能技術能實實在在地幫助到學生，對他們的薄弱點進行診斷，并推送精準的學習內容?！睏钆R風說道。

這就是說，在練題的過程中，機器會根據學生的做題情況和看視頻的認真程度，對學生水平進行綜合評價，并且在后臺建立模型。

隨著視頻數據、練習數據和行為數據等不同維度數據的增多，系統對于學生學情的診斷會越加精準，截至目前，洋蔥數學累計收集學習數據500億條，在更加了解學生的同時，也為教師的個性化教學提供了客觀嚴謹的數據參考。

“這相當于給學生提供了一個人工智能的助教老師，這個‘老師不是壓迫式的，而是輔助性的，幫助學生在學習過程中不斷地搭梯子，充分激發學生的內生動力，讓他們發自內心喜歡上學習?！睏钆R風說。

對于洋蔥數學人工智能的教學模式，盤古智庫學術委員會委員、國際關系學院教授儲殷表示：“從課程設計來看，洋蔥數學在個性化教學方面取得了顯著的突破。數學的學習在很大程度上因人而異，如何因材施教往往是開啟學生悟性的關鍵，而這通常也取決于教師的悟性。洋蔥數學的人工智能自適應學習在很大程度上將不可控的教師悟性變成了可控的人工智能，這對于數學教育乃至中小學教育而言意義深遠?！?h3>為教學者賦能

要想改變傳統的教育方式、提升教育的質量和效率，只影響學生群體顯然不夠，作為教學行為的發起者，教師的能力水平對學生的學習和發展影響深遠。

洋蔥數學把公司愿景明確為“以學習者為本，為教學者賦能”，正是因為在他們看來，影響知識的傳授者和影響學習者同樣重要。

一位員工回憶，在一次公司月度例會中，楊臨風難得感性地引述了科幻作家劉慈欣作品中的一個故事。

宇宙中，碳基聯邦和硅基帝國的星際戰爭持續了兩萬年，獲勝的碳基聯邦將建立一條隔離帶，以防止敵人的入侵，同時他們決定，除了3C級別以上文明的恒星，隔離帶中的大部分恒星將被摧毀。

令他們難以置信的是，一個星球上，一種沒有記憶遺傳、相互間用聲波交流、并且交流速率低效到每秒1至10比特的物種，竟然能自行創造出5B級文明。

奇跡如何誕生？因為有一定數量的一種個體，分布于這個種群的各個角落，這種個體充當了兩代生命體之間知識傳遞的媒介。

這種個體叫教師。

“想辦法去提升代際的信息傳遞速度，是一件非常酷、非常好玩、價值非常大的事情，在座的各位，我們在做的就是這樣的事——通過人工智能提升教與學的質量。每次想到這里，就覺得熱血沸騰?！睏钆R風說。

楊臨風話音未落，臺下就響起掌聲。這位員工稱：“通過教與學的創新，來改善中國教育生態，這是我們共同的目標?！?/p>

所幸，人工智能時代已經到來，教師這份神圣的職業，正借由AI的加持，加速推動著人類知識傳遞的速率，以及教育均衡的實現。

河南省重點初中鄭州八中的數學老師宋冬云，她創新的教學方式一度引發教育行業的關注：她會在課前給學生布置個性化的自主學習任務，讓每個學生根據自己情況完成。當學生帶著一定的學習思考走進課堂時，她可以通過學情數據將學生分組，鼓勵學生相互幫助進行探究式學習。她同時還會將學習數據通過投影儀、平板推送給每個學生，構建小組學習氛圍，給學生更多的學習挑戰。

而在寧夏回族自治區的鄉村學校銀川八中，在學校的計算機機房，老師同樣可以完成個性化的教學。在人工智能的支持下，每個學生在45分鐘內完成的學習任務截然不同，這些任務不需要老師一個個手動布置，而是機器根據學生的學情，自動為他們進行推送、規劃和整理。老師更多作為“導演”統籌著學生所有學習環節，利用人工智能釋放出的教學時間，最大化地幫助學生習得解決問題的方法，實現個性化的自主學習。

這一切都有賴于洋蔥數學研發的 “智慧課堂解決方案”，其中包含教學資源、學情分析、智能診斷、個性化教學助手，以及信息化教學實踐課程，不僅很好地支持了鄭州八中這樣的名校進行教學創新，也幫助了銀川八中為代表的農村學校實現優質教育的普惠。

迄今為止，全國已經有超過18萬所學校80萬名教師用戶在使用洋蔥數學輔助教學。跟市面上一些信息化產品標榜“取代教師”不同，洋蔥數學所傳遞的價值，并非替代教師，而是幫教師更好地完成教學，提升信息技術的掌握度和融合能力。

始終不變的公益底色

自2017年以來，“人工智能”已經連續三年被寫入政府工作報告，“人工智能+教育”大勢所趨，被寄予推動教育均衡的歷史重任。

對此，數字經濟智庫執行院長、華僑大學副教授黃日涵對《小康》雜志、中國小康網記者表示：“中國人口眾多，地域遼闊，各地區經濟發展程度不同，導致了教育發展水平也參差不齊。隨著人工智能的突飛猛進，以洋蔥數學為代表的AI教育產品，讓不同地域的孩子都能享受到最優質的教育資源，幫助他們在人生中最需要獲得教育的階段獲得最優質的教育，讓教育普惠和教育公平變得越來越可行?！?/p>

洋蔥數學依據國家課程標準和教材自主研發的動畫視頻課程總數達到了2200多個，在這些視頻課程和人機交互個性化學習系統的支持下，遍布全國所有省市的2700多萬學生和80萬老師被洋蔥數學成功“圈粉”，成為注冊用戶。

而與市面上每年動輒上萬的單科學習費用不同，洋蔥數學的免費課程數量占比近50%，單科一年收費不足500元。對于這樣的定價，楊臨風表示，這既是源于人工智能產品本身的普惠性，同時也符合洋蔥數學公益底色。

面對國家級貧困縣鄉村教師群體，洋蔥數學自創辦之日起，就將所有課程資源無償釋放給他們，并同美麗中國、二十一世紀教育研究院等教育公益機構合作，力圖用信息技術的手段改變農村教育。

在過去的五年多里，洋蔥數學把所有的培訓體系、教學體系、收費和免費的資源及產品無償捐贈給超過45000名農村教師，涵蓋了全國3000多所農村學校。

云南省曲靖市富源縣大栗小學校長李云躍就是洋蔥助教行動所支持的一位鄉村教師，由于學校教師資源極度匱乏，除了當校長，他還負責語文、音體美、信息技術的教學。

2016年，李云躍在“農村小規模學校聯盟”的培訓中，第一次接觸到洋蔥數學。當時正值學校的教師崗位調動，再加上兩位老師休產假在家，學校的教師資源更加緊張，萬般無奈下，李云躍帶著洋蔥數學 “趕鴨子上架” ，臨時負責起并不擅長的四年級數學教學。

這一嘗試，可了不得。

孩子們開心極了。洋蔥數學的視頻幽默、易懂，就跟看動畫片一樣。

李云躍則被深深震撼?？粗⒆觽兺度氲谋砬?，他從來沒想到，數學課還能這樣上。

洋蔥數學成了李云躍必不可少的“數學助教”，他講得輕松，學生學得也有趣。別的老師用傳統“滿堂灌”需要三個月才能講完的課程，他用兩個月就講完了。

經過兩個學期的教學，他教的班級，成績從全鎮第五名上升到了第二名。但改變的不止于此，他告訴《小康》雜志、中國小康網記者：“考試只是一個方面，它沒有辦法去體現我學生的其他能力，就比如說，我的學生是可以用PBL（問題式學習）的方式把一個知識點自學掌握?！?/p>

在不斷的學習和自我更新中，李云躍的理念也潛移默化地發生著變化，和過去一直把成績當作衡量學生的標準不同，現在談及對孩子們未來的期許，他表示：“我希望我教的孩子，未來即便無法考上大學，無論他到建筑工地還是田間地頭，無論在怎樣的崗位，他都能夠去發現生活的趣味、去追問知識的所以然、去破解問題的答案?！?/p>

他說，這也是洋蔥數學教會他的事。