昨天的《從教學(xué)生應(yīng)試到適應(yīng)性學(xué)習(xí)平臺，Knewton的轉(zhuǎn)型之路》分享了Knewton從做內(nèi)容教應(yīng)試轉(zhuǎn)型到平臺的發(fā)展歷程，本篇來分享Knewton的系統(tǒng)是如何運作的。
Knewton所做的是基于規(guī)則的自適應(yīng)學(xué)習(xí)
自適應(yīng)在很多學(xué)習(xí)環(huán)境中都已經(jīng)用到，最早的幾十年前就已經(jīng)說了自適應(yīng)。到底自適應(yīng)是什么意思，現(xiàn)在我們講的是基于共識的自適應(yīng)概念。
最簡單的一種就是學(xué)生自己定步調(diào)，決定學(xué)習(xí)的節(jié)奏。但他們的學(xué)習(xí)材料和順序還是一樣的?，F(xiàn)在市場上得MOOC就是這一類。好處就是如果學(xué)生學(xué)會了，可以很快的往前進。問題是很多時候?qū)W生已經(jīng)知道了，但學(xué)生不能跳，也不讓學(xué)生選擇不同的學(xué)習(xí)路徑。
另外一種叫做單點自適應(yīng)產(chǎn)品。這種自適應(yīng)就是預(yù)先已經(jīng)有設(shè)定好的路徑，學(xué)生上課之前就會測評，看他應(yīng)該選擇哪個路徑，有時候?qū)W生可以更提前一些。
第三種就是基于規(guī)則的自適應(yīng)學(xué)習(xí)。這基本就是在系統(tǒng)里加入這些規(guī)則，來決定學(xué)生下一步應(yīng)該學(xué)什么。比如說學(xué)生80%題目做對的話就可以學(xué)習(xí)下一個概念。目前市場上絕大部分號稱自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品的都屬于這一類。有些系統(tǒng)規(guī)則比較簡單，有些就比較復(fù)雜，有各種各樣的規(guī)則。這就是knewton目前所用的，最復(fù)雜的，基于規(guī)則和機器學(xué)習(xí)的系統(tǒng)。
knewton的系統(tǒng)是怎樣運作的？
首先系統(tǒng)里有成千上萬個模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括視頻、問答、題目等，knewton要提供下一步推薦的話，實際上是要解決這個問題：系統(tǒng)里有這么多內(nèi)容，此時最應(yīng)該呈現(xiàn)給學(xué)生的知識是哪一個？里面用到一些統(tǒng)計分析的模型，來判斷哪些適合學(xué)生來學(xué)習(xí)。系統(tǒng)會給每一個內(nèi)容打分，然后根據(jù)分?jǐn)?shù)排序，來決定學(xué)生下一個該學(xué)習(xí)的內(nèi)容是什么。每個模塊里的內(nèi)容可大可小，有可能是一個小問題，也可能是一個學(xué)習(xí)活動，這和很多互聯(lián)網(wǎng)公司為用戶做的推薦是一樣的原理。而給內(nèi)容打分的一個很重要的基礎(chǔ)就是知識圖譜，以及他們之間的相互關(guān)系，這個圖讓系統(tǒng)更好地決定哪個內(nèi)容是最適合學(xué)生學(xué)習(xí)的。
什么樣的內(nèi)容更適合自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這其實與目前各種各樣的自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)相關(guān)?？傮w目標(biāo)還是讓學(xué)習(xí)更有效，效果和效率。首先是你設(shè)計的系統(tǒng)要能夠記錄下學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的有效數(shù)據(jù)，給學(xué)生推薦下一步學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)該是比較靈活的，滿足不同學(xué)校的不同要求，保證學(xué)生能夠投入進去，專注于學(xué)習(xí)。學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)什么樣的概念和內(nèi)容，這叫做學(xué)習(xí)目標(biāo)，表現(xiàn)形式是學(xué)生應(yīng)該要做這個。還有這些概念、想法之間要有什么關(guān)系，這里面其實有各種各樣的內(nèi)容，最核心的是找到哪些是有從屬關(guān)系的。還要看學(xué)生必須要按一定的順序?qū)W，還是是否有靈活度可供選擇。最后，如果內(nèi)容變了，系統(tǒng)能不能把這個考慮進去。傳統(tǒng)印刷出版行業(yè)的內(nèi)容更新是不頻繁的，數(shù)字環(huán)境要改動環(huán)境會容易很多，所以設(shè)計的時候要搞清楚你更新的頻率有多快，更新什么樣的內(nèi)容，對你的系統(tǒng)有怎樣的影響。
比如知識點顆粒度的大小，對系統(tǒng)推薦下一步的影響。聽起來像嘗試，但對設(shè)計內(nèi)容非常有影響，就是你的顆粒度要細分到什么程度。首先我們可以想象一個小測試，它包含的知識點有三個xyz。想象學(xué)生在小測試中的分?jǐn)?shù)是前65%，從這個數(shù)據(jù)來說，學(xué)生對這三個概念只是部分掌握了。然后我們就得問這個問題，學(xué)生下一步該學(xué)什么，可能性是很多的。我們的系統(tǒng)可以確定哪一個學(xué)生某個知識點掌握的怎么樣。當(dāng)然這是一個簡單化的例子，兩三個問題不可能系統(tǒng)地確定學(xué)生掌握的怎么樣。像這個例子我們可以說，X掌握的已經(jīng)很好了，學(xué)生可以直接學(xué)Y和Z。這樣系統(tǒng)推薦的學(xué)習(xí)范圍就可以縮小。這樣就可以把你的知識點顆粒度降得很低，也讓學(xué)生覺著學(xué)習(xí)的整個過程是看得懂的。而有些學(xué)習(xí)產(chǎn)品的問題在于太靈活了，好多學(xué)生不了解這個過程。在理論上可以看到是最有效的學(xué)習(xí)范疇，但事實上學(xué)生需要知道學(xué)習(xí)的整個背景、路徑是什么。
怎么測量學(xué)生的水平？
首先掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，同時把學(xué)生的學(xué)習(xí)進程和老師進行溝通。以前我們?nèi)绾螠y量學(xué)生的水平呢？最傳統(tǒng)的就是考試，沒有考慮題目的難度、質(zhì)量和區(qū)分度，需要多次測試。你很難知道題目到底有多難，以前可能一個課程設(shè)計師會自己去猜，看這個題目到底多難。但是如果有大量數(shù)據(jù)的話，就可以精確地分析這個題目難度到底有多大，把難度考慮進去之后，做對一個難題，學(xué)生對一個知識點的掌握就會高一些。
傳統(tǒng)的每一個題目可以寫出步驟。這樣去測試，有多個步驟的題目，猜對答案的可能性就小很多。如果只是對或錯得題目，學(xué)生不會也有50%的幾率猜對。學(xué)生與這些交互，系統(tǒng)有大量這些數(shù)據(jù)就會越來越清晰，學(xué)生對這個的掌握到底怎么樣。比如Gmat機考就已經(jīng)把這些考慮進去了。gmat這個測試是非常高效的，學(xué)生在很短的時間內(nèi)就可以完成這個測試。現(xiàn)在就可以測量學(xué)生的水平，不光是在一次測量，而是跨越時間段，你的水平如何。我們以后甚至不需要特殊測試，就可以知道學(xué)生對某一個知識點處于什么樣的水平。這對未來有什么意義呢？這聽起來有點像科幻電影，但有很多都是會實現(xiàn)的。我們現(xiàn)在可以在考試之前就可以知道學(xué)生的水平。以后我們可能不需要很多測試，測試可以去測更多更高的東西，比如批判性思維，或者更高級的東西。自適應(yīng)學(xué)習(xí)已經(jīng)實現(xiàn)了個性化教學(xué)，知道學(xué)生會哪些，不會哪些。在里面會做很多模擬，看他們哪些能做對，哪些不能做對。
最后其實就是測量有效性，這么多自適應(yīng)產(chǎn)品，到底對學(xué)習(xí)有沒有效果。這是非常重要的問題，同時也是難以回答的?，F(xiàn)在很多出版商大部分的經(jīng)費都花在了市場營銷上，當(dāng)我們有更多學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)的話，就可以知道哪些產(chǎn)品真的對學(xué)生的學(xué)習(xí)是有效的。做這些對公司來說越來越重要?，F(xiàn)在這有一個樣本，培生以前花了很多錢在市場營銷上面?，F(xiàn)在他們開始重視結(jié)果了，做了一個測量結(jié)果的框架（參考芥末堆對培生學(xué)習(xí)效能研究負責(zé)人Adam Black的采訪）。
Q：學(xué)習(xí)過程中系統(tǒng)需要學(xué)習(xí)哪些數(shù)據(jù)？
A：題目答得對錯，在題目上停留的時間，這個是比較難精確地測，有可能他去干了別的。最核心的就是做對還是做錯。
Q：推送的內(nèi)容是否也要打相應(yīng)地標(biāo)簽？
A：剛開始是可以打標(biāo)簽的，慢慢地標(biāo)簽數(shù)據(jù)會越來越精確。
Q：核心標(biāo)簽都有什么？除了難度區(qū)分度？
A：最重要的標(biāo)簽除了難度，就是要讓系統(tǒng)知道不同內(nèi)容的相互關(guān)系是什么。內(nèi)容上有標(biāo)簽的話可以過濾一些內(nèi)容，讓學(xué)生去學(xué)相關(guān)的。這樣你可以把內(nèi)容打上粘接的標(biāo)簽，告訴系統(tǒng)在這個時候你只看了1到5章的內(nèi)容。這只是一個例子，根據(jù)我們的經(jīng)驗來說，沒有真正的公式能夠把所有標(biāo)簽都結(jié)局。
Q：如何把問題輸入系統(tǒng)中去？
A：首先做個excel表，通過知識圖譜來定義問題對應(yīng)的知識點，定義到系統(tǒng)中去。有些公司可能專門做一個頁面火花網(wǎng)站，可以建立內(nèi)容之間的關(guān)系，輸入到系統(tǒng)中去。這是個很耗時的過程，有些機構(gòu)想嘗試如何把輸入做的更自動化一些，現(xiàn)在整個技術(shù)還只有幾年的功夫，接下來我預(yù)見會有更自動化的技術(shù)，把輸入的成本降低。
Q：那對于主觀題如何處理？
A：全部都是客觀題，一個系統(tǒng)能夠跨越很多個階段，現(xiàn)在Knewton已經(jīng)能從幼兒園到高中畢業(yè)。一個可以實現(xiàn)的場景是，一個學(xué)生在十年級的時候做錯了一個題目，系統(tǒng)會判定他是否需要鞏固二年級的東西。要做到這一點就要做一個很大的知識圖譜，這個知識圖譜要涵蓋所有這些年級，并且顯示知識點之間的關(guān)系。我們第一期產(chǎn)品是初中數(shù)學(xué)，到第二期就已經(jīng)擴大到小學(xué)和高中了。之后又推出一個直接面向家長的產(chǎn)品，把其他數(shù)學(xué)產(chǎn)品整合起來。剛才沒有提到的是，培生還需要提供數(shù)據(jù)給教師和學(xué)校管理人員，這樣教師就可以查看學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中哪些概念掌握得怎樣，還可以預(yù)估分?jǐn)?shù)，看學(xué)生按現(xiàn)在的水平參加考試的話會得多少分。培生的模式是其中一個，還有很多類似的模式的客戶。現(xiàn)在Knewton在做一個系統(tǒng)，你有適合做自適應(yīng)的內(nèi)容，就可以去做出自適應(yīng)的系統(tǒng)出來，現(xiàn)在老師和學(xué)?？梢悦赓M使用。
Q：一個問題里面有多個概念的話怎么處理？
A：這個問題很好，但是最好還是能清理到一個問題只與一個概念相關(guān)。還有一種方法就是出題目，每一個選項代表不同的學(xué)習(xí)概念，學(xué)生選不同的選項，就可以代表學(xué)生哪里沒有掌握。
Q：如何確定顆粒度的點？
A：其實就是掌握平衡，每個知識點可以按照要掌握的技能來不斷地去分，但有個悖論就是其實沒那么多內(nèi)容，像一個大學(xué)課本的話，整個課本有十個主要的概念。
Q：知識點如何分組？
A：這是一個試錯的過程，要讓學(xué)生看到在學(xué)什么，自己處于什么位置。就像小孩坐車，比較長的話就會問還有多久到，要到哪兒，類似于人的本能一樣。
Q：對學(xué)生進行建模，并對知識點進行排序，這個模型有沒有評價機制？如何評價你的排序算法？
A：Knewton有專門的數(shù)據(jù)團隊，要做實驗的。去看目前的推薦機制，學(xué)生的成績能夠提高多少，來看你的算法是否有效。
Q：你們的系統(tǒng)是否做過有效性驗證？
A：目前有效性這塊，中小學(xué)這塊還沒有出結(jié)果。大學(xué)這邊，亞利桑那州立之前公布過官方數(shù)據(jù)包括通過率（如下圖所示）。
Q：自適應(yīng)系統(tǒng)對教師來說在學(xué)校的位置，對教學(xué)的流程有什么影響？
A：影響肯定有，亞利桑那州立那個模式的話，就不用講課了，老師主要給學(xué)生答疑。Knewton的系統(tǒng)更多地是為很多沒有好的老師資源的人，讓他們得到好的教育，而不是為了取代老師。
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