昨天的《從教學(xué)生應(yīng)試到適應(yīng)性學(xué)習(xí)平臺(tái)，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(tái)的發(fā)展歷程，本篇來(lái)分享Knewton的系統(tǒng)是如何運(yùn)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(shuō)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(shí)的自適應(yīng)概念。

最簡(jiǎn)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(chǎng)上得MOOC就是這一類。好處就是如果學(xué)生學(xué)會(huì)了，可以很快的往前進(jìn)。問(wèn)題是很多時(shí)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(diǎn)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(huì)測(cè)評(píng)，看他應(yīng)該選擇哪個(gè)路徑，有時(shí)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(lái)決定學(xué)生下一步應(yīng)該學(xué)什么。比如說(shuō)學(xué)生80%題目做對(duì)的話就可以學(xué)習(xí)下一個(gè)概念。目前市場(chǎng)上絕大部分號(hào)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(jiǎn)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(jī)器學(xué)習(xí)的系統(tǒng)。

knewton的系統(tǒng)是怎樣運(yùn)作的？

首先系統(tǒng)里有成千上萬(wàn)個(gè)模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括視頻、問(wèn)答、題目等，knewton要提供下一步推薦的話，實(shí)際上是要解決這個(gè)問(wèn)題：系統(tǒng)里有這么多內(nèi)容，此時(shí)最應(yīng)該呈現(xiàn)給學(xué)生的知識(shí)是哪一個(gè)？里面用到一些統(tǒng)計(jì)分析的模型，來(lái)判斷哪些適合學(xué)生來(lái)學(xué)習(xí)。系統(tǒng)會(huì)給每一個(gè)內(nèi)容打分，然后根據(jù)分?jǐn)?shù)排序，來(lái)決定學(xué)生下一個(gè)該學(xué)習(xí)的內(nèi)容是什么。每個(gè)模塊里的內(nèi)容可大可小，有可能是一個(gè)小問(wèn)題，也可能是一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)，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(gè)很重要的基礎(chǔ)就是知識(shí)圖譜，以及他們之間的相互關(guān)系，這個(gè)圖讓系統(tǒng)更好地決定哪個(gè)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(shí)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(jì)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(jìn)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(gè)。還有這些概念、想法之間要有什么關(guān)系，這里面其實(shí)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(gè)考慮進(jìn)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(dòng)環(huán)境會(huì)容易很多，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候要搞清楚你更新的頻率有多快，更新什么樣的內(nèi)容，對(duì)你的系統(tǒng)有怎樣的影響。

比如知識(shí)點(diǎn)顆粒度的大小，對(duì)系統(tǒng)推薦下一步的影響。聽(tīng)起來(lái)像嘗試，但對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容非常有影響，就是你的顆粒度要細(xì)分到什么程度。首先我們可以想象一個(gè)小測(cè)試，它包含的知識(shí)點(diǎn)有三個(gè)xyz。想象學(xué)生在小測(cè)試中的分?jǐn)?shù)是前65%，從這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，學(xué)生對(duì)這三個(gè)概念只是部分掌握了。然后我們就得問(wèn)這個(gè)問(wèn)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(gè)學(xué)生某個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握的怎么樣。當(dāng)然這是一個(gè)簡(jiǎn)單化的例子，兩三個(gè)問(wèn)題不可能系統(tǒng)地確定學(xué)生掌握的怎么樣。像這個(gè)例子我們可以說(shuō)，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(shí)點(diǎn)顆粒度降得很低，也讓學(xué)生覺(jué)著學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程是看得懂的。而有些學(xué)習(xí)產(chǎn)品的問(wèn)題在于太靈活了，好多學(xué)生不了解這個(gè)過(guò)程。在理論上可以看到是最有效的學(xué)習(xí)范疇，但事實(shí)上學(xué)生需要知道學(xué)習(xí)的整個(gè)背景、路徑是什么。

怎么測(cè)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(shí)把學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程和老師進(jìn)行溝通。以前我們?nèi)绾螠y(cè)量學(xué)生的水平呢？最傳統(tǒng)的就是考試，沒(méi)有考慮題目的難度、質(zhì)量和區(qū)分度，需要多次測(cè)試。你很難知道題目到底有多難，以前可能一個(gè)課程設(shè)計(jì)師會(huì)自己去猜，看這個(gè)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(gè)題目難度到底有多大，把難度考慮進(jìn)去之后，做對(duì)一個(gè)難題，學(xué)生對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握就會(huì)高一些。

傳統(tǒng)的每一個(gè)題目可以寫出步驟。這樣去測(cè)試，有多個(gè)步驟的題目，猜對(duì)答案的可能性就小很多。如果只是對(duì)或錯(cuò)得題目，學(xué)生不會(huì)也有50%的幾率猜對(duì)。學(xué)生與這些交互，系統(tǒng)有大量這些數(shù)據(jù)就會(huì)越來(lái)越清晰，學(xué)生對(duì)這個(gè)的掌握到底怎么樣。比如Gmat機(jī)考就已經(jīng)把這些考慮進(jìn)去了。gmat這個(gè)測(cè)試是非常高效的，學(xué)生在很短的時(shí)間內(nèi)就可以完成這個(gè)測(cè)試?，F(xiàn)在就可以測(cè)量學(xué)生的水平，不光是在一次測(cè)量，而是跨越時(shí)間段，你的水平如何。我們以后甚至不需要特殊測(cè)試，就可以知道學(xué)生對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)處于什么樣的水平。這對(duì)未來(lái)有什么意義呢？這聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像科幻電影，但有很多都是會(huì)實(shí)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(cè)試，測(cè)試可以去測(cè)更多更高的東西，比如批判性思維，或者更高級(jí)的東西。自適應(yīng)學(xué)習(xí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化教學(xué)，知道學(xué)生會(huì)哪些，不會(huì)哪些。在里面會(huì)做很多模擬，看他們哪些能做對(duì)，哪些不能做對(duì)。

最后其實(shí)就是測(cè)量有效性，這么多自適應(yīng)產(chǎn)品，到底對(duì)學(xué)習(xí)有沒(méi)有效果。這是非常重要的問(wèn)題，同時(shí)也是難以回答的。現(xiàn)在很多出版商大部分的經(jīng)費(fèi)都花在了市場(chǎng)營(yíng)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(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)是有效的。做這些對(duì)公司來(lái)說(shuō)越來(lái)越重要?，F(xiàn)在這有一個(gè)樣本，培生以前花了很多錢在市場(chǎng)營(yíng)銷上面?，F(xiàn)在他們開(kāi)始重視結(jié)果了，做了一個(gè)測(cè)量結(jié)果的框架（參考芥末堆對(duì)培生學(xué)習(xí)效能研究負(fù)責(zé)人Adam Black的收集）。

Q：學(xué)習(xí)過(guò)程中系統(tǒng)需要學(xué)習(xí)哪些數(shù)據(jù)？

A：題目答得對(duì)錯(cuò)，在題目上停留的時(shí)間，這個(gè)是比較難精確地測(cè)，有可能他去干了別的。最核心的就是做對(duì)還是做錯(cuò)。

Q：推送的內(nèi)容是否也要打相應(yīng)地標(biāo)簽？

A：剛開(kāi)始是可以打標(biāo)簽的，慢慢地標(biāo)簽數(shù)據(jù)會(huì)越來(lái)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(guò)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(gè)時(shí)候你只看了1到5章的內(nèi)容。這只是一個(gè)例子，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有真正的公式能夠把所有標(biāo)簽都結(jié)局。

Q：如何把問(wèn)題輸入系統(tǒng)中去？

A：首先做個(gè)excel表，通過(guò)知識(shí)圖譜來(lái)定義問(wèn)題對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，定義到系統(tǒng)中去。有些公司可能專門做一個(gè)頁(yè)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(gè)很耗時(shí)的過(guò)程，有些機(jī)構(gòu)想嘗試如何把輸入做的更自動(dòng)化一些，現(xiàn)在整個(gè)技術(shù)還只有幾年的功夫，接下來(lái)我預(yù)見(jiàn)會(huì)有更自動(dòng)化的技術(shù)，把輸入的成本降低。

Q：那對(duì)于主觀題如何處理？

A：全部都是客觀題，一個(gè)系統(tǒng)能夠跨越很多個(gè)階段，現(xiàn)在Knewton已經(jīng)能從幼兒園到高中畢業(yè)。一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景是，一個(gè)學(xué)生在十年級(jí)的時(shí)候做錯(cuò)了一個(gè)題目，系統(tǒng)會(huì)判定他是否需要鞏固二年級(jí)的東西。要做到這一點(diǎn)就要做一個(gè)很大的知識(shí)圖譜，這個(gè)知識(shí)圖譜要涵蓋所有這些年級(jí)，并且顯示知識(shí)點(diǎn)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(kuò)大到小學(xué)和高中了。之后又推出一個(gè)直接面向家長(zhǎng)的產(chǎn)品，把其他數(shù)學(xué)產(chǎn)品整合起來(lái)。剛才沒(méi)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(guò)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(huì)得多少分。培生的模式是其中一個(gè)，還有很多類似的模式的客戶。現(xiàn)在Knewton在做一個(gè)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(lái)，現(xiàn)在老師和學(xué)校可以免費(fèi)使用。

Q：一個(gè)問(wèn)題里面有多個(gè)概念的話怎么處理？

A：這個(gè)問(wèn)題很好，但是最好還是能清理到一個(gè)問(wèn)題只與一個(gè)概念相關(guān)。還有一種方法就是出題目，每一個(gè)選項(xiàng)代表不同的學(xué)習(xí)概念，學(xué)生選不同的選項(xiàng)，就可以代表學(xué)生哪里沒(méi)有掌握。

Q：如何確定顆粒度的點(diǎn)？

A：其實(shí)就是掌握平衡，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)可以按照要掌握的技能來(lái)不斷地去分，但有個(gè)悖論就是其實(shí)沒(méi)那么多內(nèi)容，像一個(gè)大學(xué)課本的話，整個(gè)課本有十個(gè)主要的概念。

Q：知識(shí)點(diǎn)如何分組？

A：這是一個(gè)試錯(cuò)的過(guò)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(zhǎng)的話就會(huì)問(wèn)還有多久到，要到哪兒，類似于人的本能一樣。

Q：對(duì)學(xué)生進(jìn)行建模，并對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行排序，這個(gè)模型有沒(méi)有評(píng)價(jià)機(jī)制？如何評(píng)價(jià)你的排序算法？

A：Knewton有專門的數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)，要做實(shí)驗(yàn)的。去看目前的推薦機(jī)制，學(xué)生的成績(jī)能夠提高多少，來(lái)看你的算法是否有效。

Q：你們的系統(tǒng)是否做過(guò)有效性驗(yàn)證？

A：目前有效性這塊，中小學(xué)這塊還沒(méi)有出結(jié)果。大學(xué)這邊，亞利桑那州立之前公布過(guò)官方數(shù)據(jù)包括通過(guò)率（如下圖所示）。

Q：自適應(yīng)系統(tǒng)對(duì)教師來(lái)說(shuō)在學(xué)校的位置，對(duì)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(gè)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(méi)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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