《AI精準(zhǔn)學(xué)》個(gè)性化學(xué)習(xí)手冊(cè)：讓學(xué)習(xí)走向“私人定制”

近日，飛象星球推出《AI精準(zhǔn)學(xué)》個(gè)性化學(xué)習(xí)手冊(cè)，這是一本基于作業(yè)過程數(shù)據(jù)的“個(gè)性化學(xué)練方案”（圖1）。該學(xué)習(xí)手冊(cè)根據(jù)學(xué)生在一定周期內(nèi)的作業(yè)情況，建立學(xué)生個(gè)人知識(shí)掌握度計(jì)算模型，深度挖掘?qū)W生練習(xí)數(shù)據(jù)，為學(xué)生生成個(gè)人知識(shí)圖譜及個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃，在有限時(shí)間內(nèi)使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果最大化。

《AI精準(zhǔn)學(xué)》個(gè)性化學(xué)習(xí)手冊(cè)由學(xué)生專屬學(xué)情總結(jié)報(bào)告、個(gè)人知識(shí)圖譜、個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃、基于計(jì)劃的練習(xí)題目、配套自主學(xué)習(xí)資源（包含解析、知識(shí)點(diǎn)視頻、大模型蘇格拉底問答）及教師端配套分析工具組成，每一部分都從宏觀和微觀不同角度分析不同學(xué)生的個(gè)體知識(shí)積累與學(xué)習(xí)過程，并提供與其相匹配的對(duì)應(yīng)提升方案。根據(jù)每個(gè)學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，配套相應(yīng)的練習(xí)題目，確保每一次練習(xí)都能精準(zhǔn)地強(qiáng)化學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。教師端的配套分析工具，讓教師能夠輕松掌握學(xué)情，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的精準(zhǔn)化管理。

精準(zhǔn)個(gè)性化的核心創(chuàng)新

《AI精準(zhǔn)學(xué)》手冊(cè)基于猿力科技人工智能研究院十年研究與實(shí)踐的成果，擁有在線教育行業(yè)中最豐富的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和最成熟的個(gè)性化學(xué)習(xí)算法。不同于“以題推題”或者“依據(jù)錯(cuò)題知識(shí)點(diǎn)推相似題”，飛象《AI精準(zhǔn)學(xué)》手冊(cè)是基于知識(shí)掌握度計(jì)算模型，計(jì)算每位學(xué)生的掌握度，形成個(gè)人知識(shí)圖譜，基于學(xué)科領(lǐng)域、主題/單元、先/后修知識(shí)點(diǎn)關(guān)系，知識(shí)點(diǎn)掌握度整體進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，作為練習(xí)計(jì)劃的依據(jù)。

不同于“錯(cuò)哪練哪，一直練”，飛象《AI精準(zhǔn)學(xué)》手冊(cè)基于知識(shí)圖譜，練需要練的（先修薄弱等因素），通過運(yùn)用最少做題預(yù)測(cè)模型，在有限時(shí)間內(nèi)使學(xué)習(xí)效果最大化（圖2），防止機(jī)械刷題。同時(shí)，飛象海量的高質(zhì)量題目資源，經(jīng)過專業(yè)教研團(tuán)隊(duì)的嚴(yán)格審校，保證了題目的準(zhǔn)確性達(dá)98%，題目標(biāo)簽類型超過10余個(gè)（如知識(shí)點(diǎn)、章節(jié)、能力、難度、學(xué)科題型、出處等），真正實(shí)現(xiàn)了“練需要練的”，提升了學(xué)習(xí)的效率和效果。

飛象個(gè)性化推薦引擎

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)產(chǎn)生各種數(shù)據(jù)，如課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、考試測(cè)驗(yàn)等，這些數(shù)據(jù)象征著學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。飛象星球通過大數(shù)據(jù)分析、圖像檢測(cè)、文字識(shí)別、多模態(tài)模型等方式，記錄學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)。結(jié)合知識(shí)圖譜作為指導(dǎo)，利用BKT（貝葉斯知識(shí)追蹤模型 Bayesian Knowledge Tracing）、IRT（項(xiàng)目反映理論模型）、ARIMA（自回歸滑動(dòng)平均混合模型）等算法模型對(duì)學(xué)生某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度進(jìn)行分析，得到學(xué)生的能力值。通過使用期望最大化算法EM（expectation maximization method）進(jìn)行參數(shù)最大似然估計(jì)，以提高預(yù)測(cè)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握度計(jì)算的精準(zhǔn)性。為完成學(xué)生學(xué)情數(shù)據(jù)的清晰化記錄與整理，將通過以下五個(gè)步驟完成基于學(xué)生個(gè)體的個(gè)性化推薦。

1.個(gè)人學(xué)科知識(shí)圖譜生成與更新

通過學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握度計(jì)算，結(jié)合學(xué)科知識(shí)圖譜，產(chǎn)出學(xué)生個(gè)人學(xué)科知識(shí)圖譜。同時(shí)，基于學(xué)生學(xué)情數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)計(jì)算更新個(gè)人知識(shí)圖譜（圖3）。

2.學(xué)生學(xué)情分析模型

通過學(xué)生階段學(xué)情數(shù)據(jù)（作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、練習(xí)等）、個(gè)人知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)，計(jì)算學(xué)生該學(xué)科整體學(xué)科能力值、領(lǐng)域能力值、各單元、主題能力值，分析各單元表現(xiàn)情況。

3.知識(shí)點(diǎn)選排計(jì)算及學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃模型

通過學(xué)生階段學(xué)情數(shù)據(jù)、個(gè)人知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)和先修路徑上各知識(shí)點(diǎn)掌握度，將學(xué)習(xí)的后修知識(shí)點(diǎn)掌握度綜合預(yù)測(cè)（圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），形成多維度加權(quán)計(jì)算完成所需學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的篩選和從“最需關(guān)注”到“表現(xiàn)不錯(cuò)”的知識(shí)點(diǎn)選排，即通過圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出當(dāng)前最需要關(guān)注和學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)及學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃。

4.基于學(xué)生當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)掌握度、目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)掌握度差值的最少做題數(shù)預(yù)測(cè)模型

通過大量相似學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、知識(shí)掌握度、做題數(shù)量、題目難度進(jìn)行自回歸模型訓(xùn)練， 實(shí)現(xiàn)基于學(xué)生當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)掌握度與目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)掌握度差值的最少做題數(shù)預(yù)測(cè)模型，從而避免學(xué)生大量低效做題，提升學(xué)習(xí)效率。

5.題目推薦模型

通過上述個(gè)人知識(shí)圖譜、學(xué)情分析模型、知識(shí)點(diǎn)選排計(jì)算模型、最少做題數(shù)預(yù)測(cè)模型，完成所需學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)選排及學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃，最少出題數(shù)量預(yù)測(cè)；通過對(duì)所需學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，以及適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的題目難度、題型、數(shù)量、題目結(jié)構(gòu)、題目地區(qū)、題目質(zhì)量、題目時(shí)效、題目?jī)?nèi)容相似度去重等多維度參數(shù)，建立題目搜索與推薦排序模型，實(shí)現(xiàn)題目出題。

總結(jié)

飛象《AI精準(zhǔn)學(xué)》個(gè)性化學(xué)習(xí)手冊(cè)的推出，不僅代表了教育個(gè)性化的重要進(jìn)步，也體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)和AI在提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率方面的巨大潛力。通過精準(zhǔn)捕捉和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況，《AI精準(zhǔn)學(xué)》為每位學(xué)生量身定制了學(xué)習(xí)路徑，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的個(gè)性化教學(xué)。這一創(chuàng)新實(shí)踐，不僅為學(xué)生提供了更加高效、有針對(duì)性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，也為教師提供了更加精準(zhǔn)、便捷的教學(xué)管理工具?？梢灶A(yù)見，個(gè)性化教學(xué)的理念將在未來落實(shí)到教育教學(xué)每一個(gè)環(huán)節(jié)，全面精準(zhǔn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的美好愿景將在大模型掀起的巨浪中成為現(xiàn)實(shí)。

作者單位：北京飛象星球科技有限公司

編 輯：馮艷艷