世外智慧：AI如何加速智能化教學創新
一家從事智慧教育研究的企業，最終自己也從人工智能和機器學習服務中獲益匪淺。
世外智慧面臨的教學挑戰
創建於2014年的世外智慧教育科技有限公司（以下簡稱「世外智慧」），是一家專門從事教育信息化應用研究和開發的互聯網科技公司。公司隸屬於上海世外教育集團，該集團辦學已經超過25年，旗下擁有50多所學校、3000多名教師，50000多名學生。而世外智慧創辦的目的，就是爲上海世外教育集團搭建一個數字化的校園平臺，涵蓋教育資源、智慧管理、學校文化、大數據分析、校園安全、家校聯通等等相關的應用，同時接入各種硬件終端以及爲學校開發相關的個性化的應用，來滿足學校多樣化的需求。
作爲一家高新技術企業，世外智慧立志於成爲卓越的智慧教育解決方案和教育資源提供商，以智慧教育助力成就每所學校、成就每位學生。通過幫助學校搭建一個互聯互通的智慧校園的生態圈，世外智慧可以爲教育管理部門、學校管理者、老師、學生、家長提供一站式服務。這家企業不僅是上海市首批人工智能教育應用場景的建設提供商，而且在首屆世界人工智能大會上展示了基於人工智能的「口語挑戰」，以及基於VR技術的「未來廚房」英語學習項目，備受好評。
創建6年以來，世外智慧雖然取得了令人矚目的高速發展，但是也面臨着日趨嚴峻的挑戰。上海世外智慧教育科技有限公司總經理田野透露，上海世外教育集團覆蓋了從幼兒園、小學、初中一直到高中的全學段，並且分佈在上海、浙江、江蘇、安徽、陝西、海口等多個地區。因此世外智慧提供的解決方案，一方面既要滿足集團統一化管理、統一決策、統一數據分析的需求，另一方面又要滿足不同學校在管理上、教學上的個性化需求。這對於公司來說無疑是一個極爲艱鉅的挑戰。
選擇AWS作爲合作伙伴的理由
「對於IT系統的需求，我們把它總結爲這樣五個方面：統一基礎平臺的需求、標準化的需求、開放性的需求、數據共享的需求、硬件融合的需求。可以看到對於我們的IT系統來說，整個架構是非常複雜的，應用也是非常豐富的。」田野向趣味科技表示。
田野透露，在2017年2月之前，世外智慧的IT架構主要採用的是自己自建的雲計算以及部分阿里雲服務，但是隨着業務的高速發展，原IT架構在靈活性、健壯性和高可用性等方面的不足也逐漸凸顯。於是在2017年2月，公司做出了一個重大的戰略決定——將所有的基礎設施以及服務全部遷移到亞馬遜雲（AWS）。
「之所以做出這樣一個戰略決定，原因在於我們認爲作爲全球知名的雲計算服務提供商，AWS是一家非常優質的供應商，而上海世外教育集團也是一家非常優質的教育品牌。我們希望通過優質教育+優勢的雲計算服務，能夠爲我們的整個教育需求提供健壯的、靈活的技術服務，去滿足衆多學校不斷變化的、豐富的個性化應用需求。」田野表示，「而在衆多的雲計算服務提供商中選擇AWS，主要是因爲AWS的三大優勢：一是AWS的快速遷移和全球拓展能力；二是AWS的簡化運維和靈活擴展能力；三是AWS的人工智能與機器學習服務能夠實現智能化英語教學。」
用AWS重新構建IT底層架構
從2017年4月一直到2017年8月，世外智慧與AWS合作分三期將所有服務全部遷移到了AWS北京區域。當AWS在寧夏區域搭建數據中心以後，世外智慧又於2019年11月實現了將50%的服務遷移到AWS寧夏區域，實現了異地跨區域的應用架構。
「我們用AWS雲服務重新構建了IT底層架構，把AWS北京主站作爲主站，AWS寧夏作爲備用站，從應用層面、數據層面都實現了跨區域的複製，實現了高可用的解決方案，同時還極大地降低了運維的複雜度和成本，服務等級也較原來有大幅提升。」田野介紹道，「與此同時，我們還應用到了AWS最新的包括像K8S的容器化服務，使應用架構更加靈活，成本控制也更加出色。包括AWS在美國推出的一些最新的技術和架構，也會在嘗試成功後複製到國內來，以保證整個架構的先進性和靈活性。」
田野表示，通過與AWS雲服務的合作，世外智慧實現了以下三點：
一、一站式。通過一個平臺、一個入口、一個賬號、一套版本、統一的認證和服務，世外智慧實現了智慧管理、智慧教學、協同教研、學生成長、教師發展、學校安全、綜合門戶等等信息化的服務，涵蓋了學校日常的教、學、評、測、練、管等等各個方面。
二、全終端覆蓋。通過對包括移動終端、PC、釘釘的全終端覆蓋，世外智慧得以保證所有用戶都能夠隨時隨地接入和使用，極大地降低了用戶的使用門檻，提升了用戶的使用體驗，最大限度地支持了校園信息化、常態化的使用需求。
三、雲定製。對於不同學校而言，學校的具體需求是非常個性化的，而世外智慧通過全新的IT系統架構，在底層的統一、在標準的統一上實現了應用的個性化，讓不同的應用可以在同一個平臺上同時接入和使用。
【世外智慧基於AWS的系統架構示意圖】
AI加速智能化教學創新
說起教育辦學，英語教學一直是其中的重中之重，而這也是世外教育的一大優勢。爲了幫助低齡兒童提升英語口語發音的準確性，進而實現個性化教學，世外智慧開發出了「口語通"、「智學通」等智能應用程序，在用戶中大獲好評。
針對英語學習，世外智慧開發了一套基於人工智能的測評系統。通過這套系統，學生可以隨時隨地通過各種終端登錄到系統進行自我學習，AI也會針對學生的學習情況即時提供相關的測評，併爲其推送個性化的學習資源。學生還可以將自己的學習成果發佈到平臺，享受學習社區帶來的積極向上的學習氛圍。在知道AWS引入了Amazon SageMaker機器學習技術以後，世外智慧也積極地與AWS展開了相關的嘗試。
「截至目前爲止，我們在AWS平臺上已經有超過40億條英語教學語音數據。而大量的語音作業檢查與批改，既給老師帶來了巨大的工作負擔，對學生也很難做到及時反饋。」田野表示，「我們通過AWS提供的AI人工智能技術和SageMaker機器學習技術，從40億條數據中篩選了大約3萬條數據，由AWS團隊對其進行了相關的模型訓練和數據驗證，進而通過智能化教學幫助老師大幅降低作業批改的負荷，同時又滿足了對學生即時反饋、個性化學習的訴求，帶來的效果非常喜人。」
田野向趣味科技透露，世外智慧目前正在積極地與AWS進行後續合作的探討和規劃，這也是世外智慧今後重點研發的方向。而世外智慧未來的規劃，是打造一個基於人工智能的學習中心。「我們覺得未來教育最大的挑戰，還是優質教育資源的稀缺性，以及學生學習個性化需求的這一對矛盾。這個矛盾短期內我們很難通過資源的再配置來解決。所以我們認爲人工智能將會是一個非常重要的核心的技術。通過對AWS人工智能與機器學習服務的嘗試，我們更加堅定了AI賦能教育的戰略方向，將藉助AWS實現智慧教育的全面升級。」田野說道。