智慧教育与个性化学习理论与实践研究

随着技术的发展、社会的进步,传统的无差别的传统教育模式已经无法满足学习者的个性化需求。智能技术的出现颠覆了传统课堂教学,带来了教学决策数据化、评价交反馈的及时化、互动交流的立体化、资源学习资源推送的智能化,重构了现代教育学习环境,带来了教育体系的智能化。本专题的几篇文章对智慧教育与个性化学习进行了分析,从数据环境、时间、方法、目的等维度,提出人工智能背景下个性化学习的构建方法,并对人工智能支持的个性化学习路径进行了研究;梳理出我国智慧教育研究的热点领域,相关研究主要围绕“秉承何种理念”“教师如何教”“学生如何学”“氛围如何营造”等四个层面展开,并对智慧教育研究趋势进行了展望;构建了智慧课堂,进行了教学试验,并对智慧课堂效果进行了分析。本专题文章可以看作智慧教育与个性化学习研究与实践的一次有益尝试。     

基于在线学习行为的个性化学习需求智能挖掘技术研究

随着数字化学习的普及和发展,如何及时发现网络学习过程中学习者的个体学习需求,并实时地提供满足他们需求的数字化学习资源和学习服务已日渐成为E learning研究领域的关键问题之一。利用人工智能技术,通过提取数字化学习资源中的核心概念和对在线学习行为的自动捕获,建立基于概念图的知识模型,在此基础上智能地挖掘学习者个体认知状态和学习需求,为个性化学习服务提供支持。     

个性化学习资源推荐中文本情感识别的作用及关键技术

基于数据智能分析的学习资源推送是精准支持个性化学习的教学服务方式之一。随着人工智能技术和学习分析技术的发展，通过对行为数据、测评数据和日志数据等的分析进行资源推送虽已有较成功应用，但未能实现学习者个人情感状态为引导的资源推送。为此，该研究针对个性化学习资源推荐中情感价值、情感控制理论和实践的缺失，以实现个性化学习多维度情感识别为目标，采用BERT模型和TextCNN构建个性化学习资源推荐文本情感识别模型，并提出了基于学习者作业、论坛内容等的文本情感识别模型实现过程。学习资源推荐文本情感识别模型和实现过程可为真实应用提供方法支持和技术路线指引。     

人工智能时代的个性化学习:内涵、技术支持与实现路径

利用人工智能技术实现个性化学习是当前教育改革发展的现实诉求.个性化学习的内涵包括以学习者的个性化需求和特征为前提、以学习者个性化的学习过程为核心、以学习者的个性化发展为最终目标等三个要点.人工智能技术为个性化学习的实现提供了强有力的支持,主要体现在智能识别、智能分析与处理、智能测评等方面.人工智能时代个性化学习的实现路径包括精准识别学习者的个性化特征、动态生成个性化的学习目标、智能推荐个性化的学习资源、灵活设计个性化学习策略、数据驱动个性化学习评价等.     

智能与个性

人们常常将人工智能的教育应用与个性化学习挂钩,其依据是:人工智能可以实时记录学习者的学习行为,并由此判断学习者的学习偏好、学习进展和存在的不足等,进而有目的地向学习者推送学习资源,实现个性化学习. 如果把教育或学习看作是知识的传授,那么人工智能教育根据学习者的知识基础的差异提供针对性的学习资源,帮助学习者弥补知识链条上的缺陷,是可以看作是实现了个性化的学习需求的.这无需多言.     

一个泛在学习资源自适应推荐模型的设计

泛在学习环境中,学习资源自适应推荐模型尝试将情境感知技术和数据挖掘技术引入泛在学习环境下的学习资源推送服务领域,通过感知学习者周围的环境、设备的变化,挖掘学习者的过往情境数据,借助个性化的推送规则库,在海量的学习资源中快速定位到最适合学习者的资源,并推送给学习者,帮助学习者建立真正无缝的泛在学习体验。     

远程教育学习支持服务探析——基于学习者需求的视角

学习支持服务作为远程教育的重要功能之一,对实现学生自主学习具有重要的作用和意义。本文基于学习者需求的视角,从学习支持服务的定义入手,通过分析现代远程教育学习支持服务中存在问题,以学习者特点及需求为依据,提出优化资源、加强情感投入、注重个性化等提升学习支持服务水平的策略,有效提高现代远程教育质量。     

面向在线学习的社会化支持服务研究

在大规模在线学习中,个性化学习和信息导航越来越受到学习者的欢迎。由于学习者众多、学习需求多样化和学习资源海量,个体化支持服务已难以满足个性化学习和个性化资源推荐的需求。相关研究表明,将社会化支持服务引入在线学习中,能初步缓解支持服务不足的问题。文章以社会化支持服务的属性和内涵为基础,构建基于掌握学习理论的在线学习环境,深入探讨社会化支持服务框架,并结合学习资源、学习伙伴、领域专家等社会性因素对学习者在线学习产生的影响,设计了社会化支持服务流程和个性化推荐模型,旨在为学习者提供智能、精准的支持服务。最后提出“一体化”的社会化支持服务模式,为研究面向个性化学习的社会化支持服务提供参考。     

远程教育中Moodle平台的学习支持服务研究

以学习者为中心的远程教育,强调个性化、跟踪式的学习支持服务。Moodle平台是目前应用最广泛的网络教学平台之一,通过充分挖掘分析学习者学习需求、资源浏览点击、学习者静态和动态行为数据,教师及时调整学习支持服务策略,为学习者提供个性化、全程跟踪式的学习支持服务,从而有效促进学习者的学习与发展。     

人工智能赋能个性化学习评价：价值意蕴与实践路径

个性化学习评价是教育评价改革的内在要求和重要趋势。人工智能为个性化学习评价的实现提供了技术支撑,其价值体现在促进对学习者多模态数据的采集、实现学习过程与状态的智能分析、支持学习评价结果的智能化反馈、推动人机协同评价等方面。人工智能支持下个性化学习评价的实现,需要推进学校智能教育环境建设及其应用、构建人工智能支持下个性化学习评价的实施框架、制定个性化学习评价中人工智能的应用规范、提升教师应用人工智能开展个性化学习评价的能力。     

情感计算在网络远程教育系统中的应用：功能、研究现状及关键问题

情感能力是人类智能的重要标志,情感的缺失会影响网络远程教育的教学质量和学习者的学习效果。情感计算是和谐人机交互与人工智能领域中新的研究方向。在网络远程教育系统中应用情感计算理论与技术,可以进一步优化网络远程教育的功能,帮助教师监测远程学习者的情感变化,调整教学策略和方法,实时给予学习者情感反馈,使教学质量达到最佳。目前国内外情感计算在远程教育方面的应用研究还处于起步与探索阶段,所构建的远程教学系统对远程教学中师生情感生理特征与心理特征、多模情感信息融合机制及网络虚拟人机情感交互特性等考虑不足,系统原型在情感合成与表达、智能人机情感交互实现上存在着很大的难度。因此,构建与人类情感系统相吻合的、自然和谐的、人性化和智能化的网络远程教育系统,需要有效解决师生面部表情、语音情感特征信号的准确识别与提取,师生多模情感信息融合机制与和谐人机情感交互技术等关键问题。     

基于智能Agent的远程学习者情感与认知识别模型——眼动追踪与表情识别技术支持下的耦合

情感与认知状态的准确识别是实现远程学习者与教学Agent有效互动的基础。只有有效识别出学习者的情感与认知状态,教学Agent在改变学习者行为态度、帮助学习者获取和理解知识、支持学习者认知发展方面才能取得预期的效果。现有的教学Agent普遍存在两方面问题:一是缺乏情感交互性,容易使远程学习者产生厌倦情绪;二是认知推断功能薄弱,对学习效果的促进作用不稳定。这主要是由于Agent对学习者状态的识别不够充分造成的。已有的学习者状态识别方法虽然在学习者情绪状态的识别方面各有优势,但却无法同时检测学习者的视域、学习情绪与认知状态。学习者的眼动追踪数据是判断学习者实时状态的重要指标,也是学习者与Agent进行情感交互的重要依据。结合表情识别和眼动追踪技术构建的基于智能Agent的远程学习者情感与认知识别模型,将眼动追踪与表情监控迭代识别、情感与认知识别过程相耦合,以提高远程学习者状态的识别准确率,改进Agent对学习者的情感和认知支持,为智能教学Agent与远程学习者交互机制的研究提供新的思路和方法。     

手势交互虚拟实验对学习体验的影响机制

手势交互作为一种理想的虚拟现实交互技术,其在虚拟实验中的应用能够很好地满足学习者多样化的交互需求并提升交互体验。然而,当前关于手势交互虚拟实验的研究大多聚焦于提高手势识别的准确率、设计开发不同领域的虚拟实验应用等方面,而对学习者在虚拟实验中的学习体验并未进行深入地研究。为了探索手势交互虚拟实验对学习者学习体验的影响机制,利用设计开发的基于Leap Motion的"计算机组成原理"虚拟实验,采用混合研究范式对学习者的沉浸感、学习动机和态度分别进行了测量与分析。结果表明:在手势交互虚拟实验中,学习动机作为中间因素会影响学习者的学习体验;身临其境的感觉和自然丰富的交互体验能够有效增强学习者的物理沉浸,进而提高学习者的学习动机,改善学习者的情感体验并增强其使用意愿,由此来促进学习者学习体验的提升。从改进实践的层面来看,未来应合理设计交互手势,创设高度沉浸的实验环境,优化虚拟实验任务设计,注重对学习反思的引导,以不断提升学习者在心理沉浸和学习效果方面的表现。     

社会叙事视角下的人工智能学习文化探究

当前学习文化领域对社会叙事研究的漠视,可能导致人工智能学习文化走向异化的深渊。基于此,文章首先分析了社会叙事视角下文化生成的一般原理,即在个体层面,社会叙事为人们提供了感悟生活境遇、理解新技术内涵的基础;在群体层面,建构集体记忆能够将个体的语言行为提升为广泛的文化现象。接着,文章从社会叙事的传播学、语言学、发生学三种生成机制,阐释了其对人工智能学习文化成型的推动作用。随后,文章揭示了社会叙事影响下人工智能学习文化在技术和文化方面蕴藏的潜在危机。最后,文章指出学习者可从技术工具、资源环境、学习方式和学习理念四个层面调整未来学习文化的基调,消解叙事泡沫的负面影响。文章的研究不仅能帮助学界厘清学习文化生成及其问题产生的社会根源,而且可以促进教育人工智能及其学习文化的合理发展。     

“以提升学习者体验为中心”的情感化交互设计

远程教育学习者往往通过同各种课程产品、支持服务、信息系统以及与教师或同学之间的不断互动来完成知识构建。文章认为,远程教育领域的情感化交互设计就是始终关注这些互动情境中学习者复杂的内心体验与思考,关注影响学习者情绪和行为的每一个互动环节,以提升学习者体验为中心,不断引导课程设计、服务设计和系统设计,从而使远程教育学习充满情感化、人性化的美好体验。     

协同学对虚拟学习社区建设的启迪

远程教育中学生和教师、学生与学习集体处于分离状态，学习集体的缺失不利于学习者的发展。利用虚拟学习社区可以营造远程教育的集体学习气氛，促进学习者的学习，培养其社交能力和协作技能。本文论述了虚拟学习社区建设中存在的问题以及运用协同学理论指导虚拟学习社区建设。     

人机交互过程中远程学习者情感检测的设计与应用研究

远程学习环境下学习过程中的人机交互和情感检测是一项重要的课题。在教育代理应用的基础上,对学习者的情感检测模型和检测的整体架构进行设计,通过对教育代理与学习者之间情感信息的提取、分析,完成对学习者的个性学习监控,界定学习者的情感态度、认知状态和学习偏好,在情感检测结果基础上利用自动生成课程工具实现对学习者的个性化学习资源服务,以改善远程学习中的人机交互现状并提高整体学习效果。     

校外学习中心学习支持服务满意度调查分析

校外学习中心是远程开放教育的产物,是远程教育院校在各地建设的保障学生学习支持服务的基础组织机构,而以学习者为中心是学习支持服务系统建设的核心。据此理念设计了本次调查问卷。调查结果显示,徐州市校外学习中心学生对学习支持服务的需求,与提供的学习支持服务之间存在显著的差异。在"以学习者为中心"、"以学习者需求为导向"、"以学习者满意度为宗旨"方面,需要继续努力,以便更好地提高远程教学质量。     

虚拟与真实相结合的远程实训系统研究与实践

计算机技术及网络技术的快速发展,使得任何人在任何地方学习自己想学的内容成为可能。当远程学习者学习与环境及设备相关的内容时,进入真实环境并操作真实设备的可能性很小。虚拟技术的发展使得远程学习者获得真实教学环境成为可能,但目前关键的问题是这种学习资源相对不足,这使得建设基于虚拟技术的开放大学教学资源库具有重要的现实意义和价值。通过分析基于虚拟技术的资源库现状及不足,构建了真实与虚拟相结合的远程实训系统,并设计了一个具体的远程实验系统的解决方案。     

西北农村中学教师专业发展的网络学习共同体构建研究

西北农村中学教师专业发展对促进西北地区基础教育发展具有举足轻重的作用。西北地区特殊的地域特征导致西北农村中学教师在专业发展上存在一定的问题,而教师网络学习共同体为促进西北农村中学教师专业发展提供了新的途径和方法。利用IM即时通讯工具的特点,建立教师网络学习共同体可以促进学习者间的协作和交流,可以为教师的专业发展提供技术、资源和服务的支持,同时其学习过程注重学习者非智力因素的培养,通过双向交互实现共同学习、共同进步及知识重构,促进教师的专业发展。