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基于人在回路机制的个性化作业设计:理论模型及实践理路

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现代远程教育研究 2024年第1期36卷 93-100页

作者：武法提李坦任伟祎夏志文北京师范大学数字学习与教育公共服务教育部工程研究中心北京100875 北京师范大学教育学部北京100875

个性化作业是落实“双减”政策,实现减负提质的重要途径。人工智能为实现个性化作业提供了技术支撑,但在实践中,由于其内部工作原理对用户不可见,且存在价值观、情感等方面的缺失问题,降低了其在个性化作业实践中应用的深度与效果。人... 详细信息

个性化作业是落实“双减”政策,实现减负提质的重要途径。人工智能为实现个性化作业提供了技术支撑,但在实践中,由于其内部工作原理对用户不可见,且存在价值观、情感等方面的缺失问题,降低了其在个性化作业实践中应用的深度与效果。人在回路机制是指通过置信度评估的方法对人工智能算法生成的结果进行评估,进而决定是否执行算法结果的人机协同方法。基于人在回路机制的个性化作业设计理论模型,以作业实践为核心流程,以人机协同、认知诊断、干预反馈等为理论指导,将人在回路机制融入作业布置、作业诊断和作业辅导的关键环节中,实现了人类智能与人工智能的协同工作。在此基础上提出的个性化作业实践路径,包含基于学习者画像的作业习题推荐、基于多模态学习分析技术的错因诊断,以及基于多模态资源推送的作业辅导三个阶段,分别回答了做什么题、错在哪里,以及如何辅导等作业实践中的关键问题,形成了人机协同机制下智能技术赋能作业实践的闭环。基于该实践路径研发的原型系统,已在一线教学单位开展了实践,初步验证了方法的可行性。

关键词：双减个性化作业作业设计人在回路人机协同

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课堂师生互动行为的机器分析研究

华中师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期58卷 279-285页

作者：廖盛斌齐飞华中师范大学教育大数据应用技术国家工程研究中心武汉430079 华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心武汉430079

素质教育的主要阵地是课堂,而课堂的主体是教师和学生,两者进行交流最直接的方式就是课堂师生互动,课堂师生互动分析一直受教育工作者的高度关注.该研究采取改进型弗兰德斯编码(IFIAS)理论,根据编码原则对23个课堂实录视频进行编码.在... 详细信息

素质教育的主要阵地是课堂,而课堂的主体是教师和学生,两者进行交流最直接的方式就是课堂师生互动,课堂师生互动分析一直受教育工作者的高度关注.该研究采取改进型弗兰德斯编码(IFIAS)理论,根据编码原则对23个课堂实录视频进行编码.在编码类别统计后,利用主成分分析和密度聚类算法,实现基于机器学习的课堂师生互动风格分类,最终将课堂分为学生中心式、师生互动式、教师中心式三个类别.该研究拓展了弗兰德斯互动分析系统的理论价值,为课堂分析提供了一种新的分析方式.通过分析得到许多课堂相关的特征,可以提升课堂师生互动分析的效率,同时为教师提供改进课堂教学的方向.

关键词：课堂师生互动主成分分析密度聚类改进型弗兰德斯

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高等教育数字化转型的空间逻辑

中国高教研究 2024年第10期 27-35页

作者：周洪宇李东海郭伟华中师范大学教育学院国家教育治理研究院国家开放大学数字化学习技术集成与应用教育部工程研究中心甘肃省联合国教科文组织协会党支部书记

数字时代高等教育迎来诸多挑战。人才培养目标、方式、评价、就业全环节面临挑战；科学研究面临范式融合与组织变革的挑战；社会服务面临开放与创新的挑战。数字化转型是应对挑战的重要途径。空间视角下高等教育数字化转型将形成一个巨... 详细信息

数字时代高等教育迎来诸多挑战。人才培养目标、方式、评价、就业全环节面临挑战；科学研究面临范式融合与组织变革的挑战；社会服务面临开放与创新的挑战。数字化转型是应对挑战的重要途径。空间视角下高等教育数字化转型将形成一个巨大的融合空间，包含三重子空间：虚拟空间与现实空间融合的虚实融合空间、流动空间与地方空间交织的开放互联空间、数据空间与智能空间交融的数智融汇空间。融合空间的高等教育将呈现出全新的未来图景：人才培养将创生新模式新生态，科学研究将实现组织变革、范式升级，社会服务将助推人人皆学、协同创新。为实现高等教育融合空间，需要重构“空间实践”、创新“空间再现”，营造“再现空间”以及加强人机融合治理。

关键词：高等教育数字化融合空间列斐伏尔

基于认知负荷水平的学情分析:表征框架与实践路径

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中国电化教育 2024年第7期 64-73页

作者：武法提任伟祎北京师范大学数字学习与教育公共服务教育部工程研究中心北京100875 北京师范大学教育学部教育技术学院北京100875

教育数字化转型背景下,学情分析作为基于教育大数据分析诊断结果帮助教师了解学生学习过程的重要手段,是开展精准教学的必要前提,而认知负荷水平一直是衡量学习者个性化学习需求与深度学习发生的重要指标。为了协助学习者调整学习过程... 详细信息

教育数字化转型背景下,学情分析作为基于教育大数据分析诊断结果帮助教师了解学生学习过程的重要手段,是开展精准教学的必要前提,而认知负荷水平一直是衡量学习者个性化学习需求与深度学习发生的重要指标。为了协助学习者调整学习过程中的认知负荷水平进而将认知资源有效投入高阶问题解决过程,该文梳理了学情分析的一般过程,构建了包含数据采集、负荷识别与分析干预三个层级的基于认知负荷水平的学习者学情分析框架。接着,该文通过便携式手环采集了300名学生完成在线测试时的多模态生理数据,应用特征工程方法构建了认知负荷水平识别模型,综合认知负荷水平与学习绩效进行学情状态解读,并设计了学习分析仪表盘呈现学情分析结果与干预建议。该文从认知负荷视角构建了学情分析框架并通过实证研究检验了其可行性,以期为认知负荷相关研究与教学实践提供参考。

关键词：认知负荷学情分析多模态学习分析干预设计

可信学习分析构建:风险桎梏、理论纾解与实践解蔽

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远程教育杂志 2024年第5期42卷 12-22页

作者：武法提李坦夏志文北京师范大学教育学部教育技术学院北京100875 北京师范大学数字学习与教育公共服务教育部工程研究中心北京100875

可信学习分析技术的发展已成为全球研究者共同关注的焦点。国内外学者已就其内涵意蕴、价值逻辑等开展广泛探讨,但也存在关键问题不明、理论边界不清和实践路径模糊等问题。为此,研究以关键问题提炼和理论框架构建为先导,以实践路径的... 详细信息

可信学习分析技术的发展已成为全球研究者共同关注的焦点。国内外学者已就其内涵意蕴、价值逻辑等开展广泛探讨,但也存在关键问题不明、理论边界不清和实践路径模糊等问题。为此,研究以关键问题提炼和理论框架构建为先导,以实践路径的探索和实施为主线,对可信学习分析技术的教育应用进行分析。在实践问题方面,研究分析了阻碍可信学习分析实现的关键因素,包括数据漂移现象所导致的算法失准、样本分布失衡现象导致的算法偏见以及算法黑盒现象导致的决策结果失信等一系列问题。在理论研究方面,研究结合理论与实践问题分析,建立起面向学习环境、数据治理、建模分析和干预反馈四要素的可信学习分析理论框架。随后,研究依托该理论框架,结合相关研究方法和技术,构建了可信学习分析的实践路径,如结合价值敏感设计的伦理调适等。研究为可信学习分析研究从理论到实践提供系统化的解决思路。

关键词：可信学习分析可解释人工智能算法公平

数字教育游戏对高阶思维发展的影响——基于国内外28篇实证研究文献的元分析

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数字教育 2024年第3期10卷 28-37,F0002页

作者：张书琪范佳荣钟绍春东北师范大学信息科学与技术学院吉林长春130117 教育部数字化学习支撑技术工程研究中心吉林长春130117

数字教育游戏能够创造轻松愉快的学习情境,为不同教育水平的学习者提供学习支持与辅助。已有研究表明,数字教育游戏能够提高学习者的学习表现,但是在促进高阶思维发展方面的有效性上仍然存在一些争议。为此,本研究采用元分析方法,综合... 详细信息

数字教育游戏能够创造轻松愉快的学习情境,为不同教育水平的学习者提供学习支持与辅助。已有研究表明,数字教育游戏能够提高学习者的学习表现,但是在促进高阶思维发展方面的有效性上仍然存在一些争议。为此,本研究采用元分析方法,综合分析了国内外28篇实证研究数据(共含39个有效效应量)进行验证。结果显示,数字教育游戏对高阶思维发展具有中等偏上程度的促进作用,其合并效应值为0.778;进一步的调节效应检验表明,数字教育游戏对高阶思维发展的有效性受学段、竞争机制、游戏环境三种调节变量的影响;然而,学科、具身交互方式、故事、反馈内容并没有显著影响数字教育游戏干预对高阶思维发展的效应。上述发现证明了用心设计数字教育游戏对高阶思维发展的重要性。

关键词：数字教育游戏高阶思维元分析

教育强国背景下数字教育的内涵、特点、难点与进路

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新疆师范大学学报（哲学社会科学版） 2024年第4期45卷 80-89,F0002页

作者：吴砥冯倩怡郭庆教育部教育信息化战略研究基地(华中) 华中师范大学教育大数据应用技术国家工程研究中心(国家数字化学习工程技术研究中心) 湖北武汉430079 华中师范大学人工智能教育学部湖北武汉430079

建设教育强国是以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的基础工程。发展数字教育是教育强国建设的必由之路,也是破解教育事业改革发展瓶颈的重要抓手。我国推进数字教育具有独特性,既处于数字中国宏大的战略目标下,需要高标准快速推进,又... 详细信息

建设教育强国是以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的基础工程。发展数字教育是教育强国建设的必由之路,也是破解教育事业改革发展瓶颈的重要抓手。我国推进数字教育具有独特性,既处于数字中国宏大的战略目标下,需要高标准快速推进,又面临庞大教育规模和多样化教育需求的挑战,必须谨慎前行。我国对教育的持续投入及技术的快速迭代为推进数字教育提供了不竭动力,但也应看到,在建设教育强国背景下,我国发展数字教育存在育人方式较为传统、办学模式偏向保守、管理体制有待完善和保障机制亟须健全等问题,因此,亟须通过变革育人方式、创新办学模式、改革管理体制、完善保障机制等措施,有效推进我国数字教育发展,为教育强国建设提供有力支撑。

关键词：教育强国数字教育教育数字化数字中国

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具身交互:智慧学习环境下身体在场的互动观

中国电化教育 2024年第9期 102-109页

作者：杨重阳武法提河北师范大学教育学院河北石家庄050024 北京师范大学教育技术学院北京100875 北京师范大学数字学习与教育公共服务教育部工程研究中心北京100875

智慧学习环境中身体意义在教学交互中的缺失,使得课堂教学变革难以从深水区突围。身体在场成为教学变革的核心突破口。该研究首先依托现象学哲学的发展脉络,溯源身体在场的理论基础,解读现象学、认知科学、交互系统设计、教育元宇宙等... 详细信息

智慧学习环境中身体意义在教学交互中的缺失,使得课堂教学变革难以从深水区突围。身体在场成为教学变革的核心突破口。该研究首先依托现象学哲学的发展脉络,溯源身体在场的理论基础,解读现象学、认知科学、交互系统设计、教育元宇宙等领域中身体在场的侧重点,从中抽取出“身体在场”的具身性本质。其次,依托具身性的演化路径,从互动观视角重构身体在场的理论体系,即具身交互理论。该理论秉持“身体参与意义建构的体验性交互活动”的观点和“感知-行动-反思”的循环结构,支持身体、大脑与环境协同参与意义建构,体现出基于身体感知、感知为了行动、行动伴随意义的特征。最后,通过归纳并融合教学交互模型与具身交互模型的双重优势,结合具身交互的本质内涵和循环结构,生成具身交互模型的设计原则和行动机制,构建由“被动感知交互、主动感知交互、行动交互和反思交互”组成的、以学为中心的RBAP模型,明确四要素及相互作用关系、智慧学习环境对四要素的支持作用,助力具身交互行为的识别、具身交互教学设计的开展与具身交互程度的评估,继而突破理论的桎梏实现常态化应用。

关键词：智慧学习环境现象学身体在场具身交互 RBAP模型

信息科技课程目标:特征、类型及教学转化策略

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天津师范大学学报（基础教育版） 2024年第1期25卷 43-47页

作者：时松钱松岭南通大学教育科学学院江苏南通226000 南通大学数字化学习技术集成与应用教育部工程研究中心江苏南通226000 吉林师范大学教育科学学院

《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》中的课程目标体现了义务教育与普通高中信息技术课程衔接的发展性、中国式现代化新阶段国家对人才培养新要求的时代性、信息科技核心素养引领的科学性等特征。研究认为,信息科技课程目标可以划... 详细信息

《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》中的课程目标体现了义务教育与普通高中信息技术课程衔接的发展性、中国式现代化新阶段国家对人才培养新要求的时代性、信息科技核心素养引领的科学性等特征。研究认为,信息科技课程目标可以划分为内容目标、活动目标、能力目标和价值目标四种类型。基于课程目标类型,通过“分解”“开发”“凝练”等教学转化策略,使用设计教学、实验学习、体验学习等教学方法,有助于落实信息科技课程目标。

关键词：《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》目标类型教学转化策略教学方法