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教育数字化转型下的教育研究范式变革

中国远程教育 2024年第2期44卷 36-46页

作者：顾小清卢琳萌宛平上海数字化教育装备工程技术研究中心上海200062 华东师范大学教育信息技术系上海200062

研究范式是常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范,推动着科学研究的发展与创新。教育作为数字中国战略的重要组成部分,正加速向数字化转型,对教育研究范式提出了新的需求。在梳理研究范式及其演进脉络的基础上,研究探析了教育数字化... 详细信息

研究范式是常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范,推动着科学研究的发展与创新。教育作为数字中国战略的重要组成部分,正加速向数字化转型,对教育研究范式提出了新的需求。在梳理研究范式及其演进脉络的基础上,研究探析了教育数字化转型对教育研究范式变革的新需求,并从教育研究范式的本体论、认识论、方法论和价值论四个方面探究教育数字化转型推动教育研究范式变革的内在机理。教育数字化转型扩展了教育研究对象的规模、丰富了解读教育现象的视角、创新了分析教育数据的方法、强化了制定教育决策的效用。在此基础上,探讨了教育研究范式的发展趋势,对未来教育研究的研究旨趣、研究方法、学科趋势、实践路径进行了分析,以期为未来的教育研究提供参考。

关键词：教育数字化转型教育研究教育研究范式教育大数据

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基于机器学习与眼动追踪的认知风格模型构建

现代远程教育研究 2024年第4期36卷 94-103页

作者：薛耀锋朱芳清华东师范大学教育信息技术学系上海200062 上海数字化教育装备工程技术研究中心上海200062

认知风格反映了学生接近、获取、组织、处理和解释信息的模式,可用来解释和指导学生的行为。将认知风格集成到智能系统中,有助于开发个性化的用户模型,推动智能教育发展。当前有关认知风格自动分类的研究较为匮乏,尚未将机器学习与眼动... 详细信息

认知风格反映了学生接近、获取、组织、处理和解释信息的模式,可用来解释和指导学生的行为。将认知风格集成到智能系统中,有助于开发个性化的用户模型,推动智能教育发展。当前有关认知风格自动分类的研究较为匮乏,尚未将机器学习与眼动追踪技术联合起来进行应用。基于机器学习与眼动追踪的认知风格模型,选取注视时长、注视点数量、扫视时长、眼跳次数、眼跳距离与瞳孔直径等6个与认知有着密切关系的眼动指标,归一化处理后借助机器学习算法进行认知风格自动分类。实验结果表明:在进行同样时长的视频学习时,不同场认知风格的学习者表现出不同的视觉行为模式;场依存型学习者注视点较为分散,表现出有较多的扫视行为、较少的注视行为、较长的眼跳距离与较大的瞳孔直径变化,信息搜索效率较低;而场独立型学习者有着较为密集与定向的视觉注意模式,信息搜索效率更高。对5种机器学习算法进行性能对比后发现,逻辑回归算法的分类效果最好,准确率达到89.01%,Kappa值达到0.774。该认知风格自动化分类模型既可用于智能学习系统的课程资源优化设计,也可用于个性化学习路径的推荐。未来可整合更多生理数据,通过不同模态数据之间的信息互补,提升数据分析的准确性以及对学习者认知能力评估的可靠性。

关键词：智能教育机器学习眼动追踪技术场认知风格自动化分类

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基于多模态数据的在线学习认知负荷评估

现代教育技术 2024年第3期34卷 79-88页

作者：薛耀锋王坤邱奕盛朱芳清华东师范大学教育信息技术学系上海200062 华东师范大学上海数字化教育装备工程技术研究中心上海200062

近年来,认知负荷过载成为影响在线学习效果的一个重要因素。为解决此问题,文章聚焦在线学习认知负荷评估,首先设计了基于多模态数据的在线学习认知负荷评估研究框架,包含多模态数据采集、多模态特征提取和评估模型构建三个部分。接着,... 详细信息

近年来,认知负荷过载成为影响在线学习效果的一个重要因素。为解决此问题,文章聚焦在线学习认知负荷评估,首先设计了基于多模态数据的在线学习认知负荷评估研究框架,包含多模态数据采集、多模态特征提取和评估模型构建三个部分。接着,文章通过实验,采集学习者在特定在线学习环境下的多模态数据,提取人脸表情特征、眼动追踪指标特征和脑电信号特征,构建在线学习认知负荷评估模型。之后,文章对评估模型的准确性进行验证,发现在五种机器学习算法模型中,KNN模型的综合性能最佳,故将此模型作为最终的在线学习认知评估模型;同时,文章对多模态数据进行了分析,发现多模态融合方法在认知负荷评估上具有优越性。文章构建的评估模型可赋能在线学习平台实现认知负荷的实时评估,进而实现基于认知负荷的个性化学习,增强学习动机,提升学习效果,促进在线教育质量提升。

关键词：多模态数据在线学习认知负荷人脸表情眼动追踪脑电信号

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以数智大脑实现学校数字化转型

人民教育 2024年第18期 43-47页

作者：顾小清华东师范大学教育学部上海普陀200062 上海数字化教育装备工程技术研究中心

教育数字化转型作为数字中国建设的重要组成部分,旨在发挥教育领域中的数字技术力量,通过数据基础建设、数据价值挖掘与数据素养能力三要素,驱动学校教学实践与教育治理的全方位、全流程创新与重塑。学校数智大脑作为隐喻,体现了数字化... 详细信息

教育数字化转型作为数字中国建设的重要组成部分,旨在发挥教育领域中的数字技术力量,通过数据基础建设、数据价值挖掘与数据素养能力三要素,驱动学校教学实践与教育治理的全方位、全流程创新与重塑。学校数智大脑作为隐喻,体现了数字化转型所依托的数据基础建设与数据价值挖掘的技术关键。本文介绍以学校数智大脑为核心的“从应用来,到应用去”教育数据治理与应用闭环,体现数字化转型在学校层面的数据驱动教育治理与教学实践创新。

关键词：教育数字化转型学校数智大脑教育数据数据闭环

大模型时代的智适应学习研究:进展、实例与展望

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中国教育信息化 2024年第5期30卷 55-66页

作者：顾小清刘桐华东师范大学上海数字化教育装备工程技术研究中心上海200062 华东师范大学教育技术学系上海200062

智适应系统和生成式人工智能的有机结合正在重塑教育,这是经济全球化、技术变革的新诉求,也是人类文明进步发展的必然阶段。在回顾智适应学习的历史发展和技术优势的基础上,探讨全球视野下智适应学习的研究进展,明晰智适应学习的五个层... 详细信息

智适应系统和生成式人工智能的有机结合正在重塑教育,这是经济全球化、技术变革的新诉求,也是人类文明进步发展的必然阶段。在回顾智适应学习的历史发展和技术优势的基础上,探讨全球视野下智适应学习的研究进展,明晰智适应学习的五个层级,依次为互联网教育、智能工具、智适应学习、高级智适应学习、完全智适应学习。在技术层面,重点介绍混合专家教育大模型的核心开发模块,讨论如何构建大模型与智适应知识图谱、推荐系统之间的相互赋能,有机结合,最终形成以大模型为核心的人工智能体。同时依托智适应学习应用的技术架构,呈现其应用的典型案例。在此基础上,围绕智适应学习的技术应用探索,梳理和归纳智适应学习的未来愿景:一是构建全民科学教育的标准;二是创造人工智能与人类智慧的同步进化;三是通过高质量人才培养服务教育强国建设。

关键词：生成式人工智能智适应学习人工智能体个性化学习大模型

等离子体处理制备柔性低损耗ABS/Ag太赫兹空芯波导及其传输可靠性研究

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红外与毫米波学报 2024年第4期43卷 533-540页

作者：刘晟沈圆杰侯广宁查志鹏朱怡臻余烁颖张擎天赵强刘少华敬承斌褚君浩华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心上海200241

等离子体处理ABS管提升了ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导的性能。胶带法测试结果表明,等离子体处理后,银镀层的附着力由5级提升至2级。等离子体处理后的ABS管内表面银层的均匀性和致密度更高,高质量的银层有利于降低波导的损耗。未经等离子... 详细信息

等离子体处理ABS管提升了ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导的性能。胶带法测试结果表明,等离子体处理后,银镀层的附着力由5级提升至2级。等离子体处理后的ABS管内表面银层的均匀性和致密度更高,高质量的银层有利于降低波导的损耗。未经等离子体处理的4.2 mm内径的ABS/Ag镀层空芯波导在0.3 THz和0.1 THz时的直线损耗分别为0.72 dB/m和1.47 dB/m,等离子体处理后其损耗分别降至0.70 dB/m和1.44 dB/m,且波导能够在冷热环境中稳定传输太赫兹波。等离子体处理后的样品在超过200小时的湿热老化和16次的高低温循环老化试验后直线损耗升高小于0.1 dB/m,而未经等离子体处理的样品的损耗升高大于1 dB/m。研究结果表明,等离子体处理后的ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导损耗更低、传输可靠性更高、耐老化性更好,可用于构建下一代通信、传感及太赫兹成像系统等。

关键词：太赫兹传输太赫兹波导空芯波导等离子体处理

借助XEduHub快速开发人工智能体验作品

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中国科技教育 2024年第5期 56-57页

作者：邱奕盛谢作如华东师范大学教育信息技术学系上海数字化教育装备工程技术研究中心温州科技高级中学

问题提出.学习人工智能要从体验开始,青少年只有体验过人工智能,才可能产生兴趣。为此,学校人工智能学习空间(实验室、功能教室等)的展示区域或科普走廊,应部署一些有趣的人工智能体验产品,不仅让学习空间充满人工智能味,也让学生在交... 详细信息

问题提出.学习人工智能要从体验开始,青少年只有体验过人工智能,才可能产生兴趣。为此,学校人工智能学习空间(实验室、功能教室等)的展示区域或科普走廊,应部署一些有趣的人工智能体验产品,不仅让学习空间充满人工智能味,也让学生在交互中感受人工智能的魅丽。有条件的学校还可选择采购和订制企业开发的人工智能体验作品,以追求更好的展示效果。

关键词：人工智能快速开发科普展示效果实验室体验产品体验作品青少年

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非交互密钥协商综述

计算机学报 2024年第3期47卷 558-574页

作者：张明瑞张蕊张磊华东师范大学软件工程学院上海市高可信计算重点实验室上海200062 软硬件协同设计技术与应用教育部工程研究中心上海200062

非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式,持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述,我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面... 详细信息

非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式,持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述,我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面回顾的同时,还对由消息层安全协议衍生的一类部分非交互密钥协商协议进行了深入的探讨.这类协议的突出特点在于,它们能够(部分)非交互式地为群组建立(初次)会话密钥;且后续在群组需要动态变化时,仅需其中一个参与者发送一条请求消息,其他参与者进行监听就能完成群组会话密钥的更新.此外,本文首次讨论了一种基于非对称群密钥协商构造多方非交互密钥协商协议的潜在技术路线,以及利用区块链技术作为公钥基础设施扩充组件用于解决非交互密钥协商协议设计中潜在风险的方法.

关键词：密钥协商群密钥协商非交互密钥协商消息层安全协议

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基于SASGAN的戏剧脸谱多样化生成

图学学报 2024年第1期45卷 102-111页

作者：古天骏熊苏雅林晓上海师范大学信息与机电工程学院上海200234 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 上海师范大学上海智能教育大数据工程技术研究中心上海200234 上海市中小学在线教育研究基地上海200234

为解决现有自动生成的戏剧脸谱在分辨率和真实性上效果不佳的问题,提出了基于自注意力机制的风格化生成对抗网络(SASGAN)。首先在StyleGAN的基础上引入了自注意力机制以及矢量量化方法,增强了对脸谱图案几何结构特征的提取,接着通过多... 详细信息

为解决现有自动生成的戏剧脸谱在分辨率和真实性上效果不佳的问题,提出了基于自注意力机制的风格化生成对抗网络(SASGAN)。首先在StyleGAN的基础上引入了自注意力机制以及矢量量化方法,增强了对脸谱图案几何结构特征的提取,接着通过多样化差异性增强(DDG)扩充数据,采用脸谱色调辅助算法对DDG方法进行补充,建立了包含12599张图像的戏剧脸谱数据集,最后在此数据集上进行训练,生成了兼顾多样性和真实性的脸谱图像。实验结果表明,对于戏剧脸谱图像,DDG方法较传统方法在数据增广方面有着较大提升,而SASGAN则提升了戏剧脸谱图像的分辨率和真实性,在主观视觉上得到了理想的效果。

关键词：戏剧脸谱生成对抗网络图像生成注意力机制矢量量化