面向大语言模型的青少年人工智能教育

大语言模型(LLM)作为一种先进的AI技术,正对人类生活产生深远影响。与传统AI技术相比,LLM能够处理大量的文本数据,并在自然语言处理等领域发挥着巨大作用。LLM的快速发展与应用推进已经对AI教育的课程内容、教学模式与学习平台产生了显著的影响,这些影响也迫切要求青少年AI教育课程与时俱进的变革。为应对这种变革,该研究从课程内容框架、基于LLM的教学模式以及LLM辅助学习平台三个维度设计了一个面向LLM的青少年AI课程架构,并以教学活动设计为切入点,深入探讨了如何使该课程架构与学科核心素养紧密契合。基于此架构,设计并开发了一门高中LLM示范课程,重点展示了如何利用自主开发平台(LLM 4 Kids)进行人机协同教学。选取了示范课程中《面向LLM的提示与评估》的单元内容,解释了如何在教学过程中有效的应用和整合LLM技术。通过提供面向LLM的青少年AI课程架构以及解释案例,为AI教育实践者提供面向LLM的框架体系与课程参考,推动最新的人工智能前沿知识进入中小学课堂,从而有助于青少年适应AI快速发展的时代。

大模型支持的教师循证实践:行动框架与案例应用

教师开展循证实践面临诸多挑战,包括难以获取和利用证据、缺乏有效的反馈和评价机制,以及实践过程中指导和支持不足,大模型技术的发展为破解这些难题带来了机遇。本研究构建了大模型驱动的循证实践行动框架,涵盖循证实践的五个关键阶段:提出问题、检索证据、评价证据、应用证据和后效评估,并针对不同阶段的特点设计了相应的大模型支持策略;开发了GPT4EBP平台,为教师提供基于自然语言交互的个性化指导、反馈和评估,还针对师范生开展了为期六周的循证实践。问卷调查结果表明,借助GPT4EBP平台,师范生能更高效、高质量地完成循证实践任务,其循证实践能力和集体效能感均得到显著提升;访谈数据揭示了平台在简化流程、提供及时反馈等方面的价值。本研究揭示了大模型技术在优化循证实践流程、赋能教师专业决策等方面的独特价值,丰富和发展了循证实践的理论体系,相应的行动框架和GPT4EBP平台可为教师循证实践提供个性化支持,使其能便捷获取证据、系统分析证据并将证据转化为可落地的教学行动,提升循证实践的针对性和有效性。

共享调节中的群体情感感知工具开发与应用——基于大语言模型技术框架

越来越多的研究表明,CSCL的协作群体对于情感的感知有助于学习者了解自身情感倾向和团队的协作氛围,从而及时地调节个人和集体的情绪状态、协作行为、目标和动机。基于共享调节的理论视角,将情感感知融入CSCL的整个过程,设计、开发相应的群体情感感知工具SenGAware,以强化CSCL中的情感感知。该工具利用大语言模型(LLM)的自然语言生成与上下文理解能力,挖掘和评估情感信息,通过提供情感倾向、情绪状态和情感变迁三种感知手段,生成面向学习者和团队的智能情感报告,并辅以简单的情感问答互动,能够更精准地理解和反映群体情感状态,提供情感的实时监控和动态展示。以上海某高校专业硕士课程“教学技能训练与课例分析”的学生为研究对象,详细介绍了工具如何嵌入到共享调节协作活动中以提供可视化的情感感知,并从共享调节水平、情绪互动质量、整体社会网络等多个维度对工具的应用进行了评估。研究结论有助于增强CSCL中的群体情感感知,提升群体的协作能力,并且提供了协作过程中学习者情绪变化、群体情感一致性等新的研究视角,相应的工具也可以成为大语言模型教学落地应用的示范案例。

4D打印技术及其教育应用展望——兼论与“人工智能+教育”的融合

作为第四次工业革命标志技术之一的4D打印技术,是增材制造领域的尖端技术。与当下3D打印技术相比,4D打印增加了时间维度,使打印产品能基于时间,接受特定外部刺激因子作用,实现自动形变、自动修复、自动组装。4D打印具有人本性、智能性、交互性、生态性和生成性等教育应用特性,可以为教学者或学习者打印个性化的教具、学具和玩具;同时,利用其自适应和自组装能力,可以重构智能化的学习空间,方便学习者进行协同编程,以培养信息时代所需要的编程素养。4D打印技术的教育应用,可以进一步深化和推动当下STEAM教育的跨学科教学,培养学习者的跨学科学习能力。未来教育是人与人工智能的协作,以人工智能为核心的新技术将与教学融合,成为下一个核心驱动力。4D打印也是人工智能在教育领域应用的重要形式,其具有的智慧属性,将更好地服务和支持未来教育,服务于面向未来的创新人才培养。

重塑体验:扩展现实(XR)技术及其教育应用展望——兼论“教育与新技术融合”的走向

计算机图形与仿真技术的不断发展为人类带来了众多的沉浸式技术,人类的活动时空从自然平台发展到数字化平台,面临着感觉方式和实践方式的转型。这也深刻影响到社会生产方式的变革,涉及了人们生活方式、行为方式、感知方式和思维方式的转轨。虚拟现实(VR)、增强现实(AR)与混合现实(MR)等技术,通过不同程度的数字信息与现实环境的融合,为用户带来了全新的体验模式。与当下的VR、AR、MR相比,扩展现实(XR)更强调于虚拟世界与现实世界的弥合,以及缩小人们、信息和体验之间的距离壁垒。XR技术具有情境感知、感觉代入、自然交互和编辑现实等特征,其在教育领域的应用具有人本性、智能性、交互性、生态性和生成性等教育应用特性。具体表现为:(1)可为学习者提供智能教育产品设计;(2)更有利于游戏化学习的实施;(3)可创设智慧的学习环境;(4)可优化创客教育、设计教育、特殊教育等的实施。XR技术的教育应用体现出的教育与新技术融合的走向,主要表现在:体验为王、智能为基、边缘计算、跨空间的无缝融合、多模态交互和支持全纳教育等方面。XR技术成为了计算机图形与仿真技术、人工智能及物联网技术在教育领域综合应用的重要技术形式,其具有的智慧感知、自然交互属性,可更好地服务和支持未来教育,致力于面向未来的创新人才培养。

虚实共生:数字孪生(DT)技术及其教育应用前瞻——兼论泛在智慧学习空间的重构

智能经济的出现,是人类社会的一场颠覆性变革,当下的教育领域已逐渐成为虚拟与现实实时交互与融合的实践领域。数字孪生(Digital Twin)具有虚实共生、高虚拟仿真、高实时交互和深度洞见等技术特性,其应用走向也从工业领域延伸和拓展到教育等领域。数字孪生在教育领域的应用主要体现在:作为故障预测及健康管理工具改善教学设施管理效果,作为能耗管理工具实现绿色校园,作为“孪生车间”赋能职业教育,作为可视化工具助力STEM教育、创客与创新教育;作为历史数据收集、分析平台优化教学评估,作为远程教育平台推动教育公平;作为文化遗产再现手段促进文化、历史教育;以及作为沟通平台连接正式及非正式学习等。随着数字孪生课堂、数字孪生校园的出现和应用,将进一步推进智能技术对教育的变革,弥合虚拟与现实世界之间的界限,创设智能、人性、全纳的泛在智慧学习空间,完善对学习者的个性化学习支持和促进学习者的认知、技能、情感和身心的全面发展。

智情双驱:数字人的教育价值与应用研究

随着元宇宙概念的兴起和数字人技术的创新,数字人逐渐成为未来教育体系的核心组成部分。人工智能生成内容等技术的推动,让数字人呈现情感化发展趋势,拥有情感智能、泛在陪伴、多模交互和自主演化等关键特征。立足于人本主义教学理念、社会化调节学习过程、沉浸式学习体验和具身化学习环境等学习科学理论,数字人技术在体现智情双驱、扩展能力边界和弥合数字鸿沟等方面彰显教育价值。通过对十个教育场景中数字人角色的分析,构建了数字人教育应用实践框架,明确其关键应用领域,并探讨数字人的可用性评估、互动设计、叙事设计和循证导向策略。在元宇宙时代,数字人将推动教育主体关系重塑,为智慧教育生态和教育治理注入新能量,并为数字人技术在教育领域的应用和教育元宇宙的持续发展提供了前沿理论探索。

面向儿童的非物质文化遗产数字化传承研究

我国非物质文化遗产在世代更替、多元文化冲击下面临着存续危机。儿童是民族文化延续的基础,面向儿童的非物质文化遗产数字化传承能够使其在数字时代重新焕发生机。基于对儿童认知特征、信息使用行为等方面的分析,在非物质文化遗产数字化传承形式上可以采取包括非物质文化遗产信息数据库,交互式阅读资源,线上学习平台,移动端应用软件,互动式网络视频和传承空间的数字化辅助资源等形式;在面向儿童的非遗数字化传承路径上可以采取原生地传承,学校或传承基地传承,社区传承,博物馆传承,城市公共空间传承和利用网络虚拟空间传承等路径。

数智融合:数据驱动下教与学的演进与未来趋向--兼论图形化数据智能赋能教育的新形态

随着5G、大数据、XR和人工智能等技术的发展和应用,人类已经进入到数智融合(BD+AI)时代。图形化是当今大数据的重要形式之一,可以快速耦合异构数据,为各类教育主体提供决策支持。图形化数据驱动教育的核心特征,包括实时互动、埋点采集、深度分析和循证决策。在教育领域,图形化数据包括状态、过程、关系和支持四个维度的不同类型,具有直观性、全景性、交互性、智能性、可扩展性和叙事性等特性,在学生学习、教师教学、学习评价以及教学管理均可有效应用。数智融合使得图形化数据可以从脑机技术、全域交互、人机融合、虚实共生、教育均衡、教育智脑六个方面,赋能未来教育新形态。

协作学习中的群体感知:概念的发展与融合

面对复杂、多元的协作情景,群体感知有助于构建有效的协作对话机会,促进团队成员之间进行深层次的理解与反思,进而提升团队凝聚力、团队任务绩效和调节水平等。针对目前群体感知相关概念各行其道、莫衷一是的现状,梳理了群体感知概念的分化与融合的发展过程,借助元综合对各类群体感知概念界定进行主题提取,通过转化实现概念综合,并将相关概念组织成语义网络形式。进而系统阐述群体感知的内容范围(内涵描述),明确群体感知的具体形式(外延界定),最终把不同研究中群体感知的概念综合成为具有高解释力和可读性的概念框架。该研究为群体感知应用的评估以及群体感知工具开发,提供了证据支持和理论基础,相应的概念分析过程,也可以作为元综合教育应用的示范案例以供后续研究。

非遗文化资源的再设计与利用研究

随着信息社会的发展,农业文明时代的非物质文化遗产开始逐渐脱离主流审美,面临存续危机。探寻非遗再设计与利用的新形式,分析目前非遗传承与发展的局限与不足,结合当下时代需求,论述如何采用现代技术实现对非遗的创新设计,弥补传统方式在其发展与开发方面不足。本文提出通过建立非遗城市名片、开展非遗文化体验中心、创建非遗衍生产品等方式,在再设计与利用中将非遗产文化精髓与现代创意及生活美学相结合,促使非遗持续的发展与传承。

教育数字化转型的技术预见:基于AIGC的行动框架

教育数字化转型是一个渐进的过程,其推进路径受到技术、社会、经济和文化等多重因素的影响,需要引入新的视角推动研究与实践。技术预见作为探索技术与社会发展新趋势与新机遇的重要方法,已经应用于许多重要领域。基于技术预见的视角,教育数字化转型仍然需要在有限资源下进行决策,存在多种可能的推进路径。有效的技术预见需要广泛的多元参与,探索转型的多重并发路径,并且规避“幸存者偏差”。根据技术预见的发展趋势以及教育领域技术预见的特征,设计了基于人工智能生成内容(AIGC)支持的教育数字化转型技术预见行动框架,并开发了基于GPT-3.5-turbo的辅助工具雏形GPT-EDU4SIGHT。该框架借助大型语言模型以及自然流畅的生成文本,可以帮助决策者将转型的重要议题镶嵌于社会发展语境中进行综合审视,并且支持不同领域公众的深度参与;通过广泛的证据收集以及新工具和方法的应用,可以为相关的战略规划与实践推进提供证据基础和决策支持。

窥探机器之窍:机器心理学视角下的大模型教育应用

大模型所呈现的“类人”行为以及潜在风险引发了研究者广泛的兴趣,越来越多的心理学家开始深入探索其背后的原因,以更清楚地划定大模型的能力边界,而机器心理学则成为了理解大模型行为背后机制的重要工具。从探索大模型的智能特征和推动教育研究的发展两方面分析机器心理学对于大模型教育应用的重要性,从智力测试、人格特征、心理理论的适用性和心理学实验的复现等角度分析机器心理学的研究视角,在此基础上,以思维链为例,通过对比人类的思考方式与不同思维链的形成,从机器心理学视角分析思维链的产生与发展过程,探索大模型性能优化的途径。最后,基于此探讨了机器心理学实验的争议以及未来新的发展。现有研究表明,通过深入挖掘模型的认知机制,机器心理学既有助于更准确地判断大模型在教育领域的适用性及潜在风险,也有助于更好地理解和模拟人类心理过程,为大模型教育领域的应用提供新的可能性。

文化引领下大运河"最精彩一段"苏州段建设策略研究

建设大运河(苏州段)文化带"最精彩一段"是当下运河苏州段建设的重大课题.要建设好大运河(苏州段)文化带,不仅需要经济、政治、文化等方面的支撑,更需要民众的参与和支持.通过走访、调查与文献分析,探析在文化引领下大运河苏州段的建设策略.具体措施包括建立创意文化产业园、建立运河特色酒店、运用多样化媒体渠道宣传、设立运河主题日、设计文创产品、开展多样化运河体验活动、建立装置艺术景观等,也包括利用文化情境激发民众的参与热情,利用数字技术修复、治理运河以及统一航道标识等举措,需结合苏州地方特色与需求,加以整合与运用.

教育数字化转型的技术预见

教育数字化转型是一个渐进的过程,其推进路径受到技术、社会、经济和文化等多重因素的影响,需要引人新的视角推动研究与实践。近年来越来越多的技术预见已经从原来适合于通用场景的“一刀切”的方法,转变为根据其背景和内容制定更具针对性的方法来解决问题,并且变得愈加基于证据、富有创造性和包容性。对于技术预见的期望已经从狭隘的STI优先选择,转变为在各层级治理中进行改革并为政策和战略提供信息。

大语言模型支持的元综合研究:基于智能体的方法

大语言模型凭借强大的分析与推理能力正在变革教育研究范式,特别是其在智能体技术方面取得的显著进步,为系统性解决科研领域的复杂问题提供了有力支持。基于此,文章聚焦元综合这一典型的研究任务场景,探讨如何基于智能体的方法提供更加系统化的支持:首先,文章提出了多步骤规划、协同模式构建、提示赋能、工具集成的元综合智能体应用原则,设计了由6个智能体协同的应用模式,并基于该模式开发了元综合智能体工具。然后,文章通过案例研究将智能体工具应用于典型的元综合任务,发现与人类团队相比,智能体更能遵照元综合研究流程执行任务,生成结果更全面;人类团队在应用过程中对智能体的准确性和使用体验给予了积极评价。最后,文章基于研究发现提出了智能体在教育研究中的应用策略,以期为深入解决教育研究实践问题提供新的人机协同思路。

“互联网+”时代面向儿童的非物质文化遗产数字化传播路径研究

非物质文化遗产是中华民族宝贵的精神财富,但在互联网+时代背景下,非物质文化遗产相对传统的传播与保护方式却使其逐渐边缘化。儿童是民族文化延续的基础,面向儿童的非遗数字化传播必须考虑当下儿童的特征。面向儿童的非遗数字化传播路径具体可分为:移动互联网信息互动传播、基于大数据的定向传播、基于社交软件的群体传播、非遗传承人的自媒体传播、线上线下的混合式传播。将非遗文化传播出去是对其保护的开端,数字化传播需要传播主体对非遗文化精髓有准确的把握,但同时对于小众的非遗也不能忽视。