感知情境与人在回路的智能教育——《人工智能与教学的未来:见解与提议》要点与反思

以ChatGPT为代表的生成式人工智能席卷全球,引发热议。在此背景下,美国教育部教育科技办公室2023年5月发布《人工智能与教学的未来:见解与提议》报告,认为人工智能在改善自适应学习、教学流程、教师专业发展、形成性评估等方面有巨大潜能,倡导教学回路以人为中心,把研发重点放在解决情境感知、安全、可解释度、可信度等问题,提议教育人工智能的设计应遵循现代学习理论,呼吁教育领导者制定针对性指导方针和保障措施。本文基于该报告,提出我国教育研究与实践的启示:提高人工智能对教育情境的感知能力和对多样化学习的适应性,构建“人在回路”的教育人工智能生态,探索高阶能力培养体系。

基于情境感知和序列模式挖掘的气象学习资源推荐算法

随着互联网的快速发展,气象部门职工作为学习者可以获得的学习资源得到极大丰富。信息超载导致检索合适的在线学习资源时遇到了困难;学习者在不同学习环境和序列访问模式上也有不同的学习需求。但是,现有的推荐系统,如基于内容的推荐和协同过滤,没有结合学习者的情境和序列访问模式,推荐结果准确度不高。本文提出了一种结合情境感知、序列模式挖掘和协同过滤算法的混合推荐算法来为学习者推荐学习资源。混合推荐算法中,情境感知被用来整合学习者的情境信息,如知识水平和学习目标;序列模式挖掘被用来对网络日志进行挖掘,发现学习者的序列访问模式;协同过滤被用来根据学习者的情境数据和序列访问模式为目标学习者计算预测并生成建议。实验和应用效果表明,该混合推荐算法推荐的质量和准确性方面优于其他推荐算法。

基于情境感知的家居智能照明产品系统设计策略研究

针对复杂的居住环境,产品使用场景不断细分,市面上的智能照明产品同质化严重、难以满足用户需求的问题,通过探索情境感知在智能照明产品系统设计中的应用,提出合理有效的设计方法。首先,对理论进行梳理,精炼出适合家居照明的4类情境因素:用户、环境、设备、任务。其次,通过用户研究归纳出关键情境,结合产品系统的要素、结构、功能3个方面,构建基于情境感知的智能照明产品系统。笔者总结出4类情境因素下的智能照明产品系统设计策略。将情境感知运用到智能照明产品系统的设计中,有利于从多维度深入探索用户需求,实现基本照明功能的同时,提供更精准、个性化的服务。

情境感知理论下的智慧居家养老服务平台设计研究

为了能够更好地解决智慧居家养老服务内容单一、用户体验不佳等问题,本文以情境感知理论为基础,提出智慧居家养老服务平台的设计研究。文章首先介绍情境感知理论,对智慧居家养老服务现状进行调研,然后将服务平台划分为用户、任务、资源、环境四种情境类型并进行分析,构建基于情境理论下的智慧居家养老服务平台,最后总结出智慧居家养老服务平台的设计策略,以期为智慧居家养老服务设计提供方法和策略参考,提升老人智慧居家养老体验。

基于情境感知的适老化智能穿戴式旅行产品设计研究

探究情境感知理论在智能穿戴式旅行产品适老化设计中的应用,梳理老年人在旅行情境中的关键因素,引导可穿戴旅行产品向安全、包容以及人性化方向发展,为智能旅行可穿戴产品的适老化设计提供参考依据。首先对情境感知理论发展及智能旅行穿戴式产品设计现状进行分析,其次在情境感知理论基础上,将老年人旅行的情境因素划分为环境、任务、用户三类,通过构建老年情境感知模型与用户旅行体验流程图发掘老年用户的真实需求,最后基于以上三种情境因素进行智能旅行穿戴式产品适老化设计实践,完善穿戴式旅行智能产品服务体系,提高旅行产品的情境感知能力,简化老年用户操作路径,在保障旅行安全性的同时也向老年用户提供了智能化、个性化的旅行服务体验。

基于交叉注意力多源数据增强的情境感知查询建议方法

当前基于神经网络模型的查询建议研究往往单独采用查询日志会话中的查询序列作为训练数据,但由于查询本身缺乏句法关系,甚至缺失语义,导致神经网络模型不能充分挖掘和推理查询序列中各种词或概念之间语义关系。针对这一问题,提出一种基于交叉注意力多源数据增强(MDACA)的Transformer模型框架,用于生成情境感知的查询建议。采用基于Transformer的编码器-解码器模型,利用交叉注意力机制,融合了查询层、文档语义层以及全局查询建议信息。实验结果表明,与目前方法相比,该方法能生成具有更高相关性的情境感知查询建议。

知识情境感知的深度知识追踪模型

知识追踪通过学习者历史作答数据动态追踪学习者的认知状态并预测他们未来的答题表现,然而,现有的知识追踪模型通常只利用试题中考查的知识点来表征,没有考虑试题本身蕴含的重要知识情境特征,这限制了模型的效果.此外,和融合教育先验的认知诊断方法相比,知识追踪模型的可解释性略有不足.为了解决上述问题,提出一种知识情境感知的深度知识追踪模型,通过知识情境表征模块来获取试题深层次的知识权重、试题难度等知识情境特征.在知识聚合模块中,模型将知识权重嵌入学习者面向试题的作答能力的计算,最后,在学习预测模型中引入猜测和失误因素,通过认知诊断模型来优化实际场景中的预测表现,进一步提高模型的预测性能.和现有方法相比,提出的模型在试题层级上取得了更好的预测结果,同时体现了模型可解释性方面的优势.

基于情境感知的智能井盖多维交互系统设计

为改善窨井事故频发、监管困难的现状,研究主要的窨井故障情境与维管人员工作场景中的各种情境影响因素与问题,降低窨井相关事故的发生频率,提升维管人员发现并解决窨井问题的工作效率。通过用户调研的方式对窨井在实际应用和维管工作中出现的问题及用户需求进行总结分析,结合情境感知技术,有针对性地提出设计策略,并进行设计实践。构建智能井盖多维交互系统。研究成果将改善当前城市窨井维管困难、事故频发等问题,提高窨井维管人员的工作效率,为智能井盖及其管理系统的设计研究提供参考。

混合学习情境感知对学习投入水平的影响机制研究

为探索混合学习情境对学习投入水平的影响机制,提出融合混合学习情境感知、技术接受程度、任务技术适配及学习投入水平的关系模型。采用定量研究方法,结合已有量表和中介调节效应分析来验证模型的有效性。结果表明:学习情境感知对技术接受程度及学习投入水平均产生显著的正向影响;技术接受程度在混合学习情境感知与学习投入水平间起部分中介作用;任务技术适配在学习情境感知与技术接受程度之间起到调节作用。这些发现可促使教育工作者进一步关注混合课程的过程设计及学习投入水平,也为设计有效的混合学习策略及开展相应的混合教学实践提供了借鉴。

元宇宙视域下情境感知应用于智慧图书馆服务的探究

[目的/意义]情境感知为构建智慧图书馆提供了多种实现路径,元宇宙为智慧图书馆创造了无限可能。因此,元宇宙视域下,以情境感知为实现路径对智慧图书馆服务的探究具有重要意义。[方法/过程]通过对情境感知的探究判断用户的阅读行为和阅读需求,以元宇宙虚实结合构建智慧图书馆数字空间,为用户提供优质的阅读服务。[结果/结论]文章提出了元宇宙视域下情境感知在智慧图书馆中的应用策略,以期为智慧图书馆建设提供参考和借鉴。

基于情境感知的旅游App交互设计探究

目的:在数字化旅游日益普及的今天,如何精准捕捉并响应用户在旅游过程中的多元化需求,成为提升服务品质与增强用户黏性的关键。文章旨在深入探究情境感知理论在旅游App交互设计领域的应用策略,以期通过系统的方法优化用户的旅游体验。方法:首先采用文献综述法,系统梳理情境感知理论在旅游交互应用中的多维度表现;其次采用案例分析与实地调研相结合的方式,深入剖析用户在旅游过程中面临的各类情境因素,具体包括用户情境、环境情境、活动情境以及设备情境。结果:文章依据情境感知的四大维度,提出一系列创新性的交互设计策略,旨在通过智能化、个性化的服务方式,实现旅游App与用户之间的高效沟通与精准匹配,从而在优化用户体验的同时,促进旅游产业数字化转型与可持续发展。结论:基于情境感知的四大维度框架,能够有效揭示用户在旅游过程中的复杂需求,为旅游App的交互设计提供强有力的理论支撑与实践指导。通过精准识别与响应用户在不同情境下的特定需求,旅游App不仅能够提供更加全面、深入且个性化的游览体验,还能够有效提升用户的满意度与忠诚度,推动旅游业高质量发展。

基于情境感知的智能汽车多模态交互设计研究

以情境感知为理论出发点,以智能汽车为对象,通过对智能汽车情境感知与多模态交互形式进行研究,得出智能汽车情境感知应用趋势与多模态交互设计应用思路。目前,智能汽车的情境感知的3个维度:外部环境、用户表现、使用模式感知应用情况;智能汽车的多模态交互设计思路:多模态信息输出拓展情境展示、多通道融合交互优化情境操作、多模态主动交互触达用户心理,为未来智能汽车的情景感知与交互体验升级作出贡献。

“地理眼”看家乡:基于情境感知的沙井蚝乡研学活动设计

在地理教学中,教师基于情境感知视角设计学科活动和研学课程,有助于学生获取和感知情境信息,在真实的实践过程中提升地理思维和核心素养。文章以深圳沙井蚝乡研学活动为载体,探究千年蚝乡的发展基础、异地养殖的现状、新时代蚝乡的新生,以推动地理实践教学与乡土地理的深度融合,增强学生乡土情怀和家乡认同感。

成人学习者在线教学情境感知对深层学习的影响研究

加强成人学习者的学习能力和提升在线教学的成效,是终身教育发展的重要课题。教学情境感知与学习者的深层学习存在相关性,文章通过对成人学习者的质性访谈发现:影响成人学习者深层学习的教学情境感知因素除了有效教学、互动反馈、认知投入以外,还包括自主学习、情绪体验、教学资源和支持服务等因素。为有效促进成人学习者的深层学习,应完善“以学习者为中心”的在线课程设计;把握成人学习者的心理特征,关注成人学习者的情绪体验;以问题为导向,加强基于问题解决的教学资源建设;打造高效且具有针对性的支持服务,保障在线教学质量。

面向智慧图书馆的情境感知融合研究

介绍了情境感知理论及其在智慧图书馆服务语境的应用;分析了当前图书馆服务、用户信息获取体验等方面存在的问题;通过对情境感知应用进行深入分析,设计了智慧图书馆的情境感知信息描述框架,借此实现情境感知信息的一体化语义层描述,探索可行的情境感知信息处理方法,并就如何开展高质量的基于情境感知融合的智慧图书馆服务,从拓展服务范围、增强人文关怀等方面提出了对策与建议。

基于情境感知的智慧导航服务系统设计研究

文章以“情境感知”为切入点,解决智慧导航服务系统与用户的出行规划期望偏差的问题,提出基于情境感知的智慧导航服务系统设计研究。首先有针对性地分析出行场景下情境感知的多维因素,并对用户使用智慧导航服务系统的行为习惯进行调研分析,其次构建以情境感知为基础的智慧导航服务系统模型,最后从用户、环境、社交及设备四个方面提出相应的设计策略。通过文章的研究,以期拓宽智慧导航服务系统研究领域,建立一个统一的产品情境系统,更好地理解用户的需求,实现从工具型应用到智慧服务型应用的转变,即更精准的路线导航、更高效的交通预测、更智能的出行规划以及更丰富的同行体验。

基于情境引擎的车载导航交互设计研究

针对车载导航模式单一、无法根据情境差异动态改变交互策略导致用户体验不足的问题,本文提出了一种支持根据不同情境自适应车载导航交互策略的情境引擎模型。结合以用户为中心的设计流程(UCD)与情境感知理论,定义了汽车人机交互情境,并通过对典型驾驶用户进行跟车调研,提取关键情境要素,阐述了导航情境下情境引擎模型的自适应交互策略及原理,将用户对不同信息的需求程度映射至交互表现层的详细程度。进行了贴合驾驶员不同需求层级的导航HMI信息框架梳理与组件设计,对两个典型导航使用情境进行了交互界面设计与分析。结果表明,情境引擎能对各驾驶情境下的驾驶员需求进行自适应交互,可为智能座舱驾驶交互体验的优化与研发提供借鉴。

基于推理-情境感知激活模型的设计知识推荐

针对个性化产品设计任务下的知识资源检索和利用效率低、知识推荐结果有效性和准确性侧重失衡的问题,提出个性化设计知识推荐服务架构.该架构以产品设计文献数据、手册数据为核心,结合产品设计场景特征,确定设计知识类别.采用新的深度学习模型ALBERT-BiLSTM-IDCNN-CRF,对数据中蕴含的设计对象、设计任务、设计性能、设计方法、设计工具、设计原理、设计参数、计算公式、设计图这9类知识元进行有效抽取.结合由企业内部员工和文献作者组成的设计人员知识元,建立五维设计知识关联模型,以该模型为基础,运用本体和推理规则建立完善的产品设计知识库.提出基于推理-情境感知激活模型的设计知识推荐服务模式.以液压机设计为例进行验证.结果表明,所提的深度学习模型在设计知识抽取中获得了优于其他基准模型的效果.所提的知识推荐服务模式在维持较高的知识推荐结果准确性的同时,提升了输出推荐结果的有效性,可以快速、准确地为特定对象属性、任务属性和性能要求属性下的个性化设计任务求解推荐所需的知识资源.

基于情境感知的智慧农机管控系统交互设计研究

目的探索情境感知在智慧农机管控系统交互设计中的应用,以期改善传统农机管控系统中信息感知效率低、缺乏智能服务等问题,为用户提供更好的使用体验,并为智慧农业类系统的设计开发提供参考。方法梳理情境感知理论,总结归纳农机管控系统中的用户情境、作业情境、设备情境、环境情境这四类情境信息,分析其与农机管控系统各层次任务的对应关系,据此提出智慧农机管控系统交互设计策略,并结合用户体验五层次进行设计实施。结论情境感知理论的运用不仅加强了系统对情境信息的感知能力,还便于深度挖掘用户需求,针对不同的情境服务采取合适的交互形式,既优化了农机作业的管控,又为用户提供精准、高效的服务,提高了系统智能程度和体验性。

情境感知下的智能家电界面动效设计策略研究

面向智能家电产品界面信息的视觉性表达,研究界面动效对用户体验的影响。通过相关理论研究,定义情境感知的内容与智能环境下的情境因素,分析情境感知介入动效设计的价值,具体构建人机情境感知的流程。围绕情境感知不同阶段的感知特点与情境任务,提出针对性的动效设计原则、策略及具体的设计方法。智能家电产品的界面应从可知性、易用性和预测性3个层次考虑动效的设计与编排。