美国中小学STEM学习生态系统研究——以辛辛那提市STEM学习共同体为例

为进一步改善和提高STEM教育的质量和成效,确保所有学生获得学习STEM的机会,为今后能成功升入大学并在事业和生活上取得成功而做准备,美国政府鼓励各联邦机构、州教育机构、地方教育局和私营部门结成合作伙伴,构建有机融合的STEM学习生态系统,努力采用现代组织方法和手段协调配置各类资源,利用多方财政支持,形成卓有成效的、以目标导向和问题导向为主的STEM教育策略。辛辛那提市"STEM学习共同体"就是地区性STEM学习生态系统的一个成功典范,能够有效配合该地区STEM教育政策的实施和教育实践的创新,提高该地区中小学生的STEM学习效果。

基于STEM学习生态系统的高职学生职业能力培养体系构建与实践

STEM教育有助于学生提高综合素质,掌握未来社会必备的职业技能和创新能力,已经成为许多国家长期坚持的重要教育战略。STEM教育同高职教育结合培养技术技能型人才有其深层次契合点和必然性。在深入分析高职STEM学习生态系统内涵与特点的基础上,提出以职业能力与素养培养为目标,以STEM学习生态系统建设为中心,以实践项目为载体,以STEM跨学科教育为内容,以多阶段递进式专业选修课为形式,以多维度教学绩效评价体系为保障的高职STEM教育培养体系构建路径。

全面创新改革试验、软环境与区域创新生态系统韧性——基于空间双重差分及双重机器学习的准自然实验

采用2009—2021年中国内地30个省份面板数据(因数据不全,西藏地区未纳入统计),构建基于多样性、缓冲性、进化性、流动性、协调性五维特性的区域创新生态系统韧性评价体系及基于市场环境、政府治理环境、法制环境、金融环境、创新环境的区域软环境评价体系,运用空间双重差分模型、双重机器学习模型就全面创新改革和软环境对区域创新生态系统韧性的影响机制进行准自然实验,结果发现:全面创新改革和软环境均能显著强化区域创新生态系统韧性;全面创新改革对区域创新生态系统韧性具有负向空间效应,而软环境的空间效应能够强化区域创新生态系统韧性;全面创新改革能够强化软环境对区域创新生态系统韧性的促进作用,而软环境的空间效应对全面创新改革的空间效应具有调节作用;全面创新改革能够通过优化软环境对区域创新生态系统韧性的五维特性产生促进作用,但对多样性的影响有限。

数字化赋能工作场所学习生态系统重塑研究——基于国外工作场所学习数字化应用案例

随着职业教育产教融合数字化发展不断深入,企业工作场所学习数字化需求也在不断提升。通过从企业学习数字化平台、学习数字化诊断工具、企业培训师数字化管理平台等方面选取国外工作场所学习数字化应用典型案例进行解读分析,围绕工作场所学生自主建构学习,从工作场所数字化学习资源、教学组织、学习评价、企业培训师数字化管理等要素着手,重塑具有动态循环、互生互长、即时关联、多元个性、全程跟踪的工作场所数字化学习生态系统,为建设职业教育工作场所学习数字化应用提供新思路。

基于项目式学习的高中生物生态系统教学策略

随着教育理念的不断更新,项目式学习因其独特的教学价值和实践意义而备受关注。尤其是在高中生物教学中,如何将抽象的生态系统理论知识转化为具体、生动的学习体验,成为教育者不断探索的课题。本文旨在探讨基于项目式学习的高中生物生态系统教学实践,以期通过实践操作与理论知识的有机结合,培养学生的科学探究能力和实践能力,促进学生对生态系统深层次的理解。

基于水文气象因子的农田生态系统碳通量预测

以黄河流域下游禹城农田生态系统为研究对象,采用中国通量观测研究网络(ChinaFLUX)禹城站通量塔观测的碳水通量和水文气象数据,基于特征重要性方法确定影响农田生态系统CO_(2)交换量的主控环境因子。基于所有环境因子和主控环境因子分别构建碳通量预测的机器学习模型,采用均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R~2)评估测试集的模型预测性能。结果表明,影响禹城农田生态系统碳通量的主控环境因子为净辐射、土壤温度、饱和水汽压亏缺、土壤含水量。与单一模型相比,集成模型具有更好的预测性能。单一模型中,MLPRegressor模型预测性能较好,R~2为0.830,MSE为3.113,MAE为1.283。集成模型中,XGBRegressor模型预测性能较好,R~2为0.845,MSE为2.838,MAE为1.149。采用主控环境因子与采用全部环境因子构建的机器学习模型具有相似预测性能。

美国STEM学习生态系统的构建

美国致力于提升STEM教育已近30年,但由于局限于单一的学校教育,多年来成效不甚显著。构建融正规教育、非正规教育与课外教育于一体,跨部门合作的STEM学习生态系统便被提上议事日程。STEM学习生态系统对于发挥不同环境的优点,为学生提供个性化、多样化的STEM学习具有无可比拟的优势;同时,它还与当前美国教育改革的前沿理念相契合。美国各地STEM学习生态系统的构建各有特色,而橘郡STEM计划和底特律地区科学与工程预科项目则是其出色的典范,这给我国基础教育改革提供了可资借鉴的启示。

新发展格局提质之谜:从全面创新改革到区域创新生态系统演化

本文基于国内循环质量和国际循环质量两个维度评价了新发展格局质量,并从繁衍、变异、适应、流动、锁定破解5个维度评价了区域创新生态系统演化指数,形成2010~2022年30个省(区、市)的面板数据,采用空间双重差分和双重机器学习模型对“全面创新改革试验-区域创新生态系统演化-新发展格局质量”研究系统进行准自然实验,得到结论如下:(1)全面创新改革试验和区域创新生态系统向更高阶段演化均能够显著促进新发展格局质量;(2)在其他地区进行全面创新改革试验能够对本地区新发展格局质量具有促进效应,但区域创新生态系统向更高阶段演化对新发展格局质量的空间传导效应显著为负;(3)全面创新改革试验能够通过正向促进区域创新生态系统演化对区域国内循环质量和国际循环质量产生正向影响。

数字时代大学生线上学习适应性及其影响因素研究——基于生态系统理论视角

本文通过对全国范围内1764名大学生进行问卷调查,并基于生态系统理论视角,分析大学生线上学习适应性及其影响因素。研究结果表明:大学生线上学习适应性总体水平一般,其中学习态度较好,学习动机、学习能力一般,对教学模式的适应性一般,对学习环境的适应性较差。影响大学生线上学习适应性的因素有:个体层面如性别、民族、是否独生子女、月均生活费、专业类型和性格类型;家庭层面如家庭月均收入、上网课时的家庭环境、家庭教养方式;学校层面如学校层次、课程类型、学校资源库的便捷性;社区层面如小区类别、上网课时的社区环境。据此,建议引导大学生调整心态,主动适应学习方式和学习环境的变化。更多关注少数民族、独生子女、家庭经济困难以及内向型大学生;父母既要为子女提供线上学习的硬件支持,也要调整对子女的家庭教养方式;应关注不同类型高校、专业课程大学生的需求并做出适当调整;所在社区既要改进硬件设施,也要创建良好的人文环境氛围。

基于深度学习优化大学英语教学生态系统研究

在深度学习视域下,大学英语教学生态系统的构建打破了传统教学范式的桎梏,以应用生态学范畴理念来创新大学英语教学模式,探求新的大学英语教学思路。构建大学英语教学生态系统,将教师、学生和学习环境作为生态系统模型的组成模块,关注每个生态因子的发展状态,致力于打造一种生态平衡的教学模式,推进学生稳步成长和发展。深化教学内容,探究层次化、立体化、个性化教学,打造生态涵养课程,发挥群体效应的积极影响。

三重螺旋驱动下的技能生态系统模型构建及实践研究

建设技能型社会的逻辑起点是改良技能生态系统,技能生态系统的优化需要动力驱动。整合技能生态系统理论和三重螺旋驱动理论形成的三重螺旋驱动下的技能生态系统模型,为解析技能生态系统关键变量提供了系统分析框架。“政校企”在优化技能生态系统中扮演主体、主导和主力角色,发挥催化剂、营养物和支持性环境等作用。实践案例验证了三重螺旋驱动下区域技能生态建设的实现之道。

滇西北森林郁闭度估测模型——基于全球生态系统动力学调查多波束激光雷达数据

探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数,使用经验贝叶斯克里金法(EBK)获取光斑参数在研究区未知空间的连续分布,结合54块实测样地数据,采用支持向量机的递归特征消除法(SVM⁃RFE)、随机森林(RF)和Pearson分析分别优选特征变量,基于贝叶斯优化(BO)随机森林回归模型(BO⁃RFR)、贝叶斯优化梯度回归模型(BO⁃GBRT)和偏最小二乘法(PLSR)研建森林郁闭度最佳估测模型。结果表明:(1)EBK法预测精度高,估测结果可靠,R2:0.20—0.92,RMSE:0.004—2812.912,MAE:0.003—1996.258,MRE:0.007—4.423;(2)基于不同特征优选方法筛选的特征变量和数量略有差异,SVM⁃RFE法优选出6个参数(cover、pai、sensitivity、rv_a1、rv_a4、rg_a4)的平均交叉验证精度达0.84,RF法以贡献度5%为阈值筛选出5个参数(cover、pai、pgap_theta_error、modis_treecover、modis_nonvegetated),Pearson法以相关性大于0.3且在0.01水平显著优选出5个参数(cover、pai、rv_a5、rg_a5、pgap_theta_error);(3)不同特征变量优选方法筛选的建模参数研建估测模型精度差异性较大,以SVM⁃RFE和RF方法优选参数构建估测模型的精度更佳,SVM⁃RFE方法优选参数研建估测模型精度变化相对稳定,以RF方法中的BO⁃GBRT模型为最佳FCC估测模型(R2=0.85、RMSE=0.069,P=86.5%);(4)采用BO⁃GBRT模型估测研究区森林郁闭度和空间制图,与GEDI pai参数预测的FCC具有较高空间相关性达0.53,FCC均值分别为0.58、0.61,主要分布在0.4—0.7,分别占比65.45%、51.79%。研究区森林郁闭度主要处于中度郁闭,北部区域主要为高度郁闭区,与研究区植被覆盖度的空间分布具有一致性,说明使用GEDI数据估测森林郁闭度的方法具有可行性、结果具有可靠性。研究为使用GEDI数据高效、及时、低成本估测大空间尺度的森林水平结构参数的相关研究奠定了基础。

教育信息化背景下高校外语教师深度学习路径研究——基于生态系统理论视角

教育信息化迅速发展,外语教育教学面临深刻变革。在此背景下,外语教师不仅应该成为“教”的专家,还应该成为“学”的专家,而且只有通过“深度”的“学”才能实现“有效”的“教”,才能满足教育信息化对外语教师发展提出的新要求。文本首先分析了教育信息化背景下高校外语教师深度学习的内涵、特征及意义,回顾了深度学习路径的相关研究。在此基础上,以生态系统理论为视角,从教育信息化背景下高校外语教师深度学习的环境、内容、过程、结果四个维度建构教师深度学习的分析框架。基于该系统框架,从如何优化深度学习环境、丰富深度学习内容、深化深度学习过程、追踪深度学习效果、促进高校外语教师深度学习各生态子系统的互联互通等五个方面,探讨了新形势下高校外语教师的深度学习路径。

智能教育范式下人工智能技术推动教育生态系统变革研究

本文聚焦于智能教育范式下,人工智能技术如何促进教育生态系统的变革。文章通过构建智能教育的理论框架,明确了人工智能技术在教育中的应用基础和发展趋势。通过具体案例分析,展示了AI技术在智能课堂、个性化学习路径设计及评估反馈机制中的应用,以及这些应用如何有效提升教育质量和实现教育公平。进一步,文章探讨了智能教育实施过程中遇到的技术、伦理和政策挑战,并提出了相应的解决对策。本文旨在为教育技术的研究和实践提供理论和实证支持,推动教育领域的创新与发展。

“具身创造式学习”模式在高中生物学教学中的应用——以“生态系统及其稳定性”单元教学实践为例

以"生态系统及其稳定性"单元教学实践为例,介绍"具身创造式学习"模式的课堂实施范式.

基于生态系统理论的高校大学生创新创业教育体系构建研究

在生态系统理论指导下,构建创新创业教育体系,培养高质量的创新创业人才,是高校服务中国特色社会主义建设、顺应创新驱动发展战略的必要环节。从“微系统”“中系统”“外系统”和“宏系统”四个层次出发,剖析生态系统理论下创新创业教育体系的构成要素,并基于此提出提升创新创业教育者队伍质量、组建多专业创新创业学习型团队、构建“三位一体”创新创业课程体系、建设“模拟+学习+孵化”融合实践平台、营造“校园+家庭”众创氛围、创建“政府+高校+企业”保障体系等构建大学生创新创业教育体系的策略。

案例行动学习生态系统的构建基础、整体框架与发展策略

案例行动学习法作为商科情境教学的新方法,能够培养学员满足企业发展实践需求的能力。在众多教学方法中,案例行动教学针对学员理论与实践能力进阶的培养更具优势,且其与参与主体间的联结机制较为特殊,具有稳定的生态关系,明晰其中运行机制有助于案例行动学习理论与实践的发展。基于我国高校案例教学发展的实际情况与企业人才培养需求,通过明确案例行动学习生态系统构建的现实基础及学理支撑,搭建起案例行动学习生态系统的整体框架,并针对案例行动生态系统中存在的问题,对我国未来案例教学活动的发展提出了新构想与建议。

基于新一代信息技术的温带森林生态系统碳通量精准计量

【目的】森林碳通量估算存在巨大不确定性,其科研应用缺乏信息化技术支撑。本研究旨在改变传统低效的森林信息采集和处理方式,深化森林碳通量研究与信息化技术的融合,探索科研范式变革与实现途径。【方法】融合物联网、近地面遥感、人工智能和大数据等新一代信息化技术,组建多功能数据中心,开展复杂地形下森林碳通量精准计量示范研究。【结果】引入分形维数等指数,提出量化地形复杂度的新参数;建立双季激光雷达点云单木分割方法,提取小流域33万株单木全量结构信息;数字模拟风格局,识别三种风模式;解析CO_(2)浓度信号频域特征,在机器学习框架下计量森林碳通量,不确定性降至15.9%。【局限】仍基于经典涡度协方差法模型,区域尺度森林碳通量计量尚未开展,需边界层气象学、森林生态学、遥感科学等学科及信息化前沿技术的深度融合。【结论】发展了森林碳通量计量与信息化手段融合的技术方法,探索了传统森林生态与林学科研范式变革的实现途径,成功在辽东典型温带森林进行示范。

混合学习背景下大学英语教学生态系统优化策略

信息化技术的快速发展改变着生活的方方面面,教育教学中的混合学习理念在此背景下应运而生。基于大学英语学科的特殊性,将混合学习理念融入教学对培养学生的跨文化意识、丰富其知识储备是至关重要的。针对当前大学英语教学生态系统中存在的问题,从教学生态学视角提出优化策略,以改善教师教学,从而提高学生的学习效率。

智慧学习生态系统研究之兴起

技术增强学习系统的第三代发展的产物是数字学习生态系统,它是一种面向线上学习的协同进化的技术—社会系统,对各学习要素发挥系统机能、消除数据鸿沟具有一定的借鉴意义。然而,它不能较好地满足智慧教育的要求。对此,该文在透析数字学习生态系统萌发、内涵、信息模式和无缝集成的基础上,建构了一种智慧学习生态系统,并对智慧学习生态系统的内涵、作用机制、体系架构(包括架构模型、本地架构的能量流动、云架构的数据松耦合)做了详实的解析,以期助力于智慧教育的发展,并为解决数据鸿沟问题提供参考。最后,该文也指出了智慧学习生态系统构建和应用面临的一些挑战。