脑机交互促进学习有效发生的路径及实验研究——基于在线学习系统中的注意力干预分析

脑机交互是一种实现大脑与计算机之间通信的信息交换技术。目前,其在教育中的应用主要有:将脑机接口植入虚拟现实学习环境、人工智能支持下的自适应学习、教育大数据的搜集与处理和智能学习系统等方式。在这些方式里,计算机对学习者在学习过程中的脑电信号进行监测与识别,从而调控学习行为,可促进有效学习。基于这一思路,形成了在在线英语学习系统中植入脑机接口的研究设计,旨在针对大学英语听力课程,感知和调控学习者的注意力,进而实现自适应学习。通过对X大学100名大一学生进行持续1个月的实验研究,结果发现:脑机交互技术在提高学业成绩和注意力、改善学习态度和自我效能感%创设适合不同学习风格的学习路径方面,都取得了较好的效果。这为脑机交互进入教育实验提供了方法上的尝试,也为技术促进学习的有效发生,探索了新的路径。

深度学习:从“点”走向“变换”

大数据、人工智能、脑科学等信息技术渗透到人类社会的每一个缝隙,创造了全新的场景、要素和知识。在教育领域,新技术的引入为教育带来了前所未有的变革,走向未来的教育需要从现有的浅层学习走向深度学习。深度学习所揭示的是教育不再依赖于教育经验,而是联通脑科学、心理学、教育学与信息技术的学习.

深度学习的发生过程、设计模型与机理阐释

本研究基于图式、格式塔、认知负荷、ACT-R和APOS等认知与学习心理理论,全面审视了历时三年的深度学习实证研究过程、研究结论和研究案例,从认知过程、学习内容、教学行为和资源表征态四者的对应关系角度解析了S-AICG深度学习发生过程,设计了深度学习课堂的设计模型;以数学学科为例构建了深度学习的发生机理模型,并从表征、交互、调适、建构和生成五个方面进行了深入阐释。本研究基于循证的研究,从教育实践中解析现象、总结规律,丰富并发展了深度学习的课堂实践和理论体系。