生成式人工智能何以赋能科学教育高质量发展

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作者 郑永和 王一岩 《科学与社会》 2025年第1期11-14,共4页

焦点:生成式人工智能强大的人机对话、逻辑推理、资源生成能力,为科学教育的高质量发展带来了新的“驱动力”,有助于推动科学教育实践样态变革、助力科技创新人才自主培养、促进科学教育优质均衡发展。我们要高度重视生成式人工智能对... 焦点:生成式人工智能强大的人机对话、逻辑推理、资源生成能力,为科学教育的高质量发展带来了新的“驱动力”,有助于推动科学教育实践样态变革、助力科技创新人才自主培养、促进科学教育优质均衡发展。我们要高度重视生成式人工智能对于科学教育改革的战略意义,加强生成式人工智能赋能科学教育的理论和技术研究,推动生成式人工智能与科学教育实践的深度整合,正视生成式人工智能赋能科学教育的潜在风险,以助力科学教育的创新变革。 展开更多

关键词 科学教育 高质量发展 生成式人工智能

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在科学教育加法中统筹规划高质量中小学工程教育 被引量：6

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作者 苏洵 余舒雯 郑永和 《现代教育技术》 CSSCI 2024年第1期35-43,共9页

在科学教育加法中统筹规划高质量中小学工程教育以培养学生的批判性思维、创新与解决问题能力、跨学科知识应用能力、合作沟通能力和伦理意识,是人工智能时代对人才培养提出的新要求。基于此,文章首先分析了统筹规划高质量中小学工程教... 在科学教育加法中统筹规划高质量中小学工程教育以培养学生的批判性思维、创新与解决问题能力、跨学科知识应用能力、合作沟通能力和伦理意识,是人工智能时代对人才培养提出的新要求。基于此,文章首先分析了统筹规划高质量中小学工程教育的价值意蕴,以此为基础定位并阐述在科学教育加法中统筹规划高质量中小学工程教育的基本内涵。之后,文章从实践、研究、师资、评价四个层面分析了我国统筹规划高质量中小学工程教育面临的现实问题。最后,文章针对这些现实问题,提出在科学教育加法中统筹规划高质量中小学工程教育的推进路径,即开发国家中小学工程教育核心内容框架、建立影响广泛的中小学工程教育研究共同体、提升中小学科技类教师的工程教学水平、构建面向全体中小学生的工程教育评价体系,以期推动我国高质量中小学工程教育的开展,并为实现创新人才的自主培养和深入落实教育、科技、人才一体化发展战略提供启示。 展开更多

关键词 科学教育加法 中小学 工程教育 大科学教育 工程素养

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科学教育如何促进学生“学会思考” 被引量：13

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作者 魏锐 《科学与社会》 CSSCI 2020年第3期22-31,共10页

培养学生“学会思考”的意识和能力,对于提升高校科学教育的质量至关重要。本文描述了我国高校科学教育中学生“学会思考”缺失的表现,从营造育人环境、搭建培养体系、建设教育内容、转变教学方式四个方面分析了制约学生“学会思考”的... 培养学生“学会思考”的意识和能力,对于提升高校科学教育的质量至关重要。本文描述了我国高校科学教育中学生“学会思考”缺失的表现,从营造育人环境、搭建培养体系、建设教育内容、转变教学方式四个方面分析了制约学生“学会思考”的因素,探讨解决这些问题的思路,提出了可操作的建议。 展开更多

关键词 科学教育 学会思考 解决问题的思路和方法 科学精神

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区校社协同发力,切实做好科学教育的加法

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作者 董艳 《今日教育》 2023年第9期20-25,共6页

一、今天我们为何强调科学素养?1958年,赫德正式提出“科学素养”(Science Literacy)一词并将其作为科学教育的目标,[1]自此,越来越多的国家和教育机构将科学素养纳入教育目标和评估体系中,注重培养学生的科学素养。[2]科学素养作为科... 一、今天我们为何强调科学素养?1958年,赫德正式提出“科学素养”(Science Literacy)一词并将其作为科学教育的目标,[1]自此,越来越多的国家和教育机构将科学素养纳入教育目标和评估体系中,注重培养学生的科学素养。[2]科学素养作为科学教育的目标,对科学教育具有指导和引领的作用,但目前学界对科学素养的内涵和结构并未达成一致,具有情境性、宽泛性等特质,[3]如欧盟议会于2019年发布的《作为教育挑战的科学和科学素养》报告中将科学素养定义为五个维度,即基础素养、科学知识与能力、情境化的科学理解、批判性思维、主体与参与;[4]而2025年国际学生评估计划(PISA)提出所有15岁儿童应该取得成就的三个关键维度分别是科学知识、科学能力以及科学身份。 展开更多

关键词 科学素养 情境化 PISA 教育挑战 评估计划 批判性思维 情境性 评估体系

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人工智能赋能教育评价:价值、挑战与路径 被引量：28

5

作者 郑永和 王一岩 杨淑豪 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2024年第4期4-10,共7页

人工智能为教育的创新发展带来了新的驱动力,也催生教育评价的转型升级。人工智能在教育中的深入应用,将推动教育评价由“经验性评价”向“数字化评价”转变、由“单一性评价”向“综合性评价”转变、由“结果性评价”向“过程性评价”... 人工智能为教育的创新发展带来了新的驱动力,也催生教育评价的转型升级。人工智能在教育中的深入应用,将推动教育评价由“经验性评价”向“数字化评价”转变、由“单一性评价”向“综合性评价”转变、由“结果性评价”向“过程性评价”转变、由“诊断性评价”向“反馈性评价”转变。同时,它也会带来一系列问题,如技术至上遮蔽教育评价本质、标准缺失误导教育评价方向、算法偏见影响教育评价效度、反馈缺失削弱教育评价价值、人机互信危机阻碍教育评价实施、技术僭越加剧教育评价风险。智能教育评价设计者需要厘清本质内涵、完善指标体系、优化算法设计、健全反馈机制、强化人机互信、完善伦理规约,以提高教育评价的系统性、科学性和客观性,为教育创新发展提供有效依托。 展开更多

关键词 人工智能 教育评价 核心价值 现实挑战 实践路径

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教育情感计算的价值、困境与出路 被引量：2

6

作者 王一岩 郑永和 《现代教育技术》 CSSCI 2024年第9期71-79,共9页

教育情感计算涉及教育场景中情感的感知与理解、建模与预测、干预与调节、生成与表达等方面,对于学生状态表征、教学过程评价、学习机理阐释、学习干预实施具有重要意义。然而,教育情感计算面临情感指标体系不完善、无感知情感数据采集... 教育情感计算涉及教育场景中情感的感知与理解、建模与预测、干预与调节、生成与表达等方面,对于学生状态表征、教学过程评价、学习机理阐释、学习干预实施具有重要意义。然而,教育情感计算面临情感指标体系不完善、无感知情感数据采集分析难实现、情感发生机理难解释、情感建模预测机制未建立、情感干预机制难落地等困境,严重削弱了情感计算对于教育创新变革的实践价值。为破解上述困境,文章提出教育情感计算的发展方向:构建面向教育领域的情感计算指标体系,开发无感知教育情感智能计算系统,探究多学段、多学科、多场景的情感发生机理,开展基于情境感知的学习者情感建模分析,完善智能教育系统的情感反馈与干预机制,健全教育领域的情感计算风险防控机制。文章的研究可为教育情感计算提供方向指引,并助力教育研究与实践的创新发展。 展开更多

关键词 教育情感计算 情感发生机理 情感干预 情感建模 智能教育

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新课标背景下的跨学科学习:内涵、设置逻辑、实践原则与基础 被引量：64

7

作者 董艳 夏亮亮 王良辉 《现代教育技术》 CSSCI 2023年第2期24-32,共9页

义务教育新课标中突出强调了跨学科学习,旨在强化课程协同育人功能,培养学生的核心素养。但目前我国仍有许多中小学教师对跨学科学习的认识还不充分,难以开展有效的实践。为此,文章首先通过内容分析,从跨学科学习的定义及特征两方面阐... 义务教育新课标中突出强调了跨学科学习,旨在强化课程协同育人功能,培养学生的核心素养。但目前我国仍有许多中小学教师对跨学科学习的认识还不充分,难以开展有效的实践。为此,文章首先通过内容分析,从跨学科学习的定义及特征两方面阐述新课标背景下跨学科学习的内涵,并从素养表现、学科逻辑、内容承载、学习路径和学业质量五个闭环环节分析跨学科学习的设置逻辑。然后,文章依据跨学科学习的设置逻辑提出实践跨学科学习的三条原则。最后,文章从教师发展、教学资源、教学方法、教学评价四方面探究跨学科学习的实践基础,以期为落实跨学科学习提供理论与实践参考。 展开更多

关键词 跨学科学习 义务教育课程标准 学科核心素养 跨学科素养 教师实践

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打开教育的另一扇门——教育元宇宙的应用、挑战与展望 被引量：162

8

作者 蔡苏 焦新月 宋伯钧 《现代教育技术》 CSSCI 2022年第1期16-26,共11页

元宇宙是一种整合多种新技术的互联网未来新形态,其与教育领域相结合具有巨大的潜力。文章首先指出元宇宙是一个不断发展、演变的概念,而教育元宇宙具有交互性、沉浸性、多元性三个核心特征,并介绍了教育元宇宙的六大底层支撑技术及应... 元宇宙是一种整合多种新技术的互联网未来新形态,其与教育领域相结合具有巨大的潜力。文章首先指出元宇宙是一个不断发展、演变的概念,而教育元宇宙具有交互性、沉浸性、多元性三个核心特征,并介绍了教育元宇宙的六大底层支撑技术及应用场景。然后,文章从学科教育、非正式学习、职业培训等领域的案例入手,介绍了以VR/AR学习环境为代表的教育元宇宙当前的发展状况。最后,文章分析了教育元宇宙面临的问题与挑战,并针对教育元宇宙初期的发展从机制、技术、教学三个方面提出建议。教育元宇宙为研究教育系统的复杂性和教育的发生发展规律打开了另一扇大门,而研究其应用、挑战与展望为教育元宇宙的发展指明了方向,注入了动力。 展开更多

关键词 元宇宙 教育元宇宙 VR AR 学习环境

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基础教育阶段拔尖科技创新人才培养制度设计新思路 被引量：16

9

作者 郑永和 卢阳旭 《科学与社会》 CSSCI 2022年第1期15-18,共4页

焦点:当前我国基础教育中两大不利于拔尖科技创新人才培养问题都与“出口”设计有关:一是标准化培养模式下的“内卷”式学习;二是以标准化考试的分数为王。新时期,我国基础教育改革应高度重视“出口导向”的制度设计。

关键词 标准化考试 基础教育改革 出口导向 基础教育阶段 设计新思路 科技创新人才培养 标准化培养模式 拔尖

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智能教育产品:构筑基于AIoT的智慧教育新生态 被引量：32

10

作者 王一岩 郑永和 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2021年第6期15-23,共9页

智能教育产品的研发与应用是智能教育领域关注的热点话题,旨在以新兴智能技术为依托,打造面向多元学习场景的智能教育产品生态,实现多元学习场域的泛在感知和深度融通,构建面向全周期、多场景的智能教育数据生态,以此重构智能时代的教... 智能教育产品的研发与应用是智能教育领域关注的热点话题,旨在以新兴智能技术为依托,打造面向多元学习场景的智能教育产品生态,实现多元学习场域的泛在感知和深度融通,构建面向全周期、多场景的智能教育数据生态,以此重构智能时代的教育服务供给模式。智能教育产品的应用通过学习意图识别与应答、学习情境感知与计算、学习数据采集与汇聚、学生画像构建与更新、学习需求分析与预测、学习服务生成与推送,能够在学习中扮演“助学者”“导学者”“督学者”“伴学者”的角色,从多个维度重构智能教育服务的供给体系。从长远来看,智能教育产品的应用能够实现“人—机—物—环境”的泛在感知和智能互联,打造“产品—资源—数据—服务”一体化的智能教育供给模式,强化“学校—家庭—场馆—户外”多元学习场域的深度融通,构筑“学生—教师—家长”多端联动的智慧教育学习社区,以此重构基于AIoT的智慧教育新生态。未来智能教育产品的研发需要重视以下内容:研发与改进基于多模态交互的智能教育产品、打造联通多元学习场景的智能教育产品生态、构建人机协同学习的理论体系、划定智能教育产品应用的伦理边界、构建智能教育产品的评价体系、推动优质智能教育产品的普及等。 展开更多

关键词 智能教育产品 智能教育服务 智慧教育生态 AIoT 人机协同学习

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重视基础教育拔尖人才培养,解决我国“卡脖子”问题 被引量：14

11

作者 郑永和 《科学与社会》 CSSCI 2020年第4期22-24,共3页

焦点:中美之间竞合格局的急速转变使得高层次人才流动更加紧张,过去我国可以借助与美国等发达国家的人才交流吸引一些高水平科技人才,但当下我国必须着眼未来抓紧大量科技人才的自主培养,以此破解关键技术领域人才匮乏这一“卡脖子”问... 焦点:中美之间竞合格局的急速转变使得高层次人才流动更加紧张,过去我国可以借助与美国等发达国家的人才交流吸引一些高水平科技人才,但当下我国必须着眼未来抓紧大量科技人才的自主培养,以此破解关键技术领域人才匮乏这一“卡脖子”问题。教育是培养创新型人才的根本途径,不断涌现的创新型人才是国家拥有持久竞争力的根本保障,建设科技强国、实现创新发展最终还是要落实到教育。 展开更多

关键词 科技人才 基础教育 科技强国 人才交流 高层次人才 创新型人才 自主培养 拔尖人才培养

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科学绘图:中小学科学教育创新实践的新路径

12

作者 余舒雯 郑永和 王晶莹 《现代教育技术》 2025年第6期106-114,共9页

在推动科学教育加法落地的进程中,科学绘图的智育价值日益彰显,其精细化认知加工特性与思维可视化功能为中小学科学教育的创新实践提供了有效保障。为更好地指导中小学科学教育的创新实践,文章在剖析科学绘图内涵与本质的基础上,首先对... 在推动科学教育加法落地的进程中,科学绘图的智育价值日益彰显,其精细化认知加工特性与思维可视化功能为中小学科学教育的创新实践提供了有效保障。为更好地指导中小学科学教育的创新实践,文章在剖析科学绘图内涵与本质的基础上,首先对表征性科学绘图、建模性科学绘图和推理性科学绘图进行了比较,并探讨了科学绘图这三种样态对于发展科学思维的重要价值。然后,文章从探索基于科学绘图的认知推理教学模式、构建基于科学绘图的科学阅读活动框架、开发基于科学绘图的科学观察技术路径三个方面,提出了科学绘图的实践路径。最后,文章阐释了科学绘图在教育实践中的核心效用,包括丰富教师的探究实践教学、培育学生的科学观念和评估科学学习的质量。文章的研究为构建“以图促学、以图促思”的中小学科学教育创新实践新路径提供了学理支撑与实践范式,有效推动了素养导向的育人模式落地生根。 展开更多

关键词 科学绘图 科学教育 认知加工 科学思维

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新质人才培养:核心理念与实践路径 被引量：8

13

作者 王一岩 塔卫刚 赵芳芳 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2024年第6期48-54,共7页

数字技术为新质人才培养提供了坚实基础。“新质人才”指能够为行业发展和社会进步塑造新动能、打造新优势、开辟新赛道,以引领新质生产力发展的创新型、高素质人才。其核心特质包括:数字技术知识与技能、人机协同思维与能力、自省自觉... 数字技术为新质人才培养提供了坚实基础。“新质人才”指能够为行业发展和社会进步塑造新动能、打造新优势、开辟新赛道,以引领新质生产力发展的创新型、高素质人才。其核心特质包括:数字技术知识与技能、人机协同思维与能力、自省自觉与自主学习、数字合作与问题解决、数字创新与开拓能力、数字伦理与社会责任。文章梳理了新质人才培养的核心理念,包括:开拓创新锚定新质人才愿景、自主自觉奠定人才培养基调、探究实践引领育人模式转型、人机协同驱动教育实践创新。未来数字教育背景下新质人才的培养需要进一步完善科学全面的新质人才评价体系、推动人机协同的数字学习方式创新、打造系统完善的新质人才培育课程、构建跨学科数字教育探究实践体系、创建协同创新的新质人才培育生态。 展开更多

关键词 新质人才 数字教育 新质教育生产力 生成式人工智能 人机协同教育

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人机协同学习:实践逻辑与典型模式 被引量：38

14

作者 王一岩 刘淇 郑永和 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2024年第1期65-72,共8页

随着教育数字化转型的推进和生成式人工智能技术的发展,人机协同学习成为未来学习的新常态。人机协同学习主要通过学生和机器的分工和有机协同提升学习的效率和效能,促进学生智慧和机器智能的共同增长,实现人机协同的教育智慧创生,完成... 随着教育数字化转型的推进和生成式人工智能技术的发展,人机协同学习成为未来学习的新常态。人机协同学习主要通过学生和机器的分工和有机协同提升学习的效率和效能,促进学生智慧和机器智能的共同增长,实现人机协同的教育智慧创生,完成超越人类智慧和机器智能的复杂任务,促进学生的知识建构、认知发展、思维提升和智慧养成。人机协同学习需要以学习者的智慧增长为核心,重视人和机器之间的博弈与平衡,强化人机角色的辨识与动态调整,加强人与机器自主度的灵活转换。本研究围绕面向知识掌握的“干预—自主”式学习、面向知识建构的“协作—探究”式学习、面向知识创造的“对话—协商”式学习,提出人机协同学习的典型模式,勾勒了人机协同学习的实践样态。未来人机协同学习需要优化智能学习干预的模式与策略,提高学生的自主意识,加强人机协同学习模式的探索,探究人机协同学习的发生机制,以支撑和引领智能时代学习模式的创新发展。 展开更多

关键词 人机协同学习 个性化自主学习 智慧学习力 生成式人工智能 人机协同教育

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超视频学习:“互联网+”时代在线学习发展的新形态

15

作者 刘士玉 杨杰 +1 位作者 杨淑豪 郑永和 《现代教育技术》 CSSCI 2024年第12期46-55,共10页

新冠疫情期间大规模的在线教学实践使在线学习越发受到广大学习者的青睐,然而线性的视频学习方式、冗长的教学视频、有效交互的缺失严重制约了“互联网+”时代在线学习的发展。鉴于此,文章提出以超视频学习作为“互联网+”时代在线学习... 新冠疫情期间大规模的在线教学实践使在线学习越发受到广大学习者的青睐,然而线性的视频学习方式、冗长的教学视频、有效交互的缺失严重制约了“互联网+”时代在线学习的发展。鉴于此,文章提出以超视频学习作为“互联网+”时代在线学习发展的新形态,并详细阐述了超视频学习的理论基础、核心特征以及相关平台。在此基础上,文章从多方面论述了超视频学习的设计原则与实施过程。最后,文章从完善超视频学习的理论体系、推动超视频学习的平台建设、开展超视频学习的教学实践、检验超视频学习的实践成效四个方面提出了超视频学习的实践路径,旨在为超视频学习的研究与实践提供参考,为在线学习发展提供新思路。 展开更多

关键词 超视频 超视频学习 在线学习 异步准同步交互 媒介融合

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学生反馈素养论纲:内涵、模型与发展 被引量：31

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作者 董艳 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2020年第5期26-39,共14页

反馈是教学过程重要环节。现有研究大多关注教师反馈、同伴反馈、机器提供的适应性反馈,但对学生反馈素养、反馈参与及能动反馈的研究关注不足。随着以学为中心的教育思想不断深入,海外学术界开始聚焦学生主体的反馈。近十年的相关文献... 反馈是教学过程重要环节。现有研究大多关注教师反馈、同伴反馈、机器提供的适应性反馈,但对学生反馈素养、反馈参与及能动反馈的研究关注不足。随着以学为中心的教育思想不断深入,海外学术界开始聚焦学生主体的反馈。近十年的相关文献显示,该领域主要聚焦在三大研究方向、四大研究团队参与、构建了六种概念模型、探讨了五种发展机制。本研究认为,我国应尽快从学生个体反馈素养内涵与发展的研究与实践文化、教学干预机制、学生反馈表现与特征模型构建以及人机协同反馈互惠模型探索等层面入手,创建面向学生自主发展、师生协同进阶、认知-情感-行为多维均衡促进、融入技术支持的多层次反馈育人体系,明晰我国学生反馈素养的本土化内涵和关键影响要素,促进学生内生动力发展。 展开更多

关键词 学生反馈素养 教师反馈素养 反馈参与 能动性反馈 概念模型 发展机制

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基于项目教学法的职业院校应用型人才培养教学模式构建 被引量：12

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作者 蔡翔英 许洁 董艳 《职业技术教育》 北大核心 2022年第23期47-51,共5页

应用型人才的能力体系包含实践行动能力、协同工作能力、创新创造能力、技术适变能力、岗位需求分析能力,项目教学法在培养上述能力方面具有优势。以建构主义学习理论、情境认知理论、面向实践的场域理论为基础构建了基于项目教学法的... 应用型人才的能力体系包含实践行动能力、协同工作能力、创新创造能力、技术适变能力、岗位需求分析能力,项目教学法在培养上述能力方面具有优势。以建构主义学习理论、情境认知理论、面向实践的场域理论为基础构建了基于项目教学法的应用型人才培养教学模式,该模式主要包括项目学习目标分析、项目准备、项目设计、项目实施、项目评价、学习环境六个要素。基于项目教学法的职业院校应用型人才培养教学模式的实践策略为:确定合理的应用型人才培养目标;重视课程与岗位任务的高度匹配;促进校企深度合作协同育人;推动信息技术与教育教学深度融合;以项目教学法为抓手,打造高质量“双师型”教师队伍。 展开更多

关键词 应用型人才培养 项目教学法 职业院校 教学模式

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智能学习干预:现实困境、实施原则与实践进路 被引量：8

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作者 王一岩 郑永和 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2023年第2期103-111,共9页

智能学习干预是智能技术驱动学习变革的关键环节,也是大规模个性化教育的重要依托。然而,干预目标的“短视化”、干预方式的“程式化”、干预条件的“粗放化”、干预成效的“模糊化”,严重制约了智能学习干预效用的发挥。文章重新界定... 智能学习干预是智能技术驱动学习变革的关键环节,也是大规模个性化教育的重要依托。然而,干预目标的“短视化”、干预方式的“程式化”、干预条件的“粗放化”、干预成效的“模糊化”,严重制约了智能学习干预效用的发挥。文章重新界定了智能学习干预的内涵,指出智能学习干预旨在通过全景化教育数据的采集分析,智能诊断和综合评估学生的个体特质、学业问题和学习需求,通过教师和机器的协同决策,找准学生的学习困境,“主动”为学生提供定制化的学习内容、服务与策略,帮助学生减轻学习负担、克服学业困难、提高学业水平、提升学习素养;从主动性、适切性、渐进性、延展性、可解释性、可协商性六方面定义了智能学习干预的实施原则。在此基础上,文章围绕教育数据感知、干预对象刻画、学业问题诊断、学习干预设计、干预措施甄选、干预成效检验等环节构建了人机协同支持的智能学习干预模型,并从价值定位与理念重构、干预成效的长周期检验、风险防范和伦理规约、基于数字人技术的干预模式设计方面展望智能学习干预的实践进路。 展开更多

关键词 智能学习干预 个性化学习 人机协同学习 智能教育产品 可解释学习干预 教育数字人

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