發(fā)布時間：2020-05-17 04:23

【摘要】：隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的快速發(fā)展,技術(shù)變革教育的時代已經(jīng)到來,資源的多元化、數(shù)據(jù)的規(guī)模化和計(jì)算的智能化,為個性化支持服務(wù)的研究和實(shí)踐提供了契機(jī)。個性化學(xué)習(xí)是智慧教育訴求下未來的學(xué)習(xí)方式,而學(xué)習(xí)者興趣特征模型是個性化學(xué)習(xí)服務(wù)的核心。智慧教室的研究雖然取得了一定成效,但也存在不容忽視的不足,即如何利用智慧教室滿足學(xué)習(xí)者的“個性化需求”,以及給予學(xué)生“個性化反饋”仍然是亟待解決的問題。為此,構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)生興趣模型,有利于教學(xué)者更好的捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和個性化需求,以便為其提供個性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。本文所提出的學(xué)生興趣模型構(gòu)建方法,針對的是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣的量化分析。以三維向量空間模型來構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)生興趣模型。該模型從興趣外顯行為的三個維度來表征學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣,即從學(xué)生的課堂注意力、課堂參與度和學(xué)習(xí)情感體驗(yàn)這三個維度來收集學(xué)生的興趣信息,并針對三個維度分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集規(guī)則和量化技術(shù)。在數(shù)據(jù)采集方面,本研究以課堂環(huán)境中較易采集的坐姿特征來間接采集學(xué)生的課堂注意力,設(shè)計(jì)了坐姿-注意力水平映射規(guī)則庫,通過學(xué)生的坐姿特征,匹配相應(yīng)的課堂注意力水平;以課堂參與行為頻次來量化學(xué)生的課堂參與度,設(shè)計(jì)了包含三個維度七個指標(biāo)的課堂參與行為觀測表,用以記錄學(xué)生的課堂參與行為類型和頻次;以學(xué)生的面部表情特征來量化學(xué)生的學(xué)習(xí)情感體驗(yàn),設(shè)計(jì)了面部活動單元編碼系統(tǒng),據(jù)此以眉眼、嘴部特征構(gòu)建編碼對,并與設(shè)計(jì)的面部表情規(guī)則識別庫進(jìn)行匹配,以獲取對應(yīng)的七種表情類型,并將這七種表情進(jìn)一步劃分為感興趣和不關(guān)注。在量化技術(shù)上,選擇線性加權(quán)和K均值聚類相結(jié)合的方式,來量化學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣。最后,結(jié)合智慧教室環(huán)境中的學(xué)科錄制視頻,對所構(gòu)建的學(xué)生興趣模型進(jìn)行實(shí)例分析,提取教學(xué)視頻片段中的學(xué)生課堂注意力、課堂參與度、學(xué)習(xí)情感這三個維度的興趣外顯行為信息,按照相應(yīng)的量化技術(shù)計(jì)算學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣,以驗(yàn)證該模型的有效性。
【圖文】：

風(fēng)華等提出了邋“ｉＳＭＡＲＴ”系統(tǒng)模型，該模型介紹了智慧教室的組成系統(tǒng)［２２］。本逡逑研宄依據(jù)文獻(xiàn)研宄和智慧教室理論框架總結(jié)，提出了邋ＩＡ－ＳＭＡＲＴ智慧教室構(gòu)建的逡逑系統(tǒng)模型，如圖２．１所示。邐邐逡逑／邐｜物理空間子系ｉ￣｜—逡逑丨，邐／邐｜桌椅裝置子系統(tǒng)｜一逡逑１云端焌子魏Ｉ供電配電子系統(tǒng)Ｉ－逡逑＠yU幰}rＩ邐Ｚ泛■章＿術(shù)＇邋［；邐通風(fēng)空調(diào)子系統(tǒng)一逡逑／邐Ｉ燈光照明子系逡逑—Ｉ課堂錄播子系＾ｐ＼／實(shí)時Ｒ記錄＼＿ｉ邐＿／增強(qiáng)Ａ現(xiàn)實(shí)＼／Ｚ丨交互演示子系統(tǒng)Ｉ一逡逑一電子學(xué)檔子ｉＦｊ邐ｒ＼邐視頻會議子系逡逑—｜課程應(yīng)答子４邐｜穿戴裝備子系逡逑，白適會學(xué)習(xí)＾邐１１邐＾網(wǎng)絡(luò)ｓ感知網(wǎng)絡(luò)接入子系統(tǒng)—逡逑—｜學(xué)習(xí)者栜子~T析系＾邋Ｉ邐＼邋＼邋＾邋／邐｜人體識財(cái)系統(tǒng)Ｉ—逡逑￣＼邋１監(jiān)控子系統(tǒng)ｎ—逡逑圖２．１智慧教室的ＩＡ－ＳＭＡＲＴ系統(tǒng)模型逡逑該系統(tǒng)模型包含基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)逡逑（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ邋Ｒｅａｌｉｔｙ邋ｓｙｓｔｅｍ）、網(wǎng)絡(luò)感知系統(tǒng)（Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｓｅｎｓｏｒ邋ｓｙｓｔｅｍ）、可視化管逡逑理系統(tǒng)（Ｖｉｓｕａｌ邋Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ）、自適應(yīng)學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)（Ｌｅａｒｎｉｎｇ邋Ａｎａｌｙｓｉｓ）、逡逑實(shí)時記錄系統(tǒng)（Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ邋Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ邋ｓｙｓｔｅｍ）和泛在技術(shù)（Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑ｓｙｓｔｅｍ）等七個子系統(tǒng)，提取每個子系統(tǒng)名字的首字母，簡稱為“ＩＡ－ＳＭＡＲＴ”。逡逑其中，基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)包含５個子系統(tǒng)，即物理空間子系統(tǒng)、桌椅裝置子系統(tǒng)、逡逑供電配電子系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)子系統(tǒng)、燈光照明子系統(tǒng)

虛擬空間的無縫結(jié)合；能夠便捷的獲取海量學(xué)習(xí)資源；支持教學(xué)主體間的多方互逡逑動，支持教學(xué)模式和流程創(chuàng)新［２５］。本文總結(jié)了智慧教室相對于傳統(tǒng)教室的基本特逡逑征，如上圖２．２所示，主要包含以下幾個方面：逡逑（１）人性化逡逑智慧教室的人性化體現(xiàn)在智慧教室的設(shè)計(jì)更多地關(guān)注教室的使用者，，即教師逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：G434

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃榮懷;胡永斌;楊俊鋒;肖廣德;;智慧教室的概念及特征[J];開放教育研究;2012年02期

2 陳衛(wèi)東;葉新東;張際平;;智能教室研究現(xiàn)狀與未來展望[J];遠(yuǎn)程教育雜志;2011年04期

3 錢莉;金科;章蘇靜;;教育游戲中學(xué)習(xí)者注意力資源開發(fā)策略[J];遠(yuǎn)程教育雜志;2010年06期

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本文編號：2667927