数字教材 促数字教育

2024-05-22 10:07:57 杨东杰 王天 张乐 刘希 叶和樽


数字教材  促数字教育


   

在信息技术的浪潮中,教育领域正经历着前所未有的变革。数字教材,作为推动教育创新的重要力量,正逐渐成为教学活动的新常态。它们不仅打破了传统教材的局限,还为学习者提供了更加丰富、多元的学习体验。那么数字教材将如何促进数字教育的发展,引领我们走向一个更加智能化、个性化的学习时代呢?本文总结了以下三种途径:


PART 1

数字教材之

数字教学内容



数字教材以其独特的互动性和多样性,为现代教学注入了新的活力。通常包含了丰富的媒体内容,如图像、音频、视频和互动式元素,使得学习过程更加生动和吸引人。它们能够提供即时的反馈和个性化的学习路径,使学习者能够根据自己的节奏和兴趣进行学习。


01

VR虚拟现实

依托虚拟现实技术(Virtual Reality)打造数字教学内容,主要包含VR线上展览、虚拟仿真资源以及720°全景动态图片。其优势在于可以打破传统教学内容抽象的、静态的、二维的属性弊端,学生可以沉浸式感受数字教材带来的具体生动的、动态的、三维立体的教学内容。如:全国首个铁人精神虚拟仿真教学资源、“从一大看到二十大”VR线上展览、石油工业发展史VR线上展览等。

(全国首个铁人精神虚拟仿真教学资源)

(中共一大线上VR展览)

(石油工业发展史VR线上展览)


02

AR增强现实

增强现实(Augmented Reality)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术,两种信息互为补充,从而实现对真实世界的“增强”。基于这种技术,打造了一批批AR增强现实教学资源,如:全国首个应用于实际教育的AR教育场景、《天工开物》系列AR模型、㝩盆采气和磕头机AR模型等。

(全国首个应用于实际教育的AR教育场景)

(《天工开物》系列AR模型)

(磕头机AR模型)


03

3D模型

将教学内容设计为3D模型,可以让学生更为直观去了解分析其中的原理,同时可以激发学生的自主探索热情。如:中国古代汲卤燊海井钻井工具、古代钻井采卤场景3D模型等。

(中国古代汲卤燊海井钻井工具)

(古代钻井采卤场景3D模型)


04

其他数字化资源

AI智慧答疑系统依托人工智能大数据打造日常管理问答、学业辅导数据库、就业咨询问答库、心理情绪疏导资源等,帮助学生打破时空壁垒,随时随地获取自己想要的资源。

(AI智慧答疑系统)



PART 2

数字教材与

心动教学方法



在探索教育教学的创新路径中,数字教材与心动教学方法的结合,无疑为课堂带来了新的活力与可能性。心动教学方法注重激发学生的内在学习动力,通过引导学生主动探索、实践和思考,培养他们的自主学习能力和创新精神,数字教材则以其丰富的多媒体内容和互动性,为心动教学提供了有力的支持。


1.小组讨论

任课教师在上课时可以依托数字教材发起小组讨论活动,学生可以随机分组,也可以自由分组完成作业。

(开展小组讨论)


2.头脑风暴

课后可以在数字教材当中发布课后作业,如针对某个知识点的头脑风暴或讨论。

(开展头脑风暴)


3.课堂活动

教师可以依托数字教材发起举手、抢答、随机选人、手动选人、小组评价等课堂活动。

(开展课堂活动)



PART 3

数字教材与

数字教学评价



在当今数字化时代,教育的创新与变革离不开数字教材和数字教学评价的融合。数字教材以其丰富的互动性和多媒体特性,为教学活动注入了新的活力,而数字教学评价则以其客观性、全面性和及时性,为教学质量的提升提供了有力保障。


01

学生学习行为轨迹

通过移动学习技术进行群体无感式伴随性数据采集,收集学生的出勤数据、教学内容学习数据、教学活动数据、作业数据、考试成绩等,再通过活动参与时间差、教学内容提交对比、同步数据对比、前期数据对比进行数据分析,从而得出学生的学习行为轨迹,进而对学生进行学业数据画像,实现动态预警,做到早发现、早预防。

(无感式:群体伴随性数据采集)

(学生学业数据画像)


02

眼动分析

眼动追踪技术是科学教育研究中重要的评估工具,研究者可通过眼动数据分析了解不同教育媒体,版面设计等等相关的学习认知过程与学习效果的差异。因此,我们可以通过眼动分析技术,实现对学生学习过程的追踪与分析。

(思维导图学生浏览顺序)

(思维导图学生兴趣区域)

(学生对不同教学内容的关注度有显著不同)


03

脑电分析

伴随科技进步,能工应用于思想政治教育时效性测评的测量仪器和方法日臻完善,这些设备可以提供原始生理信号数据,也可以直观呈现测试客体各项生理指标变化过程。

利用近红外脑功能成像仪,结合视频图像表情和动作分析,对比被试在党课听讲、回答问题、讨论时的前额叶血氧浓度变换,由此可知,被试在听课时前额叶负激活较强,听课思考时前额叶正激较强,提问思考时前额叶正激活最强,答题时前额叶负激活较强,答题后微笑时前额叶最接近静息状态,与教师讨论时前额叶正激活次强。结合上述分析结果可知,提问、讨论的互动教学活动效果较好。


(不同教学情景下的FNIRS图)


由于一切思想和行为的产生最终受大脑内部结构和功能控制, 并伴随机体变化发生改变,可以将生理信号数据分为“脑内”数据和“脑外”数据。这些生理信号反映了个体在接收外部刺激后 发生的生理改变,从中可以推测个体的心理变化和 思想变化,成为测评过程的重要数据来源。



作者:杨东杰、王天、张乐、刘希、叶和樽

责任编辑:王天



责任编辑:王天

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    在信息技术的浪潮中,教育领域正经历着前所未有的变革。数字教材,作为推动教育创新的重要力量,正逐渐成为教学活动的新常态。
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