SPOC互动话语中认知行为模式的识别及其适应性干预方法研究
批准号:
62077017
项目类别:
面上项目
资助金额:
48.0 万元
负责人:
刘智
依托单位:
学科分类:
教育信息科学与技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘智
中文摘要
SPOC作为高等教育教学模式的重要变革方向,其互动场景是促进个体认知加工的主要载体,但互动过程中的学习认知机理目前尚不明晰,尤其是话语认知行为规律及其干预机制仍有待深入研究,这对于解决学习者认知迷航和高阶思维难以激发等问题具有重要价值。本项目以话语认知表征、认知行为模式与学习成效三者间作用关系为切入点,研究SPOC互动话语中认知行为模式的识别和适应性干预方法,以深度解构话语认知规律及其对学习成效的影响机理。围绕认知行为的可计算、可辨识及群体认知的可控问题,研究互动话语中认知行为特征的提取方法,进行认知语义分析与概率计算;探究认知行为模式的识别方法,实现个体与群体认知状态的准确量化与表征;研究认知行为的适应性干预方法,助力于群体高阶认知的激发;开展实验验证与分析,对相关算法、模型及干预方案进行有效性验证。研究成果有望为互动教学情境的科学建构、学习认知规律的深度理解及智能化导学提供关键技术。
英文摘要
SPOC is an important reform direction of teaching mode in higher education, its interactive context is the main carrier to promote individual cognitive processing. However, the cognitive learning mechanism in the process of interaction is still unclear at present, especially the regularities and intervention mechanism of discourse cognitive behavior are needed to be further studied, which is of great value in solving the problems of learner cognitive confusion and difficulty in stimulating higher-order thinking. Taking relationship between cognitive discourse representation, cognitive behavioral patterns and learning outcome as the starting point, this project focuses the research on the recognition and adaptive intervention methods of cognitive behavioral patterns in SPOC interactive discourses, in order to deeply deconstruct the cognitive regularities in discourse and their impact mechanism on learning outcome. Focusing on cognitive behaviors’ computability and identifiability as well as group cognition’s controllability problems, research contents include 1) extracting cognitive behavioral features in interactive discourse to conduct cognitive semantic analysis and probability calculation; 2) exploring the recognition method of cognitive behavioral patterns to realize precise quantification and characterization of individual and group cognitive states; 3) studying the adaptive intervention method of cognitive behaviors to help stimulate group higher-order cognition; 4) conducting experimental verification and analysis to validate effectiveness of related algorithms, models and intervention schemes. The research results are expected to provide key technical support for the scientific construction of interactive teaching situations, in-depth understanding of learning cognitive regularities, and intelligent tutoring.
随着在线教育的迅速发展,基于SPOC(Small Private Online Course)环境的学习行为研究逐渐成为教育领域的重要课题。深入研究学习者的互动话语及其认知行为模式,对优化高阶认知水平和学习效能具有重要理论与实践价值。本项目从学习者互动话语出发,旨在通过认知行为模式的精准识别与适应性干预,推动在线教育中的教学设计创新。研究内容包括以下四个方面:1)互动话语中认知行为特征的提取:通过深度学习技术与认知编码规则,提取学习者互动话语中的认知行为特征。采用自然语言处理与语义分析方法,开发量化评估模型,从学习任务中识别关键认知特征,提出结合预训练语言模型(BERT)和主题建模(JCSTM)的创新组合策略,为认知过程的精准表征奠定基础。实验表明,结合MOOC-BERT模型的算法在认知行为特征分类任务中达到了86.4%的准确率,相较传统BERT模型提高了3.2个百分点;2)话语认知行为模式的识别:基于深度神经网络和群体认知网络分析方法,揭示互动话语中的认知行为模式及其演变特性。构建动态认知网络,分析认知行为在时间序列与群体维度上的分布规律,并通过时序主题模型(TCTM)捕捉认知主题的动态变化,揭示认知行为与学习成效之间的内在联系。结果表明,高效的动态网络分析能够准确预测认知主题变化趋势,预测准确率达91.5%,高于基准模型的87.8%;3)认知行为的适应性干预研究:探索认知行为模式对学习成效的影响,设计多层次适应性干预机制,针对低阶认知行为提出优化策略以提升高阶认知水平和学习效能。结合预测模型与群体认知网络特点生成个性化干预方案,有效促进深度学习与协作学习过程。实验表明,干预机制使学生高阶认知行为水平提升率达18%,高阶认知占比增长25%;4)实验验证与分析:在真实的SPOC教学环境中开展多轮实验验证,结果表明认知行为模式识别算法显著提升了学习者的学习成效。认知干预机制优化了低阶认知行为对学习效果的不良影响,为SPOC教学设计提供了理论依据和实践支持。项目完成了认知行为特征提取、模式识别、干预机制构建及实证分析四大任务,形成了包括算法工具、干预方案和教学设计策略的完整技术框架。研究成果不仅有效提升了学生学习成效,还为数据驱动的教学模式提供了新方法和技术工具。未来,有望推广到MOOC与混合式教学等场景,进一步推动教育信息化和个性化教学发展。
融合情绪感知与归因推理的异步讨论多策略组合干预方法研究
-
批准号:62377016
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50万元
-
批准年份:2023
-
负责人:刘智
-
依托单位:
多场景网络学习中基于行为-情感-主题联合建模的学习者兴趣挖掘关键技术研究
-
批准号:61702207
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:21.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:刘智
-
依托单位:
国内基金
海外基金