可穿戴技术在教育领域的应用

黄柳君+陈泯伊+黄瑜玲

摘要：可穿戴技术是当前科技领域研究的前沿，在教育领域的应用成为了广大教育研究者探讨的热点问题。本文简要概述可穿戴技术定义及特征，梳理了可穿戴技术在教育领域中辅助监督管理、特殊专业教学、非正式学习的应用方向以及该技术在发展中存在的伦理问题。

关键词：可穿戴技术；监督管理

随着iWatch、智能手环、意念头箍等设备的推广和发展，可穿戴技术逐步走进人们的视野。《地平线报告》2013年高等教育版中首次提到，在未来4- 5年，可穿戴技术将成为高等教育机构的主流技术应用趋势。在2015年高等教育版《地平线报告》中，再次重点推荐，视其为未来2- 3年影响教育规划和决策的关键技术。2016年11月在斯坦福大学举办了第一届aWEAR大会，聚焦于可穿戴设备的教育用途，探讨了如何利用可穿戴技术了解学生的学习方式等问题。可穿戴技术走进教育领域逐步成为热议的研究话题。

一、可穿戴技术的定义及特征

1、可穿戴技术的定义.美国麻省理工学院媒体实验室Smith- Kettlewell研究所视觉科学院提出，“可穿戴技术，利用该技术把传感器、多媒体和无线通信等技术嵌入人们的衣着中，可支持眼动操作和手势等多种交互方式，具备超强计算和传感能力”。Bower和Styrman（2015）提出，可穿戴技术是出于无缝访问，交互以及交换相关信息等目的，集成无线网络的可穿戴电子设备。可见，该技术由个体孤立使用转变为社会群体行为[1]。

2、可穿戴技术的特征。可穿戴技术主要特征可概括为以下几个方面：（1）便携可穿戴。可穿戴设备微型化、轻巧、简约，穿在用户身上随时随地使用。如纽扣照相机就能像一般纽扣一样穿戴在衣服上。（2）用户为中心，辅助用户延伸肢体和记忆功能。如小米手环，根据用户需要可设定闹铃和跑步记录。（3）智能交互。能获取和处理数据，并将数据结果以可视化的形式呈现。如iWatch 可以拨打电话、收发信息、播放音乐和 Siri 语音搜索等。（4）释放双手。应用多种感知设备，多种方式进行数据传输和交换，在获取数据的同时，能够用双手进行其他操作。（5）高度集成。最大限度地节省空间，实现多功能的高度融合。

二、在教育领域的研究和应用

1、辅助监督管理。（1）辅助教师或家长教育工作。在斯坦福大学举办了第一届aWEAR大会中，研究者们将研究方向专注于人类生理和学习的关系。阿林顿LINK研究所的凯瑟琳斯潘，研究“可以被身体反应检测到的情绪”如何影响学习。给学生们配备了Empatica E4型手环，用以检测学生的心率和皮肤电流活动，以观测学生情绪变化。纽约州立大学奥斯威戈分校的罗杰泰勒跟踪记录学生的心率，用以检测这项数据与学生课上情绪的相关性。平洋大学的查迪卡里教授，在教室里放置了微软的Kinect运动传感器，不断记录班里学生的48处骨骼位置，研究连身体姿势与学习能力之间的关系。[2]可穿戴技术中利用现在无处不在的互联网、大数据技术开展数据挖掘和学习分析，对学生学习过程中产生的各种数据信息进行筛选、处理、评估和反馈[3]，实现远距离的监督和及时的反馈，辅助对学生的教育工作。（2）辅助学生进行自我监督管理。在教育领域，“量化自我”的行为还只处于萌芽阶段。研究者们正思考如何用可穿戴设备让学生们掌握自己的数据，激发学生们的自省。犹他州大学的副教授维克托李，让穿戴着个人健康追踪器的小学学生在爬山和下山后分析自己的心率和步数，这些学生在统计推理的学习中表现比分析课本数据的同学更好。现在市面上Vigo可以检测学生精神状态，并提供各类提醒服务。这款主要面向上班族和学生的产品，通过智能设备、数据分析检测使用者的疲劳程度，还有提神音乐功能。通过可穿戴设备和大数据技术，形成一个自我管理、调控的智能调控中心。这个中心能记录学习规律和状态，实现人机一体的有机结合。

2、特殊专业教学。对于一些特殊的实践性很强的专业，比如医学、地质学、航空学等，传统教学模式并不利于学生透彻掌握知识，建立系统的知识体系，临床实地考查等实践教学的质量不能保证，无法培育出真正知识理论与实践相结合的技能型人才。引入可穿戴技术，那么学习的难度和危险将明显降低，而且在模拟真实情境中进行有效教学的机会将大幅增加。（1）第一视角教学。2014年6月上海交大医学院附属瑞金医院骨科梁裕教授用Google眼镜成功完成颈椎前路手术的术中摄录和转播。对于狭小的手术视野和深部的结构，传统的摄像系统体积过大、不易采集到最佳视角，并且有悖于术中无菌消毒的原则。新兴的手术技术给传统的术中摄录和转播模式带来冲击。而可穿戴数码装置因体积小、易穿戴，优点明显，“第一视角”的转播更有手术场景的代入感，手术实践操作全程能清晰地传输到各类数字终端，方便了年轻医生和实习医生实时了解手术细节，学习手术技巧和操作，并及时与术者互动，获得良好的交互教学效果。（2）增强体验。地质学科、航空学等操作性强的学科，原有的实践教学体系突出认识与方法的训练。但传统教学依赖大量图像影像资料，多媒体课件，而且虚拟教学空间有限，导致了基础教学与操作实践脱节，学生的学习效果不尽人意。

SpaceGlasses智能眼镜允许用户徒手随时随地在空中构建全息 3D 图像，手势可通过眼镜横梁处的摄像头进行采集，再通过内部的 3D 虚拟现实处理器进行呈现，最后与用户眼前的现实场景进行叠加并进行互动，达到增强现实的效果。若再配合可穿戴技术的手套，使用者就能够在不直接接触物体的情况下感知并遙控对象物体。可以让在教室的学生仿佛置身于真实的汽车和飞机内部，或者航空或化学实验的真实实验场景，不仅可以让学生真实体会实践操作的感觉，而且不会增加学生安全等风险和实验操作设备老化更新的经济负担。

任何事物都有两面性，取决于我们如何使用。随着可穿戴技术的完善，其在教育领域发展方向也将逐渐得到完善和拓展。理性看待可穿戴技术对教学环境和教学模式的模式的变革，在合理使用下，才能发挥其优势，更好地服务于教育。

参考文献

[1] 蔡武. 可穿戴技术的教育应用研究前沿述评[J]. 海外华文教育，2016，（05）：697-707.

[ 2 ] I D E . W o r l d w i d e W e a r a b l e s M a r k e t I n c r e a s e s 6 7 . 2 % [ E B / OL].http：//www.idc.com/getdoc. jsp？containerId=prUS41284516，2016-06-21.

[3] 刘海韬，尚君，吴旭. 可穿戴技术对智慧教学环境构建的启示[J]. 中国电化教育，2016，（10）：57-61.endprint