密歇根州立大学正测试通过可穿戴技术更细微地了解孩子的课堂表现和行为

　　在一个繁忙的教室里，老师有时会错过和学生之间的互动，而这些互动往往包含着学生表现如何的线索。今天，以人工智能为驱动的新技术正试图改变这种状况。

　　近日，据海外媒体报道，密歇根州立大学（Michigan State University）的研究人员从美国国家科学基金会（National Science Foundation）获得了60万美元的资助，用于测试一种可穿戴技术，这种技术可以感知孩子们在教室里的位置、身体的方向，以及他们的动作和语言。这项研究将从学龄前儿童开始，重点关注患有发育障碍的学生，包括自闭症和注意力缺陷/多动障碍（ADHD），这些学生有时很难与同龄人互动和交流。

　　教师将根据传感器显示的信息收到实时和事后的反馈。研究人员表示，更多关于这些学生如何参与课堂的数据将有助于教师更好地为他们提供支持，并定制干预措施以改善结果。

　　密歇根州州立大学研究特殊教育的副教授Sarah Douglas表示，教师解决上述这些情况的传统方式是对孩子们进行直接观察。但在一个有15到20个孩子的教室里，很难捕捉到所有的细微差别，也很难真正理解什么对孩子的社交和情感发展是最好的。

　　研究人员表示，他们相信这项技术最终也可以用于高年级学生，并可以帮助教师支持患有抑郁、焦虑或其他心理健康状况的学生。

　　这些传感器可以安装在孩子们的衬衫上，也可以放置在整个教室里。教师也可以佩戴传感器。

　　该项目的另一位研究人员、密歇根州立大学电子与计算机工程系教授Subir Biswas表示，它（传感器）可以探测到你在教室里的确切位置，探测到你在看哪个方向，以及你周围还有谁。我们不需要目光接触，但我们可以通过收集这些数据来判断谁可能在和谁说话。

　　来自传感器的数据将被通过无线的方式上传到云端，然后人工智能被用来向教师发送相关警报。

　　例如，如果教师担心学生不与同伴互动，可能会要求在孩子独自玩耍超过两分钟时通知他。但如果教师收到了警报，孩子们真的把书包收起来了，或者做了其他适当的事情，人工智能就可以利用这些反馈来调整它对教室不同区域的了解。其他的行为也会被汇编成一份报告，在一天或一周结束时发给教师。

　　Sarah Douglas表示，我不希望教师总是收到警报。这个工具有相当多的个性化，这使它真正有帮助。

　　研究人员表示，这些数据可以揭示一些重要的模式和行为，否则可能这些情况会被遗漏。例如，如果两个孩子在说话，传感器可以告诉教师哪个学生发起了谈话，谈话持续了多长时间，哪个学生第一个离开。

　　Subir Biswas表示，对于一次说话情况来说，这可能其中不会包含太多的信息。但当你开始在一段时间内为一个特定的人收集这些信息时，它就会非常丰富。一种模式将会出现。

　　这些传感器还可以提醒教师，孩子们是否被排斥在外，或者与同龄人的互动是否在减少。

　　Sarah Douglas提到，很多时候，作为幼儿教师，我们花了很多精力在那些最吵闹的孩子身上，那些在他们的行为和面临的挑战中脱颖而出的孩子。但是那些胆小或不知道如何参与的孩子可能会被忽视。可能有很多原因，教师可能不会注意到他们。

　　上图展示了可穿戴互动追踪器（WHIT）技术将如何用于推断教室中的同伴互动。左侧上图展示了传感器安装在哪里的一个视角。右侧上面的图表描述了教师和每个距离不同的孩子之间的互动，而右侧下面的图表显示了孩子之间的距离。

　　研究人员认为，当教师们能够获得这种细节程度的数据时，他们就能更好地设计干预措施，为有需要的学生提供支持。

　　Sarah Douglas表示，她希望有明确的数据可以消除课堂纪律决定中的偏见，因为教师不能仅仅依靠自己的观察。与其他美国成年人一样，教师也可能表现出种族偏见。一些研究表明，10岁的黑人男孩通常被认为比他们的白人同龄人年龄更大，更不天真。一项研究发现，与白人孩子相比，教师更有可能将黑人孩子的表情视为“愤怒”。有力从传感器中获得关于儿童行为的客观数据，有望让教师的干预措施不是基于下意识的反应。

　　目前，研究人员已经对传感器进行了实际测试，但他们正计划利用这笔资金扩大他们的研究范围。未来几年，他们将在密歇根州的课堂里测试传感器，并利用教师的反馈来改进这项技术。

　　Sarah Douglas表示，学校管理者认为这种方式太酷了，这真的会帮助教师。这是一种需求，因为这是一个对教师来说原本是一个很困难的领域。

　　不过，她补充道，与她交谈过的教师们也对此方式有些担心。比如，例如，教师们对让家长是否愿意配合参与表示担忧。理想情况下，班上所有学生都需要获准佩戴传感器。为了更有可能获得父母的许可，研究人员不会录制音频或视频。

　　另外，对于年龄很小的学生，教师们想知道和确保他们不会把传感器放进嘴里，是否他们能够自己把传感器取下来。因此，在实际测试时，传感器是被固定的，所以孩子很难独立拆卸，电线也被安全包裹起来。

　　Sarah Douglas表示，如果他们的假设，即传感器是有效的和正确的，研究人员将寻求传感器的大规模生产，这样它们就可以为更多的教师们所用。我们正在朝着未来的课堂大步迈进，这些课堂将以巧妙的方式使用新技术，让教师更有效地完成他们的工作。

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