裴培　王海燕

摘 要：文章主要從可穿戴技術的概述，可穿戴技術在教育教學領域的使用案例分析，可穿戴技術在教學中使用的注意事項等幾個角度來論述其對教育的助推作用。它在一定程度上滿足了師生與學校的需求，其中可穿戴技術在教育教學領域的使用案例分析中，又從其與創(chuàng)客、量化自我、個性化學習的關系來進一步闡明可穿戴技術對教育的重要貢獻。以期引起更多熱愛技術且關注教育的各界人士的關注，并進行更多的實踐探索，從而提升教育教學質量。

關鍵詞：可穿戴技術；可穿戴設備；教育

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）16-0090-04

一、引言

近幾年，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算、計算機通信等技術的快速發(fā)展，可穿戴技術逐漸滲入人們工作、學習、生活的各方各面。據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)預言，可穿戴技術在未來10年將會是所有技術中對人類影響最深遠的技術。在教育領域，可穿戴設備因其便攜易用、超越時空限制、促進師生多元評價等特點，引發(fā)廣泛關注。而且，從2013年到2015年的高等教育版《地平線報告》可以發(fā)現(xiàn)（如表1所示），可穿戴技術在教育領域的應用將成為一種必然的趨勢?？纱┐骷夹g帶給學習者非線性的學習方式，所以，它與教育的融合，特別是它與創(chuàng)客、量化自我、個性化學習的交叉情況的探索，都是值得探討的，本文就以此展開。

二、可穿戴技術概述

1.可穿戴技術的概念

可穿戴技術（Wearable Technology，WT）是智能技術的一種，是上世紀六十年代由美國麻省理工學院媒體實驗室提出的創(chuàng)新技術。對于其中“可穿戴”一詞，人們很容易聯(lián)想到衣物、戒指、耳環(huán)、項鏈、手鏈、眼鏡等物品，因此，從人類開始為了生存與尊嚴不斷奮斗的時候，就有了傳統(tǒng)的可穿戴產(chǎn)物。鑒于此，對于“可穿戴技術”的理解也就比較容易了。雖然各界人士對WT的定義不盡相同，但是其本質是一致的，首先，它是一種智能計算技術，其次，它與人類息息相關，工程師利用它主要致力于設計與開發(fā)可穿戴的智能計算產(chǎn)品[1]。

在本文中，主要從WT的功能這一角度來給它賦予定義，也就是說，WT就是一種研究如何創(chuàng)造能直接穿戴于身上或者整合進用戶穿戴物品中的設備的技術，而且，這種技術將多媒體、傳感器和無線通信等技術綜合應用于該過程。

2.可穿戴技術的特點

當前，可穿戴技術的應用領域已十分廣泛，而且，在不同的領域，它表現(xiàn)出來的優(yōu)越性也不盡相同。在教育領域，其應用特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）超越時空的限制

師生的教與學活動有了WT的加入，可以打破時空的局限。比如，學生可以利用可穿戴技術設備（如智能眼鏡、智能手表等），在他們需要的情況下，隨時隨地與伙伴溝通互動，并與學習資源進行交互，像紐帶一樣加強了學生之間、師生之間的交流與合作，并且可以促進學生的碎片化學習。

（2）個性化的任務管理

為了使學習者更好地管理自己的學習進程，許多可穿戴設備為他們提供了筆記、日歷、電子郵件等服務，這樣，無論學習者當前或之后有多少復雜或瑣碎的任務，他們隨時都可以借助可穿戴設備來對這些任務進行科學有效的管理。比如，Apple Watch這款智能設備就可以滿足用戶對活動任務進行管理的需求，而且使用起來輕便靈活[2]。

（3）游戲化學習體驗

當下，運用于教育教學的不少可穿戴智能產(chǎn)品，不僅給用戶帶來了豐富多彩的學習體驗，還為用戶構建了在游戲中學習的創(chuàng)新型情境。有了學習游戲，學習者不但可以借此得以放松，還能夠激發(fā)其學習動機，學習過程也更充滿樂趣。

（4）沉浸式學習體驗

WT可以為學習者提供逼近現(xiàn)實的教與學情境，借助這種情境，能夠促使學習者的聽覺、觸覺、視覺等多種感官得以延伸。比如，學習者可以通過佩戴智能頭盔或智能眼鏡，根據(jù)自身需求獲取相關的學習資源，除此之外，學習者還能借此參觀景區(qū)、學校，聆聽演講報告等，從而完成學習任務或單純獲得愉快的旅行體驗。

（5）多元化評價

對學習者的學習過程及結果進行評價是了解其學習情況的重要環(huán)節(jié)，可穿戴設備的加入，更是為這一環(huán)節(jié)的實現(xiàn)提供了更大可能。借助WT及其它先進的信息技術，可以對學習者的學習、生活進行多方面、實時、精確的軌跡記錄[3]。師生可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進一步挖掘與分析，評價學習者當前身體狀態(tài)、學習動機強度、對知識點的掌握程度等，通過多元的評價與推理[4]，進而有針對性地進行改進或突破，教師改進其教學過程與方法，學習者改進其學習方式與方法，從而提高教與學的效率，這種教與學的評價對于精準教學的實現(xiàn)也具有重要意義。

3.可穿戴技術的應用與發(fā)展

近年來，WT發(fā)展迅猛，逐步滲入軍事、商業(yè)、娛樂、教育等眾多領域，在教育教學中研究與應用可穿戴設備也逐漸成為一種潮流。國內(nèi)外都有很多涉及到WT研究的實驗室，比如MIT Media Lab， 該實驗室的情感計算小組開展的很多研究活動都與WT有關，比如，他們通過創(chuàng)建新的可穿戴式傳感器和新的機器學習算法，共同分析多通道信息，從而為人們表達情感認知狀態(tài)創(chuàng)設新的方法。麻省理工學院（MIT）研制的Galvactivator智能手套，可以測量出學習者的體溫、脈搏及皮膚的導電性，進而判斷學習者的情緒狀態(tài)。當佩戴者內(nèi)心焦躁、心態(tài)不穩(wěn)時，手套上的閃光燈就會發(fā)出警示，提醒佩戴者適當放松，緩解壓力。

在2015年，美國Oral Roberts大學要求其新生都要佩戴Fibits智能手環(huán)入學，收集學生的運動數(shù)據(jù)，了解他們的運動水平，并通過相關網(wǎng)絡平臺對其進行等級劃分。這些數(shù)據(jù)都會由智能手環(huán)進行真實的測量與記錄，進而在學校的相關管理平臺上得以分級顯示，其結果還會影響到學生的體育課成績。紐約大學商學院也會要求學生參與一些可穿戴實踐活動，比如，學生通過谷歌眼鏡與夾扣式相機來監(jiān)控紐約的街道情況，并就收集到的數(shù)據(jù)進行分析，最后為交通安全管理提供方案。

還有一些高校教師通過可穿戴設備開展一些教學方法、教學策略的研究，直接將其作為研究工具，比如哈佛大學的Ethan Bernstein教授，他通過佩戴Jawbone UP智能手環(huán)與心率器來研究教師在課堂上走動的步數(shù)與學習者對教學內(nèi)容的理解程度之間的相關性。

綜上所述，WT為教師的教學方式和學生的學習方式帶來了改變，但是，WT也面臨著很多挑戰(zhàn)，特別是學生的個人隱私、可穿戴設備的輻射等問題，這些都值得進一步探討。

三、可穿戴技術在教育中的使用案例分析

1.可穿戴技術為創(chuàng)客搭建技術支撐

創(chuàng)客（Maker）主要是指不以贏利為目標，并將其創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實的人[5]。這些人常常以小組的方式共同設計并將他們的想法付諸實踐，最后以成品的形式來展示，甚至進行規(guī)模化的生產(chǎn)與銷售?？纱┐骷夹g可以為整個流程的順利實施提供技術支撐與物質環(huán)境。例如，神經(jīng)癥ALS使得涂鴉藝術家TEMT四肢完全癱瘓，且口不能言，他只能通過眨眼與外界交流，Mick Ebeling及其團隊為此研究出Eye Writer[6]（如圖1所示），這是一款需要硬件技術支持、允許佩戴者實現(xiàn)繪畫與交流的眼鏡，患者可以通過眼睛控制光的移動，從而將頭腦中構建的畫面展示在屏幕上，實現(xiàn)藝術創(chuàng)作，這個發(fā)明為這位藝術家以及與他有類似情況的殘障人士再次實現(xiàn)夢想提供了可能。

現(xiàn)在隨著各種硬件與軟件技術的進步，低年級的學生都可以完成一些可穿戴設備的制作。例如，Sylvia的小型創(chuàng)客展示分享了小小年紀的她作為一名科技愛好者，開動腦筋，并利用創(chuàng)客空間提供的一些材料，動手操作，完成心臟傳感器視頻的創(chuàng)作[7]。這從一定程度上反映了簡單的可穿戴智能產(chǎn)品是可以由學生參與完成的，在這一實現(xiàn)過程中，我國信息技術學科核心素養(yǎng)也得以體現(xiàn)，還有助于培養(yǎng)學習者的想象力與動手操作能力。他們可以通過網(wǎng)絡查找、下載自身感興趣的開源代碼，并對其進行修改以滿足自己的需求，還能通過開源的硬件實現(xiàn)作品的設計與調(diào)試。在教育教學活動中，教師可從性價比、可擴展性、使用難度等多方面進行考量，從而選定適于教師與學習者需求的服務平臺。

2.可穿戴技術為量化自我提供數(shù)據(jù)依據(jù)

量化自我，簡而言之，就是通過各種技術手段對個體當前的物質攝入、身體狀態(tài)及其身心表現(xiàn)等相關數(shù)據(jù)進行獲取及分析的過程。該概念一經(jīng)提出，便引起各界的廣泛關注，尤其是教育科學研究領域及其相關技術領域的專家學者對其深感興趣。而隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術的迅猛發(fā)展，各種可穿戴智能計算設備的問世，更是引發(fā)了大批愛好運動的人們參與到量化自我這項活動中。

可穿戴設備就像是個體的“身體管家”[8]，實時記錄與身體相關的數(shù)據(jù)。如今，它們也能很好地為教育教學提供服務。教師可以通過這些數(shù)據(jù)，及時了解學生的身體狀況、情緒，甚至是大腦的思維狀態(tài)，進而為學生分配適合他們各自的學習任務與活動。比如，在體育教學中，教師通過了解以上數(shù)據(jù)，量化學生的學習，可以迅速調(diào)整學生的活動量，為不適宜運動量過大的學生分配適宜他們運動的活動與任務，為體質好的學生分配運動消耗量較大的任務。這樣，就可使班級里所有學生都得到適合自己的成長與發(fā)展。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，量化學習的服務也將不斷被改進與完善。

3.可穿戴技術為個性化學習提供選擇渠道

個性化學習是一種關注學生個體差異為基礎，以實現(xiàn)學生個性發(fā)展為目標的范式。而WT可以實現(xiàn)個體的多種數(shù)據(jù)收集，故而為個性化學習提供了便利。此外，WT還促進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對物與物、人與物的有效連結起到了不可比擬的作用，從而為個體提供多種多樣的個性化服務，滿足用戶層出不窮的需求[9]。WT還與大數(shù)據(jù)、云計算服務相結合，通過數(shù)據(jù)分析，為個體推送資源。

在平時的課堂上，教師也可以通過WT來實時追蹤學習者的動態(tài)，記錄相關數(shù)據(jù)，可穿戴設備對這些數(shù)據(jù)進行分析，從而輔助教師獲得學習者的當前狀態(tài)，包括他們學習花費的時間、學習時段、學習疑難點等，隨后教師給予他們相應的幫助，擊破疑難點，實現(xiàn)教師的個別化教學和學習者的個性化學習。在課下，學習者還可以通過相應智能設備，與志同道合的伙伴建立社群組，就相關主題進行隨時隨地的互動，上傳或獲取所需要的資源，滿足自身發(fā)展的需要，實現(xiàn)個性化學習。

四、 在教育活動中使用可穿戴技術的注意事項

眾人皆知，事物都具有兩面性，同樣地，可穿戴技術對教師與學生來說也是一把“雙刃劍”，但是這把“劍”所帶來的影響主要取決于人們怎樣去使用它。通過查閱文獻、訪問調(diào)查與親身實踐，對于在教育活動中可穿戴技術的使用，筆者現(xiàn)提出以下幾點建議。

第一，在先進的理論指導下開展教學活動。為使可穿戴技術與教育教學相結合產(chǎn)生更好的效用，教師需要以先進科學的教學理念為指導。如今，在教學中強調(diào)“以人為本”，強調(diào)學習者的合作探究能力的培養(yǎng)，這在一定程度上符合建構主義理念，學習者可以借助可穿戴設備，建立學習小組，實現(xiàn)人人、人機的實時交互，共同探究，完成任務。

第二，與其它先進技術相結合，優(yōu)化可穿戴技術的功能。技術工具在教學中的應用往往不是以孤立的形態(tài)出現(xiàn)的，可穿戴技術當然也不例外。教師可按需選擇合適的技術與之有效整合，例如VR技術，教師可將二者聯(lián)系起來，組織學習者參觀三維的圖書館或聽講座，變更學習方式，增強沉浸感。

第三，科學合理地使用可穿戴技術，保護學生隱私安全。由于可穿戴設備的部分相關技術還不夠完善或先進，這樣學生的信息可能處于危險狀態(tài)，一旦泄露，可能產(chǎn)生不可估量的損失。所以，學校需要按需獲取學習者的數(shù)據(jù)，遵循一定的法律與倫理道德規(guī)范，并保障這些數(shù)據(jù)的安全與可靠性。

第四，積極關注國內(nèi)外可穿戴技術在教育領域的發(fā)展動態(tài)。借鑒成功經(jīng)驗與失敗的教訓是非常有必要的，特別是對于剛剛起步或打算開展相關活動的學校與教師而言，更要關注國內(nèi)先行學校的發(fā)展情況以及國家的相關政策指導，以便站在前人的肩膀上前行，及時調(diào)整，少走彎路，降低代價。

五、總結與展望

隨著教育信息化進程的不斷推進，各種信息技術在教育教學中的應用層出不窮，比如3D打印技術、學習分析技術、量化學習等等，可穿戴技術由于其自身優(yōu)越性，也對教育教學產(chǎn)生了一定的影響，使教學方式與學習方式得到了一定程度上的優(yōu)化，受到教育工作者的青睞。可穿戴技術為校園創(chuàng)客的創(chuàng)作提供技術支撐，為學習者進行量化自我、量化學習、量化生活提供數(shù)據(jù)支持，為學習者個性化的學習和教師進行個性化的教學管理與評價提供選擇渠道。

但是，在大部分區(qū)域，它還僅僅處于嘗試與試用的階段，對學習者還未形成系統(tǒng)的使用與評估模式?？纱┐骷夹g在教育領域要達到純熟而又自然的應用也不是一蹴而就的，它需要政府、學校、企業(yè)、家庭等的多方協(xié)調(diào)與平衡的支持，需要勇于突破傳統(tǒng)、執(zhí)著創(chuàng)新與堅定改變的精神與意志。道路是崎嶇的，而前途是光明的，任重而道遠，師生都還需要較長的時間，去挖掘與分析可穿戴技術的潛能，使之更好地服務于教學與學習活動，滿足個性化的需求。人們有理由相信，隨著技術的不斷改進、價格的逐漸降低與服務的不斷完善，可穿戴技術終將在教育教學領域大展拳腳，為教育教學注入新能量，促使學習者學會更好地去了解、發(fā)現(xiàn)、運用與評價事物，使教育變得更科學、更具智慧。

參考文獻：

[1]顏延，鄒浩，周林，袁嬋，王磊.可穿戴技術的發(fā)展[J].中國生物醫(yī)學工程學報，2015（6）：644-653.

[2]蔡武.可穿戴技術的教育應用研究前沿述評[J].海外華文教育，2016（5）：697-707.

[3]彭紅超，祝智庭.面向智慧學習的精準教學活動生成性設計[J].電化教育研究，2016（8）：53-62.

[4]祝智庭，彭紅超.信息技術支持的高效知識教學：激發(fā)精準教學的活力[J].中國電化教育，2016（1）：18-25.

[5]祝智庭，雒亮，朱思奇.創(chuàng)客教育：駛向創(chuàng)新教育彼岸的破冰船[J].創(chuàng)新人才教育，2016（1）：32-38.

[6]WATCH： The Incredible Power Of a Single Pair Of Glasses[EB/OL].http：//www.huffingtonpost.com/mick-ebeling/eyewriter-ted-talk_b_3158106.html.

[7]Sylvia's DIY webshow on everything cool and worth Making[EB/OL].http：//sylviashow.com/episodes

[8]劉三（女牙），李卿，孫建文，劉智. 量化學習：數(shù)字化學習發(fā)展前瞻[J].教育研究，2016（7）：119-126.

[9]金慧，劉迪，高玲慧，宋蕾.新媒體聯(lián)盟《地平線報告》（2016高等教育版）解讀與啟示[J]. 遠程教育雜志，2016（2）：3-10.

（編輯：魯利瑞）