10月29日，實驗室科研人員在整理兒童情緒監(jiān)測信息。 張梅 攝

AI生成

10月29日，西安文理學(xué)院兒童認(rèn)知科學(xué)與教育促進(jìn)陜西省高等學(xué)校重點實驗室里，一場有趣的眼動實驗正在進(jìn)行。

幾名學(xué)生小心翼翼地幫3歲男孩樂樂（化名）戴上便攜式眼動追蹤設(shè)備。樂樂戴上眼鏡看動畫片時，該設(shè)備會實時捕捉其眼部的每一次轉(zhuǎn)動，記錄他對不同畫面興趣區(qū)的注視情況。電腦屏幕上，跳動的線條與數(shù)據(jù)不斷生成。一旁的研究人員專注分析數(shù)據(jù)，探尋幼兒注意力發(fā)展的規(guī)律。

■ 實驗室的進(jìn)階路

“西安文理學(xué)院在學(xué)前教育學(xué)科積淀多年，為實驗室的發(fā)展提供了堅實支撐。”西安文理學(xué)院教授、教務(wù)處處長蔡軍介紹，該實驗室成立于2015年，起初叫“兒童心理與行為觀察院級實訓(xùn)室”。2024年，該實驗室獲批兒童認(rèn)知科學(xué)與教育促進(jìn)陜西省高等學(xué)校重點實驗室，成為省級重點實驗室。

“隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)前教育面臨諸多新問題與新挑戰(zhàn)。比如，如何更精準(zhǔn)地評估幼兒認(rèn)知發(fā)展水平、如何為不同發(fā)展?fàn)顩r的幼兒提供個性化教育方案等，都需要借助AI技術(shù)深入研究。”西安文理學(xué)院教授、學(xué)前教育學(xué)院院長路娟說，實驗室的成立，為學(xué)前教育的科研與教學(xué)提供有力支撐。

今年7月，實驗室推出的一批開放課題吸引了眾多國內(nèi)該領(lǐng)域科研人員參與。“實驗室的建立，是應(yīng)對AI時代學(xué)前教育挑戰(zhàn)的必然選擇，也是學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。”蔡軍介紹，為匯聚更多力量共同探索“人工智能+教育”前沿問題，實驗室計劃每年面向全國高校、科研單位設(shè)立開放課題，推動該領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展。

圍繞學(xué)前教育領(lǐng)域核心需求與技術(shù)前沿，實驗室以科技賦能兒童發(fā)展研究為定位，明確3大研究方向：采用多技術(shù)融合方法，探討兒童認(rèn)知發(fā)展規(guī)律與促進(jìn)幼兒學(xué)習(xí)的科學(xué)機制；揭示兒童行為異常的認(rèn)知神經(jīng)機制，探索早期篩查及干預(yù)模式；運用人工智能技術(shù)，探索兒童智能評估手段與促進(jìn)發(fā)展模式，為破解學(xué)前教育實踐難題提供科學(xué)方案。

■ 科研守護(hù)“童心”

在實驗室的科研工作中，AI技術(shù)正從多個維度為學(xué)前教育發(fā)展提供助力，成為解鎖兒童認(rèn)知科學(xué)關(guān)鍵問題的“金鑰匙”。

在嬰幼兒發(fā)展評估領(lǐng)域，實驗室科研人員、博士喬娜帶領(lǐng)團(tuán)隊，聯(lián)合企業(yè)訓(xùn)練針對0—6歲嬰幼兒發(fā)展評估的大模型。“0—6歲是孩子發(fā)展的黃金時期。這段時間的發(fā)展?fàn)顩r，對孩子一生影響深遠(yuǎn)。但前期篩查調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多家長尤其是鄉(xiāng)村地區(qū)的家長，對這段時間孩子的發(fā)展不夠重視，且傳統(tǒng)評估方式效率低、主觀性強，難以滿足大規(guī)模、精準(zhǔn)評估需求。”喬娜介紹。

為改變這一現(xiàn)狀，團(tuán)隊借助AI技術(shù)開展研究，并成功訓(xùn)練出“1.0”版模型。“這個模型就像‘智能評估師’。未來，我們計劃設(shè)計網(wǎng)絡(luò)平臺，家長輸入孩子相關(guān)情況就能獲得個性化指導(dǎo)方案，幫助孩子更好發(fā)展。”喬娜充滿期待。

在學(xué)前兒童情緒健康領(lǐng)域，博士張少華開展的入園焦慮研究同樣借助AI技術(shù)取得了顯著成果。“孩子剛上幼兒園易出現(xiàn)入園焦慮，但很多老師和家長不知道該不該干預(yù)、如何科學(xué)干預(yù)。”張少華介紹，團(tuán)隊借助AI技術(shù)分析幼兒情緒表現(xiàn)數(shù)據(jù)，不僅弄清了入園焦慮產(chǎn)生機制，還為老師和家長提供了科學(xué)參考，幫助他們明確不同情況下的干預(yù)方法，幫助幼兒更快適應(yīng)幼兒園生活。

在開展基礎(chǔ)研究的同時，實驗室積極推動產(chǎn)學(xué)研融合，讓科研成果走向市場、服務(wù)社會。截至目前，實驗室已服務(wù)幼兒園100余所，服務(wù)學(xué)前兒童6萬余名，科研成果正在轉(zhuǎn)化為推動學(xué)前教育發(fā)展的實際力量。

■ 鍛造學(xué)前教育新力量

在兒童認(rèn)知科學(xué)與教育促進(jìn)陜西省高校重點實驗室，人才培養(yǎng)始終與科研創(chuàng)新同頻共振。

“我們不僅要產(chǎn)出科研成果，更要為行業(yè)培育知‘童心’、懂教育的復(fù)合型人才。”蔡軍介紹，“實驗室專門設(shè)崗讓學(xué)生深度參與數(shù)據(jù)采集、模型測試等實際項目。從眼動實驗操作到AI評估數(shù)據(jù)整理，學(xué)生在科研一線積累經(jīng)驗。”

實驗室還打造“AI技術(shù)融入—項目孵化—成果轉(zhuǎn)化”的育人體系，推動學(xué)生在競賽中錘煉能力。

“那是我第一次系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和實踐如何進(jìn)行質(zhì)性學(xué)術(shù)研究，很難忘。”回顧備戰(zhàn)第15屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽的日子，學(xué)前教育學(xué)院2023級學(xué)生劉怡雯感慨。

劉怡雯與同學(xué)李宇星在老師張少華指導(dǎo)下參賽，起初就遇上了“攔路虎”。“我們在訪談過程中發(fā)現(xiàn)，事先精心準(zhǔn)備的訪談提綱‘失靈’了。”李宇星描述當(dāng)時的困境。前期訪談效果不盡如人意，收集的資料單薄且流于表面，團(tuán)隊一度陷入困境。在老師的指導(dǎo)下，他們反復(fù)打磨問題，最終斬獲省級一等獎。劉怡雯坦言：“比獎狀更珍貴的是，我們學(xué)會了用科研思維解決實際問題。”

談及未來發(fā)展，路娟說：“我們會進(jìn)一步優(yōu)化模式，增加AI教育應(yīng)用實訓(xùn)模塊，讓學(xué)生在真實教育場景中成長，為學(xué)前教育行業(yè)輸送更多能扛事、會創(chuàng)新的專業(yè)力量。”

“去年，學(xué)校面向全體本科生開設(shè)了人工智能導(dǎo)論通識課、增設(shè)了人工智能本科專業(yè)。今年，學(xué)校又開設(shè)了人工智能領(lǐng)域微專業(yè)。明年，2026版本科人才培養(yǎng)方案修訂中，將要求每個專業(yè)必須實現(xiàn)AI賦能。”蔡軍說。

責(zé)任編輯：黃蕊