摘要：研究教學(xué)質(zhì)量為教學(xué)改革提供了重要參考?，F(xiàn)階段，教學(xué)質(zhì)量的研究方法主要是通過定性研究手段，具有一定的主觀性和滯后性。隨著神經(jīng)科學(xué)和腦科學(xué)的發(fā)展，基于腦電、眼動(dòng)等生理測量技術(shù)為更客觀研究教學(xué)質(zhì)量提供了途徑。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)時(shí)獲取用戶的生理數(shù)據(jù)提供了可能。本文論述了腦電技術(shù)和5G技術(shù)在教學(xué)質(zhì)量研究中的應(yīng)用價(jià)值，擬為廣大教育工作者的教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵字：腦電技術(shù);5G;用戶體驗(yàn);教學(xué)研究

引言

課程教學(xué)是當(dāng)前教育的主要方式，也是影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，教學(xué)質(zhì)量的研究方法主要是通過心理測量手段，這類方法具有一定的主觀性與滯后性。隨著神經(jīng)科學(xué)和腦科學(xué)的發(fā)展，基于腦電（EEG）、眼動(dòng)（Eye-tracking）、心電（ECG）、肌電（EMG）等生理測量的技術(shù)開始在工業(yè)、醫(yī)療、游戲、教育等領(lǐng)域運(yùn)用。其中，腦電技術(shù)是研究用戶認(rèn)知的重要手段。隨著5G技術(shù)的商業(yè)化，為腦電數(shù)據(jù)的傳輸提供了更大的帶寬，使實(shí)時(shí)獲取用戶生理信號成為了可能。因此，本文擬提出一種結(jié)合腦電技術(shù)和5G技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量研究方法設(shè)想，可以更客觀、實(shí)時(shí)的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，輔助教師提升教學(xué)質(zhì)量。

1.教學(xué)質(zhì)量評價(jià)方法現(xiàn)狀

教學(xué)質(zhì)量評價(jià)是指對老師的學(xué)術(shù)水平、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度等進(jìn)行評價(jià)。教學(xué)質(zhì)量的研究可以認(rèn)定和解釋課堂教學(xué)事實(shí)，發(fā)現(xiàn)和反思教學(xué)實(shí)踐中存在的問題，改進(jìn)課堂教學(xué)方法和機(jī)制。專家評價(jià)法、訪談法、問卷調(diào)研法等定性研究方法是用于研究教學(xué)質(zhì)量及學(xué)習(xí)質(zhì)量的常見方法。專家評價(jià)法即邀請多名行業(yè)專家通過聽課的形式對課程教學(xué)的情況進(jìn)行評價(jià)。這種教學(xué)質(zhì)量評價(jià)方法的評價(jià)主體是教學(xué)專家，可以直接給年輕教師以指導(dǎo)。但是，由于專家組人數(shù)及聽課次數(shù)有限，很難準(zhǔn)確反映每個(gè)教師的每門課程的教學(xué)質(zhì)量。此外，專家的意見并不代表學(xué)生的意見，無法反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)需求。訪談法和問卷調(diào)研法即通過訪談或問卷調(diào)研，直接了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與需求。目前，大多數(shù)基于訪談法和問卷調(diào)研法的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)內(nèi)容主要參考華盛頓大學(xué)在教學(xué)質(zhì)量評價(jià)表中提出的4個(gè)問題：這門課程能否激發(fā)智慧、開拓思維;這門課程在哪方面對你的學(xué)習(xí)貢獻(xiàn)最大;你在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)遇到了那些困難;你對這門課程的教學(xué)有那些改進(jìn)意見。這類方法的評價(jià)主體是學(xué)生，操作簡單，針對性強(qiáng)，但學(xué)生很難提出客觀的，有價(jià)值的意見。

綜上所述，上述研究方法雖各有優(yōu)點(diǎn)，但卻有一定的主觀性與滯后性。主觀性是指心理測量過于依賴學(xué)生的主觀選擇和專家的個(gè)人偏好，因而無法客觀的反映教學(xué)的質(zhì)量。一方面，學(xué)生可能會為迎合老師或家長而隱瞞真實(shí)的學(xué)習(xí)情況。另一方面，專家的個(gè)人偏好無法代表整個(gè)學(xué)生群體的評價(jià)。滯后性是指研究的滯后性，即不能實(shí)時(shí)掌握每個(gè)學(xué)生在課堂的認(rèn)知情況，需要在課后對學(xué)生進(jìn)行調(diào)研。課后調(diào)研通常會造成用戶的記憶負(fù)荷增加，造成關(guān)鍵信息的丟失。

2.基于腦電技術(shù)與5G的教學(xué)質(zhì)量研究方法

2.1腦電技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

腦電技術(shù)是一種反應(yīng)大腦功能狀態(tài)的電生理技術(shù)，通過在腦部安放電極記錄大腦神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)所產(chǎn)生的生物電活動(dòng)。腦電技術(shù)的時(shí)間精度為千分之一秒，可以反映大腦皮質(zhì)層的神經(jīng)活動(dòng)，精確的時(shí)效性使其成為認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的一種常用技術(shù)。事件相關(guān)電位（ERP）是反映用戶認(rèn)知活動(dòng)的重要指標(biāo)，當(dāng)感官系統(tǒng)接收到特定的刺激時(shí)會引起大腦的ERP變化。相比于心理測量，腦電信號可以更客觀、實(shí)時(shí)的反映學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)。腦電技術(shù)可以記錄學(xué)生在瀏覽課件或思考問題過程中的腦電信號，通過分析ERP數(shù)據(jù)的變化可以判斷不同教學(xué)方法下學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)的差異性。常用的ERP信號主要包括P1、N1、P2、N2、P300、N400等。其中，P1、N1可以反映學(xué)生的早期注意成分。P2受空間注意的影響，可以反映學(xué)生對課件或板書的識別與加工。N2可以反映學(xué)生對學(xué)習(xí)信息刺激的初步加工。P300可以反映學(xué)生的認(rèn)知過程，受主觀概率、相關(guān)任務(wù)、刺激的重要性、決策注意、情感等多因素的影響。N400被認(rèn)為與長時(shí)記憶的語義信息提取有關(guān)，是研究語言加工處理相關(guān)的認(rèn)知機(jī)制的常用ERP成分。通過對學(xué)生ERP數(shù)據(jù)的研究，教師可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知活動(dòng)量化，客觀的了解學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況。

2.2腦電技術(shù)與5G技術(shù)的結(jié)合

5G技術(shù)是具有高速率、低時(shí)延和大連接等特點(diǎn)的第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-環(huán)境互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5G技術(shù)為腦電數(shù)據(jù)的傳輸提供了更大的帶寬，為實(shí)時(shí)獲取學(xué)生生理信號提供了途徑。將腦電技術(shù)與5G技術(shù)的結(jié)合，可以有效解決心理測量的滯后性問題。目前的教育模式追求個(gè)性化、智能化，通過腦電技術(shù)與5G技術(shù)的結(jié)合，不僅可以使教師實(shí)時(shí)了解到每一個(gè)學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)情況，也可以使教師實(shí)時(shí)了解到整個(gè)班級的學(xué)習(xí)情況，從而適時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。5G和腦電技術(shù)的結(jié)合將會給教師帶來全新的審視角度，使教育邁向智能化、個(gè)性化時(shí)代。

3.未來發(fā)展趨勢

（1）設(shè)備佩戴的舒適性

檢測腦電信號的關(guān)鍵設(shè)備是腦電儀。目前，腦電儀需要在頭上安裝多個(gè)電極片，佩戴不舒適且造型不美觀，嚴(yán)重影響學(xué)生聽課的注意力。未來，腦電儀可能會改變現(xiàn)有的形態(tài)，例如變?yōu)槊弊?，頭巾等形式。整體形態(tài)輕巧且美觀，不影響學(xué)生聽課的注意力。

（2）配套的分析軟件

目前，教育領(lǐng)域還沒有配套的腦電信號分析軟件。未來，配套的腦電信號分析軟件應(yīng)針對以下幾方面進(jìn)行設(shè)計(jì)：一方面，要將個(gè)人的腦電信號轉(zhuǎn)為思維活躍度、情緒等要素，以供教師進(jìn)行學(xué)生個(gè)體的研究。另一方面，要將整個(gè)班級的學(xué)生的腦電信號進(jìn)行歸納，轉(zhuǎn)換為表達(dá)課堂氛圍，積極性等的要素，以供教師進(jìn)行班級學(xué)習(xí)情況研究。此外，該軟件可以將學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)情況以及班級的學(xué)習(xí)情況，給通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)或定期反饋給教師、監(jiān)督部門、家長等，促使教師和家長針對班級（或?qū)W生）學(xué)習(xí)情況及時(shí)改進(jìn)教學(xué)和教育策略。

（3）多種測量技術(shù)的結(jié)合

單一的心理測量方法或生理測量方法難以準(zhǔn)確識別用戶真實(shí)的心理狀態(tài)和認(rèn)知狀態(tài)。綜合多種生理測量方法及心理測量方法是未來的發(fā)展趨勢，將會為學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)研究提供更可靠的依據(jù)。

4.結(jié)語

腦電技術(shù)作為一種定量研究技術(shù)，為更客觀研究教學(xué)質(zhì)量提供了途徑。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)時(shí)獲取學(xué)生的腦電數(shù)據(jù)提供了可能。本文提出了一種腦電技術(shù)結(jié)合5G技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量研究方法策略，論述了腦電技術(shù)在教學(xué)質(zhì)量研究中的應(yīng)用價(jià)值，為廣大教育工作者的教學(xué)改革提供了參考。

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作者簡介

蔡思琪（1991—09），女，漢族，河南安陽，專職教師/助教，碩士研究生，西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院，會計(jì)