基于协同设计的中学生智能辅导系统体验、感知与需求研究

本综述通过问卷与三周协同设计工作坊，深入探讨了12-14岁中学生对智能辅导系统（ITSs）的使用体验、感知及设计需求。研究发现学生期望ITSs融入师生协同机制（in-the-loop），提供认知与情感支架（scaffolding），践行伦理数据实践（ethical data practices），支持多模态社交互动，并配备个性化数字导师与激励机制。研究为构建兼顾学习自主性（learning autonomy）与数据自主性（data autonomy）的ITSs提供了关键设计启示。

　　

Highlight

Empowering students’ learning and data autonomy in ITSs

尽管中学生常被视为在自主探究学习和数据管理技能上不如成人学习者（Boud, 2012; Wang et al., 2022; Zhu et al., 2024b），我们的研究发现他们渴望在智能辅导系统（ITSs）中实现自主性，包括学习自主性和数据自主性。

首先，部分参与者设想通过主动参与训练ITSs（尤其是生成式人工智能驱动的系统）来实现学习自主性。例如，有学生提出：“我希望ITS能让我教它如何更好地理解我的学习风格，就像我训练我的宠物狗一样！”这种参与感不仅增强了学生对系统的掌控感，还促进了他们对机器学习过程的理解。

此外，学生们还希望ITSs能提供透明且可操作的数据管理功能。一位参与者建议：“系统应该有一个‘数据仪表盘’，让我能看到我的学习数据被如何使用，并能随时删除或导出这些数据。”这反映了他们对数据所有权和隐私保护的强烈意识。

Limitations and future work

本研究存在若干局限性，包括课堂环境中较高的生师比、自报告数据、将ITSs介绍为四组件系统的固有缺陷、通用设计主题以及参与者选择。首先，每个班级约有30名学生，孩子们需要相对独立于成人（成人仅作为旁引导者）开展工作。为应对课堂中的高生师比，我们提供了结构化工作表和分步指导，但未来研究可探索更灵活的小组协作模式或数字工具支持。

其次，问卷和协同设计成果均基于学生的自我报告，可能受到社会期望偏差或回忆偏差的影响。未来工作可结合观察法或系统日志分析以三角验证。

第三，尽管四组件模型（域模型、学生模型、教学模型、用户界面）有助于学生理解ITSs，但可能限制了他们的设计想象力。未来可探索更开放的系统介绍方式。

最后，参与者均来自同一所中国中学，且年龄集中在12-14岁，限制了研究结果的普适性。未来应在更广泛年龄组、文化背景和教育环境中验证这些发现。

Conclusion

ITSs有望变革教学与学习，在带来益处的同时也可能对学生的学习和隐私造成潜在风险。随着孩子们越来越多地使用ITSs及相关教育技术，必须确保这些系统的设计符合他们的需求和价值观。然而，探讨儿童在这些系统中的需求和价值观的研究仍然有限。我们的研究旨在探索儿童如何感知和体验ITSs，以及他们期望这些系统具备哪些设计功能。通过协同设计方法，我们识别出关键设计主题，包括支持学习与数据自主性、融入多模态与情感交互、平衡家长参与与教师介入。这些发现为设计更符合儿童真实体验和教育需求的ITSs提供了重要依据。