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Ia型超新星中作为暗能量特性标志的有效哈勃常数
暗能量是当代宇宙学研究中的核心问题之一,它被认为是驱动宇宙加速膨胀的神秘成分。尽管暗能量的存在已经被多种观测数据所支持,例如超新星Ia(SNe Ia)的红移-距离关系、宇宙微波背景辐射(CMB)的各向异性以及宇宙大尺度结构的观测,但其具体性质仍然充满争议。暗能量的方程状态参数 $ w $,即其压力与能量密度的比值,是理解其行为的关键。当 $ w -1 $ 时,暗能量则更接近“五种本质”(quintessence)的性质,即一种可以随时间演化但不会导致宇宙崩溃的成分。然而,对于 $ w $ 是否为常数,或者是否存在随时间变化的演化趋势,科学界尚未达成一致。在这一背景下,本文提出了一种新的方法,
来源:Journal of High Energy Astrophysics
时间:2025-10-11
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儿童如何从机器人那里学习:儿童与机器人互动中交流方式与性别差异的教育意义
本研究探讨了小学儿童在与具有不同沟通风格和拟人化性别特征的人形机器人互动时的行为反应。实验中,251名年龄在7至12岁之间的儿童与被编程为采用礼貌请求风格或强硬命令风格的机器人进行互动,同时机器人被设定为具有女性或男性的人格特征。研究主要围绕两个假设展开:首先,儿童是否会模仿机器人的沟通风格(H1);其次,儿童的年龄和性别是否会影响他们对机器人的拟人化程度(H2–H3)。研究结果表明,无论机器人采用哪种沟通方式,儿童普遍倾向于以礼貌的方式回应,而非简单地模仿机器人的语气。此外,年龄较小的儿童和女孩表现出更高的拟人化倾向。尽管研究假设H4认为模仿程度与拟人化程度存在相关性,但结果并未支持这一观点
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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迈向可靠的生成式AI驱动的学习支持框架:减少幻觉现象并提升自我调节学习的质量
在这项研究中,我们探讨了生成式人工智能(GenAI)在支持学生自我调节学习(SRL)中的应用,特别是在评估个性化学习支架(scaffolds)以减少生成内容中的幻觉(hallucinations)和提升整体质量方面。随着大规模语言模型(LLMs)技术的进步,它们在教育技术中的应用展现出巨大的潜力,能够自动为学生生成个性化的学习支架,以促进其自我调节学习能力。然而,LLMs在生成内容时可能会出现幻觉,这可能影响学习体验和伦理标准。因此,我们提出了两种基于GenAI的评估方法,旨在提升LLMs生成的个性化学习支架的质量和可靠性。### 一、研究背景与意义自我调节学习(SRL)是学生主动参与学习过程
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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探究小学生自我调节学习(SRL)行为在人机协同编程学习环境中的特点:来自一个拟议框架的见解
马学春|李翠欣|徐洁|朱世云|李艳浙江大学教育学院,杭州,310058,中国摘要在小学阶段开展编程教育对于培养未来所需的人才至关重要,然而小学生往往在自我调节学习(SRL)方面存在困难,尤其是在资源利用和策略规划方面。尽管基于生成式人工智能(GenAI)的协作编程学习有可能提升个性化编程教育的效果,但GenAI与SRL过程的相互作用仍尚未得到充分研究。为填补这一空白,本研究首先提出了一个适用于人机协作编程学习环境的SRL行为分析框架,然后利用该框架以及聚类分析、描述性统计和滞后序列分析等多种学习分析方法,对一组六年级学生(n=36)在该环境中的SRL行为进行了研究。分析结果如下:(1) 根据学
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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结构化简报:通过模拟游戏实现有意义的学习体验
### 模拟游戏中的简介:设计与实施的全面解析模拟游戏(Simulation Games, SG)是一种融合教育与娱乐的交互式学习工具,其核心价值在于通过模拟复杂现实情境,使学习者能够在安全、可控的环境中体验、探索和实验。模拟游戏通常包含三个关键阶段:简介(briefing)、游戏阶段(gameplay)和总结(debriefing)。尽管总结阶段常被视为模拟游戏过程中最具影响力的部分,但简介阶段的重要性同样不容忽视,却在相关研究中被忽视和研究不足。简介不仅是学习者与引导者之间建立联系的起点,还对学习体验和成果产生深远影响。因此,理解如何实施一个有意义的简介,以支持模拟游戏的目标,成为当前研究
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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虚拟现实能否改善青少年的社会情感学习?一项实验研究
虚拟现实(VR)技术近年来在教育领域的应用越来越广泛,尤其是在促进社会情感学习(SEL)方面,展现出巨大的潜力。SEL被认为是21世纪技能发展的重要组成部分,强调个体在学习和生活中有效管理情绪、建立积极人际关系以及实现个人目标的能力。这些能力不仅对学生的学业表现有积极影响,还与他们的心理健康、社会适应性和整体幸福感密切相关。然而,尽管VR在理论上能够提供更加沉浸和互动的学习体验,目前关于其在SEL干预中的实际应用效果仍缺乏系统的实证研究。因此,本文旨在通过一项实验研究,探讨基于VR的SEL干预对中学生社会情感能力(SECs)发展的影响,并与传统的面对面SEL课程进行比较,以评估VR技术在这一领
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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关于利用生成式人工智能设计自我调节学习的系统性文献综述及其未来研究方向
作者:齐夏、钱柳、艾哈迈德·特利利、托马斯·K.F. 周单位:中国浙江省高等教育学院,教育学院506-2室,杭州310058摘要越来越多的研究表明,生成式人工智能(GenAI)通过其即时性和交互性能够显著提升学生的自我调节学习(SRL)能力。然而,仍存在一些挑战,包括对GenAI如何影响SRL机制的认知不明确,以及教师在尝试将其融入课堂教学时遇到的困难。本系统综述研究了如何利用GenAI设计SRL活动。我们检索了过去五年内发表在Web of Science、ProQuest、ERIC和Scopus四个数据库中的73篇相关文章,得出了三个主要实证发现:首先,GenAI在SRL的三个阶段(预习、执
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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开发一款用于小学数学问题解决的人工智能学习辅助工具
本研究探讨了将台湾自适应学习平台(TALP)与基于生成式人工智能的学习伙伴(TALPers)相结合,对五年级学生数学学习成效的影响。研究主要集中在自我学习和补救教学两种情境中,并且这两种情境都融入了苏格拉底式对话和波利亚问题解决策略。研究结果表明,结合TALPers支持的视频式自我学习产生了最高的学习成效。在补救教学情境中,获得TALPers支持的学生也展现出显著更好的学习表现。无论是自我学习还是补救教学,这些方法对成绩较低的学生尤其有效。研究中提到的TALP是由台湾教育部开发的一个全国性教育系统,目前拥有超过280万注册用户。该平台通过人工智能技术为学生提供个性化的学习路径,涵盖教学视频、练
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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双模式聊天机器人中的学习者自主性与模式选择:在线课程中学生的互动模式与学习成果
### 教育聊天机器人的双模式使用与学生自主学习行为的实证研究在在线教育环境中,教育聊天机器人逐渐成为提升学生参与度、教学支持和个性化学习的重要工具。随着技术的发展,聊天机器人的功能已经从简单的规则驱动型和意图识别型扩展到基于大型语言模型(LLM)的高级模式,以及结合检索增强生成(RAG)的参考型模式。然而,尽管这些技术在理论上具有巨大潜力,现有研究主要集中在单模式聊天机器人的使用上,对多模式聊天机器人中学生如何自主选择和使用不同模式的实证探讨仍较为有限。因此,本研究旨在探讨学生在大规模在线课程中如何与双模式聊天机器人互动,分析其自主选择行为及其对学习体验和课程完成率的影响。#### 学生对聊
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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一种基于K最近邻算法的智能推荐系统,旨在促进自主学习并减轻在线高等教育的认知负担
随着全球高等教育机构日益重视在线学习系统,这些系统在提升教学质量与提供灵活的教育资源获取方面发挥了重要作用。然而,尽管在线学习具备诸多优势,如学习资源的可访问性和学习时间的自由度,其仍然面临一些关键挑战。其中,个性化学习支持的缺乏被视为主要障碍之一。传统的“一刀切”式教学模式忽视了学习者在认知能力、学习风格和学习目标上的多样性,导致学生难以有效地调控自己的学习过程。对于那些学习能力较弱的学生而言,缺乏针对性的指导更容易引发认知过载、学习动力下降、参与度降低,甚至导致学习退缩。为了解决这一问题,本研究提出了一种基于K近邻(KNN)算法的交互式自我调节学习系统,旨在为大学学生提供个性化的学习路径推
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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适应性元认知支架与计划性元认知支架在计算思维教学中的应用:来自生成式人工智能辅助编程在小学教育中的实证研究
在当前教育技术迅速发展的背景下,生成式人工智能(GAI)的应用正在改变传统教学模式,尤其是在培养儿童计算思维(CT)方面展现出巨大潜力。计算思维作为一种核心能力,涵盖了分解问题、识别模式、抽象化、算法设计以及评估等关键要素,被认为是解决复杂问题的基础技能之一。随着GAI技术的不断成熟,如ChatGPT等大型语言模型,它们能够为学生提供即时、个性化的反馈,从而帮助学生更好地理解和掌握抽象概念。然而,如何有效利用这些技术来促进儿童的计算思维发展,仍然是一个值得深入探讨的问题。本研究旨在探讨在生成式人工智能支持的编程环境中,适应性元认知支架(AMS)与计划性元认知支架(PMS)对小学阶段学生计算思维
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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用于电动汽车逆变器被动冷却的循环热管开发
在现代电动汽车(EVs)的热管理领域,牵引变频器(inverter)作为核心组件之一,承担着将电池提供的直流电转换为牵引电机所需的交流电的重要任务。由于其在电动汽车中承担着高功率转换的功能,牵引变频器会产生大量的热量,通常达到千瓦级别。这种高热量的产生不仅对设备的运行效率提出了挑战,还对设备的散热能力提出了更高的要求。因此,如何有效地对牵引变频器进行冷却,成为电动汽车热管理技术中的关键问题之一。目前,大多数电动汽车采用的是由电动水泵驱动的水冷系统来冷却牵引变频器。这种系统虽然能够有效地移除热量,但同时也存在一些明显的缺点。首先,它需要消耗额外的电能,这在一定程度上增加了整车的能耗,进而影响燃油
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-10-11
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两级热电冷却系统的最大温差
在现代热管理技术中,热电冷却器(TECs)因其体积小、结构简单、冷却速度快以及温度控制精度高等优点,被广泛应用于红外探测器、激光模块、通信设备和医疗仪器等领域。然而,热电冷却器的性能受到其使用的热电材料特性的根本限制。特别是在单级热电冷却器中,当热端维持在室温条件下,其最大温差(MTD)通常被限制在约70K左右。为了满足需要更大温差的应用需求,多级热电冷却器,特别是两级热电冷却器,逐渐成为研究和应用的重点。两级热电冷却器的最大温差是评估其性能的关键参数之一。2002年,Xuan等研究了在串联、并联以及独立电源供电模式下两级热电冷却器的性能,并提出了通用的MTD公式。然而,这些研究通常假设热电模
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-10-11
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用于收集极高密度热能的近场热光伏热交换器
热电光伏(Thermophotovoltaic, TPV)系统是一种固态热机,能够将来自各种热源的能量,如太阳能辐射、燃烧气体和工业余热等,转化为电能。这种系统因其独特的能量转换机制,在高效能量利用和可持续发展方面展现出巨大潜力。近年来,TPV技术的发展受到了广泛关注,尤其是在提升能量转换效率和减小系统体积方面。本文介绍了一种新型的近场热电光伏热交换器(Near-Field Thermophotovoltaic Heat Exchanger, NFTPV-HX),它通过优化系统结构和热交换方式,实现了在不增加系统占地面积的前提下,显著提升电能输出,同时降低了电阻损耗。TPV系统的核心原理是利用
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-10-11
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一种可持续的离网电动汽车充电模式,该模式利用分布式能源资源为孟加拉国偏远山区提供服务
在当今全球能源结构转型的背景下,电动车辆(EVs)正逐渐成为可持续交通的重要组成部分。然而,在许多发展中国家,尤其是像孟加拉国这样的国家,电动汽车的推广仍面临诸多挑战。其中,充电基础设施的缺乏是限制其发展的关键因素之一。特别是在偏远、无电网覆盖的地区,这一问题尤为突出。本文聚焦于孟加拉国东南部的乔克拉多恩(Chattogram Hill Tracts, CHT)地区,探讨如何通过混合可再生能源系统建立离网电动汽车充电站,从而推动绿色交通的发展。乔克拉多恩地区以其复杂的地形、丰富的生物多样性和独特的社会文化背景而闻名。该地区由于地理位置偏远,无法接入国家电网,这使得传统充电站的建设面临技术与经济
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-10-11
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用于下一代聚光太阳能热系统的高性能多层钴镍氧化物太阳能吸收涂层
这项研究聚焦于开发一种新型的多层钴-镍氧化物(m-CNO)涂层,用于高温集中太阳能热应用。该涂层通过工业上普遍且可扩展的电沉积工艺制备,展现出卓越的太阳能吸收能力,吸收率高达约0.99,同时红外发射率较低,仅为约0.50。在550至800摄氏度的长时间热暴露测试中,该涂层表现出出色的热稳定性和光学性能,其性能在集中太阳能热应用的广泛温度范围内具有显著优势。由于其高吸收率和低发射率,m-CNO涂层在当前操作温度600摄氏度下实现了96.5%的效率,远超当前最先进的Pyromark涂层。在800摄氏度下,m-CNO涂层仍能保持超过91%的效率,而Pyromark涂层在此温度下则无法正常工作。经过在
来源:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
时间:2025-10-11
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自我调节与个人兴趣相结合?一项基于设计的研究,旨在开发一个由通用人工智能(GenAI)支持的自主课外阅读平台
潘梦茹|赖春|郭凯|黄静香港中文大学教育学院,中国香港摘要自主课外阅读有助于语言学习和整体学习,但许多学习者在这方面遇到困难,需要支持。生成式人工智能(GenAI)有潜力提供个性化支持,以促进自主课外阅读。本研究采用基于设计的研究(DBR)方法,通过比较将ChatGPT聊天机器人整合到在线阅读平台中的不同方式,来探究GenAI支持的自主课外阅读的有效设计,从而支持阅读材料的提供和自我调节学习(SRL)的支持。DBR研究包括三个周期:第0周期采用传统方法(即预设的阅读材料加上人工提供的SRL培训);第1周期采用聊天机器人支持的个性化SRL平台(即GenAI推荐的阅读材料和聊天机器人支持的个性化S
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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在多智能体学习环境中映射学生与人工智能的互动动态:支持个性化学习并缩小绩效差距
多智能体人工智能系统在模拟教师、同伴等多样化教学角色方面展现出巨大的潜力,为个性化和互动式学习提供了新的可能性。然而,当前的研究对于学生与AI之间的具体互动模式及其教育意义仍缺乏深入理解。本文通过分析学生在六模块课程中与多个AI智能体的对话数据,揭示了学生与AI互动的两种核心模式:知识共建与学习共调。研究发现,具有较低先验知识的学生更倾向于采用知识共建的方式,这有助于他们获得更高的学习成果和课后动机。相比之下,具有较高先验知识的学生则更多地参与学习共调行为,但其学习提升相对有限。值得注意的是,所有学生群体在技术接受度方面均有所提高,这表明AI技术在教育中的应用正在逐步获得认可。在现代教育体系中
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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基于项目的增量式机器人编程:对幼儿计算思维、执行功能及学习行为模式的影响
在当前教育理念不断演进的背景下,计算思维(Computational Thinking, CT)与执行功能(Executive Function, EF)的培养已成为学前教育的重要组成部分。随着科技的发展,机器人编程作为一种新兴的教学手段,不仅能够激发儿童的计算思维,还能够促进其执行功能的发展。研究者们普遍认为,通过项目式学习(Project-Based Learning, PBL)可以有效地将这些技能融入教学过程中。然而,传统的PBL模式在教学设计上存在一定的局限性,特别是在面对年幼儿童的认知发展特点时,可能无法有效支持其学习过程。因此,研究者提出了一种改进的项目式学习模式——增量式项目式学
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11
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高等教育中数字媒体使用的指导原则:文本抽象性对大学教师心理距离、使用数字媒体的兴趣以及动机的影响
### 数字媒体在高等教育中的应用潜力与挑战近年来,随着信息技术的迅猛发展,数字媒体在教育领域的应用越来越受到重视。研究表明,数字媒体在高等教育中具有巨大的潜力,能够有效促进学习过程和学习成果。通过将数字媒体与面对面教学方法相结合,可以创造出更加丰富的学习体验,这种结合被称为混合教学与学习格式(HTLFs)。HTLFs不仅能够突破传统教学在实践、伦理和经济上的限制,还能够增强学生的参与度,促进对教学内容的深入理解,并提升协作效率。例如,数字媒体可以帮助教师分解复杂内容,聚焦于特定元素和视角,从而帮助学生更好地掌握知识。此外,通过个性化调整教学内容以适应不同学习者的水平,数字媒体还能提供更加灵活
来源:COMPUTERS and EDUCATION
时间:2025-10-11