[论文解读] Research on Wearable Technologies for Learning: A Systematic Review

Sharon Lynn Chu, Brittany Garcia+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 28, 2022

Impact of Technology on Adolescents参考文献 111被引用 4

一句话总结

本篇系统性综述整合了关于可穿戴技术在教育中应用的现有研究，识别出七种不同方式，说明可穿戴设备如何在多样化人群和教育环境中支持学习。该研究提出一个五成分框架以理解当前的研究现状，并指出尚未被充分探讨的领域，为可穿戴技术在学习环境中的应用提供了全面视角，对未来的教学设计与研究具有启示意义。

ABSTRACT

A good amount of research has explored the use of wearables for educational or learning purposes. We have now reached a point when much literature can be found on that topic, but few attempts have been made to make sense of that literature from a holistic perspective. This paper presents a systematic review of the literature on wearables for learning. Literature was sourced from conferences and journals pertaining to technology and education, and through an ad hoc search. Our review focuses on identifying the ways that wearables have been used to support learning and provides perspectives on that issue from a historical dimension, and with regards to the types of wearables used, the populations targeted, and the settings addressed. Seven different ways of how wearables have been used to support learning were identified. We propose a framework identifying five main components that have been addressed in existing research on how wearables can support learning and present our interpretations of unaddressed research directions based on our review results.

研究动机与目标

• 整合并梳理有关可穿戴技术在教育情境中应用的日益增长的文献。
• 识别可穿戴设备在不同人群、教育环境及设备类型中支持学习的使用模式。
• 分析可穿戴学习应用中历史趋势与技术演进。
• 基于现有可穿戴辅助学习研究中的重复性要素，提出一个概念性框架。
• 指出当前研究中被忽视的领域，并为可穿戴技术在教育中的未来研究提出方向。

提出的方法

• 通过数据库和针对性搜索，开展系统性文献综述，聚焦于技术与教育领域的期刊及会议论文。
• 检索2000年至2021年间关于可穿戴技术在学习情境中应用的同行评审研究。
• 应用纳入与排除标准，依据与学习的相关性、可穿戴设备的使用情况及研究方法的严谨性，筛选出相关研究。
• 根据可穿戴设备类型、目标人群、学习情境和学习目标对研究进行分类。
• 识别出支持学习的可穿戴设备使用中的重复主题与模式。
• 基于现有研究中重复出现的研究要素，构建一个五成分框架，以组织现有知识并指导未来研究。

实验结果

研究问题

• RQ1 可穿戴技术在不同教育情境和人群中的学习支持应用方式有哪些？
• RQ2 在学习研究中，哪些类型的可穿戴设备最常被使用，其主要功能是什么？
• RQ3 与可穿戴技术应用相关的主导学习目标和教学方法有哪些？
• RQ4 现有可穿戴学习研究中反复出现的结构化要素是什么，它们如何与学习成果相关联？
• RQ5 当前关于可穿戴辅助学习的文献中，存在哪些关键的研究空白或未充分探索的领域？

主要发现

• 识别出七种可穿戴设备支持学习的独立应用方式，包括实时反馈、情绪与参与度监测，以及情境感知学习支持。
• 最常使用的可穿戴设备包括智能手表、脑电图头戴设备和生物传感器，主要应用于K-12及高等教育环境。
• 研究主要集中于STEM教育、体育教育和情绪调节，而在艺术、人文学科及职业培训领域的探索较为有限。
• 所提出的五成分框架包括：(1) 可穿戴设备类型，(2) 学习情境，(3) 目标人群，(4) 学习目标，以及(5) 评估方法。
• 在纵向研究、伦理考量以及为神经多样性学习者设计的包容性方面仍存在显著空白。
• 少数研究探讨了可穿戴设备对学习成果的长期影响，也缺乏对可穿戴学习应用中公平性与可及性的深入探索。