（一）项目背景 当前，智慧教育具有智能导学、精准推荐、定制辅导、精细评价等特点，已成为国际国内教育信息化发展的趋势。智慧教育的研究主要聚焦于智慧学习环境建设的研究、智能技术支持下的智慧教学研究和机器学习技术支持下的个性化学习研究。智慧教育的出现极大地促进了当前教育中学习空间的重构。在“学习空间”之前，人们通常使用“教学空间”来指代这种场所，将有教学活动的场所均称作教学空间。随着人们对学习过程的理解变化、智慧教育的快速发展以及人们对非正式学习的重视，学习空间逐渐由单一的物理教学空间向包含物理空间、网络空间、移动空间的多元学习空间转变。多元学习空间的提出虽然更多地体现出了“以学生为中心”的倾向，但如何具体衡量多元学习空间对学生学习效果的影响是评价多元学习空间的重要步骤。同时，在多元学习空间具体构建时，面对空间中来源不同、结构多样、数量庞大的多模数据如何进行处理存储、并在保证数据有效性的前提下对教育数据进行隐私保护是多元学习空间需要解决的另一个难点。 （二）项目简介 本项目主要目标是针对信息技术支撑下学习空间多元化、场景复杂、需求多样化，学习者及学习行为呈现出新的特点和规律，研究多元学习空间中学习行为数据化关键技术，构建“云-边缘-物联网”架构的多模态数据存储与处理平台，实现混合式学习环境下学习行为智能感知和数据化，优化学习行为模型，基于实际应用与不同学习目标函数及内容，建立可重复、可预测、可验证的对比数据集，为数据驱动的智慧教育生态构建和教育应用提供核心技术与数据支撑。 （三）关键技术 我们面向智慧教育中准确认知学生的学习状态和行为的大数据需求提出研究方案。本项目实施方案涉及教育学、物联网、云计算、人工智能、隐私保护等多个领域，主要技术路线如图所示： 图 1 技术路线图 其中，项目包括的关键技术主要有以下三点： 1.基于物联网的多模态数据实时智能感知和多时间域数据采集技术 该技术针对学习状态的数据化、特征参数量化问题，设计能够采集多 重学习空间下的智能数据感知物联网系统。主要技术难点在于抽样频率与 识别准确度的平衡、人机交互的变化规律等全新科学问题。 2.学习状态多模态数据解析和智能处理技术 利用智能感知物联网采集实时性的原始学习状态数据，包括面部表情、 脑电信号、头部姿态、交互行为等原始数据，这些数据具有数据量大、模 态多、冗余度高等特点，需要通过智能化的预处理方法转换成可以量化的 状态数据。 3.多层次数据差分隐私保护技术 学习行为数据是学习者被动采集的多方面行为数据，受到日益增长的 具有争议性的数据伦理的制约。该项技术通过数据隐私保护机制实现数据 多层次化的差分隐私安全算法；在保证学习者最大数据隐私性的前提下， 研究满足学习行为分析所需要的数据颗粒度。

 十堰美丽阳光实业有限公司前身为十堰市青少年活动中心的美丽阳光工作室，成立之初主要致力于素质拓展活动、拓展器材研发、心理行为训练方式的研究，业务涉及区域及项目数量自2007年成立以来逐年递增，进而于2010年7月正式成立了十堰美丽阳光实业有限公司。目前我公司已经发展成一家从事素质拓展活动及心理行为训练相关产品研发、设计、生产、安装及销售的专业化公司。生产产品通过ISO91001：2008质量体系认证。 工作范围及配套项目： 素质拓展活动的理论和实际问题的研究 素质拓展活动器材的研发、生产、推广 拓展基地的活动安全、管理体系研究、推广 拓展活动的师资培训 素质拓展活动模式的研究及成果推广 户外运动技术培训 生产车间: 车间位于十堰市白浪经济开发区，面积3000平米，拥有两百万元的生产设备，能够提供实地勘测、定型生产加工到现场安装施工等一条龙服务。 实践平台:  公司下设两个拓展基地为实践平台，在产品研发设计及生产过程中，拥有实际的适用性、科学性、安全性。拓展基地占地三十余亩，年接待量近一万余人次。 技术支持:由湖北省十堰市神农氏户外运动俱乐部（有限公司）提供技术支持，该公司成立于1999年，本着“热爱生命、崇尚自然、挑战极限、战胜自我、保护环境”的宗旨，组织并策划了登山、徒步、攀岩、漂流、溯溪、探洞、野外生存、自驾车旅行、摩托车等多项大型户外活动，拥有丰富的户外运动经验，得到了社会各界的广泛好评及认可。