澳門科學技術發展基金

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【城大科研突破】代毅：科技護眼＋智慧學習，重塑數字化教育新生態
27/03/2026

隨著科技革新的持續深入，澳門城市大學始終立足澳門、大灣區和國家發展所需，緊跟國際學術前沿，積極推動各領域科研攻關與成果轉化。科研團隊充分發揮學科優勢，促進產業升級，為科技創新注入智力動能。本期專訪，我們走進教育學院代毅助理教授的科研前線，探尋團隊在智慧醫療與教育融合的創新實踐，以及相關研究背後的時代意義與價值。

澳門中小學智能學習系統與遠像光屏學習機及其關鍵技術研究

本項目由城大教育學院代毅助理教授團隊研發，聚焦澳門中小學近視防控與教育智能化雙重需求，研發遠像光屏護眼學習機與智慧教育平台。項目採用AR遠像光學技術模擬自然光環境，搭配教育大數據驅動的智能教學系統，核心創新在於融合智慧醫療與教育，既通過遠像光屏減少藍光傷害、緩解視覺疲勞，又依託平台實現個性化學習路徑規劃與精準學情分析。

AR遠像光屏護眼
智慧教育落地生根

請介紹本項目的研發目的與落地情況。

代毅：為降低澳門青少年持續增長的近視率，針對本澳中小學生近視預防和視力保護問題，我與研究團隊協同國內及新加坡該領域技術全球領先的企業創新研發兼顧“智慧護眼／AR遠像光屏技術”的學習機硬件產品，實現了智慧醫療與智慧教育的深度融合。自2024年起團隊持續推進“澳門中小學智慧教育雲平台”的研發、試點工作，已經與澳門濠江中學、勞校中學、培華中學、利瑪竇中學及廣大中學等學校開展合作。當中，團隊更以AR智慧眼鏡、護眼學習機等硬件設備，結合平台軟硬件一體化解決方案，描繪出未來智慧教學的圖景。相關成果在澳門國際貿易展、澳門全球智能機械與電子產品博覽會等展出並受到關注。

從社會痛點出發
為青少年視健康破題

您是在什麼背景下關注到這個課題選題的呢？

代毅：在教育數字化轉型與智能終端技術高速發展的宏觀背景下，智能學習終端已成為中小學生精準化學習、個性化成長的核心支撐工具。然而，這一進程所帶來的副作用——青少年近視率的攀升，已演變為全球性的公共衛生挑戰。特別是在東亞地區，長時間近距離電子屏幕暴露、課內外負擔加重以及戶外活動不足等環境因素的疊加影響下，青少年近視患病率已超過80%。澳門作為全球近視率排名較高的地區之一，其十五歲以上居民的近視率已達到七成以上，且呈現顯著的低齡化、重度化趨勢。面對“提升學習效能”與“保護視力健康”的雙重訴求，我試圖從底層光學邏輯與教育大數據算法層面，為這一結構性矛盾提供解構性方案。

科技護眼＋智慧學習
雙效提升學生成長品質

團隊研發的澳門中小學智慧學習系統與遠像光屏學習機，在實際應用中為學生的視力保護和個性化學習帶來了哪些切實的改善效果？

代毅：傳統學習設備（如平板電腦或電腦屏幕）要求人眼持續聚焦於20-50厘米的固定平面，這種高強度的調節需求會導致睫狀肌持續痙攣，並引發“調節滯後”現象，刺激眼軸代償性增長。而AR遠像光屏技術利用自由曲面光學系統，在物理距離僅為30-50厘米的學習空間內，投射出感知距離達3-6米、等效尺寸達100-200英寸的清晰高清虛像，將“看近”轉變為“望遠”，使睫狀肌處於放鬆狀態。

在軟件層面，系統通過“AI診斷測卷”捕捉學生的知識盲區，生成多維度的學業畫像，為每名學生智能規劃非線性的學習路徑，將學生的學習時間集中在真正的薄弱環節。實證案例顯示，利用智慧教育雲平台進行錯題管理的班級，學生對知識點的遷移應用能力平均提升了15%-20%，且使學生能自主審視認知過程，從被動接受知識轉變為主動構建知識網絡。

跨領域融合
重塑“數字化學習生態”的三大維度

團隊將AR遠像光學技術和教育大數據驅動的教學系統相結合，這項跨領域研發成果在實際應用中，相較於傳統的學習設備和教育平台，其核心優勢和創新價值體現在哪些方面？

代毅：我們將AR遠像光學技術與教育大數據驅動的教學系統深度融合，這一創新不僅是對現有教育工具的升級，更是對“數字化學習生態”的範式重構。相較於傳統設備，其創新價值主要體現在以下三個維度：第一，構建“學即防”（Learning as Protection）的內生機制，破解傳統預防近視中，學習與護眼互相衝突的邏輯。第二，傳統教育平台主要記錄考試得分等結果性數據，缺乏對學習過程的深度洞察。本系統通過建立“數字孿生學習者”模型，識別學生的“心流”狀態或疲勞風險，並以非侵入式的方式調整虛像距離，引導眼睛進行調節放鬆，從而在不中斷學習思維的前提下緩解視疲勞。第三，在AI應用層面，團隊開發了基於小語言模型（SLM）的學科教學智能體，通過“推理蒸餾”技術，將大模型的邏輯推理能力遷移到適配澳門教材和考試標準的輕量化模型中。

落地實踐
助力澳門教育智能化與灣區資源共享

團隊研發的澳門中小學智慧教育雲平台已成功落地於澳門多所學校，並應用於四校聯考模擬考試等實際教學場景。請問這些實踐成果對澳門中小學教育智能化發展起到了怎樣的推動作用？代毅：澳門“四校聯考”是本地學生升學的重要途徑，針對這一本土化剛需，平台整合了歷年聯考試卷資源，並利用AI引擎進行了深度標籤化處理。在廣大中學、培華中學的應用中，學生通過系統進行模擬考試，系統不僅能自動批改客觀題，還能通過大數據分析發現班級的共性知識缺陷（如數學導數變形問題、語文文言詞語活用等）。此外，平台支撐“課前自主探究-課中互動深化-課後精準鞏固”的教學創新，數據顯示長期使用平台的學生，其數字素養、數學特徵感知能力以及對教師引導的積極感知度均有顯著提升。團隊通過“橫琴-澳門中小學校長交流活動”及“智能教育技術重點實驗校”的掛牌，推動了珠澳兩地教育資源的共建共享，為澳門教育科技成果輻射大灣區、服務國家教育數字化戰略提供了可複製的路徑。

攻堅克難
在大灣區產業鏈中突破技術瓶頸

在研發過程中，團隊需要同時兼顧澳門本土教學需求的適配、護眼技術的突破以及AI教育算法的落地。請問在融合這三大核心要點的過程中，遇到的最大挑戰是什麼？您又是如何帶領團隊克服這些挑戰的？

代毅：項目的最大技術挑戰在於如何在書桌這一極其緊凑的物理空間（通常僅15-30厘米深度）內，投射出6米外的高清大畫面，並同時施加精準的數字離焦刺激。傳統的光學成像系統若要拉長像距，往往需要巨大的光路體積。同時，高質量的自由曲面鏡片在製造過程中，良品率極低（傳統工藝僅37%），且成本高昂，難以進入普通學生家庭。團隊得到了澳門科學技術發展基金與廣東省科技廳聯合科研資助（FDCT-GDST）的支持，充分利用粵港澳大灣區的產業鏈優勢。通過“共軸折反自由曲面”方案，利用Birdbath結構的多次光路折疊，在不到20厘米的機身厚度內，成功實現了5米處105英寸的虛像投影，完美適配了澳門的家居學習空間。傳統的AI教育算法大多基於單一教材庫訓練，難以兼容澳門“一校一策”的教育體系，各校教材不統一，升學路徑多元，且如何將繁體中文環境下的語義理解與AI智能體的邏輯推理精準對齊，也是一大難點。我們團隊走訪了全澳十多所中小學，與校長、教務主任深度對話，建立了涵蓋不同版本教材的“納米級知識圖譜”。

教育學院
代毅 助理教授

代毅，澳門城市大學教育學院助理教授、博士學位課程主任、博士生導師，深耕教育技術領域多年，兼具高校教學、科研與基礎教育實務經驗。主要研究方向涵蓋信息科技與中小學課堂教學融合、人工智能與智能教育、智慧護眼與數字化學習健康、元宇宙與視覺沉浸式教學、數碼教材開發等領域。主持澳門科技發展基金、澳門基金會、廣東省哲學社會科學規劃等多項省部級及以上課題，在SSCI、SCIE、CSSCI等國內外核心期刊多次發表論文，出版專著與教材十餘部，持有多項發明專利。曾獲城大教學卓越獎、科研卓越獎、廣東省及珠海市教育教學成果獎等多項榮譽，同時兼任多個學術社團與專業機構重要職務，在智能教育、教師專業發展與數字化教學領域具有廣泛影響力。

本文轉載自澳門城市大學：https://www.cityu.edu.mo/zh/24mar2026-01/

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