人工智能教与未来教育范文

时间:2023-08-25 17:21:54

导语:如何才能写好一篇人工智能教与未来教育,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

人工智能教与未来教育

篇1

人工智能的教育本体:教育的变与不变

从本质上讲,人工智能技术是信息技术革命的集大成者。自从托夫勒1970年写出《未来的冲击》,信息技术革命越来越快,概念越来越多,没有停止的迹象。仅从近五年来看:大数据、数据科学、生命信息、工业4.0、物联网、新硬件时代、机器人、互联网+、人工智能,表面上概念你方唱罢我登场,但内在逻辑一直没有变:从单项技术走向全面融合,从局部应用走向全面工具化,而人工智能至少在目前看来是集大成者。硬件上物联网的成熟、软件上高可用性和动态数据库的成熟、生物学上神经科技的进展、数学上网络算法的应用、材料科技上纳米和感知材料的进展、信息科技上芯片和云技术的快速进步。从物理世界到混合世界,再到比特世界,人工智能技术刚刚开始,但人们基于过去工业革命的经验,明确感到这是临界点的来临。

STEM 成为后人工智能教育的不动点:应对科技的变化,教育的变革一直都在进行且与科技的发展互为因果。从彼得・蒂尔对教育的质疑,到创客热潮在美国教育中的掀起,事实上,STEM教育是美国对过去概念化的“实用主义”教育和“通识教育”百年争论的落锤之音。起源于杜威和哈钦斯的那场争论,恰恰是工业革命已经明确成型后的两种教育理念的争论。之所以今天的美国已经很少争论到底是实用主义还是通识教育,是因为美国的科技已经进入到一个新的阶段。教育是一个组织行为,一个围绕未来10年不变的知识、20年不变的技能、30年留存的体验的稳定的复杂社会经济形态,因此不那么容易被颠覆。恰恰是科学、技术、工程、数学(STEM)构成了工业时代(数理化)和后工业时代(文科、理工科)中的不动点,在物理学和几何学中,不动点对于系统的稳定和概念的一致性非常重要,而目前的STEM教育,不仅仅是一个概念的东西,而是旧技术时代向新技术时代过渡的“不动点”。在这个不动点体系中,新的侧重开始后,原有的教师和学科体系以及支撑可以平稳切换,不至于导致教学秩序的混乱。

元学科、应用学科和副科发生结构性的变化。由于人工智能的出现,使得复杂计算和系统计算以及简单的人机交互计算工具化全面超越人类,对技术基础这个原有概念的教育的分歧越来越大。人工智能视野下学科概念如果表述成元学科、应用学科与素质学科,那么教育学科的概念的持续性还能以最大公约数继续运行:以数学、物理、化学等元学科为代表的学科,在今后的教育中更加重要并将作为筛选人的条件。而应用科学:(生物、地理、信息、劳动)学科,将着重项目制学习、体验学习,成为培养人的目标;社会科学(历史、哲学、思想品德)将来的重点在于综合应用,批判性思维学习,更加侧重学科的来源和发展;而综合素质类(音乐、体育、美术)将从副科走向前台。@样,围绕STEM的教育,人工智能下的教育体系还是一贯的科学(元学科)、技术(应用学科)、工程(素质学科、社会学科、管理学科)、数学(逻辑、数学学科)。

人工智能技术对学科的影响:越理性,越感性

数学:传统的工业时代的数学,其训练方法是数值计算,其指向是力学计算,这种侧重至今还非常浓厚。随着知识库的普及和共享以及计算工具的进化,越来越少的人将来从事传统的工程计算行业,而正宗的工科专业越来越向着专业化和高端化演化(如学材料的将来的进入门槛很可能是博士)。但是,人工智能今后用到的大量的数学以及人与人打交道用到的计算机数学,统计学基础的数学,这方面中国数学还停留在工业时代。美国学生从高中就开始问卷处理和微积分的学习,大学数学更加有用的是方程组、统计学等。数学是一个典型的年龄相关性学科,一定要从小学,而且转向数值和算法类的学习,从偏向材料计算的高等数学方向,转向偏向矩阵计算的统计数学方向,逻辑学、几何学和统计学成为三个数学学习的支柱。

物理:有一位著名的物理学家回顾过去物理百年,发现一个有趣的现象:“力”这个概念,在物理学上看,已经不是一个原始的变量了,能量和质量才是,为什么我们的老师还在使用这个概念呢?那是因为在机械时代,“力”是最容易理解的组合概念。在工业革命前后的几百年直到今天,物理学教育的重点还是偏向传统力学计算方向,从中小学来说就是牛顿力学。然而随着工业时代的结束,人们更容易见到的力学概念不再是机械和天体,而是转向社交网络、计算机图像、信息变量、生物体和电子学以及更容易接受的能量、时间维度。数学老师们转向统计学的同时,物理老师应该考虑从牛顿力学转向量子力学和热力学甚至时空维度,这些对于孩子未来的人生更是基础,而通过物理学进行基础的科学实证的训练以及科学观测和数据处理,才是物理学最基础的作用和价值体现。不然,人生什么年龄都可以去学物理而不必非要从未成年时代去学。

元科学化学:中美物理学和化学都是选择性的,但比较中美化学教育,却发现有很大的不同。美国高中化学就允许且必须使用带有功能性计算的计算器,而中国大学生都没有这方面的训练。也就是说,随着化学和生物化学要求越来越高、知识点越来越多,设法绕过烦人的记忆而走向逻辑,是美国学习化学的方向,这点也值得我们注意。另外,化学的侧重由从偏向无机化学方向的基础化学,转向偏向生物和有机化学方向甚至与物理相结合的量子规律,是化学学科的重点。例如,很多美国的大学录取要看高中生在化学创新方面的实践,能创新的往往是生物化学。

外语:工具性的外语逐渐失去市场,形式节奏上的美学、逻辑学角度的词源学、社会学角度的语言学、心理学角度的语义学成为外语复兴的落脚点。另外,似乎从来没有人将计算机程序当作外语来教,事实上,随着工具性的外语被人工智能取代,计算机程序语言很可能成为一种外语,而很多软件人才是学外语出身的,也不断印证这个结论。

语文:可以预料的是,随着工具性的人工智能的出现,原先学习语文的工具性的方法(如语法),逐渐将退出语言学习(包括外语),而作为母语的语文之所以在工具化人工智能时代还得到重视,最重要的理由也许是仪式感的表达:回到经典、回到表达、回到应用、回到美学。

除了以上学科教育的重点随着技术经济必然发生变化外,学科学习的醒悟和内在逻辑将更加重要,学科历史、学科逻辑、学科故事将替代题库训练,因为作为计算的精确性除了特殊人才的培养外,将让位于工具和人工智能,而人要考虑体验和持续学习的兴趣和逻辑。学科学习之间还将朝着融合的方向发展,应用学科和元学科的分离意味着应用学科更加朝着整合的方向发展:地理、生物、科技等融合课程,朝着综合应用发展。

人工智能技术对教育技术的改变:从工具到空间

随着人工智能的发展,也许目前花里胡哨的信息技术将隐身后台。课堂上也许看不见信息化了,师生在课堂层面体验将会越来越好,越来越贴近自然:看不见计算机的信息化,距离教育更近而不是技术更近。

学校之所以存在是因为学校为学生模拟了一个高度抽象的比真实世界还真实的教育世界。因此,未来的校园从改变世界的信息模版角度,将更加强调与客观世界的互动、映射和高度抽象。

美国的大学录取是更接近人工智能手段的个性化录取,而学生选拔是更接近大数据角度的GPA(平均成绩点)。从培养角度,学生画像比GPA更加个性化地从个体角度描述学生的个性特征,学生的学习行为、实践行为、创新行为,在全地域、全信息、全自动、全过程的记录下,将更加全面地反映学生的全貌。智能实验室和智能校园的方向,将来是基于个体的专业学习和评价。

与学生相对应的教育行为画像,将侧重于联系社会、联系科技、联系家庭、联系团队,从重复性劳动变为创造性劳动。

而学校的管理行为将演变成支撑技术:支撑数据、支撑品牌、支撑环境。今后的教育将出现越来越专业和自由的教师,越来越职业的校长。

在教育政策上,由于全国性的数据和人工智能的使用,教育测评将更加专业化、教育本体化(而不是被测评机构和排名所左右),教育选拔将更加科学化和长期化,短视模式随着计算方法和智能评估的进展而迅速被迭代掉,衡水模式将逐渐退出历史舞台,未来应该筛选更应该上清华大学的人和更应该培养好每一个想学习的人。即使仅从功利教育目标来看,教师个体经验也逐渐让位于人工智能和大数据,教育重心从教育哲学属性逐渐走入教育科学属性;而被恐惧绑架的教育所强调的教育的筛选功能,逐渐将重心转向教育培养功能,个体成功的培养目标,逐渐转变成为未来视角的社会价值角度;教育回归人与人的本质关系和专业培育孵化的社会职能,功利性和工具性减弱,过程幸福成为教育者追求的目标。教育者由工匠逐渐转型为艺人,教师由于工具化的替代,将会越来越有尊严和个性,而不是越来越像工具。

“人创造”的价值逐渐凸显,教育的价值在于“创造人”

柯洁在被人工智能的计算机打败之后,接连战胜外国围棋高手,刷了一下存在感并表示:“与机器下棋没意思”。同样,在工具制造时代,如果从质量和精度考虑,无疑机器越来越超过人,然而手工的红木家具、手工的艺术品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽车,比起无论从什么角度来看的机器人制造的东西,都越来越贵,人也越来越愿意采购。“人创造”的价值凸显,是体验经济产业升级的一个标志,人工智能时代也不能例外。因为,“有意思和不可复制”才是人消费的高级时代。

不同于机器代替人的重复劳动的趋势,教育与学校会替代机械的班级成为人与人关系的场所,在这个场所中,机器越来越像人来代替人的高级状态,而人越来越摆脱工具性、摆脱重复性,更具艺术性和创造性。研究教育的历史会发现一个普遍的现象,就是随着工具性的增强,反而是班级规模的缩小和师生比的扩大,这也印证了:人毕竟要与人打交道,教育是一个个性化的活动。C器代替人意味着更多的时间人会回到家庭陪同孩子,这在美国已经持续发生了50年,几乎多数的女性甚至男性在孩子成长过程回到家庭(如果他们算教师的话,教师比例更大)。在学校里未来的师生比会持续增加,教育更加不再计较投入产出,而将演变成一种创造性的职业。

杜威在研究工业化革命后的教育中,提出教育的目标更加集中地体现在教育本身之中,教育即生长(教育的目标就是让教育继续下去)。随着工具化的人工智能代替越来越多的教师的重复性劳动,教师的幸福指数越来越高,更多的和更合适的师生比使得学生得到更加专业的呵护和培养,幸福指数也得到提升。教育让生活更美好将逐渐实现,教育即生活的前提条件是教师不再是指标的工具,学生不再是考核的工具。

篇2

【关键字】人工智能;教育;进展

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2008)13―0018―03

人工智能是一门综合的交叉学科,涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能,其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看,人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破,不仅给学习科学以技术支撑,而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰,从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展,使人工智能不仅成为学校教育的内容之一,也为教育提供了丰富的教育资源,其研究成果已在教育领域得到应用,并取得了良好的效果,成为教育技术的重要研究内容。

人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的,其主要研究领域有:专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前,在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能,下面就这些领域进行阐述。

一 专家系统

专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统,它使用人工智能技术,根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为:知识库,用于存储某领域专家系统的专门知识;综合数据库,用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息;推理机,用于记忆所采用的规则和控制策略的程序,使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作;解释器,向用户解释专家系统的行为;接口,使用户与专家系统进行对话。近几十年来,专家系统迅速发展,是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域,广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。

目前,专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走,从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容,它可以制定出一个课堂大纲,写出一份教案,甚至有可能开发一堂样板课,而诊断系统是往后走,从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析,例如,一个诊断系统可能以一堂CBI(基于计算机的教学,computer-based instruction)课为例,输入学生课堂表现资料,分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发(ISD)程序的领域中最有名的是梅里尔(Merrill)的教学设计专家系统(ID Expert)。[6]

教学专家系统的任务是根据学生的特点(如知识水平、性格等),以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为:同时具有诊断和调试等功能;具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统,我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]

目前,在教育中,专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育,为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能:具备某学科或领域的专门知识,能生成自己的提问和应答; 能够分析学生的特征,评价和记录学生的学习情况,诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学;可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。

二 机器人学

机器人学是人工智能研究是一个分支,其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段:第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作;第二代机器人具有一定的感觉装置,表现出低级智能;第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人,即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响,其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。

机器人技术涉及多门科学,是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志,因此,机器人技术是世界强国重点发展的高技术,也是世界公认的核心竞争力之一,很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程,在孩子中普及机器人学知识,从可持续和长远发展的角度,为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下,机器人教育逐渐从大学延伸到中小学,世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中,我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。

机器人在作为教学内容的同时,也为教育提供了有力的技术支撑,成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台,大大丰富了教学资源。多年来,我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络,教学资源单一,缺乏前瞻性。教学机器人的引入,不仅激发了学生的学习兴趣,还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展,教学机器人种类越来越多,目前在中小学较为常用的教学机器人有:能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。

三 机器学习

机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为,自动通过学习来获取知识和技巧,[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等,近年来,知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习(自动获取新的事实及新的推理算法)是使计算机具有智能的根本途径,对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]

随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入,机器学习系统的性能大大提高,各种学习算法的应用范围不断扩大,例如将连接学习用于图文识别,归纳学习、分析学习用于专家系统等,大大推动了在教育中的应用,例如在建构适应性教学系统中,用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好,有较高的准确率[13]。基于案例的推理(case-based reasoning,CBR)是一种新兴的机器学习和推理方法,其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题,在计算机辅助教育方面,已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统,并且,针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外,数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用,不仅给机器学习注入新的生机,也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。

四 自然语言理解

自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言,以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务,其功能为:回答问题,计算机能正确地回答用自然语言提出的问题;文摘生成,计算机能根据输入的文本产生摘要;释义,计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息;翻译,计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现,因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘,深化对语言能力和思维本质的认识。[16]

自然语言理解最早的研究领域是机器翻译,随着应用研究的广泛开展,也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径,例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言,进行人机对话,回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时,对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展,例如“希赛可”网络智能英语学习系统,这个基于网络的“人-机”语境的建立,突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制,也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性,可以为远程学习者提供良好的英语学习支持,在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上,在国际上也是一种创新。[17]

五 人工神经网络

人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上,用模拟生物神经元的某些基本功能的元件(即人工神经元),按各种不同的联结方式组织起来的一个网络,其目的在于模拟大脑的某些机理与机制,实现某个方面的功能,例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域,人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构:递归(反馈)网络和多层(前馈)网络,两种主要学习算法:有指导式学习和非指导式学习。

人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发,具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力,特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题,[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能,目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合,以此来改进教学专家系统的性能,提高智能性,使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用,例如采用误差反传算法(BP)的多层感知器已应用于高校管理之中。

六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence,DAI)

分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果,研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型,主要研究问题是各Agent之间的合作与对话,包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成,每个Agent又是一个半自治系统,Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点,在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性,因此获得了广泛的应用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性,创造良好的学习情境,并能激发学习者的学习兴趣,进行个性化教育。目前,Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统,通过利用其分布性、自主性和社会性等特点,提高网络教学系统的智能性,使教学资源得到充分利用,并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪,为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学(USC)开发的教学Adele(Agent for Distance Education - Light Edition) [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果,促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。

综上所述,科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看,人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行:一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合,为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持,而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合,可以提高智能教学系统的教学效果;与网络通讯技术相结合,可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立,而是相互促进,相互完善,它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成,为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域,它们是传统人工智能的延伸与扩展,这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24],这些发展与应用蕴藏着巨大潜能,必将对教育产生重要的影响。

技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用,一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科,虽然在基本理论和方法等方面存在着争论,但从其研究成果与应用效果来看,有着广阔的应用前景,值得进一步的开发和利用。

参考文献

[1] 史忠植,王文杰.人工智能[M].北京:国防工业出版社,2007:1.

[2][11][18][19] 《计算机与信息科学十万个为什么》丛书编辑委员会,计算机与信息科学十万个为什么(8):人工智能[M].北京:清华大学出版社,1998:5,189,78-79,84.

[3] 任友群,胡航.论学习科学的本质及其学科基础[J].中国电化教育,2007,(5):1-5.

[4][21] 蔡瑞英,李长河.人工智能[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003:12-13.

[5][12][15][20][24] 蔡自兴,徐光.人工智能及其应用(第三版)――研究生用书[M].北京:清华大学出版社,2007: 12-14,19-20.

[6] [荷]山尼•戴克斯特拉,[德]诺伯特•M. 西尔,[德]弗兰兹•肖特,等.任友群,郑太年主译.教学设计的国际观第2册:解决教学设计问题[M].北京:教育科学出版社,2007:67.

[7] 任友群.技术支撑的教与学及其理论基础[M].上海:上海教育出版社,2007:42-43.

[8] 路利娟.应用专家系统提升现代远程教育的智能化[J].中国教育技术装备,2007,(12):79-80.

[9] 陈恳,杨向东,刘莉等.机器人技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2007:6.

[10] 关注机器人幼儿教育――访鲍青山博士[DB/OL].

[13] 柏宏权,韩庆年.机器学习在适应性教学系统中的应用研究[J].南京师范大学学报(工程技术版),2007,7(4):76-79.

[14] 杨健,赵秦怡.基于案例的推理技术研究进展及应用[J].计算机工程与设计,2008,29(3):710-712.

[16] 自然语言理解[DB/OL].

[17] 贾积有.人工智能技术的远程教育应用探索――“希赛可”智能型网上英语学习系统[J].现代教育技术,2006,16(2):26-29.

[22] Erin Shaw, W. Lewis Johnson, and Rajaram Ganeshan, Pedagogical Agents on the Web[DB/OL].

篇3

[关键词]未来课堂;智慧学习环境;智能学习空间;设计

[中图分类号]G420 [文献标识码]A [文章编号]672-0008(2012)05-0042-08

一、引言

以计算机、通信、人工智能等为标志的信息技术快速发展及在教育教学领域的应用,使得我们传统的课堂也渐渐从普通教室转变为技术增强教室(Technology Enhanced Class-room)从单一技术的教室应用转变为泛技术的教学环境。这既是科学技术发展的必然结果,也是社会发展对技术教育教学应用的应然要求。正如美国前副总统阿尔·戈尔所说:“美国的每一个孩子都应当接受21世纪的教育,都应当使用21世纪的技术。”当今。我们所面临的学习者被称为是网络一代/数字后代(Digital Generation/Digital Natives),这一代的学习者正以与他们的父母截然不同的方式学习、玩乐、沟通、工作以及创造社群,他们利用网络,毫不费力地突破了地域和时间的限制,利用指尖横跨世界。他们崇尚自由和选择权,追求个性化,喜欢交谈、讨厌说教、天生就善于协作,他们会仔细监督你和你的组织,坚持做正直的人,就算是在上班或是上学。他们也想过得有趣些。速度才是生活的常态,创新就是生活的一部分。时代的发展要求我们培养出富有创造力和创新精神的学习者。课堂是教学的主阵地,理想的课堂应是互动的,知性灵动的天地。这些都需要我们改变现有的课堂的物理架构和教学样式。

从技术教育应用的历史来看,教育技术的发展史其实就是技术发展及其在教育教学领域应用的历史。技术的层出不穷,改变了信息的呈现、传输和存储,也改变了人类对于信息的获取和处理方式,但技术的不断推陈出新,同时也给教学者和学习者带来了很大的挑战,他们需要不断地去熟悉这些新技术,并将这些技术有效地应用于教与学的过程。幸运的是,随着社会对人的关注,技术也越来越智能化,从过去以技术为中心转向以人为中心,使人可以从繁杂的技术操作中解放出来,实现与技术、资源最为自然、和谐的交互,将自己的注意力集中于学习过程。借用环境行为学、社会学等学科的观点,“人塑造了环境,环境也塑造了人”。提高课堂主体对自身及其所处教与学环境的认识,建立和谐的人与环境之间的关系,是未来课堂研究的一个重要主题。

目前。国内外关于未来课堂(教室)研究已经引起了各国政府、全球知名企业、高等学校、科研院所以及中小学校等机构的关注,未来课堂设计与应用已经成为了教育技术学研究的一个新领域。

二、未来课堂的特性及教与学的特点

(一)未来课堂的概念界定及特性

关于未来课堂的界定,国内外的文献中目前尚无统一的论述,对于未来课堂,从名称上有“未来教室”和“未来课堂”两大类。

Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一书中指出,未来课堂是一个集成了技术与软件。提供给学生一些替代方法和选择以达到规定的目标的课堂。它们鼓励形成一个让学生一起工作计划,分享经验和教训和进行概念化的学习,而不是单纯记忆一些信息的环境。

美国的《每日论坛》报在其“Classroom of the Future,Here,Now”一文中指出,未来的课堂是一个学习环境,采用创新的教育活动,从课堂管理到教学的所有方面提高对技术的使用。它能使教学者和学习者成为优越的学习环境的一部分。

台湾的陈曼萃认为,未来教室是指这样一种教室环境,教学上,希望由过去单向的讲授教学。转变成为师生互动的学习模式,引发及提高学生的学习兴趣,并进而启发学生的创意与思考:同时。让学生有更大的自由可以依自己的喜好选择学习及进行探索的方式,以多元的管道汲取知识。包括使用各类的硬件载具,如计算机、学习机、电视、手机、电子书等。

台湾的赖阿福认为,未来教室可定义为一个高度信息化、互动性强、整合性佳的教学与学习环境,适合进行信息融入教学、数字学习,教师可运用多元教学策略在讲授、评量、诊断、互动、讨论、探究等教学过程中,除了能强化教学效能及学习成效外,亦能提升学习者的关键能力(包含问题解决、创意思考、批判思考、沟通表达、信息应用等能力)。

台湾资策会在“2009年的数位典藏与学习之产业发展与推动”计划中提出,未来教室为将新兴的数位教学终端设备与数位内容进行整合,辅以适当的教学模式与方法,发挥Ac-tive Learning(主动学习)的成效,培养学生高层次能力的教育体系与环境。未来教室即是将科技工具运用在教学上,且强调团体的交互式教学。并以学习者为中心设计教材,创造出协同合作之虚实整合学习环境。

台湾的《启动学习革命》一书中认为,“未来教室=无所不在的学习环境+电子书包+随意教室+远距实验室+高互动教室+相连教室”。在未来教室里,无处不可以学习,还可以跨班际、校际甚至国际进行交流。

未来教室是指将高新技术融入教育,创造全新的互动教育环境。未来教室的目标能力是培养学生的分析力、创新力,教学方式是多向的,以学生为中心进行学习,学生能够进行主动、探索性学习。

未来教室是一个集多媒体教室、计算机教室、微格教室、校园电视台等多种环境为一体的新形式教学环境,其中使用了包括电子白板、数字笔、电视(显示)墙、无线网络、数字摄像在内的多种技术,让学生充分体验到计算机技术发展所带来的便利。体验到利用新技术进行学习盼快乐。

未来教室便是利用先进的新一代信息科技,改变传统学校教室的学习环境,建立师生间双向互动的教育学习模式,不但能刺激学生学习动机与创新、探究之精神。更让教师能够丰富教材内容以及轻松教学。未来教室应该是一个广义的概念,包括教师的教学工具、学生的学习环境等。

英特尔全球教育总监Brian Gonzalez认为,未来的课堂是“颠倒的课堂”。是指教育者赋予学生更多的自由。把知识传授的过程放在教室外,让大家选择最适合自己的方式接受新知识;而把知识内化的过程放在教室内,以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流。

王珠珠认为,未来教室是一个以学生为中心的教学的、鼓励学生多方面的进步的,是一个能够展现、呈现或者使用、分享或者多媒体的,应该是能够合作研究,能够便于信息交流的,应该是批判性思考,并且能够主动的计划和行动的这样一个真实和虚拟环境的整合的这样一个环境,或者叫结合的一个环境。

宋卫华认为,未来教室是一种利用电子白板技术、投影技术、智能空间技术、无线射频技术、物联网技术等手段,在现代创新教育理念的指导下,构建出以培养学生21世纪创新技能为目的,以互动为核心,能够激发学生学习兴趣,促进学生协作、探究学习的一种教室环境。

杨宗凯教授认为,未来的教室一定是云端教室,包括电子课本、电子课桌、电子书包、电子白板等,在资源方面,由模拟媒体到数字媒体,再到网络媒体,资源最终都在教育云上,内容达到极大丰富,从而满足个性化的学习。

通过对上述定义进行分析,可以看出,目前,已有对未来课堂(教室)的界定一个共有的趋势是关注于利用新兴的技术创建一个教与学的环境,促进学习者的学习和相关技能的培养。综合以上学者对未来课堂(教室)的概念界定研究,本文认为,未来课堂(Future Classroom/Classroom of the Future)是相对于传统和现代课堂而言的,是以人本主义、互动、环境心理学等相关理论和智能空间、云计算、人体工学等技术的支持下,以互动为核心,以充分发挥课堂组成各要素(人、技术、资源、环境和方法等)的作用,实施教与学,以促进人的认知、技能和情感的学习与发展的教与学的环境与活动。

未来课堂的特性主要体现在未来课堂的人性化、混合性、开放性、智能性、交互性和生态性等方面。人性化主要体现在技术设计与应用上。更多地体现以人为本的精神:混合性则主要体现在未来课堂可以实现多种教与学活动的混合,正式学习和非正式学习结合,虚拟课堂和现实课堂的混合。不同交互类型的混合等:开放性主要体现在课堂教学组织形式的开放以及教学资源的开放:智能性则体现在未来课堂应是一个智能化的学习空间,具有自然便捷的交互接口,以支持教与学主体方便地获得未来课堂设备的服务:生态性则体现在未来课堂应是一种平等、和谐、开放的生态系统。

(二)未来课堂教与学的特点

未来课堂的教与学的过程是以学生为中心的、自主的、个性化的。在学习内容上,不管是哪个领域。都要学习批判性思维、复杂问题的解决、合作以及多媒体通讯等21世纪的专业知识与能力:从技术对学习的促进方式上看,作为以泛技术环境为特征的未来课堂,可以通过不同技术来支持不同类型的学习,多媒体的呈现形式、网络资源和网络社群可以为学生的学习创造机会:从学习的时间和场所上看,学生可以随时随地按需学习,技术为按需学习和全方位学习搭建了关键性的桥梁。使学习资源通过正式学习和非正式学习得以有效利用:从学习主体的广泛性角度看,未来课堂则是提供了灵活的信息呈现方式、学生知识表征方式和活动参与方式,体现为所有课堂教与学主体提供服务。使所有人都能够得到合适和有效地支持。

三、未来课堂:智慧学习环境

智慧学习环境目前也已开始受到教育技术学界研究者的关注,《开放教育研究》杂志从2012年开始开辟“智能学习环境”专栏,北京师范大学教育学部知识工程研究中心和加拿大Athabasca(阿萨巴斯卡)大学计算机和信息系统学院也联合主办了“北京师范大学一阿萨巴斯卡大学首届“智慧学习环境国际研讨会”。

智慧学习环境是数字学习环境的高端形态,是社会信息化背景下学生对学习环境发展的诉求,也是有效促进学习与教学方式变革的支撑条件。智慧学习环境的目标是使得学习场所能够感知学习情景,识别学习者特征,提供合适的学习资源与便利的互动工具,自动记录学习过程和评测学习成果,以促进学习者有效学习。

智能空间(smart Space)是智慧学习环境的一种实体形式,也是智慧学习环境实现的基础,是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的工作或生活空间,具有自然便捷的交互接口。以支持人们方便地获得计算机系统的服务。智能空间作为信息时代的产物是具有动态、主动、可思维、开放、多变等特性的建筑空间。

参照NIST(美国国家技术标准研究院)给出的智能空间具备的功能和为用户提供的服务标准,我们认为,作为智能空间的特定应用形式,未来课堂也应是一个智能学习空间,它应包括能识别和感知课堂主体以及他们的动作和目的,理解和预测这些主体在完成教与学任务过程中的需求:课堂主体能方便地与各种信息源(包括设备和数据)进行交互:他们所携带或使用的移动设备可以无缝地与未来课堂这一智能学习空间的基础设施进行交互:未来课堂能够提供丰富的信息显示:提供对发生在未来课堂中的经历的记录,以便在以后检索回放:支持未来课堂中多人的协同工作以及与远程用户的沉浸式的协同工作等。

智能学习空间还是一个富交互环境,在未来课堂这一智能学习空间中,大量的计算设备、多模态交互技术模块、情景感知(Context Awareness)模块被嵌入并隐藏在实际的物理环境中这些模块互相协作并能主动为用户提供服务,使得智能空间拥有立体、连续的交互通道。按照智能空间发展的这三个阶段,从独立的智能空间一开放的智能空间一智能社区的演变。不同的智能学习空间之间也应该能够自发地发生交互。当一个空间的资源无法满足用户的需要时。智能空间应该根据用户的要求向临近的空间发出请求来完成用户的任务。

目前,国内外对智能学习空间的研究主要集中于有关智能教室的研究,笔者曾在智能教室的研究现状与未来展望一文中。对智能教室研究的国内外现状进行了系统的综述。目前如清华大学的Smart Classroom,Dell公司的intelligentclassroom,卓越电子的智能教室等。

也有学者从各自角度提出了关于智慧(能)学习环境的构想。钟国祥等提出,智能学习环境是从建构主义学习理论、混合学习理论、现代教学理论出发,以学习者学习为中心,由相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等构成的一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间,认为其既支持学习者学习的自主建构,又提供适时的学习指导。马来西亚学者Chin认为,“智慧学习环境是一个以信息通信技术的应用为基础、以学习者为中心的且具备以下特征的环境:可以适应学习者不同的学习风格和学习能力:可以为学习者终身学习提供支持;为学习者的发展提供支持。黄荣怀等人认为,智慧学习环境是一种能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果,以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。

在这些现有的项目中,尽管各个项目关注点会有差异,但是其核心思想是一致的,就是技术整合于教室及教学活动,为课堂教与学活动的顺利开展,及为学习者提供良好的个性化学习支持,注重学习者创新能力及创新精神的培养提供@技术、环境、人、资源各主体相互协调的智能学习空间。

在未来课堂研究方面,笔者曾利用质性研究法和文献研究法,对目前网络上公开的44篇中小学生所写的关于未来教室(课堂)的作文利用质性分析软件Nviv08.0软件进行了内容分析。提炼出当前中小学生对于未来课堂的想象与期望。基于作文内容分析建立的未来教室特点模型,如图1所示。

从模型图中研究者可以发现,学生们对于未来教室(课堂)特点的认识,主要体现在智能的、高科技的、人性化的、灵活的、有趣的、自由调节的、使用便捷的、安全的、心情愉悦的、生态的、环保的、无尘的等概念中。

另外,笔者基于对于未来课堂的定位和特性、学生理想中的未来课堂和未来课堂的目标进行分析的基础上,还采用了专家意见征询法,对来自于教育学、教育技术学、计算机科学与技术、建筑学、心理学等领域20位专家,对于未来课堂的认识进行了意见征询,借此构建了未来课堂的模型,如图2所示。

从未来课堂模型中。可以看出。未来课堂的设计主要从课堂环境设计和课堂教与学的活动设计两方面入手。未来课堂要能促进学习者的学习与发展,应使学习者在未来课堂中能够实现快乐学习和高效学习。而要做到这一点,需要学习者在未来课堂中进入到一个积极的心流状态。从心流理论研究可以得出,要使学习者获得这种心流状态,需要从学习环境和活动两方面进行考虑。其中环境部分包括未来课堂的物理环境和学习支持平台。物理环境中,未来课堂给课堂主体提供了高交互的教与学设备。能够有效支持课堂主体对于学习资源的获取、处理和呈现。智能环境控制则给课堂主体提供了良好的外在环境,从光、温、声、背景音乐、空气质量等方面根据课堂的实时状态进行调节。创意空间布局则主要考虑给学习者提供更为人性化的桌椅设施,以及根据教与学活动的需要能够方便实施桌椅的组合,形成学习小组,以利于小组学习活动的开展。

未来课堂中教的活动、学的活动和评的活动都是基于未来课堂云学习支持系统来实施的,所有学习资源的提取及课堂教学过程中生成的资源均来源于或进入到可进化的学习资源库中。课后的活动是课中教与学活动的延续,教师可以利用课堂实录系统记录的视频和学习支持平台记录的教学生成性资源进行分析,反思自己在教学过程中的经验和不足之处,并撰写反思,与同行交流,也可利用学习支持平台对学生在作业过程中提出的问题进行辅导交流。学生在课后也需要对自己的学习过程进行反思,撰写反思日志,并利用交互学习终端完成系统根据自己的学习情况推送的个性化作业。

未来课堂学习支持系统是未来课堂模型的重要支持部分,主要可以基于泛在网络实现高互动教与学设备、智能环控设备的接入与控制,支持未来课堂教与学等活动的开展。教师、学生可以通过交互终端接入未来课堂学习支持系统,进行教与学的活动实施,教研员、学校管理者、教师同事、家长等也可以接入未来课堂学习支持系统,参与教与学的过程,了解学与教的情况。

可进化的学习资源库是未来课堂学习支持系统的重要支撑。因为在未来课堂教与学的过程中有许多新生成的资源,而且未来课堂中的学习需要有情境性、适应性的资源,需要为学习者进行个体学习时所需的个性化学习资源需求提供支持。根据不同的要求,提供随需应变的学习资源服务。在未来课堂中,学习者需要的不是泛泛的学习资源,而是需要应时的、与学习目标、教与学内容相关的、能够切合学习者所处当前语境的资源。可进化的学习资源优势便在于它解决了资源的应时性。使学习资源有了适应性的特点。由于在未来课堂中,随着课堂主体与资源的交互,不断有新的生成性学习资源产生,也就是说学习资源能在与课堂主体进行交互的过程中,吸收资源使用者的集体智慧得以不断进化,这样就使得原本传统的静态化、结构封闭、内容更新迟缓的学习资源需要转变为动态生成、持续进化发展、结构开放的学习资源。不断保留在使用和交互过程中产生的生成性信息作为资源进化的养料,体现资源进化和学习者知识建构的历史路径,满足资源自身生命进化的需求。未来课堂中学习者的学习过程不仅仅是学习者与学习资源的交互,更重要的是在参与学习的过程中,吸取教学者、其他学习同伴、远程学习者或专家等人的智慧,建立起学习者学习的社会认知网络,收获持续获取知识的“管道”。透过学习资源在学习者、教师等人之间建立起动态的联系,共享学习过程中的人际网络和社会认知网络,满足社会化学习的需求。

由上可见,未来课堂是一个智慧学习环境,智能性是未来课堂的重要特性之一,未来的课堂应是这样一个富有技术、充分体现技术、人和谐交互的智慧学习环境。这个环境的组成既包括未来课堂物化形态上所呈现的智能学习空间,同时还包括在这个空间中对课堂主体所进行活动的智慧性支持。在这个环境中,技术也已成为一个具备一定智能的主体,与其他主体能够进行良好的互动,共同促进未来课堂教与学效率的提高。

四、未来课堂的智慧性体现

基于泛技术环境的支持,未来课堂的目标是旨在构建一个自然、和谐互动的学习空间。促进学习者进行个体学习和社会化学习,进而促进学习者的发展,在空间设计上也应能够体现绿色、环保,从信息化设计到体验性设计。

未来课堂作为一个智慧学习环境。其智慧性主要体现技术层面、环境层面和资源和服务层面等方面。

(一)技术层面——应用大量的智能技术

未来课堂作为一个泛技术支持下的教学环境,应用了大量的智能技术,主要实现信息的记录、传输、编辑的智能化,主体之间交互的多元化、便捷化。如RFID技术、泛在网络技术。智能学习空间(Smart learning space)是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的教学与学习空间,具有自然便捷的交互接口,以支持课堂主体方便地获得计算机系统地服务。人们在未来课堂里的学习过程就是使用计算机系统的过程,也是人与计算机系统不间断的交互过程。在这个过程中,计算机不再只是一个被动地执行人的操作命令的一个信息处理工具。而是协作课堂主体完成教与学任务的帮手,是人的伙伴,交互的双方具有和谐一致的协作关系。这种交互中的和谐性主要体现在人们使用计算机系统的学习和操作负担将有效减少,交互完全是人们的一种自发的行为。自发(spontaneous)意味着无约束、非强制和无须学习,自发交互就是人们能够以第一类的自然数据(如语言、姿态和书写等)与计算机系统进行交互。

(二)环境层面——实现智能环境

未来课堂中应用了许多电子设备,要做到环境的智能化,需要使电子设备消失在用户环境中,因此。需要“虚拟设备”来支持课堂主体与消失了的电子器件间的自然交互。通过智能化、个性化和相互连接的系统和服务创造所需的环境和功能。以此提高人们利用环境学习的质量。

空间可以感知人的存在。根据不同的人,空间就会有不一样的改变。

智能环境控制系统主要基于RFID等的物联网技术对课堂内的光、电、声、温根据学习者学习的需要进行控制,可以根据课堂外的光照条件调节照明,季节气候的不同调节温度,根据课堂内的声场环境调节声音系统等。如图3所示。

环境必须能识别生活在其中的人,适应他们,并从他们的行为中学习,可能的话还要具有情感。在环境智能的世界里,由组网的智能设备组成的电子系统将集成到人们的环境中,并为人们提供随时随地所需的信息、通信、服务和娱乐等服务。设备还能进一步适应甚至预备人们的需要。环境智能将以完全不同于现在的手柄式或固定的电子盒的方式出现。这些新系统将自然地融合到周围的环境中,并可以产生更为自然和隐含的交互方式。

智能环境重要的技术特性主要包括嵌入式(Embeded)。许多组网设备被集成到环境中。环境感知(context Aware)系统能识别你和你所处的环境上下文,个性化(Personlized)系统能调整自身以满足你的需求,适应性(Adaptive)能发生变化以响应你。预备(Anticipatory)系统无需有意识的干涉便能提前准备好你所想要的。

(三)资源层面

未来课堂可以通过云资源支持平台、智能课堂实录系统和交互白板实现资源的智能实时录制和资源存储。

智能课堂实录系统可以对课堂中的学习者的学习过程,包括自我学习和小组协作学习等过程进行记录,储存于云端资源服务平台中。可供学习者课后进行学习过程的回放,反思支持。

课堂智能实录系统是未来课堂物理架构的重要组成部分,实录系统能够自动跟踪课堂主体的状态和活动,自动调整镜头的景别。及实现聚焦和拾音电平的调整。并处理好不同摄像机之间的录制画面的同步。可以实现多摄像机、多场景切换式拍摄。

(四)服务层面

未来课堂应为课堂主体而建,终极目标在于促进学习者的个体学习和社会化学习,以促进学习者的发展,是一个充分发挥课堂主体的主动性、能动性,和谐、自由发展的教与学的环境与活动。未来课堂应为课堂教与学活动的实施提供完善的支持与服务。要实现这种支持与服务。需要未来课堂能够根据课堂实时情境。判断出课堂主体的需要,为教师和学生实现教与学过程的智能分析,资源的智能推送等。从而为每一个学习者能够实现个性化学习提供可能。

五、未来课堂——智慧学习环境的实现技术

未来课堂作为一个智慧学习环境,其实现技术主要包括硬件技术和软件技术两个层面,其中硬件技术主要包括所有设备之间的智能互联技术、多功能交互设备技术;软件技术则主要是指各主体间的信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等。

(一)硬件技术层面

要使得未来课堂成为一个智慧学习环境,需要有硬件技术的支持,这些硬件技术主要包括物联网技术、多功能交互设备技术等。

1.物联网技术

未来课堂是一个泛技术环境,是一个技术增强型课堂。未来课堂的物理架构是指在泛在网络环境支持下,由多屏显示、活动桌椅、智能环境控制系统、桌面平板电脑、无线反馈系统、视讯会议系统、智能课堂实录系统等部分构成。从未来课堂的物理架构可以看出在课堂中应用了许多新的技术,但这些技术在未来课堂中不应该是单独存在的客体,而都应成为彼此之间信息互通的主体,成为未来课堂的有机组成部分。目前,实现要实现这些设备之间的无缝链接,主要可以采取物联网技术来完成。

物联网(TheInternet of things)的定义通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。按约定的协议。把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

从课堂教与学主体进入课堂开始,其身份信息将自动被读取。相应的设备都会根据读取的主体信息调节相应的设备状态。给主体提供相应的支持。以符合个性化学习的需要。体现所有学习主体的学习机会平等性、学习方式多样性、学习模式灵活性。

基于物联网形成的无缝学习环境和泛在网络技术可以让所有学生和教育工作者随时随地使用综合性的学习基础设施。

2.多功能交互设备技术

除了物联网技术以外,未来课堂的主要特性是其互动性,要实现各主体之间的良好互动。需要有多功能交互设备技术的支持。如多功能交互笔。多触点交互显示技术等。

在未来课堂这样一个包括多种显示设备的三维交互空间中。用传统的鼠标键盘进行交互是相当繁琐的。每个显示设备都需要单独配备鼠标或键盘,对于不熟练的计算机用户来说。这种交互方式效率很低。对某些操作,例如绘制图标。即使是熟练的计算机用户用鼠标和键盘也很麻烦。清华大学研究者设计实现了一种多功能交互笔uPen,它是一个具有压力传感器的触摸笔,可以发射激光,笔身上还有激光发射和鼠标左右键共三个功能按键。结合触摸板和计算机视觉技术。用户利用一只uPen就能够以便捷的方式在课堂中与各种显示设备进行交互。这种笔势交互的模式摆脱了鼠标键盘,使用户在课堂的各个位置都能与显示设备交互,而且交互方式统一便捷。每一支uPen在使用过程中能向系统发送惟一的ID信息。为多支uPen同时工作提供了基础。结合室内定位系统,就能够确定使用人员的当前交互状态,为系统的主动服务和用户相关的过程记录提供了可能。

多点触控技术是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。它是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术,能在没有传统输入设备(如鼠标、键盘等)的情况下进行计算机的人机交互操作。多点触摸交互技术能支持同时多点触摸输入,使得触摸手势输入和多人协作交互成为了可能,可以提高交互的智能性、协作性和自然性,也推动了人机界面逐渐由图形用户界面(GUI)向自然用户界面的转变。将双手的手势动作定义成人们在日常生活中常用的自然动作并用来操作计算机,可以大大减少操作者的认知负担,降低学习操作的门槛。触摸手势交互作为一种更自然的人机交互方式,它符合用户的认知,提高了交互的自然性。

为满足人们简单、自然、友好、一致的人机交互需求,利用人在现实生活中的劳动技能和操作技巧,提高交互的自然性,该平台以用户为中心。相对于单手操作。双手交互不单是输入通道上的增加,而且体现了双手合作的特点,提高输入带宽和工作效率,使得传统的图形界面交互能够和双手多指交互相结合达到优势互补。如国防科学技术大学研发的基于手势的多指触摸协作交互平台。解决了多点触摸识别与定位、触摸手势识别、多人协作交互等关键技术,利用先进的光感应触控手段,实现了双手多指触摸操作的人机交互。开发了基于双手自然手势进行触摸交互的通用支撑软件,支持多人协作交互。通过触摸屏在图形界面上实现了一种自然、简单、高效的人机交互。支持自然手势的双手多指触摸人机交互系统,在触摸精度、显示面积和显示方式上与国际同期同类技术相比具有明显优势。

(二)软件技术层面

未来课堂设备的配置和连接从硬件技术层面来讲创建了智慧学习环境的物理基础,但要使其真正发挥各自的作用。成为一个智慧学习环境。则需要相应软件技术支持。这些软件技术主要是指各主体间信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等,具体包括人工智能技术、上下文感知计算技术、和谐交互技术、计算机视觉识别技术和无缝数据管理技术等。

1,人工智能技术

人工智能技术是当前信息技术教育应用的一个研究热点,基于人工智能技术开发的智能教学系统使得计算机软硬件系统能够更好地服务于学习者的学习过程。以智能专家系统ITS(Intelligent Tutoring Systems)为例,ITS是一种能仿真人类教师的计算机教学系统,以学习者为主设计的教育软件,它能感知学习者的学习状态,而提供适合学习者程度及喜好的指导、决定学习者模块内容及选择特殊设计以辅助学习指导及练习(Shute&Psotka.,1995)。ITS利用AI技术推论学习者的学习状况、理解状态及分析学习者特质,进而决定教学的内容、时间点、与方式。这不但塑造了一对一教学的理想环境,同时也提供了针对不同学习者需求,量身定做的适性化(adap.tive)学习内容。ITS以学生模型(Student Model)、教学模块(Pedagogical Module)、领域知识(Domain Knowledge)、接口模块(Interface Module)四个组件来达成上述的各项功能。[删

在未来课堂中,学习者除了可以和实体课堂内的教学者、学习同伴进行互动外。还可以和学习支持系统中的智能型人进行互动,获得个性化的学习支持,智能性人中的“教学人”可分为“协助教学事物人”及“实际进行教学的仿真教学人”两种。台湾学者陈鸿裕的研究指出,协助教学事物的教学人主要的工作有:(1)自动负责同伴间的联络;(2)自动检视并提示学习进度;(3)自动收集课程的相关信息。而“实际进行教学的仿真教学人”则是代替教师实际进行教学的人,大部分的系统皆是以一个动态的3D人像作为沟通接口。以运用虚拟实境中丰富的沟通形式。与学习者在网络的虚拟实境中互动。

2.上下文感知计算技术

上下文感知是智能空间的重要特征。是提高计算系统交互智能性的核心技术。上下文感知计算是指利用上下文信息自动为用户提供适合当前课堂教与学情景的服务和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的应用等方面的内容。

上下文是指任何可用于表征实体状态的信息,这里的实体可以是个人、位置、物理的或信息空间中的对象。在实际应用中,上下文的种类可归纳为计算上下文、用户上下文及物理上下文等。上下文可分为低层上下文和高层上下文两个层次,低层上下文是指直接从相应的传感器获得的上下文:高层上下文和低层上下文往往是相互关联的,一般来说是根据低层上下文进行逻辑推理得到的。由于高层上下文更能体现用户主体的意图。因此人们对高层上下文更感兴趣。它成为判断用户主体当前意图,为用户主体提供相应服务和支持的重要依据。

3.和谐交互技术

未来课堂通过开发和集成先进的和谐交互技术,为学习者提供一个高效的信息获取、交流的工作空间。从而促使显著提高学习、讨论和协作效率。

在未来课堂中,多种来源的相关信息将集成显示在课堂的三维物理空间中,课堂教与学的主体可以在多个显示表面上以自然便捷的方式直接与信息系统交互。或与远程的专家或学习伙伴进行充分的协作交流,整个互动过程还将被自动存放为可索引的学习记录或参考案例。未来课堂这一智能学习空间是一个典型的多用户和谐人机交互环境,目标是促使学习者在复杂的情况下尽快地理解和掌握当前形势并快速地做出合理地决策。关键是要为开放式信息集成、多用户自然交互提供支撑技术。

基于普适计算的智能学习空间技术,能营造全方位信息显示与和谐交互环境,将大大提高教与学过程的快速性和可靠性。

4.计算机视觉技术

在未来课堂这一智慧学习环境中,人的行为识别理解、物品识别与定位,以及场景恢复等问题都需要利用计算机视觉技术作为主要或者辅助手段来解决。计算机视觉是用计算机或机器对生物视觉的仿真。是一门综合性的学科,它包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学,神经生理学和认知科学等。计算机视觉就是用各种成像系统代替视觉器官作为输入敏感手段,由计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能像人那样通过视觉观察和理解世界。具有自主适应环境的能力。

在未来课堂中,用到的与计算机视觉相关的技术主要有图像处理、图像识别和图像理解。图像处理技术把输入图像转换成具有期望特性的另一幅图像,图像处理主要利用图像处理技术进行预处理和特征提取:图像识别是指根据从图像抽取的统计特性或结构信息,把图像分成预定的类别,图像识别主要用于对人的动作、物品等的识别与定位等;图像理解不仅描述图像本身,而且描述和解释图像内容所代表含义,图像理解主要用于对场景的理解和对人的行为和意图的识别等。

5.无缝数据管理技术

从用户的角度来看,进入未来课堂后,不同计算设备上的信息被放置在一个系统中,用户无需关心信息的上传和下载,只需利用下文介绍的多功能交互笔就能在不同显示设备上方便地显示、切换、标注这些信息,使得用户的注意力能主要放在讨论和信息理解的过程中,无需过多理会计算系统的细节。远程用户被允许接入未来课堂后,也能利用无缝数据管理模块来提供和共享信息。

在多种显示设备集成的智慧学习环境中,课堂教学主体可以通过物理环境(如墙面、桌面)、日常用具(如笔、激光笔),新型信息设备(如PDA、麦克风阵列),以及语音命令等自然便捷的方式与信息系统交互,无需依赖传统的鼠标键盘,以使对计算机不熟练的人员也能够直观地访问、处理信息。原型系统主要通过语音命令和多显示表面上的笔式交互提供直接的支撑技术。

除了以上的硬件技术及软件技术外,未来用在未来课堂这一智慧学习环境中的技术还可能包括增强现实技术(AR)、多模态信息融合、自动记录决策过程、内容增加技术(如把有意义的元数据添加到现有的音频和视频内容中)、新的压缩和表现技术(使音频和视频能实时地产生复合型媒体)和适应技术等,以支持未来课堂用户主体和课堂技术、资源和环境间的自然交互等等。

篇4

【关键词】信息化;继续教育;质量建设

一、信息化浪潮与继续教育转型发展

(一)教育活动与信息技术融合发展,是当代继续教育发展的客观趋势

1965年法国教育家保罗朗格朗提出了终身教育理论,对现代教育特别是世界各国继续教育改革影响深远。①继续教育作为现代教育发展的重要形态,本身就是在教育活动与信息技术结合中起步的。最初形成的以视听技术运用为主要形式的广播电视教育等远程教育,就是运用信息技术开展学历补偿和职业后教育的形态。信息化浪潮的推进,带来了教育理念、教学方式和学习模式的巨大变革,极大地丰富了继续教育实践。进入21世纪,互联网飞速发展,尤其是大数据、网络社交、云计算等广泛应用,更加深刻地改变了人类固有的知识体系、学习方式和教育模式。新一轮信息化催生了各种信息技术在继续教育领域的广泛运用,信息化在其中的作用和价值更加显现出来,对继续教育思想与观念、管理模式、教学内容和方法产生了变革性推动。②可以说,继续教育与信息化有着天然的、内在的联系,借助信息技术促进继续教育发展,是一个规律性趋势。

(二)加强信息化应用是我国继续教育转型发展的必然要求

改革开放以来,我国高校继续教育适应经济社会发展应运而生,伴随现代化进程深入推进,充分发挥高校学科、人才优势,参与构建学习型社会和终身学习体系,取得了显著成就。进入新时期,高校继续教育发展面临着新的形势和挑战。在需求层面,国家重大战略和区域社会经济发展,如推进经济高质量发展以及“一带一路”等战略,需要高校继续教育提供充分的人才支撑。③在供给层面,学习型组织发展和多元类型教育融合,特别是企业大学的快速发展、职业教育集团的兴起,引发继续教育格局重组,以质量为导向的竞争日趋激烈。在政策层面,国家取消了普通高等院校成人学历教育脱产班,逐步缩减本科院校成人学历教育专科的招生。④高校继续教育由学历补偿性教育转向非学历的素质提升教育,需要更加注重人才培养质量。可以说,高校继续教育进入了从数量规模型向质量效益型转型的发展时期。应对这一转型发展,高校继续教育要抓住信息化发展机遇,充分利用信息技术推进继续教育模式创新,提升服务社会培养人才的能力。

(三)信息化为破解高校继续教育矛盾问题带来契机

近些年,我国高校继续教育在迅猛发展,一方面推动人才培养和社会进步,但另一方面也带来发展粗放、质量下滑的隐忧和风险。从人才培养看,我国高等院校继续教育学生数量庞大,但是忽视内涵建设,人才目标界定不清晰、培养定位不准,教学针对性不强,课程教材缺乏特性,特别是实践性不够,适应性师资力量薄弱;从办学机制看,一些高校继续教育机构办学力量不足,优质资源整合不够,特色不够鲜明,专业渠道狭窄,缺乏拓宽办学路子的能力。从办学管理上,监管能力不足,管不过来与管得过死问题同时存在。这些都严重影响了继续教育办学的质量与信誉。解决当前高校继续教育中存在的突出问题,在树立科学质量观、深化改革的同时,必须通过加强继续教育与信息技术的融合发展,对学习者、教师、学校等继续教育的参与者和教学办学各环节,进行模式再造和系统重塑。通过信息化提升发展质量,实现继续教育健康发展。

二、信息化推进继续教育高质量发展的着力点

当前,现代信息技术发展呈现多媒体化、网络化、数字化和智能化趋势。信息技术对继续教育实践的影响是全面的、深刻的、革命性的。随着信息化的深度发展,高校继续教育在内容、方法、模式以至对学习者、教育者、管理者的要求等方面,都发生了巨大变化。高校继续教育必须准确把握信息化技术的最新发展趋势,借助先进适用的技术、模式,形成解决方案,提高质量建设水平。

(一)移动网络、多媒体化支持下的泛在学习

20世纪90年代以来,随着信息技术对教育的不断渗透,多媒体和计算机网络等新技术被广泛应用于教育领域,推动了泛在学习兴起。泛在学习通过超链实现本地资源与远程资源的无缝链接,学习的内容空间得到了极大扩张;利用构件化技术,即时性更新教育内容,提供全面的教育在线服务,支持按需学习、适时学习、弹性学习,为学习者提供时时、处处在线学习的场景。泛在学习呈现出学习内容海量、优质资源共享共建、学习交互性强等特点。大规模在线开放课程“慕课”(MOOC,MassiveOpenOnlineCourses),就是基于网络教育的泛在学习典型方式,其以现代信息和网络为技术支撑,搭建开放灵活、功能强大的教育网络平台,把优质资源输送到有需要的终端,实现人人可学、时时能学、处处易学。⑤美国高等教育界将MOOC比作教育史上的一场数字海啸,目前最有影响的美国的EdX、Udacity和Coursera三大MOOC平台注册人数已达上千万数量级。继续教育与泛在学习在学习机制上有内在契合性,值得充分借鉴运用其核心理念和技术解决方式。

(二)人工智能下的自主学习

“人工智能”(ArtificialIntelligence,AI)下的自主学习是1956年达特茅斯研讨会中提出的,当时指机器模拟人的智能。经过60年的发展,人工智能发展经历了计算智能、感知智能阶段,步入认知智能阶段,其内涵不断拓展,逐步聚焦于模拟、延伸和拓展人类智能的功能。近年来,一些国家已研发应用计算机智能辅助教学系统。一些高校设立自主在线学习平台,学习者通过平台进行选课、课程学习、课后测评等。这实际上是人工智能下的自主学习技术在继续教育活动中的运用。这种基于大数据的自主在线学习,可以根据数据对学生的学习情况进行评估,预测学生未来的学习表现并智能化推荐适合学习内容,让学习者能够从多元化的学习内容中进行自主选择,实现学习的个性化。⑥同时,通过将信息技术、视频、网络和智能化平台等因素综合起来,搭建多重交互、合作学习、资源共享的环境和情景,对学习者持续性诱导和激励,使其形成自我学习机制,可以激发和培养学习者的创新思维及实践能力。

(三)大数据推动下的智能教育教学管理

伴随着移动通讯、云计算、传感器、物联网等现代信息技术的快速发展,人类社会进入大数据产业化的时代,为改进继续教育办学机制及丰富教学内容提供了支持,对推动继续教育教与学的对接、管理以及市场开拓,都提供了智能化手段。一方面,通过教育大数据的运用,准确分析把握学习者的特点和类型,动态地改进调整教学方案和内容,可以增强教育的针对性和有效性。⑦另一方面,通过数据化应用,实现对继续教育要素的数据处理,可以及时、深度挖掘教育活动供给需求资源,实现市场需求分析、精准教育评价和办学需求调研、项目开发等教育决策科学化,提升教育管理的精准化。⑧

三、运用信息化提升继续教育质量的重点对策

信息化支撑继续教育质量建设具有综合性、过程性、渗透性,影响因素多元动态复杂,其中学习资源、教师、教学管理等因素至关重要。当前必须抓住主要问题,通过要素资源、平台、机制的整合再造,提升信息化应用水平,加强质量建设,提高高校继续教育质量。

(一)建立动态集约共享的课程资源体系

课程是教学活动的基本载体。只有课程有质量了,继续教育才可能有质量。要结合继续教育发展实际,利用多媒体技术,实现教学内容、网络课程、辅助资源的信息化,创建丰富的、分布式的教学资源库。可以发挥高校知识原创和学科优势,建立校内优质教育资源在继续教育与其他类型教育之间的分享平台,通过建立优质课程资源库、电子教室、微课等形式,促使本校优势教学资源向继续教育外溢。建设课程教学与应用服务有机结合的优质在线开放课程,利用信息技术提升教学水平、创新教学模式,利用翻转课堂、混合式教学等多种方式用好优质数字资源。同时,针对继续教育实践性强的特点,探索互联网条件下课程资源的共建共享,由高校与高校、企事业单位等共同建设,打造一批多元化、实用化、网络化的课程“超市”。鼓励通过与具备资质的企业合作、采用线上线下结合等方式,推动在线开放资源平台建设和移动教育应用软件研发,加快推动继续教育服务和学习方式的变革。

(二)推进适应性信息化教学模式、形式和方法创新

积极探索远程学习、网络学习、移动终端学习等新型教学模式的特点和规律,实现教学方法、手段的网络化,创建方便灵活的教学互动平台。利用云计算、移动互联、智能家居等新技术,实现教学和管理的移动化、多终端化,创建时时能学、处处可学的教学环境。要加快推进现代信息技术与教育教学深度融合,推进在线开放课程和虚拟仿真实验教学建设,以提升教师信息技术应用能力为着力点,加快用信息技术改造传统教学,提高教学水平。深入推进网络学习空间互通,形成线上线下有机结合的网络化泛在学习新模式。引导学校与教师依托网络学习空间记录学生学习过程,进行教学综合分析,创新教学管理方式。

(三)利用信息技术优化拓展教师资源

没有一流的师资队伍,就没有一流的继续教育。当前,一些高校继续教育缺乏充足的专业化教师,一些教师参加继续教育时间精力不够,校内整合资源不够,教师对信息化手段的运用能力也不够。高校继续教育务必重视师资资源建设,在加大培养和引进实践经验丰富的高素质教师同时,还应运用现代网络技术,拓展整合利用各方面教育资源,探索“名师课堂”“名校网络课堂”等信息化教师教研新模式,推广“虚拟教师”技术应用,运用虚拟化的名师、大师,丰富教育资源,激发学生的学习兴趣。信息化发展促进了教育方法和手段多样化,教师职能也发生了变化,除了传递知识、信息以外,更要注重引导学习者运用信息技术自主获取知识、运用知识、创造知识。因而要加强教师自身的继续教育,特别是通过培训,提高驾驭信息化的教学能力,为提升教学质量提供强有力的保障。

篇5

作者简介:郑行军(1979-),男,本科学历,一级教师,物理奥林匹克竞赛省级教练员,主要从事物理教学和习题设计研究.

著名物理学家薛定谔认为,习题教学是物理教学、理科教学的重要组成部分, 学生必须认真完成精心设置的物理习题[1],高效的习题教学对于物理教学质量水平的提升有着极其重要的影响[2].近几年随着信息通信技术的高速发展,以“互联网+”为主导的发展模式已经深入到教育领域并引起巨大的教育变革.以大数据、云计算、移动互联等技术手段为前提,对现有的物理习题进行改革和重构,使得“互联网+”模式下的人机交互、人工智能等教育形式在物理习题教学中成为可能,将互联网的平台、新一代信息通信技术有效地融入到物理习题教学过程中,从而提高习题教学的有效性是当下物理教学研究的一项重要课题.

1 基于“互联网+”的物理习题设计原则

1.1 科学合理性原则

科学性合理性原则首先要求习题中叙述的物理现象和物理过程必须以事实为依据[3],习题中所构建的物理情境源于生活,涉及物理量的量值准确无误,符合客观实际,不能随意捏造,科学严谨的习题设计理念有利于培养学生的科学探究、科学方法和科学态度等科学素养;其次要求习题的设计要符合学生发展阶段的实际,要根据课程标准在高考考试大纲设定的框架下进行命题设计,课程标准界定了学生通过教学活动所要达到的内容标准和要求,具体包括两个方面:一是对知识点的划分,二是对知识点的认知目标要求[4],这是教师编写习题时,首先需要注意的问题.

1.2 典型导向性原则

物理学是一门建模学科,在教学过程中物理模型的构建是一个非常重要的环节,物理教学的目的就是要让学生学会从纷繁复杂的物理现象中发现事物运动或变化的主要影响因素,经过一系列的分析、综合、比较、抽象、概括、推理等,从而找出其基本规律.所以习题设计应不以知识结构为线索安排,而是以题型为线索,结合学生掌握知识的情况,严格筛选各种类型的题目,而不是简单的资料堆砌.在新课程和高考考试大纲的框架下,对中学物理习题题型进行规范化、系统性整理,建立与物理习题教学配套的物理习题资源网络系统,使之能与物理习题教学进行有效整合,从而提升互联网平台教育资源的可利用性、引导性和启发性.

1.3 自主同步性原则

新课标中明确指出,需要培养学生的自主学习能力,使学生能够树立良好的学习态度以及思维习惯,确保实现知识的灵活应用.而高中物理习题教学设置的目的就是为了培养学生自主解决问题的能力,使得学生能够将所学的理论知识灵活应用到问题的解决过程当中,实现自我的突破以及发展[5].因此,在实施日常教学时应从挖掘物理习题中隐含的相关知识出发,把握题目特征,建构合理、系统的物理习题模型知识体系,引导学生养成利用物理模型进行解题的习惯,提高解题效率;提供的物理习题资源能与相应的物理习题教学内容形成有效衔接,试题不仅可以体现学生对知识和技能的掌握,而且可以体现学生对于物理过程和物理方法的掌握及知识的迁移能力,从而提高学生学习物理的积极性和学生自主学习的能力,引导学生能通过题目中提供的各种信息,把相关知识提取出来,整理出各种模型的特点及出题方向,总结形成题型知识结构,再重新应用于试题中实现高效解题的目的.

1.4 层次渐进性原则

学习本身是一个循序渐进的过程,学生知识学习过程必须经历感知、理解、巩固、运用四个阶段.这就要求在设计习题时要考虑学生的个体差异,要设计不同层次的习题,不搞一刀切,体现层次性,以适应不同水平的学生,让每一个同学都有机会获得充足的成功体验.在互联网学习系统的支持下,习题资源系统不仅可以体现不同层次的学生对于知识掌握的情况,还可以体现学生对于物理过程和物理方法的掌握及知识的迁移能力,通过对习题的细化和科学有效的设置,教师就可以了解学生对于该知识点整个认知过程和掌握的所有相关信息,而不是传统教育中简单的对与错,这样教师就可以有针对性地帮助学生解决问题,非常具有时效性.

1.5 信息交互性原则

在大数据、云计算、移动互联等技术优势的基础上,使得人机交互、人工智能等教育形式成为可能,达到了传统的习题教学模式无法实现的教育目的.学生在课前预习、课后测验和在线互动过程中都会产生大量的信息数据反馈,教师如果要及时了解学生对知识的掌握情况,必须对这些数据进行采集和处理,这在传统教育方式是很难实现的.通过“互联网+物理习题”构建的资源系统,利用大数据分析,不仅能够反映学习者的学习行为、学习需求,而且能够反映学习者的知识结构、学习兴趣、学习习惯和学习达到的程度等.因此习题的设计要保证学生对系统资源学习后,系统采集到的数据和反馈的信息,能让教师对学习者进行分析,作出相应的决策,运用适宜的教学策略,利用数字化平台,通过大数据分析客观规律性,更好地把握教学的着力点.

篇6

由全球华人计算机教育应用学会主办,浙江大学承办的第十五届全球华人计算机教育应用大会(The 15th Global Chinese Conference on Computers in Education,简称GCCCE2011)于2011年5月29日至31日隆重召开。全球华人计算机教育应用大会是一项国际学术会议,每年举办一次,旨在汇聚世界各地教育政策制定者、学者、教育工作者、校长及一线教师,分享有关信息与通信技术(ICT)教育应用的实践方法及成功经验,以推动教育信息化的发展,促进教育创新。值得强调的是,本次会议已列入美国规模最大的专业学会――电气与电子工程师协会(IEEE)会议列表。

本次会议的主题是:信息技术促进教育创新,旨在深入探讨信息技术促进教育创新的相关问题,推动全球华人计算机教育应用界同仁的交流。围绕此主题,本次大会开设了十个子会议进行深入讨论:移动学习与泛在学习、教育游戏与非正式学习、ICT在华文教学中的应用、计算机支持的协作学习与人工智能教育应用、数字化学习环境构建与教育软件设计、数字化测试与评价、数字化学习与企业培训、中小学信息技术教育与应用、中小学教师论坛、博士生论坛。本次会议共吸引了500多名来自大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等国家或地区的学者,其中正式代表240人,嘉宾40人,研究生代表220多人。

二 论文集主题与作者信息

为保证论文的质量和吸引广大学者的积极参与,本次会议收录的论文被IEEE出版,并送交工程索引(EI)检索。当然,这也是前14届高质量的会议成果铸就了今天的国际认可,从这一层面也可看出主办方为促进学术繁荣所做的努力。

1按论文主题划分

本次会议收到来自大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等国家或地区的学者积极投稿,共收到论文1327篇,经过严格的评审后,录用论文414篇,录用率为31.2%。其中张贴论文73篇,大会最后还评出优秀论文22篇。论文集紧密按照大会主题进行编订。

从表1数据可以看出“计算机支持的协作学习与人工智能教育应用”和“数字化学习环境构建和教育软件设计”来稿数量不相上下,依然沿袭往届的特征,说明在计算机的教育应用领域,学习环境的构建和教育软件的设计是热点。“教育游戏与非正式学习”的篇数紧跟之后,并且与往年相比,数量有所上升,表明在游戏中教育和组织非正式学习受关注度较高。而“ICT在华文教学中的应用”与往年相比数量有所下降,这与大会召开的地理位置相关:本次会议在大陆召开,而此主题研究者多为台湾地区。经研究分析,本次大会研究热点和重点话题基本与往届相同。

2按作者来源划分

本次会议收录论文的作者是来自全球各地的华人,笔者按照第一作者所在单位统计得表2:

分析表2的数据得知,除了中小学教师论坛,其他主题论文的作者半数以上来自大陆地区,除了地理优势外,在教育信息化背景下,大陆地区的研究者积极参与学术研究,推动教育信息化稳步发展。

三 会议内容聚焦与评述

会议邀请来自于大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等地教授、学者做了四个大会主题演讲和十个专题讨论会,另外还组织参会者对杭州胜利小学进行半天的参访活动。

1大会主讲

香港大学罗陆慧英教授以“信息技术促进教育创新的可持续发展”为题,认为教育是一个复杂的系统,是由多个要素及其相互作用组成,任何一个单一的教育创新的做法都不会成为未来的教育模式。把信息和通信技术引进课堂教学,是对传统的教与学模式的“破坏性”转型。罗陆慧英教授以一个园区的变化为喻,提出要从生态系统的角度来处理教育创新问题,并给出了五项教学改革可持续发展的生态条件:一是政策,即跟变革相配合的明确的政策方向和压力;二是鼓励和支持策略,即适当的政策措施以栽培崭新实践的出现;三是专业连网,即教育人员专业战略协作和联网机制:四是为学习而建的架构,即机构学习是教学改革可持续发展的关键;五是学习•信息技术•技术,即以信息技术作为教学创新的物质体现、中介和基础设施。罗陆慧英教授的报告从系统的宏观角度深刻分析了信息技术能够促进教育创新,但是教育创新改革的可持续发展过程艰难,需要五项条件统筹配合。

华中师范大学杨宗凯教授主题演讲的题目是“深化融合,支撑创新――关于教育中长期规划教育信息化问题的思考”。杨宗凯教授作为国家教育信息化十年发展规划(2011-2020年)编制专家组组长,以《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》第十九章“加快教育信息化进程”的内容及国际教育中长期规划的需求为背景,阐述了对我国教育信息化发展的思考。在报告中,杨教授指出我国的教育信息化整体上处于起步、应用阶段,并结合我国教育信息化发展现状,介绍了国家教育信息化十年发展规划编制的指导方针、工作方法、整体风格以及四部分的成果,让所有教育工作者提前学习到国家教育信息化十年发展规划。最后杨教授还欢迎大家在国家教育信息化十年发展规划的意见稿推出时给出自己的意见和思考。

台湾科技大学黄国帧教授主题演讲的题目是“移动与泛在学习的研究趋势与应用”。在报告中,黄教授完整的介绍了移动与泛在学习的定义、实现架构及研究趋势,同时结合实例说明过去的教学工具与策略如何与新的科技结合,获得良好的教学效果。黄教授已发表超过350篇与数位学习及智慧型系统相关的论文及著作,在演讲中,黄教授展示了多个在自然科学及乡土教学方面的实际应用策略及成果,不仅为教师和研究者提供了具体的参考内容,还为研究生树立了在实际教学活动中研究的典范。最后,黄教授总结说“教育为本,科技为用”,指出了所有的科技都是教育中的工具,教育才是重点。

华中师范大学祝智庭教授在大会最后一天下午以“中国基础教育信息化新发展:从班班通到教育云”为主题,分析了在落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》背景下,我国基础教育信息化现状与发展趋势,提出了班班通到教育云的发展路线。在报告中,祝教授先介绍代表国内先进水平的“绿色班班通”解决方案以及在全国各省市的推广应用状况;接着推出基于大教育装备的“绿色教育云”开发计划,介绍其核心技术及服务框架;最后就如何通过电子书包作为云端个人学习环境,介绍具有前瞻意义的电子书包系统功能建模,以及电子课本――电子书包技术标准研究进展。据了解,电子书包已经在上海、扬州的部分学校进行开发使用。祝教授的报告内容吸引了众多华人的兴趣,台湾、香港等地专家学者纷纷提问,表示对此研究的支持和认同。

2 部分子会议报告综述

据统计,此次大会的子会议共有182场,同一时间段有5场报告在同时进行,笔者选取部分报告进行综述分析。

(1)移动学习与泛在学习

移动设备的迅速普及和相关技术的飞速发展催生了移动和泛在学习,创造了这两种新型的并极富潜力的学习模式。移动与泛在学习(台湾称为“行动与无所不在的学习”)历来是GCCCE大会研讨主题之一。从本次会议的收录论文来看,移动和泛在学习以台湾学者研究为代表,并以自然科学和英语学习为实例,以混合学习、泛在学习等理论为理论基础,以当下流行的技术设备为工具和手段,以实证研究等为研究方法,探讨相关的学习环境、学习模式、学习活动等。

(2)教育游戏与非正式学习

在娱乐中学习的思想催生了教育游戏,经统计发现,该主题主要是台湾地区研究生作为毕业论文的热门选题范围之一,研究的思路是以一定心理学方法或策略为基础,用量表、问卷等工具,并结合各种教学策略,设计各种教育游戏,对学生进行实验研究。其中,以国立台湾师范大学佳燕的题为《目标层次与鹰架策略对国小学童程序设计学习成效与认知负荷之影响》和国立台湾科技大学宋涵钰的题为《基于凯利方格之游戏学习模式对改善学习成效及态度之研究》为典型。此类选题的角度、研究方法和研究重点值得大陆的研究生借鉴。

(3)ICT在华文教学中的应用

在华文教学中写作课程的教学是一大难点,很多非大陆地区的华文研究者都在研究如何更好的利用ICT提高学生的写作能力。在报告中,台湾国立成功大学的苏彦宁团队的《导入网络同侪互评策略于国中写作课程之学习环境建置与初探》和新加坡教育部教育科技司Jo KimLee团队的《线上作文互评功能在教学上的设计与使用》不约而同的用到学生的线上互评策略,此策略吸引了与会者的兴趣并展开热烈的讨论。该主题的主持人陈明溥教授最后总结时指出,在华文教学中,不管使用何种策略,对社会性软件的选择很重要,而学生对社会性软件的使用热情度与学习环境的设计或学习活动设计相关,因此学习环境的设计或学习活动的设计才是提高学生写作能力的重点。

(4)计算机支持的协作学习与人工智能教育应用

从论文投稿和报告数量来看,计算机支持的协作学习与人工智能教育应用是目前的一大研究热点和重点。北京师范大学蔡苏代表他的团队做了题为《基于三维交互虚拟学习环境的案例开发与探究》的报告,报告中以四个众所周知的数学案例――天体运动、牛顿第一定律、牛顿第二定律、单摆运动展现了三维交互的虚拟学习环境,最后还用增强现实技术现场展示了这四个案例,吸引了众多与会者的注意和探讨。不得不说,随着虚拟现实技术的发展,尤其增强现实技术,计算机支持的协作学习与人工智能在教育中的应用前景会更宽泛。

(5)数字化学习与企业培训

数字化学习与企业培训是计算机在非正式教育领域应用的典范,但一直受到教育界的关注和研究,在往届的GCCCE大会中数字化学习与企业培训就受到专家及学者深刻探讨,当然此次大会也不例外。台湾师范大学张基成教授的《台湾企业数位学经验与个案》的报告是有关中小企业网路大学校在台湾的实施和推广。这个网路大学校的建设是为满足台湾企业从业人员、中小企业的自主性学习需求,课程内容浅易入门、广而多元,为台湾中小企业营造了数位学习的氛围,其运营模式主要包括学习入口网、学习平台、教材管理、学习服务、组织学习、推广服务和专案管理。这个中小企业网路大学校为逐渐兴起的企业大学的建设提供一个好的案例。

南京师范大学张义兵老师的《企业培训课程的设计与开发》是以苏宁电器的员工培训为例,介绍了他为苏宁电器设计和开发的培训课程的阶段成果。针对苏宁电器的要求,张老师对苏宁电器进行知识管理、培训教材设计、网络课程设计和e-learning策划。张老师的研究告诉我们企业培训没有通用的课程,不同的企业、不同的工作性质、不同的员工培训的内容都是不一样的。所以,要深入研究企业培训,先深入掌握企业各个岗位和员工特征。

四 GCCCE促进教育技术发展

经笔者调查统计,发现到会作报告的专家学者多是教育技术专业的背景或是与之相关专业的背景,徐州师范大学更是有20多名研究生参加,可见此次大会在教育技术人心中的重要性。计算机应用于教育是教育技术电教发展道路上的一个标志性的分支阶段,不仅因为计算机技术的发展越来越广泛,应用越来越深入,更因为提高教育质量是教育技术的根本问题和使命。

1 名称问题

2011年4月20日教育部了《普通高等学校本科专业目录(修订一稿)》的意见征求稿,提出将“教育技术”更名为“教育信息技术”。对于此问题,《电化教育研究》杂志社通过新浪微博平台广泛征求了改名问题的意见和建议,众多教育技术学专业的专家参与讨论并给出自己的意见。根据微博留言可知大家意见不一,总体认为教育技术更名是必要的,但是更名为“教育信息技术”是不合理的。

众所周知,教育技术在发展过程中先后出现了多次更名的现象:教育技术起源于“视觉教育”,后来更名为“视听教育”,再到“视听传播”,发展至我国曾有学者(至今有学者)称为“电化教育”,最后到广为大家接受的“教育技术”。我们不难发现教育技术的名称变化过程中技术的发展起到了重要的作用。于是教育技术是否要更名,免不了要考虑技术是否又发展到一个新的阶段。然而,纵观此次会议中所有专家学者在报告或论文中所用到的技术发现,专家学者们都在强调计算机在教育中的应用,并没有提出新的技术,只是技术使用过程中方法的创新。鉴于此点,笔者认为教育技术更名还没有更名的必要。但是在此次会议中,许多大陆的专家学者提到教育信息化的背景,他们指出我国还处在教育信息化的起步、应用阶段,要达到教育与应用的融合发展还需要经过融合和创新阶段。另外“教育技术”的名称毕竟是从国外引进,并不具有中国特色。考虑到以上两点,笔者赞同一些专家在微博中提出的更名为“信息化教育”的说法,同时“信息化教育”说明了教育技术的重心在教育,从而避免了教育技术姓“教”还是姓“技”的争论。

2 技术促进教育

正如台湾科技大学主题报告时所说“教育为本,科技为用”,教育技术的根本落脚点也是在教育,任何的技术(包括计算机相关技术)都是为提高教育的手段。我们关注技术的不断创新与应用,更强调是各种新技术下的教育能否得到提高甚至改革。

此次GCCCE(2011)大会“数字化学习与企业培训”的主题会上专门安排了一场由清华大学、中国教育技术协会钟晓流教授所做的题为《关于中国教育技术行业标准研制》的报告。2010年5月12日中国教育技术协会在清华大学成立了中国教育技术协会技术标准委员会(下称“标委会”),专门从事教育技术行业标准的研究与制定工作。钟教授的报告内容是标委会提出的在2011年开展并完成《多媒体教学环境规范建设》研究与制定工作的成果。《多媒体教学环境规范建设》的研究与制定是由清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学、中国科技大学、南京大学、东南大学等50所高校的65位专家和教育技术领军企业的10位专家共同参与的,并分为六个小组分别从以下六个方面进行研究与制定:供配电、网络和建筑物理环境,音频环境与扩声系统,视频环境与视频设备,智能化控制系统,语言实验室与教学资源系统,系统集成。声、光、电等技术的飞速发展和应用改变了人类的许多方面,《多媒体教学环境规范建设》的六个方面正是在声、光、电等技术的应用基础上从硬件和软件两个角度同时改善了传统的教学环境,并彻底改变了一黑板一粉笔的教学设施。

技术促进教育的最好证明就是教学环境的软硬件设施得到改善和提高,而《多媒体教学环境规范建设》研究与制定正在落实着这一点。对于整个教育技术行业来说,教学环境的建设与维护是教育技术行业的核心工作,是数字化校园建设和教育信息化建设的重要内容,是信息技术促进教育创新的重要体现。当然,教学环境的规范建设只是标委会对教育技术行业标准研制的一方面,随着技术在教育中广泛而深入的应用,其他的标准也会相继出台,每一位教育技术工作者都有责任和义务为自己的行业标准做出努力和贡献。

篇7

关键词:信息技术;小学生;信息素养;培养

随着信息时代的到来,信息技术无论是使用范围还是用途范围都在不断地扩大。由此可见,信息技术的基本掌握已经成为现代人必须具备的一项技能。所以,我们要对学生从小就进行信息素养培养。本文从信息素养的含义、培养信息素养的有效途径以及评价方法来展开对小学生信息素养培养的论述,其中着重描述了有效途径的具体实施办法,希望对小学生信息素养的培养有所帮助,使学生无论在技能方面还是社会责任方面都能够有所提高。

一、信息素养的含义

信息社会的到来要求每个人有不同的信息素养,也就是指以下方面:首先是信息的技能,也就是信息的基础处理能力,是否能够合理利用信息技术。其次是社会责任。就是要有一定的社会伦理和规范,进一步完善对信息独立学习。

二、培养信息素养的有效途径

在寻常的课堂活动和学校教育中可以进行信息技术课程的授课,这也是时下大多数学校采用的模式。

1.注重培养信息意识

也就是能够让学生对自己的信息形成一种判断和完善的过程,进一步考查学生的捕捉和观察能力以及对信息的灵敏度,可以进一步吸收和消化相关的信息。在信息技术教学中,大多数教师都对学生的信息意识有着不同程度的看法,实现学生理论的应用是关键。

2.信息技术教育

信息技术的培养现阶段主要集中在课堂教学中,也就是能够通过课堂来实现信息技术的教学,进一步完善培养学生信息能力的手段。对于教师来说,要进一步实现教学研究的能力,不同教材、教学内容,采用不同的教学方法。

3.各种综合实践活动

可以根据教学材料安排适当的实践活动来完善对书本上知识的应用考查,进一步增强信息学习的兴趣。对于学生来说往往有着更多的机会能够接触信息技术。

(1)校本课程

在学校每年都有着不同形式的活动开展,这些活动都比较丰富,能够营造出一种活跃的氛围,实现制作的空间,让学生能够进一步发挥潜力和创造力,实现自主性学习的状态。

(2)研究性学习

研究型学习有着一定的拓展能力要求,也就是说能够在学习中找到很多新的挑战,往往教师需指导学生来完善研究性学习的方向,进一步能够引导学生收集资料、整理资料。对于很多的初步成果来说,要能够将作品和相关的论文进行考查和审核,进一步还要提出总结和小组的讨论,以便于促进团队合作能力。

4.建立信息技术课程与其他学科的整合

信息技术可以作为一种教学的手段和模式渗透到其他学科之中,进一步能够开展拓展性的学习,完善那些学有余力学生的要求,进一步将学生的信息素养和技能提高。

(1)信息技术应用

现在的信息技术不能够只依靠书本,一定要针对实践开展相关的工作,实现应用和解决问题的能力,学校要积极鼓励学生参加相关的活动,进一步展现自己的信息才能,实现学生的文化课基础需要,进一步能够采取创作和交流的模式,实现应有的创造力和相关的规划,进一步加强自己的信息实践理论。

(2)智能机器人活动课程

智能机器人是我校科技教育的一大特色,也就是能够将学生的学习兴趣和自主的学习能力全面激发,实现人工智能应用的直观演示,让学生能够在自我的设计中研究相关的模型,进一步实现对信息能力的拓展,尤其是小学生,需要将能力进一步发挥,实现优化。

三、信息素养的评价方法

信息素养的评价对教与学具有反馈、激励的功能。小学信息技术教育对学生信息素养的评价应遵循以下原则:

1.要将过程和结果集合进行评价

评价相关的小学信息技术不能够单单只依赖成绩,要进一步将重点的实践能力和日常的创新思维也进一步反应,这样才能够充分了解学生,还要了解学生的平时状态,获得的经验与教训等进行评价。

2.外部评价与学生自我评价相结合

由于很多评价都是结合成绩直观进行的,所以外部的评价就显得很重要,也就是说要有着一定的实力基础才能够完善自身的外部评价,进一步实现能力的交换,实现自我的调节和控制。

3.笔试与操作性测试相结合

信息的素养是长时间培养的,尤其是针对小学生的启蒙状态,需要从根本上发掘他们的潜力,不断鼓励他们创新,进一步养成良好的信息道德观和素质观,能够实现测试,将真实的学习任务和实践相结合,以提高学生素养。

现代的信息化社会对信息素养的要求进一步提高,对小学生来说,生在高科技时代,需要进一步完善提高自身的信息素养,才能够适应未来社会的发展。因此,教师需要进行果断的引导,让学生进行技术的合理学习和实践,进一步加强道德观念的指引,充分为学生形成终身学习能力打好坚实的基础。

参考文献:

[1]龚道敏.关于中小学生信息素养评价方案的探索[J].中国远程教育,2002(09).

[2]陈松.关于中小学教师信息素质培养的原则及方法探讨[J].电化教育研究,2001(10).

[3]潘世祥.打造安全高效的区域教育网络环境:深圳市宝安区教育城域网信息安全与管理实践[J].电化教育研究,2007(11).

篇8

随着城市化的高度推进,现代经济的快速发展,物业管理已经成为城市居民生活不可分割的一部分。物业管理服务内容从原来的保安、保洁、保修、保绿发展成为业主提供全方位的综合,服务方式也由原来手工与器械的简单结合发展成人工智能系统、楼宇智能化系统等的应用。伴随而来的就是要求物业管理人员素质的提升,这不仅仅是学历学位的提高,还需要会管理、会应用、会技术。因此,能否培养出满足社会和企业需求,毕业后能直接上岗的人才,是教育需要考虑的问题。作为物业管理从业者的主力教育单位,高职院校学生的动手能力一直都是物业管理企业关注的焦点,如何更好地开展实训课程有待改进。

1物业管理专业实训技能培养存在的主要问题

11高职院校的教育“重理论,轻技能”

人人都知道高职院校的人才培养目标和教育理念是有别于本科院校和中职院校的,知道本科院校主要是向学生灌输扎实的系统理论知识,属于宏观能力方面的教育;中职院校致力于学生某一具体技能的培养,力求做到又专又精,属于微观技能的训练;而高职院校介于两者之间,教育应着力于宏观知识面和微观技能之间的一个平衡点,即培养出来的学生应为“懂管理、能操作”的技能应用型人才。在这样的教育理念下,本应形成理论教学与实训技能并重的局面,但现实却是许多高职院校“重理论,重课堂,轻动手,轻实训,实训从属于理论”,造成整个大学三年内70%~80%的课程为理论考试,单门课程中实训课程不到总学时的三成。这可能是因为本科院校比中职院校高级得多,从而衍生出理论知识比实训技能高端和重要的错误观念。高职院校教育在不知不觉中不断向高层次的本科理论教育靠拢,弱化、小化象征中职院校水平的技能教育。

12实训条件有限

实训条件有限一直都是制约高职院校良好开展实训的主要因素。第一,实训场地太小,课室不足。除非是省级及以上的重点或示范性专业,否则许多高职院校往往由于经费的限制而无法配给足够的面积和充足的实训课室,往往只是将各种物业设备集中简单地堆放在一个房间,让人感觉更像是一个仓库,而不是专业的物业实训室。第二,设备数量太少,种类不全。许多高职院校物业专业的实训设备简单如灭火器、除草机、绿化工具、保安工具等,这种传统低档设备根本无法体现出现代物业的特点,反而让学生误以为物业人员就是保安、清洁工、绿化工。而熟练使用这些设备本应是中职院学生的技能,不应是高职院校学生的全部实训项目。虽然有些高职院校有物业楼宇智能化实训室,但由于价格较贵,各种类的系统往往不全或数量不足,常常不能满足学生全流程的实训,这不利于学生了解现代物业管理的运作。第三,实训师资匮乏,技能不专。绝大多数高职院校没有专门的实训技能教师,往往都是由理论教师兼任,这些理论教师都是物业管理专业的硕士生博士生,具有很强的理论性,但动手能力却不强,加上专业与楼宇智能化不对口,很难指导学生的实训学习。

13实训课程设置不合理

这主要体现在三方面:第一,高职三年课程主要以课堂理论教学为主,理实一体化的实训课程所占比例不足20%。第二,单门课程以课堂理论教学为主,实训课程学时占该门课程总学时不足30%。第三,期末考试多以试卷笔试形式为主,以动手能力的实训考核所占比例不足10%。试想:在如此大环境下的实训课程能训练好学生的专业技能与能力吗?

2培养物业管理专业学生实训技能与能力的途径

21物业管理课程考核改革

以纯理论的试卷考试方式很难激发学生对实训技能训练的兴趣,为了“强迫”学生主动地、有意识地去提高自身的专业技能与能力,必须对物业管理部分课程的考核方式进行改革。考核方式以能够突显学生专业技能和能力的真实场景模拟和物业活动为主。如物业公司前期介入的策划案的制作、入伙仪式场景模拟、带业主验楼收楼场景模拟、现场处理投诉场景模拟、物业突发事件如火灾、爆水管、停电、与业主冲突等的处理、物业管理智能软件操作。将学生分组去演练和参与每个场景与活动,通过学生的表现来考核他们的专业技能与能力,如在前期介入策划方案中和投诉处理场景中对物业法规的熟悉度、理解的正确性和运用的准确性,以及和业主的沟通能力与应变能力;在验楼收楼场景中对验房技能的熟练度与正确性,以及和业主的沟通能力与应变能力;在突发事件处理中对各种先后程序的熟练度,以及现场应变能力;在物业软件操作中对软件的熟练度;而各种物业工具如消防器材、园林工具的使用和物业规范用语和礼仪则可设计融合到这些场景中去考核。这种考核方式需以物业管理专业教师团队为单位,让各门课程的专业老师共同设计、共同观察学生在该场景中的表现,通过其展现的各种技能和能力来进行评判和打分,并在完毕后现场对学生进行讲解和评论,指出其不足和做得好的地方。下组学生可进行旁看、旁听、交流等,这样可以让学生在耳濡目染中潜移默化的学习和进步,如果能请到物业公司的经理和员工来进行现场观摩和评判,甚至是参与评分考核是最好不过,这样可以让学生了解到真实中的物业公司是如何运作及处理的。但具体每个技能和每种能力所占的比重和分值如何仍需教师团队共同斟酌设计。

22建立能训练符合物业公司用人需求的能力的实训室

高职院校物业管理专业培养出的学生要“懂管理、会操作”,不同于以往操作的各种简单物业工具,现代物业管理“操作”的主要客体是楼宇智能化设备、楼宇智能化软件、物业管理软件,所以物业管理专业实训室的构建必须要以此为立足点。培养学生的专业技能和动手能力应以物业公司需求为标准,他们用什么、怎么用,学生就应该学什么、会什么,所以实训设备必须是仿真乃至真实的。当今电子技术日新月异,楼宇智能化电子设备与软件更新换代很快,在选购实训设备时要考虑较高的档次和良好的质量,以保证几年内不滞后于行业的平均水平。最重要的一点就是多功能综合性,在设计实训室时,要将物业管理软件把各种智能化系统串联起来构成一个综合体系,如停车场管理系统、远程抄三表系统、防范监控系统、安全门禁系统等,从而形成对各种物业设施设备的中央管理、远程操控、数据采集。在资金充裕的情况下,应多建设几间实训室,以保障多组学生同时学习。

23加强同校外物业公司的密切合作

第一,派遣学生进行校外较长期的专业实习。绝大多数高职院校都要求学生在大学三年期间进行一次专业实习,物业管理专业学生也不例外。这种实习的时间多在两星期到一个月,由于时间太短,物业公司只能安排学生在一些简单的岗位上实习,如门岗保安、监控保安、停车场保安、物业助理、客服等,这种程度的实习充其量只是“中专式学生实习”,只满足了学校关于学生专业实习的要求和物业公司对免费或廉价劳力的需求。由于实习时间的仓促,学生无法在物业公司各个岗位进行轮岗,更不用说学到公司的管理理念、运作模式和核心技术了;物业公司也不会去培养这种“匆匆过客”。学校可与物业公司签订协议,将毕业后有志于从事物业管理工作的同学派往物业公司实习半年乃至一年,扩大实习学分的比重。本地实习的学生可上半天班,另半天再回校统一补课,外地实习学生可自学,届时回校参加考试。学校对这部分学生可采取灵活性管理,可将一些课程的考试考核权放给企业的实习导师,因为他们对学生的评价评分更具意义和客观性。如有个别学生真的得到企业的重用和肯定,即使因为实习而耽误了学校的课程,学校也可放宽标准来考量。这种校企合作方式对学校、企业、学生都是三赢的局面。学校可从中知道自己的教育效果和企业真实需求的异同点和差距,从而进行完善和改进;企业可用较低的资金成本和时间成本来培养和塑造自己所需的人才;学生在未走出校门之前就接触了社会、行业和企业,学到了在学校学不到的东西,了解到自己能否跟上社会的发展、能否达到行业的标准、能否适应企业的环境,从而对自己未来的职业或出路做更好的规划。

第二,将校外物业公司引进校园,进行真实性物业管理。学校可考虑放弃总务处或后勤中心管理校区的模式,通过招标将优质物业公司引进校园进行真实性的物业管理,这样既能提高整个校园的物业管理水平,又为教师和学生的教与学提供了真实的实训场地与项目。物业公司人员可担任学生部分课程的导师,学校教师亦可兼当物业公司的顾问和管理人员,为自己的技能教学积累经验。学生在不出校门的情况下即可兼顾校园知识学习和专业技能与能力的培养锻炼。

篇9

    【论文摘要】现代教育技术作为现代化的教学手段,在临床微生物学实习教学中被广泛应用;对于引导学生结合临床病例进一步巩固所学知识,促进理论和实践相结合,提高教学质量和教学效果起到了重要的作用。

    临床微生物学是检验医学专业一门重要的专业课,它综合了临床医学、病原生物学、免疫学、感染流行病学等学科的内容,是一门学科内容丰富且实践性较强的课程。近年来,伴随着与微生物相关的sars、禽流感、猪流感等感染性疾病的大范围流行,临床微生物学已成为对人类的经济和社会发展具有重大影响的学科。在本课程的临床实习教学工作中,如何激发学生的学习兴趣,引导学生应用课堂所学的理论结合临床实际病例,对感染性疾病进行快速准确的诊断,一直是本课程临床实习教学中的重点和难点。现代教育技术(包括多媒体课件、视频课件等)应用于本课程实习教学后,以其多种媒体的综合优势(包括生动的图像、直观的立体模型、逼真的动画模拟等)解决了传统教学的问题,使本课程实习教学效果和教学效率得到了明显提高。

1现代教育技术概述

1.1现代教育技术的概念

    现代教育技术就是以现代教育思想、理论和方法为基础,以系统论的观点为指导,以现代信息技术为手段的现代教育手段和方法的体系,包括计算机技术、数字音像技术、电子通讯技术、网络技术、卫星广播技术、远程通讯技术、人工智能技术、虚拟现实仿真技术及多媒体技术和信息高速公路。它是现代教学设计、现代教学媒体和现代媒体教学法的综合体现。是以实现教学过程、教学资源、教学效果、教学效益最优化为目的,通过对教与学过程和教学资源的设计、开发、利用、评价和管理,以实现教学优化的理论和实践。

1.2现代教育技术教学体系的特点

    从教学规律看,具有信息呈现多形式、非线性网络结构的特点,克服了传统教学知识结构线性的缺陷,符合现代教育认知规律。可以把感知、理解、巩固与运用融合为一体,使学生在较短时间内记忆得到强化,有效地促进学生主动参与认知结构不断重组的递进式学习过程。

    从教学模式看,这个教学体系既是可以进行个别化自主学习的教学环境与系统,又是能够形成相互协作的教学环境与系统。多种学习形式交替使用,可最大限度地发挥学生学习的主动性,与网络技术相结合的多媒体教学系统还可以使学生之间、师生之间跨越时空的限制进行互相交流,实现自由讨论式的协同学习。

    从教学内容看,其知识信息来源丰富、容量大、内容充实、形象生动且具吸引力。为学生创造了宽阔的时域空间,既可超越现实时间,生动地展示历史或未来的认知对象,又能将巨大空间与微观世界的事物展示在学生面前加以认知。

    从教学手段看,系统强调以计算机为中心的多媒体群的作用,从根本上改变了传统教学中的教师、教材、学生不点一线的格局。学生面对的不再是单一枯燥无味的文字教材和一成不变的粉笔加黑板的课堂,呈现在学生面前的是图文并茂的音像教材、视听组合的多媒体教学环境与手段和在网络、远距离双向传输的教学系统。所有这一切使得传统教法中抽象的书本知识转化为学生易于接受的立体多元组合形式,使得教学过程与教学效果达到最优化状态。学生在整个学习过程中,充分利用学生的视觉与听觉功能,对大脑产生多重刺激作用,从而使得学习效果显著提高。

2应用现代教育技术教学所取得的效果

2.1教学信息量大,内容形象直观,便于学生记忆和掌握

    医学中的微生物是细菌、病毒、真菌等肉眼看不见,必须借助于光学显微镜或电子显微镜放大上千倍甚至上万倍才能看见的微小生物冈。学生到临床实习时对原来课堂上学习的各种微生物在显微镜下的形态、特征、临床致病诊断标准等内容,早已模糊了。要他们在实习时结合各种临床病例重新对大量各类的细菌、病毒真菌等进行鉴别性学习、记忆和掌握,难度较大,常常会混淆不清。

    授课教师在教学中利用现代教育技术将各种微生物的形态、特征用图像、动画、视频和声音等各种媒体进行综合处理,就可以将原本抽象的教学内容形象化,使原先不容易理解的内容通过多媒体形式生动、形象地表现出来,并且可以反复播放,形成视觉、听觉反复刺激,调动学生多种感觉器官参与学习过程,学生反映记忆深刻,易于掌握。

2.2有利于结合临床实际不断更新学科知识和在教学中随时拓展、增补学术前沿的内容

    近年来,细菌和病毒的变异非常快,新的细菌和病毒不断涌现(如sars病毒、h1n1流感病毒等),要求临床相应的诊断应快速、准确,以保护患者的健康和生命,同时临床上常用的检测技术,也在不断更新、改善,特别是随着微生物基因组的深人研究和进展,促进了临床微生物实验室诊断新技术发展。包括核酸杂交、核酸体外扩增和基因芯片等临床诊断新技术给临床实验室感染性疾病的诊断带来一片光明。在临床微生物学的实习教学中,授课教师紧跟科技发展前沿,及时更新多媒体辅助教学课件,为学生提供最新的学科研究进展,因而受到学生欢迎。

2.3有利于学生主动学习、互动学习和减轻教师的负担,缓解临床医疗和教学工作的矛盾

    临床微生物实习教学通常是在临床工作实践的同时进行,但是由于医院的临床医疗任务很重,而且不能出任何医疗事故,同时学生的实习课业也不能耽误,因此实习教学显得较为枯燥和相对简单。实施多媒体技术辅助教学后,可使枯燥的理论知识变得生动有趣,可充分发挥学生学习的主动性、求知欲和独立思考的习惯。教师可利用临床实践中遇到的具体病例对照多媒体课件,针对学生在临床中遇到的困惑进行有的放矢辅导答疑,有助于教师指导学生课外主动学习,做到临床和教学两边兼顾。

    在临床微生物学的实习教学中,由于授课教师使用经过精心研制的视听教材、多媒体课件,采用互动式、临床病例结合式教学方法教学,引导学生主动性、探究性学习,师生教与学达到了互动,提高了教与学的效率,强化了学生学习和掌握本课程临床知识的能力。学生反映多种媒体教学形象、生动,自己记得牢、分得清相关知识点。学生实习出科考核时成绩普遍优良,对教师的教学评价也都是优秀。

3思考与拓展

篇10

【关键词】信息化;中等职业学校;计算机基础应用课程;有效教学;措施

引言

当前中等职业学校开设的计算机应用基础课程是非计算机专业学生的公共必修课程,可以为学生学习其他知识提供有力的辅助,它的重要性不言而喻。中职教学作为一种重要的职业教育方式,不能仅仅满足于学生对知识的掌握,而应该重视和加强对学生操作技能的培养,锻炼学生应用知识的能力。

一、中职计算机教育现状分析

中等职业教育面对的对象与普通高中的学生不同,他们普遍基础差,不会很主动地学习各种专业知识,使用传统的教学方法往往导致教与学的效果都不好,所以如何搞好计算机教学是我们每位从事教学的人员所面临的问题,并且通过笔者多年经验,认为当前中等职业学校计算机基础教学存在着以下问题:

1、教与学方面

诸多教师已经将教学中的重点方法提炼出来,但是却并不能够让学生提高积极性,究其原因是因为教师并没有真正结合计算机这门课程的特点,而是一味地去照搬其他课程的教学方式,盲目去寻找计算机软件的规律,却不能结合学生的认知规律。看似课堂中学生掌握了一些理论知识,但是却不能将其实际应用于专业上,当他们发现自己什么都不会了,就慢慢失去了学习的兴趣。

从学生角度而言,随着近几年我国职业学校的生源逐改变,招生与在校生数量连年下降,严重影响了生源质量。并且,各地区中小学计算机基础教育不均衡现象导致中职学生起点层次不一。另外,一些学生抽象思维较强,能够快速掌握计算机理论知识,而另一些学生动手能力强,实践操作较好,这些因素都会造成学生学习出现不均衡发展的状况。

2、考核形式相对单一

当前中等职业学校期末考试通常为两种方式,而这两种方式也存在着不同的问题,一方面是考试形式通常是让学生来笔答亦或是上机测试,一方面是试题通常为一些基础理论题目,难以检测出学生实际的操作水平,导致许多即便拿到高分的学生,在遇到实际问题后也无从下手。

二、对中职计算机课堂教学改革的思考

1、实施情境教学法,持续学生兴趣

在建构主义学习理论中提出:“知识的获得是一种自主建构的过程”,所以我们在计算机课堂中,要努力为学生建构有效的学习情境,通过多种信息方式的组合来呈现,调动学生参与到学习中,诱发他们的学习兴趣并得以保持。例如Word的宏制作,Excel的图表等教学内容,需要学生具有一定的逻辑思维能力,显然这对于一些学生而言难度较大,因此部分学生出现了学习困难的状态。所以我会设定教学情境,“许多岗位中都需要运用到这些软件功能,我带大家来看看它们都有什么用途?”然后我会播放一些办公软件在企业、单位中的应用视频,例如财务报表、统计表格等,通过生动地方式来展现了要学习的内容,学生们就了解到自己将要学习的内容与未来岗位有怎样的联系,进而产生了学习兴趣,引导学生从理论知识逐步走向实践。

2、组织学生协作学习,培养思考能力

计算机是一门实践能力较强的科学,教师要适当引出一些问题来激发学生的思考,但是并不能偏离教学目标,以加深学生对课程内容的学习印象。例如在Excel学习中的“公式与函数”的内容,我会设计好一个需要计算每个学生各科成绩分析表的题目,要求学生去运用所学知识来完成任务。因此之前word学习中,学生掌握了函数解决问题的方式,所以很快地完成了题目。接着我问学生,“假如你看到这份成绩表,还想去分析什么信息呢?”学生们众说纷纭,有的人想计算全班平均分,有的人想找出各科的最高分、最低分,还有的人想计算出及格率。而想要完成这些内容,就需要用到没有学过的方法,所以我要学生们分组进行讨论,遇到问题可以各组交流,并突出了教学难点,也顺应了学生认知规律,得到了较好的教学效果。

3、注重实践教学,采用任务驱动法教学

中等职业学校的计算机教学应当注重培养学生实践应用能力,并且可以创造性地去分析与解决实际问题,进而提高其就业能力。所以我们在教学计划中要提高实践教学的比例,可以去创设出实际的问题情境,去引导学生分析任务,然后探索并完成任务。在学生解决实际任务过程中,能够学习到怎样去用所学来解决实际问题,激发学习积极性。在每一课之后,教师可以去设计出一个综合性的设计内容,让学生带着任务来进行针对性的实践,提高学生的自主创新能力,并产生成就感。

4、加强课堂监管,提高教学有效性

由于有些学生对计算机课程的不重视,再加上中职生基础差、底子薄、爱玩,因此,在上计算机课时,难免会出现一些自控力差的学生玩游戏,而对于学习却漠然置之。针对此现象,教师可以加强课堂的兼管,采取一些有效措施加以控制。比如,提出要求,在完成规定学习任务的前提下可以玩游戏等。

5、变革考核形式,完善教学评价机制

我们为了能够提高考核的质量,可以将考核方式原有的期末考试转变为期末考核与日常阶段测试相结合。每学期的成绩为阶段成绩测试+平时成绩+期末成绩构成,并且根据日常的教学内容来分成不同模块,每个模块教学完成后就要对学生进行阶段性测验,并且将学生成绩来作为期末考核的一部分。并且教师要注重学生的上机操作能力的考核,对完成日常作业较好的学生来给予一定的加分鼓励。

结语

我们要在教学的实践过程中不断探索,发现问题,反思问题,总结经验,不断创新,将教育内容与生活实际紧密联系在一起,运用多种教学方法,建立和谐的课堂氛围,最终建立一个符合实际的有效的教学模式,实现学生开心、家长放心、社会满意的目标。

参考文献