人工智能案例教学设计范文

导语：如何才能写好一篇人工智能案例教学设计，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。

篇1

基于4MAT系统模式案例设计

4MAT系统模式又称为自然学习模式，它是由美国“学习公司”总裁麦卡锡博士在1979年创立的一个新型有效的学习框架。该模式将学习风格与脑科学研究结合起来，并根据人们感知和处理信息的方式，形成一种独特的、顺应个性学习需求的教学模式。图1为学习者以4MAT学习的一个简单实例。

第一阶段，Johnny看到他的哥哥们是骑自行车去学校。他注意看他们是怎样骑自行车的，骑自行车看上去很容易；第二阶段，他请他的哥哥们（骑自行车的专家）展示他是怎样骑自行车的；第三阶段，Johnny骑上自行车，并尝试骑行，他发现骑自行车并不像看上去那么容易；第四阶段，他调整了自己，回过来再次尝试骑自行车。在上述学习过程中，学习者的大脑经历观察反映、抽象假设、行动试验、形成具体经验四个阶段，即4MAT模式的四个象限，整个学习过程组成一个循环圆圈。

4MAT模式以关注学习者为出发点，结合左右脑的不同特点，将教学分解为八个环节（如图2所示），可较好地为学习者提供有意义的学习内容，学生有足够的练习机会，且可“灵活调整”学习内容，并在这一过程中发掘所学在生活中的应用价值。高中信息技术课程内容大致可分为“动手做、如何做、为何做及做了何”四个方面，与4MAT模式四个象限的特点较切合。现以高中信息技术必修模块中“信息的加工与表达――用智能工具处理信息”为主题，进行4MAT模式教学环节设计。

1.本课时教学目标。人工智能研究处于信息技术发展的前沿，它的研究、应用和发展在一定程度上决定着计算机技术的发展方向。高中人工智能课程目标的基本点定位在了解和体验上，让学生了解信息技术发展的前沿，体验若干典型人工智能技术的应用，感受人工智能对学习和生活的影响，激发对信息技术未来的追求。

2.本课时教学任务。《信息加工与表达》课程标准对应要求：通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值。通过课堂讨论、观看媒体资料、网络搜索、操作实践、学习教材等手段，学生能够：①了解人工智能技术的含义及智能工具的应用范围；②列举人工智能技术在社会、生活中的应用实例；③按功能对常见的智能应用进行分类；④在操作实践活动中，了解智能工具的基本工作原理及其应用价值；⑤树立辩证思想，客观看待人工智能技术对社会的影响，培养正确的信息技术运用观。

3.本课时教学内容：①人工智能、模式识别、自然语言理解、机器翻译；②智能工具的应用范围；③常见智能工具的操作（“小灵鼠”软件、OCR软件、在线翻译软件、机器人小I等）；④人工智能对人类生活、社会的影响及存在问题。

4.本课时教学安排见图3。

①联系，即让学习者将学习内容与相关生活经验建立联系。设计活动来表明人工智能就在我们身边以及它与信息技术学科前沿研究的联系。活动内容：以小组为单位研讨我们身边的人工智能应用例子。通过讨论，说明人工智能对人类生活、社会的影响。这个讨论有助于让学生将身边的经验与学习内容联系起来。教师提供自主学习资源网站，引导并帮助学生联系各人的经历了解人工智能的应用范围；通过让学生观看相关应用视频，让他们获得直观的感性认识。

②注意，即让学生注意个人体验以及与其他同学的经验分享。分析经验，小组讨论并将经验绘制成图表。分小组分享经验并用概念图示描述人工智能的含义。

③想象，即在向学生传授呈现概念时，让学生先将自己的理解描述出来。整合经验：在学习日记中描述人工智能对你及社会生活环境的影响。每个学生要在自己的日志中说明某一人工智能应用如何对个人生活和环境造成影响。

④告知，即由教师告知内行知识，学生接受内容并进行研究。学习内容：教师通过演示文稿介绍图灵测试及人工智能小故事，帮助学生了解人工智能含义。教师带领全班学生利用前面活动中获得的信息，创建人工智能思维导图，其中要包括人工智能含义、应用领域及它对人类社会产生的正面及负面影响。学生通过看视频、听讲、课堂讨论及小组研究等学习形式学习新知识。思维导图会逐渐发展为一个动态的图示。学生可随时添加其他信息和实例。比如，随着对人工智能技术的深入了解，其他内容也可以被添加到思维导图中，在不断形成的过程中，学生将学会如何有条理地收集信息。

⑤练习，即让学生通过练习来学习，以达到对知识、技能的熟练掌握。实践拼接活动：以“它”怎样看、“它”如何懂两组活动，制作设计新的思维导图。归纳智能工具的工作原理和存在的不足。各小组通过实践操作智能工具，分享有关知识和体验，以思维导图的形式描述模式识别及自然语言理解的工作原理并提出技术改进建议。教师在整个过程中对学生的表现给予反馈和建议。

⑥延伸，即是学生创新的开始，学生对所学的灵活调整，迁移运用。设计“人工智能会取代人类吗”游戏中要用的问题。在课堂内外以学习小组的形式开展活动收集更多信息。每个小组根据他们了解的情况设计10个问题，在“人工智能会取代人类吗”游戏中使用。比如，未来你心中的人工智能是什么样、机器人具有真正的智能吗、未来的智能工具将具备怎样的功能，等等。

⑦提炼，即学生进行自我适应、调整、修改和评价其学习是否适当。学生复习课堂记录、个人日志、实践体验、互联网上学习到的内容等，小组完成研究报告，为最后阶段做准备。

⑧展现，即让学生表现自己。帮助学生将所学与更广泛的知识联系起来。设计一个总结主要观点的演示文稿（用例子和视觉画面对人工智能应用作出说明）。为学校设计一个普及人工智能知识的网站。撰写一份“智能工具应用启示”的研究的可行性报告，并设计完成一个未来智能工具或提出一个智能应用的想法。

基于Feden-Vogel教学模式的案例设计

普莱斯顿・D・费德恩，罗伯特・M・沃格尔结合信息加工论，在4MAT系统及教师实践经验的基础上，提出了Feden-Vogel教学设计模式。该模式包含三个不同的工具：计划组织图、教学计划模板、教案格式。其教学分五个步骤进行设计：步骤一，引起学生注意并激活先前知识；步骤二，教授陈述性知识，不仅包含课时内容，还应涉及一些核心概念等；步骤三，给学生提供足够的时间和实践机会，形成程序性知识；步骤四，让学生运用所学知识解决不同问题，帮助他们以新的或不同的方式运用所学；步骤五，结束当前教学并启发学生关注知识和连续性，过渡到下一教学主题。在Feden-Vogel模式中，是从步骤二开始教学设计（即在课程目标与学习标准中让学生学习的陈述性知识），教学实施从步骤一开始。现仍以高中信息技术必修模块中“信息加工与表达”为主题，进行Feden-Vogel模式教学设计，课时教学目标与上例同。

1.《用智能工具处理信息》Feden-Vogel计划组织图（见图4）。

2.《用智能工具处理信息》Feden-Vogel教学五步骤设计。

步骤一，呈现先行组织图，让学生回顾先前的知识，提问前面几类信息加工与表达的特征及应用价值。这个练习可以让学生准备好学习下一个主题，即用智能工具处理信息。让学生联系和此问题相关的现实生活情境：如果你在写一份研究报告时，需要一本资料书上的三页内容，或者你想通过录音将你说的话转化成文字时，你将采用什么办法来完成？向学生提出这个问题，让他们设想解决的方案。通过这个问题可以将情境与新主题联系在一起。为了帮助学生解决此问题，可展示触屏手机手写输入信息的过程，让学生上网搜索相关资料。同时为学生提供多种体验工具软件（“小灵鼠”软件、OCR软件，语音识别软件等）。

步骤二，播放有关我们身边人工智能应用的视频，让学生上网查找人工智能应用领域及实例。介绍图灵测试，向学生提问，人工智能的含义是什么？学生建立人工智能概念图，并添加智能应用领域及实例。

步骤三，将学生异质分组，提出小组体验计划。当学生制定好计划后，就可以开始试着用智能处理工具（模式识别）进行操作实践。等他们完成体验后提问学生：识别的准确率高吗？影响识别率高低的主客观因素有哪些？接下来，引导学生思考分析模式识别工具处理信息的工作原理，引导他们针对体验中存在的问题提出改进建议。在建立模式识别思维导图过程中，通过提问学生生活中或未来还有哪些信息可以通过模式识别来处理，进一步加深学生对相关内容的了解。

步骤四，让全班一起讨论在进行模式识别智能工具体验中的感受。教师使用提问策略来帮助他们进入下一人工智能应用领域：自然语言理解。比如，可以问学生是否能通过工具将一段中文诗词翻译成其他语言，或者和机器人聊天时应该怎样设计智能处理工具。学生讨论，形成小组设计报告，并通过上网查找出相关工具软件名称。学生选择教师提供的工具软件进行体验操作，总结出其工作原理及存在的问题。

篇2

苏霍姆林斯基在《教育艺术》中认为，“在人的心灵深处有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈”。我们要敢于打破传统的教学模式，运用现代教育技术培养真正适应于经济社会发展的创新型和国际化人才。现代教育技术是伴随现代科技的发展，特别是电子、通讯、计算机的飞速发展而产生的，也是现代教育理论发展到一定阶段的产物。

作为新一轮科技革命的代表，人工智能（AI）技术已经或正在颠覆性地改变着许多行业和领域，而教育就是其中之一。来自谷歌的世界顶尖的人工智能专家团队将AI的智能l展划分成了三级：第一级是“弱人工智能”，只能够专注在一个特定领域，如下围棋；第二级是“强人工智能”，能够达到或超过人类水准；第三级是比人类聪明1000万倍的人工智能。

目前，“弱人工智能”已经渗透到我们生活的方方面面：搜索引擎、实时在线地图、手机语音助手、智能客服等都运用了人工智能技术。尽管人工智能要从感知、行为和认知三个维度全面模拟甚至超越人类，还有很长的路要走，但目前的AI凭借强大的计算能力、存储能力和大数据处理能力，已经改变着传统教育模式与教育形式，在破解教育资源不均、提高教育效率和教学质量、提供个性化精准化教学、优化教育评价系统等方面将发挥重要作用。

浙江西湖高等研究院人工智能研究室主任于长斌认为，人工智能下一步应用可能是远程教育、自我强化教育，甚至是教育领域的机器换人。从人工智能现阶段研究成果来看，机器人做数学题、英语题完全没有问题，有科学家还成功用人工智能自动生成科研和学术论文，其中有一些甚至被期刊录用。

高考机器人

在今年6月7日的“高考”中，人工智能机器人AI-Maths在数学科目的两套试题考试中分别取得了105分和100分的成绩。整个答题过程中，机器人不联网、不连接题库、无人工参与，全由机器人独立完成解答。研究人员表示，由于AI-Maths在识别自然语言时遇到了一些困难，导致部分考题失分。

AI-Maths先后解答了2017年数学科目高考的北京文科卷和全国Ⅱ卷的试题，分别用时22分钟和10分钟，北京文科卷得分105分，全国Ⅱ卷（数学）得分100分。对这台机器人来说，解答一道题目的时间最快不到一秒。此前总共做了不到500套试卷，大约12000道数学题。而一个中国学生，按照每天10道数学题估算，到高考前已经做了大约30000道数学题。

考试结果显示，这台高考解题机器人在不依赖大数据的前提下，逻辑分析能力远超人类，但在文意理解、多样性思维上要比人类逊色得多。参与阅卷的资深数学老师表示，AI-Maths相当于中等成绩水平的高中毕业生，失分主要是因为“读不懂题目”，遇到一些人类语言（而非数学语言）时，无法理解。

专家指出，这次机器人不得高分的原因较多，首先这个机器人并没有代表机器人的最高水平，其次机器人没有联网，不能够联想自己的知识，这样得低分也是理所当然的了。经过更多的训练和学习以后，未来AI-Maths会取得更好的成绩。

该机器人是由成都准星云学科技有限公司研发的一款以自动解题技术为核心的人工智能系统，诞生于2014年。该公司参与了科技部的863“超脑计划”。

同时进行的另一场机器人高考测试中，学霸君的Aidam首次与6名高考理科状元在北京同台PK，解答2017年高考文科数学试题。Aidam的成绩为134分，6名状元的平均分为135分。Aidam答题耗时9分47秒。为了展示，Aidam当天答题放慢了六倍速度，平时每道题完成时间应该在7-15秒。

从2014年开始，国内人工智能引领者科大讯飞就联合了包括北大、清华等在内的超过30家科研院校和企业，共同开启了一项隶属国家863计划的“高考机器人”项目，他们希望通过这个项目的实施，研制出能够参加高考并在2020年考上北大、清华的智能机器人。“超脑计划”汇集了国内近60%的人工智能专家，其重点就是要研究突破机器的知识表达、逻辑推理和在线学习能力。

目前，高考机器人在英语学习方面也取得阶段性成果：一是翻译，已经能够让翻译能力达到高考入门水平。二是在广东地区的英语高考、中考场景中，在发音准不准、填空题选择题，判断你懂不懂知识上，机器已经超过人工。三是口语作文实现突破。比如给学生一个题目《My Mother》，现在AI机器的评测打分已经比人类打分更精准。

有人提出了一个十分滑稽的问题，那就是人工智能要是通过高考考上大学，是不是意味着我们的教育培养出来的就是考试的机器？这个问题的逻辑不一定严密，但巧妙地折射出了现行教育体制的一些问题。如果以应试为主的教育方式不改变，智能机器取代老师几乎是必然。更可怕的是，这样的教育培养出的人也将被智能机器淘汰。

AI阅卷批改作业

面对庞大的考生规模和多种多样的考试，专家和老师阅卷成为一个独特的景观。从传统的纸笔阅卷到网上阅卷，再到今天的机器智能阅卷，AI可以轻松解决繁重复杂的阅卷难题，大大提高阅卷的效率和质量。

通过对试卷进行数字化扫描、格式化处理，转换成机器可识别的信号，机器就能按阅卷专家的评判标准，进行自动化阅卷，还可以自动检测出空白卷、异常卷，并给出最终的评阅报告及考试分析报告。原来三个月的工作，现在一周就能完成，而且更准确、公正。

中国教育部考试中心对“超脑计划”的阅卷工作进行了验证，结果是，在“与专家评分一致率、相关度”等多项指标中，机器均优于现场人工评分。

除了代替人工阅卷，人工智能还可以帮老师做批改作业、备课等重复枯燥的工作，不仅节省大量时间，还可以减少工作量。

语音识别和语义分析技术的进步，使得自动批改作业成为可能，对于简单的文义语法，机器可以自动识别纠错，甚至是提出修改意见，这将会大大提高老师的教学效率。

今年两会期间，科大讯飞董事长刘庆峰在提案中提到，科大讯飞的英语口语自动测评、手写文字识别、机器翻译、作文自动评阅技术等已通过教育部鉴定并应用于全国多个省市的高考、中考、学业水平的口语和作文自动阅卷。而基于国家“十三五”863“基于大数据的类人智能关键技术与系统”阶段性成果构建的“讯飞教育超脑”已在全国 70% 地市、1 万多所学校应用。

国外也有多个智能测评公司和实践案例。GradeScope是美国加州伯克利大学一个边缘性的产品，它旨在简化批改流程，使老师们更专注于教学反馈。目前有超过150家知名学校采用该产品。MathodiX是美国实时数学学习效果评测网站，算法会对每一步骤都进行检查、反馈。

美国教育考试服务中心（ETS）是世界上最大的私营非盈利教育考试及评估机构，已经成功将AI引入SAT和GRE论文批改，同人类一起扮演评卷人角色。

计算机科学家乔纳森研发了一款可进行英语语法纠错的软件，不同于其他同类型软件的是，它能够联系上下文去理解全文，然后做出判断，例如各种英语时态的主谓一致，单复数等。它将提高英语翻译软件或程序翻译的准确性，解决不同国家之间的交流问题。

虽然人工智能可以阅卷、批改作业，但诚如《信息时报》刊发的《推广“机器人老师”可为广大教师减压》一文所言：教育需要尊重“异质思维”，同样的问题，学生会给出差异化、个性化的答案；目前“机器人老师”在阅卷、批改作业的时候会有明显的局限性，可能更适用于客观题却不适用于主观题。

不可否认，最初机器是用来辅助人工教学的，未来的趋势则是人辅助机器，而这个过程会一次次重塑考、学、教、管的服务流程。未来，当进入强人工智能和超人工智能时代，机器人更像是老甚至在许多方面超越老师。

机器人当老师

城乡、区域教育鸿沟，择校问题，学区房问题，都是教育教学资源不均衡导致的，归根到底是优秀教师的稀缺，而智能教育机器人则是解决这一问题的有力工具。“机器人老师”不仅有助于解决师资不足和师资结构不合理等难题，还能大大缓解社会矛盾，促进教育公平。

目前国内已涌现出像魔力学院这样的创业公司。几年前魔力学院创始人张海霞从北大毕业时，她的毕业论文是国内最早对人工智能教学进行研究的学术论文，同时在上大学期间，她就已经是新东方出国留学部最好的英语老师。这种雄厚的技术和教学背景，让她成为国内最早一批人工智能领域的创业者。

“与大多数互联网教育领域的产品不同，魔力学院从一开始，我们要解决的问题就是用人工智能机器替代老师进行讲课。曾经有很多投资人建议我们妥协一下，暂时用真人老师讲课，后面再一步步地进化到人工智能老师，但我们从来没有妥协。”张海霞说。

直到2016年3月，魔力学院第一个商业化的版本上线，企业开始有了第一笔收入，成为全球在人工智能老师这个领域第一家产品上线的创业公司，也是第一家实现了持续收入和盈利的创业公司。至今，在人工智能老师这个领域，魔力学院的相关产品仍然是惟一能从教、学、练、测各个维度提供人工智能老师教学的公司。

目前在新东方也开始这样的实验，教室里没有人类老师上课，机器人将重要知识点经过搜集和教学设计后，用非常幽默的方式向学生传授，从课堂效果来看，“学生很愿意听”。

新东方教育集团董事长俞敏洪认为，未来10年内，教师七成教学内容一定会被机器取代。不过，缺少人类老师的教学必然不完整，因为课堂教学不光是把知识点告诉学生，更需要对学生开展知识融合、创造性思维、批判性思维等能力训练。对于这些思维方式的训练教学，机器人老师还无法胜任。“未来的课堂将是机器人智能教学、老师情感和创新能力的发挥及学生学习的三者结合。”

除了民办教育在积极引入机器人老师，我国的“福州造”教育机器人已在部分城市的学校开始“内测”，今后有望向全国中小学推广。这款教育机器人除了帮助老师朗诵课文、批改作业、课间巡视之外，还能通过功能强大的传感器灵敏地感知学生的生理反应，扮演“测谎高手”角色。一旦和“学生机”绑定，可更清楚地了解学生对各个知识点的掌握情况。

对于机器人老师，国外早有应用。2009年，日本东京理科大学小林宏教授就按照一位女大学生的模样塑造出机器人“萨亚”老师。“萨亚”皮肤白皙、面庞清秀，皮肤后藏有18台微型电机，可以使面部呈现出6种表情。她会讲大约300个短语，700个单词，可以对一些词语和问题做出回应，还可以学会讲各种语言。“萨亚”给一班10岁左右的五年级学生讲课，受到新奇兴奋的孩子们的极大欢迎。

教育是塑造灵魂的特殊职业，教师是人类灵魂的工程师，面对的都是活生生的具有不同个性情感的学生，在价值观塑造和创新思维启发方面，“机器人老师”有着明显的局限性。尽管机器人老师不知疲倦，知识渊博，能平等地对待学生，加上它的特殊身份能激发学生的学习兴趣和动力，然而机器人永远无法完全替代“真正的人类教师”。

当老师们从繁重的重复性工作中解放出来，实际上可以将更多的时间和精力花在富有创造性的工作上。比如培养学生的素质和情商，激发学生对学习的热情，鼓励学生独立思考，形成自己的价值观和思想体系，成为有美好人格和创新能力的个体。

实际上，老师充当的是一个引导者、启发者的角色，老师做的应该是“准备环境-引导孩子-观察-改进环境-再引导-退出-再观察”。极少干预和不断引导，让孩子能最大限度地拥有独立性、专注度和创造力。

机器人进课堂是大势所趋。不久的将来，人类老师将负责进行情感、心理、人品、人格上的健康教育和品德教育，以及各类知识的融会贯通、学习方法的引导、创新能力的培养。而知识教育这部分，将会以“机器换人”的形式让渡给人工智能。这将对老师提出更高的要求，因为除知识教育外的这些教学内容，需要由真正有能力的老师来传授。“老师要避免被机器取代，就要先避免自己成为机器。”

可见，教师需要快速适应现代化教学需要，熟练使用各类领先科技产品，提升综合素质，这将决定教师本人的去与留，更是教育希望与未来的关键所在。

个性化教育

因材施教在我国已有2000多年历史，但在我国应试教育大环境下，根据学生不同的认知水平、学习能力以及自身素质来制定个性化学习方案，真是说易行难。当传统思想与尖端科技相结合，因材施教的可行性有了大幅提高。人工智能介入后，个性化教育有两条实现途径。

一是构建知识图谱。构建和优化内容模型，建立知识图谱，让学生可以更容易地、更准确地发现适合自己的内容。国外这方面的典型应用是分级阅读平台，推荐给学生适宜的阅读材料，并将阅读与教学联系在一起，文后带有小测验，并生成相关阅读数据报告，老师得以随时掌握学生阅读情况。

Newsela将新闻与英语学习融为一体。通过科学算法衡量读者英语水平，抓取来自《彭博社》《华盛顿邮报》等主流媒体的内容，由专人改写成不同难度系数的版本。LightSail也是相同应用，不过它的阅读材料是出版书籍，它收集了适合K12学生阅读的来自400多个出版商的8万多本图书。

2015年底Newsela用户量超过400万，LightSail和纽约市教育局、芝加哥公立学校、丹佛公立学校等机构达成了合作，而目前我国没有如此规模、与官方达成合作的个性化阅读学习平台。

二是自适应学习。人工智能可以从大量的学生中收集数据，预测学生未来表现，智能化推荐最适合学生的内容，最终高效、显著地提升学习效果。当一个学生阅读材料并回答题时，系统会根据学生对知识的掌握情况给出相关资料。系统知道应该考学生什么问题，什么样的方式学生更容易接受。系统还会在尽可能长的时间内保留学生信息，以便未来能给学生带来更多的帮助。

在美国乔治计算机学院，有一门课叫“人工智能概论”。这门课是艾萨克・格尔教授创建的。他有一个教学助理叫吉尔。这个课程的特点是以问答方式授课，学生提问，老师和助教回答。第一年就有大约1000多名学生参与，提出了超过1万个问题，其中40%的问题是由助教吉尔回答的。让学生惊奇的是，吉尔竟然是一个机器人，而且教了他们整整一个学期。格尔教授采用IBM沃森界面，创建了这个AI驱动的BOT交互系统，也开发了整个课程的内容和形式。

篇3

【关键词】机电一体化　教学改革　专业特色　智能化

一、引言

随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。但是也存在不足之处，学生毕业后大部分被分配在生产第一线，所从事的工作不是研究、设计、开发、决策等，而是操作设备、制定工艺、筹划工装卡具、调整试车、查找故障和排除故障，在学校学的知识相当一部分用不上，而现场工作所必需的工作能力又不具备。

二、改革的必要性

随着国民经济的增长，社会对人才的需求也开始增长，社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。旧的办学模式在人才培养的方法和途径上受到很大的制约，使毕业生在理论研究的领域里“缺乏理论”，在技术应用领域内“缺乏应用”。有的专业由于课时设置不合理、教学方法陈旧等诸多原因，学生理论知识学习不扎实，又缺乏必要的社会实践与动手能力，以至于课程结束后，了解的只是一些课本上的理论知识。

三、改革的思路

1　制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，遵循国家、省教委的有关文件精神，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线。围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化，培养实用的职业技术人才。

2　先进教学手段的应用。(1)运用多媒体进行直观教学。(2)联系生活，启发学生思维，理论与实践相结合。(3)与时俱进，激发学生的求知欲。

3　改革优化实践环节。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：(1)实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。(2)单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。(3)综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，有效培养学生的技术应用能力，毕业后实现“零距离上岗”。

四、机电一体化的智能化发展

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：

1　智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2　模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。

3　网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

4　微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

5　绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。

篇4

【关键词】虚拟现实;虚拟教学系统;建模

一、引言

虚拟现实技术（VR）是一门快速崛起的新型技术，它的出现对教育产生了深远的影响，改变了以往的一些教学观念和教学模式，开拓了现行教学手段的发展空间，为教学的创新提供了广阔的空间[1]。使我们教学工作和科研可以遵循“低成本、高性能”的原则，从软件、硬件上展开，逐步实现教学系统的动态环境建模技术、实时三维图形生成和显示技术以及三维交互系统的研制。

二、虚拟现实技术应用于教学科研的实现方法

首先利用现有的软硬件、网络环境和教学资源，包括各种相关技术专家和开发人员。本着自主研发和合作相结合的方向，完成各类医学和生物学教学场景虚拟实现和模型建立，从而完成相应的模型数据库的建设，根据不同的教学目标、科研方向和需求，逐步完善各学科教学课件的整合工作，包括医学诊治方案和试验场景再现的制作和标准化工作[2]。以期达到最佳的教学效果和目的。医学与其它学科不同，针对的对像是复杂的人体。因此其操作回馈，除去视觉之外，目前还没有太好的解决方案。即使在国外，亦没有多少可以借鉴的案例，要摸索的东西多。针对这些问题，最好的解决的方案是立足现有条件，从实际使用的可能性出发，制作不必求全求大，针对教学中的问题，用VR系统实现作精、作透。对于能够模拟的，尽量模拟，无法模拟的，则想办法模仿。虚拟教学系统应遵循合理整合现有软硬件资源，本着实用性，高效性，前瞻性的原则进行开发和研究。

1.利用虚拟现实技术，对学生进行技能训练。

虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，并全身心地投入到该学习环境中去，以达到动作技能类教学目标要求。利用虚拟现实技术，可以做各种各样的技能训练，如手术仿真，影像系统仿真，电子病历模拟等各种职业技能的训练[3]。学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止。如学生利用虚拟教学系统做实验，先阅读实验指导书的实验说明和操作步骤，然后观察虚拟教学系统中的演示实验，再与模拟实验的多媒体课件进行交互“操作”，控制实验条件，采集实验数据，论证实验原理和规律，写出实验报告，分析实验结果。学生在实验过程中或实验结束后，随时可以由网上老师或计算机智能系统进行跟踪与纠错。

2.借助网络的虚拟化实现辅助教学。

随着虚拟现实技术以及网络技术的日益发展，借助于网络的虚拟化进行辅助教学，将是未来教育占据主导地位的一种全新教学方法、方式。建构主义主张学习情境和实际情境相结合，因为实际情境具有丰富性和生动性等特点，这对于学生高级认知能力的发展有促进作用。然而计算机教学的内容，特别是实践教学因场所等限制不是每时每刻都可以进行，它有空间和时间等因素的限制。而虚拟现实技术可以打破时空的限制，为学生提供一种可在课堂和实验室中就能找到的虚拟实现，还可以再现特定的环境。

3.构建虚拟现实的教学平台。

本研究结合虚拟现实和互联网技术，利用计算机教研室现有600台微机和6台服务器、创建.NET平台，在B/S架构上逐步开发出适合进行智能型的、交互式、分布式、图文并茂的教学软件，并通过互联网传输逼真的教学和学习环境。

4.虚拟现实技术在远程教学中的应用

在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行[4]。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。

图1 模块框架

三、虚拟教学系统实现的重点和难点

虚拟现实应用于教学中具有“减少实验经费开销”、“突破时空限制”等优点。在此基础上比较当前实现虚拟现实的几种解决方案，本项目并最终选择基于Flex的虚拟现实技术这一解决方案：利用3DS MAX进行建模、通过MXML+Action Script语言实现旋转、放缩等，并对该解决方案中的技术特性、方案可行性及应用于教学中的优势进行剖析;最后，借助软件工程的开发思想（准备阶段、分析阶段、设计阶段、开发阶段和实施阶段），设计出一个虚拟教学系统，并结合结构学的应用案例对该系统的部分功能进行开发，为虚拟教学系统建设提供一个新的开发途径和模式[5]。如对研究实体，通过3D MAX完成场景建模，再由VRML创建的三维虚拟现实场景，使学生通过网络就可以直接浏览并交互。模块框架如图1所示。

具体技术路线为：

1.在.NET环境和B/S架构上建立教学虚拟现实系统平台。

2.从计算机虚拟教学课件着手，到逐步实现不同学科的虚拟实现的过度。其中包括国家精品课程教学课件的声、图和影像的多维虚拟实现（其中包括医学影像，电子病历，LIS，HIS，RIS等。

3.逐步实现临床诊疗（虚拟手术，仿真影响神经元信号传导的因素等）的网络虚拟教学和远程仿真实现。

4.整合人工智能、仿真技术、图形技术、显示技术、传感技术、网络等多种技术于一体[6]。通过硬件设备，计算机和网络技术的运用，实现听觉、视觉、嗅觉等多维信息通道获取信息的高级用户界面，从而为数字化教学的构想提供保证，填补一些国内在虚拟教学领域的空白，培养教研室科研队伍。

四、小结

虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，并发挥神奇的作用，二十一世纪将是虚拟现实技术的时代。而借助于虚拟现实技术，创建一个与现实社会逼真的虚拟学习环境，在这个学习环境中，知识以可视化的方式呈现，学习者可以进行自主学习，以自然的方式与学习内容交互，就是本研究的目的。

参考文献

[1]汤跃明.虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京：科学出版社，2007：13-15.

[2]任建.从教学媒体的演变看教学设计的发展历史[J].电化教育研究，2012（8）：12.

[3]林利，李春梅，刘畅.基于计算机虚拟技术构建临床诊疗实践教学辅助手段探析[J].中国社会医学杂志，2011，28（3）：169-170.

[4]胡万祥.多媒体辅助教学中的虚拟现实技术[J].才智，2013（14）：38.

[5]曾祥翊.从国际学者对话透视教育技术发展[J].电化教育研究，2011（8）：9-15.

[6]那一沙.教学设计研究综述[J].西南交通大学学报，2013（3）：24.

篇5

李玉顺：我推进智能终端教育应用源自于两方面的考虑：一方面是因为科研的驱动，另一方面是当下教育信息化实践进程的需要。我们在关于智能终端教育应用的过程中，并没有刻意强调“电子书包”的概念，源自于我们对技术环境发展的理解，这是因为未来教育教学、学习等业务功能将会分布在多种终端技术环境中，特别是富媒体技术发展将文字、声音、视频、图片、动画等元素高度融通后，声音、视频的知识传播价值将和文字、图片一样重要，基于技术的各类交互（特别是人与人的交互）愈发具有价值，教与学的支撑将可能变得无处不在。在2006年，我们开始关注国际上移动学习的发展，注意到无线、移动和普适技术的教育应用。我们坚信移动、无线及其普适计算技术将对教育教学的未来产生深刻影响。特别在2010年iPad以后，平板电脑类智能终端支持教与学创新发展的可能性大为增强，基础性常态化教学应用、学习环境及其服务于学科教学实践的大量Apps应用，使得智能终端教育应用的实践进程在加速发展。因此，在2011年左右，我们就以国家课题带动，为北京基础教育领域搭建了平板电脑类智能终端教育应用研究的科研平台，为课题参与学校、参与区域提供了教研、交流观摩的渠道，建构了交流培训、研讨的机制，成为首都北京推动智能终端有效教育应用的高层次学术研讨与优秀实践案例传播平台。这就是我们为什么关注并积极推动这一领域发展的原因。

《中国信息技术教育》：您觉得电子书包会改变教育的哪些方面？

李玉顺：对于智能终端的教育应用能够改变教育的哪些方面？我理解需要从两个大的视角来考察，一个视角是从学校的教学（微观的）、学校的发展（中观的）、教育系统的发展（宏观的）；另一个视角是从教育教学的当下实践进程到面向教育系统未来发展的实践方向，即近景和远景的视角。对于这样“经纬”的划分源自于这些年来我们对教育信息化实践进程的理解，从技术在教育应用的发展进程来看，一直都有两种观点，一种是对新技术在教育中应用持有保守的观点，另一种是对新技术在教育中应用持有开放、积极的观点。现有的教育系统、现有的教育观念、现有的常态化教育教学业务流程会影响我们看待新技术融入教育教学的态度，但有一点可以肯定的是，当下技术发展进程所带来的复合性、融合性和创新性的推动力量是任何先前教育技术形态所不能比拟的。因此，对于智能终端的教育应用要放到这样的一个背景、放到一个发展着的框架中去理解，才能理解它所产生的作用，而不局限于眼前当下的“这点”教育实践。从宏观和中观的视角来看，我们的教育系统会变、我们的学校会变，整个教育系统将更积极响应社会的需求，更有效地响应国家和社会对适应时代特征人才培养的需求，学校将会更加成为服务于学习者个性化发展、终身化学习习惯养成和学习能力发展的场所。而从微观来看，我们的教学实践将会变化，“有效教学”不仅仅是先前意义上对知识的学而不忘和综合应用，更加注重“教”向“学”的转化，即学生高级认知技能的培养、学生自主学习能力和学习方法的生成，教师从知识传授者向学生学习的引导者、启发者、帮助者这样的角色转化，而同时，伴随学习科学等的不断发展，学习者的学习越来越广泛地得到重视，培养学生自主学习的习惯、在线学习的意识以及网络环境下的自律性等，这些方面越来越重要。可以说，智能终端的教育应用使得先前在教育研究中得到验证的方式，如自主、协作、探究等，能够在技术丰富的环境中得到更加有效的综合、集成及实践应用，进而产生出新的教与学的实践形态，对先前的课程、教学和评价都产生了改变。

《中国信息技术教育》：您觉得与传统教育技术手段相比，电子书包会在哪些方面具有优势？

李玉顺：同先前的教育技术手段相比较，智能终端的教育应用带来了各类技术有效集成之后的综合优势，是媒体、网络、存储、计算、应用、社会计算及新技术整合应用等技术之综合大成。下面所列举的是一些我们在实践进程中体验到的优势：①教材方面的优势。数字教材相比较于传统的教材，更适合于学生的自主学习和自我发展的需要。与此同时，由于数字内容的便捷性，使得数字教材能够突破传统教材的限制，带来学科意义上的“知识”容量的丰富性、内容的前瞻性。②学科性应用方面的优势。所谓学科性应用是指这些应用可能更关注某一类学科知识概念的探究、交互、可视化、知识关联等，大量的这类应用还能够覆盖教学目标的各类层次，包括记忆、理解、应用、评价、分析、创造等各类认知层次，当这类应用为教师所掌握、为学生所掌握时，能够更好地担当学生的认知工具和脚手架，就能够真正创造服务于学生高级认知思维发展及问题解决能力的教与学活动，实现真正意义上的“学科融合”。③评价与诊断方面的优势。由于智能终端泛在化趋势，使得技术系统对于教学作用之一的“评价与诊断”功能得到极大加强和重视。智能终端环境下这种“评价与诊断”功能的提供与发展将会显著改进我们的教学系统，特别是教与学的效能方面。④教学活动支持方面的优势。教学具有“知识传递”功能的重要性受到“能力发展”需求的削弱，教学活动越来越丰富、多元，教学过程中学生的活动比例越来越多，如分享、汇报、协作、探究、意义建构等。因此，平板电脑类智能终端中整合的各类技术更能有效地支持丰富、多元的教学活动设计。⑤学习环境与个性化学习支持方面的优势。由于智能终端的便携性、可移动性，使得学习的发生能够无处不在，情景化学习、非正式学习等更加有效的学习形态能够便捷地实现。这一优势加速了整个教育系统生态中“教”向“学”的转化，即教学将越来越看重培养更高效、会学习的学习者。⑥社会交互技术教育应用方面的优势。交互与协作能力是智能终端教育应用的重要优势之一，在智能终端泛在化趋势之下，这一能力正在得到显著加强。⑦集成新技术教育应用方面的优势。智能终端的教育应用带来了新技术加速教育应用传播与实践的可能性，特别是物联网、增强现实等技术的应用，带来了越来越深刻的学习体验。

《中国信息技术教育》：您认为在推进电子书包的过程中，我们该如何看待电子书包的作用呢？

李玉顺：首先，需要声明一下，我不是唯技术论者，不是智能终端教育应用的“盲目”和“狂烈”推进者，技术对于教育的作用是辅助者、支持者的角色将在很长时间内不会改变（呵呵，不敢预言人工智能、脑机交互等技术的发展进程），而技术对社会发展而言是一把“双刃剑”（至少有一部分社会学家对技术进步持有怀疑态度）。但整体而言，技术进步与发展的进程谁也阻挡不了，已成为社会发展不可忽视的现象。

我愿意把智能终端教育应用放置到上述进程中来思考，这是因为一些应用中的相关问题我们一时还难以给出“明确”的回答，有些可能需要上升到哲学思辨意义上。在“当下”实践意义来看，我更愿意以动态、发展的眼光来看待智能终端教育应用的作用，这是最为核心的，为什么？这是因为由于技术的发展，“教”与“学”双重意义上的革命正在切实地来临，智能终端的教育应用是服务于“教”呢，服务于“学”呢，还是在“教”和“学”的两极中进行多元平衡，产生多样化的实践？我们对教育目标的理解不同、对教育的诉求不同，就产生对技术教育应用的不同思路，从我们的实践及作为研究者的观察而言，智能终端的教育应用都能够实现应用者的价值诉求，关键是学校的办学理念、办学特色，以及这些理念能否变成有效的执行力，并能够有与之相适应的教师队伍。

所以，对智能终端的教育应用，一定要结合地区性、校情，合理定位，特别是要结合所采用的技术系统与环境（客观的说，智能终端教育应用解决方案的差异性很大，而且整体上还需有较大发展空间），找准个体学校在教育教学核心业务流程中的关键要素进行突破，如可以是课堂教学（高效课堂、思维课堂、创生性课堂等）、可以是教师专业发展（特别是信息化环境下的教学理念及教学能力）、可以是学生学习（学习习惯养成、学习兴趣激发、自主学习能力提升、研究性学习和体验式学习开展等）、可以是家校深度互动助学等，定位一些点持续推进，并逐步过渡到常态化应用。

《中国信息技术教育》：您在研究过程中具体采取了哪些教学应用策略？

李玉顺：如前面所诉，我们开展智能终端教育应用研究本质上是受北京基础教育信息化发展进程这一问题驱动的，即我们试图回答信息化建设指向教育教学应用的核心价值，关键是如何真正服务于教学过程。我们在研究过程中是逐步探索的，摸索出了一些策略性的东西。这些策略有些是微观的，有些是稍微宏观一些的。我们感受到要使这件事情走得稳、走得远，需要多种策略的综合，而这些策略是由目标推动的、发展的方面也是不同的。

首先，谈一谈稍微宏观一些的策略：①申请研究课题，通过课题带动。这是因为所谓“教”与“学”的双重革命需要在实践中、行动中生成，它难以以行政的力量“快速推动”，也难以靠专家们的理念宣传和思想传播“示范带动”，需要有艰苦的研磨、体悟、反思和内化的过程。另一方面，通过课题，与教师职业发展诉求相结合，是推动教学创新实践的有效策略。②跨校协作，特别是示范课、观摩课，搭建创新实践扩散平台。对信息技术与教育教学融合实践而言，教师是通过“课例”驱动的，而不是“理念”驱动的、“技术”驱动的。我们的课题研究采取了这一策略，产生了积极的效果。③区域层面上推进跨部门协作。在推进信息技术教育教学融合实践的过程中，我们深刻感受到这一进程需要整合来自行政、教研和信息技术部门的力量，协同化推进教师课堂教学实践及教师专业发展。

再次，谈一下微观方面的策略。学校是推进智能终端教育应用的最终场所，在学校层面上的策略一方面是和学校共同讨论确立学校推动智能终端教育应用的整体思路和框架。实践表明，一个学校对智能终端教育应用的深度整体上取决于这个学校是否有整体性思考、整体性定位和整体性设计，要让学校理解智能终端教育应用的整体发展前景以明确自己的定位。另一方面，就要和学校教师来共同研讨，如何将学校所确定的智能终端教育应用目标落实到常态化的教学活动中，需要提升教师融合信息技术的教学设计能力，需要通过一起开展教学设计、一起讨论数字教材制作、一起说课和研磨课，进而能够进行公开课、示范课，在这一过程中，教师才会有切实的体悟和成长。

《中国信息技术教育》：您觉得有国内有哪些成功经验、典型能够分享的？

李玉顺：平板电脑类智能终端教育应用呈现出来的经验是多个层面的，包括区域层面、学校层面和具体的教学活动实践层面，整体来看，区域层面有效的实践经验还不充分，但在学校层面、具体的教学活动实践层面已经有不少成功的案例。在学校层面上来看，有丰师附小、成都七中初中学校、上海嘉定实验小学和郑州二中等学校，每一所学校都有自己的精彩和自己的发展路径，有些我们已经通过出来，有些还正在发表中。我们深刻地剖析、思考了每一个代表性案例背后的故事、成功要素，以使这些实践案例能够得到有效的分享和参考。在微观教学层面来看，我们收集了来自全国各地的平板电脑教学应用方面的代表性案例，并协同北京市的优秀教研员队伍及信息技术专家力量，对这些课例进行深度加工，以便让它们发挥更重要的价值。鉴于篇幅关系，我这里不一一表述，期望大家关注我们的论文、关注我们的研究工作，也邀请更多的学校、更多的教师参与到这一进程中，我们一起通过切实的教育实践，体悟缓慢的教育文化发展进程，共同推动这一事业的健康发展。

《中国信息技术教育》：您认为当前电子书包推进中有哪些误区呢？

李玉顺：客观上来说，智能终端教育应用在实践上是一个正处于成长期的实践进程，会不可避免地出现一些不合理误区，体现在如下几个方面：①盲目地跟进和购置。当前，不少学校案例是“购置”了“电子书包”，但对推进其有效应用的观念、发展思路、发展阶段、推进方式、可能的瓶颈等方面准备不足，对后面的“长线”发展进程没有充分的准备。特别是对平板电脑类智能终端教育应用解决方案整个行业生态了解不足，对良莠不齐的电子书包类解决方案缺乏甄别能力，使得购置的产品难以稳定、深入、有效地被应用。②对智能终端类技术形态教育应用的排斥和怀疑。两类原因导致下述情况发生，一类是来自于通识意义上的技术对儿童身心健康的影响（特别是视力的影响），另一类是来自于“劣质”解决方案的尝试后所产生的实践认知。我本人也接触过各种类型的智能终端教育应用解决方案，也是这一领域的积极实践者。客观来看，在这一领域里，领先的平板电脑类智能终端教育教学应用方案的成熟度与可用性已经发展到较高水平。我们坚信伴随这一领域的成熟发展，技术工具及技术环境建构将越来越贴切于教育规律，满足教育需求。③资源中心论。在智能终端教育应用中，数字资源开始从支持“教”向“学”转变，由此而带来了智能终端教育应用中的两类现象：一是数字资源成了一线教师选择、应用、评价智能终端类应用的重要依据，忽略了学科性的应用及其提供的丰富工具，从而影响了对智能终端教育应用解决方案的选择，难以将智能终端推进到学科融合的层次上。二是传统的教材出版部门，在其教材数字化的发展进程中，容易过分地关注教材在智能终端环境下教学实践中的作用。实际上，上述两种现象都是由我们现有教育系统的基本特征决定的，即关注固有知识的传递，从我们对智能终端教育应用研究课题实践的体悟来看，智能终端教育应用将更加关注于探索、问题解决、师生和生生之间的交互，因此，学科性的概念建构工具、思维工具、交互工具等越发的重要，丰富的教育学科性应用生态建构同数字资源一样重要。④僵化看待智能终端教育应用作用及其技术发展进程。在平板电脑类智能终端教育教学应用实践中，我们能够看到这样的一种现象，即不少学校停留在接触、观摩阶段，难以深入、常态化应用，这其中有些受制于该学校的技术系统选型，但有不少学校是因为缺少对智能终端教育应用推进发展阶段的认识，工作量估计不足、推进策略选择不足、不同发展阶段突破的重难点把握不足，对驾驭智能终端环境教育应用关键要素的把控不够，这需要我们在今后的教育教学应用实践中努力去克服。

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关键词信息技术教育模式信息化教学设计创新人才

1引言

计算机网络的飞速发展日益改变着人们的生活和学习方式。从全球范围来看，信息化教育的改革浪潮一浪高过一浪：美国总统克林顿1997年国情咨询中提出，在2000年之前，要把每间教室和图书馆都联到Internet；法国于1998年初公布：“将法国社会带入21世纪”的计划，要求法国所有学校全部实现计算机化；德国在1997年也执行教学应用因特网信息资源的计划等等，都说明了发展信息化教育是大势所趋。中国教育也面临一个e化的时代，一个变革的时代。

2信息化教育的概念和特征

信息化教育是以现代信息技术为基础的新教育体系，包括教育观念、教育组织、教育内容、教育模式、教育技术、教育评价、教育环境等一系列的改革和变化。信息化教育具有以下显著特点：

（1）教材多媒体化。教材多媒体化就是利用多媒体，特别是超媒体技术，建立教学内容的结构化、动态化、形象化表示。越来越多的教材和工具书变成多媒体化，它们不但包含文字和图形，还能呈现声音、动画、录像以及模拟的三维景象。

（2）资源全球化。利用网络可以使全世界的教育资源连成一个信息海洋，供广大教育用户共享。它有许多类型，包括教育网站、电子书刊、虚拟软件库、新闻组等。

（3）教学个性化。利用人工智能技术构建的智能导师系统能够根据学生的不同个性特点和需求进行教学和提供帮助。

（4）学习自主化。以学生为主体的教育思想日益得到认同，利用信息技术支持自主学习成为必然发展趋向。事实上，超文本／超媒体之类的电子教材已经为自主学习提供了极其便利的条件。

（5）任务合作化。学生通过合作方式完成学习任务也是当前国际教育的发展方向，信息技术在支持合作学习方面可以起重要作用。

（6）环境虚拟化。教育虚拟化意味着教学活动可以在很大程度上脱离物理空间时间的限制，这是信息化教育的重要特征。包括虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆等等。

（7）管理自动化。计算机管理教学（CMI）包括计算机测试与评分、学习问题诊断、学习任务分配等功能。

3信息化教育的教学模式

教学模式是指在一定的教育观念、教学理论和学习理论指导下的教学过程的稳定结构形式。教学过程中主要包含教师、学生、教科书和媒体四个因素，这四个要素相互关联、相互作用形成稳定的结构形式。

基于现代信息技术的教学模式是在教师指导下的、以学习者为中心的学习。学生是信息加工的主体，是认知结构的主动建构者；教师是学习主体的帮助者、引导者与促进者。由学生、教师、教学信息、学习环境构成了信息化教育的教学模式结构（见附图）。

信息化教育的教学模式可描述为，以学生为中心，学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性。在这种模式中，学生是知识的主动建构者和运用者；教师是教学过程的指导者与组织者，意义建构的促进者和帮助者；信息所携带的知识不全是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象（客体）；学习环境包括“情境”、“协作”、“会话”等要素。情境必须有利于学生对所学内容的意义建构，协作发生在学习过程的始终，学习小组的成员之间必须通过会话协商共同完成学习任务。教师和学生是互动关系，正所谓教学相长。信息化教学模式与传统的教学模式的区别如附表所示，传统教学模式是选择适合教育的学生，而信息化教学模式是选择适合学生的教育。教学模式的改革和创新与教学设计是密不可分的。信息化的教学模式必然要求有高质量的信息化教学设计与之相适应。

4信息化教学设计

在教育信息化环境下的教学设计，简称为“信息化教学设计”。具体说，信息化教学设计是运用系统方法，促进以学为中心的学习方式的转变，充分地、恰当地利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程的各个环节和要素，以实现教学过程的最优化。信息化教学设计包括教学计划的设计、教学计划的执行、教学活动的评价与反馈。信息化教学设计的目标是帮助全体教师在自己的日常课堂教学中充分利用信息技术和信息资源，培养学生的信息素养、创新精神和解决问题的能力，从而增强学生的学习能力，提高他们的学业成就。

信息化教学设计方法很多，像基于信息技术的研究性学习、资源型学习、英特尔未来教育、苹果明日教室、WebQuest、“拾荒式”教学设计等，无论教学的方式方法怎样，信息化教学设计关注的基本点是，基于国家课程标准、基于教育信息化环境，充分利用信息技术和信息资源，培养学生的信息素养，培养学生的创新精神和实践能力，提高学生的学习兴趣、学习效率、学习成绩。信息化教学设计没有固定的模式，是教师发挥自己创造力的广阔天地。主要是通过案例学习来模仿、分析、移植、创新，反复实践、反思、总结，逐步掌握信息化教学设计的技能，提高教学质量。

设计出高水平的信息化教案，不仅是技术的应用，更重要的是思想的体现和渗透。

由上海师范大学黎加厚教授展示的中、美老师分别制作的同名课件《影子》，给笔者印象很深。由中国某师大附小老师制作的《影子》曾获全国“金海航”杯多媒体大奖赛二等奖。它采用office软件，以动画的形式，配以欢快的音乐、学生的朗读，将小学一年级的课文内容——人与影子的关系展示出来。其目的就是运用多媒体技术展示课文内容。而美国教师的《影子》课件就很简单，只有一天中影子变化的动画设计、影子变化的测量数据、影子的照片、有关影子的知识等内容，其界面也很简单。它给学生们留下了极大的思考余地，甚至使学生们立刻产生了一种愿望：到太阳上去，看自己的影子。《影子》的较量，关键不是技术，就在于开发思想。如果从开发平台、制作技术方面讲，与国外教师之间的差距并不大。国内课件多是再现书本知识的呈现式学习，学生足不出户通过多媒体技术的声音、图像、色彩了解许多课文的知识。虽然课堂容量大，精美的界面能吸引学生，但学生仍然在被动地接受教师的教育，没有发挥其主观能动性。

5结束语

走进信息化时代，观念要改变。随着我国教育改革的不断深入，在一些经济发达地区，“校校通”已初见成效，学习资源库正发挥着其庞大的信息资源优势。对于我国广大教师来说，面临正在迅速到来的教育信息化浪潮，要认清教育改革的方向，更新教育观念，并且懂得如何利用技术来支持教育改革和促进教育发展，是十分必要的。信息化教育的教学模式和教学手段与方法的研究与实践，必将推动中国教育改革进一步向纵深发展。

参考文献

1刘德亮，黎加厚.博士谈教育信息化[J].中国电化教育，2003（5）

2黎加厚.创造教育信息化环境中学生和教师的精神生命活动——教育信息化的“生命环境观”[J].电化教育研究，2002（2）

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关键词：新零售概论；在线教学；课程思政；教学设计

2020年6月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，提出要创新课堂教学模式，推进现代信息技术在思政教学中的应用，激发学生的学习兴趣，引导学生深入思考[1]。现阶段，我国在线教学的设计大多以知识、技能的记忆和理解为主，在交互性、活动性教学等方面比较薄弱，不利于促进学习者自主学习[2]。因此，如何在线上教学中做好全程育人、全方位育人，培养出新时代符合国家需求的人才，成为教学工作者新的关注点。“新零售概论”是本科、中高职市场营销专业的核心课程，也是数字营销背景下的前沿课程。本文通过对“新零售概论”课程在线教学中有机融入思政元素进行探讨，力求借助在线教育的手段和思政教育，构建适应课程目标和要求的在线教学设计方案。

1“新零售概论”在线教学与课程思政融合的必要性

1.1“新零售概论”课程建设存在的问题

“新零售概论”课程是在我国新零售迅速发展的背景下诞生的，具有时代感和实践性。目前，该课程在建设过程中还存在一些问题：（1）教学内容停留在理论上，缺乏应用学生身处新零售的环境，已接触过许多新零售品牌企业，少部分学生在课外已经开始进行新零售方面的实习或兼职，例如开店、直播带货、微商等。但是课程教学还停留在理论讲解上，缺少实际操作的指导和改进。（2）传统教学能提供的教学资源有限新零售的发展速度较快，课程知识、案例常处于更新的状态，而纸版教材等传统教学能提供的教学资源有限，难以满足教学的需要。（3）单一的教学方法对学生的吸引力不足面对面的传统课堂多采用讲授法，比较枯燥、沉闷，学生容易出现精力不集中、走神、玩手机的现象。此时，教师如果继续按照教材体系逐一讲解课程内容，会导致课堂缺乏个性化和深度，对学生的吸引力不足。（4）思政教育缺少系统的设计“新零售概论”课程除了传授与时俱进的知识外，也应传递时代使命和价值观，其作为一门新开设的课程，思政元素还有待挖掘和融入。

1.2“新零售概论”在线教学与课程思政融合的必要性

针对“新零售概论”课程建设存在的问题，笔者在教学中力求通过在线教学和课程思政相结合，发挥二者的协同优势。（1）在线教学：互联网、虚拟现实、人工智能等技术的快速发展，促进了教育资源的共享，也拓展了教与学的时空限制。“互联网+教育”的模式为教育行业带来了变革，尤其是自肺炎疫情暴发后，在线教学得到大规模的推广和应用。教育手段的升级也给课程思政建设工作带来了新的挑战和机遇。本课程通过在线教学弥补传统课堂的不足，拓展教学资源，增强学生的参与感和师生的互动性。（2）课程思政：新零售是传统零售的创新和数字化转型，覆盖线上线下融合经营、社交电商、短视频与直播带货、无人零售、零售科技等领域，它的诞生与发展必然蕴含着培育新型人才的思政内容。新零售的出现，带动了一批新的就业岗位，也对行业人才提出了新的要求。青年群体是新零售发展中不容忽视的力量，也正逐步成为我国消费市场上的主力军。我们期待这些年轻的从业者们不仅能在商业模式上进行创新，获得自己合理合法的收益，更要能承担起更大的社会责任。因此，本课程通过融入思政元素，加深学生对新零售理论基础知识的理解和应用，引导其成为数字经济时代下合格的数字公民，激励其成为社会进步的中坚力量。基于以上认识，本文对在“新零售概论”课程的在线教学中有机融入思政元素进行探讨，力求借助在线教育的手段和思政教育，探索出适应课程目标和要求的在线教学设计方案。

2“新零售概论”在线课程的思政目标和思政元素

2.1“新零售概论”在线课程的思政目标

无论是在线教学还是传统教学，最终的目的都是为了促进学生的全面发展，帮助学生树立正确的学习观、世界观、人生观和价值观，使其具备综合素质与能力[3]。依据上海杉达学院（以下简称我校）新版培养计划中市场营销专业的培养目标，具体制定了“新零售概论”课程的思政目标：培养具有爱国主义情操、有理想、有社会责任感、具备企业家潜质和良好职业道德修养的零售业管理人才，能适应数字中国建设的需要。

2.2“新零售概论”在线课程的思政元素

为适应在线教学，经过教学内容的提炼，课程切分为64个知识点，并根据知识点深入挖掘思政元素。本课程的思政教育主要从政治教育（如爱国主义、道路自信、乡村振兴）、思想教育（如社会公德、个人品德）、创新教育（如创新精神）、职业教育（如经世济民、奋斗精神）、法治教育（如遵纪守法）五个层面出发，与教学内容有机融合，期望实现相应的思政目标（见表1）。（1）政治教育从西方零售业变革到新零售崛起，中国零售业在这一过程中发展迅速、举世瞩目，但也举步维艰。通过介绍中国零售发展史，增强学生的民族自信心和自豪感。在介绍数字化门店和物流业最后一公里难题时，自然地引入数字中国建设战略和乡村振兴战略，鼓励学生关注国家发展的需要，期望他们将个人职业生涯规划融入国家发展规划，热爱并服务自己的国家。（2）思想教育随着社会的进步和消费观念的转变，消费者公共生活领域也越来越广泛（如移动电商、实体商场、无人超市、自动售货机等），对道德品质的要求也越来越高。通过列举无人商店、自助收银超市中少数消费者不文明购物行为，给学生个人的诚信、自律敲响警钟。在学习构建线上线下全渠道零售时，引导学生关注不熟悉智能化设备或操作的老年群体，提高老年人在全渠道中的购物满意度，促使学生关心，关爱社会上的弱势群体，增强仁爱之心。（3）创新教育新零售这个概念本身就包含着创新转型的内容、形态，在新零售行业中也诞生了一大批大胆探索、勇于创新的创业企业，例如阿里巴巴、京东和苏宁。在介绍新零售的内涵、特征等基本知识时，让学生首先理解新零售“新”在何处。在实践环节，让学生自行分析并深入思考某个新零售企业的商业模式，绘制该企业的商业模式画布，培养自身的创新思维。（4）职业教育新零售的经营理念以消费者为核心、以技术为驱动，推动消费升级。作为行业未来的年轻从业者，应当具有经世济民、胸怀天下的担当，具备以人为本、服务人民的责任感和使命感。课程以消费者画像、消费者体验和零售科技的应用为切入点，分享欧莱雅、雅诗兰黛等优秀新零售品牌的人本营销理念和中国零售科技的发展历程，引导学生以消费者体验为中心，激励其掌握专业前沿和先进技术，保持不懈的奋进精神，勇于担当，为消费者创造美好生活。（5）法治教育近年来社区团购、直播带货等新零售商业模式成为主流，但在发展中却也出现了一些问题。部分企业法律意识淡薄，采取虚假宣传、低价倾销、价格欺诈等不正当行为，扰乱了市场经营秩序，损害了其他经营者的合法权益。为此，国家颁布了社区团购“九不得”、《网络直播营销管理办法》等条例来治理网络零售中的乱象。在“新零售概论”课堂上，要以企业实际发生的不法行为为例，给学生以警示，并将网络零售相关法律法规作为思政内容融入课堂，让学生知法、懂法、守法，增强学生的法治观念。

3“新零售概论”在线教学与课程思政融合的教学设计

在线教学不是简单的“互联网+传统教学”，而是利用互联网和数字技术重塑传统教学内容、重构传统教学结构、再造传统教学流程、创新传统教学方法、重整教学评价，从而提高教学效率，提升教学效果[3]。合理的教学方法和策略有助于思政教育与教学内容的紧密衔接，达到“润物细无声”的效果。那么，应该如何开展教学呢？依据思政教学内容和目标，本课程梳理了以下在线教学设计的思路：

3.1优化教学过程

在线教学不拘泥于特定的教学时间，学生可以灵活地制订个人学习计划，完成学习。因此，需要教师对教学过程进行有效地组织、监督以及个性化辅导。“新零售概论”课程在线教学主要划分为先导任务、观看在线课程、学生活动三个环节：首先，教师在线本讲学习任务，提出学习目标和要求，或以思考题的方式导入课程。其次，再含有思政内容的教学视频，引导学生自主观看。最后，在课后布置学生完成知识与素养相结合的在线测验、实践作业、学生问答等活动，从而实现知识传授、能力培养、价值引领“三位一体”的育人理念贯穿教学全过程。

3.2采取多样化的教学方法和手段

3.2.1多样化的教学方法本课程主要采用微课教学法、案例式、项目驱动式、自主探究式、在线讨论等教学方法，来提高思政教育的效果。例如，在讲授“中国新零售模式典型企业”这一内容时，采用案例式教学，引入张近东创立苏宁和苏宁构建智慧零售模式的案例，激励学生勇于探索，培养学生的创新精神。在学习了以消费者为中心和构建全渠道零售这两部分内容后，开展项目式教学，要求学生深入生活，对老年群体进行调查，了解老年人“数字鸿沟”的问题，并对如何提升老年人全渠道购物的满意度和便利度提出对策。3.2.2创新性的教学手段本课程除了运用在线教学中普遍使用的学习资源上传与下载、小测验、投票、在线讨论等手段，教师还创新性地使用例如线上新零售法律知识竞赛、云参观和云讲解无人零售实验室、新零售商业模式画布作品线上展览等方式，让学生成为在线课堂的主体，让思政教育深入学生的课余生活。

3.3加强教学资源建设

在提供基本的在线教学资源基础上，充分利用互联网中的开放资源、时事热点，延伸教学内容。比如，在介绍中国零售发展史时，引入《上海零售百年》纪录片，让学生生动地了解历史、增长知识。对于线上短视频与直播带货这一知识点，网络实时直播或者录播视频更是内容丰富、方便获取，教师可以选取其中的典型作为正面或反面案例，辅助知识点进行讲解。

3.4采用多元化的教学评价方式

本课程采用50%平时成绩+50%期末成绩的评价方式，注重过程性考核。平时成绩的考核手段综合运用在线测试、资源查看、小组或个人作业、互动等形式，使在线课堂活跃起来。期末考试的形式以撰写论文、报告为主。在评价时，不仅要评价知识点理解的正误，还需要分别针对知识、能力和情感与价值观的课程目标，明晰相应的考核内容，分配分值权重。

4结语

“新零售概论”课程利用在线教学与课程思政融合的方式，初步探索出课程教学设计，使学生在领悟专业知识的同时潜移默化地接受思政教育，成为新零售时代需要的人才。现阶段，本课程已完成融入思政元素的在线课程视频录制，建设了相应的电子讲义、课件、试题库、案例集、实践材料等资料库，未来将对应用的效果进行追踪和分析，做好持续改进。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知(教高〔2020〕3号)[EB/OL].(2020-06-01).t20200603_462437.html.

[2]毛军权.在线教学的未来发展:动向,反思与行动[J].中国电化教育,2020(8):27-32.

篇8

论文摘要：概念图是用于表征和揭示知识结构中的意义联系的图表。概念图可以帮助我们解读探究式教学的内涵、历史沿革及其实践模式，能清晰地展示探究课题研究的全过程。

概念图（concept map）是20世纪70年代美国康奈尔大学（Cornell University）的Joseph D.Novak教授提出的用于表征和揭示知识结构中的意义联系的图表，它是以视觉再现认知结构、外化概念和命题的一种方法，又称概念构图（concept mapping）、概念地图（concept maps）或概念网（concept webbing）。[1]研究表明，这种视觉图表容易被学习者快速识别并迅速掌握，有助于提高学习者对知识系统的整体理解力。[2]本世纪初，概念图引起了我国学者的极大关注，并尝试把概念图作为一种有效的工具应用于不同的研究领域，如学科教与学、评估工具、远程教学系统及网络课程的开发、计算机人工智能、企业管理等等。

事实说明，概念图具有信息量大、内涵丰富，层次分明、可读性强、易于理解，延展性强、填补修复容易等特点。[3]近年来，挖掘并利用概念图的功能的研究已成为概念图研究的热点。本文拟用概念图解读探究式教学。

一、探究式教学的界定

目前，关于探究式教学的界定纷繁多样，角度不同、情境不同，解读也不同。虽然界定的角度不同，但均包涵着共同的本质特征，即“不直接把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生，取而代之，教师创造一种智力和社会交往环境，让学生通过探索发现有利于开展这种探索的学科内容要素和认知策略”。[4]我们从“学”的方面、“教”的方面和“科学研究”方面三个视角进一步细化，探析其内涵，见图1。

二、探究式教学的历史沿革

探究式教学的发展与社会、历史的发展息息相关。鉴于此，我们以时间为脉络，追溯探究式教学的历史渊源，比较不同时期国内外探究式教学的发展，如图2。

三、探究式教学的实践模式

教学模式是一种可以用来设置课程（诸学科的长期教程）、设计教学材料、指导课堂或其它场合的教学的计划或类型，它是基于教学的可操作性而导向特定的学习结果的一步步程序，它最显著特征是构架教学理论与教学实践的桥梁。 [5]目前，常用的探究式教学模式有以下几种。

1.自探共究教学模式。该模式的核心思想是学生在自主探究、共同研究过程中，发展创新精神和实践能力。它从情景、协作、会话中，让学生建构知识；从问题解决过程中，体现知识问题化和问题解决知识化的思想，以问题构筑教学的主题，以问题体现教学的精髓。

实施模式：见图3

2.双主教学模式。双主教学模式既不是以教师为中心，也不是完全以学生为中心，而是既发挥教师的主导作用，又体现学生的认知主体作用。即吸纳“教师中心”和“学生中心”两者之长，避其所短。双主模式主要包括：5E循环教学模式和萨其曼探究教学训练模式。

（1）5E循环教学模式。

奥德瑞、乔潘等人的5E循环教学模式最早出现在美国《科学课程发展研究计划》──70年代早期从幼儿园到6年级的科学计划，也是最原始的探究课程计划模式。[6]它包括五个阶段：吸引阶段(engagement)、探索阶段(exploration)、解释阶段(explanation)、融合阶段(elaboration)、评价阶段(evaluation)。5E循环教学就是在这五个阶段中教师充分发挥主导作用，学生发挥主体作用共同完成探究课题。该模式从学生“做”科学，对学习的渴望，寻找机会协作并实现合作；通过做科学，修正自己的想法、承担危险以及展现正确的怀疑、批判等意愿方面体现了科学探究对学生的要求。这种模式的主要特点是教师传授核心知识，学生主动应用知识、理论。

实施模式：见图4

（2）萨其曼探究教学训练模式。

萨其曼探究教学训练模式是理查德·萨其曼（Richard Suchman）通过观察、分析科学家的创造性活动之后，结合教学法因素概括而成。它训练学生组织资料，进行因果关系的推理以及建立和验证理论，是一种由事实到理论的训练模式。这种模式基本上再现了科学家进行探索的进程，有利于提高学生的创造性思维能力和推理能力。[6]

萨其曼探究教学训练模式遵循着“问题——假设——验证——结论——反思”这样的程序。具体实施如图5。

四、概念图应用于探究式教学的案例

将概念图应用于探究式教学，可以帮助师生理清思路，明确探究方向。我们开展“抽水马桶节水研究”的全过程。提出问题：如今进入楼房居住的人愈来愈多，家家都用抽水马桶，大量的自来水被用作冲洗马桶而流失掉了，怎样用适当的水完成冲洗工作，既对家庭经济实惠，又为国家节省更多资源呢？

探究问题：冲水马桶节水问题

制定研究方案：教师和研究小组成员一起讨论探究内容、探究步骤、时间进程、人员分工等等，并把所能想到的所有问题及方案用宏观概念图全部拟订出来，形成完备的研究方案，以方便操作。

组织研究活动：按图7进行分工实施。

修正和完善：在探究过程中根据实际情况随时进行调整。

五、结语

概念图是用简单的图示来表征知识的有效工具，是知识的高度浓缩。用它来解读探究式教学，可以使我们轻松地理解其内涵、历史发展及实践模式。将概念图引入到探究式教学实践中，可以使研究者思路明确，轻松地把握探究过程，清晰地展示探究成果，最终达到提升研究者探究能力之目的。

参考文献

[1] Joseph.D.Novak & D.B.Gowin（1984）.Learning How to Learn. New York and Cambridge ， UK: Cambridge University Press.

[2] Klein， S. P.， Kuh， G. D.， Chun， M.， Hamilton， L.， & Shavelson， R. （2005）. An approach to measuring cognitive outcomes across higher education institutions.？Research in Higher Education，46，(3):251~276.

[3] Yin， Y.， Vanides， J.， Ruiz-Primo， M. A.， Ayala， C. C.， & Shavelson， R. J. (2005).Comparison of Two Concept-Mapping Techniques: Implications for Scoring， Interpretation and Use.？ Journal of Research in Science Teaching， 42，（2）:166~184.

[4]靳玉乐.探究教学论[J].西南师范大学出版社，2001年版，15.

[5]高文.现代教学的模式化研究[J].山东教育出版社，1998年版，480.

篇9

在综合实践活动课程中，信息技术不仅是活动实施的主要手段，而且是实践探究的重要内容。活动指导纲要提出，义务教育阶段的信息技术教育要强调跨学科的物化应用和技能培养，从学生的真实生活和发展需要出发，在生活情境中发现问题，转化为活动主题，通过创意、设计、制作、服务等方式培养学生的信息素养。在教学上，以“创意物化”为主要形式，通过文字处理、报刊创作、图像处理、动画制作等，培养学生数字化产品的设计与制作能力，同时加入一些与之相关的计算机科学基础知识。高中新课标则兼重理论性和实践性，围绕信息意识、计算思维、数字化学习与创新及信息社会责任等学科核心素养，凝练出数据、算法、信息系统和信息社会四个学科大概念，将理论学习、知识积累、思维发展与技能培养融入到运用数字化工具解决问题的过程中，形成有关计算机科学领域思想与方法的课程体系。在教学上，构建了新的课程结构，制定了学业质量标准，以主题为引领进行有关计算机科学领域的知识学习、思维发展和技能运用，建立起完整而全面的信息技术知识体系并予以实践。可见，同样是用计算机科学领域的思想和方法解决问题，综合实践活动侧重于信息技术应用能力和操作技能的培养，以作品质量和操作水平为主要评价标准，突出教学活动的灵活性和开放性；而高中信息技术则强调学科的科学性、知识性和严谨性，在构建知识体系的基础上进行实践和应用，以具体的学业要求控制教学质量，形成完整、稳定的专业课程体系。虽然两者有所不同，但其思想和目标却是一致的，即以核心素养为统领，通过实践培养学生运用数字化工具学习与生活，在真实情境中解决实际问题，理解信息技术对人类社会的影响，提高学生的社会责任感、创造力和实践能力。

二、综合实践活动中信息技术课程设计

信息技术教育蕴含丰富的有关计算机科学领域的思想、方法和理论知识，学生在不具备正确思维方式和基础知识的状态下，仅凭掌握一些计算机操作技能，无法达成“用计算机解决实际问题，提升信息素养”的培养目标。因此，在初中信息技术教育中，除了作品制作以外，还应该进行较为系统和全面的有关计算机科学的思维培养、知识讲授和方法指导。

1.课程目标的设计

初中信息技术课程应以全面提高学生的信息素养为基本思想，通过实践活动让学生深刻理解什么是“计算机科学领域的思想和方法”，理解数据、算法、信息系统、信息社会等学科大概念，以及用计算机解决问题的一般过程和方法等，并能熟练运用数字化工具设计、制作作品并解决其他相关问题，在实际生活中，能够自觉遵循信息社会规范，负责、有效地参与社会活动，成为信息社会的合格公民。

2.课程内容的设计

（1）课程内容的设计

综合实践活动是将学习内容分解成一个个主题，围绕某一个主题开展活动，活动内容侧重于作品制作。虽然活动指导纲要给出了一些知识模块，但由于各个主题相对独立，知识内容被分散、隔离在不同的主题中，模块与模块之间、主题与主题之间缺少关联，使得整个信息技术课程缺乏系统性、知识性、连贯性和整体性。要想体现教育思想，反映课程取向，关注全体学生，适应个性发展，强调基础知识与实践应用的内在联系与递进关系，初中信息技术课程必须在活动指导纲要的基础上，融入高中新课标的课程理念和课程内容，以综合实践活动的形式与方法、高中新课程的理念与内容，将综合实践活动的综合性、创造性和实用性与高中新课标的科学性、知识性和实践性相结合，形成与高中新课程紧密衔接、螺旋上升的完整体系。因此，在进行课程设计时，要以“学科核心素养”为培养目标，围绕“学科大概念”规划课程结构；以高中新课标确定的学科核心素养预备级水平划分为基础，配置教学内容，使课程具有灵活性、拓展性和宽容度，适于教师创造性地开展教学活动；以活动指导纲要和高中新课标为依据，体现本学科的科学性、严谨性与规范性；以评价标准为引领，使活动有方向、有目的、可测量、可控制。基于以上原则，结合活动指导纲要对活动方式的要求，把初中信息技术课程内容划分成三类——信息技术基础类、跨学科知识应用类、社区服务类，每一类包含若干活动单元，每个单元分解出不同的活动阶段。“信息技术基础类”以计算机科学领域的知识、方法和技能为主要学习内容，是初中信息技术课程的内容主体，为后续实践活动打下知识与技能基础；“跨学科知识应用类”立足于跨学科整合，以信息技术为工具开展学科实践活动，运用不同学科的观念、知识、方法和技能，认识、分析和解决学科问题；“社区服务类”培养学生利用信息技术关注社会、服务社会、满足公众需求的责任意识和技术能力。“单元”是围绕某一类所设计的主题活动。“阶段”是单元活动的具体环节和步骤，对应于传统教学中的一个课时。

（2）单元活动内容的设计

按照高中新课标要求，信息技术课程应该围绕数据、算法、信息系统与信息社会等学科大概念选择和组织教学内容，而依照活动指导纲要的主导思想，教学内容应内化为活动主题，将思维培养、知识学习和技能训练融入到解决问题的过程中。因此，初中信息技术教学要从单元整体出发，创设真实情境，设计活动案例，以完成活动任务、解决具体问题为途径展开学习。恰当、适用的活动案例，是达成学习目标的关键。“信息技术基础类”教学案例围绕计算机科学领域的知识和原理进行设计，如认识计算机程序、信息编码、人工智能初探等。“跨学科知识应用类”教学案例突出多学科的综合，如探究清明上河图、你了解声音吗、交通灯模型设计等。“社区服务类”所设计的案例不但要有实用性，还应该体现信息技术发展的新思想、新技术和新方法，如手势识别、社区邻里旧书转换APP、社区车辆出入管理等。

三、主要教学策略的设计

1.逆向教学设计

综合实践活动是对真实、复杂问题的探究过程，在这个过程中，学生往往会有不同的想法、意图和行为，这些不确定因素常常使学习效果难以与教师的理想预期相吻合。因此，教师要控制学生不偏离学习方向，使他们清晰、明确、始终如一地知道自己“要做什么”和“怎样做”，而“逆向教学设计”符合这一要求。逆向教学设计在教学活动开展之前就给出精准的评价标准，并将这个标准贯穿于整个教学过程，始终指向目标的达成。不同的学生可以采用不同思路、不同途径和不同方法完成实践任务，但其学习目标应该是一致而明确的。因此，在综合实践活动中，可以采用逆向设计使学生在灵活、宽松、自主的活动过程中始终保持正确的学习方向。

2.单元整体教学设计

受课时等客观因素影响，学生在一段时间内所能完成都主题任务是有限的，加上不同主题都相对独立，这就不可避免地会出现知识零散化和碎片化现象。纠正这一现象的有效手段，是采用“单元整体教学设计”方法。单元整体教学设计是以活动单元为基本单位进行教学设计，每个单元都有确定的活动目标、评价依据、活动要求和活动规划。所有活动都以完成单元目标为目的，各阶段的学习目标、学习内容、学习方法和评价依据都要遵从本单元的整体设计，确保学生所获取的知识结构完整、连续和系统。

3.单元活动指导设计

受综合实践活动教学特点的影响，学生在活动中常会遇到各种各样的困难，如果教师给予学生过多、过频的帮助，很容易对学生的探究思路、想象空间形成约束和限制，失去实践活动的本义。因此，比较好的办法是为学生设计合理、实用的单元活动指导，在不干预学生活动的基础上，给学生指明活动意义，引导探究方向，明晰评价标准，提供知识补充和技能帮助。单元活动指导应该贯穿于整个活动过程，内容包括导言、单元目标、单元内容、评价依据、活动规划及阶段指导等一系列详细而具体的内容。其中，“导言”用于设置活动情境，“单元目标”“单元内容”分别指明本单元应该达成的学习目标和具体的学习内容，“评价依据”是本单元学习成果的内容要求和质量标准，“活动规划”是活动的环节与步骤，“阶段指导”是每个阶段活动的目标、要求、流程、资源和活动记录。

四、初中信息技术课程单元活动指导实例

以下是“跨学科知识应用类”中的“探究清明上河图”的单元活动指导实例。

1.导言

中华文明源远流长，厚重的历史与灿烂的文化凝聚着数千年的民族智慧。生活在现代社会的我们，难以领略唐宋的繁华，无法感受当年的风貌。幸而有北宋时的“照相机”——《清明上河图》。以往人们对《清明上河图》的研究大多从艺术、历史、文化和社会的角度来进行，本单元活动将综合历史、语文、美术等学科知识，运用信息技术手段对《清明上河图》进行实践探究，学习运用信息技术对“视觉画面”进行“数据计算”的原理和方法。在单元活动中，你可以和几个同伴组成一个团队，先对《清明上河图》进行整体观摩和分析，然后就你们感兴趣的主题进行专门探究。主题可以是画面所呈现的某一类历史事物，也可以是绘画的美学表现手法，还可以是对某些有争议问题的独到见解。探究完成后，要以PPT演示文稿、Word文档、Excel表格或主题MV等形式呈现研究成果，完成研究报告，并进行分享交流。

2.单元目标

综合艺术、历史、文学及信息技术等学科内容，对《清明上河图》所表现的北宋时期文化、商贸及其他社会现象进行探究，得出有效结论；运用信息技术手段，通过计算思维抽象和界定问题、设计解决方案，利用量化、计算和数据分析方法对《清明上河图》进行加工处理，掌握用计算机科学技术解决问题的思想和方法。

3.单元内容

研读《清明上河图》，查阅相关资料，综合历史、语文和美术等学科知识，形成整体认识；学习和掌握信息处理的基本知识与技能，包括数据的采集和整理、量化、建立计算模型、结合学科知识分析计算结果并用图表呈现，以及研究报告的编写和制作等；选择活动主题，确定探究方向，制订探究方案；开展研究活动，完成探究报告；展示交流，评价活动效果。

4.评价依据

5.单元活动规划

篇10

教育技术学作为一个培养人才的专业领域要解决两个关键问题：其一是培养什么样的人才?这涉及到培养目标的定位问题；其二是怎样培养这些人才?这涉及到培养模式选择的问题。对这两个问题的回答最终都要落实到课程体系的建设上来。因为培养目标要落实为课程目标，培养目标的实现也就要落实到课程设置、课程实施以及课程评价等。我国教育技术学专业规范研究也指出教育技术学专业分类发展的重要任务之一是要“从微观层面上确定专业核心课程、专业基础课程和专业方向主干课程的结构与内容”。现行课程体系存在“教学内容相对陈旧、重复多”，“层次不分、课程结构不尽合理”，“缺乏灵活性与多样性，培养目标单一、适应面窄”等缺陷。当前，运用辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理重新审视课程体系继承、发展与创新的关系，在实现课程纵深化、学际化、微型化、多样化、个性化、本土化的同时，及时更新课程实质结构，优化课程形式结构，使课程体系既具有学科规范性，又能符合素质教育要求，让学生全面而个性化发展，具有一定的灵活性，是加强专业建设的必然时代要求。

一　在理论脉络中兼收并蓄，更新课程实质结构

纵观课程理论历史，其中最具代表性的理论有四种：(1)以博比特(Bobbitt，F)、查特斯(Charters，W.)、泰勒(TylerR.)为主要代表的“技术理性”(technical interest)课程理论，强调效率优先和对环境加以控制，在提出课程基本框架的同时，也提出了课程建设的普适性、划一性模式；(2)以布鲁纳(Bruner，J.)为主要代表的学术中心课程(discipline―centeredcurriculum)理论，将原来以直接经验为课程主要内容转变为专门化的学科知识，突出人的问题解决能力和探究精神培养，具有较强的专业性和结构性；(3)以施瓦布(Schwab J.)为主要代表的实践课程(practical curriculum)理论，强调教师、学生、教材、环境相互作用的情境认知，让课程重新回归实践，具有较强的灵活变通性；(4)以派纳(Pinar w.F.)为主要代表的概念重建主义(reconceptualist)课程理论，强调行动(action)与行动后的反思(reflection)，即“反思性实践”(praxis)，立足于个体自我意识的提升与存在经验的发展，或者对社会现实的不断批判而建构意义，让课程重新回归于理性。

目前，在教育技术界，对于学科的理论体系也有几种不同观点，其中著名的有：由南国农教授提出的“媒体中心”理论体系，它把现代教育媒体的研究和应用放在核心位置：“系统过程”理论体系则认为教育技术学是一个处理教学问题的综合的、有机的过程，该过程包括与人类学习有关的各种因素：“五领域”理论体系则认为教育技术是从设计、开发、利用、管理和评价五个方面全面研究学习过程和学习资源的理论与实践；“两层次”理论体系认为教育技术学的研究领域可以分为基础性探索和应用性探索两个层次，其中，基础性探索层次包括教学设计、创新性技术和哲学文化研究三方面的内容；应用性探索层次包括学校教育领域中的应用和学校以外的企业培训和终身教育中的应用两个方面，表明教育技术学研究重点开始向绩效方向发展。

理论体系后面蕴藏的是教育思想，每一种教育思想都能在一定程度与范围内指导课程体系建设，如李龙教授提出：教育技术学科的理论框架由本体论、核心论、过程论、资源论和绩效论五个部分组成。本体论论述教育技术学学科的定义与定位，研究的目的、任务、对象、领域和范畴以及学科基础、知识体系、研究方法、发展历史、价值观、方法论等；核心论主要论述教学设计和教育信息处理两方面的理论：过程论和资源论论述智能技术和媒体技术在优化学习过程和丰富学习资源方面的理论和方法；绩效论则从学科的课程开发、教学系统开发、媒体资源开发、绩效系统开发和标准的制定与实施等几个方面来进行研究。根据这一理论框架建立的课程体系如表：

理论具有前瞻性、引导性。每当一种新的理论体系出现时，我们有必要对其进行辩证分析，弄清楚其来龙去脉以及它可能在该专业领域中的积极影响，并据此对自己的课程体系做一番审视甚至调整。当前，各高校以传统媒体为核心的“学科中心论”类课程较多，反映教育技术研究领域最新理论成果的课程较少，有关学习理论、网络媒体和绩效论的课程还没有进入我国绝大多数的高校教育技术学专业的课程体系之中，课程门类没有及时更新，跟不上时展，而且各门课程还存在内容陈旧的现象。如：电子技术系列课程中较为陈旧的经典理论偏多，新技术知识含量偏少，涉及的往往是大量经典理论计算，很少囊括现代教育技术领域的典型应用案例。

二　在分化与整合中重构体系，优化形式结构

课程的形式结构是课程的外部存在形式，反映了课程的门类与数量，讲究课程类别的完整与互补，主要体现在是分科还是综合、是必修还是选修、是学科还是活动的差别上。从逻辑结构看，教育技术学的专业课程首先可以分成专业基础课与专业课两大层次。前者是学生学习该专业所必须掌握的基本概念、基本理论和基本技能；后者则是为形成该专业的实践应用能力而设置的学科理论和专业技能的课程。

教育技术学的专业基础课程有哪些呢?笔者认为，教育技术学的基础主要包括两个方面，一是智能技术基础，即思想方法基础，包括哲学基础、方法论基础、理论基础这三个部分：二是媒体技术基础(物化技术)，包括硬件基础、数据库技术、通讯技术和软件基础等。

在专业基础课之后的专业课应开设哪些呢?由于教育技术学的研究对象是“与教育相关的技术”，可以确定，教育技术学的专业课应该是教育理论与技术相结合而形成的学科，又可以分为二者相结合的专业理论、二者相结合的应用技术、二者相结合的实践应用三个层次，即专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程。在专业理论层次中，教育技术学导论、教学设计理论和教育传播学是基础。教育与传统媒体相结合的理论有教学媒体的理论与实践、教育电声系统、教育电视系统等；教育与计算机、网络等现代媒体相结合的理论有计算机辅助教育、信息技术与课程整合、绩效技术、远程教育理论、网络教育理论等。此外，还包括教育技术学研究方法等对教育技术学本身进行研究的理论。在技术应用层次中，主要课程有教育电视节目编制、电视节目制作技术、 多媒体技术应用、多媒体课件设计与制作、人工智能技术、数字文化艺术、以太网技术应用、绩效技术应用。在实践层次中，除了专业实习、教育实习、项目设计等综合实践外，还有电视广告创意与设计、电视节目制作实践、3D实践、动画制作、多媒体课件脚本设计、网络课程开发、教学资源库开发等。

目前，我国高校教育技术学专业课程设计中“照葫芦画瓢”现象屡见不鲜，层次不分、比例不当的问题也就在所难免。按学科的逻辑层次来分，大学课程的层次构成一般为公共课、专业基础课、专业课、跨学科课程。但目前我国高校的课程分层一般采用公共课、专业必修课、专业选修课的“三层楼”结构，一般先开公共课，然后开设专业必修课，最后开设专业选修课。这个结构存在的问题是：专业课内容层次不分，没有专业基础课模块，以至一些专业基础课与专业课次序不清，学习顺序紊乱。因为专业课中仅仅把必修与选修作为课程开设先后的分类标准，并不能很好地体现课程内容之间的继承与递进关系。又如在专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程中都应该有必修课与选修课之分。如果按必修先开、选修后开的顺序学习的话，有些技术应用类与实践类的必修课就会先于专业理论类的选修课，学习顺序就颠倒了。应该把以上顺序调整为“公共课一专业基础课一专业理论类课程一技术应用类课程一实践类课程一跨学科课程”。

另一方面，因为层次不分，也就不可能考虑到各个层次的比例问题，造成了各个层次的课程比例不合理，理论类课程过多，技术应用类与实践类课程偏少。教育部高等学校教育技术学专业教学指导委员会建议把教育技术学知识分为八类其中工具性知识6门、人文社会科学知识9门、自然科学知识5门、知识管理知识4门、传播学知识9门、计算机知识10门、电子技术知识6门、教育心理学知识7门，其中所列课程绝大多数为基础理论类课程，只有计算机及信息技术应用、软件工程、面向对象的编程与设计、网站建设与开发、多媒体技术、人工智能、数字图像处理、教育科学研究方法等少数几门课程属于技术应用或实践类课程。各校实际开设的专业课程也属于这种情况，第一个层次的理论性课程偏多，后两个层次由于受师资、设备等各种因素的制约，普遍比较薄弱，开设的课程门类少或即使开设也不能教到位，未能从整体上形成多元化、层次化相互渗透的课程体系。第一个层次空泛理论知识的堆砌导致泛而不精；技术应用类课程的不到位导致第一层次的理论无法消化，动手能力差，而这又导致学生缺乏创造、设计的能力，以致教育实习、专业实习、毕业论文等实践类课程难以落实到实践能力的锻炼上，常常只能流于形式。此外，专业基础课也存在数量少，涉及面太窄的问题，不能为学生将来发展提供个性化选择。针对以上问题，需要着力加强专业理论与专业技术应用类课程群整合，作增设学际化课程尝试；在实践类课程的建设可增设某些微型化课程，以适应学科一方面向纵深发展，另一方面又不断综合的技术发展趋势。

三　在共性中寻求个性，提升专业特色

对于多元化的社会实体，只有站在不同的角度，采取不同的方法，才能真实地把握实体的本质。“和而不同”应该成为一种思维方式与哲学信仰。在强调共同性、普遍性、统一性的同时，也应充分考虑个体性与差异性。

哪些课程应作为体现专业共性的必修课开设?哪些课程又应作为凸显专业特色、地域特色、促进学生个性化发展的选修课开设呢?我们可以参考“教指委”构建的课程体系，共五个模块：(1)学校平台课程：两课、大学英语、体育与健康、美育、军事理论、综合交叉、信息技术、跨院系任选。(2)专业主干课程：教育技术学导论、教学系统设计、学与教理论、媒体理论与实践、信息技术与课程整合、教育技术项目实践、教育技术学研究方法、远程教育基础；(3)专业基础课，包括三个模块：公共基础课模块，包括：高等数学、线性代数、概率统计、基础物理、基础物理实验；计算机基础模块有：离散数学、程序设计、数据结构；电子基础模块有：电路分析、数字电子技术、模拟电子技术和电子工艺实验等。(4)方向核心课程：包括在不同方向上计算机类、教育基本理论、设计类、数字媒体类、远程教育类等方面课程的组合。(5)专业任选课和实践课程：包括专业实习、毕业论文、基于项目与任务的活动等。建议以上课程体系总学分保持在150左右。

笔者作如下设想：如果按总学分150，必修课每门3学分，选修每门2学分算，按7：2：1的比例来设置必修课(公共必修课与专业必修课的比例为3：4)、限选课、任选课，则专业必修课必须开20门以上，专业限选课10门以上，任选课5门以上。具体安排如下：

(1)专业必修课分为专业基础课与专业课两部分，其中专业基础课又分为智能技术基础课与媒体技术基础课，专业课作为专业的主干课程又分为专业理论类、技术应用类、实践类三部分，保证三者各占一定比例；

(2)方向限选课体现分流培养、因材施教的原则，根据学生的兴趣、爱好，旨在培养某一方面的特长，为学生进行选修课学习做准备；

(3)专业任选课以拓展专业广度和深度，满足学生个性化需求、培养“一专多能”的高素质人才为目的，可以分“前沿发展”模块、“邻近学科”模块、“兴趣爱好”模块。一方面向新理论与新技术开放，把学科的最新发展成果作为任选课及时反应到课程之中，并全方位地向其他邻近学科扩散。同时，按照学生的需求开设个性化课程。这样在提高学生选课的自主权和自由度的同时，可以让学生紧跟时展，增强适应性，促进个性化发展；

(4)在专业基础课与专业课中增加选修课，增强课程灵活性与多样性，拓宽口径与适应性；

(5)必修课应控制在2年半左右学完，保证选修课有时间开设。

四　兼顾适应性与超越性，着眼于受教育者终身发展

目前在教育界，对于“是以适应性为主，还是以超越性为主”的问题的回答存在两种态度，一些人持超越论观点，一些人持适应论观点。前者认为，21世纪的科学技术文化会有重大发展变革，知识经济已见端倪，教育和课程改革要着眼于未来的发展需要，而后者则认为，课程教材要适应现实的要求，超越现实，脱离学生的实际，会遭到失败。

在专业课程建设中，专业基础课、教育理论与技术相结合而形成的专业理论课更多的是着眼于厚实基础，有利于学生终身学习与终身发展；而教育理论与技术相结合所形成技术应用课程以及后续的实践应用课程主要是形成动手能力，为学生就业做准备，让学生在走上工作岗位后有一技之长，甚至于具有一定的实践创新意识与能力。

其实，依笔者看来，就人的本质规定性而言，人，首先是一种自然存在物，要生存，但又并非一种一成不变的自然存在物，而是一种独特的超越性存在，不能不体现发展。既立足于现实而又超越现实，不断地将超越了现实的理想世界变成新的现实世界。适应和超越之间是对立统一的、相互依存的、相互转化的辩证关系。选择教学内容，既要考虑受教 育者的年龄特征和接受能力，同时又要促进受教育者的发展，不能延误受教育者的思维发展；既要从我国农业经济和工业经济相混合的现实出发，又要从已露端倪的未来知识经济的发展需要出发，把超越性和现实适应性合理结合起来，克服原来的学科中心、自成体系、彼此隔裂的课程设置方法，更多地采用跨学科和综合一体化的设计方法，按照常新教育、终身教育理念进行课程设计，构建新的课程体系，着重培养学生不断学习的兴趣，淬砺意志，健全人格，获得适应社会变化的综合能力与素养，未尝不是明智之举。五凸显人文精神教育，促进受教育者协调发展