人工智能教與未來教育精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇人工智能教與未來教育范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

人工智能即將進入高中課堂。近日，我國第一本面向中學生的AI教材——《人工智能基礎（高中版）》正式。

為什么要在中學開設人工智能課程？這本教材有什么特點？對于中學教師和學生而言，應如何準備才能應對人工智能的教與學？記者對此進行了調查。

全國已有40所學校引入教材

據了解，該教材是華東師范大學慕課中心和商湯科技合作，聯合全國多所知名中學教師共同編寫，由新聞出版總署批準出版并備案。目前，全國已有40所學校引入該教材作為選修課或校本課程，成為首批“人工智能教育實驗基地學?！?。

“與其他教材不同，該教材以‘手腦結合’為主要學習方式，不僅關注對人工智能原理的介紹，更加重視這些原理在生活中的運用。”華東師范大學教授，博士生導師陳玉琨介紹說，“作為教材的編者，我們特別希望學生能發揮獨特的想象力，設計一些在高中階段有可能完成的項目，并動手將其轉化為獨具特色的作品?！?/p>

記者看到，該教材共分9個章節，以基礎普及性的知識為主，分別介紹了圖片識別、聲音識別、視頻識別、計算機寫作和深度學習等人工智能技術的原理和應用場景，每一頁都配有彩色圖表，并引入了大量科普內容和實例。此外，該教材還配套了一個教學實驗平臺。

香港中文大學教授林達華表示，目前，人工智能人才面臨著全球性短缺，在人工智能和基礎教育結合方面，各個國家都還處在探索的過程中，該教材的出版，是人工智能教育的一次重大突破，意味著人工智能將由此走出“象牙塔”，進入高中生的知識范疇。

“今天，技術更迭速度太快，誰也無法預計未來的職業選擇，我很樂意讓我的孩子在中學階段就了解掌握一些人工智能方面的知識技能?！币晃患议L這樣告訴記者。

目的在于普及原理引發興趣

作為一門兼具學術含量和技術含量的學科，對高中學生而言，應該怎樣去了解人工智能這門學科；對于高中教師而言，又該如何教學呢？

“大多數中學生的最終職業道路都不會是成為人工智能研究者或工程師，但是未來很多行業都將在不同程度上受益于人工智能的賦能。因此，該學科在中學階段的教學目標應該定位讓學生了解掌握人工智能的基本思想、基礎知識以及常用算法和工具。”林達華說。

在陳玉琨看來，人工智能的教學和研究經常要用到高等數學的知識，這已經超出了高中生的知識范圍，因此，在中學階段，教師應注重對相關概念、算法、原理進行定性介紹，“定量的部分，可以留待以后再學?！?/p>

多位專家表示，教師在教學過程中，要特別重視對人工智能應用場景的介紹，這不僅會讓課堂變得更加生動，學生學習的興趣更加高漲，同時也會提升師生的思維與創造能力。

“總體而言，在中學階段開展人工智能課程的主要目的在于普及人工智能的原理與技術，引起學生對人工智能學習的興趣。當然，也期望能為高等學校培養人工智能領域的拔尖人才奠定相應的基礎。”

“校企合作”解決人才缺口

也有專家指出，人工智能是一門新興技術，中學教師在該領域的知識儲備是不足的。

“師資是課程的基礎?！鄙虾煼洞髮W教授岳龍表示，“開設人工智能課程對教師的知識結構也提出了新的挑戰，因此組建專門的師資培訓團隊非常重要?！?/p>

據記者了解，為幫助教師克服知識儲備不足的問題，華東師范大學慕課中心與商湯科技將聯合舉辦多期“人工智能教師研修班”——培養一批人工智能的種子教師，在他們帶領下，逐步提升我國教師總體的人工智能素養，從而改善中學教師開展人工智能教育教學面臨的困難和挑戰。

篇(2)

2019年7月1日至7月5日，東西部協作2019年大通縣信息技術骨干教師能力提升培訓在南京市雨花臺區教師發展中心進行。信息技術素養觀轉變。從技術應用能力轉向信息素養能力，我們不僅要利用技術，更要利用信息素養和信息技術合作。

人工智能時代的教育變革

一、人工智能驅動智慧教育

當前，以人工智能為代表的技術創新進入到一個前所未有的活躍期。當人類社會邁進信息時代的新階段——人工智能時代，這種工業化的教育體系已經無法滿足未來社會對人才的需求，時展迫切需要一場教育變革。換句話說，教育不是由外而內傳遞知識，而是由內而外覺悟智慧。這就要求，我們必須打破整齊劃一的傳統教育形態，構建與人工智能時代相適應的智慧教育體系，利用智能技術對學習環境、學習內容、教學方式、管理模式進行系統化改造，為學生提供富有選擇、更有個性、更加精準的智慧教育。

二、智慧教育的理念內涵

綜合已有研究，我們認為，智慧教育是指以“人的智慧成長”為導向，運用人工智能技術促進學習環境、教學方式和教育管理的智慧轉型，在普及化的學校教育中提供適切的學習機會，形成精準、個性、靈活的教育服務體系，最大限度地滿足學生的成長需要。只有把“人”置于教育的最高關注，發掘人的潛能，喚醒人的價值，啟發人的智慧，才能從容應對人工智能時代帶來的挑戰。智慧教育不僅是教育基礎設施的信息化、智能化，而且是教育理念與教育方式的轉型升級，從注重“物”的建設向滿足“人”的多樣化需求和服務轉變。

智慧教育包括三個組成部分：一是相互融通的學習場景，利用智能技術打通物理空間與網絡空間之間的壁壘，讓萬物互聯，讓世界互通，所有學生都可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息；二是靈活多元的學習方式，注重學習的社會性、參與性和實踐性，打破學科之間的界限，開展面向真實情境和豐富技術支持的深度學習；三是富有彈性的組織管理，破除效率至上的發展理念，釋放學校的自主辦學活力，利用人工智能提高教育治理的現代化水平，讓學生站在教育的正中央。

虛擬和增強現實（VR/AR）技術在教學中的應用與前景展望

一、虛擬現實和增強現實技術的起源、概念和應用領域

（一）虛擬現實和增強現實技術的起源

虛擬現實（VirtualReality，簡稱VR）技術描述的就是我們現在熟悉的“虛擬現實”。增強現實（Augmented Reality，簡稱AR）是指在真實環境之上提供信息性和娛樂性的覆蓋。

我國虛擬現實技術的研究起步于20 世紀90 年代初。隨著計算機圖形學、計算機系統工程等的高速發展，虛擬現實技術得到相當的重視。2016 年3 月17 日全國兩會授權的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》中指出：“大力推進先進半導體、機器人、增材制造、智能系統、新一代航空裝備、空間技術綜合服務系統、智能交通、精準醫療、高效儲能與分布式能源系統、智能材料、高效節能環保、虛擬現實與互動影視等新興前沿領域創新和產業化，形成一批新增長點?！?/p>

（二）虛擬現實和增強現實的概念、特征和應用領域

1. 虛擬現實技術

虛擬現實，是一種基于多媒體計算機技術、傳感技術、仿真技術的沉浸式交互環境。具體地說，就是采用計算機技術生成逼真的視覺、聽覺、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生親臨等同真實環境的感受和體驗。

虛擬現實具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構想性(Imagination)，是一個學科高度綜合交叉的科學技術領域。虛擬現實與人工智能 (AI) 技術及其他相關領域技術結合，將會使其還具有智能(Intelligent) 和自我演進演化(Evolution) 特征。頭戴式虛擬現實設備，即可觀看虛擬現實視頻介紹。

虛擬現實涉及門類眾多的學科，整合了很多相關技術。虛擬現實是未來科技發展的方向之一，它可以從人的感覺系統上改變現有的空間感。虛擬現實現有的產業鏈大致可分為硬件設計開發、軟件設計開發、資源設計開發和資源運營平臺等幾種類別。通過虛擬現實關鍵技術的突破以及“虛擬現實+”的帶動，會產生大量行業和領域的虛擬現實應用系統，為網絡與移動終端應用帶來全新發展，將會推動許多行業實現升級換代式的發展。虛擬現實可以應用于國防軍事、航空航天、智慧城市、裝備制造、教育培訓、醫療健康、商務消費、文化娛樂、公共安全、社交生活、休閑旅游、電視直播等領域中。

2. 增強現實技術

增強現實是在虛擬現實的基礎上發展起來的一種新興技術。增強現實技術基于計算機的顯示與交互、網絡的跟蹤與定位等技術，將計算機形成的虛擬信息疊加到現實中的真實場景，以對現實世界進行補充，使人們在視覺、聽覺、觸覺等方面增強對現實世界的體驗。

增強現實具有三大特點，即虛實結合、實時交互和三維配準。

增強現實具有三種呈現顯示方式，按距離眼睛由近到遠劃分分別為頭戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空間展示（spatial）。增強現實智能眼鏡，掃描二維碼可以觀看Magic Leap 增強現實演示視頻。

增強現實的應用領域非常廣泛。如在教育領域增強現實可以為學生呈現全息圖像、虛擬實驗、虛擬環境等；在旅游業增強現實可以幫助游客自助游玩景區，以虛擬影像的形式為游客講解景區概況、發展歷史、人文景觀等內容；在零售業中增強現實技術可以實現一鍵試穿，在網上銷售中具有極大的應用空間。增強現實在工業、醫療、軍事、市政、電視、游戲、展覽等領域都表現出了良好的應用前景。

二、虛擬現實和增強現實技術在教學中的具體應用

虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用潛力巨大、前景廣闊，主要體現在運用虛擬現實和增強現實技術具有激發學習動機、創設學習情境、增強學習體驗、感受心理沉浸、跨越時空界限、動感交互穿越和跨界知識融合等多方面的優勢。虛擬現實和增強現實技術的應用，能夠為教育工作者提供全新的教學工具，同時，能激發學生學習新知識的興趣，讓學生在動手體驗中迸發出創新的火花。因此虛擬現實和增強現實技術應用于教育行業是教育技術發展的一個新的飛躍， 它營造了自主學習的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式演變為學生通過新型信息化環境和工具來獲取知識和技能的新型學習方式，符合新一輪教學改革的教育理念，有助于學生核心素養的培養。虛擬現實和增強現實設備有多種，這里分別介紹各種設備在教學中的具體應用。

（一）頭戴式虛擬現實和增強現實設備在教學中的應用

頭戴式虛擬現實設備一般包含頭戴式顯示器、位置跟蹤器、數據手套和其他設備等，分為移動虛擬現實頭盔和分體式虛擬現實頭盔。國外有臉譜、谷歌、微軟、三星等公司的虛擬現實頭盔產品，國內有微視酷、蟻視、暴風魔鏡、中興、樂視、華為、小米等100 多種虛擬現實頭盔產品。結合國內外的研究報告以及目前虛擬現實教育實踐情況，虛擬現實和增強現實技術在生物、物理、化學、工程技術、工藝加工、飛行駕駛、語言、歷史、人文地理、文化習俗等教學中均可應用。

學生使用頭戴式虛擬現實設備體驗學習時具有置身真實情境的沉浸式感覺，能給學生以絕佳的真實體驗， 使人如身臨其境，讓書本中的內容可觸摸、可互動、可感知。例如地理學科講述關于宇宙太空星際運行的課程時，在現實生活中學生無法遨游太空，如果戴上頭戴式虛擬現實設備，就可以讓學生從各個角度近距離觀察行星、恒星和衛星的運行軌跡，觀察每個星球的地表形狀和內部結構，甚至能夠降落在火星或月球上進行“實地” 考察、體驗星際之旅等。虛擬現實頭戴設備， 手機掃描二維碼觀可看虛擬現實效果視頻。

（三）手持式虛擬現實與增強現實設備在教學中的應用

手持式增強現實設備多采用移動設備與APP 軟件相結合的方式。APP 有視+AR、AR、4D 書城、幻視、視AR、尼奧照照等，另外有多種增強現實圖書都有相配套的APP，如《機器人跑出來了》《實驗跑出來了》《恐龍爭霸賽來了》這套“科學跑出來”系列增強現實科普讀物有iRobotAR、iScienceAR、恐龍爭霸賽來了等多個APP，它們的原理都是采用手機攝像頭獲取現實世界影像，通過手機在現實世界上疊加虛擬形象的形式，實現增強現實的特殊顯示效果。有的APP 中提供了豐富的教育資源，如安全教育、科普讀物、識字卡片、益智游戲等，特別適合兒童教育。使用方法有兩種：一種是手機APP 與相配套的紙質圖書一起使用，用手機攝像頭掃描圖書上的圖片，在手機屏幕上即可呈現出演示效果；另一種使用方法是運用APP 下載增強現實資源并與外界實景疊加即可呈現出演示效果。增強現實特效非常逼真，利用這些APP 進行學習，學習過程具有真實感、體驗感、沉浸感，增強了學生學習知識的興趣，可以達到寓教于樂的教學效果。

三、虛擬現實與增強現實技術在教學中應用的優勢分析

（一）虛擬現實與增強現實技術為學生自主學習提供了有利條件

虛擬現實和增強現實教學資源存在形式多種多樣， 根據采用的設備不同，可以將教學資源保存在網絡運營平臺、桌面式設備、移動設備和紙質圖書里，學生可以在不同的地方采用不同的設備調用虛擬現實和增強現實教學資源進行隨時隨地的自主學習。如果學生在課堂上有些知識點未能掌握，可以重新學習一遍，增加對知識的鞏固和理解，有時學生因為特殊原因未能在課堂上學習，也可以課后彌補，同時可以將虛擬現實和增強現實設備作為載體采用“翻轉課堂”或“微課導學”教學模式組織教學，為學生提供自主學習條件，教師也可以從繁重的重復性講解中解脫出來，有針對性地為學生答疑解惑，有助于傳統教學方式的變革。

（二）虛擬現實與增強現實技術為學生提供更加真實的情景

在傳統的教學課堂上，知識的傳輸主要通過文字、圖片、聲音、動畫和視頻的形式呈現。遇到比較復雜的情況，比如數學課的立體幾何、地理課的天體運動、物理課的磁力線和電力線、化學課的微觀粒子結構、生物課的細胞結構等，教師用語言很難把這些知識點表達得非常清晰，同時由于每個學生的理解力不同，教學效果也會因人而異，甚至初次學習這些知識的學生會得到“盲人摸象”般的感受。而采用虛擬現實和增強現實技術組織教學，三維立體效果的呈現可以彌補這樣的缺憾，能夠把知識立體化，把難以想象的東西直接以三維形式呈現出來，讓學生直觀感受到文字所表達不出來的知識，真實的情景可以幫助學生對知識的理解和記憶，使學生的想象變得更加豐富。

（三）虛擬現實和增強現實技術能提高學生的學習興趣

由于虛擬現實和增強現實技術具有視覺、聽覺和觸覺一體化的感知效果，學生具有真實情境體驗、跨越時空界限、動感交互穿越的感受，能身臨其境般在書海里遨游，讓書本中的內容可觸摸、可互動、可感知。身臨其境的感受和自然豐富的交互體驗不僅極大地激發了學習者的學習動機，更給學習者提供了大量親身觀察、操作以及與他人合作學習的機會，促進了學生的認知加工過程及知識建構過程，有利于實現深層次理解。傳統的學習方式讓很多學生覺得枯燥乏味， 為了應付考試不得不去死記硬背，但很多知識學生考完之后很快會忘得一干二凈，而采用虛擬現實和增強現實技術組織教學，新穎的學習方式和豐富多彩的學習內容能夠極大地提升課堂教學的趣味性，生動形象的場景會加強學生的記憶，激發學生的學習興趣?！芭d趣是最好的老師”，興趣也是學生學習新知識的不竭動力。

（四）虛擬現實和增強現實技術應用能促進優質資源均衡化

我國幅員遼闊，地區之間貧富差距較大，存在教學資源分配不均的情況。經濟發達地區無論是軟硬件配置， 教學師資和教學資源都非常豐富，而經濟落后、地域偏遠的山村學校學生連接受最基本的教育都難以實現。各級政府和教育主管部門都在大力推進教育均衡發展，加大教育投資力度，而虛擬現實和增強現實技術應用將是解決城鄉教育資源不均衡問題的一把金鑰匙，有利于緩解教育資源兩極分化，擴大優質資源的分享范圍，能讓教育資源不再受限于地區和學校，讓教育發達地區的名教師通過虛擬現實和增強現實課堂走進山村學校，能通過整體優化教育資源配置，來縮小城鄉差距，實現教育公平，同時這也是教育扶貧的較佳途徑。

四、虛擬現實和增強現實技術在教學應用中存在的問題

雖然虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用可以改變傳統的教學方式、提高學習興趣、實現教育均衡發展，但虛擬現實和增強現實技術發展還處在初級應用階段，在技術瓶頸、資源開發、教學內容和推廣普及等方面還存在很多問題。

（一）虛擬現實設備應用中的眩暈問題

人們在使用虛擬現實設備時會出現眩暈感，從硬件結構來看，由于現在的科技還無法做到高度還原真實場景，許多用戶使用配置達不到要求的虛擬現實產品時會產生眩暈感；虛擬現實界面中的視覺反差較大，實際運動與大腦運動不能夠正常匹配，影響大腦對所呈現影像的分析和判斷，從而產生眩暈感；虛擬現實設備的內容有相當一部分資源是從PC電腦版上移植過來的，UI 界面不能很好地匹配虛擬現實設備，不同的系統處理上也無法達到協調統一，畫面感光線太強或太弱都不能讓用戶接受；虛擬現實設備幀間延遲跟不上人的運動，會有微小的延遲感，當感官與幀率不同步時也會讓使用者產生眩暈感。

（二）虛擬現實和增強現實技術在教學中資源短缺

目前虛擬現實和增強現實產業剛起步，軟硬件設施不完備，開發人員技術力量不足，很多學校未配備虛擬現實和增強現實設備；中小學校的很多教師還沒有接觸過虛擬現實和增強現實，不知道如何在教學中應用，更談不上如何去開發虛擬現實和增強現實教學資源。因此，針對中小學教學所開發的虛擬現實資源很少，課程資源短缺是虛擬現實和增強現實在中小學推廣的最大瓶頸。但隨著虛擬現實和增強現實技術的迅猛發展，將虛擬現實和增強現實技術應用于教學勢在必行，未來虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用勢必帶來課堂教學方式的顛覆性改變。

（三）虛擬現實和增強現實教學平臺和資源的設計重形式輕內容

當前很多虛擬現實教育平臺都只是在一個3D 視頻或虛擬現實軟件游戲的基礎上構成虛擬現實教學。雖然學生在虛擬世界玩得津津有味，課堂氣氛很活躍，學生互動、交流和討論很熱烈，表面上看學生得到了沉浸式的體驗感，但是有些虛擬現實教育平臺所提供的知識點講解還停留在現實世界中，課本內容的單調、枯燥并沒有因軟件的存在而得到緩解，知識要點的講解沒有變得更加生動、有趣和有針對性，這種只重視形式而不重視內容、教與學完全脫節的虛擬現實課堂只能稱為“偽虛擬現實課堂”。

（四）虛擬現實和增強現實設備價格較高和技術條件限制導致普及困難

企業的前期研發成本較高、設備銷售量較少，導致多數虛擬現實和增強現實設備銷售價格居高不下， 很多學校因資金問題望而卻步，無力購買售價高昂的虛擬現實和增強現實設備，進而導致虛擬現實和增強現實技術在學校的推廣普及步履艱難。大多數虛擬現實軟件普遍存在語言專業性較強、通用性較差和易用性差等問題。受硬件局限性的影響，虛擬現實軟件開發花費巨大且效果有限。另外在新型傳感應用、物理建模方法、高速圖形圖像處理、人工智能等領域，都有很多問題亟待解決。三維建模技術也需進一步完善，大數據與人工智能技術的融合處理等都有待進一步提升。以上諸多原因的存在制約了虛擬現實和增強現實技術在中小學教學中的推廣和普及。

五、虛擬現實和增強現實技術在教學應用中的前景展望

虛擬現實和增強現實技術發展對未來教學形式的影響

隨著科學技術的迅猛發展，在云計算、霧計算、物聯網、“互聯網+”、大數據、人工智能突飛猛進的新時代背景下，虛擬現實和增強現實技術與人工智能、大數據和物聯網融合，將會讓虛擬現實和增強現實技術應用如虎添翼。

隨著虛擬現實和增強現實軟硬件設備的性能提升和價格降低，會有更多的教育投資公司開發出更加豐富多彩的教學資源，讓虛擬現實和增強現實技術快速走進中小學課堂，在教學中大面積應用普及。依托其具有的沉浸性、交互性、構想性、虛實結合、實時交互和三維配準等超級體驗感的優勢，教師的教學方式和學生的學習方式都將會發生改變。虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用普及將會顛覆傳統的教育方法和教學形式，具有巨大的應用潛力與應用前景。

篇(3)

記 者：您怎么給“數字校園”下定義？數字校園建設最具魅力的內容和功能是什么？

顧小清：我注意到貴刊在這些年來一直在關注數字校園，其中也不乏對業內闡釋與解讀數字校園的不同角度的展示。就我的理解來講，我傾向于把數字校園看做是一種對傳統校園的隱喻。我依然認為“數字校園”只是一種隱喻，不需要給予其嚴格意義上的學術定義。借用這一隱喻，突顯出應用了數字技術的校園之于傳統校園的特征。概括地講，就是綜合地利用數字技術，為學校所開展的各項教學、科研、管理等工作提供數字化的服務。隨著數字校園建設過程中基礎設施的普及、資源的豐富、應用系統的完善以及相關用戶的廣泛接納，其所提供的全方位數字化服務，能夠有效地提高教育管理效率，有效地支持教與學活動，并提升、拓展甚至創造一種數字時代的新的校園文化。如果要我來歸納數字校園最具魅力的內容和功能，我以為是針對學校的各類用戶：教與學的教師和學生用戶、教科研的研究者用戶，以及管理者用戶甚至的包括可能的社區用戶，能夠通過數字校園獲得提高其工作效率和質量的服務，未來，甚至是可以為他們提供按需定制的服務。

記 者：您認為“數字校園”如何規劃實施才能更加有利于促進教育公平與教育質量的提升？

顧小清：在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中，共有18處提到“公平”，8處提到“教育公平”。作為今后10年的工作方針之一，“促進公平”已經成為我國教育的基本國策，并以提供公平的機會作為實現教育公平的具體舉措。應該認識到，“公平的機會”包括了入學機會的公平，以及學習過程中每一個學習者的潛能均能得到發展的公平。數字校園在促進并最終實現“因材施教”的個性化學習，從而在促進每一位學習者獲得公平的潛能發展的機會方面是大有可為的。在促進教育質量的提升方面也類似，也就是說，如果我們把教育質量的提升理解為讓每一位學習者的潛能得到挖掘，實現每一位學習者的終身發展，那么同樣，我們會把實現這一目標的期望，寄托于數字校園所能夠提供的智能、個性化學習服務。從這樣的功能取向對“數字校園”進行規劃的話，顯然，從數字校園的總體設計上，應該采用面向服務的系統架構；功能模塊設計上，應該將現有的對教學、科研、管理等業務流程的數字化，拓展為面向教學、科研、管理等學校用戶的服務的定制；技術上，則需要采用智能技術以便對用戶的習慣、進度甚至質量進行判斷，以便提供個性化的推介、診斷及其他必要的服務。

記 者：自2000年開始，國家先后實施“校校通”工程、“農遠”工程等項目，對基礎教育信息化起到了巨大的推動作用，也飽受質疑。那么對于當前各地如火如荼的“數字校園”建設熱潮，我們將如何建設完善的評價體系？

顧小清：我們應該認識到，自上而下的項目或舉措，在建設之初，對教育信息化的推動作用是無可替代的。這在世界上其他地區都是如此。比如，在聯合國教科文組織（UNESCO）所做的教育信息化現狀區域調查中，國家層面的政策、項目及舉措是評估的各個國家的教育信息化現狀的重要指標。當然，任何一個項目在實施過程中難免會留下些許遺憾，所以或許在項目之初――這里是數字校園建設之初，就能提出建設的標準和應用的規范，有利于將來的遺憾最小化。實際上研究中我們也可以發現，成功的項目，在分析其成功要素時一定有過程性評估這一因素。作為“加快教育信息化進程”的具體措施之一，數字校園建設實際上是推進教育信息化建設與應用的重要一環，落實建設標準和應用規范應該看做是落實這一舉措的體現之一。另一方面，建設標準和應用規范也需要考慮到階段性和發展性，并且這些階段性的標準和規范的落實在不同地區也應有不同的進度以及綜合考慮本地化的需求。

記 者：《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中指出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”，要“強化信息技術應用，提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果?！蹦阏J為“數字校園”對課堂以及教學模式帶來哪些變革與影響？

顧小清：我們知道，用戶對信息技術的廣泛接納與嫻熟使用，是發揮信息技術對教育發展可能具有的革命性影響的前提，中長期教育改革與發展規劃綱要提出的對教師應用信息技術的知識、能力和態度等方面的要求，也正是出于這樣一種考慮。數字校園對課堂及教學帶來的影響，絲毫不亞于信息技術對社會生活的其他方面所造成的影響，比如最顯著的、也是與學習相關的領域：傳媒、出版。信息技術給這些領域帶來的沖擊，最突出的體現我試圖用兩個詞來概括：大眾VS小眾。一方面，傳媒、出版這些傳統上由精英小眾帶著普通大眾玩的游戲，被“破壞性地”創造成了一種大眾參與的游戲；另一方面，另外一種傳統上沒有機會發出自己的聲音的弱勢小眾，也憑借信息技術的“革命性影響”，擁有自己的數字化舞臺。這種變革與影響同樣出現在數字校園，這種大眾與小眾的角色的轉換同樣出現在教師與學生身上。對教師來說，最大的角色變革是站在講臺上，但不能再把自己看成是掌控知識來源的權威，因為同為學習資源豐富的數字校園的用戶，學生能夠獲得至少不少于教師的知識來源；另一方面，學生群體中的一撥撥或許吃不飽、或許難消化的“小眾”，也能夠因為數字校園提供的功能而具有獲得更適合的個性化的學習機會。當然，我們看到了這種影響的可能性，而實現這種影響，很大程度上需要教師觀念的更新以及對將技術用于教學的接納，特別是對于“讓學生利用技術”的接納。隨著“一人一機”的數字校園環境的普及，如何“讓學生利用技術”成為擺在教師面前最具挑戰性的任務，學習一點Web2.0（大眾參與）以及Web3.0（個性化）的生存態度會對此有幫助。

篇(4)

現代教育媒體的出現引領了教育史上的第四次革命，人們不僅可以向教師和書本學習，也可以向教育機器學習，出現了多種“人---機---人”的教育新模式，引起了教育方式的根本變化。

伴隨我國教育技術發展及國家教育改革的深入，人們在步入信息時代的同時，“現代教育技術”這一概念應運而生，伴隨信息技術的發展，“現代教育技術”這一概念被廣泛的應用于教育教學中。

現代教育技術的產生和發展，在教育史上引發的不僅是教育手段和教育方法的變革，而且是教育思想、教育觀念等一系列內容的歷史性變革，但現今對“現代教育技術”內涵的表述及理解仍不盡完善。

二、“現代教育技術”內涵的不同解釋

為了收集國內學者對“現代教育技術”理解的資料，我有針對地選擇了10本不同教學性質的教育技術學專業教材，其中有的教材對“現代教育技術”內涵有所提及，但很簡略；有的教材就沒有提及到“現代教育技術”的內涵；有的教材對“現代教育技術”的內涵作了詳細的解釋。

1.“技術”的涵義是指有形的物化技術和無形的智能技術的總和。教育技術不僅包括視聽媒體、計算機、網絡等硬件及其軟件，還包括設計、開發、應用、管理和評價學習資源和過程的一切方法和理論。所以說“運用現代教育技術”是指運用現代媒體進行教學，也指運用系統方法設計課堂教學過程、開發教學策略、構建教學模式等等。

2.現代教育技術以現代信息技術(計算機技術、多媒體技術、網絡技術、數字音像技術、衛星廣播技術、虛擬現實技術、人工智能技術等)的開發、應用為核心，但不是只把現代信息技術作為應用研究的對象，而忽視或拋棄了對傳統媒體(黑板、掛圖、標本、模型)的應用與開發的研究?，F代教育技術是以一切教與學資源(包括傳統媒體和現代信息技術)為研究對象的。

3.現代教育技術必須緊緊圍繞素質教育這個中心。我國當前的教育改革絕不僅僅是教育內容和手段的改革，它是教育觀念和教育模式的根本變革?，F代教育技術若要實現優化教與學的最終目標，就必須以培養學生的創新精神和實踐能力為重心，探索構建“創造教育”的新模式。

4.運用現代教育技術的關鍵是“在教育、教學的現場發現問題，并解決問題”。我國課堂教學既要保留“傳遞——接受”的基本形式，又要實現創新教育，這就要求現代教育技術必須把握“教與學過程是一個動態過程”這一規律，針對每一堂課進行最適用的模式、策略和方法的具體設計。

5.現代教育技術倡導以教師為主導，以學生為主體，因為我們不可能拋棄“教”，完全實現以學生為中心的教學。我們對“教”的改革是改變教師在課堂中的主宰地位，變教師對學生的直接灌輸為“學生進行意義建構，教師進行指導和促進”的學習過程，而不是拋棄它。

我認為現代教育技術是一個具有特定意義的概念，而不應該是“教育技術AECT94定義的中國版本”，也不應該是傳統教育技術的“傳統繼承者”。既然現代教育技術被提出，并被應用于教育教學，就應該被予以深刻的含義、準確的定位和充分的理解，而且在信息技術環境下，現代教育技術不僅吸納了全新的現代教育思想和現代教育教學理念(在《現代教育技術》――陳琳著中，在對現代教育技術的學習理論描述中添加了“建構主義學習理論”；在《現代教育技術――走進信息化教育》中，祝智庭老師還將客觀主義等一系列反映或影響學習變更的理論加入了對現代教育技術的理論基礎描述中)，而且現代教育技術積極與信息技術聯合，將現代教育媒體定位于以現代信息技術(數字音像技術、衛星廣播電視技術、多媒體計算機技術、人工智能技術、交互網絡通訊技術、虛擬現實仿真技術)為核心的整合媒體，使教育信息呈現多媒體化、教育信息處理數字化、教育教學過程智能化。

在“現代教育技術”這一概念中，眾多學者強調要突出“現代”二字，我認為強調“現代”是要從現代的、發展的、全面的眼光來認識教育技術對教育改革的支持作用，強調要更多的注意探討那些與現代科學技術有關的課題，吸收現代科學技術成果和系統思維方法，因而信息技術環境下對“現代教育技術”內涵的理解必不可少的要突出“現代”，著眼于“現代”。

三、信息技術環境下對“現代教育技術”內涵的思考

廣大的教育工作者正在利用信息技術構造一個更網絡化、數字化和智能化的現代教學環境，現代教學平臺將在信息技術環境中架起，屆時，所有的教育教學資源將得到溝通，并會醞釀出新興的教育教學規律。因而，在信息技術環境下，廣大教育工作者不僅要掌握現代的信息技術手段，豐富自身的信息素養，還要用全新的教育教學觀念和理論來重新審視自身的現代教育技術觀念，在此基礎上，我提出了對“現代教育技術”內涵的重新理解。

(1)“現代教育技術”是“現代之教育技術”

教育模式的改革是我國教育改革的核心，培養創新型人才是我國教育改革的目標之一，在克服傳統教育理念桎梏的同時，運用新的教育教學理論指導教育教學，發展新型的教育教學模式，從而使教育技術的研究領域不斷擴大，教育技術的研究對象不斷升級。教育技術已經擺脫了傳統的單純的以“學”為中心或以“教”為中心的片面的教學設計觀念，“教學一體”即雙主模式已經在教育教學中發揮重要作用，而這一重大變革正是現代教育技術這個教育改革制高點引領的結果。

“現代之教育技術”是立足于“學”的基礎上，倡導以教師的“教”為主導，以學生的“學”為主體，既重視“教”，更重視了“學”的過程；而教育技術更多強調的是一切學習過程和學習資源的設計、開發、利用、管理和評價，它是一個比較廣義的概念，因而較教育技術而言，“現代之教育技術”應是一個狹義的概念。信息技術環境下，教學不是知識的傳遞而是知識在處理和轉換。教學應該由向學生傳遞知識轉變為發展學生學習能力、培養學生主體意識、主體性、個性和創造實踐能力。在教育目標上，既要滿足社會要求，也要重視學生個人的需要，鼓勵學生向多樣化發展；在教育內容選擇上，應從學生和社會的共同需要出發，進行合理的組織與安排；在教育方法的運用上應更多地提倡合作化學習和個別化學習的有機結合，培養學生的認知技能、動作技能和態度情感技能等；在教育形式上，可以結合多種教學理論，并采取非常靈活的方法，能夠與學生的生活、學習很好地協調。

不同于教育技術，“現代之教育技術”綜合了多種教學理論和學習理論(建構主義學習理論、客觀主義等等)，強調了學習的意義建構過程，強調了學習的意義活動過程，強調了學習必須處于真實的情境中，加上傳播學理論作為現代教育技術的信息論基礎，為了促進和改善人類學習的質量，“現代之教育技術”緊密與教育傳播學結合，發展多媒體交互式視聽傳播技術，運用系統方法為指導全面分析教育教學過程的各個要素及其環境之間的聯系，進行課程開發與教學設計，建立相關的策略方案來解決教育教學過程中的問題，試行解決的方案并對試行結果進行修改，從而使教學過程順利進行，達到最優化的教學效果。

在此基礎上，“現代教育技術”是“現代之教育技術”，即要求在信息技術環境下，樹立系統的教育技術設計思想，運用系統的方法考慮目標、內容、師生、媒體、策略、資源和環境等各個教學要素之間關系，重視經驗技術，使教學資源發揮最大的效益。

(2)“現代教育技術”是“教育之現代技術”

教學過程實質上是信息的產生、選擇、存儲、傳輸、轉換、分配的過程，而信息技術正是指用上述一系列過程的各種先進技術，包括電子技術、多媒體技術、計算機網絡技術等等，現代教育媒體被引入教育領域，大大提高了信息處理即教學效率。

在信息技術環境下，教育媒體要由僅僅作為教師演示和講解用的輔助工具轉變為指導學生學習和交流的認知工具和情感激勵工具。媒體不應是傳遞教學刺激的載體，更重要的是教師創設情景、激發和維持學生動機、引導學生、幫助學生探索知識、延伸自己潛能的工具，即體現了現代教育技術在教育教學中的四類用途：指導、探索、應用和交流。

除了現代信息技術外，將傳統教育媒體有效地整合利用，并配合現代信息技術，在教育教學中更多地展現現代教育媒體改善教育教學過程，提高教育教學質量，豐富教育教學內容等特點?！敖逃F代技術”更多的是從技術的智能層面，描述了現代教育技術開展的基礎之一“現代信息技術”，它符合教育教學改革的制高點的要求。隨著電子技術、計算機技術和通信技術的飛速發展，現代教育技術已進入了信息化發展階段，因而“現代教育技術”是“教育之現代技術”，即以現代信息技術為基礎的對一切教學資源的開發、應用為核心，處理教育教學問題的方法和手段的體系。

未來的社會是信息社會，未來的主導技術是信息技術。顯然，未來的教育技術是以信息技術為基礎的“現代教育技術”?？疾?0世紀末直到現在的新技術革命形勢及其對教育的影響，可以發現目前信息技術上的每一點進步對教育的影響越來越直接、越來越深刻。

計算機生成的交互式人工世界虛擬現實技術等一批高科技含量的現代技術應用于教育領域，代表了信息技術正是形成“教育之現代技術”發展的主力軍。

同時，信息時代的一些新的教育思想、新的教育理念、新的教育方法手段、新的教育模式等在配合到具體的教育教學中后發揮了巨大的作用，產生了良好的教學效果，如以“學”為中心的教學設計就包括了：關于學習環境的設計和學生自主學習策略的設計，以及由“學”為中心而發生變化的整個教學師生關系等等，都無不形成了新的教育理論的代表。在教育教學改革的過程中，現代教育技術不僅僅從教育模式上，而且從教育的各個方面要素(教育方法、教育手段、教育內容等)上改善了傳統教學的弊端，改善了傳統觀念對教育技術的曲解。它為教育變革提供了有利的契機，并已成為教育變革的制高點。

四、信息技術環境下對“現代教育技術”內涵理解的意義

篇(5)

[關鍵詞]:教育技術;教學設計自動化;教學互動分析;教學自動測評;教育系統仿真

中圖分類號：G40-057文獻標識碼：A

一、引言

關于教育技術，在不同時期不同學科背景的學者有著不同的理解，其典型的定義來自于美國教育傳播與技術協會(AssociationforEducationalCommunicationsandTechnology，簡稱AECT)，包括：媒體—工具論(AECT’70)、手段—方法論(AECT’72)、理論—實踐論(AECT’94)、績效—創新論(AECT’05)等。雖然教育技術的內涵與外延均在不斷變化，但是從各種定義可以看出：(1)教育技術支持和優化教學，最終促進學習者的學習；(2)教育技術圍繞教學過程和教學資源展開理論研究和實踐；(3)教育技術的基本要素包括方法、工具和技能[1]。因此，有一點是無可爭議的：教育技術要研究“技術”在教育中的應用問題，即如何運用“技術”來支持和優化(教育)教學過程。這里的“技術”主要是指狹義的技術(物化的技術)，尤其包括計算機與人工智能中的新技術。

從認識論的角度看，教學過程是教師的教與學生的學相結合的雙邊活動過程[2]，包括“教師的教”、“學生的學”和“學與教的互動”等三個方面。從“技術”支持教學過程的角度來看，近一個世紀以來，人們或多或少存在這樣一種取向：用“技術”來（部分地）“代替”教師進行教學。從20世紀20年代的教學機開始，到50年代美國教育心理學家斯金納發明程序教學機器，教育界出現了一場場轟轟烈烈的改革運動[3]。盡管現在這股浪潮早已平息下去，但“教學機器”卻大大影響了教育界，并成為CAI/CAL(計算機輔助教學/學習)的雛形。直到20世紀90年代中期以前，CAI/CAL軟件開發一直被計算機界與教育技術界認為是“技術含量”較高的、比較“有水平”的一類研究工作。這對教育教學的改革與發展起到了積極的作用，豐富了人類知識的寶庫。

但是，早在20世紀80年代中期，就有研究表明：一項技術（或者一種工具）應用于教學的效果取決于使用者如何使用，而不是技術本身。從學習理論的發展來看，也經歷了行為主義、認知主義和人本主義等學習理論的發展，特別是由認知主義學習理論發展起來的建構主義學習理論，曾經在20世紀90年代風靡于全球。直到20世紀末，人們發現風靡于全球的e-Learning并不如想象的那樣有效，人們開始反思學習理論與技術應用方式，試圖用B-Learning來實行“回歸”，即綜合運用不同的學習理論、不同的技術和手段、以及不同的應用方式來實施“教學”?！盎旌蠈W習”（BlendedLearning）就是面對面的課堂學習（FacetoFace）和在線學習（OnlineLearning，或E-Learning）兩種方式的有機整合?；旌蠈W習的核心思想是根據不同問題、要求，采用不同的方式解決問題，在教學上就是要采用不同的媒體與信息傳遞方式進行學習，而且這種解決問題的方式要求付出的代價最小，取得的效益最大[4]。

學與教的觀念在變，學與教的環境與方式也在變，教師從為課堂教學“備課”，到為學生“自學”而“備資源”，再到運用多種方式來實施“教學”，這雖然不是一種必然變化路徑，但也是一種普遍發展趨勢。隨著教學理念的變化，教學的設計、教學(過程)互動的分析與教學評價方式變革的重要性日益凸顯出來。顯然，這對教師的要求越來越高，教師的“額外工作”也變得越來越繁雜。那么，能否利用新技術來(部分)支持教師的“額外工作”呢？更進一步說，新技術應用于教育教學能否(顯著)提高其效果、效益或效率呢？

本文將介紹與此相關的四個關鍵技術：教學設計自動化技術、教學互動分析技術、教學自動測評技術與教育系統仿真技術。前三種技術主要關注教育的微觀層面，即教學的三個關鍵環節：“前期準備”(教學設計）、“教學實施”(互動過程)、“教學效果”(教學評價)；后者關注教育的宏觀層面：把教育看成一個復雜的巨系統進行研究，從數量與模型角度研究和發現一些普遍的規律。隨著知識科學領域的興起與知識工程等的進一步發展，這四項關鍵技術可望在未來不長的時間內，為廣大教師與教育研究者提供支持和服務。

二、教學設計自動化技術

眾所周知，教學設計是教育技術學最核心的內容之一，也是教育技術學區別于教育學領域中其它學科的最重要特征之一，教學設計理論的發展為教育技術學的發展奠定了堅實的基礎。但是，教學設計仍然是少數教學設計專家的“專利”，在廣大教師中普及應用仍然有一定的距離。究其原因，首先教學設計方法需要進一步完善和發展，包括教學設計的過程模式比較復雜、“通用”模式在各種教學情況下的不適應等；其次“設計”的工作量過于繁雜(如內容分析階段的ABCD方法就是一項復雜的“機械”勞動)，尤其是在新的知識觀背景下，知識管理越來越重要。因此，若能讓計算機幫助教師完成一些“機械勞動”，讓教師把更多的精力關注于學與教的過程和行為，具有非常重要的理論意義和現實意義。

“教學設計自動化”（AutomatedInstructionalDesign或AutomatingInstructionalDesign，簡稱AID）是指有效利用計算機技術，為教學設計人員和其他教學產品開發人員在教學設計和教學產品開發過程中提供輔助、指導、咨詢、幫助或決策的過程[5]?！敖虒W設計自動化”更為貼切的提法應該是“計算機輔助的教學設計”（ComputerAidedInstructionalDesign，簡稱CAID）。

從1984年梅瑞爾首次提出“教學設計自動化”開始，教學設計自動化吸引了很多教育技術專家、心理學家、人工智能專家和計算機專家的參與[5]，如：Tennyson、Spector等，并取得了相當多的成果。從1984年到90年代中期，教學設計自動化發展十分迅速，并產生了大量著作和產品原型，從90年代后期開始，教學設計自動化大多以別的面貌出現，其研究也越來越深入。

目前教學設計自動化的研究主要集中在5個方面[5][6][7][8][9]：(1)提供集成寫作工具。如WebCT、WebCL等各大網絡教學支撐平臺都集成了寫作工具，充分利用網絡的優勢，簡化了過程。(2)提供教學設計專家系統。例如，梅瑞爾等人研究與開發的IDExpert就是基于規則的專家系統，它可以根據教學設計人員提供的信息，提出關于課程組織、內容結構、教學策略等方面的建議。(3)提供教學設計咨詢服務。專家系統開辟了教學設計的新領域，但是卻抑制了教學設計開發人員創造性的發揮，咨詢系統更注重發揮教學設計人員的主觀能動性。Duchastel提出的教學設計咨詢系統原型IDAW-InstructionalDesignAdvancedWorkbench是一個基于計算機的基礎開發平臺，支持不限制設計者情況下的認知任務的教學設計。(4)提供教學設計的信息管理系統。如學習研究協會（InstituteforResearchonLearning）開發的IDE（InstructionalDesignEnvironment）系統。(5)提供電子績效支持系統（EPSS）。如Paquetteetal(1994)在Duchastel的Workbench基礎上推出的名為AGD的績校支持系統，DesignersEdge(Chapman,1995)和InstructionalDesignWare等。另外，教學設計自動化技術一個最直接的應用是為教師提供教學設計模板。WebQuest就是一個很好的例子，它提供了多套方便適用的教學設計模板，教學設計人員和教師只需填入相應的內容，就可生成WebQuest教學網站，大大降低了教學設計的難度。

教學設計自動化的更進一步發展要求它具備更高的“自動化”，這需要積極借助自然語言理解和信息檢索領域的成果。例如，我們有理由要求教學設計自動化系統能夠幫助我們抽取文章中的概念以及概念之間的關系，生成一定的可視化圖表，如概念圖、思維導圖等，并在人工校對后，生成可用的演示文稿。達成這一目標的核心技術包括信息抽取領域的實體抽取技術和關系抽取技術。

三、教學互動分析技術

教學的互動本質說認為，師生之間的互動反映了教學過程的本質。教育心理學界很早就關注到：應從師生之間的互動行為入手解析教育教學現象，探討互動與學生發展及學習效果之間的關系。比如對課堂情境中師生互動的特點及主要影響因素進行微觀研究[11]，研究的主要方法就是分析課堂情境中的師生互動行為。

教學互動分析技術是一種適合從微觀上探索行為規律和性質，綜合運用結構性觀察、描述性觀察、訪談、內容分析、話語分析、定量數據處理等多種方法的研究技術，通常用于互動過程規律、互動特征、教學結構的發現以及教與學現象的評估。

課堂師生互動行為研究以弗蘭德互動分析技術(Flander’sInteractionAnalysisSystem，FIAS)為代表[12]。該分析技術大致由三個部分構成：(1)一套描述課堂師生互動行為（僅用于言語交互，不包括非言語交互）的編碼系統；(2)一套關于觀察和記錄編碼的規定標準；(3)一個用于顯示數據，進行分析，實現研究目的的矩陣表格。弗蘭德編碼系統把課堂上的語言交互行為分為教師語言、學生語言和沉寂或混亂(無有效語言活動)三類共10種情況。按照弗蘭德分析技術的規定，在課堂觀察中，每3秒鐘取樣一次，對每個3秒鐘的課堂語言活動都按編碼系統規定的意義賦予一個編碼碼號，作為觀察記錄。這樣，一堂課大約記錄800—1000個編碼，它們表達著課堂上按時間順序發生的一系列事件，每個事件占有一個小的時間片斷，這些事件先后接續，連接成一個時間序列，表現出課堂教學的結構、教學行為模式和教師的教學風格。對記錄數據的顯示和分析是通過分析矩陣來實現的。從弗蘭德的課堂教學互動分析技術可以看出，教學互動分析強調結構化、定量化，有利于從大量微觀的信息中挖掘意義。

在遠程教育領域，由于教學互動的媒介環境發生了根本變化，以媒體為中介的交互成為遠程環境下學與教再度整合的關鍵，因此教學互動的問題得到了更多研究者的關注。應用互動分析的相關技術，可以深入探討不同技術環境的交互性、不同教師的教學策略如何影響學生的互動行為、社會性互動對遠程學習的影響等系列研究問題，從而為遠程環境下的學習支持服務提供更多的思路和方法。

源于社會建構主義理論對互動的重視，計算機支持協作學習（ComputerSupportedCollaborativeLearning，簡稱CSCL）強調學生與學生之間的互動，并認為互動是協同建構意義的形式，尤其注重言語所扮演的“社會情境角色”[13]。目前在CSCL領域中，互動分析技術主要集中在探討以下四個方面的問題：（1）成員個體和小組整體的知識結構變化；(2)小組內社交關系網絡（SocialNetwork）的形成；(3)協同知識建構過程的互動結構；(4)互動過程中的情感水平和認知加工水平。這些問題的解決有助于智能交互支持系統的設計與開發，以保證高質量的意義協商、相互教導和小組協作。

目前教學互動分析技術主要是基于交互言語的分析，即會話分析（conversationanalysis或discourseanalysis）。許多與語言相關的理論成為互動分析的基礎，其中尤以言語行為理論（SpeechActTheory）的作用最為顯著。

雖然會話分析技術并不是一種新技術，但是應用現代信息技術輔助會話分析，并在以計算機為媒介的交互情境中應用會話分析，卻是一類較新的研究領域。面對面的互動活動中，參與者的行為表現（包括身體姿勢、語調、表情等）均可被錄像保存供分析者作反復而細致的分析。以計算機為媒介的交互記錄（包括文本信息、語音信息、與系統軟件的交互行為序列）也可被保存。這些交互數據的分析可借助一些工具軟件來實現，包括德國Altasti公司產品(支持文本、聲音、視頻格式的定性內容分析)、澳大利亞QSR公司產品NUD*IST、CATPAC(應用神經網絡算法確定文本中詞句的關聯性)、Transana(方便標注視頻錄像信息，建立解釋信息和視頻信息的關聯)、希臘的Agna(社交網絡分析軟件)等。

針對不同研究問題，編碼后的交互信息的處理方法不一樣，因此就出現了針對特定研究問題的互動分析工具。如：日本OsakaUniversity的AkikoInaba等人開發了專門支持CSCL中互動模式（比如認知學徒模式）辨識的分析工具；美國匹茲堡大學AmySoller等人利用結構化的句首自動識別聊天室內的互動文本，并利用互動模型的匹配來判斷互動的有效性。

四、教學自動測評技術

計算機輔助評價(Computer-AssistedAssessment，簡稱CAA)是一個應用面比較普及的領域。教學自動測評是CAA的核心內容和研究前沿之一，其基本流程是：把問題和任務通過計算機終端傳給學生，學生通過計算機輸入設備將問題的答案輸入給計算機，計算機自動或半自動判斷答案并記錄分數。CAA可在診斷性、形成性和總結性等三類評價中均可得到有效應用；既可以用于學生的自我評價，也可以用于教師對學生的評價[14]。CAA系統的構成主要包括三個方面：(1)題庫與組卷；(2)測試環境與自動閱卷；(3)測評數據的統計分析：負責管理測評結果，按要求生成各種報表以及對題目進行分析。

目前，CAA應用研究主要集中在三個方面[15]：(1)客觀測試：測試題的答案從預先定義好的有限個問題答案中選擇或比較，計算機對考題答案的評分不需要任何的主觀因素參與，客觀測試主要用于評估知識覆蓋型和事實記憶型為主的課程；(2)計算機自適應測試(CAT)：指在具有一定規模的精選試題組成的題庫支持下，按照一定的規則并根據被試的反應選取試題，直到滿足停止條件為止；(3)基于Internet的遠程考試與評價?？陀^測試和計算機化自適應測試的相關的理論、方法與技術已相當成熟，能比較好地解決了知識層面的評價問題。其熱點及前沿課題主要有兩方面：(1)主觀題的測評問題及其自動化,例如，對自由文本答案的計算機測評的研究目前已經取得很大的進展；(2)技能性非客觀題的測評。

五、教育系統仿真技術

建模與仿真，是繼理論研究和實驗研究之后的第三種認識和改造客觀世界的方法，已經成為對人類社會發展進步具有重要影響的一門綜合性技術學科[16]。仿真技術有各類不同的方向和分支，如虛擬仿真技術、全過程動態仿真技術、三維仿真技術、三維實體仿真技術、虛擬現實等。在人文社會領域，仿真技術同樣有其用武之地，如生產系統、物流系統、港口工程、制造過程管理、物資供應等系統中已經開始應用仿真技術。經濟、交通、地理信息等不同的行業領域也紛紛應用仿真技術來促進本領域的研究。

近年來，復雜系統、復雜自適應系統（ComplexAdaptiveSystem,CAS）成為系統建模與仿真理論研究的熱點。仿真模型的正確性和可信度是建模與仿真科學發展的決定因素，目前學術界正試圖發展出一套完整的校驗、驗證和確認（VerificationValidation&Accreditation,VV&A）技術理論體系。復雜系統可以定義為是具有多樣性、不確定性的系統。復雜系統涉及到耗散結構、漲落、熵、灰箱、混沌、自組織、非平衡、非線性、開放、有序等許多概念，它們對研究復雜系統都具有很重要的意義。

教育系統是一個獨特的復雜系統，具有開放性、松散結合性、非線性與非均衡性等特征。從微觀層面上看，學校甚至是一個課堂也可視作復雜系統，另外，也存在多種維度和多種粒度上的教育復雜系統，比如，有人就討論過信息技術與課程整合的復雜性[17]。從復雜系統視野對教育系統的研究目前才剛剛開始，也僅只停留在理論研究的層面上；而使用建模與仿真的方法進行探索的幾乎還是空白。

運用復雜科學的管理熵與耗散結構理論，可以揭示復雜的教育組織結構演化以及管理決策臨界點的內在矛盾運動和規律；運用建模與仿真的方法，可以指導教育組織系統的科學組織與決策，建立科學的教育組織結構，進行組織再造和提高教育組織效能[18]。

六、結語

目前是教育技術學科發展最快的時期。首先，除師范院校外，大批的理工類院校也開始開設教育技術的本科和碩士專業；其次，一大批來自不同學科背景的中青年學者在不同程度的加盟到教育技術學研究領域，從不同視角開展相關研究；第三，本領域的理論研究成果日益得到教育類學科與信息類學科同行的認同，實踐領域在日益拓廣，應用效果明顯提高。

但是，教育技術作為一門應用叉學科，依然面臨一系列挑戰。首先，教育技術學科面臨教育類學科與信息類學科的雙重壓力，需要有更多的研究成果得到兩類學科同行們的認同；其次，教育技術學科的學者因為各自背景的差異，對于學科及相關理論的理解存在較大差異，還沒有很好地形成“科學共同體”，尤其缺乏研究方法的相對一致性與共同理解；第三，近幾年內新增了大量教育技術學本科專業，在全國本科生大面積擴招和激勵的就業競爭壓力下，加上畢業生質量的良莠不齊，其學術與專業聲譽將受到極大的挑戰。

本文談到的四大關鍵技術，并不是教育技術學領域中關鍵技術的全部。比如智能教學系統、遠程教育支撐平臺等一直是本領域最活躍的研究熱點，而且依然是本領域的研究前沿。這四項關鍵技術的研究與開發，依賴于多學科領域知識的綜合發展，包括來自哲學領域的本體論、計算機領域的協同計算與知識庫系統、認知心理學領域的問題表征與知識表征、計算語言學領域的語言理解、以及數學建模與復雜系統研究等，尤其跟計算機與人工智能（知識工程）密切相關。上述四大關鍵技術，都需要應用知識科學與工程的方法，從某種意義上說，正是知識工程的方法為教育技術的研究和發展注入新的活力。當然，這些關鍵技術的研究與開發只是教育技術學科中眾多研究方向之一，并不提倡大批的教育技術工作者轉向從事計算機及相關學科的研究，即使有一批學者對此感興趣，也建議把這四大關鍵技術當作問題的起點，應用其它學科最新的研究成果來解決問題。

致謝：本文的撰寫得到了我的幾個博士生的大力支持，特別感謝張燕、劉黃玲子、趙國慶、江新、程志等同學的研究工作。

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篇(6)

關鍵詞：數學教學；計算機；輔助教學

計算機輔助教學(Computer Aided Instruction，簡稱CAI)是在計算機輔助下進行的各種教學活動，以對話方式與學生討論教學內容、安排教學進程、進行教學訓練的方法與技術。綜合應用多媒體、超文本、人工智能和知識庫等計算機技術，克服了傳統教學方式上單一、片面的缺點，它的使用能有效地縮短學習時間,提高教學質量和教學效率，實現最優化的教學目標。

一、計算機輔助教學應與數學教學有機結合

數學課堂教學是由多個要素所構成的一個復雜的系統。大量CAI課件進入數學課堂，使得原本就復雜的教學系統構成要素發生了變化，也使得教學系統的操作更加復雜化。如何使CAI與數學教學達到和諧與統一，這就需要對CAI與數學課程進行整合。

什么是整合？所謂整合是指一個系統內各要素的整體協調，相互滲透，使系統各要素發揮最大效益。CAI與數學課程融為一體，將CAI技術作為一種工具，以提高數學教與學的效率，改善教與學的效果，改革傳統的教學模式。課程整合的目的是減少知識體系的分割及學科間隔離，把不同的知識體系聯系起來。

CAI與數學課程的整合，不是簡單地把CAI技術僅僅作為輔助教師課堂教學的演示工具，而是把CAI看作是數學教學與學生學習的工具和培養學生各種素質的載體。

CAI與數學課程的整合，要在現代教學理論指導下，把CAI作為促進學生自主學習的認知工具，豐富教學環境的創設工具，并將這些工具全面地應用到數學教學過程中，使數學教學資源、各個教學要素和教學環節，經過整理、融合，在系統優化的基礎上產生聚集反映，從而使傳統的數學模式得到根本的變革，從傳統教學觀念中的重在教師的“教”轉移到重在學生的“學”。

二、計算機輔助教學中應強化教師的作用

再好的課件如果沒有教師出色的運用，也可能產生完全不同的效果。其中，教師的數學修養、教學經驗、教育理論水平起重要的作用。同時，在影響教學效果的多種因素中，教師對學生的熱愛、高度的責任感、良好的師生關系又是任何先進的信息技術都無法代替的。教師不是被計算機替代了，而是用新的方式工作，從新的視角考慮問題。

教師是軟件開發參與者。由于教師遠比一般的計算機工程師熟悉教學、了解學生心理，所以這類軟件可以在教學中發揮一定作用。

教師是軟件使用時的再創造者。由于教師的示范作用及教師與學生之間富于人情味的及時交流，教師組織起來的探討問題的活躍氛圍等等，使教師與信息技術的優勢同時充分發揮出來，教師的主導地位得到了充分體現，是教師使CAI課件有了活力。

信息技術的使用改變了教學模式，同時要求教師要以新的方式工作。這樣一來教學設計與傳統的備課就有顯著的不同。它要突出學生的活動，要面對每一個學生。在傳統教學中，由于技術手段的限制，學生的活動是有限的，教師表達的方式是單調的。所以備課主要備講什么，板書如何安排、布置哪些作業都是固定的，教學計劃是面對班級的整體水平制定的。有了計算機，學生的活動豐富了，教師能以更有效的方式表達了，同時在課上教師和學生之間、學生和學生之間、學生和計算機之間信息交互的機會增多了。在進行教學設計時，教師要處理的是課本、教師、學生和教育技術的關系，要考慮怎樣組織起有效的學習活動，教學計劃可以面對班級的所有學生而制定。

三、運用計算機輔助教學提升個性化教學水平

篇(7)

【關鍵字】適應性學習；適應性學習支持系統；ALSS；智能教學系統；適應性超媒體系統

【中圖分類號】G40057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097 (2009) 02―0018―03

網絡教學在一定程度上克服了傳統課堂教學的不足，但在實際應用中也存在一些問題，如學習支持和交互相對缺乏、學習材料僵化、教學策略和手段不能隨時調整等，網絡教學很多時候仍是“一對多”的傳播過程，沒有從根本上解決學習的個性化問題。為此，學者們提出了“適應性學習”的概念。隨著網絡教育的廣泛應用，以及人們對個別化學習的日益重視，適應性學習支持系統（Adaptive Learning Support System，以下簡稱ALSS）逐漸成為當前研究的熱點之一。

一 ALSS的概念、特征和結構

1 ALSS的概念和特征

適應性學習是一種著眼于個體差異的學習，是讓學習環境、學習內容、學習活動來適應每個人不同特點的高度個性化的學習過程。適應性學習支持系統則是針對個體學習過程中的差異性而提供適合個體特征的學習支持系統。它是“一種基于觀察學習者的學習偏好、以獲得最好的學習效果而進行動態組織的智能系統”[1]。ALSS大多從智能授導系統（ITS）和適應性超媒體系統（AHS）衍生而來[2]，但傳統的ITS過于強調理想化的“教”的設計，導致實際應用并不理想；ALSS轉而從“學”的角度進行設計，為學習者提供一個適應其個性特征的用戶視圖，不僅包括個性化的學習資源，而且包括個性化的學習進程和策略。

ALSS在很大程度上體現了網絡學習的特征，如：基于資源的主動式學習、知識的自我建構、個別化和人性化的學習、快速反饋、數字化和智能化技術的支持等[3]。ALSS的核心特征是學習的個別化和人性化，即能夠提供適合個別需求的學習內容與學習環境的支持。

2 ALSS的基本結構

ALSS是在ITS和AHS的基礎上發展而來的，因此它們的結構有許多相似之處。但由于國內外學者的研究角度不同，因此關于ALSS的結構目前還沒有公認的觀點。文獻分析表明，De Bra等 [4]（1999）提出的適應性超媒體應用模型AHAM是ALSS的重要原型，Lora Aroyo等[5]（2006）在此基礎上增加了情境模型和適應性模型，提出了增強型適應性超媒體模型EAHAM。在此基礎上，研究者設計了各種ALSS系統，如圖1即為一個典型的ALSS的體系結構[6]。

一般而言，ALSS包含三個核心組件：

（1）學習者模型：是對學習者的若干特征信息的抽象描述，包括其在學習過程中呈現出來的知識狀態、目標、背景、認知風格和愛好等。

（2）領域知識模型：其內容包括學習資源、課程結構、教學策略以及練習測試庫等。

（3）適應性引擎：包括一些學習策略和學習工具，能根據學習者的有關信息，對其認知能力和知識水平進行診斷，動態地構建適合的學習內容及其呈現方式，并能對教學進行監測和管理，不斷修改和維護學習者模型。

此外，ALSS還應支持學習者進行協作和探究學習，培養其元認知和社會性認知能力[7]，以克服傳統的ITS和AHS系統在此方面的不足。

二 ALSS的研究現狀

1 ALSS的研究歷程

ALSS的研究最早可追溯到上世紀70年代，至今已經歷了孕育、起步和發展三個階段：

（1）孕育階段：早在1970年，美國自然科學基金資助研制了TICCIT，利用計算機輔助自適應測試技術作為主要手段，試圖提供適應性教學。80年代期間，在ITS領域開始注重認知模型和模式追蹤的研究，力圖實現教學的智能化和個別化。

（2）起步階段：90年代初期，研究者開始利用適應性導航技術開發能適應不同學習者的超媒體學習系統。90年后期，基于Web的AHS成為研究熱潮，并出現了三大方向：利用適應性超媒體組件創建基于Web的教育系統、探索AHS的新技術、開發AHS的框架和著作工具[8]。研究人員對AHS的體系結構、方法和技術進行了深入探索并開發了一批適應性學習系統。

（3）發展階段：21世紀初以來，學習支持系統的研究日益受到關注。許多來自ITS和AHS領域的學者成為ALSS研究隊伍的主要成員，他們對ALSS的發展起到了積極的推動作用。ALSS的研究呈現具體化和多元化趨勢，其研究熱點集中于適應性學習模式、適應性用戶模型、適應性引擎技術、適應性協作學習支持等方面。

2 典型的ALSS及其技術

90年代至今，研究人員開發了各類適應性學習支持系統[9]，其中的典型系統及其關鍵技術如表1所示。

三 當前研究中的問題分析

從目前國內外ALSS的研究現狀來看，相關研究還不夠完善，仍存在一些不足之處，主要表現為：

1 國外研究較多，國內研究偏少

從文獻分析結果來看，國外有關ALSS的研究起步較早，數量相對較多。自上世紀90年代至今，國外已有一定數量的學術論文和相應的軟件系統，且相關研究呈現系列化的趨勢，表明國外的研究比較持續和深入。而我國這方面的研究較晚，通過中國知網數據庫檢索國內相關文獻，發現在2000年以前的論文數量非常少。近幾年雖然研究數量在逐年增加，但總數仍然偏少，相關的論文僅60余篇，且研究成果多為“曇花一現”，缺乏后期的持續研究。

2 國內較重理論，國外較重應用

目前國內有關ALSS的研究大多集中于理論基礎和系統模型的探討，其次是技術開發，再次是學習模式、教學設計等。不少論文對ALSS的系統構架和實現技術進行了較多闡述，卻很少關注系統的教學應用及其效果，從而使研究缺乏實踐的支持。相比之下，國外近年來更強調系統的實際應用，一些研究者針對ALSS系統設計了相應的教學試驗，以檢驗系統的應用效果，并以此發現系統設計的不足。

3 實用產品偏少，開發難度較高

由于ALSS的研究歷史不長，目前大部分研究成果集中于理論層次，而實際應用的產品還不多。雖然國內外已開發出不少軟件系統，但多局限于某一門或幾門特定的課程或實驗，還未能投入大規模的教學應用。此外，ALSS的技術開發要求較高，需要多個領域的專家和技術人員的合作，非一般教學人員個人能力所及。雖然有學者提出ALSS創作工具的設想，但仍有待進一步的深入研發。

4 理論支持不足，研究有待深入

首先，由于缺乏對網絡學習機制的深入研究，沒有類似于傳統條件下學習和記憶模型這類成熟的理論框架作指導，因而難以實現ALSS的設計目標；其次，網絡學習理論的研究者與學習支持系統的設計者之間缺乏有效的溝通與協調機制，從而導致系統設計與實際應用的需求存在一定的偏差；再次，有關適應性學習的模式、學習機制、用戶模型等研究還不成熟，不同學者的觀點有較大差異，尚未形成統一的認識，而關于ALSS的評價研究也比較少，有待進一步的發展和完善。

四 ALSS的發展趨勢

網絡學習將成為21世紀的重要學習方式，因此ALSS具有良好的發展和應用前景，其未來趨勢主要包括：

1 新領域和新方向的拓展

（1）傳統的研究和應用集中于教學領域，在未來它將與更多領域進行整合，如在文字處理程序或某些用戶支持系統中引入適應性技術；（2）早期的ALSS多為封閉式結構，不同系統間不能實現信息互通，未來的ALSS將采取開放式主體結構，以支持系統間的相互理解；（3）未來將會嘗試在手持或移動設備中應用ALSS技術，使學習者獲得個性化的移動學習支持[10]。

2 新技術和新理論的應用

（1）自然語言生成技術、非符號化的人工智能技術（如基于案例的推理、機器學習、Bayesian模型、神經網絡等）將在ALSS中得到廣泛應用；（2）分布式學習、網絡認知和本體理論將為ALSS提供有力的支持，并促其從現有的單一應用轉向模塊化、分布式的應用，多個系統協同工作，共享學習者模型的信息和適應性學習規則，從而在更大的范圍內發揮作用。

3 新體系和新形式的出現

（1）采用組件化和分布式的體系結構，將優化ALSS的開發和維護，有利于不同系統中組件的共享和重用；（2）開發有效可靠的服務和通信協議，將更好的支持組件間信息的交流和共享；（3）設計開發通用的ALSS外殼或創作工具將大大降低系統的開發難度和成本；（4）適應性學習形式的多樣化將促使ALSS的多樣化，如適應性教育游戲系統即為典型一例。

五 結束語

未來的網絡學習系統不僅能為學習者提供靜態的信息，更重要的是提供個性化的學習內容、學習過程和學習環境，從而適應每個學習者的需要。適應性學習支持系統的動態內容呈現和適應性學習反饋機制能夠較好地克服當前網絡學習系統的不足，從而為網絡教與學的革新帶來新的希望。

參考文獻

[1] Sonwalkar N. Adaptive Learning: A Dynamic Methodology for Effective Online Learning[J].Distance Learning, 2007, 4(1): 43-46.

[2] Brusilovsky P. Adaptive and Intelligent Technologies for Web-based Education[J].Künstliche Intelligenz, 1999, (4): 19-25.

[3] 余勝泉. 適應性學習―遠程教育發展的趨勢[J].開放教育研究,2000,(3):12-15.

[4] Bra PD, Houben GJ, and Wu H. AHAM: A Dexter-based Reference Model for Adaptive Hypermedia [A]. Proceedings of the 10th ACM conference on Hypertext and Hypermedia [C]. Darmstadt, 1999: 147-156.

[5] Aroyo L,Dolog P, Houben GJ, et al. Interoperability in Personalized Adaptive Learning [J]. Educational Technology & Society, 2006,9(2):4-18.

[6] 張劍平,陳仕品.計算機輔助教學的智能化歷程及其啟示[J]. 教育研究,2008,(1):76-83.

[7] 王永固.基于Web的適應性學習系統研究[J].電化教育研究,2004,(8):45-49.

[8] Brusilovsky P. Adaptive Educational Hypermedia: From Generation to Generation [A]. Proceedings of 4th Hellenic Conference on Information and Communication Technologies in Education[C].Greece,2004:19-33.