首頁 > 精品范文 > 人工智能在教育教學的應用
時間:2023-10-12 16:08:48
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在教育教學的應用范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:人工智能;教育;應用;問題
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)03-0159-02
人工智能是研究如何構造智能機器(智能計算機)或智能系統,使其模擬、延伸、擴展人類智能的學科。隨著人工智能的理論與技術在社會各個領域的廣泛應用,其在教育領域內的應用也越來越受到重視,并取得了一定的研究成果。
一、人工智能教育應用的主要形式
人工智能在教育領域應用的最直接結果就是誕生了智能教學系統。智能教學系統是以計算機輔助教學為基礎而興起的,它是以學生為中心,以計算機為媒介,利用計算機模擬教學專家的思維過程而形成的開放式人機交互系統。目前,智能教學系統已成為人工智能在教育中應用的主要形式。智能教學系統主要是在知識表示、推理方法和自然語言理解等方面應用了人工智能原理。由于它綜合了知識專家、教師與學生三者的活動,因此,與之相對應的,智能教學系統一般分成知識庫、教學策略和學生模型三個基本模塊,再加上一個自然語言智能接口。智能教學系統的功能具體來說有以下幾條:了解每個學生的學習能力、認知特點和當前知識水平;能根據學生的不同特點選擇適當的教學內容和教學方法,并可對學生進行有針對性的個別指導;允許學生用自然語言與“計算機導師”進行人機對話。智能教學系統的設計不僅要有計算機科學的知識,還需要有教育科學的理論指導。
二、人工智能在教育中應用的局限性分析
1.阻礙人工智能發展的關鍵因素。在人工智能的發展中,一直存在著對“計算機是否能代替人腦甚至超過人腦”的問題的討論,實際上,以電子計算機為主要工具模擬人的某些思維活動而產生的人工智能是有局限的。①計算機處理問題的根本原理。要計算機解決某種問題,有三個基本的前提:必須把問題形式化;問題還必須是可計算的,即要有一定的算法;問題必須有合理的復雜度,即要避免指數爆炸。由于人的智能活動不能完全形式化,因此,機器就不能將人腦的智力活動全部復制出來。電子計算機最終只能把握0、1這兩個開關代碼,遇到不能形式化、不能找到算法或不能程序化的任務,計算機則難以執行。②人和機器之間的根本區別。智能模擬利用了人和機器的共性,即兩者都是一個信息轉換系統,但兩者之間存在著不容忽視的本質區別。智能模擬與天然智能屬于兩種不同的進化系統,人類的智能是人類社會實踐的產物,機器的智能是機械制造的結果。大腦和電腦的組織結構也不相同,兩者屬于兩種不同的運動過程,前者是復雜的生理--心理過程,后者是機械--物理過程。智能模擬可以在局部上超過天然智能,但是,模擬的根本方法是功能模擬法,兩個系統在結構和實際過程上是不一樣的。智能模擬不具有人的思維的社會性,不具有主觀世界。
2.人工智能在教育中應用的局限。就目前人工智能的發展水平以及人工智能本身的特點而言,它在教育中的應用也是有其局限性的。①與學生之間無法暢通交流。教育本質上是一種“交互”活動,而智能教學系統無法實現最充分、最真實的交互。目前自然語言理解的研究成果非常有限,遠不能達到人人交流的要求。此外,就態度、品德、情感等教育問題而言,機器只能通過學生輸入計算機的信息來判斷其掌握和內化程度,而無法像人類教師通過自然狀態的交流和觀察來判斷學生的真實情況,因此,“機器智能”很容易被蒙蔽“雙眼”,無法做到像人與人之間那樣自然暢通的交流。②決策和推理機制不完善。智能教學系統的關鍵智能所在是其決策和推理機制,即“教學策略”模塊根據不同學生的具體情況通過推理做出靈活決策,這種決策基于學生模塊提供的有關學生的知識水平、認知特點和學習風格,而這些不能完全被形式化。同時,隨著教育理念的不斷更新以及教學模式和教學方法的不斷改進,系統所應用的教學策略模塊用于評估和判斷學生學習過程的能力是有限的。③人工智能并非適合所有的學習領域。根據加涅的學習結果分類,學習分為言語信息、智慧技能、認知策略、動作技能和態度五類。言語信息分為符號學習、事實學習和有組織的知識學習,這些屬于可形式化內容,適用于智能教學系統;智慧技能分為辨別、具體概念、定義性概念、規則和高級規則,其中前四項屬于可形式化內容,適用于智能教學系統,而高級規則屬于復雜――形式化內容,部分內容不適用于智能教學系統;動作技能和態度領域的學習,在其認知成分中可以使用智能教學系統,但情感和行為成分等非形式化內容,則難以用智能教學系統來實現。因此,并不是所有的學習領域都適用于智能教學系統。智能教學系統在教育中應用的重點應放在認知領域中的符號學習、事實學習和有組織的知識學習、辨別、具體概念、定義性概念以及規則這些學習內容上。
三、人工智能教育應用的發展方向
近年來,隨著計算機技術、網絡技術、人工智能技術以及現代教育教學理論的發展,人工智能在教育中應用的發展呈現出以下幾個趨勢。
1.開始突破單一的個別化教學模式。長期以來,計算機輔助教學系統和智能教學系統都是強調個別化教學模式,這種模式在發揮學生的學習積極性、主動性和進行因人而異的指導等方面確實有許多優點。但是,隨著認知學習理論研究的進展,人們發現在計算機輔助教學系統和智能教學系統中只強調個別化是不夠的,在某些場合(例如問題求解)采用協作方式往往更能奏效。因此,近年來在智能教學系統中,協作型教學模式得到越來越多的重視和研究。
2.智能教學系統日益與超媒體技術相結合。超媒體系統具有良好的開發環境、靈活方便的用戶界面以及圖、文、聲并茂的特點,而且其信息的組織方式與人類認知的聯想記憶習慣相符,已成為目前一種最理想的信息載體和最有效的信息組織與信息管理技術,在許多領域尤其是教育領域有廣闊的應用前景。把超媒體技術引入智能教學系統,從而發展成為智能超媒體輔助教學系統,可以大大改善計算機輔助教學系統的教學環境,激發學生的學習積極性,從而顯著提高教學效果。
3.智能教學系統與網絡的關系日益密切。網絡的應用和普及為遠程教育和終身教育提供了一個良好的空間。當前,智能教學與多媒體網絡的結合成為人工智能在教育中應用的一個勢不可擋的發展趨勢。
4.傳統人工智能與神經網絡模糊決策機制相結合。傳統人工智能從宏觀角度開展認知模擬,可以部分地模擬人類的邏輯思維過程,而神經網絡模糊決策機制從微觀方面進行認知模擬,著力實現模仿人類右腦的模糊處理功能和整個大腦的并行化處理功能。今后將探索一種新的智能處理模型:把神經網絡的模糊決策機制和符號專家系統的推理能力結合起來,利用多重知識源、多種模型進行復合協同處理。如果上述技術能夠成熟運用,那將對人工智能的發展及其在教育中的應用起到決定性的作用。
參考文獻:
[1]王士同.人工智能教程[M].北京:電子工業出版社,2001.
[2]王永慶.人工智能原理與方法[M].西安:西安交通大學出版社,1998.
[3]何克抗.計算機輔助教育[M].北京:高等教育出版社,1997.
[4]徐鵬,王以寧.國內人工智能教育應用研究現狀與反思[J].現代遠距離教育,2009,(5):3-5.
1.1確保網絡系統的穩定運行
在網絡技術的管理中,有關工作者務必檢測與控制一系列不同的網絡資源,這樣才能夠保障網絡運行的穩定。在此過程中,應有效把握系統資源的狀況,并且進行合理分析,如果存在異常,需要異常關注,強化狀態監控。通常而言,網絡系統的運行狀態都是高速化的,這就要求綜合把握網絡系統每時每刻的情況,人工智能可以有效地確保網絡系統的穩定運行。
1.2具備非常強的協作能力
當今,計算機網絡的規模日益龐大,系統結構日益復雜化。因此,單一管理網絡系統越來越暴露出缺陷,這不利于計算機網絡技術的進步,應用人工智能技術能夠層次化地管理網絡,確保計算機網絡運行的穩定性.
1.3具備高效的非線性處理能力
以之前的網絡控制理論作為視角而言,難以高效地管理計算機網絡安全,這是因為網絡系統具備復雜的拓撲結構,較難估計用戶的操作行為,進而難以保障網絡管理中的高度線性管控。人工智能具備非常強的模擬以及學習技能,因而能夠有效地解決非線性問題。
2人工智能在計算機網絡技術中的具體應用
人工智能在計算機網絡技術中的應用,需要技術工作者在把握人工智能發展現狀基礎之上,堅持實用性與科學性的原則,基于多個維度出發,根據計算機網絡技術的發展趨勢和方向,促進高效、科學地應用人工智能技術。
2.1人工智能在計算機網絡安全監控中的應用
在控制環節中應用人工智能技術,有效地實現了當前時期管理計算機網絡工作的需要,在管理工作中應用控制技術的流程是系統化的。具體而言,應用人工智能控制技術先應采集和處理數據信息,在此過程中,以特定的形式儲存有關的數據,方便之后提取與應用。為了便于應用信息和管理工作者實施人工操作,要求設置控制界面,以使良好的人機交互界面形式形成。并且,為了有效地處理突發的計算機網絡管理現象,在人工智能控制組成部分中,應優化報警和監控部分,以實時監控計算機網絡的一系列運行環節,保障如果存在運行缺陷,人工智能控制技術可以迅速和及時地進行識別,保障監控有效性。針對管理時存在的報警情況,能夠以圖像、電話、語音信息輸出報警信息,通過各種各樣的報警方式,提高了報警工作的有效性,管理工作者能夠結合報警信息,實時解決一系列突發現象,以使技術損失減小。還能夠應用人工智能控制技術設定權限,各種管理工作者因為工作崗位職責或管理工作水平存在不同之處,所以在設置管理權限的基礎上可以有效防范管理工作者管理失誤形成的風險。并且,也方便管理計算機網絡管理工作者自身,以貫徹實施管理職責。
2.2人工智能在計算機網絡數據處理中的應用
應用人工智能技術可以顯著提高計算機網絡處理數據的能力,人工智能技術能夠進行計算機科學預測和動態模擬,進而以技術上支持開展一系列網絡管理事宜,特別是針對預設性管理事宜,方便管理者進行管理活動,降低了額外投入的管理成本,奠定了之后處理數據和其它有關管理工作的良好基礎。為了更好地在計算機網絡數據處理中發揮人工智能技術的優勢作用,工作者應立足于實際現狀,切入人工神經網絡,結合建構的人工神經網絡機制,有效預測和處理一系列的網絡信息。具體而言,人工神經網絡可以結合實際運行的計算機網絡狀況,迅速取得網絡運行的重點參數,且對比網絡標準跟取得的參數,再輸出對比結果,從而直觀呈現計算機網絡。通過神經元件的閾值和連接權銜接輸出值、輸入值,以使最理想的擬合函數形成,基于人工神經網絡框架體系下,可以高效處理計算機網絡運行中的一系列中心數據,特別是在閱讀計算機網絡中一系列技術參數和設備運行狀況的基礎上,確保人工智能技術可以迅速地預測管理過程中存在的缺陷,且高效設置應對缺陷的方案,此操作因為要求運算很多數據,為此,應前移數據信息處理工作,以建構計算機網絡預測網絡和動態模擬網絡。
2.3人工智能在計算機網絡模型中的應用
縱觀實際運行的計算機網絡狀況而言,遺傳算法相比較于其它算法,其也屬于一種計算機網絡數值模型,具備的優勢是處理信息高效、模型簡單等,并且屬于一種人工智能被應用于計算機網絡模型當中,從某種意義上來講,遺傳算法使智能化的模型實現。針對一些潛在的問題,遺傳算法可以迅速地實施綜合梳理和評估,提高了處理數據的有效性。在實際建構模型時,技術工作者應先調整編碼環節,在優化編碼的基礎上,從技術上支持實現遺傳算法,基于該思維模型的引導之下,工作者務必有效設置數學模型,以體現編碼的價值。具體而言,在設置數學函數模型時,應兼顧計算機網絡的評估適應性和初始狀況,在處理以上兩種數據信息的前提條件下,盡可能更科學地提升遺傳算法評估計算的準確性。兼顧到遺傳算法的技術特點,在管理計算機網絡的情況下,能夠耦合處理地理信息系統和遺傳算法,結合地理信息系統的空間屬性,實現遺傳算法處理空間數據效果的持續提高,很好地發揮儲存數據、分析數據、管理數據環節上遺傳算法的價值,從而建構高效化的數據處理體系,真正使當前時期發展計算機網絡的需要實現,將尤為高效、便捷的用戶體驗提供給用戶。并且,切入遺傳算法,可以實時監管計算機網絡的工作狀態,對于網絡的運行而言,倘若存在有關的問題,工作者可以結合遺傳算法迅速獲得反映,從而奠定檢修和排除故障的良好基礎,以及實現計算機網絡故障出現概率的顯著減小,保障網絡更加穩定地運行。
2.4人工智能在教育領域中的應用
在當今改革教學的進程中,課堂教學中業已日益普遍地應用先進的互聯網技術。教育教學中應用人工智能技術,可以很好地激發學生的學習興趣以及學習積極主動性,因而可以實現教學效率和質量的提升。結合當前時期的應用現狀而言,人工智能的應用重點表現為早教方面,尤其是出現的AI智能機器人,推動早教向一種全新的教學視角轉變,使教學并非僅僅限制在教材文本上。除此之外,互聯網與人工智能的統一,還可以實時處理課堂教學中的一些問題,針對難以解答的問題,能夠迅速、準確地搜索,從而實現更加理想的教學效果。
2.5人工智能在大眾生活中的應用
基于社會經濟的進步,人工智能技術業已逐步應用于人們平時的生活過程中,像是智能家居的出現大大方便了人們的生活,實現了人們高層次的生活需求。像是當今經常見到的窗簾智能控制、燈光智能控制,以及存在的智能家居遠程控制系統等,都很好地呈現了人工智能的優勢作用和極大的便捷性。因此,在人工智能將來的發展中,大眾的生活中必將普遍地應用人工智能技術,從而將尤為優質的生活服務保障提供給人們。
[關鍵詞]高中階段 機器人 教學法
在大力推廣素質教育的今天,高中機器人技術課程的有效實施在提高學生的科學興趣,推動社會發展方面起著積極的作用,同時《國家教育事業發展第十二個五年規劃》中也指出要開好普通高中各種選修課,研究開發大學先修課程,探索建立高中學生大學先修制度,鼓勵有條件的高中階段學校和高等學校、科研院所、企業聯合培養拔尖創新人才[1]。機器人技術涉及學科很廣泛,在高中開展機器人課程教學有利于創新教育在高中與大學的銜接,有利于激發學生的工程意識,有利于促進學生對科學技術產生興趣。但由于各種原因當前我國機器人相關教學體系仍需完善,進一步進行機器人教學研究已勢在必行,今天的中國青少年才能在未來的世界先進行列中謀得一席,才能在未來的人才競爭、科技競爭、綜合國力競爭中立于不敗之地。
一、機器人課程在高中開展的必要性和優越性
分析我國當代的學校教育制度的入學年齡和修業年限可以知道,我國高中生的年齡大部分集中在16~18周歲之間,同時從心理學角度根據埃里克森的人格發展理論,我們知道12~18歲主要發展任務之一是是獲得角色統一性,即在職業的選擇、性別角色的形成等方面獲得同一性,如果個體在這一時期把這些方面很好的整合起來則是發展順利的表現,當然這些方面的順利整合,需要有一個良好的學習環境。應然狀態的高考旨在考察學生能力,避免學生高分低能,避免定勢思維,提倡創新思維和培養學生的創造能力培養。機器人是一門跨專業高度綜合的學科,它不僅綜合了語文、數學、物理、生物等眾多學科,而且有利于學生理解科學、工程學和技術領域的抽象概念,以機器人為載體的課程教學,若能在高中課堂運作的很好,它能較好的培養高中生的學習興趣,為以后大學的繼續深造學習打下良好的基礎,也能在此階段為高中生構建良好的人際關系,鍛煉其思維批判能力和創新能力。
二、機器人課程教學法的研究
機器人學科的教學方法很多,一般是由教學目標要求、教學內容難度、教學對象的基礎和教學條件來決定的[2]。機器人教學為科學技術教育提供了更為先進的教學資源,為科學技術教育帶來了更新更廣的發展前景。天津職業技術師范大學是天津市機器人科普基地,國家八六三計劃智能機器人主題產業化基地,在機器人教育師資培養和機器人課程教學方法方面積累了一些實用的經驗。
(一)教學平臺的開放性
在面向如何有效開展機器人課程教學的進程中,我校積極探索多樣化的機器人教學視角,教學不再僅僅依靠課堂教學,通過多種途徑構建有效的平臺,如我校自動化學院以大學生科技實踐中心為基地,學生科技社團為載體,綜合開放機器人實驗室為平臺,創建大學生科技實踐體系,激勵學生開展各類科技活動及科技競賽[3]。通過開放的機器人實驗室,學生們近距離和機器人接觸,遇到的問題也可以及時得到反饋和解決,這樣學生綜合素質普遍提高,由于我校是師范類院校,學校定期組織高年級學生到中學進行教育實習(如學生到天津第四中學、天津第十三中學進行教育實習),在不斷交流中深化了機器人教學法的進展。
(二)兩種教學法的實踐策略
反哺教育教學法:為了促進中學教育和大學教育之間的交流和溝通,培養創新型人才,有效地銜接高中和大學教育,在到中學實習的過程中,大學生將自己動手制作科學模具及教育機器人帶到中學,這些模具都是大學生平時制作的十分典型的數字化益智玩具,適用于中學階段的學生對基礎機器人技術進行學習,并且能夠從不同角度、通過多樣的形式發揮其教育功能,達到在益智娛樂學習目的[4]。中學生和大學生一起教學相長的過程中,也將創造發明的理念傳承下來,讓中學生知道所有令他們愛不釋手的玩具也可以自己來制造的,這種把新知識、新技能帶到中學的理念和執行力,不斷進行下去,將使未來中國少年兒童的求生能力、自我創造能力不斷提高、變強,這對于一個民族的科學發展是十分有利的。由于自我組裝、制造機器人不但會提升中學生的科學興趣,同時也會培養他們養成凡事自己動手的良好生活習慣,所以學校盡最大努力為發揮中學生的優點和潛力創造機會,幫助中學生發現自己的興趣和愛好。
探究性課題教學法:以機器人為載體的教學,教師會有計劃有目的的布置課程設計,課程設計的內容可以根據教學需要而定,可以是理論研究,也可以是實物應用,學生通過探究性學習,對課題的一個主題或者一個部分做較深入的學習,比如學生在進行太極機器人制作課題研究時,在對機器生命和自然生命的比較中,會遇到這樣的問題,用于戶外的機器人安裝有激光測距儀攝像頭、聲吶傳感器以及無線以太網相當于自然生命的眼睛、耳朵、神經系統[5]。如何進行有效的遷移,這里的信息量很大,若要理解它們之間的聯系,就需要翻閱大量的資料,收集相關的信息,發現問題的所在,學習有關的技能,思考要解決的問題,并進行假設驗證,然后做實驗、寫報告,應對質疑和答辯,在此過程中,不僅對未知的領域進行了探索,而且鍛煉了文筆,培養了口才和思辨能力。所學的知識大大超出了教科書的范圍。由于每個學生的精力有限,不可能對所有的主題都做深入探究,重要的是通過探究,自主學習、批判性思維和創新能力得到了鍛煉和培養。探究性學習的目的不是為了最終的分數,而是為了應用和創新。理論聯系實際的教學才會以最快的速度收到成果,聯系實際教學法要做到知識與技能并重,理論與實際并行!反饋效果是學習是否有效的關鍵因素之一,這個過程中,老師會和學生及時的溝通,甚至在早期,為了克服學生的惰性,教師會主動與學生交流,監督課題完成的情況,一方面,體現老師對學生的重視,另一方面,學生能和老師及時反饋學習情況,獲得解疑。在教學反饋的過程中,學生要敢于質疑書本和前輩的論點,老師要給予支持,當然再給與支持的同時,老師要鼓勵通過實驗觀察、調查問卷等來收集資料給出充分的證據,正如哈佛的校訓一樣:“與柏拉圖為友,與亞里士多德為友,更與真理為友”。做學問要應用、要創新、要追求真理。研究用教學方法幫助學生去解決設計中的技術問題,讓學生親身感受先進技術和相關教學方法的優越性,使學生在“技術與設計”中習得知識、技能和方法,在寓樂于學中鍛煉學生的意志,激發學生的創新精神。
三、促進機器人課程教學推廣的途徑
第一:以政府為主導,引起人們對機器人課程教學的重視[6]。高中機器人教學的有效推廣首先要樹立正確的觀念,制定相關政策,主導機器人研發、教育、競賽等活動的開展,教學并不是為學生安排好人生軌跡,而是從國家和社會的長遠發展考慮,在日常教學中,要注意提高學生的動手、實踐、協作和創新能力,培養其獨立思考和團結協作的能力,為其創新能力、創造能力的培養有意識地提供健康的發展環境。
第二:如何教,如何學——教學活動平臺的建立。1989年聯合國教科文組織北京會議提出:“21世紀最成功的勞動者將是全面發展的人….”。成立科技社團,運用綜合開放實驗室為教學需求搭建開放學習平臺,在這樣一種多樣化的教學平臺中學生能明確自己的愛好所在,同時能得到更多更及時的指導,有助于培養有較好的人際關系,有利于其進一步學習深造,在機器人課程教學中可以通過開放教學活動平臺對高中生這一階段的特點進行因勢利導,促進學習的發生。改變傳統教學模式的“教”,逐步走向“學”,在中學組織機器人教學第二課堂。由于大家在一起學習交流的機會多了,遇到問題便不再是退縮,而是進行探討,尋找解決問題的方法。
第三:加強對在職教師培養和培訓。機器人教學活動是一項學科覆蓋面廣、涉及多學科專業知識和能力的一項綜合性教育活動。能夠從事機器人教育、指導機器人教學活動的教師必須有較高的計算機、人工智能、物理、機械、通信等方面的基礎知識,具有較強的動手能力和創新能力。據大量調查資料表明,信息技術課教師和機器人課外活動教師往往達不到這個要求,機器人教育方面存在嚴重師資不足,相關教師所學專業也離機器人教育相距甚遠。大部分學校沒有專職教師,更沒有機器人教育專業的教師,這是影響機器人教學活動可持續發展的非常重要因素,政府和學??梢赃x派一些優秀的中青年骨干教師到國內外機器人重點建設培訓基地或大學進修和培訓,提高響應的教學素質。
第四:通過組織競賽提高學生自身對機器人課程的認知程度。在青少年中進行機器人制作教育,能夠激發青少年對機器人的興趣。有效運用機器人比賽作為提升教學質量的一個組成部分,也將是促進學習的一個極大的動力源。探索機器人的活動與競賽的運行機制,并將其應用于機器人技術教師培訓和機器人教育教學中,在推動我國機器人教學健康、規范、可持續發展方面,起著積極的推動作用[7]。
第五:通過多種途徑進行有效宣傳。在校園文化建設中,定期組織各種形式的簡易機器人展覽會。同時也可與機器人生產商的合作,提供機器人產品在學校試運行。媒體可以制作專題節目介紹機器人制作技術及趨勢,吸引大眾眼光,讓中學生及其家長開始注意到這一新生事物。各級各類比賽中,做好宣傳策劃,使科技潮流深入人心。當機器人課程理念深入人心了,支持的聲音高了,才能真正實現機器人教育的普及,才能進一步促使機器人教育資源的整合,提高教學質量。
四、結束語
以機器人為載體的課程教學,要遵循學生的年齡特點,因材施教,使中學機器人教育教學成為青少年能力、素質培養的智能平臺。如果機器人教育課程內容都是建立在數字運算和英文符號的理論基礎上,內容晦澀難懂,那么與高中生心理特點便不相適應,這就需要更好的教法,緊密結合生活實際,生動形象地講述了什么是人工智能,人工智能在人類生產、生活中所起的作用,將課堂教學與社會需求和中學生身心特點結合起來使得神秘的機器人變得平易近人,進而提升教學課堂質量。
總的來說,運用機器人作為載體來進行教育教學,可以培養學生對科技的興趣,可以提高他們的創新能力、合作能力、動手實踐能力,但是高中機器人教學要想深入開展,達到預期效果,需要不斷的創新與探索,還需要社會各界通力配合和支持,使機器人教育教學之路走得更長遠更堅定。
本文系國家社會科學基金“十二五”規劃教育學一般課題“以機器人教育為載體的高中與大學創新教育有效銜接的實踐研究”(課題批準號為BFA110049)的階段性成果。
[參考文獻]
[1]中華人民共和國教育部.國家教育事業發展第十二個五年規劃[N].中國教育報.2012-07-22(4)
[2]趙弘,趙毅鑫等.機器人學課程教育方法的探討[J].中國現代教育裝備,2008(11):81-83.
[3]田立國,崔世鋼等.實踐教學改革的研究與實踐[J],中國會議,2010.(12) 65-68
[4]張劍平,.《機器人教育:現狀、問題與推進策略》[J],中國電化教育,2006.(12)
[5]譚民,王碩等.多機器人系統[M],清華大學出版社,2003
[6]張國平,張劍平.《我國基礎教育中機器讓人教育的現狀與對策研究》[J],現代教育技術,2008.(5)92-94
關鍵詞:多元智能 教育游戲 信息技術
一、多元智能理論的認識
美國著名的心理學家和教育家霍德華?加德納(Howard Cardner)于1983年在《智能的結構》一書中系統地論述了一種全新的人類智能結構理論――多元智能理論。該理論認為人類的思維方式即認知世界的方式是多元的,除了語言智能、數理邏輯智能兩種基本的智能外,還有其他七種智能,即音樂智能、空間智能、身體運動智能、人際交往智能、自我認識智能、自然觀察智能和存在智能。[1]多元智能理論自提出以來,就引起多個國家和地區引起強烈反響,我國教育界越來越認識到多元智能理論的重要價值,認為“多元智能理論是對素質教育的最好詮釋?!?/p>
傳統的以“以智商式思維”為理論依據、以紙筆測驗為唯一方法的評價系統扼殺了絕大多數學生多方面智能的發展。[2]因為智能并不是簡單地平行地存在著,我們日常所說的能力實際上是多種智能的組合,智能之間的不同組合就體現了學生間的智力差異。因此,在教育游戲的設計中,我們應該從開發學生的多元智能出發,充分運用現代技術手段,激發學生的學習激情,讓學生充分發掘自己的優勢智能,鍛煉自己的弱勢智能,從而自信地學習并且有所作為。
二、教育游戲的發展現狀
教育游戲一詞誕生于上世紀80年代的美國,由此,一些學者對游戲的教育功能以及游戲在教育中的運用做了一些研究。在我國,隨著電腦游戲的普及,對教育游戲的認識和研究也開始起步,但是到目前為止還沒有一個明確的定義。德國的沃爾夫岡?克萊默在前人的基礎上對游戲作了一個界定,他認為:“游戲是一種由道具和規則構建而成的,由人主動參與,有明確目標,在進行過程中包含競爭且富于變化的以娛樂為目的的活動。它與現實世界既相互聯系又相互獨立,能夠體現人們之間的共同經驗,能夠體現平等與自由的精神?!保?]我國將教育游戲“定義”為能夠培養游戲使用者的知識、技能、智力、情感、態度、價值觀,并具有一定教育意義的計算機游戲類軟件。[4]
隨著計算機軟件和網絡的發展,教育改革勢在必行,教育游戲作為一種新生事物,它的研究和開發得到了游戲開發商、教育界的極大重視。目前我國市場上出現的教育游戲軟件主要有奧卓爾系列、游戲學堂系列和網游學堂等。這些教育游戲在一定程度上激發了學生的學習興趣,能夠通過游戲的形式達到教育教學的目的,但還存在一些問題,主要表現在:游戲和教學內容的結合不夠緊密,很多教育游戲只是停留在與教育結合的表層,沒有很好地將教學目標和游戲真正地融合在一起,導致教育游戲與教學的脫節。另外游戲的開發者一般僅僅只是一些計算機專業人士,沒有相關的教育教學研究背景,不能很好地對學生的認知特點及各種教學理論進行剖析,從而導致了游戲的教育性不足。
所以在教育游戲的開發過程中,我們應該從實際情況出發,從培養學生的能力出發,將多元智能理論貫徹于其中,充分發掘學生的潛能,促進學生綜合素質的提高,從而改善教育游戲的現狀,實現真正意義上的“教育”和“游戲”相結合。
三、教育游戲中多元智能的開發
在虛擬的游戲世界里,學生的知識水平、智力結構、年齡分布等多有較大的差別。因此教育游戲的設計要考慮到玩家的特點,這樣才能使得教育游戲更加貼近學習。[5]由于每個人的智能發展水平存在差異,主要是這些智能在每個人身上的組合方式、發展順序、表現形式不同,所以我們在進行游戲的設計時要考慮到多方面的因素,進行全面的角色設計,使玩家在游戲的過程中充分發揮自己的優勢智能,同時培養其他各項智能。在教育游戲的設計中玩家的年齡結構也是不容忽視的,我們應該根據各年齡學生的智能特點分成幾個階段進行設計。我們應該根據維果茨基的“最近發展區”理論注重對培養各項智能的任務加深設置,使學生始終處在逐漸挑戰自己的過程中。
在信息化教學的背景下,隨著網絡技術的發展,教育游戲充分應用現代信息技術,做到教育與游戲的完美結合,從多種角度出發來培養學生的多元智能。所謂的信息技術就是指用于管理和處理信息所采用的技術的總稱,本文所指的主要是計算機科學和通訊技術,包括計算機網絡、多媒體技術、圖像、視頻以及其它相關信息技術的應用。只有把所有的技術手段完美結合,才能提升學生對各種教學信息的接受和處理能力。
1.多媒體技術與多元智能
多媒體技術指用于計算機程序中處理圖形、影像、影音、聲訊、動畫等計算機技術。[6]在教育游戲中應該充分發揮多媒體技術的威力,以發展學生的言語智能、數理邏輯智能、音樂韻律智能等。在教育游戲的設計中,我們應該從教學目標出發,創設情境化的學習環境,讓學生在游戲的過程中加強與同伴的合作,培養人際交往能力及協作能力。學生在利用多媒體進行游戲的過程中可以進行文字處理、數據分析、作圖繪畫、編曲欣賞、多媒體創作,從而使得學生的語言能力、數學邏輯能力、音樂能力等多種智能得到發展。
2.虛擬現實技術與多元智能
為了達到教育與游戲的完美結合,在多媒體技術和人工智能技術相融合的條件下,我們應充分利用虛擬現實技術,以游戲的方式展開教學活動,讓學生在虛擬的環境中進行學習、模擬活動,從而使得學生的空間智能、身體運動智能以及自然觀察智能也得到全面充分的發展,使得學習過程真正成為學生積極地建構知識和掌握技能的過程,而不再是單純的記憶和枯燥的模仿。
3.虛擬社區與多元智能
我們還可以利用計算機網絡,建立虛擬游戲社區,通過協同、伙伴、競爭與角色扮演等方式來有效地促進學生的人際交往智能的發展。在協作的過程中,教師應該引導學生進行異質性分組,實現學生間的智能優勢互補,促進學生的整體發展,在合作的過程中完成教育游戲的闖關活動。
四、小結
總之,越來越多的專家已經意識到教育游戲所具備的潛力,但是將教育與游戲實現完美結合還存在不少的障礙,教育與游戲結合來發展學生的多元智能還處在不斷探索之中。隨著教育信息化的發展和計算機技術的不斷進步,教育游戲也將面臨著新的改革,如何在游戲中貫徹教育,如何在游戲中培養學生的多元智能將是一個新的研究熱點,將為教育改革帶來新的氣息。
參考文獻:
[1][美]霍德華?加德納著.沈致隆譯.多元智能[M].北京:新華出版社,2003:18-30.
[2]陶西平.多元智能在中國[M].北京:首都師范大學出版社,2004:6.
[3]孫蒞文,鄧鵬,祝智庭.基于娛教技術的體驗學習環境構建[J].中國電化教育,2005,(7):24-27.
[4]李佳,王海平,卜敏現.網絡游戲教育功能的探討.內江師范學院學報,2005,20z1.
1.多媒體技術在語文教學中的應用的必要性
九年義務教育階段的語文課程,必須面向全體學生,使學生獲得基本的語文素養,具有適應實際需要的識字寫字能力,閱讀能力、口語交際能力、寫作能力。在語文教學中,利用多媒體技術的靈活多樣、生動逼真、易于控制的特點,在教學過程中得到充分運用全方位的立體信息技術,使學生能夠真正進入視覺、聽覺與觸覺等多種感官并用的情境,充分發揮抽象邏輯思維與具體形象思維,語文教學成為共同參與、學習的多維動態方式。引發學生的想象力和創造力,突破抽象邏輯思維的難點和局限,使教學活動更加符合人的自然思維習慣,從而使學生獲得語文素養。
1.1 多媒體的運用,使課程的導入形式變得多樣,易于激發學生學習的興趣
語文教學中激發學生的興趣,吸引學生的注意力,可以借助計算機多媒體的運用。教師在教學中根據課文內容,利用多媒體展示、播放一些相關的圖片、動畫、視頻、音頻等,這些直觀形象、富有吸引力的感性材料,往往能調動了學生學習的積極性。如在講授《月亮上的足跡》一課時,首先把人類登月的歷程,人類對太空探索的過程通過畫面展示在學生的眼前,加上教師的講解,學生對科學的熱愛與探索精神一下子被激發起來,學習積極性也被調動起來。
1.2 多媒體的運用,增強教學的直觀性,幫助學生理解教學內容
在新課導入環節中通過運用多媒體激發起了學生對課文學習的興趣后,多媒體的運用不能就此嘎然而止。如何將課文中的靜態畫面和比較抽象的,離我們生活久遠的意象轉化為生動的、形象的、有趣的、易于理解和想象的動態畫面、圖像。是許多語文老師冥思苦想在研究的課題。多媒體的出現為改變這一現象提供了一條很好的出路。
1.3 多媒體的運用,增大課堂教學的容量,拓展學生的視野
語文學科是個涉及范圍很廣、信息內容豐富的學科。如何在課堂中恰當地擴大學習的信息量,提高教學效果是一個很值得關注的環節。據有關專家的研究表明,人們學習知識時如果能同時動用起身體上的多種感覺器官,能收到最大的學習效果。利用多媒體技術可以使學生大量增加相關的聽和看的機會,而且能夠使聽和看同時接受某一信息,信息量是原來教學信息量的數倍、甚至十倍以上。
1.4 多媒體的應用,有利于激愫,產生寫作欲望
學習最終目的是為了應用,培養學生從聽到說,從閱讀、理解課文到運用和寫作。信息技術在課堂教學中的實際運用,可以帶動學生從身臨其境的感知,領會中過渡到圖畫的解說,由對課文的理解過渡到學生自己的口、筆頭作文訓練。從而激發了學生內心的情愫,產生了寫作的欲望。
1.5 多媒體的運用,為師生之間的信息技術交流提供了平臺,有助于培養學生的創新精神和實踐能力,使學生全面發展得到可能。
2.多媒體技術在語文教學中應用需要注意的問題
多媒體技術的運用也不是萬能的,在語文教學中要使多媒體技術發揮正確的作用,必須運用現代教育理論作指導下制作和使用課件,才能使語文課堂教學達到最優化。所以要注意以下幾點:
2.1 更新觀念,重新認識教育目的
教育是知識經濟結構中的重要組成部分,而知識經濟是以知識為基礎、以現代科學技術為核心的經濟,是建立在知識和信息的生產、儲存、消費之上的經濟形式,這種經濟形式的發展動力,不再是土地、資本和勞動力,而是知識,是人的綜合素質。我們在語文課堂教學中運用多媒體技術不僅是為了活躍課堂氣氛,更主要的是為提高學生的認識能力,為在課堂教學的每個環節中培養學生的信息素養,為實現教育目的服務。
2.2 恰當運用,找準使用的最佳切入點
多媒體是一種教育技術,一種傳播媒介,它是服務于教學活動的。教師能否遵循學生的認識過程,設計出優秀的課件,能否找準多媒體與學生理解語言的最佳結合點,在課堂恰當的時間展現給學生,是我們應用多媒體技術的關鍵。例如《千里躍進大別山》一文時,若不能在"敵我形式分析"的基礎上讓學生觀看視頻片斷,不在恰當的時候展示"強渡汝河的戰斗"的場面,學生就很難理解"狹路相逢勇者勝"的真正含義,也就難以體會到文中的精髓。這里課件的展示時機就是學生認識的最佳結合點,是應用多媒體的關鍵。
2.3 正確處理與傳統媒體間的關系
多媒體技術是傳統媒體的發展與升華,是在傳統媒體的基礎上,借助于計算機技術發展而來的,它并不排斥傳統的教學媒體。多媒體技術在突出體現鮮明的形象、為學生創設認識環境方面的確非傳統媒體所能比擬,但在展示重點的字、詞、句時,不可能一致停留在屏幕上,適當的板書,更能加深學生的印象、幫助學生記憶,起到畫龍點晴的效果。再如,強化誦讀、注意積累,也是提高語言感悟力的重要形式,是多媒體技術所無法取代的。片面強調多媒體技術作用的萬能性,長期只憑借圖像、聲音等媒體的介入,大腦的語言中樞就得不到鍛煉,就會使語言越來越貧乏,閱讀和表達能力就會下降,就達不到我們進行語文教學的目的。因此,只有正確處理好二者的關系,才能使課堂教學達到事半功倍的效果。
2.4 注重實效,保證使用的科學性
VR虛擬現實技術專注于各個信息方面的集合,利用各個方面的知識幫助學生工作和學習。文章從VR虛擬現實技術及其應用優勢入手,論述了VR虛擬現實技術在初中計算機教學中的應用,并對VR虛擬現實技術的實現進行了分析。
關鍵詞:
VR虛擬技術;信息技術;計算機教學
初中計算機教育主要培養學生計算機方面基礎知識的儲備能力,讓學生在早期接受教育的時候就能夠接觸到更多的新鮮事物,幫助學生開闊眼界,并在實際的鍛煉中更好地發揮自己的才能,為學生以后的發展打好基礎。而且,現在的計算機領域實踐能力要求高,就業范圍廣,是當下經濟發展中不可缺少的重要力量。因此,如果能加強對初中學生VR虛擬現實技術的教育和宣傳,一方面,可以促進學生和教師積極投身其中;另一方面,對于學生以后的發展也能打下良好的基礎。
一、VR虛擬現實技術
VR虛擬現實技術以計算機技術為基礎,綜合了圖像處理、多媒體技術方法、人工智能和人體行為學等多種技術方法,能夠在計算機上模擬出真實的三維視覺,從而為學生營造出良好的學習氛圍,讓學生和教師在真實的環境中進行學習和教學。教師在教學時,可以根據實際情況需要,通過VR虛擬現實技術營造出三維立體空間,為教學發揮輔助作用。在VR虛擬現實技術的幫助下,學生能在輕松的環境下進行學習,能更好地與教師交流問題,在教學中實現教師和學生的互動。
二、VR虛擬現實技術能將學生帶入虛擬的現實中,激發學生的學習興趣
在計算機的教學中,教師根據教學的需要,使用VR虛擬現實技術學習知識,并進行實際的實踐活動,充分發揮VR虛擬現實技術的教學能力。在知識點的講授過程中,教師單純地靠口述,難以表達出知識的靈活性和發展性,不能使學生真正地了解知識的力量。如果教師能夠用VR虛擬現實技術進行教學,可以使學生更好地了解到知識的特征。VR虛擬現實技術可以通過360°的媒體展示,為學生提供更具沉浸感的課堂內容,學生還可以借此融入課堂環境,獲得比2D教科書更加清晰的感官體驗,課堂教學也將變得更加靈動,學生的學習變得更加有價值,更重要的是,“有了體驗,就容易理解,印象就會深。”而且,愛玩鬧是中學生的特質,教師可以根據學生學習的狀態和計劃,做好自己的教學安排,讓學生通過VR虛擬現實技術掌握到更多的知識,使學生在更加輕松、靈活的狀態下學習,從而提高學生學習的積極性,達到提高學習效率的目的。
三、虛擬現實技術在計算機實驗中的應用
現在的初中教育教學規模很大,教學設備很完善,實驗室供教學使用的電腦設備也比較齊全。在初中的計算機教學中,利用VR虛擬現實技術在實驗室中進行實踐,可以減少學生的外出實踐等活動,這樣不僅能保證學生的安全,而且能降低教學成本,提高教學效率。在計算機的實驗教學中,教師可以利用VR虛擬現實技術讓學生充分地了解所學的知識。比如,教師在講授數學、物理的相關課程的時候,可以根據課程的實際情況,利用VR虛擬現實技術來進行學科知識的展示,使學生能夠通過VR虛擬現實技術對知識有更加深刻的了解,從而學好學科知識。另外,使用VR虛擬現實技術來進行操作系統的安裝試驗也十分方便。
四、VR虛擬現實技術的實現
在經濟快速發展的過程中,為了促進VR虛擬現實技術的進一步發展,應當著重注意其發展需要的各個條件。首先,要保證在VR虛擬現實技術的發展推進過程中,吸收高素質的教師參與到VR虛擬現實技術的實踐工作中去。這些高素質的教師一方面,可以通過教學實踐對VR虛擬現實技術進行進一步的推廣;另一方面,初中的計算機教師具備更高水平的計算機能力,也能夠將這種能力在教學的過程中體現出來,從而提升學生對于VR虛擬現實技術的掌握和運用能力,達到提升教學效果的目的。其次,VR虛擬現實技術發展所需要的軟件和硬件條件應當有充足的準備。只有做好充分的準備工作,才能在更加和諧、有利的環境中來發展VR虛擬現實技術,并在實踐中不斷加強練習,保證VR虛擬現實技術能夠得到更好的發展。
總之,在初中計算機教學中,應用VR虛擬現實技術,是教學方式的一次創新,具有開創性的意義。VR虛擬現實技術在初中計算機教學中的應用,為教學媒體的應用開辟了一條新的道路,因而教育工作者對此要加強重視,并為這種新的教學媒體廣泛應用于計算機教學中做出努力,從而切實提高教學質量。
作者:周曉婷 單位:貴州省遵義市第三十中學
參考文獻:
[1]劉怡.職業教育和虛擬現實技術[J].天津職業院校聯合學報,2008(3):23-26.
[2]王俊祥.虛擬現實技術及其對教育領域的影響[J].渝西學院學報(自然科學版),2005(4):71-73.
【關鍵詞】:信息化教育、教學模式、建構主義
Abstract:Thistextproceedfromconceptoftheinformatizationinstructionalpattern,combinethecharacteristicofinformationaleducationtosortoutinstructionalpatternatpresent.Furthermore,investigateanddiscusstheproblemofinformatizationinstructionalpattern,thenproposemethodtosolveit.
KeyWords::InformationalEducation、InstructionalPattern、Constructivism
隨著以計算機、多媒體、通訊、網絡、人工智能等為代表的信息收集、處理、加工、傳輸等技術的飛速發展,信息技術不斷滲透到社會生活的各個領域和各個方面,在全球范圍內改變著人們的生產方式、生活方式、交往方式、學習方式和教育方式,人類跨入了一個嶄新的時代——信息化時代。.
社會經濟的發展對人們的素質提出了更高的要求,同時也對教育的發展產生了深遠的影響。培養適應信息化社會的創新人才,建設終身學習體系是21世紀教育發展的方向。在信息化社會中,利用信息技術手段提高教育機構的運行效率,擴大受教育人群范圍,探索新的教學模式,提高師生的信息素養,已成為世界各國教育教學改革與發展的重要組成部分。[1]
自上世紀80年代以來,為了迎接信息化社會對教育提出的種種挑戰,國內外的學者進行了許多探索,從CAI、衛星電視、多媒體到教育網絡,努力運用各種最新的信息技術手段優化教育與教學過程,并取得了顯著成效。[2]那么,到底什么是信息化教學模式,信息化教學模式在應用過程中存在哪些問題,如何解決。只有對這些問題進行深入研究,才能進一步深化教育教學改革,我們的教育事業才能與時俱進,更好的適應信息化時代的要求。
1.什么是信息化教學模式
要弄清楚什么是信息化教學模式,首先必須了解信息化教育的概念。2001年9月,祝智庭先生在高等教育出版社出版的《現代教育技術——走進信息化教育》一書中給信息化教育下的定義是:信息化教育指全面深入地運用現代化信息技術來促進教育改革和教育發展的一種全新的教育形態,它是建構主義理論與先進的技術(如多媒體技術、網絡技術、人工智能技術)相結合的產物。具有教材多媒化、資源全球化、教學個性化、學習自主化、活動合作化、管理自動化、環境虛擬化等顯著特征。[3]
基于此定義,我們認為:信息化教學模式是根據現代化教學環境中信息的傳遞方式和學生對知識信息加工的心理過程,充分利用現代教育技術手段的支持,調動盡可能多的教學媒體、信息資源,構建一個良好的學習環境,在教師的組織和指導下,充分發揮學生的主動性、積極性、創造性,使學生能夠真正成為知識信息的主動建構者,達到良好的教學效果。[4]
信息化教學模式的特點是以學生為中心,學習者在教師創設的情境、協作與會話等學習環境中充分發揮自身的主動性和積極性,對當前所學的知識進行意義建構并用所學解決實際問題。信息化教學模式中教學過程四要素的關系都發生了轉變。教師由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動信息的幫助者、促進者;學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者,信息所攜帶的知識不再是教師傳授的內容,而是學生主動建構意義的對象(客體);教學過程由講解說明的進程轉變為通過情景創設、問題探究、協商學習、意義建構等以學生為主體的過程;媒體作用也由作為教師講解的演示工具轉變為學生主動學習、協作式探索、意義建構、解決實際問題的認知工具,學生用此來查詢資料、搜索信息、進行協作學習和會話交流。信息化教學模式具有1)信息源豐富、知識量大、有利于環境的創設;2)有利于提高學生的主動性、積極性;3)有利于因材施教;4)有利于互助互動,培養協作式學習;5)有利于培養創新精神;6)有利于信息能力的發展等優點。
2.信息化教學的現有模式
根據信息化教學環境的特點,結合傳統教學模式及當前比較流行的教學模式,我們將信息化教學模式歸納為以下六大方面:講授型教學模式、個別指導教學模式、合作式教學模式、討論型教學模式、自主型教學模式、研究型教學模式。[5]
2.1講授型教學模式
講授型教學模式是沿襲傳統的課堂教學模式,這種集體的講授方式有著其獨特的優點,它可用于一定規模的學生在短時間內接受系統知識、技能的培訓,另外它還被認為是最為經濟的教學模式之一。但基于網絡的講授型教學模式與傳統的課堂“填鴨”式教學有著很大的不同。傳統的課堂講授往往是教師處于主動的地位,學生只是被動的接受,而在網絡環境中,卻可以利用網絡所提供的功能進行“雙主”教學,而且它還可以突破傳統課堂的人數、時間、地點等的限制。
2.2個別指導教學模式
在遠古時代,教育是上下代之間一對一的方式進行的,這種方式雖然存在著低效的特點,但是卻能夠因材施教,家長可以根據兒童的不同特點進行教學。信息化時代的到來使教師與學生之間一對一的教學成為可能,這種教學模式可通過基于互聯網的CAI軟件、聊天室以及教師與單個學生之間的電子郵件來實現。個別輔導可在學生和教師之間通過電子郵件異步非實時的實施,也可通過在線交談方式實時實現。
2.3合作式教學模式
在傳統的面對面教學中,以教師為中心的教學模式已深入人心。學生的答疑大多是由教師來擔當的。但信息化教學中,教師角色的轉變,和地理位置的不同,促使學生自主學習和相互合作。“學生——學生”合作模式就是在異地學生中創造學習單元或學習小組,在每個單元或小組中學生基于共同感興趣的主題進行合作學習。學生們還可以在他們感興趣的領域內與其他專業的學生合作。這種模式把學習中的競爭與合作很好的融合在一起。在這種合作模式中存在著遠程學習小組劃分的問題,劃分的辦法應根據學習要求和其他實際情況靈活而定。常見的分組類型有:1)討論型(10-30人)2)協同型(3-5人)3)伙伴型(2人)。
2.4討論型教學模式
在網上實現討論學習的方式有多種,最簡單的是利用現有的BBS實現用戶管理、討論管理、實時討論、用戶留言、電子郵件等諸多功能。討論學習一般由專職教師管理,由各個領域的專家或專業教師在站點上建立相應的學科討論組,學生可以在特定的主區內留言,并能針對別人的意見進行評論,每個人的語言或評論都能被所有參與討論的學習者看到。這種學習由具有權威的專家監控,以保證學生的討論和發言能符合教學目標的要求。
2.5自主型教學模式
這種教學模式要求建立一整套的信息化教學軟件和教學資源庫,利用網絡計算機作為服務器,創建一個信息化教學基地。教師把教學內容、學習指導以及網上練習資源放在教學基地上,全天開放,學生可根據自己的需要通過互聯網計算機,在Internet上學習課程內容,也可將課程內容下載到自己的計算機上學習。此模式包括自學課程內容、網上討論答疑、教學站點輔導等。
2.6研究型教學模式
研究性學習強調學習者在真實情境中的主動探究,然而,在具體的教學實踐中,由于教學條件和學習時間的限制,完全在現實場景中實施研究性學習是不太現實的。而計算機網絡技術卻為研究性學習的順利實施創造了條件,計算機以其便捷性、交互性和超時空性等技術優點,創建了一個新型、開放的學習環境,網上資源與多媒體網絡環境是實施研究性學習的重要條件。在具體教學過程中,一般由教師設置教學情境,引導學生提出研究主題,學生以小組為單位,圍繞主題展開協作學習。信息化的研究性學習模式涉及三個環境階段(情境資源展示環境、協作學習環境、成果與交流環境)、五個要素(研究主題、活動程序、學習小組、指導教師、網絡支持系統)。
3.信息化教學模式中亟待解決的問題
3.1存在的問題
信息化教學雖然為人們看好,具有很廣泛的發展前景,但是這幾年信息化教學發展進程緩慢,其在教學上的作用并沒有被真正地發揮出來,究其原因,主要存在以下幾個問題:
(1)信息化教學手段尚未被充分接受
要使信息化教學得以發展,首先要更新觀念。從主觀上來講,幾十年來,我們的教師在傳統的教育模式下教學,積累了豐富的教學經驗,他們對傳統的教學模式懷有深厚的感情,他們不大愿意去改變這種方式。從客觀上來看,計算機及其網絡是一門新技術,而教師們捏慣了粉筆,對電腦操作不大熟練或者根本不會操作,對電腦有一種恐懼心理,不敢去嘗試用計算機進行教學。這就導致了信息化教學“曲高和寡”,難以普及。
(2)CAI軟件的質量有待提高
目前的CAI課件中存在著不少問題,致使許多課件“孤芳自賞”,無人問津。CAI課件的主要問題是:系統的適應性和開放性差、不能發揮學生學習的主動性、網絡化和智能化程度低。系統的適應性和開放性差主要是指CAI系統在教學過程中不能很好地通過學生的反饋信息對其學習進行診斷從而動態調整教學內容,達到因材施教的目的;教師在教學過程中,不能在CAI系統中對教學內容進行修改。不能發揮學生學習的主動性表現在CAI系統受傳統教學模式的影響,將學生看成知識倉庫,在教學過程中不斷地向這個倉庫中灌輸知識,新的媒體的介入使“書灌”變成了“電灌”,學生用這種方法獲得的知識,缺少知識間的聯系,不但知識難以遷移、學以致用,而且不便記憶。網絡化和智能化程度低使得系統的交互性差、靈活性差,不能進行協同學習,相互交流,電子教學資源的利用率低下。
(3)CAI課件的廣告宣傳不夠
現有CAI課件的廣告宣傳不夠,所以許多課件“養在深閨人未識”,CAI課件的重復開費了許多人力、物力、財力;另外,現在操作平臺更新快,許多CAI課件尚未被投入使用就面臨了淘汰的結局。
(4)信息化教學系統的后期維護力度不夠
信息化教學系統的維護力度不夠,許多學校的信息化教學系統在開發期投入了大量的資金,建立了一套完整的信息化教學系統,但是任何一個系統不可能是完美的,在使用的過程中需要不斷地維護、修改、補充,而這些工作卻并不為人重視,所以無論在網絡教室、校園網還是在Internet上,人們所能找到的信息化教學系統軟件的內容通常都比較陳舊,或者比較粗淺,不能很好地適應現代教育。
(5)網絡環境存在負面效應
信息化學習意味著通過信息技術進行學習,尤其是利用互聯網進行學習,在學習過程中這張“網”帶來的負面影響無疑對信息化學習產生沖擊,這是絕對不容忽視的。種種不良信息充斥網中,造成網絡的污染。另外,在網絡的虛擬世界里,理性工具淡化了非理性的情感,數字的脈沖取消了生存現實的樂趣,從而使人際關系冷漠、疏遠,可能會導致精神疾病和心理健康惡化,在現實中難以與人溝通。尤其是青少年,生理、心理都未成熟,更容易被誘惑,往往深陷其中,不能自拔。[6]
3.2應采取的措施
針對上述問題,建議采取以下措施:
(1)更新觀念,普及電腦知識
我們要積極宣傳信息化教學給人們帶來的種種好處,鼓勵教師改變傳統的教學方式,嘗試用現代化的手段進行教學,并為教師創造學習電腦條件,在教師和學生中普及電腦及其網絡知識,為信息化教學做好思想上、行動上的準備工作。在某種程度上,我們還應該讓教師充分認識到計算機作為一種工具應該讓它能運用于教學中,能夠幫助他們更好的進行教學,提高教學質量、教學效果。使學生能在最大程度上,以最快的速度掌握所學的知識,以達到最好的學習效果。
(2)提高CAI軟件的質量
提高CAI軟件的質量可以從三方面著手。首先,要提高軟件開發人員的開發能力;其次,要增加教學人員的參與程度;第三,要加強知識產權的保護。CAI軟件不能停留在單機上,一定要網絡化,要交互性好,界面要開放靈活,這就要求軟件開發人員有較強的綜合能力,不僅要有計算機專業方面的知識,而且要熟悉教學環節、了解教學的新的理念和教學模式的發展方向;在CAI軟件開發的過程中,要更多的讓用戶(教師和學生)參與,以便了解用戶的需要,目前的CAI軟件擺花架子的不少,真正的實用性強的CAI軟件不多,這主要是開發商和用戶之間缺少溝通,如果能在軟件開發過程中讓用戶自始至終的參與,將使軟件具有更好的適應性和實用價值;軟件的開發要投入大量的人力、物力、財力,開發商要有利可圖,才會加大投入,所以我們要加強知識產權的保護,保護開發商的合法權益,才能鼓勵開發商推出更多更好的教學軟件。
(3)加強CAI課件的廣告宣傳力度
CAI課件和其它產品一樣,需要被人了解,但是現在為教學軟件作廣告的不多,許多課件的名稱看似相同,使人無法識別它在內容上、形式上的創意和特色。
(4)加強信息化教學系統的后期維護
信息化教學系統開發完成后,開發商和系統維護人員要對系統的使用進行跟蹤服務,由于教學系統不同于其它產品,其內容和形式更新較快,需要及時更新,在校園網上,要充分利用好Internet中的資源,及時將好的教學軟件下載到校園網的服務器中以充實校園網中的教學資源,將其盡早地提供給教師和學生使用。避免教學系統成為“無源之水”。電子教材的設計和開發也應堅持“以人為本”的觀念,以心理學、傳播學等建構主義和人本主義的科學學習理論為指導,尊重人的情感,重視學習者的感受,使信息化學習更適合人的身心健康發展。另外,信息化教學系統的使用單位的領導要重視信息化教學系統建立以后的投入,這樣才能使系統真正地發揮其作用,不至于造成系統的空置和浪費。
(5)加強網絡的安全防范,做好教學支持服務工作
做好網絡的安全防范工作,制定完善的網絡規章制度,營造良好的信息化學習環境,嚴格管理,這是信息化教學中必須考慮的前提條件。另外,在信息化教學中,教師除了應該為學生學習進行組織管理工作之外,還應同時做好教學支持服務工作,深入學生之中,及時了解他們的學習情況,把握他們的思想脈搏,想方設法為他們提供方便,做他們的知心朋友,特別是遠在幾十公里甚至是幾百公里之外的學生,更應為他們及時提供信息和服務。為了能使他們安心學習,消除孤獨感,教師通過E—mail、電話等多種途徑傳送學校、老師和同學們的關心、支持;對于學生中出現的思想包袱和畏難情緒進行及時的溝通和排解,耐心說服,循循善誘,努力做到動之以情,曉之以理,導之以行。例如,針對入學后學生中反映出來的對遠程自主教學模式的不適應,教師及時給每位學生分發《教師寄語》,鼓勵他們勇敢面對困難,放眼未來,頑強拼搏。
4.信息化教學的展望
信息化教學的優勢已逐漸顯現出來并為越來越多的人所重視,我們要大力發展信息化教學,發揮信息技術的優勢,將已有的網絡教室、校園網、Internet和教學軟件充分利用起來,并對它們進行修改和補充,使之真正為教學服務,并使其深入到教學改革中去,這將使我們的教育事業如虎添翼,蒸蒸日上。隨著人們觀念的更新,網絡課件質量的不斷提高,軟件開發商們的不斷成熟,相信在不久的將來,信息化教學會有一個新的飛躍。
【參考文獻】
[1]張屹,祝智庭.建構主義理論指導下的信息化教育[J].電化教育研究,2002,1
[2]南國農.教育信息化建設的幾個理論和實際問題[J].電化教育研究,2002,10
[3]祝智庭.現代教育技術學——走向信息化教育[M].高等教育科學出版社,2001.9
[4]苑永波.信息化教學模式與傳統教學模式的比較[J].中國電化教育,2001,8