人工智能教与未来教育精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇人工智能教与未来教育范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

人工智能即将进入高中课堂。近日，我国第一本面向中学生的AI教材——《人工智能基础（高中版）》正式。

为什么要在中学开设人工智能课程？这本教材有什么特点？对于中学教师和学生而言，应如何准备才能应对人工智能的教与学？记者对此进行了调查。

全国已有40所学校引入教材

据了解，该教材是华东师范大学慕课中心和商汤科技合作，联合全国多所知名中学教师共同编写，由新闻出版总署批准出版并备案。目前，全国已有40所学校引入该教材作为选修课或校本课程，成为首批“人工智能教育实验基地学校”。

“与其他教材不同，该教材以‘手脑结合’为主要学习方式，不仅关注对人工智能原理的介绍，更加重视这些原理在生活中的运用。”华东师范大学教授，博士生导师陈玉琨介绍说，“作为教材的编者，我们特别希望学生能发挥独特的想象力，设计一些在高中阶段有可能完成的项目，并动手将其转化为独具特色的作品。”

记者看到，该教材共分9个章节，以基础普及性的知识为主，分别介绍了图片识别、声音识别、视频识别、计算机写作和深度学习等人工智能技术的原理和应用场景，每一页都配有彩色图表，并引入了大量科普内容和实例。此外，该教材还配套了一个教学实验平台。

香港中文大学教授林达华表示，目前，人工智能人才面临着全球性短缺，在人工智能和基础教育结合方面，各个国家都还处在探索的过程中，该教材的出版，是人工智能教育的一次重大突破，意味着人工智能将由此走出“象牙塔”，进入高中生的知识范畴。

“今天，技术更迭速度太快，谁也无法预计未来的职业选择，我很乐意让我的孩子在中学阶段就了解掌握一些人工智能方面的知识技能。”一位家长这样告诉记者。

目的在于普及原理引发兴趣

作为一门兼具学术含量和技术含量的学科，对高中学生而言，应该怎样去了解人工智能这门学科；对于高中教师而言，又该如何教学呢？

“大多数中学生的最终职业道路都不会是成为人工智能研究者或工程师，但是未来很多行业都将在不同程度上受益于人工智能的赋能。因此，该学科在中学阶段的教学目标应该定位让学生了解掌握人工智能的基本思想、基础知识以及常用算法和工具。”林达华说。

在陈玉琨看来，人工智能的教学和研究经常要用到高等数学的知识，这已经超出了高中生的知识范围，因此，在中学阶段，教师应注重对相关概念、算法、原理进行定性介绍，“定量的部分，可以留待以后再学。”

多位专家表示，教师在教学过程中，要特别重视对人工智能应用场景的介绍，这不仅会让课堂变得更加生动，学生学习的兴趣更加高涨，同时也会提升师生的思维与创造能力。

“总体而言，在中学阶段开展人工智能课程的主要目的在于普及人工智能的原理与技术，引起学生对人工智能学习的兴趣。当然，也期望能为高等学校培养人工智能领域的拔尖人才奠定相应的基础。”

“校企合作”解决人才缺口

也有专家指出，人工智能是一门新兴技术，中学教师在该领域的知识储备是不足的。

“师资是课程的基础。”上海师范大学教授岳龙表示，“开设人工智能课程对教师的知识结构也提出了新的挑战，因此组建专门的师资培训团队非常重要。”

据记者了解，为帮助教师克服知识储备不足的问题，华东师范大学慕课中心与商汤科技将联合举办多期“人工智能教师研修班”——培养一批人工智能的种子教师，在他们带领下，逐步提升我国教师总体的人工智能素养，从而改善中学教师开展人工智能教育教学面临的困难和挑战。

篇(2)

2019年7月1日至7月5日，东西部协作2019年大通县信息技术骨干教师能力提升培训在南京市雨花台区教师发展中心进行。信息技术素养观转变。从技术应用能力转向信息素养能力，我们不仅要利用技术，更要利用信息素养和信息技术合作。

人工智能时代的教育变革

一、人工智能驱动智慧教育

当前，以人工智能为代表的技术创新进入到一个前所未有的活跃期。当人类社会迈进信息时代的新阶段——人工智能时代，这种工业化的教育体系已经无法满足未来社会对人才的需求，时展迫切需要一场教育变革。换句话说，教育不是由外而内传递知识，而是由内而外觉悟智慧。这就要求，我们必须打破整齐划一的传统教育形态，构建与人工智能时代相适应的智慧教育体系，利用智能技术对学习环境、学习内容、教学方式、管理模式进行系统化改造，为学生提供富有选择、更有个性、更加精准的智慧教育。

二、智慧教育的理念内涵

综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为导向，运用人工智能技术促进学习环境、教学方式和教育管理的智慧转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会，形成精准、个性、灵活的教育服务体系，最大限度地满足学生的成长需要。只有把“人”置于教育的最高关注，发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧，才能从容应对人工智能时代带来的挑战。智慧教育不仅是教育基础设施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。

智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒，让万物互联，让世界互通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破学科之间的界限，开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习；三是富有弹性的组织管理，破除效率至上的发展理念，释放学校的自主办学活力，利用人工智能提高教育治理的现代化水平，让学生站在教育的正中央。

虚拟和增强现实（VR/AR）技术在教学中的应用与前景展望

一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域

（一）虚拟现实和增强现实技术的起源

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术描述的就是我们现在熟悉的“虚拟现实”。增强现实（Augmented Reality，简称AR）是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖。

我国虚拟现实技术的研究起步于20 世纪90 年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等的高速发展，虚拟现实技术得到相当的重视。2016 年3 月17 日全国两会授权的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出：“大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。”

（二）虚拟现实和增强现实的概念、特征和应用领域

1. 虚拟现实技术

虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。

虚拟现实具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)，是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。虚拟现实与人工智能 (AI) 技术及其他相关领域技术结合，将会使其还具有智能(Intelligent) 和自我演进演化(Evolution) 特征。头戴式虚拟现实设备，即可观看虚拟现实视频介绍。

虚拟现实涉及门类众多的学科，整合了很多相关技术。虚拟现实是未来科技发展的方向之一，它可以从人的感觉系统上改变现有的空间感。虚拟现实现有的产业链大致可分为硬件设计开发、软件设计开发、资源设计开发和资源运营平台等几种类别。通过虚拟现实关键技术的突破以及“虚拟现实+”的带动，会产生大量行业和领域的虚拟现实应用系统，为网络与移动终端应用带来全新发展，将会推动许多行业实现升级换代式的发展。虚拟现实可以应用于国防军事、航空航天、智慧城市、装备制造、教育培训、医疗健康、商务消费、文化娱乐、公共安全、社交生活、休闲旅游、电视直播等领域中。

2. 增强现实技术

增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新兴技术。增强现实技术基于计算机的显示与交互、网络的跟踪与定位等技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景，以对现实世界进行补充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。

增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。

增强现实具有三种呈现显示方式，按距离眼睛由近到远划分分别为头戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空间展示（spatial）。增强现实智能眼镜，扫描二维码可以观看Magic Leap 增强现实演示视频。

增强现实的应用领域非常广泛。如在教育领域增强现实可以为学生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境等；在旅游业增强现实可以帮助游客自助游玩景区，以虚拟影像的形式为游客讲解景区概况、发展历史、人文景观等内容；在零售业中增强现实技术可以实现一键试穿，在网上销售中具有极大的应用空间。增强现实在工业、医疗、军事、市政、电视、游戏、展览等领域都表现出了良好的应用前景。

二、虚拟现实和增强现实技术在教学中的具体应用

虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用潜力巨大、前景广阔，主要体现在运用虚拟现实和增强现实技术具有激发学习动机、创设学习情境、增强学习体验、感受心理沉浸、跨越时空界限、动感交互穿越和跨界知识融合等多方面的优势。虚拟现实和增强现实技术的应用，能够为教育工作者提供全新的教学工具，同时，能激发学生学习新知识的兴趣，让学生在动手体验中迸发出创新的火花。因此虚拟现实和增强现实技术应用于教育行业是教育技术发展的一个新的飞跃， 它营造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式演变为学生通过新型信息化环境和工具来获取知识和技能的新型学习方式，符合新一轮教学改革的教育理念，有助于学生核心素养的培养。虚拟现实和增强现实设备有多种，这里分别介绍各种设备在教学中的具体应用。

（一）头戴式虚拟现实和增强现实设备在教学中的应用

头戴式虚拟现实设备一般包含头戴式显示器、位置跟踪器、数据手套和其他设备等，分为移动虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔。国外有脸谱、谷歌、微软、三星等公司的虚拟现实头盔产品，国内有微视酷、蚁视、暴风魔镜、中兴、乐视、华为、小米等100 多种虚拟现实头盔产品。结合国内外的研究报告以及目前虚拟现实教育实践情况，虚拟现实和增强现实技术在生物、物理、化学、工程技术、工艺加工、飞行驾驶、语言、历史、人文地理、文化习俗等教学中均可应用。

学生使用头戴式虚拟现实设备体验学习时具有置身真实情境的沉浸式感觉，能给学生以绝佳的真实体验， 使人如身临其境，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。例如地理学科讲述关于宇宙太空星际运行的课程时，在现实生活中学生无法遨游太空，如果戴上头戴式虚拟现实设备，就可以让学生从各个角度近距离观察行星、恒星和卫星的运行轨迹，观察每个星球的地表形状和内部结构，甚至能够降落在火星或月球上进行“实地” 考察、体验星际之旅等。虚拟现实头戴设备， 手机扫描二维码观可看虚拟现实效果视频。

（三）手持式虚拟现实与增强现实设备在教学中的应用

手持式增强现实设备多采用移动设备与APP 软件相结合的方式。APP 有视+AR、AR、4D 书城、幻视、视AR、尼奥照照等，另外有多种增强现实图书都有相配套的APP，如《机器人跑出来了》《实验跑出来了》《恐龙争霸赛来了》这套“科学跑出来”系列增强现实科普读物有iRobotAR、iScienceAR、恐龙争霸赛来了等多个APP，它们的原理都是采用手机摄像头获取现实世界影像，通过手机在现实世界上叠加虚拟形象的形式，实现增强现实的特殊显示效果。有的APP 中提供了丰富的教育资源，如安全教育、科普读物、识字卡片、益智游戏等，特别适合儿童教育。使用方法有两种：一种是手机APP 与相配套的纸质图书一起使用，用手机摄像头扫描图书上的图片，在手机屏幕上即可呈现出演示效果；另一种使用方法是运用APP 下载增强现实资源并与外界实景叠加即可呈现出演示效果。增强现实特效非常逼真，利用这些APP 进行学习，学习过程具有真实感、体验感、沉浸感，增强了学生学习知识的兴趣，可以达到寓教于乐的教学效果。

三、虚拟现实与增强现实技术在教学中应用的优势分析

（一）虚拟现实与增强现实技术为学生自主学习提供了有利条件

虚拟现实和增强现实教学资源存在形式多种多样， 根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、桌面式设备、移动设备和纸质图书里，学生可以在不同的地方采用不同的设备调用虚拟现实和增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。如果学生在课堂上有些知识点未能掌握，可以重新学习一遍，增加对知识的巩固和理解，有时学生因为特殊原因未能在课堂上学习，也可以课后弥补，同时可以将虚拟现实和增强现实设备作为载体采用“翻转课堂”或“微课导学”教学模式组织教学，为学生提供自主学习条件，教师也可以从繁重的重复性讲解中解脱出来，有针对性地为学生答疑解惑，有助于传统教学方式的变革。

（二）虚拟现实与增强现实技术为学生提供更加真实的情景

在传统的教学课堂上，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。遇到比较复杂的情况，比如数学课的立体几何、地理课的天体运动、物理课的磁力线和电力线、化学课的微观粒子结构、生物课的细胞结构等，教师用语言很难把这些知识点表达得非常清晰，同时由于每个学生的理解力不同，教学效果也会因人而异，甚至初次学习这些知识的学生会得到“盲人摸象”般的感受。而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识，真实的情景可以帮助学生对知识的理解和记忆，使学生的想象变得更加丰富。

（三）虚拟现实和增强现实技术能提高学生的学习兴趣

由于虚拟现实和增强现实技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感知效果，学生具有真实情境体验、跨越时空界限、动感交互穿越的感受，能身临其境般在书海里遨游，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。身临其境的感受和自然丰富的交互体验不仅极大地激发了学习者的学习动机，更给学习者提供了大量亲身观察、操作以及与他人合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程，有利于实现深层次理解。传统的学习方式让很多学生觉得枯燥乏味， 为了应付考试不得不去死记硬背，但很多知识学生考完之后很快会忘得一干二净，而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，新颖的学习方式和丰富多彩的学习内容能够极大地提升课堂教学的趣味性，生动形象的场景会加强学生的记忆，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，兴趣也是学生学习新知识的不竭动力。

（四）虚拟现实和增强现实技术应用能促进优质资源均衡化

我国幅员辽阔，地区之间贫富差距较大，存在教学资源分配不均的情况。经济发达地区无论是软硬件配置， 教学师资和教学资源都非常丰富，而经济落后、地域偏远的山村学校学生连接受最基本的教育都难以实现。各级政府和教育主管部门都在大力推进教育均衡发展，加大教育投资力度，而虚拟现实和增强现实技术应用将是解决城乡教育资源不均衡问题的一把金钥匙，有利于缓解教育资源两极分化，扩大优质资源的分享范围，能让教育资源不再受限于地区和学校，让教育发达地区的名教师通过虚拟现实和增强现实课堂走进山村学校，能通过整体优化教育资源配置，来缩小城乡差距，实现教育公平，同时这也是教育扶贫的较佳途径。

四、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中存在的问题

虽然虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用可以改变传统的教学方式、提高学习兴趣、实现教育均衡发展，但虚拟现实和增强现实技术发展还处在初级应用阶段，在技术瓶颈、资源开发、教学内容和推广普及等方面还存在很多问题。

（一）虚拟现实设备应用中的眩晕问题

人们在使用虚拟现实设备时会出现眩晕感，从硬件结构来看，由于现在的科技还无法做到高度还原真实场景，许多用户使用配置达不到要求的虚拟现实产品时会产生眩晕感；虚拟现实界面中的视觉反差较大，实际运动与大脑运动不能够正常匹配，影响大脑对所呈现影像的分析和判断，从而产生眩晕感；虚拟现实设备的内容有相当一部分资源是从PC电脑版上移植过来的，UI 界面不能很好地匹配虚拟现实设备，不同的系统处理上也无法达到协调统一，画面感光线太强或太弱都不能让用户接受；虚拟现实设备帧间延迟跟不上人的运动，会有微小的延迟感，当感官与帧率不同步时也会让使用者产生眩晕感。

（二）虚拟现实和增强现实技术在教学中资源短缺

目前虚拟现实和增强现实产业刚起步，软硬件设施不完备，开发人员技术力量不足，很多学校未配备虚拟现实和增强现实设备；中小学校的很多教师还没有接触过虚拟现实和增强现实，不知道如何在教学中应用，更谈不上如何去开发虚拟现实和增强现实教学资源。因此，针对中小学教学所开发的虚拟现实资源很少，课程资源短缺是虚拟现实和增强现实在中小学推广的最大瓶颈。但随着虚拟现实和增强现实技术的迅猛发展，将虚拟现实和增强现实技术应用于教学势在必行，未来虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用势必带来课堂教学方式的颠覆性改变。

（三）虚拟现实和增强现实教学平台和资源的设计重形式轻内容

当前很多虚拟现实教育平台都只是在一个3D 视频或虚拟现实软件游戏的基础上构成虚拟现实教学。虽然学生在虚拟世界玩得津津有味，课堂气氛很活跃，学生互动、交流和讨论很热烈，表面上看学生得到了沉浸式的体验感，但是有些虚拟现实教育平台所提供的知识点讲解还停留在现实世界中，课本内容的单调、枯燥并没有因软件的存在而得到缓解，知识要点的讲解没有变得更加生动、有趣和有针对性，这种只重视形式而不重视内容、教与学完全脱节的虚拟现实课堂只能称为“伪虚拟现实课堂”。

（四）虚拟现实和增强现实设备价格较高和技术条件限制导致普及困难

企业的前期研发成本较高、设备销售量较少，导致多数虚拟现实和增强现实设备销售价格居高不下， 很多学校因资金问题望而却步，无力购买售价高昂的虚拟现实和增强现实设备，进而导致虚拟现实和增强现实技术在学校的推广普及步履艰难。大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较强、通用性较差和易用性差等问题。受硬件局限性的影响，虚拟现实软件开发花费巨大且效果有限。另外在新型传感应用、物理建模方法、高速图形图像处理、人工智能等领域，都有很多问题亟待解决。三维建模技术也需进一步完善，大数据与人工智能技术的融合处理等都有待进一步提升。以上诸多原因的存在制约了虚拟现实和增强现实技术在中小学教学中的推广和普及。

五、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中的前景展望

虚拟现实和增强现实技术发展对未来教学形式的影响

随着科学技术的迅猛发展，在云计算、雾计算、物联网、“互联网+”、大数据、人工智能突飞猛进的新时代背景下，虚拟现实和增强现实技术与人工智能、大数据和物联网融合，将会让虚拟现实和增强现实技术应用如虎添翼。

随着虚拟现实和增强现实软硬件设备的性能提升和价格降低，会有更多的教育投资公司开发出更加丰富多彩的教学资源，让虚拟现实和增强现实技术快速走进中小学课堂，在教学中大面积应用普及。依托其具有的沉浸性、交互性、构想性、虚实结合、实时交互和三维配准等超级体验感的优势，教师的教学方式和学生的学习方式都将会发生改变。虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用普及将会颠覆传统的教育方法和教学形式，具有巨大的应用潜力与应用前景。

篇(3)

记 者：您怎么给“数字校园”下定义？数字校园建设最具魅力的内容和功能是什么？

顾小清：我注意到贵刊在这些年来一直在关注数字校园，其中也不乏对业内阐释与解读数字校园的不同角度的展示。就我的理解来讲，我倾向于把数字校园看做是一种对传统校园的隐喻。我依然认为“数字校园”只是一种隐喻，不需要给予其严格意义上的学术定义。借用这一隐喻，突显出应用了数字技术的校园之于传统校园的特征。概括地讲，就是综合地利用数字技术，为学校所开展的各项教学、科研、管理等工作提供数字化的服务。随着数字校园建设过程中基础设施的普及、资源的丰富、应用系统的完善以及相关用户的广泛接纳，其所提供的全方位数字化服务，能够有效地提高教育管理效率，有效地支持教与学活动，并提升、拓展甚至创造一种数字时代的新的校园文化。如果要我来归纳数字校园最具魅力的内容和功能，我以为是针对学校的各类用户：教与学的教师和学生用户、教科研的研究者用户，以及管理者用户甚至的包括可能的社区用户，能够通过数字校园获得提高其工作效率和质量的服务，未来，甚至是可以为他们提供按需定制的服务。

记 者：您认为“数字校园”如何规划实施才能更加有利于促进教育公平与教育质量的提升？

顾小清：在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中，共有18处提到“公平”，8处提到“教育公平”。作为今后10年的工作方针之一，“促进公平”已经成为我国教育的基本国策，并以提供公平的机会作为实现教育公平的具体举措。应该认识到，“公平的机会”包括了入学机会的公平，以及学习过程中每一个学习者的潜能均能得到发展的公平。数字校园在促进并最终实现“因材施教”的个性化学习，从而在促进每一位学习者获得公平的潜能发展的机会方面是大有可为的。在促进教育质量的提升方面也类似，也就是说，如果我们把教育质量的提升理解为让每一位学习者的潜能得到挖掘，实现每一位学习者的终身发展，那么同样，我们会把实现这一目标的期望，寄托于数字校园所能够提供的智能、个性化学习服务。从这样的功能取向对“数字校园”进行规划的话，显然，从数字校园的总体设计上，应该采用面向服务的系统架构；功能模块设计上，应该将现有的对教学、科研、管理等业务流程的数字化，拓展为面向教学、科研、管理等学校用户的服务的定制；技术上，则需要采用智能技术以便对用户的习惯、进度甚至质量进行判断，以便提供个性化的推介、诊断及其他必要的服务。

记 者：自2000年开始，国家先后实施“校校通”工程、“农远”工程等项目，对基础教育信息化起到了巨大的推动作用，也饱受质疑。那么对于当前各地如火如荼的“数字校园”建设热潮，我们将如何建设完善的评价体系？

顾小清：我们应该认识到，自上而下的项目或举措，在建设之初，对教育信息化的推动作用是无可替代的。这在世界上其他地区都是如此。比如，在联合国教科文组织（UNESCO）所做的教育信息化现状区域调查中，国家层面的政策、项目及举措是评估的各个国家的教育信息化现状的重要指标。当然，任何一个项目在实施过程中难免会留下些许遗憾，所以或许在项目之初――这里是数字校园建设之初，就能提出建设的标准和应用的规范，有利于将来的遗憾最小化。实际上研究中我们也可以发现，成功的项目，在分析其成功要素时一定有过程性评估这一因素。作为“加快教育信息化进程”的具体措施之一，数字校园建设实际上是推进教育信息化建设与应用的重要一环，落实建设标准和应用规范应该看做是落实这一举措的体现之一。另一方面，建设标准和应用规范也需要考虑到阶段性和发展性，并且这些阶段性的标准和规范的落实在不同地区也应有不同的进度以及综合考虑本地化的需求。

记 者：《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”，要“强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。”你认为“数字校园”对课堂以及教学模式带来哪些变革与影响？

顾小清：我们知道，用户对信息技术的广泛接纳与娴熟使用，是发挥信息技术对教育发展可能具有的革命性影响的前提，中长期教育改革与发展规划纲要提出的对教师应用信息技术的知识、能力和态度等方面的要求，也正是出于这样一种考虑。数字校园对课堂及教学带来的影响，丝毫不亚于信息技术对社会生活的其他方面所造成的影响，比如最显著的、也是与学习相关的领域：传媒、出版。信息技术给这些领域带来的冲击，最突出的体现我试图用两个词来概括：大众VS小众。一方面，传媒、出版这些传统上由精英小众带着普通大众玩的游戏，被“破坏性地”创造成了一种大众参与的游戏；另一方面，另外一种传统上没有机会发出自己的声音的弱势小众，也凭借信息技术的“革命性影响”，拥有自己的数字化舞台。这种变革与影响同样出现在数字校园，这种大众与小众的角色的转换同样出现在教师与学生身上。对教师来说，最大的角色变革是站在讲台上，但不能再把自己看成是掌控知识来源的权威，因为同为学习资源丰富的数字校园的用户，学生能够获得至少不少于教师的知识来源；另一方面，学生群体中的一拨拨或许吃不饱、或许难消化的“小众”，也能够因为数字校园提供的功能而具有获得更适合的个性化的学习机会。当然，我们看到了这种影响的可能性，而实现这种影响，很大程度上需要教师观念的更新以及对将技术用于教学的接纳，特别是对于“让学生利用技术”的接纳。随着“一人一机”的数字校园环境的普及，如何“让学生利用技术”成为摆在教师面前最具挑战性的任务，学习一点Web2.0（大众参与）以及Web3.0（个性化）的生存态度会对此有帮助。

篇(4)

现代教育媒体的出现引领了教育史上的第四次革命，人们不仅可以向教师和书本学习，也可以向教育机器学习，出现了多种“人---机---人”的教育新模式，引起了教育方式的根本变化。

伴随我国教育技术发展及国家教育改革的深入，人们在步入信息时代的同时，“现代教育技术”这一概念应运而生，伴随信息技术的发展，“现代教育技术”这一概念被广泛的应用于教育教学中。

现代教育技术的产生和发展，在教育史上引发的不仅是教育手段和教育方法的变革，而且是教育思想、教育观念等一系列内容的历史性变革，但现今对“现代教育技术”内涵的表述及理解仍不尽完善。

二、“现代教育技术”内涵的不同解释

为了收集国内学者对“现代教育技术”理解的资料，我有针对地选择了10本不同教学性质的教育技术学专业教材，其中有的教材对“现代教育技术”内涵有所提及，但很简略；有的教材就没有提及到“现代教育技术”的内涵；有的教材对“现代教育技术”的内涵作了详细的解释。

1.“技术”的涵义是指有形的物化技术和无形的智能技术的总和。教育技术不仅包括视听媒体、计算机、网络等硬件及其软件，还包括设计、开发、应用、管理和评价学习资源和过程的一切方法和理论。所以说“运用现代教育技术”是指运用现代媒体进行教学，也指运用系统方法设计课堂教学过程、开发教学策略、构建教学模式等等。

2.现代教育技术以现代信息技术(计算机技术、多媒体技术、网络技术、数字音像技术、卫星广播技术、虚拟现实技术、人工智能技术等)的开发、应用为核心，但不是只把现代信息技术作为应用研究的对象，而忽视或抛弃了对传统媒体(黑板、挂图、标本、模型)的应用与开发的研究。现代教育技术是以一切教与学资源(包括传统媒体和现代信息技术)为研究对象的。

3.现代教育技术必须紧紧围绕素质教育这个中心。我国当前的教育改革绝不仅仅是教育内容和手段的改革，它是教育观念和教育模式的根本变革。现代教育技术若要实现优化教与学的最终目标，就必须以培养学生的创新精神和实践能力为重心，探索构建“创造教育”的新模式。

4.运用现代教育技术的关键是“在教育、教学的现场发现问题，并解决问题”。我国课堂教学既要保留“传递——接受”的基本形式，又要实现创新教育，这就要求现代教育技术必须把握“教与学过程是一个动态过程”这一规律，针对每一堂课进行最适用的模式、策略和方法的具体设计。

5.现代教育技术倡导以教师为主导，以学生为主体，因为我们不可能抛弃“教”，完全实现以学生为中心的教学。我们对“教”的改革是改变教师在课堂中的主宰地位，变教师对学生的直接灌输为“学生进行意义建构，教师进行指导和促进”的学习过程，而不是抛弃它。

我认为现代教育技术是一个具有特定意义的概念，而不应该是“教育技术AECT94定义的中国版本”，也不应该是传统教育技术的“传统继承者”。既然现代教育技术被提出，并被应用于教育教学，就应该被予以深刻的含义、准确的定位和充分的理解，而且在信息技术环境下，现代教育技术不仅吸纳了全新的现代教育思想和现代教育教学理念(在《现代教育技术》――陈琳著中，在对现代教育技术的学习理论描述中添加了“建构主义学习理论”；在《现代教育技术――走进信息化教育》中，祝智庭老师还将客观主义等一系列反映或影响学习变更的理论加入了对现代教育技术的理论基础描述中)，而且现代教育技术积极与信息技术联合，将现代教育媒体定位于以现代信息技术(数字音像技术、卫星广播电视技术、多媒体计算机技术、人工智能技术、交互网络通讯技术、虚拟现实仿真技术)为核心的整合媒体，使教育信息呈现多媒体化、教育信息处理数字化、教育教学过程智能化。

在“现代教育技术”这一概念中，众多学者强调要突出“现代”二字，我认为强调“现代”是要从现代的、发展的、全面的眼光来认识教育技术对教育改革的支持作用，强调要更多的注意探讨那些与现代科学技术有关的课题，吸收现代科学技术成果和系统思维方法，因而信息技术环境下对“现代教育技术”内涵的理解必不可少的要突出“现代”，着眼于“现代”。

三、信息技术环境下对“现代教育技术”内涵的思考

广大的教育工作者正在利用信息技术构造一个更网络化、数字化和智能化的现代教学环境，现代教学平台将在信息技术环境中架起，届时，所有的教育教学资源将得到沟通，并会酝酿出新兴的教育教学规律。因而，在信息技术环境下，广大教育工作者不仅要掌握现代的信息技术手段，丰富自身的信息素养，还要用全新的教育教学观念和理论来重新审视自身的现代教育技术观念，在此基础上，我提出了对“现代教育技术”内涵的重新理解。

(1)“现代教育技术”是“现代之教育技术”

教育模式的改革是我国教育改革的核心，培养创新型人才是我国教育改革的目标之一，在克服传统教育理念桎梏的同时，运用新的教育教学理论指导教育教学，发展新型的教育教学模式，从而使教育技术的研究领域不断扩大，教育技术的研究对象不断升级。教育技术已经摆脱了传统的单纯的以“学”为中心或以“教”为中心的片面的教学设计观念，“教学一体”即双主模式已经在教育教学中发挥重要作用，而这一重大变革正是现代教育技术这个教育改革制高点引领的结果。

“现代之教育技术”是立足于“学”的基础上，倡导以教师的“教”为主导，以学生的“学”为主体，既重视“教”，更重视了“学”的过程；而教育技术更多强调的是一切学习过程和学习资源的设计、开发、利用、管理和评价，它是一个比较广义的概念，因而较教育技术而言，“现代之教育技术”应是一个狭义的概念。信息技术环境下，教学不是知识的传递而是知识在处理和转换。教学应该由向学生传递知识转变为发展学生学习能力、培养学生主体意识、主体性、个性和创造实践能力。在教育目标上，既要满足社会要求，也要重视学生个人的需要，鼓励学生向多样化发展；在教育内容选择上，应从学生和社会的共同需要出发，进行合理的组织与安排；在教育方法的运用上应更多地提倡合作化学习和个别化学习的有机结合，培养学生的认知技能、动作技能和态度情感技能等；在教育形式上，可以结合多种教学理论，并采取非常灵活的方法，能够与学生的生活、学习很好地协调。

不同于教育技术，“现代之教育技术”综合了多种教学理论和学习理论(建构主义学习理论、客观主义等等)，强调了学习的意义建构过程，强调了学习的意义活动过程，强调了学习必须处于真实的情境中，加上传播学理论作为现代教育技术的信息论基础，为了促进和改善人类学习的质量，“现代之教育技术”紧密与教育传播学结合，发展多媒体交互式视听传播技术，运用系统方法为指导全面分析教育教学过程的各个要素及其环境之间的联系，进行课程开发与教学设计，建立相关的策略方案来解决教育教学过程中的问题，试行解决的方案并对试行结果进行修改，从而使教学过程顺利进行，达到最优化的教学效果。

在此基础上，“现代教育技术”是“现代之教育技术”，即要求在信息技术环境下，树立系统的教育技术设计思想，运用系统的方法考虑目标、内容、师生、媒体、策略、资源和环境等各个教学要素之间关系，重视经验技术，使教学资源发挥最大的效益。

(2)“现代教育技术”是“教育之现代技术”

教学过程实质上是信息的产生、选择、存储、传输、转换、分配的过程，而信息技术正是指用上述一系列过程的各种先进技术，包括电子技术、多媒体技术、计算机网络技术等等，现代教育媒体被引入教育领域，大大提高了信息处理即教学效率。

在信息技术环境下，教育媒体要由仅仅作为教师演示和讲解用的辅助工具转变为指导学生学习和交流的认知工具和情感激励工具。媒体不应是传递教学刺激的载体，更重要的是教师创设情景、激发和维持学生动机、引导学生、帮助学生探索知识、延伸自己潜能的工具，即体现了现代教育技术在教育教学中的四类用途：指导、探索、应用和交流。

除了现代信息技术外，将传统教育媒体有效地整合利用，并配合现代信息技术，在教育教学中更多地展现现代教育媒体改善教育教学过程，提高教育教学质量，丰富教育教学内容等特点。“教育之现代技术”更多的是从技术的智能层面，描述了现代教育技术开展的基础之一“现代信息技术”，它符合教育教学改革的制高点的要求。随着电子技术、计算机技术和通信技术的飞速发展，现代教育技术已进入了信息化发展阶段，因而“现代教育技术”是“教育之现代技术”，即以现代信息技术为基础的对一切教学资源的开发、应用为核心，处理教育教学问题的方法和手段的体系。

未来的社会是信息社会，未来的主导技术是信息技术。显然，未来的教育技术是以信息技术为基础的“现代教育技术”。考察20世纪末直到现在的新技术革命形势及其对教育的影响，可以发现目前信息技术上的每一点进步对教育的影响越来越直接、越来越深刻。

计算机生成的交互式人工世界虚拟现实技术等一批高科技含量的现代技术应用于教育领域，代表了信息技术正是形成“教育之现代技术”发展的主力军。

同时，信息时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体的教育教学中后发挥了巨大的作用，产生了良好的教学效果，如以“学”为中心的教学设计就包括了：关于学习环境的设计和学生自主学习策略的设计，以及由“学”为中心而发生变化的整个教学师生关系等等，都无不形成了新的教育理论的代表。在教育教学改革的过程中，现代教育技术不仅仅从教育模式上，而且从教育的各个方面要素(教育方法、教育手段、教育内容等)上改善了传统教学的弊端，改善了传统观念对教育技术的曲解。它为教育变革提供了有利的契机，并已成为教育变革的制高点。

四、信息技术环境下对“现代教育技术”内涵理解的意义

篇(5)

[关键词]:教育技术;教学设计自动化;教学互动分析;教学自动测评;教育系统仿真

中图分类号：G40-057文献标识码：A

一、引言

关于教育技术，在不同时期不同学科背景的学者有着不同的理解，其典型的定义来自于美国教育传播与技术协会(AssociationforEducationalCommunicationsandTechnology，简称AECT)，包括：媒体—工具论(AECT’70)、手段—方法论(AECT’72)、理论—实践论(AECT’94)、绩效—创新论(AECT’05)等。虽然教育技术的内涵与外延均在不断变化，但是从各种定义可以看出：(1)教育技术支持和优化教学，最终促进学习者的学习；(2)教育技术围绕教学过程和教学资源展开理论研究和实践；(3)教育技术的基本要素包括方法、工具和技能[1]。因此，有一点是无可争议的：教育技术要研究“技术”在教育中的应用问题，即如何运用“技术”来支持和优化(教育)教学过程。这里的“技术”主要是指狭义的技术(物化的技术)，尤其包括计算机与人工智能中的新技术。

从认识论的角度看，教学过程是教师的教与学生的学相结合的双边活动过程[2]，包括“教师的教”、“学生的学”和“学与教的互动”等三个方面。从“技术”支持教学过程的角度来看，近一个世纪以来，人们或多或少存在这样一种取向：用“技术”来（部分地）“代替”教师进行教学。从20世纪20年代的教学机开始，到50年代美国教育心理学家斯金纳发明程序教学机器，教育界出现了一场场轰轰烈烈的改革运动[3]。尽管现在这股浪潮早已平息下去，但“教学机器”却大大影响了教育界，并成为CAI/CAL(计算机辅助教学/学习)的雏形。直到20世纪90年代中期以前，CAI/CAL软件开发一直被计算机界与教育技术界认为是“技术含量”较高的、比较“有水平”的一类研究工作。这对教育教学的改革与发展起到了积极的作用，丰富了人类知识的宝库。

但是，早在20世纪80年代中期，就有研究表明：一项技术（或者一种工具）应用于教学的效果取决于使用者如何使用，而不是技术本身。从学习理论的发展来看，也经历了行为主义、认知主义和人本主义等学习理论的发展，特别是由认知主义学习理论发展起来的建构主义学习理论，曾经在20世纪90年代风靡于全球。直到20世纪末，人们发现风靡于全球的e-Learning并不如想象的那样有效，人们开始反思学习理论与技术应用方式，试图用B-Learning来实行“回归”，即综合运用不同的学习理论、不同的技术和手段、以及不同的应用方式来实施“教学”。“混合学习”（BlendedLearning）就是面对面的课堂学习（FacetoFace）和在线学习（OnlineLearning，或E-Learning）两种方式的有机整合。混合学习的核心思想是根据不同问题、要求，采用不同的方式解决问题，在教学上就是要采用不同的媒体与信息传递方式进行学习，而且这种解决问题的方式要求付出的代价最小，取得的效益最大[4]。

学与教的观念在变，学与教的环境与方式也在变，教师从为课堂教学“备课”，到为学生“自学”而“备资源”，再到运用多种方式来实施“教学”，这虽然不是一种必然变化路径，但也是一种普遍发展趋势。随着教学理念的变化，教学的设计、教学(过程)互动的分析与教学评价方式变革的重要性日益凸显出来。显然，这对教师的要求越来越高，教师的“额外工作”也变得越来越繁杂。那么，能否利用新技术来(部分)支持教师的“额外工作”呢？更进一步说，新技术应用于教育教学能否(显著)提高其效果、效益或效率呢？

本文将介绍与此相关的四个关键技术：教学设计自动化技术、教学互动分析技术、教学自动测评技术与教育系统仿真技术。前三种技术主要关注教育的微观层面，即教学的三个关键环节：“前期准备”(教学设计）、“教学实施”(互动过程)、“教学效果”(教学评价)；后者关注教育的宏观层面：把教育看成一个复杂的巨系统进行研究，从数量与模型角度研究和发现一些普遍的规律。随着知识科学领域的兴起与知识工程等的进一步发展，这四项关键技术可望在未来不长的时间内，为广大教师与教育研究者提供支持和服务。

二、教学设计自动化技术

众所周知，教学设计是教育技术学最核心的内容之一，也是教育技术学区别于教育学领域中其它学科的最重要特征之一，教学设计理论的发展为教育技术学的发展奠定了坚实的基础。但是，教学设计仍然是少数教学设计专家的“专利”，在广大教师中普及应用仍然有一定的距离。究其原因，首先教学设计方法需要进一步完善和发展，包括教学设计的过程模式比较复杂、“通用”模式在各种教学情况下的不适应等；其次“设计”的工作量过于繁杂(如内容分析阶段的ABCD方法就是一项复杂的“机械”劳动)，尤其是在新的知识观背景下，知识管理越来越重要。因此，若能让计算机帮助教师完成一些“机械劳动”，让教师把更多的精力关注于学与教的过程和行为，具有非常重要的理论意义和现实意义。

“教学设计自动化”（AutomatedInstructionalDesign或AutomatingInstructionalDesign，简称AID）是指有效利用计算机技术，为教学设计人员和其他教学产品开发人员在教学设计和教学产品开发过程中提供辅助、指导、咨询、帮助或决策的过程[5]。“教学设计自动化”更为贴切的提法应该是“计算机辅助的教学设计”（ComputerAidedInstructionalDesign，简称CAID）。

从1984年梅瑞尔首次提出“教学设计自动化”开始，教学设计自动化吸引了很多教育技术专家、心理学家、人工智能专家和计算机专家的参与[5]，如：Tennyson、Spector等，并取得了相当多的成果。从1984年到90年代中期，教学设计自动化发展十分迅速，并产生了大量著作和产品原型，从90年代后期开始，教学设计自动化大多以别的面貌出现，其研究也越来越深入。

目前教学设计自动化的研究主要集中在5个方面[5][6][7][8][9]：(1)提供集成写作工具。如WebCT、WebCL等各大网络教学支撑平台都集成了写作工具，充分利用网络的优势，简化了过程。(2)提供教学设计专家系统。例如，梅瑞尔等人研究与开发的IDExpert就是基于规则的专家系统，它可以根据教学设计人员提供的信息，提出关于课程组织、内容结构、教学策略等方面的建议。(3)提供教学设计咨询服务。专家系统开辟了教学设计的新领域，但是却抑制了教学设计开发人员创造性的发挥，咨询系统更注重发挥教学设计人员的主观能动性。Duchastel提出的教学设计咨询系统原型IDAW-InstructionalDesignAdvancedWorkbench是一个基于计算机的基础开发平台，支持不限制设计者情况下的认知任务的教学设计。(4)提供教学设计的信息管理系统。如学习研究协会（InstituteforResearchonLearning）开发的IDE（InstructionalDesignEnvironment）系统。(5)提供电子绩效支持系统（EPSS）。如Paquetteetal(1994)在Duchastel的Workbench基础上推出的名为AGD的绩校支持系统，DesignersEdge(Chapman,1995)和InstructionalDesignWare等。另外，教学设计自动化技术一个最直接的应用是为教师提供教学设计模板。WebQuest就是一个很好的例子，它提供了多套方便适用的教学设计模板，教学设计人员和教师只需填入相应的内容，就可生成WebQuest教学网站，大大降低了教学设计的难度。

教学设计自动化的更进一步发展要求它具备更高的“自动化”，这需要积极借助自然语言理解和信息检索领域的成果。例如，我们有理由要求教学设计自动化系统能够帮助我们抽取文章中的概念以及概念之间的关系，生成一定的可视化图表，如概念图、思维导图等，并在人工校对后，生成可用的演示文稿。达成这一目标的核心技术包括信息抽取领域的实体抽取技术和关系抽取技术。

三、教学互动分析技术

教学的互动本质说认为，师生之间的互动反映了教学过程的本质。教育心理学界很早就关注到：应从师生之间的互动行为入手解析教育教学现象，探讨互动与学生发展及学习效果之间的关系。比如对课堂情境中师生互动的特点及主要影响因素进行微观研究[11]，研究的主要方法就是分析课堂情境中的师生互动行为。

教学互动分析技术是一种适合从微观上探索行为规律和性质，综合运用结构性观察、描述性观察、访谈、内容分析、话语分析、定量数据处理等多种方法的研究技术，通常用于互动过程规律、互动特征、教学结构的发现以及教与学现象的评估。

课堂师生互动行为研究以弗兰德互动分析技术(Flander’sInteractionAnalysisSystem，FIAS)为代表[12]。该分析技术大致由三个部分构成：(1)一套描述课堂师生互动行为（仅用于言语交互，不包括非言语交互）的编码系统；(2)一套关于观察和记录编码的规定标准；(3)一个用于显示数据，进行分析，实现研究目的的矩阵表格。弗兰德编码系统把课堂上的语言交互行为分为教师语言、学生语言和沉寂或混乱(无有效语言活动)三类共10种情况。按照弗兰德分析技术的规定，在课堂观察中，每3秒钟取样一次，对每个3秒钟的课堂语言活动都按编码系统规定的意义赋予一个编码码号，作为观察记录。这样，一堂课大约记录800—1000个编码，它们表达着课堂上按时间顺序发生的一系列事件，每个事件占有一个小的时间片断，这些事件先后接续，连接成一个时间序列，表现出课堂教学的结构、教学行为模式和教师的教学风格。对记录数据的显示和分析是通过分析矩阵来实现的。从弗兰德的课堂教学互动分析技术可以看出，教学互动分析强调结构化、定量化，有利于从大量微观的信息中挖掘意义。

在远程教育领域，由于教学互动的媒介环境发生了根本变化，以媒体为中介的交互成为远程环境下学与教再度整合的关键，因此教学互动的问题得到了更多研究者的关注。应用互动分析的相关技术，可以深入探讨不同技术环境的交互性、不同教师的教学策略如何影响学生的互动行为、社会性互动对远程学习的影响等系列研究问题，从而为远程环境下的学习支持服务提供更多的思路和方法。

源于社会建构主义理论对互动的重视，计算机支持协作学习（ComputerSupportedCollaborativeLearning，简称CSCL）强调学生与学生之间的互动，并认为互动是协同建构意义的形式，尤其注重言语所扮演的“社会情境角色”[13]。目前在CSCL领域中，互动分析技术主要集中在探讨以下四个方面的问题：（1）成员个体和小组整体的知识结构变化；(2)小组内社交关系网络（SocialNetwork）的形成；(3)协同知识建构过程的互动结构；(4)互动过程中的情感水平和认知加工水平。这些问题的解决有助于智能交互支持系统的设计与开发，以保证高质量的意义协商、相互教导和小组协作。

目前教学互动分析技术主要是基于交互言语的分析，即会话分析（conversationanalysis或discourseanalysis）。许多与语言相关的理论成为互动分析的基础，其中尤以言语行为理论（SpeechActTheory）的作用最为显著。

虽然会话分析技术并不是一种新技术，但是应用现代信息技术辅助会话分析，并在以计算机为媒介的交互情境中应用会话分析，却是一类较新的研究领域。面对面的互动活动中，参与者的行为表现（包括身体姿势、语调、表情等）均可被录像保存供分析者作反复而细致的分析。以计算机为媒介的交互记录（包括文本信息、语音信息、与系统软件的交互行为序列）也可被保存。这些交互数据的分析可借助一些工具软件来实现，包括德国Altasti公司产品(支持文本、声音、视频格式的定性内容分析)、澳大利亚QSR公司产品NUD*IST、CATPAC(应用神经网络算法确定文本中词句的关联性)、Transana(方便标注视频录像信息，建立解释信息和视频信息的关联)、希腊的Agna(社交网络分析软件)等。

针对不同研究问题，编码后的交互信息的处理方法不一样，因此就出现了针对特定研究问题的互动分析工具。如：日本OsakaUniversity的AkikoInaba等人开发了专门支持CSCL中互动模式（比如认知学徒模式）辨识的分析工具；美国匹兹堡大学AmySoller等人利用结构化的句首自动识别聊天室内的互动文本，并利用互动模型的匹配来判断互动的有效性。

四、教学自动测评技术

计算机辅助评价(Computer-AssistedAssessment，简称CAA)是一个应用面比较普及的领域。教学自动测评是CAA的核心内容和研究前沿之一，其基本流程是：把问题和任务通过计算机终端传给学生，学生通过计算机输入设备将问题的答案输入给计算机，计算机自动或半自动判断答案并记录分数。CAA可在诊断性、形成性和总结性等三类评价中均可得到有效应用；既可以用于学生的自我评价，也可以用于教师对学生的评价[14]。CAA系统的构成主要包括三个方面：(1)题库与组卷；(2)测试环境与自动阅卷；(3)测评数据的统计分析：负责管理测评结果，按要求生成各种报表以及对题目进行分析。

目前，CAA应用研究主要集中在三个方面[15]：(1)客观测试：测试题的答案从预先定义好的有限个问题答案中选择或比较，计算机对考题答案的评分不需要任何的主观因素参与，客观测试主要用于评估知识覆盖型和事实记忆型为主的课程；(2)计算机自适应测试(CAT)：指在具有一定规模的精选试题组成的题库支持下，按照一定的规则并根据被试的反应选取试题，直到满足停止条件为止；(3)基于Internet的远程考试与评价。客观测试和计算机化自适应测试的相关的理论、方法与技术已相当成熟，能比较好地解决了知识层面的评价问题。其热点及前沿课题主要有两方面：(1)主观题的测评问题及其自动化,例如，对自由文本答案的计算机测评的研究目前已经取得很大的进展；(2)技能性非客观题的测评。

五、教育系统仿真技术

建模与仿真，是继理论研究和实验研究之后的第三种认识和改造客观世界的方法，已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性技术学科[16]。仿真技术有各类不同的方向和分支，如虚拟仿真技术、全过程动态仿真技术、三维仿真技术、三维实体仿真技术、虚拟现实等。在人文社会领域，仿真技术同样有其用武之地，如生产系统、物流系统、港口工程、制造过程管理、物资供应等系统中已经开始应用仿真技术。经济、交通、地理信息等不同的行业领域也纷纷应用仿真技术来促进本领域的研究。

近年来，复杂系统、复杂自适应系统（ComplexAdaptiveSystem,CAS）成为系统建模与仿真理论研究的热点。仿真模型的正确性和可信度是建模与仿真科学发展的决定因素，目前学术界正试图发展出一套完整的校验、验证和确认（VerificationValidation&Accreditation,VV&A）技术理论体系。复杂系统可以定义为是具有多样性、不确定性的系统。复杂系统涉及到耗散结构、涨落、熵、灰箱、混沌、自组织、非平衡、非线性、开放、有序等许多概念，它们对研究复杂系统都具有很重要的意义。

教育系统是一个独特的复杂系统，具有开放性、松散结合性、非线性与非均衡性等特征。从微观层面上看，学校甚至是一个课堂也可视作复杂系统，另外，也存在多种维度和多种粒度上的教育复杂系统，比如，有人就讨论过信息技术与课程整合的复杂性[17]。从复杂系统视野对教育系统的研究目前才刚刚开始，也仅只停留在理论研究的层面上；而使用建模与仿真的方法进行探索的几乎还是空白。

运用复杂科学的管理熵与耗散结构理论，可以揭示复杂的教育组织结构演化以及管理决策临界点的内在矛盾运动和规律；运用建模与仿真的方法，可以指导教育组织系统的科学组织与决策，建立科学的教育组织结构，进行组织再造和提高教育组织效能[18]。

六、结语

目前是教育技术学科发展最快的时期。首先，除师范院校外，大批的理工类院校也开始开设教育技术的本科和硕士专业；其次，一大批来自不同学科背景的中青年学者在不同程度的加盟到教育技术学研究领域，从不同视角开展相关研究；第三，本领域的理论研究成果日益得到教育类学科与信息类学科同行的认同，实践领域在日益拓广，应用效果明显提高。

但是，教育技术作为一门应用叉学科，依然面临一系列挑战。首先，教育技术学科面临教育类学科与信息类学科的双重压力，需要有更多的研究成果得到两类学科同行们的认同；其次，教育技术学科的学者因为各自背景的差异，对于学科及相关理论的理解存在较大差异，还没有很好地形成“科学共同体”，尤其缺乏研究方法的相对一致性与共同理解；第三，近几年内新增了大量教育技术学本科专业，在全国本科生大面积扩招和激励的就业竞争压力下，加上毕业生质量的良莠不齐，其学术与专业声誉将受到极大的挑战。

本文谈到的四大关键技术，并不是教育技术学领域中关键技术的全部。比如智能教学系统、远程教育支撑平台等一直是本领域最活跃的研究热点，而且依然是本领域的研究前沿。这四项关键技术的研究与开发，依赖于多学科领域知识的综合发展，包括来自哲学领域的本体论、计算机领域的协同计算与知识库系统、认知心理学领域的问题表征与知识表征、计算语言学领域的语言理解、以及数学建模与复杂系统研究等，尤其跟计算机与人工智能（知识工程）密切相关。上述四大关键技术，都需要应用知识科学与工程的方法，从某种意义上说，正是知识工程的方法为教育技术的研究和发展注入新的活力。当然，这些关键技术的研究与开发只是教育技术学科中众多研究方向之一，并不提倡大批的教育技术工作者转向从事计算机及相关学科的研究，即使有一批学者对此感兴趣，也建议把这四大关键技术当作问题的起点，应用其它学科最新的研究成果来解决问题。

致谢：本文的撰写得到了我的几个博士生的大力支持，特别感谢张燕、刘黄玲子、赵国庆、江新、程志等同学的研究工作。

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篇(6)

关键词：数学教学；计算机；辅助教学

计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式上单一、片面的缺点，它的使用能有效地缩短学习时间,提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

一、计算机辅助教学应与数学教学有机结合

数学课堂教学是由多个要素所构成的一个复杂的系统。大量CAI课件进入数学课堂，使得原本就复杂的教学系统构成要素发生了变化，也使得教学系统的操作更加复杂化。如何使CAI与数学教学达到和谐与统一，这就需要对CAI与数学课程进行整合。

什么是整合？所谓整合是指一个系统内各要素的整体协调，相互渗透，使系统各要素发挥最大效益。CAI与数学课程融为一体，将CAI技术作为一种工具，以提高数学教与学的效率，改善教与学的效果，改革传统的教学模式。课程整合的目的是减少知识体系的分割及学科间隔离，把不同的知识体系联系起来。

CAI与数学课程的整合，不是简单地把CAI技术仅仅作为辅助教师课堂教学的演示工具，而是把CAI看作是数学教学与学生学习的工具和培养学生各种素质的载体。

CAI与数学课程的整合，要在现代教学理论指导下，把CAI作为促进学生自主学习的认知工具，丰富教学环境的创设工具，并将这些工具全面地应用到数学教学过程中，使数学教学资源、各个教学要素和教学环节，经过整理、融合，在系统优化的基础上产生聚集反映，从而使传统的数学模式得到根本的变革，从传统教学观念中的重在教师的“教”转移到重在学生的“学”。

二、计算机辅助教学中应强化教师的作用

再好的课件如果没有教师出色的运用，也可能产生完全不同的效果。其中，教师的数学修养、教学经验、教育理论水平起重要的作用。同时，在影响教学效果的多种因素中，教师对学生的热爱、高度的责任感、良好的师生关系又是任何先进的信息技术都无法代替的。教师不是被计算机替代了，而是用新的方式工作，从新的视角考虑问题。

教师是软件开发参与者。由于教师远比一般的计算机工程师熟悉教学、了解学生心理，所以这类软件可以在教学中发挥一定作用。

教师是软件使用时的再创造者。由于教师的示范作用及教师与学生之间富于人情味的及时交流，教师组织起来的探讨问题的活跃氛围等等，使教师与信息技术的优势同时充分发挥出来，教师的主导地位得到了充分体现，是教师使CAI课件有了活力。

信息技术的使用改变了教学模式，同时要求教师要以新的方式工作。这样一来教学设计与传统的备课就有显著的不同。它要突出学生的活动，要面对每一个学生。在传统教学中，由于技术手段的限制，学生的活动是有限的，教师表达的方式是单调的。所以备课主要备讲什么，板书如何安排、布置哪些作业都是固定的，教学计划是面对班级的整体水平制定的。有了计算机，学生的活动丰富了，教师能以更有效的方式表达了，同时在课上教师和学生之间、学生和学生之间、学生和计算机之间信息交互的机会增多了。在进行教学设计时，教师要处理的是课本、教师、学生和教育技术的关系，要考虑怎样组织起有效的学习活动，教学计划可以面对班级的所有学生而制定。

三、运用计算机辅助教学提升个性化教学水平

篇(7)

【关键字】适应性学习；适应性学习支持系统；ALSS；智能教学系统；适应性超媒体系统

【中图分类号】G40057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097 (2009) 02―0018―03

网络教学在一定程度上克服了传统课堂教学的不足，但在实际应用中也存在一些问题，如学习支持和交互相对缺乏、学习材料僵化、教学策略和手段不能随时调整等，网络教学很多时候仍是“一对多”的传播过程，没有从根本上解决学习的个性化问题。为此，学者们提出了“适应性学习”的概念。随着网络教育的广泛应用，以及人们对个别化学习的日益重视，适应性学习支持系统（Adaptive Learning Support System，以下简称ALSS）逐渐成为当前研究的热点之一。

一 ALSS的概念、特征和结构

1 ALSS的概念和特征

适应性学习是一种着眼于个体差异的学习，是让学习环境、学习内容、学习活动来适应每个人不同特点的高度个性化的学习过程。适应性学习支持系统则是针对个体学习过程中的差异性而提供适合个体特征的学习支持系统。它是“一种基于观察学习者的学习偏好、以获得最好的学习效果而进行动态组织的智能系统”[1]。ALSS大多从智能授导系统（ITS）和适应性超媒体系统（AHS）衍生而来[2]，但传统的ITS过于强调理想化的“教”的设计，导致实际应用并不理想；ALSS转而从“学”的角度进行设计，为学习者提供一个适应其个性特征的用户视图，不仅包括个性化的学习资源，而且包括个性化的学习进程和策略。

ALSS在很大程度上体现了网络学习的特征，如：基于资源的主动式学习、知识的自我建构、个别化和人性化的学习、快速反馈、数字化和智能化技术的支持等[3]。ALSS的核心特征是学习的个别化和人性化，即能够提供适合个别需求的学习内容与学习环境的支持。

2 ALSS的基本结构

ALSS是在ITS和AHS的基础上发展而来的，因此它们的结构有许多相似之处。但由于国内外学者的研究角度不同，因此关于ALSS的结构目前还没有公认的观点。文献分析表明，De Bra等 [4]（1999）提出的适应性超媒体应用模型AHAM是ALSS的重要原型，Lora Aroyo等[5]（2006）在此基础上增加了情境模型和适应性模型，提出了增强型适应性超媒体模型EAHAM。在此基础上，研究者设计了各种ALSS系统，如图1即为一个典型的ALSS的体系结构[6]。

一般而言，ALSS包含三个核心组件：

（1）学习者模型：是对学习者的若干特征信息的抽象描述，包括其在学习过程中呈现出来的知识状态、目标、背景、认知风格和爱好等。

（2）领域知识模型：其内容包括学习资源、课程结构、教学策略以及练习测试库等。

（3）适应性引擎：包括一些学习策略和学习工具，能根据学习者的有关信息，对其认知能力和知识水平进行诊断，动态地构建适合的学习内容及其呈现方式，并能对教学进行监测和管理，不断修改和维护学习者模型。

此外，ALSS还应支持学习者进行协作和探究学习，培养其元认知和社会性认知能力[7]，以克服传统的ITS和AHS系统在此方面的不足。

二 ALSS的研究现状

1 ALSS的研究历程

ALSS的研究最早可追溯到上世纪70年代，至今已经历了孕育、起步和发展三个阶段：

（1）孕育阶段：早在1970年，美国自然科学基金资助研制了TICCIT，利用计算机辅助自适应测试技术作为主要手段，试图提供适应性教学。80年代期间，在ITS领域开始注重认知模型和模式追踪的研究，力图实现教学的智能化和个别化。

（2）起步阶段：90年代初期，研究者开始利用适应性导航技术开发能适应不同学习者的超媒体学习系统。90年后期，基于Web的AHS成为研究热潮，并出现了三大方向：利用适应性超媒体组件创建基于Web的教育系统、探索AHS的新技术、开发AHS的框架和著作工具[8]。研究人员对AHS的体系结构、方法和技术进行了深入探索并开发了一批适应性学习系统。

（3）发展阶段：21世纪初以来，学习支持系统的研究日益受到关注。许多来自ITS和AHS领域的学者成为ALSS研究队伍的主要成员，他们对ALSS的发展起到了积极的推动作用。ALSS的研究呈现具体化和多元化趋势，其研究热点集中于适应性学习模式、适应性用户模型、适应性引擎技术、适应性协作学习支持等方面。

2 典型的ALSS及其技术

90年代至今，研究人员开发了各类适应性学习支持系统[9]，其中的典型系统及其关键技术如表1所示。

三 当前研究中的问题分析

从目前国内外ALSS的研究现状来看，相关研究还不够完善，仍存在一些不足之处，主要表现为：

1 国外研究较多，国内研究偏少

从文献分析结果来看，国外有关ALSS的研究起步较早，数量相对较多。自上世纪90年代至今，国外已有一定数量的学术论文和相应的软件系统，且相关研究呈现系列化的趋势，表明国外的研究比较持续和深入。而我国这方面的研究较晚，通过中国知网数据库检索国内相关文献，发现在2000年以前的论文数量非常少。近几年虽然研究数量在逐年增加，但总数仍然偏少，相关的论文仅60余篇，且研究成果多为“昙花一现”，缺乏后期的持续研究。

2 国内较重理论，国外较重应用

目前国内有关ALSS的研究大多集中于理论基础和系统模型的探讨，其次是技术开发，再次是学习模式、教学设计等。不少论文对ALSS的系统构架和实现技术进行了较多阐述，却很少关注系统的教学应用及其效果，从而使研究缺乏实践的支持。相比之下，国外近年来更强调系统的实际应用，一些研究者针对ALSS系统设计了相应的教学试验，以检验系统的应用效果，并以此发现系统设计的不足。

3 实用产品偏少，开发难度较高

由于ALSS的研究历史不长，目前大部分研究成果集中于理论层次，而实际应用的产品还不多。虽然国内外已开发出不少软件系统，但多局限于某一门或几门特定的课程或实验，还未能投入大规模的教学应用。此外，ALSS的技术开发要求较高，需要多个领域的专家和技术人员的合作，非一般教学人员个人能力所及。虽然有学者提出ALSS创作工具的设想，但仍有待进一步的深入研发。

4 理论支持不足，研究有待深入

首先，由于缺乏对网络学习机制的深入研究，没有类似于传统条件下学习和记忆模型这类成熟的理论框架作指导，因而难以实现ALSS的设计目标；其次，网络学习理论的研究者与学习支持系统的设计者之间缺乏有效的沟通与协调机制，从而导致系统设计与实际应用的需求存在一定的偏差；再次，有关适应性学习的模式、学习机制、用户模型等研究还不成熟，不同学者的观点有较大差异，尚未形成统一的认识，而关于ALSS的评价研究也比较少，有待进一步的发展和完善。

四 ALSS的发展趋势

网络学习将成为21世纪的重要学习方式，因此ALSS具有良好的发展和应用前景，其未来趋势主要包括：

1 新领域和新方向的拓展

（1）传统的研究和应用集中于教学领域，在未来它将与更多领域进行整合，如在文字处理程序或某些用户支持系统中引入适应性技术；（2）早期的ALSS多为封闭式结构，不同系统间不能实现信息互通，未来的ALSS将采取开放式主体结构，以支持系统间的相互理解；（3）未来将会尝试在手持或移动设备中应用ALSS技术，使学习者获得个性化的移动学习支持[10]。

2 新技术和新理论的应用

（1）自然语言生成技术、非符号化的人工智能技术（如基于案例的推理、机器学习、Bayesian模型、神经网络等）将在ALSS中得到广泛应用；（2）分布式学习、网络认知和本体理论将为ALSS提供有力的支持，并促其从现有的单一应用转向模块化、分布式的应用，多个系统协同工作，共享学习者模型的信息和适应性学习规则，从而在更大的范围内发挥作用。

3 新体系和新形式的出现

（1）采用组件化和分布式的体系结构，将优化ALSS的开发和维护，有利于不同系统中组件的共享和重用；（2）开发有效可靠的服务和通信协议，将更好的支持组件间信息的交流和共享；（3）设计开发通用的ALSS外壳或创作工具将大大降低系统的开发难度和成本；（4）适应性学习形式的多样化将促使ALSS的多样化，如适应性教育游戏系统即为典型一例。

五 结束语

未来的网络学习系统不仅能为学习者提供静态的信息，更重要的是提供个性化的学习内容、学习过程和学习环境，从而适应每个学习者的需要。适应性学习支持系统的动态内容呈现和适应性学习反馈机制能够较好地克服当前网络学习系统的不足，从而为网络教与学的革新带来新的希望。

参考文献

[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] 余胜泉. 适应性学习―远程教育发展的趋势[J].开放教育研究,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] 张剑平,陈仕品.计算机辅助教学的智能化历程及其启示[J]. 教育研究,2008,(1):76-83.

[7] 王永固.基于Web的适应性学习系统研究[J].电化教育研究,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.