序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇人工智能在小學(xué)教學(xué)的應(yīng)用范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

近年來，人工智能已成為一個(gè)高頻詞，各種與人工智能相關(guān)的智能家居、自動(dòng)駕駛、智能語音、圖像識(shí)別等新技術(shù)，深刻影響著社會(huì)的方方面面，也逐步改變?nèi)藗兊墓ぷ骷吧罘绞健ＴS多國家已經(jīng)開始積極嘗試，大力推進(jìn)小學(xué)人工智能教學(xué)。2017年，國務(wù)院正式頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”；如今，計(jì)算思維培養(yǎng)又成為熱點(diǎn)。在這樣的一個(gè)時(shí)代背景下，學(xué)校和教師有責(zé)任和義務(wù)組織、引導(dǎo)學(xué)生去接觸、了解、學(xué)習(xí)、應(yīng)用人工智能技術(shù)，以適應(yīng)未來學(xué)習(xí)和工作環(huán)境的變化。人工智能涉及的學(xué)科內(nèi)容較為廣泛復(fù)雜，小學(xué)生相對年齡較小，儲(chǔ)備的相關(guān)知識(shí)較少，學(xué)校應(yīng)如何在小學(xué)階段有效開展人工智能教學(xué)，推進(jìn)人工智能教學(xué)真正落地？筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，從“巧”借活動(dòng)、“巧”設(shè)場景、“巧”編程序、“巧”創(chuàng)項(xiàng)目等方面，積極探索小學(xué)人工智能教學(xué)的推進(jìn)路徑。

一、“巧”設(shè)場景體驗(yàn)人工智能

人工智能的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的邏輯性和抽象性，與之前信息技術(shù)課上所教的內(nèi)容相比，難度及復(fù)雜性更高。在日常人工智能教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)以及不同教學(xué)要求，改變教學(xué)方式，把體驗(yàn)搬進(jìn)課堂，讓學(xué)生通過具體的體驗(yàn)活動(dòng)逐步理解人工智能的相關(guān)知識(shí)，把重難點(diǎn)從對概念、原理、技術(shù)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換到了解相關(guān)概念、技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過程、體驗(yàn)人工智能技術(shù)的應(yīng)用上。豐富有趣的教育實(shí)踐活動(dòng)可以讓學(xué)生在愉悅的教學(xué)情境中，從不同的思維角度、用不同的思維方式來認(rèn)識(shí)和理解與生活密切聯(lián)系的一些人工智能概念，如機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，體驗(yàn)人工智能在實(shí)際生活中的應(yīng)用。例如在《人臉識(shí)別》一課教學(xué)中，需要讓學(xué)生了解人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用、影響、實(shí)現(xiàn)過程和原理，其中人臉識(shí)別的原理和過程較為復(fù)雜，如果教學(xué)中只進(jìn)行簡單說教，無法有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。本課設(shè)計(jì)了一個(gè)“人臉大比對”體驗(yàn)活動(dòng)，活動(dòng)分兩個(gè)部分，第一部分就是通過百度AI開放平臺(tái)里的人臉檢測與屬性分析功能，體驗(yàn)人臉檢測中具體檢測哪些屬性；第二部分就是通過人臉對比功能，完成教師提供的三組人像照片的對比分析。在第一部分的實(shí)例體驗(yàn)中，學(xué)生通過自己上傳照片進(jìn)行檢測，主要是通過對人臉的面部、膚色、毛發(fā)、眼睛、嘴、鼻和輪廓等150個(gè)特征的精準(zhǔn)定位來準(zhǔn)確地識(shí)別和計(jì)算出一張人臉的特征和屬性信息，包括年齡、性別、顏值、情緒、是否戴眼鏡等。這樣的體驗(yàn)讓學(xué)生非常感興趣，也能很好地理解特征提取的過程。第二部分的體驗(yàn)是人臉對比，教師提供給學(xué)生三組照片，第一組是一對相似度很高的雙胞胎；第二組是同一個(gè)人戴口罩和不戴口罩的照片；第三組是同一個(gè)人的兩種表情。學(xué)生先自己觀察，記錄三組照片的結(jié)果，再上傳照片到百度AI體驗(yàn)人臉對比過程，并查看對比結(jié)果。經(jīng)過體驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到在現(xiàn)有的技術(shù)下，人臉識(shí)別的準(zhǔn)確度還是非常高的，對人臉識(shí)別的過程也留下了非常深刻的印象。

二、“巧”編程序理解人工智能

從當(dāng)前人工智能技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況分析來看，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榇髷?shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)，這些功能的實(shí)現(xiàn)得益于算法的不斷完善?？梢?，算法學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)人工智能的關(guān)鍵，而對算法的學(xué)習(xí)又是計(jì)算機(jī)編程教學(xué)中的一大難點(diǎn)。推進(jìn)小學(xué)編程教學(xué)將有利于幫助學(xué)生理解人工智能的相關(guān)知識(shí)。小學(xué)生相對抽象思維偏弱，采用圖形化的編程教學(xué)，更加有利于他們接受，有助于提高學(xué)習(xí)的積極性。通過編程教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題、抽象與建模、設(shè)計(jì)算法、編寫程序腳本，在驗(yàn)證過程中不斷改進(jìn)和完善，并最終實(shí)現(xiàn)問題的解決，能有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，并過渡到對人工智能所需要的其他知識(shí)的學(xué)習(xí)上。例如在五年級(jí)的《創(chuàng)編游戲》教學(xué)中，情境任務(wù)是設(shè)計(jì)制作一個(gè)貓捉老鼠的小游戲，目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“碰到顏色”“如果……那么……”等指令，能夠用它們的組合來編寫判斷角色是否碰到邊緣和老鼠的腳本。人工智能的概念主要體現(xiàn)在“碰到顏色”和“如果……那么……”語句的應(yīng)用上，“碰到顏色”是偵測識(shí)別，“如果……那么……”則是邏輯判斷的處理。在教學(xué)中，首先通過問題引導(dǎo)學(xué)生思考完成游戲需要考慮哪幾個(gè)要素，從問題和答案中幫助學(xué)生提煉出“舞臺(tái)”“角色”“動(dòng)作”三個(gè)要素，進(jìn)而幫助學(xué)生厘清實(shí)現(xiàn)游戲功能的基本思路。在程序編寫中，讓學(xué)生具體體驗(yàn)偵測模塊的編寫與判斷語句的應(yīng)用。簡單的編程實(shí)踐，能讓學(xué)生逐步了解人工智能的基本概念及其實(shí)現(xiàn)流程。

三、“巧”創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)人工智能

知識(shí)的學(xué)習(xí)必須與學(xué)生的生活實(shí)際結(jié)合起來，如果學(xué)生在掌握人工智能知識(shí)和技能后能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，解決生活中的實(shí)際問題，那么這樣的學(xué)習(xí)就是真實(shí)有效的。學(xué)生通過設(shè)計(jì)創(chuàng)作具體作品，可以大大增強(qiáng)分析和處理問題、解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力，培養(yǎng)邏輯思維和動(dòng)手實(shí)踐能力，這也是人工智能教育的方向和目的。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，教師將人工智能的具體應(yīng)用案例巧妙引入課程中，引導(dǎo)他們科學(xué)地確定項(xiàng)目內(nèi)容；通過對項(xiàng)目的梳理分析，建立邏輯關(guān)系和模型；用編程語言描述邏輯關(guān)系；采用硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)人工智能的具體功能，這種基于真實(shí)任務(wù)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，能有效促進(jìn)學(xué)生的理解。例如四年級(jí)實(shí)踐小組的“智能垃圾桶”作品，便是以垃圾桶為課題進(jìn)行探究，先讓學(xué)生對現(xiàn)有垃圾桶的優(yōu)劣勢進(jìn)行分析，思考怎樣改造垃圾桶才能真正實(shí)現(xiàn)智能化。通過教師的引領(lǐng)和自身觀察，學(xué)生很快認(rèn)識(shí)到智能垃圾桶應(yīng)該具有的功能：一是能檢測什么時(shí)候有人投放垃圾；二是垃圾桶蓋能自動(dòng)開啟和關(guān)閉。確定了目標(biāo)之后，就是思考達(dá)成上述目標(biāo)需要哪些條件。學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)，確定可以用超聲波檢測是否需要打開垃圾桶蓋子，打開和關(guān)閉動(dòng)作可以通過舵機(jī)和連桿來實(shí)現(xiàn)。通過探究后，學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建，接下來就是通過編寫程序和不斷調(diào)試驗(yàn)證來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。作品完成后，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行功能的增加與修改，如增加桶內(nèi)垃圾超過一定高度時(shí)能自動(dòng)提醒的裝置等，讓智能垃圾桶更加智能。本次作品的創(chuàng)作過程，不僅鍛煉了學(xué)生分析實(shí)際問題、解決實(shí)際問題的能力，又鍛煉了他們的編程思維和計(jì)算思維，更重要的是體驗(yàn)了自己創(chuàng)作人工智能作品的樂趣和成就感。在人工智能應(yīng)用日益普及的今天，人工智能課程進(jìn)入小學(xué)課堂是大勢所趨。在小學(xué)階段開展人工智能課程教學(xué)，主要是為了讓學(xué)生掌握人工智能知識(shí)，體驗(yàn)和運(yùn)用人工智能技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐應(yīng)用能力，為學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。但人工智能教學(xué)具有其特殊性，如何有效推進(jìn)人工智能教學(xué)，還面臨著許多需要解決的問題。學(xué)校和教師應(yīng)盡最大努力創(chuàng)設(shè)更好的人工智能教學(xué)環(huán)境，探索更有效的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生對人工智能相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]丁華.人工智能教學(xué)中對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)[J].華夏教師,2020(13):42-43.

篇（2）

【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一門綜合的交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能，其長期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人類水平的人工智能。[1]從腦神經(jīng)生理學(xué)的角度來看，人類智能的本質(zhì)可以說是通過后天的自適應(yīng)訓(xùn)練或?qū)W習(xí)而建立起來的種種錯(cuò)綜復(fù)雜的條件反射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回路的活動(dòng)。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何構(gòu)造一個(gè)可以模仿人腦行為的系統(tǒng)。這一研究一旦有突破，不僅給學(xué)習(xí)科學(xué)以技術(shù)支撐，而且能反過來促使人腦的學(xué)習(xí)規(guī)律研究更加清晰，從而提供更加切實(shí)有效的方法論。[3]人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，使人工智能不僅成為學(xué)校教育的內(nèi)容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領(lǐng)域得到應(yīng)用，并取得了良好的效果，成為教育技術(shù)的重要研究內(nèi)容。

人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進(jìn)行的，其主要研究領(lǐng)域有：專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自然語言理解、自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、機(jī)器人學(xué)、博弈、智能決策支持系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應(yīng)用較為廣泛與活躍的研究領(lǐng)域主要有專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言理解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能，下面就這些領(lǐng)域進(jìn)行闡述。

一 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它使用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域中一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。[5]專家系統(tǒng)主要組成部分為：知識(shí)庫，用于存儲(chǔ)某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識(shí)；綜合數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)領(lǐng)域或問題的初始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的中間數(shù)據(jù)或信息；推理機(jī)，用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序，使整個(gè)專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為；接口，使用戶與專家系統(tǒng)進(jìn)行對話。近幾十年來，專家系統(tǒng)迅速發(fā)展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域，廣泛用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、軍事、石油化工、文化教育等領(lǐng)域。

目前，專家系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用最為廣泛與活躍。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)通常表現(xiàn)為計(jì)劃系統(tǒng)或診斷系統(tǒng)。計(jì)劃系統(tǒng)往前走，從一個(gè)給定系統(tǒng)狀態(tài)指向最終狀態(tài)。如計(jì)劃系統(tǒng)中可以輸入有關(guān)的課堂目標(biāo)和學(xué)科內(nèi)容，它可以制定出一個(gè)課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開發(fā)一堂樣板課，而診斷系統(tǒng)是往后走，從一個(gè)給定系統(tǒng)陳述查找原因或?qū)ζ溥M(jìn)行分析，例如，一個(gè)診斷系統(tǒng)可能以一堂CBI（基于計(jì)算機(jī)的教學(xué)，computer-based instruction）課為例，輸入學(xué)生課堂表現(xiàn)資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發(fā)專家計(jì)劃系統(tǒng)支持教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)（ISD）程序的領(lǐng)域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學(xué)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)（ID Expert）。[6]

教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)（如知識(shí)水平、性格等），以最合適的教案和教學(xué)方法對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)。其特點(diǎn)為：同時(shí)具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機(jī)界面。已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用的教學(xué)專家系統(tǒng)有美國麻省理工學(xué)院的MACSYMA符號(hào)積分與定理證明系統(tǒng)，我國一些大學(xué)開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言、物理智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。[7]

目前，在教育中，專家系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用更多的集中于遠(yuǎn)程教育，為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的智能化提供了有力的技術(shù)支撐?；趯＜蚁到y(tǒng)構(gòu)造的智能化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的功能：具備某學(xué)科或領(lǐng)域的專門知識(shí)，能生成自己的提問和應(yīng)答； 能夠分析學(xué)生的特征，評價(jià)和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的錯(cuò)誤并進(jìn)行補(bǔ)救教學(xué)；可以選擇不同的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的個(gè)別化教學(xué)。[8]目前應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的專家系統(tǒng)有智能決策專家系統(tǒng)、智能答疑專家系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源專家系統(tǒng)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)等。

二 機(jī)器人學(xué)

機(jī)器人學(xué)是人工智能研究是一個(gè)分支，其主要內(nèi)容包括機(jī)器人基礎(chǔ)理論與方法、機(jī)器人設(shè)計(jì)理論與技術(shù)、機(jī)器人仿生學(xué)、機(jī)器人系統(tǒng)理論與技術(shù)、機(jī)器人操作和移動(dòng)理論與技術(shù)、微機(jī)器人學(xué)。[9]機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一代機(jī)器人是以 “示教―再現(xiàn)”方式進(jìn)行工作；第二代機(jī)器人具有一定的感覺裝置，表現(xiàn)出低級(jí)智能；第三代機(jī)器人是具有高度適應(yīng)性的自治機(jī)器人，即智能機(jī)器人。目前開發(fā)和應(yīng)用的機(jī)器人大多是智能機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展對人類的生活和社會(huì)都產(chǎn)生了重要影響，其研究和應(yīng)用逐漸由工業(yè)生產(chǎn)向教育、環(huán)境、社會(huì)服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域擴(kuò)展。

機(jī)器人技術(shù)涉及多門科學(xué)，是一個(gè)國家科技發(fā)展水平和國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化的重要標(biāo)志，因此，機(jī)器人技術(shù)是世界強(qiáng)國重點(diǎn)發(fā)展的高技術(shù)，也是世界公認(rèn)的核心競爭力之一，很多國家已經(jīng)將機(jī)器人學(xué)教育列為學(xué)校的科技教育課程，在孩子中普及機(jī)器人學(xué)知識(shí)，從可持續(xù)和長遠(yuǎn)發(fā)展的角度，為本國培養(yǎng)機(jī)器人研發(fā)人才。[10]在機(jī)器人競賽的推動(dòng)下，機(jī)器人教育逐漸從大學(xué)延伸到中小學(xué)，世界發(fā)達(dá)國家例如美國、英國、法國、德國、日本等已把機(jī)器人教育納入中小學(xué)教育之中，我國許多有條件的中小學(xué)也開展了機(jī)器人教育。

機(jī)器人在作為教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也為教育提供了有力的技術(shù)支撐，成為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新的載體與平臺(tái)，大大豐富了教學(xué)資源。多年來，我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的主要載體是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，教學(xué)資源單一，缺乏前瞻性。教學(xué)機(jī)器人的引入，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為教學(xué)提供了豐富的、先進(jìn)的教學(xué)資源。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)機(jī)器人種類越來越多，目前在中小學(xué)較為常用的教學(xué)機(jī)器人有：能力風(fēng)暴機(jī)器人、通用機(jī)器人、未來之星機(jī)器人、樂高機(jī)器人、納英特機(jī)器人、中鳴機(jī)器人等。

三 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是要使計(jì)算機(jī)能夠模仿人的學(xué)習(xí)行為，自動(dòng)通過學(xué)習(xí)來獲取知識(shí)和技巧，[11]其研究綜合應(yīng)用了心理學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、邏輯學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。機(jī)器學(xué)習(xí)的方法與技術(shù)有機(jī)械學(xué)習(xí)、示教學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)等，近年來，知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)展最快的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)（自動(dòng)獲取新的事實(shí)及新的推理算法）是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑，對機(jī)器學(xué)習(xí)的研究有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機(jī)理和揭示人腦的奧秘。[12]

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)器學(xué)習(xí)研究的深入，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性能大大提高，各種學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，例如將連接學(xué)習(xí)用于圖文識(shí)別，歸納學(xué)習(xí)、分析學(xué)習(xí)用于專家系統(tǒng)等，大大推動(dòng)了在教育中的應(yīng)用，例如在建構(gòu)適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中，用機(jī)器學(xué)習(xí)與樸素的貝葉斯分類器動(dòng)態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好，有較高的準(zhǔn)確率[13]?；诎咐耐评恚╟ase-based reasoning，CBR）是一種新興的機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方法，其核心思想是重用過去人們解決問題的經(jīng)驗(yàn)解決新問題，在計(jì)算機(jī)輔助教育方面，已經(jīng)出現(xiàn)了基于CBR的圖形仿真教育系統(tǒng)，并且，針對個(gè)體特征的教育教學(xué)方法研究也有所突破。[14]另外，數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)、金融管理、商業(yè)銷售等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，不僅給機(jī)器學(xué)習(xí)注入新的生機(jī)，也為機(jī)器學(xué)習(xí)在教育中的應(yīng)用提供了新的前景。

四 自然語言理解

自然語言理解就是研究如何讓計(jì)算機(jī)理解人類的自然語言，以實(shí)現(xiàn)用自然語言與計(jì)算機(jī)之間的交流。一個(gè)能夠理解自然語言信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看起來就像一個(gè)人一樣需要有上下文知識(shí)以及根據(jù)這些上下文知識(shí)和信息用信息發(fā)生器進(jìn)行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務(wù)，其功能為：回答問題，計(jì)算機(jī)能正確地回答用自然語言提出的問題；文摘生成，計(jì)算機(jī)能根據(jù)輸入的文本產(chǎn)生摘要；釋義，計(jì)算機(jī)能用不同的詞語和句型來復(fù)述輸入的自然語言信息；翻譯，計(jì)算機(jī)能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創(chuàng)造和使用自然語言是人類高度智能的表現(xiàn)，因此對自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘，深化對語言能力和思維本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。[16]

自然語言理解最早的研究領(lǐng)域是機(jī)器翻譯，隨著應(yīng)用研究的廣泛開展，也為機(jī)器人和專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機(jī)器人的自然語言理解系統(tǒng)SHRDLU就可以接收自然語言，進(jìn)行人機(jī)對話，回答關(guān)于桌面上積木世界中的各種問題。同時(shí)，對自然語言理解的研究也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助語言教學(xué)和計(jì)算機(jī)語言設(shè)計(jì)等方面的發(fā)展，例如“希賽可”網(wǎng)絡(luò)智能英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機(jī)”語境的建立，突破了普通英語教師和傳統(tǒng)的單機(jī)的多媒體教學(xué)軟件所能具備能力限制，也比建立于網(wǎng)絡(luò)的“人-人”語境更具靈活性，可以為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者提供良好的英語學(xué)習(xí)支持，在國內(nèi)第一次系統(tǒng)地將用自然語言進(jìn)行的人機(jī)對話系統(tǒng)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助外語教學(xué)上，在國際上也是一種創(chuàng)新。[17]

五 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是在對大腦的生理研究的基礎(chǔ)上，用模擬生物神經(jīng)元的某些基本功能的元件（即人工神經(jīng)元），按各種不同的聯(lián)結(jié)方式組織起來的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其目的在于模擬大腦的某些機(jī)理與機(jī)制，實(shí)現(xiàn)某個(gè)方面的功能，例如可以用于模仿視覺、模式識(shí)別、聲音信號(hào)處理、控制、故障診斷等領(lǐng)域，人工神經(jīng)元是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元。[18]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本結(jié)構(gòu)：遞歸（反饋）網(wǎng)絡(luò)和多層（前饋）網(wǎng)絡(luò)，兩種主要學(xué)習(xí)算法：有指導(dǎo)式學(xué)習(xí)和非指導(dǎo)式學(xué)習(xí)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從模擬人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為出發(fā)，具有大規(guī)模并行、分布式存儲(chǔ)和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，特別適合于處理需要同時(shí)考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題，[19]這使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更大的發(fā)展?jié)撃埽壳耙呀?jīng)開發(fā)和應(yīng)用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有30多種。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在教育中的應(yīng)用大多是與教學(xué)專家系統(tǒng)相結(jié)合，以此來改進(jìn)教學(xué)專家系統(tǒng)的性能，提高智能性，使其在教學(xué)過程中對突發(fā)問題具有更好的應(yīng)對能力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校管理中也得到應(yīng)用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應(yīng)用于高校管理之中。

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

分布式人工智能是分布式計(jì)算與人工智能結(jié)合的結(jié)果，研究目標(biāo)是要?jiǎng)?chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的精確概念模型，主要研究問題是各Agent之間的合作與對話，包括分布式問題求解和多Agent系統(tǒng)兩個(gè)領(lǐng)域。[20]分布式人工智能系統(tǒng)一般由多個(gè)Agent組成，每個(gè)Agent又是一個(gè)半自治系統(tǒng)，Agent之間及Agent與環(huán)境之間進(jìn)行并發(fā)活動(dòng)并進(jìn)行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統(tǒng)具有并行、分布、開放、協(xié)作和容錯(cuò)等優(yōu)點(diǎn)，在資源、時(shí)空和功能上克服了單智能系統(tǒng)的局限性，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在教學(xué)中引入Agent可以有效地提高教學(xué)系統(tǒng)的智能性，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，并能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行個(gè)性化教育。目前，Agent和多Agent技術(shù)多用于遠(yuǎn)程智能教學(xué)系統(tǒng)，通過利用其分布性、自主性和社會(huì)性等特點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能性，使教學(xué)資源得到充分利用，并可實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，為學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)創(chuàng)造合作性的學(xué)習(xí)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中應(yīng)用Agent技術(shù)的一個(gè)典型是美國南加利福尼亞大學(xué)（USC）開發(fā)的教學(xué)Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中取得的良好效果，促進(jìn)了研究者對分布式人工智能在教育中的應(yīng)用研究。

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)推動(dòng)人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的廣度和深度。從人工智能的應(yīng)用趨勢來看，人工智能在教育中應(yīng)用的擴(kuò)展可以通過以下三個(gè)方面進(jìn)行：一是人工智能與其他先進(jìn)信息技術(shù)結(jié)合。人工智能已經(jīng)與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等有效的融合，為提高學(xué)習(xí)效率和效度提供了有力的技術(shù)支持，而引起教育技術(shù)界廣泛關(guān)注。[23]例如人工智能技術(shù)通過與多媒體技術(shù)相結(jié)合，可以提高智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)效果；與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，可以提高和改進(jìn)遠(yuǎn)程教育的智能性。二是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域間的集成。人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域之間并不是彼此獨(dú)立，而是相互促進(jìn)，相互完善，它們可以通過集成擴(kuò)展彼此的功能和應(yīng)用能力。例如自然語言理解與專家系統(tǒng)、機(jī)器人的集成，為專家系統(tǒng)和機(jī)器人提供了新的知識(shí)獲取途徑。三是人工智能的研究和應(yīng)用出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域，它們是傳統(tǒng)人工智能的延伸與擴(kuò)展，這些新領(lǐng)域有分布式人工智能與Agent、計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)以及人工生命等[24]，這些發(fā)展與應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大潛能，必將對教育產(chǎn)生重要的影響。

技術(shù)發(fā)展不斷發(fā)揮著引導(dǎo)教育技術(shù)研究的作用，一種新興技術(shù)的出現(xiàn)總是會(huì)掀起相應(yīng)的研究熱潮, 引發(fā)對技術(shù)在教育中應(yīng)用的探討、評價(jià)以及與傳統(tǒng)技術(shù)的對比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學(xué)科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭論，但從其研究成果與應(yīng)用效果來看，有著廣闊的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步的開發(fā)和利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 史忠植,王文杰.人工智能[M].北京:國防工業(yè)出版社,2007:1.

[2][11][18][19] 《計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)十萬個(gè)為什么》叢書編輯委員會(huì),計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)十萬個(gè)為什么(8):人工智能[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998:5,189,78-79,84.

[3] 任友群,胡航.論學(xué)習(xí)科學(xué)的本質(zhì)及其學(xué)科基礎(chǔ)[J].中國電化教育,2007,(5):1-5.

[4][21] 蔡瑞英,李長河.人工智能[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2003:12-13.

[5][12][15][20][24] 蔡自興,徐光.人工智能及其應(yīng)用(第三版)――研究生用書[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007: 12-14,19-20.

[6] [荷]山尼•戴克斯特拉,[德]諾伯特•M. 西爾,[德]弗蘭茲•肖特,等.任友群,鄭太年主譯.教學(xué)設(shè)計(jì)的國際觀第2冊:解決教學(xué)設(shè)計(jì)問題[M].北京:教育科學(xué)出版社,2007:67.

[7] 任友群.技術(shù)支撐的教與學(xué)及其理論基礎(chǔ)[M].上海:上海教育出版社,2007:42-43.

[8] 路利娟.應(yīng)用專家系統(tǒng)提升現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的智能化[J].中國教育技術(shù)裝備,2007,(12):79-80.

[9] 陳懇,楊向東,劉莉等.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007:6.

[10] 關(guān)注機(jī)器人幼兒教育――訪鮑青山博士[DB/OL].

[13] 柏宏權(quán),韓慶年.機(jī)器學(xué)習(xí)在適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版),2007,7(4):76-79.

[14] 楊健,趙秦怡.基于案例的推理技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2008,29(3):710-712.

[16] 自然語言理解[DB/OL].

[17] 賈積有.人工智能技術(shù)的遠(yuǎn)程教育應(yīng)用探索――“希賽可”智能型網(wǎng)上英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2006,16(2):26-29.

篇（3）

一、前言

人工智能（Arti?cialIntelligence，簡稱AI)快速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了人們的思維方式、人際互動(dòng)模式以及學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的改變，我國教育部門不斷重視AI技術(shù)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的融合，以更好地促進(jìn)中小學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。AI視域下，教師的工作環(huán)境將會(huì)越來越智慧化，智能閱卷、智能授課和智能評估逐漸成為可能，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)特征，有針對性地對學(xué)生開展個(gè)性化指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生在課堂上也可以更熟練的使用平板電腦而不是手抄本進(jìn)行交流。目前，AI技術(shù)已經(jīng)成為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，不斷推動(dòng)著教育模式的變革、教育理念的更新以及教育體系的重構(gòu)，基礎(chǔ)教育信息化進(jìn)入了創(chuàng)新發(fā)展的2.0時(shí)代[1]。雖然我國AI教育發(fā)展水平落后于國際先進(jìn)水平，尚未在在中小學(xué)教育中普及應(yīng)用，但是我國教育部門已經(jīng)制定和出臺(tái)了相關(guān)政策，以推動(dòng)基礎(chǔ)教育和AI的不斷融合和發(fā)展，可以預(yù)見，AI技術(shù)必將為基礎(chǔ)教育發(fā)展賦予越來越強(qiáng)大的智慧支撐，推動(dòng)基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化。

二、AI教育時(shí)代中小學(xué)教師面臨的挑戰(zhàn)

面對以AI為核心的信息技術(shù)，如何更好的促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，從適應(yīng)到引領(lǐng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)自身的突破性發(fā)展，是教育工作者必須深思的問題。AI技術(shù)在一定程度上提高了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，但是在教師層面還是存在一些問題，使AI技術(shù)與基礎(chǔ)教育在融合過程中面臨一系列的挑戰(zhàn)。1.與AI教育相配套的教學(xué)方法創(chuàng)新性不足AI教育作為一個(gè)高度依賴技術(shù)的跨學(xué)科領(lǐng)域，AI應(yīng)用程序可以在一定程度上扮演教師的角色，觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，分析他們的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，并根據(jù)他們的需求為他們提供即時(shí)幫助。此外，了解AI技術(shù)的能力和特點(diǎn)，教師可以在課堂上采用合適的AI應(yīng)用程序來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、動(dòng)機(jī)或參與度。新技術(shù)影響了教育體制和教學(xué)手段，在這樣的背景下，教師在使用新技術(shù)時(shí)要關(guān)注教育主體、尊重教育主體，而不能秉持以往舊的認(rèn)識(shí)。但是在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中仍存在盲目學(xué)習(xí)的典型問題，教師未能針對學(xué)生的個(gè)性特征而進(jìn)行因材施教，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中存在“一刀切”的現(xiàn)象，而不是被個(gè)性化對待。2.AI師資力量薄弱AI教育屬于多學(xué)科交叉領(lǐng)域，教師一方面要具備心理學(xué)、教育學(xué)和信息技術(shù)等各學(xué)科相關(guān)知識(shí)，另一方面要將這些知識(shí)進(jìn)行整合和運(yùn)用。目前雖然學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈，但是從當(dāng)前AI的師資來看，具有AI學(xué)識(shí)的師資力量十分薄弱，教師普遍缺乏完整而系統(tǒng)講授AI課程的能力和知識(shí)，部分教師簡單地將AI教育視作機(jī)器人教育﹑編程教育、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等，個(gè)別中小學(xué)的AI教師是由其他學(xué)科教師來兼任，此外，AI教師編制不足、師資質(zhì)量不均衡也是突出的問題。教師師資隊(duì)伍建設(shè)是改善AI教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。3.教師培訓(xùn)缺乏針對性目前教師已了解到AI在教學(xué)方面發(fā)揮的積極作用，并認(rèn)可AI對教學(xué)的促進(jìn)作用，但大部分教師都是停留在簡單的意識(shí)層面，在教學(xué)實(shí)踐中并未真正去落實(shí)。雖然存在以上問題，但是大部分AI教育教師沒有接受專業(yè)培訓(xùn)，在講授AI知識(shí)時(shí)，缺乏深入性，只能浮于表面，有違學(xué)科初衷。4.實(shí)施路徑單一AI教育作為新興學(xué)科，是基于時(shí)代最新技術(shù)的教育，要求教師在專業(yè)發(fā)展過程中，一方面要注重掌握各學(xué)科知識(shí)，另一方面更要注重教師專業(yè)發(fā)展的實(shí)踐性和情境性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與和體驗(yàn)。但是目前中小學(xué)AI教育實(shí)施路徑比較單一，在課程設(shè)計(jì)上，教師主要停留在傳統(tǒng)的信息技術(shù)與教學(xué)設(shè)計(jì)層面，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)和實(shí)踐中難以系統(tǒng)而深入掌握AI的技術(shù)、方法和基本理念。在教授形式上，主要采用課堂教學(xué)的方式對AI知識(shí)進(jìn)行講解，而學(xué)生實(shí)踐和體驗(yàn)的機(jī)會(huì)相對較少。

三、AI視域下中小學(xué)教師發(fā)展路徑

中小學(xué)教師如何更好適應(yīng)AI時(shí)代，更好的構(gòu)建AI教育生態(tài)體系，以促進(jìn)AI與基礎(chǔ)教育的深度融合，主要有以下路徑：1.培養(yǎng)信息素養(yǎng)信息素養(yǎng)的本質(zhì)是全球信息化，人們需要具備的一種能力。面對AI技術(shù)的迅速發(fā)展，中小學(xué)教師應(yīng)注重信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，信息素養(yǎng)主要包括兩方面內(nèi)容，即信息技術(shù)素養(yǎng)和信息意識(shí)素養(yǎng)。在信息技術(shù)素養(yǎng)方面，中小學(xué)教師應(yīng)呈現(xiàn)趣味性強(qiáng)的教學(xué)課件、流暢的運(yùn)用多媒體、及時(shí)反饋學(xué)生的問題等調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，以激發(fā)學(xué)生各科的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。此外，中小學(xué)教師要保持對新技術(shù)的敏感性。信息意識(shí)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)中的觀念性成分，是教師對信息的態(tài)度、認(rèn)識(shí)層面的關(guān)鍵要素，是信息素養(yǎng)的重要組成部分。中小學(xué)教師在信息意識(shí)層面，要積極接受新興技術(shù)帶來的學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的改變，決定性意義轉(zhuǎn)變的前提是更新觀念。2.提升職業(yè)道德素養(yǎng)恪守職業(yè)道德：傳道、授業(yè)、解惑是中小學(xué)教師的主要職責(zé)。隨著AI與教育的融合，智能平板等設(shè)備可以在一定程度上代替教師講授知識(shí)、解疑答難和閱卷評分，AI在得到科學(xué)利用的前提下，可以成為師生的強(qiáng)大助手，從而大幅提升教與學(xué)的效率。教師應(yīng)積極面對AI技術(shù)給教育帶來的便利，提高自身的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)新性，呵護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題。引導(dǎo)學(xué)生樹立正確價(jià)值觀、道德觀和法治觀：如今AI技術(shù)迅速進(jìn)入中小學(xué)生的課堂教學(xué)，深刻改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)模式和師生互動(dòng)模式，一方面教師要充分將AI技術(shù)有效整合到課堂，另一方面也要正視AI的使用邊界，AI技術(shù)快速發(fā)展有可能帶來倫理風(fēng)險(xiǎn)。在中小學(xué)階段不乏這樣的例子，有些學(xué)生利用課堂上學(xué)到的編程知識(shí)去充當(dāng)黑客，或者產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)成癮行為，以上學(xué)生的偏差行為已經(jīng)觸及價(jià)值觀的層面，對自身的身心健康產(chǎn)生不利影響。因此，面對AI技術(shù)的迅猛發(fā)展，教師要有效的應(yīng)對信息技術(shù)帶來的倫理挑戰(zhàn)，深入研究思考并引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀、道德觀和法治觀，提升學(xué)生的誠信意識(shí)和社會(huì)信用水平。3.更新教育教學(xué)觀念改變傳統(tǒng)單一教學(xué)模式：隨著AI技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能化推送等教育產(chǎn)品層出不窮，如果不能科學(xué)利用這些技術(shù)產(chǎn)品營造適合學(xué)生成長的教學(xué)生態(tài)環(huán)境，技術(shù)將無法真正促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)水平的提升。AI視域下，教師要接受并適應(yīng)智能技術(shù)給教育帶來的變化，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育觀念和教師角色，同時(shí)，教師在教學(xué)中應(yīng)考慮學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的階段性特征，適時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)策略及學(xué)習(xí)中遇到的學(xué)習(xí)障礙，利用多樣的教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)過程將知識(shí)獲取和能力培養(yǎng)結(jié)合起來，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知和非認(rèn)知能力的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面和個(gè)性化發(fā)展。課堂教學(xué)中，教師應(yīng)改變“灌輸式”“注入式”等單一的教學(xué)模式，充分利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法多樣化，活躍課堂氛圍，提高課堂效率，樹立教學(xué)、體驗(yàn)和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)觀，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，中小學(xué)AI教育在實(shí)施路徑方面應(yīng)該多元化，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知、實(shí)踐和體驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。此外，教師要看到學(xué)生的不同進(jìn)度和情感需求，借助于AI技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的發(fā)展節(jié)奏制定不同的學(xué)習(xí)計(jì)劃，做到因材施教，為每一位學(xué)生成長提供學(xué)伴式幫助。注重培養(yǎng)線上和線下相結(jié)合的自主學(xué)習(xí)能力：AI視域下信息技術(shù)與基礎(chǔ)教育的融合，網(wǎng)絡(luò)在線平臺(tái)為教師提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，教師要更新自身舊的知識(shí)框架，進(jìn)而不斷提高自身的知識(shí)體系。針對目前存在的教師培訓(xùn)缺乏針對性的現(xiàn)狀，教師可以加強(qiáng)線上自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)教學(xué)中常用的AI技術(shù)和程序。首先，線上學(xué)習(xí)過程中，面對網(wǎng)絡(luò)和AI應(yīng)用提供的多種類別的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師要根據(jù)所教學(xué)科和所任學(xué)段的學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，以便信息技術(shù)可以更充分地服務(wù)于教學(xué)，從而提高教學(xué)水平。其次，教師在注重線上學(xué)習(xí)的同時(shí)，也要注重線下學(xué)習(xí)，教師在教學(xué)中可以組織課前、課后的學(xué)習(xí)討論小組，就教學(xué)中遇到的問題進(jìn)行面對面的溝通與交流。

四、結(jié)語

AI技術(shù)的迅速發(fā)展，給基礎(chǔ)教育帶來便利的同時(shí)也必然會(huì)帶來較大的沖擊與挑戰(zhàn)，AI視域下，中小學(xué)教師應(yīng)該以積極的心態(tài)去面對機(jī)遇和挑戰(zhàn)，搶抓機(jī)遇、迎難而上，努力培養(yǎng)自身信息素養(yǎng)，提升職業(yè)道德素養(yǎng)，更新教育教學(xué)觀念，在人與機(jī)器日益激烈的競爭中獲得主導(dǎo)地位，在基礎(chǔ)教育改革發(fā)展浪潮中實(shí)現(xiàn)跨越式自我發(fā)展。

篇（4）

人工智能時(shí)代的教育變革

一、人工智能驅(qū)動(dòng)智慧教育

當(dāng)前，以人工智能為代表的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入到一個(gè)前所未有的活躍期。當(dāng)人類社會(huì)邁進(jìn)信息時(shí)代的新階段——人工智能時(shí)代，這種工業(yè)化的教育體系已經(jīng)無法滿足未來社會(huì)對人才的需求，時(shí)展迫切需要一場教育變革。換句話說，教育不是由外而內(nèi)傳遞知識(shí)，而是由內(nèi)而外覺悟智慧。這就要求，我們必須打破整齊劃一的傳統(tǒng)教育形態(tài)，構(gòu)建與人工智能時(shí)代相適應(yīng)的智慧教育體系，利用智能技術(shù)對學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方式、管理模式進(jìn)行系統(tǒng)化改造，為學(xué)生提供富有選擇、更有個(gè)性、更加精準(zhǔn)的智慧教育。

二、智慧教育的理念內(nèi)涵

綜合已有研究，我們認(rèn)為，智慧教育是指以“人的智慧成長”為導(dǎo)向，運(yùn)用人工智能技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)方式和教育管理的智慧轉(zhuǎn)型，在普及化的學(xué)校教育中提供適切的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，形成精準(zhǔn)、個(gè)性、靈活的教育服務(wù)體系，最大限度地滿足學(xué)生的成長需要。只有把“人”置于教育的最高關(guān)注，發(fā)掘人的潛能，喚醒人的價(jià)值，啟發(fā)人的智慧，才能從容應(yīng)對人工智能時(shí)代帶來的挑戰(zhàn)。智慧教育不僅是教育基礎(chǔ)設(shè)施的信息化、智能化，而且是教育理念與教育方式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，從注重“物”的建設(shè)向滿足“人”的多樣化需求和服務(wù)轉(zhuǎn)變。

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

虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用與前景展望

一、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的起源、概念和應(yīng)用領(lǐng)域

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的起源

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡稱VR）技術(shù)描述的就是我們現(xiàn)在熟悉的“虛擬現(xiàn)實(shí)”。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR）是指在真實(shí)環(huán)境之上提供信息性和娛樂性的覆蓋。

我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究起步于20 世紀(jì)90 年代初。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程等的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到相當(dāng)?shù)闹匾暋?016 年3 月17 日全國兩會(huì)授權(quán)的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中指出：“大力推進(jìn)先進(jìn)半導(dǎo)體、機(jī)器人、增材制造、智能系統(tǒng)、新一代航空裝備、空間技術(shù)綜合服務(wù)系統(tǒng)、智能交通、精準(zhǔn)醫(yī)療、高效儲(chǔ)能與分布式能源系統(tǒng)、智能材料、高效節(jié)能環(huán)保、虛擬現(xiàn)實(shí)與互動(dòng)影視等新興前沿領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，形成一批新增長點(diǎn)?！?/p>

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的概念、特征和應(yīng)用領(lǐng)域

1. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)，是一種基于多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)的沉浸式交互環(huán)境。具體地說，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成逼真的視覺、聽覺、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構(gòu)想性(Imagination)，是一個(gè)學(xué)科高度綜合交叉的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)與人工智能 (AI) 技術(shù)及其他相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)結(jié)合，將會(huì)使其還具有智能(Intelligent) 和自我演進(jìn)演化(Evolution) 特征。頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，即可觀看虛擬現(xiàn)實(shí)視頻介紹。

虛擬現(xiàn)實(shí)涉及門類眾多的學(xué)科，整合了很多相關(guān)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)是未來科技發(fā)展的方向之一，它可以從人的感覺系統(tǒng)上改變現(xiàn)有的空間感。虛擬現(xiàn)實(shí)現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為硬件設(shè)計(jì)開發(fā)、軟件設(shè)計(jì)開發(fā)、資源設(shè)計(jì)開發(fā)和資源運(yùn)營平臺(tái)等幾種類別。通過虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)的突破以及“虛擬現(xiàn)實(shí)+”的帶動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生大量行業(yè)和領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)終端應(yīng)用帶來全新發(fā)展，將會(huì)推動(dòng)許多行業(yè)實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代式的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)可以應(yīng)用于國防軍事、航空航天、智慧城市、裝備制造、教育培訓(xùn)、醫(yī)療健康、商務(wù)消費(fèi)、文化娛樂、公共安全、社交生活、休閑旅游、電視直播等領(lǐng)域中。

2. 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)基于計(jì)算機(jī)的顯示與交互、網(wǎng)絡(luò)的跟蹤與定位等技術(shù)，將計(jì)算機(jī)形成的虛擬信息疊加到現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)場景，以對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行補(bǔ)充，使人們在視覺、聽覺、觸覺等方面增強(qiáng)對現(xiàn)實(shí)世界的體驗(yàn)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)具有三大特點(diǎn)，即虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互和三維配準(zhǔn)。

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

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。如在教育領(lǐng)域增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以為學(xué)生呈現(xiàn)全息圖像、虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬環(huán)境等；在旅游業(yè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以幫助游客自助游玩景區(qū)，以虛擬影像的形式為游客講解景區(qū)概況、發(fā)展歷史、人文景觀等內(nèi)容；在零售業(yè)中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一鍵試穿，在網(wǎng)上銷售中具有極大的應(yīng)用空間。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、市政、電視、游戲、展覽等領(lǐng)域都表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的具體應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用潛力巨大、前景廣闊，主要體現(xiàn)在運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)、感受心理沉浸、跨越時(shí)空界限、動(dòng)感交互穿越和跨界知識(shí)融合等多方面的優(yōu)勢。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)榻逃ぷ髡咛峁┤碌慕虒W(xué)工具，同時(shí)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣，讓學(xué)生在動(dòng)手體驗(yàn)中迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。因此虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育行業(yè)是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的飛躍， 它營造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式演變?yōu)閷W(xué)生通過新型信息化環(huán)境和工具來獲取知識(shí)和技能的新型學(xué)習(xí)方式，符合新一輪教學(xué)改革的教育理念，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備有多種，這里分別介紹各種設(shè)備在教學(xué)中的具體應(yīng)用。

（一）頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用

頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備一般包含頭戴式顯示器、位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和其他設(shè)備等，分為移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和分體式虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔。國外有臉譜、谷歌、微軟、三星等公司的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔產(chǎn)品，國內(nèi)有微視酷、蟻視、暴風(fēng)魔鏡、中興、樂視、華為、小米等100 多種虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔產(chǎn)品。結(jié)合國內(nèi)外的研究報(bào)告以及目前虛擬現(xiàn)實(shí)教育實(shí)踐情況，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在生物、物理、化學(xué)、工程技術(shù)、工藝加工、飛行駕駛、語言、歷史、人文地理、文化習(xí)俗等教學(xué)中均可應(yīng)用。

學(xué)生使用頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備體驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)具有置身真實(shí)情境的沉浸式感覺，能給學(xué)生以絕佳的真實(shí)體驗(yàn)， 使人如身臨其境，讓書本中的內(nèi)容可觸摸、可互動(dòng)、可感知。例如地理學(xué)科講述關(guān)于宇宙太空星際運(yùn)行的課程時(shí)，在現(xiàn)實(shí)生活中學(xué)生無法遨游太空，如果戴上頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，就可以讓學(xué)生從各個(gè)角度近距離觀察行星、恒星和衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡，觀察每個(gè)星球的地表形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至能夠降落在火星或月球上進(jìn)行“實(shí)地” 考察、體驗(yàn)星際之旅等。虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備， 手機(jī)掃描二維碼觀可看虛擬現(xiàn)實(shí)效果視頻。

（三）手持式虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用

手持式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備多采用移動(dòng)設(shè)備與APP 軟件相結(jié)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖書都有相配套的APP，如《機(jī)器人跑出來了》《實(shí)驗(yàn)跑出來了》《恐龍爭霸賽來了》這套“科學(xué)跑出來”系列增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)科普讀物有iRobotAR、iScienceAR、恐龍爭霸賽來了等多個(gè)APP，它們的原理都是采用手機(jī)攝像頭獲取現(xiàn)實(shí)世界影像，通過手機(jī)在現(xiàn)實(shí)世界上疊加虛擬形象的形式，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(shí)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(jī)APP 與相配套的紙質(zhì)圖書一起使用，用手機(jī)攝像頭掃描圖書上的圖片，在手機(jī)屏幕上即可呈現(xiàn)出演示效果；另一種使用方法是運(yùn)用APP 下載增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)資源并與外界實(shí)景疊加即可呈現(xiàn)出演示效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)特效非常逼真，利用這些APP 進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程具有真實(shí)感、體驗(yàn)感、沉浸感，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，可以達(dá)到寓教于樂的教學(xué)效果。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢分析

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了有利條件

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源存在形式多種多樣， 根據(jù)采用的設(shè)備不同，可以將教學(xué)資源保存在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營平臺(tái)、桌面式設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和紙質(zhì)圖書里，學(xué)生可以在不同的地方采用不同的設(shè)備調(diào)用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源進(jìn)行隨時(shí)隨地的自主學(xué)習(xí)。如果學(xué)生在課堂上有些知識(shí)點(diǎn)未能掌握，可以重新學(xué)習(xí)一遍，增加對知識(shí)的鞏固和理解，有時(shí)學(xué)生因?yàn)樘厥庠蛭茨茉谡n堂上學(xué)習(xí)，也可以課后彌補(bǔ)，同時(shí)可以將虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備作為載體采用“翻轉(zhuǎn)課堂”或“微課導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式組織教學(xué)，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)條件，教師也可以從繁重的重復(fù)性講解中解脫出來，有針對性地為學(xué)生答疑解惑，有助于傳統(tǒng)教學(xué)方式的變革。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生提供更加真實(shí)的情景

在傳統(tǒng)的教學(xué)課堂上，知識(shí)的傳輸主要通過文字、圖片、聲音、動(dòng)畫和視頻的形式呈現(xiàn)。遇到比較復(fù)雜的情況，比如數(shù)學(xué)課的立體幾何、地理課的天體運(yùn)動(dòng)、物理課的磁力線和電力線、化學(xué)課的微觀粒子結(jié)構(gòu)、生物課的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，教師用語言很難把這些知識(shí)點(diǎn)表達(dá)得非常清晰，同時(shí)由于每個(gè)學(xué)生的理解力不同，教學(xué)效果也會(huì)因人而異，甚至初次學(xué)習(xí)這些知識(shí)的學(xué)生會(huì)得到“盲人摸象”般的感受。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)組織教學(xué)，三維立體效果的呈現(xiàn)可以彌補(bǔ)這樣的缺憾，能夠把知識(shí)立體化，把難以想象的東西直接以三維形式呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生直觀感受到文字所表達(dá)不出來的知識(shí)，真實(shí)的情景可以幫助學(xué)生對知識(shí)的理解和記憶，使學(xué)生的想象變得更加豐富。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

由于虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有視覺、聽覺和觸覺一體化的感知效果，學(xué)生具有真實(shí)情境體驗(yàn)、跨越時(shí)空界限、動(dòng)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(nèi)容可觸摸、可互動(dòng)、可感知。身臨其境的感受和自然豐富的交互體驗(yàn)不僅極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，更給學(xué)習(xí)者提供了大量親身觀察、操作以及與他人合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)了學(xué)生的認(rèn)知加工過程及知識(shí)建構(gòu)過程，有利于實(shí)現(xiàn)深層次理解。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式讓很多學(xué)生覺得枯燥乏味， 為了應(yīng)付考試不得不去死記硬背，但很多知識(shí)學(xué)生考完之后很快會(huì)忘得一干二凈，而采用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)組織教學(xué)，新穎的學(xué)習(xí)方式和豐富多彩的學(xué)習(xí)內(nèi)容能夠極大地提升課堂教學(xué)的趣味性，生動(dòng)形象的場景會(huì)加強(qiáng)學(xué)生的記憶，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！芭d趣是最好的老師”，興趣也是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的不竭動(dòng)力。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用能促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源均衡化

我國幅員遼闊，地區(qū)之間貧富差距較大，存在教學(xué)資源分配不均的情況。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)無論是軟硬件配置， 教學(xué)師資和教學(xué)資源都非常豐富，而經(jīng)濟(jì)落后、地域偏遠(yuǎn)的山村學(xué)校學(xué)生連接受最基本的教育都難以實(shí)現(xiàn)。各級(jí)政府和教育主管部門都在大力推進(jìn)教育均衡發(fā)展，加大教育投資力度，而虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用將是解決城鄉(xiāng)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(kuò)大優(yōu)質(zhì)資源的分享范圍，能讓教育資源不再受限于地區(qū)和學(xué)校，讓教育發(fā)達(dá)地區(qū)的名教師通過虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)課堂走進(jìn)山村學(xué)校，能通過整體優(yōu)化教育資源配置，來縮小城鄉(xiāng)差距，實(shí)現(xiàn)教育公平，同時(shí)這也是教育扶貧的較佳途徑。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

雖然虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式、提高學(xué)習(xí)興趣、實(shí)現(xiàn)教育均衡發(fā)展，但虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展還處在初級(jí)應(yīng)用階段，在技術(shù)瓶頸、資源開發(fā)、教學(xué)內(nèi)容和推廣普及等方面還存在很多問題。

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備應(yīng)用中的眩暈問題

人們在使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備時(shí)會(huì)出現(xiàn)眩暈感，從硬件結(jié)構(gòu)來看，由于現(xiàn)在的科技還無法做到高度還原真實(shí)場景，許多用戶使用配置達(dá)不到要求的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品時(shí)會(huì)產(chǎn)生眩暈感；虛擬現(xiàn)實(shí)界面中的視覺反差較大，實(shí)際運(yùn)動(dòng)與大腦運(yùn)動(dòng)不能夠正常匹配，影響大腦對所呈現(xiàn)影像的分析和判斷，從而產(chǎn)生眩暈感；虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的內(nèi)容有相當(dāng)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(xiàn)實(shí)設(shè)備，不同的系統(tǒng)處理上也無法達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，畫面感光線太強(qiáng)或太弱都不能讓用戶接受；虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備幀間延遲跟不上人的運(yùn)動(dòng)，會(huì)有微小的延遲感，當(dāng)感官與幀率不同步時(shí)也會(huì)讓使用者產(chǎn)生眩暈感。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中資源短缺

目前虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)剛起步，軟硬件設(shè)施不完備，開發(fā)人員技術(shù)力量不足，很多學(xué)校未配備虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備；中小學(xué)校的很多教師還沒有接觸過虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，不知道如何在教學(xué)中應(yīng)用，更談不上如何去開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源。因此，針對中小學(xué)教學(xué)所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)資源很少，課程資源短缺是虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在中小學(xué)推廣的最大瓶頸。但隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛發(fā)展，將虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)勢在必行，未來虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用勢必帶來課堂教學(xué)方式的顛覆性改變。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)平臺(tái)和資源的設(shè)計(jì)重形式輕內(nèi)容

當(dāng)前很多虛擬現(xiàn)實(shí)教育平臺(tái)都只是在一個(gè)3D 視頻或虛擬現(xiàn)實(shí)軟件游戲的基礎(chǔ)上構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)。雖然學(xué)生在虛擬世界玩得津津有味，課堂氣氛很活躍，學(xué)生互動(dòng)、交流和討論很熱烈，表面上看學(xué)生得到了沉浸式的體驗(yàn)感，但是有些虛擬現(xiàn)實(shí)教育平臺(tái)所提供的知識(shí)點(diǎn)講解還停留在現(xiàn)實(shí)世界中，課本內(nèi)容的單調(diào)、枯燥并沒有因軟件的存在而得到緩解，知識(shí)要點(diǎn)的講解沒有變得更加生動(dòng)、有趣和有針對性，這種只重視形式而不重視內(nèi)容、教與學(xué)完全脫節(jié)的虛擬現(xiàn)實(shí)課堂只能稱為“偽虛擬現(xiàn)實(shí)課堂”。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備價(jià)格較高和技術(shù)條件限制導(dǎo)致普及困難

企業(yè)的前期研發(fā)成本較高、設(shè)備銷售量較少，導(dǎo)致多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備銷售價(jià)格居高不下， 很多學(xué)校因資金問題望而卻步，無力購買售價(jià)高昂的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，進(jìn)而導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在學(xué)校的推廣普及步履艱難。大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件普遍存在語言專業(yè)性較強(qiáng)、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(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)花費(fèi)巨大且效果有限。另外在新型傳感應(yīng)用、物理建模方法、高速圖形圖像處理、人工智能等領(lǐng)域，都有很多問題亟待解決。三維建模技術(shù)也需進(jìn)一步完善，大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的融合處理等都有待進(jìn)一步提升。以上諸多原因的存在制約了虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的推廣和普及。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的前景展望

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展對未來教學(xué)形式的影響

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在云計(jì)算、霧計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能突飛猛進(jìn)的新時(shí)代背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)融合，將會(huì)讓虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用如虎添翼。

篇（5）

高中信息技術(shù)本身具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，但是很多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)只對實(shí)踐知識(shí)感興趣，而新課改的教學(xué)理念是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。所以教師在教學(xué)過程中應(yīng)該注意采用合理的教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)，據(jù)此本文與讀者對高中信息技術(shù)理論課教學(xué)策略進(jìn)行共同分析。

一、高中信息技術(shù)理論課的特點(diǎn)

1.抽象性

雖然高中信息技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，但是實(shí)踐的基礎(chǔ)是理論知識(shí)，只有將理論和實(shí)踐有效結(jié)合起來才能真正培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。高中信息技術(shù)理論知識(shí)具有抽象性的特點(diǎn)，如算法與程序設(shè)計(jì)，其中的內(nèi)容不僅涉及編程語言，還涉及語句結(jié)構(gòu)，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這一節(jié)知識(shí)內(nèi)容時(shí)，經(jīng)常是不知所云。所以教師應(yīng)該采用合理的教學(xué)模式幫助學(xué)生理解抽象的知識(shí)內(nèi)容。

2.知識(shí)瑣碎

高中信息技術(shù)旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，所以課程內(nèi)容涵蓋了很多的知識(shí)點(diǎn)，但是這些知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系又不太密切。如選修1算法與程序設(shè)計(jì)和選修2多媒體技術(shù)應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)性就不太強(qiáng)，一個(gè)是偏重計(jì)算機(jī)語言，另一個(gè)是偏重計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用。所以教師在教學(xué)過程中應(yīng)該采取合適的教學(xué)策略幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生的水平參差不齊

高中信息教材是按照學(xué)生具有一定的信息基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是實(shí)際情況是有的學(xué)生對信息技術(shù)了解得比較多，可能在進(jìn)入學(xué)校之前就已經(jīng)了解了計(jì)算機(jī)的工作原理或者一些基本軟件的應(yīng)用。而有的學(xué)生在學(xué)習(xí)之前可能很少接觸計(jì)算機(jī)，這種情況在農(nóng)村學(xué)生中比較常見，很多學(xué)生因?yàn)榧彝ソ?jīng)濟(jì)條件的限制很少能接觸到計(jì)算機(jī)。所以總體表現(xiàn)出來的就是學(xué)生的學(xué)習(xí)水平參差不齊，這給教師的講授帶來一定的難度。

二、高中信息技術(shù)理論課教學(xué)策略

1.創(chuàng)建情境教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，但是很多學(xué)生沒有積極學(xué)習(xí)信息技術(shù)理論知識(shí)。雖然有的學(xué)生在剛開始有學(xué)習(xí)興趣，但是隨著課程難度的增加，慢慢地失去了學(xué)習(xí)興趣。所以教師在教學(xué)過程中應(yīng)該借助情境教學(xué)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。情境教學(xué)不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還能加深對理論知識(shí)的理解。

比如，在講授獲取網(wǎng)上信息一節(jié)時(shí)，教師可以根據(jù)教材中的搜索技巧、關(guān)鍵詞、搜索引擎等為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)，在課堂的開始教師先點(diǎn)出本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是利用互聯(lián)網(wǎng)查找自己需要的信息。然后教師給學(xué)生設(shè)置一些問題讓學(xué)生搜索答案，如2004年的希臘雅典奧運(yùn)會(huì)中國隊(duì)獲得的32塊金牌的運(yùn)動(dòng)員和項(xiàng)目、北京到廣州的火車車次，在這個(gè)過程中教師不要限制學(xué)生的搜索方法，之后再讓學(xué)生用電子表格的形式記錄下他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。教師根據(jù)這些學(xué)習(xí)記錄再給學(xué)生進(jìn)行針對性講解。如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師會(huì)在課堂的開始就給學(xué)生講授獲取信息的途徑和方法等，當(dāng)教師講授完之后，課堂時(shí)間也該結(jié)束了。由此可見，情境教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，所以教師在講授信息技術(shù)理論知識(shí)時(shí)應(yīng)該重視情境教學(xué)的應(yīng)用。

2.運(yùn)用多媒體技術(shù)降低學(xué)習(xí)難度

多媒體技術(shù)能給學(xué)生提供生動(dòng)的視頻、圖片，從而使抽象的信息技術(shù)知識(shí)變得更加生動(dòng)、形象。很多教師在高中課堂上都會(huì)運(yùn)用多媒體技術(shù)，它不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能使學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，所以在講授高中信息技術(shù)中的一些抽象知識(shí)時(shí)，教師可以充分利用多媒體的優(yōu)勢設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

比如，在講授人工智能時(shí)，教師可以給學(xué)生先展示一些有關(guān)機(jī)器人、智能家居的視頻，先讓學(xué)生對人工智能有一個(gè)直觀的感受，然后教師再通過智能機(jī)講名字從而撥出電話這一實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生切身感受到人工智能的用途。最后讓學(xué)生嘗試著玩五子棋對弈軟件，讓學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能。這樣做不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能激活信息技術(shù)課堂。又如，在講授算法與程序設(shè)計(jì)一節(jié)時(shí)，教師可以通過智力Flash游戲狼、羊、菜過河來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并讓學(xué)生體會(huì)算法的作用。這個(gè)游戲主要是用if等運(yùn)算語句來體現(xiàn)這三個(gè)動(dòng)物的過河順序，從而設(shè)計(jì)出c++語言代碼。綜上所述，在高中信息技術(shù)理論知識(shí)的教授中，教師應(yīng)該注重采用靈活多變的教學(xué)模式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

高中信息技術(shù)理論知識(shí)雖然具有一定的抽象性，但是教師可以采用靈活多變的教學(xué)模式來降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。教師可以通過運(yùn)用多媒體、創(chuàng)建情境教學(xué)等方式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生能夠?qū)Ｗ⒌礁咧行畔⒗碚撝R(shí)的學(xué)習(xí)中。這不僅是新課改推行的必然結(jié)果，也是高中信息技術(shù)教學(xué)體系發(fā)展的客觀需求。

參考文獻(xiàn)：

篇（6）

中圖分類號(hào)：G521 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

新課標(biāo)的全面普及，已經(jīng)很明確的表明學(xué)生作為語文學(xué)習(xí)的主體，小學(xué)語文教育必須圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣去引導(dǎo)，注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)思考能力，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性思維，鼓勵(lì)學(xué)生尋找屬于自己的學(xué)習(xí)方式。針對小學(xué)學(xué)生的思維方式，心理特征，根據(jù)學(xué)生不同時(shí)期的不同狀況采取最合理的教學(xué)方法進(jìn)行教育，才能根本性地提高小學(xué)語文的教學(xué)質(zhì)量。

1小學(xué)語文教育現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的教學(xué)方式比較單一，都是圍繞學(xué)會(huì)母語這一主題進(jìn)行教育，培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)字認(rèn)字能力，束縛限制了小學(xué)生的思維和創(chuàng)造力，使得學(xué)生對于學(xué)習(xí)失去主動(dòng)性，最終導(dǎo)致整體的教學(xué)水平無法提高。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容只注重課本上所給出的知識(shí)，忽略了學(xué)生在這個(gè)時(shí)期對于所需要知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，而枯燥的課堂很難把學(xué)生的精力集中到學(xué)習(xí)課本知識(shí)上，并且傳統(tǒng)的考試方式也限制了學(xué)生個(gè)性思維的發(fā)展，長此以往，整個(gè)教育結(jié)果令所有人擔(dān)憂。從教師方面來說，各個(gè)地區(qū)的師資力量水平也是高低不平，以及對于新課標(biāo)的重視程度都不一樣，也是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素。

語文是一門能全方位培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的學(xué)科，我國文學(xué)教育具有非常悠久的歷史，更是有著一批對于古今文學(xué)界有著重要影響的文人，他們在文學(xué)方面做出的貢獻(xiàn)對于我國的教育事業(yè)有著舉足輕重的作用。然而，我國目前的小學(xué)教育仍然以應(yīng)試教育為主，導(dǎo)致我國教學(xué)質(zhì)量的落后與低效，很多小學(xué)的教育理念也沒有與時(shí)俱進(jìn)，沒有落實(shí)“以人為主”的思想。語文知識(shí)是人們?nèi)粘Ｉ罱涣髯罨镜墓ぞ?，在我國傳統(tǒng)文化中占有很大的比重，小學(xué)語文教育應(yīng)該要以提高學(xué)生的文化水平修養(yǎng)為目標(biāo)，努力為其他學(xué)科的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的小學(xué)語文教育要做到把基礎(chǔ)知識(shí)的傳授和德育素養(yǎng)的培養(yǎng)相結(jié)合。通過這么多年的語文教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我國已經(jīng)形成了自己的獨(dú)特語文教學(xué)體系。雖然隨著整個(gè)世界的國際化大趨勢，英語及其他課程的出現(xiàn)對于語文的地位產(chǎn)生了很大的威脅，但是我們自身要認(rèn)清語文的重要性，尤其是對于剛處于啟蒙階段的小學(xué)生來說，語文一定要成為小學(xué)教育的重中之重。

2語文教育的改革創(chuàng)新

中華文明經(jīng)過五千年的歷史傳承，先人通過自己的智慧，在文化精神的傳播中留下了寶貴的財(cái)富。文學(xué)的傳承在寫意的創(chuàng)作手法方面更是有著無與倫比的創(chuàng)作優(yōu)勢，這對于啟蒙階段學(xué)生思維的培養(yǎng)構(gòu)建提供了很大的幫助。

有許多的詩詞已經(jīng)融入到小學(xué)課本中，讓學(xué)生對于中國傳統(tǒng)文化的認(rèn)知和學(xué)習(xí)更加的便捷。運(yùn)用通俗的教學(xué)方式使得學(xué)生更加容易提高對語文知識(shí)的積累量，教師在日常的教學(xué)過程中，要想方設(shè)法的培養(yǎng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，讓學(xué)生的個(gè)性思維得以展現(xiàn)，僅僅單一的傳授知識(shí)，很難提起W生的學(xué)習(xí)興趣，甚至使學(xué)生產(chǎn)生抵觸情緒。所以，能否調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性對于教學(xué)的效果有重大的影響。

創(chuàng)新是社會(huì)進(jìn)步的主要力量，保守的教學(xué)方式只會(huì)使教學(xué)質(zhì)量越來越差，我們需要對小學(xué)語文的教育進(jìn)行深入的改革，打造一個(gè)全新高效的教育體系，培養(yǎng)出更多對社會(huì)有用的人。以往的教育中都是老師制定教學(xué)方式，各個(gè)方面都是提前安排好的，照著模式一直重復(fù)教，學(xué)生一直處于被動(dòng)的接受狀態(tài)。無論教學(xué)環(huán)境好與壞，教師的教學(xué)水平認(rèn)識(shí)程度都是學(xué)生學(xué)習(xí)的根本因素。尤其是對于語文的學(xué)習(xí)，教師的能力直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。小學(xué)語文的教育需要有良好專業(yè)基礎(chǔ)以及先進(jìn)教育思想的教師，這些教師在日常的教學(xué)中還需要不斷地改善自己的教學(xué)方式，更加適用于學(xué)生的學(xué)習(xí)。對于剛剛步入學(xué)校的學(xué)生來說，需要的語文教師不僅僅要有淵博的知識(shí)，還要有高尚的道德情懷，在日常學(xué)習(xí)中給予學(xué)生更溫暖的關(guān)懷照顧，拉近與學(xué)生之間的距離，了解學(xué)生真正所需要的，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好上好每一堂課。

3未來的發(fā)展趨勢

語文教師在整個(gè)小學(xué)教育體系中占據(jù)重要的位置，所以各個(gè)學(xué)校在對于教師的選擇上面一定要認(rèn)真進(jìn)行，語文老師不但要有深厚的知識(shí)積累，還要有超出常人的耐心，只有優(yōu)秀的教師才能在整個(gè)教育過程中發(fā)揮出巨大的作用。這種新時(shí)代的語文老師，是突破傳統(tǒng)教育理念限制之后，整個(gè)教育體系建立的基礎(chǔ)，當(dāng)代語文教師接受新的教育理念已經(jīng)成為了教學(xué)工作的前提，只有緊跟時(shí)代進(jìn)步的步伐，才能在教學(xué)中有卓越的表現(xiàn)。

在這個(gè)信息化時(shí)代，把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段與原有的教學(xué)方式相結(jié)合已經(jīng)成為了語文教育的主流，借助投影儀等先進(jìn)設(shè)備能夠充分的調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，對于學(xué)生的思維有更好的開發(fā)作用。隨著信息時(shí)代的高速發(fā)展，出現(xiàn)了新的科技產(chǎn)物，人工智能工具憑借其本身的獨(dú)特優(yōu)勢為我國教育體制增添了新的色彩。人工智能在我國教育體制中的應(yīng)用，又將是真?zhèn)€教育體制的一次新的改革，對于教育事業(yè)的發(fā)展具有里程碑式的意義。

4結(jié)語

面對著飛速發(fā)展的信息化時(shí)代，我們應(yīng)該努力的跟緊前進(jìn)的腳步，不斷地對原有的體系進(jìn)行創(chuàng)新改革。當(dāng)前小學(xué)語文教育不僅僅要打破固有的教學(xué)模式，還要為我國整個(gè)教育體制帶來新的機(jī)遇和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇（7）

Scratch是由美國麻省理工學(xué)院開發(fā)的，專為八歲以上兒童設(shè)計(jì)的，以搭積木的方式快速實(shí)現(xiàn)程序編寫的軟件，它讓學(xué)生能夠在圖形化的環(huán)境下輕松掌握程序設(shè)計(jì)的精髓，學(xué)生在學(xué)習(xí)編程過程中培養(yǎng)了創(chuàng)新能力與解決問題的能力。因此，姑蘇區(qū)將Scratch項(xiàng)目引入課堂，它的出現(xiàn)不僅為信息技術(shù)課堂增添了活力，更主要的是通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生在利用Scratch進(jìn)行創(chuàng)作中培養(yǎng)了邏輯思維能力、數(shù)字化文化創(chuàng)作能力以及解決問題的能力。

二、項(xiàng)目主要做法

1. 廣泛研究，出版刊物

由于Scratch由國外引進(jìn)，國內(nèi)幾乎沒有可作參考與借鑒的成功案例，我們立足自主、立足課堂開展研究，將Scratch與實(shí)際教學(xué)相融合，并加以實(shí)踐、反思與總結(jié)，根據(jù)Scratch模塊的特點(diǎn)編寫了十個(gè)Scratch案例，在國內(nèi)率先撰寫了《Scratch兒童編程樂園》一書。該書以快樂學(xué)習(xí)、自主探究為出發(fā)點(diǎn)，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為框架，旨在啟發(fā)學(xué)生的宏觀程序設(shè)計(jì)思維，不僅是程序設(shè)計(jì)技能的學(xué)習(xí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)一種化繁為簡的解決問題方法。該本土化教材，也為Scratch進(jìn)入課堂奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2. 引入課堂，組織教學(xué)

在引入課堂教學(xué)方面，我們多次進(jìn)行了調(diào)研和實(shí)踐，摸索出了一條Scratch與課堂教學(xué)有效結(jié)合的教學(xué)之路。我們的做法是以解決實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，合理拆分重點(diǎn)，逐步化解難點(diǎn)，通過讓學(xué)生在藝術(shù)創(chuàng)作、人工智能、游戲制作和物聯(lián)感知等工程背景下，滲透編程思維、鍛煉計(jì)算能力、提高藝術(shù)修養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)作精神。

3. 架設(shè)網(wǎng)站，探索分享

除了課堂教學(xué)以外，我們積極探索Scratch的課外學(xué)習(xí)功能，為此我們創(chuàng)造性地開發(fā)了Scratch網(wǎng)站――小貓創(chuàng)意秀。該網(wǎng)站包括優(yōu)秀案例展示、最新上傳、熱門排行等欄目，網(wǎng)站不僅為學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)習(xí)的平臺(tái)，更為學(xué)生打造了一個(gè)分享、互動(dòng)與交流的平臺(tái)。到目前為止，它是繼美國Scratch官網(wǎng)以外第一個(gè)能在網(wǎng)站上分享與互動(dòng)的專題網(wǎng)站，已成為全國少年兒童創(chuàng)新實(shí)踐的基地。

4. 依托網(wǎng)站，開展活動(dòng)

我們充分利用該平臺(tái)，先后舉辦了 “2012中小學(xué)生Scratch創(chuàng)意設(shè)計(jì)比賽”、 第一屆小學(xué)生 “釋放孩子的創(chuàng)造力” Scratch創(chuàng)意大賽，兩項(xiàng)活動(dòng)得到了全國廣大中小學(xué)師生和轄區(qū)內(nèi)學(xué)生的熱烈反響與參與。截至目前，共有來自全國各地的935名學(xué)生注冊會(huì)員并上傳作品，收到作品856件。

5. 組織研討，優(yōu)化應(yīng)用

為了進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)，我們采取走出去請進(jìn)來的策略，加強(qiáng)市、區(qū)域間交流與合作研討，分別與北京、廣州、常州等兄弟教研團(tuán)隊(duì)開展教學(xué)研討活動(dòng)，通過同題異構(gòu)、主題研討的形式與兄弟市區(qū)教師和教研員，共同交流與探討Scratch的課堂價(jià)值與效果，在一定程度上對Scratch項(xiàng)目在本市的推廣與應(yīng)用起到了推波助瀾的作用。

三、項(xiàng)目績效評價(jià)

1. 出版專題教材，發(fā)表多篇論文

項(xiàng)目自實(shí)施以來已取得了一定成績。經(jīng)過近八個(gè)月的努力已完成了全國首個(gè)Scratch讀本――《Scratch兒童編程樂園》的組織編寫，并由江蘇科學(xué)技術(shù)出版社出版發(fā)行。其次，在區(qū)域內(nèi)形成了Scratch教學(xué)研討熱潮，多家出版社約稿專設(shè)Scratch專欄，十多篇研究成果于全國核心刊物，對更大范圍地推廣普及Scratch教學(xué)起到一定的促進(jìn)作用，在全國贏得良好反響。

2. 教學(xué)效果良好，學(xué)生能力提升

Scratch進(jìn)入課堂已有三年了，學(xué)生學(xué)習(xí)程序的積極性大幅提升，相比以前傳統(tǒng)的LOGO教學(xué)，學(xué)生在Scratch課堂上的表現(xiàn)更為主動(dòng)、更加善學(xué)、更有收獲。

Scratch使得學(xué)生的能力得到大幅提升，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）創(chuàng)造力得到激發(fā)?？ㄍɑ膱D形界面和搭積木式的編程序方式使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性被極大地激發(fā)，創(chuàng)新求變的欲望增強(qiáng)。

（2）動(dòng)手實(shí)踐能力得以提升。Scratch中的命令無需記憶，從指令集中拖選出來即可。較低的入門門檻使得學(xué)生樂于動(dòng)手嘗試。

（3）計(jì)算思維能力得到加強(qiáng)。Scratch中包含條件語句、重復(fù)語句、數(shù)字和邏輯判斷、變量和鏈表等程序算法，涉及算法思維、數(shù)學(xué)思維、邏輯思維等多種計(jì)算思維。經(jīng)實(shí)踐觀察，Scratch對學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)和提高有輔助作用。

3. 國內(nèi)首創(chuàng)網(wǎng)站，開展線上活動(dòng)

Scratch專題網(wǎng)站的建立在國內(nèi)屬于首創(chuàng)，該網(wǎng)站與Scratch官網(wǎng)相比界面更為卡通、使用簡單，消除了語言溝通上的障礙。同時(shí)引入評價(jià)機(jī)制由學(xué)生間進(jìn)行互動(dòng)評分，分別從作品的“總體印象、完整性、創(chuàng)造性、趣味性和其他突出表現(xiàn)”五個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主體性和參與度，依托網(wǎng)站開展的多項(xiàng)線上活動(dòng)都開創(chuàng)了全國之最。

四、項(xiàng)目創(chuàng)新啟示

首先，本項(xiàng)目具有鮮明的時(shí)代特征，其以學(xué)生發(fā)展為宗旨，以推進(jìn)課程改革為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，開展了基于Scratch環(huán)境下優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)方式的研究，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)信息技術(shù)課程中教師在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)上的極度缺失，給學(xué)生能力的培養(yǎng)提供了平臺(tái)。

其次，從課堂到課外，通過組織課堂教學(xué)、創(chuàng)意大賽等多種方式加強(qiáng)訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維能力和解決問題的能力，小組合作、網(wǎng)上分享、網(wǎng)上互評等活動(dòng)形式突顯學(xué)生合作精神與分享精神。

同時(shí)，Scratch的橫空出世對于教師來說也是一種全新的體驗(yàn)和挑戰(zhàn)。教師必須站在全新的角度審視原有的教學(xué)觀念，重新定位課堂主體，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，合理安排教學(xué)活動(dòng)，這一切對于教師來說都是一種全新的自我提升和修煉。

隨著Scratch研究的不斷深入，我們發(fā)現(xiàn)其在硬件編程領(lǐng)域也表現(xiàn)出極強(qiáng)的開放性與兒童化，如今在凌秋虹名師工作室成員盧斌、蔣佳琪、徐幀、許凱等老師的探索下，通過Scratch與Arduino控制板的組合，實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與綜合實(shí)踐教育的有機(jī)融合。隨著研究的深入，Scratch與Arduino的整合應(yīng)用可拓展至智能辦公、智能校園、智能家居、智能安防、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，不但可以有助于改善實(shí)際生產(chǎn)生活，還可以拓展學(xué)校興趣課、實(shí)踐課的內(nèi)容范圍，大大提高學(xué)生的興趣與實(shí)踐能力。

點(diǎn)評：

圖形化編程軟件Scratch進(jìn)入小學(xué)信息技術(shù)課堂，為信息技術(shù)課程注入了新的活力，為學(xué)生的發(fā)展提供了廣闊的空間。學(xué)生使用Scratch即可輕松創(chuàng)建自己喜歡的互動(dòng)式故事、游戲和動(dòng)畫等富有童趣的作品，使得編程不再神秘枯燥。在凌秋虹名師工作室團(tuán)隊(duì)的研究與引領(lǐng)下，開發(fā)了Scratch課程資源――《Scratch兒童編程樂園》，并在蘇州市姑蘇區(qū)率先將Scratch項(xiàng)目引入課堂，教學(xué)效果顯著，學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)、動(dòng)手實(shí)踐能力等都得到了可喜的提升。有鑒于此，我們在2013年將Scratch納入江蘇省小學(xué)《信息技術(shù)》課程教材。

篇（8）

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1　引言

“腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)”是“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是現(xiàn)代腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、語言學(xué)、人類學(xué)乃至自然哲學(xué)等學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果。通過對這門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握腦與認(rèn)知科學(xué)的基本概念、原理、方法、知識(shí)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等，了解腦與認(rèn)知科學(xué)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對已有成果展開分析與討論，為今后進(jìn)一步的學(xué)科探索打好基礎(chǔ)。

由于該課程具有一定的抽象性和難度，學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)目的不明確、學(xué)習(xí)方法不清楚，以至于只知道表面不知道其本質(zhì)，從而變?yōu)樽儎?dòng)學(xué)習(xí)。如何使學(xué)生從抽象中理解具體，從困難中學(xué)會(huì)知識(shí)，更好地、自主地、創(chuàng)新地學(xué)習(xí)，就要求老師在知識(shí)的傳授過程中，要注重學(xué)習(xí)方法的傳授。故教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法的探討，成為“腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)”課程中重要研討內(nèi)容之一。

隨著社會(huì)的發(fā)展、國際交流的日漸頻繁及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日臻完善，如何借鑒先進(jìn)的國外教學(xué)理念，更好地培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，也成為教學(xué)研究的一個(gè)主要問題。

2　國內(nèi)外教學(xué)比較

下面從教材內(nèi)容、課堂形式和學(xué)生培養(yǎng)三個(gè)方面來闡明國內(nèi)外教學(xué)的差異。

(1)教材內(nèi)容

目前MIT的有關(guān)于“腦與認(rèn)知科學(xué)”的開放課程(MITUndergraduate Course：Brain and Cognitive Sciencel，其信息量大、知識(shí)面廣，并且注重系統(tǒng)性和實(shí)踐性的分析和研究。

北京師范大學(xué)羅躍嘉教授的《認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教程》講授了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究技術(shù)與方法、認(rèn)知過程的神經(jīng)基礎(chǔ)和認(rèn)知神經(jīng)的發(fā)展與障礙。該教材系統(tǒng)介紹了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的興起與發(fā)展、大腦的解剖與生理、腦和認(rèn)知功能的進(jìn)化；主要的神經(jīng)數(shù)據(jù)收集方法(fMPd、MEG、ERP、TMS、光學(xué)成像)和數(shù)據(jù)處理方法(數(shù)學(xué)模型、計(jì)算神經(jīng)科學(xué)、圖像處理技術(shù))；力圖反映感知覺、注意、記憶、語言、意識(shí)、情緒等領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展以及認(rèn)知發(fā)展、老年化、語言加工障礙、認(rèn)知與遺傳等內(nèi)容；此外，還專門介紹了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究儀器及其在中國的使用。

武秀波教授的《認(rèn)知科學(xué)概論》講授了作為認(rèn)知科學(xué)核心組成部分的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知語言學(xué)、認(rèn)知的計(jì)算機(jī)模擬等主要內(nèi)容、基本概念、基本原理及實(shí)際應(yīng)用情況，闡述了各種認(rèn)知過程的多方面的研究規(guī)律和研究成果，并將豐富的試驗(yàn)資料與理論分析相結(jié)合，促進(jìn)了理論之間的比較和相關(guān)學(xué)科的交叉。

北京郵電大學(xué)鐘義信教授的《人工智能統(tǒng)一理論》，講授了知識(shí)表示，信息獲取，信息處理，信息利用，專家系統(tǒng)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能研究的最新進(jìn)展和機(jī)制主義方法等。

(2)課堂形式

國外的授課往往注重內(nèi)容的學(xué)習(xí)、知識(shí)的掌握，課堂教學(xué)方法也是各有迥異。我國的課堂教學(xué)主要以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)接受，留給學(xué)生的自主空間相對狹窄；而國外課堂相對活躍，講授和討論相輔相成，學(xué)生能積極地加入到課堂教學(xué)中。

(3)學(xué)生的培養(yǎng)

由于國內(nèi)教學(xué)中以教師為主，所以往往只注意知識(shí)的傳授，忽略了學(xué)生能力和全面素質(zhì)的培養(yǎng)。我國學(xué)生知識(shí)掌握牢固，但知識(shí)運(yùn)用能力差，主動(dòng)和創(chuàng)新能力欠缺。

3　教學(xué)模式、設(shè)計(jì)和方法的探索

3.1 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

“腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)”是“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對該專業(yè)的學(xué)生在將來的學(xué)習(xí)工作中都起著舉足輕重的作用。該課程的教學(xué)目標(biāo)不僅僅是知識(shí)的掌握，更重要的是學(xué)生能力的培養(yǎng)。

通過對本課程的學(xué)習(xí)，將使學(xué)生掌握人腦結(jié)構(gòu)、腦功能以及人類基本認(rèn)知能力的基本概念和系統(tǒng)知識(shí)，對腦與認(rèn)知研究中所使用的技術(shù)有初步的了解，通過學(xué)習(xí)和教學(xué)，著重激發(fā)學(xué)生對人腦結(jié)構(gòu)與人類基本認(rèn)知能力的思索，激發(fā)學(xué)生對進(jìn)一步研究智能形成機(jī)理和工作方式的強(qiáng)烈興趣，為今后深入研究自然智能、并將人類智能產(chǎn)生機(jī)制的相關(guān)假說和研究成果用于機(jī)器智能奠定基礎(chǔ)。

在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)學(xué)生批判性思維和解決問題的能力。學(xué)會(huì)解決問題、分析問題的方法和手段，掌握信息的收集、檢索、分析、評價(jià)利用的機(jī)能，提高合作技能，促進(jìn)班級(jí)內(nèi)學(xué)生的合作交流，開闊學(xué)生的綜合素質(zhì)，最終提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2　教學(xué)模式

主要涉及教學(xué)模式轉(zhuǎn)變、教學(xué)課堂和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣三個(gè)方面。

(1)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變

針對當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題，按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，應(yīng)該對新的教學(xué)模式進(jìn)行探索，主要涉及以下五個(gè)方面的轉(zhuǎn)變。

教師角色的轉(zhuǎn)變。使教師從原來以教師為中心的“講解者”角色，轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、學(xué)生活動(dòng)的導(dǎo)演者角色，由此引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法。

學(xué)生地位的轉(zhuǎn)變。使學(xué)生有原來的單純聽講、接受灌輸?shù)谋粍?dòng)地位，轉(zhuǎn)化為能有機(jī)會(huì)主動(dòng)參與、發(fā)現(xiàn)、探究的主體地位；要積極調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，充分發(fā)揮學(xué)生主體的作用，使學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)知識(shí)，還能更好地學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)方法。

媒體作用的轉(zhuǎn)變。使教學(xué)媒體從教師手中轉(zhuǎn)化到學(xué)生手中，使媒體由作為教師的講解工具轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知工具；使學(xué)生學(xué)會(huì)利用工具來完成學(xué)習(xí)和研究任務(wù)。

教學(xué)過程的轉(zhuǎn)變。使教學(xué)過程由傳統(tǒng)的邏輯分析或邏輯綜合，轉(zhuǎn)變到為學(xué)生建立教學(xué)情景，使學(xué)生通過與教師、同學(xué)的協(xié)商討論，參與操作，發(fā)現(xiàn)知識(shí)，理解知識(shí)，從而獲得知識(shí)和掌握知識(shí)。

教材應(yīng)按人類聯(lián)想規(guī)律組織教學(xué)信息，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

(2)課堂教學(xué)模式

教師應(yīng)運(yùn)用靈活多樣的教學(xué)方法，授課時(shí)充分結(jié)合講授、討論、思考、測試和自學(xué)等多種方式。教學(xué)過程中注重雙向性，突出啟發(fā)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

所謂雙向性是指教學(xué)過程中，教師是課堂的主導(dǎo)，學(xué)生是課堂的主體，既強(qiáng)調(diào)教師的講授，又強(qiáng)調(diào)學(xué)生能動(dòng)性的發(fā)揮，促使教師和學(xué)生在教學(xué)中相互聯(lián)系、相互作用，使教學(xué)過程成為師生雙方主動(dòng)介入的過程。

突出啟發(fā)性，即在教學(xué)過程中突出以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)思、善于思考、主動(dòng)理解和掌握知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。

除了靈活運(yùn)用上述各類教學(xué)方法之外，考慮到課上學(xué)時(shí)的限制，適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生留思考題，讓學(xué)生課下獨(dú)立思考，鞏固課堂上的知識(shí)，也是課堂教學(xué)模式的一大補(bǔ)充。另外還可以促進(jìn)學(xué)生利用先進(jìn)的手段廣泛查閱資料，學(xué)會(huì)自己解決問題的方法。為了得到良好的教學(xué)效果，教師在充分 理解知識(shí)的基礎(chǔ)上，提煉出精華的思考題，使學(xué)生通過思考，更精確地理解課本知識(shí)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、解決問題的能力；把學(xué)生從傳統(tǒng)被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的學(xué)習(xí)主體，給學(xué)生充分的學(xué)習(xí)空間和創(chuàng)新思考的余地。

(3)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)習(xí)興趣有直接和間接之分，間接興趣有學(xué)習(xí)活動(dòng)的結(jié)果激發(fā)，如意識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，對學(xué)習(xí)的結(jié)果產(chǎn)生興趣。對大學(xué)生來說，到底什么是積極健康、持久旺盛的學(xué)習(xí)動(dòng)力?最具積極健康和持久旺盛特性的三種學(xué)習(xí)動(dòng)力是：興趣、理想和事業(yè)，而且每個(gè)學(xué)習(xí)階段積極健康、持久旺盛的學(xué)習(xí)動(dòng)力也是不同的：小學(xué)主要是興趣，中學(xué)是理想，大學(xué)則是事業(yè)。

人生進(jìn)入大學(xué)階段后，開始思索實(shí)現(xiàn)的人生之路，面對現(xiàn)實(shí)，就必須從事一個(gè)職業(yè)，必須做事，必須根據(jù)社會(huì)的發(fā)展和個(gè)人的自身?xiàng)l件，包括自己的個(gè)人愛好和自己的理想以及社會(huì)的需求去從業(yè)干事，因此，在人生的大學(xué)階段，產(chǎn)生了職業(yè)理想。有了職業(yè)理想，才有明確的人生奮斗目標(biāo)。美國的戴維?坎貝爾說過：目標(biāo)之所以有用，僅僅是因?yàn)樗軒椭覀儚默F(xiàn)在走向未來。大學(xué)生只有明確了職業(yè)理想、職業(yè)目標(biāo)，才會(huì)有為職業(yè)理想、職業(yè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)制定出科學(xué)合理的規(guī)劃，并付諸實(shí)施，避免隨波逐流。

直接興趣是有學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)直接引起的，如趣味性強(qiáng)的學(xué)習(xí)資料、新穎的教學(xué)內(nèi)容、生動(dòng)而又系統(tǒng)地講解等等。下面結(jié)合作者從事的《腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)，給出下面的建議。

首先，充分利用實(shí)物、影視等手段進(jìn)行直觀教學(xué)。凡是教學(xué)內(nèi)容涉及的腦的52個(gè)分區(qū)等都盡量的在課堂上將實(shí)物展示出來，讓學(xué)生通過親睹實(shí)物，增加感性認(rèn)識(shí)；同時(shí)最大限度的利用電教化手段，通過生動(dòng)的畫面吸引學(xué)生的注意力，將抽象的理論形象化，學(xué)生印象深刻而又便于理解。

其次，培養(yǎng)師生感情，樹立教師威信?！皫熣撸瑐鞯?、授業(yè)、解惑也”，教師的職責(zé)不僅僅是“授業(yè)”，也應(yīng)該注重“傳道”與“解惑”，在課堂上有針對地傳授學(xué)生為人處事的道理，這樣不僅活躍了課堂氣氛，教師也因?yàn)椴W(xué)而受到學(xué)生的敬仰；對學(xué)生在生活、學(xué)習(xí)上遇到的可能、苦惱，適時(shí)地以朋友的身份，對他們關(guān)懷備至，幫助他們客服可能，他們就會(huì)從心里熱愛老師，感情上接近教師，愛屋及烏，從而對你交的課程產(chǎn)生濃厚的興趣?！坝H其師，信其道”表明了這樣一個(gè)道理，相融的師生關(guān)系可以直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

再次，教學(xué)中聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。教師在上理論課時(shí)，應(yīng)該做到理論聯(lián)系實(shí)際，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3.3　教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)大綱，對“腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行了如下的教學(xué)設(shè)計(jì)：

《腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)》共分14個(gè)章，分別介紹了腦與認(rèn)知綱要、腦論、新皮層、神經(jīng)組織、神經(jīng)信息活動(dòng)、腦的工作機(jī)理、一個(gè)假說、認(rèn)知概論、感知、記憶、語言、思維和情緒。

第1章主要圍繞著中心問題“智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為什么要學(xué)習(xí)腦與認(rèn)知科學(xué)”和“應(yīng)當(dāng)怎樣學(xué)習(xí)‘腦與認(rèn)知科學(xué)’課程”來展開，具體內(nèi)容包括：智能、自然智能、人工智能的基本概念：人工智能與自然智能的關(guān)系；“腦與認(rèn)知”是自然智能的基礎(chǔ)；21世紀(jì)是智能科學(xué)技術(shù)的世紀(jì)；“腦與認(rèn)知科學(xué)”課程的學(xué)習(xí)方法。

第2章的中心問題是“什么是腦科學(xué)，什么是認(rèn)知科學(xué)”和“它們與智能科學(xué)技術(shù)的關(guān)系是什么”，具體內(nèi)容包括：腦科學(xué)的研究對象與目的、腦科學(xué)的研究方法。

第3章主要圍繞著“腦是一個(gè)怎樣的系統(tǒng)”和“我們將由宏觀至微觀進(jìn)行逐步的分析”的中心問題來展開，具體內(nèi)容包括：自然智能系統(tǒng)基本工作模型；神經(jīng)系統(tǒng)組成：中樞神經(jīng)系統(tǒng)組成；脊髓結(jié)構(gòu)與功能：腦的基本構(gòu)件與功能；左右半球的功能優(yōu)勢和腦組織的總體特征。

第4章主要圍繞著“什么是大腦皮層”和“它在大腦系統(tǒng)中起什么作用”的中心問題來展開，從組織生物學(xué)層次討論了腦的結(jié)構(gòu)，具體包括：大腦皮層的分葉；皮層葉區(qū)的功能定位；皮層的細(xì)胞類型；皮層的分層：皮層的分型；皮層的分區(qū)；大腦半球的纖維聯(lián)系；大腦的柱形結(jié)構(gòu)和Hawkins的皮層說。

第5章主要圍繞著中心問題“什么是神經(jīng)元，什么是神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞”和“它們有那么神奇的功能”來展開，從細(xì)胞生物學(xué)層次探討了腦的結(jié)構(gòu)，具體包括：神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)：神經(jīng)元分類；神經(jīng)元結(jié)構(gòu)；突觸：神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞；和神經(jīng)纖維與神經(jīng)末梢。

第6章主要圍繞著中心問題“神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理是什么”和“為什么神經(jīng)系統(tǒng)能夠處理各種信息”來展開，首先從分子生物學(xué)的層次討論了神經(jīng)系統(tǒng)的工作機(jī)理，接著討論了最基本的神經(jīng)系統(tǒng)反射特性，以及神經(jīng)元的各種模型。

第7章主要圍繞“腦是怎樣工作的…‘你覺得這些理論怎么樣?”來展開，大腦皮層是一個(gè)層級(jí)結(jié)構(gòu)：皮層分為若干“葉”，每個(gè)葉又有許多不同的“區(qū)”，每個(gè)區(qū)都存在“6個(gè)層”，每個(gè)層包含若干不同的細(xì)胞(神經(jīng)元)。這些神經(jīng)元互相結(jié)成大量的功能柱。大腦皮層反映外部世界的方式，是建立“恒定表征”，后者就是皮層細(xì)胞興奮的層級(jí)結(jié)構(gòu)。大腦認(rèn)識(shí)世界的方式，是“記憶，預(yù)測”。記憶，就是建立事物的“恒定表征”。預(yù)測，就是利用“恒定表征”去判斷它的細(xì)節(jié)。

第8章提出了一個(gè)假設(shè)，認(rèn)為“任何智能系統(tǒng)督應(yīng)當(dāng)具有明確的目的；否則就不能成為智能系統(tǒng)”。同時(shí)認(rèn)為：作為一種完全自主的智能系統(tǒng)，人是具有明確目的的；作為一種“他主”的智能系統(tǒng)，它的目的是由它的設(shè)計(jì)者設(shè)定的。

第9章圍繞著“什么是‘認(rèn)知科學(xué)”’和“從‘眾家之說’中擇優(yōu)”來展開，討論和比較了“認(rèn)知科學(xué)”有關(guān)的基礎(chǔ)概念、相關(guān)模型和幾種“認(rèn)知科學(xué)”的定義，從而說明認(rèn)知科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)關(guān)注的主要內(nèi)容。需要特別注意的是，認(rèn)知科學(xué)目前仍處于發(fā)展階段，關(guān)于“認(rèn)知科學(xué)”的定義仍是眾說紛紜。對于學(xué)習(xí)和研究認(rèn)知科學(xué)的人來說，這種狀況也不是壞事。相反，只要認(rèn)真研究這些說法的實(shí)質(zhì)，就有可能從中得到比較深刻比較科學(xué)地認(rèn)識(shí)。因此，特別鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者帶著問題學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，爭取在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地解決問題。

第10章討論了“注意的機(jī)制”：人為什么會(huì)產(chǎn)生“注意”機(jī)制，根本的機(jī)制在于“人有目的”。當(dāng)與“目的”相關(guān)(無論是正相關(guān)還是負(fù)相關(guān))的對象出現(xiàn)時(shí)就會(huì)注意這個(gè)對象：關(guān)聯(lián)的程度越高，注意的程度就越強(qiáng)。所以，“注意”的關(guān)鍵機(jī)制在“目的”；而實(shí)現(xiàn)注意力選擇的關(guān)鍵機(jī)制則是“目的與刺激之間的關(guān)聯(lián)度分析”。相反，如果沒有“目的”存在，人們對所面臨的任何刺激就會(huì)表現(xiàn)得麻木不仁，注意力分散，沒有特別的興趣。可見，“目的”在認(rèn)知活動(dòng)中處于十分關(guān)鍵的地位。

接著對于感知的基本概念和基本機(jī)理做了必要的討論，為認(rèn)識(shí)感知理論奠定了一般的基礎(chǔ)。但是由于學(xué)時(shí)限制，對于具體的“視覺感知”、“聽覺感知”以至其它感知(嗅覺、味覺、觸覺、平衡覺等)理論，就只能略而不論了。幸好，這方面的材料比較容易找到，就作為學(xué)生課外學(xué)習(xí) 的內(nèi)容而不做課內(nèi)的要求了。

最后討論了“認(rèn)知過程”的最初環(huán)節(jié)――感知的基本問題，包括感覺、知覺、表象的基本概念和工作機(jī)理。它們是后續(xù)認(rèn)知環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)。對于這些認(rèn)知環(huán)節(jié)工作機(jī)理的認(rèn)識(shí)，存在不同的學(xué)派。這是學(xué)習(xí)《腦與認(rèn)知科學(xué)》所面臨的挑戰(zhàn)，但更是研究《腦與認(rèn)知科學(xué)》的創(chuàng)新機(jī)遇。應(yīng)當(dāng)深入分析各個(gè)學(xué)派的理論(包括優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn))，這樣就有可能在它們的基礎(chǔ)上獲得更加科學(xué)地認(rèn)識(shí)，做出新的貢獻(xiàn)。

第11章圍繞著“什么是‘記憶與提取’”和“人為什么能夠進(jìn)行‘信息記憶和提取’”來展開，討論了“長時(shí)記憶的語義存儲(chǔ)”：以語義為中心、以知識(shí)結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)；通過概念(或特征)來表達(dá)語義章；通過概念／特征的相互關(guān)系表達(dá)完整語義；通過概念／特征的層級(jí)結(jié)構(gòu)來表達(dá)某類的復(fù)雜語義：通過類間互連形成的知識(shí)結(jié)構(gòu)來表達(dá)多類事物的語義；概念、特征、類等等都是以語義來定義的。

第12章首先對相關(guān)術(shù)語進(jìn)行了解析；介紹了近年來腦科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知學(xué)的研究進(jìn)展。

第13章探討了“思維的腦機(jī)制”，或者說“為什么腦會(huì)思維”，因此，首先要說明什么是這里所說的“思維”。顯然，思維是腦的功能，是在給定問題、條件和目標(biāo)的情況下，人的大腦尋求解決問題達(dá)到目標(biāo)的一種能力。在這里，核心的問題是：在獲得了“問題、約束、目標(biāo)”。這些信息和相關(guān)知識(shí)的條件下，如何運(yùn)用這些信息和知識(shí)來解決問題、滿足約束、達(dá)到目標(biāo)?根據(jù)問題、條件、目標(biāo)情況的不同，思維可以有形象思維、邏輯思維、靈感思維、創(chuàng)造性思維等不同的類型。那么，大腦是怎樣執(zhí)行思維功能的呢?

第14章總結(jié)了目前認(rèn)知科學(xué)對情緒的研究已經(jīng)取得的不少成果，包括情緒的定義、分類、情緒的腦機(jī)制、情緒與認(rèn)知的關(guān)系等等。另一方面也指出，同其他方面的研究一樣，認(rèn)知科學(xué)對于情緒的研究也忽視了“目的”的作用。人為什么會(huì)快樂?為什么會(huì)悲傷?除了生理上的原因之外，主要是受到“目的”實(shí)現(xiàn)的可能程度的影響。在這里，“目的”包括各個(gè)方面的追求：生存的追求，發(fā)展的追求，信念的追求等等。大多數(shù)喜、怒、哀、樂情緒都以這些“目的”是否能夠?qū)崿F(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)的程度來衡量。因此，如果離開“目的”要素來考察情緒，就難以準(zhǔn)確把握情緒產(chǎn)生的緣由。

3.4　授課方式

多媒體教學(xué)可以通過文字、圖像、動(dòng)畫、錄像等方式向?qū)W生傳授知識(shí)，形象生動(dòng)地完成教學(xué)任務(wù)。采用多媒體手段，既便于教師解釋問題，同時(shí)也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)生的理解。教師還可以適當(dāng)引入一些聯(lián)系實(shí)際的例子，更好地幫助學(xué)生理解和應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

為了增強(qiáng)課堂的互動(dòng)性，提問也是教學(xué)中值得研究的問題。所提問題必須準(zhǔn)確、明白，無論在含義上，還是在語言本身：多用特殊疑問詞發(fā)問，易于引導(dǎo)學(xué)生保持積極的思維狀態(tài)；追問則可采用選擇問句，它有某種限定作用，可引導(dǎo)學(xué)生定向思考。鼓勵(lì)學(xué)生隨時(shí)隨地向老師發(fā)問，增強(qiáng)了師生的溝通，活躍了課堂氣氛，給學(xué)生一個(gè)更廣闊的思維空間。

在課堂時(shí)間允許的條件下，適當(dāng)展開一些小的討論活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，大膽地提出自己的觀點(diǎn)，加深學(xué)生對某些抽象問題的理解，永遠(yuǎn)保持一種積極樂觀的態(tài)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。

篇（9）

技術(shù)與教育之間的關(guān)系，我們以為是一個(gè)不等式：1+1≠2。

一方面，整個(gè)世界對教育的抱怨不斷強(qiáng)化，如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者中村修二批評整個(gè)東亞教育體系“浪費(fèi)了太多生命”。美國投資家查理?芒格演講指出：“光靠已有的知識(shí)，你走不了多遠(yuǎn)”……另一方面，僅以聯(lián)合國教科文組織為例，繼1972年出版了研究報(bào)告《學(xué)為生存：教育世界的今天和明天》和1996年出版了研究報(bào)告《教育：內(nèi)在的財(cái)富》之后，2016年又公開出版了一份新的研究報(bào)告《反思教育：向“全球共同利益”的理念轉(zhuǎn)變？》。聯(lián)合國教科文組織總干事伊琳娜?博科娃在這一報(bào)告的《序言》中指出：“社會(huì)無處不在經(jīng)歷著深刻變革，這種形勢呼吁新的教育形式，培養(yǎng)當(dāng)今及今后社會(huì)和經(jīng)濟(jì)所需要的能力……我們必須高瞻遠(yuǎn)矚，在不斷變化的世界中重新審視教育?！?/p>

一方面，微軟創(chuàng)始人比爾?蓋茨2013年在出席美國德克薩斯州奧斯汀市舉辦的SXSW互動(dòng)大會(huì)教育分會(huì)上明確表示：過去十幾年間教育領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展陷入了停滯，研發(fā)投入也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠……到了2016年，比?蓋茨在ASU-GSV峰會(huì)上所做演講圍繞“科技革命如何引導(dǎo)教育進(jìn)入下一階段”的主題時(shí)謹(jǐn)慎明確表示：“我們的基金會(huì)已經(jīng)在美國教育上花費(fèi)了幾十億美元，不過在此之前，我們首先需要搞清楚現(xiàn)在這些學(xué)生是什么樣的，以及我們怎么才能很好地服務(wù)于他們?！绷硪环矫?，2017 年 6 月召開的聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟（ITU）等聯(lián)合國機(jī)構(gòu)和 XPRIZE 基金會(huì)共同組織了人工智能造福人類峰會(huì)（AI for Global Good Summit），旨在討論讓人工智能符合可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)（SDG）強(qiáng)調(diào)的 17 個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中，“質(zhì)量教育（Quality Education）：用個(gè)性化教學(xué)變革教育”赫然在目。

以上兩組看似對立，實(shí)則呼應(yīng)的案例，揭示了當(dāng)前教育變革的痛點(diǎn)、癢點(diǎn)和奇點(diǎn)，都與時(shí)展、科技進(jìn)步等外在因素間架構(gòu)起諸多交集，而由此派生出來的諸如學(xué)習(xí)模式、思維特質(zhì)、個(gè)性潛質(zhì)和行為科學(xué)、腦科學(xué)等新興教育邊緣學(xué)科之間形成了新的認(rèn)知和有了新的應(yīng)對之策。曾經(jīng)幾時(shí)，教育陸續(xù)地迎來了許多新技術(shù)。從最初的廣播錄音到電影電視，再到后來的互聯(lián)網(wǎng)……然而，技術(shù)到底能否改變教育呢？如果我們只是試圖用顛覆性革命視角去看待技術(shù)的教育價(jià)值，那么無疑會(huì)得到悲觀的結(jié)果，而在現(xiàn)實(shí)中，技術(shù)對于教育的改變是溫水煮青蛙式的改變：第一，技術(shù)改變了知識(shí)觀念，對知識(shí)的定義不再拘泥于總結(jié)性結(jié)論信息的汲取，而更重視可持續(xù)發(fā)展，乃至未來趨勢性的元素預(yù)判。第二，技術(shù)改變了教育界限，學(xué)校正在成為學(xué)生生命中重要成長階段的孵化器，進(jìn)而要求教師承擔(dān)起多元智慧導(dǎo)引的新使命。第三，技術(shù)改變了學(xué)習(xí)，關(guān)注正式學(xué)習(xí)形式、拓展和延伸學(xué)習(xí)的內(nèi)涵等深度學(xué)習(xí)要素排序急劇上升。

反觀本段落的不等式，答案應(yīng)該是：教育因技術(shù)而成長，技術(shù)因教育而迭代。

教育技術(shù)的內(nèi)涵與外延該不該重構(gòu)

教育變維時(shí)代，應(yīng)該能達(dá)成學(xué)習(xí)變頻的交集。

“變維”一詞最形象的揭示出現(xiàn)在《三體》，而最精準(zhǔn)的學(xué)術(shù)定義傾向于“谷歌學(xué)術(shù)”；限于篇幅，這里只羅列一組相關(guān)概念延伸：降維、升維、高維、低維、眾維、分維……簡單理解就是一句話“升維思考，降維執(zhí)行（打擊）”。在教育視域下，看似高維的技術(shù)攀升，并不一定只有操作升維才能響應(yīng)，事實(shí)上，反倒是在契合時(shí)代進(jìn)步的同時(shí)，不忘初心，更顯得適切教育本元。教育裝備，教育技術(shù)，教育工程，教育生態(tài)……這一路走來，教育技術(shù)的內(nèi)涵與外延重構(gòu)的核心概念大可歸結(jié)為一個(gè)詞：“跨界迭代”。唯一需要闡明的一點(diǎn)就是，在不被傳統(tǒng)教學(xué)范式捆綁的同時(shí)，也實(shí)在沒必要刻意追求技術(shù)條件與裝備環(huán)境的高大上先行；高解構(gòu)與低結(jié)構(gòu)之間是完全有可能達(dá)成平衡的。依我們的經(jīng)驗(yàn)，通過八項(xiàng)保障性學(xué)能資源體系的建構(gòu)，同樣可以在確實(shí)有需要的境況下，達(dá)成類似的目的（這八項(xiàng)實(shí)驗(yàn)生態(tài)改革是：在既有學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，第一做到突破教材實(shí)驗(yàn)底線要求，實(shí)現(xiàn)學(xué)科成長實(shí)驗(yàn)貫通；第二是要求學(xué)科間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)交叉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放響應(yīng)；第三是鼓勵(lì)創(chuàng)建基于學(xué)科拓展的特色實(shí)驗(yàn)室；第四是引進(jìn)學(xué)校區(qū)位環(huán)境內(nèi)的社會(huì)博物館科技館資源課程；第五是尋求駐在學(xué)校所在城市的大專院校實(shí)驗(yàn)室向中小學(xué)生有條件開放；第六是說服社會(huì)高新企業(yè)研發(fā)級(jí)實(shí)驗(yàn)室為中小學(xué)生研究提供方便；第七是建立基于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可行性論證之后的中科院系所研發(fā)環(huán)境的支撐；最后，是建立與海外科研機(jī)構(gòu)、高校資源鏈接的離岸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)）。

在教育的執(zhí)行層面，比如學(xué)科、學(xué)校、課堂、學(xué)教……介入因子的能動(dòng)變化確實(shí)稍顯被動(dòng)，即便是前進(jìn)也亦步亦趨，鮮少主動(dòng)因應(yīng)。究其原因，還是觀念過于固守，思維定式影響力過于強(qiáng)大，加之教育界內(nèi)外求全責(zé)備、又自我混亂的評議生態(tài)的干擾，就使得自我變革的欲望不斷被內(nèi)耗，自我探究的勇氣不斷被質(zhì)疑，自我實(shí)驗(yàn)的冗余度環(huán)境不甚理想……即便如此，我們依然有可能在“變頻”中收獲堅(jiān)守。大家熟知的（基于興趣，而非成績）“走班制”“學(xué)習(xí)廣場”“學(xué)術(shù)假期”不再多言，除此之外，還有一些做法可以借鑒。比如“STEM”課程，同樣以“機(jī)器人教育”為抓手，有很多學(xué)校都群起效之，但真能做到學(xué)科融合、學(xué)能一體的經(jīng)驗(yàn)實(shí)在還不夠多；這里，貢獻(xiàn)一己設(shè)計(jì)，期待拋磚引玉：“使命召喚――卓越成長支撐共同體”。由“學(xué)能生態(tài)孵化環(huán)境”（可選項(xiàng)包括學(xué)科成長促進(jìn)機(jī)制、國家課程貫通重構(gòu)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作課程開發(fā)、校內(nèi)微型實(shí)驗(yàn)基地群落地等）；“未來生涯導(dǎo)引系統(tǒng)”（可選項(xiàng)包括潛質(zhì)檢測分析、個(gè)性特質(zhì)跟蹤及行為科學(xué)介入訓(xùn)練、對接國際能力檔案的第三方多元評價(jià)響應(yīng)、職業(yè)導(dǎo)向輔導(dǎo)等）；“資源輔佐響應(yīng)體系”（可選項(xiàng)包括八級(jí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境支撐、預(yù)現(xiàn)未來的深度學(xué)習(xí)同頻、遠(yuǎn)程異地交流后臺(tái)建設(shè)等）；“訪學(xué)成長基地布局”（可選項(xiàng)包括世界高端學(xué)術(shù)觀摩、跨學(xué)段課程先修、學(xué)生境內(nèi)學(xué)術(shù)假制度和離岸訪學(xué)基地建設(shè)）；注重品牌內(nèi)涵附加值提升的外聯(lián)共享特色（可選項(xiàng)包括結(jié)合區(qū)位環(huán)境的聯(lián)盟校個(gè)性課程生態(tài)再設(shè)計(jì)、高端課程資源社群、校際聯(lián)動(dòng)課程眾籌協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)、學(xué)生專利世界等）五部分協(xié)調(diào)響應(yīng)（可漸次推進(jìn)）。

教育技術(shù)有哪些引領(lǐng)教改的發(fā)力點(diǎn)

技術(shù)只是工具，外在環(huán)境可以改變一部分人，而不是全體。從教育的視角，有兩個(gè)理由可以佐證。

其一，“天生我材必有用”名言的支撐點(diǎn)在于“不拘一格降人才”；當(dāng)下教育變革中，一個(gè)最大的困惑就在于，我們總是在尋求一種能夠幫到所有學(xué)生齊步向前的“萬全之策”。事實(shí)上，這只能是一種善良卻不科學(xué)（更不理性）的愿望而已。一旦我們對教育的認(rèn)知有了如此這般的修正，那么，技術(shù)對教育的影響力才有可能真正釋放出來。

其二，我們都已經(jīng)熟知一個(gè)詞“STEM”，我們也都不同程度地了解人類發(fā)展經(jīng)歷了漫長時(shí)期的同時(shí)，最重要的進(jìn)化，是學(xué)會(huì)使用工具，有了“技術(shù)”。單從字母排序上，“技術(shù)（Technology）”位列第二，但這之后的工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics），與前面的科學(xué)、技術(shù)之間，難道沒有發(fā)現(xiàn)一種內(nèi)在的教育規(guī)律么？在教育的金字塔結(jié)構(gòu)中，“科學(xué)”承載著所有，但“工程”卻引領(lǐng)著技術(shù)！而最終穩(wěn)坐桂冠的永遠(yuǎn)都是“數(shù)學(xué)”（哲學(xué)境界的象征）。所以，理性的解讀應(yīng)該是教育工程既傳承了科學(xué)，也弘揚(yáng)時(shí)代未來，更實(shí)踐著科學(xué)發(fā)展。

因此，技術(shù)影響力延后對教育領(lǐng)域的波及，乃在于教育期待技術(shù)的支撐而不是替代；由此延伸，也就順帶著回答了另一個(gè)問題：為什么以總結(jié)性經(jīng)驗(yàn)（知識(shí)）為主要表征的教育方法論，千百年來卻又一直承擔(dān)起建構(gòu)未來的重任。

下面的舉證，都是為了以上推演的成立。

首先，最新技術(shù)，尤其是到了智能時(shí)代的技術(shù)爆炸階段，技術(shù)不再以效仿人類為己任。比如，機(jī)器人不再止步于減輕人的勞動(dòng)付出，而是向著無人境界遠(yuǎn)行；再比如，深藍(lán)和阿法狗選擇了挑戰(zhàn)人類引以為傲的高智慧尊嚴(yán)；再來看看權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)判，全球數(shù)百位頂尖科學(xué)家，耗費(fèi)漫長時(shí)間，搭建了一個(gè)復(fù)雜數(shù)學(xué)模型，通過類似摩爾定律的多重推演，得到一個(gè)最終結(jié)論：人工智能或?qū)⒃?040年，達(dá)到普通人智能水平，并引發(fā)智力爆炸。這一時(shí)刻，距今還有23年……面對這樣的發(fā)展趨勢，來自教育的回答是“教育不教知識(shí)和技能，卻能讓人勝任任何學(xué)科和職業(yè)”（理查德?萊文（Richard Charles Levin），耶魯大學(xué)校長）。

其次，比23年期限更可怕的是，到達(dá)節(jié)點(diǎn)后，人工智能或?qū)?shí)現(xiàn)瞬間飛躍。對AI的最新定義是“非生物智能”！人工智能專家普遍認(rèn)同，非生物智能不可能鎖死在人類自己能夠展望的水平上。它將超越人類，變成我們無法理解的智慧物種。這里，就給教育以警示，我們必須提早介入到幫助所有學(xué)生認(rèn)清情勢，并提前因應(yīng)的綢繆之中，@里的教育重點(diǎn)，或?qū)⒃絹碓蕉嗟貜摹凹夹g(shù)中心論”調(diào)適為“生存中心論”。

再次，教育將優(yōu)先關(guān)注那些有效的個(gè)性化學(xué)習(xí)產(chǎn)品。比如，“Big History Project”（這個(gè)產(chǎn)品重新定義了小孩學(xué)習(xí)科學(xué)的方式）；比如，NewClassrooms和ThinkCERCA就分別為K12學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、掌握讀寫能力提供了全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)……

最后，要清醒地認(rèn)清，就教育的支點(diǎn)而言（畢竟美國正式推出STEM是以“國家戰(zhàn)略”的名義的），教育技術(shù)與獲得技術(shù)支撐的教育之間的關(guān)系，是一種目與綱的關(guān)系。與此同時(shí)，亟待建立證據(jù)基礎(chǔ)來評判產(chǎn)品是否有效，比如LEAP Innovations這個(gè)組織就在做這件事情，它針對個(gè)性化學(xué)習(xí)產(chǎn)品提供了行之有效的評估方法。

我們布局最新教育技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)

著眼于未來辦教育，這是教育的初心，更是教育不遺余力追求的本元。但樣本肯定不是唯一的，甚至在現(xiàn)階段，只能存在掛一漏萬的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

我們現(xiàn)在正在開發(fā)的“未來學(xué)?！蹦Ｊ?，就其契合技術(shù)這個(gè)視角而言，大抵做了四個(gè)方面的響應(yīng)。

第一，“同頻時(shí)代”。不單是指學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施將得到極大提升，教室會(huì)變得很不一樣。不僅是說跟進(jìn)了一些最尖端的智能設(shè)備，而是學(xué)習(xí)（是的，不再是教育教學(xué)）的整個(gè)布局都會(huì)變得個(gè)性化。在這方面，我們持續(xù)了整整十年的摸索，上文提及的“八級(jí)學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)”將多快好省地保證深度學(xué)習(xí)模式的有效實(shí)施，而不必再糾結(jié)于經(jīng)費(fèi)、師資、教材等的制約。

第二，“同步世界”。我們重點(diǎn)試驗(yàn)了兩大系統(tǒng)，一個(gè)是Summit Public Schools和Facebook聯(lián)合開發(fā)的一種在線教育工具――PLP（個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)）。這一軟件能將整個(gè)學(xué)年的課程放在一起，形成視覺化的項(xiàng)目圖，而學(xué)生可以在日程表上安排自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、選擇學(xué)習(xí)材料并參加考試。通過PLP，教師也可以評估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并與學(xué)生配合，共同確定新課程計(jì)劃。另一個(gè)是Wolfram Alpha（也稱為WolframAlpha或Wolfram|Alpha，縮寫WA），是由Wolfram Research公司推出的一款在線自動(dòng)問答系統(tǒng)，在美國 Popular Science 雜志的投票評選中獲得2009年度最偉大的科技創(chuàng)新產(chǎn)品的榮譽(yù)）；Wolfram|alpha就像從一個(gè)巨大的電子大腦（electric brain）搜索答案，它能針對廣泛的問題提供詳盡的答案，即使這些問題以不同的方式詢問，它也能應(yīng)對自如。

篇（10）

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)階段社會(huì)中的競爭越來越多樣和激烈，掌握現(xiàn)代化信息教育技術(shù)以及把它應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中去是當(dāng)今社會(huì)每一個(gè)人的重要任務(wù)，能在一定程度上提高競爭力。由于信息技術(shù)的功能多樣和極其便捷的特點(diǎn)，決定了社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)以及領(lǐng)域的發(fā)展都離不開信息技術(shù)，它的存在對于推動(dòng)社會(huì)整體發(fā)展具有促進(jìn)性作用。

一、把現(xiàn)代化信息教育技術(shù)運(yùn)用于小學(xué)教育教學(xué)中的必要性

在教育領(lǐng)域中，每個(gè)教育工作者應(yīng)當(dāng)把如何正確運(yùn)用現(xiàn)代化信息教育技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)中作為一項(xiàng)重要任務(wù)，并不斷地努力和完善自身教學(xué)體系。所謂現(xiàn)代化信息教育技術(shù)并不是大多數(shù)人眼中的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這種看法和理解是片面的。兩者之間存在根本性的差別：計(jì)算機(jī)技術(shù)主要包括計(jì)算和操作，其主要目的是為了研究和應(yīng)用計(jì)算機(jī)本身的技術(shù)，而現(xiàn)代信息技術(shù)則是指利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對一些信息進(jìn)行處理的相關(guān)技術(shù)和方法。教育方式方法總是會(huì)隨著技術(shù)的革命而發(fā)生本質(zhì)的變化，比如西漢時(shí)代的紙發(fā)明、印刷術(shù)的發(fā)明，以及后來錄音機(jī)和錄像機(jī)的發(fā)明，這些在當(dāng)時(shí)的巨大發(fā)明給我國教育模式帶來巨大的影響。當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，把人類帶入一個(gè)全新的信息時(shí)代，也就是人們口中的信息爆炸時(shí)代。這樣的時(shí)代對人的素質(zhì)和知識(shí)提出了更嚴(yán)格的要求，這也就是學(xué)校培養(yǎng)人才的目的發(fā)生變化的重要原因。當(dāng)今教育領(lǐng)域要求要把人從傳統(tǒng)的知識(shí)積累型培養(yǎng)方式轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)創(chuàng)造型人才。對創(chuàng)造型人才來說，他們必須要掌握和學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代化信息技術(shù)主動(dòng)獲取知識(shí)理論以及處理相關(guān)信息。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，要培養(yǎng)這種創(chuàng)造型人才，顯然是不太可能的，這時(shí)就提出了創(chuàng)新教育策略的想法。

二、注重硬軟件建設(shè)和制度的制定與完善

所謂巧婦難為無米之炊。農(nóng)村小學(xué)若希望在信息化時(shí)代的教育教學(xué)中搭乘信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快車，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的發(fā)展，就要在政府政策及財(cái)政經(jīng)費(fèi)的支持下，配備一定的信息化硬件設(shè)備及相關(guān)的軟件或資源，才有可能利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)于日常的教學(xué)。因?yàn)榫湍壳皩W(xué)校自身的經(jīng)費(fèi)及能力情況來看，無論是設(shè)備購置、軟件或服務(wù)的購買，還是人力上的資源開發(fā)及培訓(xùn)建設(shè)，成本都太高，僅憑學(xué)校是難以滿足信息化教學(xué)所需的硬軟件條件。為此，我們需要政府在信息化教育教學(xué)方面的規(guī)劃、投資和建設(shè)，并制定和完善相關(guān)的管理制度。當(dāng)然，在制度的制定方面，除了教育及相關(guān)部門的原則性和統(tǒng)一規(guī)定外，各學(xué)?；?qū)W區(qū)有必要結(jié)合本校或本區(qū)域的實(shí)際情況靈活地予以完善和修正，以更利于提升信息化資源的利用效率。

三、由發(fā)展不平衡轉(zhuǎn)為普遍提高

總體上來說，當(dāng)今小學(xué)教育管理信息化教學(xué)發(fā)展不平衡的問題，主要體現(xiàn)在城鄉(xiāng)小學(xué)信息化教學(xué)不均衡發(fā)展、教師信息素養(yǎng)應(yīng)用能力差距等方面。城鄉(xiāng)小學(xué)信息化教學(xué)不均衡發(fā)展是歷史積淀等多方面因素造成的。而信息傳播技術(shù)最新科技又帶來了新的數(shù)字鴻溝，這讓傳統(tǒng)的城鄉(xiāng)剪刀差之間重新拉大了距離。傳統(tǒng)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距，是城鄉(xiāng)差異的基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)與不發(fā)達(dá)地區(qū)，對于教育基礎(chǔ)設(shè)施的投入，顯然有著差距。信息傳播技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)的發(fā)展，都離不開信息技術(shù)硬件和軟件的投入。我們在為互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)歡呼的同時(shí)，必須看到技術(shù)創(chuàng)新曲線發(fā)展規(guī)律。新技術(shù)的創(chuàng)新擴(kuò)散與采用，總是分為最早的創(chuàng)新者、其后的追隨者、大眾化階段的普及使用者、還有落后者。不同的學(xué)校之間，不同的地區(qū)之間，這種鴻溝的存在也是必然現(xiàn)象。我們的目標(biāo)，是要盡量縮小數(shù)字鴻溝及其帶來的不利影響。此外，在信息技術(shù)方面發(fā)展落后的學(xué)校還是可以充分利用蛙跳優(yōu)勢，合理利用信息技術(shù)帶來的新機(jī)遇而迎頭趕上的。這里最主要的還是大家對待“教育+互聯(lián)網(wǎng)”新機(jī)遇的一種意識(shí)或者態(tài)度。傳統(tǒng)的積淀，差距的存在，短時(shí)間內(nèi)也許無法立即改變。但是，如果一個(gè)有遠(yuǎn)見的小學(xué)校長帶領(lǐng)一批小學(xué)教師，在一所鄉(xiāng)村小學(xué)大力利用互聯(lián)網(wǎng)機(jī)遇發(fā)展自己的特色MOOC，假以時(shí)日，這所小學(xué)一定會(huì)脫穎而出的。

四、注重信息培訓(xùn)，提升信息素養(yǎng)