时间：2023-08-21 17:23:37
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人工智能教育学习，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，缩写为AI），是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它试图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。养老服务业人工智能的应用主要体现在家居扫地机器人、语音沟通服务、家庭体检、药物使用建议、家居厨师、家居智能陪伴服务。
二、养老服务人才培养“人工智能化”
人工智能上升为国家高级战略后，国家发展服务性制造和生产性制造，同时尽可能的通过服务业的再造和完善，改进我国经济产业结构，发挥技术、人才、产业的对接联动效应。人、机器、智能机器将共生共存，成为养老服务工具的新常态。未来的养老服务人才不是笨干、累干、苦干，而是实干+巧干，实现脑力劳动的智能机械化，尽可能地减少人力的倦怠感，提高服务效率、质量和速度。智能化，体现在养老服务人才应具备传播人工智能基础知识，客观了解人工智能，有效实现人与机器、智能机器的有效配对组合应用，充分发挥智能机器的保健医生、保姆、玩伴、老伴、子女多重功能，倡议自养老。
三、人工智能养老服务人才培养模式
（一）广播电视大学远程教育模式――音像媒体
配备养生、人工智能国内一流专家，发挥国家音像媒体的作用，将人工智能家居应用的途径、方式、手段通过网络微视频的形式进行普及。发挥社区教育指导中心、社区大学和社区教育学院、社区学校、社区学习站四级社区教育办学网络体系的作用，建立社会养老大学，使老年人自己会应用人工智能，减低对子女的时间依赖。
（二）公众号社会宣传普及模式――微媒体
国家、企业、社区应建立专题公众号进行微媒体培训。从国家层面，要建立人工智能养老服务应用技术发展历程方面的公众号；从企业层面，要建立人工智能机器人养老服务应用说明类的公众号；从社区层面，要基于一些鳏寡孤独建立社群委托服务型人工智能服务策略的公众号。
（三）职业技术学院培训模式――专题高端培训
目前，人工智能服务还不能完全普及，故而职业技术学院的后备人才首先要建立自我提升的潜意识，此外，职业技术学院自身要引进国内外的人工智能专家，进行家庭陪护、游戏娱乐、医疗、做饭、洗衣、洗漱、保健、锻炼等多重人工智能方面的高端培训。
（四）民政部门、老龄委联合推广模式――社会传媒
作为养老服务的主管部门，民政部门和老龄委要利用广播、电视、报纸、杂志等对人工智能的发展趋势、前景、作用、功能、效益、方式进行宣传。民政部门要侧重于养老服务的社区组织协调，老龄委要侧重于制度、规定、采购人工智能机器方面的政策优惠的制定。
（五）社会民间家政服务组织培养模式――养老院、福利院自组织模式
民间社会力量建立有养老院、福利院，这就对相关服务人员的素养提出了时代性的要求。其一，人的社会角色多，时间、精力、体力有限；其二，人工智能是趋势，必须适应并学会使用；其三，要加强前瞻性人才培养，解决劳动倦怠问题，即民间组织自己解决自己的问题，通过人工智能，减少雇员，降低劳动力雇佣成本。
四、人工智能养老服务人才培养对策
（一）广播电视大学养老服务人才培养对策
依托远程教育系统，发挥网络平台的作用，将人工智能的技能培训与社区教育、社会养老大学的建设并举；发挥广播电视大学的社会服务功能，与人工智能机器生产企业搭建战略伙伴关系；积极推进产培用一体化建设，形成网络平台特色模块；推出广播电视大学养老服务精品课教程，以优质教育品牌打开培训窗口。
（二）人工智能机器制造企业养老服务人才培养对策
基于居家养老的社会需求利益取向，把脉居家老人和其子女的时间要求，积极开发、完善人工智能机器的特殊功能，加大资金投入力度，特别加强对情感交互、图像识别、语音功能的完善；重点做好人工智能机器使用说明，要具有便捷实用性的操作指南，方便人们学习。
（三）职业技术学院养老服务人才培养对策
职业技术学院作为专职教育机构，首先，要提前与职业高中接轨，进行专职意向高中生的录取，为养老服务人才培养获取意向生。其次，要突出人才培养的实践应用性，购置高端智能机器，让学生能够迅速掌握技能，并且能够进行社会的二次培训，对购置的智能机器进行租赁和应用培训。
（四）民政部门、老龄委养老服务人才培养对策
民政部门和老龄委要培养高级管理人才，建立养老服务人才智库，积极推进国家、企业、社会的养老服务人才人工智能化联动培养；加大对家庭贫困并且有意向致力于养老服务的青年才俊的培养支持力度；对人工智能养老服务高端研发海归人才给予政策优待；建立城市养老服务专家群组，定期召开学术研讨会议，增进智慧交流。
（五）社区养老服务人才培养对策
社区要加强人工智能养老服务人才的典型宣传，利用宣传画的形式传播人工智能应用的优势；积极打造人工智能特色服务团队，开展社区公益性专题培训，并募集资金购置人工智能机器为特殊群体献爱心；努力构建人工智能养老社区，采用人工智能的形式鼓励老年人进行文体娱乐，增强体质。
总的来说，在计算机技术不断发展的现代社，人工智能技术的普及给养老服务带来了巨大的便捷。随之而来的人工智能化养老服务人才的培养成为了发挥人工智能养老服务效用的关键环节。要培养人工智能化养老服务人才，可以从远程教育、社会宣传普及、学院培训、政府推广等模式入手，实现人工智能化养老人才培养模式的多元化。同时，开展远程教育的过程中运用产品一体化模式，在满足老人需求的基础上提升人工智能设备的人性化操作，重点开展职业技术院校的人才培养方式，与民政部门开展紧密合作，积极培养人工智能化养老服务人才。社区方面强化人才的教育宣传工作，全力搭建人工智能养老社区。
人工智能的教育本体：教育的变与不变
从本质上讲，人工智能技术是信息技术革命的集大成者。自从托夫勒1970年写出《未来的冲击》，信息技术革命越来越快，概念越来越多，没有停止的迹象。仅从近五年来看：大数据、数据科学、生命信息、工业4.0、物联网、新硬件时代、机器人、互联网+、人工智能，表面上概念你方唱罢我登场，但内在逻辑一直没有变：从单项技术走向全面融合，从局部应用走向全面工具化，而人工智能至少在目前看来是集大成者。硬件上物联网的成熟、软件上高可用性和动态数据库的成熟、生物学上神经科技的进展、数学上网络算法的应用、材料科技上纳米和感知材料的进展、信息科技上芯片和云技术的快速进步。从物理世界到混合世界，再到比特世界，人工智能技术刚刚开始，但人们基于过去工业革命的经验，明确感到这是临界点的来临。
STEM 成为后人工智能教育的不动点：应对科技的变化，教育的变革一直都在进行且与科技的发展互为因果。从彼得・蒂尔对教育的质疑，到创客热潮在美国教育中的掀起，事实上，STEM教育是美国对过去概念化的“实用主义”教育和“通识教育”百年争论的落锤之音。起源于杜威和哈钦斯的那场争论，恰恰是工业革命已经明确成型后的两种教育理念的争论。之所以今天的美国已经很少争论到底是实用主义还是通识教育，是因为美国的科技已经进入到一个新的阶段。教育是一个组织行为，一个围绕未来10年不变的知识、20年不变的技能、30年留存的体验的稳定的复杂社会经济形态，因此不那么容易被颠覆。恰恰是科学、技术、工程、数学（STEM）构成了工业时代（数理化）和后工业时代（文科、理工科）中的不动点，在物理学和几何学中，不动点对于系统的稳定和概念的一致性非常重要，而目前的STEM教育，不仅仅是一个概念的东西，而是旧技术时代向新技术时代过渡的“不动点”。在这个不动点体系中，新的侧重开始后，原有的教师和学科体系以及支撑可以平稳切换，不至于导致教学秩序的混乱。
元学科、应用学科和副科发生结构性的变化。由于人工智能的出现，使得复杂计算和系统计算以及简单的人机交互计算工具化全面超越人类，对技术基础这个原有概念的教育的分歧越来越大。人工智能视野下学科概念如果表述成元学科、应用学科与素质学科，那么教育学科的概念的持续性还能以最大公约数继续运行：以数学、物理、化学等元学科为代表的学科，在今后的教育中更加重要并将作为筛选人的条件。而应用科学：（生物、地理、信息、劳动）学科，将着重项目制学习、体验学习，成为培养人的目标；社会科学（历史、哲学、思想品德）将来的重点在于综合应用，批判性思维学习，更加侧重学科的来源和发展；而综合素质类（音乐、体育、美术）将从副科走向前台。@样，围绕STEM的教育，人工智能下的教育体系还是一贯的科学（元学科）、技术（应用学科）、工程（素质学科、社会学科、管理学科）、数学（逻辑、数学学科）。
人工智能技术对学科的影响：越理性，越感性
数学：传统的工业时代的数学，其训练方法是数值计算，其指向是力学计算，这种侧重至今还非常浓厚。随着知识库的普及和共享以及计算工具的进化，越来越少的人将来从事传统的工程计算行业，而正宗的工科专业越来越向着专业化和高端化演化（如学材料的将来的进入门槛很可能是博士）。但是，人工智能今后用到的大量的数学以及人与人打交道用到的计算机数学，统计学基础的数学，这方面中国数学还停留在工业时代。美国学生从高中就开始问卷处理和微积分的学习，大学数学更加有用的是方程组、统计学等。数学是一个典型的年龄相关性学科，一定要从小学，而且转向数值和算法类的学习，从偏向材料计算的高等数学方向，转向偏向矩阵计算的统计数学方向，逻辑学、几何学和统计学成为三个数学学习的支柱。
物理：有一位著名的物理学家回顾过去物理百年，发现一个有趣的现象：“力”这个概念，在物理学上看，已经不是一个原始的变量了，能量和质量才是，为什么我们的老师还在使用这个概念呢？那是因为在机械时代，“力”是最容易理解的组合概念。在工业革命前后的几百年直到今天，物理学教育的重点还是偏向传统力学计算方向，从中小学来说就是牛顿力学。然而随着工业时代的结束，人们更容易见到的力学概念不再是机械和天体，而是转向社交网络、计算机图像、信息变量、生物体和电子学以及更容易接受的能量、时间维度。数学老师们转向统计学的同时，物理老师应该考虑从牛顿力学转向量子力学和热力学甚至时空维度，这些对于孩子未来的人生更是基础，而通过物理学进行基础的科学实证的训练以及科学观测和数据处理，才是物理学最基础的作用和价值体现。不然，人生什么年龄都可以去学物理而不必非要从未成年时代去学。
元科学化学：中美物理学和化学都是选择性的，但比较中美化学教育，却发现有很大的不同。美国高中化学就允许且必须使用带有功能性计算的计算器，而中国大学生都没有这方面的训练。也就是说，随着化学和生物化学要求越来越高、知识点越来越多，设法绕过烦人的记忆而走向逻辑，是美国学习化学的方向，这点也值得我们注意。另外，化学的侧重由从偏向无机化学方向的基础化学，转向偏向生物和有机化学方向甚至与物理相结合的量子规律，是化学学科的重点。例如，很多美国的大学录取要看高中生在化学创新方面的实践，能创新的往往是生物化学。
外语：工具性的外语逐渐失去市场，形式节奏上的美学、逻辑学角度的词源学、社会学角度的语言学、心理学角度的语义学成为外语复兴的落脚点。另外，似乎从来没有人将计算机程序当作外语来教，事实上，随着工具性的外语被人工智能取代，计算机程序语言很可能成为一种外语，而很多软件人才是学外语出身的，也不断印证这个结论。
语文：可以预料的是，随着工具性的人工智能的出现，原先学习语文的工具性的方法（如语法），逐渐将退出语言学习（包括外语），而作为母语的语文之所以在工具化人工智能时代还得到重视，最重要的理由也许是仪式感的表达：回到经典、回到表达、回到应用、回到美学。
除了以上学科教育的重点随着技术经济必然发生变化外，学科学习的醒悟和内在逻辑将更加重要，学科历史、学科逻辑、学科故事将替代题库训练，因为作为计算的精确性除了特殊人才的培养外，将让位于工具和人工智能，而人要考虑体验和持续学习的兴趣和逻辑。学科学习之间还将朝着融合的方向发展，应用学科和元学科的分离意味着应用学科更加朝着整合的方向发展：地理、生物、科技等融合课程，朝着综合应用发展。
人工智能技术对教育技术的改变：从工具到空间
随着人工智能的发展，也许目前花里胡哨的信息技术将隐身后台。课堂上也许看不见信息化了，师生在课堂层面体验将会越来越好，越来越贴近自然：看不见计算机的信息化，距离教育更近而不是技术更近。
学校之所以存在是因为学校为学生模拟了一个高度抽象的比真实世界还真实的教育世界。因此，未来的校园从改变世界的信息模版角度，将更加强调与客观世界的互动、映射和高度抽象。
美国的大学录取是更接近人工智能手段的个性化录取，而学生选拔是更接近大数据角度的GPA（平均成绩点）。从培养角度，学生画像比GPA更加个性化地从个体角度描述学生的个性特征，学生的学习行为、实践行为、创新行为，在全地域、全信息、全自动、全过程的记录下，将更加全面地反映学生的全貌。智能实验室和智能校园的方向，将来是基于个体的专业学习和评价。
与学生相对应的教育行为画像，将侧重于联系社会、联系科技、联系家庭、联系团队，从重复性劳动变为创造性劳动。
而学校的管理行为将演变成支撑技术：支撑数据、支撑品牌、支撑环境。今后的教育将出现越来越专业和自由的教师，越来越职业的校长。
在教育政策上，由于全国性的数据和人工智能的使用，教育测评将更加专业化、教育本体化（而不是被测评机构和排名所左右），教育选拔将更加科学化和长期化，短视模式随着计算方法和智能评估的进展而迅速被迭代掉，衡水模式将逐渐退出历史舞台，未来应该筛选更应该上清华大学的人和更应该培养好每一个想学习的人。即使仅从功利教育目标来看，教师个体经验也逐渐让位于人工智能和大数据，教育重心从教育哲学属性逐渐走入教育科学属性；而被恐惧绑架的教育所强调的教育的筛选功能，逐渐将重心转向教育培养功能，个体成功的培养目标，逐渐转变成为未来视角的社会价值角度；教育回归人与人的本质关系和专业培育孵化的社会职能，功利性和工具性减弱，过程幸福成为教育者追求的目标。教育者由工匠逐渐转型为艺人，教师由于工具化的替代，将会越来越有尊严和个性，而不是越来越像工具。
“人创造”的价值逐渐凸显，教育的价值在于“创造人”
柯洁在被人工智能的计算机打败之后，接连战胜外国围棋高手，刷了一下存在感并表示：“与机器下棋没意思”。同样，在工具制造时代，如果从质量和精度考虑，无疑机器越来越超过人，然而手工的红木家具、手工的艺术品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽车，比起无论从什么角度来看的机器人制造的东西，都越来越贵，人也越来越愿意采购。“人创造”的价值凸显，是体验经济产业升级的一个标志，人工智能时代也不能例外。因为，“有意思和不可复制”才是人消费的高级时代。
不同于机器代替人的重复劳动的趋势，教育与学校会替代机械的班级成为人与人关系的场所，在这个场所中，机器越来越像人来代替人的高级状态，而人越来越摆脱工具性、摆脱重复性，更具艺术性和创造性。研究教育的历史会发现一个普遍的现象，就是随着工具性的增强，反而是班级规模的缩小和师生比的扩大，这也印证了：人毕竟要与人打交道，教育是一个个性化的活动。C器代替人意味着更多的时间人会回到家庭陪同孩子，这在美国已经持续发生了50年，几乎多数的女性甚至男性在孩子成长过程回到家庭（如果他们算教师的话，教师比例更大）。在学校里未来的师生比会持续增加，教育更加不再计较投入产出，而将演变成一种创造性的职业。
杜威在研究工业化革命后的教育中，提出教育的目标更加集中地体现在教育本身之中，教育即生长（教育的目标就是让教育继续下去）。随着工具化的人工智能代替越来越多的教师的重复性劳动，教师的幸福指数越来越高，更多的和更合适的师生比使得学生得到更加专业的呵护和培养，幸福指数也得到提升。教育让生活更美好将逐渐实现，教育即生活的前提条件是教师不再是指标的工具，学生不再是考核的工具。
当前，随着平板电脑、手机等智能终端的普及，以iPad为代表的平板电脑开始成为孩子们认识和探索世界的工具，它似乎有某种“魔力”能够让孩子安静下来，因此，被年轻父母当作“电子保姆”来使用，“iPad一代”悄然成型。
在中小学校，平板电脑教学实验班如雨后春笋，学生人手一台平板电脑，有效地拓展了教师的教学空间与学生的学习空间，使得教学互动反馈与个性化学习成为常态。翻转课堂及微课程的“走红”，更让平板电脑在教学中的应用如虎添翼。一时间，平板电脑进课堂，俨然已经成为现代课堂的标志。
对于平板电脑及互联网在教育教学中的应用，孩子们乐此不疲，教师自得其乐，家长“又爱又恨”。什么“魔力”使得孩子们乐此不疲？用孩子们的话来说就是“好玩”。北京大学教育学院副院长尚俊杰认为，平板电脑很重要的一点就是“互动”。什么“神器”让教师自得其乐？平板电脑是教师不可多得的教学助手，让教师教学更加游刃有余。那么，又是什么原因使得家长对它又爱又恨呢？很多家长既害怕自己的孩子在虚拟的世界“迷失自我”，又担心自己的孩子被“边缘化”。对于社会各界关注的中小学生的网络生活方式，本期，《2014年度全国中小学生网络生活方式蓝皮书》（摘编）用数据说话，揭示孩子们的网络生活现状。
人们一直都期待电脑更加智能化，解决更多的现实问题。虽然追求“人工智能”的道路坎坎坷坷，然而人类依然是充满兴趣，并为之努力。在很多人的记忆中，IBM超级计算机“深蓝”击败国际象棋大师卡斯帕罗夫并非自主思考，只是程序运行的结果，不过尔尔。然而，据2010年8月6日英国《每日电讯报》报道，美国密歇根州立大学科学家利用电脑系统模拟的生命形式，使它们在电子世界里自我复制繁殖，并逐步进化到产生基本智能。很多人由此相信未来有希望“孵化”人工智能的大脑，并开始在脑海中浮现如科幻小说、电影的桥段。2014年6月7日，英国雷丁大学宣称俄罗斯人弗拉基米尔·维西罗夫（Vladimir Veselov）创立的人工智能软件尤金·古斯特曼（Eugene Goostman）通过了图灵测试，让33%的测试者相信它是人类。这不禁再次挑动人们的神经：电脑真的能思考吗？
人们可以和电脑系统模拟的人类智慧进行互动交流，在今天并非难事儿。电脑已经可以协助人类解决很多现实的问题：利用苹果的智能软件Siri，语音询问天气，设置闹钟，搜寻餐厅，甚至还可以和它调侃一番；电商的智能客服机器人可以提供咨询服务；具有“智能大脑”的机器人“阿斯莫”能够行走、交谈、辨认声音，并且对语言指令做出反应。
面向未来，平板电脑会变得更加智能，更加“智慧”。让孩子们觉得“好玩”，让教师“有如神助”，让家长觉得“放心”。
试想，当学生面对智能终端分不清对方是自己的老师还是教学机器人的时候，当教师进行网络教研，需要交流和得到帮助的不是自己的同事，而是虚拟的个人助理的时候，教育将发生怎样的变化？
我们已经欣喜地看到，iPad集成了更多的智能化的教育教学APP；智能英语学习平台和口语测试系统已经出现端倪；翻转课堂、慕课及微课正改变着师生的习惯；人机交互学习系统已经被越来越多的人所认识……
王晓波
2014-7/8
关键词：逻辑学 人工智能 教育
一、逻辑学的发展历史
逻辑学的鼻祖在西方历史中指出是亚里士多德，出自古希腊，但希腊历史基本上是西方人杜撰的历史，所以逻辑学的历史研究是存在问题的，很有可能是欧洲文艺复兴时期教会的产物。所以西方的逻辑学的历史应该往后推延，把中国的墨家和印度的因明学强行和逻辑学关联，是不客观和不切实的联系，每一门学科和某些学说都有和其它某些学科和学说的相似性，强行把某一家学说或学科与另外一些学说或学科进行关联是对历史和学术的一种不严谨、不负责的做法。所以对历史上产生过的学说、学术、思想和见解后世之人不能任意下结论，而应该考虑当时的历史文化背景，以及当时的社会状况，一味依据西方世界目前的标准是有失偏颇的。
现代逻辑理论就其自身而言，其发展动力主要有两个：一是来源于数学中的公理化运用，以及对日常思维的命题形式和推理规则进行精确化、严格化研究的推动。克服传统形式逻辑的缺陷是现代数理逻辑兴起的决定性因素。二是来源于对数学基础与逻辑悖论的研究，这是现代逻辑学发展的巨大动力。数理逻辑的创立，奠定了现代逻辑学的基础，为新的逻辑分支学科的产生、发展奠定了理论基础。分析哲学、人工智能、计算机科学和认知科学以及现代语言学等学科的发展，也为现代逻辑学的许多分支学科的发展提供了重要条件。那么，21世纪逻辑学将朝什么方向发展呢？逻辑学与其它学科的交叉和融合，预示着逻辑学将进入一个新的发展时期。从已有的成果来看，现代逻辑学将呈现以下发展趋势：1.多元化。逻辑学是一门多类型、多分支的学科，在现代逻辑学发展过程中，多元化是其发展的一个重要标志。20世纪80年代，逻辑学在计算机科学和人工智能领域获得了基础性地位；从此以后，现代逻辑学与哲学、语言学、计算机科学与技术、人工智能等学科不断交叉与融合，进一步推动了经典逻辑理论的应用和发展，促进了哲学逻辑、自然语言逻辑、人工智能逻辑、现代归纳逻辑等新兴逻辑分支学科的发展。特别是在计算机科学、人工智能和认知科学等现代科学技术研究中，逻辑学与其它学科互相融合，出现了多学科交叉研究的趋向，产生了许多新的研究领域。2.应用化。逻辑是科学技术的基础，一切科学技术的发展都离不开逻辑。现代逻辑学与其它学科的相互渗透，既为逻辑学的发展注入了活力，也为现代逻辑开辟了广阔的应用途径。
二、目前逻辑学编撰的情况及背景
目前，大陆地区出版的逻辑学教材基本是搞纯哲学背景的人士著写编撰，而现代逻辑学的发展除了逻辑的思辨，已经成了解决人工智能的重要手段，所以相关书籍的深度换血是势在必行。但由于大陆地区的教育结构，中学阶段过早的文理分科导致很多搞哲学的人对理科知识相当匮乏，人为导致了大陆地区逻辑学滞后于西方发达国家，而逻辑学研究的滞后也从某些方面导致了人工智能研究的滞后。
另外，现在流通于世的逻辑学方面的参考书，内容和排版情况基本大同小异，主要是以西方所谓的经典逻辑学为框架。而西方的经典逻辑学又使所谓的亚里士多德的理论占有不少的篇幅，这很容易让初学者产生一种错觉，就是逻辑学是一种语言游戏，要上升到哲学和宗教的高度几乎是很困难的。
而西方现代逻辑学一般是引入了数学方法，以数学方法为型，以逻辑学的哲学观点为脉，这样可以通过数学的思维方法促进学习者对哲学问题的解决，使之形神兼备、术道合用。在具体的实践过程中还引入了计算机作为强有力的手段，这样使较为抽象的概念变得比较好把握。
在理工科开设逻辑学一般以逻辑代数取而代之，逻辑代数的开始是大大强化了数学的思想和思考方法，但另一方面却淡化了哲学或宗教的思想和观点，所以成了重术不重道。这背后的原因也是由于文理科的过早分科所致，导致教授者本身的眼界和思维能力局限了对逻辑学的深入理解和进行宽泛的联系。
在某些大学中开设逻辑学只是作为选修进行，而且对逻辑学和现代科学的发展阐述得不是很深刻，容易使学习者觉得逻辑学是一种类似于文学修辞的延伸，这是教育中值得重视的地方。而要改变其状况，要使教授者本身对逻辑学有较深和较全面的认识才能避免使学习者进入误区。
三、逻辑学需要解决的问题及在技术上的应用
首先，逻辑学是作为研究思维的一门学科，而思维是高度复杂的东西，除了从传统的哲学角度考虑，还需要从计算器、电子、生物、化学、物理、数学等多学科角度考虑，才能最终解决思维的问题。其次，在逻辑学参考书籍的编撰方面，除了保留基本的哲学观点，还应从数学角度阐明其思想、观点，以及怎样通过数学方法来解决。再次，逻辑学的教学中除了让学生建立一定的哲学、宗教观念，还应让学习者从计算机人工智能方面做出探索。另外，在逻辑学中要培养学习者的计算机编程能力，让学习者把抽象的思想和观点转化为具体的程序，以计算机的形象化和高效处理促进逻辑学的不断发展。
教育上要解决文理过早分科的情况，才能从根本上保证培养出高素质的复合型人才，推动包括逻辑学在内的学科的全面发展。
现代逻辑应用于哲学而产生的哲学逻辑、应用于自然语言而产生的自然语言逻辑、应用于计算机科学和人工智能而产生的人工智能逻辑等，在逻辑理论应用的过程中，逐步形成了既相对独立又有内在联系的众多学科组成的逻辑学科群。逻辑的应用研究还延伸到其它学科领域，出现了量子逻辑、控制论逻辑、概率逻辑、价值逻辑、法律逻辑、科学逻辑等。这说明，在当前科学技术迅速发展的条件下，现代逻辑已经从哲学研究的范围中走了出来，也不再局限于数学领域，而是更广泛地应用到其它许多学科领域之中。逻辑理论在现代科学技术各领域的应用，促进了逻辑理论自身的发展，也促进了其它学科的发展。
四、小结
在大陆地区的逻辑学书籍和教育活动过程中往往主要教授形式逻辑学及三段论，这使学习者如一叶障目，看不到逻辑学的全貌及发展动态。随着逻辑学与各学科交叉力度的增加，应该避免过早文理分科，为培养复合型的后备人才打下良好的基础。另外，要加强逻辑学与计算机应用的结合，使抽象的逻辑过程可以通过计算机比较直观地呈现出来，使研究应用形成良好的互动。
参考文献
[1]陈永鑫 对德语词汇feudal翻译引发的对“封建”一词应用的深思[J].教育学文摘，2013，10期，中旬刊。
关键词：新工科；高等院校；计算机类专业；师资
1新工科建设下计算机类专业背景分析
自2017年2月起，国家教育部积极推进新工科建设，引导工程教育的探索新阶段，为高等教育在强国建设中发挥重要作用助力。新工科专业，以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、人工智能、区块链等相关工科专业。新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能等用于传统工科专业的升级改造，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。[1]相关专业包括：计算机科学与技术专业、物联网工程专业、数字媒体技术专业、数据科学与大数据技术专业、智能科学与技术专业、智能建造专业、智能制造工程专业等。[2]由于计算机类相关专业是新工科专业的重要组成和有力支撑，近年来的招生报考呈现越来越火爆的趋势，呈现出生源充足、考生认可度高的特点，与之形成对比的是：计算机类师资储备不足、招聘难度较高。尤其是部分近年新开办的专业，尚无直接对口的高校毕业生，因此，如何通过招聘和培养让师资有效的适应新工科背景下学科建设及人才培养的需求，是高校亟待解决的问题。
2高等院校计算机类专业师资现状及存在问题
2.1现有的高校计算机类专业师资来源，主要有以下两个渠道
（1）来自高校。高校毕业生通过招聘环节进入高校工作，通过岗前培训取得教师资格证，完成从学生到教师的角色转换，无业界实践工作经历或业界实践工作经历不足一年。（2）来自业界。从高校毕业进入相关行业从事计算机类对口工作，有深入、丰富的实践经验后转型到高校担任教师，多数具有行业资格证书，能直接指导学生实践。
2.2高校计算机类专业师资构成，主要有两种类型
（1）专任教师。教育部明确指出，专任教师是指具有教师资格，专门从事教学工作的人员。我国对高校专任教师与学生的比例有基本的要求。（2）兼职教师。兼职教师是高校师资的重要补充力量，高校会根据教学需要聘请一定数量的校外企业、社会实践经验丰富的名师专家、高级技术人员或技师等担任兼职教师，担任实践类课程教学。
2.3高校计算机类专业师资存在的主要问题
（1）来自高校的教师普遍缺乏对行业的深入了解。没有业界工作经验的高校教师，由于不熟悉实战项目，难以直接指导学生实践，而对计算机类专业而言，是否具备项目开发经验对教师胜任力是关键评价指标。（2）互联网、工业智能专业人才的薪资要求高，招聘难度大。新工科专业以互联网和工业智能为核心，大数据、云计算、人工智能、区块链都是快速发展的新兴行业，业界薪资待遇高，从业人员以青年人为主，正处在人生拼搏期和事业上升期，薪资待遇和发展平台的悬殊，导致业界人士鲜少选择到高校从事教学工作。（3）业界教师教学能力有待提高。来自业界的教师经验丰富、实践能力强，但因多年在企业工作，学科基础理论知识脱离时间长、逐渐淡忘，理论课教学能力偏弱。（4）兼职教师授课时间受限、不稳定、波动性大。由于兼职教师大多来自校外企业和社会，授课时间受到限制，不能持续稳定的参与教学工作，波动性较大。（5）计算机类专业教师能力有待不断提高。随着新技术发展，人工智能时代的全面来临，计算机类专业知识更迭快，对教师知识更新、能力提升的要求高。
3高等院校计算机类专业师资紧缺的解决建议
3.1合理化薪资结构调整、改善福利待遇，建立绩效考核和激励体系
高校应该合理调整薪资结构，提高紧缺专业师资待遇，争缩小与行业从业人员的薪资落差，充分利用高校的自身优势吸引人才，提高福利待遇。建立科学合理的绩效考核、激励体系：考核评价要发挥导向作用，对不同类型的教师（教学科研型、教学型、科研型）分别细化不同的考核标准，条块结合、标准明确、公正科学、奖惩分明，同时充分发挥大数据的作用，利用数据化的考核方式让考核更加具体充分。通过绩效考核体系，加强对于紧缺、骨干师资的评定和激励。
3.2制定教师双向进修计划，加强师资培训培养力度
要建设综合素质好、学术水平高的教师队伍，既有丰富理论知识、又有较强职业技能和一线实践经验：面向来自高校和业界不同类型的教师，针对性的开展培训，区分侧重点--为高校教师提供更多参与行业实践、深入企业项目的锻炼机会；为业界教师提供更多进修、访学、学术会议等交流学习机会，帮助教师提升自身素质。同时，师资培训结合脑科学、心理学、教育学，提升教师的跨领域融合能力。
3.3建立兼职教师人才库，储备充足的兼职教师
高校应建立计算机类专业兼职教师人才库，通过网络平台、专场招聘、定向联系等各种渠道、多种方法，推进兼职教师的储备工作，保证充分数量的兼职教师队伍。
3.4开展企业合作定制培养班，引进企业导师参与实践类课程教学
新工科建设要求下，高校计算机类专业应利用校企合作资源，大量引入企业项目和研发骨干人员进入课堂，共同参与学生培养，达到高校、企业、学生共赢的局面。通过开展企业合作定制培养班，让企业导师参与实践类课程教学，同时需要适当放宽对企业导师学历、职称等门槛要求，重点关注其实践项目研发经验和能力。
【摘 要】在基础教育领域，智能机器人教学以其让学生在动手操作的过程中培养逻辑思维能力、合作精神和创新能力的特点，成为培养创新型人才的良好载体。本文通过分析STEM教育理念，结合中国国情和实践构建了基于活动的小学低年级智能机器人体验学习模式，对于提高学生的科学素养、工程素养、数学素养、技术素养具有一定的理论价值和应用推广价值。
关键词 STEM教育；小学智能机器人；体验学习；教学模式
【中图分类号】G443 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2014）05-0052-03
研究背景
1. STEM教育的内涵
STEM教育源自20世纪80年代的美国，其内涵旨在将科学、技术、工程、数学这四个领域看作彼此联系的整体，试图提高未来国家的国际竞争力。在STEM教育中，科学素养是重点，是为学生将来进一步从事科学研究打下基础；技术素养和工程素养则是在实际的社会分工中最经常体现的，它以明显的应用特点为科学研究提供工具和思路；数学素养是STEM教育的基础，技术深入、工程论证、科学推理和建模，都需要数学作为基础。
21世纪的竞争，归根到底是人才的竞争。面对“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才”的钱学森之问，我们试图通过融合重整科学、技术、工程和数学这四大领域的教学内容，培养出适应21世纪的复合型、创新型人才，达到钱先生的“大成教育”的理想。
2. 智能机器人教学的意义及现状
智能机器人技术是涉及机械、电子、计算机、人工智能等多种技术的实践性学科。智能机器人教学的总体目标是在了解机器人内部构造、功能及应用状况等知识的前提下，动手搭建机器人，设计机器人行动策略，编写机器人程序。由于其自身的知识综合性和技术应用领域的广泛性，为培养学生的综合能力，如逻辑思维能力、分析和解决问题的能力、动手能力、合作能力和创造能力提供了良好的平台。因此，机器人教学是素质教育的重要载体，将对社会发展和人才培养产生重大影响。
教育部 2003 年颁布的《普通高中信息技术课程标准（实验）》中，把“人工智能初步”和“简易机器人制作”设为技术领域的选修模块，意味着我国的人工智能和机器人教育在大众化、普及化层面上进入了一个新阶段[1]。随着信息化的发展以及人们科技意识的加强，机器人教学逐渐趋于幼龄化，很多经济发达地区从小学低年级开设智能机器人（校本）课程、兴趣班，社会上的幼儿机器人培训班、机器人高手俱乐部层出不穷。学校及市场培训机构的教学质量关系到该领域能否健康、良性发展，也关系到面向21世纪未来人才的培养。
3. STEM教育视野下的智能机器人教学
智能机器人教学能够实现STEM教育四要素的有机整合。如在完成FLL机器人前进爬坡并摘取果实的任务时，教师通常会要求学生先思考可以有几种策略完成任务、哪种策略最佳。在编程时，教师要求学生画程序流程图，通过反复测试、分析现象、发现问题、提出修改方案并及时调整，使机器人表现出最佳状态。在这一任务中，体现了如下素养。
科学素养：运用重力、摩擦力等物理知识，需要具备确定问题、寻找思路、解决问题、相互共享制作经验的科学精神。
工程素养：编程之前画流程图，这是工程设计的基本思想，机器人编程调用标准化程序模块也蕴涵了工程意识。
数学素养：需要测量斜坡高度和手臂长度，并通过计算，得出机器人的速度和完成任务所需时间等。
技术素养：指对科学和技术进行评价和做出相应决定所必需的基本知识和能力。学生在分析任务、选择策略和编写程序上均体现了技术素养的运用。
STEM教育视野下小学低年级机器人教学模式探索
1. 基于活动的体验学习模式
基于活动的体验学习模式源自于体验学习法，是指从学生个体发展的需要和认知规律出发，在亲身经历学习的过程中，通过反复观察、感受、实践、探究，对知识进行感悟与理解的学习方法[2]。
应用最广泛的体验学习理论模型是1984年由库博提出的四阶段循环模型，又称为“体验学习的循环理论模型”。库博用四个元素建立起了该模型：具体的体验、观察与反思、形成抽象的概念和普遍的原理、在新情境中检验概念的意义（如图 1）。
基于活动的体验学习模式则通过教师设计的一系列渐进的具有逻辑性、趣味性的活动，使学生在具体情境中结合实践和反思来获得知识与技能，具体的教学流程（如图2）。
第一阶段：教师创设情境，提出问题，学生感知情境，思考问题，带着问题进入具体的实践——观察。
第二阶段：学生在教师的指导下，通过教师提供的资源和工具动手操作，在实践中观察与反思，并感知情境，发现一些对后续学习有用的信息与资源。
第三阶段：学生将学习内容抽象成新的观点和方法，新的概念在头脑中初步形成。
第四阶段：学生自己遇到或由教师提供各种类似的情境，检验第三阶段形成的想法、观点、理论和认识。
2.《竞速小车》教学案例
学生特征分析：本课教学所面对的是辽宁省某市青少年活动中心的低年级组学生（小学二、三年级居多）。他们的特点是好动，注意力易分散，抽象思维尚未完全建立，但思维活跃，具有强烈的探究欲望，不满足于对书本知识的简单死记硬背。在前面的学习中，学生们已经知道了一般机械的组成，知道常见的传动方式，并且已有使用乐高教学材料的经验。
教学目标：知识与技能：了解常见齿轮传动的特点、形式；探究如何通过齿轮传动结构使机器人加速。过程与方法：通过实践了解齿轮传动结构的基本规律，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力；通过小组合作和汇报交流促进学生的协作探究精神、学习交流能力、语言表达能力以及分析总结能力。情感、态度与价值观：对机器人技术有求知的欲望，产生探究科学的勇气。活动准备：乐高教育器材、PPT课件、黑胶带（粘贴跑道）、活动记录表、秒表等。
活动过程：
环节一：情境创设
教师播放F1赛车视频，请学生谈谈感兴趣的话题，如“你知道在F1中，最快的赛车时速是多少吗”、“有哪些著名的赛车手”、“F1团队获胜的秘诀是什么”等等，进入今天的课题：我们自己设计并搭建一辆电动小车，看什么样的小车跑得最快！（板书：竞速小车）意图：通过情境引入本次活动主题。
环节二：操作与反思
师：生活中有一些常见的简单机械可以实现速度的变化，你都知道哪些？
学生思考后回答：滑轮、齿轮。
师：在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。在零件盒中老师给大家提供了三种齿轮，请同学们按照实验记录的要求，搭建不同齿轮结构的小车，探索齿轮的特性。
学生以小组为单位动手搭建小车，教师让学生思考：在搭建过程中应该注意什么？
搭建好小车的组可以将电动车放在平直的跑道上，用秒表测试行驶所需要的时间。每次测试前，先估计一个时间，看看实际用时和预估时间是否接近，并将记录填写在实验记录表中。
实验记录表
教师提出四个问题：（1）你们的小车在前进过程中出现了哪些问题？你们是怎么处理的？（2）你们小组哪种组合跑得最快？为什么？（3）谁能总结一下，齿轮传动结构对速度有哪些影响？（4）转速相同的情况下，为什么大齿轮带动小齿轮时的速度会变快呢？
意图：让学生对他们看到的或建构的内容进行思考，对方案进行探讨、反思并调整他们的看法，同时也通过提问鼓励学生继续探究。
环节三：总结与抽象
经过观察思考，学生得出结论：（1）在传动中，产生加速的方法就是大齿轮带动小齿轮，相反，如果需要减速的话，就是小齿轮带动大齿轮。因为大齿轮牙齿多，它转动一圈，会带着小齿轮转动好几圈。（2）速度加快的小车反而起步很慢，因为小车起步的刹那马达需要力量来启动，所以启动速度不够快。
环节四：验证与应用
活动的最后，请学生结合今天活动的内容，发挥聪明才智，设计爬坡机器人。
师：什么样的齿轮结构可以使你的机器人小车顺利爬上陡坡？在记录表上画出你的设计并实践。
意图：把孩子们引入一个新的“联系”阶段，使他们在螺旋式上升的循环中接受难度不断增加的挑战。
3. 总结分析
教学中，学生不仅获得了与机械、物理知识有关的感知能力，探索了齿轮传动结构的基本规律，还在操作与反思阶段对不同组合的齿轮进行了“测试—比较—分析”，体现了工程设计的基本思想。对时间的预估以及对小车速度的计算强化了学生的数学能力，而动手对不同齿轮进行组合和搭配，并检验其效果，最后得出加速与减速的搭配规律，则提高了学生的技术素养。可见，在基于活动的体验学习模式中，学生通过一系列的阶段性学习过程获得了相应的改变，使其有能力再投入到新一轮具体体验情境中去学习，并再次获得新经验。这种模式不仅关注知识与技能的获得，更关注对实践过程的总结和反思，形成科学地解决问题的思路，这种模式更适于低年级课外科技活动。
学生经历了科学研究的所有阶段，从关注问题、发现探索、搜集数据、分析归纳、推理筛选到最后利用技术得出研究结论的科学方法，形成一系列科学研究方法，具备工程意识和信息素养，为日后的研究和创新奠定必要的基础。
当然，随着STEM到STEAM，将艺术和设计的元素融入其中，将赋予学生作品丰富的表现力。我们将继续探索如何在智能机器人教学中培养学生的艺术素养和创意设计能力。
注：本文系2011年全国教育信息技术研究青年课题《中小学智能机器人教育的理论和实践研究（立项编号：112340246）和辽宁省教育科学“十二五”规划2013年度课题《基于虚拟名师工作室的教师发展共同体研究》（项目编号：JG13CB094）系列研究成果之一。
参考文献
张剑平,.机器人教育: 现状、问题与推进策略[J] . 中国电化教育, 2006,(12):65-68.
李英.体验：一种教育学的话语[J] .教育理论与实践，2001(12)：1-5.
当前，移动终端的普及为我们带来一种全新的学习形态——移动学习。我认为移动学习包括三种模式：碎片式学习、情境感知学习和基于电子书包的课堂互动式学习。
碎片式学习
这种学习模式利用了移动终端的第一个特性——“随时随地和你在一起”。从设计之初，移动终端就充分考虑了用户的使用习惯，如小屏幕、能够最快打开应用等。我们可以利用零碎时间，在任何地方进行碎片化学习，比如学习英语、网易公开课等。
移动互联网脱胎于互联网，很多人认为移动互联网是互联网的补充和延伸。然而，最初的互联网是给专家用的，设计之初就决定了它的先天缺陷；移动互联网则是给普通人用的，有自己全新的规则，从设计之初就考虑了如何使用方便。可谓是“青出于蓝而胜于蓝”。
情境感知学习
这种学习模式利用了移动终端的第二个特点——“知道你在哪里”。给学生配备带定位系统的移动终端，基于特定的位置给予特定的服务。如香港中文大学开展的基于卫星定位的户外移动学习实验，教师在网上设计好问题，学生可以拿移动终端到公园、博物馆、科技馆等特定的地方解决问题。此外，像台北大湖小学的“蝴蝶走廊”、麻省理工学院的“城市游戏”等都是利用了基于位置服务的移动学习。
基于电子书包的课堂互动式学习
电脑为什么吸引力这么大呢？它第一次将学习、生活、工作融合在一起，同时，随着信息技术的发展，多业务、多组织机构也融合到了一起，当今时代的特征就是融合。在未来的课堂上，学习融合成为了关键词，教材、教辅、教学过程、教学平台、教学评价融合到一起，整合到移动终端内。关于教学方式，基于电子书包的学习方式的最大特点是什么？繁华的外表下面什么是让我们激动的事情？毫无疑问，是互动。你有没有反思过我们的课堂？课堂上一部分孩子只是看客，他们每天看着老师和几个优秀孩子在互动，而自己和课堂似乎毫无关系。利用智能终端这种方式，所有人都被带动到互动之中，充分参与教学活动。教育信息化不是把纸质书打造成电子书，而是要打造真正的互动课堂。
随着时代的发展，新技术会不断涌现，未来，我们的教育会是什么样的？
在中国的教育信息化领域，未来需要把云服务的基础设施搭建起来，像银行一样，是可信赖的，让电子书包、电子教材能够运行起来。移动学习是基于互联网架构的学习形式，带有互联网的基因。这是一个浅阅读的时代，微课程适应互联网学习的特征。“游戏代表未来”是一个趋势。移动学习和游戏越来越有机地融合在一起，并且越来越普及。随着计算能力和存储能力的无限提高以及人工智能的发展，学习过程中产生的数据将被记录下来，并进行分析，从而智能地发现学生学习的问题。像医疗决策系统那样，输入病人的信息，系统能够从海量的病例中总结出规律，针对个别的病人，给予个别的支持。当学生用上平板电脑之后，我们就会积攒越来越多的过程数据，并对学生的学习过程进行分析。学习分析是一个热门的领域，但现在刚刚起步，几年之后也未必见得有大规模的应用，但这是一个方向。凭经验的事情，未必是最科学的，未来的教学应该是科学教学，而不是凭经验教学。因为学习分析，我们真的可以实现科学教学。从经验变成数据，经济学实现了华丽转身，期待着教育学也能够从经验走向数据，实现质的飞跃。
大数据时代，信息技术的普及、互联网的迅猛发展，改变着人们的学习、工作与生活，同时也给学校管理带来了巨大的挑战与机遇。学校必须思考如何充分利用现代信息技术的资源和优势，提高德育工作的成效。
一、创新数字管理工具：着眼常规，夯实德育根基
常规工作是德育的根基。互联网的崛起，打破时空限制、加速信息流转速度、外显跟踪事项进度等给德育常规工作带来极大的便利。1.梳理部门职能，科学分工根据学校德育部门具体情况及实际需要，我校对学校德育工作进行重新整合安排，对分管德育的各位教师进行明细分工，设立常规部、生活部、数据部、传媒部、培训部、研发部六个职能部门，搭建德育教学一体化管理平台，在平台内部建立学生基本信息管理系统、学生操行分管理系统、文明班管理系统、学生成绩管理系统、家庭报告书管理系统五大系统，实现德育管理的数字化，同时将学生操行、活动获奖、学业成绩、教师评价等信息汇聚一起，为后期数据分析提供基础。2.发挥互联网优势，加速信息流转德育常规信息具有较强的时效性，学校利用互联网的优势，加速信息记录、反馈、跟进，在最短的时间内，将每一项常规信息送至班主任那里并让其跟进。精准的学生坐标是确保数据信息正确有效的前提，我校实行学生宿舍坐标与课室坐标管理两套体系，确保各项常规反馈精确到个体；操行管理系统全时段监控学生操行分的等级，并即时发送“到线”学生跟进消息，协助班主任及时有效地进行个体跟进教育；文明班管理系统汇总全班每一位学生各项操行表现含各类加扣分项目，为班主任营造集体舆论导向提供有力支撑；学生成绩管理系统记录学生入学成绩和各阶段检测成绩，全面记录学生在校成绩动态，为教师指导学生“自我剖析、自拟计划、自我监督、自我成长”提供参考数据；家庭报告书管理系统将为家长提供学生在校某个阶段的学习生活报告，可选择某几次成绩、学生操行、教师评语等作为报告数据内容。此外，学校还将德育教学一体化管理平台对接学校公众号，方便家长使用移动设备查询学生在校期间学习生活的详细表现，凝聚家庭教育力量，实现家校有效互动。3.引入智能数据分析，优化教育效果谷歌Alphago的胜利让我们再一次看到人工智能的威力，同时也让我们思考如何将智能数据分析引入教育，优化教育效果。德育教学一体化管理平台汇聚了学生海量的数据，涵盖了学生操行、学业成绩、活动获奖、教师评语、家长评价等，引入智能数据分析连接最前沿的教育学、心理学等理论支撑下的专业教育指引，可以分别在个体分析报告和集体分析报告中为班主任提供相似教育案例和方法指导，让班主任的工作更加科学高效。
二、升级互动分享平台：助力科研，提升德育实效
班主任自主成长模式是我校德育科研工作的主要策略，通过专家引领、团队科研、交流反思、自主修炼等四大措施，引导班主任在学习中进步、在实践科研中成长。学校将这一模式融入到教师互动分享平台——礼山师说。1.班主任频道：让优秀班主任以群体的形式出现班主任频道是班主任学习、交流、分享的平台，也是一个展示自我的空间。教师可以了解最前沿的教育资讯、向优秀的同行、跨界的教育精英学习等；交流身边的鲜活案例、分享教育实践沉淀下来的智慧。频道中优秀的案例、有效的教育方式方法等将被引入德育教学一体化管理平台，为教育同行提供有效参考。2.家校频道：让家长成为教育的专业助手学生的成长需要学校教育和家庭教育的融合，产生1+1>2的教育效果。我校在互动分享平台“礼山师说”上开设家校频道，倡导家校交流。班主任主动反馈学生在校情况，并推送相关教育方法指引，让家长成为教育的专业助手；家长主动学习，积极配合学校老师，联合帮助学生健康成长。
三、优化德育数字资源：关注课堂，拓宽德育途径
主题班会课是高中阶段德育的主阵地。我校整体规划高中三年各阶段主题班会，并提供丰富的德育素材，为班主任提供科学有效的德育数字资源。1.主题班会系列化，增强班会课感染力习惯养成是个长期的过程。系列主题班会更能满足教育的实际需求，其效果更具持久性和穿透力。依据高中学生心理、生理特征及该时期教育需求，我校将主题班会划分为三阶段。第一阶段：了解，角色转变；第二阶段：熟识，品质提升；第三阶段：奋斗，实现梦想。各阶段主题班会由年级组统一设计制作，其中融入阶段培养目标及实施策略，学校同期也将开展配套活动，形成教育合力。2.素材模块化，充实主题班会课堂学校成立班会素材整合开发小组，把素材划分为五大模块：小活动、小视频、小故事、小歌曲、小图片，每个模块再分为励志、感恩、学法指导等类别，并通过数字资源库实现共享。这样，班主任在开展班会课时，能有更多的精力分析班级情况，选择更合适的素材丰富课堂内容，从而达到更好的教育效果。
作者：陈熹 单位：佛山市南海区九江中学
1 关于数学学习心理研究的途径与方法
概括起来看，当前的数学学习研究遵循着两条途径。一条是从一般教育心理学理论出发，对数学学习的具体问题作解释与分析；另一条是尽可能从数学学习具体过程出发，研究学生学习的真实心理活动，分析其认知过程、机制及心智变化，由下至上构建理论。
而就目前数学学习心理研究的大多数专著和论文看，采用第一种研究途径的仍不在少数。上述问题，实际上涉及到如何处理好一般学习理论与数学学习心理研究之间的关系。一方面，我们应充分肯定一般学习理论对数学学习研究的普遍指导意义；但另一方面，又要避免在这种运用中表现出的简单化或贴标签式的倾向，特别反对把数学教育心理研究等同于“一般教育心理学加上数学例子”的作法。
事实上，教育心理学理论要有效地运用于数学学习研究，须经历一个理论与数学学习具体实践的相互作用，并在此基础上重新概括和发展的过程，而不是机械的“粘贴”过程。由此可见，问题的实质还不在于选择哪一条途径，而在于无论选择哪一条途径都要注意理论与实践真正有机的结合，其价值也是双向的，即运用理论有效地解决数学学习问题，同时，通过具体数学学习问题的研究成果，丰富和发展数学学习理论及一般学习理论。此外，在研究方式上同样需要在某种对分中寻求平衡关系的还有：定性分析与定量处理、逻辑论析与实证研究、纵向梳理与横向比较，以及观察的与实验的、问卷的与访谈的、统计的与个案的、自省的与它析的、过程式的与结论式的等等。
2 建构主义对数学学习心理研究的启示
2.1 建构主义提供的是关于数学学习认识论的分析。相对于学习心理的实证而言，学习认识论的分析是不可或缺的，甚至是更为根本的，它体现了一种基本的教学立场及观念。事实上，认识论的分析与心理学的具体研究之间存在着十分密切的联系，“建构主义在现代的兴起，可以视为从认识论的高度对心理学，特别是认知心理学的研究成果进行深入分析的直接成果”。
2.2 建构主义的产生有其历史渊源。建构主义的发展有着不同的维度，在建构主义的旗帜下事实上也包含着诸多不同的观点，因此，为避免盲从或追求某种“时髦”，需要对建构主义产生发展的过程与轨迹有全面、深入的认识，并应对其诸多观点进行鉴别、再认、选择，甚至需要在实际运用中加以整合。
2.3 不同的建构主义立场将对数学学习研究产生不同影响。一方面，建构主义的立场可以影响研究者的工作方向（如个人建构主义对个体认知活动的特殊性感兴趣，而社会建构主义更重视合作学习、语言交流、学习环境等问题）；另一方面，不同的认识论立场为数学学习心理的具体研究提供了不同的理论框架。正因为如此，更应该把“探幽入微”的具体研究与宏观的认识论分析有机结合起来。
2.4 运用建构主义于数学学习研究时应特别关注其特殊性。运用建构主义于数学学习研究应该从数学学科自身的特点入手，探究其学习的特征。数学学科的特点在于，数学的对象是一种思维对象，是人类经过一定的抽象活动所构造出来的心理上的对象。按照这样的认识，数学学习中的建构实际上可视为建构的“建构”，这正是建构主义的数学观与数学学习观本质关联的核心所在，也是运用建构主义于数学学习研究今后仍应深入探讨之处。
3 应对数学学习心理进行多学科、多角度的研究
即使是对一般学习心理研究而言，对于处在“生长期”的数学学习心理研究来说，更是存在着若干开放性环节和发展空间，这为多学科交叉研究提供了用武之地。对数学学习心理除了从一般教育学、心理学的角度进行研究外，如下角度值得进一步重视。
3.1 数学哲学与数学教育哲学。“任何一种有影响的心理学理论，都是建立在明确的哲学思想指导”下的。对数学学习心理的研究，必然涉及到“数学的本质”、“数学学习活动的本质”、“数学学习活动的认识规律与思维方法”等问题，这正是数学哲学及数学教育哲学需要回答的问题。
3.2 思维科学与数学思维论。由钱学森先生所倡导的思维科学研究已获得长足进展，数学思维论立足于数学思维规律的概括与研究也已取得诸多成果，而将数学思维研究与相应的学习心理研究有机结合起来，已成为国际相关研究的一个重要特色。这一特色具体体现于对数学学习过程中各种实际数学思维活动机制的深入研究。
3.3 社会学与文化学。数学学习活动因其本质上是人类活动的有机组成部分，因而具有社会适应性、文化继承性及环境相关性等特征，只有将这些特征与数学学习心理发展结合起来研究，才能更深入地理解数学学习的本质并把握其规律性。也是学习者参与社会活动的过程。
按这样的认识，我们就应特别重视数学学习与现实环境的关联，以及学习中的交互活动着眼于实际生活中的数学与学校正规数学的关系及对数学学习影响的研究，也为我们提供了一个社会学、文化学的角度，值得我们重视。
3.4 人工智能与神经科学。众所周知，认知心理学现展的一个重要特征，就是将人类心理过程与计算机的运行过程作类比，通过所谓“信息加工”观点，发展起了丰富的认知理论框架。尽管人们对依赖计算机发展起来的人工智能能否刻画或替代人的大脑仍然持不同观点，但它能为深入诠释人的学习心理过程提供科学的理论框架却是不争的事实。特别地，我们看重通过人工智能去研究数学学习心理的原因还在于，无论是数学学习的对象，还是计算机系统的核心都是同一的，即数学的“符号处理”，这种同一性使得运用人工智能理论去更准确描述数学学习心理机制具有独特的优势。
4 应加强对数学学习活动中具体问题的研究
在谈问题前我们有必要看一下信息化在世界的发展趋势，就在今年五月，谷歌公司的市值达到了4980亿美元，再次成为全球市值最大的企业，我们就把眼光投向谷歌。2016谷歌I/O开发者上，Sundar Pichai如图1所示，以“人工智能”（AI）和“深度学习”开场；以“我们生活在一个特殊的计算机时代”结束。总体意思是AI是2016 I/O的核心。
Sundar Pichai是现在谷歌的首席执行官。他提到的事情――“人工智能”和“深度学习”。作为一名教育学研究者，我发现这个“深度学习”有两种理解：从计算机学科来讲，就是机器人来做一些事情，跟人越像越好，这是一个角度；从教育内部谈到我们教育孩子的时候，孩子要把知识学到真正掌握并能应用的地步。我们这里谈的是计算机领域这个词，大家可以区分一下。Pichai最后说我们生活在一个特殊的计算机时代。
任何事情都是有发生的背景的。实际上就在今年，谷歌所做的另外两件事同样值得我们关注：
（1）3月谷歌的AlphaGo以4：1战胜韩国围棋手李世石。“深蓝”在国际象棋上战胜卡斯帕罗夫的时代，我们认为下围棋战胜人是计算机做不到的，因为围棋的算法太复杂。但是到现在不到20年时间，AlphaGo就战胜了李世石，计算机的能力发展是非常迅速的。
（2）谷歌主管搜索业务（几乎占到了谷歌全部公司盈利的70%）的副总裁换将。可以说谷歌引领着全球正在走向AI时代。谷歌搜索业务高级副总裁Amit Singhal（致力于移动搜索）于2016年2月26日离职退休，接任他的是谷歌AI工程部负责人John Giannandrea。
AI的概念已提出了将近大半个世纪，但什么因素使得最近几年AI突飞猛进？这个因素就是大数据。大家再来看一个几天前刚发生的事情，2016年5月19日，在第八届中国云计算大会上，香港科技大学的杨强教授如图2所示就提到：“强人工智能和超级人工智能，一定需要大数据”。为什么人工智能忽然就厉害起来？杨强的分析：“基于大数据技术，数据科学得到了非常快速的发展，以至于很大程度上改变了计算机学科领域发展的情况。”这是我个人也比较认同的。
二、大数据在高等教育领域如何应用？
我们使用大数据就是为了实现更精准的分析，我们要进行靠谱的预测就一定需要大数据。可以说下一阶段我们高校的信息化建设也应该是“一切为了数据”，让数据成就我们的一切。但就在那场演讲中，按照杨教授的观点，目前来看对大数据的使用，他认为比较弱的领域有两个：一个是生物领域；另一个就是教育领域。
根据今天主题，我们可以谈谈后者，特别是高等教育的信息化问题。
三、Minerva大学为例
那我们来看看大数据在国外的高等教育领域如何应用。去年11月份在北京召开了全国第二次教育信息化工作会议，刘延东同志主持召开过两次这样的会议，她提到了“全球浸润式大学”。这是哪一所大学？这所大学就是建校不满五年的密涅瓦大学（Minerva）。这个大学成立才两三年，时间很短，现在正处在一个刚刚起步的阶段。
1.Minerva大学特点
（1）浸润式的全球化体验 （Global Immersion）；
（2）现代化的课程 （Modern Curriculum）；
（3）终身的成就支持 （Future Success）；
（4）真正无地域限制、歧视的招生（Admission）。
该校提供的是一个浸润式的全球化的体验环境。该校学习时间一共四年，八个学期，其中两个学期在旧金山。学校没有传统意义上固定的校园。学校大部分的课程都是线上的，课程全部被重新安排。我不认为我们所有的学科都可以像目前Minerva这样的大学来学习，但确实也有一些专业是可以按照Minerva的方式来办。
我们搜集到了Minerva大学上课的真实场景图片，这就是他们课堂的真实境况，如图3所示是他们上课的一个截图，上面这里一个个小格子是来自全球各地的Minerva的学生，这是Minerva大学第一届的学生。据一位中国籍的Minerva大学学生说，他们“课堂上”镜头前的每一个行为都被记录，每一份作业都被记录，每一次发言都被记录，学校有专门的数据分析师和学情分析师对他们的行为进行分析，他们的学习真正做到了科学高效。上课过程中讨论一些问题的时候，持不同颜色观点的孩子，会在这个圆环上被标注出来，讨论问题时候的立场分布就会显示出来。所有学生都是在各自的场所，只要保证网络通畅，课程就可以进行。这两个孩子正在发言，所以他们的视频会比较大，其他人都在小窗里。据说他们还有一个观测的技术，如果你的脑袋太长时间移出这个镜头，会被认为你在开小差。这个时候正好在讨论一个问题，立场有分歧，这两个人在说，其他人在听，这是一个例子。
凡是接触过信息化的都知道，虽然在这里我们看到的只是一个教学平台，但是背后的支撑网络是庞大的，尤其是当学生处于世界不同国家、不同城市时这样的支撑难度就更大。从这点来说，其信息化工作是超过一般的大学的。Minerva大学教学的流程对我们传统的大学来说，我个人感觉至少是一个挑战，对中国大学教学的挑战尤其大。至少目前为止，全世界其他大学还没做到这么开课。
2.从信息化的角度来看，Minerva大学的特点：
（1）以“数据技术”为核心，形成“互联网+校园”新数据形态；
（2）以“云网端”为核心，形成“互联网+校园”新技术形态；
（3）以“实时协同分工网络”为核心，形成“互联网+校园”新组织。
Minerva大学，让我们看到了“互联网+高等教育”。这是用互联网再造的教学流程的教育，我们讨论教育信息化、大学信息化，可能还是更多的用信息化手段来优化我们的传统的教学模式。这是互联网+高等教育非常前瞻的一个模式，当然我们还需要对它有一个观察的过程。
3.“互联网+教育”与“教育+互联网”的区别
我们最近一直在谈“互联网+教育”，但“互联网+教育”和“教育+互联网”的区别在哪里？我的看法是：“教育+互联网”是以工作（业务）为核心；“互联网+教育”是以数据为核心。需要指出的是在我看来，“教育+互联网”是达成“互联网+教育”的一个阶段，从信息化建设的一般规律来看必定需要走过“+互联网”才能走到“互联网+”。但恕我直言，目前中国高校大多还处于“+互联网”，离“互联网+”还远得很。
四、高校信息化治理
1.工作流?数据流如图4所示
就目前来看，高校的工作流和数据流之间有一种互动。这种互动随着信息化的建设越来越强大。我们一直提出：数据不仅仅包括基础数据，对我们的工作而言动态数据往往价值更大。我们一直提倡数据的“伴随式”收集，数据产生在工作中，理想状态下，通过工作流积累数据流，通过数据流优化工作流。工作流越顺畅，连接得越多，获得的数据才能更多，指导优化工作流的效益才能更大。数据流越强大、越优化，可能工作就越顺畅，工作流的效能发挥就越好，这本身是一个相辅相成的过程。
2.信息化情况
大家可以看到，高校信息化治理的情况，有信息化统筹部门，除了信息办还有各种各样的处室、院系，这本身就是一个互相沟通的治理协调。如图5当下高校信息化治理架构所示，为什么叫治理？什么叫做治理？最本质的问题就是谁也说了不算，必须商量着办。信息化随着国家财力的增加，不管地方高校还是国家重点高校，实际上一般投入到一定量以后，它整个水平还是比较会趋同，大部分条件都能达到，就是有个前后的问题。但是信息化治理是非常难的一件事情。大家看到如图6所示，我们的角色是这样的：学生、老师、管理者都面临着一堆的管理系统，这是比较糟糕的。使用者在信息化系统中转了几圈转不回来，解决不了问题，就会抱怨、投诉等。很多学校处于这样的阶段。
3.信息化存在问题
（1）业务流程复杂，臃肿。
跨部门的流程更为繁复。且流程内容简单模糊，一旦遇到摸棱两可之处，灰色区域之间，用户往往周旋于各部门而终不得其果。部分职能部门开始建设自己的线上流程系统。如设备采购，财务审批，科研审批等。但各个线上流程之间往往缺乏集成与互通。对于用户而言，其业务流程并未得到简化，反而可能变得更加复杂。
（2）建维难度高。
将业务流程作为一个应用系统来建设，就必须要进行系统开发，要写代码。建设难度较高，业务部门通常无法独立完成，必须委托第三方公司来进行。在此模式下，将来流程一旦发生变更，势必要对系统代码进行更改。维护成本高昂且响应速度缓慢。
（3）各自为政。
数据无法形成合力，工作流，业务流也往往是断裂的。
（4）数据紧耦合。
由于缺乏对部门业务的执行数据整合。数据紧紧的落在业务部门内部，无法与外界共享。
4.信息化治理方式
大家可以看如图7所示，决策支持在上面。然后我们看到数据中心，从决策者、应用者我们面临的就是工作流。这是我们希望达到的状态。通过工作流的建设，理顺流程，连接各个应用系统。以用户为中心，提高业务效率。通过运行产生的数据进行分析，为决策提供支持，并对工作流进行优化，形成闭环。我们学校在设计新的网站的时候，就设计了所谓的角色安排。你是在校学生还是在校老师等等，你的角色不同我给你看的页面就不一样，你只考虑你的角色，不需要惦记后台是哪些部门。
要达到这种状态，最好的办法是所有的系统由信息化统筹部门统一开发，但这明显不符合现阶段高校信息化建设的实际。而且信息化统筹部门全面介入所有业务部门的工作也不现实。比较理想的方式是使业务部门能够与信息化统筹部门直接对接，使业务部门减少对技术人员和企业的依赖程度，就能够对流程进行制作/修改（模块化的组建，简单的鼠标拖拽），提高对业务需求的响应速度。而要达成这种局面就需要通过工作流工具。通过工作流平台的开放，实际上也对业务部门的流程系统开发提出标准。而在大家都符合标准后，流程自然能够进行有效地串联和整合。我觉得这种改造是今后一阶段信息化建设的趋势。
我校有一个信息化的统筹部门能够来协调企业、业务部门，这是我们希望能做到的。现在来看，我们希望能够通过工作流，信息化部门负责统筹所有的业务部门，业务部门都在工作流中扮演不同的角色如图8所示。
大家知道，现在有很多工作流工具，如图9所示。我们的同志都在对这些工具进行各种各样的测试。我们比较强调用微信上的一些企业号的功能来做学校的一些改革。我们认为，“十三五”期间我校所有的主流业务都必须能够在手机端上有应用功能。手机是离不开的东西，所以必须考虑手机端，手机的服务提供好，你得到的响应度会更好，这也是一个很重要的考虑因素。华东师范大学正在利用工作流工具全面提升学校信息化建设。
[关键词]未来课堂；智慧学习环境；智能学习空间；设计
[中图分类号]G420 [文献标识码]A [文章编号]672-0008（2012）05-0042-08
一、引言
以计算机、通信、人工智能等为标志的信息技术快速发展及在教育教学领域的应用，使得我们传统的课堂也渐渐从普通教室转变为技术增强教室（Technology Enhanced Class-room）从单一技术的教室应用转变为泛技术的教学环境。这既是科学技术发展的必然结果，也是社会发展对技术教育教学应用的应然要求。正如美国前副总统阿尔·戈尔所说：“美国的每一个孩子都应当接受21世纪的教育，都应当使用21世纪的技术。”当今。我们所面临的学习者被称为是网络一代/数字后代（Digital Generation/Digital Natives），这一代的学习者正以与他们的父母截然不同的方式学习、玩乐、沟通、工作以及创造社群，他们利用网络，毫不费力地突破了地域和时间的限制，利用指尖横跨世界。他们崇尚自由和选择权，追求个性化，喜欢交谈、讨厌说教、天生就善于协作，他们会仔细监督你和你的组织，坚持做正直的人，就算是在上班或是上学。他们也想过得有趣些。速度才是生活的常态，创新就是生活的一部分。时代的发展要求我们培养出富有创造力和创新精神的学习者。课堂是教学的主阵地，理想的课堂应是互动的，知性灵动的天地。这些都需要我们改变现有的课堂的物理架构和教学样式。
从技术教育应用的历史来看，教育技术的发展史其实就是技术发展及其在教育教学领域应用的历史。技术的层出不穷，改变了信息的呈现、传输和存储，也改变了人类对于信息的获取和处理方式，但技术的不断推陈出新，同时也给教学者和学习者带来了很大的挑战，他们需要不断地去熟悉这些新技术，并将这些技术有效地应用于教与学的过程。幸运的是，随着社会对人的关注，技术也越来越智能化，从过去以技术为中心转向以人为中心，使人可以从繁杂的技术操作中解放出来，实现与技术、资源最为自然、和谐的交互，将自己的注意力集中于学习过程。借用环境行为学、社会学等学科的观点，“人塑造了环境，环境也塑造了人”。提高课堂主体对自身及其所处教与学环境的认识，建立和谐的人与环境之间的关系，是未来课堂研究的一个重要主题。
目前。国内外关于未来课堂（教室）研究已经引起了各国政府、全球知名企业、高等学校、科研院所以及中小学校等机构的关注，未来课堂设计与应用已经成为了教育技术学研究的一个新领域。
二、未来课堂的特性及教与学的特点
（一）未来课堂的概念界定及特性
关于未来课堂的界定，国内外的文献中目前尚无统一的论述，对于未来课堂，从名称上有“未来教室”和“未来课堂”两大类。
Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一书中指出，未来课堂是一个集成了技术与软件。提供给学生一些替代方法和选择以达到规定的目标的课堂。它们鼓励形成一个让学生一起工作计划，分享经验和教训和进行概念化的学习，而不是单纯记忆一些信息的环境。
美国的《每日论坛》报在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未来的课堂是一个学习环境，采用创新的教育活动，从课堂管理到教学的所有方面提高对技术的使用。它能使教学者和学习者成为优越的学习环境的一部分。
台湾的陈曼萃认为，未来教室是指这样一种教室环境，教学上，希望由过去单向的讲授教学。转变成为师生互动的学习模式，引发及提高学生的学习兴趣，并进而启发学生的创意与思考：同时。让学生有更大的自由可以依自己的喜好选择学习及进行探索的方式，以多元的管道汲取知识。包括使用各类的硬件载具，如计算机、学习机、电视、手机、电子书等。
台湾的赖阿福认为，未来教室可定义为一个高度信息化、互动性强、整合性佳的教学与学习环境，适合进行信息融入教学、数字学习，教师可运用多元教学策略在讲授、评量、诊断、互动、讨论、探究等教学过程中，除了能强化教学效能及学习成效外，亦能提升学习者的关键能力（包含问题解决、创意思考、批判思考、沟通表达、信息应用等能力）。
台湾资策会在“2009年的数位典藏与学习之产业发展与推动”计划中提出，未来教室为将新兴的数位教学终端设备与数位内容进行整合，辅以适当的教学模式与方法，发挥Ac-tive Learning（主动学习）的成效，培养学生高层次能力的教育体系与环境。未来教室即是将科技工具运用在教学上，且强调团体的交互式教学。并以学习者为中心设计教材，创造出协同合作之虚实整合学习环境。
台湾的《启动学习革命》一书中认为，“未来教室=无所不在的学习环境+电子书包+随意教室+远距实验室+高互动教室+相连教室”。在未来教室里，无处不可以学习，还可以跨班际、校际甚至国际进行交流。
未来教室是指将高新技术融入教育，创造全新的互动教育环境。未来教室的目标能力是培养学生的分析力、创新力，教学方式是多向的，以学生为中心进行学习，学生能够进行主动、探索性学习。
未来教室是一个集多媒体教室、计算机教室、微格教室、校园电视台等多种环境为一体的新形式教学环境，其中使用了包括电子白板、数字笔、电视（显示）墙、无线网络、数字摄像在内的多种技术，让学生充分体验到计算机技术发展所带来的便利。体验到利用新技术进行学习盼快乐。
未来教室便是利用先进的新一代信息科技，改变传统学校教室的学习环境，建立师生间双向互动的教育学习模式，不但能刺激学生学习动机与创新、探究之精神。更让教师能够丰富教材内容以及轻松教学。未来教室应该是一个广义的概念，包括教师的教学工具、学生的学习环境等。
英特尔全球教育总监Brian Gonzalez认为，未来的课堂是“颠倒的课堂”。是指教育者赋予学生更多的自由。把知识传授的过程放在教室外，让大家选择最适合自己的方式接受新知识；而把知识内化的过程放在教室内，以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流。
王珠珠认为，未来教室是一个以学生为中心的教学的、鼓励学生多方面的进步的，是一个能够展现、呈现或者使用、分享或者多媒体的，应该是能够合作研究，能够便于信息交流的，应该是批判性思考，并且能够主动的计划和行动的这样一个真实和虚拟环境的整合的这样一个环境，或者叫结合的一个环境。
宋卫华认为，未来教室是一种利用电子白板技术、投影技术、智能空间技术、无线射频技术、物联网技术等手段，在现代创新教育理念的指导下，构建出以培养学生21世纪创新技能为目的，以互动为核心，能够激发学生学习兴趣，促进学生协作、探究学习的一种教室环境。
杨宗凯教授认为，未来的教室一定是云端教室，包括电子课本、电子课桌、电子书包、电子白板等，在资源方面，由模拟媒体到数字媒体，再到网络媒体，资源最终都在教育云上，内容达到极大丰富，从而满足个性化的学习。
通过对上述定义进行分析，可以看出，目前，已有对未来课堂（教室）的界定一个共有的趋势是关注于利用新兴的技术创建一个教与学的环境，促进学习者的学习和相关技能的培养。综合以上学者对未来课堂（教室）的概念界定研究，本文认为，未来课堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相对于传统和现代课堂而言的，是以人本主义、互动、环境心理学等相关理论和智能空间、云计算、人体工学等技术的支持下，以互动为核心，以充分发挥课堂组成各要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，实施教与学，以促进人的认知、技能和情感的学习与发展的教与学的环境与活动。
未来课堂的特性主要体现在未来课堂的人性化、混合性、开放性、智能性、交互性和生态性等方面。人性化主要体现在技术设计与应用上。更多地体现以人为本的精神：混合性则主要体现在未来课堂可以实现多种教与学活动的混合，正式学习和非正式学习结合，虚拟课堂和现实课堂的混合。不同交互类型的混合等：开放性主要体现在课堂教学组织形式的开放以及教学资源的开放：智能性则体现在未来课堂应是一个智能化的学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持教与学主体方便地获得未来课堂设备的服务：生态性则体现在未来课堂应是一种平等、和谐、开放的生态系统。
（二）未来课堂教与学的特点
未来课堂的教与学的过程是以学生为中心的、自主的、个性化的。在学习内容上，不管是哪个领域。都要学习批判性思维、复杂问题的解决、合作以及多媒体通讯等21世纪的专业知识与能力：从技术对学习的促进方式上看，作为以泛技术环境为特征的未来课堂，可以通过不同技术来支持不同类型的学习，多媒体的呈现形式、网络资源和网络社群可以为学生的学习创造机会：从学习的时间和场所上看，学生可以随时随地按需学习，技术为按需学习和全方位学习搭建了关键性的桥梁。使学习资源通过正式学习和非正式学习得以有效利用：从学习主体的广泛性角度看，未来课堂则是提供了灵活的信息呈现方式、学生知识表征方式和活动参与方式，体现为所有课堂教与学主体提供服务。使所有人都能够得到合适和有效地支持。
三、未来课堂：智慧学习环境
智慧学习环境目前也已开始受到教育技术学界研究者的关注，《开放教育研究》杂志从2012年开始开辟“智能学习环境”专栏，北京师范大学教育学部知识工程研究中心和加拿大Athabasca（阿萨巴斯卡）大学计算机和信息系统学院也联合主办了“北京师范大学一阿萨巴斯卡大学首届“智慧学习环境国际研讨会”。
智慧学习环境是数字学习环境的高端形态，是社会信息化背景下学生对学习环境发展的诉求，也是有效促进学习与教学方式变革的支撑条件。智慧学习环境的目标是使得学习场所能够感知学习情景，识别学习者特征，提供合适的学习资源与便利的互动工具，自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习。
智能空间（smart Space）是智慧学习环境的一种实体形式，也是智慧学习环境实现的基础，是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的工作或生活空间，具有自然便捷的交互接口。以支持人们方便地获得计算机系统的服务。智能空间作为信息时代的产物是具有动态、主动、可思维、开放、多变等特性的建筑空间。
参照NIST（美国国家技术标准研究院）给出的智能空间具备的功能和为用户提供的服务标准，我们认为，作为智能空间的特定应用形式，未来课堂也应是一个智能学习空间，它应包括能识别和感知课堂主体以及他们的动作和目的，理解和预测这些主体在完成教与学任务过程中的需求：课堂主体能方便地与各种信息源（包括设备和数据）进行交互：他们所携带或使用的移动设备可以无缝地与未来课堂这一智能学习空间的基础设施进行交互：未来课堂能够提供丰富的信息显示：提供对发生在未来课堂中的经历的记录，以便在以后检索回放：支持未来课堂中多人的协同工作以及与远程用户的沉浸式的协同工作等。
智能学习空间还是一个富交互环境，在未来课堂这一智能学习空间中，大量的计算设备、多模态交互技术模块、情景感知（Context Awareness）模块被嵌入并隐藏在实际的物理环境中这些模块互相协作并能主动为用户提供服务，使得智能空间拥有立体、连续的交互通道。按照智能空间发展的这三个阶段，从独立的智能空间一开放的智能空间一智能社区的演变。不同的智能学习空间之间也应该能够自发地发生交互。当一个空间的资源无法满足用户的需要时。智能空间应该根据用户的要求向临近的空间发出请求来完成用户的任务。
目前，国内外对智能学习空间的研究主要集中于有关智能教室的研究，笔者曾在智能教室的研究现状与未来展望一文中。对智能教室研究的国内外现状进行了系统的综述。目前如清华大学的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越电子的智能教室等。
也有学者从各自角度提出了关于智慧（能）学习环境的构想。钟国祥等提出，智能学习环境是从建构主义学习理论、混合学习理论、现代教学理论出发，以学习者学习为中心，由相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等构成的一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间，认为其既支持学习者学习的自主建构，又提供适时的学习指导。马来西亚学者Chin认为，“智慧学习环境是一个以信息通信技术的应用为基础、以学习者为中心的且具备以下特征的环境：可以适应学习者不同的学习风格和学习能力：可以为学习者终身学习提供支持；为学习者的发展提供支持。黄荣怀等人认为，智慧学习环境是一种能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。
在这些现有的项目中，尽管各个项目关注点会有差异，但是其核心思想是一致的，就是技术整合于教室及教学活动，为课堂教与学活动的顺利开展，及为学习者提供良好的个性化学习支持，注重学习者创新能力及创新精神的培养提供@技术、环境、人、资源各主体相互协调的智能学习空间。
在未来课堂研究方面，笔者曾利用质性研究法和文献研究法，对目前网络上公开的44篇中小学生所写的关于未来教室（课堂）的作文利用质性分析软件Nviv08.0软件进行了内容分析。提炼出当前中小学生对于未来课堂的想象与期望。基于作文内容分析建立的未来教室特点模型，如图1所示。
从模型图中研究者可以发现，学生们对于未来教室（课堂）特点的认识，主要体现在智能的、高科技的、人性化的、灵活的、有趣的、自由调节的、使用便捷的、安全的、心情愉悦的、生态的、环保的、无尘的等概念中。
另外，笔者基于对于未来课堂的定位和特性、学生理想中的未来课堂和未来课堂的目标进行分析的基础上，还采用了专家意见征询法，对来自于教育学、教育技术学、计算机科学与技术、建筑学、心理学等领域20位专家，对于未来课堂的认识进行了意见征询，借此构建了未来课堂的模型，如图2所示。
从未来课堂模型中。可以看出。未来课堂的设计主要从课堂环境设计和课堂教与学的活动设计两方面入手。未来课堂要能促进学习者的学习与发展，应使学习者在未来课堂中能够实现快乐学习和高效学习。而要做到这一点，需要学习者在未来课堂中进入到一个积极的心流状态。从心流理论研究可以得出，要使学习者获得这种心流状态，需要从学习环境和活动两方面进行考虑。其中环境部分包括未来课堂的物理环境和学习支持平台。物理环境中，未来课堂给课堂主体提供了高交互的教与学设备。能够有效支持课堂主体对于学习资源的获取、处理和呈现。智能环境控制则给课堂主体提供了良好的外在环境，从光、温、声、背景音乐、空气质量等方面根据课堂的实时状态进行调节。创意空间布局则主要考虑给学习者提供更为人性化的桌椅设施，以及根据教与学活动的需要能够方便实施桌椅的组合，形成学习小组，以利于小组学习活动的开展。
未来课堂中教的活动、学的活动和评的活动都是基于未来课堂云学习支持系统来实施的，所有学习资源的提取及课堂教学过程中生成的资源均来源于或进入到可进化的学习资源库中。课后的活动是课中教与学活动的延续，教师可以利用课堂实录系统记录的视频和学习支持平台记录的教学生成性资源进行分析，反思自己在教学过程中的经验和不足之处，并撰写反思，与同行交流，也可利用学习支持平台对学生在作业过程中提出的问题进行辅导交流。学生在课后也需要对自己的学习过程进行反思，撰写反思日志，并利用交互学习终端完成系统根据自己的学习情况推送的个性化作业。
未来课堂学习支持系统是未来课堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在网络实现高互动教与学设备、智能环控设备的接入与控制，支持未来课堂教与学等活动的开展。教师、学生可以通过交互终端接入未来课堂学习支持系统，进行教与学的活动实施，教研员、学校管理者、教师同事、家长等也可以接入未来课堂学习支持系统，参与教与学的过程，了解学与教的情况。
可进化的学习资源库是未来课堂学习支持系统的重要支撑。因为在未来课堂教与学的过程中有许多新生成的资源，而且未来课堂中的学习需要有情境性、适应性的资源，需要为学习者进行个体学习时所需的个性化学习资源需求提供支持。根据不同的要求，提供随需应变的学习资源服务。在未来课堂中，学习者需要的不是泛泛的学习资源，而是需要应时的、与学习目标、教与学内容相关的、能够切合学习者所处当前语境的资源。可进化的学习资源优势便在于它解决了资源的应时性。使学习资源有了适应性的特点。由于在未来课堂中，随着课堂主体与资源的交互，不断有新的生成性学习资源产生，也就是说学习资源能在与课堂主体进行交互的过程中，吸收资源使用者的集体智慧得以不断进化，这样就使得原本传统的静态化、结构封闭、内容更新迟缓的学习资源需要转变为动态生成、持续进化发展、结构开放的学习资源。不断保留在使用和交互过程中产生的生成性信息作为资源进化的养料，体现资源进化和学习者知识建构的历史路径，满足资源自身生命进化的需求。未来课堂中学习者的学习过程不仅仅是学习者与学习资源的交互，更重要的是在参与学习的过程中，吸取教学者、其他学习同伴、远程学习者或专家等人的智慧，建立起学习者学习的社会认知网络，收获持续获取知识的“管道”。透过学习资源在学习者、教师等人之间建立起动态的联系，共享学习过程中的人际网络和社会认知网络，满足社会化学习的需求。
由上可见，未来课堂是一个智慧学习环境，智能性是未来课堂的重要特性之一，未来的课堂应是这样一个富有技术、充分体现技术、人和谐交互的智慧学习环境。这个环境的组成既包括未来课堂物化形态上所呈现的智能学习空间，同时还包括在这个空间中对课堂主体所进行活动的智慧性支持。在这个环境中，技术也已成为一个具备一定智能的主体，与其他主体能够进行良好的互动，共同促进未来课堂教与学效率的提高。
四、未来课堂的智慧性体现
基于泛技术环境的支持，未来课堂的目标是旨在构建一个自然、和谐互动的学习空间。促进学习者进行个体学习和社会化学习，进而促进学习者的发展，在空间设计上也应能够体现绿色、环保，从信息化设计到体验性设计。
未来课堂作为一个智慧学习环境。其智慧性主要体现技术层面、环境层面和资源和服务层面等方面。
（一）技术层面——应用大量的智能技术
未来课堂作为一个泛技术支持下的教学环境，应用了大量的智能技术，主要实现信息的记录、传输、编辑的智能化，主体之间交互的多元化、便捷化。如RFID技术、泛在网络技术。智能学习空间（Smart learning space）是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的教学与学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持课堂主体方便地获得计算机系统地服务。人们在未来课堂里的学习过程就是使用计算机系统的过程，也是人与计算机系统不间断的交互过程。在这个过程中，计算机不再只是一个被动地执行人的操作命令的一个信息处理工具。而是协作课堂主体完成教与学任务的帮手，是人的伙伴，交互的双方具有和谐一致的协作关系。这种交互中的和谐性主要体现在人们使用计算机系统的学习和操作负担将有效减少，交互完全是人们的一种自发的行为。自发（spontaneous）意味着无约束、非强制和无须学习，自发交互就是人们能够以第一类的自然数据（如语言、姿态和书写等）与计算机系统进行交互。
（二）环境层面——实现智能环境
未来课堂中应用了许多电子设备，要做到环境的智能化，需要使电子设备消失在用户环境中，因此。需要“虚拟设备”来支持课堂主体与消失了的电子器件间的自然交互。通过智能化、个性化和相互连接的系统和服务创造所需的环境和功能。以此提高人们利用环境学习的质量。
空间可以感知人的存在。根据不同的人，空间就会有不一样的改变。
智能环境控制系统主要基于RFID等的物联网技术对课堂内的光、电、声、温根据学习者学习的需要进行控制，可以根据课堂外的光照条件调节照明，季节气候的不同调节温度，根据课堂内的声场环境调节声音系统等。如图3所示。
环境必须能识别生活在其中的人，适应他们，并从他们的行为中学习，可能的话还要具有情感。在环境智能的世界里，由组网的智能设备组成的电子系统将集成到人们的环境中，并为人们提供随时随地所需的信息、通信、服务和娱乐等服务。设备还能进一步适应甚至预备人们的需要。环境智能将以完全不同于现在的手柄式或固定的电子盒的方式出现。这些新系统将自然地融合到周围的环境中，并可以产生更为自然和隐含的交互方式。
智能环境重要的技术特性主要包括嵌入式（Embeded）。许多组网设备被集成到环境中。环境感知（context Aware）系统能识别你和你所处的环境上下文，个性化（Personlized）系统能调整自身以满足你的需求，适应性（Adaptive）能发生变化以响应你。预备（Anticipatory）系统无需有意识的干涉便能提前准备好你所想要的。
（三）资源层面
未来课堂可以通过云资源支持平台、智能课堂实录系统和交互白板实现资源的智能实时录制和资源存储。
智能课堂实录系统可以对课堂中的学习者的学习过程，包括自我学习和小组协作学习等过程进行记录，储存于云端资源服务平台中。可供学习者课后进行学习过程的回放，反思支持。
课堂智能实录系统是未来课堂物理架构的重要组成部分，实录系统能够自动跟踪课堂主体的状态和活动，自动调整镜头的景别。及实现聚焦和拾音电平的调整。并处理好不同摄像机之间的录制画面的同步。可以实现多摄像机、多场景切换式拍摄。
（四）服务层面
未来课堂应为课堂主体而建，终极目标在于促进学习者的个体学习和社会化学习，以促进学习者的发展，是一个充分发挥课堂主体的主动性、能动性，和谐、自由发展的教与学的环境与活动。未来课堂应为课堂教与学活动的实施提供完善的支持与服务。要实现这种支持与服务。需要未来课堂能够根据课堂实时情境。判断出课堂主体的需要，为教师和学生实现教与学过程的智能分析，资源的智能推送等。从而为每一个学习者能够实现个性化学习提供可能。
五、未来课堂——智慧学习环境的实现技术
未来课堂作为一个智慧学习环境，其实现技术主要包括硬件技术和软件技术两个层面，其中硬件技术主要包括所有设备之间的智能互联技术、多功能交互设备技术；软件技术则主要是指各主体间的信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等。
（一）硬件技术层面
要使得未来课堂成为一个智慧学习环境，需要有硬件技术的支持，这些硬件技术主要包括物联网技术、多功能交互设备技术等。
1.物联网技术
未来课堂是一个泛技术环境，是一个技术增强型课堂。未来课堂的物理架构是指在泛在网络环境支持下，由多屏显示、活动桌椅、智能环境控制系统、桌面平板电脑、无线反馈系统、视讯会议系统、智能课堂实录系统等部分构成。从未来课堂的物理架构可以看出在课堂中应用了许多新的技术，但这些技术在未来课堂中不应该是单独存在的客体，而都应成为彼此之间信息互通的主体，成为未来课堂的有机组成部分。目前，实现要实现这些设备之间的无缝链接，主要可以采取物联网技术来完成。
物联网（TheInternet of things）的定义通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。按约定的协议。把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
从课堂教与学主体进入课堂开始，其身份信息将自动被读取。相应的设备都会根据读取的主体信息调节相应的设备状态。给主体提供相应的支持。以符合个性化学习的需要。体现所有学习主体的学习机会平等性、学习方式多样性、学习模式灵活性。
基于物联网形成的无缝学习环境和泛在网络技术可以让所有学生和教育工作者随时随地使用综合性的学习基础设施。
2.多功能交互设备技术
除了物联网技术以外，未来课堂的主要特性是其互动性，要实现各主体之间的良好互动。需要有多功能交互设备技术的支持。如多功能交互笔。多触点交互显示技术等。
在未来课堂这样一个包括多种显示设备的三维交互空间中。用传统的鼠标键盘进行交互是相当繁琐的。每个显示设备都需要单独配备鼠标或键盘，对于不熟练的计算机用户来说。这种交互方式效率很低。对某些操作，例如绘制图标。即使是熟练的计算机用户用鼠标和键盘也很麻烦。清华大学研究者设计实现了一种多功能交互笔uPen，它是一个具有压力传感器的触摸笔，可以发射激光，笔身上还有激光发射和鼠标左右键共三个功能按键。结合触摸板和计算机视觉技术。用户利用一只uPen就能够以便捷的方式在课堂中与各种显示设备进行交互。这种笔势交互的模式摆脱了鼠标键盘，使用户在课堂的各个位置都能与显示设备交互，而且交互方式统一便捷。每一支uPen在使用过程中能向系统发送惟一的ID信息。为多支uPen同时工作提供了基础。结合室内定位系统，就能够确定使用人员的当前交互状态，为系统的主动服务和用户相关的过程记录提供了可能。
多点触控技术是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。它是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备（如鼠标、键盘等）的情况下进行计算机的人机交互操作。多点触摸交互技术能支持同时多点触摸输入，使得触摸手势输入和多人协作交互成为了可能，可以提高交互的智能性、协作性和自然性，也推动了人机界面逐渐由图形用户界面（GUI）向自然用户界面的转变。将双手的手势动作定义成人们在日常生活中常用的自然动作并用来操作计算机，可以大大减少操作者的认知负担，降低学习操作的门槛。触摸手势交互作为一种更自然的人机交互方式，它符合用户的认知，提高了交互的自然性。
为满足人们简单、自然、友好、一致的人机交互需求，利用人在现实生活中的劳动技能和操作技巧，提高交互的自然性，该平台以用户为中心。相对于单手操作。双手交互不单是输入通道上的增加，而且体现了双手合作的特点，提高输入带宽和工作效率，使得传统的图形界面交互能够和双手多指交互相结合达到优势互补。如国防科学技术大学研发的基于手势的多指触摸协作交互平台。解决了多点触摸识别与定位、触摸手势识别、多人协作交互等关键技术，利用先进的光感应触控手段，实现了双手多指触摸操作的人机交互。开发了基于双手自然手势进行触摸交互的通用支撑软件，支持多人协作交互。通过触摸屏在图形界面上实现了一种自然、简单、高效的人机交互。支持自然手势的双手多指触摸人机交互系统，在触摸精度、显示面积和显示方式上与国际同期同类技术相比具有明显优势。
（二）软件技术层面
未来课堂设备的配置和连接从硬件技术层面来讲创建了智慧学习环境的物理基础，但要使其真正发挥各自的作用。成为一个智慧学习环境。则需要相应软件技术支持。这些软件技术主要是指各主体间信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等，具体包括人工智能技术、上下文感知计算技术、和谐交互技术、计算机视觉识别技术和无缝数据管理技术等。
1，人工智能技术
人工智能技术是当前信息技术教育应用的一个研究热点，基于人工智能技术开发的智能教学系统使得计算机软硬件系统能够更好地服务于学习者的学习过程。以智能专家系统ITS（Intelligent Tutoring Systems）为例，ITS是一种能仿真人类教师的计算机教学系统，以学习者为主设计的教育软件，它能感知学习者的学习状态，而提供适合学习者程度及喜好的指导、决定学习者模块内容及选择特殊设计以辅助学习指导及练习（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技术推论学习者的学习状况、理解状态及分析学习者特质，进而决定教学的内容、时间点、与方式。这不但塑造了一对一教学的理想环境，同时也提供了针对不同学习者需求，量身定做的适性化（adap.tive）学习内容。ITS以学生模型（Student Model）、教学模块（Pedagogical Module）、领域知识（Domain Knowledge）、接口模块（Interface Module）四个组件来达成上述的各项功能。[删
在未来课堂中，学习者除了可以和实体课堂内的教学者、学习同伴进行互动外。还可以和学习支持系统中的智能型人进行互动，获得个性化的学习支持，智能性人中的“教学人”可分为“协助教学事物人”及“实际进行教学的仿真教学人”两种。台湾学者陈鸿裕的研究指出，协助教学事物的教学人主要的工作有：（1）自动负责同伴间的联络；（2）自动检视并提示学习进度；（3）自动收集课程的相关信息。而“实际进行教学的仿真教学人”则是代替教师实际进行教学的人，大部分的系统皆是以一个动态的3D人像作为沟通接口。以运用虚拟实境中丰富的沟通形式。与学习者在网络的虚拟实境中互动。
2.上下文感知计算技术
上下文感知是智能空间的重要特征。是提高计算系统交互智能性的核心技术。上下文感知计算是指利用上下文信息自动为用户提供适合当前课堂教与学情景的服务和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的应用等方面的内容。
上下文是指任何可用于表征实体状态的信息，这里的实体可以是个人、位置、物理的或信息空间中的对象。在实际应用中，上下文的种类可归纳为计算上下文、用户上下文及物理上下文等。上下文可分为低层上下文和高层上下文两个层次，低层上下文是指直接从相应的传感器获得的上下文：高层上下文和低层上下文往往是相互关联的，一般来说是根据低层上下文进行逻辑推理得到的。由于高层上下文更能体现用户主体的意图。因此人们对高层上下文更感兴趣。它成为判断用户主体当前意图，为用户主体提供相应服务和支持的重要依据。
3.和谐交互技术
未来课堂通过开发和集成先进的和谐交互技术，为学习者提供一个高效的信息获取、交流的工作空间。从而促使显著提高学习、讨论和协作效率。
在未来课堂中，多种来源的相关信息将集成显示在课堂的三维物理空间中，课堂教与学的主体可以在多个显示表面上以自然便捷的方式直接与信息系统交互。或与远程的专家或学习伙伴进行充分的协作交流，整个互动过程还将被自动存放为可索引的学习记录或参考案例。未来课堂这一智能学习空间是一个典型的多用户和谐人机交互环境，目标是促使学习者在复杂的情况下尽快地理解和掌握当前形势并快速地做出合理地决策。关键是要为开放式信息集成、多用户自然交互提供支撑技术。
基于普适计算的智能学习空间技术，能营造全方位信息显示与和谐交互环境，将大大提高教与学过程的快速性和可靠性。
4.计算机视觉技术
在未来课堂这一智慧学习环境中，人的行为识别理解、物品识别与定位，以及场景恢复等问题都需要利用计算机视觉技术作为主要或者辅助手段来解决。计算机视觉是用计算机或机器对生物视觉的仿真。是一门综合性的学科，它包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学，神经生理学和认知科学等。计算机视觉就是用各种成像系统代替视觉器官作为输入敏感手段，由计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能像人那样通过视觉观察和理解世界。具有自主适应环境的能力。
在未来课堂中，用到的与计算机视觉相关的技术主要有图像处理、图像识别和图像理解。图像处理技术把输入图像转换成具有期望特性的另一幅图像，图像处理主要利用图像处理技术进行预处理和特征提取：图像识别是指根据从图像抽取的统计特性或结构信息，把图像分成预定的类别，图像识别主要用于对人的动作、物品等的识别与定位等；图像理解不仅描述图像本身，而且描述和解释图像内容所代表含义，图像理解主要用于对场景的理解和对人的行为和意图的识别等。
5.无缝数据管理技术
从用户的角度来看，进入未来课堂后，不同计算设备上的信息被放置在一个系统中，用户无需关心信息的上传和下载，只需利用下文介绍的多功能交互笔就能在不同显示设备上方便地显示、切换、标注这些信息，使得用户的注意力能主要放在讨论和信息理解的过程中，无需过多理会计算系统的细节。远程用户被允许接入未来课堂后，也能利用无缝数据管理模块来提供和共享信息。
在多种显示设备集成的智慧学习环境中，课堂教学主体可以通过物理环境（如墙面、桌面）、日常用具（如笔、激光笔），新型信息设备（如PDA、麦克风阵列），以及语音命令等自然便捷的方式与信息系统交互，无需依赖传统的鼠标键盘，以使对计算机不熟练的人员也能够直观地访问、处理信息。原型系统主要通过语音命令和多显示表面上的笔式交互提供直接的支撑技术。
除了以上的硬件技术及软件技术外，未来用在未来课堂这一智慧学习环境中的技术还可能包括增强现实技术（AR）、多模态信息融合、自动记录决策过程、内容增加技术（如把有意义的元数据添加到现有的音频和视频内容中）、新的压缩和表现技术（使音频和视频能实时地产生复合型媒体）和适应技术等，以支持未来课堂用户主体和课堂技术、资源和环境间的自然交互等等。
一、数字政府建设“十三五”规划总结
1.入学报名“一网通”
XX区教育局XX年开展中小学网上报名工作，入学无纸化报名系统于XX年5月正式使用。报名平台整合打通各类数据资源，实现户籍、房产、监护人、预防接种、出生证明等信息的数据精准共享，义务教育学校入学报名实现全区网上报名全覆盖，个别有需要的家长可到区教育局进行现场核对。XX年义务教育网上报名的人数接近7000人。目前该报名平台已于XX年9月份接入XX政务服务网。
2.教育缴费“一键办”
依托XX政务服务网统一公共支付平台及支付宝、微信、网银等支付方式，在全区范围铺开，面向学生的学费、代管费、住宿费、伙食费等各类教育缴费及保险费等社会事项缴费，全部一键办理，实现“零跑腿”。当前，全区所有学校均已实现网上缴费，公办学校缴费已全部纳入“XX政务服务网统一公共支付平台”，电子缴费率达100%。
3.资助办理“一端口”
困难学生教育资助已实现“最多跑一次”，并与民政、审计等部门实现大数据信息共享。通过信息共享，减除申请资助材料，实行网上共审机制，缩短申请办理时长，提供便捷化的资助申请办理服务。学生只需将材料带到学校交给老师即可，剩下的由区教育局办理。
4.转休复学“一张表”
各中小学休复学已实现“最多跑一次”，取消纸质审批表，取消各类学籍证明材料（包括学生基本信息表），有需求的学生将材料提供给学校，学校进行初审之后，通过学籍系统提交，然后在网上进行审批、办理。
5.校园生活“一卡通”
积极推进中小学智慧校园建设，大力推广校园“一卡通”应用，通过“一卡通”实现上学放学、文化学习、体艺活动、图书借阅、食堂用餐、校园消费及请假销假等智能化服务。目前已选定试点学校开展试点工作，开展一卡通方案与项目的实施与论证，与相关部门对接，XX年已在三所城区学校完成试点工作并正式投入使用。
6.家校互动“一平台”
我区积极举办XX教育广场应用培训活动，更新参训教师的教育理念，提高了教师XX教育广场的使用率，提升了应用水平，为各学校有效利用XX教育广场移动端、学生端进行教育教学、家校互动等起到积极的促进作用。通过“一卡通”平台，加快学生发展性评价数据收集与共享，建立和完善班级、年级、校级三级家校互动平台。完善维护“XX教育”微信公众号，多篇文章，传播先进家庭教育理念与方法。
7.加分确认“一证通”
加分事项实行“一证通办”，学生只需凭一张申请表、一张身份证明即可申请办理。非涉密事项可通过XX政务服务网或移动APP填报申请表及上传身份证明，通过与公安、外侨、民宗等部门信息共享，由区教育局在后台审验确认后，在线上线下进行公示。涉密事项由考试中心线下代跑审验确认。中考优待、高考优待“一件事”办理平台由省级统一开发，区教育局将做好牵头工作，按照上级要求，与其他涉及到的部门做好相关事宜。目前相关身份信息数据资源渠道已打通并完善。
8.考试服务“一站式”
XX区只有全国英语等级考试一项社会考试，已经完成报名、缴费、准考证打印等网络化、电子化办理。各类等级证、毕业证等相关证书的送达方式由考生自主选择，可通过邮政快递送达或现场领取。
9.毕业证明“一库办”
完善中小学学生学籍信息库，将中小学生学籍系统建成前的各校保存的纸质信息（XX年以前的普通高中学生、初中学生及XX年以前中等职业学校学生的毕业档案）转为电子信息，并纳入学籍信息库。毕业生只需凭一张申请表、一张身份证即可通过XX政务服务网或移动APP进行网上申请办理。
10.办学审批“一件事”
开展了XX区中小学文化课程培训机构的摸底排查、专项治理工作；制定并公示了中小学文化课程培训机构办学许可申请的设置标准、办理流程，已实现网上审批；实现办学许可证档案材料电子化。目前，通过与消防、环保、市场监管、住建、民政、编办等部门联办协办，大力优化简化办学审批流程，提高办理时效。
存在的问题和建议
1.困难学生资助申请与审核系统由市教育局统一开发和支付费用，系统目前还在试运行中，未正式投入使用。等市里试运行完毕并正式投入使用后，会积极开展该项工作，实现精准资助；
2.学生转休复学需要卫生医疗部门的相关数据，但是在区外医院就诊的数据难以获得，数据通道难以打通。建议由市局牵头，推进该项工作；
3.年代久远的学生学籍信息的纸质档案不存在，难以将信息电子化并纳入学籍信息库；
4.校园一卡通建设没有统一标准，操作困难，建议市局出台统一标准，便于建设。
三、数字政府建设“十四五”规划计划
1.加快新一代学校信息基础设施建设步伐。将“新基建”视为教育转型升级的核心推进器和数字政府发展的新引擎，广泛建设物联网、5G、大数据中心等新一代信息基础设施，突破传统信息处理终端以及传输方式的限制，全面推进全区中小学校、幼儿园教学从传统模式向数字化模式转型，倾力打造多功能、现代化智能校园。
