时间：2023-08-21 17:24:57
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篇人工智能教学案例，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。
关键词：人工智能；教学改革；教学方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一门研究和模拟人类智能的跨领域学科，是模拟、延伸和扩展人的智能的一门新技术。由于信息环境巨变与社会新需求的爆发，人工智能技术的日趋成熟。随着AI3.0时代的到来，大数据、云计算等新技术的应用也愈发广泛，对于管理类人才来说，加强对人工智能知识的深入学习，不断将人工智能技术与管理知识结合起来，对其未来职业生涯的发展有着重要作用。人工智能是一门前沿学科，管理学院开设人工智能课程的目的是为了更好地培养学生的技术创新思维与能力，基于其覆盖面广、包容性强、应用需求空间巨大的学科特点，通过概率统计、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等基础课程的学习，加强学生解决实际问题的能力，为就业打下基础。本文基于社会对于人工智能领域的人才需求，结合诸多长期从事经管类专业课程教学的老师意见，针对管理类人才的人工智能课程教学内容与方法进行探讨，以期对中国高校人工智能课程教学改革研究提供帮助与借鉴。
1、教学现状与问题
作为一门综合性、实践性和应用性很强的理论技术学科，人工智能课程内容及内涵及其丰富，外延极其广泛。学习这门课程，需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力。针对管理类人才，该课程在课程教学过程中存在几个较为突出的问题。(1)课堂教学氛围枯燥目前，中国大多数大学仍采用传统的课堂教学模式，在教学过程中照本宣科，忽略与学生的互动，并且缺乏能够有效引起学生学习兴趣与加深知识理解的教学环节设置，如此一来大大降低了学生自主思考的能力。在进行人工智能相关课程知识讲解时，随着章节的知识难度不断增加，单向介绍式的枯燥教学方式无法反映人工智能学科的全貌，课堂讲解难以同时给以学生感性和理性的认知，部分学生因乏味的课堂氛围渐渐无法跟上教学进度，导致学习动力不足。(2)基础课程掌握不牢管理类专业的学生大部分都会走向更加具体化的管理岗位，具有多学科的素养，但这也导致很多学生所学知识杂而不精。学生在基础不夯实的情况下去学习更高层面的知识，给学生学习与老师教学都造成了很大困扰。人工智能课程知识点较多，涵盖模式识别、机器学习、数据挖掘等众多内容，概念抽象，不易学习。一些管理类专业的学生未能熟练掌握高等数学、运筹学、数据结构、数据库技术等先修课程，缺乏一定的关联思考和研究意识，导致课程学习难度增加，产生学时不足和教学内容难点过多的问题。(3)教学与实际应用脱节当下，人工智能广泛应用于机器视觉、智能制造等各个领域，给学生提供了大量的现实案例，使得人工智能不再是高深莫测的理论，而是现实中可以触及的内容。例如，在机械学科领域，人工智能技术是电气工程、机械设计制造、车辆工程等方向的重要技术来源；在医疗领域，是医疗器械的创新生产源动力；在能动领域，是高端能源装备与新能源发展的重要驱动；在光电信息与计算机工程领域，技术的发展时刻推动着智能科学与技术核心价值的提升。然而，对于管理类专业的学生来说，现阶段的人工智能教材涵盖许多智能算法及相关理论，在教学过程中常常涉及到很多从未接触过的抽象理论和复杂算法，书本中的应用实例大多纸上谈兵，缺乏专门适用于管理类专业知识与人工智能技术相结合的教学实践，加上一些教师授课方法单一，不利于引导学生将人工智能算法应用于现实生活。另外，大学生对知识的理解能力差异很大，教师采用统一的方式教给他们，这使一些学生无法跟上和理解，教师也无法控制学生的学习状况，导致学生缺乏动力。因此，如何结合学生的现实情况，提高他们的动手能力和实践经验也是人工智能课程教学要考虑的问题。
2、管理类人才的人工智能课程教学改进策略
课程教学改革是一项提高大学教学效果和人才培养质量的重要手段。如何在时代背景下应用新技术和新思想进行实施课程教学改革是高校亟待解决的问题。对于高校的教学工作而言，教学目标、教学内容和教学方式的变化不再是课程资源的简单数字化和信息化，而是充分利用时代信息资源优势的新型教学模式。针对管理类专业人工智能课程教学过程中存在的问题，可以从教学方法改进和教学内容设置两个方面进行课程教学改进。
2.1教学方法改进
教师对学生具有引领作用，其教学方法的改进能够带动学生改进自身学习方法。(1)启发式案例教学案例教学法就是教师根据教学目标、教学内容以及教学要求，通过安排一些具体的教学案例，引导学生积极参与案例思考、分析、讨论和表达等多项活动，是一种培养学生认知问题、分析和解决问题等综合能力的行之有效的教学方法。启发式案例教学以自主、合作、探究为主要特征，调动学生的学习积极性，并紧密结合人工智能领域的相关理论与方法，有效理解知识要点及其关联性，适用于管理类专业学生的教学。具体而言，高校基于其问题启发性、教学互动性以及实践有用性等特点，可以建立基于人工智能知识体系的教学案例库，虽然这项建设将极具挑战性与耗时性，但具有很强的积极效果：培养学生较强的批判性思维能力，更多地保留课程材料，更积极地参与课堂活动，对提高教学质量、培养具有人工智能背景的管理类人才具有重要意义。例如，通过单一案例教学，让学生掌握相关基础知识原理及应用；通过一题多解的案例使学生思考如何获取最有效的解题方法；通过综合案例的设计，启发学生全方位地探索问题的解决方案。(2)研讨互动式教学研讨互动式的各个教学环节是逐渐递进、有机结合的。研讨是基于学生个体的差异性，在课堂讨论的过程中对学生做出评判，从而对不同类型的学生开展针对性的教学。互动则是在研讨的基础上，通过老师与学生、学生与学生的互动，让学生主动参与到课堂教学的过程中来。在人工智能课程教学过程中，教师通过课堂讨论了解学生对于知识点的掌握情况，可以有针对性地设计教学内容，例如，对于学校积极性不强的学生，将人工智能理论内容与学生个人兴趣范畴、社会产业发展及研究现状联系起来，能够极大程度地提高学生学习的自主能力；对于基础知识较为薄弱的学生，可以在教师的指导下查阅相关文献资料，根据自己的理解撰写心得报告，并在课堂或课外进行师生互动。像这样研讨与互动相结合的模式。有助于增强学生的探索和求知欲望，建立起浓厚的学习氛围。(3)有效激励式教学人工智能是引领未来的战略性技术，人才需求量极大，对教师的教学水平也提出了更高要求，因此，进行有效激励极为重要。在学生激励方面，可以举办各类人工智能竞赛项目，设置相应项目奖学金，吸引学生参与实践，调动学生做研究、发论文的积极性。例如，教育部主办的中国研究生人工智能创新大赛，围绕新一代人工智能创新主题，激发学生的创新意识，提高学生的创新实践能力，为人工智能领域健康发展提供人才支撑。高校也可以借鉴这种模式，在各学院乃至全校开展此类竞赛项目，激发学生的创新能力与团队合作能力，鼓舞更多学生加入到人工智能课程的学习中来，激发其学习兴趣。在教师激励方面，在教师聘任和提升过程中把参加学生课程制定、课堂与课外作业、课程项目和论文指导等看作教学任务的一部分，鼓励教师积极参与这些活动。(4)学科渗透式教学人工智能学科知识融合程度较高，学科交叉性强。基于人工智能的学科交叉性特点，增强管理类人才对学科应用的领悟，可以采取开展学科渗透式教学的方法。从2015年起，国务院和教育部先后印发了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见教育》、《高等学校人工智能创新行动计划》等文件，“互联网+”、“智能+”已经渗透到各个领域，人类进入数字经济时代，社会需求“技术+管理”的高端复合人才。例如，基于工业4.0和强国战略，人工智能技术在智能制造的应用极为广泛。上海理工大学非常重视少数民族预科班的教育质量。为增强少数民族管理类人才对该领域应用的认识，我们请机械工程、能源动力领域的相关专家以授课或讲座的形式，进行相关领域知识和发展趋势的讲解，使学生理解更为透彻。此外，在教学实践过程中，还可以用举办人工智能知识交流会、线上人工智能论坛等形式，促进不同专业间老师、学生对于人工智能知识模块的见解，相互交流、渗透和学习，从而推动人工智能课程教学的改进。
2.2教学内容设置
世界一流大学在人工智能课程内容设置根据不同国家的教育体系设置，肯定会有不同，但颇有共通之处。本文借鉴世界顶尖大学经验，针对管理类专业人工智能课程教学内容进行研究，结合中国教育体系设置，认为应从以下几方面进行改进。(1)核心内容设置为避免学生因为知识点过多而出现杂而不精的问题，势必要精化教学内容。在互联网时代，我们可以使用云计算和其他方式来实现数据信息的传输、存储和处理，通过在线收集和整合网络课程相关数据，挖掘和丰富教学资源，并在整合课程资源的基础上，进行研究方法和前沿知识的扩展。在核心内容设置方面，可以通过收集到的数据资料，选择人工智能领域具有代表性且难易程度适中的知识作为重点，使学生能够在有限的学时内掌握人工智能的知识脉络。例如，编写针对管理类人才的人工智能教材，内容涉及绪论、知识表示与推理、常用算法、机器学习、神经网络等方面的同时，重点增加相应知识点在管理上的应用案例，加强学生对知识点的理解。同时，根据管理类专业偏向领域，开设关联程度较大、应用较广泛的人工智能选修课程，以便学生根据自己的兴趣与需求选修具体方向的课程。(2)注重学生的数理及编程基础良好的数理及编程基础是学习人工智能的前提。只有具备了这些基础，才能搞清楚人工智能模型的数量关系、空间形式和优化过程等，才能将数学语言转化为程序语言，并应用于实验。管理学院人才的数理及编程基础相对薄弱，因此，在安排学生学习人工智能课程之前，建议开设面向全体管理类专业学生的微积分、线性代数、概率论等专业基础数学课程以及C语言、python等编程基础课程，使学生具备数学分析的基础与一定编程基础，为学习人工智能课程打下坚实的基础。另外，可以推进MOOC平台建设，在平台上开设人工智能网络课程，帮助学生掌握人工智能知识基础及专业技能。(3)实验建设为了加强学生对于人工智能知识点间的关联性理解，可以基于不同的应用模块，设计具有前后铺垫、上下关联的综合性实验，设计不同层次的项目要求，同时基于相同的实验课题，让学生分组对实验课题进行攻克，并设置多元化的实验评价体系，通过实验教学过程中反映出的不同进度，让教师能对学生的学习水平做出准确评判，及时进行教学反思，以便更好地开展下一步工作。例如，针对人工智能课程应用中很广的遗传算法，在某一管理规划的具体应用上设置理解－实现－参数分析－具体应用－尝试改进－深度拓展的不同层次的项目要求，在这些项目层次中规定必做项与可选项，让学生基于同一实验课题进行合作学习，然后通过个人自我评价、小组成员互相评价以及教师评价的方式进行打分，对小组整体能力以及个人能力进行综合评估，以期培养学生的自主思考能力。
关键词：林业院校；人工智能；课程教学
1背景
近年来，随着“互联网+”的快速普及，互联网跨界融合创新模式进入林业领域，利用移动互联网、物联网、大数据、云计算等技术推动信息化与林业深度融合，开启了智慧林业的大门。我国林业信息化、智能化建设逐步走上了有序、快步发展的轨道，取得了重要的进展。
2011―2013年，国家林业局先后开展了中国林业信息化体制机制研究和中国智慧林业发展规划研究，在此基础上出台了《国家林业局关于进一步加快林业信息化发展的指导意见》和《中国智慧林业发展指导意见》。2012―2013年，在深入研究的基础上，林业局编制了《中国林业物联网发展框架设计》，2016年3月正式了《“互联网+”林业行动计划》。
国家林业局制定的《中国智慧林业发展指导意见》指出，信息化、智能化在林业中的应用已经从零散的点的应用发展到融合的、全面的创新应用。随着现代信息技术的逐步应用，能实现林业资源的实时、动态监测和管理，更透彻地感知生态环境状况、遏制生态危机，更深入地监测预警事件、支撑生态行动、预防生态灾害。
人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个重要分支。国际上，人工智能的研究已取得长足的进展；在国内，也呈现出极好的发展势头，人工智能已得到迅速的传播与发展，并促进了其他学科的发展。我国已有数以万计的科技人员和大学师生从事不同层次的人工智能的研究与学习，人工智能已成为一个受到广泛重视并有着广阔应用潜能的庞大的、交叉的前沿学科。特别是经过近几十年的发展，智能技术及其应用已经成为各行业创新的重要生长点，其广泛的应用前景日趋明显，如智能机器人、智能化机器、智能化电器、智能化楼宇、智能化社区、智能化物流等，对人类生活的方方面面产生了重要的影响。
近年来，人工智能已经在智慧林业相关领域中得到了广泛应用，例如，在智能机器人的应用方面，已经有大量的嫁接机器人、水果采摘机器人、农药喷洒机器人、果实分检机器人等投入使用；在专家系统的应用方面，森林病虫害诊断专家系统、病虫预测预报专家系统、林产品生产管理专家系统、专家咨询和人员培训专家系统等也得到了广泛应用。
随着人工智能在智慧林业中的广泛应用，涉林企业和事业单位对智能型林业高技术人才的需求也在不断加大。为了适应市场对智能型人才的需求，自2003年起，国内诸多林业高等院校在计算机科学与技术专业本科阶段、林业相关专业的研究生阶段陆续开设人工智能课程，同时不断加大人工智能课程的比重，因此，人工智能课程教学对于林业院校显得越来越重要。
2林业院校人工智能课程教学现状
林业院校开设人工智能课程的专业不多，但有不断增加的趋势。以中南林业科技大学为例，该校计算机科学与技术本科专业自2003年起就开设了人工智能课程，所用教材一直是蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》；另外，面向部分专业的硕士和博士研究生开设了人工智能相关课程，如农业硕士的农业信息化领域研究生开设了人工智能技术，森林经理和森林培育两个专业的博士研究生开设了人工智能与专家系统。
针对计算机科学与技术本科专业，人工智能课程主要使用蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》教材施教，但由于课时数仅有32学时，关于人工智能的一些高级应用，如神经网络、专家系统、机器学习等，采用专题的形式组织教学。该专业没有设置实验学时，仅在理论课堂上演示了一些仿真软件，如BP神经网络仿真环境。
针对农业硕士的农业信息化领域研究生和森林经理及森林培育两个专业的博士研究生，教学计划安排的学时数为40学时，没有指定教材，仅给学生列了蔡自兴教授的《人工智能及其应用――研究生用书》等几本参考教材。课堂主要以专题的形式组织教学，每一讲除了相关的理论以外，还介绍一些工程实践应用的例子，让研究生能够了解这些人工智能算法如何在实际中得到具体应用。
3林业院校人工智能课程教学存在的问题
全国各高等院校的人工智能课程教学都或多或少地存在一些问题，林业院校更有区别于其他类型院校的显著特征，而且林业院校开设该课程教学相对较晚，因此林业院校的人工智能课程教学存在更多的问题。
（1）师资短缺。在林业院校，林学相关专业开设该课程往往由林学相关专业的教师主讲。这些非计算机相关专业的教师虽然曾从事过人工智能个别算法或领域研究，但不具备全面的人工智能相关专业知识，在讲授不熟悉的人工智能知识点时显得力不从心。
（2）教学内容专业性不强。人工智能是计算机科学的一个分支学科，一般的人工智能教材都比较适合计算机相关专业的学生使用，但是农业信息化、森林经理、森林培育等专业的学生不管是专业基础还是行业应用背景均与计算机类专业学生不同，如果我们仍然按普通的教材施教，教学内容就缺乏林科特色，显得专业性不强，无法吸引学生的听课兴趣。
（3）教学难度过大。林业院校涉林专业的学生一般只有计算机文化基础、C语言等简单的计算机课程基础，缺乏算法思想。而人工智能课程涉及很多高级、复杂的算法，不论从算法思想，还是从算法实现和算法应用，对非计算机类专业学生来说难度过大。因此，在教学内容和教学要求上要做一些取舍。
除此之外，还存在诸如缺少实验环节、教学手段单一、教学案例缺乏等其他普遍性问题。
4林业院校人工智能课程教学改革建议
通过分析林业院校人工智能课程教学存在的问题，结合自己近十余年来从事人工智能教学的经验，我们提出了一些改革建议。
（1）推行专题式教学，解决师资缺乏的问题。在师资缺乏的情况下，由一名教师完成整个人工智能课程教学比较困难，同时，可能有多名教师分别在人工智能的不同方面进行过深入研究。因此，可以将该课程按章节分成各个不同的模块，每一个模块设一个专题，如神经网络专题、专家系统专题、机器学习专题等，再由多名教师分别承担自己熟悉的专题进行讲授。这样既可以解决一位教师的知识不足，又可以让各位教师结合自己的科研将每一个熟悉的专题讲授得更加详细、更加有趣。
（2）教学内容与涉林专业紧密结合，解决专业性不强的问题。事实上，人工智能的各领域应用在林业行业都能找到对应的应用实例。例如，林果采摘机器人就是机器人在林业中的应用；林火识别和林木病虫害监测就是模式识别在林业中的应用；林火蔓延预测可以用到隐马尔科夫模型；PAID50专家系统平台就是专家系统在农林业中的应用典范等。因此，在教学过程中，我们可以考虑将人工智能知识与林业应用结合进行讲解，这样学生更容易接受也更乐意接受。更进一步，如果能够结合这些林业应用编写一本《人工智能及其林业应用》教材，将会更加适合涉林专业的学生学习这门课程。
（3）应用计算机仿真软件解决教学内容难度大的问题。非计算机类专业的学生计算机基础较差，编程能力不强，算法训练不足，对各种人工智能高级算法难以理解，更难以编程实现。针对这个实际问题，我们可以主动提供一些相关算法的计算机仿真软件，在课堂上通过演示这些仿真软件，让学生直观地理解算法，甚至能够通过仿真软件应用这些算法解决本专业相关的问题。例如可以开发如图1和图2所示的BP神经网络算法仿真软件，通过该仿真可以把神经网络的结构、训练时的权值偏差变化、训练过程中总误差的变化等信息完全呈现在学生面前，学生通过这个仿真过程就不难理解BP神经网络算法，甚至可以使用这个仿真软件来解决本专业相关的一些问题。
关键词：“智能+”；富媒体；教学模式
2017年7月8日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，我国人工智能发展迎来新纪元。人工智能作为信息技术的更高发展阶段，毫无疑问会深层次推动教育教学改革与创新发展[1]。在互联网技术的推动下，“智能+”背景下的教学资源表现形式和呈现方式越来越多样化，教学活动的时空结构和活动方式得到了充分拓展，学生在学习中的独立性、自主性和创造性得到了充分体现，教师成为学生学习的支持者和引导者[2]。“智能+”是“互联网+”的进一步升级，给各行各业尤其是教育带来了新的机遇和挑战。“智能+”与教育相结合，将有力推动教育教学改革与创新发展，这也是机电类专业新工科教学改革的内涵之一。机电类专业人才培养应该紧跟国家发展战略，结合人工智能和大数据等新技术来改造专业课程体系，培养符合新时代、新背景需求的复合型人才。课程教学创新是改造专业课程体系的重要内容之一，传感器与测试技术作为机电类专业核心课程，长期存在课堂教学内容与工程应用脱节的问题，这与应用技术型高校建设和工程技术型人才培养要求不相适应，更与当前“智能+制造”的技术要求不相适应。本文将“智能+”与传感器与测试技术课程相结合，探索基于“智能+”的富媒体教学模式，作为适应新形势下课程改革需要的重要内容。
1基于“智能+”的富媒体教学模式
富媒体是指具有动画、声音、视频或交互性的信息传播方法，包含流媒体，声音，Flash，Java，Javascript等程序设计语言形式之一或者几种的组合。基于“智能+”的富媒体教学模式是富媒体、网络服务、人工智能等技术与教育教学相结合的产物，是高校课程教学模式改革的重要发展方向之一。课程教材、学习资源以及教学方法是教学模式的基本组成，图1为基于“智能+”的富媒体教学模式构架，它包括富媒体教材、富媒体教学资源以及教学方法三部分。图1“智能+”富媒体教材是通过在纸质教材上印刷索引，以二维码链接网络平台上的数字课程资源库，方便学生深入开展自主学习。“智能+”富媒体教学资源由课件、微课、案例、虚拟实验、题库、课程讨论等形式的资源组成，是“智能+”富媒体教材所链接的各种数字资源。充分应用新技术，优化教学组织，开展基于工程教育理念的教学模式和多元考核评价体系，是实现基于“智能+”的富媒体教学模式的关键。
1.1基于“智能+”的富媒体教材
“纸质教材+课件”是以往的教学形式，存在教材信息载体单一、编排和呈现方式单调等问题，留给教与学自由发挥的空间比较狭窄，难以支撑新颖教学活动的开展。“互联网+”的升级，给教育教学带来了新的机遇和挑战。基于“互联网+”新发展阶段的“立体化教材”应运而生[3]，而所谓“互联网+”教材就是以往的纸质教材加上互联网技术所构成的教材生态[4]。与单纯纸质教材相比，基于“智能+”的富媒体教材不再是一本简单的图书，而是数字教学资源的接口。这种新型富媒体教材除了介绍各章知识结构、教学任务、导学知识点等内容以外，还印刷有索引式二维码供学生扫描链接，其中包含了微课视频、动画演示、工程案例以及虚拟实验等纸质教材无法呈现的教学资源。这种“立体化教材”使学生不再面对枯燥的工作原理、结构特点、工程应用等文字描述，而可通过手机扫描二维码打开链接，观看知识点的视频讲解、动画演示、虚拟装配过程等，这样学生对知识点的掌握会更快更牢。使用基于“智能+”的富媒体教材，能够将线上线下的资源打通，将纸质阅读与网络阅读打通，为学生创造跨媒体的阅读新体验。基于“智能+”的富媒体教材为课堂教学提供了新的模式，对于推动教育信息化、促进教学改革、提高教学质量具有现实和深远意义。
1.2基于“智能+”的富媒体教学资源
高校课程教学创新应以“互联网+”为创新理念，以强化互联网思维为核心，以建设立体化、多媒体、动态化的学习资源平台为目标[5]。基于“智能+”的富媒体教学资源就是在网络平台上创建完备的数字课程资源库，学生转变为该互联网产品的用户，教师转变为该互联网产品的制作者。包括教师在内的教学资源的编撰者不仅仅进行纸质内容的编写，还要开展数字化教学内容的研发，要进行教学视频的录制、教学案例的配音，也要规划动画课件的制作、探讨虚拟现实技术的应用，甚至还要进行某些功能的软件开发等。只有将“制作者”的理念融入“智能+”富媒体教学资源的创建过程中，才能将数字化资源和纸质内容很好地融合，为学生提供高质量的“智能+”富媒体教学产品。富媒体教学资源由视频、音频、微课、动画、案例库、题库、课件、虚拟仿真实验以及互动社区等组成，教师能够利用富媒体教学资源将知识点讲解、实验操作示范和过程、虚拟仿真模拟演示等内容展现给学生，强化学生对知识技能的学习，还能通过在线答题和课程论坛与学生形成实时交互，动态掌握学生的学习进度。教师可将教材中具有多样性、动态性、易变性、拓展性的内容都以网络资源的形式传至网络平台，以弥补文字教材内容更新周期长的不足，同时充分利用网站内容更新方便、传递快捷、容量大、呈现方式多样的优势，组织引导学生开展互动式、体验式学习。
1.3基于“智能+”的教学方法
充分应用互联网技术，采用适当的教学方法，形成高效的教学组织方式和合理的课程考核评价体系，是实现基于“智能+”的富媒体教学模式的重要保障。当前，“以学生为中心”的教育理念已在国内高校得到认可，基于该理念的课程教学模式层出不穷，为高校教育教学改革创新、实现学生全面发展发挥了积极的推动作用。“以学生为中心”的教学模式包括任务驱动教学法、项目驱动教学法、项目导向教学法、翻转课堂、慕课以及工程教育模式(包括CDIO模式和OBE模式)等。工程教育模式是以学生、学习和学习效果为中心的一种开放式的教学模式，教师将课程知识点全方位渗透到工程项目中，以引导学生通过工程实践潜移默化地掌握新知识[6]。工程教育是高校适应新形势，落实新要求，全面提高工程人才培养质量的必然要求。应用型本科院校以培养具有较强实践能力、创业能力和创新精神的高级应用型人才为培养目标，在教育教学领域，必须树立“以学生为中心”的教育理念，培养高素质应用型本科人才。因此，基于“智能+”的富媒体教学模式必须坚持工程教育模式。在信息技术的支持下，教师要充分利用富媒体教材和富媒体教学资源，开展线上线下、课前课后的混合式教学，实现教学内容与工程实际的有机结合，培养学生的专业知识、工程实践能力和创新思维，满足新工科人才培养的要求；要优化教学组织，切实保障教学秩序和教学质量，构建学习效果的多元评价与反馈体系，不断完善和创新基于“智能+”的富媒体教学模式，最终实现显著提高教学质量的目标。
2基于“智能+”的富媒体教学模式实践
机械测试与机械设计、机械制造并列构成机械专业三大板块，传感器与测试技术是机械类专业的专业基础课程，也是机电类专业的专业核心课程。传感器与测试技术是一门实践性很强的课程，教学内容包括测试信号分析、传感器原理以及测试技术应用三大部分。目前课程教学依然存在一些问题，例如课程知识更新滞后，知识的交叉融合不够；课程内容偏重理论，实践和应用程度不够；课程“教与学”脱节，信息技术利用不够；等等。尽管各种课程教学改革模式层出不穷，但大多不能满足“智能+”背景下对人才培养的要求，与培养应用型人才或工程型人才的要求更是相去甚远。为激发学生的潜力，增强学生的综合应用能力和创新意识，此类实践性强的课程的教学改革势在必行。开展富媒体教材和富媒体教学资源支持下的新型教学活动，能够有效提高学生解决实际问题的能力，促进提高学生工程实践能力和创新能力的培养目标的实现。笔者结合“智能+教育”，根据传感器与测试技术课程的特点，提出如图2所示的基于“导学练研”的“智能+”富媒体教学模式[7]。在富媒体教材的指引和教师的引导下，学生可利用富媒体教学资源进行知识的学习、能力的训练以及项目的研讨等活动，形成基于知识点的在线学习(侧重基础知识)、基于现代工具和实验设备的实验实践(侧重基本技能)、基于项目的综合训练(侧重综合能力提升)。在此过程中，学生将知识学习、实践操作与教师引导有机结合，以增强工程实践能力、现代工具使用能力和创新能力，提高学习实效。建立学习效果多元考核评价体系，考核以“学生的学”为主，“教师的教”为辅，结合“课内+课外”，构建涵盖知识、能力、素质的“一考两评”(知识点考试、实验训练评价和工程项目实践评价)学生成绩评定模式。与此教学模式相配套的富媒体教材以目标为导向、以应用为核心来组织单元知识点。每个单元都明确了学习目标和学习内容所要解决的实际问题，并突出了实践性和应用性。每个单元同时还包括教学要求、知识结构、基本概念、应用案例、工程项目索引、富媒体教学资源二维码等。为更好地与此教学模式相适应，富媒体教学资源中还引入了实验项目和工程项目内容。实验项目分为线上虚拟实验和线下实验室实验，形成虚实结合的实验训练方式。工程项目索引可在富媒体教学资源中详细阐述项目设计目标、设计任务、设计内容、实施步骤以及考核方法，使学生初步了解工程项目概况，积累基础知识，为线下工程实践打下基础。课程教学以案例为入口，以工程项目为出口，在项目驱动、“智能+”富媒体教材和工程教育基础上，以“智能+”富媒体教学资源为支撑，构建教与学互动下的“教师导、学生学、实验练、项目研”教学法，有效激发了学生的学习兴趣，提高了学生分析问题、解决问题的实践能力。
3结语
“智能+”是技术发展的新阶段，富媒体技术则是新型数字信息传播方法。将智能技术、富媒体技术与教育教学相结合，构建“智能+”富媒体教学模式，是新形势下高校课程教学改革的重要发展方向，也是全面提高人才培养质量的必然要求。笔者将其应用于传感器与测试技术课程教学实践，提出基于“导学练研”的“智能+”富媒体教学模式，将基于知识点的线上学习、基于现代工具和实验设备的实验实践、基于项目的综合训练与教师引导辅导有机结合，提高了学生的学习兴趣，增强了学生的工程实践能力、现代工具使用能力和创新能力，提高了学生的学习实效。
参考文献
[1]唐亮.人工智能给未来教育带来深刻变革[N].中国教育报,2018-01-04.
[2]秦虹,张武升.“互联网+教育”的本质特点和发展趋势[J].教育研究,2016(6):9-10.
[3]李科生,蒋志辉.互联网+支持下的“立体化教材”开发探讨[J].出版科学,2018(1):43-46.
[4]黄乐.互联网+背景下教材编辑的角色转换与素质要求[J].出版广角,2016(4):54-56.
[5]单丽雯.基于“互联网+”理念的高校教材创新[J].中国出版,2016(6):50-52.
[6]朱向庆,胡均万.CDIO工程教育模式的微型项目驱动教学法研究[J].实验技术与管理,2012(11):159-162.
关键词：新工科，应用型本科院校，金课，大学计算机；新一轮
科技革命和产业变革正在重构全球创新版图，人工智能、云计算、区块链、空间技术等新技术驱动产业、业态进行变革，以互联网为核心的第四次工业革命浪潮对工程教育提出了新的挑战。2017年以来教育积极推进新工科建设，以主动应对新一轮科技革命与产业变革，奏响了人才培养主旋律，开拓了工程教育改革新路径。随着我国经济结构调整和产业升级，社会对高素质应用型人才的需求愈发显著，以培养高级应用型人才为目标的应用型本科院校成为高等教育的重要组成部分。应用型本科院校的办学定位以服务地方经济建设、区域社会和行业发展，培养应用型人才为主旨[1]。2018年以来教育部提出高校应加强“金课”建设，“金课”成为提高本科教育教学质量的重要途径和国家全面振兴本科教育的重要抓手。教育部高等教育司司长吴岩提出了“金课”的评价标准，即“高阶性、创新性和挑战度”，并提出要大力建设五大类型“金课”建设[2]。“金课”建设成为应用型本科院校提升技术技能型人才培养质量、实现内涵式发展的关键。大学计算机作为通识必修课之一，通过计算机基础知识的学习、计算机基础应用技能的掌握、计算机科学思维与职业素养的养成三方面进行培养，在互联网+背景下各专业课程的学习过程中起到信息化适应的基础。以应用型本科院校天水师范学院例，结合新工科建设背景对大学计算机课程参照“两性一度”金课标准进行建设与研究。从教学内容、教学目标方面体现课程“高阶性”；从教学方法、教学模式方面，加强课程“创新性”；从教学评价方面，提升课程“挑战度”[3]。
1通过学生学习产出确定课程目标，精准定位课程
“金课”的建设首先应对照课程的高阶性确定课程目标。课程的高阶性要求设计具有适当深度的课程，要求课堂学习具有强调批判性思维的训练、注重对信息的应用整合、关注知识的重构与实践、以解决问题为目标四个基本特征[4]。结合应用型本科院校培养应用型人才的根本主旨，通过适应社会需求的学生学习产出制定课程目标，大学计算机课程在确定课程目标时，充分考量学校各专业对课程在知识、技能、素养的需求，课程目标按理工科和文科需求进行划分。课程总体课程目标为掌握计算机基础和算法与程序设计基础知识，掌握计算机基本应用和算法与程序设计技能，形成计算思维、互联网思维和社会主义思政素养。理科加强算法与程序设计和数学建模的有机结合，以通过计算机的建模高效准确运算实现并分析专业问题；工科加强以迭代为核心的计算思维与算法与程序设计、网络技术的有机结合，以解决以互联网为核心的人工智能、大数据等技术与学科专业有机融合适应新工科的学习产出问题；文科加强与专业需求的计算机应用技能的提升和互联网思维的培养。在遵循课程总体目标指导下，课程充分考虑学习层次和专业定位与非计算机专业的课程需求，做到同一专业针对卓越班和普通班、师范班和非师班两套具体目标，如卓越班加强理论深度、课外拓展和信息检索等方面的要求，师范班加强信息化教学能力、信息化教学工具、信息化教学创新等方面的要求，做到课程目标与专业目标的精准对接。
2结合社会专业需求确定课程内容，创新优化课程
“金课”建设要结合社会专业需求充实完善课程内容，大学计算机课程在保证课程目标的前提下，充分融合新知识与基础知识，实现课程知识储备的实时更新；充分衔接社会专业需求与计算机应用技能，实现课程技能的按需应用；充分融合服务课程目标和内容的思思政元素，实现课程服务社会主义的根本；充分整合课程内容与学生职业素质发展需要，实现课程素质目标。“金课”的课程内容不仅要设计合理，更要组织有效。大学计算机课程对课程内容主要以教学案例为线进行组织，实现课程内容的条理与连贯，创新优化课程，教学案例的设计应充分进行知识与素养的整合、技能与素养的整合。好的教学“案例”可以将知识点连接为知识面，形成知识体系，将案例知识认知通过实验设计验证实现实践认知，并通过课程思政案例扩充到情感认知，加强知识体系的实践应用和社会主义思政教育。课程案例包括知识案例、技术案例、实践案例和课程思政案例，更多是将三类案例进行综合，如指定某主题，首先要求学生通过信息检索或爬取进行各类信息的收集，其次要求学生通过相关软件进行编辑、统计汇总或编程计算进行信息的分析，最后要其学生通相关软件或工具生成结果分析报告，并说明每项结果计算或分析的知识原理和过程，最后产生综合社会、技术、情怀的评价，如此通过一个具体案例综合了知识点分析、解决方案设计、实践验证、归纳分析、工具使用和价值评价，实现了对知识、技能、素养的融合。
3运用现代教育技术确定教学方法，高效实施课堂
随着互联网技术的发展，灵活多样的现代教育技术为课程的实施提供了保障。大学计算机课程在教学过程中明确以学生为中心，发挥学生的学习主体作用。大学计算机课程“金课”建设采用的是线上线下混合式教学模式高效实施课堂。线上教学依托中国大学MOOC、智慧树、超星学习通、虚拟实验平台等线上教育学习平台和钉钉、腾讯会议等交互应用软件，进行以现有线上优质教学资源为主和符合本校学情的课程资源的结合，线上优质资源作为主要知识体系学习，自建课程资源主要是对知识体系的补充、实践实验的强化和课程思政的讨论等文档上传平台或通过交互应用软件进行线上直播，便于学生课前自主学习和课后回看复习以及完成实验和线上学习数据的统计。线下教学主要依托课堂和基于移动端的线下辅助工具，进行课堂授课讲解、答疑互动、实验实践指导，并借助慕课堂、蓝墨云等移动辅助工具进行课堂检测、全员互动讨论等教学环节和课堂学习数据的统计。
4参照科学评价体系确定考核方案，明晰考核规范
科学的课程考核方案是判断课程建设效果的有效工具，同时科学的有效的考核结果可以反向促使课程建设有的放矢的建设。以学生为核心的考核是对学生课程学习掌握程度的评价，以教师为核心的考核是对对教学方法、教学设计、教学态度是否促进教学效果的评价，以课程为核心的考核是对课程目标与内容定位是否满足课程立德树人要求的评价。科学合理有效的考核方案是“金课”建设的检验标准，“金课”建设与实施也应参考科学评价体系确定考核方案，明晰考核规范。大学计算机“金课”建设实“三位一体”的考核方案，即同时对学生、教师、课程进行考核。学生考核将体现线上线下学习动态的讨论、问题回答等过程评价与体现知识技能综合应用的期末考试、设计等终结性评价相结合；教师考核将体现教学能力的课堂组织、现代教育技术使用、教学内容组织、课程案例设计等过程性评价与体现教学效果的学生平均成绩、实验设计、课外调研等终结性评价相结合；课程考核将体现素养培养的思维、思政等过程性评价和体现课程建设成果的项目、竞赛等终结性评价相结合。
5结束语
“金课”的目的是提升人才培养质量，通过新工科背景下应用型本科院校大学计算机课程的“金课”建设与实践，探索“金课”在提升以学生为中心的学习产出质量中的核心作用。通过分专业分层次的精准定位课程目标、融合基于互联网技术的课程内容、线上线下混合式的教学模式、注重数据分析的教学评价四方面进行“金课”的建设与实践，探索“金课”建设在人才培养质量提升中的可行性与必要性。
参考文献：
[1]董琴,张秋,王慧敏.应用型本科院校人才培养调查分析[J].计算机教育.2012(05):13-16.
[2]吴岩.建设中国“金课”［J］.中国大学教学，2018（12）:4-9.
[3]刘慧,王成武,蔡江东.线上线下混合式“金课”建设探索[J].大学教育，2020(7):73-55.
关键词：智能信息处理；多学科交叉；教学模式
0引言
智能信息处理是模拟人或者自然界其他生物处理信息的行为，建立处理复杂系统信息的理论、算法和系统的方法和技术，主要面对的是将不完全、不可靠、不精确、不一致和不确定的知识和信息逐步转变为完全、可靠、精确、一致和确定的知识和信息的问题。智能信息处理是当前科学技术发展中的前沿学科，同时也是新思想、新观念、新理论和新技术不断出现并迅速发展的新兴学科，涉及信息科学的多个领域，是现代信号处理、人工神经网络、机器学习、人工智能等理论和方法的综合应用，在复杂系统建模、机器学习、医学影像处理、系统优化和设计等领域具有广阔的应用前景。
目前，智能信息处理研究生课程相关的教材和课件大多以高隽老师的《智能信息处理方法导论》为基础开展相关介绍。该书体系严谨，理论推导细致，但在多学科交叉应用尤其是面向认知神经科学、智能信息科学等领域的应用方面介绍不足，缺乏必要的多学科交叉案例及相对完整的设计过程，导致来自不同学科的研究生在对理论知识的理解、不同工程应用实践经验的积累等方面存在一定脱节的情况。针对智能信息处理课程教学的实际情况，我们从计算神经科学、信息学科与智能信息交叉的多学科角度出发，系统介绍智能信息处理的基础理论及各种新兴处理技术，主要介绍智能信息技术的基本概念、原理和分析方法以及智能系统的知识处理和模型的建立，提供人工智能技术、神经网络技术在神经科学交叉等领域的应用算例，涉及目前国内外智能信息处理的最新研究成果以及学术研究前沿进展情况；同时，在教学实践中，对课程的教学模式进行探索和思考，强调多学科交叉及学生主体的重要性，注重教学方式的多样化及课内外教学相辅相成。该课程的教学实践能够使研究生对智能信息处理技术的发展及交叉学科应用有全面的了解，为神经科学、信息学科与智能信息交叉学科课程实施研究型教学开辟新的途径，对提高课程教学效果，培养学生的主动探究能力具有非常重要的指导意义。
1主要解决的教学及管理问题
1.1多学科交叉的智能信息处理
智能信息处理是一门以应用为导向的综合性学科，涉及脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法等多学科的交叉与综合。由于智能信息处理涵盖内容广泛，面向研究对象众多，因此在较短学时的课程教学中，教师需要权衡把握好宏观内容的介绍和相关内容的纵深讲解，让学生既能从整体上了解智能信息处理学科的基本概念、学术思想、知识体系和学术特色，又能在具体应用方面了解其基本问题、基本模型和科学研究方法。在教学实践中，把握好多学科交叉的智能信息处理课程的整体与局部、广度与深度问题，是教师应首要考虑的问题之一。
1.2积极引导学生参加多学科研讨活动及课外实践活动
实践出真知，理论知识只有在实践中才能更好地被理解和掌握，体现和发挥其价值，然而，传统的课程教学模式侧重于课堂上教师“口授笔书”的知识传授，在引导学生研讨和践行方面存在很大不足，造成学生不能很好地理解和应用课上所学，不能有效培养和促进学生在实践中发现问题和解决问题的能力。笔者结合多年留学经验及国际教学实践，对如何引导学生积极参加多学科研讨活动及课外实践活动，进行反思、探索和尝试。
2教学实践主要内容
2.1结合工程及应用背景的教学模式
智能信息处理作为一门以应用为导向的综合叉学科，很多问题和模型既来源于又服务于实际应用，与实际问题紧密相关，然而，现有的课程教材鲜有既能系统全面介绍智能信息处理的基础理论、基本概念和分析方法，又能结合实际应用及工程背景给出例证详解的。分析教材纵深发展过程不难发现，理论与实际的结合不够是主要原因，因此在实际教学实践中，教师不能单纯依据教材内容照本宣科，需要结合实际应用背景就地取材并灵活讲解。
在智能信息处理教学实践中，针对该学科多学科交叉的特点，可以采取点面结合的教学方式。在宏观层面上，综合介绍智能信息科学技术领域的相关内容，包括基本概念、学术思想、知识体系和学术特色，让不同专业背景的学生能在较短时间内对智能信息处理学科从比较陌生的状态过渡到对其基本模型和基本问题有初步、宏观、科学和准确的认识；在微观点处，以具体的经典工程应用范例及模式辅助宏观介绍，达到宏观而又不失具体、既有广度又兼具深度的效果。这种精而不范的具体案例有利于短学时课程的安排，如介绍智能信息处理与信号处理的交叉时，笔者以参与的发动机故障诊断为例进行讲解；介绍智能信息处理与系统辨识的关系时，笔者以曾研究的磁气圈和太阳风预测为具象进行详细说明。
2.2多学科交叉综合的教学模式
一方面，智能信息处理涉及多学科交叉综合，而传统的教学模式往往侧重于单独介绍各学科的科学体系及应用，对于学科交叉综合方面的探讨则有限，如在机器学习方面，以往的教学倾向于各种算法的数学推导和理论证明，但在实际应用中，机器学习往往需要与其他学科如信号处理、模式识别等交叉互融，才能解决实际问题；另一方面，智能信息处理作为一门充满活力的新学科，不断有新技术和新方法随着前沿问题的发现而被提出和应用。教师可以采取多学科交叉综合的方式，尝试将国际前沿的科研成果引入智能信息处理的教学实践中，这样既能以此引导学生了解多学科交叉融合的方法和思路，又能展现国内外智能信息处理的研究新成果和发展新动态，激发学生的学习兴趣。
2.3增加互动环节的教学模式
传统的教学模式往往侧重于知识的灌输，忽视方法的传授。在教学实践中，教师在“授之以鱼”的同时，更要注重“授之以渔”，引入国外智能信息处理的前沿科研方法，培养学生良好的科学思维和科研素养。此外，智能信息处理的课堂教学不同于以往最基础的授课，而是以教师讲授为主，更多的是在课上由教师提出问题，引导学生讨论互动，让学生产生代人感转而主动学习和理解。作为课内的外延和补充，我们还在课外不定时、不定期组织学生参加科研沙龙，进一步激发和培养学生的兴趣，加强巩固所学知识和方法。实践证明，互动授课方式及多活动的课外扩展，对于提高学生的学习热情、培养学习兴趣、促进知识理解具有重要作用。
2.4多样化的课程考核模式
一方面，传统的单纯以期末考试成绩作为唯一考量标准的考核方式过于片面；另一方面，这种考核方式也容易束缚学生的思维，使学生产生学习只是为了最后一纸成绩的误解。综合考虑智能信息处理的课程特点及研究生培养目标，我们建议可以采取更为灵活的考评方式如采用PPT报告总结的方式，一方面考评学生平时表现，包括课堂出勤、课堂表现等，另一方面以学生学期末PPT报告总结成绩为主。每名学生依据自己的兴趣爱好，选择一个与智能信息处理相关的研究方向进行调研―参阅书籍―查找资料―深入探讨，最后以PPT的形式向教师及全体学生总结汇报并互相交流。这种考评方式以书本为平台，不仅能培养学生的系统掌握新知识及新技能的学习能力、实践操作能力和表达能力，还可调动学生查阅资料和自主思考问题的积极性，扩展知识面。
3教学方法及路线
3.1多媒体利用最大化的教学方式
在教学手段和方式上，现在多媒体技术进入课堂已经非常普遍，但对丰富电子资源的利用程度并没有实现最大化。当前的教学方式大多以讲解PPT为主，缺乏多样化的展现方式，容易使学生产生疲劳感。结合教学实践，我们发现通过将PPT、视频、动画、录像等多种形式的多媒体结合，以更加生动形象的方式展现教学内容，在吸引学生兴趣和提高学习效率方面效果显著；此外，还可以借助多媒体，通过软件演示的方式让学生亲身感受实际工程应用的操作过程，建立智能信息处理科学技术的直观形象和感性认识。
3.2开展科研教学沙龙活动，引导互动交流
智能科学技术处在创新发展时期，特别需要培养具有创新精神的人才。创新精神的产生伴随着各种不同思想的汇聚、交流和碰撞，为了鼓励和培养学生的创新思维，教师可以组织各种科研教学沙龙活动，基于学生兴趣，将不同专业背景的学生组织在一起，从不同专业视角自由探讨某一研究方向，碰撞出思想的火花；同时，可以引入国际前沿热点问题的创新结果的介绍，剖析前沿创新点和创新过程，开阔学生视野，培养和提高学生的创新能力。
3.3利用互联网，构建课外科研实践互动平台
正所谓“众人拾柴火焰高”，课堂中，学生可以随时向老师提出疑问，老师带动学生一起讨论；对于课外学习研究中出现的问题，教师可以通过QQ群、微信群、公邮等在线互动平台与学生交流沟通。一方面，众智众力促进问题的解决；另一方面，平台互动的方式能充分调动集体的学习研究热情。
4教学模式的应用效果
4.1国际学术
正如“实践是检验真理的唯一标准”，课内学习到的知识只有被运用在科学实践中才能证明和体现其价值。在教学实践中，我们着重培养学生将所学知识与其专业背景相结合、将所学转化为科研成果的能力，取得了较满意的教学效果，如部分学生将所学信号处理中的时频分析方法应用到故障的检测中并将此公开发表在国际学术期刊上，获得了令人满意的研究成果。
4.2选课情况逐年递增
图1（a）汇总了2013―2015年我们开设的智能信息处理课程各院系学生选课情况。从图1（b）中可以看出，研究生选课人数逐年递增，开始该门课程的研究生选课人数由最初的13人增加至54人，增加3.15倍；图1（c）表明，课程的覆盖院系由最初的3个院系（0系表示研究生院）增加到2015年的11个院系，覆盖面增加2.66倍。此外，选课学生中既有硕士，又有不少博士，甚至有来自其他高校的老师和工程研究所的硕士、博士。从智能信息处理课程近3年的选课总体情况来看，课程已经引起不同专业学生和教师的广泛关注和参与兴趣。
4.3学生的综合评价正面积极
在智能信息处理课程教学实践中，我们发现不仅选课人数逐年增加，而且学生对课程的综合评价也一直非常好。学生一致认为当前的授课方式丰富而有趣，结合工程实际背景的教学具体而形象，互动形式的课堂方式能很好地促进交流表达，课外的沙龙活动为他们解决科研和学习中遇到的问题提供很大的帮助。
5结语
【关键词】计算思维；高中信息技术；基础教学；案例
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2016）07-0057-03
研究背景
自2004年普通高中课程改革开始至今已经十多年。在这些年中，高中信息技术课程按照国家制订的课程标准稳步实施，取得了一定成效。但是随着社会的发展、课程改革的深入，信息技术课程出现了一些问题，这些问题引起我们的深思。
1. 信息技术课程存在的必要性
伴随互联网的普及，传统的信息技术课堂不再是中小学生获取大众取向的信息技术知识技能的唯一渠道。在我国全社会信息化水平不高，学生从其他渠道学习信息技术的机会非常有限的情况下，学校的信息技术课程在一段时间内承担了信息技术教育主渠道的作用[1]。但是，现在的形势发生了很大变化，学生可以通过家庭、社区、少年之家等多种途径来习得面向大众的应用软件的知识和技能。即使不参加中学的信息技术课程学习，学生也能玩转电脑。那么，信息技术课程存在的必要性在哪里？
2. 信息技术课程的核心价值
现阶段，按照高中的课程标准，学生可以通过学校开设的信息技术必修课程和信息技术与其他学科教学整合的课程来提升自身的信息素养。信息技术与学科教学的整合将信息技术必修课程中面向大众的部分应用性课程的内容和价值剥离走了、整合掉了[2]。那么，信息技术课程本身所特有的、不可替代的课程内容和价值又是什么呢？
3. 信息技术课程对人才培养的作用
21世纪的知识经济时代，培养具有国际竞争力的核心人才尤其重要。基础教育承担着为大学培养、选拔、输送优秀人才，帮助国家储备综合国力所需人力资源的责任。作为基础教育中的一门独立学科，信息技术应该怎样承担相应的责任？信息技术教育应该为此做些什么？是跟在发达国家源源不断的信息技术创新的后面，亦步亦趋地为发达国家的技术培养“忠实的消费者”，还是为我们国家的信息技术创新和信息技术领域的核心竞争力培养原创型技术人才呢[3]？
针对上述问题，我们认为未来的信息技术课程要为学生提供更加系统、专业的信息技术教育。即不能仅仅着眼于软件工具的使用，而应回归计算机学科相对稳定的、体现学科思想和方法的核心内容和思维方法。目前，计算思维是国内外专家、学者比较认可的计算机科学体系的核心思维模式。我们就计算思维在高中信息技术基础教学中的培养进行了教学实践，形成相关案例，并进行了初步研究。
计算思维概念及研究现状
1. 核心概念的界定
思维模式就是看待世界和认识世界的方法和观点。科学思维主要分为以物理学为代表的实证思维和以数学为代表的逻辑思维[4]。随着计算机科学技术的发展，图灵机理论、复杂性理论和交互式证明系统的提出，学术界认为出现了独立于实证思维和逻辑思维的第三种思维方式――计算思维。计算思维由周以真教授在2006年首次提出，表述为应用计算机科学领域的基础概念进行问题解决、系统设计和人类行为的理解。2010年，计算思维被进一步表述为一种思考过程，通过对问题和解决方案的清晰表述，使问题解决可以由具备信息处理功能的程序高效完成[5]。
英国皇家科学院将计算思维定义为认识周围世界所存在的不同层次的计算，并应用计算机科学工具和技术理解并辨析自然系统和人工系统及其运行过程[6]。Google公司认为计算思维过程是问题解决技巧和技术的集合，并将计算思维过程界定为问题分解、模式识别、模式生成和抽象、算法设计[7]。
目前，我们可以查阅的关于计算思维的定义有多种，对它的解释多停留在“哲学”或“科学”层面，在教学层面上还未形成一个清晰的表达体系，其内涵、外延还没有得到清楚的描述[8]。通过研究比较，我们认为周以真教授在2006年提出的计算思维的定义更适合指导我们这项教学实践的研究，因此，我们采用了周以真教授在2006年提出计算思维概念的表述作为研究的理论依据。
2. 研究现状
在我国，计算思维的培养起源于大学教育。2010年7月，为了提高大学计算机基础教育的质量，在“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”上，与会者明确提出将“计算思维的培养”作为计算机基础教育的核心[9]。自此，增强计算思维能力的培养，不仅成为当下大学计算机基础教学改革的主旋律，而且受其影响，高中信息技术课程建设正在朝这一方向转变。
案例研究
1. 案例主题的选定
目前，高中培养计算思维的课程教学主要针对程序设计与算法、人工智能等内容展开。但是，在高中信息技术基础教育中，基本概念、基本原理、软件应用的教学内容占较大比重。为了探索在这些教学内容中培养学生计算思维的方法，我们选取了高中信息技术基础必修模块中第二单元《有效获取信息》作为案例研究主题。在这个主题下，我们先后开展了三次教学实践活动，本文选取了两个案例《认识图像》和《声音的数字化表示》进行分析、研究。
2. 教学案例分析
案例一 《认识图像》
图像是我们生活中的一类重要信息。目前，我们主要通过数码相机、手机拍摄获取。数码相机等设备在拍摄景物成像的同时，也对相关的成像信息进行了数字化处理，形成了我们在计算机中所看到的图像。那么，计算机是如何将图像呈现在了屏幕上？计算机又是通过何种方式来准确描述图像信息呢？我们如何应用计算机处理图像的技术来解决实际问题？这都涉及图像的基本概念、基本原理及相关应用。《认识图像》教学设计的目的是希望通过对课程的学习，学生能够理解计算机显示图像的原理，掌握以计算机方式表述图像参数的基本方法，学会使用PS图像处理软件的相关技能，逐步养成以计算机解决问题的思维方式，即计算思维。
上课伊始，教师导入情境――播放《萌兄萌弟》视频短片。短片中妙趣横生的图像，吸引了学生的注意力，激发了学生学习图像的兴趣。在新知学习的环节，教师选择一张图像，放大16倍，学生观察图像，发现并理解图像的基本构成单位――像素及其特点。然后，教师展示实物照片和电子图像实例，提出一系列问题，引导学生思考、比较两者的区别与联系，进而学习图像的基本概念和基本原理。在探究应用环节，教师为学生安排了一个探究活动――“研究图像尺寸、输出分辨率、打印尺寸与图像质量的关系”。首先，学生应用PS图像处理软件的功能，分别查看图像1-1和图像1-2的参数，将数据记录在表格中。其次，学生对表格中的数据进行分析、归纳，得到图像参数的改变与图像质量关系的结论。然后，同学之间互相分享，教师矫正。最后，迁移运用，学生要应用研究得出的结论，解决一个实际问题，即按要求将图像文件的大小、尺寸进行修改，上传到网站。
在整个教学过程中，教师主要采用探究式教学。课前，教师为学生准备了必要而充足的学习材料。课堂上，学生通过材料发现问题、探索有关图像的规律性知识、解决问题。在探究的过程中，学生获得图像的基本概念和基本原理，习得图像的操作技能，培养相关能力，即对所要解决的实际问题进行分析，应用课上所学图像知识进行表述，运用课上所学图像处理技能进行解决。整个学习过程是学生思维发展的过程，是学生计算思维形成的过程。
案例二 《声音的数字化表示》
按照高中课程标准的要求，这部分内容不应只停留在简单使用音频信息的层面，还要深入到声音信息数字化的原理、方法、过程。它是体现信息技术学科本质的内容之一，也是《高中信息技术基础》教材中的难点。初中生已经有过听音乐、歌曲，或者通过MIC进行类似“卡拉OK”这样的娱乐活动。他们能够对声音文件进行非常简单的操作，比如，声音文件的下载、播放等等。但是他们对于声音是如何在计算机中表示的、声音波形的特点及波形的描述等还不清楚。
在本课中，教师通过图像与动画，把抽象的原理形象化，让学生能够直观地了解“音频数字化”的过程。在教师的不断引导启发下，学生学习并理解采样、采样频率、量化位数、声道数的概念，以及各个指标对于音频数字化质量的影响。最后，将生活中的问题抽丝剥茧归纳为声音的基本概念，应用所学的声音数字化原理解决。
案例《声音的数字化表示》的片段
课堂实验
（1）改变音频的声道数，观察声音效果变化（有操作提示）。将结果填写在下面的空白处。
应用Audition软件，将“诗朗诵”进行声音通道数的变化。 听音频效果，观察规律。
【操作指导】：运行Audition软件，单击“文件”“打开”找到“春江花月夜”文件单击“打开”默认为“波形”编辑视图（单一文件的编辑，有两个声道）。
①第一种方法：右击左上部“文件”面板中的当前文件名提取声道为单声道文件试听单声道效果与原文件比较，进行下列填空：
原文件声音效果特点：――――――――。
单声道效果特点：――――――――。
②第二种方法：在音轨最右侧，分别标有L和R，表明左右声道，点击相应字母，即可开关此声道，使声音变为单声道的情况，听效果完成下列填空。
原文件声音效果特点：――――――――。
单声道效果特点：―――――――――。
③得出实验结论：――――――――。
（2）改变音频量化位数，观察声音效果变化，（有操作提示）。
（3）改变音频采样频率，观察声音效果变化，（有操作提示）。
3. 案例研究的发现
虽然这两个案例在教学内容的选择、具体的教学方法等方面不尽相同，但是，通过上述的研究分析我们发现，两个课例均采用了探究式教学方法来培养学生的计算思维能力。
探究式教学方法是让学生经历一个科学家的研究过程，通过一系列的科学探索活动发现科学结论。在这个过程中，学生不是通过教师讲解或完全靠书本上的间接经验获取知识，而是通过自己的实践活动和搜集到的第一手材料认识问题，体验各种疑难情境[10]。这正与信息技术课程的性质相吻合。《普通高中技术课程标准》明确指出，普通高中信息技术课程是技术课程，立足于学生的直接经验和亲身经历，立足于“做中学”和“学中做”。在学生亲身体验、全程参与的过程中，学生会发展将问题以计算机能解决的方式进行表达，并借助计算机的软硬件予以解决的计算思维能力。
研究结论
经过研究，关于在高中信息技术基础教学中进行计算思维的培养，我们可以得出如下结论：
（1）计算思维的理论研究尚处于发展中，它的内涵和外延也在不断地被深化、丰富。虽然这种发展变化为计算思维理论指导教学实践带来了一些困惑，但是也为我们在高中信息技术教学中探索学生计算思维的培养提供了更大的自由空间。
关键词：计算机辅助教学；现状；对策
Current situation and measures of CAI in colleges and universites
Song Weiguang
Zhanjiang Normal College， Zhanjiang， 524048， China
Abstract： Analyze the advantages and disadvantages in CAI. It aims to explore overcome the shortcomings of CAI and provede the corresponding suggestions， to combine traditional teaching mode， for the purpose of the better the teaching effects.
Key words： computer-assisted instruction； status quo； measures
随着信息技术的飞速发展，高校的课堂教学发生了重大的变革，课堂教学手段层出不穷，课堂信息量增加，教学效果不断改善，教育技术为了满足人们对知识的无限需求在不断提高。计算机辅助教学（CAI）这一教学手段在校园中得到普及。科学、先进的教学手段使人们对知识的了解，变得更加便捷、生动、直观。教育信息化推动教育现代化在这个信息爆炸的年代已经成为一种趋势。随着数字校园的建立，计算机辅助教学走进教学的每一个角落，科学合理地把传统教学方法与计算机辅助教学相结合是提高师生“教”与“学”的关键。
1 计算机辅助教学及优势
计算机辅助教学是以计算机为核心媒体帮助教师进行教学或通过以计算机为主体的教学媒体进行教学，为学生提供个别化学习环境，学生通过与计算机的交互作用进行学习的一种教学形式。它既是计算机的一个应用领域，又代表新的教育技术与教学形式。它综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式单一、片面的缺点，为学生提供了一个良好的个人化学习环境[1]。
1.1 有助于调动学生学习的积极性
计算机辅助教学拉近了学生与计算机的距离，实现其双向沟通。计算机辅助教学的出现及发展改变了过去以教师为中心，学生处于被动接受地位的状态。与传统教学把学生当做灌输的对象、外部刺激的接收器，忽略学生的主观能动性所不同，计算机辅助教学能够充分调动学生课堂学习的积极性与创新性，同时可以让学生根据自身实际的学习情况、兴趣爱好，自主选择适合自己的学习内容。从被动的参与者转向积极的主导者的过程，不但科学、有效地提高了学生的学习效率，培养了他们的探究性学习能力和创新能力，而且达到了素质教育中尊重学生主体发展的要求。
1.2 计算机辅助教学信息量大，有助于拓展学生的知识体系
网络教学资源建设和运用已成为计算机辅助教学中的硬性指标。网络教学资源主要包括各类网络媒体素材、网络题库、试卷、课件、网络课程、教学案例、常见问题解答、资料目录索引及文献资料等。这些信息资源以数字化的形式在校园网上传播和交流，并对教学和教研活动起到辅助作用。学生可以按照实际需求，在任何时间查找、使用所需信息。教师还可将具体的教学纲要、教学任务以及教学重点分享到互联网上，便于学生在课前、课后自主学习。此外，学生可以在学校机房使用已购买的学习软件或网络教学平台进行学习，如英语视听说软件、计算机等级考试培训软件、普通话测试等各类学习软件；在网络教学平台上可以实现教学资源的快速传递，学生可以随时随地点播音频、视频课件，查阅电子教案等。网络教学平台还提供在线与离线课程、答疑辅导、讨论、在线自测等服务，增加了师生之间的互动方式，提高了学生的学习效果。网络教学的主要特点是把学习的主动权还给学生，以学生为中心，强调为学生提供及时有效的服务。
1.3 有助于提高人机的互动性，反馈及时，方便教师对学生的学习情况作出评价
目前，大部分计算机学习软件在学生自主学习过程中起到帮助学生智能记忆、智能分析的作用，可以根据学生具体的学习和测试等作出客观、准确的反馈，让学生在自主学习中发现问题、分析问题、解决问题。同时，学生的学习过程被记录和保存，成为教师了解学生平时自主学习情况的参考，以便教师更好地掌握学生的学习水平[2]。
1.4 在课堂教学中便捷、生动、直观地展现知识
计算机辅助教学将文本、图像、视频、动画等多种信息呈现方式整合为一套完整的复合媒体系统，结合教学内容，以图文并茂的形式制作生动、直观的课件进行课堂教学，改变了过去书本加黑板的单一教学模式。计算机辅助教学，使得学生的学习过程深刻而不乏趣味、生动而不脱离实际。此外，教师利用课件对学生进行教学，可以节省板书时间，增加课堂教学的信息量。
【关键词】交互式视频会议：远程教学；高等教育：信息技术
引言
现代高校以高度发达的计算机网络为核心技术，以信息和知识资源的共享为手段。这种新型的开放式教育模式提供适应学习者个性化成长和发展需求的学习环境，包括自主选择多种媒体结合的学习方式，并能创新运用和创造资源。随着跨校区、地区办学的高校剧增，信息技术成为支撑远程教学的必然趋势，以高速的校园网络带动“交互”体验是开放式远程教育的重要环节，高质量的教学应用创新及管理服务保障是校园信息化可持续的关键，从而促使交互式视频会议系统的建设与应用在高校远程教学中发挥重大作用，其搭建部署和跟踪策略对高校现代远程教学创新具有一定价值。
一、视频会议系统在高校的应用现状与趋势
1 大学导向的教学行为需求
现代教学对网络信息技术的需求是基于形成教学交互的情景信息空间，从展示文字到多维度的虚拟界面，远程教育与信息活动兼顾到多种技术和教学模式。以网络技术推动学校制度改革、管理创新，以实现教育信息化、决策科学化和管理规范化，服务于教、研、管和校际合作的整个过程。此外，把教学目的中众多因素内化，从而确立教学行为导向，并集中体现于教学活动中，智能化教学、办公和对外联系，以形成校园基础信息化环境的系统应用构建。因此，掌握隐含在问题背后的科学知识，形成自主学习的意识以及解决问题的能力，结合多种信息技术及其适应性转化是必要的，已达到网络化环境、信息化终端、多媒体教室的基本功能得到拓展和延伸，并持续开发新的教学设计互动手段，有效支撑现代教学。
2、视频会议技术的发展现状与趋势
随高校办学规模扩大、校区数量增多，尤其考虑到常年奔波于校区间教学一线的教师和组织教学活动的教务督导人员。如某些校区间车程需要两三个小时，大大降低了各种资源的利用率，教学效果也不稳定。很多大学搭建视频会议体系，就是看中其动态扩展的特点和低成本、便捷化的优势，尽可能减少分散教师的精力，其应用必将在远程教育实践与高等教育改革中发挥作用。
视频会议在远程协作中占主导地位，其利用通信网络，传输多个与会者连续活动图像和声音，将不同时区和地域的两个或多个多媒体会议终端连接，实时传输各种图像、语音和数据文件，保证各种媒体质量的同时，提供双向互动交流信息的平台。目前，视频会议广泛应用于网络路演、现场采访播报、应急指挥及远程教学等服务中，然而由于技术应用受到传统系统功能的束缚，缺乏多媒体信息之间的传输交互，该技术的实时、交互、高效和经济等特性成为各实践领域的焦点，随宽带网和高速无线接入技术的发展，流媒体技术与IP视频会议均为视/音频技术的重要组成部分，视频会议技术与网络技术相适配的特征成为最有力发展途径，其融合正在逐步产生规模效应的应用空间。
3、现代高校的应用现状
随着信息技术的动态趋势和实时交互性发展，实现大学管理数字智能化是新时期对高校发展提出的新要求。视频会议系统作为一种重要的教学手段，承担优化和完善传统教学方式的责任，让优质教学资源得以充分共享，有利于扩大国际合作院校在远程教学及学术会议中的有效互动，尤其利用网络视频会议动态多集成的特点，帮助扩大国际合作学校的联盟互动传送，进一步提高教学质量。
视频会议系统主要有单播、组播、点播三种流媒体播放方式，目前很多高校采取单一模式搭建，根据编码标准、体系结构、流媒体服务三项关键技术指标特征，其“交互应用”的模式实施，远不能满足高校办学规模扩大、校区数量增多、教育教学资源扩充，更谈不上最大利益化校区管理与资源共享。因此，部分大学也逐步转向集成模式搭建视频会议体系。
“交互式视频会议”是指异地多方通过网络多媒体设备达到实时沟通，实现多方相互操作、共享应用程序或数据，完善会议类型目的的多交互功能个性化设计应用的活动，系统主要由高清视频会议系统和交互式信息系统有效组成，两者相对独立，可视化通讯和协作服务是其核心环节。随着带宽自由度提高，稳定的移动设备使用习惯，迫使灵活地随时随地参加会议或讨论的需求产生。在会议过程中，与会者能够在多个终端中实现“不间断”行程。如表1。
二、高校视频会议系统的搭建策略
视频会议将进一步改变现有的教育教学方式，为人们提供更加便捷、实时、可信任的教育传播途径。目前，很多高校引进所需的视频会议系统，目的是将信息化手段与工具应用到现代教学、学术交流与教务管理中，形成开放的教学管理模式。而使用常见的则是远程会议交流，在教学、实验等效果并不明显。相关调查统计表明，跨平台的系统应用标准成为高校间合作交流的障碍，故兼容效果才能保障实现跨平台信息高速传递的需求。
1 搭建原则与互动设计
进行交互视频会议体系的构建，要以需求为先，避免盲目实施。鉴于视频会议的发展趋势和目前大多高校属于综合型大学的实际，首先，应充分认识系统的建设，是推进区域教育数字进程的组成部分，是落实和加快高校教育教学改革、提高教育管理水平、节约教育经费的重要手段，但不是最终目的。应用较成熟的系统，能与国际主流的网络视频会议设备互联互通，满足学校国际交流的需求，采用先进的组网设备，系统标准应遵循国内外相关规范。其次，以各校网络运行实际情况为基础，尽量适应高校内外主流设计教育教学活动的要求，采取多播放方式建设，智能程度高，易用性强，可对视频会议进行跨校区直播，指定部门、专人负责，确保使用安全。另外，应用实践中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，如在学科范围内开展示范性课程，融合经典教案，组织名师，话题化知识信息，确定参考目标，给予教学过程最优干预因子，因此系统要分别针对不同应用和不同网络通信环境，采取不同措施，包括系统安令机制、数据存储的权限控制、多种级别的用户身份认证等。
2 交互应用与跟踪实施
视频是高校远程支持教育教学活动的关键因素，交互模式则直接约束其形成效果。以我校为例，多媒体教室占令校总教室的48%，师生上课对交互功能的实际需求甚高。在视频会议系统中下设“教师跟踪”模块，加入实时录制功能，采用图像识别技术自动跟踪拍摄教育教学实况的智能化系统设备。教师在上课时快速走动或板书，系统均能准确以别并自动变焦跟踪拍摄，并更新和保存优秀的教学资源。根据教学的具体要求，通过系统视频会议及数据会议的各种组合，创建了符合远程互动教学的各种会议模式。这种交互方式，引导教学的潜在交流行为，培养学习的主动探索意识，挖掘信息的快速流通与转化，在知识获取途径上逐渐改变学生依赖教师获取信息的状态，从根本上实现学习者自我发现的角色转换，达到创新信息的电性循环。如通过我校视频点播（Video On Demand）板块来集成、实时更新多媒体资源中心和国内外优质资源库，方便了全校师生接入网络服务器中存储的教育教学内容，形成以多媒体视频会议系统为辅助手段的现代教学体系管理组织架构，形成“多媒体教学管理系统”、“教学交互系统”、“教学实况转播与组播系统”、“教学实况观摩与督导系统”相互关联的“链效应”，使多媒体教学管理系统的建立，实现了教学活动远程集中可控、可管。同时，这些跨校区实时传输的视频也可在视频服务器中录制下来，编辑整理备用，形成持续的资源积累。我校视频会议系统目前主要应用在跨校区的远程实时教学课程、政府指导工作会议、学科项目协同工作、远程答疑系统平台、信息化业务培训、国际课堂的资源共享等几方面，坚持贯穿网络、服务、管理为一体的交叉技术应用模式。
网络实时辅导答疑系统于我校2005年启用，由多个功能模块构成，基于开放的架构设计、并采用先进的多播技术而构架的分布式、模块化、大容量的网络实时辅导答疑系统平台。提供强大的可扩充能力和高度的配置灵活性，可根据师生解决课程问题来进行系统的模块化配置部署，通过服务器集群，系统规模还可以成倍扩大。如图1，这种“跟踪”策略，反馈以学期、年纪、专业等因子划分考核信息，形成映射式评价标准，依照个案，以特征点向区域辐射，提取适应性模块化对策。
在教学服务中，以教学为主的高校教学活动的数字化过程要符合适应性学习个人特征的规律。围绕远程沟通这一核心，实现师生异地间的信息共享和交流，完成交互教学、协作学习、实时答疑和教学管理等功能，为个性化学习提供全方位的支持服务，建立以学生为“中心”的网络学习平台设计思想。此外，应用范围的不断拓宽将视频通信的应用定义的更加多元化，避免单纯的会议服务。如在交互视频会议架构下的答疑模块，利用可视化文本编辑器，优化操作界面的美观性、易用性、发掘网络可共享及强交互的特点开展多种方式的教学活动，以教师为中心的讲授型教学转向以学生为主体的互动式教学，如图2，采用以案例分析的形式增加交互演示，并加强外部资源的有效链接。
交互式网络活动是当前最广泛的校园互联网应用之一，根据我校近五年“三航四方”BBS信息化服务用户调查，师生使用率逐年上升并成倍增长。因此。有必要建立校园交互网络应用服务，充分利用管理信息系统的数据优势，整合学校教学、科研、文化生活的相关服务信息资源，挖掘师生、校际之间潜在的各种合作、交流关系资源。因此，交互式应用还要和高校数字校园密切结合，如存储服务、通信服务、位置服务、视频服务、图像服务、搜索服务，并和校园云知识管理服务紧密衔接，形成服务系统。
三、交互式视频会议的应用模式
1 应用特点与优势
区别于以往的视频会议，交互式视频会议系统利用网络技术的支持，无须下载安装插件，以教学设备拍摄的教案影像完整无误的进行视音频即时同步快速传送，集成多种网络多媒体解决方案的应用工具，顺利访问视频会议服务器，保证远程教学的有效质量，故其显著优势就在于跨平台应用的普遍性。在交互通信领域内，目前许多新应用形式和技术被引入，视频会议技术逐步向多网协作、高清呈现的方向发展，桌面用户通过PC参与交互体验，这是在视频会议基础上的衍生。为远程教学、留学生远程答辩提供高效可靠的网络支持，系统还提供多选择呼叫方式，实现各操作系统平台间的无缝连接。良好的扩展性、数据兼容性和稳定性等特点，在充分利用硬件提供的有限资源的前提下，实现大流量的网络视频输出和高效的事务处理，提供了与PACS、HIS等进行数据交换和互动的接口，保证了资源的利用。
2 应用模式分析
交互式视频会议应用模式沿着“跨校区视频会议管理平台一校园网络互连基础架构一移动终端策略控制一数据传送链路体系”这一主线，对各主流自有系统全面开放接入，广泛实现与OA、RTX、远程教育、门户网站等现行系统的无缝融合，作为每天忙碌在教学区、生活区或新老校区时空位移的师生们，可以在任意场合通过智能终端快速应用开放式会议系统，同步分享视音频和会议数据协作，对传输内容进行压缩加密，确保安全，实现公网平台下高品质视频应用。我校结合学习综合支撑平台，在教学中形成视频督导策略化教务与学习环境，实现课堂监管、实时课堂教学、学习管理、评估、交流协作等功能。提供方便的知识分享的同时，强化移动互联访问和各种手持智能终端的访问服务，一定程度上实现了传输中信息及流量的监控，如图3。
3 桌面式交互应用实践
为加强对网上师生的远程教学支持服务，我校早在2005年全面启动交互式远程视频会议系统建设工作。设计初期就明确提出利用当时基于IP网络的多媒体通信广播技术，随后开发了网络实时辅导与答疑系统，部署和实施Ploycom多媒体视频会议系统，实现音视频和数据流的多方位交互平台，后续搭建仍以统一的视频输入输出标准及一系列的互通模式转换标准，先后实现了交互式教学和课堂直播功能（音视频交互、文字交互、电子举手、协同浏览、屏幕广播、课件共享、邮件通知、文件管理、文件传输、电子投票、远程控制、课程录制、课件点播），实时答疑功能（多课程操作、答疑交互、实时转播、实时录制、权限设定），教学管理功能（课程角色管理、课堂监控、权限管理、定制教学计划）。
基于桌面的视频会议系统，在我校教学中应用也有8年左右，建立起“大学远程教育学院网络直播课堂与实时答疑系统”的整体架构，实现跨校区师生间的远程实时课堂直播与辅导答疑，从而构造一个逼真的模拟真实学习辅助环境，解决了基于网络数据库式答疑系统中出现的实时性差、解答不准、答案不全的缺点。具有智能答疑及教学秩序管理功能，如能将重复性问题及答案自动入库，并在下次同问题提出时自动调出答案，同时对问题进行归类，形成有效问题、追问问题、无效问题、禁止提问问题等“一键式”便捷的应答模式，方便教师最有效率地完成答疑任务，有效地弥合教学双方空间的鸿沟，享受到了系统给教学带来的便利。
应用中的扩展环节是细化应用理念的过程，如资源（文档、图纸、试题）共享数据应用程序（构建系统化）桌面交互（需求多元化）视频通信（综合信息沟通平台）教学、科研、管理流程（广泛关联性）这一过程使视频通信所担负的职能越显综合化。
四、“上海人工智能国际课堂”教学案例
我校已与亚洲、欧洲、美洲的二十多个国家和地区的百余所高校、企业和科研院所建立了合作关系，并先后加入“中国-芬兰大学联盟”、“中国-西班牙大学联盟”、“中国-白俄罗斯大学联盟”、“中俄工科大学联盟”。基于全方位、高质量、多层次国际合作与交流工作开展的目的，我校早在2010年利用远程视频会议系统进行由瑞士苏黎世大学主办，上海交通大学承办的“上海人工智能国际讲堂”，到目前已有四年时间。为了拓展实践，汇集国内外丰富的教学资源，系统既能实现校内教授与学生之间的教学课堂功能，也能实现与国际如美国夏威夷、德国慕尼黑等地合作院校间的学术交流和研究生答辩等交互功能。
汇集多方学院对视频会议系统有以下要求：教师授课位置的移动性必须要求有一套教师场景视频的跟踪定位系统。具备流畅的音视频通话效果；具备PPT、EXCEL等文档的共享辅助功能：支持未来多点扩容：能够与其他品牌系统兼容互通；在低带宽网络情况下，保证交互顺畅。
1 设计与跟踪实施
基于SUN系统的开源软件，通过对“上海人工智能课堂”视频技术的设计研究，在世界各地设置多个课堂地点，于三维协同虚拟环境下跟踪实施虚拟现实技术，由嵌入式的硬件架构和“软硬结合”的应用模式，保证会议的稳定性，满足课堂现场的不同要求。屏幕幻灯片通过AdobeAcrobatConnect Professional利用Adobe Flash Player进行远程共享连接。
该系统通过网络通信技术实现虚拟会议，使地理上分散的用户通过图形、声音等多种方式直接沟通，支持实时信息共享与协作交流以达到协同工作的目的，具有直观、真实、高效、实时的特点。采用美国Ploycom公司基于H.323标准的多媒体视频会议系统为主要终端设备，包括MCU会议控制中心，由1个主播点和全球15个分播点组成，采用数字信号传输方式，常用码流为512kbit/s，基于TCP/IP、影音与数据交互技术，能实现语音、图像、数据等综合信息的宽带承载和交互，此交互亮点，利用计算机，电子白板等设备实现远程交流的虚拟环境，综合了计算机图形学、图像处理，智能网络等技术，使各国师生进行真实互动，双方及时收到共享反馈，指导课程的顺接程序。如图4，主讲课堂机位的设置和数量、跟踪实况直接影响互动效果，形成“对话-语言服务-微程序控制-屏幕共享”的交互因素。
2 案例解析
我校视频会议应用教学案例，主课堂在瑞士苏黎世大学，课堂前的两块大屏幕是主要视频界面。可以看到不同国家各种肤色的师生，其一显示教学多媒体课件，另一同时显示卜几路同步传输的视频画面，会议可直接向主讲教师提出问题并作答，这些视频信号分别来自分布在全世界4大洲的15所大学教室，包括瑞士的苏黎世大学和苏黎世高工、11本的政法大学（东京）、大阪大学和千叶大学、英国的索尔福德大学、德国的慕尼黑工业大学、韩国的水原大学、澳大利亚的塔斯马尼亚大学（霍巴特）、阿尔及利亚的科学技术大学（阿尔及尔）、中国的北京大学和西北工业大学（西安）以及作为主场的上海交通大学。
本课程历经lO次国际课堂，每周1次，共20学时，教学组的教师均分散在各教学区现场。每次授课前一天，山瑞士主讲老师本次课堂讨论主题，由学生查找资料，经整理在系统上做一次陈述。上课时，以类似电视专题节目方式，由瑞士课堂教师作为主持人，由事先作好发言准备的几位学生围坐讲台，整个互动教学过程，都由瑞士主讲教师调控，由教师逐一提出话题，由台下一位学生主讲，借助PPT投影，无线话筒发言，这种视频压缩协议，适合低带宽等条件下的传输视频，并能保持图像品质。其余在不同国家课堂的学生可以在发言后完成提问，每次教师都作简短的评论，在各个国家不同种族中有时谈到和主题相关的重要话题还会引起各个国家学生热烈的互动讨论，这就再次引发各跟踪因素相互作用，教学效果可达到预期。
这种难得的授课形式在国内较少，主、分课堂较生动地打破了传统灌输式教学的局面，激发学习兴趣，形成知识信息循序渐进的获取与掌握，与各国家的老师同学直接面对交流、共同探讨。如图5。
知识点多媒体计算机技术的交互性、网络通信技术的分布性、视频会议技术的真实性和网络学习管理平台的系统性融为一体，建立起语音、视频、操作的双向交流和数据通信，形成一个交互方便的、探究学习过程研究的虚拟课堂。
3 相关交互成因
（1）会前仔细调整好网络、设备的数据设置，避免影响声音、图像的传输。
（2）视频会议远程教学固在很大程度上打破教学互动的时空限制，但想要真正引起学生重视，需要一个有效地适应学习者个人特征的学习过程，还需更新学习策略的指导，形成问题意识和对话交流的习惯，创建对话型课堂、同步参与型课堂、研讨型课堂，并突破外语关。
（3）对于参加实践的师生，有利于促使在学习和了解更多该领域的最新国际研究进展，建立系统学习专业知识的兴趣，争取了更多的资源。
（4）需要教师根据视频会议系统设计相应的教学信息传递模式与信息展示方式，充分发展系统的交互性、沟通性，易于学生接受和理解。需要教师或教学团队有针对性的设计教学活动，积极关注、及时更正教学中出现的问题。调查结果显示，95%学生认为视频在线课可达到普通课教学效果，能激发足够兴趣，特别是部分学生和外籍教师能保持长期的通讯交流，为学生学习开启新视野。
（5）过于抽象难懂的课程内容、对声音图像要求过高、互动性过强的环节通过视频会议系统进行教学时要制定科学的教案，参与动手、动脑、感触或采取传统模式和在线课程相结合的方式进行教学，有针对地解决问题，掌握高效获得知识和思维技能。
从交互视频会议应用于校内、校际互联需要解决的问题来看，跨地域互联的视频会议网络体系架构以实时、双向、交流、互动、共享的优势，随时随地虚拟出真实的课堂，为跨校区、跨国界的时实互动教学提供了便捷高效的平台，为学生平等获取高水平教育、拓展视野，全面发展提供了保障，为优质教育资源的充分利用、远距离教育信息的充分交流提供了支持。根据各应用层的功能构，对视音频质量、数据协作共享、灵活易用性、易管理性的要求也越来越严格。交互式远程会议系统带动了互联网基础服务的视频应用类型成长，让学习者了解和熟悉适应网络使用条件是应用教学或课程网上资源的首要前提。各高校应加大推广和应用力度，大学生应拥有较便利的网络使用条件，增加多种移动终端服务，重在解决媒体呈现知识与解决学习问题，增加智能性的交互功能，构建专用平台予以支撑。
(一)缺乏现代教育技术支持，方式单调难以形成其发展的沃土
由于缺乏现代教育技术支持，无法应对基于网络的深度交流互动带来的诸多问题，许多教育培训机构为方便组织管理，多以讲座形式或者视频会议等取代各种研讨活动，上百人的教学研讨活动一天就能完成，已经完全没有任何教学研讨的意义和作用。一些地方教育主管部门组织的送教下乡活动，也只是蜻蜓点水，走马观花，缺乏校本研修的沃土，难以起到以点带面的作用。以近年来“国培计划”为例，短期班或网络远程教育形式上多为讲座，一连半个月的讲座把参与培训教师的头脑都洗了个遍，可是真正促进教师专业成长的具体做法没有学会，没有建立有助于教师专业成长的沃土。一回到自己熟悉的岗位，所有的优质教育资源和相关的技术支持都没有了，面对自己熟悉的孩子们又不知道怎么样具体去应对，怎么样灌输学到的新理念，又回到了单打独斗的老起点，最后还是“穿老鞋走老路”，更别提实现“国培计划”目标中骨干教师要在基础教育改革中要起到带动和引领的作用了。
(二)U－S双方缺乏沟通，短期行为没有形成互动互利长效机制
合格的幼儿教师首先要是一名教师，又是一个艺术家，既具备弹、唱、跳、画等艺术特长又擅长和幼儿进行沟通交流的教师，所以对于幼儿教师的培训更应该充分考虑到人文性、先进性及实践性的和谐统一。U是指大学(University)，S指中小学学校及幼儿园(School)，目前针对幼儿教师的教育活动U－S双方缺乏沟通，没有形成互动互利的长效机制，培训前、中、后缺乏与一线参训教师的深度交流研讨，不能有效解决幼儿教学过程中的实际问题，再加上幼儿园教师的学历层次、教学技能水平、自我发展意识和专业成长等方面都处于比较低的起点上，培训过程中受到各种条件的制约，大而全并且统一的培训效果必然是大打折扣，很难完成教师教育本身所应该承担的任务。
二、现代教育技术有利于促进幼儿教师教学反思和专业成长
《礼记•学记》中说:“学，然后知不足;教，然后知困。”华东师范大学叶澜教授说:“一个教师写一辈子教案不一定成为名师，如果一个教师写三年反思有可能成为名师。”新课程标准认为教学反思是“教师专业发展和自我成长的核心因素”。幼儿教师相对于基础教育中的中小学教师具有艺术优势，但是存在教师专业技能水平有待提高的不足之处，更应该通过教学反思与研修这一重要途径和方法促进幼儿教师专业发展。通过幼儿教师自觉的教学反思研修，教学实践行为更能促进幼儿身心全面发展。研修小组成员既可以独立观摩、思考，也可以在小组合作、多元化评价中进行教学反思的交流，使教师专业技能知识得以升华。以网络技术为核心的信息技术提供了各种数字化和布鲁姆信息化工具，为我们开展信息化教育提供了坚实的物质和技术保障。开展基于现代教育技术的幼儿教师教育活动如下图1所示，利用现代教育技术手段可以显著提高幼儿教师的教学反思和研修能力，加快幼儿教师的专业化成长步伐。
(一)现代教育技术有利于拓宽知识领域
幼儿教师要善于使用无觅网(人工智能根据您的个性化喜好进行文章推荐)、百度、谷歌、360浏览器等信息化工具搜索文字、图片、视频等教育资源，扩展幼儿教师自身专业知识和教育、教学知识。通过利用中国大学视频公开课(www．icourses．edu．cn)、囊括耶鲁哈佛等世界名校1200余课时公开课程录像课程的频道(v．163．com/open)以及优酷、土豆、56网等优秀视频分享网站观摩名校名师的公开课，名师以最直观、形象、生动的方式一定会给幼儿教师教学活动树立专业成长的典范。利用鲜果网(xianguo．com/hot)将自己经常关注的多个网站聚合在一起，第一时间展示给你这些网站的最新内容，这种个性化服务将节省大量的搜索资源的时间。幼儿教师还可以利用又拍网、QQ空间、博客相册等图片分享类网站构建专业知识、制作幼儿游戏及课堂展示用的图片素材。
(二)现代教育技术有利于深化专业成长
交互是网络的一大优势，网络技术为继续教育中的交流与互动提供了多种通讯机制与交流手段。为高校———幼儿园实践共同体之间创设一个沟通对话的网络环境。幼儿教师通过利用QQ和网易邮箱以及QQ语音(视频)通话、长话宝等网络沟通工具进行研修小组内成员的信息交流与探讨，加快隐性知识向显性知识的转化。利用新浪博客、QQ空间等信息工具对所学教学知识记录、整理、、评价、讨论等活动来组合教师专业成长知识，有助于显性知识的存储、积累、传播和分享。
(三)现代教育技术有利于增强信息处理能力
信息时代的教师要具备的教学能力之一就是数字化信息处理能力。幼儿教师要能够处理计算机多媒体素材文件，如利用Faststonecapture进行屏幕抓图、录屏、编辑图片、屏幕取色及放大屏幕等工作，能利用格式工厂进行各种多媒体文件格式之间的转换，利用微盘与微博账号绑定，将本地文件方便地分享到微博。会利用笔记管理网站如麦库，进行个人知识管理，用电脑手机随时随地在麦库中保存笔记、备忘、写文档、存资料，方便整理和分享。
(四)现代教育技术有利于提高分析与解决问题能力
教师教育的最终目标是让幼儿教师学会分析问题，提高解决教学问题的实际能力。幼儿教师能利用在线的思维导图工具(bubbl．us)进行思维训练，能够利用现代教育技术开展在线网络会议，研修小组成员在线协作进行教学问题诊断、分析，提高幼儿教师解决真实教学问题的能力。
(五)现代教育技术有利于增强评课和教学能力
教师的评课能力是反映教师教学水平的一项重要指标，通过评价自己的教学，撰写教学反思日志，将自己和他人讲课的录像通过优酷、土豆、56网等上传到网络上并接受多元化的评价。研修小组成员要利用豆瓣网、贴吧、土豆网、人人网、ThinkSNS，打破小组的界限，把对话的群体扩展到所有的一线幼儿教师和师范生以及教学专家等任何可以上网的人。通过教学评价的综合化、社会化和外化，每一位研修教师在教学实践中把其他幼儿教师和教育专家的隐性知识最终“内化”到个人的隐性知识系统中，并产生更具创意性的联结，从而显著提高幼儿教师的评课能力和教学能力，实现幼儿教师的专业成长。
三、现代教育技术视角下的幼儿教师培训策略
(一)以网络技术为纽带，构建幼儿园和高校远程互动教研平台
面对目前幼儿教师数量严重不足且教学水平参差不齐的现状，高师院校幼儿教育见习、实习工作质量不高的两难困境，解决的方法就是建立一批高校和幼儿园的发展共同体学校，在服务基础教育的同时，形成互动互利，互助双赢，共同发展的长效机制。网络技术以其强大的交互性、广泛的共享性、时空的准分离性、数据收集管理的便捷性，一方面为幼儿教师的继续教育提供了广泛的技术、资源和工具的支持，另一方面更是扩展了幼儿教师和高校教研人员实践共同体的广度和范围，使幼儿教师得到更广泛的学习支持。高校互动中心负责提供幼儿教师专业成长的优质教育资源案例库和点评课系统。教学案例库中包括专家教师、一般幼儿教师和新手教师的不同教学案例，案例都附有分析介绍、说明、专家点评、适用对象以及参考资料等，幼儿教师可以看到每项教学技能的视频示范片段，包括优秀教学范例、问题教学范例、基本技能的示范等。发展共同体学校的幼儿园远程点每学期进行一定数量的青年教师展示课，利用远程网络互动平台将幼儿园的青年教师展示课连接到高校的互动中心进行现场直播和录像，高校参与培训的教研老师足不出户，就可以通过网络互动平台进行点评课，还可以和其他远程专家深度互动，针对每一节课的教学设计安排进行研讨，有针对性地解决幼儿园实际教学问题，这种个性化的深度互动和问题诊断可以显著提高参训教师的专业技能。展示课、互动点评都会被互动平台自动录制上传到网络资源库中，作为优质教育资源为高师院校的师范生提供可视化的教学案例。这种高效、具体的网络化教研活动促使幼儿园教师团队相互砥砺，激励专业成长，推动一线教师在真实情境中丰富体验、深化认识、改进教学和科研方式，提高实践能力，能够有力地加快远程互动点幼儿园的教师专业化成长步伐，同时也可显著提高高校教师指导学前教育师范生教学技能的针对性和基础教育研究能力和水平。这种模式形成了高校教学科学研究、幼儿园教师专业成长和高校师范生观摩反思研修三者共赢的局面，一方面为幼儿园教师的专业成长提供了必要的资源沃土，另一方面形成了有利于教师专业成长的长效机制，还可以地区教研室为纽带，以点带面，以示范点幼儿园的快速发展带动整个示范区幼儿基础教育的良好发展。
(二)以研修小组为主体，践行自主学习加协助学习模式
幼儿教师教育必须立足于帮助教师自我成长，提高自我成长的意识和能力，而不仅仅停留在满足于“授之以知识和技能”或使其获得某种证书上。应将幼儿教师教育目标定位在提高教师师德、教育教学技能与研究儿童、研究教育问题的能力上，不断地鼓励教师自我成长，促进其主动提高与发展。基于实践共同体理论，幼儿教师教育是一个“合理边缘参与”的过程，从幼儿园新教师变成一个专家型教师，从一个实践共同体的边缘进入到中心，需要进行更多的参与和实践活动。幼儿教师教育活动中，我们要在实践活动中保留真实的社会文化背景和动态互动结构，以幼儿园为基本单元，以幼儿园—高校远程互动教、研平台为基础平台，建立具有5—7人的研修小组，加上一名高校的指导教师专家，从而建立真实的实践共同体。要强调以研修小组为主体的自主学习和研修训练，强调基于真实的幼儿园情况，通过研修小组间以及高校指导教师的交互和协作，并利用各种信息技术和资源来支持学习和交流，从边缘性参与者逐步过渡到共同体中的核心成员，完成从新手到专家型教师的转变。当前我国新课程改革中，转变学生的学习方式，提倡自主、合作、探究式的学习被作为课程改革的重点之一，并在实践中取得了一定的成效。在研修小组的实践活动中，既需要小组成员自主学习相关专业知识，设计教案，观摩范例，也需要和小组其他成员一起开展协作学习，共享资源、共同研修、互相借鉴。在幼儿园校内可以灵活采用“现场观摩、即时反馈”式、“专家指导”式、“双线交叉”式等多种有效的幼教培训模式，加速幼儿教师的专业化成长进程。
(三)以SNS网络为核心，建立网络化优质资源沃土
课题研究工作报告的写法工作报告要对研究的全过程进行客观的、全面的、发展式的记录。它要综述课题的来源、目标以及为了达到目标经历了哪些阶段(从开题到实施方案的制定与实施再到课题的阶段性总结和结束的时间与工作进展)、主要成果以及待继续研究的问题和对未来的展望。
它的内容应涵盖：
1、写清课题的名称、立项编号、研究经历的时间、从那几个方面对课题展开了研究并取得哪些研究成果，这部分主要说清楚课题的研究的线索。
2、组建课题小组，说明谁负责和实施研究。
3、课题研究的指导思想，强调思想是灵魂的作用。
4、课题研究的步骤和采用的方法，这部分简明扼要就行。
5、提炼研究的结果并指出研究成果的表现形式有哪些。
6、研究的创新和意义。
7、课题变更情况的说明。
简而言之，工作报告就是说清楚谁在什么时间从哪些方面，采用何种方法获得了研究成果以及说清楚成果的表现形式。
课题研究工作报告范文“信息技术考试制度实施与学生信息素养相配套的实践研究”是xx省教育学会“十一”课题规划立项课题，又是本校重要研究课题。
本课题周期为两年(XX年1月—XX年2月)，分准备、实施、总结三个阶段进行。由课题负责人张国栋校长，丽、屈建伟、孙文娇、贾新颖、陈笑竹、尹钰老师共同研究，目前课题研究研究完成了课题准备、课题立项工作，课题实施阶段、现在进入课题结题部分，自从立项以来，本课题负责人和课题组成员进行了大量的实验和工作，作了较为广泛和深入的实践和探索，取得了明显的成果。
一、课题研究概述
将信息技术考试与学生信息素养进行整合，找到信息技术会考与学生信息素养培养的最佳结合点，形成新型信息技术课教学模式，编著信息技术考试与信息素养培养相统一的校本教材，提高学生信息素养。
(一)课题研究的主要内容
(1) 什么是信息素养，信息技术和信息素养的关系;
在20世纪80年代，信息素养是一种综合的能力与素质，随着时代信息化的发展，经过短短的几十年，信息素养的含义已很明确的演变成此时代的所需的一种品质与素养。
由此我们即可总结出新的信息素养的含义：信息素养是人认识、创造利用信息的品质和素养。它包括三个方面的基本内容：信息道德、信息意识、信息能力。
培养学生的信息能力、提高学生的信息素养是信息技术教育的根本目标。信息素养的培养实质上是要教会学生学习和再学习的能力，而且学会使用现代信息技术高效率地学习，使学生真正成为学习的主人。
1、学科课程教学为"主食"
学科课程教学是学生获取基础知识和基本技能的有效途径。开好《信息技术》课程教学是提高学生信息素养的"主食"，学生在学科课的学习中增加信息技术基础知识的储备，掌握获取信息、处理信息和应用信息的能力。
在课程教学中，采取"任务驱动"、"主题性研究"等教学模式与方法，加强基础知识的传授和基本技能的培养，提高学生运用知识和处理信息的能力。
2、学科课程整合为"配菜"
信息技术与其他学科课程整合是提高学生信息素养的一条有效途径。学生运用信息技术去学习其它课程，不但能提高其它学科的学习效率，而且对提高信息素养也起了不断补充和逐步完善的作用。
3、各种传媒为"佐料"
电脑报刊、杂志和相关的电视频道为学生提供了丰富的资源，只要我们正确地引导学生运用好这些资源，学生将受益非浅。
例如，如果学校给开设《信息技术》课程的班级规定了读报时间，让学生定期学习相关读物。若学生在学习《电脑小神童》，it行业成功人士的经历，以及对制造病毒程序人员的惩罚过程中，不断提高信息素养。
4、建好学习环境"生力军"
学校、家庭和社会是学生学习和生活不可分割的有机组合体，提高学生信息素养需要学校、家庭和社会的多方面努力。
5、学校教育是"主力军"
提高学生信息素养，学校必须营造一个适合学生学习的良好环境--加强硬件、软件和潜件建设。由于对信息技术教育认识上的不到位，大多数学校只重硬件建设，忽视软件和潜件的发展，导致硬件设备成了摆设，信息技术教育成了口号，学科教学成了形式。因此，提高学生信息素养，必须加强"三件"的建设，三者缺一不可。只有"三件"齐头并进，才能真正形成信息化的教学环境。
6、家庭教育是"地方军"
现今，电脑进入了大多数家庭，家庭教育是培养学生信息素养的"地方军"，我们通过"校-家"联合培养的方式取得了较好效果。
7、社会教育是"游击队"
社会培训可以弥补学校教育的不足，我们可以引导对信息技术有兴趣的学生参加社区教育或少年宫的电脑爱好者俱乐部，鼓励他们参加少儿计算机水平考试，提高学生对信息技术的兴趣。
实践证明，当学生通过一段时间的学习，参加水平考试，拿到了证明自己学习水平的证书时，学习的兴趣更浓了，劲头更大了。这样，信息技术也实现了因材施教。
8、搭好学习形式"表演场"
若是脱离实际讲一些信息技术枯燥的理论知识，学生会觉得乏味，而且不容易引起学生学习的兴趣，我们只有以多种学习形式，激发学生的学习兴趣，为其学习铺路搭桥。
9、建设生活应用"主舞台"
提高信息素养最终是为学生适应社会的学习、工作和生活打下基础。所以，教师在设置教学内容、选择教学形式时，应尽量使学习内容与现实生活接近，让学生感受到信息技术中有生活，生活中有信息技术。
10、组织个性发展"分会场"
培养学生创造性思维，发展个性特长是实施素质教育的主要内容。为偏爱信息技术的学生提供一个展示才华的空间，是促进信息技术课程发展的必要形式和有效方式。
(2) 结合课例研究，如何提高学生的信息素养
深入理解基本概念和规律，通过操作实践，培养学生的信息素养，具体来说，应该培养学生获取信息的能力; 评价、判断、组织信息的能力; 运用信息解决问题的能力;
通过对课例的研究,来提高学生的信息素养
<动态幻灯片>是选自xx大学出版的高中<信息技术>第四章第三节<播放效果>的内容.在本节课之前,学生已经初点具备利用powerpoint创作.编辑多媒体作品的能力,这节课是使演示作品由静态的变为动态,这样既可调动学生的学习积极性,又可提高他们的操作技能,还可以对他们进行艺术熏陶.所以这一课采取充分发挥他们的想象能力和动手能力,放手让学生自主探究学习的办法,实现学会学习.提高能力和陶冶情操的完美结合.
能过这个典型课例让学生能够对幻灯片中的对象设置动画效果并学会幻灯片设置切换效果.通过学生动手实践.自主学习.合作交流,提高学生比较,表达,探究等方面的能力,并通过师生的互动交流,鼓励学生大胆探索,让学生享受到探索的乐趣,从而树立自信心;同学们之间交流合作过程中,培养学生互相帮助.团结协作的良好品质.适时的提出愿望,将课堂内容进行延伸,培养学生的学习兴趣,提高信息技术素养.
现在的高中学生思维活跃,想象力丰富,好奇心强,同时又有一定的自学能力和动手能力,但多数情况下还比较肤浅和不够成熟,尤其对于一些知识和技能的掌握还处于一知半解的状态,整体表线肤浅,不求甚解,老师点则通,不点则不通.因此,教师在教学过程中,应注意与学生的情感交流,既要让学生敢于肯定自己的能力水平,也要让学生能够发现自身的不足.同时注重间接兴趣的作用,在平等才愉悦的氛围中通过联系生活和实践操作体会来实现对知识和能力的学习和掌握.
(3)落实《全日制普通高中信息技术课程标准》，如何将建构主义教学等新型教学模式、自主、探究、合作等新的教学理念应用于教学中，在提高信息技术会考过关率的同时，培养学生的信息素养。
在新一轮的课程改革中，对高中信息技术课程进行了很大的调整，明确提出培养学生的信息素养既是新课程的基本目标也是总的课程目标。在具体的教学过程中如何实施信息素养?对学生能起到多大的作用?
信息技术新课标中对高中学生的信息素养具体要求为：对信息的获取、加工、管理、表达和交流的能力;对信息及信息活动的过程、方法和结果进行评价的能力;发表观点、交流思想、开展合作及解决学习和生活中实际问题的能力;遵守相关的伦理道德与法律法规，形成与信息社会相适应的价值观和责任感。让学生通过合作解决实际问题，在信息的获取、加工、管理、表达与交流过程中，掌握信息技术、感受信息技术，感受信息文化，增强信息意识，内化信息伦理，使高中生发展为适应信息时代要求的具有良好信息素养的公民。
在高中信息技术课程标准中，提高学生的信息素养，要以学生为主体，所以对学生来说自主学习是非常重要的，但是自主学习必须以充分的信息资源作为保障，一本教材、一本教参、几本习题集是远远不能满足自主学习的需要的。
信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以多媒体和网络技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。为了适应这个发展趋势，我国已经确定在中小学普及信息技术教育。教育部颁布的《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》明确指出了中学要将信息技术课程列入毕业考试科目，考试实行等级制，《纲要》从指导思想上确立了信息技术课的地位，突出了对信息技术课考查的操作方式(无纸化)，侧重考查学生的实践操作能力。
纵观近几年的高中信息技术会考的模式，大致经历了从dos(笔试)到windos(上机操作)的一个过程，形式上立足于计算机网络，采用工作站/服务器的网络化模式，体现了对学生能力要求的发展性。这体现了信息技术教改的一个发展方向，也预示了对学生信息素养的要求将越来越高。
(二)课题研究的主要方法
1.肯定该课题在本校或本地区研究的必要性和重要性,即研究该课题的背景.以课题负责人为核心组建一个长期稳定不变的研究团队.确定总课题的研究目标,达成度及总体方案.以课题负责人具体分工落实各项研究任务.
2.结合本校,本地区的实际情况,在总课题的研究目标下确定自己的了课题,每一子课题都要有一具体负责人,由总课题负责人进行协调.子课题的研究提倡大题小做,以小见大,同样要有明确的目标和研究重点.
3.课题研究是一个长期.动态.复杂的研究过程,需要课题组全体人员创造性的劳动,持之以恒.团结协作才能达到课题研究的总体目标.要避免开题轰轰烈烈,过程冷冷清清,结题拼拼凑凑的现象发生.课题研究的过程重点要做以下几个方面工作:
1、开展了课例研究。在课堂教学案例研究的过程中我们把握课例研究的基本思路把教学过程中发生的教学事件和处理的全过程如实记录下来，写成“案例过程”，然后围绕案例过程中反映出的问题进行分析或集体研讨，提出解决问题的策略以及值得研讨的问题，最终形成教学案例。具体地说，课堂教学案例研究经过前期准备、收集材料、分析研究、形成案例等步骤。
(⒈)前期准备。课题组成员认真了解当前教学的大背景，通过有关的调查，搜集详尽的材料(如阅读教师的教学设计，进行访谈等)，同时初步确定针对课题案例的研究目标、研究任务，初步确定案例的体例、类型、结构等。还针对性地作一些理论准备。
(⒉)收集材料。收集充分的案例材料是教学案例研究的基础，课题组成员收集案例材料的具体方法有课堂观察、访谈与调查。⑴课堂观察。观察是一种较为基本和常用的科学研究方法。在课堂教学活动的自然状态下，通过感官和辅助工具对师生的教与学行为和学生的参与状态等教学现象进行观察研究。收集课堂教学第一手资料，借助摄像机等作为辅助观察的手段，以提高观察的效果。在课堂观察中事先经过精心设计和组织，这样对教学情景的洞察可以获得一般观察无法达到的深度和广度，对观察的资料，逐字逐句整理成课堂教学实录、教学程序表、课堂教学时间分配表等，这样为后续分析案例提供详实的原始材料。
⑵访谈与调查。对一些课堂教学不能观察到的师生内心活动，如教师教学的目的、教学程度的意图、教学手段的运用以及教学达标的成效度等一些需要进一步了解的问题，我们通过与教师的交谈和学生的座谈，以丰富、充实课堂教学观察的材料;从这些访谈、调查的材料中，分析课堂教学的现象，发现造成各种课堂教学现象与教师教学行为之间的因果关系，然后具体寻找在哪个教学环节中出现的问题，从中提炼出解决问题的对策。
(⒊)分析研究。围绕案例材料作技术分析，教师自己进行课后反思，围绕案例中体现的教学理念进行研讨，围绕教学理论进行阐释。注意对课堂教学作整体的考察和深层次的分析，体现案例真正的意义和价值。同时采用集体讨论的方法，发挥教研组等集体的作用，集体攻关，分工合作，共同研究。进行文献分析，文献分析是通过查阅文献资料，从过去和现在的有关研究成果中受到启发，从中找到课堂教学现象的理论依据，从而增强了案例分析的说服力。同时，通过有关教育理论文献的查阅，去进一步解读课堂教学的活动，挖掘案例中的教育思想。
(⒋)形成案例。在对案例材料作多角度研究分析的基础上，按一定的结构进行表述形成教学案例。撰写教学案例，经过以下步骤：撰写——讨论——修改——再讨论的多次反复的过程，不断完善。撰写案例做到目标明确，描述真实具体，情节合情合理，材料适当，案例构思巧妙，文字表达力求生动。
2、寻求信息技术考试与提高学生信息素养的最佳结合点。教学中力求将信息技术会考与学生信息素养并重，实现二者的相互融合、相互促进。
(1)以阶段性目的而言，信息技术会考是高中阶段计算机教育水平的衡量尺度，而且是最直接的尺度，使学生掌握考试的方法和相关知识无疑是重要的目标。就这一点来说，需要教师在宏观上先于学生完成对课程脉络的提炼，而这种精练的直接指向就是课程的考核内容，并把知识点形成知识体系;微观上，分清该课程知识的核心性知识和外延性知识的界限，以及两者的内在联系，理清形成知识体系的知识点各自的外延。
(2)在丰富考核点以提高知识含金量、丰富学生知识体系的目的下，在素质教育的内在要求下，又需要教师以点带面，将课堂内外打通，深入细致的了解该门课程的核心知识的具体应用状况，以及未来可能涉及到的更高层次的知识。
(3)由教师在课堂上先用能引起学生兴趣的相关话题引出课题，然后讲授核心知识，并且明确诸如哪些是考试重点内容等，再介绍相关的外延性知识，在介绍的同时，对前面的基础性知识点进行应用形的回顾，带领学生进行复习，这时学生的兴趣也应该随之达到新的峰值，随后做一些巩固性的练习，就会加强该知识的掌握程度了。这个方法看似简单，却实际上吸收了应试教育与素质教育的优点所在，对教师备课以及备课之前的知识储备提出了更高的要求，如果把师生比喻成金字塔，那么教师这个塔基的宽厚程度，就决定了学生这个塔尖的高度。
3、开展信息技术实践活动，培养学生信息素养。
课题组专门成立了信息技术兴趣小组，每周开展活动，涉及信息浏览、信息查询、信息的加工处理、信息的分析传递、信息的报告和总结等各个方面，其中结合学习、生活制作电子报刊、powerpoint演示文稿、网页设计、flash动画制作、图片处理等内容，是深受学生喜爱的内容，调动了大多数学生学习信息技术、运用信息技术的积极性，提高了信息技术技能，培养了学生的信息意识，使不同爱好的学生能在不同的领域得到自主发展。并且在保定市、涿州市教育局等举办的中小学生电脑制作比赛中有几十名学生获奖。
4、根据《全日制普通高中信息技术课程标准》和xx大学版《信息技术》教材，结合学生的认识能力水平和信息技术会考大纲，自行编制符合教学客观实际需要的习题集。将《大纲》中信息技术知识和技能的要求、信息素养的培养落实、分解到各章节知识的学习中去，实现日常教学信息技术会考和信息素养养成的结合。
5、发表研究成果论文多篇：《浅议网络互动教学模式在信息技术课中的应用》;《多媒体课件制作的基本要点》;《浅议高中信息技术教学中的“任务”设计》;《信息技术课上的提问设计》;《关于学生上网现象的思考与对策》;《浅谈“任务驱动”教学法》等。
二、课题研究主要过程
1. 组内讨论并确定课题
开题的方式一般是召开课题组成员会议，由课题负责人报告课题研究方案，课题组成员进行讨论，统一认识，确定任务，明确分工。做好课题的选题、申报及立项、论证等工作。做好课题研究方案的制定和评选工作。组织课题开题，举办课题研究人员培训班，结合课题内容与本校课程改革的实际，对学校学生举办如学科课程与信息技术整合培训，增强对本课题研究意义的认识，进一步明确研究目标，掌握相关的研究方法，提高研究水平。
期间教师做好充分准备，教师通过相关的理论学习、转变观念。学生课外学习，在日常生活学习中有意识的进行有意义的信息活动.。教师校本培训;软件、硬件设备的建设、维护。
2.查找资料
课题组收集整理课题研究的数据资料，并进行统计分析
(1)怎么搜集资料
坚持围绕研究主题的指导思想，根据课题研究需要，设计资料收集、数据采集的计划;设计科学、明确的搜集资料的工具;采用适当的科学的方法，主要通过查阅文献档案、调查访问、发放问卷、实验观察、实验测试、学生作业等多条渠道、多种手段，传统手段、现代手段，广泛搜集能够反映研究对象实际的包括文字、实物、声像等各种资料;按计划进行收集和采集，力求收集基础材料，采集原始数据;注重资料、数据的客观性。
(2)设计调查问卷
一是题目，要与调查目的相符，不要给被调查者以不良的心理刺激;
二是指导语或说明信，包括称谓、调查目的、调查意义及与被调查者的利益关系、回答问题的要求、两方的责任，最后注明联系人、联系地址及电话等;
三是问卷的具体内容有事实问题、态度问题(意见、情感、动机、观点等);
开放式问卷，就是不事先给出问题选择答案有由问答者自己作答的一类问卷。这种问卷任由调查对象发表己见，更有利于反映真情，了解调查对象的独特观点、思想;但数据不标准化，处理就困难。对于不能用几种简单的答案就能概括清楚而要详加讨论的复杂问题，使用开放式问卷比较恰当。
2. 课题研究
通过开展信息技术与信息素养的相套的课题研究，使学习能够进入自主学习、协作学习、交互学习状态。寻找信息化教学与传统教学的最佳结合点，强调考核、考试形式多样化。以作品、论文，会考成绩作为评价标准。能够使用各种会考内容所要求的应用软件表现自己所要表达的信息。应考能力水平进一步步为营提高。
通过信息技术活动课外小组的实践活动使学习能够写出一定水平的论文，提高利用信息、收集信息、处理信息、传递信息等多方面的综合能力，并能够掌握自主学习的规律。
教师通过编写适用于信息技术考试与信息素养培养的习题集，强化训练学生的应考能力。
4.进行资料整理并着手写论文
开展信息技术实践活动，从中进一步培养学生信息素养;编著将信息技术考试与信息素养培养相统一的校本教材;发表有关研究成果的研究报告和论文;形成新型信息技术课教学模式，在信息技术教学中进行推广。提高教师新型教学理论与实践水平。
5.结稿
课题组撰写课题研究报告，做好课题结题工作。并请领导对项目质量进行终结性测评。评选优秀研究成果，结集出版优秀报告及论文集。召开课题研究成果总结表彰大会，推广应用优秀研究成果。
最终成果：
1、学生会考及格率达到80%以上，
2、学生信息素养得到了提高
3、编著将信息技术考试与信息素养培养相统一的校本教材
最终成果转化：
1、学生能掌握计算机的基本知识
2、学生能熟练的使用word、excel、powerpoint等软件
3、学生能掌握网络的有关操作
4、学生信息素养有了提高，动手能力增加
5、形成新型信息技术课教学模式，在信息技术教学中进行推广。
6、提高教师新型教学理论与实践水平。
三、课题研究取得的成绩
在课题研究过程中，取得了如下的研究成果。
1、论文：《运用多媒体技术，进行信息技术教学》发表在教育教学与管理丛书;论文《浅议网络互动教学模式在信息技术课中的应用》在信息技术优质课评比中获市级一等奖。贾新颖的论文《多媒体课件制作的基本要点》获市级三等奖。
2、优质课、教学设计：丽的教学设计《网页动画》获市级优质课评选二等奖;教案《函数运算》获市级三等奖;孙文娇的教案《excel入门》获市级教案评比三等奖;丽指导的作品《透视环境》获市级一等奖并获市级“三八”红旗手和信息技术学科“教学标兵”称号。
3、型课例、主题性学习网站：
典型课件《动态幻灯片》获保定市优质课评比中获一等奖;主题性学习网站《信息检索》获三等奖;
4、课件：《计算机硬件组成》在保定cai课件评比中获高中组三等奖;《flash动画制作—符号绘制》、《计算机病毒及其防治》、《internet基础知识》均获奖。
5、在XX会考中取得参考1194人、获a等为539人占参考人数45%，获b等为499人占参考人数42%，获c等为137人占参考人数11%，获d奖 19人占参考人数2%，其中优秀率为98%，不合格率为2%。
6、竞赛获奖情况：在XX年保定市中小学生电脑制作比赛活动中，教师丽、孙文娇、屈建伟、尹钰、陈笑竹、贾新颖获优秀指导教师奖;学生王凯军获高中组一等奖、殷跃、罗淼、于颢柏、侯颖、白玉宝获高中组二等奖、邢辰轩、赵晶晶、康举、朱祺龙、董昊铭、李栋、赵乾宇、马龙、景岩柳获高中组三等奖。
四、经验体会、问题与不足
更新观念 提高对信息技术课的认识
曾经作过一次书面调查，几乎所有的学生都认为信息技术课就是劳技课。在高考指挥棒下团团转的人们很难理解信息技术的普及对即将走进大学校门甚至社会的学子们有多重要。人的主观意识落后于客观现实，这是不争的事实，观念的更新十分困难，但要认识这件事很重要并不容易。在传授知识这方面，学校教育正逐渐失去优势地位。在中学中，计算机课程受到忽略的情况并不鲜见。
小平同志1984年就提出计算机的普及要从娃娃做起。在信息时代，人们不仅要学习一般的知识，还应当学习和掌握信息技术。信息技术既是人们从事各种工作不可缺少的现代工具，也是当代文化的重要组成部分。随着现代科技的迅猛发展，信息技术逐步渗透到人类生活的各个领域。网络环境通过人机对话和人工智能化，突出了学习的交互性，改变了世界了界限。从课程的发展的角度看，信息技术与其它学科的整合研究已成为当前课程改革的热点问题。因此，信息技术不仅只是中学的一门课程，还应该是学生终身学习的一种重要工具。作为学校更应看清形势，超前思维，树立现代教育新观念，积极创造条件，引进现代教育技术及现代先进教育设施、设备，加大现代教育技术推广和运用的力度。
关键词：网络教学 辅助教学 互动学习
一、网络教学的优势
随着网络技术与多媒体技术日益结合，网络教学应运而生。网络教学具有时空自由，网络技术日益渗透到教与学双边活动过程的各个环节，使教育步入了信息化时代。传统的“黑板加粉笔”的教学手段已无法适应当前大信息量的教学，资源共享、系统开放和便于协作的特点，使网络教学打破了时间和地域的界限，不仅使讲授更为生动，而且使双向教育成为可能。它可以弥补传统面授教学的一些弊端，促进学生自主学习，为教师和学生提供更加广阔自由的教学、科研和学习的空间和丰富的多媒体教学资源，同时也创设了学生与教师、教师与教师、学生与学生、课程与课程、学校和学校之间动态交流的环境，使学校更快地与世界接轨。网络教学已经成为当今国际和国内教育发展的新热点，也是实现教育信息化和现代化的有效途径。
二、网络教学在昌吉职业技术学院的应用
昌吉职业技术学院现在正处于新疆维尔自治区示范院校的建设阶段，在师资、教育教学资源、教学环境及教学理念等方面与内地高职院校都存在着一定差距；随着学校扩招，教学面积与学生人数增加，由于交通不便和师生比等矛盾，制约了现有教学资源的有效利用；教育部明确规定要做好高职院校教育的质量工程，进行精品课程建设，精品课程教学资源、教学活动、教学管理应实现网络化。基于以上问题，搭建一个适合昌吉职业技术学院自身教学特点、满足以上需求的网络教学系统已迫在眉睫。
笔者以“昌吉职业技术学院电气自动化技术精品课程”自治区课题为背景，针对昌吉职业技术学院的实际需要，构建一个满足昌吉职业技术学院教学的网络教学系统。对其应用主要有以下几个方面。
1.拓展教学资源，实现资源共享
丰富的网络教学资源对开展网络教学的意义是毋庸置疑的，而系统能够集中教学资源，并优化其结构，达到资源共享的目的。目前，学院许多专业实验室及实验设备还不完善，软、硬件资源还不能满足教学的实际需求。今后，系统还可以用来解决学院语音实验室、多媒体教室不足的问题，将网络互动系统作为总体信息环境的积极补充部分，充分发挥系统辅助教学的作用。待条件成熟后，可建设学院的网络教学资源库这一系统工程。
2.拓展教学空间，推广网络教学
在学院范围内，教师可利用系统为学生设计各种形式的学习活动，例如调查研究、专题讨论、课后辅导与答疑、研究性学习、CSCL（计算机支持的协作）学习等。待条件成熟后，也可以通过系统开展以网络教学为主的教学活动，实现对异地、不同校区学生的培养，还可以面向成人教育。
网络教学系统作为教学的辅助工具，可以为学生提供一个虚拟活动学习空间，使学生能按照自身需要和兴趣进行自主学习和协作学习。
3.完善教学过程评价体系
目前，对学生学习效果的评价主要以学期末的考试为主，教学过程中的评价相对较弱，本系统能够对学生所参与的各项学习活动进行记录，如学生参与讨论、浏览资源、在线阅读、在线学习、提交作业等，教师可以给这些评价项目设置权重，最终能够得出学生利用系统学习的得分，这样不仅完善了平时成绩的评定，更重要的是注重对学习主体自身发展过程中的客观评价。
而对于学院的合格/优秀课程建设中的教研活动、课外活动、学生作业等指标项，是不受时空限制、灵活的记录与保存方式，也是对即将到来的本科教学水平评估中过程性材料的极佳体现方式之一。
4.为课程建设提供服务
为搞好精品课程建设工作，教育部下发了《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》和《国家精品课程建设工作实施办法》，对国家精品课程建设中应加强的各项工作做了明确规定，也对精品课程网络建设提出了明确要求和具体内容：精品课程教学资源、教学活动、教学管理应实现网络化；精品课程申报、评审与维护应实现网络化，其中教学资源包括教学大纲、电子教案、教学案例、课程简介、教材建设、实验内容等。
昌吉职业技术学院网络教学系统为精品课程建设提供了技术上的支持，免去专门为精品课程建立网站所耗费的人力、物力和财力。所提供的支持有：网络备课：教师可利用多媒体编辑器方式进行网上备课，可自行创建课程目录，随时随地修改和更新、维护课程内容；网络：及时精品课程相关动态信息，为教师提供相关材料与支持，能实施对课程的管理和版面管理；网上教学活动：支持讨论、答疑、作业、测试等在线教学活动，支持各项统计功能；网络教学管理：支持用户分组管理、账户权限管理、课程安排、课程统计、用户统计等教学管理活动，支持统一数据库管理；教学评价：支持多层次、多角度的网上评价和评审。
三、网络教学系统的功能
通过在全院范围内进行问卷调查和访谈以及对国内高校知名网络教学系统的调查分析，开发的昌吉职业技术学院网络教学系统主要具备以下功能：
1.实现管理者和教师、学生等人员之间的信息交流、信息互换和信息共享
由于学院扩招和分校区教学，教学面积与学生人数急剧增加。为了加强管理，提高教学质量，学院要求任课教师每周进行一次晚自习辅导，班主任每周至少开一次班会，借助系统的网络会议和论坛就可以在家里轻松地完成。只要事先做好约定，工作可以随时开展。建立分课程进行专题讨论的论坛，随时可以查看历史记录和访问人次。具有分课程的在线讨论和互动交流的网络答疑形式，记录疑问和解答的讨论信息和教师的答疑次数，教师可以对网络答疑库的信息加以汇总和分析，从中发现教学的问题，并及时调整教学方法和策略，改进教学效果，同时便于对教学进行管理。学习者也可以通过关键字匹配、问题勾连技术、全文检索等技术快速得到问题的答案。有BBS公告板与即时聊天。界面设计清晰，有吸引力。
2.实现按学科门类进行网络资源库的建设
根据教师和学生的需求，资源库中的信息可以包括课程建设的各种资源，如教案、讲稿、课程介绍、习题及详细解答、疑难问题解答、试题库资源、实验指导讲义、实验演示视频教程、教学计划、教学大纲、考试大纲、进度计划、各种不同版本的多媒体课件、课外复习资料、考研指导资料等，也包括案例资源、课题项目资源、讲座资源、论文资源、优秀的学生课程设计或作品、毕业论文或毕业设计、电子图书资源、视频教程、其他高校的优秀的课程网站资源等。能够方便合理地导航与链接，使教师和学生能方便地通过校园网快捷地检索到自己需要的信息并下载；在一定的管理权限内，教师和学生可以自行上传和修改属于自己的资源；要有开放的资源上传、审核、验证、入库和下载标准，做到高质量的资源库共建和共享，使资源的建设和使用更符合教师和学生的思维习惯和使用习惯。
3.对学习者学习过程进行数据挖掘，形成决策支持信息
目前绝大多数的学习系统，已基本具有了跟踪学生学习过程的功能，如美国Lotus公司的Learning Space可以跟踪学员在某一时间访问过哪些文件，访问了多少次以及停留的时间等功能，但是缺乏对这些信息进行分析、处理以及形成决策支持信息的功能。通过管理系统可以对这些过程信息进行搜集、处理，最终形成决策支持信息，为决策者提供决策的参考数据，如通过系统分析可以得知学生是喜欢看视频、还是文字性的课程；是喜欢线性学习法还是跳跃性学习法，据此调整网络课程的开发侧重点以及导学目标、方法等。
4.代替教务人员繁杂的工作
系统可以代替教务人员进行教学计划、开课选课、实施计划、考试安排等的制定。
5.承担起和其他系统的通讯工作
例表中的“导入/导出接口”和工具窗口，可以将学生学习的过程信息、报名数据等导入到系统中，或者将系统中的一些基本信息或者决策信息导出为其他的文件格式，如文本格式、Excel格式或者DBF格式等。
基于以上功能，设计昌吉职业技术学院网络教学系统主要有用户角色管理、课程建设和管理、在线学习与管理、资源建设与管理、在线测试与管理和系统帮助功能模块。
四、对网络教学系统的进一步研究
该系统通过网络进行辅助教学，提高教学质量，它不仅能够搜集、加工、处理、组织网络教学过程中产生的各类信息，还要能够从这些信息中挖掘出更多的知识，以便为教学系统和决策者提供决策信息，加强管理系统的服务性。但还需对以下几个问题做进一步的研究。
1.知识挖掘，策略形成
利用人工智能中的数据挖掘技术和推送技术，向不同学习倾向的学生呈现不同的学习策略、学习内容、学习界面、学习顺序及学习方式（而不是传统的CAI只有一套固定的管理知识教学的程序）；向决策者提供一些智能化的决策支持。
2.和其他教学管理系统的应用层整合，统一身份认证
这是一个比较复杂的问题，因为它涉及各个支撑系统的技术策略、是否允许二次开发、开发人员是否配合等问题。
3.资源检索技术的持续改进
对于系统上各学科各类资源（包括教师上传的多媒体资源及学生论坛帖子及讨论）的高效检索，对于师生获取信息、整合信息来说都是一项非常有价值的技术。
4.资源库的安全性有待进一步加强
加强系统安全，对师生的资源进行有效保护。
参考文献：
[1]张军征.校园网络规划与架设[M].北京：电子工业出版社，2009.
[2]刘成新.网络教育应用[M].北京：电子工业出版社，2010.
【关键词】信息技术；问题解决；人工智能
【中图分类号】G420 【文献标识码】A【论文编号】1009―8097（2009）06―0040―04
引言
目前，培养学生的数学问题解决能力已经受到世界各国教育界的重视。美国课程标准（1989年NCTM发表的《中小学数学课程与评估标准》）把“能够解决数学问题”列为学校数学要达到的五个目标之一；在其分项标准中，“数学用于问题解决”居于首位。日本数学教育界也十分重视“问题解决”，从1994年开始全面实行新数学教学大纲，把“课题教学”列入大纲内容，而所谓“课题教学”就是以“问题解决”为特征的数学课[1]。我国在2000年颁布的《全日制义务教育数学课程标准（实验稿）》首次将解决问题与数学思考、知识技能、情感与态度作为并列的培养目标[2]。
问题解决能力的培养已经受到世界范围的重视，如何提高学生的问题解决能力成为了研究者关注的焦点。刘元宗（2004）认为，若要问题解决教学取得良好成效，数学问题的设计是基础。数学问题是一种情境，这种情境应根植于现实，是有趣的、能引起学生探索欲望的情境[3]。Stone（2006）认为问题的展现形式是非常重要的环节，不同的呈现方式会对学生的情感、态度以及问题解决能力均产生不同的影响[4]。同时，在进行问题解决的教学过程中，适时地指导、及时地反馈会引发学生高水平的思维、促使学生进行深层次的意义建构。对学生问题解决过程中采用了怎样的策略及问题解决能力的评价更是教师和研究者关注的问题。那么，在培养学生的问题解决能力过程中，如何利用信息技术更好地提高学生的问题解决能力，目前在我国相应的研究还较少。本文介绍了在美国有广泛影响力的两个以培养学生问题解决能力为目的的系统：贾斯珀系列和IMMEX系统，并从问题情境的展示形式、系统的指导和系统评价3个方面具体分析了这两个系统是怎样利用信息技术支持问题解决能力的培养和评价，
最后为建设更加完善的数学问题解决系统提出了自己的建议。
一 贾斯珀系列和IMMEX系统概述
贾斯珀系列和IMMEX都是利用信息技术培养学生问题解决能力的典范，在美国都引起了较大的反响。贾斯珀系列是由美国温特贝尔特大学认知与技术小组（CTGV）在20世纪80年代结合自己多年的研究成果，充分利用了计算机和网络等技术，以培养学生的问题解决能力为目的的教学系统[5]。贾斯珀系列以建构主义学习理论为指导，以抛锚式教学为主要教学设计原则，共创设了12个生动、逼真的历险故事作为问题的情境。这些历险故事都是以发现和解决数学问题为核心，同时融入了科学、社会学、历史等其他的学科，为学生呈现了广阔的问题探索空间。在富有情趣和挑战性的情境中，解决问题需要的数据被镶嵌到故事情境中，学生至少要经过14步才能解决问题，而这些问题往往是一个人很难独立地完成的，因此又为学生间进行合作提供了机会。贾斯珀系列最初的实验研究遍及美国9个州的16所学校，实验研究的结果充分表明了贾斯珀系列的巨大生命力。
IMMEX（Interactive Multi-Media Exercises的缩写）系统是美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的医学院教授罗纳德．史蒂文森博士（Dr.Ronald Stenvens）及其团队，在美国自然科学基金会（NSF）和其他促进教育创新和改革基金的支持下，经过多年潜心研究开发出来的用于培养、评价学生问题解决能力的在线系统（immex.ucla.edu）。目前，已有超过500，000名学生使用IMMEX系统，用于提高他们的问题解决能力[6]。目前在该系统中，已经有超过100（包括了各个学科）个用于培养学生问题解决能力的问题集。每个问题集都提供了具有挑战性的故事情节，并抛出了需要学生解决的问题。学生需要在大量的信息中寻找对解决问题有帮助的信息，并制定解题路径。在IMMEX系统中每个问题集的解决路径是多条的，而不同路径反应了学生不同的解题策略。
贾斯珀系列和IMMEX系统在帮助培养学生的数学问题解决能力方面各有特色，各有侧重。下面具体分析了贾斯珀系列和IMMEX系统是如何使用技术在问题的呈现方式、系统的指导、系统的评价三个方面促进提高学生的问题解决能力的。
二 案例的具体分析
1 问题情境的呈现方式
（1） 贾斯珀系列的问题呈现方式
贾斯珀系列为每个问题赋予了丰富的、富有挑战性的问题情境。问题情境以影片的形式呈现给学生，每个影片约17分钟，且都是以提出各种各样的挑战性问题而结束[7]。解决问题所需要的数据也同样镶嵌在故事情境中，学生在解决问题的时候可以按照自己的需要控制影片播放的速度、顺序，同时在观看影片的时候进行相应数据的记录。
贾斯珀系列历险故事以影片的形式将问题情境展示给学生。在影片中有真实的生活情境、真实的人物、真实的问题。这种情境的呈现方式具有强烈的现场感、真实感和视觉听觉的冲击力，能够非常好地激发学生的兴趣、探索欲望，使学生在好奇心的驱动下解决问题。
（2）IMMEX系统的问题呈现方式
IMMEX系统问题情境的呈现方式设计得非常巧妙，与现实生活中的问题解决过程中信息的获取途径基本是同构的。在现实生活中，问题解决过程通常是这样的：首先是遇到问题，然后分析解决问题所需的信息。在真实情境中会存在大量的信息，而这些信息的获得是要付出代价的（时间或费用），因此在付出代价之前需要认真考虑是否有必要获得某些信息，之后再采取行动。这个过程是信息的筛选过程。也许在获得某些信息后才知道这些信息与解决问题是不相关的，这样的话就需要重新选择。
在IMMEX系统中，每个问题都发生在一个真实的情境中，情境中包含的大量信息都以网页的形式呈现给学生。在首页中呈现给学生的是整个的情境背景，同时抛出需要解决的问题。这类似于在现实情境中遇到的问题。情境中包含的信息根据在具体情境中的相互关系被组织在不同的主题下（通过网页链接彼此关联），在网页中可以看到这些主题信息（在网页的上部，其下一级主题在网页的左边）。这些主题信息类似于现实中的各个方面的信息。点击需要的主题链接后，IMMEX系统并没有直接将网页信息呈现出来，而是先弹出一个确认对话框，提示学生如果认为该信息确实具有价值的话请点击“确定”，但同时会扣除一定的分数，如果点击“取消”则看不到相应网页中的信息，也不扣除分数。这与现实生活中的信息获得都是要付出代价是一致的。如果学生选择“确定”，则表示学生认为该信息确实与问题解决相关，是值得付出代价的，否则表示学生认为该信息与问题解决不相关。
2 系统的指导
由于问题解决的情境通常都较复杂，包含了大量的信息。在与情境相关的信息中，有些信息是问题解决必需的，而有些信息只是情境信息，与问题解决没有关系。如果学生不善于发现问题、提出问题时，常常会迷失在扑面而来的大量信息中而找不到解决的路径。此时系统适当的指导是非常有意义的。否则，学生对完成任务会失去兴趣，产生挫折感并丧失信心，这样对培养学生的能力是非常不利的。
（1） 贾斯珀系列的指导
在贾斯珀系列中，学生与系统的交互除了系统能够向学生展示信息外，学生还可以在问题解决过程中得到系统的指导。贾斯珀系列的帮助主要体现在“专家示范”。学生可以在问题解决过程中查看专家的做法，以便更好地理解在这样的情境下应采取什么样的行动，以促进决策；或者当学生尝试自己的方法时，示范还可以给出指导和帮助。
（2） IMMEX系统的指导
IMMEX系统提供的帮助是在每个问题集的主题项中都包括了一个“图书馆”。在“图书馆”中系统地为学生提供了解决问题所必需掌握的学科知识，但是不包括任何提示信息。如果学生在解决问题时忘记了某些具体的学科知识，则可以通过“图书馆”进行查询。例如在解决问题时需要用到“速度=距离 时间”而学生忘记了这个公式，那么他可以在“图书馆”中得到帮助。从图书馆中获取信息是不扣除分数的。在学生完成问题解决时，如果学生没有得出正确答案，系统还给学生一些提示信息，启发学生怎样顺利完成问题解决。
3 系统的评价
问题解决能力的评价不能只依据最后的问题解决结果来进行判定。同样的结果，不同的学生采用的策略可能存在较大的差异。只有掌握学生问题解决过程中的思维变化，才能有针对性地帮助学生提高问题解决能力。因此对学生在解决问题过程中采用的策略是进行问题解决能力评价的关键，也是广大教师普遍关注的问题。在问题解决能力评价方面，贾斯珀系列和IMMEX系统采用了不同的评价方式。
（1）贾斯珀系列的评价方式
贾斯珀系列十分重视学生问题解决过程中的形成性评价。在贾斯珀系列中，系统与学生的交互除了给学生呈现信息外，还包括对学生输入的解决方案的模拟，以作为对学生的形成性评价。例如在贾斯珀系列的“成功蓝图”故事情境中，要求学生设计秋千。在这个情境中学生需要考虑秋千架的摆长和秋千的高度的关系。有些学生将秋千架的摆长与高度设计成相等。当学生向系统输入他们的设计方案时，系统会依据学生的输入进行建模，为学生展示出他们的设计结果，当学生得到了他们设计的结果后会立即意识到这种方案是行不通的。系统为学生提供的模拟模型如图1所示[9]。
这种形成性评价对提高学生思维是非常有帮助的，它使得学生有机会及时发现自己的错误，并在反思发生错误的原因后纠正错误，再进行下一步的学习。反馈信息的及时获得有利于学生解决问题能力水平的提高。
（2） IMMEX系统的评价方式
IMMEX系统的强大功能之一在于对问题解决能力的评价方面[8]。IMMEX独特的信息呈现方式一方面模拟了现实问题解决过程中信息的获得形式，另一方面为捕获问题解决过程中策略的选择提供了可能。在IMMEX系统中，每个问题集都有多条解题路径，不同网页的浏览及其顺序代表了不同策略的选择。后台的服务器会捕获学生对网页的点击情况并利用人工神经网络对学生的策略进行聚类，并将结果进行了可视化，如图2所示[10]。在目前的系统中一共将学生的策略聚为36类，教师可通过查看学生所属的类型详细地了解学生在解决问题时所采用的策略。
三 案例的启示
通过以上分析可知，贾斯珀系列和IMMEX系统各有自己独到之处，它们彼此之间从培养学生的问题解决能力方面又相互补充，为建设更好地问题解决系统提供了有意义的借鉴。
1 在问题情境的呈现方式上，贾斯珀系列采用的是影片的呈现形式。虽然为学生提供了逼真的问题情境、生动的画面，但毕竟拍摄这样的影片要付出较大的人力、物力、财力，花费较多的时间，而且系统的修改也非常困难。因此笔者不赞成这种情境信息呈现方式。IMMEX系统巧妙地利用网页间的链接关系模拟了现实情境中信息间的关系，在网页中依据情境的需要加入了生动有趣的动画或图片，也能够吸引学生的兴趣，为学生创造了一个较真实的问题情境。此外，每一个网页呈现的信息量与将所有信息同时呈现给学生的文字形式比较起来，这种呈现方式降低了学生的认知负荷，有助于学生问题解决能力的提高。因此IMMEX系统的这种信息呈现方式是很值得借鉴的。
2 在系统提供的指导方面，IMMEX系统提供的帮助相对较单薄，只简单地再现了相关的教科书中的知识和对问题的简单提示。IMMEX系统强调的是对学生问题解决能力的评价，希望对学生的策略进行区分，因此在过程中并没有进行干预。但是在学生经过多次努力都失败后，IMMEX系统也没有给予帮助，这样学生会丧失信心甚至放弃，对学生的情感会造成消极影响，不利于学生问题解决能力的提高。贾斯珀系列的专家示范功能是一种有针对性的帮助和指导，能够使学生在不同情境下获得不同的帮助。这种帮助具有针对性和及时性的特点，因此对促进学生问题解决能力的提高是很有益的，贾斯珀系列的指导功能为我们提供了很好的经验。
3 在问题解决能力的评价方面，贾斯珀系列重视形成性评价，对学生的策略给予了及时的评价，而IMMEX系统的评价是在学生完成问题解决之后，是对学生问题解决过程中策略的捕获及学生策略的分类。笔者认为如果能将两个系统的评价功能融为一体是非常理想的。
四 总结
本文分析了贾斯珀系列和IMMEX系统是如何利用信息技术在问题情境的呈现方式、系统的指导和系统评价三个方面促进学生数学问题解决能力的，为我国建设更好的数学问题解决系统提供了有益的借鉴。但同时也应该看到，这两个系统都没能为学生提供个人指导等方面的欠缺。如何利用信息技术建设更完善问题解决系统还有待进一步的研究。
参考文献
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[9] 美国温特贝尔特大学认知与技术小组.美国课程与教学案例透视――贾斯珀系列[M].华东师范大学出版社,2002: 12.
[10] R Stevens,A Soller,M Cooper,M Sprang.Modeling the Development of Problem Solving Skills in Chemistry with a Web-Based Tutor[A].Proceedings of the 7th International Conference on Intelligent Tutoring Systems (ITS 2004)[C].Berlin Heidelberg,Germany: Lecture Notes in Computer Science,2004,3220:580-591.
Analysing the System for the Problem Solving of Mathematics
MA Yu-huiZHOU YingHUANG Rong-huai
(R&D Center for Knowledge Engineer, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)
