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篇人工智能在小学教学的应用，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；中学辅助教育；教育资源
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197
1 中学教育现状
教育乃立国之本，而中学教育乃是重中之重。一方面，中学生处于青春的成长期，各项综合素质逐渐完善中，中学教育意义和责任重大；另一方面，中学教育仍然是应试教育为主，仍然需要面对千军万马过独木桥的“中考”“高考”，中学教育很大程度左右了学生的未来。
目前的中学教育资源，分为公共教育资源――公办/民办学校教育，和社会教育资源――私人家教、补习班等，有如下两个特点。
1.1 学生得到的公共教育资源不足
学校班级结构的构成是：一名班主任教师，多名科任教师。在大多数学校中，无论是班主任教师，还是科任教师，均会承担其他班级的教学任务。可以看出，教师资源是非常有限的，加上“中考”“高考”的上线压力，教师往往会将有限的精力分散关注在所有的学生上，每个学生得到的公共教育资源并不多。
1.2 学生获取的社会教育资源不公
学生若在学校无法获取更多的教育资源，将不得不转向社会教育资源去求助。据统计，学生参与社会教育资源的成本在200元/小时，学习费用成本过高，进一步造成普通学生的社会教育资源也无法获取。
本文要探讨的，正是通过人工智能这一现代信息化技术，构建智能辅助学习系统，使中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。
2 智能辅助学习
2.1 人工智能简介
人工智能（Artificial Intelligence）是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，能够对人的意识、思维等信息过程进行模拟。随着计算机科学技术的发展，特别是近年来大数据技术的成功应用，人工智能在越来越多的行业展现出蓬勃的冲击力。以谷歌围棋机器人“阿尔法”、微软助理机器人“小娜”等为代表的虚拟智能机器人，能像人那样思考，也具备超过常人的智能。
在国内，人工智能在教育领域的理论研究和教学实践表现得越来越活跃，尽管人工智能并不是为教育专门研发的，但是人工智能的不断发展，使得其在教育中的应用也越来越广泛，教育的智能化一直是教育界和教育技术领域的理想和目标。
2.2 智能辅助学习系统
智能辅助学习系统，其表现形式是能够为每个学生，配备一个虚拟教师。学生能够通过电子设备（如手机、计算机），与虚拟教师进行交流对话，咨询虚拟教师各学科的问题，并得到有效的学习辅助。
该智能辅助学习系统，具备以下几个特征。
2.2.1 虚拟教师跨学科能力
与传统的教师专一某一学科不同，虚拟教师并没有学科边界划分。只要学习系统研发出某一学科的学习算法，该虚拟教师就能够获取该门学科的能力。
2.2.2 虚拟教师深度自学习
虚拟教师的“智能”来源于三方面。一是学生基本信息档案，该档案涵盖了从小学教育开始的学科成绩、综合能力、爱好特长等，虚拟教师得到学生的人物画像。二是虚拟教师对学生的自学习，每一次双方的沟通交流，虚拟教师都能够不断更新发展学生的画像。三是虚拟教师对学校课堂内容的自学习，虚拟教师并不是独立于学校教育存在的，而是作为学习教育资源的一个补充，虚拟教师能够掌握课堂进展、作业部署、考试动态等信息。
2.2.3 接近自然语义的沟通
学生与虚拟教师之间，可以通过自然语义的语音和文字进行沟通，如 “今天数学作业第2题不会”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他计算辅助手段为补充，如上传某道数学题图片，虚拟教师通过图形识别匹配，给出该题的解题思路和讲解。
2.3 优势分析
智能辅助学习系统，有三大核心优势。
一是“即学即问”，相比目前的学校教育和社会教育，学生在学习遇到困难时，只有有限的时间与教师交流，在智能辅助学习系统中学生将不受空间、时间限制，随时随地可以与虚拟教师互动，获取充足的教育资源。
二是“定制教学”，相比目前的教育形式，课堂上教师与学生是一对多的关系，教师不可能专为某个学生定制教学方案，在智能辅助学习系统虚拟教师与学生是一对一的关系，虚拟教师能够更了解学生，根据学生的具体情况制订最佳学习方案。
三是“受众广阔”，相比目前的公共教育资源紧缺、社会教育资源费用昂贵，智能辅助学习系统一旦推广，受众学生可无限增加，边际效应非常明显。并且计算机系统设计特有的水平扩展能力，能够随着学生人数的增加而增加，支撑广大的学生辅助学习。
2.4 前景预测
笔者比较看好人工智能在中学辅助教育中的落地前景，除了前文所述的人工智能技术发展，为中学教育带来的价值外，当前国家政策和社会环境也非常有利。
第一，未来10年国家政府和教育部门会大幅增加在教育信息化产业上的投入，随着《国家中长期教育改革和发展纲要（2010―2020年）》和《教育信息化十年发展规划（2011―2020年）》等相关规划相继出台，各级地方政府和教育部门都非常重视教育信息化产业的投入，人工智能+云计算是重中之重，人工智能技术的兴起必将教育信息化推向一个新的高度。
第二，教育信息化逐渐成为风口，根据前瞻产业研究《中国在线教育市场前景与投资战略规划分析报告》统计，2015年在线教育市场规模大约为479亿美元，而这一数字在2020年预计将增长到504亿美元。这个持续迅猛增长的市场正在吸引越来越多的创意和资本，教育领域中的人工智能也很快会成为热点，涉足其中的高科技公司也会越来越多。
3 结 论
本文通过智能辅助学习系统，探索了人工智能在中学辅助教育中的一个应用。虽然没有介绍具体的技术实现、系统研发，但对现状痛点、应用前景做了综合性分析概述，相信随着科学技术的持续发展、教育领域的融合开放，本文探索的这个应用将实现于市场，使广大中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。
参考文献：
[1]何维贵.利用现代化教学手段打造高效课堂[J].广西教育（中等教育），2013（6）.
[2]王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析[J].中国医学教育技术，2013（4）.
记 者：李主任，您好。很高兴地看到，2016年初采访您时，您提到的一些设想，现在正在一步步地走向现实。比如去年4月启动的北京市中小学教师开放型教学实践活动、11月启动的双师服务试点。北京市教委通过供给侧结构性改革，让优质的教育资源穿越了学校和区域的边界。您能给我们介绍下这两个项目实施的过程及取得的成效吗？
李 奕：是的，当时计划的“教师走网”，已经通过“北京市中小学教师开放型教学实践活动”在全市范围的教师继续教育领域里成功地“走”了起来。教师通过自主选课并在课堂中听课研修，改变了传统继续教育“讲大课”的方式，实现了教师选择的自主性和实践性。该项目自2016年4月启动以来，已经在上半年和下半年各完成了一轮培训活动。
第一轮培训，我们将市级以上骨干教师的1482门课程名录挂到网络平台上，听课教师在线自助选择自己喜欢的课，充分尊重了听课教师的自主选择权。只要教师自己喜欢，就可以跨年级，甚至跨学科选择授课老师的课。线上选定听课对象以后，听课教师们就可以根据时间安排，到线下授课点听课，并参与教研和备课。这一系列活动完成后，教师们将照片、任务单上传到平台，平台就会给授课老师和听课老师双向计学分。由于这个平台对接北京市教师MIS系统，所计学分与教师的继续教育、晋级密切相关。
在开展第二轮培训时，又实现新的突破――我们把上传授课目录的教师扩展到年轻的骨干教师。只要教师具备独特的内容或擅长的方面，就可以上传。由于上传行为本身是没有成本的，只有实际发生听课行为了，才有成本，所以我们继续扩大供给侧的结构和数量，供给越多，教师们选择的范围就越大。此外，还有一个变化就是，民办教育机构的教师也首次尝试进来，量虽不大，但是一种类型，或许不输给公办学校的教师。“北京市中小学教师开放型教学实践活动”是典型的利用互联网思维来运作的一个项目，它的特点是自选、开放、后付费。形式上，它与初一、初二的开放性科学实践活动相似，不同的是，这次是教师“走网”，骨干教师、特级教师的优质资源属性开始在网上流动了。
为了保障培训质量，让学员之间能够有充分的讨论和互动，我们要求每位授课教师每学期最多开放两次课，并且每次课最多接纳10个学员听课。所以，有的授课教师大家抢得厉害，而有些授课老师的课型挂上网以后，没有人选他的课，形成潜在的压力。
记 者：在实际的操作过程中，真的会出现这种情况吗？那不被选的教师岂不是很尴尬？
李 奕：当然有。第一轮1482门课程挂上去后，只有1375门课程选满了，另外100多课程情况很复杂了。有的授课教师已经脱离教学一线，有的是对开放自己的课程压力大等。中央提出，要更多地用市场的机制决定资源的配置。这就是由市场机制来决定，拿事实来说话。包括以后我们评价一位教师的影响力，就要看他的受众到底有多少？通过互联网的行为数据，能查出每年到底有多少个区县、多少个教师选他。选的人多了，他自然就是骨干，因为他已经用实际的影响力证明他就是这个领域的“骨”和“干”了。假如还有另外一位教师，他一年教了200节课，发表了10篇论文，但只是面向自己教的这两个班的学生。那他是一位优秀、敬业的好老师，可是他在骨干引领作用的发挥上，就不充分了。
这些都是在互联网思维下的市场机制和优质资源属性配置。这个项目运行后还有个“副产品”：来听课的10位学员之前可能完全不认识，但在听完课离开的时候互相加了微信，建了微信群，形成了一个备课交流圈子。有了这个圈子，教师们以后的讨论会延伸下去。这就是运用互联网思维建立起了教育系统内人与人之间“跨界”的连接。
在通州区启动的双师服务工程只是一个试点，将来有可能扩展到全市。一旦全面启动，将会比“北京市中小学教师开放型教学实践活动”的工程大，因为它属于教育的基本公共服务范畴。
“智慧学伴”将让学生的交往超越学校和学区边界
记 者：您刚才提到教师参加开放型教学实践活动后，会结成一个个社交的小圈子。这个圈子超越了地区和班级的界限。这种边界的超越，会发生在孩子们身上吗？
李 奕：实际上已经发生了。北京市初中开放性科学实践活动计划带来的宝贵“财富”是：一个实践活动班内30个来自不同学校的孩子聚在一起搞科学实践活动，从互相不认识，到在一起做事，再到分手时合个影、留个联系方式，后续还会有联络。这是任何一所学校靠自身力量，再怎么走班教学，也提供不了的教育服务。等这拨孩子2018年中考时，每个人的通讯录里都有五个以上非本区、本校的同学，而且他们在一起合作学习：做过飞机、拆过鼠标或捣鼓过中医药、护手霜，到现在还有联系。这就是在孩子们身上真实发生的实践活动。这个项目给教育系统留下来的是他们选课的记录，告诉我们为什么学生喜欢选这个，不选那个。所以，这个项目最大的价值就是让孩子独立选择，而且班级的组合是开放的，是有意做到“无组织、有纪律”，不再需要“带队老师”，不再是和“本班的同学”一起做了。
北京市教委2017年从教育信息化角度重点推进的一个项目就是“智慧学伴”。互联网给人带来的是相互交往能力的跃升。这时候，人与人之间的交流就不仅是可以穿越边界，还能实现跨越角色的交往。无论是成年人还是孩子，都可以通过互联网参与到社会实践中，找到与自己志同道合的学伴。就拿“双师工程”来说，其实它背后更可能吸引孩子的，不是双师，而是学伴。在参与活动的过程中，一个学生可能在这儿找到几个跨区的、有相同兴趣爱好的同学，建立起定向的联系，分享自己的成果和成长的经历。这是我们所乐见其成的，因为这实际是从底层，用互联网思维来支持和帮助孩子。从这个意义上来说，它就是“学伴工程”。
我们现在给学生配双师，目的是增加学生的实际获得，但同时也要考虑未来，特别是伴随着人工智能时代的到来，学生从教师那里直接获得的知识比例会进一步降低，而且还会更精准，更符合每个孩子的个好和实际需求。通过互联网也可以掌握大量的关联知识。就像我们现在在工作过程中利用搜索引擎了解讯息、学习新知那样，随时随地会有个资源库、智能系统支持我们的工作与成长。
人工智能时代将会深刻影响学习行为，但不会颠覆学校
记 者：人工智能是2016年的热词。尤其是AlphaGo与李世石的“人机大战”，让人们见识到了人工智能的“过人”之处。相信对于人工智能在教育中的应用，您也有很多思考。我们想听听您对此的见解。
李 奕：基础教育实践中的人工智能，并不像理论界、科研领域那样高深到非得有个机器学习或者专家系统等。“人工智能”就在我们身边。人工智能是一种理念，在教育中的另一种拓展应用就是助力于学生学习方式的改变。它对我们中小学的教师和学生来说，都有重大的影响。如果善于驾驭人工智能，现在我们所倚重的教室、专业器材、教材等，都将不再是最核心的资源。
我们关注同学和老师、同学与同学之间的互动与交流，以及在此过程中产生的新学习资源，即智慧学伴工程。北京师范大学未来教育高精尖创新中心就是在打造这样一个新平台，让学生与学生、学生与教师之间的活动丰富起来，对行为数据记录和问题收集进行有效处理，形成对每个孩子的个性支持。
我们认为，一个人从中小学到走上社会，他都需要智慧学习和学伴。想想看，我们的微信群里有没有圈子？其实，你的圈子就是你的智慧学伴，这是自然而然形成的。生活中为什么两个人总是联系，就是因为你发的东西我爱看，我发的东西你爱看，我的生活你关注，你的生活我关注，所以人之间的连接越来越丰富。处在这种丰富连接中的人，知识与信息的获得是持续增长的。当然，这其中要有教师的正确引导和影响。
新的资源观和环境观下的数字校园
记 者：确实在现实生活中，基于微信、QQ等互联网技术建立的圈子，就相当于给人重新划分了学习的社群。
李 奕：在这种情形下，就涉及新的学习材料的提取和萃取，我们将不再仅仅依靠专家编选资源，让学生去学，而是在原有基础上尝试由市场机制决定谁是优质教育资源。我们也期待学生和教师，在新的资源观和环境观下，开始进入一种新的学习状态。现在，有不少学校已经开始用手持设备和移动互联网进行日常的教育教学的活动，就是一个例子。
如北京市教委数字校园实验校中，有的从上个学期9月份开始，就将校园网由PC版升级为移动端APP。升级后，学生每天都要回家完成四项作业：英语的口语、语文的朗读、数学的速算、每天的日记。孩子每天花5分钟做完作业以后，可以给同学点赞，看谁获得的“点赞”多，学生们写的日记可以互相评论和留言。
用手机的方式做四项作业，是一个进步――教师以前检查不了英语的口语、听力，现在通过这种方式能检查了。但这是一个浅层次的提升，更为核心、深层次的提升是：学生学会欣赏了、学会倾听了，与此同时，他的阅读量随着交流的增多也越来越大。这就实现了在一个班、一所学校这样一个小环境里信息的流动和互动。
现在学校在三年级又开展了作业阅读，鼓励学生们自己上传作业内容。小孩子都爱往上传，因为对他来说很容易，就像聊天一样。比如上传一句名言“书山有路勤为径，学海无涯苦作舟”作为班级作业。只要他上传了作业，教师就会组织全班50个孩子都念一遍，这个过程中就产生了大量数据，上传作业的学生还有权利给其他学生做点评。
这样一来，新的教学方式出现了。在这样的作业过程中，学习是跨学科的，对象和学伴是互换的，学习的内容是不断增长更新的。
数字校园真正升级在孩子的交往能力上
记 者：据我们了解，北京也有一些学校正在做这样的尝试，比如北京十一学校亦庄实验小学，利用“一起作业网”的平台，进行作业的提交、点赞和评价，在此过程中潜移默化地培养学生的社交能力。
李 奕：数字校园真正的升级换代，体现在对孩子们的交往能力的提升上。当然，这只是一所学校范围的尝试。如果一个学区有这个意识，像东城和海淀这类有条件的学区，要拓展到学区里去做，效果会更好。比如东城的某些学校在使用“作业盒子”以后，你会发现孩子们交往的朋友圈和视野，比传统名校的孩子更棒。
这种棒是从教育的角度来看资源和环境，这是将来信息化发展的重要方向。什么是数字原住民？数字原住民不是只玩玩游戏，而是他对信息很敏锐，能提取、筛选信息，而且善于交流，有包容心，会给别人点赞，而不是很嫉妒、焦虑或者压抑。从社会大背景来看，利用信息技术能不能实现这种升级和超越？我认为能。
所以，看待一件事，一定要发掘这件事背后的价值取向和给孩子带来的变化。
记 者：我们也发现，教学中技术的使用门槛虽然降低了，但对教师的驾驭能力要求更高了。教师不能只做“教书匠”，而是既要想办法将信息技术成为学生手里学习的工具，还要善于组织学生的交流、讨论和活动。
李 奕：是这样的，有了APP，教师要善于去用，不只是善于用它布置作业，而是善于捕捉行为记录，以确定第二天在课堂上该关注谁、该如何因材施教等。将来理想的状态是，教师未必有学生知道得多，但是会比学生更敏锐。
《普通高中技术课程标准（实验）》指出：技术课程具有高度的综合性，是对学科体系的超越。它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。学生的技术学习活动不仅是已有知识与技能的综合运用，也是新的知识与能力的综合学习。但是通过对高中技术领域课程的分析，我们发现，所谓的“综合性”看起来很美，其实不容易操作。且不要说综合运用其他学科的知识，连技术领域课程自身都被分割为两个彼此没有关联的科目——通用技术和信息技术。其中，信息技术是目前发展迅速、应用广泛、体现时展特征的技术。通用技术是指信息技术之外的、较为宽泛的、体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术。以目前开设的模块来看，通用技术关注硬件，信息技术则关注软件，二者之间缺少有效的关联。
近几年，以iPhone为代表的智能手机的流行，让各类传感器的应用贴近了人们的生活。2010年的上海世博会，那些由互动媒体技术构建的光怪陆离的奇幻世界，激发了青少年的好奇心和求知欲。这让我疑惑：传感器编程和互动媒体技术，应该归属于信息技术还是通用技术？信息技术和通用技术为什么要分割？于是，我尝试开发一门名为《互动媒体技术》的校本课程，横跨软件和硬件两个领域，引导学生关注软硬件技术的有机结合和综合应用，成为连结通用技术和信息技术两门课程之间的桥梁。
课程的内容及目标
1. 课程内容
“互动媒体”是“媒体”的一个数字化分支，是一种具有特殊信息传播功能的媒介。互动媒体技术的核心内容是传感器技术、单片机技术、编程技术和通讯技术，涵盖了机械学、电子学、工程学、自动控制、计算机和人工智能等领域。《互动媒体技术》课程通过设计单片机控制电路，结合编程语言，参照科技展厅中的互动媒体作品，通过一系列的互动媒体实验，指导学生把新奇创意变为现实，从而培养学生的技术素养。
2. 课程目标
（1）了解常见的传感器和数字电路的基础知识，能正确连接传感器、LED和电机等模块；了解计算机串口、并口编程的原理及方法。
（2）通过完整地经历提出设想、规划设计、制作与实施、调试与反馈等规范化设计过程，初步掌握综合设计的方法和技术。
（3）感受新技术对人类社会的重要性，激发对技术的学习兴趣；培养问题意识和设计思想，从而全面并富有个性地发展。
3.教学资源
正如景山学校吴俊杰老师所说：“编程技术和以传感器为核心的控制技术门槛过高，难以在中学开展。”互动媒体技术正是因为其涉及多个领域，所以在中小学中很少有人开设相关的课程。为此，在编程语言方面，我选择了图形化编程平台Scratch和S4A，只要拖曳积木图标，就可以制作出各种互动的作品，降低了编程技术门槛。而硬件平台方面，我选择了Arduino。由于Arduino源码开放和价格低廉，通过淘宝网等途径即可购买，因此降低硬件技术门槛和成本，让中学生能在短时间内理解互动媒体技术的原理，设计并完成一项互动媒体作品成为可能。
课程的实施
2011年开始，我实施了三轮《互动媒体技术》课程教学，共有60多名学生修习了这一课程。在三轮的课程实施过程中，课程方案几经修改，课程体系逐步完善，同时也积累了大量教学资源，课程日益成熟。目前，课程不仅拥有了一系列配套的支持软件，还设计并购买了教学套件。该教学套件由Scratch传感器板、Arduino Uno控制板、系列传感器、LED灯和舵机等组成。
1. 教学案例
《互动媒体技术》课程是一门实践性很强的课程，教学中要精讲多练。我采用两节课连上的方式，确保学生有足够的、连续的动手实践时间。教师不仅要加强学生对基本原理的学习，还要注意提高学生知识的广度，注重对学生学习兴趣的激发，突出综合设计能力和动手实践能力的培养。以《外界信息的获取》一课为例，其教学流程如下：
教学环节一：复习导入
教师演示一个简单的互动作品，学生讨论其不足之处和解决方案，得出Scratch传感器板支持的传感器类型太少的结论，从而引出S4A和Arduino。
教学环节二：教学新课
认识S4A和Arduino，介绍S4A和Arduino的安装以及常见传感器类型和接口。教师演示传感器和Arduino的连接，以及在S4A中显示传感器的数值。
教学环节三：技术试验
学生安装S4A和Arduino驱动，正确连接传感器，并在S4A上成功显示传感器数值，然后选择学习套件中的2～3个传感器，分别研究它们在不同状态时的数值变化，然后选择其中一个传感器的试验结果填写试验报告单。
教学环节四：作品创作
教师演示温度测量仪的编写，重点介绍如何将传感器信息存储在变量中，并演示将传感器信息可视化的思路。然后学生任选套件中的一个传感器进行程序编写，利用传感器返回的数值，让传感器的数值可视化、形象化。
教学环节五：反馈和提升
教师选择1～2个学生作品，展示并进行评价。然后提问：数字传感器能不能接到模拟接口？同样，模拟传感器能不能接到数字接口？让学生开展讨论。
教学环节六：总结和作业
通过网络，了解Arduino支持的传感器类型，了解这些传感器的适用范围以及淘宝网上的价格。
2.学生作品
《互动媒体技术》课程主要采用作品评价法。课程分为9个专题，每个专题都要完成一个小作品，最终要完成一个互动作品的设计。在教学中，教师主要工作是引导学生学会如何去设计一个有创意的互动媒体作品，在设计的过程中不断学习，不断完善作品。学生可以模仿一些展览馆中的互动媒体作品，以低成本的方式呈现出来。
学生的创意是无穷无尽的：有的用红外距离传感器实现虚拟翻书效果；有的用震动传感器制作地动仪；也有人用压电陶瓷传感器制作电子爵士鼓。其中，一位新疆的学生根据湿度、温度、雨点等传感器得到外界环境信息，然后根据信息显示不同的风景画，并让风景画中的湖面出现波纹，非常有趣。各种传感器的应用让学生的创意飞扬。目前已经有10多项学生作品在市青少年科技创意设计大赛和青少年科技创新大赛中获奖，9项作品被相关部门推荐申报国家专利。很多学生在课程结束后仍和我保持联系，继续完善其作品或者分享他们的新想法。
反思与启示
《互动媒体技术》课程已经实施了一年。从选课情况上看，课程深受学生欢迎，在所有的选修课程中，都是最早“爆满”。从教学效果看，学生设计制作的作品新奇有趣。这些都让我进一步认识到，在中小学中开设类似课程是非常有必要的。
1. 是探索创新人才培养的途径
综合就是创新。因为互动媒体技术是一门跨学科的综合性的科学技术。它涉及自动控制、计算机和网络技术、传感器、人工智能、微电子技术和机械工程等多个学科领域。北京航空航天大学宗光华教授认为：“只有基于项目的工程课程，才可以塑造多学科知识交叉和综合运用环境，将零碎知识与机械过程提升为探究世界各侧面相互联系的过程。”
信息时代，无论是高素质劳动者、专门人才，还是拔尖创新人才，技术素养和创新思维都是不可或缺的基本要素。互动媒体技术引入到中小学教学活动，有利于培养青少年从小对科技产生积极兴趣，并激发创新思维和创造意识，而Scratch和Arduino大大降低了技术门槛，使中小学的学生实现“有技术含量的创新”成为可能。
2. 可纳入中小学信息技术教育内容
目前，中小学的信息技术课程主要关注文本处理、互联网应用等方面，技术上仍停留在非常初级的阶段。将《互动媒体技术》中的传感器编程、智能控制等技术纳入信息技术课程，可以进一步拓展信息技术课程的宽度和深度，使青少年对于信息技术有了科学的认识和较为完整的理解。Scratch和S4A虽然是图形化编程软件，但互动功能十分强大。利用S4A和Arduino，学生能理解互动的原理，并搭建出互动媒体作品的模型，甚至可以学习智能手机、智能家居和物联网这些高新技术的知识，使课程和时展接轨，让学生感觉技术不再神秘，从而产生兴趣。
3. 是承载STEM教育的平台
“科学、技术、工程和数学教育”（STEM education）是近期美国教育的热点，如何在基础教育中实施STEM教育，已经逐渐引起我国教育专家的关注。STEM素养是一个多学科交叉的研究领域，强调把学生学习到的零碎知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。一个STEM课堂的特点就是，在“杂乱无章”的学习情境中强调学生的设计能力、批判性思维能力和问题解决能力。这种复杂的学习情境包含了多种学科，其问题可能涉及纳米技术、生物医学和天体生物学等学科知识，强调综合技术的应用。《互动媒体技术》课程以项目的形式，引导学生综合应用技术，涵盖了多个课程领域，是一个很好的承载STEM教育的平台。我深信，随着《互动媒体技术》课程的普及，对学生STEM素养的提升将起到很好的促进作用。
参考文献
[1]赵中建. 为了创新而教育[N].中国教育报.第7版.2012.6.15.
[2]吴俊杰，梁森山.Ledong Scratch互动教学平台的应用与研究（七）——基于自制光敏扫描仪谈STEM教育[J].教学仪器与实验，27卷，9-11.
[3]汪文斌. 新媒体 新世博 新生活.人民网.Retrieved November 2， 2010， from .
作为中小学教育核心课程之一的数学，其重要性在国内外都不言而喻。然而，如何在学校班级教学环境下激发学生的数学学习兴趣、进行个性化辅导，长期以来是摆在数学教育者面前的难题。本文介绍了在教学理论指导下设计的网上数学教学系统――“乐学一百”。该系统具有即时反馈、几何作图智能判断、游戏化激励等多项功能。本文详细研究了该系统在一所中学一个学期的混合式教学课程实验情况，在准实验中收集的学生成绩、学生调查、学生和家长反馈、教师访谈等多维度的数据表明，该系统可以有效提高学生的数学学习兴趣，改善其学习表现，减轻数学教师负担。研究表明：该系统交互性的重要表现――即时反馈和正面激励是其产生积极影响的重要原因。同时，该系统的智能化程度需要进一步提高，以满足众多学生的个性化学习需求。
【关键词】 数学教学；教学系统；教学效果；即时反馈
【中图分类号】 G434 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009-458x（2017）03-0037-08
一、研究问题
数学是中小学教育阶段国际公认的核心课程之一。世界经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，简称“经合组织（OECD）”）的国家和地区发起的国际学生评估项目（Program for International Student Assessment，PISA）测试就包括数学知识考试，它也逐渐成为衡量不同国家之间中小学教育成就的一项重要指标。
但是，在学校常规班级教学中，较高的生师比使得数学教师不可能考虑每个学生的学习进度，也不可能针对每个学生的学习情况给予即时反馈，提出恰当建议，进行个性化的辅导和兴趣激励。而在数学学习中，特别是在应用基本知识解决问题的过程中，即时而恰当的反馈、建议、辅导和激励对学生来讲是至关重要的。
计算机辅助学习系统最重要的优点就是能够自动给予学生即时而恰当的反馈，这也是其智能性的重要体现。所以，长期以来，以计算机辅助教学系统为代表的现代教育技术在数学教学中得到了广泛应用。但是其实际应用效果究竟如何呢？
二、相关研究简介
国际上有大量关于计算机支持的数学教学效果的实证研究，因为篇幅限制不能详细列举，简要介绍相关元分析研究的成果。元分析是一种文献研究，其研究对象是已经出版的实证研究文献，研究方法是对这些实证研究的结论进行分析，以便总结和概括这些实证研究结论所反映的共性和规律。国外很多关于计算机辅助教学（CAI）的元分析研究（Burns， 1981； Hartley， 1978； Kulik & Kulik， 1991； Liao， 2007； Tamim， Bernard， Borokhovski， Abrami， & Schmid， 2011）分别分析了几十个、几百个乃至几千个研究，普遍指出：计算机辅助教学与传统教学手段相比，对于学生的学习表现可以起到更加显著的正面影响。对于学业表现较差的学生而言，很多研究（Lynch， Fawcett， & Nicholson， 2000； O’Byrne， Securro， Jones， & Cadle， 2006）也表明计算机辅助教学对于其学习成绩可以起到正面的促进作用。
在数学领域的大量元分析中，Cheung和Slavin（2013）考察了K-12学校的教育技术应用对学生数学成绩的影响，因为美国学生的PISA数学成绩表现长期以来不如其他OECD成员国，而教育技术应用于数学教学是改善美国中小学生数学成绩的一项有效手段，正如美国数学教师协会曾经指出的“技术在数学的教与学中至关重要”。他设置了非常高的研究方法标准（最少持续12周，有实验班和对照班，常规教学条件，有要求严格的前测和后测成绩），筛选出了74篇高质量的研究论文。这些研究包含的学生样本量为56，886。其中45篇研究了小学阶段的31，555名学生，29篇研究了中学阶段的25，331名学生。该元分析发现：一般来说，与传统教学方法相比，教育技术应用都对学生学习产生了正面影响。
在此研究之前，国际上20多个元分析研究考察了教育技术对学生成绩的影响，其中7个关注数学学科。这些研究也都发现了教育技术对学生数学成绩的正面影响。
国内不少研究也介绍了计算机支持的数学教学系统，但是关于其教学效果的实证研究不多。从中国知网（CNKI）检索后，我们发现了以下两篇关于技术支持数学教学的实证研究。
张文兰等（2013）对参加三个月的电子书包实验的试点班和对照班的数学考试成绩进行了统计和分析。前测中两个班成绩无显著性差异，后测也无显著性差异，但是实验班比对照班成绩高出0.21分。该文对成绩提高不显著的原因进行了分析，包括实验周期有限（三个月）、设备技术和功能的局限性等。
管珏琪等（2015）分析了参加两年电子书包实验的三年级和四年级学生和同时期未参加实验的学生的期末数学成绩，发现不论是三年级还是四年级，期末数学考试中，参加实验的班级的成绩都显著高于未参加实验的班级的成绩。但是，该文没有介绍实验班和非实验班在参加实验前的成绩差异，也未介绍除了实验变量（电子书包）外，实验班和非实验班是否还受其他不同因素的影响。
基于以上的相关文献分析，我们发现：国内关于计算机支持数学教学的实证研究不多。本研究拟选择某所学校的数学教学进行较长时间的准实验研究，以提高实验结果的可信度。
三、教学理论基础
行为主义学习理论强调通过强化与教学目标相关的刺激和激励来实现学习。计算机辅助教学系统给予学生的即时反馈和建议就是这样的刺激和激励。行为主义指导下的计算机辅助教学，强调计算机能够激发学生的反应，并给予学生及时、详细和恰当的反馈，而这种反馈能够包含对学生表现的评价（Skinner， 1958）。Tobias（1973）发现，学生建构性的反应对于提高学业成绩而言是最有效的，而且，这种对于学生的明确反馈会引起学生的极大关注，并进一步导致更好的学业成就。Clariana和Lee（2001）也认为，网络学习中的明确反馈可以提高学生的学习成绩。
认知主义强调研究和理解人脑内部的复杂过程：感知能力、解决问题的策略、决策过程和对复杂关系的理解，等等。学习是多层次的信息加工过程，包含了对于信息的解释和评价。教学不是知识的简单传递，而在于学生积极主动的获取。学生是一个积极的信息加工者――积极地做出选择和注意等反应，积极地组织已经知道的信息，积极地寻求相关信息来解决问题。教师要为学生创造良好的条件激发学生的学习动机，提供合理的学习策略，从而促进学生的学习（Gagne & Briggs， 1974， pp. 10-20）。
混合式学习方式⒋统的班级教学与通过国际互联网或局域网进行的在线学习结合起来。Dziuban、Hartman和Moska（2004）指出：“混合式学习应该被看作一种教学方法，它将课堂教学的社会性和有效性与在线学习环境技术支持下的主动学习结合起来。”Bonk和Graham（2006， p.1）强调：“混合式学习环境将传统面对面的教学方式与计算机支持的在线学习结合起来。”混合式学习是计算机辅助教学的一种教学应用方式，强调传统的班级教学与计算机支持的学习的有机结合。网络教学系统支持的数学学习与传统的学校教学结合起来，显然是一种混合式学习。
四、教学理论指导下的系统功能设计
北京乐学一百在线教育科技有限公司总结近15年多媒体教育软件及混合式教学实践经验，研发了“乐学一百”在线教学系统。该系统聚焦于中小学数学教学，在行为主义和认知主义等教学理论指导下，提炼出了适应中小学生在线学习的3I教学法并将该教学法贯穿到系统设计之中：个别自适应学习，自定步调（Individualized Adaptation）；渐进掌握式学习，小步闯关（Incremental Mastery）；互动发现式学习，持续互动（Interactive Discovery）。
在内容上，该系统包括与全国初中和小学数学大部分通用教材相配套的习题内容，全部为自己研发。与传统印刷版的习题集不同，该系统能够根据学生提交答案的快慢和正误，给予即时反馈和游戏化的积分激励，而不是单纯呈现解题过程和答案。
我们以北京师范大学出版社《初中数学》（七年级下册）为例，介绍该系统的主要功能和3I教学法的具体实施。该册内容包括了“整式的乘除”“相交线与平行线”“变量之间的关系”“三角形”“生活中的轴对称”“概率初步”等。在每一部分，设置了若干关卡练习。比如在“生活中的轴对称”部分，设置了18道关卡（如图1所示）。前面的15关是关于“生活中的轴对称”的若干分解任务的（如第一关是认识轴对称，第二关是“画轴对称图形”，等等），后面的3个关卡分别是“挑战100分”“检测”“错题更正单元”。“挑战100分”和“检测”是综合性练习，而“错题更正单元”是本单元出现的错题集合。
这些关卡题目的做题顺序，完全由学生自我控制，可以根据情况自由选择，这就是“个别自适应学习，自定步调”的含义。
第八关是“等腰三角形练习1”，包含10道题，满分为100分，并设置了标准时间，为2到4分钟。如果做题时间短于标准时间的下限，即2分钟，则加分；如果做题时间长于标准时间的上限，即4分钟，则减分。这些题目采用填空题或选择题的形式，系统可以判断用户答案的正误。如果答对了，系统给予“正确”之类的提示，进入下一道题目；如果答案错误，系统则给出“错误”或者“再想一想”之类的提示，学生必须再次输入或者选择正确答案，直到该题目答案正确为止，才能进入下一道题目。这就是“渐进掌握式学习，小步闯关”的含义。每个关卡的通过，系统给予正确或者错误的提示，就是行为主义教学思想的体现；这样一系列的围绕等腰三角形等知识点的小步骤闯关过程，可以帮助学生深刻理解相关知识点，体现了认知主义的教学思想。
如果学生实在做不出来，可以求助在线的“老师答疑”。这种人工在线辅导加上系统自动给出的答案正误的反馈，构成了“互动发现式学习，持续互动”的教学环境。
以上我们介绍了“同步闯关”的基本内容。每个关口的做题过程都会保留下来，便于用户以后复习。闯关成功后，学生可以看到本次练习的得分、一次正确率、所用时间、（相对于标准时间）提前/延迟、基础学分、奖励学分、获得乐币（该平台的一种虚拟货币）、当前乐币。其中的得分、奖励学分、基础学分和获得乐币是综合考虑一次正确率、所用时间等多个做题表现指标计算得出的。
除了学分和乐币，如果该生能够持之以恒地练完一章的内容，系统还授予学生勋章。同年级同一学段学生，还按照其获得学分、乐币多少设置了排行榜；只要是注册用户，都能在排行榜上找到自己的位置和要超越的对象。学生还可以使用学习获得的乐币来换取实物奖品。
除了“同步闯关”，还有“强化技能”“挑战100分”“竞赛培优”“专项训练”“最后一题”。这些内容属于基础知识和基本技能之上的较高要求。此外，该系统能够自动收集学生在单元闯关中所有题目的答案，并特别关注做错的题目，形成个人错题集，便于学生开展针对性的纠错练习。
为了辅助学生学习比较困难的几何作图，该系统设计了几何作图智能判断引擎，自动判断学生的几何作图是否符合题目要求。借助这个工具，学生不仅能够学习常规作图方法，更能创造性地解决几何问题。
为了创建社会化的学习环境，系统还设置了“同学动态”窗口。学生用户可以选择打开或者关闭该窗口。该窗口上动态显示其他同学的做题情况，以及家长给予孩子的表扬和乐币奖励。
五、研究方法
本课题研究方法主要是准实验研究。准实验研究的基本思路为：根据学校正常教学工作的安排，选择其中一个班作为实验班，其他作为控制班（对照班）。实验班和控制班的教学内容、进度和方法完全一致；唯一不同的是，实验班要通过网络在智能教学系统上完成老师布置的作业，而对照班仍然按照传统方式完成老师布置的作业。
在准实验研究中，自变量是参加混合式学习与否，因变量是学生的考试成绩及主观反应。通过分析历次考试成绩来比较实验班和控制班的数学学习成效；通过调查问卷和访谈等方法了解学生对于数学学习和数学教学系统的感受和认识。
对于考试成绩，主要比较实验班和控制班在同一次考试中的成绩差异，也就是进行横向比较。这是因为在同一次考试中，两个班的考试内容完全相同，其成绩具有可比性。而同一个班（如实验班或者控制班）在不同时期的两次常规考试中，考试内容一般都不相同，难度也不一定相同，所以前后两次的成绩不具有可比性。因此，不进行同一班前后成绩的时序纵向比较。在比较实验班和控制班两个班成绩的时候，主要考察的统计指标包括：
（1）每一班成绩的平均值。它反映了全班同学成绩集体性的平均表现；两个班成绩的差异就用两个班成绩平均值的绝对差来表示；每次考试每个班平均成绩在整个年级的位置变化，也反映了其成绩的变化幅度。
（2）每一班成绩的标准差。它反映了全班同学成绩的离散程度。
（3）两个班平均成绩差异t检验的结果。它反映了两个班成绩差异的统计学显著程度。t检验是一种假设检验；假设两个班的成绩相同，如果计算出来这种假设的概率很小，比如一般设为小于0.05（即5%），则认为这种假设不成立，即两个班的成绩在统计意义上是有差异的，或者说两班成绩的差异在统计上是显著的。t检验可以用SPSS等统计软件来进行。
（4）效果尺度（Effect size）。综合考察两个班平均成绩的差异和每个班成绩的离散程度。国际上常用Cohen’s d这一变量来表示效果尺度（Cohen， 1992）：
[d=Mean1-Mean2Standarddeviation]
其中，Mean1和Mean2是实验班和对照班的评价成绩，而加权标准差（standard deviation）由下列式子计算得出：
[Standard deviation=n1*SD12+n2*SD22n1+n2-2]
其中，n1和n2分别是两个班的人数，SD1和SD2分别是两个班成绩的标准差。
调查问卷的实施，则通过网络调查问卷系统（Limesurvey）来实现，简单、快捷、方便。
六、基于混合式教学思想的课程整合实验
2015年9月到2016年1月，“乐学一百”系统在四川一所初中的数学教学中进行了准实验研究。初一年级四个班的教学内容、要求、进度和方法基本相同。选取其中一个班为实验班，其他三个班不使用该系统，作为对照班参与课题研究。
按照混合式教学的基本思想，实验班使用“乐学一百”系统（如图2所示）。具体教学流程为：
课前，教师通过“乐学一百”给学生布置“引导单元”部分的作业，让学生进行课前预习时完成该部分的作业。教师通过系统检查学生的预习结果，即查看学生是否完成了引导单元的练习和成绩如何。
课上，教师根据学生预习的情况对教学内容做适当调整，具体表现在：对学生在“引导单元”基本上回答正确的题目进行略讲，对经常出错的知识点进行重点讲解，或者请答对的同学板书演示，有时候也请同学们使用平板电脑对难题进行深入讨论（如图3所示）。此外，在上单元小结或者知识点小结的课堂上，教师会直接分析学生之前做过的题目。对于那些得分很高、表现很好的同学，教师会在课堂上给予口头表扬，对于那些没有及时过关的同学，则会询问原因，究竟是网络原因、时间原因还是其他原因，然后再根据学生反馈的情况提出不同的要求。
课后，实验班学生除了用大约25分钟时间完成一本常规练习册中的配套练习之外，还需完成“乐学一百”中的练习，约10分钟。对照班学生则要完成两本常规练习册的配套练习，时间约为50分钟。
七、实验结果
根据收集到的考试成绩数据、学生调查数据、学生和家长反馈以及教师访谈，对实验结果进行分析。
（一）考试成绩
我们收集了2015年11月份期中考试，12月份月考和2016年1月份期末考试实验班和其他三个对照班的成绩。期末考试的形式、题型和总分的情况是：考试分A、B两卷，A卷100分，其中选择题10个共30分，填空题4个共16分，解答题8个共54分；B卷50分，其中填空题5个共20分，解答题3个共30分。
从该表可以看出，在试验初期，实验班比对照班的成绩高出3.8分，统计意义上不显著（p=0.107），实验班相对于对照班的效果尺度也仅仅为0.18。一个月后，成绩差异扩大到5.2分，但是差异显著性和效果尺度有些缩小。再经过1个月，成绩差异扩大到6.1分，这种差异从统计意义上是显著的（p=0.049），实验班相对于对照班的效果尺度也扩大为0.25。
（二）问卷调查
在实验学期结束后，我们设计了一个网络调查问卷，调查学生的数学学习情况和使用“乐学一百”系统的体验和感受。问卷包括三个部分：个人基本信息、对学习平台的评价和数学学习效果评估。因为在现有研究文献中没有找到中学生数学学习评价量表，该问卷内容根据本研究的实际情况自行设计。
实验班48人中有42人提交了有效问卷，其统计情况如下。
在个人基本信息部分，关于学生的性别，答案显示男生为18人（42.9%），女生为24人（57.1%）。年龄均值为13岁。平均每次在“乐学一百”在线学习平台上学习的时间，均值为47.4分钟。
第二部分是对“乐学一百”在线学习平台的评价，含有九道题；第三部分是数学学习效果的自评，含有五道题。第二和第三部分共14个问题，都为单项选择题，答案5个分值的Likert量表，1表示非常不同意，2表示不同意，3表示不确定，4表示同意，5表示非常同意。对这14个问题的答案进行信度分析，发现其Cronbach’s Alpha值以及基于标准化项的Cronbach’s Alpha都为0.987，表明该问卷可信度很高（如表2所示）。
表3显示了这14道题的描述统计结果，从中可以看到，对系统平台感受的9个问题，均值都在“同意”（4分）附近。最高的一项是“即时给予正面的反馈能增强自己的自信心”，为4.05分。可见，该系统界面美观、布局合理、简便易用、稳定可靠，题目质量高、数量合理，以及排行榜和乐币等游戏机制可以激发学生的学习兴趣和积极性，即时反馈增强了学习自信心，在线答疑机制帮助学生释疑解惑。因此，学生喜欢使用这个智能学习平台。不过这9个问题的均值都未达到“非常同意”（5分）的程度，可见学生对这个平台还有更高的期待值，说明该平台还有很大的改善余地。
对学习效果的5个问题，均值略低于“同意”（4分）。最高的一项是“提高了自主学习能力”，为3.98分。可见，该系统提高了学生的学习兴趣、分析和解决问题的能力、学习自信心、自主学习能力，帮助学生掌握了相关知识。但与“非常同意”（5分）还有一定的距离，可见该平台在改善学生的数学学习方面还有很大的提升空间。
在调查问卷的结尾部分，还有一个开放性问题，请同学们畅所欲言，谈谈使用系统的体会和感受。分析这些反馈内容后，可以将其分为三类：正面评价、建议，以及正面评价+建议。25个同学都给予了正面评价，包括：“‘乐学一百’让我不会的题都会做了，让我的能力提升了”“乐学对我有很大帮助，让我掌握知识，还让我增加对学习的兴趣”等。12条建议包括：“有时候数学符号有点问题”“希望答疑老师能够更好地去引导学生！”，等等。既有正面评价又有建议的反馈3条：“建议改进一下网页部分页面脚本错误的问题，感谢乐学一百对我的帮助！”“在线答疑有时候会人太多，解答不了，其他都挺好的”和“希望把答案做成多样化，其他方面都非常好”。
从这些反馈中看出，大部分学生对该系统的评价是正面、肯定和赞扬的，还有一些同学提出了合理化建议，比如4条建议是关于在线答疑功能的，应该在这方面进一步完善。
（三）学生和家长反馈
为了解学生和家长对“乐学一百”系统的感受，随机请5位同学及其家长书面总结了学习心得和反馈意见。
学生A说：“自从开始使用‘乐学一百’，我对数学有兴趣了。以前上课不喜欢听课，总是走神，现在上课也不浮躁了。”学生B说：“自从学了以后，感觉我的基础上升不少，成绩也提高了，让我对数学有点感兴趣了。而且不会的题可以问老师，还可以到网站的市场上买很少见的东西，这是激发我学习的动力之一。”学生C说：“在‘乐学一百’中，不仅学习到了知识，也收获到了学习的快乐。”上述学生的反馈可以概括为：这种学习方式提高了学习数学的兴趣，体验到了成功的快乐，增强了学习信心，提高了学习成绩。
家长A说：“通过这次活动，孩子对数学逐渐有了学习兴趣，希望能继续加油，多动脑，多做题，把成绩提高上去。”家长B说：“孩子学了‘乐学一百’以后我们很高兴，她自己也觉得很好，我们很支持。”家长C说：“‘乐学一百’的课程设置与学校的教学内容紧密相关，而且对教学内容进行科学的分解，使学习更容易，便于孩子理解和掌握，而且教学方式灵活多样、趣味性高，真正做到了让学生快乐学习，学习成绩有所提高。”上述家长反馈意见可以概括为：这种学习方式帮助孩子增强了学习数学的兴趣和信心，体验到了学习数学的快乐与成功。
（四）教师反馈
我们访谈了参与课题的数学教师，了解实验班和对照班的基本情况，听取其对系统的评价和建议。该教师认为，该系统能够客观、准确评价学生的学习情况，可以帮助教师进行个性化教学，让教师清楚地知道每一个学生的学习状况。此外，习题是模块化的知识点，能够帮助学生快速掌握知识。闯关游戏，对学生起到一定的激励作用。每一道题目都会给学生积极的反馈，增强学生的自信心。如果学生遇到困难，答疑系统就会提示“需要帮助吗”，能及时帮助学习上遇到困难的学生。
该教师同时建议：“把知识点与课标结合，根据课标的要求，在理解和掌握方面多下功夫。加题目的随机性，派给每个学生的题目最好不一样。学生做错题目进行二次过关的时候，只针对错题，不要重复前面的题目。加强系统的数据统计功能，给老师和学生更多的参考信息。”
八、研究结论和讨论
我们介绍了网上数学教学系统“乐学一百”的基于教学理论的设计思想，自动判分、即时反馈、几何作图智能判断、游戏化激励等多项功能，及其在一所中学一个学期的课程实验情况。在准实验中收集的学生成绩、学生和家长调查反馈、教师反馈等多维度的数据表明，该系统可以有效提高学生的数学学习兴趣，改善其学习表现，缩短学生课后作业时间，帮助教师了解学生情况，减轻教师负担。该系统交互性的重要表现之一――即时反馈和正面激励是其产生积极影响的重要原因。基于行为主义和认知主义教学思想的“3I”系统功能设计为学生提供了学习新知识、加深理解和巩固运用所学知识的机会。基于该系统功能的贯穿于课前预习、课中学习和课后复习的混合式教学实践为该实验的成功奠定了坚实的基础。
不过，学生和教师的调查反馈也指出，该系统在提供学生游戏化激励的同时，也应该增强其智能性和适应性，给学生提供适应性的测试题目、恰当的做题提示和帮助，实现个性化教学。也就是说，数学教学系统的未来在于智能化，即智能教学系统（Intelligent Tutoring System， ITS）。
一个智能教学系统（ITS）是指一个能够模仿人类教师或者助教来帮助学习者进行某个学科、领域或者知识点学习的智能系统。它是人工智能技术在教育领域的一个重要应用方面。人工智能技术是教育技术与学习科学的基石之一（张剑平， 陈化品， 2008； 张建伟， 2013）。VanLehn（2011）对大量智能教学系统研究成果的元分析结果发现，在效果尺度（ES）上，人工一对一的教学方式与智能教学系统无显著性差异（分别为0.79与0.76）。智能教学系统的辅导颗粒度（Granularity）越小，也就是说辅导越细致入微，效果越明显。“乐学一百”系统的“渐进掌握式学习，小步闯关”功能设计已经初步体现了这种思想。该系统如果进一步改进、提高智能化程度，可以节省大量人力资源和成本，大幅度提高社会和经济效益。具体改进的方向包括：实现对学生的基于自然语言的个性化智能答疑，替代现有的人工辅导答疑模式；把教师的教学资源、考试资源方便地整合到系统中，与原有的教材形成互补；针对学生的历史学习纪录，进行智能化的内容推送和学习测评等。
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收稿日期：2016-01-08
定稿日期：2016-06-17
作者介：贾积有，博士，教授，博士生导师，北京大学教育学院教育技术系，北京大学教育信息化国际研究中心主任（100871）。
张必兰，硕士生在读，北京大学教育学院教育技术系（100871）。
关键词：信息技术；音乐；载体
信息技术与音乐课程的攘台是当前信息技术在高等音乐教育领域中所应用的一种新的、重要的形式，同时也是高等音乐教育教学改革与发展的一种必然趋势。它的出现将彻底改变传统营乐教学的过程与模式，在攘合的过程中同样将会引发音乐教育教学的深刻变革。那么，如何正确评估信息技术在音乐课程整合中的地位和作用，恰当地使信息技术与音乐课程的教学相结合、相融合，是当前高等
音乐教育改革需要解决的、具有十分重要现实意义和指导作用的问题。任何轻视信息技术的作用或者过分追求技术的层两都是不利于音乐教学的。因此，厦清并解决这些问题对于指导我们的音乐教学实践具有重要的意义。
一、信息技术在音乐教学中应用的特点和作用
信息技术在音乐教学中用途广泛，它不受时间、空间以及宏观、微观的限制，视听结合，能及时如实地传递、保存和反馈信息，提高了信息的传播速度，拓宽了信息的传播广度，加剧了信息的传播深度。在激发学生学习音乐的积极性，提高学习效率，更好地发挥音乐教师的主体作用，使音乐教育实现大众化、社会化等方面，都显现出很大的优越性。（一）信息技术能够提高教育质量和教学效率
信息技术用于教学所提供的外部刺激，不是单一、乏味的刺激，而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）通过大量的实验证实[1]：人们在学习时，通过视觉感官获得的知识占83%、听觉占11%、嗅觉占3.5%、触觉占1.5%、味觉占1%。我们可以看出：在所有感知器官中，视觉和听觉在学习中所起的作用最大，二者竟然占了94%。同样一份学习材料，让一组学生先学习三个小时后进行记忆测试：纯听觉能记住60%、纯视觉能记住70%，而视听并用则能记住90%。三天之后再进行测试：三种学习方法的记忆比率则分别下降为15%、40%和75%。这些数据告诉我们：运用视听结合的信息技术能提高教育质量和教学效率。如果能较好地运用到音乐教学中，对音乐教学效率的提高肯定也是不言而喻的。（二）信息技术可以激发学生学习音乐的兴趣和动机信息技术用于音乐教学，能清晰地展示各种抽
象的、深奥的音乐理论知识，能展示和播放各种图形、图像、声音，并可以反复予以再现，使音乐教学更加形象、生动，有更强的艺术感染力，并能充分调动
学生学习音乐的主动性和积极性。因为，兴趣、爱好是学生学习音乐的原始动力。例如，在引导学生聆听{1812年序曲》的时候，可以给学生播放1812年俄法战争的历史背景资料、图片或电影资料，让学生了解拿破仑与库图佐夫的战略部署及战争的发展情况；还可以向学生展示俄国作曲家柴可夫斯基谱写这首乐曲的背景情况，以及这首乐曲的基本内容、音乐主题、曲式结构等心]。（三）信息技术可以提高信息增值率现代化的信息技术教学方式，如：电子计算机教学、广播电视教学等，是一种开放性的信息技术教学，其信息增值率可以扩大到几万倍甚至几十万倍。如果能在音乐教学中得到广泛推广和应用，将可以极大地节约教学成本，并可大范围地普及国民的艺术素质，提高国民的艺术修养。
二、中小学音乐课程与信息技术整合的基本模式
根据音乐教学目标和教学内容，中小学音乐课程信息技术整合可灵活采用各种教学模式。
1.探讨式（师生互动学习式）
探讨式教学模式注重师生的互动关系，教师可先设计一些具有探索性的问题，让学生先协作讨论并用计算机网络引导学生去发现、验证、模拟等，让学生总结其规律，完成其对知识的理解与掌握。其授课程序一般是：提出问题――分组研究――确定个体选题――自主学习―学习成果――信息反馈――教学评价。这种教学更加突出了学生的主体地位，鼓励学生的自主性与独立性，与传统教学方法最大的不同就是由学生主动地探讨性学习，而不是把学习内容联接灌输给学生。探讨式学习包括对音乐理论、音乐作品，以及创作手法、作品风格的理解，也包括尝试、感悟和总结。通过此有助于学生音乐记忆的牢固和思维的发展，对学生学习兴趣的激励与自信心的养成也颇有益处。
2.研究式（同学协作研究学习式）
该模式是指学生基于课堂问题情境，在教师指导下利用多媒体计算机所具备的图像、动画、语言、音乐的功能和音乐相关信息资源以及计算机所特有的交互性，选择和确定音乐学习课题，通过同学间的分工协作，实现音乐知识的搜索获取、音乐知识的应用、学习中问题的解决，达到音乐知识建构的学习过程。其授课程序一般是：提出问题――协作分工――机上操作――自主研究――整合小组成果――学习成果――信息反馈――教学评价。这种教学模式注重学生学习过程中的学习感悟与研究体验和认知结构的发展，通过学生自主的学习过程激发学生学习音乐的兴趣、开发学生的音乐天赋和创作潜力，摈弃了以往音乐教学中只注重现有音乐理论知识和音乐技能的传授，忽视学生开拓、创新能力培养的弊端，从根本上确立了学生在音乐教学中的主体地位。
结语：
多媒体信息技术是音乐教学中的一种重要辅助教学手段.但是应该指出在运用多媒体信息技术的过程中。应该合理、有效的运用，如果一味的追求课堂的新颖、动感。安排过多无关的多媒体内容，则会喧宾夺主。本末倒置，把学生的注意力引向一些朕浅的东西，而最终达不到教学的目的。相反如果我们合理有效的运用多媒体信息技术，在课堂上做到静中有动：动中有静。多媒体的教学手段将会使我们的音乐教学如虎添翼、倍增光辉。
参考文献：
[1]李劲松.邹渊 基础音乐教育"母机"的困惑――对音乐学专业培养模式的思考 [期刊论文] -四川戏剧2006（5）
[2]吴焕庆 科学发展观视野下的信息技术与课程整合实践 [期刊论文] -现代教育技术2007（8）
[3]中小学音乐课程与信息技术整合问题研究 - 赣南师范学院学报 - 2009， 30（1）
【关键词】物理教学信息技术整合策略
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2012）06－0149－01
信息技术与物理教学整合是指物理教学中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源与教学内容有机结合，共同完成物理教学任务的一种教学方式。信息技术应作为一种工具、媒介和方法而融入到教学的各个层面中，包括教学准备、教学过程和教学评价等；学生则通过信息技术获得丰富的、多样化的教育资源。
一 信息技术与物理教学整合的意义重大
信息技术的不断发展和应用，逐渐成为基础教育其他学科的有机组成部分。教师利用信息技术，可以较好的利用上课时间，以形象生动的方式呈现更多的内容，它有助于培养学生的创新精神和实践能力。《基础教育课程改革纲要（试行）》也明确提出“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和学习工具。”
现代化教育不仅必须适应现代化社会发展的需求，而且必须通过培养新型的人才来促进现代社会的进步与发展。近年来，现代通讯、传感等高新技术迅猛发展，极大推动了以计算机为核心的网络、仿真、人工智能等技术的发展，进而为教育的信息化推进提供了可能。多媒体教学技术的应用改变了传统的物理教学，大大拓展了学生的研究视野。信息技术在物理教学中具有非常大的作用。例如：多媒体计算机技术、网络技术、视频实物展台、多媒体投影仪等现代信息教育技术媒体，在物理实验中具有直观形象、化小为大、化近为远、改变时空、动静变化、快慢可调、重复再现等功能，为以实验为主要教学手段的物理学科插上了理想的翅膀，对于整合物理学科教学、优化课堂教学过程、提高物理课堂教学效果具有很重要的作用。
二 物理课程与信息技术整合的问题与反思
李涅（2007）认为：信息技术对物理实验教学有多方面的作用，和传统教学相比存在多方面的优势，但和课程整合需要注意几个方面：第一，技术的融入要体现教学目标；第二，技术的融入要课程化，要有适当的课程切入点；第三，技术融入的手段要随具体课程需求而灵活组合；第四，技术融入要配合课程设计思想，支持教学策略的实施；第五，技术融入要面向教师、学生、资源三方的教和学的活动。李璐（2009）认为“将信息技术引入物理实验教学中势在必行”。她以建构主义学习理论为基础，采用问卷调查、访谈、文献研究对“虚拟仿真实验”的效果进行了探讨，发现“虚拟仿真实验”能在初中物理实验教学中极大地提高学生的学习兴趣、课堂注意指向性，但学生学习成绩的提高效果不显著。
由于教师素质和学校条件等方面的原因，信息技术与物理教学整合还存在一些问题。
1．教师的教育思想观念滞后
一些教师特别是农村教师或是一些老教师习惯于教师“讲”，学生“听”的传统教学方式，而不愿学习或运用现代教育技术进行教学。他们把运用信息技术进行教学理解为：把课本上的内容简单地“移植”到计算机上去，由“人灌”变成“机灌”。
2．实用性课件资源有限
课件是教学信息传递的载体，对教学效果有重要影响，在实际整合过程中，许多教学资源不能被教师直接运用到课堂教学中去。
3．在使用课件教学过程中，忽略了教师教的主导作用和学生学的主体地位
教学中过分依赖信息技术，全部教学环节由技术手段再现，用电子数据代替教师丰富的情感交流语言，用荧屏代替教师形体交流语言，与学生缺乏交流与互动，淡化了教学效果。
4．在信息技术与物理教学整合中，忽略传统教学方式的优势
虽然多媒体信息技术会给学生带来许多外部刺激，有利于学生对知识的获取，但它不能完全替代传统的教学方式。
例如：传统板书（公式和定理的推导、习题的讲解、概念的阐述）能留给学生一定的思考时间，所以传统板书仍需保证。
三 信息技术与物理教学整合的策略
首先，教师要适应新课程改革的需要，必须学习信息技术和方法，形成搜集、筛选和处理信息能力，课程开发整合能力，信息技术与教学整合的能力，有效整合课程要素能力的能力，指导学生开展研究性学习和合作学习的能力等。在信息技术与物理教学整合的过程中，要注重体现学生的主体作用，注意不能让信息技术占用学生的探索、分析、思考的时间，要有利于提供多重刺激，帮助学生突破教学难点，加深对知识的理解和记忆，从而培养学生的思维能力，全面推升信息技术的有效性。
综上所述，信息技术与物理教学的整合是基础教育改革的趋势，在物理教学中要开学地运用信息化技术，创设优化的教学环境，调动学生的学习主动性，从而提高教学的效率。
参考文献
［1］钟启泉.基础课程改革纲要（试行）解读［M］.上海：华东师范大学出版社，2003
自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。特别是由于多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影象这样的特点，所以能提供最理想的教学环境，它必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。这种深刻影响可以用一句话来概括：多媒体技术将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。多媒体技术之所以对教育领域有如此重大的意义，是由于多媒体技术本身具有许多对于教育、教学过程来说是特别宝贵的特性与功能，这些特性与功能是其他媒体(例如幻灯、投影、电影、录音、录像、电视等)所不具备或是不完全具备的。首先应该说明一点：这里所说的多媒体技术是以计算机为中心的多媒体技术。在前几年的一些书籍中曾提到过多媒体组合教学，那种多媒体的概念不一样，那只是将几种媒体加以简单的组合(例如把幻灯、投影、录音、录相加以组合)。今天的多媒体技术则是以计算机为中心，把语音处理技术、图象处理技术、视听技术都集成在一起，而且把语音信号、图象信号先通过模数转换变成统一的数字信号，这样作以后，计算机就可以很方便地对它们进行存储、加工、控制、编辑、变换，还可以查询、检索。显然，这与原来把多种形式媒体组合在一起是完全不一样的，因为它是通过计算机把几种处理不同媒体信息的技术集成在一起。集成方法就是通过模数转换，全变成数字；而且为了便于加工，便于传输，还要进行数据压缩，传到指定地点以后再还原，有一整套复杂的技术通过计算机来实现。所以现在的多媒体技术，实际上是以多媒体计算机来体现的，下面我就从多媒体计算机四个方面的特性与功能来说明它对教育应用的重大意义。 1、多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥
人机交互、立即反馈是计算机的显著特点，是任何其他媒体所没有的。多媒体计算机进一步把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起，产生出一种新的图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式，而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于教学过程具有重要意义，它能够有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机。交互性是计算机和多媒体计算机所独有的，正是因为这个特点使得多媒体计算机不仅是教学的手段方法，而且成为改变传统教学模式乃至教学思想的一个重要因素。
大家知道，在传统的教学过程中一切都是由教师决定。从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的，学生只能被动地参与这个过程，即处于被灌输的状态。而在多媒体计算机这样的交互式学习环境中学生则可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择自己所要学习的内容，可以选择适合自己水平的练习，如果教学软件编得更好，连教学模式也可以选择，比如说，可以用个别化教学模式，也可以用协商讨论的模式。使计算机象学习伙伴一样和你进行讨论交流。也就是说，学生在这样的交互式学习环境中有了主动参与的可能，而不是一切都由教师安排好，学生只能被动接受。按认知学习理论的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的，必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知，这种主动参与性就为学生的主动性、积极性的发挥创造了很好的条件，即能真正体现学生的认知主体作用。
2、多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持 3、超文本功能可实现对教学信息最有效的组织与管理
超文本(Hypertext)是按照人脑的联想思维方式非线性地组织管理信息的一种先进技术。如果所管理的信息不仅是文字，而且还包含图形、图象、声音等其它媒体信息，那就成为一个超媒体系统，换句话说，超媒体就是多媒体加超文本。事实上目前的绝大多数多媒体系统都是采用超文本方式对信息进行组织与管理。因此在一般情况下，也可以对超媒体系统与多媒体系统不加区分，即把超文本看作是多媒体系统的一种特有功能。
如果按超文本方式组织一本书，就和传统的文件或印刷的书籍完全不同，这时的正文(文章、段落、或一句话、一个词)都按相互间的联系被组织成正文网。这本书无所谓第一页和最后一页，从哪段正文开始阅读，以及接下来读什么都由读者的意愿来决定。选择下一段正文的依据不是顺序，也不是索引，而是正文之间的语义联系。认知心理学的研究表明，人类思维具有联想特征。人在阅读或思考问题过程中经常由于联想从一个概念或主题转移到另一个相关的概念或主题。所以按超文本的非线性、网状方式组织管理信息和按传统文本的线性、顺序方式组织管理信息相比较，前者更符合人类的思维特点和阅读习惯。
超文本之所以具有上述优越性是由其结构特征决定的，超文本的基本结构由节点(node)和链(link)组成。节点用于存储各种信息，节点内容可以是文本、语音、图形、图象或一段活动影象;节点大小可以是一个窗口也可以是一帧或若干帧所包含的数据，链则用来表示各节点(即各种信息)之间的关联。节点和链均有多种不同的类型因而形成各种不同的多媒体系统。
利用多媒体的超文本功能实现对教学信息的组织与管理，其优越性在于：
(1)可按教学目标的要求，把包含不同媒体信息的各种教学内容组成一个有机的整体。在传统的印刷教材中，有关语音和活动影象的内容无法与文字内容组成一体化的教材，只能以教科书、录音带、录像带三者各自独立的形式，分别出版。显然，这样的教科书，其内容必然是单调、枯燥的，与超文本方式组织的图、文、音、像并茂的丰富多采的电子教材不可同日而语。
(2)按教学内容的要求，把包含不同教学要求的各种教学资料组成一个有机的整体。教学过程的每个教学单元均包含课文、练习、习题、提问、测验、对测验的解答及相应的演示或实验，把这些教学内容相关而教学要求不同的教学资料有机地组织在一起，无疑对课堂教学、课外复习或自学都是大有好处的。而按传统文本的线性、顺序方式来组织、管理教学内容绝不可能做到这一点。
(3)可按学生的知识基础与水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需要的补充知识组成有机的整体。因材施教是优化教学过程的重要目标之一，但由于学生个体之间差异很大，要在传" 统印刷教材中同时满足基础较差学生、一般学生和优秀学生对教学内容的不同需求是做不到的，而在多媒体电子教科书中这却是轻而易举的事情，只要利用超文本功能设置和预备知识有关的热键以及和补充知识有关的热键即可。
4、多媒体计算机可作为认知工具实现最理想的学习环境
从八十年代中期到九十年代初，计算机作为工具在教育领域被广泛应用主要有两个方面：一是作为数据处理工具（如各种数据库和电子表格处理软件的应用）；二是作为文字处理工具（如WPS和WORD软件）。近年来，计算机在教育领域作为工具应用的一大发展，是作为教学过程中一种有效的认知工具。
众所周知，在过去的廿年中，强调刺激－反应并把学习者看作是对外部刺激作出被动反应即作为知识灌输对象的行为主义学习理论，已经让位给强调认知主体的内部心理过程并把学习者看作是信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入，认知学习理论的一个重要分支棗建构主义学习理论在西方逐渐流行。由于多媒体计算机和网络通信技术所具有的多种特性特别适合于实现建构主义学习环境，换句话说，多媒体计算机和网络通信技术可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具，能有效地促进学生的认知发展，所以随着多媒体计算机和Internet网络的飞速发展，建构主义学习理论正愈来愈显示出其强大的生命力，并在世界范围内日益扩大其影响。
下面我们就从“学习的含义”（即关于“什么是学习”）与“学习的方法”（即关于“如何进行学习”）这两个方面简要说明建构主义学习理论的基本内容。
(1)、关于学习的含义
学习是获取知识的过程。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定情景即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。
“情景”：学习环境中的情景必须有利于学生对所学内容的意义建构。这就对教学设计提出了新的要求，也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析、学习者特征分析以及媒体的选择与利用，还要考虑有利于学生建构意义的情景的创设问题，并把情景创设问题看作是教学设计的最重要内容之一。
“协作”：协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用。
“会话”：会话是协作过程中的不可缺少环节。学习小组成员之间必须通过会话商讨如何完成规定的学习任务的计划；此外，协作学习过程也是会话过程，在此过程中，每个学习者的思维成果（智慧）为整个学习群体所共享，因此会话是达到意义建构的重要手段之一。
“意义建构”：这是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指：事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容的认知结构，也称“图式”。
(2)、关于学习的方法
建构主义提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的主导作用。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的提供者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是知识的被动接受者和被灌输的对象。
学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：
①要用探索法、发现法去建构知识的意义；
②在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的数据和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；
③要求学生把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系”与“思考”是意义构建的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的协商过程（即交流、讨论的过程）结合起来，则学生建构意义的效率会更高、质量会更好。协商有“自我协商”与“交际协商”（也叫“内部协商”与“社会协商”）两种，自我协商是指自己和自己辩论什么是正确的；交际协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论。
教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥主导作用：
①激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；
②通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。
③为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下，组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识，切忌直接对学生进行灌输。
下面我们通过两个实际课例说明如何把多媒体计算机及网络通信技术作为认知工具以实现这样的学习环境。
课例1：澳大利亚“门尼·彭兹中心小学”所作的试验
试验班为六年级，有30名学生，教师名字叫安德莉亚，当前要进行的教学内容是关于奥林匹克运动会。像往常一样，安德莉亚鼓励她的学生围绕教学内容拟定若干题目（例如奥运会的历史和澳大利亚在历次奥运会中的成绩等问题），确定媒体在解决这些问题的过程中所起的作用，并要求学生用多媒体形式直观、形象地把自己选定的问题表现出来。经过一段时间在图书馆和Internet网上查阅资料以后，其中米彻尔和沙拉两位小朋友合作制作了一个关于奥运会历史的多媒体演示软件。在这个软件向全班同学播放以前，教师提醒大家注意观察和分析软件表现的内容及其特点。播放后立即进行讨论。一位学生说，从奥运会举办的时间轴线，他注意到奥运会是每4年召开一次。另一位学生则提出不同的看法，他认为并不总是这样，例如1904年、1906年和1908年这几次是每两年举行一次。还有一些学生则注意到在时间轴线的1916，1940和1944这几个年份没有举行奥运会，这时教师提出问题：“为什么这些年份没有举办奥运会？”，有的学生回答，可能是这些年份发生了一些重大事情，有的学生则回答发生了战争，有的则更确切地指出1916年停办是由于第一次世界大战，1940和1944年停办是由于第二次世界大战。经过大家的讨论和协商，决定对米彻尔和沙拉开发的多媒体软件作两点补充：①说明第一、二次世界大战对举办奥运会的影响；②对奥运历史初期的几次过渡性（两年一次）奥运会作出特别的解释。这时候有位小朋友提出要把希特勒的照片通过扫描放到时间轴上的1940年这点上，以说明是他发动了二次大战。教师询问全班其他同学：“有无不同意见？”沙拉举起手，高声回答说：“我不同意用希特勒照片，我们应当使用一张能真实反映二次大战给人民带来巨大灾难（例如大规模轰炸或集体屠杀犹太人）的照片，以激起人们对希特勒的痛恨”。教师对沙拉的发言表示赞许。
从以上课例可以看到，教师为这个教学单元进行的教学设计主要是让学生用多媒体计算机建立一个有关奥运会某个专题（例如奥运历史或澳大利亚在历次奥运中的成绩）的情景，以激发学生的学习兴趣和主动探索精神，再通过展开讨论，把对有关教学内容的理" 解逐步引向深入。在这个课例中，学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主置，但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导；教师在整个教学过程中说的话很少，但是对学生建构意义的帮助却很大，充分体现了教师主导作用与学生主体作用的结合。整个教学过程围绕建构主义的情景、协作、会话和意义建构这几个认知环节自然展开，而自始至终又是在多媒体计算机环境下进行的（同时用Internet实现资料查询)，所以上述例子是以多媒体计算机和Internet网作为认知工具实现建构主义学习环境的很好范例。
课例2：澳大利亚“伟治·柏克小学”所作的试验
试验班由三年级和四年级的学生混合组成，主持试验的教师叫玛莉，要进行的教学内容是自然课中的动物。玛莉为这一教学单元进行的教学设计主要是，让学生自己用多媒体计算机设计一个关于本地动物园的电子导游，从而建立一个有利于建构“动物”概念的情景。玛莉认为这种情景对于学生非常有吸引力，因而能有效地激发起他们的学习兴趣。她把试验班分成若干小组，每个小组负责开发动物园中某一个展馆的多媒体演示。玛莉让孩子们自己选择：愿意开发哪一个展馆，愿意选哪一种动物；是愿意收集有关的动物图片资料，还是愿意为图片资料写出相应的文字说明；或是直接用多媒体工具去制作软件，都由孩子们自己选择。然后在此基础上组成不同的学习小组。
这样，每个展馆就成为学生的研究对象，孩子们都围绕自己的任务努力去搜集材料。例如，他们到动物园的相应展馆去实地观察动物的习性、生态，到图书馆和Internet网上去查询有关资料，以获取动物图片和撰写说明。在各小组完成分配的任务后，玛莉组织全试验班进行交流和讨论。这种围绕一定情景进行自我探索的学习方式，不仅大大促进了学生学习的自觉性，充分体现了学生的认知主体作用，而且在此基础上开展的协作学习，只要教师引导得法将是加深学生对概念理解、帮助学生建构知识意义的有效途径。例如，在全班交流过程中演示到“袋鼠”这一动物时，玛莉向全班同学提出一个问题：“什么是有袋动物？除了袋鼠有无其它的有袋动物？”有些学生举出“袋熊”和”卷尾袋鼠“。于是玛莉又让学生们围绕这三种有袋动物的异同点进行讨论，从而在相关背景下，锻炼与发展了儿童对事物的辨别、对比能力。这是利用多媒体计算机和Internet网络作为认知工具，实现建构主义学习环境，从而有效地帮助学生完成对当前所学内容的意义建构并促进学生认知能力发展的又一范例。
二、多媒体教育应用的发展趋势
综合近年来国外多种教育技术杂志(如ET,ETS,EMI,JRCE,AJDE.....)上所刊登的主要论文，以及历届“ED_MEDIA”世界大会(World Conference on Educational Multimediaand Hypermedia,即“教育多媒体与超媒体”世界大会，简称ED_MEDIA世界大会，这是国际上每年召开一次的规模最大的有关多媒体教育应用的国际会议)上所发表的基本观点，可以看出当前多媒体教育应用有以下几个值得注意的发展趋势：
1.多媒体技术与网络通信技术的结合 2、多媒体技术与仿真技术的结合
多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种强烈的幻觉，使得置身其中的人全身心地投入到当前的虚拟现实世界中，并对其真实性丝毫不产生怀疑，通常把这种技术称之为“虚拟现实”(VirtualReality,简称VR)。换句话说，虚拟现实是由多媒体技术与仿真技术相结合而生成的一种交互式人工世界，在这个人工世界中可以创造一种身临其境的完全真实的感觉。要进入虚拟现实的环境通常需要戴上一个特殊的头盔(head_mounted display)，他可以使你看到并感觉到计算机所生成的整个人工世界。为了和虚拟环境进行交互，还需要戴上一副数据手套──它使穿戴者不仅能感知而且能操作虚拟世界中的各种对象。
由于设备昂贵，目前VR技术还主要是应用于少数高难度的军事和医疗模拟训练以及一些研究部门，但是在教育与训练领域VR技术有不可替代的非常令人鼓舞的应用前景，所以这一发展趋势也应引起我们的注意。例如，达特茅斯医学院所开发的一种“交互式多媒体虚拟现实系统”，可以使医务工作者体验到并学习到如何对各种战地医疗的实际情况做出反应。利用该系统的实习者可以感受到由计算机仿真所产生的各种伤病员的危险症状，实习者可以从系统中选择某种操作规程对当前的伤病情况进行处理并可立即看到这种处理方式所产生的后果。为了使实习者获得更深刻的体验，系统还可仿真各种外科手术，其内容包括一般的开刀直至复杂的人体器官替换。这种虚拟环境使医学院的大学生不必冒任何医疗事故的风险就可以反复实习病房中的各种实际操作，并可尝试选择不同的技术处理方案以检验自己的判断是否正确，和进行某种技能的训练。
VR技术在教育中应用的另一个例子是创建一种虚拟的物理实验室。物理学按其本身的性质提出了许多“如果……将会怎样”的问题，这些问题最好通过直接观察物理作用力对各种客体的作用效果来进行探索。休斯顿大学和NASA(美国国家航空和宇航局)约翰逊空间中心的研究人员建造了一种称之为“虚拟物理实验室”的系统，利用该系统可以直观地研究重力、惯性这类物理现象。使用该系统的学生可以做包括万有引力定律在内的各种实验，可以控制、观察由于改变重力的大小、方向所产生的种种现象，以及对加速度的影响。这样，学生就可以获得第一手的感性材料(直接经验)，从而达到对物理概念和物理定律的较深刻理解。
VR技术在化学教学中也取得了显著效果。北卡罗莱纳" 大学的科学家们已经研制了一种可以让用户用手操纵分子运动的VR系统。用户戴上头盔并通过数据手套进行反馈控制，可以使分子按某种方式结合在一起。不难看出，这种VR系统不仅在教学上有重要意义(例如可直接观察到蛋白质的分子结构)，而且在科学研究上也有重大的价值，因为按某种新方式结合在一起的分子结构很有可能是治疗某种疾病的新药，或者是工业上所需要的某种特殊材料。
随着对多媒体技术和仿真技术研究的深入，实现“虚拟现实”的理论方法也有很大发展。原来应用VR离不开昂贵的专用硬件或辅助设备(如头盔、数据手套、高分辨率的图形工作站等)，近年来这种情况开始有所改变。例如在今年6月召开的ED-MEDIA世界大会上，出现了一种全新的称作“QTVR”(快速虚拟)的系统。这种系统已实际应用于学习城市的设计与规划，其优异的性能价格比令人惊叹！QTVR技术与普通VR技术在使用的仿真原理上有很大不同：它不是利用头盔和数据手套这类硬件来产生幻觉，而是使用360度全景摄影技术所拍摄的高质量图象来生成逼真的虚拟情景。因此它允许用户在Windows操作系统或是Macintosh微机的操作系统支持下，在普通微机上(无需用高档的图形工作站)只利用一只鼠标和一个键盘(无需戴头盔和数据手套)就能真实地感受到和VR技术中一样的虚拟情景。
学习城市设计与规划的学生利用QTVR系统可以创建一座逼真的虚拟城市，当学生改变城市场景的视图时(例如向左或向右，朝上看或朝下看，摄像机头向目标移近或移远等)，被观察的场景仍能正确保持并能使人产生环绕该城市浏览观光的真实幻觉。与此同时，城市中的各种物理实体(如建筑物、道路、桥梁、树木、交通工具和地形等等)可以用鼠标任意拾取并进行操纵(例如使其旋转，以便从不同角度进行观察，并且还可以进入到建筑物内部的各个房间去观看)。
更令人难以置信的是，由于采用了先进的图象压缩算法，在QTVR系统中，用来表征城市某个虚拟场景的360度高质量全景照片的存储容量竟只有550K字节左右。
显然，QTVR对于学习城市设计与规划的学生是非常适宜的，甚至对于实际的城市设计与规划人员也是非常实用的，因为它可以使学生或设计人员随时改变城市的布局并立即感受到新布局所产生的效果，从而对设计或规划及时作出修改或补充。显然按这种方式设计与按传统的图纸设计或按CAD设计，其效率和质量将有天壤之别。
QTVR的重要意义在于，它开辟了多媒体技术与仿真技术结合的新途径，为“虚拟现实”技术的大众化铺平了道路。从此，VR技术将有可能走出高级研究院与大学的“象牙之塔”，以优质价廉的全新面貌逐步普及到各个教育领域，甚至进入中小学课堂。
3.多媒体技术与人工智能技术的结合
把多媒体技术引入辅助教学系统可以大大改善辅助教学环境，更容易激发学生的学习积极性和主动性，从而能显著提高教学效果。但是多媒体系统由于缺乏推理机制和学生模型的支持，所以不能确定学生的知识水平和认知特点；不能根据学生自己的意愿和理解能力去提供适合该生的学习材料，并作出有针对性的指导，即不能作到因材施教。
智能辅助教学系统由于具有“教学决策”模块(相当于推理机)、“学生模型”模块(用于记录学生的认知结构和认知能力)和“自然语言接口”，因而具有能与人类优秀教师相媲美的下述功能：
了解每个学生的学习能力、认知特点和当前知识水平；
能根据学生的不同特点选择最适当的教学内容和教学方法，并可对学生进行有针对性的个别指导；
允许学生用自然语言与“计算机导师”进行人机对话(由于机器理解自然语言问题尚未解决，目前绝大多数智能教学系统还难以做到这点)。
但是智能辅助教学系统过分强调教师的指导作用，而且目前的智能辅助教学系统其教学方式都比较单调，难以作到图文、音像并茂，因而在激发学生兴趣，提高学生的主动性、积极性方面受到较大的限制。
由以上分析可见，在多媒体教学系统和智能辅助教学系统之间存在性能互补关系，将二者结合起来就可以扬长避短，从而研制出高性能的新一代智能辅助教学系统。
实现智能多媒体辅助教学系统的关键是：建构适合辅助教学需要的多媒体系统和设法使多媒体系统具有智能。
要使多媒体教学系统具有智能，主要涉及学生模型建造和人工智能领域的知识表示与知识推理，后者要求探索出一种适合于多媒体环境的新的知识表示方法和相应的推理机制。考虑到多媒体数据库的信息组织方式通常采用超文本技术，它与人工智能领域的语义网络知识表示在形式上有类似之处，二者均是由节点和有向弧线组成的有向图，我们就有可能在语义网络的基础上，通过认真分析多媒体数据库的特点，而发展出一种新的知识表示方法和推理机制来实现这二者的结合。显然，从语义网络入手只是实现智能多媒体教学系统的一种可能途径，而非唯一途径，我们还可以探索其它的、或许是更好的途径。
多媒体技术与人工智能(AI)技术的结合，除了体现在对多媒体教学系统引入学生模型和知识推理机制以外，还可体现在设法使多媒体知识库中的导航机构实现智能化。用超文本技术组织起来的多媒体知识库具有符合人类联想思维，便于阅读、浏览、查询等诸多优点，但也存在容易“迷航”的缺点。在一般的多媒体系统中，“导航器”只是起指示当前节点在整个知识网络中所处位置的作用(通常用流程图方式给出该节点的一系列前趋节点与后继节点)，以便引导读者由知识网络中的当前节点转向目标节点。若是“智能化导航器”则不仅具有上述导航功能，还可根据学生当前的知识基础与水平，在该节点处向学生建议一条或几条最适合该生继续浏览或查询的路径；另外，在浏览过程中，当学生遇到困难时，该浏览器还能起“智能”(Intelligent agent)的作用，对该生进行帮助，这些帮助包括：①替学生查询有关资料；②以学习同伴身份和学生进行平等的讨论以加深学生对某个问题的理解；③以指导教师身份对学生的错误进行必要的指导以便使学生少走弯路。
4.多媒体技术与建构主义学习理论的结合
如前所述，建构主义学习理论是认知学习理论的一个重要分支，建构主义的起源应追溯至皮亚杰的儿童思维发展理论，可谓源远流长。但是自八十年代初期以来，尽管认知心理学已逐渐取代行为主义心理学占据了统治地位，而建构主义学习理论在很长一段时期内并未产生明显的影响。直至近年来，随着多媒体技术的日益普及，建构主义学习理论才逐渐引起人们的广泛的注意，按照建构主义学习环境进行教改试验研究的学校也日渐增多。个中缘由固然有学习理论的流行必然要滞后于作为其理论基础的心理学的流行这样一个因素，但是更重要的因素则是九十年代以前社会上还缺乏实现建构主义学习环境的理想条件。前已指出，建构主义学习环境包含四大属性或四大要素即“情景”、“协商”、“会话”和“意义建构”。显然，多媒体技术的特性与功能最有利于四大属性的充分体现，例如：
“情景”──建构主义学习理论强调创设真实情景，把创设情景看作是“意义建构”的必要前提，并作为教学设计的最重要内容之一。而多媒体技术正好是创设真实情景的最有效工具，如果再与仿真技术相结合，则更能产生身临其境的逼真效果。
“协商”与“会话”──协商与会话过程主要通过语言(少数场合用文字)作媒介，这就要求计算机辅助教学系统必须要有语音功能，即要用多媒体计算机才能支持。
泠烨
（全国中小学计算机教育研究中心 上海部 泠烨）
我国自1983年开展中小学计算机教育至今已十多年，其发展过程大致可分为三个阶段：课程教育阶段 ；引入计算机辅助教育阶段；普及发展阶段。作为课程教育阶段的标志：1985年全国24所重点中学开设 BASIC语言课程，并由此引发全国大、中、小、幼各级学校的BASIC浪潮。计算机辅助教育的兴起， 源于国家“七·五”期间投资研制的中华学习机。为了推广学习机，我国进行了大规模的计算机辅助教学软件 的研制，从而使中小学计算机教育踏上了辅助教学的历程。但是由于各地经济和教育发展的不平衡，特别是当 时某些地方的领导，对计算机教育的意义认识不足，支持不力，实际上，这一转折只在某个时期、某些地区火 红了一阵，紧接着出现了一个低谷时期，总体上仍然维持着BASIC的天下。直到1992年济南第四次计 算机教育工作会议后，由于从中央到地方都加强了领导并制定了相应的规章制度，才在全国各地呈现出一派普 及发展的势头。总而言之，我国中小学计算机教育十几年来取得了很大成绩，但仍存在不少问题，现择其主要 的谈谈自己的一些看法。
一、关于小学计算机教育的目标
当前，我国小学计算机教育的最大困惑莫过于目标不清。对小学计算机教育目标的不同理解，大致形成了 以下几种主要观点：
其一曰先进论。计算机是20世纪科学技术的骄子，由于它的诞生和发展，极大地提高了社会生产力，并 掀起了广泛而深刻的社会变革。计算机已渗透到各行各业及人们生活的各个角落。我们的孩子如再不学习计算 机将很难立足于未来社会，国家也将因公民素质低下而处于贫困挨打的落后地位，所以，掌握计算机技术才算 拿到通往21世纪的钥匙。
诚然，我们的学生确实应该学习计算机，但学什么，怎样学，往往是随大流。一会儿说是“第二文化”， 一会儿又说是“工具论”；今天喊《信息学》，明天又叫“CAI”（计算机辅助教学）。出现上述情况是因 为对当前我国计算机教育的必要性、目的性研究不够，对十多年的经验教训缺乏认真的总结及理性的梳理，所 以也就很难形成我们自己的观点。我们一贯主张吸收国外一切有用的经验，但别人的经验绝不能替代我们自己 的研究和实践，我们站在别人的肩上，其目的是要有所作为。计算机教育是前无古人的事，世界各国都在根据 本国的具体条件和民族特点，在不同程度上进行研究和试验，水平也参差不齐，我们只有对别人的论点、主张 进行深入的探求和思考，才能去粗取精，为我所用。
计算机是先进的科学技术，也是直接关系国计民生的重要科学，但是并非所有先进和重要的科学技术，都 必须在中、小学阶段设课教育。在先进性、重要性之外，还有其它值得注意的因素，那就是基础性。这里所指 的基础，主要是计算机操作运用能力，而不仅仅是计算机学科的知识。计算机是信息交换和信息处理的一种工 具，不会运用计算机，就会像文盲一样，很难在今后的社会中立足。学会运用计算机能为学好当前的课程及为 今后更高层次的学习提供良好的手段，奠定必要的基础。正如小学生学习语文并不是为了当作家，但如果不学 习语文就无法完成其它各科课程的学习一样，小学计算机教育也同样不是为了培养计算机专家，只是为学生提 供一种交流和处理信息的手段，以提高各科教学的效率和效益。计算机教育是学习计算机的基本运用，关键在 “用”字上，不能理解成是进行计算机科学的基础教育。计算机科学是一门上层学科，它的基础是数学和物理 学，要求小学生学习什么递归算法，什么磁性存储，这对绝大多数学生来说，无论从生理上还是从认知能力上 ，都是无法接受的。这种揠苗助长的做法，只会扼杀他们学习计算机的积极性。小学生要学习简单的计算机使 用，在利用计算机进行语文、数学、自然、思想品德、音乐、美术等学科的教学活动中，非常自然地接受训练 和教育，把计算机知识融汇在各科学习和课外活动中。目前，由于师资、教材等多方面因素的限制，还不能做 到各科教师都承担一定的计算机教育任务，因此，不少学校不得不开设计算机课。即使如此，也应力求以各学 科的知识信息为客体，使学生看到如何使用计算机来获取和巩固这些知识，而不是干巴巴地讲解程序设计语言 或应用软件命令。
其二曰竞赛论。有一个时期，国内各种计算机竞赛名目繁多。参赛获奖不仅为学校增光，有时学生也获得 升学加分的实惠，如能在国际大赛中得奖，学生可免试升入大学，指导教师也可得到多种奖励。所以有些学校 一直把参赛作为开展计算机教育的主要目标，教学围着竞赛转。
竞赛对计算机的“教”与“学”，确实能起到相当的推动作用，但竞赛毕竟只是一种手段，而不是目标， 假若本末倒置，就会背离教育的根本目的。所以，普通学校的计算机教育不应承担培养选手的任务，选手应由 专门的部门去负责培训，若一意孤行，则会影响计算机教育的正常发展，甚至吓走一大批人。
国内计算机竞赛，往往集中于两方面的内容：程序设计；汉字录入。时至今日，已经可以清楚地看到，程 序设计已不再是中小学计算机教育的主要内容，甚至可排除在教学内容之外，如我们仍一味强调这方面内容的 安排，那就可能误人子弟。至于汉字输入，无非是赛速度、赛正确率，明理的人都知道，非专业人员并不需要 追求高速。
其三称开发智力说。在很多经验介绍性的文章中都谈到开展计算机教育能够提高学生分析问题、解决问题 的能力，能够发展学生的思维。这个结论是当今世界力图论证的问题。计算机作为一门高科技学科，汇集了人 类的高度智慧，我们对它进行钻研，当然能提高智慧与能力。问题在于中小学计算机教育具有什么特别的能耐 ，能使学习计算机的人比学习其它学科（例如数学）的人，更容易获得分析问题和解决问题的本领？恐怕谁也 不能作出回答。不少文章提到的例子大多都是应用算法的技巧来促进学生智力的发展。归根结底还是数学能够 成为锻炼我们思维的体操。也有文章认为学生边看屏幕思维，边用手击键处理问题，可使大脑得到均衡发展。 据说外国有人认为中国人之所以比较聪明，第一学习汉字，形、声要分别记忆，其二学习珠算要手脑并用。如 此说来，我国早已在教育实践中注意让学生的左右大脑均衡发展了。
计算机是一种现代化工具，应用在教育上，确实具有其它任何一种教学手段所不能比拟的优势，特别是多 媒体技术、协同技术以及人工智能技术的引入，使多种信息的表达形态同时呈现在学生面前，更容易激活学生 的思维活动和联想。计算机为提高学生智力提供了一个极其良好的环境，但是要真正做到发展学生的思维，还 需要广大教师（包括各学科教师）付出艰辛的劳动，结合我国的教育实际及学生的认知规律，恰如其分地运用 计算机的各种功能，而不能幻想单靠开设计算机课，就能使学生的能力和智力得到异乎寻常的提高。应用计算 机去开发学生潜在能力和智力，是一个十分严肃且极有前途的事业，我国广大的教育工作者和研究人员应该在 这方面有所建树，努力建设具有中国特色的计算机教育模式。
其四称纯技能说。计算机是一种工具，而且是一种生产工具，学会运用计算机，就等于掌握了一门生产技 能。就计算机教育目的而论，普通学校应有别于职业学校（班），首先考虑的应是一种基本能力的培养，而非 职业培训。基础教育阶段，特别是小学的计算机教育，应强调计算机基本操作使用能力的培养。计算机教育必 须渗透到基础教育各学科教学中去，而不必强调纯技术的要求，否则将为我们设下难以逾越的障碍。计算机是 一门发展极其迅速的科学，今天看似先进的技术，明天就可能落后了，说不定后天就要被淘汰了。如果我们过 于强调技能教育，尤其是与当时社会相适应的技能教育，首先设备就要跟上时代，进行更迭。中华学习机不能 运行时下风靡一时的 Windows（视窗）软件，也不能实现多媒体技术，那就要求学校配置Pentium（奔腾）。现 在的芯片技术是按每18个月就进步一倍（摩尔定理）的速度向前发展的，为此，学校就得每三四年更新一次 机器。试问有哪一所学校能承受如此重负？即使能够做到这一点，教学内容要保证学生进入社会以后仍适应当 时社会需求，也是极其困难的。姑且不说大学毕业，就是高中毕业也得十一二年，到那时机器早已不知发展到 几“86”了，就是Windows 、WPS等等恐怕也已面目皆非了。再说键盘背法和汉字输入吧，是否能保住现 在的地位也是大成问题的。众所周知，目前所用的键盘是打字专业键盘，必须双手操作，现在计算机已深入各 行各业，成为人们日常使用的工具，迫切要求解放手的功能，于是各种新型键盘（如单手键盘）应运而生。毫 不夸张地说，今后的键盘将会更加符合人机工程原理，更加智能化，使用起来更加舒服、方便，甚至可能键盘 都不复存在，也可能成为一种次要的辅助输入工具。键盘的改变也必然导致指法的改变。更何况目前键盘键位 的安排对大多数汉字输入方案都是不理想的。显然，在小学里花费过多的精力去训练指法，以求达到专业录入 人员的熟练程度，确实是没必要的。计算尺的命运在提醒我们，计算尺曾经是理工科的学生必须学会使用的计 算工具，可是如今大多数学生或许还未见过计算尺。
键盘是目前计算机文字输入的主要工具。可是汉字不像西方文字，它不能将方块汉字直接用键盘（已被淘 汰的整字键盘除外）输入，而是把汉字转换成用字母或数字表示的代码，再将代码送入计算机。这是一种间接 输入的方法，间接输入在工作效率、熟练要求、易用性、普及性等方面都不能与直接输入相提并论。随着汉字 信息处理技术的进步，诸如语音输入、手写输入等直接输入法必将更臻完善，更加便利，它们进入寻常百姓家 也是指日可待的事。现在要求学生背诵某种与小学语文教学规范相悖的汉字编码规则，是完全没有必要的。何 况代码本身也在发展，今天所学的编码不一定就是明天流行的。在小学进行汉字输入的教学，其目的不在学习 某种汉字编码方案，不是学习打字技能，而是要辅助和促进语文教学。所以全拼输入法（最好能输入音调）应 是小学生首选的基本输入法，它可以帮助小学生学习和巩固汉语拼音，提高识字率。拼音（声码）输入法存在 不认识的字就无法出码输入这一缺陷，所以应辅助以某种形码，这种形码的规则必须与语文教学规范相一致， 有助于学生识字、写字和构词，对其学习有正迁移效应。任何对学生语文学习可能产生误导的编码都应坚决摒 弃。
小学生应该掌握计算机最基本的操作技能，学习这种技能的目的与要求，仅仅是认识计算机、熟悉计算机 的使用方法，以便在各科教学中运用计算机来学习、巩固、扩充自己的知识，提高学习的效率、效益和深度。 学校要用计算机为学生营造一个有益于发展思维、开发创造潜能的开放环境，以逐步培养他们适应各种不同环 境的能力。
开展计算机教育既不能无的放矢，信马由缰，也不能不着边际、盲目攀求，要根据我国现有的条件和水平 ，充分发挥现有设备的功能，并结合我国优秀的文化传统，使学生获取一种掌握知识和交换信息的手段，以促 进学生当前的学习以至今后一生的学习和提高。通过教育应培养学生具有适应社会变化和科技进步的应变能力 。我想这才是我们开展中小学计算机教育的目的。
针对教育技术学专业实践应用课程设置与教学中出现的问题，本着促进课程良性发展的原则，笔者认为需从以下几个方向努力、强化。
1据社会需求分方向分层次灵活开设实践课程
当前社会对教育技术学专业师范类毕业生的需求可分为两个方向:教学方向和教辅方向。需求方向不同，培养方向也不同，开设的课程也应有所区别，有所侧重。如，对教学方向人员来说应重点培养他们在信息技术环境下利用信息技术等手段促进学生学习，提升学习绩效水平，培养学生的创新能力及实践应用等能力，因此该方向的课程应开设诸如信息技术和课程整合、多媒体课件设计和开发、教学系统设计等课程。而对于教辅方向人员的培养则主要提升他们在教育教学过程创设学习环境的各种实践能力，特别是计算机理论和实践的能力，可以开设诸如计算机操作系统(linux、windows等)管理、网络课程系统的设计和开发、数字化校园建设等方面的课程。如此，课程的开设不仅能满足社会需求，也加强了教育过程方面的实践。
社会除需求方向不同外，对各层次人才的要求也不同，因而实践应用类课程的开设还应根据层次的不同有所侧重。如，师范类专科生和本科生在毕业后主要是从事实际的具体的实践工作(中小学教学、计算机维护、网络教育资源检索和管理、教育资源开发等)，这些工作需要毕业生有较强的实践能力。此外专科生一般在小学任教，更应从小培养学生的合作学习和自主学习意识，则专科生的实践活动更应该注重教学模式实践和教学设计过程实践等。而在研究生这个阶段由于学生已具有较高的理论研究水平，这些理论研究需要在实践应用中加以验证，发现问题，解决问题，促进理论研究的深入发展，因此该阶段开设的课程可侧重教育资源总体的设计和开发以及前沿技术的教育应用等(如，探索新技术如何应用于教育、人工智能在教育方面的应用、分布式教育资源库建设等)。
2采取多种方式灵活解决实践活动中设备匮乏问题
对于实践应用类课程，学生只有通过多练才能牢固掌握理论和实践，而实验设备是学生学习取得成效的重要保证。由于教育技术学实践课程涉及的实验设备范围较广(如，计算机机房、网络实验室、音视频采录编辑设备等等)，且设备老化及更新换代频繁，各种原因造成大多数学校的实验设备紧缺。解决此类问题的方式很多，但最根本的还是积极争取学校及国家财政支持，不过这种方式要从学校整体考量且周期较长。在设备紧缺的情况下为保障实践活动的正常进行，可以采取一些临时的解决方案。比如，尽可能采取分组的方式分批实践来缓解压力;如果实践活动中所需设备是普通设备且大多数学生拥有的情况下(如，计算机设施等)，鼓励学生自带设备，既符合学生的使用习惯，也能保障实践活动的顺利实施;一般情况下实践设备开课阶段的学生才能借用，这不利于学生熟练操作设备能力的形成。在条件允许的情况下，开课部门可以通过扩大设备借用对象的范围及延长借用时间来保证学生实践中对设备的需求。
3系统化开设实践应用类课程
当前课程的开设不管是课程内容上还是开设时间都是阶段性的、相对孤立的，可持续性较差。这会造成学习内容隔离孤立，学生不知道学习的课程之间的联系，学习任务完成即可，还会认为对于大学的学习只要在特定阶段完成其对应课程的学习且考试过关能拿到毕业证即可，这不利于学生学习能力、实践能力和创新能力的培养。而系统化开设课程可以从要解决的实际问题出发，分析解决问题过程中涉及的知识，并根据解决步骤学习相关知识。这样不仅能激发学生的学习兴趣，也能让学生对课程的学习有总体认识，还能对每个阶段的学习内容及最终要达成的目标有清晰的认识，这就形成一种相互联系的“流”，而不再是“点”了。当然，系统化开设课程除具有整体性、阶段性，还具有动态性。课程设置顺序不是一成不变的，而是可以根据具体的实践活动动态调整(如，设计开发网站系统的学习可以对数据库知识、网站后台语言学习、后台及前台页面开发等重要知识根据系统化教学的要求动态调整学习顺序)。
4采用多种灵活的教学方式开展实践应用类教学
随着教育信息化的深入发展，教学模式也越来越多样化(如，探究式教学、情景化教学、网络协作学习等)。但当前我们教师采用的依然是传统的课堂讲授型教学方式，教学过程是以教师为中心，教师课上讲、学生听的单向沟通的模式，学生学习中缺少动力和热情，学习效果自然不言而喻。因此，教育信息化下的教学模式有必要根据课程的性质及内容灵活多变地加以选择。
教育技术学实践类课程要求学生能综合掌握较强的技术知识，且能将学习到的知识和技术与现实的具体问题联系起来以适应从业岗位的需求。但由于课程的开设具有阶段性，学生不了解各阶段知识的重要性，在一定程度上影响了学生的学习积极性;在课程的教学中教学模式传统且单一，学生易养成只听讲而不实践或照本宣科地按教师提供的案例完成实践，根本不深入思考，造成实践能力欠缺。
要解决此类问题，教师可以采取多种教学方式提高学生学习兴趣，养成动手实践意识，提升实践能力。如，在教育技术学网站系统开发类的实践课程教学中可采用基于真实案例的教学方式。由于它是以真实案例实践为基础的，对学生来说这个项目要达到的目标是明确的，但对具体实施方式充满期待，那么学生自然会期待项目的实施效果及通过技术实施的过程。这不仅激发了学生的学习兴趣，还能促进学生解决问题能力的培养。此外，真实的网站系统案例是一个完整的项目，要完成它必须细化项目，细化后的模块就涉及各块具体的知识，这样不仅能使实践类课程的学习系统化，还能让学生更有针对性地学习各阶段的知识。
值得一提的是，在教学过程中，教师要体现学生的个性化学习，注重学生的学习过程及互动交流，而不能让学生只听不练、不思考。为此，教师可以采用翻转课堂的教学形式。所谓翻转课堂，也称翻转学习，即学生在课下对以教学视频为主的教学材料进行自主学习，课上则在教师的指导下完成作业提问或开展项目实践应用实验协作学习和深度研讨等活动的学习方式。这样学生在课前就能充分发挥利用学习资源个性化学习的自主性，遇到问题还可以通过即时交流的方式加以解决。这不仅能调动学生的积极性，还能加强其学习交流能力。在课中，学生可以通过教师的讲解释疑并进行学习反思，能内化所学知识。在课后，在知识内化的基础上对项目进行实践，形成举一反三的效果，真正达到将所学知识应用到实践需求中的目的。
5为学生提供丰富的学习资源支持
网络学习资源为学生个性化学习、解决问题以及各种学习模式的实施提供了得天独厚的土壤，特别是对学生的实践应用学习。实践应用课程注重培养的一个重要方面就是技能的形成，而技能的形成少不了观摩、实践，才能逐步内化为学生的技能。不管教学过程中采用的是何种教学模式，在课前为学生提供必要的丰富的学习资源都是必不可少的。这样，教师就可以采取适当的方式对学生需掌握的知识加以引导，学生学习后再经过教师的讲解和演示才能找到自己的差距，不仅能学习到新的知识，还能培养学生的自主学习能力及自我反思意识。此外，由于人的短时记忆只有强化后才能成为长时记忆，学生对课堂上教师的持续讲解和演示并不能牢固掌握，只能课后通过笔记、视频等资源强化。因此，课堂教学的视频资源对实践应用课程的重要作用不言而喻。这样的视频资源可以借鉴微课的形式形成微视频，它是经过精心设计的以流媒体形式展示的围绕某个知识点开展的简短的教学活动的视频。特别是计算机实践应用类课程，其微视频制作简单，只需将教师的演示操作录屏即可，课程结束后将其分享强化课堂知识，且随着云盘等存储空间的兴起，完全可以满足微视频存储需求。
6采用多种评价方式提高实践技能
对实践应用类课程而言，评价学生的学习效果最直观的就是实践后形成的作品等成果。当然在评价其学习知识和技能提高的同时，还要关注其学习能力和应用能力的培养，评价不能只注重结果更要注重学习过程。对学生的评价，评价主体不能只是教师，还应该根据实践课程的性质开展学生自评、互评等，其中互评不仅能找出他人存在的问题，也能查找自己的优势和不足，竞赛就是这样一种很好的评价方式。
二、总结
【关键词】信息化教学；多媒体技术；教学实践；理性思考
一、相关概念界定及其内在联系
1、信息化、信息化教学与教育信息化
信息化的基础是信息网络，信息化的核心是信息资源，信息化的目的是信息资源应用，它是针对某个系统进行信息获取与处理等的过程。[1]
信息化教学是在信息化环境下进行的教学。信息化环境是指一切与信息资源的利用相关的条件，特别是多媒体计算机和网络等各方面的综合。[2]
教育信息化是指将信息作为教育系统的一种基本构成要素，并在教育的各个领域广泛地利用信息技术促进教育现代化的过程。教育信息化是教育现代化的重要标志之一，也是教育实现“三个面向”的基础和发展现代化教学的必然趋势。随着时代的发展，以计算机技术为核心的信息技术，正在改变整个社会的生产方式、生活方式和学习方式。掌握信息技术已成为立足当今社会所必需的基本技能，应用现代教育技术更是现代科学技术和社会发展对教育的迫切要求，是教育改革的时代需要。大力推广信息化教学，已成为实现教育现代化的必由之路。[3]
2、多媒体技术与多媒体教学
多媒体技术是一种把文本、图形、形象、视频图像、动画和声音等运载信息的媒体集成在一起，并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术。[4]
多媒体教学是指根据相关课程的教学内容和教学目标，将多种现代化的教学媒体、表达方式和教学手段与传统的教学方式有机的结合起来，取长补短，相辅相成，构成一个能够快速进行教学信息传输与反馈调节的教学媒体群，达到优化教学过程的目的。它可以以教师为主导，通过投影、录像、幻灯、实物展示等辅助手段进行教学，也可以利用多媒体课件（CAI）进行教学。[5]
二、多媒体教学对传统教学模式的挑战
教学模式是指在某种教育思想、理论的指导下，在一定的环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式。教师、学生、教学媒体、教学内容等要素在教学活动中相互影响、相互作用，形成了一个有机整体，由此构成了一个稳定的结构——教学模式。多媒体教学采用了一系列视频压缩和光盘存储新技术，具有巨大的信息存储功能，从而为学生提供了大量的声图并茂的感性材料，符合教育心理学的认知规律，激发了学生的学习兴趣，有利于提高课堂教学效果。[6]实践证明，多媒体教学的引入对传统教学模式的挑战主要表现在以下方面：
1、激发学生的学习热情，全面提高学生素质
传统的教学模式是“一块黑板，一支粉笔，一张嘴巴众人听”，在这种以教师灌输为主的“填鸭式”教学中，教师注重理论知识教学，不注重启发想象、创造性思维的培养，学生的注意力持久性和稳定性较弱，结果教师讲得口干舌燥、大汗淋漓，学生听得筋疲力尽、索然无味。而计算机多媒体教学不仅能使教师与学生的交流增强，还能使教学方式形象生动，能够延伸和拓宽教学时空，通过图像、声音、色彩和动画，传递教学信息，解决由于时间和空间的限制造成的教学难点，使学习内容变得容易被理解和掌握，激发了学生的学习热情，培养并发展了学生的思维能力、想象能力和创造能力以及获取信息、分析信息和处理信息的能力。实践证明，计算机多媒体教学具有的形象性、多样性、新颖性、趣味性、直观性、丰富性等特点，能充分调动激发学生学习的主体积极性，促使学生主动积极地学习，全面提高学生的综合素质。[7]
2、有效扩展课时容量，提高教学效率，共享性好
21世纪是信息爆炸的知识经济时代，新知识、新技术不断涌现。教育担负着向学生传授知识与信息的任务，需要开设的学科越来越多，每一学科所涉及的知识也越来越广泛，这就与有限教学时间形成了矛盾与冲突，而多媒体教学有利于教学资源的传播和再利用，缩短了教师的板书时间，增加了课堂的信息容量，同时通过多媒体的使用，调动学生多种感官，使问题化难为易，有效地提高课堂教学效率，保证教学任务的顺利完成。[8]
3、优化教学模式，使个性化的“因材施教”成为可能
因材施教历来受到国内外教育学家的重视，多媒体网络技术的发展为这种个性化的学习方式提供了物质条件和技术保证。它使教学过程倾向于以学生为中心的个性化和个别化教学，使学生能根据自己的学习需求和能力状况决定学习内容，进而成为学习的主人，做到自主学习、充分学习和高效学习。同时，多媒体课件和便于使用的编辑工具，使教师能对课程作出相关安排，实施一种柔性的教学计划，这种教学计划已不再按传统的知识组织与结构的观点来制订，学校的教育内容正变成一些单元体系。由于这些单元是可以互相调整和调换的，因此，学生可以按照各自的学习特点和现有水平选择一条最适宜的学习途径。所有这些，将使“因材施教”进入一个新的阶段。[9]
总之，通过多媒体教学手段的使用，打破了原由传统课堂教学模式的局限性，在一定程度上提高了课堂教学的效果和质量。随着我国教育教学改革的发展，以计算机为核心的多媒体教学必将以前所未有的速度和竞争力挑战“一个讲台、一张黑板、一只粉笔”的传统教学模式。
三、多媒体技术应用对教学的贡献
随着现代信息技术的迅猛发展，计算机网络多媒体等已深入千家万户，极大地丰富了人们的物质文化生活，同时也成为教学改革的必然选择。多媒体技术对教学的贡献即多媒体教学的优势主要表现在以下方面：
1、教材多媒化
信息化教学改变了传统教学中教师“课前备教材，课上教教材，课下扔教材”和学生“课前读教材，课上学教材，课后做教材”中读“死书”的现象。实现了包含文字、图形、声音、动画、录像以及模型三维景象的多媒化教材，使教学内容结构化、动态化和形象化，并改变着学生的思维方式和学习方式。
2、教学资源全球化
因特网为学生和教师提供了各类教育网站、电子书刊、新闻、数字图书馆、虚拟软件库等信息资源，信息源丰富、知识量大，有利于教学情境的创设。在网络教学过程中，教师可以查询有用的教学参考资料，并通过教学服务器向学生提供所需的学习资料。
3、教学手段虚拟化
虚拟现实技术是一种能超越物理局限性和时空局限性的高效模拟手段。它使一些无法再现和实施的教学成为可能，也可使学生在教学和实习中获得身临其境的感受，从而激发学生的内部学习动机和学习兴趣，增强学习效果，同时也推动了教学模式和学习方式的改变。
4、教学个性化
教学个性化即利用人工智能技术构建的智能导师系统，根据学生的不同个性特点和需求进行教学和提供个性化服务。个别化教学有利于因材施教，有利于学生个性化的形成和创造思维的培养。教师与学生可以随时建立反馈，有效调控教学过程。
5、学生学习自主化
学习自主化即学生是知识的主动建构者。现代信息技术的广泛应用为学生自主学习提供了极其便利的条件，使得每位学生能根据自身实际情况选择教学内容，有助于提高学生学习的主动性、积极性，发挥学生的主体作用，从而为学生构建新的认知结构奠定基础。
6、教学活动合作化
活动合作化即通过合作学习的方式进行学习。信息技术在支持合作学习方面有其得天独厚的优势，包括网上合作学习、小组学习、与计算机合作学习、与教师及时反馈学习等。通过合作，学生对同一问题用不同观点进行观察比较和分析综合，深化问题理解、知识技能掌握，并有助于培养合作精神，形成良好的人际关系。
7、教学管理自动化
信息化实现了利用计算机管理教学过程，包括计算机测试与评分、学习问题诊断、学习任务分配等功能；同时建立了根植于教学，监控学生进步的网络电子档案，可使学生对自己的学习进行自我评价。
四、多媒体技术应用于教学过程中的问题
多媒体技术的运用改变了传统意义上的教学方式，在教学理念、教学途径、方法的更新上有了较大的拓展，具有拓展教学时空、丰富教学信息、减少教学时间、提高教学效率等功效。合理开发、利用信息技术，将其与各学科的教学过程紧密结合起来，已成为许多教师的一种自觉行为。然而，在实施、推广多媒体教学的具体操作过程中，由于主客观原因，也出现了一些亟待解决的问题。
1、过分强调了信息化教学媒体的作用，忽视传统教学手段
在部分教师眼中，多媒体技术已成为传统教学与现代教学的分水岭，已成为决定授课质量和水平的关键所在。在教学过程中过分依赖多媒体课件，过于突出课件的作用，而不顾实际条件，力图用多媒体包办一切，过去一些行之有效的方法和手段似乎被遗忘，被多媒体课件所替代，造成了多媒体教学与传统教学模式相脱节。诸多教育部门在对优质课的评选中，也把是否利用了多媒体技术作为评判一节好课的重要标准之一。这样，在一些教师的做观摩课和比赛中，就不难看到他们在本可以不用多媒体的时候滥用，从而影响了教学质量和效果的情况。
这实际上是一种形式主义的错误认识。所有教学媒体和手段的应用都是为教学服务的。对教育技术的选择，取决于是否有利于学生对所教内容的接受和教学质量的提高。不必一味地追求信息化手段，忽略了学生对教学内容和知识的接受和掌握，忽视了教学效果。多媒体技术应与其他各种教学方法相互结合、相互补充，发挥其整体组合的优势，不应重此轻彼、相互替代。
2、课件质量低，操作环节机械，自主开发课件能力有待提高
多媒体技术对教学的贡献的确不小，但是它在教学中彰显自己优越性的同时，也对其使用者提出了挑战。在日常的观察中，不少教师在独立制作多媒体课件、使用多媒体教学设备时不同程度地存在着困难，如缺乏专业的软件制作知识，没有足够的时间和精力；不少教师只按自己以往的讲课经验和正常状态下学生的接受水平设计、制作多媒体课件，当在实际讲课过程中，学生的接受程度与他们的设计初衷有差距时，教师往往缺乏随机调整的能力，而只按计算机程序的进度行事，结果，学生没掌握的问题没有立刻反复加以强化的机会，而马上就学会了的内容在既定程序中依旧出现。
一项调查显示，目前教师普遍熟练使用的是电子幻灯片PowerPoint，它的制作技术简单，便于教师在较短的时间内学习和掌握，制作课件效率比较高，因此成为了教师首选的课件制作工具。相比之下，其它的课件制作软件Flash、Authorware、3Dmax、Dreamweaver等因为技术要求比较高，制作周期长而未能在教师中广泛普及。[10]同时，由于开发课件的“技术问题”，也使得一些教师缺乏自主开发课件的热情，制作出的课件无法满足教学需求。一些教师依赖购买的、借用的课件，造成了教学内容不能和课件内容充分协调，在授课过程中也不能和所用的课件达到最佳的优化组合。而还有的老师只是使用投影仪把写在纸上的讲义投影到屏幕上，或者用Word文档直接演示，又或者是简单地把Word讲义生硬地拷贝成ppt文稿，结果播放效果是尽管使用了ppt却等同于没用。[11]
3、教师制作多媒体课件时往往忽视一些细节问题
多媒体课件是一把“双刃剑”，运用得当可以声形并茂，得到学生的青睐；用的不合适就会画虎类犬。有的教师不顾学科实际特点以及教学内容的安排，盲目追求花哨的效果，结果成了为了使用多媒体而使用多媒体，进入了多媒体教学的误区。[12]
例如，多媒体课件可以吸引学生的注意力，但背景如果太过复杂则极易使学生忽略了学习的重点。一些教师为激发学生的学习兴趣，吸引其注意力，在课件中大量加入了学生喜爱的动画片中的人物，使整个课堂变成了动画片的放映厅，这样做学生倒是从头到尾很兴奋，但会导致个别学生回忆起动画片内容，而忽视了学习新知识，搞不懂老师到底要讲什么；也会导致个别学生和附近同学小声议论动画片的情况出现，这样就造成了本末倒置的结果。因此，教师在设计、制作多媒体课件时，要简单明了，切勿弄巧成拙。
又如，一些教师在制作课件时忽视了学生的主体地位，他们单纯追求教学课件的直观和生动，忘记了作为主体存在的学生的主动性，课件制作仅仅是从教师“教”的角度出发而忽略了学生的“学”，在教学过程中教师也受到课件定型情节的影响，不敢越“雷池”一步，只是“照件宣科”或“照件演示”，结果由原来的“满堂灌”，变成了“满堂演”，忽视了教学过程中应有的师生交流互动和教师的主导地位，学生的主动性、积极性也未能充分调动、发挥，仍处于被填鸭状态。[13]
总之，当今的教学并不仅仅是运用多媒体教学手段的过程，而是一场深刻的革命。现代教学设计，不仅是先进的教学思想、学习理论、教学目标、教学内容、教学媒体和教学策略的综合体现，而且是信息技术应用于教学，进而转化为教学生产力的桥梁。在先进的信息化的教学平台上，如何具体的、创造性的进行现代教学，选择什么样的教学模式等，都是急需解决的重要问题，如果只是追求信息技术环境的先进性，而不注重它的应用性研究，不在教学设计上下功夫，那么信息化教学环境再先进，也不会取得理想的教学效果。[14]
五、对策及建议
1、加大政策扶持力度
多媒体技术应用对教学的贡献如前所述，但据笔者观察，仍有学校没有达到普及多媒体设备的配备，这就在一定程度上影响了教学进度。因此，教育行政部门应到各校了解教学实际情况，有选择的给予一些学校必要的财力支持。同时，各学校也应充分发挥自己能量，尽最大努力多方筹措资金运用于多媒体教学软硬件设备的更新，促进学生更好的发展同时提高教学水平。在教学设备的购买上还应考虑可扩容和升级的需要，预见计算机发展性能的不断增强，保护、延长现有设备投资的使用周期。
2、提高教师能力
信息化教学能力是新形态下教师职业的核心素养。教师信息化教学水平并不仅仅指教学内容和手段的信息化，还应包括态度和观念信息化、教学技能信息化、教学过程信息化。如何培养适应现代教育需求的教师，特别是信息时代需求的教师，是一个已经摆在我们面前多年的问题。教师教育信息化后有利于网络教学、个别化教学、探究型、合作型研究等教学模式的开展。为此，教师信息化过程中要特别注意以下几点：
（1）先进的教学理论、完备的信息化教学环境及健全的激励、考核机制是开展信息技术教育的基础和保证。同时，应通过集中短训、专家讲座、观摩教学、课题研究等形式，全面提高教师教学水平和信息技术素质，争取使每位教师都能学会信息化设计，得心应手地做好电子备课、信息化教学的组织。
（2）教师应用更多的精力来研究如何利用信息技术支持学科教学、创新教育和情感教育，提高教学艺术水平，成为学生学习的合作者和研究者，与学生建立起新型的教学关系。教师对学生的爱心是成功教育的重要因素，因此，应培养富有创造力的、有爱心的、具有较高教育技术水平的高素质教师。
（3）学校中应成立信息化教学技术中心，持之以恒，抓好教师技能培训，全面提高教师的电教素质，促进学科整合，达到整体推进。选派信息技术骨干教师建设信息化网络教室和信息化教学资源库，实现资源共享，推动整个教学系统和谐有序地运转。
（4）教师还应该致力于处理好多媒体教学与传统教学的关系，将其与素质教育紧密结合，避免多媒体教学的形式化与工具化，在教学中突出教师的主导地位。同时，要精心设计多媒体教学课件，要有针对性，最大限度地避免教材处理与素材选择上存在的误区，力图保证课件的信息承载量适中，符合学生认知规律，使课件达到既生动又朴素，不断优化教学媒体的组合，在多媒体教学要设计中体现与学生的合作互动的过程，充分利用多媒体的交互性，加强教学过程中的师生交流，课件的制作要从一般的演示型转变为交互型多媒体教学系统。[15]
3、端正观念，改革评价体制，重新界定“一堂好课”
众所周知，评价标准的制定直接影响教学的设计和实施。教育行政部门重视多媒体教学手段在课堂上的应用无可厚非，但不能把是否运用了多媒体教学设备作为评价一堂好课的重要标准。教师运用多媒体设备教学应当提倡，但也应考虑到经济效益问题，多问问自己用了多媒体设备与不用它教学效果有何差异、用这种教学设备与那种设备比起来教学质量是否提高了。因此，多媒体技术怎样与学科教学更好的整合来提高教学质量是摆在每一位教育研究者和教育工作者面前的重要课题。
4、进一步提高学生信息素养
信息化教学使学生对学习内容的选择性加大，一方面可以使学生更加自主的选择学习内容和方式，做学习的主人；另一方面，网络上的一些不健康的内容会使缺乏抑制力和辨别力的学生误入歧途。因此，教师和家长应教育学生正确利用信息资源，不玩网络游戏，不浏览。应该指出的是培养学生的信息素养，绝不仅仅是计算机课的任务，需要各学科教学的合作。在其他课程中利用信息技术，在应用的同时深化学习，充实、完善信息技术课程学习中的不足，使学生对信息技术的学识更全面、更具体、更生动。
【注释】
[1][2]叶晓文， 李远韶， 黄玉瑜 ，李谕昌.对中小学信息化教学绩效评价的探讨. 中小学电教 ， 2006.03.
[3][13]王秋月.浅谈农村中小学信息化教学中存在的问题及对策.中小学电教， 2006.01.
[4]魏彩萍.多媒体教学现状与改进的思考.辽宁高职学报，2006.02.
[5]许学军.多媒体教学的优点及现状与对策.中国科技信息，2006.01.
[6][15]吴少俊.浅议多媒体技术在高等职业教学中的应用.科技资讯， 2006.03.
[7][8][9]刘宏.多媒体教学的若干问题探讨教育理论与实践.2006.04.
[10]李杨， 冯文国 . 多媒体教学现状的调查与分析教育信息化.2005.04.
近年来， 全球热火朝天的创客运动和经久不衰的学习科学研究， 在教育领域制造了一波又一波的热点话题，成为教师、教学研究者和教育管理者关注的重点。创客活动不仅仅是创造本身，也是和创造活动有关的所有因素： 从好奇心的激发到初步调查和动手捣鼓， 到制定计划和仔细研究， 到借鉴其他项目，到反复尝试甚至失败，到制作出原型，到获取反馈，再到反复改善直到成为更好的物品。所有上述活动在很大程度上都和教育、学习密切相关，因此，建构可持续发展的校园创客教育生态系统， 以呼应并促进创客运动在校园中的发展尤为重要。国内外现有文献研究表明， 通过基于创客活动的学习体验，使学生得到了创造和实现创意的机会，增强了自信，培养了创造性，激发了对科学、技术、工程、数学、艺术等学科以及学习自身的兴趣。并且，校园创客活动也促进了学生创新创业实践和双创时代创新创业课程体系的设计开发， 为培养未来新经济和多样化工作环境下的创新创业型人才， 从理念和能力发展上打下了基础。因此，有必要在创客运动深入发展的大环境下，对校园创客教育进行探索。
二、创客教育的演进过程和在全球的发展
一般认为，创客教育是对基于设计、电子电路技术、传统手工和桌面制造系统的独特结合而开展的针对性创意创新创业教学。姜强和赵蔚认为，创客教育是指培养学生创新、创业所需的知识、能力和视野等方面的教育。祝智庭和孙妍妍通过对中外相关文献的综述和分析，总结了创客教育的内涵，对创客教育在我国的现状和发展方向进行了深层次解读，并把创客教育界定为信息技术使能的创新教育。其实，自从人类开始制造工具以来，通过制造或实践进行学习一直是人类学习、发展的主要手段，创造或制造是让学生的思考或使思想呈现在人们眼前， 在此意义上，创客活动成为纪录学生在创造或制造物品时的思考或思想的方式。正如有学者指出，创客教育有助于培养学生的批判思维、设计思维、计算思维和可视化表达能力。
继2014 年6 月白宫首次举行创客大会，美国总统奥巴马宣布在全国范围内倡导并实施创客教育行动后，并于2014 年12 月正式成立创客学校高等教育联盟，了美国高等教育机构第一份《全国创客教育现状》报告。报告以全美40 家高等教育机构创客实践为基础，采用景观分析法，介绍了大学里的创客教育现状以及大学对校园创客文化的深层次思考和具体支持措施， 并重点描述了美国高等教育机构进行创客教育的方法、创客活动参与度和支持创客教育的校园资源， 成立了联盟网站MakeSchools.org 作为开放式平台，汇聚、分享并探讨高等教育机构创客活动的结果、资源和最佳实践。
目前，除蓬勃发展的中小学创客活动外，全美各地成百上千家高等教育机构也纷纷擎起创客运动的大旗，倡导创客精神，建立创客空间，提供创客活动所需工具、课程、项目和指导老师，以鼓励学生参与创客活动。同时，这些高等教育机构也支持教师对创客活动进行研究和实践，并在学校、当地社区和全国性机构之间建立联系以创建创客生态体系。在创客教育研究与推广方面， 近年来发展迅速的教育技术信息公司EdSurge，在延续其对慕课和学习管理系统的重点关注和报道外， 了大量针对创客和DIY 学习的文章和报告。
在各高校纷纷建设校园创客空间， 开展校园创客活动，探索实施创客教育和创新创业教育的同时，全国各地中小学也顺势而为， 利用信息技术课堂和第二课堂开展活动。比如，针对中小学生学习特点和兴趣爱好，展开了3D 打印、开源软件程序设计应用、机器人搭建及竞赛、拼搭模块的创意搭建、科学DV、创意七巧等课程，让学生通过观察、实验、探究、游戏等形式多样的创客教育。在中小学创客教育走在前列的温州市实验中学，专门为热爱编程、热衷创新、乐于交流的学生建设了创客空间， 并开设了创客教育课程和午间开放创客主题活动。
可见，在全球创客运动和大众创业、万众创新国家战略推动下， 创客教育正日益成为推动经济转型、教育变革和社会发展的驱动力，这为各级各类学校和全社会培养创新创业人才提供了新的选择。
三、校园创客教育生态系统的构成要素
随着云计算、大数据、物联网、移动计算、设计媒体等新技术的广泛应用， 社会整体信息化程度不断加深，技术赋能的学习、技术赋能的教学、技术赋能的学习测评和教育信息化基础设施建设， 正在全球各地重新定义21 世纪的教育、教学。通过应用信息技术和桌面制造技术以培养、发展学生创意创新能力为宗旨的创客教育， 成为近年来引领教育教学创新的变革性力量。纵观国内外，各高等教育机构以及不少中小学， 正加大投资力度以建设智慧校园和新的学习空间、开发新的课程体系、培育创客教育教师以发展校园创客文化、实施创客教学。
国内外校园创客教育实践表明， 校园创客教育的推动和发展， 离不开拥抱创客精神、支持创客运动、践行创客教学实践的教师和学生，也离不开发展校园创客教育、配置相应资源的校园创客环境和空间。同时，创客课程建设也是促进校园创客教育可持续发展的条件和要素。
然而， 现有校园创客教育实践研究还缺少对发展校园创客教育的系统分析， 尤其是缺少对校园创客教育生态系统构成要素的识别和分析。因此，我们在综合国内外创客教育研究文献和创客教育实践的基础上，把学生创客、创客教育教师、创客教育课程和校园创客空间， 作为校园创客教育生态系统的构成要素，从创客教育视角对校园创客的界定、创客教育教师及素养、校园创客环境与空间和创客课程建设等四个方面，并对上述要素展开详细论述。
(一)创客教育视角下对校园创客的界定
对大多数人而言， 创客一词让人想起那些利用工具和资源亲自设计、建造或创作的人。从这个意义上看，创客是一名词，特指某种身份或职业。因此，创客可以是面包师、插画师或者木工师傅等热衷于动手实践的人。正如德比查克拉(Debbie Chachra)所说，创客泛指任何制造物品的人。然而，各类文献，包括新闻媒体、博客、报告或研究文章中所谈到的创客，往往特指在机器人技术、工程技术、电子技术等方面具备专门知识，并能够使用诸如3D 打印机、微电子仪器、数控机床、开源平台等创新工具和技术的人。因此，克里斯安德森把创客界定为：利用互联网、3D 打印机和各种桌面设备与工具将自身各种创意转变为实际产品的人。杨现民和李冀红把创客界定为：喜欢或享受创新的人，是一种文化、态度和学习方式。
但是，上述对创客的狭义理解受到了李别克利(Leah Buechley)的批评，她认为，对创客的狭隘理解不只是产品和项目问题， 而是对创客这一身份或职业的限制。[18]当前，对创客一词的混乱使用和理解，造成了错误的二分法，即，参加创客运动的是创客，不参加创客运动的就不是创客。因此，就创客教学而言， 有必要重新明确并把重点放在什么是创客学习? 如何进行创客学习? 而不是把关注点聚焦在谁是创客? 这一身份或职业标签上。正如大卫兰格(David Lang)所指出，对创客而言，在承认创客空间和创客教室里的活动具有自身独特文化和精神的前提下，需要拓宽对创客运动、创客文化和创客的包容性理解， 而不只是狭义地把创客理解为某一身份或职业。
也有人认为，如何界定创客并不重要，只是某些吹毛求疵之人的语言文字游戏。然而，作为教师、学生、教育研究人员，应当从学科、专业或职业的视角审慎思考创客一词，毕竟用词的精确至关重要，尤其是在考虑到测评、学科标准、课程设计和教师培训等创客教学内涵时。因此， 对校园创客概念的界定，有利于创客教育的实施和健康发展。目前，人们普遍认为，创客通过参与大众化的以生产为导向的生产制造系统变革， 甚至颠覆了传统的消费导向的大规模生产制造时代， 并且， 创客文化、创客运动的最终结果与项目和创造力、创新和创业精神相关。创造力大师、心流理论的提出者、积极心理学奠基人米哈里希思赞特米哈伊(MihalyCsikszentmihalyi)经过30 余年的潜心研究，在深入访谈近百位卓越创新者和数十位诺贝尔奖得主的基础上，指出有创造力的人风格多样，即，可以是修士、也可以是唐璜，唯一的共同点就是复杂：他们是相互矛盾的两个极端，却能够在两者之间自如转换。换句话说，人人都是矛盾体，那些无法驾驭矛盾、在矛盾中试图寻求不变或确定性并因此感到不适的是普通人;而在矛盾中转换自如的人，则能够充分利用矛盾，并把矛盾变成其创造力的源泉。
在综合创客研究专家观点的基础上， 我们尝试用文学性的语言，把校园创客界定为：热爱创新和技术应用的复合体。就像白色包含了光谱中的不同色调，他们把各种可能性集于一身，既思维缜密又感性热情，既活力四射又安静恬淡，既专注持久又灵活多变， 既外向好客又内向冷漠， 既骄傲自信又谦逊低调， 既聪慧敏感又迟钝木讷， 既超脱客观又斤斤计较， 既嬉戏无常又严于律己， 既傲慢自尊又彬彬有礼，既桀骜不驯又温和谦让。总之，他们充满创意，行动能力强， 并热衷于用自己的双手在现代桌面制造工具的帮助下，把创意转变成实物。
(二)创客教育教师及素养
2016 年6 月，教育部在最新的《教育信息化十三五规划》中明确指出，面向未来培养高素质人才，教师能力是关键。尤其是2015 年5 月，国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，要求健全创新创业教育课程体系、加强教师创新创业教育教学能力建设。自国内外创客运动所触发的校园创客教育日益普创客教师需要什么素养? 具备传统教育背景的老师，能够成为合格的创客教师吗? 外部创客专家能够成为校园创客空间或创客教室中的教师吗? 创客教育研究人员艾米哈克金(Amy Hachigian)指出，学生的创客学习结果和教师行为密切相关。此外，创客教师在创客教学活动中扮演着复杂角色， 并随着环境和学生需要的变化而变化。
然而，长久以来，灌输式、说教式教学主宰着课堂教学，而忽略了教师的其它角色和职责。随着社会、经济和技术的发展，教育在很多方面突破了传统的束缚， 实现了长足的发展，包括人们对教师角色的认识，教学也日益遵循新的教学理念和实践，比如，合作学习和项目学习，教师在教室里的角色也越来越接近赋能者、促进者。创客空间或创客教室环境下的教师显然承担了更多的职责和角色，正如艾米哈克金(Amy Hachigian)研究表明，创客教师是：引导者、拉拉队队长、激励者、联系人、倡导者、楷模、学习者、良师益友、朋友、批评者、咨询师、心灵导师、合作者、教练。
在上述众多角色中，教师作为像学生一样的学习者角色，是创客教学环境下教师职责和身份的一个较大转变。设想某物理教师未能解决某一物理问题，在传统课堂教学中， 学生不可避免会质疑其权威和专业水平， 但在创客教学环境下， 这是学生摆脱传统灌输式、说教式教育而进行自主学习的机会，有助于其通过网络、创客社区其他专业人士或同学帮助，发展信息获取能力，共同探讨问题的解决方案，而不是传统遇到难题只能寻求教师帮助的问题解决模式。这一角色转变，有助于培养师生间的良好互动关系，有助于师生合作探究答案、解决难题，强化学习体验。第二个教师角色的较大转变是作为联系人的教师职责和作用。在创客教学环境下，学生有机会称为特定技能或专业领域的专家， 教师不再是唯一的信息和知识来源;相反，教师承担了拥有不同技能的学生之间联系人的角色，促进学生之间的合作互学，这有助于增强学生探索新知、学习新技能的信心。教师也可以在学生、外部专家、企业、其它创客空间资源之间搭建桥梁。教师作为联系人的这一新角色，有助于引入新思想、新思维模式以开拓学生视野、丰富其学习体验。
对教师来说，创客教育强调人的兴趣、热情，以及随时随地解决问题、制作物品的能力，这和人类倾向于通过动手实践进行学习的本性一脉相承。因此，倡导并激励学生在设计和制作过程中直面挑战、克服困难的教师和教学环境， 有助于培养学生独立解决问题的信心和能力。这对习惯了顺从教师要求的学生而言是全新的开始，也让支持创客运动、拥抱创客精神的教师思考并采取更加有效、基于真实情景的教学模式和方法， 以及寻求更合适教学效果的测评手段。孙颖指出，理想的创客教师相当于中介，管理并促进学生学习，帮助学生评估创意设想、分析技术难点，以及寻找可以实现创意的技术、专家和方案， 从而实现资源整合。杰西卡罗斯(JessicaRoss)指出，在创客学习环境下，由于创客活动往往不是课程表所要求的学习科目， 没有相应的教学大纲，也不是正式的学科专业，没有校方系统的、正式的组织支持和保障，因此，成立并发展创客教学小组或联盟以支持各自为战的创客教师，形成互通有无、取长补短的平台，对促进创客教学至关重要。
2015 年5 月，麻省理工学院AbD 实验室(Agencyby Design)在加州旧金山市举办了创客教师大会(Maker Educator Convening)，讨论了在创客学习环境下建设创客教学小组、创客社区联盟的重要性。这和哈佛大学教育研究院零项目(Project Zero)长期以来所倡导并推行的成立教师研究小组， 以支持他们在教学过程中的有效应用，并对新理念、新挑战一脉相承。在国内，为促进创客教育的发展，清华大学、北京大学、陕西师范大学和中国教育技术协会等九家单位的创客教育专家，于2015 年7 月发起成立了全国教师创客联盟，该联盟由全国高校及中小学教师、创客企业和支持创客教师培养的机构和个人组成， 旨在共建共享创新教育思想和方法的创客教师学习型共同体。这一类似创客教育论坛的活动或创客教师自发成立的组织， 为志趣相投的教育工作者提供了相互学习、启发的机会。综上，实施创客教育的创客教师和传统教学过程中的教师之间的区别，括生物医学、物联网等众多软硬件设备和技术，不是一般个体教师能全面掌握并胜任的。对此，有创客教育专家建议，政府相关机构应该发挥行政力量，统筹建设跨地域、跨学科的创客专家资源库，协助解决学校创客教育中的困难和障碍。或者通过政府购买社会服务的方式，来实现创客专家资源的调剂与运用，既可以解决学校创客教育师资短缺的问题， 也可以帮助学校培养自己的创客师资。
(三)创客教育课程建设
课程是教育教学的核心要素， 创客教育也不例外。因此，针对不同创客活动或项目设计、开发相应创客课程，成为创客教育可持续发展的必须。针对创客课程， 创客教育研究和实践人员从不同的角度进行了界定，如，杨现民把创客课程分为广义创客课程和狭义创客课程，他认为，广义的创客课程既包括电子创意类课程，又包括手工制作、陶瓷艺术、绘画等传统以培养学生创新创造能力为导向的各类课程;而狭义的创客课程特指以智能化信息技术等应用为特征的电子创意类课程。同济大学创客空间数制 工坊针对大学生或中小学生等不同年龄段学习者，开设了数控切割(研究2D 设计工具以及激光切割机， 学习设计的核心理念以及将2D 设计转化为3D 实物，理解激光切割的可能性及局限)、增加制造和3D 打印(不同3D 打印技术入门， 了解3D打印的局限，以及从设计到打印的工作流程，分析、调试排除打印错误，设计思维，快速构思、设计、3D打印成型)、减式制造或铣削(铣削基础知识学习，使用Roland 铣床加工三维型面造型，自己动手体验从3D 设计到刀具路径生成以及最终完成轧制成品或设计副本的过程)、电子产品[制作Fab(小型)网络服务器内电路程序， 使用网页Fab 模型及RolandSRM-20 完成预备设计，观察标准电子元件，解释其工作原理以及功能，欧姆定律、基尔霍夫(电路)定律的简单介绍]、电子设计(使用电子设计工具，如Eagle、KiCad 或者KoKopelli Retro 等，设计或修改原电板)、嵌入式编程[ATtiny 44 数据手册、C 语言和Makefile 简介，学习ATtiny44 微控制器的基本特征，使用文本编辑器或集成开发环境(简称IDE)软件，编写或修改微控制器的程序， 修改一个生成文件上传至微控制器]等创客课程。
蒋莘和谢作如从创客教育课程特征上， 指出创客课程具备跨学科(机械、电子、艺术、控制、计算机等)、智能化[运用互动媒体、人工智能、物联网、可穿戴设备、虚拟现实(VR)、增强虚拟现实(AR)等智能技术]和软硬结合(电子与编程技术等)三个核心特征。在综合前人研究和实践的基础上，杨现民用整合性(创课的设计打破了学科界限，不再仅局限于传统的数学、物理、生物等单一的课程模式，而是整合艺术、电子、控制、网络等不同学科知识)、研创性(学研创 是实施创客教育的理想模式，学习、研究和创造形成一个良性循环，持续提升学生的创新、创造力)和协同性(创课的内容与活动设计更多围绕复杂的现实问题展开， 鼓励学生结合兴趣组成项目小组， 在指导教师团队的集体指导下开展协作探究)进一步归纳了创客课程的特征。此外，他还从课程目标定位、内容组织结构、开展方式和评价方式等四个维度指出了创客课程和传统课程之间的显著差异，[当前， 在国内外创客教育实践中主要有两种课程形式：一种是单一式创客课程，即，学习、实践以3D 打印、3D 建模、Arduino 电子电路等软硬件使用、开发为导向的创客学习体验; 另一种是融合式创客课程，即，在单一式创客课程教育的基础上，整合科学、技术、工程、艺术和数学等不同领域和专业，为学生创客提供跨学科创客学习体验。上述两种创客课程的目的是一致的，即，用创新思维、设计思维培养学生创新能力、实践能力和问题解决能力，从而培养具有创客精神和思维的创意创新创业人才。
(四)校园创客环境与空间
1.创客环境与空间模型
研究国务院办公厅在《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》(〔2015〕36 号)强调，要通过加强专业实验室、虚拟仿真实验室、创业实验室和训练中心建设以及促进实验教学平台共享等手段强化创新创业实践。最重要的是创客运动和创客文化所引发的校园创客活动，也日益促使学校管理者和教师用前瞻性眼光，来看待创客运动对现有教育理念和实践以及作为传统学习空间的教室所必然带来的影响和改变。需要借鉴创客大会和创客空间的学习理念和实践，创造新的学习空间以促进并激励学生进行
2.建造校园的创客空间可行性建设
校园创客空间并非困难重重、异想天开，实际上， 绝大多数大学校园里都有利用不足或者甚至被遗弃的场所， 无需高昂的花费就可以改造成满足学生进行创客学习、活动的场所。比如，美国巴尔的摩市的高中信息技术课教师和数字港基金会执行总裁安德鲁柯伊(Andrew Coy)把学校废弃不用的娱乐活动中心大楼， 改造成了全市第一个面向学生和公众开放的免费创客空间。加州塞瓦斯托波尔市的高中数学教师凯西希尔(Casey Shea)把教室变成了创客课堂， 成功地说服了学校管理者同意其清理闲置不用的一处储物空间， 把它改造成一个创客空间。在带领学生清理过程中，发现该储物间原本也是学校的木工房，师生利用挖掘出来的木工工具和材料，制造了桌椅板凳，对空间进行了重新设计以适应创客教学的需要。加州圣何塞市的中学教师和华盛顿创客车间的创始人里克谢特尔(Rick Shertle)另辟蹊径，从学校附近的教堂免费获得了一处空间，并改造成当地学生和社区居民进行制造活动和学习的创客空间。上述校园创客空间建造案例， 为国内校园创客空间建设提供了借鉴和启发。作为校园核心建筑之一，图书馆的部分区域和功能在经过改造后，成为举办校园创客活动、传播创客文化、进行创客教学的最合适场所之一。首先，图书馆是学校的地标性建筑，更是校园生活和活动的中心，在此建设创客空间，便于师生员工以及本地社区居民进出、使用;其次，图书馆具有得天独厚的资源优势， 主要体现在人力资源、时间资源、信息资源和技术资源方面。在很多学校，图书馆是全天开放时间最长，甚至是24 小时开放的场所，不像教室、实验室或其他建筑空间有专门的用途和固定的开放、使用时间。并且，图书馆作为学术资料中心或集散地， 具有校园其他场所无法比拟的信息和技术资源优势。
当然，除了图书馆外，还可以借鉴美国校园创客空间建设实践，按照当前创客空间建设理念，重新设置传统教室也是建设校园创客空间的可行方案。此外，校方也可以通过和所处周边社区合作，利用社区空间资源，把创客空间建在社区里，在社区居民中传播创客活动理念，以促进全社会创意、创新、创业的发展。四、校园创客教育生态系统的构建创新是民族之魂， 是国家发展和社会进步的引擎，当今世界国与国之间的竞赛，本质上是其国民创新能力的竞争。因此，在教育信息化时代构建基于创意、创新、创业教育的校园创客教育生态系统，是高等教育机构和中小学践行历史使命， 也是顺应时代要求的基础和保障。众所周知，创客教育是一项系统工程，涉及诸多要素，比如，学生创客、创客教育教师、创客课程和创客空间等，这些要素在创客教育系统内有着紧密的联系， 而不是零散的挂着创意、创新、创业教学的3D 打印、桌面制造，或者是虚拟现实等技术和工具的展示或相关技能培训。
因此， 学校在实践创客教育时需要全面考虑其要素构成，从创客教育的本质出发，建构校园创客教育生态系统。然而，国内外创客教育研究和实践还处于探索阶段，对创客教育的研究，还主要集中在创客教育的概念、价值和意义等方面。校园创客空间建设不足，跨学科创客教育实践还停留在计划草案阶段，鲜有从校园创客教育生态系统构成要素角度研究并实践校园创客教育的文献和记录。在识别并分析校园创客教育核心要素的基础上， 建构校园创客教育生态系统， 是对基于知识传授和知识消费的传统校园生态系统的创新，对促进校园创客教育和创新、创业教育，也具有理论和实践意义。综上，在校园创客教育生态系统构成要素中，学生创客、创客教育教师、创客教育课程和校园创客空间， 构成了高等教育机构和中小学开展创客教育的生态系统。在这个系统中，培养具有创意、创新、创业思维和能力的学生创客， 是创客教育的出发点、中心，也是最终目的。因此，高等教育机构和中小学以及创客教育教师在实施创客教育过程中， 要转变把学生视作被动的知识接收者和消费者的传统教育理念，代之以技术赋能的教育信息化和大众创业、万众创新时代新的创新教育教学理念，把学生视作知识的创造者，激发并培养学生的想象力、创意、创新、创业思维和能力， 为个人和国家参与未来全球化竞争奠定基础和优势。
四、结语
一、教学模式的本质
笔者认为，所谓教学模式，是指在一定教育思想指导下和丰富的教学经验基础上，为完成特定的教学目标和内容而围绕某一主师形成的、稳定且简明的教学结构理论框架及其具体可操作的实践活动方式。这一定义具有如下特点：(一)强调教学模式是指向教学结构的。在现代教学论中，教学结构包括理论结构和实践结构两方面。理论意义上结构是指教师、学生、教材这三个基本要素的给关系。实践意义上的教学结构包括纵横两个方面：纵向结构是指教学过程中各阶段、环节、步骤之间的相互联系，表现为一定的程序；横向结构则是指构成现实教学活动各要素即教学内容、教学目标、教学手段、教学方法等因素的相互联系，表现为影响教学目标达成的诸要素在一定时空结构内或某一教学环节中的组合方式。教学模式是对教学结构的一种反映和再现。(二)从静态和动态两揭示了教学模式的中介性。从静态看，教学模式是教学结构的稳定而简明的理论框架，是立体网络的、多侧面分层次的，很直观地向人们显示了教学诸因素的组合状态，为人们从理论上认识把握教学模式有重要作用。从动态看，教学模式是具体可操作的实践活动方式，是依序运动的、因果相联的，很明确地规范了教学过程的展开序列，为人们从实践上操作运用教学模式提供了具体指导。(三)强调了特定的教学目标和内容对教学模式的制约。教学模式总是和教学目标、教学内容相联系的，后者制约前者的性质、功能、特点和范围。教学模式栖身不是目的和内容，而只能是实现特定的教学目标和内容的工具和手段，不过教学模式与教学目标和内容之间常有微妙的对应关系。(四)指出教学模式接受教学思想的指导并具有教学经验的基础。告诉我们教学模式的生成原理和逻辑起点，有利于在实际教学中认识和选择教学模式、运用和检验教学模式、归纳和演绎教学模式、发展和创新教学模式。教学思想的指导，可以保障教学模式的科学性和先进性；教学经验的基础，可以保证教学模式的可行性和优效性。
二、教学模式的结构
教学模式的构成要素应该具有不可或缺性、不可替代性。笔者认为，“理论基础”、“功能目标”、“实现条件”、“活动程序”四个要素，就构成了一个完整的教学模式的基本结构。
(一)理论基础
教学模式都是在一定理论指导下建立的。正如乔以斯和威尔所说：“每一个模式都有一个内在的理论基础。也就是说，它们的创造者向我们提供了一个说明我们为什么期望它们实现预期目标的原则。”教学模式所赖以建立的教学理论或思想，乃是教学模式深层内隐的灵魂和精髓，它决定着教学模式的方向性和独特性。理论基础在教学模式结构中既自成独立的因素，又渗透或蕴含在其他因素之中，其他因素都是依据理论基础而建立的。例如，程序教学模式的理论基础是行为主义心理学，非指导性教学模式的理论基础则是人本主义心理学。有些教学模式的理论主题是一致的，如布鲁纳的概念获得教学模式、加涅的累积性教学模式、奥苏伯尔的先行组织者教学模式等，其理论基础都是现代认知心理学理论。鉴别一个教学模式成熟的程度，一般从其理论基础中即可窥见一斑。
(二)功能目标
任何教学模式都是指向一定的功能目标，或者说总是为了完成特定的功能目标而设计创立的。“功能目标是人们对教学活动能在学习者身上产生‘什么样的’和‘有多在的’效用所作的预先估计。”它在教学模式的构成因素中居于核心地位，对其他因素具有制约作用，是教学评价的标准和尺度。如德国的范例教学模式，其功能目标在于使学生掌握从基本概念和基本知识中选出来的示范性材料，能举一反三，培养独立思考和独立工作的能力；合作教学模式的功能目标则是使学生具有民主精神独立人格和创造才能等。功能目标的实现程度以及人们对教学目标认识的发展，往往又作为一种反馈信息，帮助人们调整或重组结构程序使教学模式日臻完善。
(三)实现条件
这是指促使教学模式发挥效力、达到一定功能目标所需要的各种条件。任何教学模式是在特定的条件下才能有效。教学模式的实现条件包括的内容很多，有教师、学生、课程内容、教学手段、教学的进空组合等。如布卢掌握学习模式即将决定学习结果的性质的三大变量棗认知前提和为、情感前提特性、教学的质量棗作为模式实现条件。布卢姆指也“有利的学校条件能使大多数学生很好地进行保障教学模式的实现条件，可以更好地掌握和运用教学模式，成功地达到预期的目的。
(四)活动程度
任何教学模式都有一套独特的操作程序，详细具体地说明教学活动的逻辑步骤，以及步骤所要完成的任务等。例如，加涅的累积系教学模式和操作程序是注意、选择性知觉、表演、语义性编码、检索、反应组织、反馈、进控制八个步骤。一般说来，活动程序的实在于处理教师、学生与教学内容的关系及其时间顺序上的实施。例如，程序教学模式就要求把教学内容设计成一系列小步子，每一程序学习一小步教材，回答机器或程序课本提出的问题，并及时强化，再进入下一程序学习。由于教学过程中，既有教材内容的展开顺序、教学方法交替运用的顺序，又有内在的复杂的心理活动顺序，所以人们常常从不同侧面提出教学活动的基本阶段及其逻辑顺序。活动程序只能是基本的和相对稳定的，而不应是僵化和一成不变的。
三、教学模式的特点
(一)操作性
教学模式所提供的教学程序都是便于人们理解、把握和运用的。这是教学模式区别于一般教学理论的重要特点。
教学模式之所以具有操作性，是因为一方面教学模式总是从某一特定角度、立场和侧面来抚示教学的规律，比较接近教学实际而易被人们理解和操作；另一方面教学模式的产生不是为了空洞的思辩，而是为了让人们去掌握和运用，因此它有一套操作的系统要求和基本程序，教学模式的操作性特点，使得教学模式可以被传授和学习、被示范和模仿，使得教学模式的运用成为一种技术、技能和技巧，而被教师用来完成教学任务、获得预期的效果。
(二)简约性
任何教学模式都是简约化了的教学结构理论框架及活动主式，大都以精练的语言、象征性的图式或明确的符号表达出来。一般说来，简约化后的教学模式的形态主要有：1.条文型。这类模式通过非概念化的语言“跳跃式”表达，相对全面，便于操作。2.框图型。这类模式仅暗示大意，通常只将变量的逻辑关系勾画出来。3.公式型。这类模式主要采用教学公式或类似形式表达。因此，教学模式既能使那些纷繁杂乱的实践经验理论化，又能在人们头脑中形成一个比抽象的理论更具体、简明的框架，从而便于人们去理解、交流、运用和传播。
(三)针对性
每种教学模式都有它特定的作用，即明确的针对性。正发教育活动中没有包治百病的教育处方一样，在教学活动中也不可能有一种普遍有效的可以对一切教学目标都适用的万能模式。当然，可能有些教学模式的适用范围更宽广一些，但也有些模式只能适用于极为特殊的教学情境。因此，“使用教学模式需要有鉴别不同类型的教学目标的能力，以便选用与特殊的目标相适膈的特定模式。”如果超越教学模式的运用范围，或者不具备相应的教学条件，就很难取得好的教学效果。例如发现式教学模式较适用于数理科教学，却不适用于体育教学；程序教学模式长于知识技能训练，而对培养探究精神和科学态度则相形见绌。
(四)整体性
任何教学模式都是由各个要素有机构成的整体，本身都有一套比较完整的结构和机制。在运用时，必须整体把握，既透彻了解其理论原理，又切实掌握其方式方法。如暗示学，而暗示学又是以无意识心理学为其理论根据的；又有其独特的策略方法，如暗示教学三原则、放松练习和瑜珈调息、教材的编选、情境的创设以及音乐的转换等。如果不能很好地领会其理论的精微，或不能严格按要求操作，都只能降低教学效果而不能发挥教学模式的应有功能。那种无视教学模式的整体性，放弃理论学习而简单套用其程序步骤的做法，是对提高教学水平有害无益的。
(五)开放性
教学模式是一个动态开放的系统，有一个产生、发展、完善的过程。虽然教学模式一旦形成，其基本结构保持相对稳定，但这并不意味着该教学模式就从此不变了。教学模式总是随着教学实践、观念和理论的不断发展变化，而不断地得到丰富、创新和发展而日臻完善的。一种有影响的教学模式之所以具有较强的生命力，就在于它在原有基础上能不断充实与提高，否则它就会被逐渐淘汰。因此，教学模式的不断变革与改革，正是它得以具有优效性的重要保证。教师广泛而深入的教学实践，为教学模式的发展和完善提供了广阔的前景和丰富的养料。
四、教学模式的功能
(一)描述组建功能
教学模式筛选了被实践证明行之有效的教学经验，加以概括和简化，组建为一种相对稳定的结构框架和活动程序，用来描述某一特定教学过程所涉及的各种因素以及它们之间的相互关系。教学模式的描述组建往往是围绕某一确定主题进行的，这就使模式具有了强大的凝聚力和独特的个性特点。经过教学模式描述组建的理论，是精练浓缩的；经过教学模式描述组建的实践，则增强了典型性和优效性。教学模式描述组建功能的发挥，可使成功的教学经验得到整理加工，提高了教学理论的概括层次，使教学方工趋于结构化、稳定化。优秀教师可借助教学模式的描述组建功能，将个人教学经验进行积累、加工、升华，使之转化为一般理论。
(二)咨询阐释功能
教学模式作为教学理论的简化形态，可以通过简明扼要的语言文字或象征性的符号图形，来阐释教学理论的主基本特使教师直观而迅速地把握和领会其精神，从而完成给实践者提供咨询的任务。教学模式咨询阐释功能的发挥，有利于教学理论的普及与传播。实践者能过对教学模式理论要点的理解和操作要领的把握，增强其驾驭教学模式的信心和选 用教学模式的针对性。教学模式具有了咨询阐释功能，便成了教学理论的“解说员”和’宣传员”， 使其内蕴的教学理论随着教学模式的被先用，而进驻实践者的头脑，并说服实践者，自觉接受教学理论的指导，克服教学实践的盲目性而增强其有效性。
(三)示范引导功能
教学模式为一定的教学理论运用于实践规范了较为完备、便于操作的实施程序。掌握若干常用的教学模式，青年教师初登讲台就有了进行教学的“常远见武器”。在规范的教学模式的示范引导下，可以很快地过渡到独立教学，从而大大减少盲目摸索、尝试错误所浪费的时间和精力。教学模式的示范引导功能，旨在交给教师教学的“基本套路”，并不限制或扼杀教师的创造性。教师在运用这些“基本套路”时，可以根据具体教学条件或情境灵活调整，形成适合教学实际的“变式”。教学模式示范引导功能的发挥，对于青年教师尽快独立教学、学校教学工作规范化、正常教学秩序的建立等，具有非常重要的意义。
(四)诊断预测功能
对照教学模式的理论基础、功能目标、实施条件、操作程序，可以对教学活动进行诊断能够现教学中存在的问题，像教学目标不正确、实施条件不具备、操作要领不规范等，说明原因即可据此改进教学。教学模式同时还以帮助预测预期的教学效果，因为它揭示出一种“如果……就必须……”的规律性联系。他用某种教学模式必须具备某些条件，而如果具备了这些条件，就必须会有某种结果出现。教学模式诊断预测功能的发挥，可以有效地增强对教学过程的控制和调节，使之朝着预期的方向发展，取得预期的教学效果。故教学模式这一重要功能，应该引起我们足够的重视。
(五)系统改进功能
教师通过应用教学模式，使教学活动过程系统化，构成一个整体优化的系统。为了适应新的教学目标，就要求与之相应的教学条件、自动程序诸因素作一些改进，要求教师提高能力水平，以促进模式转化，直到以更有效、更完善的新模式取代已僵化、显得落后的旧模式，教学模式的系统改进功能是建立在教学整体的基础之上的，它要求我们以整体的、动态的眼光看待教学过程的模式优化转换问题。教学模式系统改进功能的发挥，可由此带动课堂教学师生关系、教学评价、教学管理等教学领域的一系列改革。现代教学的改革应着眼教学模式的整体优化转换，而不应再像以往那样满足于微观方法的修修补补。
五、教学模式的发展趋势
(一)从教学模式的总体种类看，趋向多元化
本世纪50年代以前，教学实践中基本上由赫尔巴特的教学模式和杜威的教学模式先后占主导地位，教学模式单一。50年代以来，出现了教学模式的空前繁荣景象，并且新的教学模式层出不穷。多种多样的教学模式正在形成庞大丰富的“教学模式库”，为教学实践提供了优选教学模式的广阔余地。
(二)从教学模式的理论基础看，趋向多元化
当代国内外教学模式的理论基础非常广泛，已不再单纯依据哲学认识论和教育学了。随着现代心理学的迅猛发展，教学模式的心理学色彩越来越浓厚。除此之外，当代教学模式的理论基础，像系统论、控制论、信息论、社会学、管理学、工艺学、美学等，呈现出多元化、融合化的趋势，这将对教学模式科学性的增强带来深远的影响。
(三)从教学模式的形成途径看，趋向演绎化
50年代以后产生的教学模式，像非指导性教学模式、集体性教学模式等，大都属于演绎教学模式。 纳教学模式起点于经验、形成于归纳的特点不同，演绎教学模式起点于理论假设、形成于演绎，它更加强调教学模式的科学理论基础。这对人们自觉地利用科学理论作指导，主动设计和建构一定的教学模式来达到预期的目的提供了可能。演绎将成为教学模式生成的重要途径。
(四)从教学模式的师生地位看，趋向合作化
本世纪50年代以来，师生在教学过程中的地位和作用发生了深刻的变化。随着沉重主体地位的确立、师生合作关系的形成，传统教学论中的“教师中心论”逐渐被现代教学论的“教师主导沉重主体论 ”所取代。这种新的教学观反映到教学模式的发展中，就导致了由教师中心教学模式向师生合作教学模式的发展变化。
(五)从教学模式的目标指向看，趋向情意化
当代国内外教学模式的发展，顺应50年代以来教学改革的深入发展和社会需要人才规格的不断变化，其目标不仅指向认知领域和技能领域，而且指向以往教学模式所忽略的情意领域。情意型教学模式的出现和完善，将为现代教学带来一场革命。它以互补思维方式融合 知为一体，强调教学的科学性和艺术性的高度统一，在教学实践中有着很好的发展前景。
(六)从教学模式的操作程序看，趋向灵活化
当代许多教学模式在操作程序上，都强调根据具体教学情况和需要灵活变化。如吴也显主编《我国中小学常用教学模式》一书中涉及的多数教学模式，都专门列出若干“变式”作为对“基本式”的补充。此外，还有的教学模式甚至本身就没有一个固定的程式存在，尤其是艺术化的、创造性的、情意型的教学模式更是如此。是不是所有的教学模式都必须有一个唯一的、固定的操作程序?看来这是一个可以讨论的问题。
(七)从教学模式的技术手段看，趋向现代化
当代教学模式越来越重视引进现代科学技术的新成果，日益现代化。随着电子技术的飞速发展，像广播、电视、教学机器、电子计算机等，正在越来越多、越来越成功地介入教学过程。程序教学模式首开机辅教学的先河，信息加工教学模式就引进了信息加工、人工智能、计算机等新科学技术成果。
