HI,欢迎来到学术之家股权代码  102064
0
首页 精品范文 人工智能在教育方面的应用

人工智能在教育方面的应用

时间:2023-08-23 16:58:41

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篇人工智能在教育方面的应用,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。

人工智能在教育方面的应用

第1篇

关键词:人工智能;高职;技能培训

一、人工智能概述

人工智能(Anificail Intelligence)是指利用计算机软件技术与自动化处理的技术,让计算机能够模拟与扩展某些人类特定智能的学科,最近几年来发展非常迅猛,在智能接口,数据挖掘,主体系统等方面取得了丰硕的成果。智能接口技术是研究如何实现人类与机器的便利沟通,现在已经实现了文字,语音,自然语言理解等方面实用化的功能。数据挖掘则是如何从大量不完备的数据中自动生成可应用的知识的技术,在大数据时代里将会有非常广泛的应用;主体系统则是指的让计算机具备愿望,能力,选择等心智状态的实体,实现计算机的自主性。从当前的应用发展趋势来看,在未来的5~10年内,人工智能将会应用在教育,医疗,管理,生产等绝大多数的社会领域中,将推动社会的全面发展与进步。在本文中,作者将以高职技能教育为切面,分析人工智能在该领域内应用的前景,并提出建立一套基于人工智能的高等职业技术辅助教学系统的思路,方便进行人工智能应用的相关人士研究与借鉴。

二、人工智能在高职教育教学领域的典型应用及其不足

将人工智能应用到教育方面是很久以来的教育现代化的热点,从最近几年来的人工智能在教育方面的应用来看,主要有三种应用的层面:一是智能计算机辅助教学(ICAI),它是将人工智能的技术引入至CAI系统中来,实现更加智能化的教学支持,减轻教师的工作量。二是智能,即让某些特定的课程与教学的内容,由人工智能来取代教师进行授课,即时答疑,提高教学的效率;三是智能数据库,对于课程相关的网络教学资源数据库,应用人工智能的方法进行数据分析,提高数据库的访问速度与交互功能,便于快速搜索与整理数据。但是对于高等职业技能教学来说,上述的三大应用领域还有些不够契合,主要体现在如下的方面:

(1)对于学习者的活动流程的监控与记录能力不够。传统的CAI系统,侧重于对理论思维知识的辅助教学,而对于学习者的身体活动的记录能力不佳,这样无法即时准确地保存技能学习过程中与身体活动相关的数据。众所周知,技能的教学是与学习者身体的活动相关联的,行动数据的获取量不足就会导致无法对学习者的技能及其效果进行评估与纠偏。

(2)与使用者的交互功能不佳。传统的人工智能交互是文本与图像,虽然简单直观但形式单一,还无法通过生动的语音和动作与使用者进行交互。这样在教学辅助方面的效果不尽如人意。

(3)智能水平有待于提升。现代的人工智能辅助系统,虽然已经能够实现教学数据的排序、统计、汇总等简单的操作,但是离真正智能化的工作还有一定的差距。系统无法根据学生操作的具体情况做出个性化的情况统计分析,提出个性化的建议。在即时交互方面也还有很大的提升空间。

三、高职技能辅助教学系统的设计思路

针对上述教学人工智能应用的不足,结合高等职业技术学校的教学情况,特地提出一套人工智能辅助系统的设计思路:

(1)使用高级的智能接口技术实现行动数据的采集。

智能接口是为建立和谐的人机交互环境,使得人与机器之间的交流像人与人之间的交流一样自然和方便。学习者在进行练习的过程中,无法像传统的人机交互方式一样将数据录入至计算机中,而是需要智能系统通过摄像头,运动传感器等等高级的智能接口技术来感知学习者的活动,对活动进行分析与统计,并转化为大数据存放至海量数据库中。至于具体采用哪种智能接口技术,需要根据具体的学习内容而定。

(2)应用专家系统对于学习者在技能操作中产生的大数据进行分析。专家系统是目前人工智能领域最有实效的一个领域,它是利用人工智能的技术让计算机能够实现特定领域内的大量知识与经验的系统。利用它来对技能学习过程中产生的大数据进行分析和挖掘,从中提炼出具有个性化的知识体系,发现学生与老师都没有发觉到的某些特殊的学习状态,能够为进一步的学习反馈做好充分的准备。这样可以使得学习的针对性更强,效率更高。

(3)使用智能检索与生成技术对于分析结果进行输出与展示。通过使用人工智能的检索系统,可以快速地对分析的结果进行展示,可以利用网络的环境,用生动形象的方式将结果展现在学习者或教师面前,方便掌握学习的过程。

四、辅助教学系统的应用展望

通过应用了上述的基于人工智能的辅助教学系统,将对于高职院校的教学产生非常强大与积极的影响。首先,该系统可以将教师从重复机械的日常教学环境中解放出来,不再通过传统的测验,考试,交流等方式获知学生的学习状态,由系统监控学习者在技能培训过程中的一举一动,自动进行学习效果的定性与定量的分析,积极地反馈给教师,从而使得教学更具备了明确的方向。其次,该系统也会增加技能教学的趣味性,将培训的活动转化为类似于电子竞技的效果,学生在学习的过程中随时可以观察到自己的学习状态,以及与其他同学的差异,更能够培养自学的能力。第三,该系统可以与现有的高职院校校园网实现无缝的对接,将全院校的数据进行统一的智能加工与挖掘,可以更加方便高职院校的管理工作,也可以方便地扩展成为完备的高校智能管理系统。

参考文献:

[1]邱月,人工智能技术在计算机辅助教学中的应用[J].福建电脑,2007(08).

第2篇

自1956年人工智能概念在达特茅斯会议提出以来, 人工智能的发展超出了人们的想象:1997年, IBM超级电脑深蓝击败国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫;2016年, 由Google旗下的深度学习公司Deep Mind开发的人工智能围棋程序Alpha Go战胜了世界围棋冠军李世石, 这件事轰动了全世界[1]。随后有关人工智能的热点应用不断推出, 比如无人驾驶、智能医生、语音与人脸识别等, 让我们认识到人工智能的应用已与生活息息相关。在教育领域, 人工智能应用也取得了重大突破, 比如2017年高考期间, 机器人艾达挑战高考数学, 10分钟就答完, 获得134分, 激发了教育领域对人工智能的巨大热情, 同时也引发了人们对教育的忧虑与反思[2]。2017年7月国务院印发了《新一代人工智能发展规划》, 提出人工智能产业竞争力在2030年要达到国际领先水平。目前世界主要发达国家先后从国家层面人工智能政策规划, 将人工智能作为国家经济发展、社会变革和国际竞争的新动力[1]。

1 人工智能定义和发展阶段

人工智能的英文是Artificial Intelligence, 简称AI, 人工智能的内容不断丰富和发展, 至今还没有统一的定义。比较权威的说法认为[3]:人工智能是关于人造物的智能行为, 主要包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。人工智能的长期目标是发明出可以像人类一样或能更好地完成以上行为的机器, 短期目标是理解这种智能行为是否存在于机器、人类或其他动物中, 所以它包含了科学和工程双重目标。根据其功能强弱, 人工智能分为三类, 即弱人工智能、强人工智能还有超级人工智能。人工智能的发展大体上经历了三个阶段, 第一阶段是20世纪50~60年代, 提出人工智能的概念。主要以命题逻辑、谓词逻辑等知识表达和启发式搜索算法为代表;第二阶段是20世纪70~80年代, 提出了专家系统, 同时基于人工神经网络的算法研究发展迅猛, 伴随着半导体技术计算硬件能力的逐步提高, 人工智能逐渐开始突破;第三阶段是自20世纪末以来, 尤其是2006年开始进入了大数据和自主学习的认知智能时代。随着移动互联网的快速发展, 人工智能的应用场景也开始增多, 特别是深度学习算法在语音和视觉识别上实现了巨大的突破[4,5]。人工智能的技术体系主要分为四个方面, 即机器学习、自然语言处理、图像识别以及人机交互等。当今击败世界围棋冠军李世石的Alpha GO主要应用了机器学习中的深度学习算法。

2 人工智能应用状况与反思

2017年, 阿里的无人超市落地杭州, 进店、挑选商品、付款支付一气呵成, 消费者几乎在完全自主的状态下完成购物。与此类似, 昆山富士康公司裁员6万名工人, 全用机器人代替。京东、淘宝引入的智能机器人替代了原来的仓库管理、人工客服等岗位。因此有学者悲观地断言:在人工智能时代, 因为很多职业岗位或技能将被智能机器人所代替, 职业院校毕业生很有可能面临毕业就失业的窘境。笔者认为, 我们不应该重蹈历史上英国制定的限制汽车推广使用的《红旗法案》的悲剧。正是这个在今天看来毫无道理的, 但却持续了三十年的法案让德国和美国的汽车工业完全赶上来, 最终远超英国。人工智能应用必将淘汰或替代很多现有就业岗位, 但同时又会创造新的就业岗位, 这是一个伴随着产业智能升级的、长期的艰难过程, 对于职业教育来说, 这既是一个严峻的挑战, 也是一个难得的机遇。

3 人工智能时代职业教育的发展策略

为了更积极地适应人工智能时代, 除了国家层面的统筹规划、科学指导和政策、经费支持之外, 建议还要做好以下几个方面的发展规划。

3.1 解放思想, 更新理念与制度

中国工程院院士潘云鹤提出, 人工智能走向2.0阶段的真正原因是世界正从原来由人类社会与物理空间构成的二元空间, 向着由物理空间、人类社会与信息空间构成的新三元空间演变[6]。因此, 职业教育在教学和管理过程中应该加入人工智能等相关理念和技术, 同时其办学定位、人才培养方案、专业建设、课程内容、考核评价标准等方面都需要做出相应的改进。比如当前大多数职业院校非计算机类专业的课程安排中, 信息技术类课程课时偏少, 数据处理、编程类或人工智能课程几乎没有, 这样的安排不利于提升学生的信息素养, 必须做出相应的调整, 同时适当减少将来可被人工智能应用替代的技能课程的课时, 比如电算会计、环境监测等。

3.2 善用人工智能, 提升教学与管理

在人工智能背景下, 教师们现有的重复性工作和大量数据积淀的教学任务, 比如批改作业或阅卷或课堂考勤都可能被人工智能取代, 因此, 教师能腾出更多的时间, 更充分地关注学生的个性差异, 从而为学习者提供更精确的个性化学习服务, 教师也能够及时调整教学方法和手段, 优化教学评价方式, 补充教学资源, 减少备课重复性工作, 提升教学效率, 真正地做得因材施教, 同时学生们的学习方法和方式将不同程度地得到重构, 基于大数据的智能在线学习平台大量出现, 不同的学校、学科及专业课程不再封闭, 学习时时处处都可以进行, 碎片化与个性化学习将日益普遍。教师能完整地跟踪学生的整个学习过程, 比如学生上课是否睡觉、是否玩手机、是否在教室里与其他同学合作学习等, 都能够根据监测数据进行智能解析, 有利于更有效、更全面地对学生进行过程性评价。大部分课程考试将全部自动化, 考生资格审查利用人脸识别、监考与阅卷都由智能机器来完成。上述人工智能给教学带来的这些变化既需要网络硬件设施和相关软件系统来支撑, 更需要职业教育的教师们继续提升信息技能、深化和加强信息素养。

3.3 深化产教融合、优化实训筑牢就业

在人工智能时代, 职业院校应与相关行业统筹发展, 深化产教融合, 拓宽企业参与的途径, 深化引企入教改革, 支持引导企业深度参与职业院校的教育教学改革, 多种方式参与学校专业规划、教材开发、教学设计、课程设置、实习实训, 促进企业需求融入人才培养环节;鼓励以引企驻校、引校进企、校企一体等方式吸引优势企业与学校共建共享生产性实训基地;全面推行现代学徒制和企业新型学徒制, 推动学校就业与企业招工无缝衔接。比如职业教育将出现新师徒制, 行业领域的行家里手将通过互联网以VR或者AR技术言传身教的方式, 带领规模庞大的徒弟用碎片时间进行学习与实践。

3.4 完善终身学习的职业教育体系

随着人工智能应用的深入推广, 职业院校培养的技能型人才所掌握的技能如果不及时进行充电升级, 中低端的重复性强的工作将面临被智能机器人不同程度进行替代的危险。所以对于不少技能岗位, 守着一门技术吃一辈子老本的时代将一去不复返。因此, 职业教育要继续完善终身教育体系, 为职业教育学生的充电升级铺就一条纵深的通道。

3.5 人文教育为道, 智能教育为用

在人工智能的帮助下, 简单重复性的工作将被机器替代, 人们将从重复繁琐的事务中解脱出来, 转去从事更具有创造性、创新性或者更具有情感类的工作, 这些工作需要人与人之间的合作与沟通, 因此, 职业教育更需要注重学生思想道德水平、人文综合素质的培养, 这是做人之道, 在此基础之上激发学生们的学习主动性和创造力, 促进跨界思维的形成, 更好地掌握人工智能时代的相关职业岗位知识和相应的智能技能。著名理论物理学家霍金曾说:完全人工智能的研发可能意味着人类的末日。Tesla汽车和Space X公司创始人马斯克说:我们必须非常小心人工智能。如果必须预测我们面临的最大现实威胁, 恐怕就是人工智能了[7]。一群没有良好道德水平的, 但掌握了智能技术或设备的人们是危险的, 所以职业教育应该从学生入学起就开始, 不断提升学生的思想道德水平, 热爱社会、热爱生活、乐于助人、与人为善。只有这样, 人工智能应用才能更好地服务人们、造福社会。

4 结论

人工智能正在快速又深刻地改变我们的教学、生活和工作方式, 也对职业教育提出了严峻的挑战, 同时也是一个巨大的机遇。职业教育在面对人工智能时代的变革时, 须要从国家政策、理念与制度、教学管理、产教融合、终身学习等方面做好应对, 切实地把握人文教育之道对智能教育之用的统领原则, 培养能很好地掌控人工智能技术和应用的人才。

参考文献

[1]谢青松.人工智能时代职业教育的转型和发展[J].教育与职业, 2018 (8) :50-56.

[2]苏令.人工智能来了, 教育当未雨绸缪[EB/OL].[2018-05-15].

[3]Nils J.Nilsson.人工智能[M].郑扣根, 庄越挺, 译.北京:机械工业出版社, 2000.

[4]王璐菲.美国制定人工智能研发战略规划[J].防务视点, 2017 (3) :59-61.

[5]贺倩.人工智能技术在移动互联网发展中的应用[J].电信网技术, 2017 (2) :1-4.

第3篇

关键词:人工智能;高中生;职业规划;建议

一、引言

人工智能的不断发展与拓展促进了我国各个领域的发展,同时对各个行业产生巨大冲击,很多需要人工机械作业的领域将会使用机器人,造成大量人员的失业。面对如此现状,今后我们高中生如何做好职业生涯规划成为当务之急,只有深刻把握社会发展趋势,加强学习方向与时代潮流的匹配性,才能迎接挑战、抓住机遇、趋利避害,做好职业选择和规划,更好地适应今后的社会发展。

二、人工智能的发展现状和趋势

(一)人工智能的发展现状

“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发,人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统,来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。目前,人工智能技术在美国、欧洲和日本呈现飞速发展趋势。随着人工智能技术的快速发展,人工智能已经在各个行业得到广泛应用,其中比较典型应用主要包括符号计算、模式识别、机器翻译、机器学习、问题求解、逻辑推理和定理证明、自然语言处理、智能信息检索技术以及专家系统等,这些在计算机领域、化学领域、医学领域以及矿物勘测领域等得到广泛应用,并取得较好效果。

(二)人工智能的发展趋势

技术的发展总是超乎人们的想象,要准确地预测人工智能的未来是不可能的。但是,从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会综合模糊处理、并行化、神经网络和机器情感等进行全方位发展。随着全球化趋势的不断增强,今后人工智能会向着全球国际标准的方向发展。人工智能技术不断地在就业领域应用及发展,因此高中阶段就对自己的职业生涯有着规划是未来发展的必然趋势,并且美国、加拿大等先进国家早早的就把高中生职业规划教育课程安排在了高中阶段,相比之下安排职业规划教育课程的高中毕业生,甚至大学毕业生对自己的规划都有着明确的方向,我国目前某些地区高中阶段已经安排了职业规划类型的课程,相信不久高中生职业规划的课程也会出现在更多地区的校园。

(三)人工智能发展对就业的影响

随着机器眼下正在取代的首当其冲的是那些简单机械操作的劳动者,比如说我国工厂里的初级工人正在面临自动化的威胁。还有美国福特公司,不仅大量裁减蓝领工人,而且还要把工厂搬到别的州或国家去,那里税收更低、政策环境更宽松、工会更友善的,在这些地方使用机器人不仅可以提高作业效率和质量,而且能够极大的降低各种成本,能够为企业创造更多的效益。

随着人工智能的快速发展,人工智能对各个领域的就业产生了重大影响,我国也在往这个方向发展,对于IT行业,今后会大量使用机器人进行工作,制造业也在逐渐增加使用机器人。技术的进步,使得个人的生产效率得到了巨大的提升。虽然就短期而言,机器是不会一下子取代大多数人,但我们必须未雨绸缪、防患于未然。有一些机械的、长时间集中精神的、固定套路的工作,比如流水线工、司机、配药师等,机器比人还擅长,这些领域将会淘汰大量的工人,导致很多人员失业。而很多工作需要人搭配机器做才最高效,这些工作是主流的新工作,但是需要注意的是,在人和机器协作的过程中,机器一定会不断智能优化的,在单一专业的工作内容中,机器逐渐又会替代人,因此也会造成人员失业。对于人际沟通事务,由于需要人与人之间的交流,还是人比较擅长。审美是模糊的、社会性的,这个还是人比较擅长。

对于我们高中生而言,勤动脑,勤动手,不断创新,是未来立足之本。因此不仅要埋头学习知识,还要培养创新能力和实践能力,以应对迎接人工智能的挑战。

(四)高中生应该怎样规划职业生涯

面对人工智能的快速发展,今后我们高中生应当趋利避害,努力做好职业生涯规划,实现自我价值的增值,具体来说应当从以下几个方面入手:

1.增强职业规划的意识

高中生要根据自身的主观因素以及外界的环境因素,分析、归纳、选择自己的职业发展方向,并且制定相应的学习、培养计划,采取必要行动去实现目标。这种确定人生方向的规划问题应该在高中阶段每一个学生都应该对自己有着清醒的认识,并且得到自身的重视,对选考科目的选择及大学志愿的填报就不会盲目、无头绪,在高中阶段有了明确的目标会使自己的学习方向更加准确,学习积极性更加强劲,同时在就业选择上也可以尽量地少走弯路。

2.选择高水平的职业指导教师

高中生实现从学校到社会或者更高层学校的过程中职业规划具有重要的导向作用,因此在高中阶段一个好的职业规划指导教师对学生的影响有着重要的意义。首先我们选择的职业规划指导教师必须具备一定的任职条件,目前国家也一再的强调任职职业资格的严格性;其次就是指导教师要善于启发式指导学生,增强学生的独立思考能力,在教师的帮助下充分认识自己的天赋、特长、兴趣、能力、心理等方,发现和挖掘自己多方面的潜能,学会正确利用各方面条件充分发展。同时,要注意避免指导教师的思想左右了我们的思想,只有准确的认识自己,才能促使我们带着自己的职业规划继续努力进步。

3.自己的高中生涯规划

高中的三年,对一个高中生的人生有着重要的意义,因此高中阶段可以进行分阶段的自我管理培养。高一阶段:刚进入学校,通过学习了解学科特点,利用学校、教师、网络、社会了解就业动向,自我优势结合人才需求,明确选考科目,初步制定职业发展意向。高二阶段:正确处理选考科目学习与学考科目学习的关系,既突出专业知识又兼顾知识广度。高三阶段:更要处理好语文数学英语必考科目学习与选修科目深化拓展的关系,既要提高高考成绩又要深化拓展专业素养;既要强化高考复习又要重视面试培训,为参加高校自主招生考试或“三位一体”考试做好充分准备。因为近年来重点大学通过高考统一招生录取的名额正在减少,而自主招生或“三位一体”的名额大量增加,有志于就读名牌大学的学生要注意这方面的情况。同时高中生要根据自己的理想多去了解高校情况,多去了专业设置的情况,为报考适合自己的学校及专业做好信息准备。

4.积极参加选修课程,为今后的职业生涯做好基础

按照教育部有关规定,高中学校要开设选修课程。我们可以根据自己的兴趣爱好,选取自己喜欢的课程进行学习,这不仅可以及早的发现我们的喜好和特长,为我们的职业生涯做规划有着重要的参考意义,同时对我们的基础知识的培养也很重要,拓宽了我们的见识宽度,为今后的职业生涯奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]刘界,黄冠,王冰洁.关于人工智能教育如何弥补当前教育缺陷的思考[J].内蒙古民族大学学报,2006,12(3):50-51.

[2]焦加麟,徐良贤,戴克昌.人工智能在智能教学系统中的应用[J].计算机仿真,2003.20(8).

[3]刘春玲,张焕生,郝国芬.BP神经网络在教学评价中的应用[J].煤炭技术,2012,31(5):231-232.

第4篇

【关键字】人工智能;课程改革;高中;信息技术;课程实施

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097 (2008) 10―0043―04

教育部在2003年颁布的高中信息技术新课程标准中,首次把“人工智能初步”设置为选修模块,与多媒体、网络、程序设计、数据库技术等一起列入信息技术课程体系[1]。此举曾被视作信息技术课程改革的亮点之一。然而,在如今高中信息技术新课改已经全面铺开之际,人工智能选修课程的推进仍然举步维艰,面临诸多困难和问题。

一 高中人工智能课程的现状分析

自2004年我国部分省级实验区开始推进高中新课程改革以来,信息技术课程改革已经开展了四年之久。从目前的总体情况来看,信息技术课程的基础模块与多媒体技术、网络技术、算法与程序设计三个选修模块的实施情况较好,而数据库技术与人工智能初步两个选修模块的推进情况相对不佳。特别是人工智能课程,至今在全国范围内正式开设该课程的学校寥寥可数,少数高中展开了一定的探索和实验,而大多数学校仍持有观望态度。以下分别从实施取向和实施层次的角度分析该课程的现状:

(1) 课程实施的取向

由于我国长期以来实行的是全国统一的课程与教材,按照统一规定执行教学计划,对学校和学生的评价也是按照统一标准与方式实施的,因此我国以往的课程实施基本上都采用了忠实观的取向[2]。本次新课改中信息技术课程的实施过程难免受到这种取向的影响。然而,新课程标准中对信息技术技术各个模块的具体实施并没有明确而详细的规定,从而使教师对包括人工智能模块在内的课程实施缺乏长期惯于依赖的参照和依据,增加了课程实施的难度,造成部分模块的课程难以开设的情况。

(2) 课程实施的层次

课程实施包括五个层面的变化,即教材的改变、组织方式的改变、角色和行为的改变、知识与理解的改变、价值的内化[3]。目前高中人工智能课程在教材改变的层面已经做出了一定的努力。在课程标准的指导下,现已出版的五套教材在体例、版面、学习活动、评价等方面进行了多样化的设计,基本上贯彻了新课标所倡导的课程目标和理念。在组织方式的层次,少数已经开设人工智能课程的学校结合学生的兴趣与学校的实际情况,有针对性地开展了课程的组织。然而,仍然有一些地区或学校不愿或不习惯打破原有的课程组织方式,而是采用硬性规定的方式,人为指定两三门课程,将选修变为必修,限制学生的自由选择,依然维持原有的固定班级授课的形式。教材的改变仅仅是课程实施的开始,在组织方式、角色或行为、知识与理解、价值等层次,大部分学校还未发生变化或变化还很小。

(3) 课程实施的典型个案

目前国内开展人工智能课程教学或实验的典型学校如表1所示。总体来看,这两所学校都地处东南沿海地区,且学校本身比较积极参与高中新课改的实践探索,属于“敢于吃螃蟹”的类型。考虑到课程本身的要求较高,两所学校都选取了基础较好的学生开展教学。到目前为止,两所学校均已开展了三期的教学或实验探索,任课教师及时总结教学心得体会,并在相关教学刊物或课程研修活动中与广大一线教师分享教学经验。

二 高中人工智能课程的影响因素

根据Snyder的研究,可以把课程实施的影响因素归纳为四个方面:课程改革自身的性质、校区的整体情况、学校的水平以及外部环境[4]。结合高中人工智能课程的现状,本文分别从以上四个方面来探讨影响该课程的主要因素。

(1) 课改自身的性质

课程改革本身的性质是影响课程实施的第一要素。它包括课程改革的必要性及其相关性、改革方案的清晰程度、改革内容的复杂性以及改革方案的质量与实用性。结合信息技术新课程改革的相关调查研究,广大信息技术教师和教研人员对课改的必要性应该认识得比较到位,然而他们对信息技术课程中是否有必要单独开设人工智能模块存有疑惑。其次,不少教师对课程改革方案(课程标准)的认识并不是非常清晰。他们认为新课程标准中的教学理念、实施建议等内容相对抽象,不易把握和理解,缺乏具体的针对性,可操作性不强。再次,人工智能课程的实用性相比其他模块并不明显,课程内容也相对难度较高。这些因素造成课程设置的必要性不强、实施难度大、实用性不高,直接影响人工智能课程在学校的顺利设置。

(2) 校区的整体情况

校区的整体情况主要包括地区的适应性、地方管理部门的支持、教学队伍的培养、教学研讨和交流等等。各地区对课程改革的需要程度会直接影响人们实施课程的积极性和主动性。我国东西部地区的学校对课程改革的需求程度不同,从而造成了课程实施的地区差别。从目前开设人工智能课程或教学实验的学校来看,均分布于东南沿海较为发达的地区。这些学校的共同特点是基础条件较好,对课程改革的积极性高,敢于进行教学尝试和革新。此外,地方管理部分的支持对课程实施也有很大影响,如广东省为了推动信息技术课程改革,专门出台了关于课程标准的教学指导意见[5]。其中强调“要特别注意人工智能初步”,并针对人工智能课程提供了较为具体的教学建议,从而促使该省出现了全国最早正式开设人工智能课程的学校。师资队伍也是影响课程的因素之一。目前大多数高中缺乏熟悉人工智能课程内容和教学方法的专业教师,使得学校无法开设该课程。因此,有关人工智能课程的研讨和学习交流显得尤为重要,然而目前这些方面的活动总体上相对缺乏。

(3) 学校的水平

学校水平对课程实施的影响因素包括校长的作用、教师的个人特征和教师集体的行为取向。学校是课程改革的基本单位,校长和教师是学校课程改革的动因。校长对课改理念的理解,以及对课改的支持、参与程度都会影响课程的顺利实施。校长通常会根据上级主管部门的意见,结合本校的实际情况,权衡课程改革可能对学校形成的各种影响。在高考的影响下,信息技术课程在高中各科中长期存在地位“低人一等”的现象,甚至出现课时常被“侵占”的现象。如果校长对信息技术课程本身不重视,那么要求学校开设人工智能选修课无疑是一种奢望。此外,一所学校教师个人和集体的改革意识的强弱也会影响课程的实施。从人工智能课程的现状来看,恰好印证了这一点:改革意识强的教师个人或教研组即使没有上级的硬性指令,也能积极展开各选修模块的教学尝试和探索,并自觉地从教学者成长为研究者,而思想保守的学校即使具备了课程实施的基本条件,也不愿积极开设相关的选修课程,长期停留于课程的“忠实执行者”的层次。

(4) 外部环境

外部环境因素主要包括政府部门的重视、外部机构的支持以及社区与家长的协助。各国课程改革的经验表明,教育行政部门和相关机构的态度在很大程度上影响到新课程的顺利实施。特别是我国长期以来受到前苏联教育模式的影响,课程改革通常是自上而下的模式,新课程的实施主要依靠各级政府教育行政部门的政策和指令的推动。本次新课程改革同样继承了这一模式,但是整个教育体制和评价体系未能及时进行相应的调整,因此在某些方面造成各级教育部门的政策抵触,出现“上有政策、下有对策”的情况。此外,社区与家长对新课改的认识和态度也影响到人工智能课程的实施。研究表明,社区与家长更加关心的是新课改是否有助于提高学生的学业成绩,是否会给学生造成更大的负担,而对学生能力的全面发展和个性的培养则是其次的考虑。因此,要使社区与家长认识和了解课程改革的意义和目标,引导其关心新课程、支持新课程才能更好的促进新课改的健康发展,进而才可能使得包括人工智能在内的高中各科选修模块得以全面开设与实施。

三 高中人工智能课程的反思

通过调查访谈以及与相关授课教师的交流,笔者了解到高中人工智能课程的教学情况和教师的经验体会。总体来说,该课程的推进情况不如预期理想,需要从课程的设计、管理、教学以及评价等方面进行反思。

(1) 课程设计

本次高中信息技术课程改革将原来的一门课程分解为1个必修模块和5个选修模块,从而给学生提供多样化的选择。“人工智能初步”选修模块是作为智能信息技术处理专题设置的,以反映信息技术学科的发展趋势,体现教育的时代性要求。课程设置的目的在于使学生在技术掌握与使用的过程中,逐渐领会信息技术在现代社会中的应用以及对科学技术和人类发展的深远意义[6]。然而,以上的描述更多是该模块的隐性价值,相比其他模块该课程的显性价值并不是很直观。而一线的信息技术教师较多关注的是该课程的显性价值:课程能给学生带来些什么?学生的实践能力能否有较大提高?教师们在没有找到一个合理的价值依托之前,一般不会贸然开课。这一点值得课程设计者和教研人员的深刻思考。

通过网络问卷调查,不少教师认为人工智能课程在高中开设是有一定必要性的[7],但并不意味着所有的学生都需要学习该课程。课程应面向对人工智能有一定兴趣的学习者,且最好有一定的基础。事实上,相对于其他选修模块,选择人工智能课程的学生并不是很多。因此,结合我国目前的情况,可以考虑优先在发达地区条件较好的部分学校开设,再进一步利用其示范作用,以点带面,逐步铺开培训、指导、交流的规模和影响面,积极稳妥地推进高中人工智能课程的建设。

(2) 课程管理

课程的有效管理有助于提高课程实施的质量。上个世纪90年代以来,我国的中小学课程由原来的中央集权管理体制逐步转变为国家、地方、学校的三级管理体制。国家负责课程的总体规划,省级教育部门结合本地区实际制定课程计划或实施方案,而学校也将有权根据学校传统或学生兴趣开发适合本校的课程。目前人工智能课程虽然已被列入国家课程标准,但在地方管理层面并未得到应有的认可。部分地区考虑到高考因素,直接将人工智能模块排除在学生的选择范围之外,无疑成为阻碍该课程顺利实施的一个重要原因。

目前我国高中了解熟悉人工智能教学内容、方法的教师十分缺乏,相关教育主管部门需加强该课程的师资培养,邀请教材编写人员和相关专家,积极开展各级培训、研讨和交流活动,以务实的态度来听取学科教师的意见,为他们提供一些明确的、可操作的指导和建议。也可以开展优秀教学案例的征集和评奖,通过公开课的观摩和点评活动,或吸纳中学教师参与有关课程改革和教学研究的课题,以此提高教师参与改革的积极性。此外,国内高等师范院校信息技术相关专业应该对新课改作出及时的反应,针对高中信息技术各选修模块为师范生开设相关的课程,为课改的成功实施提供后备师资力量的支持。

(3) 课程教学

从已开展的人工智能课程教学或实验情况来看,主要的教学体会包括:教学对象选取时要有针对性,不宜硬性指定,应结合学习者自己的兴趣和学习基础供其自由选择;由于课程的理论和技术的要求较高,不宜大量采用“讲授法”进行教学,应设计一些有挑战性的活动供学生实践;为保证教学进度有序进行,可通过课堂小测及时巩固所学内容;应提供良好的网络条件和计算机设备以支持课程教学和实践的顺利开展。

国外一些高校通过远程网络的手段与中学合作开展人工智能教学,加快了课程建设的步伐,并提高了教学质量。大学负责教学网站的建设维护,主持与中小学的讨论答疑,中学则负责课程教学的具体实施。文中个案也印证了这种做法的有效性:让一些致力于高中人工智能课程研究的高校和部分条件较好的中学建立共同体,协作推动课程的实施。一方面,高校研究人员能为中学提供教学指导建议、技术和资源的支持;另一方面,中学的教学实践也为高校进行课程教学研究提供了材料和依据。

(4) 课程评价

研究表明,评价目前已成为影响高中信息技术新课程实施的一个重要问题[8]。从本次课改的动因来看,针对我国现行教育体制下的高考选拔制度在很多方面呈现的弊端,新课改力图在一定程度上改变这一局面,努力使学习者能够真正获得全面的发展。但是,在目前情况下以高考为“指挥棒”的评价体系短期内仍然无法发生质的变化。高中新课改实施以来,部分省份相继将信息技术课程纳入了高考的范畴,以往信息技术课程不受重视的情况逐渐得到了一些改善。然而,高考是否解决信息技术课程评价问题的一剂良药,进而为人工智能课程的实施及其评价带来新的希望,目前仍是值得怀疑和思考的问题。特别是当前高考科目已经较多,再增加科目无疑会加重学习者的负担,且很容易回到应试教育的老路上。

其次,虽然新课程标准中提供了关于课程评价的建议,但是其中的内容仍然比较抽象,可操作性不够。如在信息技术课程标准的评价建议中,提倡评价主体的多元化,关注学生的个别差异,综合应用多种过程性评价方式,适当渗透表现性评价的理念,等等。这些内容从理念上来讲都是很好的,但是如何在教学实践中加以操作实施,对一线教师而言仍是不够明确和难以把握的问题。而且,信息技术课程的每个模块各有特色,然而课程标准并未就此提供专门的评价建议。因此,一套科学合理、适合人工智能课程的评价体系和方法仍需要教研人员在实践中不断摸索总结。

参考文献

[1] 教育部. 普通高中技术课程标准(实验) [S].北京:人民教育出版社,2003:9.

[2] 钟启泉. 课程论[M].北京:教育科学出版社,2007:207-214.

[3] Fullan, M. & Pomfret, A. Research on curriculum and instruction implementation [J]. Review of education research, 1997, 47(1).

[4] Snyder J.B. & Zumwalt K. Curriculum implementation [M]. In Jackson P. W. (Ed).Handbook of Research on Curriculum. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.

[5] 珠海教育信息网. 广东省普通高中信息技术课程标准教学指导意见 [DB/OL].

[6] 顾建军等.技术课程标准(实验)解读[M].武汉:北教育出版社,004:9.

第5篇

技术联姻教育总是那么谨慎

技术与教育之间的关系,我们以为是一个不等式:1+1≠2。

一方面,整个世界对教育的抱怨不断强化,如诺贝尔物理学奖获得者中村修二批评整个东亚教育体系“浪费了太多生命”。美国投资家查理・芒格演讲指出:“光靠已有的知识,你走不了多远”……另一方面,仅以联合国教科文组织为例,继1972年出版了研究报告《学为生存:教育世界的今天和明天》和1996年出版了研究报告《教育:内在的财富》之后,2016年又公开出版了一份新的研究报告《反思教育:向“全球共同利益”的理念转变?》。联合国教科文组织总干事伊琳娜・博科娃在这一报告的《序言》中指出:“社会无处不在经历着深刻变革,这种形势呼吁新的教育形式,培养当今及今后社会和经济所需要的能力……我们必须高瞻远瞩,在不断变化的世界中重新审视教育。”

一方面,微软创始人比尔・盖茨2013年在出席美国德克萨斯州奥斯汀市举办的SXSW互动大会教育分会上明确表示:过去十几年间教育领域的技术发展陷入了停滞,研发投入也远远不够……到了2016年,比・盖茨在ASU-GSV峰会上所做演讲围绕“科技革命如何引导教育进入下一阶段”的主题时谨慎明确表示:“我们的基金会已经在美国教育上花费了几十亿美元,不过在此之前,我们首先需要搞清楚现在这些学生是什么样的,以及我们怎么才能很好地服务于他们。”另一方面,2017 年 6 月召开的联合国国际电信联盟(ITU)等联合国机构和 XPRIZE 基金会共同组织了人工智能造福人类峰会(AI for Global Good Summit),旨在讨论让人工智能符合可持续发展的目标(SDG)强调的 17 个可持续发展目标中,“质量教育(Quality Education):用个性化教学变革教育”赫然在目。

以上两组看似对立,实则呼应的案例,揭示了当前教育变革的痛点、痒点和奇点,都与时展、科技进步等外在因素间架构起诸多交集,而由此派生出来的诸如学习模式、思维特质、个性潜质和行为科学、脑科学等新兴教育边缘学科之间形成了新的认知和有了新的应对之策。曾经几时,教育陆续地迎来了许多新技术。从最初的广播录音到电影电视,再到后来的互联网……然而,技术到底能否改变教育呢?如果我们只是试图用颠覆性革命视角去看待技术的教育价值,那么无疑会得到悲观的结果,而在现实中,技术对于教育的改变是温水煮青蛙式的改变:第一,技术改变了知识观念,对知识的定义不再拘泥于总结性结论信息的汲取,而更重视可持续发展,乃至未来趋势性的元素预判。第二,技术改变了教育界限,学校正在成为学生生命中重要成长阶段的孵化器,进而要求教师承担起多元智慧导引的新使命。第三,技术改变了学习,关注正式学习形式、拓展和延伸学习的内涵等深度学习要素排序急剧上升。

反观本段落的不等式,答案应该是:教育因技术而成长,技术因教育而迭代。

教育技术的内涵与外延该不该重构

教育变维时代,应该能达成学习变频的交集。

“变维”一词最形象的揭示出现在《三体》,而最精准的学术定义倾向于“谷歌学术”;限于篇幅,这里只罗列一组相关概念延伸:降维、升维、高维、低维、众维、分维……简单理解就是一句话“升维思考,降维执行(打击)”。在教育视域下,看似高维的技术攀升,并不一定只有操作升维才能响应,事实上,反倒是在契合时代进步的同时,不忘初心,更显得适切教育本元。教育装备,教育技术,教育工程,教育生态……这一路走来,教育技术的内涵与外延重构的核心概念大可归结为一个词:“跨界迭代”。唯一需要阐明的一点就是,在不被传统教学范式捆绑的同时,也实在没必要刻意追求技术条件与装备环境的高大上先行;高解构与低结构之间是完全有可能达成平衡的。依我们的经验,通过八项保障性学能资源体系的建构,同样可以在确实有需要的境况下,达成类似的目的(这八项实验生态改革是:在既有学科实验室的基础上,第一做到突破教材实验底线要求,实现学科成长实验贯通;第二是要求学科间实验室实现交叉实验项目的开放响应;第三是鼓励创建基于学科拓展的特色实验室;第四是引进学校区位环境内的社会博物馆科技馆资源课程;第五是寻求驻在学校所在城市的大专院校实验室向中小学生有条件开放;第六是说服社会高新企业研发级实验室为中小学生研究提供方便;第七是建立基于实验项目可行性论证之后的中科院系所研发环境的支撑;最后,是建立与海外科研机构、高校资源链接的离岸实验系统)。

在教育的执行层面,比如学科、学校、课堂、学教……介入因子的能动变化确实稍显被动,即便是前进也亦步亦趋,鲜少主动因应。究其原因,还是观念过于固守,思维定式影响力过于强大,加之教育界内外求全责备、又自我混乱的评议生态的干扰,就使得自我变革的欲望不断被内耗,自我探究的勇气不断被质疑,自我实验的冗余度环境不甚理想……即便如此,我们依然有可能在“变频”中收获坚守。大家熟知的(基于兴趣,而非成绩)“走班制”“学习广场”“学术假期”不再多言,除此之外,还有一些做法可以借鉴。比如“STEM”课程,同样以“机器人教育”为抓手,有很多学校都群起效之,但真能做到学科融合、学能一体的经验实在还不够多;这里,贡献一己设计,期待抛砖引玉:“使命召唤――卓越成长支撑共同体”。由“学能生态孵化环境”(可选项包括学科成长促进机制、国家课程贯通重构、团队协作课程开发、校内微型实验基地群落地等);“未来生涯导引系统”(可选项包括潜质检测分析、个性特质跟踪及行为科学介入训练、对接国际能力档案的第三方多元评价响应、职业导向辅导等);“资源辅佐响应体系”(可选项包括八级实验环境支撑、预现未来的深度学习同频、远程异地交流后台建设等);“访学成长基地布局”(可选项包括世界高端学术观摩、跨学段课程先修、学生境内学术假制度和离岸访学基地建设);注重品牌内涵附加值提升的外联共享特色(可选项包括结合区位环境的联盟校个性课程生态再设计、高端课程资源社群、校际联动课程众筹协调机构、学生专利世界等)五部分协调响应(可渐次推进)。

教育技术有哪些引领教改的发力点

技术只是工具,外在环境可以改变一部分人,而不是全体。从教育的视角,有两个理由可以佐证。

其一,“天生我材必有用”名言的支撑点在于“不拘一格降人才”;当下教育变革中,一个最大的困惑就在于,我们总是在寻求一种能够帮到所有学生齐步向前的“万全之策”。事实上,这只能是一种善良却不科学(更不理性)的愿望而已。一旦我们对教育的认知有了如此这般的修正,那么,技术对教育的影响力才有可能真正释放出来。

其二,我们都已经熟知一个词“STEM”,我们也都不同程度地了解人类发展经历了漫长时期的同时,最重要的进化,是学会使用工具,有了“技术”。单从字母排序上,“技术(Technology)”位列第二,但这之后的工程(Engineering)和数学(Mathematics),与前面的科学、技术之间,难道没有发现一种内在的教育规律么?在教育的金字塔结构中,“科学”承载着所有,但“工程”却引领着技术!而最终稳坐桂冠的永远都是“数学”(哲学境界的象征)。所以,理性的解读应该是教育工程既传承了科学,也弘扬时代未来,更实践着科学发展。

因此,技术影响力延后对教育领域的波及,乃在于教育期待技术的支撑而不是替代;由此延伸,也就顺带着回答了另一个问题:为什么以总结性经验(知识)为主要表征的教育方法论,千百年来却又一直承担起建构未来的重任。

下面的举证,都是为了以上推演的成立。

首先,最新技术,尤其是到了智能时代的技术爆炸阶段,技术不再以效仿人类为己任。比如,机器人不再止步于减轻人的劳动付出,而是向着无人境界远行;再比如,深蓝和阿法狗选择了挑战人类引以为傲的高智慧尊严;再来看看权威机构的预判,全球数百位顶尖科学家,耗费漫长时间,搭建了一个复杂数学模型,通过类似摩尔定律的多重推演,得到一个最终结论:人工智能或将在2040年,达到普通人智能水平,并引发智力爆炸。这一时刻,距今还有23年……面对这样的发展趋势,来自教育的回答是“教育不教知识和技能,却能让人胜任任何学科和职业”(理查德・莱文(Richard Charles Levin),耶鲁大学校长)。

其次,比23年期限更可怕的是,到达节点后,人工智能或将实现瞬间飞跃。对AI的最新定义是“非生物智能”!人工智能专家普遍认同,非生物智能不可能锁死在人类自己能够展望的水平上。它将超越人类,变成我们无法理解的智慧物种。这里,就给教育以警示,我们必须提早介入到帮助所有学生认清情势,并提前因应的绸缪之中,@里的教育重点,或将越来越多地从“技术中心论”调适为“生存中心论”。

再次,教育将优先关注那些有效的个性化学习产品。比如,“Big History Project”(这个产品重新定义了小孩学习科学的方式);比如,NewClassrooms和ThinkCERCA就分别为K12学生学习数学、掌握读写能力提供了全新的学习体验……

最后,要清醒地认清,就教育的支点而言(毕竟美国正式推出STEM是以“国家战略”的名义的),教育技术与获得技术支撑的教育之间的关系,是一种目与纲的关系。与此同时,亟待建立证据基础来评判产品是否有效,比如LEAP Innovations这个组织就在做这件事情,它针对个性化学习产品提供了行之有效的评估方法。

我们布局最新教育技术应用的设计

着眼于未来办教育,这是教育的初心,更是教育不遗余力追求的本元。但样本肯定不是唯一的,甚至在现阶段,只能存在挂一漏万的实验设计。

我们现在正在开发的“未来学校”模式,就其契合技术这个视角而言,大抵做了四个方面的响应。

第一,“同频时代”。不单是指学校的基础设施将得到极大提升,教室会变得很不一样。不仅是说跟进了一些最尖端的智能设备,而是学习(是的,不再是教育教学)的整个布局都会变得个性化。在这方面,我们持续了整整十年的摸索,上文提及的“八级学习资源系统”将多快好省地保证深度学习模式的有效实施,而不必再纠结于经费、师资、教材等的制约。

第二,“同步世界”。我们重点试验了两大系统,一个是Summit Public Schools和Facebook联合开发的一种在线教育工具――PLP(个性化学习平台)。这一软件能将整个学年的课程放在一起,形成视觉化的项目图,而学生可以在日程表上安排自己的学习进度、选择学习材料并参加考试。通过PLP,教师也可以评估学生的学习情况,并与学生配合,共同确定新课程计划。另一个是Wolfram Alpha(也称为WolframAlpha或Wolfram|Alpha,缩写WA),是由Wolfram Research公司推出的一款在线自动问答系统,在美国 Popular Science 杂志的投票评选中获得2009年度最伟大的科技创新产品的荣誉);Wolfram|alpha就像从一个巨大的电子大脑(electric brain)搜索答案,它能针对广泛的问题提供详尽的答案,即使这些问题以不同的方式询问,它也能应对自如。

第三,“定制未来”。这方面的支撑理论是“冰山理论”和“最近发展区理论”,而辅佐的技术支撑主要由现代心理学、认知科学、行为科学和最新脑科学等成果组成;而派生出来的成果聚焦在个体潜质发现,与职业生涯设计。

第6篇

[关键词]多媒体技术 幼儿园教学 应用前景

[中图分类号]G4

一、多媒体技术教学是幼儿园教育教学发展的必然趋势

代表信息革命的多媒体技术的发展,推动教育技术向多维化、智能化、广域化信息网络的方向发展,引起了人类思维方式和学习方式的变革,对幼儿园教育教学的各个方面都产生了深远的影响。

(一)对幼儿园教育体制和教学模式的影响

当前我国每年的教育体制改革,对幼儿教师不断提出了新要求,要求幼儿教师要掌握多方面的知识和不断提高自身综合素质。随着网络的发展,多媒体硬件设备为教师的学习提供了更多的条件与可能性;计算机技术可以让幼儿教师的教学在及时提供、有序呈现、有效学习三方面得以保证。因此,多媒体技术为教育体制改革提供了技术基础。同时,随着认知学习理论的兴起和多媒体技术在教学中的应用,教学模式也向多元化方向发展,在幼儿园出现了多种教学模式。其中最常用的是多种媒体组合课堂教学模式。它是通过教学设计,按照教学目标的要求,各种教学媒体正确组合,共同参与教学过程,形成良好的课堂结构,以达到教学过程的优化。

(二)对幼儿园教育的影响

对幼儿园的影响:因计算机网络不受地域限制,有利于促进幼儿园之间的联合和竞争,优势互补;而多媒体技术能够提供给幼儿更高的教学质量,进一步加剧了幼儿园之间的竞争。这也将促使幼儿园更加积极地采用多媒体技术,增加现代化教育媒体的投入,努力改善办园条件和提高教学质量。

对幼儿的影响:多媒体技术为幼儿提供了自我发展的最大空间、最广泛的学习资源和最灵活的学习方式。基于多媒体技术的网络化学习方式,可以为幼儿提供轻松学习环境,实现真正的“教育平等”。同时,多媒体网络实行资源共享,教育教学信息得到极大的丰富,信息的传递将更新更快。多媒体网络技术的交互性特点能够更有效地激发幼儿学习的求知欲和实践欲,幼儿成为了知识的主动探索者和主动接受者。

对幼儿教师的影响:幼儿教师的角色在发生着深刻地变化。在信息时代的新教育系统中,幼儿教师的教学资源作用主要体现在课程的设计和开发上,因此幼儿教师成为了教学信息、教学过程的设计者和开发者。

二、多媒体技术发展趋势

随着计算机技术的不断发展,低成本高速度芯片地应用,高效率的多媒体数据压缩、解压缩产品地问世,高质量多媒体数据输入、输出产品地推出,多媒体计算机技术必将推进到一个新的阶段。

(一)流媒体技术

随着网络的迅速普及,计算机正在经历一场网络化地革命,一种不同于传统多媒体手段的流媒体技术崭露头脚。流媒体技术作为一种专门用于网络多媒体信息传播和处理的新技术,成熟地实现了网络上传播和播放同时进行的实时工作模式,目前已经成为网上音、视频(特别是实时音视频)传输的主要解决方案,广泛应用于远程教育、网络电台、视频点播、收费播放等。流媒体技术,大大地促进了多媒体技术在网络上的应用。网络的多媒体化趋势是不可逆转的,相信在很短的时间里,多媒体技术一定能在网络这片新天地里找到更大的发挥空间。

(二)智能多媒体技术

多媒体技术充分利用了计算机的快速运算能力,综合处理声、文、图信息,用交互式弥补计算机智能的不足。发展智能多媒体技术包括很多方面:文字的识别和输入;语音的识别和输入;自然语言理解和机器翻译;图形的识别和理解;机器人视觉和计算机视觉。把人工智能领域某些研究课题和多媒体计算机技术很好地结合,就是多媒体计算机长远的发展方向。

(三)虚拟现实

虚拟现实,也称为虚拟环境,是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟世界(环境),是计算机与用户之间的一种更为理想化的人机界面形式。虚拟现实技术是许多学科领域交叉和集成的产物,它汇集了计算机图形学,多媒体技术,人工智能,传感器技术,高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项技术。它是继多媒体之后,教学技术领域出现的又一个新型教学媒体。

目前,虚拟现实技术已广泛应用于航空航天,医学实习,建筑设计,军事训练,机器人及制造业,体育训练,教育及娱乐游戏等众多领域。在许多国家,虚拟现实技术已应用于课堂教学,它作为新的教学媒体,其出现无疑将对教学产生深远的影响。

三、多媒体应用于幼儿园的广阔前景

多媒体教学在21世纪的幼儿教育中有着独特的需要和发展前景。幼儿园根据幼儿学习的特点,有针对性的开展多媒体教学,在教学手段上既可以突破传统的教学模式,又可以提高教学效果,从而激起幼儿浓厚的学习兴趣,促进早期智力的开发,进一步提高教育的实效性。

(一)有利于幼儿养成良好的思想品德

色彩鲜明、形象新颖的多媒体技术能将幼儿难以接受的概念制作成简单易懂的影像,帮助幼儿更有效地认识和了解社会生活中的是非善恶,用鲜明生动的形象表现出来,给幼儿们留下深刻难忘的印象。例如在环保教育中,选择公益广告类的影视光碟,或是通过生动的课件,让每个幼儿自觉行动,培养了幼儿的主人翁意识和社会责任感。

(二)有助于幼儿智能的发展

多媒体系统可储存和处理大量的信息,集语音、图形、文字、数据、动画等为一体,将其生动形象的组合在一起,全面调动幼儿的各种感官,极具感染力。一方面能够增强非智力因素的影响,充分激发幼儿的学习兴趣和内因作用,活跃幼儿思维过程;另一方面幼儿的技能训练和智力发展得到提高。多媒体教学能较好地实现幼儿教学的因材施教,增进了幼儿的身心健康。比如现在孩子们很喜欢的幼儿识字教材《汉字宫》,一瞬间,蕴含着我国几千年文明史的中国文字学的奥秘展现在幼儿眼前,幼儿的学习热情格外高涨。其宽广的教学知识覆盖面,不断唤起幼儿“好学、乐学”的意识,这是传统教法无法比拟的。

(三)有助于幼儿个性化学习

应用多媒体教学系统,也能为个别教学提供方便。幼儿借助多媒体辅助设备可根据自己的情况自由调节和选择学习内。不仅在校如此,幼儿在家中也可以通过多媒体辅助设备进行多门学科的学习和辅导,为家长解除了辅导难的忧虑。

总之,多媒体辅助教学是教育的未来,是一种全新的教学方式,随着它的广泛应用,必然产生教育思想、教学方式、教学内容的深刻革命。不仅仅使教学生产力得到进一步解放,而且使教育质量和效率得到大幅度提高。因此多媒体技术在教学中广泛应用将是教育改革的又一个新的里程碑。

四、结语

多媒体技术作为先进的科学技术,其重要性越来越在现实生活中展现出来,多媒体技术在教育教学中的应用也越来越广泛,尤其是在幼儿园教学中的应用,多媒体技术以其声画并茂、形象逼真,以及操作性、互动性强等特点,优化了幼儿教育教学过程,具有很多传统教学无法比拟的优势。但多媒体教育技术作为新兴教育技术,在幼儿园的应用还刚刚处于起步阶级,在实际应用中还有很多不完善的地方,同时在应用中难免会走入一些误区。因此,如何在幼儿园合理有效的利用好多媒体教学,以及如何恰当地制作和应用好幼儿园多媒体教学课件,找准实施的方法策略,以更好的为教育教学,成为了我们努力探索的方向。

[参考文献]

[1]何克抗.《现代教育技术》[M],北京师范大学出版社,1998.

[2]刘俊强.《新课程教师教学技术和媒体运用能力培养与训练》[M],人民教育出版社,2004.

[3]邹檬,姜忠元,焦景林.《现代教育技术》[M],科学出版社,2004.

[4]王志明.《幼儿园教育活动与研究》[M],苏州大学出版社,1995.pp:12-23.

[5]李振宇.《多媒体课件设计理论与实践》[M],清华大学出版社,2005.

[6]朱长利,《多媒体课堂——网页设计师必修》[M],电子工业出版社,2006.

[7]朱耀庭,穆强.《数字化多媒体技术与应用》[M],电子工业出版社,2006.

[8]何幼华,《幼儿园管理创意设计》[M],华东师范大学出版社,2006.

[9]赵建华.《计算机支持的协作学习》[M],上海教育出版社,2006.

[10]王素荣.《教育信息化理论与方法》[M],社会科学文献出版社,2006.

[11]林泳海.《幼儿教育心理学》[M],商务印书馆,2006.

[12]简楚瑛.《学前教育课程模式》[M],华东师范大学出版社,2005.

[13]莫雷.《教育心理学》[M],广东高等教育出版社,2005.

[14]李国栋.关于网络多媒体课件素材库建设的思考[J],《教育信息化》,2003年第四期.

[15]何克抗,基于Internet的教育网络与21世纪的教育革新[J],《中国电华教育》,2001.

[16]雷洁(2006),《浅谈幼儿园多媒体教学的开展》,《课程教材教学研究(幼教研究)》,第2期.

[17]赵树兰,董凤琴(2005),《谈谈多媒体课件在幼儿园教学中的运用》,《学前教育研究》,第21期.

第7篇

关键词:教育信息化;教师素养;新要求

【中图分类号】 G645 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297(2012)09-0026-01

信息化社会是以信息为战略资源,依靠知识和信息求生存、求发展的社会;它要求教育者必须是信息技术武装的信息化人才。在信息化社会里,信息量越来越大,信息传递越来越快,更便捷,人们获取和处理信息的方式和能力不断改变,这对教育改革提出了新的挑战。教育的信息化要求教师教育方法、信息素养、观念、思想、理论到手段、模式等的根本性变革,是当今世界各国教育改革的共同发展趋势。

一 教育信息化

教育信息化的主要特点是在教学过程中应用以多媒体和网络为基础的信息技术,使之适应正在到来的信息化社会对于教育发展的新要求。 从技术上看,教育信息化的基本特点是数字化、网络化、智能化和多媒体化。其中,数字化使得教育设备一体化、信息表征多元化、复杂现象虚拟化;网络化使得信息资源可共享、扩展时空、远程教育实现;智能化使得系统做到教学行为人性化、繁杂工作自动化。

从教育层面看:教育信息化将成为新的教育形态,它具有以下特点:一是教材多媒化,就是利用多媒体技术,建立教学内容的结构化、动态化、形象化表示; 二是资源全球化,利用互联网,可以使全世界的教育资源连成信息海洋,供广大受教育者共享。三是教学个性化,利用人工智能技术构建的智能导师系统,能够根据学生的不同个性特点和需求,进行教学。四是学习自主化,由于以学生为本的教育思想得到认同,支持自主学习成为必然发展趋向;五是活动交互化,通过交互方式学习也是当前教育的发展方向。六是管理自动化,利用计算机管理教学过程的系统叫做CMI系统,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;七是环境虚拟化教育意味着教学活动可以在很大程度上脱离物理空间、时间的限制,这是电子网络化教育的重要特征。

二 教育信息化与教育创新

以网络化、多媒体化和智能化为特征的信息技术在教育领域的广泛应用,必将引起教育观念、教育体制、教育模式、教育内容和教育方法与手段等的全面变革。教育创新本质上是教育文化的创新,它离不开教育信息化这一必要手段。

教育信息化能够促进教育文化革新。回顾教育技术的发展进程,可以考察IT对于教育理论研究与应用实践的影响。当分立计算机进入教育领域后,教育理论研究的重心转向个别化指导;当局网开始用于教育后,教育理论研究的重心变为合作性的小组探讨;当互联网进入教育后,教育者则转向对“虚拟教育”的研究,并出现了“虚拟学校”之类的新概念。

特别是以计算机和网络为基础的信息技术,可以造就崭新的教育文化。当基于技术的新颖教学模式被人们尝试时,主体文化与技术文化相互作用。随着人们越来越多地采用新模式,这种技术文化就变为人们主体文化的一部分,由此实现了教育的变革。

教育信息化有利于创新人才的培养。它能够便利地提供有利于创新意识发展的环境,使创新素质获得成长的土壤。其一,教育信息化有助于加快知识更新速度,使学习者及时掌握最新知识;其二,利用网络和多媒体技术,可以构建反思性的学习环境和工具,允许学生进行自由探索,有利于创造性思维的形成和发展;其三,教育信息化有助于加强课堂与现实世界的联系,为学习者提供便利的交流和应用创新的条件。更进一步,利用网络使学校与校外社会连为一体,开展跨专业交流、建立学习微博,并可让学生深入到专家的研究中。

另外也应当认识到,虽然教育信息化对于教育创新能够发挥巨大作用,但这种作用不会自行产生。教育能够培养创新,也可能抑制创新。任何技术手段、教学模式的最终效果取决于教师。只有教师形成教育创新的主动意识,认识到教育信息化的必然性和优越性,将信息技术应用于教学中开展教育创新、培养学生创新能力的方法,才能在真正意义上推进教育创新。

三 教育信息化对教师素养的新要求

我们提出“信息素养”,来概括信息化社会对教师提出的要求,笔者认为“素养”的说法比“素质”更加强调后天教育对处理信息能力的影响。

信息素养包含了技术和人文两个层面的意义:从技术层面来讲,信息素养反映的是人们利用信息的意识和能力;从人文层面来讲,信息素养也反映了人们面对信息的心理状态,也可以说面对信息的修养。具体而言信息素养应包含五个方面的内容:一是有获取新信息的意愿,能够主动地从生活实践中不断地查找、探究新信息。二是具有基本的科学和文化常识,能够较为自如地对信息进行辨别和分析,正确地加以评估。三是可灵活地支配信息,较好地掌握选择信息。四是能够有效地利用信息、表达个人的思想和观念,并乐意与他人分享不同的见解。五是无论面对何种情境,能够自信地运用各类信息解决问题。 那么,信息化社会的教师应该具备哪些新的素质呢?

在信息时代,教师无论作为社会人,还是作为职业角色都是应该掌握信息技术。同时还特别要学会选择信息并把信息技术与教学有效整合。教师应掌握多媒体网络化教育环境下进行多媒体网络教学的基本技能,成为现代教育中真正的行为主体。同时,教师应具有把握教学情境的教学艺术和教育智慧,不仅能预期自己的教学行为,还能根据学生的行为及时调整并最终完成教学目标;能从多个角度创造性地陈述问题,引起学生各种思考,从学生的不同回答中获知学生思考问题的方式,推论学生知识的不足之处,引导学生 完善知识的建构。

第8篇

【关键词】农业专家系统 作物栽培 应用

一、农业专家系统的基本组成

专家系统作为一个程序系统,具有专门的经验与知识是其最重要的特点,通过对人工智能技术的应用,以多个或者一个专家在特殊领域所提供的经验以及知识为根据进行判断以及推理,同时对专家做决定的过程进行模拟。专家系统可以对那些需要专家决定的复杂问题加以解决,并能将具有专家水平的决策以及解决方法提出来。构成农业专家系统的几个重要部分为:知识库,用来对专家提供的书本知识、经验以及权威性知识进行存放的存贮器;数据库,用来对有关领域内的推理过程中得到的中间信息以及初始数据进行存储[1];知识获取用来转换并加工专家知识,将其以计算机内部表现形式展示出来,同时提供手段用意扩充并修改知识库的知识;解释机制,作为一组程序,解释机制主要是用来解释推理,并对用户提出的各种问题进行理解和回答。

二、农业专家系统在作物栽培中的应用现状

作为非常重要的一个人工智能技术应用的分支,自从上世纪70年代以来,农业专家系统就已经建立在一些发达国家中。随着开发环境技术以及专家系统的迅速发展,在国际上农业专家系统已经具有了相当的发展规模,有些农业专家系统已经逐步迈向了商业化和现代化,在农业的科学研究以及农业生产中发挥着重要的作用。在我国较早的开始了对农业专家系统的研究,中国农科院与浙江大学在70年代末至80年代初就已经在蚕育种专家系统的研究中展开了合作,安徽省农科院与中科院合肥智能所在1983年就开始合作研究砂姜黑土小麦施肥专家系统[2]。

三、作物栽培专家系统的应用现状

仅仅依靠模拟模型来进行作物栽培的问题求解与决策是远远不够的,所以必须要将在作物栽培实践中农民、管理干部、技术人员以及农业专家积累的科研成果以及丰富经验引进来。“冀北小麦专家系统”是由河北廊坊农林局等研制的,作为一个综合栽培技术管理系统,由产量测控、农机生产、病草虫综合防治、栽培管理、推荐施肥以及总控等子系统共同组成了该系统,而且该系统在农业的生产实践中取得的经济效益非常可观。

作为农业生产投资项目中比较大的组成部分,化肥的作用是至关重要的,农作物的产量直接受到化肥经济用量以及化肥增产幅度大小的影响,而且农民的经济收入也与化肥有着非常密切的关系。增产不增收、化肥利用率低、施肥技术落后以及盲目施肥等各种问题目前普遍存在于我国的农业生产中。为了使以上的问题得到解决,世界各国对科学施肥的研究工作都十分重视,并具有相当丰富的经验[3]。我国随着不断发展的计算机技术的应用,已经建立了很多施肥专家系统用于作物管理,从而促进我国科学施肥的水平不断地提高。各省的有关单位与中国科学院合肥智能研究所共同开发研究的作物施肥专家系统,在大白菜、柑橘、甘蔗、烟草、油菜、棉花、玉米、小麦以及水稻等十余种作物上得到了广泛的运用。同时在我国各地15各省70多个县上得到了推广应用,其中使2千多万亩的土地受益匪浅。在农业的生产实践当中各种作物的施肥专家系统都反悔了至关重要的作用,不仅使各省的农民在化肥的用量上有所节省,还使他们的收入大大增加。

作为一个复杂的信息加工处理过程,作物的病虫预测是非常重要的。科学的防治和诊断是解决病虫害问题的主要途径和方法。在我国目前已经将许多植保方面的专家系统研制成功,比如水稻病虫管理专家系统、稻纵卷叶螟管理专家系统、粘虫测报管理专家系统以及棉花害虫管理专家系统等[4]。上述的所有专家系统不仅可以对病虫害进行及时准确的预报,还可以使农业和人力得到最大程度的节省,还可以有效的将粮食损失减少。与此同时,在作物的生产栽培上,“棉花栽培专家系统”“防御玉米低温冷害专家系统”等都发挥了非常重要的作用。

四、农业专家系统在作物栽培中的发展前景

传统的栽培与育种方式都会受到农业专家系统不断发展的影响,科学化、系统化、定量化等是农业栽培工作发展的主要方向,必须要对已鉴定的农业专家系统进行各种途径的宣传语推广,使之真正的可以服务于农民,在农业生产实践中做出积极贡献。

此外还可以有效的结合信息处理、通信技术、数据库技术、多媒体技术等各种技术,大力进行智能决策支持系统的研发,这个系统不仅可以在农业生产的实践过程中将最大的作用发挥出来,还可以使农民获得很好的生态、社会以及经济效益。

五、结语

作为一种新型的的事业,农业专家系统需要人们进一步的接受和认识它的重要作用和意义。一旦建立专家系统以后,不仅可以将农业人才短缺的问题解决,还可以促进科教兴农的完善和加强,相信在农业的各个领域中,这些专家系统发挥的作用会越来越大。

参考文献:

[1]王福建,张力,张思远,陈丽琴.基于VB6.0的西瓜育种可视化管理系统的研建[J],西安科技大学学报,2010(12).

[2]林丹,张逸帆,熊春燕,杜建华.农业专家系统应用现状与前景展望[J],山西农业科学,2011(3).

[3]陈安,魏伟,叶浩,万钧.专家系统在食用菌生产中的研究及应用[J],东北林业大学学报,2010(12).

[4]王亚琼,卢正伟,王军,欧阳文鑫.瞬专家系统在我国农业上的应用现状、存在问题和发展趋势[J],农业图书情报学刊(应用技术版),2011(4).

第9篇

论文关键词:知识管理;教育技术;知识价值链

知识管理伴随着知识经济时代的发展逐渐凸现出来,它关于知识及与知识相关的资源和过程的管理方法与管理技术可以为教育技术实现理论的创新与应用的拓展提供一种新的思路。

一.知识管理与教育技术概述

20世纪90年代初,知识管理的概念首次出现在管理学领域。知识管理是对组织知识的生产、分配、交流、整合、内化、评价、改造的全过程管理,其目的在于实现知识共享,增加组织的知识总量,提高组织的创新能力和核心竞争力。

从宏观角度来看,知识管理关注整体,是对一个组织系统所拥有的全部知识及相关资源的管理,任何一个管理过程都应考虑组织整体效益的实现。组织还应有与外部环境交换知识的通道,从而保证知识来源的丰富性。组织成员通过共同努力,更新组织的知识,提高组织的知识总量。知识管理的目标定位是实现知识共享与知识创新,提升组织的竞争力。

知识管理的另一个重要理念就是显隐知识的转换。在这一转换过程中,个人首先通过摹仿习得他人的隐性知识;接着将这一部分隐性知识经过思考表达出来后,外化成为显性知识;显性知识再与先前的显性知识组合,成为一个新的整体,在组织内共享;最后组织中的成员将其内化为个人所拥有的隐性知识。在实际的转换中,这是一个循环往复的过程。即隐性知识社会化为隐性知识、隐性知识外化为显性知识、显性知识与显性知识重新组合、显性知识内化为隐性知识,这四个转换环节是知识转化理论的核心内容,并由此形成一个循环上升的知识增值系统。

从微观角度来说,知识管理的实质就是对知识价值链的管理,清除影响知识价值链形成的阻碍因素,加快价值链的形成速度,使组织的知识在运动中不断增值。通过对知识管理定义与管理过程的分析,知识价值链可以具体化为如图1所示的K9知识链。

在具体的实际操作过程中,知识管理又可以划分为不同的环节,即知识生成管理、知识应用管理、知识交流管理,由此又形成诸多知识管理工具。网络技术、人工能技术等信息技术手段在知识管理中发挥着重要的作用,较常见的专家系统、数据仓库等都在知识管理中得到了应用。

教育技术是通过创造、使用、管理适当的技术性的过程和资源,以促进学习和改善绩效的研究与符合道德规范的实践。教育技术在发展中注重创造新的资源和过程,重视技术手段的运用,突出以人为本的思想,既关注学习者的学习过程也关注学习者的学习成果。同时,教育技术一直是抱着一种开放的态度来促成自身的发展。信息技术的每一次飞跃发展都能带动教育技术的进步,其他学科的理论创新也能引发教育技术的关注。知识管理对教育技术的发展意义也正是如此。教育技术关注较多的仍然是可以传播和表达的显性知识,未能对价值更大的隐性知识进行有效地开发与利用,也未建立健全的管理机制。而知识管理的一个重要观念就是隐性知识比显.陛知识更能创造价值。从这点出发,教育技术可吸收和借鉴知识管理关于隐性知识的管理理念。

二、教育技术借鉴知识管理理念的可能性分析

如前所述,知识管理与教育技术虽然分属于不同的学科范畴,两者却存在着诸多相同或相似的方面,这就为教育技术借鉴知识管理的理念提供了可能。

1.知识管理与教育技术都具有整体观

知识管理与教育技术所需实现的都是组织的整体效益。知识管理关注的是提高组织的知识总量与核心竞争力,组织的知识储存量直接影响到组织的后续发展潜力。教育技术服务于整个教育系统,注重提高系统的绩效,并且一直致力于去寻找能够完成这一使命的方式方法。系统科学、信息科学等在教育技术领域中能够得到广泛的应用即可说明这点。归结起来,两者有着共同的目标,即提高个人和组织的知识和学习,进而提升个人素质,组织智慧。

2.知识管理和教育技术都具有相同的知识观

知识管理通过对知识的一系列开发过程,实现和完善自身的管理理念,达成管理目标。教育技术则从关注信息转变为关注知识,通过对知识进行整体研究,实现教育组织中知识的发现与再创造。而两者最终都需创设知识共享和知识创新的平台,增进组织成员的相互交流,同时需建立有效的保障机制,促使知识流动系统的形成。

3.知识管理和教育技术都倡导人本主义的思想

以人为本的思想既存在于知识管理中,也存在于教育技术领域。知识管理认为只有组织中的人才能创造知识、更新知识、利用知识,因此对知识的管理最终须体现在对人的管理上。教育技术也一直强调人本主义思想,即不仅要关心学习者学习目标的实现,还要积极倡导为教育者提供一个再学习的平台。

4.知识管理与教育技术在技术手段上的相同点

两者在技术层面也有着共同之处,即两者都运用了计算机网络、人工智能等技术。由这两种技术还衍生出来许多新型的交流和学习方式,如Blog、网络社区、电子邮件系统、知识资源库等。知识管理和教育技术可以相互借鉴彼此在应用这些技术手段时的经验和成果。教育技术的一个重要任务就是构建学习平台,营造学习环境,促进学习者学习,提高教育组织的绩效。管理知识的过程实际上直接影响到学习者学习效率的提高以及教育功能的实现,吸收知识管理的理念,也是教育技术为完成这一任务而进行的一次努力。

三、利用知识管理,创新教育技术

知识管理中的知识分类思想、知识转化理论、知识价值链的形成等理念,均可以引入到教育技术中来。通过借鉴这些理念,教育技术可以为学习者营造更为有利的学习环境。学习者或者教育者都可以通过各种途径,如面对面交流、网络社区等直接或间接共享到他人的经验、技能等,从而最终提升学习者的学习效率、教师的工作能力,进而提升整个教育系统的组织智慧。

1.知识分类思想对教育技术的意义

知识管理将知识分为隐性知识和显胜知识,而且更关注隐性知识。教育技术在多年的发展中一直致力于将显性知识通过各种途径传播给学习者,并为学习者所熟知和掌握。学习者对更加重要的隐性知识的学习则处于一种未知的状态。在面对面的传统教学过程中,学习者或多或少能够通过一些亲身体验的方式学习到隐性知识。但是在非面对面的教学过程中,这种隐性知识的学习就被完全忽略知识分类思想提醒教育技术相关人员应该更加关注开发和利用隐性知识。

2.知识转化理论对教育技术的启示

教育技术必须关注隐性知识对学习者的作用,在实际开发过程中创设一种能让学习者感觉到这种知识的存在,并且学习和使用这种知识的环境。知识转化理论详细阐述了隐性知识和显性知识相互转化的过程,并且强调隐性知识只有被转化成显性知识才能被认识,而显性知识在被学习者学习并内化为隐性知识后才能达到提升个人素质的目的。教育技术已经能够成功地将显性知识利用信息技术转化成各种产品,然后传递给学习者,学习者也能够利用这些产品来促进自身的学习。但是教育技术还未能创造出一种有效的机制去利用隐性知识。教育技术通过借鉴知识转化理论,思考利用隐性知识的途径,创设能促进隐性知识转化成能被学习者利用的显性知识的环境教育技术还应该具备合并显性知识和显眭知识的能力,以及鼓励学习者与教育者将自身的知识拿出来共享。

3.教育技术对k9知识价值链的借鉴

K9知识价值链的对象是知识,如前所述包含有九个过程。教育技术在AECT94定义中则划分为五个范畴——设讥开发、利用、管理和评价,其对象界定为学习资源和学习过程。相比之下,K9知识价值链更具有操作性,同时还揭示出知识在传递过程会不断地增值。教育技术可按照K9知识链的划分方法,将实际开发知识的过程细分为获取、开发、利用、管理、更新和评价知识。此外,教育技术还应该要创造出具有增容性的学习环境——能支持知识的螺旋上升,提高知识的总量和价值。

4.知识管理环节的划分对教育技术的启迪

知识管理通过总结k9知识价值链,得出知识管理包含四个过程:知识生成管理、知识积累管理、知识应用管理和知识交流管理。从这点出发,教育技术在运用知识管理的理念时,首先必须解决的是明确教育知识的来源:应该包括已经被认识到的可以拿来学习的知识、还掌握在少数教师、专家、学习者头脑中不能被传播的知识以及新创造的但还未纳入到教育领域中的知识。其次,应该运用一定的鼓励机制和技术手段识别、提取和组织这些知识,使之有序化、系统化。当拥有了大量的知识之后,教育技术可以利用教育资源库、专家系统等手段将这些知识积累起来,并进行管理。学习者和教育者可以通过教育资源库获取大量的知识,同时又可以将自身独有的知识拿出来供所有人使用。知识通过交流和共享获得增值,这也为产生新产品和新技术提供了前提条件。

5.教育技术在技术层面上吸收知识管理的成熟经验

知识管理运用了诸多先进的技术手段。教育技术可以吸收这些技术在知识管理中应用的成熟经验,来促进自身技术能力的提高。教育技术和知识管理一样都很重视计算机网络技术——利用网络可以整合组织内部和外部的信息、创设组织成员的交流平台,还能利用其中的群件技术为学习者和教育者提供知识共享的基础通讯设备。知识管理应用的另一核心技术就是人工智能。教育技术已经在实践过程中尝试使用人工智能,如专家系统、机器学习等,但还处于起步阶段。教育技术可以尝试从知识管理的角度更加深入地了解和使用人工智能。

知识管理为发现、分析和管理教育信息资源提供了一条综合的途径。教育技术可以吸收和借鉴知识管理的很多东西。何克抗教授在其主编的((教育技术学》一书中,甚至将知识管理视为教育技术管理的重要组成部分。很多教育技术相关人员已经开始试着去研究在自己所从事的行业中应用知识管理的途径。

四、知识管理在教育技术中的应用现状

1.校园知识管理系统的研究

建构校园知识管理系统是知识社会对于教育技术提出的要求。教育技术通过构建校园知识管理系统为学生提供适当的知识源和知识环境,培养学生的创新能力。在学校建立信息管理系统和校园网工程后,为信息的获取提供了前所未有的便捷途径,但由此也引发了赢息垃圾、信息冗余和信息无序化等新问题。教育技术利用技术手段建立校园知识管理系统,可以有效地对校园中存在的信息如学生信息、教学信息、教育资源、头脑中的知识、知识行为、知识资产等进行开发、利用和管理,促进校园内知识的共享,同时也可以利用教育者和学习者的集体智慧完成创新知识的目标。

2.远程教育中的知识管理研究

随着互联网技术的发展,远程教育也迎来了新的发展机遇,借助互联网进行在线学习、在线培训已经成为远程教育的新特征。然而,在远程教育领域,存在着一对亟待解决的矛盾:一方面网络信息膨胀,另一方面学习者迫切需要精炼的知识。教育技术可以通过借鉴知识管理的理念来解决这一问题。

首先是知识管理可以为远程教育的核心——教育资源库的建设提供可以借鉴的理念和技术。资源库建设的目的是要达到教育资源配置的最佳化、教与学效果的最优化。从知识管理的角度来看,其实质就是一个知识流的过程,即知识如何以最佳方式和最好的效果从教育者传播到学习者的过程。另外,深度标引技术、知识挖掘技术、知识关联技术等知识管理技术也可以应用于资源库建设。

其次,远程教育的另一核心要素就是卜学习者和教育者。两者均可借助个人知识管理来提高个人的知识总量,完成学习和工作的目标。个人知识管理的实质在于帮助个人在短时间内处理大量的信息,快速有效地获取所需知识,准确地表达知识,提升工作效率,提高个人的竞争力。在远程教育中,学习者和教育者是分离的,但是通过个人知识管理工具,可以让任何学习者的学习过程和学习心得都能在自我思考的基础上外化为一个学习组织可以分享的知识,教育者也可以针对这些情况做出最为恰当的指导。

五、结论

知识管理对教育技术的发展究竟有多大的推动作用,到目前为止,是无法得出结论的。但是可以肯定地说,知识管理能够促进教育技术理论的创新和实践的深入。从这个角度出发,可以预测教育技术今后将关注的焦点:关注整个教育系统。传统学校教育、现代远程教育等教育形式都应纳入到教育系统这个整体中来。教育技术应该从整体出发,探讨系统利用教育知识的方式。任何一种教育形式都应该能够使用公共的教育知识库,并在此基础上实现教育系统的效益最优化。

实现对知识最大程度的开发。教育技术需同时关注隐性知识和显性知识的开发,通过创造学习环境,完成知识从获取到评价的一系列过程,实现知识共享与创新,帮助教育者和学习者提升自身素质以适应社会的发展。

第10篇

关键词:多媒体技术 多媒体教学软件 移动互联时代的多媒体技术 实时多媒体

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0172-02

1 计算机多媒体教学技术概述

多媒体教学技术是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。

多媒体教学的灵魂是用多种现代化教学手段进行教学;讲究针对不同的教学对象展开不同的教学方法,因材施教;重点是运用不同的方式,进行不同的教育。在教学过程中,利用多媒体进行课堂教学改革,可克服传统课堂教学的诸多弊端,使学生在多种媒体信息作用下获得最佳的学习效果。

为了达到多媒体教学的效果,很多教师在运用技术的过程中会陷入误区,即为了使用技术而使用技术,认为只要是技术就能拿过来用,甚至在课堂中摒弃传统教学,完全靠技术玩花样,严重忽略了技术要适应教学内容这个本质问题。作为高校教师,我认为应该将技术和传统教学有效、恰当的结合,让技术服务于教学内容,让教学内容通过技术全面的呈现于学生,这样才能达到教学效果的最优化。

《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中明确指出:以教育信息化带动教育现代化,是我国教育事业发展的战略选择。制定和实施《规划》,建设覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进优质教育资源普及共享,推进信息技术与教育教学深度融合,实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新,对于提高教育质量、促进教育公平、构建学习型社会和人力资源强国具有重大意义。

2 传统的计算机多媒体技术

传统计算机多媒体技术一般把文字、图形、图像、动画和声音等表现信息的媒体结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制,将多媒体各个要素进行有机组合,完成一系列随机互式操作的信息技术。多媒体计算机表达信息的媒体元素主要有如下几类[1]。

2.1 文本

文本是指以文字和各种专用符号表达的信息形式。人类使用文字来传情达意、记录文明已经有六千多年了。在各种现代文化中,阅读和写作的能力都被看做是普及性的技能,被看做是通向知识的必经之路。在众多教学媒体中,文字也一直被认为是最基本、最重要的成分。

2.2 静态图

静态图是一个多媒体课件中最重要的成分之一,是决定多媒体课件视觉效果的关键因素。

2.3 动画

动画是指连续运动变化的图形、图像、活页、连环图画等,也包括画面的缩放、旋转、切换、淡入/淡出等特殊效果。动画成分使用得当可以增强多媒体课件的视觉效果,起到强调主题、增加情趣的作用。

2.4 声音

声音元素可能是多媒体中最容易被人感知到的成分。通过声音的辅助,学习者更容易抓住课件的重点,减少阅读文字的枯燥感。

2.5 活动视频

活动的视频图像(Motion Video)能将用户带入真实的世界当中。在多媒体课件中加入活动视频成分,便可以更有效地表达出课程的内容及所要表现的主题,观看者通过视频的引导可以加深对所看内容的印象。

3 传统多媒体技术教学软件

从20世纪90年代,随着计算机技术的迅速发展和普及,多媒体计算机已经逐步取代了以往的多种教学媒体的综合使用地位。因此,现在我们通常所说的多媒体教学是特指运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活动过程。它又可以称为计算机辅助教学(computer assisted instruction,即CAI)[1]。应用传统多媒体技术的教学软件以authorware为代表,被应用在课堂,离线和在线教学系统中。

3.1 课件设计软件

以Authorware为代表的课件设计软件是一种解释型、基于流程的图形编程语言。Authorware被用于创建互动的程序,其中整合了声音、文本、图形、简单动画,以及数字电影。通过直观的流程图来表示用户程序的结构,Authorware可以开发各种交互,以及起导航作用的各种链接、按钮、菜单。其丰富的功能和对SCORM标准的支持使其成为了远程离线教学软件的首选。

3.2 Flash

Flash是一种动画创作与应用程序开发于一身的创作软件。设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。Flash可以包含简单的动画、视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。Flash的出现弥补了当时HTML语言的功能限制,实现令人耳目一新的动态效果。通过插件的方式内建在浏览器当中,Flash也克服了Authorware作为教学软件无法实现跨平台的局限性。Flash基于浏览器的特性也让它出现在很多在线教学系统之中。

3.3 Powerpoint

作为最早的计算机演示文稿软件之一,Powerpoint实现类似传统幻灯片的功能,同时它还支持音频、视频和简单的动画等媒体方式,并通过按钮来实现了基本的交互功能。相对于Authorware和Flash,Power point使用起来更简单,学习曲线更平缓,这也使它在课堂教学中被更广泛的应用。

4 传统多媒体技术教学软件的局限性

传统多媒体教学软件因其简单易用,有了固定的用户群体,在今天仍有广泛的应用。但是伴随着移动设备的普及,移动互联网和云计算的发展,其局限性也日益显现出来。

(1)不能跨平台。传统的多媒体教学软件大部分都是基于特定的平台,如windows。虽然后来出现了很多跨平台的客户端解决方案,但是软件厂商出于版权保护的目的,其制作软件大部分还是只能运行在特定平台上。同时由于没有开放的标准的支持,大大限制了教学软件的普及。

(2)不支持多种交互方式。由于计算机输入方式的局限性,传统多媒体教学软件只支持键盘操作和单点的鼠标交互。而对于新的交互方式,如多点触控,语音,动作识别等则不能支持,开发者和用户也很难进行相应的扩展。

(3)不能充分利用互联网内容。传统多媒体教学软件大多面向离线用户,一方面不支持使用基于XML或者JSON的接口互联网服务,播放来自互联网的音频和视频大多也需要额外的插件支持。

总而言之,传统教学软件无法适应新技术的发展,无法进行扩展,周期长,已经不再适用于新的多媒体技术的发展。

5 移动互联时代的多媒体技术

随着智能手机的普及和发展,平板设备性能的增强,PC在日常应用中的作用正逐步被移动设备所取代。根据2012年中国互联网发展报告统计,我国的互联网普及率已经达到42.1%,而手机上网的人群比例占到了这其中的74.5%[2]。从2010年ipad的到2012年,平板电脑在ipad的带动下,经过短短两年的发展,出货量首次超过笔记本。新的设备带来的新的交互方式使得多媒体也有了新的内容。

随着智能手机的不断普及和新的人机交互设备的出现,多媒体的定义也在不断发展。在传统多媒体的基础之上衍生出了很多新的多媒体形式。

5.1 实时多媒体

随着互联网带宽的不断提高,ip语音、视频通话和视频会议已经成为了标准应用。相比传统的录制音频和视频课件,实时的交互能够增加课程的互动性,通过辅助的在线多媒体内容分享系统,可以直接将在线学习中老师和学生的距离拉近,也可以扩展课堂教学的范围,因而也将越来越多的应用在教学活动之中[3]。

5.2 新的交互方式

多点触控技术:多点触摸屏幕的发展,使得人机交互方式摆脱了传统鼠标操作的简单拖拽点击的限制,用户可以通过触摸手势图形对象进行旋转,缩放等更多的操作。

基于大规模计算的人工智能交互方式:随着终端设备计算能力增强和云技术的发展,越来越多的智能交互方式开始投入到实际应用当中。语音识别的准确率越来越高,语音也逐渐成为一项标准的交互方式;图形图像技术的发展让计算机能够快速识别和跟踪用户的动作,并将用户动作做为计算机的输入,进一步将学习者从屏幕前解放出来。语音和手势识别技术相结合能够扩展课堂教学中的多媒体课件的输入,大幅的提高课堂多媒体教学的互动性。

5.3 超媒体技术和HTML5

通过标签语言将多媒体内容整合,并通过浏览器进行展示的HTML技术一直以来都作为静态网页的载体。但由于技术的局限性,HTML很少做为主要的多媒体承载方式被用于教学。而随着AJAX技术的出现和随后的HTML5标准的制定和发展,它已经成为了一种新的应用载体。

HTML5在原有HTML的标准之上增加了很多内容,包括:用于绘图的canvas元素,用于媒体播放的video和audio元素,支持离线数据存储,以及新增的元素和表单控件。这些新的特性使得HTML5能够不再依赖于其他的插件,独立的实现更丰富灵活的应用,基于网络和浏览器的特性也让它能够取代传统的多媒体教学软件,成为新的多媒体教学软件标准。

应用HTML5和javascript的教学软件可以克服传统多媒体教学软件的弊端,能够支持新的多媒体和交互方式。

(1)HTML5基于浏览器,不需要特殊客户端,能够运行在所有的PC和移动平台,灵活的界面定义方式也使得其在不同平台上都能有很好的表现力和界面友好性。

(2)HTML5引入的新特性中对视频和图形的支持使得它能够胜任多媒体教学软件的工作,同时基于互联网的特性也使得它能够通过云更好的支持各种人工智能的交互方式。

(3)标准的信息传递接口,如json,xml,能够集成各种互联网服务,并动态更新内容。

(4)做为行业标准,HTML5简单,开放,有更多厂商的支持。相对于传统教学软件,有更高的灵活性,便于扩展。

(5)结合社交网络,形成新的网络学习格局。

综上所述,充分利用新的媒体技术,基于HTML5/JS的学习系统正在取代传统的多媒体教学软件,为教学带来全新的体验。作为高校教师,我们应该时刻更新教学技术,提高教学能力,与时俱进。只有这样,才能在课堂中将现代化技术与传统教学有效结合,既主动发挥教师的领导性,前瞻性,又有效调动学生学习积极性,探索性,达到教学效果最优化的根本目标。因为按照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。所以,只要我们用心去体会教学过程,适当运用现代多媒体技术,就一定能够呈现优质课堂。

参考文献

[1] 师书恩.从计算机辅助教学的发展看学习理论在CAI软件中的作用[DB/OL].http:///TeachAndR easch/TR_disp.asp?id=272.

第11篇

论文关键词:职业教育,计算机辅助教学,信息

一、计算机辅助教学带来了教育、教学方式的优化改革

计算机技术的快速发展,使之可以轻易地显示图像、动画、声音、视频,使得课堂上不易语言表达的知识点,都可以模拟仿真,可以出现虚拟的世界。以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术,为学生提供一个良好的个人化学习环境。结合职业教育的特点:行业性、技术技能性、市场导向性等三个方面组织教学内容,培养能被市场所接受的毕业生,让学生学到真正的本领,尽快适应岗位的要求。所以,在职校的课堂中综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术,克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率,实现最优化的教学目标。几乎所有的具体学科,其研究对象都可以实际表示,也就是说,所有学科的教学在计算机上都可以进行。应该说,多媒体技术的出现是教育技术在知识表示方面的重大突破。我校的护理、临床、汽车维修等专业都在使用计算机辅助教学与实践相结合的教学方法,可以使许多抽象的概念和难以理解的逻辑关系变得生动有趣、直观形象,在专业教学中收到了事半功倍的效果。因此,计算机辅助教学应力求简捷、方便、实用。同时,我们并不是提倡每堂课都使用计算机,但在教学中运用时,力求选择经典的适用于计算机辅助教学的教材内容(护理中的直观实例、急救程序、临床中的血液流动课件等),可以通过计算机模拟演示突破学生思维瓶颈。在课件的制作上,力求简捷、方便、实用,在界面设计上力求简捷、明快,在课件演示的操控上力求进退自如,从中培养学习者的创新意识。

二、利用计算机辅助教学教师的综合素质和教学实践提出了更高的要求。

教师职业的特殊性,使得社会上人们对教师的思想道德要求远远超过一般行业的从业人员。因此,“德”是师之本,德高方有严教。提高全民族的文化素质,为祖国培养社会主义事业的建设者和接班人,是我国教育工作者的光荣职责和神圣使命,而提高教师的职业道德素质则是教师师德修养的核心。今世界正步入日新月异的知识经济时代,要提高全民族思想道德和科学文化素质,教师自身必须要具有扎实的业务知识和较强的综合素质。教师要尊重教育科学,勇于创造。教学本身就是一种创造性活动,教师的教育教学活动不仅要以行为科学为基础,还要以认知科学和质量研究为基础。使学生全面发展,教师本身除要能胜任本学科的专业理论教学外,还应具有较好的活动素质,要积极主动地参加计算机应用的培训,并能在课堂上应用自如,利于对学生开展形式多样的教育活动,发挥学生的特长,锻炼和提高学生的能力。二十一世纪对人才的培养提出了新的、更高的要求。作为教育工作者要自觉学习新知识与新方法,跟上时代前进的步伐。

三、计算机辅助教学应注意的问题

(一)计算机辅助教学不能替代老师,更不能代替课堂教学

教学中,墨守成规,对计算机辅助教学采取排斥态度,不符合时展对教育的要求,必为时代所淘汰;生搬硬套,滥用计算机辅助教学,则会陷入“电灌”误区,也不利于教学。计算机辅助教学只是师生用来创设教学情境,组织学习材料,相互协作交流的认知,他本身不具有替代老师教学的思维与理论。只有使计算机辅助教学教学与传统教学进行有机的结合,才能达到教学最优化,真正使计算机成为学生学习的良师、教师教学的益友。

(二)过分依赖计算机辅助教学教学。

计算机辅助教学一定要从学科教学的需要和效果出发,进行系统、科学的设计,这样才能更好地为课堂教学服务,提高课堂教学效果。尤其在职校的专业教学中,很多教师在制作教学课件时忽略了教学的要求,单纯追求直观和生动,忘记了作为主体存在的学生的主动性。过多使用这样的课件教学,学生参与教学活动的机会少,大部分时间处于被动接受状态,很容易进入一种“人灌+机灌”的课堂教学误区。而教师也受到定型情节的课件影响,完全围绕课件教学,缺少了课堂教学中最为精彩的“即兴发挥”。

(三) 计算机辅助教学教学取代了实验教学。

职校教学中,实验教学的功能是其他教学手段替代不了的,实验对学生思维、操作、分析、观察能力的锻炼及学生情绪、意志、毅力等品质的培养是其他手段无法实现的。因此,不能因计算机辅助教学的开展而削弱实验教学,不能重形式而轻内容,要紧密结合专业特点,让计算机当好辅助教学的角色。

三、结束语

计算机辅助教学在实际使用中尚存在这样那样的误区,但它必将作为职业学校教学改革中的一种新的模式进入课堂,作为职校教师必须主动适应这一变革的要求,从我们自身做起,去思考如何正确合理使用计算机辅助教学,走出误区,提高教学效益。

参考文献:

[1]吴有林.计算机辅助教学技术[M].清华大学出版社,2006.

[2]刘甘娜.计算机辅助教学软件开发工具及应用[M].电子工业出版社,1996.

第12篇

受亚历山大×冯×洪堡(Alexander von Humboldt,1769-1859)基金会资助,笔者两次在德国从事访问研究,有幸对德国的高等教育,尤其是大学计算机教育,进行零距离的观察,并留下深刻印象。德国的计算机教育很普及,特色鲜明。为便于读者对德国大学计算机教育有更深入的了解,首先回顾一下德国教育的发展历程和高等教育的一些现状;然后,谈谈自己对德国大学计算机教育的几点感触;最后通过例子看看德国大学如何实现教学与科研的统一。

1德国教育

德意志民族一向非常重视教育。十八世纪,普鲁士国王腓特烈大帝(Friedrich Wilhelm I,1688-1740)颁布学校教育法令,强制推行全世界最早的、免费的初级教育制度,确认公民接受教育的权利和义务。几十年后,洪堡(Wilhelm von Humboldt,1767-1835)对德国教育实行全面的改革,建立起一套完整的教育制度,确立教育的三个“自然阶段”,即“初等教育、中等教育和高等教育”。直到今天,洪堡的三阶段教育主张还被广泛采用。在德国,教育被视为国家之根本。有一次在内阁会议上,威廉三世国王(Friedrich Wilhelm III, 1770-1840)就对大臣们说:“正是因为贫穷,所以要办教育,我从未听说一个国家是因为办教育而办穷了,办亡国的。教育不仅不会使国家贫穷,恰恰相反,教育是摆脱贫穷和落后的最好手段”。所以,即使在历史上非常困难的时期,政府也十分重视发展教育,保证教育方面有足够的投入。

教育具有双重功能,一方面是提高国民的素质,为国家培养了人才,为经济发展注入了活力;另一方面它是现有社会结构的稳定因素。在国家的教育体系里,高等教育是主要成分,发挥关键、重要的作用,为经济建设直接培养高素质的应用型专业人员,以及高水平的科学研究人才。在某种程度上,高等教育体现一个国家的竞争力。在欧美的发达国家,高等教育已从精英教育向大众化教育发展。德国的高等教育有很悠久的历史,最古老的海德堡大学成立于1368年。十九世纪,按照“洪堡教育理念”成立的德国大学更是以其教学与科研统一及学术自由等特点被奉为欧美各国高等教育发展的楷模。洪堡主张把大学办成哲学、科学和学术研究的中心。毫无疑问,作为老牌的经济大国,德国的高等教育也是非常发达,学科门类完善。但不像美、英等国有所谓的一流或名牌大学,德国大学的水平大体均衡,不同的是一所大学在某一学科或者专业有公认的声誉。比如,在计算机领域,亚琛工业大学、卡尔斯鲁厄大学、慕尼黑工业大学和锡根大学等具有很高的知名度。德国现有各类大学一百多所(不考虑其他的高等专科大学),在校学生约两百万。学生有多种途径取得大学入学资格,基本上能够根据兴趣选择不同的专业。一般地,经过五年的学习,才能被授予德国的Diplom学位,相当于一些国家的硕士学位。但是,由于在德国大学里没有学习年限,且不需交纳学费,相当一部分学生在学校逗留时间超过六年。这种情况导致了至今未停歇的、轰轰烈烈的一系列教育改革大讨论。且为了与国际接轨,德国一些大学开始授予学生“学士”和“硕士”学位文凭。

2计算机教育

德国是制造出世界上第一台计算机的国家,德国人Konard Zuse(1910-1995)被认为是现代计算机的发明者。他在1936年建造出第一台可以编写程式的计算机Z1和后来更高级的Z3和Z4。然而,尽管是世界上计算机研制起步最早的国家,受二战后盟国政策的影响,计算机技术在德国属于受限制发展的范围。到了上个世纪六十年代后,德国计算机应用和技术的发展才开始,相关的计算机教育和学科建设才起步和推动。今天,德国的计算机和信息技术在工业、媒体和生活等各个领域已经相当普及。

计算机普及和就业市场的旺盛需求推动计算机学科纵向和横向地朝各个领域快速扩张和发展。德国的情形也是一样,跟随各个行业信息化的浪潮,计算机的影响席卷科学、社会和经济的所有部门。每个人都以某种形式来学习计算机的相关知识,计算机教育得到长足的发展。尤其在大学里,可以找到所有与计算机有关的课程和专业,可以授予计算机科学学士、硕士和博士学位。面对目前供不应求的情况,计算机毕业生炙手可热,大部分愿意早点时间进入就业市场,有些人在工作几年后再回来深造并完成博士论文研究。德国大学的计算机课程与电子电气课程在一个系里,不是彼此独立设置,这点给我深刻的印象。在德语里,Informatik其实是个来自法语的单词,表示计算机科学的涵义,与电气Electrotechnik或电子Electronik结合,意味着这一学科与工程的紧密关系。这点与德国人那种实践主义的精神很吻合,但并不就是说德国大学的计算机课程只注重工程方面的应用。

德国大学计算机专业设置与其他国家大体相同,有计算机科学、计算机工程、信息系统、信息技术和软件工程。也有像人工智能、多媒体、图形学、机器人和生物医学二级专业门类。计算机专业在德国能够吸引高质量的学生,大学能为他们提供最好的学习条件。在开始学习阶段,学的是学科和专业基础相关的课程,比如数学课程。到了后半段学习时间,学生才会深入接触专业课程。这些专业课程的选择通常与将来合作的教授的研究兴趣有很大关系,另外,学生的Diplom论文工作也与教授的研究项目有关。在德国的大学里,一个教授即是一个研究所,一个研究所一般也就一个研究方向,很少有超过两个教授以上的研究所。假使有两个教授的研究所,也是工作在同一个课题方向。德国大学的学生很容易接近教授的工作,这点跟我国的情况有很大的不同。

3教学和科研统一

德国的高等教育重视能力的培养,重视思维方法的训练,重视实践过程,甚至直截了当地将目光投向实际技能的教育。从课程设置、专业学习和Diplom论文工作,都能反映出这一点。特别是在学习的第二个阶段,学生非常有针对性、系统地学习专业课程,为将来工作和科研打下基础。德国大学的教授不会照本宣科地传授教材上的经典理论,事实上他们也不使用特定的教材,更多的是讲授根据个人对专业和科学的理解准备的素材,有些就是自己的专门研究成果。这样,教授可以基于最新的资料,在较高的层次上传授学生将来从事研究和工作所需要的专门知识和技能。这点不光在计算机学科,其他的学科也是这样。这种教学与科研的结合非一般的通识教育,在德国已有相当长的传统。我国大学的计算机教育情况有些不同。虽然学生在后半个阶段也是专业课程学习,老师们教的较多的是教材上的知识。而且在这个关键的专业学习阶段,学生接触实际的机会较少。

笔者在德国锡根大学实时学习系统研究所(Echtzeit Lernsysteme - EZLS)学习和工作过,以为该所在教学与科研统一方面做的非常成功,有许多值得思考和学习之处。EZLS的正式大学员工只有一个教授、一个访问学者、一个工程师、一个秘书和四个博士研究生,其余是不定数量的Diplom学生。教授每年张贴一次广告,招收对研究有兴趣的、三年级以后的学生。经过全面考核,每次录用十个左右。这些学生在项目里的分工不同,一般以三个或四个为一组。以AMOR项目为例,每年有两组学生加入,算上固定的科研人员,可以看出项目有一支强壮的、可持续的队伍。AMOR是一台室外移动机器人,学生的分组是依据它的研究内容进行,目前有计算机操作系统和数据通讯组、惯性传感系统组、视觉信息处理组和导航方案组。因为在前一阶段学习了基础课程,学生加入项目组后学习的是深入的专业知识和技能,比如嵌入系统、计算机接口与通讯、数字信号处理、计算机视觉、移动机器人和人工智能,等。这些专业课程,可以是本所教授开的课,也可以是外所教授开的课。可以看出来,这种专业学习是面向项目研究的。也正是在这个学习阶段,学生获得许多手工实践的机会,研究所也提供学生实现想法和思路的最好条件,比方说,设计、加工和检测进行信号采集与处理的印刷板电路,利用AMOR平台进行新算法测试和验证,等。这类实践,对运用所学基础理论、提高专业知识和技能以及培养科研创新能力有重大的意义。AMOR能在今年欧洲移动机器人大赛(C-ELROB)的激烈对抗中获得自动巡航赛道的冠军,可以说是教学与科研统一结下的一个硕果。教学与科研统一在德国大学计算机教育基本有一定的模式,不同专业方向与上面的例子大同小异。