时间：2023-08-23 16:59:20
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人工智能教与未来教育，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；未来教育；未来学校；创新变革；挑战
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2017）07-0012-03
近年来，世界各国高度重视人工智能技术的发展，相继了相关研究报告。2016年10月，美国白宫了《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研究与发展战略计划》两份重要报告。2016年11月，英国政府《人工智能：未来决策制定的机遇与影响》报告。2017年3月，国务院总理发表2017政府工作报告，指出要加快培育壮大包括人工智能在内的新兴产业，“人工智能”首次被写入政府工作报告。当前，人工智能正逐渐融入电商零售、医疗健康、交通以及个人助理等多个领域，并展现出巨大的应用空间。人工智能在教育领域同样拥有巨大的应用潜力，随着知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能、情感计算等关键技术的发展，人工智能将在教育领域发挥越来越大的作用[1]。
人工智能在教育中的典型应用主要集中在智能导师辅助个性化教与学、教育机器人等智能助手、居家学习的儿童伙伴、实时跟踪与反馈的智能测评、教育数据的挖掘与智能化分析、学习分析与学习者数字肖像六大方向[1]，已经表现出巨大的应用潜力。学校作为教育活动的重要组织场所之一，人工智能将为学校的管理与教学带来变革性的影响，主要表现在四大方面：维护校园安全、辅助教师教学、变革学习范式以及优化学校管理。
维护校园安全
校园安全是顺利开展学校教育活动的基础，也是教育改革和发展的基本保障。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出，要“切实维护教育系统和谐稳定，深入开展平安校园、文明校园、绿色校园、和谐校园创建活樱为师生创造安定有序、和谐融洽、充满活力的工作学习生活环境”[2]。计算机视觉与机器人技术的发展使得人工智能维护校园安全成为可能，其将在非法人员识别、消防安全预警、活动事故防护三个方面发挥重要作用。
1. 非法人员识别
部署保安机器人将是未来学校保证维护校园安全的重要措施之一。保安机器人能通过眼部的图像采集设备采集进入校园人员的面部信息，识别当前人员身份，若未检测到相关人员信息，系统则会通知学校的安保人员进行身份验证、登记等工作。同时，位于校园各处的保安机器人还将实时监控是否有陌生人通过非正规途径进入校园，检测到相关行为之后，则会通知学校安保人员进行处理。此外，位于学校门口的保安机器人还将采集学生的面部信息，与信息库中的学生信息相比对，确定学生身份，并记录学生到校与离校时间，确保学生在校期间的安全。
2. 消防安全预警
未来学校的消防安全预警系统包含了感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、可燃气体探测器等多种感应器，同时通过摄像设备实时采集图像信息，分析画面中是否出现明火、烟雾等现象。其综合图像分析与探测器感知，判断是否有火灾现象发生。此外，系统通过实时采集校园内人员的行为数据，与数据库中消防安全危险行为做比对，分析是否有相关危险行为发生。若危险行为发生，则会通知学校安防人员。在火灾发生时，拥有智能搜救技术的消防机器人将会代替人进入火灾发生区，通过生命探测仪，自动感应、搜索、识别被困人员，将其救出火灾发生区。消防机器人的部署很大程度上避免了人员进入火灾发生区受到二次伤害现象的发生，其机动性超越了现有的消防安全系统，在很大程度上保证了校园内师生生命和财产安全。
3. 活动事故防护
目前，校园课间活动的伤害事故主要表现在拥挤踩踏伤害、追逐打闹伤害、危险游戏伤害等三个方面。基于人工智能的活动事故防护系统通过校园内的摄像设备实时采集师生行为数据，通过与数据库中活动事故危险行为模型相比对，分析判断是否有危险行为发生。若相关行为发生，系统则会将相关危险行为发生的地点、类型等发送给学校的安防人员，提醒安防人员采取相应措施。
辅助教师教学
随着图像识别、语音识别、自然语言处理等技术的发展，越来越多的人工智能工具被应用于教育领域，成为教师教学的得力助手。教育机器人和智能作业测评工具的出现大大减轻了教师的负担，提高了教师教学的效率。
1. 辅助备课
备课是真实教学实践的预演，是应用教师知识并发展教师知识的过程。其既是确保教学质量的条件，也是教师专业发展的途径[3]，是教师教学的重要组成部分。备课机器人能够通过语音识别记录教师话语信息，利用自然语言处理技术分析整合教师话语信息，识别教师要求。备课机器人根据教师提供的教学目标、教学重难点、学生的基础知识等，在相关学科的知识库中进行资源的搜索与整合，形成电子教案。同时，根据教案内容为教师提供课堂测试习题以及上课所需课件。教师只需要根据所教班级的学生特点与自己的教学习惯，对教案、测试习题以及课件稍作调整即可应用于教学。
2. 智能作业测评
自然语言处理技术的进步使得作业自动批改成为可能。科大讯飞将“讯飞超脑”计划的阶段性研究成果“全学科阅卷”技术应用于考试，实现阅卷过程的数据化与自动化，在将教师从简单重复的阅卷工作中解放出来的同时，完成对考试数据的采集[4]。基于人工智能的作业评测系统可对作文、阅读等主观题进行语义识别并提出修改意见，根据学生的作业结果为教师自动生成详细的学情报告。智能作业评测技术的应用将有效分担教师的教学压力，显著提高教学效率，教师能够更多地专注于与学生互动、教学设计和专业发展。
3. 辅助课堂管理
在未来，教辅机器人将走进教室，辅助学生解决学习中遇到的难题。教辅机器人能够识别学生身份，读取学生当天所学课程信息以及学生在课堂的行为数据，为学生提供个性化解题方案奠定基础。教辅机器人通过语音识别获取学生问题信息，利用自然语言处理技术分析整合学生话语信息。然后，教辅机器人通过人脸识别采集学生的面部信息，综合面部表情、姿态和语调通过情感计算技术分析目前学生的情绪状态，综合学生的情绪状态和行为数据确定学生当前学习状态。教辅机器人依托优秀教师授课资源库，智能搜索相关答案，针对不同学习状态的学生采取不用的解题风格。此外，教辅机器人将收集到的学生行为数据上传到学生管理系统，辅助教师等进行学生的日常管理工作。
变革学习范式
学习范式是指特定时代的学习共同体所共有的学习理念、学习方式，并对学习者的学习态度、学习行为产生积极的引导作用，以促进学习的有效进行[5]。人工智能技术的发展使自适应学习系统真正地为教育所用，为学习所用，人工智能将使现有的学习范式走向自适应学习。
自适应学习系统在本质上是一类支持个别化学习的在线学习环境。它针对个体在学习过程中的差异性（因人、因时）而提供适合个体特征的学习支持，包括个性化的学习资源、学习过程和学习策略等[6]。基于人工智能的自适应学习系统将整合自适应内容、自适应评估和自适应序列三种工具。自适应内容通过分析学生对问题具体的回答，为学生提供个性化的内容反馈和学习资源推送。自适应序列利用一定的算法和预测性分析，基于学生的学习表现，持续收集数据。其中在数据收集阶段，自适应序列会将学习目标、学习内容与学生互动集成起来，再由模型计算引擎对数据进行处理以备使用。自适应评估可根据学生回答问题的正确与否，及时改变和调整测评的标准。
优化学校管理
学校是教育的核心单元，高效的学校管理是学校开展各项工作并得以高效运行的重要保障[7]。人工智能的融入将使未来学校的管理工作更加高效，使学校更好地服务于教师的教学与学习者的学习。其将在考务管理、教师管理、学生管理三方面发挥重要作用。
1. 考务管理
在未来的学校中，监考机器人将代替监考人员进行考务工作，很大程度上节省学校考务管理方面的人力资源。监考机器人通过内置于眼部的摄像头采集学生的面部信息，与数据库中学生信息比对，确定学生身份，自动完成签到。其通过内置于手臂端的金属探测器，扫描学生全身，z测学生是否带有作弊物品。监考机器人通过摄像头、红外感知等确定学生位置以及教室内的桌椅等位置，规划行动路径，分发和收集试卷。此外，监考机器人还将通过位于眼部的摄像头实时采集学生行为数据，与数据库中作弊行为实时对比分析，如果学生有作弊行为发生，则会立即制止，维护考场纪律。
2. 教师管理
教师管理是学校管理工作中的重要组成部分，教师评价则是教学管理中的核心部分。人工智能为教师的智能评价提供了可能。基于人工智能的教师评价系统通过教室的摄像设备实时采集教师及学生的行为数据、表情数据，通过学生的穿戴设备采集其体征数据。系统经过对教师和学生的行为数据、情绪数据和体征数据的分析（如系统与学校的学科管理系统相连通，确定教师的教学内容是否与教学大纲要求相适应，重难点是否突出，所讲述内容是否具有实用性；教师讲授知识时，根据学生的行为、情绪和体征的反应确定教师所讲授知识是否被学生理解；教师在讲授内容和组织学习活动时，语言是否规范、清晰，态度是否亲切和蔼等），最终评定教师的教学效果，并生成可视化报告，辅助学校完成对教师教学效果的评估工作。此外，系统还将通过教室的摄像设备采集教师面部信息，识别教师身份，自动记录教师的出勤情况，辅助学校的教师管理工作。
3. 学生管理
学生管理在学校管理中同样发挥着重要作用。基于人工智能的学生管理系统可通过位于学校门口以及教室的摄像设备采集学生面部信息，识别学生身份，自动记录学生的到校时间和离校时间，为学生的出勤考核提供数据支持。通过位于教室的摄像设备实时采集学生的行为数据，分析学生的课堂表现以及课余时间的同学之间的交流情况，为学生管理的班风、学风管理提供决策支持。同时，通过分析学生的学习成绩、课堂表现、课下交流情况，判断学生是否有异常行为（趋向），并及时反馈给学校管理者。此外，系统还将学生的在校情况，包括到校时间、离校时间、测试成绩、作业完成情况等反馈给学生家长，家校协同完成学生管理工作。
让机器在没有人类教师的帮助下学习，让机器像人类一样感知和理解世界，使机器具有自我意识、情感，以及反思自身处境与行为的能力，是人工智能面临的主要挑战[8]。除此之外，人工智能在教育领域中的应用目前还处于初级阶段，在学校的管理与教学应用方面仍面临着数据基础薄弱、决策和推理机制适应难、缺乏专业应用人才等挑战。
（作者单位：江苏师范大学智慧教育学院）
参考文献
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陈仕品，张剑平. 基于EAHAM模型的适应性学习支持系统体系结构[J]. 电化教育研究，2008（11）： 53-57+82.
深圳市福田区教育科学研究院附属小学是一所带着“深圳烙印”的独特学校，学校紧跟时代的步伐，在机遇与挑战中担起重任，在智能教育的探索路上以锲而不舍的姿态昂扬前行。两年时间，学校不断开放示范，辐射影响，与不同地区共建教育教学共同体，打开合作共赢新局面。校长刘锐娟作为广东省“百千万人才培养工程”中小学智能教育名校长，一直将智能教育当成学校发展的重要引擎，秉承以“上善乐活，让每一个生命精彩绽放”的办学目标，从推进课堂改革到智能空间建设，再到推进信息技术与学科深度融合，借信息化手段推动学校的现代化教学发展，让学校成为智能教育名师的摇篮、新型教与学改革的基地、信息化教学研究的平台、智能教育辐射的中心。
构建未来学校形态，营造智能校园环境
升级优化基础设施。福田教科院附小大力推行教育管理数字化，构建具有附小特色的“掌上附小”教学管理系统，建设了附小特色数字中心机房，实现评价系统云处理，学生学业成绩大数据综合平台分析，优化完善学校教学资源库，学科资源覆盖率达90%以上。基于5G技术，一方面完善校园安全管控信息化建设，提升校园实施视频监控水平；另一方面，以“5G+互动教学”推动教育教学模式创新，鼓励跨校区课程协同共享，“自动跟踪录播教室”“未来阅览室”等先进的信息化设施陆续启用。目前学校已实现教育管理数字化应用全覆盖。重构创新教学空间。重构后的福田教科院附小具有五种空间形式：一是“研学创中心”，是基于项目式学习、问题探究、满足高水平学习者（教师、学生）能力的学习研究创新的空间；二是“学科大观园”，以学科核心素养为基础，构建学科教学情景空间、全学科班级图书角，在真实空间中感受学科魅力；三是“学校文化长廊”，利用此空间打造智慧图书馆、校园历史博物馆，凝聚、展现附小校园文化；四是“创意盒子”，这是一个创新型的孵化器，在此空间师生可以参与各种科技类创新项目，实现“让创意可见，让思维有型”；五是“云上学院”，搭建自选式创新学习超市，组建项目化学习网络社区空间。
引领规划整体设计，打造前沿智慧课程
两年来，学校先后邀请了20多位教育教学、信息化水平前沿的专家为全校教师量身定制项目化及学科融合课程培训计划，积极引导各学科探索开发“信息化特色课程”“AI+”特色课程，充分利用学校信息化教学空间，根据教学大纲要求，开展智慧科技特色校本课程，并探索开发科技与五育融合课程。重塑年级组内各学科相对独立的形态，形成五育融合教研共同体，打通学科之间的壁垒。五育融合理念下的课程融合，是基于知识、经验、社会需求的融合。将其形成“学科+”的课程形态，即“学科+学科”“学科+生活”“学科+社会”“学科+活动”等课程形态。
AI赋能智慧教学，创设育人新生态
信息技术赋能学科教学。深圳教育以教育部信息化“双区”建设为有力抓手，以信息技术深化教育教学改革，不断探索新型教与学模式。信息技术赋能学科教学一直是刘锐娟倡导的教育教学方式。认知科学与智能技术的结合将使教与学变得多元化，并且可进行低成本、高效能的个性化定制，帮助学习者设计更有效的学习策略。2021年，福田教科院附小成功申报国家级课题《信息技术赋能学科教学与区域教研的实践研究》。同时，福田教科院附小以青年教师“青蓝杯”基本功大赛和骨干教师“红烛杯”教学展示为契机，通过公开课、录像课、微课录制等活动，激发更多教师利用信息技术手段，在学习空间、教学方式、学习内容和学习方式上实现教学模式的创新。学生方面，学校积极普及人工智能课程，探索人工智能教学的路径和策略，以期实现提升学生信息素养、普及全民智能教育、培养人工智能人才的目标，为促进中小学人工智能教育、推动教育教学改革和创新发展提供参考。智能体育守护生命本色。深圳市福田区是中国教育科学研究院的综合改革实验区，福田教科院附小是全区首批参与中国教科院的重点课题《中国学校体育智慧系统研究》的学校，学校多年来一直坚持致力于智慧体育探索研究，实施青少年健康体能促进与干预方案。2021年12月，刘锐娟亲自主持的中国教育科学研究院《中国青少年健康体能研究》课题项目子课题《“双减”背景下对智慧体育校园构建的研究》顺利开题。2022年1月，以学校为牵头单位的“智能体育学生数据分析与教学应用实践共同体”项目荣耀入选教育部“2021年度教育信息化教学应用实践共同体项目”。基于学校智能教学基础和理念，刘锐娟在体育科组率先尝试依托AI技术精准监测与评价学生的体能训练，利用运动数据采集装备+综合管理平台，通过学生佩戴的传感器设备，实时采集每位学生运动过程中的心率及运动负荷情况等数据，对潜在的运动风险进行实时的评估与预警，把学生的体质数据形成电子成长档案，为教师设计合理的体育课程提供参考，为学生的体质健康保驾护航。多样态教学促进学生个性化发展。一是在线教学求质量，创新课堂新生态。在常态化疫情防控和泛在学习普及的双重背景下，在线教学模式应运而生，从学生学习需求出发，搭建适合学生学习的平台，采用个性化的学习模式，提供全程化的学习支持服务，以提高学生学习效率。二是探索混合式教学模式，推进泛在化学习发展。项目化混合式研究团队结合学段特点、学校校情，以调查研究作为基础，以教师培训、课程实践、评价改革作为抓手，以项目化课程为载体，以混合式教学为手段，在校内进行探索实验。
多元评价，看见动态成长
学生是教育对象，让学生更好地学习才是教育的发展目标。教学中，刘锐娟引进智能数据技术系统“掌上附小”，系统中采用多元评价，全方面为学生提供个性化的教学服务，实现因材施教，看到动态成长。搭建学生德育评价系统。少先队组织日常开展教育活动和评价激励的重要载体，分为基础章、特色章、星级章。在阶梯式成长激励体系中，少先队员普遍参与的“红领巾奖章”是核心载体，贯通着同一层级的荣誉激励、实践激励和岗位激励。在德育量化指标下，评价系统在本校可制定阶段性评价任务，实现老师评、家长评、学生自评等多种方式的学生阶段性、全过程德育评价。通过评价构建学生画像。依据学校项目化课程的内容特点、混合式教学的实施特性，创建三个层级的项目化多元评价机制，即：多向评价、学习评价、成果评价。其中多向评价为：项目导师评价、学科教师评价、小组互评和个人自评及家长评价等五个维度；学习评价为过程性评价与终结性评价；成果评价为路演评价、线上评价等多种评价方式。最后，在评价中生成数据，从而制作出学生画像。形成信息化成长报告。“掌上附小”后台经过对原始数据的汇总、分析，从学生的品德、身心、学习、创新、国际、审美、信息、生活八个方面综合评价学生的发展，基于信息化评价体系，对学生形成智能评价分析、诊断、反馈，形成学生每个阶段的“信息化成长报告”，助力学生的全面发展与适性扬长。未来已来，刘锐娟带领着福田教科院附小团队借助教育信息化杠杆撬动学校发展，携手师生共同成长，打造学校智能教育发展的新样本。
作者：刘锐娟 徐燕 魏明萱 单位：深圳市福田区教育科学研究院附属小学
关键词：智能时代；传媒专业；智慧教育；生态系统构建
智能时代正在构筑一个崭新的数字化立体化环境，重塑和勾勒传媒行业的未来生态图景，作为实践性较强的传媒教育急需重新审视专业定位及行业人才需求，为专业变革注入新的活力和能量。智慧教育是智能时代背景下催生和倡导的新型教学形态，其教学理念的前沿性、教学工具的智能化、教学场景的交互式正在引发新一轮教育改革浪潮。传媒专业建设需与时俱进，与当下科学技术的发展和行业实践的进步相适应和匹配，运用智慧教育在多个层面和维度打破传媒专业发展桎梏并助力传媒专业学科再造、教学创新、师资专业和人才优化。
一、智慧教育的产生与运用
“智慧教育”的概念起源于2008年，其核心旨要是借助信息化技术让万事万物实现感知化、互联化和智能化。近年来，国家出台相关政策鼓励和推动智能技术运用于教育实践，支持以智能技术为基础，依托各类信息化设备及平台，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动智能技术支持下教育模式变革和生态重构。[1]进入2020年，5G技术开始全面运用，其迅捷的速度、强大的容量、极致的体验为智能化运用提供技术支撑和运作基础，智能时代赋能智慧教育已进入高速发展阶段。智慧教育本质是一种智能化知识传播模式，以智能技术的融合为优势，以教师智慧实践为支撑，以学生智慧发展为旨归，主要解决教学设备落后、师资力量匮乏、教学资源不均等问题，其目的是优化教学过程，提高学生信息素养，促进教育现代化的发展进程。目前智慧教育的应用有以下几个维度：一是智慧教育工具的应用。先进的教学工具是提高智能教育效率的有效手段；二是智慧教育环境的建设。实现智慧教育过程的交互与渗透；三是智慧教育资源的开发。促进优质教学资源共享，实现课程资源的均衡分配；四是智慧教育策略的实施。包括宏观的教育制度策略和微观的教学环节策略两个方面。
二、智慧教育运用于传媒专业的价值与意义
新文科时代，传媒教育应真正践行新闻观中与时俱进的精神，重视科技前沿动态，顺应时代的发展潮流。智慧教育本质是一种智能化知识传播模式，以智能技术的融合为优势，以教师智慧实践为支撑，以学生智慧发展为旨归，主要解决教学设备落后、师资力量匮乏、教学资源不均等问题，其目的是优化教学过程，提高学生信息素养，促进教育现代化的发展进程，是实现传媒专业新文科建设的有效途径和手段。对于传媒专业未来的发展前景具有重大的价值和意义。
（一）服务国家战略和新兴产业
传媒专业智慧教育的实践和改革是落实教育部实施卓越新闻传播人才教育培养计划2.0的集中体现，是对新闻观教育新局面的开创，是对国家传媒教育“顶层设计”的贯彻落实。同时，伴随着传媒行业的裂变和升级，智慧教育的精准教学模式实现与新兴行业人才资源的优化配置。
（二）构建传媒专业智能教育范式
智慧教育有助于传媒专业主动适应智能化社会变革，及时融入技术变革的新趋势，更新课程设置、重构教学内容、创新教学形式，实现教学模式的多样化和立体化，打造国家级一流课程，形成智能教育新范式。
（三）优化传媒专业师资力量
智慧教育有利于激活教师的流动机制，促进教学主体的多元化。基于传媒专业的交叉融合特性，智慧教育模式下的传媒教师将获得极大丰富，主要有三个来源：第一，吸纳其他学科背景的教师，综合运用线上线下的教学资源；第二，传媒行业一线教师，丰富实践教学；第三，经过培训和调整的传媒专业教师。
（四）培养卓越型创新型传媒人才
智慧教育能够深度实践产学一体化人才培养模式，构建具有传媒特色的人才培养方案，实现传媒专业在课堂教学、实践训练和学术研究等环节的改革创新，培养既懂传媒业发展规律又适应新传播环境的宽口径厚基础高素质的卓越创新型传媒人才。
三、智能时代背景下传媒专业智慧教育生态系统构建机制
传媒专业与国家政治、经济、技术等因素联系紧密，具有边缘性、交叉性和实践性等特征。智慧教育是实现传媒专业信息化和现代化的重要方向，是传媒专业从传统教学到智慧型教学转型的必然选择，传媒类专业智慧教育系统机制建设主要内容包括专业结构模式、专业资源构成、专业运作效率三个层面。
（一）智慧教育层次机制：革新传媒专业结构模式
智慧教育的层次机制围绕宏观、中观和微观三个层面，考察教育结构要素的相互关系和运行模式。教育的宏观层次与社会环境关系密切，是教育体系总体结构的集中体现；教育的中观层次是从学校职能组织入手，制定科学化、规范化、制度化的教学环节，是对教学过程的强化和管控；教育的微观层次是将宏观的共性要求和中观的个性要求有机融合并落实到具体的教学活动过程中。传媒专业结构革新以智慧教育的层次机制为准则，从宏观层次、中观层次、微观层次三个维度深入认识和理解传媒专业改革背景，借助智慧教育的优势，注重国家层面的“顶层设计”思路，挂钩传媒专业行业发展现实，依托智慧设施建设、智能化管理模式及教育系统，囿于外部环境—学校组织—教学主客体之间的多维交互，生成和建立传媒专业智慧管理和多重机制。
（二）智慧教育形式机制：调整传媒专业资源构成
智慧教育的形式机制是从教育形式的角度探索教学活动各要素间的资源构成。首先，是教学环境的资源构成，智慧教育环境主要包括物理环境、在线学习环境两个方面。在“智慧＋”背景下，智慧教育能够实现教育环境的智能感知、管理和控制，使教学过程由传统的平面、静态、单一场景转换为立体、生动、多维的交互呈示；[2]其次，是教学方式的资源构成，例如应用较为深广的翻转课堂、慕课、微课等，从本质而言，这类课程是在原有传统课堂面授教学的基础上，利用智能化工具实现教学资源的重组和调整；最后，是师资力量的构成，让行业资深从业者走进校园，加强学术型师资与业界师资相融合，实现师资资源的丰富和多元。图1传媒专业智慧教育形式机制智能时代使传统传媒专业教育工业时代特征、信息孤岛等壁垒日益凸显，专业资源构成混乱与异化。传媒专业建设需从智慧教育的形式机制着手，从教学环境、教学方式、师资力量三个层面进行资源的重新匹配和融合。线下物理教学环境与线上智能化工具的使用实现教学环境的重构；学术型师资和传媒业界师资的融合，实现教学资源的合理利用和多元化呈现。最终，提升传媒教育服务品质，消除信息孤岛和资源堰塞湖，实现传媒教育机制的协同发展。如图1所示。
（三）智慧教育功能机制：提升传媒专业运作效率
传统的教育功能机制包括激励机制、制约机制和保障机制，存在机制效率低下且缺乏适应能力等问题，条分缕析的标准化流程和按部就班的机械化运作远离了智慧教育的场域。智慧教育改变了这种局面，从行政化、程式化走向弹性化、自发化，激发教育活动和热情。激励机制调动教育主客体积极性，是推进教育进程的基本保证；制约机制是教育体系各部门间的分权和制衡，为教育运行提供自由环境；保障机制包括两种形式：一是教育经费、技术设备等物质保障。二是学校观念、政策的支持和推动。传媒专业应发挥智慧教育功能机制的效用，提升传媒专业运作效率。首先，运用形成性评价，形成激励机制。形成性评价是智慧教育的新型教学评价方式，具备连续反馈、及时改进和形成激励的功能，有助于增强教与学的活力和弹性；其次，传媒专业具有高度开放性、实战性等特征，组织机构应遵循传媒专业发展规律，破除束缚其改革发展的机制障碍，激发教学科研人员的积极性和主动性；最后，加强传媒专业与业界联系，投入资金支持，加强传媒专业与业界对话和合作，保障智慧教育平台建设、深耕智慧教育文化赋能。如图2所示。
四、智能时代背景传媒专业智慧教育生态系统构建路径
面对智能时代的冲击和挑战，传媒专业智慧教育生态系统的构建一方面要坚守学科立命之本，遵循专业发展逻辑和旨趣；另一方面需以行业动向为依托，培养适应时代和社会需求的人才为宗旨。其构建路径如下。
（一）运用智慧平台，架构跨界与融合的传媒专业生态体系
智慧平台是集成智慧教学终端和学习工具的综合学习设备，具有支持数据分析的泛在网络连接系统和汇聚多方资源的全面向交互能力。[3]例如：雨课堂、超星学习通、科大讯飞智学网等。智慧平台形式多样，包含在线课程课、拓展资源、教辅材料、测试题库动画教学工具等。智慧平台横向可以打通学科专业各领域资源，建设完整资源库；纵向服务于专业教学的各个成员，将教学过程完美串联。传媒专业需要借助智慧资源平台实现生态体系的重新架构。通过智慧资源平台渗透数学、哲学、经济、人工智能等领域，促进传媒专业与这些学科的交叉与融合，使传媒专业由工业化走入智能化。同时，实现教师对传媒专业优质学科融合教学资源的呈现和分享，优化学习过程完善学生深度学习体系。
（二）建设智慧教室，打造智慧化立体化传媒专业学习空间
智慧教室，是顺应智能时代新时代要求用于开放远程教育领域，利用智能技术、云计算技术、物联网技术等建立的信息化学习空间，包括标准智慧教室、研讨型智慧教室、阶梯智慧教室等形式和跨校区协作智慧教室等形式，每种形式的智慧教室各有优势（如图3）。智慧教室作为学生学习的空间和场域，其设计应根据不同学科专业的特征，体现服务教学的基本思路；其价值需通过对具体学习过程的支持来体现。总而言之，智慧教室应满足教与学的个性化需求,灵活而富有弹性的实施学习活动。[4]图3智慧教室的类型按照智慧学习空间的构成形式，传媒专业学习空间以智慧教室的建设为核心和基础：一是建立传媒教学智慧教室，多屏互动的教学场景实现学生与教师的深度交流，以学习者为中心的多感官体验能够提升学习能力和激发学习热情。智慧教室的参与感和实践导向有利于传媒创新创业课程的展开，例如互联网创业、传媒运营创新、媒体策划与创意等课程；二是开展虚拟仿真教学项目，例如浙江传媒学院的多讯道导播虚拟仿真实验，山东大学“基于多角色扮演的新闻交互式演练”虚拟仿真实验教学，虚拟仿真项目是传媒专业实验教学内容与技术更新的着力点，对传媒实验教学全媒体化、平台化、信息化有积极意义。
（三）完善智慧教育服务，搭建综合性个性化传媒专业服务体系
智慧教育的出发点和归宿是为学习者和教学者提供个性化、智能化的教学服务。智慧教育服务一方面要能通过联接教学社群、知识库和学情分析等方式接受学习者对教学的反馈，促进教学方法和教学内容的演进；另一方面要依托智慧教育云，为学习者提供符合智慧教育特征的个性化教学服务。如图4所示。传统传媒专业存在的最大问题是教与学的断层，缺乏一以贯之的专业教学核心匹配序列去引导和促进教与学的投入产出效果。针对此，传媒专业应通过完善智慧教育服务体系，形成教与学的交互模式。第一，智能教育通过大数据、区块链技术实现学情的精准分析，便于学生即时进行学习诊断并调整学习进度和方案；第二，通过教学社群划分课程主线，确定理论课程、实践课程、比赛课程及毕业设计等社群模块，与学习者学习社群对接，以作品或成果为产出标准，与传媒专业课程体系精准匹配；第三，借助智慧服务建立传媒专业知识图谱，通过信息抽取、实体融合、跨媒体计算等技术，构建高质量媒体知识图谱，精准构筑每位学生的学习场景，实现学习的自主性和个性化[5]。
五、结语
智慧教育是智能时代背景下的产物，传媒教育要以智慧教育的运行规律为基准，通过先进的教学理念和科学技术，融合多学科、投入新设备建设学习和实践平台。传媒专业的改革创新需要运用智慧教育模式从机制的理论建设和路径的实际运作两个层面进行探索和实践，机制的理论建设是新时代传媒专业教育改革的根本遵循和行动指南；路径的实际运作是新时代探求传媒专业教育创新的基本方法和有效途径。其最终归旨是打造国家一流传媒专业，培养复合型、全媒型、专家型、技能型传媒人才[6]。
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李玉顺：我推进智能终端教育应用源自于两方面的考虑：一方面是因为科研的驱动，另一方面是当下教育信息化实践进程的需要。我们在关于智能终端教育应用的过程中，并没有刻意强调“电子书包”的概念，源自于我们对技术环境发展的理解，这是因为未来教育教学、学习等业务功能将会分布在多种终端技术环境中，特别是富媒体技术发展将文字、声音、视频、图片、动画等元素高度融通后，声音、视频的知识传播价值将和文字、图片一样重要，基于技术的各类交互（特别是人与人的交互）愈发具有价值，教与学的支撑将可能变得无处不在。在2006年，我们开始关注国际上移动学习的发展，注意到无线、移动和普适技术的教育应用。我们坚信移动、无线及其普适计算技术将对教育教学的未来产生深刻影响。特别在2010年iPad以后，平板电脑类智能终端支持教与学创新发展的可能性大为增强，基础性常态化教学应用、学习环境及其服务于学科教学实践的大量Apps应用，使得智能终端教育应用的实践进程在加速发展。因此，在2011年左右，我们就以国家课题带动，为北京基础教育领域搭建了平板电脑类智能终端教育应用研究的科研平台，为课题参与学校、参与区域提供了教研、交流观摩的渠道，建构了交流培训、研讨的机制，成为首都北京推动智能终端有效教育应用的高层次学术研讨与优秀实践案例传播平台。这就是我们为什么关注并积极推动这一领域发展的原因。
《中国信息技术教育》：您觉得电子书包会改变教育的哪些方面？
李玉顺：对于智能终端的教育应用能够改变教育的哪些方面？我理解需要从两个大的视角来考察，一个视角是从学校的教学（微观的）、学校的发展（中观的）、教育系统的发展（宏观的）；另一个视角是从教育教学的当下实践进程到面向教育系统未来发展的实践方向，即近景和远景的视角。对于这样“经纬”的划分源自于这些年来我们对教育信息化实践进程的理解，从技术在教育应用的发展进程来看，一直都有两种观点，一种是对新技术在教育中应用持有保守的观点，另一种是对新技术在教育中应用持有开放、积极的观点。现有的教育系统、现有的教育观念、现有的常态化教育教学业务流程会影响我们看待新技术融入教育教学的态度，但有一点可以肯定的是，当下技术发展进程所带来的复合性、融合性和创新性的推动力量是任何先前教育技术形态所不能比拟的。因此，对于智能终端的教育应用要放到这样的一个背景、放到一个发展着的框架中去理解，才能理解它所产生的作用，而不局限于眼前当下的“这点”教育实践。从宏观和中观的视角来看，我们的教育系统会变、我们的学校会变，整个教育系统将更积极响应社会的需求，更有效地响应国家和社会对适应时代特征人才培养的需求，学校将会更加成为服务于学习者个性化发展、终身化学习习惯养成和学习能力发展的场所。而从微观来看，我们的教学实践将会变化，“有效教学”不仅仅是先前意义上对知识的学而不忘和综合应用，更加注重“教”向“学”的转化，即学生高级认知技能的培养、学生自主学习能力和学习方法的生成，教师从知识传授者向学生学习的引导者、启发者、帮助者这样的角色转化，而同时，伴随学习科学等的不断发展，学习者的学习越来越广泛地得到重视，培养学生自主学习的习惯、在线学习的意识以及网络环境下的自律性等，这些方面越来越重要。可以说，智能终端的教育应用使得先前在教育研究中得到验证的方式，如自主、协作、探究等，能够在技术丰富的环境中得到更加有效的综合、集成及实践应用，进而产生出新的教与学的实践形态，对先前的课程、教学和评价都产生了改变。
《中国信息技术教育》：您觉得与传统教育技术手段相比，电子书包会在哪些方面具有优势？
李玉顺：同先前的教育技术手段相比较，智能终端的教育应用带来了各类技术有效集成之后的综合优势，是媒体、网络、存储、计算、应用、社会计算及新技术整合应用等技术之综合大成。下面所列举的是一些我们在实践进程中体验到的优势：①教材方面的优势。数字教材相比较于传统的教材，更适合于学生的自主学习和自我发展的需要。与此同时，由于数字内容的便捷性，使得数字教材能够突破传统教材的限制，带来学科意义上的“知识”容量的丰富性、内容的前瞻性。②学科性应用方面的优势。所谓学科性应用是指这些应用可能更关注某一类学科知识概念的探究、交互、可视化、知识关联等，大量的这类应用还能够覆盖教学目标的各类层次，包括记忆、理解、应用、评价、分析、创造等各类认知层次，当这类应用为教师所掌握、为学生所掌握时，能够更好地担当学生的认知工具和脚手架，就能够真正创造服务于学生高级认知思维发展及问题解决能力的教与学活动，实现真正意义上的“学科融合”。③评价与诊断方面的优势。由于智能终端泛在化趋势，使得技术系统对于教学作用之一的“评价与诊断”功能得到极大加强和重视。智能终端环境下这种“评价与诊断”功能的提供与发展将会显著改进我们的教学系统，特别是教与学的效能方面。④教学活动支持方面的优势。教学具有“知识传递”功能的重要性受到“能力发展”需求的削弱，教学活动越来越丰富、多元，教学过程中学生的活动比例越来越多，如分享、汇报、协作、探究、意义建构等。因此，平板电脑类智能终端中整合的各类技术更能有效地支持丰富、多元的教学活动设计。⑤学习环境与个性化学习支持方面的优势。由于智能终端的便携性、可移动性，使得学习的发生能够无处不在，情景化学习、非正式学习等更加有效的学习形态能够便捷地实现。这一优势加速了整个教育系统生态中“教”向“学”的转化，即教学将越来越看重培养更高效、会学习的学习者。⑥社会交互技术教育应用方面的优势。交互与协作能力是智能终端教育应用的重要优势之一，在智能终端泛在化趋势之下，这一能力正在得到显著加强。⑦集成新技术教育应用方面的优势。智能终端的教育应用带来了新技术加速教育应用传播与实践的可能性，特别是物联网、增强现实等技术的应用，带来了越来越深刻的学习体验。
《中国信息技术教育》：您认为在推进电子书包的过程中，我们该如何看待电子书包的作用呢？
李玉顺：首先，需要声明一下，我不是唯技术论者，不是智能终端教育应用的“盲目”和“狂烈”推进者，技术对于教育的作用是辅助者、支持者的角色将在很长时间内不会改变（呵呵，不敢预言人工智能、脑机交互等技术的发展进程），而技术对社会发展而言是一把“双刃剑”（至少有一部分社会学家对技术进步持有怀疑态度）。但整体而言，技术进步与发展的进程谁也阻挡不了，已成为社会发展不可忽视的现象。
我愿意把智能终端教育应用放置到上述进程中来思考，这是因为一些应用中的相关问题我们一时还难以给出“明确”的回答，有些可能需要上升到哲学思辨意义上。在“当下”实践意义来看，我更愿意以动态、发展的眼光来看待智能终端教育应用的作用，这是最为核心的，为什么？这是因为由于技术的发展，“教”与“学”双重意义上的革命正在切实地来临，智能终端的教育应用是服务于“教”呢，服务于“学”呢，还是在“教”和“学”的两极中进行多元平衡，产生多样化的实践？我们对教育目标的理解不同、对教育的诉求不同，就产生对技术教育应用的不同思路，从我们的实践及作为研究者的观察而言，智能终端的教育应用都能够实现应用者的价值诉求，关键是学校的办学理念、办学特色，以及这些理念能否变成有效的执行力，并能够有与之相适应的教师队伍。
所以，对智能终端的教育应用，一定要结合地区性、校情，合理定位，特别是要结合所采用的技术系统与环境（客观的说，智能终端教育应用解决方案的差异性很大，而且整体上还需有较大发展空间），找准个体学校在教育教学核心业务流程中的关键要素进行突破，如可以是课堂教学（高效课堂、思维课堂、创生性课堂等）、可以是教师专业发展（特别是信息化环境下的教学理念及教学能力）、可以是学生学习（学习习惯养成、学习兴趣激发、自主学习能力提升、研究性学习和体验式学习开展等）、可以是家校深度互动助学等，定位一些点持续推进，并逐步过渡到常态化应用。
《中国信息技术教育》：您在研究过程中具体采取了哪些教学应用策略？
李玉顺：如前面所诉，我们开展智能终端教育应用研究本质上是受北京基础教育信息化发展进程这一问题驱动的，即我们试图回答信息化建设指向教育教学应用的核心价值，关键是如何真正服务于教学过程。我们在研究过程中是逐步探索的，摸索出了一些策略性的东西。这些策略有些是微观的，有些是稍微宏观一些的。我们感受到要使这件事情走得稳、走得远，需要多种策略的综合，而这些策略是由目标推动的、发展的方面也是不同的。
首先，谈一谈稍微宏观一些的策略：①申请研究课题，通过课题带动。这是因为所谓“教”与“学”的双重革命需要在实践中、行动中生成，它难以以行政的力量“快速推动”，也难以靠专家们的理念宣传和思想传播“示范带动”，需要有艰苦的研磨、体悟、反思和内化的过程。另一方面，通过课题，与教师职业发展诉求相结合，是推动教学创新实践的有效策略。②跨校协作，特别是示范课、观摩课，搭建创新实践扩散平台。对信息技术与教育教学融合实践而言，教师是通过“课例”驱动的，而不是“理念”驱动的、“技术”驱动的。我们的课题研究采取了这一策略，产生了积极的效果。③区域层面上推进跨部门协作。在推进信息技术教育教学融合实践的过程中，我们深刻感受到这一进程需要整合来自行政、教研和信息技术部门的力量，协同化推进教师课堂教学实践及教师专业发展。
再次，谈一下微观方面的策略。学校是推进智能终端教育应用的最终场所，在学校层面上的策略一方面是和学校共同讨论确立学校推动智能终端教育应用的整体思路和框架。实践表明，一个学校对智能终端教育应用的深度整体上取决于这个学校是否有整体性思考、整体性定位和整体性设计，要让学校理解智能终端教育应用的整体发展前景以明确自己的定位。另一方面，就要和学校教师来共同研讨，如何将学校所确定的智能终端教育应用目标落实到常态化的教学活动中，需要提升教师融合信息技术的教学设计能力，需要通过一起开展教学设计、一起讨论数字教材制作、一起说课和研磨课，进而能够进行公开课、示范课，在这一过程中，教师才会有切实的体悟和成长。
《中国信息技术教育》：您觉得有国内有哪些成功经验、典型能够分享的？
李玉顺：平板电脑类智能终端教育应用呈现出来的经验是多个层面的，包括区域层面、学校层面和具体的教学活动实践层面，整体来看，区域层面有效的实践经验还不充分，但在学校层面、具体的教学活动实践层面已经有不少成功的案例。在学校层面上来看，有丰师附小、成都七中初中学校、上海嘉定实验小学和郑州二中等学校，每一所学校都有自己的精彩和自己的发展路径，有些我们已经通过出来，有些还正在发表中。我们深刻地剖析、思考了每一个代表性案例背后的故事、成功要素，以使这些实践案例能够得到有效的分享和参考。在微观教学层面来看，我们收集了来自全国各地的平板电脑教学应用方面的代表性案例，并协同北京市的优秀教研员队伍及信息技术专家力量，对这些课例进行深度加工，以便让它们发挥更重要的价值。鉴于篇幅关系，我这里不一一表述，期望大家关注我们的论文、关注我们的研究工作，也邀请更多的学校、更多的教师参与到这一进程中，我们一起通过切实的教育实践，体悟缓慢的教育文化发展进程，共同推动这一事业的健康发展。
《中国信息技术教育》：您认为当前电子书包推进中有哪些误区呢？
李玉顺：客观上来说，智能终端教育应用在实践上是一个正处于成长期的实践进程，会不可避免地出现一些不合理误区，体现在如下几个方面：①盲目地跟进和购置。当前，不少学校案例是“购置”了“电子书包”，但对推进其有效应用的观念、发展思路、发展阶段、推进方式、可能的瓶颈等方面准备不足，对后面的“长线”发展进程没有充分的准备。特别是对平板电脑类智能终端教育应用解决方案整个行业生态了解不足，对良莠不齐的电子书包类解决方案缺乏甄别能力，使得购置的产品难以稳定、深入、有效地被应用。②对智能终端类技术形态教育应用的排斥和怀疑。两类原因导致下述情况发生，一类是来自于通识意义上的技术对儿童身心健康的影响（特别是视力的影响），另一类是来自于“劣质”解决方案的尝试后所产生的实践认知。我本人也接触过各种类型的智能终端教育应用解决方案，也是这一领域的积极实践者。客观来看，在这一领域里，领先的平板电脑类智能终端教育教学应用方案的成熟度与可用性已经发展到较高水平。我们坚信伴随这一领域的成熟发展，技术工具及技术环境建构将越来越贴切于教育规律，满足教育需求。③资源中心论。在智能终端教育应用中，数字资源开始从支持“教”向“学”转变，由此而带来了智能终端教育应用中的两类现象：一是数字资源成了一线教师选择、应用、评价智能终端类应用的重要依据，忽略了学科性的应用及其提供的丰富工具，从而影响了对智能终端教育应用解决方案的选择，难以将智能终端推进到学科融合的层次上。二是传统的教材出版部门，在其教材数字化的发展进程中，容易过分地关注教材在智能终端环境下教学实践中的作用。实际上，上述两种现象都是由我们现有教育系统的基本特征决定的，即关注固有知识的传递，从我们对智能终端教育应用研究课题实践的体悟来看，智能终端教育应用将更加关注于探索、问题解决、师生和生生之间的交互，因此，学科性的概念建构工具、思维工具、交互工具等越发的重要，丰富的教育学科性应用生态建构同数字资源一样重要。④僵化看待智能终端教育应用作用及其技术发展进程。在平板电脑类智能终端教育教学应用实践中，我们能够看到这样的一种现象，即不少学校停留在接触、观摩阶段，难以深入、常态化应用，这其中有些受制于该学校的技术系统选型，但有不少学校是因为缺少对智能终端教育应用推进发展阶段的认识，工作量估计不足、推进策略选择不足、不同发展阶段突破的重难点把握不足，对驾驭智能终端环境教育应用关键要素的把控不够，这需要我们在今后的教育教学应用实践中努力去克服。
关键词 网络教学 教学过程 在线答疑
随着教育技术理论和实践的发展，使计算机和计算机网络等这些信息时代的产物在教育教学领域有了越来越大的发展空间。网络教学、网络课程等概念就是在这种背景下产生的。一般来讲，网络教学就是在计算机网络技术、多媒体技术以及现代教育技术的理论指导、支持下，在网络环境下实现一系列的教学活动的总和。它对于实现教育的大众、终身化都起着重要的作用。
在当今中国的教育领域由很多学科都开始尝试使用网络教学的教学模式来主导本学科的教学。可以这样说，如今的计算机网络给予教育教学的东西不再是单单的技术方面的辅助与支持，网络已经成为了现代教育中学习环境的一个重要的组成部分。可是在网络教学的过程中，除了网络课堂教学之外，学生的自主学习时间占了大部分，由于受到时间个空间方面的约束，在自主学习阶段，学生遇到疑难问题无法与教师进行实时交互。而具备智能化特点的在线答疑系统的出现正好解决了这个问题。
一、网络教学在线答疑系统开发的价值和意义
网络在线答疑系统具有为学习者解答疑惑的功能，在网络化的实际教学中其意义和价值可以体现在如下几个方面。
（一）进一步拓展了网络教学的功能。
网络教学的功能是很强大的，能在实现异地教学的同时进行教学信息的实时与非实时的传递。如果将在线答疑系统加入到网络教学的实践中网络教学的功能就会更加完善：首先，有关网络教学的在线答疑系统可以提供更为细化的知识理论，可以把网络教学中没有呈现到的细节性知识进行较详细的解读分析。其次，网络教学在线答疑系统能很好的实现教学中的因材施教，由于学生的认知水平存在差异，导致网络教学这种大规模、大范围的异地远程教学很难针对每个学习者的个人特点制定学习的进度。而把网络在线答疑系统加入到网络教学中后，教育者就会根据学生提出的问题把握一些学生的学习情况，进而对网络教学进行调整。最后，网络教学在线答疑系统可以帮助网络教学中的学生对所学内容作出积极的反应，斯金纳的程序教学理论中就认为有效的教学程序就应该需要学习者们积极的反应，网络教学在线答疑系统恰好可以做到这点。
（二）在提高教学效率的同时促进了教学信息的及时反馈。
第一，网络在线答疑系统的出现使教育者的工作量大大减少。一般课堂讲授的条件下，可能不同的学习者对同一个问题产生疑问，如果教育者为其一一讲解，就会浪费大量的时间和精力。而有了答疑系统，无论这个答疑系统是在线的还是非在线的，对于同一问题，只需解答一次，学习者们可以通过浏览相关的记录得到答案。第二，答疑系统可以把学生的问题分类记录，根据这些问题改进教学手段和方法。第三，参与网络教学的工作人员可以就每个学生的问题进行学习者分析，对学生做出相对准确的评价使教学过程变得个性化。
（三）促进学与教过程中的交流与互动。
网上交流是不受时空限制的，学生提问与表达见解时与传统的课堂学习活动中用语言、神态等的交流存在很大的差异。用文字的表达来进行交流，没有心理、情感方面的束缚，这种条件下学生可以自由的表达想法，能比较主动地参与交流讨论。在网络在线答疑系统的环境下，交流通道是相交的，多个学生可同时向教师提出各自的意见，而学生之间的相互讨论可以不受到干扰。
二、网络教学在线答疑系统的设计开发基础
网络教学在线答疑系统是一种基于以学习者为中心的实时（有时也是非实时的）的信息交流平台，平台的构建需要相关的理论与技术做支持，这是网络在线答疑系统可以实现其功能的前提。
（一）网络在线答疑系统开发的理论基础。
网络教学中的在线答疑系统是以解决教育教学中的问题为主要目的，所以开发的前提要运用以学习者为中心基于问题的学习理论，采用的建构化的教学思想，为学生创造一个良好的学习情境，为学生的解惑过程中不仅是为学生解决当前的学习问题，而更重要的是培养学习者的独立思考和发现、分析、解决问题的能力。
（二）网络在线答疑系统开发过程所运用的技术。
开发网络在线答疑系统不仅需要计算机方面的软硬件支持，还需要网络技术、多媒体技术、通信技术、数据库技术以及人工智能和搜索引擎方面的技术。具体的实现过程就是在服务器端建立一个以数据库技术为基础的知识库来承载一般的答疑信息，用户利用搜索引擎所需信息进行定位查找。对于一些个别问题则可以通过与在线专家进行在线对话的方式进行问题的个别化解答。当然，也可以以聊天室、BBS等方式与其他学习者与老师进行交流。
三、网络在线答疑系统的发展前景
网络在线答疑系统应该是一个开发化的系统，需要不断的进行知识内容上的和技术层面上的更新，用适用的、新颖的教学理念去充实原本的理论框架。这样一来，网络教学在线答疑系统就会做到与时俱进，成为未来网络教育的一股主导力量。
四、结语
网络教学作为的一种新兴教学手段，需要智能化在线答疑系统扩充其功能。这样一来构建一个好的网络智能化在线答疑系统显得十分重要，因为它将决定网络教学的功能是否得到最大化的发挥。
参考文献：
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然而，新东方在线COO潘欣对此却大泼冷水。在他看来，成本结构是最大问题，在线一对一是“典型的规模不经济”。在这种模式下，教师成本、营销成本都不会随着规模增大而被摊薄，甚至会造成营收越大而亏损越大。而近几年颇受关注的51Talk，用了三年时间，也仅仅把毛利率提高了四个点。
如何破解在线一对一难题？
教育行业专家指出：技术的发力是线上一对一破竹的关键因素。只有通过技术提高教学效率，才能避免重蹈传统一对一的老路。
而通过人工智能服务于学生个性化学习的学吧课堂，相继获得联想之星、晨兴资本、创新工场等Per-A、A轮等数千万元人民币投资，其在“在线一对一”教学领域的尝试和探路，也许能为行业提供参考和借鉴。
警惕看似完美但链条长的模式
毕业于清华大学计算机系的李行武，创办学吧课堂之初，希望通过人工智能打造一位“虚拟教师”，帮助学生获得个性化的引导和教学，真正做到“因材施教”。这个想法在当初还仅仅停留在概念阶段，虚拟教师的表现形式，具体的应用领域，以及最后的商业化路径都不清晰。
李行武的第一次尝试，是习题讲解视频课程，这些录制的视频时长大约5-10分钟。一个独立的视频，由很多段几秒到十几秒不等的短视频和问题实时拼接而成。在视频播放过程中，学生会根据弹出对话框作出相应选择，系统会根据学生的不同解题思路，给予不同的反馈。“我跟你讲的每句话不是我事先背好的，而是根据你的反应一句一句拼出来，这就是一个模拟人说话的过程。”李行武说道。他希望通过系统来模拟人脑的思考，生成最符合学生实际情况的解题视频。
2015年1月，学吧课堂在北京试点学校完成第一期点，班级成绩从年级中游上升到第一名。此前，凭借这款产品在“决胜新东方教育创业大赛”上，学吧课堂从350多支队伍中脱颖而出，获得最高奖项。
但看似简单的视频，背后实则需要做大量工作。首先是对教材中的知识点进行拆解和组合，大大小小的知识点就有上千个，同时还要把每道题进一步拆解为多个片段，并且使它们之间相互关联，工作量可想而知。一个小时的视频，需要耗费大约100个工时。
与此同时，李行武用机器做个性化辅导的思路，也遭到了投资人的质疑。有人认为，如果没有足够的资金来支撑这种模式，最后一定会死在路上。在移动医疗界，春雨医生创始人张锐曾反思过：创业一定要警惕那些逻辑上正确但是链条太长的模式。
于是，李行武被迫放弃了这种“重模式”。
顺人性，解决学习动力问题
2015年6月，李行武开始转型尝试做题库。他找到了市面上已有的题库产品，它们虽然数量不少，但并没有真正被学生用起来。他琢磨：当整个品类都呈现这种局面时，只可能存在两种情况，一是这件事情本身错了，二是大家都没有找对路。
而他认为，原因一定是后者。
题库产品本身是不科学的，因为学生很少有喜欢做题的。“任何伟大的产品都是顺应人性的。”李行武说。
但是，这并不是在线一对一领域才出现的问题。如何让学生们爱上学习，这是传统教育历来讨论的问题，甚至已经有结论：通过增强学习动力、改善学习方法来提高他们的积极性。而解决动力问题是首要任务。
学吧课堂设计了一套激励体系，让学生“边学习边赚零花钱”，做题可赢得金币并且能兑换实物。当然，这种形式很容易被模仿，并不构成独特竞争力。
李行武进一步解释，学生缺乏动力，很大原因在于不断累计的挫败感。如果让一个差生做一些难度系数高的题目，那他会有什么感受？如果让学生做自己能力范围内的题目，是不是会更有成就感，从而愿意做更多的题？
沿着这个思路，学吧课堂努力构建一个题库，为学生推送适合自己的题目。
所以，在学吧课堂的用户排行榜上，有一个有趣的现象，排名前十的不都是“学霸”，还有“学渣”“学沫”“学民”（根据学生水平划分的戏称），李行武以此来鼓励每一个学生在学吧课堂找到成就感。
先用户，还是先技术？
然而，技术上如何做到呢？
这里涉及一个关键概念――颗粒度，即打标签的密度。在李行武看来，粗颗粒度的个性化是伪个性化。例如：一道题的知识点、解题方法、所需能力值等维度，都必须打上相应的标签。拿中学数学来说，其知识点大概几百个，学吧课堂的知识点可以细化至几千个。
以二次函数的解析式为例，其中有三个知识点：一般式、顶点式、两根式。如果知识点标签打的是“二次函数的解析式”，学生抽取到的题目可能随机性较大，就不能进行针对性训练。所以，必须细化到一般式、顶点式、两根式。
目前，这个环节仍然主要通过人工来完成。如何保证这些人的输出是稳定的？
具体做法是：一道数学题的打标过程被拆解为多个步骤，然后由多人进行打标，系统会根据每个人的情况采用类似“派单”的形式自动分配任务给打标老师，然后再根据每个任务的完成情况自动组合得到结果。随后，再把这些题目小范围地推送给认真做题的同学，根据他们的反馈，不合格的题目会被自动打回。
所以，对于学吧课堂而言，一个相当重要的命题是：考察创业者对教育行业的理解程度。在这样的背景下，李行武邀请了有着十几年数学教学经验、同时有过创业经验的齐明鑫加盟。另一方面，这也预示着，学吧课堂只能从单一学科切入，再逐步实现扩展。
现在学吧课堂的查错成本已经是同行的1/50以下，平均日活数约10万，次月留存约40%。
在李行武看来，标签被打得越细，给学生推送的题目越精确，学生做题的正确率就越高，数据更有价值，从而推送更适合的题目，逐步实现正循环。
很多创业公司会陷入先做产品，还是先积累用户的迷茫，学吧课堂也不例外。不过，经过一番探索之后，李行武得出结论：“用钱解决用户的问题。”学吧课堂CEO齐明鑫也表达了同样的观点：没有数据，再牛的技术也不能发挥作用。
从“练”到“教”，开启商业化之门
积累了大量的用户和学习数据后，摆在学吧课堂面前的下一个问题是：商业化。
2016年10月，学吧课堂正式启动教师辅助系统的研发。这不仅是打造虚拟教师的必经阶段，同时，也只有从“练”跨越到“教”，才能真正开启商业化之门。
仍然切入一对一市场吗？
在李行武看来，课外辅导本身是和学生的需求相悖的，很少有学生能够在缺少父母监督的情况下，在线听大班课。但是在一对一场景下，学生却无法偷懒，且双方的课程录音都已经被储存，只有耐着性子克服惰性。所以，在线一对一是切入点。
于是，W吧课堂将聚焦点放在了打造教师导航系统上。齐明鑫说：“学吧课堂所做的工作，只有被老师认可甚至被大量使用，才有深入的价值。所以导航系统是虚拟教师的必经阶段。”
没有辅助系统之前，在线授课的老师通常依据自身经验判断，给学生讲解的知识点基本上是临时到题库里找出相应的例题。但是，这一过程受老师个体状况的影响而差异较大，从而影响教学质量。这套辅助系统会根据学生的历史学习数据、所在学校的课程规划，形成整体学习计划，以及每一课时涵盖的知识点。对于单一课时而言，系统则会生成详细讲义，同时会对老师整体授课的时间流程有一个把控。
李行武认为，在线一对一面临两个主要的问题：流量成本高企、服务质量无法把控。最大的坑在于无法做到规模化的品控。而这一导航系统不仅解决了师资等成本问题，同时实现了规模化的教学质量的把控。回过头来看，当题库产品累积了高活跃度后，反而会成为导航系统的天然流量池，不断摊薄获客成本。目前，学吧的题库产品已经积累了200万用户、7亿条学习数据。
“当你有了用户量，开始考虑后端上课服务时，会发现获客问题的本源还是在服务端。”李行武总结。
目前，学吧课堂第一代教师导航系统已经上线并在内部测试。在李行武看来，人工智能为学生提供高个性化学习的同时，也能提高教师的人效比，降低对名师的依赖。只有为教与学提供了真正的价值，商业化变现才成为可能。
管理点评
我给大家汇报交流的是未来学校的变革与创新。首先，我们为什么要变革，变革的背景是什么；第二，变革的内容是什么；第三，我们怎样进行变革。
我们为什么要变革？变革的背景是什么？
我们正处于一个变革迅猛的时代，教育面临诸多挑战。教育面临哪些挑战呢？刚才已经看到了，第一个是新科技革命和信息技术的挑战。我们的“互联网+”、云计算、大数据、人工智能技术、移动互联网、智能制造等等，每一次技术革命都会触发教育的变革，改变学校的环境、教育的场景，还有管理的模式。改变了教与学的时空，改变教与学的方式。今天上午我们参观他们的王羲之书法博物馆，看到了文字发展的历程，我们文字的出现、印刷g的出现以及现代信息技术的发展，催生了我们的古代、现代和近代教育，这都与技术发展有关联。在这个时代，教育者不能够犹豫、不能拒绝也不能视而不见，只有认真调整才能赢得未来。这是第一个挑战。
我们还面临什么挑战呢？新一轮工业革命的挑战。我们从大规模的标准化的生产向定制化、差异化、个性化和多元化的生产时代迈进，因此要求培养的人才不再是过去在流水线工作的标准化的人才，而是多样化、个性化人才。这也对我们的教育提出了新的要求。知识经济的发展以及全球化进程的深入，知识和信息、数据爆炸性的增长，无论我们教给学生多少知识都将可能会在20年内过时。而全球化的深入，怎样让我们的孩子能够摆脱全球化的利息力，不被时代所抛弃，也是教育所面临的挑战。我们正生活在一个有更多不确定性、多样性和复杂性的后现代社会。黑天鹅事件频发、英国脱欧、特朗普也当选了，所有的这些都需要孩子们适应更多的选择性和更多的变革。教育的公平和质量怎么兼顾？美国的进步教育家在20世纪50年代就说，如果我们的教育必须面对生活，就必须经历一个相应的完全的改革。我们讨论学校变革，首先需要知道教育的目的和意义。教育是什么？我们学校教育的目的又是什么？为了达到这样的目的，我们必须为教师和学生提供什么样的条件，才能使得这样的教育更有意义，更能有效实现？这也许是我们变革必须要去思考和讨论的问题。
教育是什么？教育是传递社会生活经验与培养人的社会活动，泛指传授知识、培养才能、塑造人格的社会活动。狭义的教育是我们的学校教育。我们人类有三种属性，第一是理性。人类有认识能力和思考能力，因为对真理的追求，人类有了科学、哲学。第二是情感。他的理想是美，因为对美的追求，所以人类有了文学和艺术。第三是意志实践的理念。人类能够支配自己的行为，所以人类有了道德和责任感。柏拉图说教育引导孩子转向爱、善和智慧。在这样的一个全球化经济高度发展的社会，教育还需要有两大功能。一是为社会服务的功能。教育为社会的稳定和发展服务。二是为个体的发展服务，鲜明地转向追求真善美。与此同时，人类进入知识和创新驱动的新时代，教育要培养学生适应技术革新，适应新时代；培养正确理解自己的权利、义务的公民。我们学校教育的目的，即满足人的多样化发展需求，满足特定的社会发展需求，促进人的发展、促进社会的进步。
为了达到这样的目标，我们的核心要教给学生什么，或者让学生学到什么？我们育什么样的人，怎样改进学习，是我们实现学校变革的非常重要的方面。关于知识类型的研究，有陈述性知识和程序性知识。学校的教育通常传递给学生的是陈述性的知识，通过言语信息传达，通过课堂传递给学生。而更为重要的是程序性的知识包括认知的技能、操作的技能、情感理解的技能，还有更为重要的这些程序性知识中的认知策略，这些隐性的知识是无法通过我们传统的讲授和传授来获得的。学术性的知识和技能本身不能够使学生成功地进入社会和日常，学生还必须知道如何评判协作创造和创新，这些素养、这些隐性的知识，我们怎样让孩子来获得。
怎样帮助学生从数据、信息、知识到智慧？我们现在都说是大数据时代。什么是数字？这个学生考的分数是一个数字，如果把这个学生的家庭、社会、经济背景、学校环境条件、师资水平加起来就是一个数据；将数据和数据之间建立联系才称为信息；信息和信息建立联系才成为知识。“天空中有云”这是一个信息，“要下雨”这是一个信息。什么是智慧呢？应用这些气象知识做出准确的预测和判断是智慧，这个是我们应该教给学生的。
我们利用学科的学习，就是刚才说的言语的信息能够通过传递的那些学科的系统的知识，它是处于底层，这是运用学科学习可以达到的结果。而中间层是行动层面的结果，这需要学科之间和跨学科方面进行整合，通过在行动中学习，能够去批判性地思考，能够有能力解决问题，能够运用技能还有很好的人际沟通能力。这也是今天为什么我们的教育创客在风起云涌。山的顶端是道德感、使命感和责任感。爱因斯坦说过，只有知识和技能并不能使人类获得快乐。所以我们的教育要去关注认知层面，更要去关注存在层面的价值感等等，这些可能都是我们教育在新的时期需要去思考的目标。
变革的内容是什么
传统的工业化时代，学生会读写算就可以了。21世纪是高度发达的新时代，快速变化的时代，还需要我们的学生具有有效的书面写作技巧，批判性思考与问题解决，交流、合作能力等等。同时，欧盟提出关键素养，澳大利亚提出综合素养，欧盟关于终身教育的关键能力建议等。首先，我们的孩子要有母语沟通能力，全球化时代还必须具有外语的沟通能力。其次，一个信息技术的时代还必须有数学、科学与技术的基本能力，信息技术能力、人际交往、跨文化以及公民素养。第三是文化表达，通过音乐、行为艺术、文学和视觉听觉等新的媒体形式去表达他们的思想情感。我们要去思考的是，我们未来如何培养孩子的技能、情感、态度与价值观以及他们的综合的素养等等。
世界的核心素养框架，提出了21世纪必备的核心素养，要有语言、科技、数学、人文与社会素养、运动与健康的素养。在信息领域还必须有信息的素养、环境的素养，还有认知和社会性成长等等。我们需要去关注、去了解这样一个教育大背景下的目标，然后去培养学生。我们国家的核心素养框架也正式颁布，就是从人文底蕴、科学精神、学会学习，就是人与自然、人与人、人与自己等角度构建核心素养框架。核心素养框架的确定标志我们国家新一代教育目标的确立，也标志我们国家的课程从课程观到新的育人观的新变化。核心素养的本质是跨学科和创新融合，这种育人观念要求跨学科、跨领域培养学生的复合创新能力，整个教育系统，尤其是学校变革与创新过程中，要为新的目标落实和实现做出规划和调整。
还有非常重要的是21世纪从信息时代迈进了创意时代。美国著名未来学家、趋势学家丹尼尔・平克提出在全新的思维下还要有决胜未来的六大能力，还有设计感、娱乐感、意义感、故事力、交响力、共情力，即“三感三力”等等。一个快速变革的时代还必须要有创造力，在知识极大丰富的时代我们创造知识，所以我们需要培养学生的好奇心、创造力和想象力。因此，目前最大的挑战是必须将师教生学传统范式转为新的范式，解决新世纪出现的新问题，从传统的读写算到变革世界所需要的技能，学生应该有创造性思维能力，不是只得到技巧，还要有创新的人格。
新的教学范式可能会在哪些方面改变教育内容和教学方式？教育进入3.0时代，教与学的方式正在发生深刻变革，学生脱离了传统被动接受知识的角色，他成为教育的消费者，同时是创造者。往深度学习，实际上就是将知识运用到真实世界和社会生活实践场所当中，而且能够进行学以致用的深度学习、跨学科学习，乃至超学科学习这样的一个转变。再就是使用混合的学习方式，我们要把传统的教与学的方式优势和学习结合起来。还有非常重要的就是今天在翔宇中学看到的，学校环境和空间都是课堂，所以我们可能需要去重新思考我们传统的学校新兴的教与学方式，要求人们做出更大调整，促进全体学生学会学习。
学会认知、学会做事，学会共同生活，学会生存，学会改变。学校为什么要变革？我们要去关注教育的目的、学校的目标、教育的目标。我们怎样来变革和创新？我们的教育的目标、教育的功能发生巨大的变化，因此我们学校的教育需要进行价值重建，不只是关注分数，不只是关注知识和技能，还要去关注行动层面以及存在层面的更多的意义和价值。我们的结构重组，不能脱离学生成长的全过程，不能只是在流水线上无精打采的孩子、陀螺般转动的老师。
我们怎样进行改革
我们需要去思考学习到底是什么，人是如何学习的。现在非常强调认知，怎样能够更好地自我调控以及人的大脑的思维内容，学习到底是什么。在座的各位老师和校长可能非常熟悉，从行为主义学习理论分析，学习是行为倾向相对持久的变化，这就是我们过去的机械训练、机械记忆、强化训练、反复的训练，这是行为主义的学习理论。从心理学信息加工理论考虑，学习是信息的加工存储和检索，因此才有了我们的多媒体教育，用多媒体的信息输入，提高了我们的信息量，同时提高我们学习的效率。学习是在个体中发生的知识建构，学习是概念的变化，因此要给学生提供不同的学习工具和资源。知识分布在群体中、分布式认知、学习者共同体。生态心理学来看，学习成为对环境感知的调整，感知对学生的作用至关重要，我们的体验式的学习，从生理学来看学习是大脑中的生物化学活动。
一个非常著名的心理学实验是看同样一幅画，我们从不同的角度从不同的视角看，这边看就是一个美少女，侧面看就是一个老太太，谁都对，没有错。因此说我们前面的这些学习理论都有其合理的价值的内核。了解了学习的这些合理的内核之后，我们怎样建立更好的大脑的连接结构？传统的方法是通过我们的视觉、听觉、触觉、嗅觉对外在世界感知形成世界画面。今天我们用技术可以来加强，我们通过各种传感器、各种智能的工具可以延伸学习和认知的空间。学习是环境的感知，用这样的一些学习理论来支持，教师将成为教练，师生将走进训练场。
所以现代教育技术的发展丰富了学习的内容和形式，学习科学的发展挖掘深度学习的机制，两者合力，使得教育技术广泛提升教育质量成为可能，也成为当今大互联时代世界教育的一个共同趋向。如何运用新的教育理论、新的教育思想、教育观念、新的教育目标、新的教育方法、新的现代教育技术重构我们的学校和课堂，引领我们的未来？我们学校的建筑和学习空间是最大的课程，缔造完美校园，改变学校生态，变革是一个里程，而革
新就是要代替一种东西，而不是增加东西，进行系统性的变革而不是渐进地修补。我们的教室是不是像一个一个的标准化工作车间呢？工厂模式的学校已经不符合今天提供多样化、个性化、选择性教育的需要，同样的年龄并不意味着他有同样的需要，因此，我们要为每一位学生的学习而设计，能够为不同学生在不同的时间和地点，以不同的方式跟从不同的人学习。所以，我们要重新构建我们新的学校环境，未来学校的环境特征，是否可以建一些生态校园，绿色的校园，还有再生能源利用，低碳节能减排，更加优美的环境的校园。还有太阳能的光伏技术、智能照明技术以及新风系统，垂直绿化技术等等。还有屋顶绿化立体生态墙，整个的雨水回收收集技术等等。还有重构我们的空间结构，从教的空间向学的空间进行转变。还有塑造文化校园，学校教育除了授业、解惑之外，还有更重要的是人文素养的培育，还有之后的发展。
我希望孩子从看到学校校门的那一刻，教育就已经开始。怎样改变学校的品位？有一些新的学校的形态和空间的结构值得借鉴。比如我们跟人大附中做的一些设计，还有导视系统设计。色彩是环境的语言，怎样把色彩的符号很好地运用到学校环境建设当中，更加人文和艺术化的空间、一些非正式的学习空间打破课堂的教室边界，这些都是我们在做的一些实践的探索。这是在学校空间的花园，特别是非常整齐的空间，几何的园林空间，非常契合的一些理念，还有户外室外空间规划，还有教室空间的改革，排排座的形式显然不能够支持我们今天更多的以学生为学习中心的教学。我们的装备是可以去改善课堂教学结构，去改善以学习为中心的、以教室为中心的传统的教学模式。还有实验室，我们的教室就是实验室的一些概念，我们的各种学科的专用实验室。今天我们看到翔宇中学的博物馆还有跨学科的学习，还有创客空间的建设都是有创新精神的。行动层面的再有就是图书馆，学生的发展运动的空间以及我们的新的技术的一些应用的空间等等。
未来学校的课程是跨学科的课程。新的课程的构建还有整体环境的建设和解决方案来做，同时让信息技术带有课程内容体系的变革，把一些未来的面向第三次工业革命的技术的学习引入到我们的课程内容当中。翔宇中学的蝴蝶博物馆不仅是一个科学的、同时是艺术的学习。所以科学教育、艺术教育都是可以整合的。还有很多新的先进的技术，可以让每一个学校的教学活动更加接近社会生活，反映各种类型的作业活动，充满艺术、历史、科学的精神，是我们打造未来教育、未来学校过程中需要秉持的。根据课程的变化原有组织结构管理体系也要做相应的变革。未来学校管理流程的变革，信息技术的应用以及评价、评估都要相应变革，大数据等等。
摘要：计算机应用能力的培养以程序设计为主线，使学生掌握基于计算机的问题求解策略和基本的程序设计方法，深入理解计算机系统。本文分析了机器人平台在计算机基础课程中的适用性，叙述了如何在计算机基础课程中利用LEGO机器人和Robot C编程语言辅助程序设计入门教学。
关键词：Lego Mindstorms；程序设计；机器人
中图分类号：G642
文献标识码：B
1介绍
国防科技大学的所有学生在入学后都要求学习完成“大学计算机基础”、“程序设计基础”等公共基础课程。计算机公共基础课程的目标是介绍计算机和信息技术的概念，讲授利用计算机进行问题求解的方法。在武器装备中，高科技含量越来越高，作为未来的军队指挥员，学生必须理解所使用的计算机设备的长处和弱点，只有深入理解计算机系统的工作原理，才能在战场上最大性能地发挥它们的作用。计算机基础教育强调应培养学生适应未来技术发展的能力，利用应用问题培养学生独立思考与合作解决问题的能力，使学生成为终身的计算学习者。大部分学生在学完公共基础课程这两门课后可能不再学习计算机类的课程，这两门课要为学生继续学习(主要是自学)打下扎实的基础，以便在指挥员岗位上尽快适应部队数字化建设和数字化战场环境的需要。
最近的研究表明，使用机器人作为教学工具可以帮助理解计算机类课程的基本抽象概念。特别地，Kumar和Meeden指出在本科课程中使用HandyBoard 和LEGO积木作为实验教学基础是可行的。从1990年起，一些本科的计算机科学和计算机工程项目开始启动，用来建立机器人实验室辅助教学，或基于HandyBoard/LEGO或基于Mobile Robot平台。
1996年LEGO公司了Mindstorms机器人开发和编程工具包。由于与HandyBoard设计相关，Mindstorms平台最初并不适用于高等教育。那时的SIGCSE(美国计算机协会计算科学教育专业组)和ITiCSE文献中同样缺乏对Mindstorm是否支持计算机教育的研究。造成这种情况的原因是LEGO机器人缺乏与高等教育相当的程序设计环境，缺乏对大学水平的程序设计语言C或Java的支持。然而，在过去十几年来，Mindstorms使用者群体日益壮大和活跃，他们完成了相当多的工作，如为C和Java开发程序设计环境，使上面提到的缺点得到了有效的改善，越来越多的高校选用低价的LEGO机器人作为教学平台：
(1) 西点军校在“信息技术和程序设计”基础课程CS105中利用LEGO Mindstorm 机器人作为学员主动学习环境中的重要组成；
(2) 加州州立大学在课程CECS174中使用物理模型来加深学生对问题求解概念和程序设计结构的理解，使用LEGO机器人作为教学实验平台；
(3) 麻省理工学院电子技术和计算机科学系特别开设了6.270自主机器人设计课程，学生在该课程中通过搭建物理模型并编程控制它，最终以比赛的形式完成实验；
(4) 卡耐基梅隆大学作为第三方开发了Robot C程序设计环境，Robot C已成为LEGO机器人最流行的程序设计语言之一。
到2006年LEGO公司Mindstorms NXT机器人套装时，机器人在计算机教育中的作用已得到普遍认同。本文主要介绍作者在“大学计算机基础”课程中使用LEGO机器人的教学经验。
2 “大学计算机基础”课程组织
“大学计算机基础”包括计算机基本知识和基本操作两个部分，要求学生熟练掌握计算机的使用，培养计算机应用能力。
本年度我们选择两个教学班实施双语教学，教材选用《New Perspectives on Computer Concepts》第十版，课程安排如下：
实践教学环节是这门课程成败的关键，学生编程能力培养必须在实践中进行，同时在实践中检验，而这种能力的获得正是课程教学的主要目的。本学期实施的大多数实验由外版教材提供，外版教材自带的光盘同时提供了软件，可以对学生的实验和作业情况进行跟踪，使教师能够清楚了解每个学生对学习内容的掌握情况，提供工具对所有实验和作业情况进行统计分析。
3基于LEGO 机器人的程序设计教与学
依据国防科技大学2006年修订的“大学计算机基础”课程标准，程序设计部分的教学要求如下：
(1) 计算机程序基本概念：了解计算机程序的概念和功能，理解程序控制概念；
(2) 计算机程序表示：理解计算机程序设计语言、程序编译的基本概念；
(3) 程序设计的一般过程：了解计算机程序设计的一般过程；
(4) 软件开发的一般方法：理解软件的基本概念，了解软件生存周期的概念及软件的开发方法。
虽然程序设计在“大学计算机基础”中所占学时并不多，我们依然决定依托人工智能实验室建设购置的60套Lego Mindstorms NXT和RobotC程序设计语言来设计整个程序设计入门的教学过程，让学生通过搭建实实在在的物理模型并编程控制它的运动，来加深学生对计算机工作原理的理解。
3.1LEGO Mindstorms NXT
通过机器人的运动来理解程序和程序设计是感性记忆与理性理解的结合，能够使学生更快的掌握程序设计的精髓，达到教学目的。LEGO Mindstorms NXT 9797机器人套装售价不超过250美元，已被欧美一流高校普遍使用于计算机基础教育、人工智能教育中。
LEGO NXT机器人硬件是由NXT 32位控制器、马达、传感器等组成。套装中包括两个碰触传感器、一个超声波传感器、一个光电传感器和一个声音传感器，马达中内置了角度传感器，如图1所示。
图1 LEGO Mindstorms NXT、传感器及学生搭建的部分模型
LEGO机器人由于平台的开放性拥有庞大用户群，软件开发环境丰富，几乎支持所有主流的程序设计语言。常用的语言编译环境包括Robolab、微软的Microsoft Robotics Studio、leJOS NXJ (Java)、NXC、Robot C，比较之后我们选择了由卡耐基梅隆大学开发的Robot C，理由如下：
(1)Robot C是一种基于C语言的机器人开发环境，而国防科技大学的程序设计基础课程是基于C的，保证了教学的连贯性，这一点对于大一的新生来讲相当重要；
(2)Robot C拥有编写和调试程序的所有功能，有成熟
的机器人程序设计调试工具；
(3) 同其他几种流行的机器人语言相比，Robot C是效率最高的一种语言，并且具备功能齐全、界面简洁实用等优点。
3.2课堂教学
在“大学计算机基础”课程教学中使用LEGO机器人始于2006年，由于数量有限，只用于课堂演示。
依据课程标准，课堂讲授的主要内容如下：
(1) 程序和程序设计的基本概念：什么是程序，程序设计和程序设计语言，以最简单的机器人程序讲述程序设计的一般过程；
图2 2006年课堂演示部分幻灯片(编程语言是NQC)
【关键词】技术；教学；技术促进的学习
一 引言
近10多年来，数字技术已经融入了社会和生活的每一个角落。互联网技术将整个世界连在一起，建成了一个“地球村”，人们足不出户就可以工作、交流和娱乐。技术对教学系统的冲击更是有目共睹，电子白板、智能操作平台、智能手机、平板电脑、云教育等已经走进校园，促使传统的教学转变为特征更为鲜明的“数字技术的”教学。然而，许多教育研究者似乎仍然没有意识到，数字技术促进的教学，已经与电子时代的大不一样了。这种“不一样”，在技术前进的每一次浪潮中都会出现，只是被我们忽略了。在教育史上，技术的进步对各个时代的教学究竟产生了怎样的影响？本文以郭提出的“媒介技术史”框架为基础，分析了5个媒介技术时代教学要素的演变，试图从中找到“技术促进教学”的规律。
二 本研究中“技术”的含义
人类历史上出现的“技术”多种多样，千差万别，哪一类技术与教育密切牵涉？这类技术具有哪些主要特征？以往的“教育技术”视角存在很多争议。比如，这一术语到从引进国内之初到现在，引起不少人对教育技术是定位于“教育”，还是定位于“技术”的曲解，甚至误解。无论是哪个时代的教学活动，离不开师生的表达、交流和沟通。哪一类技术会对师生的“表达、交流和沟通”产生影响呢？北京大学郭…从技术哲学、传播学的视角而非教育技术学的视角，对人类历史上有关教育的技术史资料进行了梳理，提出媒介技术的定义，强调媒介技术是对教学产生重要影响的技术。她认为，人类发展史上的媒介技术包括：口头语言、象形文字、甲骨文、竹简、木牍、羊皮纸、活字印刷、造纸术、黑板、粉笔、电报、电话、电影、广播、电视、录像带、计算机、互联网、平板电脑等等。媒介技术支持师生的表达、交流和沟通，具有符号表达、载体运输、复制方式和传播方式等4个关键特征。
我们在本文中采用了郭的媒介技术发展史的分析框架，将媒介技术发展史划分为口传时期、书写文字时代、印刷文字时代、电子传播和数字传播5个阶段（图1）。以此为基础，来分析教学的“技术”发展史。
三 教学的“技术”发展史
迄今为止，教学的“技术发展史”经历了5个阶段，下面我们将梳理这5个阶段中技术发展促进教学的史实，以此作为进一步研究的基础。
1 口传时期
在口传时期，媒介技术的主要特征是：以口头语言为符号，以人为载体，通过人的口述、记忆等方式进行信息复制，信息传播的方式是同步的、双向的。口传时期最初可以追溯到哪里？从一些现存的落后少数民族地区的材料中，可以找到一些我们先民在口传时代的影子。个别学者认为可能出现在旧石器时代的后期，但是现在还没有更多的证据支持这一观点。可以肯定的是，在这一时期，人类运用口头语言的能力已经非常娴熟。这一时期延续到历史哪一个阶段？在古代中国，在象形文字产生的最初期，文字被掌握和使用的范围是极有限的，掌握起来也极为困难，学习的人少之又少，无论是甲骨、兽骨还是后来的竹简、木牍，都是不易书写的材料，而且甲兽之骨、竹木笨重且难以制作，凡此种种原因，使得口传时期至少延续到公元后3或4世纪。
2 手写时代
在手写时代，媒介技术的主要特征是：以象形文字、楔形文字、字母文字为符号，以莎草纸、羊皮纸、竹简、木牍等为载体，通过手工抄写进行信息复制，信息传播的方式是异步的、单向的。与口传时期相比，手写时代的技术突破体现在：产生了文字。首先，文字的产生突破了信息保存在时间上的局限，使信息以莎草纸、羊皮纸、竹简、木牍等为载体较为长久的保存，使社会群体的信息储量有了飞跃性的增长，不同时代人们之间的“交流”成为可能。文字产生之前，前人的知识只能靠口教心受、代代相传，后人不可能直接了解和感受，很多历史知识在传递的过程中发生变异，成了“传说”、“神话故事”。文字产生以后，前人的知识可以通过书籍的形式世代相传，使得后代能直接与前人进行知识学习和思想交流。其次，文字的产生突破了信息在空间上的局限，使知识得以传到远处，使社会群体的活动范围和交往飞跃性的增大，异地人们之间的交际成为可能。
3 印刷时代
在印刷时代，媒介技术的主要特征是：以象形文字、字母文字为符号，以人造纸为载体，通过印刷机进行信息复制，信息传播的方式是异步的、单向的。与书写时代相比，印刷时代有两项技术突破：造纸技术和印刷技术。文字产生后，方便、耐用、材料易得的载体就显得极为重要。纸草、羊皮、甲骨、竹简、木牍和绢帛曾是手写时代主要的文字载体。但是纸草、羊皮取材受到限制；甲骨、竹简比较笨重：绢帛虽然轻便，但是成本昂贵，不易书写。我国东汉时期蔡伦发明的“蔡侯纸”便于携带，取材广泛，不受拘泥，迅速传播开来。印刷技术的发明，使得人们有了充足的可供阅读的书籍。造纸术和印刷术的发明，使得社会群体的信息储量空前暴涨。
4 电子时代
在电子时代，媒介技术的主要特征是：以模电信号为转换中介，以声音、图像、文字为表意符号，以录像带、唱片、电视等为载体，将声音、图像、文字进行复制，信息传播的方式是异步的、单向的。与印刷时代相比，电子时代的技术突破体现在：（1）信息传输速度得到极大的提高；（2）声音和影像可以被长久地保存。电子媒介的出现，意味着一个新的时代的到来，它大大提高了信息传播的速度；传播手段十分简单，只要有一台接收装置，即可得到电台或电视台发出的信号；信息的内容大大丰富，种类也大大增加了，人们不仅可用听觉代替视觉，而且用视觉可以看到真实的画面。
5 数字时代
在数字时代，媒介技术的主要特征是：以电子脉冲信号为转换中介，以声音、图像、文字为表意符号，以硬盘、光盘、移动设备为载体，将声音、图像、文字进行复制和传播，信息传播的方式是异步的或同步的、双向的。数字时代的技术突破体现在：（1）用01数字信号代替了模电信号；（2）用开放的互联网代替了封闭的电视网络。我们正处在这样一个时代，互联网几乎集中了所有媒介技术的优点，强有力地冲击着教育领域。
四 技术何以促进教学
在梳理教学的“技术”发展史的过程中，我们时时会窥见技术促进教学的影子。下面将重点考察教学系统的几个核心要素随着技术进步的演进历程，从中找寻技术促进教学的规律。
1 技术促进教与学的方式的演进
（1）技术促进教与学的方式的演进路径
在口传时期，人体本身就是技术。教师不仅要见多识广，还要有较强的记忆能力、较强的语言表达能力、语言加工能力，他们通常采用有韵律、有节奏的韵文形式来传授知识。这样的教学方法易于记忆，易于传诵，易于传播，可以弥补当时没有文字的情况下口耳相传容易走样和淡忘的不足。学生的学习方式以记诵为主，师生面对面进行教与学的活动，教师与学生是不分离的。师生的交流是由教师单向传递给学生，师生间少有互动。
在手写时代，文字的产生使教学活动发生了重要的变化。在进入手写时代的很长时间内，口述的教学方式仍然存在，但是因为文字的出现，羊皮纸、竹简、木牍等可将教学内容较长久的保存，教学的储量有了飞跃性的增长，教与学的方式丰富起来。学生的学习方式，由面对面学习，演变为既有面对面学习，也有自学的方式。学习者学习的重心也发生了变化：从口传时期的强调吟诵、记忆，到手写时代的死记硬背为主，并开始重视阅读和理解。师生间双向交流多了起来，演讲、问答、论辩成为主要的教与学的方式。
在印刷时代，随着造纸术和印刷术的进步，原来由教师独占的、稀缺资源的教材，变为学生可以拥有的学习资源。书写资料的抽象性、枯燥性，使得教师开始考虑如何有效地教学，如何选择教学方法成为教师考虑的一个突出问题。直观教学法、游戏教学法成为新的教学方法。而大量书籍的出现，为学生的自学创造了物质条件。教师和学生的初步分离成为现实。
在电子时代，随着视听技术的发明，除了面对面学习，远程学习成为另外一种新兴的学习方式。教师可以将教学内容录制磁带或录像带上，学生在家通过电视机、录音机等就可以进行学习，学生的学习方式进一步丰富。在这一阶段，师生彻底地分离。
在数字时代，互联网技术对传统的教学活动产生了极为巨大的冲击。传统的面对面学习和远程教学各自难以克服的缺点，使得混合学习作为新兴的、高效的教学方式受到了越来越多的关注。互联网技术引发了人们的学习方式的转变，混合学习（blended learning）由此而生。美国著名教育技术学专家柯蒂斯·邦克在其编著的《混合学习手册：全球化视野、本地化设计》中曾对混合学习作过一个界定：面对面教学和计算机辅助在线学习的结合（a Combination Face-to-Face Instruction with Online Learning）。
从以上的分析中，我们可以看到不同技术时代教与学方式演变的一条清晰的进路：面对面教学一远程教学一融合面对面教学优点和远程教学优点的混合学习。
（2）技术促进教与学的方式的发展趋势
融合面对面教学优点和远程教学优点的混合学习在今后的很长时间内都会成为主要的教学方式。美国教育技术学教授罗塞尔（Russell）对远程教学进行了较为系统的研究，他考察了时间跨度为70年（1928-1998年）的355篇远程教育比较领域的论文、号题报告和教学试验总结。通过对学生的测验分数、等级、学业表现以及学生满意程度的比较，罗塞尔发现所有这些研究几乎都得出一个相同的结论：接受远程教育课程的学生和课堂面授的学生相比较，其学习结果没有显著差异。在2009年美国教育部网站上公开了一项大型调查报告《对在线学习的实证研究评价：对在线学习的元分析与评论》。这份报告报告对1996-2008年间在高等教育中开展的有关面对面教学、在线学习、混合学习的实证研究进行元分析，结果表明：混合学习是最有效的学习方式；其次是在线学习；而单纯的面对面教学是最低效的一种。有学者预言，在未来的课堂教学中，混合学习的模式和方法将会越来越多样化；所有的课程都将是混合式的课程，技术和教学内容将越来越好地融合在一起；混合学习的不断发展也会在一定程度上支持了教育的全球化国际化，学生可以通过互联网找到各种各样的学习资源，和来自不同国家的地区有着相同兴趣的学习者交流互动；混合学习将会在很大程度上促进个性化的学习，学习者可以以任何他们所喜欢的方式学习任何他们感兴趣的内容。
2 技术促进教师知识体系的演进
（1）技术促进教师知识体系的演进路径
在口传时期，教师是“知识的仓库”、“知识的集大成者”，教师拥有的这些知识的类型可以称之为“内容知识”（Content Knowledge）。在手写时代，文字的诞生随之出现了教材。教师是教材的拥有者，同时他们还是具有一定阅读能力的、文字书写技术的熟练人员。教师拥有的知识的类型仍然为“内容知识”，但是相比口传时期，信息量更大，内容更为丰富。在印刷时代，大量书籍的出现，使得教材已经不再是教师的特权，学生手中也可以拥有教材。在这一时期，显然，教师不再完全是知识的权威，抽象的、难于理解的“内容知识”需要教师思考教学的效率问题，各种教学方法应运而生，教师在教学中通过使用自然实物、图片、模型等实物教材，组织学生到实地考察、旅行等方法，尽可能地让学生运用各种感觉器官来获取知识。他们的知识体系中多了“怎样教学的知识”，也就是教学法知识（Pedagogical Knowledge）。在电子时代，视听技术融入教学，技术开始从幕后走到台前，从“潜在”变为“显在”，真正进入研究者的视域。教师开始运用包括视听技术在内的电子技术改进课堂教学，教师的知识体系中又增加了一种新的知识，即“技术知识”（Technological Knowledge）。在数字时代，互联网集中迄今为止几乎所有技术的优点，互联网技术对教育的冲击使得人们不得不从更深的层次思考技术，人们开始意识到，如果教师要适应数字时代，其的知识体系就不仅仅是“内容知识”、“教学法知识”、“技术知识”，或者舒尔曼提出的“学科教学法知识”（Pedagogical Content Knowledge，PCK），而是整合技术的学科教学知识（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK）。密歇根州立大学的两位研究者对TPACK给出的定义是：这是一种整合技术的教师知识的框架；该框架建立在舒尔曼（Shulman.L）的学科教学知识（PCK）基础之上，并加入了技术知识：它是学科内容、教学法和技术这三种知识要素之间的复杂互动，是整合了这三种知识以后而形成的一种新知识形态。
从以上的分析中，我们可以看到不同技术时代教师知识体系演变的一条清晰的进路：“潜在的”技术知识一“显在的技术”知识一整合技术的学科教学知识。
（2）技术促进教师知识体系的发展趋势
从不同技术时代教师知识体系演变的进路，我们可以看到，技术在教学活动中的重要性迫使人们不断增加对技术的关注程度。由技术的“日用不知”、“习焉不察”到觉察到它在教学活动中的存在，再到认识到它的重要性，乃至将其作为教师知识的必要的组成部分。当前，在国际范围内探索TPACK已经形成一种热潮，涌现出大量的相关研究。其中，主要有以下两个方面：
其一，丰富TPACK的内涵，将更多新兴的技术以技术知识、技术教学法的性质融入TPACK中。就像电子时代的人们不再将写字视为技术知识一样，数字时代人们不再将打字视为技术知识一样，数字时代的技术知识也会不断更新，人们已经掌握娴熟的技术会被人们“视而不见”、“习焉不察”，新的技术会不断融入TPACK中。
其次，探索在不同年级、不同学科中有效形成TPACK的途径。TPACK实际上包含了具体教学情景定的学科内容、学科教学法与技术之间复杂的关系，具有情景依赖性。因此，TPACK不能脱离学科情景、采用孤立的技术课程来传授。由全美教师教育学院协会创新与技术委员会主编的《整合技术的学科教学知识：教育者手册》一书，详细地介绍了TPCK在语文、数，学、科学、社会、外语、艺术和体育等学科领域的运用。该书指出，TPCK框架的构建，将有助于我们融合教与学中大量的复杂性和张力，以共同发展关于教师和学生的知识，进而改变技术在教育中的应用方式和教师的培养方式，促进从技术中心的视点转向真正的、针对每一个学科内容领域的技术整合。
3 技术促进教材的演进
（1）技术促进教材的演进路径
在口传时期，教学内容几乎全部保存在教师的大脑中，从严格意义上说，没有教材。在手写时代，人们将象形文字、楔形文字、字母文字刻在金石、龟壳、竹简、木牍等载体上面，产生了最初的教材。最初的教材已经具备了现代教材几乎所有的性质，通过教材人类的知识得以长久保存，不同年代、不同地域的人们也可以通过教材进行交流。但是，由于简牍、金石等都是笨重的东西，不易携带，不易在上面做笔记；绢帛虽然轻便，但是成本昂贵，不易书写；教材内容的更新更是较难的事情。在印刷时代，教材可以批量印制，而且携带方便，在纸质教材上很容易做笔记，所承载的信息容量也大增，更新也变不再那么难。需要说明的是，无论是手写时代，还是印刷时代，教材还只能储存抽象的文字信息。到了电子时代，随着视听技术的提升，使得知识的储存方式发生了巨大的变化：形象的、生动的影音教学内容开始进入课堂。在数字时代，互联网、移动设备给传统教材带给了革命性的变化。电子教材已经进入世界各地的课堂，云书包也将在不久后诞生。电子教材把文本、学习资源、虚拟教具、虚拟学具、学习服务、学习终端等几个方面有机的融成一个教学系统来满足无所不在的学习需要，支持广大教师、学生和家长反复使用，而且具有及时性、共享性、开放性、动态性、交互性特点。在媒体资源方面，它把文本、图形、图片、音频、视频、动画、虚拟现实等媒介进行整合，并且具有动态性、生成性特点。
从以上的分析中，我们可以看到不同技术时代教材演变的进路：
教材的重量：笨重的——轻便的——没有重量的
教材的数量：数量极少——数量较多——数量丰富
教材的容量：容量小——容量较大——容量极大
内容的更新：极其缓慢——更新较快——即时更新
（2）技术促进教材的发展趋势
与纸质教材相比，电子教材的优势巨大。电子教材的优势体现在：它突破了纸质教材只有文字、图片的限制，采取文字、图片、音频视频、动画相结合的方式，从视觉、听觉、动态等方面将信息充分传达给学生。它突破了纸质教材无法更新信息的限制，利用存储技术可以随时更新、自主增加或删减教材内容，利用链接技术随时随地从网络平台上寻找学习所需要或感兴趣的知识。电子教材还具有交互性，电子教材具有笔记功能和作业功能，可以将学生的学习数据完整地记录下来，教师、家长可以通过电子教材了解学生的学习状况。电子教材还具有携带轻便、环保、节能等优点。电子教材的信息容量前所未有的大增、教材内容更新的速度加快、教材更容易携带。
在电子教材未来发展中，随着云教育技术的推广，云书包有望问世。这种书包将各类教材汇入其中，这种未来的云书包不需要携带，只要有个账号，在可以上网的地方就可以使用教材和完成作业。随着技术的发展各种手持式智能终端的性能必定更加优化，会使得电子书呈现出新的优势：电子教材内容制作趋于简单，阅读体验更加人性化；更新方式快捷，出版周期缩短：呈现内容多媒体化，且媒体具有可操控性；阅读软件提供笔记、书签、查询、分享等人机交互功能，实现互动式的电子阅读等：阅读内容可在不同设备之间同步。
4 技术改善学习环境
（1）学习环境的演进路径
在口传时期，师生面对面进行教学活动，山川湖畔都可以作为学习的场所，学习的空间范围狭小、时间范围有限。在手写时代，古代学校渐次诞生，并经历了庠序、私塾、太学、国子监、书院等形态。教学活动的场所主要集中在这些“学校”里。在前两个阶段，包括文字的发明等技术对于学习环境的支持是“潜在的”，人们几乎意识不到它的存在。在印刷时代，随着班级授课制的出现，教学活动变得秩序化，教学场所变得“标准化”；由于大量书籍的出现，学生可以脱离教师进行自学，学习的时空得到了很大的拓展，在这一阶段造纸术、印刷术等技术出现，我们可以将这一阶段称之为“弱技术”支持的学习环境。在电子时代，学习环境在电子技术的支持下得到进一步的丰富和拓延，教学活动可以通过远距离的形式进行，师生可以在更大的时空范围内学习。现在技术的概念进入研究者的视域，我们可以将其称之为“强技术”支持的学习环境。在数字时代，电子书、网络技术和云书包的出现，使得学生可以随时随地进行学习，理想的无缝学习的理念将会实现，智慧学习环境成为可能。
从以上的分析中，我们可以看到不同技术时代学习环境演变的一条清晰的进路：“弱技术”支持的学习环境——“强技术”支持的学习环境——智慧型学习环境。
（2）学习环境的发展趋势
在不远的将来，理想的无缝学习的理念将会实现，智慧型学习环境成为可能。智慧学习环境具有以下特征：智慧学习环境可望实现物理环境与虚拟环境的融合；智慧学习环境可望更好地顺应个性化的学习理念；智慧学习环境可望支持混合学习。从技术支持学习的视角来看，智慧学习环境的技术特征主要体现在过程记录、情景识别、社群联接、环境感知等四个方面，其目的是促进学习者轻松、专注和有效的学习。
黄荣怀认为，智慧学习环境是数字学习环境的高端形态。目前，智慧学习环境的理论和技术还远未成熟。技术的发展将为智慧学习环境的构建提供了有力支持。在未来的一段时间，人工智能技术可望实现对学生学习过程的记录和学习情景的识别，传感器技术可望实现对学习情景和学习环境的感知，通信技术可望实现学习者的有效联接，网络普及可望对智慧学习环境的提供群众基础，富媒体技术与移动终端的普及也会强有力地支持智慧学习环境。
技术的发展除了对教学系统的4个核心要素产生影响外，还影响了教学模式的形态、学习评价的走向。技术的发展直接影响了课堂教学模式的形态，翻转的课堂成为全球教育者讨论的热点话题。翻转的课堂是在强技术支持下的一种新的课堂教学模式，它正在有力的挑战传统课堂。
技术的发展还促进了学习评价的改进，学习分析引起大家的关注。学习分析是指为了预测和指导人们的学习，通过智能数据、学习者产生的数据以及分析模型的应用，来发现信息和学习者之间的社会联系。利用数据挖掘，数据解释与数据建模的优势来改善对教学和学习的理解，以及为个别学生量身定制更有效的教育。智能学习平台技术支持的、即时的、全面的、个性化的学习分析，正在引起人们的浓厚兴趣。
五 “技术促进的教学”研究对我国教学的启示
我国当前教学领域存在的诸如提升课堂教学质量、提升学生核心素养等问题都可望通过“技术促进教学”来解决。
1 利用技术实现学习者个性化的、多元的学习方式
学习者有不同的个性特征，有不同的学习风格。随着数字技术的发展，在未来的课堂教学中，教师应结合所在学校的主观、客观条件，将混合学习的模式和方法融合在更多的课程中，充分的挖掘技术优化教学方式的各个层面，最大程度上促进个性化的学习，使学习者可以以他们所喜欢的方式学习任何他们感兴趣的内容。
2 增强教师“整合技术的学科教学知识”
当前，整合技术的学科教学知识（TPACK）已经引起了国内学者的广泛关注。随着现代教育技术化程度的不断提高，教师应及时将新技术纳入自身的专业知识结构之中，才能胜任新的环境下的教学工作，进而促进自身的专业发展。
3 利用技术优化教学资源
通过网络技术、平板电脑、智能手机等技术支持的在线课程、电子教材，已经突破了“弱技术”对教学资源的种种限制，已经可以实现只要学生愿意学习，就可以随处、随时进行。在有条件的地区，教师应积极探索微型课程、在线课程、电子教材的使用与研发，处理好电子教材、在线课程与课堂教学的关系。
21世纪的人类将面临文明史上的又一次大飞跃——由工业化社会进入到信息化社会。信息技术的飞速发展，既为我们带来新的机遇，也使我们面临新的挑战。对人才的全新要求，人才培养教育体系必须进行改革。
教育体系的革新首先遇到课程发展的创新问题。从社会学的角度来看，课程的目的一是要保持和继承人类文化遗产，二是要发展人类文明，课程问题在任何一个教育体系中都居于中心地位、实力地位。因为教育的目标必须依靠一定的内容安排来体现，教学方法、教学组织形式等，都是受内容决定并为它服务的。教学的质量、水平和评价的标准，也主要看教学内容实现得怎样，纵观不同时期的教学改革，课程问题始终是关注的中心。
决定课程的关键因素有四个：知识、社会要求、社会条件和学生特点。所谓知识，代表一定时期国际范围内科学知识的总和，即人类积累的历史经验和科学技术的总和。课程要解决的第一个问题，就是从这些知识中选择什么，因此，它是影响课程的最基本的前提。社会要求是指社会生产活动对人素质的要求，这种要求的差别，决定了人们从知识库中进行不同的选择，从而形成特定的课程，可以说，社会要求是影响课程的决定性因素。社会条件则是社会科学技术及物质生产水平的总称，它为课程的设计与实施提供物质与技术基础，它是决定课程物质形态的基础；学生特点主要指学生的认知特点、认知水平和学习动机等诸多因素，如擅长文艺和擅长逻辑推理的学生就应开设不同的学科课程。
现代信息技术的飞速发展，对上述决定课程的四个关键因素都产生了冲击性的影响。
1．信息时代的知识爆炸，客观要求课程要从传授知识为主转变为培养学习与应用能力为主。
信息时代知识量急剧膨胀，知识更新过程空前加快，出现了“知识爆炸”现象，这使得课程陷于尴尬的境地：一方面大量的新知识内容需要加入到课程，另一方面就是对课程内容过多过难、学生负担加重的批评越来越严历。课程展开的时间是有限的，我们不可能无限延长学习者的学习时间，但科技的飞速发展和社会进步所带来的知识信息急剧增加，又是课程研究者必须正视的现象。解决这个问题根本出路在于变革“课程是继承人类经验知识精华”这个基本观点，即学习过程是一种单纯继承性的观点。课程应该在传授一些基础性知识的同时，注重创新性和适应性能力的培养。对受教育者来说，最重要的是学会学习，具备进行终身学习的动机和再学习的能力，也就是具备自我更新知识结构的能力。课程的主要目标要从传授知识转向培养学习技能与方法。当然，学习技能的获得，要在学习知识的过程中实现，课程不可能不传授知识，但要转到传授知识和培养学习技能并重的模式上来。设计课程时，不应只是设计课程的内容（教材教学计划等），更应该设计丰富的教学活动和教学资源，学习技能就隐含在这些教学活动与教学资源之中。
2．信息技术对社会生活形态的深刻变革，要求课程培养信息社会的文化基础——信息能力。
信息社会经济发展越来越依赖于基于知识的信息产业，信息社会的经济是以知识信息为基础的知识经济。知识经济的发展在世界范围只是初见端倪，而在美国等发达国家，已经看到知识经济的曙光。据统计，目前“世界联合组织”主要成员国国内生产总值的50%以上来自以知识为基础的信息产业。基于知识的信息产业是竞争最激烈、变化最急剧的产业，在这一领域内，哪怕对知识与信息的获取与利用只领先或落后几个星期、几天、甚至几个小时，都足以使一个企业成为暴发户或面临破产。
知识经济时代的知识，是通过对大量复杂信息进行加工分析、存储和利用而得到的（通过对信息的分析，综合提炼、加工就可成为知识，所以信息与知识密切相关）。显然，信息社会的新型人材必须具备很强的信息获取、信息分析和信息加工能力，它不仅是信息社会经济发展对新型人材提出的基本要求，也是生活在信息时代的现代人所必需具备的文化基础之一。人类生活已越来越离不开数字化、信息化，信息化决定我们的生存，这已是不争的事实。正象著名的未来学家尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中所指出的，“数字不再是只和计算有关，它决定我们的生存。”因此，信息方面的知识与能力，已和体现传统文化基础的“读、写、算”方面的知识与能力同等重要，共同构成信息社会的文化基础。课程必须适应这种文化基础的变更，将信息能力的培养纳入各种层次的课程范围。
3．信息技术为课程的设计与实施提供了前所末有的手段，促使实施个性化课程成为可能。
信息技术为课程的设计与实施提供了前所末有的手段，它大大拓展了课程设计和开发的范围。传统意义上的一门课程，就是一本教学大纲（含教学计划）和一本教材，课程实施过程就是教师按照课程计划讲授教材内容。现代信息技术解决了超大信息量的记录、存储、传输、显示和加工等问题，为课程内容的编制、课程的实施提供了崭新的理念和技术。现代课程，除了有教学大纲和教学计划外，还包括以信息技术为基础的学习资源、教学资源、教学工具等。如智能化才CAI/CAL教学软件、自动考核与评价系统、视听教学媒体以及仿真实验等等。在课程实施时，教师可充分利用课程所配备的资源，组织实施更为灵活、高效的教学过程，改变传统的“满堂灌”的教学模式，实现以学生为中心或双主模式的教学，充分调动学生的积极性，培养学生的创新能力与学习能力。
其次，信息技术使得实施个性化课程成为可能。学校课程如何适应学生个性发展的要求，一直是困扰课程研究者的问题之一。个性化包括两个层次，一是学科课程的个性化，即不同的学生对同一课程有不同的要求。二是课程结构的个性化，即不同的个体需要选修不同的课程。个性发展意味着强调个别和区别，这与工业社会的大规模批量生产模式是相违背的。工业社会的教育，强调数量，强调统一。教师由于精力有限，无法顾及个别差异，学生被抽象为一个同质的群体，这与工业社会的生产模式相对应。信息社会则强调“以人为本”的教育，它将学生还原为“自我”，而不是强求与他人的“统一”。个性化最重要的条件是给予学生选择的机会与权利，信息技术正是在这个意义上可以满足学习者的个性化。全球化的网络课程，为学习者提供了无数可以选择的机会，学习者可以通过国际互联网络跨学校、跨地区，甚至跨国界寻找适合自己独特个性发展的课程，从根本上解决了传统个性化课程无法大规模实施这一问题。
4．信息时代赋予人类的“信息型的认识结构”，客观要求课程的组织形式、实施方法和手段要符合信息技术的要求。
人类在改造自然中形成社会，并在改造自然中不断进化。现代的人类，无论是在生理结构还是在心理、智力结构上，都与古代人类有着显著的不同，这说明人类在改造自然的同时，自然也同样在改造人类，人类社会发展必然导致人类自身的变化和发展。在我们现代人想当然的事情，恐怕古代最具智慧的人做梦也无法想象，每一时代的基本特征，都鲜明地烙在这个时代的人脑中。同样，信息时代同样会对这个时代的人们的观点、思维方式、知识结构、行为方式都会打上“信息”的标签。当代信息技术不仅会对人类的经济基础产生翻天覆地的影响，而且会对人类的文化基础乃至生存方式带来不可估量的影响，人类文化基础的裂变，必然会导致建立在文化基础之上的知识结构，思维方式、行为方式的大裂变，虽然这种裂变后的形态目前还不明朗，但不可否认，它正在裂变之中。学生的心理与认识特点，是影响课程的重要因素之一。信息时代的学生具备了“信息”型认识结构，必然要求的课程无论是在结构内容上，还是表现形式、实施手段上，都要进行全面的改革，使之符合“信息”型认识结构的客观需要。
综上所述，信息技术对决定课程的四个基本要素都产生了冲击性的影响，它要求课程发展要对课程目标、课程内容、课程结构到课程的实施方法手段等，实施全面的变革。当前教育界迫切呼唤信息技术环境下的新课程理论、课程设计新模式的出现。构建这种全新课程理论与课程设计模式，现代教育技术具有至关重要的意义。这不仅是因为信息社会的文化基础包含信息方面的知识与能力，而信息方面知识与能力的培养显然有赖于现代化的教育技术手段，而且还因为各个学科(不管是大学、中学还是小学的学科)及其教学的深化改革都离不开教育技术理论的指导和以计算机为基础的教学环境的支持。
二、信息技术环境下的课程设计新模式
长期以来，我们国家的课程改革和课程设计研究，，主要是在宏观层面上做工作，重点在于各学科之间的结构关系调整、教学目标的调整以及学科教学内容的调整，偏向于教育哲学和教学论方向。至于如何实施、使用何种教学模式以及为达到教学目标需要设计开发那些学习资源，则往往被忽视，其结果是学科教师采用传统的方法和手段处理新的课程计划，课程实施无法达到预期目标。因此，我们认为，现代课程设计不但要在宏观方面做工作（这很重要，但只是少数人的事情），而且应该加强微观层面上的设计与开发。进行课程学习资源与教学模式的设计开发，我们称其为狭义上的课程设计，它是在既定的课程目标框架内，在特定的教育与学习理论指导下，确定教学目标与教学计划、选取与组织教学内容、设计课程实施（教学）模式和课程评价的过程，这是广大教师可以参与的工作。
我们在《计算机信息技术基础》课程设计和教学现代化研究实践的基础上，总结在信息技术环境下的课程设计新模式。
该模式的核心内容有三条：一是提出一些课程设计的指导原则（Principle）；二是指明在信息高技术环境下课程设计的主要内容（Content），以及这些内容所应具备的主要特征；三是给出课程设计过程的动态结构（Process）。我们将这个模式称之为PCP模式。
1、指导原则
指导原则是整个课程设计过程中的指导思想，它贯穿在课程设计过程中的每一个环节。
（1）一体化原则
指课程设计要采用系统的观点，综合考虑课程的各个要素，重视各要素之间相互联系与制约，切忌片面考虑某一个要素。不仅要重视教学内容的建设，而且要重视学习资源、教学手段、教学方法与教学模式的建设。具体说，一体化原则有三层含义：教学要素的一体化、教学过程的一体化和媒体组合的一体化。
教学要素的一体化：传统的教学系统由教师、学生和教学内容构成，教师通过向学生讲授教学内容来达到知识传递的目的。
显然这是一种相对松散耦合的模式，它们之间相互联系的途径有：传授、接受和人际交流，代表了教学活动的基本形式。现代教学环境则要加入一种新的要素——教学媒体（图3）。教学媒体的介入，对教学内容来说，它是一种表现工具，可以实现更优化的内容表现；对于教师而言，它是一种教学组织与实施的工具，可代替教师作很多常规的工作；对于学生，它则是一个认知工具，不仅可以帮助获取知识，而且可以帮助发展认知能力。教学媒体的这三种主要作用，使得教学系统由松散耦合变成一种紧耦合系统，大大提高了各要素之间相互作用、相互联系的频率和强度，极大地提高了系统内部信息传递和转化的效率，有利于从整体上提高教学系统的质量。
现代教学媒体的介入，使得教学系统的基本要素及它们之间的关系发生了一些质的变化，它必将引发深层次上的教学模式改革，而教学模式的改变，必然触动教育思想、教学观念、教与学的理论等根本性的问题（何克抗，1998）。这是一种发展的趋势和潮流。课程设计一定要适应这种趋势，综合考虑教学系统的四个基本要素。
教学过程的一体化：教学活动中最主要的环节包括三个方面：教师的教学（传授或指导）、学生的学习（接受知识传授或主动学习）、教学诊断与评价。其中，教学诊断与评价在教学过程中起着重要的作用，它是教师了解学生学习状况、实施因材施教的基本依据，也是学生自我认识、自我评价的依据，可以说，缺乏诊断与评价的教学过程是不完整的。因此，课程设计，要将教学评价与诊断放在重要的位置。
媒体组合的一体化：每一种媒体都有其独特的优势，也有它的局限性，这就客观要求课程设计应开发多种教学媒体，并提高资源（媒体）的优化组合水平。要避免单一的媒体建设，以偏概全。应该指出，在现阶段，文字教材仍是主媒体，它是联系其它媒体的钮带，因此，提高文字教材的质量尤为重要。
（2）信息高技术优化原则
教育从本质上说，是一个知识传递与获取的过程，在现代课程设计中，我们不仅可以利用以多媒体、网络通信、人工智能为代表的信息高技术来简化、优化这种信息传递与获取过程，而且，在信息高技术学习环境的支持下，有利于调动学生的主动性、积极性和创造性，有利于发挥学生的认知主体作用，例如，超文本、超链接特性和网络特性的融合，有利于实现能培养创新精神并促进信息能力发展的发现式学习。有利于创新能力和信息能力的培养。我们认为，多媒体技术、网络通信技术、人工智能、认知学习理论和教育测量理论（我们将后两种视为广义上的技术）将在课程设计中起重要作用。而且，这些技术明显表现出相互融合、相互交叉、相互补充的综合应用趋势。目前，这种综合应用有两种发展趋势：一是综合多媒体及人工智能技术的智能学习系统；二是综合网络通信、多媒体、人工智能、教育测量等技术基于网络环境适应性学习系统；它们都以认知学习理论作为理论基础。
（3）以学生为中心原则
课程设计要围绕着学生这一核心要素来进行，设计开发的资源和媒体产品，要以优化学习过程、促进学生认知的获得为最终目标，而不仅仅为了方便教师的教学活动。以学生为中心的课程设计，就是要在既定的教学目标框架内设计出学生真正需要的学习资源与学习环境，在具体的设计过程中，要充分考虑学生的原有知识水平、能力水平、认知水平、认知风格和认知特点，设计开发的学习资源，要能够充分发挥学生认知主体的作用，支持学生的自主学习和协作式探索。为此，客观要求课程设计具体内容发生质的转变，不仅是传统的教材建设，还要进行学习资源的设计与开发，强调用各种信息资源来支持“学”（而不只是支持“教”）。当然，以学生为中心的设计原则并不是要否定教师的作用，而在于扭转传统课程设计过分强调以教师为中心、忽视学生这个认知主体的倾向。
（4）能力素质培养原则
在课程设计中，不仅要着眼于知识的传授和传递，更重要的是运用知识解决具体问题的能力培养，要注重学生思维品质的形成和认知技能的发展。现代社会的知识内容更新换代十分迅速，学校教育相对于学科的发展有一定的滞后性，这是世界范围的教育所面临的共同问题，解决的根本途径只有一条，就是培养学生独立自主的学习能力，加强学科思维品质与思维素质的培养，注重基本理论与基本方法的教学。某门具体的学科，尽管其具体的知识可能更新换代很快，但学科的基本思想、基本方法是相对稳定的，如果学生具备良好的思维素质，就能在解决实际问题的过程中，快速学习新知识，接受新的思想，从而以灵活的方式解决实际问题。注重知识结构、思维品质以及学科基本方法的学习，对于一些工程技术类的课程尤其重要，比如《计算机信息技术基础》这门课程，其知识内容发展非常迅速，基本是一年一个样。但仔细考察这种发展历程，就可以觉察到学科本质上的东西并没有发生质的突破，对于这些表面上的变化，具有良好思维品质的人，都能十分迅速地适应。比如文字处理软件的版本，一年一个样，但它的基本概念和基本技能都是稳定不变的，编辑技巧几乎都有粘贴、复制、和查找替换功能，尽管具体操作命令或快捷方式不同，但只要在一种软件中理解了它们的概念并学会了操作，而学习使用在另外的软件就非常容易，阻力不在于各种软件的复杂，而在于学习者没有良好的思维品质，形成了安于现状的惰性思维，不敢也不愿去尝试新的东西。创新意识、敢于接受新思想和新事物，才是教育要培养的能力中心。
2．课程设计的主要内容
以学习资源为中心的课程设计，要优先重点建设四个方面的内容：
（1）教学大纲
教学大纲是以纲要的形式规定学科的内容、体系和范围，它规定课程的教学目标和实质性内容，是编写教科书的直接依据，也是检查教学质量的尺度，对教学工作具有直接的指导意义。教学大纲一般由以下几个部份构成：说明：扼要介绍本学科的目的和任务，选材的主要依据，以及对教学与学习的原则性建议；本文：列出按层次结构的知识点条目（一般是编章节目），知识点的简要说明、教学要求、教学时数、教学活动及其时间说明；实施要求：列出编写教材的参考书目，教学环境要求，教学仪器设备，辅助教学手段、说明等等。
教学大纲的编写应注意体现科学性、思想性、基础性、系统性等原则。
（2）教学内容
教材及配套的练习册：教材是教学内容的文字描述，教材内容的选择要考虑三个因素：一是学习者需求；二是学科发展状态；三是社会需求。教材不是教学内容的简单堆切，而是教学内容有的机组合，它把一门学科的基本概念、基本原理和基本技能提炼出来，并形成一个具有逻辑性、系统性的知识系统，从而有利于知识的理解与迁移；练习册是选定教学内容后，诊断与巩固教学内容测验试题的集合，它是教材的重要组成部份。
实验、实验环境与实验手册：对于一些要求技能培养目标的课程来说，实验是必不可少的。设计实验时，要注意实践性和可行性，实践性是指实验在理论指导下，通过具体的操作步骤，可达到预期结果；可行性是指实验科的条件不能太高，要能在实际教学过程中实施。实验手册是对实验的说明，一般有实验目标、实验环境、预备知识、实验步骤、实验报告、思考与练习等几大部分。
（3）学习资源
作为一门课程，它应提供一系列各具特色、相互支持和相互补充的学习资源，如视听教学媒体、CAI课件、考核与评价系统、网上教学系统，虚拟实验室等。我们认为，现代课程应提供的学习资源主要有：
多媒体辅助教学软件：多媒体技术具有交互性、媒体集成性、超文本结构的信息组织等特点。其中媒体集成性可采用多种媒体形式表现教学内容，依靠多种感官刺激，提高认知深度和认知效率；交互性能够有效地激发学习兴趣，有利于学生认知主体作用的发挥；而超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理。教学软件的设计要自觉运用教学设计的理论与方法。
操练与练习软件：对于一些机械性的知识内容（如背单词），操练与练习可以提高记忆的效率。提供真实或仿真的操作环境进行实际操作，也是形成和提高操作技能的重要手段。操练与练习容易使学生产生厌倦感和疲劳感，如何在这类软件中引进趣味性和认知心理规律，是值得重点考虑的问题之一。
探索与发现式情景教学软件：一般来说，教学内容是对现实生活高度抽象和高度简化而得出的基础知识、基本理论和基本技能，这些内容对引导学生进入学科是非常重要的，但容易造成所学知识与现实生活脱节，学生难以完成所学知识内容到解决现实问题的转化工作，这导致了许多教育家的批评，他们建议：教学要回到社会生活中，让学生在解决实际问题中学习知识和发展能力。借助于计算机技术创设虚拟仿真环境，让学生在情景空间中探索、发现，这对高级学习能力的培养，有很大的帮助。探索式学习软件的设计关键在于四点：情景问题、帮助、反馈，要设计出真正体现教学目标、教学内容并且有意义情景问题，同时提供相应的帮助和反馈，以提高学习效率，并避免产生过强的挫折感。
视听教学媒体：对知识的总结、提炼和系统化，是学生自主学习不容易做到的，而且，知识能力水平较低的学生，传授式的教学往往比自主学习更有效率。因此，在现代教学环境中，视听教学媒体仍然很重要。但在设计制作这类媒体时，要避免传统传授知识的倾向，把重点放在知识的提炼、升华和系统化，以及解决学科的难点和重点问题。
无纸化考试系统：诊断与评价是教学过程的核心活动之一，它可以提供大量教与学的过程信息，这些信息是优化教学系统的基本依据。信息技术环境下的课程设计，诊断与评价自动化是一项重要内容。在设计开发无纸化考试系统时应注意：题库及其管理系统的建立，建设题库要避免简单化倾向，题库设计要严格遵循相关的教育测量理论，并保证试题数据的质量；要重视组卷算法及实现技术的研究与开发。利用计算机实现无纸化考试，收集学生反馈信息变得简单、自然，也为测试的内容形式、测试方法带来全新内容；由于考试主要功能仍是评价，因此，无纸化考试系统同样要纳入教学部门的管理框架，通过分析考试信息指导教学工作。
网络教学系统：计算机网络技术的飞速发展，为教育信息的传递与交流带来了前所未有的便利，它将对学习系统各要素之间的关系、学习模式带来一些深刻的变化。首先，它为师生之间的交流和反馈，提供了一种新的方式和新的手段，它不受时间、地域的限制且具有双向性，远距离教育由于师生分离带来的教学信息缺乏反馈和双向交流的问题，可望从根本上得到解决。其次，通信促进了协作学习模式的发展，它可为多个学习者提供对同一问题多种不同观点进行观察、比较和分析综合的机会，以便集思广益，这不仅对问题的深化理解和知识掌握大有裨益，而且对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好的人际关系的形成，也有明显的促进作用。在设计网络教学系统时，要注意体现如下基本特点：为师生间的交流与沟通提供最为便利的手段；支持多种学习策略的选择（传授式、探索式、协作式）；根据不同学生的认知特点，提供最适合个别学生的学习内容，实现适应性内容呈献和适应性导航。
应该指出，并不是所有的学科都需要设计上述所有内容，要根据具体课程的特点，以及具体的教育形式，有所取舍和侧重。
（4）教学模式
教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下，由教师、学生、教学内容、教学媒体四个要素相互联系、相互作用而形成的教学活动进程的稳定结构形式，它是整个教学系统在教学活动进程中的动态特性和整体综合特性的反应。在课程设计过程中，要根据课程的特点，设计多种不同的教学模式，以便在教学过程中组织实施。根据教学系统中四个基本要素之间的关系，可以将教学模式大致划分为三种：教师中心模式、学生中心模式和双主模式，它们各有自己的特点和优势，也有其局限性，课程设计的任务之一就是要根据课程的特点，将教学模式具体化。
每种教学模式都有具体的细化教学（学习）策略。在确定教学模式的同时，需要确定将模式具体化的教学策略，并在教学过程中展开。主要教学与学习策略有：教练策略、建模策略、支架与淡出策略、反思策略、合作学习策略、小组评价策略、抛锚策略、学徒策略、十字交叉形策略，自我反馈策略等等。
3、PCP课程设计模式的动态结构
课程设计是一项系统工程，它具有比较稳定的结构，但在这种结构之下的具体工作则是变化的、动态的，对于课程设计这种结构性和动态性的把握，有助于更好地实施课程设计。PCP课程设计过程模式如图4所示。该模式可用三句话来概括：三个层次的分析，四项内容设计，五个过程阶段。
图4PCP课程设计模式过程结构
三个层次的分析是指宏观层次的目标分析、微观层次的策略分析、主体层次的学生分析。目标分析主要是分析本门课程的教育层次、教育任务、教育目标以及教育目标的具体化，其理论基础是：教育学理论、课程理论、教育目标分类理论。策略分析是指本门学科的知识与能力结构分析和教学媒体特征分析，并以此为依据组织教学内容和设计学习资源，其理论基础是知识结构理论、教育传播学和教育技术学；学生主体分析是指分析学生原有知识水平、能力结构、认知风格与特点、情感特征等多种因素，它是教学内容选择、学习资源设计、教学模式确立的根本依据，具有极其重要的地位，关系到课程设计的成功与失败，这也是PCP模式与传统课程设计模式的重要区别之一。
四项内容设计指课程设计主要有四大类产品：教学目标与教学计划、教学内容、学习资源、教学模式，这在前面已经作了介绍，在此不再详述。
五个过程阶段是指课程设计要经历课程目标的确立、教学内容的组织与选择、学习资源的设计、教学模式的设计、课程设计的形成性评价五个阶段，这五个过程阶段的工作内容以及参与人员都有比较明显的差异，它们基本上呈献顺序渐进的结构模式，若在设计过程中，打破了这种顺序结构，尽管有可能会提高效率，但容易引起管理上混乱。
三、信息技术环境下课程设计实践
从1997年下半年开始，我们组织实施了《计算机信息技术基础》课程建设及教学现代化研究项目。按照“四化”（指教学思想、教学内容、教学手段和考核手段现代化）的要求，研究开发了该课程的“五个一”，即一本文字教材、一套计算机辅助教学软件（2张光盘）、一套网上教学系统、一套教学VCD（4张光盘）和一套无纸化考试系统（含题库及其管理系统）。这些成果分别以图书、光盘和磁盘等媒体形式在科学出版社出版发行。
该项目在以下几个方面有突破和创新：
1．在测试考核自动化，特别是Windows环境下的操作型考题的自动阅卷方面取得突破性进展，成功实现了操作过程的自动跟踪与分析。自动阅卷时既判结果是否正确，也看过程，解决了计算机复杂操作过程的多级评分问题。以此为基础，推出了一套完整的计算机基础教育无纸化考试系统，它由题库与组卷、考生信息管理、联机考试、自动阅卷和成绩统计分析等五个子系统组成，实现了从考生报名、组卷、测试、评阅到数据分析全过程的自动化处理。
2．在计算机辅助教学软件开发上有创新，解决了CAI软件弱交互与弱反馈问题，可提供网络运行环境仿真、交互式操作和实时评测。例如，学生学完某部分内容后，可在真实的操作环境下进行实际操作，CAI软件自动跟踪操作过程和结果，进行实时评测并给出实时反馈信息，指导学生自主学习，让学生在解决问题过程中实现对知识体系的建构。这将对学习资源设计产生重要影响。
3．在基于Internet网络平台的适应性学习系统研究与实践方面取得新进展，提出了适应性学习系统的结构模型并进行了实验研究。其中网络答疑系统和基于WEB的联机测试系统已在试用。综合应用超文本技术、网上动画技术和网络数据库技术开发的网上教学系统，已接近实用化水平。
该项目研究具有重大的实践意义。从狭义上看，它实现了计算机基础教育的现代化；从广义上看，推广应用信息技术环境下的课程设计新模式，对推进教育改革、提高课程建设质量、加快教学现代化进程以及发展教育技术产业，都具有重要意义。
四、主要参考文献
[1]何克抗，《论现代教育技术与教育深化改革——关于ME命题的论证》，98内地与香港教育技术学术研讨会大会特邀报告；
[2]钟启泉，《课程设计基础》，山东教育出版社，1998年；
[3]王策三，《教学论稿》，人民教育出版社，1985年；
[4]CharlesD.Miller，ED.D，《TechnologyBasedDistanceLearning:PresentandFutureDirectionsinBusinessandEducation》，Vol.22(3)191-204，1993-1994；
[关键词]学习分析；数据；LAK
一、研究背景
学习分析技术最先出现在商业领域和社交网络领域，是指通过应用数据分析为教育系统的各级决策提供参考。最早以Academic Analysis即“学术分析”这一概念出现。直到2005年，学习促进会的报告中首次正式地提出了Learning Analytics――“学习分析”这一概念。
当前被广泛使用的定义一是学习分析与知识国际会议（LAK）年会上对学习分析的界定，即为了理解和优化学习及其发生的环境，对学习者及其所处情境的数据进行收集、分析以及形成报告。二是新媒体联盟在地平线报告中提出的界定，学习分析是以评估学生学业进展，预测未来表现，发现潜在问题和目的，对学生的大量数据进行解释的过程。
第六届LAK会议即最新一届会议，于2016年5月在英国爱丁堡大学举办。该次会议主题包括对话分析、学习者模型、可视化分析与仪表盘、机构视角的学习分析、理论概念模型、XAPI等。上述各个主题所收录的研究报告均强调了数据的重要性，大数据为教育宏观与微观决策提供科学可靠的依据。同时又否定了唯数据论的观点，认为只有冰冷的数据被赋予了教育的意义与人文的温度，学习分析才能够在理论与实践中体现最大价值，实现从大数据变为大影响。
数据是学习分析得以实现价值的基础，好的数据采集点，好的计算模型以及好的练习样本都是决定学习分析工具能否解决实际教学问题的关键。本研究立足于数据，围绕“数据从何而来”，“数据如何处理”，“数据被用到何处”三个核心问题，对2016年LAK的收录的相关文献进行分析，重点关注实证类文献有关数据的收集、处理与分析的部分，力求回答三个关键问题。旨在通过介绍国际优秀的学习分析案例中对数据的相关处理环节，扩大研究结果的共享价值，从而推进学习分析技术与工具在教学实践中的推广。
二、案例分析
（一）数据收集
学习分析涉及范围十分宽广，既有在线的教学也有线上线下相结合的教学。不同的学习环境，学习的过程数据的采集与捕捉的方式也不尽相同。
1.传统课堂
长久以来传统课堂的学习的效果、交互、绩效都是以结果数据――考试、平时成绩来进行评估。但是随着对过程的重视，单一的结果数据已经不能够满足大家的需求。因此，眼动仪、动作捕捉等人工智能技术被应用在了教育领域。ShuchiGrover等人为了解决在K12教育中合作学习问题的，通过引进Kinect与Monitors Eye Gaze等仪器工具，捕捉学生的表情、动作、眼神来评估协作学习小组成员的接近性、参与度、共同关注、交流、话题转换、活跃水平全面深入的评价小组协作学习的过程，增加了评价的深度与广度。
2.在线学习环境
许多高校、中小学一般都拥有功能比较完整的在线学习系统，大部分在线学习系统除了承担在线教学以外，往往还具备一定记录与评价功能。在原有工具基础上，在数据库挖掘相关数据用于描述学生学习过程、教师教学效果。Poquet等人通过将一般的在线行为与课程内容任务进行结合，细分为四个表征指标。观看视频的暂停与播放、视频附问题的回答正确率，课后练习正确率，课程中问题的回答正确率，以此作为预测学生期末考试成绩的预测参考。除了容易通过简单计算得出的数据以外，还有一部分研究者将目光方式在包含等多感情、线索的内容文本上，采用语义分析的现有工具对在线交流以及协作文本进行分析。由此可以衍生出来对学生情感情绪的分析，以及对认知存在感水平的判断与分析。
（二）数据处理
收集的第一手数据往往无法直接使用，需要通过清洗与计算才能够发挥作用。其中计算是数据处理过程中最为核心的环节。根据使用学习分析技术的目的不同，对数据的计算与处理方式也有所不同。
在预警系统或者预测模型中逻辑回归方程、贝叶斯模型是最为常见的算法。密歇根大学的Michael等人将利用逻辑回归方程，根据学生在过去学习活动的发生曲来推测未来的学习过程中该学习活动发生的可能性，从而预测学生的学习状态发展趋势。
而在对预测与评估学生知识掌握程度与智能教学的学习分析工具中，贝叶斯模型则是较为常见的算法。奥地利格拉茨技术大学Behnam等人将贝叶斯模型用于一位数乘法的数学教学中。他们将贝叶斯模型结合机器学习，根据学生出现不同类型错误答案的概率预先判断学生可能存在的观念误区，从而帮助教师提供有针对性的教学干预。以色列本・古里安大学的Yossi等人基于贝叶斯模型创造了知识追踪的算法。该算法的变量包括部分学习成绩、多次尝试解决问题的推理步骤与所使用解决方法的难度。
（三）数据呈现
任何一个学习过程都会产生繁杂的数据，在计算机与智能设备的辅助与支持下存储与采集这些数据的瓶颈日益消失。如何简明扼要且高效地将数据呈现给非专业认识的普通用户――学生、教师与决策者。从研究案例来看，为用户提供选择权利，参与指标的定制能够有效提高数据的针对性，简化呈现结果，提高用户体验。Muslim等人从价值的角度制定一个可以私人定制适合自己的评价指标。这个学习指标工具从LMS到MOOC等等各种可能的学习系统。这个工具设计了一些系列比较人性化的功能，如何定义指标，如何可视化指标，从支持个人的自主学习和个性化学习的而角度以私人定制的方式来引导非专业人士制定适合于自己的学习评价指标。
三、讨论
（一）学习分析工具从实验室走向学校
在以往IJAK收录的学习分析相关研究显示学习分析工具在实验中的效果很好但是总是遇到推广难的问题。一方面是因为用于建模的数据量不够，所得出的模型无法适应于复杂的真实环境。另外一方面一些评价工具所确定的指标与教师、学生、机构的需求并不匹配，真实教学中人们并不追求科学与完整性，人们更加关心的解决问题的效率与效用。
因此大规模应用于真实学习环境中的学习工具一般为切实解决实际问题的简单工具。例如鲁汶大学的“红绿灯”预警系统仅仅关从资源与时间这两个点入手，通过计算资源的使用率与学生花费在资源上的时间来建立学习预警系统。这种较为简单的学习投入表征指标让该预警系统在推广上更加容易。
（二）结果的可视化
可视化是指将数据以图形等方式将数据反映的结果呈现出来。研究表明可视化能够有效地减轻人们的认知负担，帮助使用者更加快速地获得学会最关键的重要信息。在LAK会议收录的研究中许多工具并没有在核心基础算法创新上花费力气，而是在匠心独运，在最后的分析结果的呈现效果上做了许多可视化的设计。Unizin Sentiment VisuMizer工具通过分词技术，根据单词使用的频率做成文字云的形式，使用频率越高的词语显示的字体也就越大，这样能够让学生与教师非常直观地了解到一段时间内小组、个人习惯使用的词语，从而判断学生的情感状态以及关注的知识要点。
（三）指标的精细化与针对性
在早期的学习分析软件中，具体分析的指标的粒度是比较大的。例如一些工具用登录次数、参加讨论次数以及在线时长来表征学生的参与度。而在本次会议中不乏一次与教学内容与活动的设计紧密结合的表征指标。Pardo等人将预测成绩的指标细化到观看视频的暂停和播放、视频附在后面问题的回答率，练习正确率，课程中问题的回答正确率。这些精细化的指标能够准确地预测学生的学术水平，为教师提供干预的决策依据。
关键词：教学资源；资源共享；网络教学；教学改革
中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673-8454（2012）19-0036-03
教育信息化是教育发展的必然趋势。从20世纪80年代末到现在，伴随着多媒体与超媒体、网络、人工智能等各种计算机新技术在教育领域的渗透和应用，教育的技术手段和方式不断发生变革，呈现出朝着网络化、多媒体化和智能化的方向蓬勃发展的趋势。网络化教学是这一时期的重要产物。借助于网络，不仅能够实现教育资源的共享，而且能够大幅度地扩充教者与学者的双向信息交流，为学习者创设个别化教学的学习环境。与传统的教学模式相比，在正常课堂教学的基础上引入网络教学，更能培养学生良好的信息素养和创新能力，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。
一、构建高校教学资源共享平台的意义
1.构建教学资源共享平台是实现培养21世纪人才目标的基础
创新思维能力和信息素养是21世纪（即信息时代）创新人才所应具备的能力素质[1]。在教学资源共享平台上可以实现不受时空限制的资源共享，学生在知识和信息的海洋中遨游和探索，通过对获取的知识和信息进行分析、加工、利用和评价，使得信息技术的能力得到充分锻炼。同时，共享平台上提供了丰富多样的网络交互方式，将其作为传统课堂教学的补充，有利于激发学生的好奇心和积极性，便于开展协作式、探究式、讨论式教学，营造出独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。
2.构建教学资源共享平台是深化高校教学改革的关键
当前高校教学改革的主要目标是在先进的教学思想、教与学理论的指导下，改变传统的以教师为中心的教学结构，创建既能发挥教师主导作用，又能充分体现学生主体作用的新型教学结构[2]。在近几十年来传统的教学结构中，教师是整个教学过程的主宰，而学生则处于被动接受的地位，忽视了学生的主动性和创造性，严重抑制了创造型人才的成长。在课堂教学的基础上引入网络教学，学生不再仅仅是信息的接收者和知识灌输的对象，教师也不仅仅是教学过程的主宰，学生在课堂之外可以根据自身需求自选课程、自选章节进行学习，师生之间或者同学之间可以利用网络交互手段探讨问题。学生成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者，而教师则成为学习的指导者和意义建构的促进者[3]。
3.构建教学资源共享平台是高校增强社会服务能力的体现
社会服务是高等学校的三大基本职能之一。《国家中长期教育发展和改革规划纲要》中提出，高校要牢固树立主动为社会服务的意识，为社会成员提供继续教育服务，开展科学普及工作，提高公众科学素质和人文素质。通过将教学资源共享平台上的精品课程网站、名师课堂对外开放，可以在全社会范围内实现资源共享、教育机会均等，使得那些没有机会接受专业知识的系统培训或者想要了解某一方面知识和技能的社会大众，通过此途径来满足自己的学习需求。
二、苏州大学课程中心教学资源共享平台建设
1.苏州大学“课程中心”项目背景介绍
苏州大学教育信息化改革的进程始于21世纪初。2007年教育部等部委下发了《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高[2007]1号）和《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高[2007]2号），明确提出高校要在教学活动中广泛采用信息技术，要积极推进网络教育资源开发的共享平台建设，实现精品课程的教案、大纲、习题、实验、教学文件以及参考资料等教学资源上网开放，为广大教师和学生提供免费享用的优质教育资源。顺应教育信息化改革的潮流，苏州大学从2005年开始逐步开展了优秀多媒体课件上网、精品课程网站建设等工作，开始了教育信息化实践的探索。
近几年，随着苏州大学教育信息化改革的步伐不断加快，改革的矛盾也日益凸显，主要体现在：第一，校内网络教学资源的建设缺乏统一的标准，质量参差不齐。第二，网络教学资源重复建设的现象严重，缺乏统筹规划，利用率低。第三，网络教学支撑平台的购买和开发各自为战，建设和维护的成本高，学校难于管理。因此，如何在全校范围内实现优质教学资源共享，建设高效便捷的网络教学互动平台，使教育信息化工作走可持续发展道路，是摆在苏州大学教育管理者面前的一道思考题。
经过近一年的筹备和酝酿，2009年底，苏州大学正式启动了“课程中心”项目。该项目是在学校推进完全学分制改革的背景下，由学校教务管理部门统筹规划建设的教育信息化工程，其目标是建设具有苏州大学特色、在国内富有影响、集成校内各类优质教学资源于一体、支持大型教与学互动的教学信息化平台。这是我校本科教学改革具有里程碑意义的重要事件，是不断完善我校完全学分制教学管理模式的重要举措。
2.苏州大学“课程中心”全力打造教学“云服务”
2011年6月7日，美国Apple公司正式了iCloud云服务。云服务带来的一个重大变革是从以设备为中心转向以信息为中心。在云上每个人都将会有一个伴随终生的个人数据体，这样的个人数据体不会被捆绑到任何一种机器上，不会随着硬件和应用软件的过时而失效。这与苏州大学“课程中心”项目的实施理念同出一辙——构建教学资源共享平台，打造教学“云服务”。
（1）打造便捷高效的个性化空间为教学“云服务”提供前提保障
课程中心项目是苏州大学教育信息化改革的重点项目，也是数字化校园建设的一个重要组成部分。课程中心系统具备完善的用户统一身份认证功能，实现了与教务管理系统的数据共享和无缝连接。在课程中心系统上，每位教师和学生都有一个伴随其在校期间的个性化存储和应用空间，教师可以在教师空间里直接看到教学班的相关数据，学生在学生空间里可以随时查询教学信息，任课教师和学生可以使用空间里的个性化应用进行异地实时交互或者非实时交互。用户可以通过任何一种前端PC硬件使用课程中心的资源，甚至在带有操作系统的手机上也可以完成操作。
（2）配置优质丰富的教学资源增加教学“云服务”的广度
优质、丰富的教学资源是保证网络化教学质量的起点和基础，不仅要根据教学的需要对课程资源进行动态更新和补充，满足学生的共性需求，还要能够满足学生的个别化、个性化的学习需求，为自主学习提供强有力的资源保障。
苏州大学课程中心项目历经近两年的建设，已经完成了全校课程基本信息上网、各级各类精品课程网站建设和通识平台课程网站建设等基础建设工作。2011年，为了进一步推进课程中心系统在全校范围内的广泛使用，在各学院共遴选出300门主干课程作为课程中心首批立项课程，由学校资助在课程中心上完成课程网站的建设工作。此外，课程中心平台还集成了专业信息、教学名师、品牌特色专业、优秀教学团队、精品教材、优秀教学成果等各类教学资源和教学信息。学生在使用课程中心时不仅可以获取教学课件、教学视频以及其他与课程相关的教学资料，还可以通过精品课程、教学名师、优秀教学团队、优秀教学成果展示等多种途径免费享受到校内各种优质的教学资源，鼓励学生拓宽知识面，加强专业外知识的学习。
为了规范课程中心建设，苏州大学制定了课程中心网站建设标准，网站栏目统一设计，上网的教学资源必须符合相应的规范。网站的栏目设计参考国家级精品课程网站的建设要求，除了必须提供的课程基本资料、教学视频、参考文献等资源以外，还需要建设课程拓展资源库，为学生提供一些与专业相关的优秀网站链接和学习素材，鼓励学生浏览专业网站上的丰富资源，拓宽专业视野，提升专业素质。
（3）设计灵活深入的网上交互模式加强教学“云服务”的深度
网络交互的优点是可以弥补课堂上填鸭式教学方式的不足，增加教师与学生之间沟通和交流的机会，促进学生的自主性、探究性学习，培养学生的信息素养。当今社会是信息社会，学生必须学会如何在知识和信息的海洋中寻找到自己需要的知识，如何利用各种认知手段不断获取新知识和新信息，使自己与时代同步。课程中心系统提供了灵活多样的师生交互工具，包括课程论坛、答疑、教学调查、作业、网络考试等。这些交互工具的特点和功能不尽相同，教师可以灵活选用这些工具实现和学生之间的实时交互或非实时交互。
为了确保网络交互的专业性、针对性和有效性，在课程中心建设初期，学校教务管理部门就出台了《苏州大学课程中心互动栏目管理办法》。教师在开通课程网站互动栏目之前，必须与学校教务管理部门签订书面协议，必须保证在课程网站上开展的教学互动，其内容、范围必须与教学相关，教师有责任对学生的网络交互活动进行引导和启发，使得课程网站的交互平台仅用于教学答疑、师生交流和分享学习成果等，形成真正的学术交流氛围，加强教学交互的深度。
（4）实现一体化的教学设计提高教学“云服务”的效度
网络教学是课程整体教学活动的重要组成部分，并不是一项独立的教学活动，课程中心平台旨在创设一种不同于课堂的教学环境，这种环境不但能够提供丰富的教学资源和信息，而且能够方便学生开展自主探索、多元互动和协作学习。因此网络教学活动的设计必须与其他教学活动相结合，围绕同一教学目标和教学主题，对教学过程进行周密的设计，对学生自主学习的过程进行有效地管理、监控和评价。
在课程中心平台上，教师可以利用“教学资料”、“知识点”、“习题库”和“试卷库”等功能，使得教学资源更加系统、科学、有序和方便使用。通过“学习进度跟踪”模块，教师可以针对教学目标和主题设计学习任务，设置学习时间，实时监控学生的学习进度。教师还可以利用“作业”功能针对学习任务布置作业、批阅作业并反馈成绩。课程中心还提供了数据统计分析功能，教师可以随时查看学生作业和考试的成绩档案、对教学资料和课程网站各模块的访问次数、参与教学互动的次数等，方便对学生的自主学习情况及时作出评价和反馈。课程中心平台还能够根据不同角色（教师、学生）提供个性化的教学信息提醒功能，包括未完成的学习任务、未批阅或者未完成的作业、未读课程通知、未回答问题等。通过以上手段，课程中心系统成为高校传统课堂教学的有益补充和拓展。
（5）课程中心建设是完全学分制改革的助推器
历经两年多的时间，苏州大学课程中心项目一期、二期建设已完成，资金投入达百万余元，并已初见成效。到2012年5月为止，苏州大学课程中心总访问量已突破500万人次，最受学生欢迎的课程网站访问量已达80000余次，学生选课期间课程中心平均日访问量达4000次左右。由此可以看出，课程中心不仅能够在平时为师生提供高效便捷的交流平台，更是学生在选课过程中了解课程及任课教师相关信息的重要通道。以前，学生只能从选课菜单里面了解到课程名称、学时、教学班、教师姓名、教材名称等简单的课程信息，对于课程的具体要求、上课内容、教师的详细情况等一无所知，不能满足学生完全按照自己的意愿选择课程和教师的要求。如今，学生在选课时只要点击选课菜单上的课程名称，系统会自动跳转到课程中心平台，将该课程的课程简介、教学大纲、教学团队介绍、教学进度表等基本信息展示给学生，主干课程还可链接至课程网站，查看师资队伍、教材、参考书目、授课教案、教学录像等课程的详细资料，帮助学生真正地了解课程、了解教师，按照自己的意愿选课、选教师，使完全学分制的改革向前推进了一大步。
三、教学资源共享平台未来发展道路上需要思考的问题
1.数据安全问题是未来首要考虑的问题。随着课程中心系统的推广使用，越来越多的教学资料和数据被存储在课程中心服务器上，这使得数据安全和备份工作变得尤为重要，选择一个低成本、高效率的数据备份方案是系统运行和维护首先需要思考的问题。
2.知识产权保护也是课程中心面临的重要问题。这个问题自课程中心建设伊始就存在争论。不少老师担心自己精心编写的教材或者教学课件在网络上公开，被别人抄袭甚至抢先发表。如何采取合理有效的防范措施，消除教师的顾虑，鼓励教师将优质的教学资料上网，是决定课程中心系统能否持续推广使用的重要问题。
3.关于课程中心平台使用情况的绩效评价问题。苏州大学课程中心项目的一期工程，完成了精品课程、立项课程的网站建设工作，但这些课程的任课教师是否充分利用课程中心平台开展网络教学活动，已经开展的网络互动是否真正起到了有效辅助课堂教学、提高教学质量的作用，教务管理部门需要对此建立和完善相应的绩效评价机制，这是苏州大学课程中心走可持续发展道路的关键问题。?
参考文献：
[1]何克抗.E-learning与高校教学的深化改革（上）[J].中国电化教育，2002（2）：8-12.
