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关键词:人工智能;教育变革;智慧教育
近年来大数据、云计算等信息技术飞速发展,人工智能在一些特殊领域(如图像识别、语音识别、自然语言等)不断取得突破性进展。人工智能作为新的技术驱动力正引发第四次工业革命,为医疗、教育、能源、环境等关键领域带来新的发展机遇。人工智能专家预测,人工智能在通用技术领域可能尚不能替代人类,但在一些特殊领域,人工智能将会淘汰现有的劳动力。在国外,许多国家纷纷把人工智能作为国家发展的重要竞争战略,我国学者也密切关注着人工智能的最新理论进展和实践应用,国务院于2017年7月颁布《新一代人工智能发展规划》,明确人工智能发展的重点策略。“人工智能变革教育”的潮流,引发了教育研究领域的“人工智能热”。当前全球范围内,人工智能在教育领域的大量研究和应用催发形成了教育人工智能概念。目前梳理学术上关于研究人工智能与教育的文献主要集中于:
(一)教育理念的革新。“人机一体”将成为未来新的教育方式[1],由新技术和新手段的出现所应运而生的智慧教育[2],将对原有教育进行改进和完善。智能技术在改变教育的手段和环境的同时,还有利于构建出系统解决教育问题的教育新体系,从而真正触及教育的根本[3]。
(二)关注技术的革新。机器深度学习、智能学习的算法、视觉识别以及智能语言识别这些基础技术的突破,为人工智能的教育应用奠定了坚实的基础[4]。
(三)探究教育的应用。人工智能在学校教育中的学业测评、交叉学科、角色变化等应用领域具有巨大潜力,教师角色内涵也将在与人工智能的协同共存中发生改变。AI监课系统能够数据化、可视化评估教师的授课情况,将人工智能技术的运用渗透到整个教学过程中,教师可以根据评分实时调整授课内容,以促进个性化学习,从而提升教学效果。教育深受技术发展的影响,新技术融入教育并促进教育方式的转变已成为必然趋势。一方面技术为教育提供了新的、更加广阔的可能性;另一方面技术具有变革人类的教育方式与学习方式的能力。然而,技术是一把“双刃剑”,如何获取或实现以人工智能为代表的新兴信息技术所拥有的特征、优势与功能,使其在教育中最大限度地发挥其应有的价值呢?人工智能技术如何继续被安全使用到教育领域?如何通过教育变革来促进新兴信息技术在教育教学中的广泛与深入应用,实现教育深层次革命等问题,是目前需要关注和探讨的主要问题。
1人工智能时代下教育变革的背景
1.1人工智能的内涵及具备的强大能力
人工智能最早由美国达特茅斯学院于1956年提出,其研究主要包括机器人、图像识别、自然语言处理、语音识别等,实质是一种自动感知、学习思考并做出判断的程序。人工智能具有自主学习、推断与革新的能力,推动了图像识别、自然语言处理等方面的技术突破。人工智能同时具有理性判断力、超强的工作力,只要电力供应不断,几乎可以无限制地工作下去,而且适应不需要情感投入的工作。它的超强能力,源于三个重要的技术:深度学习、大数据和强算力。
1.2人工智能时代的机遇和挑战
人工智能在精力、记忆力、计算力、感知力以及进化力等方面与人类相比,具有突出优势。在医药领域,人工智能的出现使普通民众可以享受更为高效、稀缺的医疗资源,解决医疗诊断领域诊断质量不均衡、医生资源不足等问题。在教育领域,人工智能促进教学质量进一步提升、教师角色多样化、学生学习能力的提升;为教育研究提供新技术和数据支撑;极大拓展了教育研究新视域;使教育在立德树人方面、教育方法创新方面、教育手段和环境方面以及教育服务供给方式方面均发生改变。然而,看到人工智能以其强大的处理能力带来机遇的同时,也需要正视人工智能带来的新挑战。在人工智能浪潮冲击下,如何借助人工智能发展的机遇推进教育的变革与创新?人工智能技术如何继续被安全使用?首先,人工智能专家大都认为,人工智能将会淘汰大量现有的依靠非脑力劳动为生的劳动力,需要培养人工智能时代的新型劳动力。而且,人工智能技术本身的不太成熟使很多人工智能技术只是应用在儿童教育领域,再者,人工智能潜在的道德伦理问题缺乏法律制度规范。除此之外,人工智能时代将对社会结构以及人的地位构成挑战。综上所述,人工智能时代所带来的机遇是大于挑战的。教育需适应人工智能技术所带来的突破和飞跃,不断调整和更新教育的方向和目标,实现育人成人的发展目标。
2人工智能与教育变革
2.1人工智能与教育目的的变革
人工智能带来的巨变不仅影响人类未来如何发展,而且极大释放了人类的生产力,这些在一定程度上使得人类需要重新思考教育是何目的。人工智能影响教育目的的变革主要表现在:第一,人工智能可能会使人类陷入精神危机。这源于两方面的结果:一方面,人工智能将取代大部分人的工作岗位,工作的丧失将会导致人的价值和尊严丧失。另一方面,人工智能技术的发展将可能导致所有基于自由主义的想法破产,转而人类所拥有的价值和尊严可能转化为一种“算法”,人工智能带来的职业替代风险在教育领域同样存在,主要是对教师角色的挑战。第二,人工智能有利于培养人的学习能力。从某种角度上讲,人工智能剥夺人的就业机会,但同时,人工智能助教机器人将协助教师实现个性化指导,从而有利于将学习的过程视为寻求自我价值和意义的过程。除此之外,人工智能有利于使教育注重培养人的精神能力,这种精神能力大致包括实践动手能力、价值追求能力以及创造能力,从而有利于学生知识以便于更好地完善自我、丰富自我,使教育跳脱“知识为本”的陷阱,发挥“立德树人”的正向作用。
2.2人工智能与学习方式的变革
第一,深度学习。深度学习也称为深度结构学习或者深度机器学习,是一类算法的集合。深度学习概念的提出,一方面尊重了教学规律,另一方面也是应对人工智能时代下的挑战。深度学习在机器学习、专家系统、信息处理等领域取得了显著成就,提倡学教并重、认知重构、反思教学过程,进而达到解决问题的目的。第二,个性化学习。个性化学习区别以往传统班级课堂授课,尊重学生的个性发展,因材施教。人工智能技术与大数据的应用有利于学生享受个性化的学习服务,可提供个性化的学习内容,可视化分析学生的学习数据,快速提高学生的学习效率。第三,自适应学习。自适应学习是指人工智能基于对个体学习进行快速反馈的基础上,根据学习者特征,为其推荐个性化的学习资源和学习路径,从而最大程度上适应学生的学习状态,是实现个性化学习的重要手段。人工智能技术有利于快捷、科学地判断学生的学习状态,进行学习反馈;持续收集学生的学习数据,其中包括学习目标、学习内容;高效地为学生提供海量的学习资源。
2.3人工智能与学习环境的变革
首先,有利于搭建灵活创新的学校环境。不仅可以使空间规划更具弹性,而且可以调节性增强物理环境。其次,人工智能时代的教育区别于以往传统教育强调的统一秩序,更注重个体的用户体验。创客空间、创新实验室等学习环境的不断增加以及人工智能技术的不断发展,个性化的空间环境与学习支持将改变目前学习的学习空间环境。除此之外,随着对话交互技术的逐渐成熟与不断普及,有利于实现虚实结合的立体化实时交互。VR、AR等技术的同步协作也有利于搭建新的学习环境,满足学习者的一系列要求。脑机互动技术的突破有利于实现将人工智能植入人脑,从而改变人类自然语言的交流方式。最后,人工智能通过即时、准确、高效的大数据分析有利于进行精准且个性的学习评价与反馈。人工智能将综合收集所有同学的学习记录,互相比对、优化,从而进行综合提升。更为重要的是,人工智能的人脸识别以及语音识别技术可以运用到教师的教学过程中,进行学生的学习情绪感知,学习状况的了解,从而促进学生学习的科学化;智慧校园、智慧图书馆等的出现,为教学环境的建设提供重要参考。
人工智能被认为是最有潜力和影响力的教育信息化技术,将通过人工智能数据挖掘分析、3D打印、模拟仿真等技术的应用,实现人工智能与教育的深度融合,对计算机辅助教学、个性化教育服务、教育人工智能生态环境等产生根本影响。2018年《地平线报告》(高等教育版本)指出了教育领域的信息化发展,未来一段时间内将通过人工智能与信息技术的结合,进而影响教育阶段的不同过程。具体见表1所示。
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.
安全监控系统、教室录播系统、学生智能卡片、电子白板、交互式一体机等信息技术设备的运用,让教师和学生的课堂板书和交互行为,都以数据的形式被记录和保存。智能手机在高等教育阶段已经普及,部分中学也允许学生将手机带入课堂,通过智能手机参与课堂活动、访问学习资源,这就形成了学生学习行为的数据。
传统教学方式支撑的学习活动、学生参与活动的数量和质量情况,是通过教师人为评判的得分、级别等进行度量的。在“互联网+”时代,在线学习平台或者课程管理系统支持的学习活动,已经可以借助学习活动指数(OLAI)这样自动生成的包括质量、数量和速度三个维度的指标,做出更精识及时的判断,并为个性化教学策略的实施奠定了基础。
情感、态度和价值观是学生过程性评价的重要因素。传统的评价方法是通过定性分析和调查问卷分析,其缺陷是不精准、不及时。随着人工智能的发展,人脸识别、视频分析、情感计算等技术已经趋于成熟。那么,我们借助这些技术分析课堂录制的学生视频和教师视频,就可以直接获取其面部表情等数据,通过表情变化数据来对学生的情感、态度和价值观进行精确的过程性评价。
在学校层面,数字化校园或者智慧校园等系统平台可以对教师专业发展、学生个性化发展和家校沟通进行有力支撑。平台运行积累的数据,可以实现对教师的评价,对学生成绩的横断面分析和时序变化分析、对学生完成各种学习活动的分析和对学生的精准反馈。
[关键词]多媒体;教育技术:光技术;虚拟仿真
[中图分类号]G40―057
[文献标识码]A
[论文编号]1009―8097(2009)13―0242―02
教学活动中,教师的主导作用不容忽视,教师是教学活动的组织者和引导者、是学习活动的评价者、是渐进层次学习的激发者;教学活动中“学生为主体、教师为主导”,教师现场的言传身教尤为重要,不要指望单靠学生个别化学习、自我学习机械操作,再好的学习资源未必带来预期的成效。而正确运用恰当的技术手段,实现师者,所以传道授业解惑也,真正解决课堂和远程等教学存在问题。本文将在以下进行探讨。
一 光技术在多媒体虚拟仿真课堂教学的应用
从认识论来看,学习的本质是立体的、精神的、多向的、开放的。真实的学习是人与自然、与人相互作用,在开放系统中进行互动,而教育技术则要通过创建学习环境来达到目的。学习环境由内容、媒体(包括软件和硬件)、人员(包括教育工作者和其他学习者)、方法和场所等要素组成,构成一个教育信息传播的系统,即:传播什么信息(内容),通过什么来储存和传递信息(媒体和人员),如何传递(方法),在哪里传递(场所)。在课堂上用何种技术、方法才能做到教师现场仿真的言传身教、师生互动和教师的主导作用呢?有没有一种理想的技术手段和方法能真实再现教学情景呢?本人认为采用光电三维成像技术能最好的虚拟仿真课堂真实的教学情景,促进学生个别化学习、自我学习。由于情景逼真,互动性好,虚拟地建立起与真实环境相近的学习场景,开发基于网络的、具有自然语言理解与产生功能的“人一机”交互学习环境,对多个不同课室教学、网络远程个体或集中教学,尤其是在职成年人学习最佳。适应当今信息化发展进程,适应未来教学模式向着更深层次发展的要求。本文只从观念技术的角度来探究光技术在多媒体虚拟仿真教学的应用,主要是在课堂教学,运用恰当的人工智能技术手段,再配合有线、无线、卫星、微波等网络通信技术,实现仿真互动,起到教师的主导作用,教师现场的言传身教逼真,实现教育人性化的活动,再现与真实环境相近的学习场景,符合教育技术理论逻辑起点教与学的属性。
二 光技术及其应用效果
1 光电子新技术
常说的光学是广义的,是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的,关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示,以及跟物质相互作用的科学。光学是物理学的一个重要组成部分,也是与其他应用技术紧密相关的学科。光电子技术是以先进探测器和激光器为基础,由光学技术、电子技术、精密机械技术和计算机技术等密切结合而形成的一项高技术。它既改变了传统光学的单纯观察功能,又大大扩展了电子技术的功能。由于光电子技术具有探测精度高、传递信息速度快、信息容量大、抗干扰和保密能力强等优点,因而在军事上得到了广泛应用,在现代战争中已显示了其特有的威力。
而光电子三维成像技术和全息摄影术不同,不需要依靠连贯的激光束产生图像。它使用普通光束即可。普通照相机的镜头工作原理类似模拟计算机,通过程序的运行将外界传来的信息(光线)转换成平面媒介上(通常是胶片)的图像。
[因特网消息1999年7月7日报道],美国伊利诺依州大学电气工程师大卫布莱迪在数字计算机而非光学镜头的帮助下,利用射电天文学家绘制天空的数学方法从光线中提取出足够的信息来生成三维图像。研究人员用卤灯照亮一只小小的塑料恐龙,将来自恐龙的光线分离成两束。当这两束光线再度会合时,它们相互干扰,虽然强度不如没有受到过干扰的光线,但是所有的波型却都很和谐。在恐龙模型转动时,科学家们记录下来了128种干扰波。这些干扰波中包含有该物体三维图像的全部信息,计算机程序可以对它们作还原处理。
这项技术最大的优点是无论景深多大,它都能保持清晰的聚焦,这一点与传统光学镜头相比表现出极大的优势。决定图像解晰度的唯一因素就是物体离开镜头的距离。这一特点使其对于三维显微具有特别的应用意义。布莱迪设想他发明的技术可用来拍摄细胞在产生交互作用时的高清晰度图像。共焦显微技术采用的是扫描技术,聚焦平台来回移动,以获得细胞的细部信息,从而生成三维图像。利用这种方法,当细胞在移动时,要拍摄到细胞的移动过程就是非常困难的。有了布莱迪发明的科学方法,记录装置就可利用排列成圆圈的光学感应器帮助研究人员记录实时的三维数据。
科学家们指出,即使要拍摄的对象远离感应器,这项技术仍然有用。麻省理工学院电气工程师乔治说:“这个系统同样可以用来拍摄篮球比赛的三维影片。如果你的家中有三维播放机,你就可以在虚拟现实状态下观看篮球比赛,观看者会感觉自己仿佛就在场内一样。”
2 光电三维成像技术在多媒体虚拟仿真课堂教学的具体应用及效果
现在的有线、无线、卫星和微波等网络远程教学,学生面对的都是单向平面银幕,一是没有互动缺乏双向交流,而是画面平面呆板与真实情景差别太大,很难调动学生的兴趣。就是普通的现场课堂教学,应用多媒体课件,也由于画面内容很难反馈真实形象化的情景而大打折扣。如果能将课堂教学情景、课件内容立体可视化,再配合声音、资源库双向互动,完全模拟真实情景,与现场无异,那将是教育教学新的飞跃。有什么适当的技术能实现刺激鼓励指导学生的思考和自动学习方法呢?光电三维成像技术就能在课堂教学应用中虚拟仿真真实场景,而虚拟现实是指通过特殊的输入设备和一些能实现三维图形和三维音效的特殊输出设备来模拟人和环境之间的交互技术。假如远程课堂教学,通过有线、无线、卫星、微波等通信传输,使用课堂多媒体光电三维成像设备,主教室和各分教室双方的三维立体全息图像便瞬间出现在对方面前,就好像一个真人站在你面前一样,然后你便可以和他随意交谈,使用各种表情,那是一种呈现在空气中的光学立体影像,不需要任何屏幕之类的媒质,不像今天的网络卫星远程教学、可视电话还需要一个屏幕才能显像。光虚拟现实技术可很好地应用到虚拟学习环境的建立。它可以虚拟地建立起与真实环境相近的学习场景,使学生似乎已处于真实环境之中。
当然,屏幕还有作用,显示课件文本等其它信息。过去的所谓三维显像技术显示的并不是真正的三维图像,而是在二维平面上利用人体肉眼的双眼像差而虚拟出的“伪三维图像”,长期观看这种伪三维图像,会损伤视力或造成视觉疲劳。这样,教学所使用的各式方法(如演讲法、问题教学法、设计教学法、复述背诵法、小组研讨法、访问式教学法、辩论法、座谈研讨法、甚至实验教学)都能应用光电三维多媒体
虚拟仿真成像技术达成教学目标[手段]。当然,要真正将光技术应用于实践非一朝一夕,但可以采取过度方法,如先实现屏幕显示三维立体画面,学生观看而无需头盔等辅助设备,能实现师生声像远程互动,虚拟地建立起与真实环境比较相近的学习场景,再随光技术发展和实现,使学生似乎处于真实环境之中将成为现实。光电三维成像技术不但可以应用于多媒体虚拟仿真课堂教学,还可以应用在网络远程在线教学、虚拟学习社区等。由于有教师和学习者之间通过网络进行社会交互的一种虚拟仿真环境建构,有强烈的社交真实感和虚拟社区归属感,不仅可增强学生的在线学习的持久性,提高学习绩效,而且能加强合作和学习满足感,提升合作学习水平。现在,在线学习者只是独立的个体,容易产生焦虑、逆反心理和丧失学习动力,会导致学习的挫折感和低效率。
3 采用中间件技术
中间件(middleware)是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信。满足大量应用的需要运行于多种硬件和OS平台支持分布计算,提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互支持标准的协议支持标准的接口。利用中间件技术,将多媒体虚拟仿真应用类似于中间件,任何设计制作软件,包括现在应用的课程教学所需软件,如PowerPoint、Photoshop、Dreamweavcr、Flash等,都可无缝应用。教师无需专门培训,教学应用与以前无异,只是效果大为改观,真实再现场景,其它技术工作则由人工智能管理平台后的多媒体和课程制作人员负责,避免和改善教师计算机焦虑现象。
三 结合我校实践探讨多媒体人工智能课堂教学的管理模式
我校现有四个校区,分布在越秀区、海珠区、番禺区和珠海市,多媒体课室有279间,都基本配置了多媒设备,部分校区具有初级的网络多媒体教学平台。网络学院在省内有50来个教学点,上万名在读生,使用的是目前市场上唯一支持百万级用户的Blackboard网络教学平台。不过由于校区距离较远,不少老师要长年往返于各校区上课,虽然教师身临现场授课,但运作成本较高。网络教学点分布较广,学员分散,对学生来说,多媒体属于模拟交际而非学生直接参与的自然交际,缺乏自然语言进行人际交流的环境。而远程教育更需要互动和教师的主导作用,教师现场的言传身教尤为重要。
未来的新型多媒体教学将是以多媒体技术、计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、传感技术、光技术、人工智能和虚拟仿真技术等的有机结合,能够全面整合网络各种“资源”而形成先进的网络多媒体教学平台。在这种教学平台上.多媒体教室不再是孤立的,它已融入到校园网教学系统中,并以校园网资源为“背景”构建出一个富有时代特色的现代化教学环境:即集教学、管理、娱乐为一体的“数字化校园”。多媒体课室是现代教学环境建设的重要组成部分,是教育技术信息传递的展示平台,是教师了解、联系、应用教育技术的桥梁。既然新型多媒体教学、特别是网络课堂教学如此重要,一般的管理就远不能适应现代化的课堂教学应用。
结合我校的教学实际,本人认为,未来的新型多媒体课堂教学将是一个系统集成,不但要从后端课堂教学管理考虑,还要联系前端课件制作。即多媒体课室管理人员既要参与后端维护保养,也要了解甚至参与前端课件制作,这就需要先进的多媒体人工智能管理平台管理,从制作到应用一条龙服务,时刻把握教师课堂教学需求的命脉,为管理和新技术应用于课堂教学提供依据。即教师只需在其中一个教室就可通过网络开启其它多个接收教室的多媒体设备(无须电教人员参与),对教师上课教室实施“直播”方式,通过安装在课室的特殊的多媒体光电三维成像、自动跟踪拾音等摄录设备,实现三维图形和三维音效来模拟人和环境之间场景的拾取,多个教室通过特殊的输入设备和一些能实现三维图形和三维音效的特殊输出设备,真实呈现在空气中的主课室教学光学立体影像,各分教室还可以现场与主讲教师交流。并同步录制仿真教学内容,作为课件保存录入资源库中。网络学院的学生可在课堂或家中电脑上,调用资源,远程课堂上的特殊设备也真实呈现在空气中的主课室教学光学立体影像,与现场无误。人工智能管理平台集中监测、控制和管理,教师可在办公室或家中的计算机上,利用人工智能管理平台的多媒体教学系统,远程开启网络教室,同在网络多媒体教室中的学生们实现远程点对点虚拟仿真场景答疑。可将多次答疑场景自动汇编入库,与相关课程智能结合,当点播网络虚拟课程,真实再现上课场景,学生有疑问时,可即时点击提问,人工智能管理平台随即快速智能搜索虚拟课程答疑库,如有相关知识即刻虚拟回复场景,如没有随即跳过继续上课,而此问题现场摄录保存到虚拟仿真场景答疑系统,在下次相关教师登陆远程点对点虚拟仿真场景答疑系统时,人工智能管理平台系统自动插入其中,与现场答疑无异,随答疑量增多,人工智能管理平台上的智能搜索虚拟课程答疑库容量增大,将能即时回复大多数疑难需求。
四 结束语
信息时代的到来,社会节奏的加快,知识呈现出高速增长和快速更新之势。随着科学技术的发展,还会有更多的新技术应用在教育技术中,光技术就是其中重要的一项,21世纪将是光技术应用发展的时代。
参考文献
[1]张祖忻.教育技术是一项解决教育问题的系统技术[J].现代教育技术,2006,(2):5―10.
[关键词]人工智能;国际商务课程;教学创新;能力培养
新一轮的科技革命和产业革命正在进行,大数据、云计算、人工智能等新型技术与商业模式正深刻改变人们的思维、生产、学习方式。关于人工智能对于人类社会的冲击,已有不少论著。2016年,《自然》杂志刊发谷歌的“深度心智”(Deepmind),这将会极大的扩大人的能力。2019年初,国务院《中国教育现代化2035》,提出要建设智能化校园,统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。2019年8月29日,科技部新一代人工智能发展研究中心联合罗兰贝格管理咨询公司《智能教育创新应用发展报告》(以下简称《报告》)。报告显示,人工智能有望引领教育的系统性变革,推动人才培养更加多元化、更加精准化、更加个性化。世界各国纷纷制定规划,出台相应的政策措施,推动智能教育的发展。以美国、新加坡等为代表的各国相继推出面向未来的新教育改革战略,不断制定相关政策法规,设计本国智能教育的发展蓝图。
一、未来智能社会的能力预测
未来社会各种各样的颠覆性变革,全球各种组织都在做预测。世界未来研究所[1]对未来社会需要的10中技能的预测:一是意义构建,二是社交智能,三是新颖和适应性思维,四是跨文化能力,五是计算思维,六是新媒体素养,七是跨学科能力,八是设计思维,九是认知负荷管理,十是虚拟协作。十种技能分别体现在三个层面,即人际交往能力、应用知识能力与工作技能层面。引入这些技能,旨在深入探索未来技能存在的世界,以及目前教授和衡量这些技能的方式,希望这些技能能够更充分地融入高校国际商务的课程。[2]
(一)人际交往层面——团队合作精神
人际交往层面主要指与他人有效合作,有效沟通,与不同背景的伙伴有效合作的能力,即团队合作精神。数据来源:世界未来研究所第一,跨文化能力。4个主要组成部分可以用来评估一个人的跨文化竞争力:知识组成部分、情感组成部分、精神运动组成部分以及情景组成部分。第二,社交智能。尽管社交网络平台为人们提供了更多的联系,但它们培养的深厚友谊却很少。微信、Facebook等社交平台的主流化与普及鼓励人们以新的方式思考如何建立和维持人际关系。[3]第三,虚拟协作,即作为虚拟团队的一员,能够富有成效地工作,提高参与度,并展示自己的存在感。
(二)应用知识层面——逻辑性分析信息的能力
应用知识层面主要指个体可以逻辑性的分析信息的一系列能力,具体如下:第一,新颖的适应性思维。即熟练地思考和提出解决方案,而非死记硬背或默守陈规。第二,认知负荷管理。以多种形式表现的信息流丰富的世界带来了认知过载的问题,人们只有学会有效的过滤和关注重要的信息,才能把大量涌入的数据转化为优势。第三,意义构建,即确定对方所表达内容的深层含义的能力。人工智能将取代仅仅需死记硬背、日常制造业和服务业的工作,而对机器不擅长的高层次的思维技能、不能撰写为文本的需求将会越来越大。
(三)工作技能层面——解决问题和决策能力
工作技能层面主要指个体可以成为一个问题解决者和决策者,包括计划和组织,解决问题,决策商业基础等。也就是需要如下的素质:第一,新媒体素养。由于可视化在技术时挥越来越重要的作用,过去信息的静态展示正在让位于信息图表和数据的动态模拟。第二,设计思维。从本质上讲,设计思维是一种创造性解决问题的能力,它反映了发散性思维和收敛性思维的结合。第三,跨学科能力。未来十年,专业领域将比以往任何时候都更加具有重叠性,所以跨学科的研究方法将会占据世界创新的中心舞台。第四,计算思维,即将大量数据转换成抽象概念,并基于数据的推理能力。随着人类社会中数据量呈指数级的增长,越来越多的职业需要计算思维和技能才能胜任。
二、应对能力结构变化的教育创新
未来社会中,人才能力结构的变化也会对教学模式产生新的需求,课程教学需要结合不同的能力培养目标做出相应的调整与创新,世界知名高校和一些国际组织也提出了很多创新性的教学模式。如图2所示。数据来源:世界未来研究所
(一)能力结构及思维模式
世界未来研究所提出的十种技能的背后,所体现了以下一些基本的思维模式。同理心是指正确了解他人的感受和情绪,进而做到相互理解、关怀和情感上的融洽。同理心非常有助于在虚拟空间中站在对方的角度考虑问题,增加团队伙伴之间的有效沟通。元认知对于意义构建能力十分重要。元认知知识包含三方面:学习者对于自己的认知,学习者对于学习策略和使用方法的认知。成长性思维与批判性思维在认知负荷管理、新颖和适应性思维、新媒体素养以及设计思维中起到了十分重要的作用。成长性思维是相对于固定思维提出的,固定思维者把反馈当做一种批评,成长思维乐于接受反馈,也从反馈中学习,反馈最终会产生积极的成长变化。批判性思维有助于形成自己独特的世界观,他们不会妄自评价他人,而是会站在别人的立场上,并且去了解他们的世界观。跨学科一定有两种心态组成。首先,同理心。它允许人们从另一个角度来思考问题——站在别人的立场上。其次,好奇心。许多组织,包括IBM和IDEO,都开始从“T型”素质的角度来讨论这种技能,T型素质的技能组合中既有深度又有广度。但是杨壮①教授发现:现在π型人才已经在成为主流。所谓的π型人才是针对T型人才的一种升级,从字母的样式中就可以看出,π比T的下方多了一竖,所以它代表着“两专多能”,即除了你可能在高等教育阶段获得的专业能力之外,还需要有另一项专业能力。逻辑推理能力有助于培养计算思维。未来的教育课程中应该纳入计算思维技能的发展,鼓励学生通过因果推理认知、元认知和其他技能来学习解决问题。这种模式的目的是让学生分析他们在现实世界中可能遇到的真实情况,来教授计算思维能力。[6]
(二)国内外高校教育模式创新
1.“鱼缸讨论”“鱼缸讨论”,也是一种促进学生讨论的教学小技巧,不仅让讨论者积极参与,更能让其他学生积极反馈。第一步,把学生分成两组。第一组参加讨论的学生围成圆桌坐在教室中间,就像是在被第二组观看的鱼缸里一样。第二步,坐在中间的组开始时长10分钟左右的讨论,的第二组学生要听着,并且评估第一组的讨论。第三步,做出反馈。这是学生们最感兴趣的环节,学生可以从熟悉的同学那里了解到自己的优点和缺点,有了反馈确实会使得讨论变得更加激烈。2.项目式教学PBL(Problem based learning)教学法,也叫“项目式教学”,是一种通过让学生展开一段时期的调研、探究,致力于用创新的方法或方案,解决一个复杂的问题、困难或者挑战,从而在这些真实的经历和体验中习得新知识和获取新技能的教学方法。PBL旨在培养学生的创意思维、创新能力、自主学习能力及批判思维的能力。3.跨学科课程教学自21世纪以来,美国课程改革中出现了实用导向的跨学科课程,如ICT课程,环境教育和STEM课程。STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科英文首字母的缩写,STEM教育的核心是将原本分散的4门学科自然组合成一个整体,以项目探究方式进行综合性问题解决学习,以形成相应的综合。
三、针对国际商务课程的创新
结合世界未来研究所的十项工作技能、世界一流大学以及国际组织在教育方面的改革,结合东北财经大学国际经济贸易学院国际商务硕士(MIB)专业硕士教学情况,国际商务课程实际教学提出以下思考和建议。[7]
(一)培养同理心和元认知的实践方法
一种方式是开展课外活动,以小组为单位的体验式学习活动有助于培养人际沟通和跨文化能力。例如:体验式学习周;商务礼仪情景剧等。另一种方式是线上项目,线上项目中,可以通过微信小程序、投票互动式的方法来增加课堂活跃度,争取让每位同学都参与到课程中。国际商务课程是一门既要求专业知识扎实,又需要具备优秀的人际交往能力的综合性课程。那么,在已有的小组活动中,可以在每次小组活动或者小组作业之后加入一个环节——组员互评与打分。一些课堂讨论的小技巧会有助于培养元认知的思维模式。一种方法是在课上开展限时讨论,讨论映射是一种将学生的实时讨论视觉化的方法,这种讨论技巧使学生能够从以下几个角度进行深入的思考。
(二)培养成长型思维和批判性思维的实践方法
在国际商务的案例分析中,引用PBL教学非常值得考虑。假设案例主题为跨国企业如何成功并购外国子公司,老师用一部分课时讲解完理论部分,提供参考资源之后,另一部分课时可以尝试组织PBL。一次PBL教学要分次给予问题,分次讨论。具体过程大致包括七个步骤:第一步,弄清不熟悉的术语;第二步,界定问题;第三步,头脑风暴(对可能的假设或解释进行集体讨论);第四步,重新结构化问题(对问题的尝试性解决);第五步,界定学习目标;(以上步骤为学生小组讨论);第六步,收集信息和个人学习(学生独立学习);第七步,共享收集到的和个人学习的信息(小组报告和讨论)。经过上述七步骤,完成一次PBL学习。在这个教学模式中,老师的角色是教学组织者、资源提供者、学生能力发展的促进者。学生从知识的被动接受者转变为自主学习者、合作者和研究者。在国际商务的课程中,有很多需要实际调研的案例报告,也有需要做营销策划的报告。创客空间则可以融入这种类型的报告中,结合导师的相关课题,最好有一定经费的支持,为学生的基于创造的策划提供完备的支撑。学生们可以就某个主题展开经验分享、头脑风暴、结合实际情况锻炼设计思维和表达能力,这种能力不仅适用于学校,而且也适用于未来工作中。
(三)培养跨学科能力和逻辑推理能力的实践方法
注重“国际商务专业+21世纪主题”的课程框架,希望通过超学科整合来弥补传统学科的缺点与不足,构建适切核心素养转化的课程框架。主题选择具有适当的弹性,为跨学科知识的联结提供空间。比如在国际商务课程授课内容中,注重添加区块链、人工智能以及中美、中欧关系等主题。在国内,“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品大赛是大学生创新创业实践教育最普遍和最有效的形式之一,具有广泛的群众基础和旺盛的生命力。每两年举办一届,被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。所以提倡创建跨学科小组参加“挑战杯”大赛,比如国际贸易学院、国际商学院以及工程管理学院组建团队参加挑战杯,成员对不同学科都有相当的专长和良好的基本知识:国际营销、国际文化视野以及数据分析基础,在这样的团队中,更可能激发出新的思维和优秀的方案。
(四)全案例情景式教学
不同于教师讲授知识,学生被动接受知识的传统教学模式,全案例情景式教学是以案例或情景为载体引导开展学生自主探究性学习, 以提高学生分析和解决实际问题的能力。[5]首先,准备阶段。针对国际商务专业硕士课程的专业特点,结合知识点和学生实际情况,选取合适的案例作为分析材料。其次,授课阶段。在该阶段,教师讲授知识点之后,就将案例发放给学生;接下来就是考验学生理论结合实际的能力。学生可以自发组成小组,根据案例内容,并结合自己能力和长处与小组分工合作进行案例讨论,而在这当中,教师主要的角色是组织和引导学生。最后,拓展阶段。在学生汇报案例内容之后,教师要对学生的探讨结果进行点评总结。学生也可以利用这个环节进行自查,发现自己是基础知识点薄弱还是实践能力欠缺。通过该阶段,教师可以发现学生的水平,学生也可以发现自己作为专业硕士能力缺失的部分,从而双方进行查缺补漏。
四、总结与展望
结合国外高校及国际组织已有的模式,针对未来社会所需十种能力的培养方式如何应用在国际商务课程中,提出了一系列的活动和思维模式培养技巧,如在线学习(以MOOC为主)、讨论映射和鱼缸式讨论、项目式学习(PBL)、案例分析和创客空间以及课上的投票互动式环节等,希望对国际商务课程的改革创新有实质性的辅助作用。要想在未来取得成功,需要成为适应性强的终身学习者。随着组织形式和技能要求的快速变化,要求每位个人都必须具备远见,重新评估自己需要的能力,并迅速整合合适的资源来培养和完善需要的能力,适应万众创新时代,并形成决胜未来的新的竞争优势,赢得人工智能时代世界高等商科教育领域中的话语权。注释:①杨壮:现任北京大学国家发展研究院BiMBA商学院联席院长、北京大学国家发展研究院管理学教授、美国福坦莫大学商学院副院长、终身教授,著名领导力专家。
【参考文献】
[1]InstitutefortheFuture.FutureWorkSkills2020[EB/OL].[2019-11-09].
[2]LiuJie.TheOptimizationStudyofGeneralEducationPracticeEffectinOurCountry[J].学术界,2013(12):283-290.
[3]陈妍蓓(编译).欧盟关注终身学习关键能力培养[J].世界教育信息,2019,32(10):74-75.
[4]段世飞,张伟.人工智能时代英国高等教育变革趋向研究[J].比较教育研究,2019(1):3-9.
[5]王文.案例教学法在高校市场营销教学中的应用探索[J].产业与科技论坛,2020,19(4):187-188.
[6]吴朝晖.智能增强时代的学习革命--在国际人工智能与教育大会上的发言[J].世界教育信息,2019,32(10):3-6.
关键词:中学历史课;计算机辅助教学;改进方法与设想
计算机的问世,将人类文明推进到信息时代,也必将引起教育领域深刻的革命。这场教育大变革不仅仅是教育形式和学习方式的重大变化,更重要的是将对教育的思想、观念、模式、内容和方法产生深刻影响。计算机为历史教学提供广阔的前景。陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上的讲话中指出:“信息技术是最活跃、发展最迅速、影响最广泛的科学技术领域之一。……信息技术极大地拓展了教育时空界限,空前地提高了人们学习的兴趣、效率和能动性。”但是,目前中学历史教学中计算机功能的发挥是极其有限的,而且热了一阵子之后,逐渐趋于降温。本文着重论述目前中学历史 (A1 教学中的主要缺陷,提出改进的措施,以期推动计算机技术与新课标下的历史教学的整合,促进历史 CAI 教学的研究,推进中学历史多媒体教学的深入发展。
一、中学历史课计算机辅助教学的现状
计算机辅助教学可分为初级阶段和高级阶段。初级阶段主要是框面型课件计算机辅助教学,高级阶段是系统型人工智能软件计算机辅助教学。目前国内中学历史课计算机辅助教学尚处于初级阶段。
国外自 20 世纪 50—60 年代,美国的哈佛大学、 IBM 公司的沃斯顿研究中心、伊利诺斯大学和斯坦福大学等开始程序教学 (Programmed Instruction) 以来, 70 年代微型计算机的研制成功,为多媒体教学的普及提供了条件。除美国外,法国、英国、加拿大、日本等国很快开展计算机教育。 80—90 年代多媒体技术与网络技术以及卫星通讯技术迅速发展。各国的中小学掀起计算机辅助教学的新。出现了以“教”为主的美国计算机辅助教学 (Computer Assisted Instruction ,简称 CAI) 、英国以 “ 学 ” 为主的计算机辅助教学 (Computer Assisted Learning 简称 CAL) 。目前,各国的计算机技术已应用到教育系统的各个领域,除了上述的教学以外,还应用于教育行政管理和教学管理。
80 年代,我国的计算机辅助教学开始起步。北京大学、清华大学、华东师范大学、浙江大学等高校都投入研究开发工作,推出了 BASIC 语言系统、方正奥斯等一批研究成果。 80 年代中期,计算机辅助教学得到推广。我国中小学计算机辅助教学起步虽晚,但发展甚快,与国际水平的差距日益缩小。我国经济发达地区的中小城市的中小学普遍开展多媒体教学,其教师也大多掌握多媒体教学技术,能够运用 PowerPoint 、 Authorware 、 Director 等多媒体写作工具,制作出能够脱机运行的教学课件。一批中学建立校园网,实现了辅助教学、教育行政管理和教学管理三位一体的计算机辅助教育 (CBE) 。这些学校的计算机辅助教学在教育教学诸多方面收到了显著的效益。为进一步开展计算机辅助教学奠定了基础。但是,由于起步晚,经验不足,也存在着许多问题,如:首先,没有从本质上突破旧的课堂教学模式,只是把板书制成多媒体教学框面,加上一些音像、声响等多媒体;其次,缺乏新理念的指导,计算机辅导教学仍然依据斯金纳 (B . F . Skinner) 的学习理论为基础的行为主义教学理论;第三,教师计算机技术不娴熟,在制作课件时往往故弄悬虚,中问设置了许多超级链接,把教学课件搞得机关重重,上时经常出现技术问题;第四,课件交互性欠强,教师与学生之间、学生与学生之间的交流都难以在课件教学中实现,更不用说人机交互了;第五,缺少因材施教、随机应变的教学灵活性,一旦生成课件就只能运行,无法修改,不利于教师因材施教和临场发挥。因此,历史教师必须学习先进理念和熟知优秀教学课件的基本要求,并掌握一定的计算机教学技巧和尝试人工智能软件教学。
二、计算机辅助教学的改进方法与设想
计算机技术在中学历史教学中应用与拓展,需要科学理论的支持,需要先进理念的指导、先进教学方法的采用与计算机技术的支持。笔者在教学实践中得出一些改进方法,并提出新的设想:
1 .学习先进教育理念
目前历史计算机教学存在诸多问题的根本原因是教师缺乏科学理论和先进理念作为理论基础。对中学历史计算机辅助教学的改进具有指导意义的有:
(1) 三大传播理论。 “ 四大要素决定论 ”—— 贝罗 (D . K . Berlo) 认为,传播过程有四个大要素:信源、信息、通道、受者。传播的效果是由四个要素以及它们之间的关系共同决定的。“传授双向互动论”——施拉姆 (W . Sehramm) 认为,传播过程是一种双向互动的过程,传者和受者都是传播的主体。受者不仅接受信息而且对信息做出积极的反应。“传播五 W 论”——拉斯威尔 (H . D . Lasswall) 认为:要描述什么叫做传播,可以概括成五 W : wh0 ,传播者是谁; What ,传播内容说什么; Which Channel ,传播的通道是么途径; TO whom ,接受者是谁,即对谁说; With What Effect ,传播达到什么效果。
(2) 两种学习理论。 “ 认知主义学习理论 ” 与 “ 建构主义”,代表人物有皮亚杰、纽厄尔等,基本观点: a .学习是认知结构的形成,要通过学习者的主观作用来实现。新学习的知识必须附着在原有知识结构的“附着点”上。只有学习者将外来的刺激同化于原有的认知结构中,才能发生有效的学习。 b .学习凭智力与理解,绝非盲目的尝试。 c .学习过程是信息加工过程,人脑好似电脑,应建立学习过程的计算机模型。认知理论认为新知识一定要以旧知识为附着或抛错点,认知的发展过程是同化、顺应、平衡。 [2] 这两种新教学理论要求历史教师开发教学课件时做到 a .利用多媒体优势,帮助学生建立新旧知识的联系。历史教学软件必须引导学生把已学的历史知识与将要学习的历史新知识建立起紧密地联系。 b .对旧历史知识的整理科学越明晰,越有利于新知识附着,使计算机多媒体辅助教学优势充分发挥。 c .教师以引导者的身份发挥教学的主导作用,参与学生的知识建构过程。除帮助学生建立与旧有知识的关系 ( 同化 ) 外,还要在课件中揭示新旧历史知识的矛盾,如新航路开辟带有中西文化的冲突,资本主义萌芽与商业危机的矛盾,旧商路与新航道反差等等,并逐个问题加以解决,使学生知识结构改变 ( 顺化 ) ,最后进行整合,达到平衡。
2 .确定制作优秀 CAL 教学课件的基本要求
运用计算机技术开发优秀历史课件必须具备如下优点:
(1) 优良的教育功能:即特效性、领先性、科学性。历史是过去的陈迹,我们无法把学生带入过去的历史时代,但历史总会遗留下一些文字资料,实物等遗迹,通过计算机技术一定程度上可以“再现”历史,起到特有的、无以取代的历史教学效果: a .特效性。能为历史教学提供一种最佳的、多维的表示,传递和处理历史信息的方法和技术的途径,使学生进入了视听并用,抽象逻辑思维与具体形象思维共同参与学习过程的多维动态环境。突破抽象逻辑思维的难点,用虚拟现实的概念与技术,把已过去的学生难以能及的历史现象带到学生面前,使教学活动更加符合人的自然思维,从而获得特别优良的历史教学效果。 b .科学性。教学内容能准确地反映历史发展的客观规律,突出重点。具体表现为教学目标明确恰当。对历史大纲 ( 课程标准 ) 、教材 ( 课本 ) 与学生 ( 教学对象 ) 三者的关系处理恰当,各种媒体信息都必须为了表现某一个历史知识内容,为达到某一层次的教学目标而设计。符合教学规律。优秀历史课件必须符合历史教学的一般规律,处理好教学内容的难度、深度、广度三者之间的关系。 c .领先性。体现当代教育观念、教学思想和多媒体课件发展方向。
(2) 娴熟的计算技术:即技术性、艺术性、智能性。创作一个历史教学软件,要特别注意课堂教学的效率与效果,不可因计算机技术问题,影响了历史教学的效度。 a .技术性。课的可用性与可靠性。程序有较强的交互能力,保证教学过程不受干扰,不因学生错误操作而产生错误甚至停止运行。课件使用方便、教师调整灵活,学生控制灵活。能较好地利用计算机软硬件资源,软件容易维护,人机交互有较高水平,课件安装或下载使用方便。 b .艺术性。具有友好人机交互界面。窗口、菜单、按钮、图标及快捷键都必须美观并符合历史教学规律。另外,教与学都是紧张的脑力劳动,尽量做到简洁清新,切忌罗列繁烦复杂的知识条目。 c .智能性。具有诊断、评价和反馈能力。
3 .掌握一定的计算机教学技巧
教师扎实的专业知识和先进的教学理念都必须落实到计算机技术之上。计算机技术主要体现在课件设计、采集资料、制作等各个环节。
(1) 课件的设计。课件的设计是课件开发的重要阶段,是按课件的历史教学需要及软件工程的方法对课件进行综合全面的设计。主要是设计课件制作方案,课件演示方案。包括教学目的、流程的教学方案。 a .设计好历史教学方案。教学流程设计要体现历史教学的规律,要历史教学内容划分成若干教学单元,各单元之间或按历史事件时间顺序或按历史时件的逻辑顺序绘制出教学单元的流程图。要考虑通过课件的教学能否在突出重点,突破难点,增强记忆,启发思维方面收到传统教学不能达到的效果。同时还要设计出在什么时候使用声、文、图、动画多种媒体的合理组合,使这些多媒体资料为教学服务。 b .设计课件制作方案。首先要考虑所开发的最后产品是什么。是用于班级课堂教学交互性教学,还是网上自学;是模拟演示还是资源积件。其次是考虑课件的结构类型,是固定结构型、生成型,还是智能型结构,控制策略是线性型、分支型还是混合型。
(2) 素材的收集与编采。资料的搜集可以到图书馆、校园网、因特网、电视台、校电教中心、 VCD 光盘及其他磁盘、自制数码摄影,甚至于超市等收集。如要做中国的发展的教学课件,可以“ A 日擒雕牌 ” 炼乳为例,这只商标是近代温州民族资本家吴百亨同英商争夺浙江市场中产生的,对中国产生的背景、民族资本家的革命性都很有说服力。历史资料收集的主要网站有:人民教育出版社 ( 教材及大纲 )www . pep . tom . cl /。中学历史教学 http : //www . yb2hs . com . cn / teacher / net / his/。中学历史教学资源网 http ://ajl . teacher . 100point . corn /。资料的采集指对已收集的资料进行加工制作。声音素材对采样频率,量化位数、声道板进行选择。动态视频图像须对这些素材进行混合、反向、回音、调节音量、修改频率、转换格式、修改声道、移动割拼、添加文字等编辑。历史课件会使用大量的原始图片、图表、录象,这些素材的制作加工,尤要精美细致。
(3) 课件的制作与开发。课件设计和资料采集完成之后,就进入课件制作与开发阶段。根据历史教学需要选用多媒体写作工具。由于历史课件需要展示大量的历史图片等资料,又加上时间紧迫,所以平时教学可用使用简便、制作方便的页面式卡片为基础的幻灯型课件制作软件,如 toolbook 。如果教学内容复杂,课件结构联接较为复杂的课件,比如树型结构,可以用以图标为基础的流程图型 Authorware 和以时间为基础的时基型软件,如 Director 、 Action 。用于网上,可用远程多媒体课件制作工具 Frontpage 。
(4) 课件的美工修改。历史课件最终都是以界面、框面的形式展示给学生。要把死的历史变活,很大程度上处决于历史软件的界面与框面美感教学效果,因此,界面、框面的设计必须遵循美学法则。人的美感来源于视觉与听觉。而视觉、听觉效应往往与人的生理、心理、情绪、文化素养有着紧密的联系,课件的图像、动画、音像通过视觉与听觉反映于神经中枢,使学生感到友好、亲切,产生美感,所以必须美学工艺知识同心理学知识紧密结合对课件修改。
(5) 尝试人工智能软件教学。只有开发人工智能教学软件,才能使我国中小学的历史计算机教学进入一个新阶段。人工智能教学软件是指计算机能够利用历史史实等教学信息,生成教学问题,用较强的自然语言理解能力和逻辑推理能力回应学生提出的历史问题的教学工具。
基于人力、物力、时间和计算机技能因素,笔者只做了极为肤浅的尝试,介绍如下:
借助 Frontpage 作为基础,研制提供学生学习、教师教学的双向互动和人机交互的计算机历史教学环境。它分成学生学习模块与教师教学模块:在线学习的学生可以随时打开教师教学模块作为课堂教学的辅助与补充,教师可以随时打开学生模块,察看、监控学生学习历史的过程与结果。
整个过程是学生选定目标,查看教师提供的学习建议,完成学习内容,提交教师布置作业,分析计算机作出作业批改,最后上传到教师模块。
教师教学模块把教学目标也分为三等,系统会根据历史教学目标提议教学策略,并给出相应的历史教学内 容。教师可对教学内容任意增减。教学资料是根据课堂教学实际情况选用的资料。全部系统工作可通过计算机清晰地显示给学生,体现出历史教学过程中教师与计算机、教师与学生、学生与学生及学生与计算机的互动。
此外,还可以利用国外较为成熟的智能计算机教学软件智能导师系统 (ITS) 和人工智能化教学环境 (AIBLE) 在历史教学中进行尝试,等等。
参考文献:
计随着计算机网络的发展和Internet的广泛应用,利用互联网进行辅助教学正在成为教学研究的热门方向。网络辅助教学作为对课堂教学的延伸与补充,可以突破传统教育在时空上的限制,充分利用现代化的教学手段和多种教学资源,以网络辅助教学系统为支撑工具,提供学习、答疑、讨论以及作业处理等一系列教学过程,为师生提供一个良好的教与学的环境。
一、计算机辅助教学与传统教学相比的优势
在传统的教学模式中,教师通常使用文字、动作等表达方式把知识传授给学生。为了直观起见,有时教师会借助一些实物、教学仪器和插图等辅助教学工具来演示和阐述需要讲解的内容。这些教具在教学中当然足不可缺少的,但它们也有其局限性。如天体运行或分子的热运动,无法用实物展示。而计算机辅助教学弥补了以上所述教具之不足。计算机辅助教学的优势主要体现在以下几个方面:第一,有利于突出重点、突破难点、化抽象为直观。采用多媒体,把一些抽象、复杂的动态变化过程真实化、形象化,化抽象为直观,化难为易,突出重点;第二,有利于增大课堂容量,提高课堂效率。计算机辅助教学能够提高学生能力,有利于培养学生的科学方法,从而全面完成素质教育的任务;第三,有利于优化课堂结构,加强指导教材中的一些重要内容。
二、系统的主要功能
计算机课程网络辅助教学系统的主要功能有:
(一)在线学习功能
教师对教学内容认真研究探讨,根据学生实际情况将教学内容划分为不同层次,以不同的方式进行组织,利用网络教学系统方便地制作成电子讲义和多媒体课件,存放在教学服务器中供学生使用,并能对其进行安全有效的管理。由于教学内容根据难易程度进行了不同层次的划分,学生可以根据自身情况选择性学习,便于实现分层次教学。同时由于学生学习不受时空和内容的限制,为学生的自主学习提供了良好的环境。
(二)在线作业功能
教师能够在线布置作业,接收学生递交的作业并在线批阅。学生能够在网上查看与自己所学课程相关的作业,下载或在网上完成后提交,并能查看本人作业的批改情况。
(三)在线考试功能
提供教师在线出题、阅卷、成绩管理(录入、修改、删除等,教师必须有相应权限)以及题库管理(增加题目、删除题目、修改题目等)功能。学生可以随时在网上参加考试或进行自我测试,并查看测试结果,从而检验知识掌握程度,为下一步的学习提供依据。
(四)实时交流功能
课后,教师和学生能够通过网络方便地进行实时或非实时交流,教师可以针对不同类型的学生进行学习指导,学生也能把自己的要求及时反馈给教师,从而实现课程讨论、答疑等功能,师生之间可以就某些问题进行讨论,有利于学生进行协作式学习。
三、计算机辅助教学技术发展趋势
1 、基于网络的计算机辅助教学
网络的计算机辅助教学具有自身的优势。计算机辅助教学的发展是学生和教师通过计算机网络进行课题内容的学习、讲授、练习和测试。它的主要优点是不受地域的限制,能够方便地做到大量资源共享、软件运行速度快和易于研制。网络的计算机辅助教学有3个组成部分,即网络多媒体课件系统、网络多媒体教室系统和网络远程教学系统。通过校园网和远程工作站相连,开展远程教学活动。
2、 虚拟现实技术的应用发展
虚拟现实技术的应用,为学生创建更接近真实的学习环境。虚拟现实技术是20世纪兴起的一门综合性信息技术,它融合了数字图像处理、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术。虚拟现实技术生成的视觉环境和音效在教育领域内有着极其巨大的应用前景。虚拟现实学习坏境有利于激发学生的学习兴趣。与此同时,虚拟现实技术应用于教学过程后,可以有效促使教学手段向科学化方向发展,其变化可以体现在互动启发式教学、发现式教学、协同工作式教学和情境式教学等方面。
根据会议安排,现做如下表态。
近两年来,****中学紧紧围绕**、市教育局创建“互联网+教育”示范区的目标要求开展工作,通过科研切入,电教开道,以“能用、管用、够用、常用”为标准,积极开展行动,扎实做好“互联网+教育”建设工作。
一、基本情况
我校2008年建成校园局域网,千兆到楼宇,百兆到桌面。300m光纤接入到学校,现有学生机房9个,学生机558台,生均比达到8:1。2014年后所有班级都陆续配置了86寸触控一体机,并实现了100m宽带进教室。学校建成ip广播和模拟广播各一套,录课室一间,名师大讲堂二间,人工智能活动室一间,数字模拟实验室三间,学校安防系统一套,并依托电子资源网点使用及**教育云平台的推广,建立了名师工作室,达到了教师空间、班级和学生空间100%的开通率。
二、明确目标任务
(一)实施网络学习空间应用、培训计划。推进教育云平台深入应用和优质教育资源建设,强化网络空间培训。内引外联,成立学校教育云应用培训团队,做好与**、**市培训团队的对接与合作。同时普及深化网络空间应用,为师生注册开通**教育云网络学习空间,建立人人皆学、处处能学、时时可学的泛在学习环境。
(二)促进“互联网+”创新素养教育深度融合。着力打造名师网络工作室、创新素养与教育精品示范课品牌效应,积极探索创新素养教育。建立青少年科学工作室,开展创新素养教育培训研讨活动。
(三)开展数字校园达标建设。积极开展“数字校园”建设试点,积极推动教师利用智能助手和情境化教学资源,开展教学探索,同时组织教师积极参加基于**教师网络研修平台的全员智能研修,促进现代信息技术在学校管理、教育教学、学生评价等方面的综合运用,促进信息技术“课堂用、经常用、普遍用”的新常态。
(四)实现党建工作智慧化。建强网上党建工作阵地,增强线上线下立德树人合力,用好网络思政平台。
三、强化工作保障
1.结对保障:推进与上海市市西中学《关于“互联网+教育”合作互助协议》的落实与实施,加强与**一中、**三中等市内外兄弟学校在“互联网+教育”建设方面的共建互助。
2.制度保障:制订各班设施使用登记制度、和教师“办公电脑使用制度责任书”“各班教室教学设备使用与管理责任”,并“互联网+教育”校本培训。
“互联网+教育”智慧校园建设工作总结
我校自智慧校园创建开始,学校领导非常重视此项工作,严格按照上级主管部门的要求,积极筹划,仔细部署,认真落实,取得了一定的成绩,现将本学期创建工作总结向领导汇报。
一、已经落实的工作
1.制定了各项规章制度
为确保智慧校园创建各项工作的有序开展,创建领导小组制定智慧校园管理、使用、人员培训等系列制度,从创建之初就从严要求,严格按照制度和要求执行。
2.加强教师队伍建设
智慧校园的建设离不开广大教师的参与,而教师能力水平决定着智慧校园创建的标准。为此,学校多方面结合:第一,学校邀请区教体局领导专家指导我校的创建工作;第二,校内定期开展教育信息化的新知识、新技术及新媒体的应用专题培训,开展各学科优课展示、师徒听课等活动,有效推动信息技术与学科教学的有机融合;第三,学校安排领导和教师外出参观学习,学习国内智慧校园创建的最新理念,学习外单位智慧校园创建的创新做法;第四,进一步落实完善三个课堂工作,以班带班、以校带校,实现优质资源均衡共享,落实在线互动课堂常态化。另外,学校还邀请合作企业派驻技术人员进行专项培训等,通过培训指导,提升教师的新媒体新技术应用水平。
3.重视对硬件的投入
目前学校现有教师108人,基本实现每人一台笔记本电脑,师机比达1:1,学生1356人,学生机222台,生机比6.5:1。学校有28个教学班均配有班班通计算机、交互式白板一体机。千兆进校,百兆进班,教师办公地点和试点班级安装无线路由,做到无线覆盖。建有基于校园网络的数字监控、智能安防、访客系统等。做到数字资源班班通,学习平台人人通。
4.加强平台的管理应用
在校园教育教学管理中初步使用云校家系统。包括:电子课程表、移动讲台、课前导学、在线检测、课后练习、设备保修、会议安排、场馆申请、问卷调查、电子备课、网络素质评价。智慧管理系统涵盖学校各职能部门、各管理层面的日常管理工作,涵盖校务、教务、资产、人事等业务流程,通过全方位数据采集汇聚和智能分析,为管理决策提供科学支撑。
5.我校认真落实市级、区级学习培训计划。本学期全校教师于5月18日全员参加了自治区统一安排的中教云数字教材入校培训;6月11日,信息部针对全校功能室人员展开了“中小学教育装备管理信息系统”操作培训。校内大力开展计算机网络应用培训、智慧课堂培训、在线互动课堂教学培训等各类信息化培训,为老师更好的使用信息,提高课堂效率打下基础。
6.学校每月定期更新全国教育信息化工作进展信息系统,及时上报学校的最新数据,为上级部门把握工作进展和部署下一步工作提供参考数据。
7.学校积极推动“个人空间”建设应用。在“宁夏教育云”上共享教学资源,书写教学心得,迸发出教育思想的火花;学生登录“个人空间”,下载教学资源,讨论问题,交流心得,共同进步。
8.在线互动课堂常态化教学
“在线互动课堂”这种新的教学方式,使教师和学生不用出课堂,就可以实现交流和互动资源共享,不仅有利于提高教师的专业水平,调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣,而且有利于实现优质教育资源共享,缩小地区教育差距,确保教育的公平。
同时,“在线同步互动课堂”的实施也让教学点的教师改变了传统的教育观念,在教学过程中获得了优质教学资源的同时,教育技能和教学水平均得到了不同程度的提高。刚开始我校实施“在线互动课堂”教学时,教师因为不适应这种新的教学模式,加上计算机操作水平不高,导致课堂效果不太好。学校领导及时组织相关学科的教师深入“在线互动课堂”听课,对每堂课的主讲教师进行点评和技术指导,帮助教师答疑解惑。经过一年多的教学实践,教师都能熟练地操作计算机,运用各种网络教学资源,实现“在线互动课堂”的有效互动。教师经常通过“在线互动课堂”教学进行教学交流,相互沟通,进一步促进了教学水平的提高。
9.本学年学校组织了人工智能与教学融合的各类公开课,有骨干教师“教学助手与课堂教学深度融合”示范课;高级教师“现代信息技术与教学融合”观摩课;“在线互动课堂”数学教师联片教研的同课异构课;青年教师“人工教学助手与课堂教学深度融合”优质课竞赛。通过各类公开课、竞赛活动促使教师在课堂教学中对智能教学助手的应用常态化、自觉化。
二、着眼未来,持续发展,总结反思
创建智慧校园,是为了更好地服务教育教学。着眼未来,我校将智慧校园建设纳入长远发展之中。
1.进一步加大硬件的投入。我校有28个教学班级,其中9个教学班配备了鸿合一体机,其余19个教学班均为以前的希沃一体机,目前部分电脑已经接近使用年限,故障频发。今后将计划为这些教室更新装配新的交互式一体机,为教学提供硬件支撑。
3.加强教师队伍建设,重视平台的融合应用。教师队伍的水平,决定教育教学的质量。我校派出教师学习培训的力度还不够,今后将进一步加大培训,请进专家学者开设讲座,加强自身学习,不断提升教师自身素质,为教学提供人才支撑。
学校现有多项教学平台、同时有些学科还开始使用多种APP教学软件服务教学,今后将继续开发这方面的创新使用案例,进一步探索运用免费资源。