時(shí)間：2023-06-25 16:29:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能研究性學(xué)習(xí)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】CSCL Moodle 研究性學(xué)習(xí) 智能機(jī)器人
【中圖分類號(hào)】TP242 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）04-0008-02
一 CSCL、Moodle、研究性學(xué)習(xí)的概述
1.CSCL簡介
關(guān)于CSCL，最早要追溯到1989年，在一次國際的學(xué)術(shù)會(huì)議上第一次提出的“計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)”，一直到現(xiàn)在，它作為學(xué)習(xí)科學(xué)的一個(gè)分支研究領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展與廣泛的關(guān)注。對(duì)它的定義，根據(jù)Koschmann等人的解釋：它是一種教學(xué)技術(shù)模式，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)（尤其是多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）來建立協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，輔助和支持協(xié)作學(xué)習(xí)方法來進(jìn)行學(xué)習(xí)。
2.Moodle簡介
Moodle一詞是Modular Object-Orented Dynamic Learning Environment（模塊化面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境）各詞首字母的縮寫。Moodle在國內(nèi)被形象地比喻為魔燈，即能為教學(xué)帶來福音的神燈，是一個(gè)開源的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，它的出現(xiàn)為學(xué)生的課內(nèi)外學(xué)習(xí)搭建了一座橋梁，能使教師基于網(wǎng)絡(luò)去管理他們的課堂、課程、作業(yè)、活動(dòng)、測驗(yàn)、考試和資源等，學(xué)生只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方，便可以登錄學(xué)習(xí)。
3.研究性學(xué)習(xí)簡介
研究性學(xué)習(xí)有廣義和狹義之分。廣義的研究性學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)方式，即指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在學(xué)習(xí)生活和實(shí)際中確定適合的主題，以研究的方式去獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)和解決問題的主動(dòng)探究的一種學(xué)習(xí)方式。狹義的研究性學(xué)習(xí)專指一門課程。
本文中的研究性學(xué)習(xí)指的是前者，是以一種學(xué)習(xí)方式存在的研究性學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變以往傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，將其應(yīng)用于其他學(xué)科。這樣，不僅能促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，增強(qiáng)他們的研究意識(shí)，還能培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力，同時(shí)提高他們的創(chuàng)造力。
二 基于CSCL機(jī)器人創(chuàng)新教學(xué)研究性學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
1.構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)協(xié)作空間
研究性學(xué)習(xí)中整個(gè)過程的進(jìn)行都是通過小組協(xié)作完成的，因此平臺(tái)中協(xié)作空間的構(gòu)建尤為重要。
要確立研究性學(xué)習(xí)協(xié)作學(xué)習(xí)小組，首先要在Moodle上開設(shè)“人形機(jī)器人”研究性學(xué)習(xí)課程，其中小組模式選擇采用分隔小組，且在“強(qiáng)制”中選擇“否”，以便于對(duì)學(xué)生的分組管理，其中可以通過“選題我來說”討論區(qū)和“分組聊天室”來確定研究性學(xué)習(xí)協(xié)作學(xué)習(xí)小組，這些由學(xué)生的共同興趣來決定。討論區(qū)和聊天都設(shè)置為“無”小組模式。考慮到八年級(jí)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力一般，在“選題我來說”討論區(qū)中人形機(jī)器人外觀結(jié)構(gòu)研究性學(xué)習(xí)相關(guān)課題參考及思路，并讓學(xué)生通過討論區(qū)說出自己對(duì)人形機(jī)器人感興趣的結(jié)構(gòu)。聊天室是為了便于學(xué)生更方便地交流，找到志趣相投的學(xué)生自由組成研究性學(xué)習(xí)小組。學(xué)生分好組，確定研究課題方向，將小組成員上報(bào)。教師根據(jù)對(duì)學(xué)生的了解，對(duì)研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使得每一組都是組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)，并確定每一小組的組長，每個(gè)小組成員為5名學(xué)生。
協(xié)作學(xué)習(xí)小組確立后，進(jìn)入研究性學(xué)習(xí)準(zhǔn)備階段的設(shè)計(jì)研究計(jì)劃階段，小組進(jìn)行小組分工，確定具體選題題目，設(shè)計(jì)研究方案。根據(jù)研究性學(xué)習(xí)需進(jìn)行小組協(xié)作、搜集整理資料、形成成果、評(píng)價(jià)這些過程。這只是開展研究性學(xué)習(xí)每一過程的負(fù)責(zé)人，在研究過程中并沒有具體分工。通過基于Moodle的CSCL平臺(tái)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)課題研究，教師需要建立協(xié)作學(xué)習(xí)互動(dòng)空間，包括“協(xié)作聊天室”“資源共享討論區(qū)”、Wiki“小論文撰寫”等，都是采用分隔小組模式，便于小組間的交流協(xié)作。Wiki“小論文撰寫”是小組一起協(xié)作撰寫論文，匯集了大家的思想。以上三種活動(dòng)由指導(dǎo)老師及小組中的協(xié)作學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)人建立并引導(dǎo)學(xué)生開展協(xié)作學(xué)習(xí)，除此之外，師生、生生還可以通過E-mail進(jìn)行交流互動(dòng)。
2.構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)資源空間
在研究性學(xué)習(xí)實(shí)施階段搜集資料是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。研究性學(xué)習(xí)資源的開發(fā)分為兩部分，一部分由教師在Moodle上通過編寫文本頁、編寫網(wǎng)頁和鏈接文件或站點(diǎn)的形式資源；另一部分在聊天、討論區(qū)、Wiki等協(xié)作模塊動(dòng)態(tài)生成，或?qū)W生通過討論區(qū)將自己搜集的資源進(jìn)行共享。在資源空間，教師如何根據(jù)機(jī)器人外觀設(shè)計(jì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的資料。動(dòng)態(tài)生成的資源也貫穿于研究性學(xué)習(xí)的各個(gè)階段。
在了大量資源后，教師需要對(duì)資源進(jìn)行管理。資源中的文件夾創(chuàng)建要有條理，以便進(jìn)行更好地管理。對(duì)于師生、生生之間互動(dòng)的動(dòng)態(tài)資源，Moodle能夠保存聊天記錄、論壇回復(fù)帖子以及Wiki的創(chuàng)作歷史，并且教師可以管理信息，總結(jié)有效資源，形成新的資源并進(jìn)行。
3.形成研究性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)空間
研究性學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)是貫穿于研究性學(xué)習(xí)過程的多元評(píng)價(jià)，具有多元性、全程性、發(fā)展性和多樣性的特點(diǎn)。
在基于Moodle的CSCL平臺(tái)上開展研究性學(xué)習(xí)，其評(píng)價(jià)也具有傳統(tǒng)研究性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)特點(diǎn)，具體評(píng)價(jià)從以下三方面展開：
第一，在開展研究性學(xué)習(xí)之前，教師需要對(duì)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)情況有所了解，采用診斷性評(píng)價(jià)。“研究性學(xué)習(xí)情況調(diào)查問卷”就是教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行診斷性評(píng)價(jià)，其中協(xié)作空間中的“聊天”“選題我來說”討論區(qū)和“分組聊天室”，通過與學(xué)生的交流，也可以對(duì)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)情況進(jìn)行診斷測評(píng)。
第二，形成性評(píng)價(jià)是研究性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中最重要的評(píng)價(jià)，對(duì)于研究性學(xué)習(xí)實(shí)施階段的評(píng)價(jià)采用形成性評(píng)價(jià)。形成性評(píng)價(jià)是多元性的，有教師評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)，其中“互動(dòng)評(píng)價(jià)”具備了這三種評(píng)價(jià)。教師添加“資源評(píng)價(jià)”的互動(dòng)評(píng)價(jià)，學(xué)生上傳整理過的資源，上傳之后對(duì)自己的進(jìn)行評(píng)價(jià)以及對(duì)小組中其他組員搜集的資源的評(píng)價(jià)，小組指導(dǎo)老師對(duì)小組成員進(jìn)行打分。同時(shí)教師在平臺(tái)上查看每位學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄并進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過“師生名錄”查看學(xué)生的詳細(xì)信息，包括最后登錄時(shí)間、參加每個(gè)活動(dòng)的情況和的帖子以及博客。
第三，總結(jié)性評(píng)價(jià)包括在研究性學(xué)結(jié)階段進(jìn)行的評(píng)價(jià)以及研究性學(xué)習(xí)結(jié)束進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)。其中，總結(jié)階段的評(píng)價(jià)分為對(duì)學(xué)生心得報(bào)告的評(píng)價(jià)和成果展示的評(píng)價(jià)。對(duì)于研究性學(xué)習(xí)的綜合評(píng)價(jià)通過Moodle中的“報(bào)表”功能了解學(xué)生在平臺(tái)上參與研究性學(xué)習(xí)的情況。
三 小結(jié)
利用Moodle構(gòu)建CSCL平臺(tái)，充分發(fā)揮了在協(xié)作空間、資源空間和評(píng)價(jià)空間三方面的優(yōu)勢(shì)。此平臺(tái)突破了時(shí)間和空間的限制，全面地展現(xiàn)了問題情境。同時(shí)，學(xué)習(xí)者的分組方式更加靈活，其中包括了交互性、協(xié)作性、開放性、個(gè)性化和資源共享等特點(diǎn)。研究性學(xué)習(xí)重在培養(yǎng)全面發(fā)展的人，這需要學(xué)習(xí)者之間進(jìn)行小組協(xié)作學(xué)習(xí)與查閱資料，并需要新型的評(píng)價(jià)方式。將基于Moodle的CSCL平臺(tái)應(yīng)用于研究性學(xué)習(xí)中，能有效改善以往研究性學(xué)習(xí)中存在的不足，轉(zhuǎn)變學(xué)生的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，更好地進(jìn)行協(xié)作研究課題，學(xué)生將學(xué)會(huì)與人交流合作的技能，分享信息成果，更好地進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
[1]陳曉慧、阿不都卡德爾·艾買爾.CSCL定義的演變和國際CSCL會(huì)議的主題變革[J].中國電化教育，2009（5）：21～24
[2]林軍來.基于Moodle平臺(tái)的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建與實(shí)踐探究[D].華東師范大學(xué)，2009
[論文摘要]研究性學(xué)習(xí)是倡導(dǎo)以學(xué)生的自主性為基礎(chǔ)的一種新型的學(xué)習(xí)模式，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究性學(xué)習(xí)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為媒介和手段來改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)理念和學(xué)習(xí)方式，突出現(xiàn)代信息技術(shù)教育的作用，開展研究性學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力．文章就網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下課程的研究型學(xué)習(xí)為例，提出適合于課程實(shí)踐性較強(qiáng)的幾種新的教學(xué)策略．
隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步滲透到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域．由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自身的特點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的交互性，通過人機(jī)對(duì)話與人工智能化，進(jìn)行計(jì)算機(jī)各部件工作原理的模擬和仿真，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放性加深了人與人之間的交流與合作，網(wǎng)絡(luò)的超文本鏈接和資源共享，有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)．國家教育部從2000年開始推出的各種課程教育計(jì)劃中把“研究性學(xué)習(xí)”作為重要內(nèi)容列入其中，首次成為我國基礎(chǔ)教育課程體系的有機(jī)組成，這被公認(rèn)為我國當(dāng)前課程改革的一大亮點(diǎn)．國外自20世紀(jì)90年代以來，自主性、開放性、研究性學(xué)習(xí)的課程已構(gòu)成許多國家課程改革的突出特征，如美國的“自然與研究”、“設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”，英國的“社會(huì)研究”、“設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”，法國的“綜合學(xué)習(xí)”，日本的“綜合學(xué)習(xí)時(shí)間”等，這類課程都注重和強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中的科學(xué)探究和科學(xué)體驗(yàn)，注重培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)．
1網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的研究性學(xué)習(xí)特征
從課程發(fā)展角度來看，研究性學(xué)習(xí)課程及信息課程的整合研究已成為當(dāng)前課程改革的熱點(diǎn)問題．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境拓展了學(xué)習(xí)的時(shí)間與空間，因此，倡導(dǎo)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展自主性學(xué)習(xí)，其實(shí)質(zhì)就是一種以網(wǎng)絡(luò)為背景的探究性的教與學(xué)．它是以課堂教學(xué)的過程為基礎(chǔ)，以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行交流與協(xié)作．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》研究性學(xué)習(xí)，是指以網(wǎng)絡(luò)為媒介，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的資源共享、交互學(xué)習(xí)、超文本鏈接等特征，在教師或?qū)＜抑笇?dǎo)下，從理論和實(shí)踐中選擇和確定相應(yīng)專題，以小組討論方式，展開組裝與維護(hù)綜合性活動(dòng)．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程研究性學(xué)習(xí)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1．1研究性學(xué)習(xí)的自主性與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的交互性
研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容的具體選擇與設(shè)計(jì)，可以根據(jù)學(xué)生、學(xué)校及課程的具體條件靈活地選擇．網(wǎng)絡(luò)自身的交互性特征可以不受時(shí)空的限制，采取豐富多彩的交互方式，打破地區(qū)的界限進(jìn)行協(xié)作交流，如利用BBS、E-mail、網(wǎng)絡(luò)聊天室、電子公告欄等，在學(xué)生與教師之間，學(xué)習(xí)伙伴之間，學(xué)習(xí)者與專家之間展開學(xué)習(xí)，討論問題，從而促進(jìn)信息的相互交流，這有利于提高學(xué)習(xí)者自主發(fā)現(xiàn)和自主探究的學(xué)習(xí)能力．
1．2研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐性、應(yīng)用性和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的生成性
有效借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以完善學(xué)生的智能結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生人格的健康發(fā)展．學(xué)生利用所學(xué)的理論知識(shí)與計(jì)算機(jī)模擬有效結(jié)合，可以獲得實(shí)際應(yīng)用的真切體驗(yàn)．因此，借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投資，降低教學(xué)成本，同樣使學(xué)習(xí)者的認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)不斷加深，創(chuàng)造性的火花不斷進(jìn)發(fā)．
1．3研究性學(xué)習(xí)的靈活性、多樣性和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的廣泛性
這門課程研究性學(xué)習(xí)正是有了內(nèi)容廣泛性和活動(dòng)形式的多樣性，所以適應(yīng)了學(xué)生群體智能的多元傾向與學(xué)習(xí)方式的多樣性選擇．而網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下各種可利用的資源豐富，信息更新速度快，在教師有效組織的前提下，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以為每個(gè)學(xué)習(xí)者提供不同需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和實(shí)踐對(duì)象；而各種層次的學(xué)習(xí)者，幾乎都可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中在線點(diǎn)擊或找到自己感興趣的學(xué)習(xí)資源，從而產(chǎn)生探究欲望和積極性．網(wǎng)絡(luò)
環(huán)境的開放性和多樣性可以使學(xué)習(xí)者盡早形成合作、資源共享意識(shí)，同時(shí)，因?yàn)閷W(xué)習(xí)參與過程，從而使學(xué)習(xí)者獲得尊重且產(chǎn)生成就感．
1．4研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)境、氣氛的愉悅性和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的趣味性
哪里有興趣哪里就有記憶．研究性學(xué)習(xí)應(yīng)針對(duì)每一個(gè)學(xué)生的興趣愛好和主觀要求進(jìn)行活動(dòng)設(shè)計(jì)．研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容安排，如果以分組競賽的形式組織活動(dòng)就能激發(fā)學(xué)生的好勝心．倘若教師安排的活動(dòng)有吸引力，還能激勵(lì)學(xué)生樂學(xué)、好學(xué)的志趣，同時(shí)為學(xué)生創(chuàng)造趣味性強(qiáng)、寬松活潑的學(xué)習(xí)氛圍，容易形成平等、民主、合作的師生關(guān)系．因此，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程中，可以根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容特點(diǎn)，把學(xué)習(xí)者提出的具有價(jià)值性的問題，以多媒體的方式將問題情景化，呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)習(xí)者增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，產(chǎn)生探究的欲望，進(jìn)而學(xué)會(huì)創(chuàng)新．
2網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研究性學(xué)習(xí)的組織形式和教學(xué)模式建構(gòu)
2．1網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教師角色的轉(zhuǎn)變
研究性學(xué)習(xí)過程中學(xué)生通過直接體驗(yàn)和探究獲得直接經(jīng)驗(yàn)，其專題性、開放性、實(shí)踐性和綜合性的特點(diǎn)，決定了教師在研究性學(xué)習(xí)過程中的角色是充當(dāng)活動(dòng)的組織者、情感的支持者、學(xué)習(xí)的參與者和信息的咨詢者．教學(xué)過程中的教師、學(xué)生、信息與手段等各要素的關(guān)系與功能開發(fā)，是與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同的另一種功能性結(jié)構(gòu)模式，是一種理想化的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)模式，教師從觀念到實(shí)際操作都起到了質(zhì)的變化．教師角色中的“知識(shí)來源”作用將由部分網(wǎng)絡(luò)替代，即技術(shù)承擔(dān)教師的部分角色．信息資源獲取機(jī)會(huì)的均等性使得教師不再擁有控制知識(shí)的“專權(quán)”，而逐步向“伙伴與伙伴”的關(guān)系轉(zhuǎn)換．從研究性學(xué)習(xí)課題的制定和成果的到學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)的檢測評(píng)估，每個(gè)環(huán)節(jié)都是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行的，要求教師具有較高的信息技術(shù)和使用水平；指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行材料的搜集，要求教師具備通過網(wǎng)絡(luò)和電子資料熟練查詢和搜集的能力；指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行交流和給學(xué)生提供技術(shù)材料，要求教師具備很強(qiáng)的文本編輯能力；協(xié)助學(xué)生進(jìn)行課題成果的展示，以及利用學(xué)生網(wǎng)頁發(fā)表學(xué)生的研究成果，要求教師具有一定的圖像處理能力，多媒體制作能力以及一定的網(wǎng)頁編輯能力．只有當(dāng)教師熟悉并能熟練地運(yùn)用新技術(shù)、新手段使之成為指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)不可或缺的部分時(shí)，教師角色的定位才有可能科學(xué)而準(zhǔn)確．
因此，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，教師不再是學(xué)習(xí)的主宰者，而是學(xué)習(xí)的幫助者．教師不再是惟一的信息源，而是更多地注重指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生如何才能更快捷的搜索到自己需要的知識(shí)，如何使自己的知識(shí)成為更適用更有效的結(jié)論并被別人接受和加以運(yùn)用．
2．2網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》研究性學(xué)習(xí)的組織形式
2．2．1“個(gè)體活動(dòng)”型
活動(dòng)的過程是由學(xué)生個(gè)體獨(dú)立進(jìn)行探究和實(shí)踐．比如完成老師布置的具有研究性的課外作業(yè)，雖然在整個(gè)過程中也要與人交往和溝通，如向人請(qǐng)教、與人協(xié)商、查詢資料等，但其所有的決定和判斷都要求學(xué)生自己做出．
2．2．2“小組合作學(xué)習(xí)”型
以4～6人小組為基本形式，個(gè)人與集體活動(dòng)也包含在小組活動(dòng)之中，這種活動(dòng)為學(xué)生提供了可以進(jìn)行橫向交流與多向溝通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，學(xué)生可以相互交流與合作，共同提高．這種學(xué)習(xí)形式往往是以“電腦某種故障現(xiàn)象專題”的形態(tài)出現(xiàn)的．
2．2．3“沙龍”型
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下課程的研究型學(xué)習(xí)，特別是一些常見故障現(xiàn)象的分析解決，可以采取“沙龍”的形式，以“頭腦風(fēng)暴”的方法，圍繞主題進(jìn)行研討和交流，相互啟發(fā)，形成共識(shí)，從而加快個(gè)人和各研究小組的學(xué)習(xí)、研究進(jìn)程．
總之，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為實(shí)現(xiàn)全方位的、適時(shí)的、多邊互動(dòng)的教學(xué)新模式打下了良好的基礎(chǔ)．
2．3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，較好的體現(xiàn)了學(xué)生以主體，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念，使學(xué)生在獲得理論和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也掌握了一些運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)處理相關(guān)信息的能力，而且使學(xué)生綜合素質(zhì)得到全面提高．
借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開展《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的研究性學(xué)習(xí)，就是將傳統(tǒng)教學(xué)模式和現(xiàn)代信息技術(shù)有效的結(jié)合起來，建構(gòu)一個(gè)“協(xié)作性學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式．在Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，具有豐富的可以用來協(xié)作性學(xué)習(xí)活動(dòng)的信息資源，通過各種網(wǎng)絡(luò)交流手段，可在網(wǎng)絡(luò)上呈現(xiàn)和表達(dá)思想與觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與他人交流共享信息．在基于因特網(wǎng)的協(xié)作學(xué)習(xí)中，具有學(xué)習(xí)資源環(huán)境與協(xié)作學(xué)習(xí)小組、協(xié)作學(xué)習(xí)小組與學(xué)習(xí)個(gè)體、學(xué)習(xí)者個(gè)體與學(xué)習(xí)者個(gè)體以及協(xié)作學(xué)習(xí)小組與協(xié)作學(xué)習(xí)小組之間的多重協(xié)同作用．協(xié)作學(xué)習(xí)模式有組內(nèi)和組間協(xié)作，學(xué)習(xí)者首先根據(jù)自己的需要與興趣結(jié)合不同的協(xié)作小組進(jìn)行展開學(xué)習(xí)過程．
“協(xié)作性學(xué)習(xí)”教學(xué)模式各環(huán)節(jié)的具體操作如下：
1)創(chuàng)設(shè)情景
教師通過精心設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，故意設(shè)置障礙，創(chuàng)設(shè)最佳學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生處于一種積極的心理狀態(tài)中，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)．例如，在“CMOS設(shè)置”的教學(xué)中，教師給一臺(tái)計(jì)算機(jī)分別設(shè)置系統(tǒng)BIOS密碼和開機(jī)保護(hù)密碼，不告訴學(xué)生密碼要求清除并開機(jī)，有效激發(fā)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的關(guān)注和研究興趣，使學(xué)生產(chǎn)生躍躍欲試的狀態(tài)，依靠網(wǎng)絡(luò)尋找最佳的解決方案．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間與空間不受限制，學(xué)生可以利用電子郵件、郵件列表、新聞組、IRC實(shí)時(shí)聊天、MOO虛擬環(huán)境、視頻會(huì)議等因特網(wǎng)上的交流工具與指導(dǎo)教師就所要研究的問題以及與研究問題相關(guān)的信息進(jìn)行交流和討論．教師利用網(wǎng)絡(luò)，一些電腦常見故障問題，然后，引導(dǎo)學(xué)生利用QQ進(jìn)行群聊、交流討論，最后根據(jù)個(gè)人所關(guān)心的問題進(jìn)行分類討論，進(jìn)而展開研究性學(xué)習(xí)．
2)確定目標(biāo)
學(xué)生運(yùn)用課題質(zhì)疑法、因果質(zhì)疑法、聯(lián)想質(zhì)疑法、比較質(zhì)疑法等，在教師的指導(dǎo)點(diǎn)撥下，通過學(xué)生自主自我設(shè)問，學(xué)生之間相互設(shè)問，師生之間相互設(shè)問等方式，提出研究課題的目標(biāo)與專題．在課題的提出階段，學(xué)生可以使用因特網(wǎng)上的交流工具與指導(dǎo)教師就所要研究的問題以及與研究問題相關(guān)的信息進(jìn)行交流和討論．課題的選題來源一般可以從以下幾個(gè)方面開展，即從家用電腦常見的問題出發(fā)提出課題；根據(jù)電腦某部件的工作原理提出使用電腦應(yīng)注意的課題；從學(xué)習(xí)資料信息中分析比較并提煉出課題．如學(xué)生在研究“硬盤的工作原理”課題時(shí)，教師利用網(wǎng)絡(luò)，要研究的主題是“硬盤的工作原理”，然后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“硬盤的工作原理”進(jìn)行討論，利用QQ進(jìn)行交流已有的經(jīng)驗(yàn)，然后根據(jù)個(gè)人的興趣和愛好，進(jìn)行分專題研究，分別針對(duì)專題提出研究課題所要達(dá)到的目標(biāo)，進(jìn)而展開研究性學(xué)習(xí)．
3)自主探究
教師提供接近學(xué)生最近所學(xué)知識(shí)的材料，組織學(xué)生結(jié)合目前計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展，能夠合理利用教師提供的學(xué)習(xí)資料或網(wǎng)上查詢的相關(guān)計(jì)算機(jī)硬件網(wǎng)站及網(wǎng)絡(luò)資源，開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上搜集到的知識(shí)進(jìn)行分析一比較一歸納一思維概括，從而得出探究的初步結(jié)論，然后進(jìn)行小組合作交流．
4)協(xié)作交流
在“以學(xué)生發(fā)展為本”的研究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生不再是受外部刺激的被動(dòng)接受者和知識(shí)的灌輸對(duì)象，而是成為信息加工的主體意義的主動(dòng)建構(gòu)者．教師有計(jì)劃地利用網(wǎng)絡(luò)組織師生交流、生生交流、人機(jī)交一流，從而形成競爭、協(xié)同、伙伴關(guān)系．學(xué)生之間相互交流、協(xié)助解決問題而形成學(xué)習(xí)的共同體，對(duì)于交流中遇到的一些疑難及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作學(xué)習(xí)方式來共同克服，同時(shí)加強(qiáng)了針對(duì)性的輔導(dǎo)．學(xué)生針對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)結(jié)果可以通過BBS討論區(qū)進(jìn)行交流，協(xié)作學(xué)習(xí)．教師可以利用視頻會(huì)議對(duì)各研究小組進(jìn)行集體輔導(dǎo)．
在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，研究性的協(xié)作交流是指利用網(wǎng)絡(luò)以及多媒體技術(shù)由多個(gè)學(xué)習(xí)者或研究小組針對(duì)同一學(xué)習(xí)內(nèi)容彼此交互合作，以達(dá)到對(duì)教學(xué)內(nèi)容比較深刻的理解與掌握的目的．在基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的協(xié)作學(xué)習(xí)過程中，通常有競爭、協(xié)同、伙伴與角色扮演四種形式．
5)總結(jié)
研究小組同學(xué)對(duì)指導(dǎo)教師和同學(xué)的客觀評(píng)價(jià)進(jìn)行總結(jié)反思，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣，有針對(duì)性地選擇合適的方式和相關(guān)內(nèi)容，提出進(jìn)一步的完善方案和設(shè)計(jì)開放性的問題，自主提高．于此同時(shí)，利用超級(jí)鏈接將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論向課外延伸，提高研究成果的社會(huì)認(rèn)可度．
3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的教學(xué)策略
3．1借助網(wǎng)絡(luò)下超文本鏈接的選擇性，培養(yǎng)學(xué)生信息的收集、處理與分析能力網(wǎng)絡(luò)資源豐富多樣，信息量大，動(dòng)感和交互性強(qiáng)，利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)查詢資料．教師要引導(dǎo)學(xué)生到互聯(lián)網(wǎng)查詢資料，利用學(xué)校先進(jìn)的校園網(wǎng)將教學(xué)背景材料實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上資源共享．網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用不僅可以極大的培養(yǎng)學(xué)生收集、處理、評(píng)價(jià)信息的能力，而且拓展了研究性學(xué)習(xí)的“教與學(xué)”的空間．通過校園網(wǎng)設(shè)立共享文件夾，作為信息平臺(tái)，學(xué)生可以上傳他們查閱的研究資料，也可以下載他們所需要的研究資料，由于各研究性學(xué)習(xí)小組的選題是在同一主題下的不同課題，因而有相近之處或相似之處，可以通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)交流意見，答疑解惑．
3．2借助網(wǎng)絡(luò)多媒體展示的集成性，培養(yǎng)學(xué)生思維能力
網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)槲覀兲峁┐罅考尚缘男畔ⅲ鴮?duì)這些信息的處理過程，有利于訓(xùn)練學(xué)生的思維能力．教師在研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)過程中，要指導(dǎo)學(xué)生排除網(wǎng)絡(luò)上無關(guān)信息的干擾，把精力集中在當(dāng)前正在研究的問題和專題上．同時(shí)教師應(yīng)積極幫助和指導(dǎo)學(xué)生查詢與研究課題相關(guān)的資料，并能結(jié)合查詢到的研究資料，結(jié)合自己的已有經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行信息梳理、分類、比較、綜合、提煉、概括和升華，從而使學(xué)生的思維能力得到鍛煉和培養(yǎng)．
3．3借助網(wǎng)絡(luò)展示各種故障的產(chǎn)生過程，讓學(xué)生探究、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)
傳統(tǒng)的《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的教學(xué)通常忽略經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，把技能的培養(yǎng)變成了知識(shí)的填鴨，只重視給學(xué)生盡可能地灌輸更多的知識(shí)，不注重能力的培養(yǎng)．讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為自己的組裝和操作過程，為了使學(xué)生能真正成為認(rèn)知的主體，精于觀察、靈活思維、熟練操作的能力，要求“授之與魚，更應(yīng)授之與漁”，促進(jìn)學(xué)生終身可持續(xù)發(fā)展的需要．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境就為我們提供了大量的富有啟發(fā)性的資料，現(xiàn)象的模擬和再現(xiàn)加深了學(xué)生對(duì)理論與實(shí)踐相結(jié)合的理解和掌握．
關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí);高中信息技術(shù);課堂教學(xué)
中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7503（2015）07-0044-02
提倡自主學(xué)習(xí)以來，教師積極融合這一理念，優(yōu)化信息技術(shù)教學(xué)。但從目前來看，教師雖然“放手”，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，但力度不夠，并且缺乏“藝術(shù)”，主要表現(xiàn)在：不注重方法引導(dǎo);自主學(xué)習(xí)模式單一;不注重及時(shí)調(diào)控、引導(dǎo)等。那么，如何在信息技術(shù)課上引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)？如何讓自主學(xué)習(xí)真正成為開啟高中信息技術(shù)課堂教學(xué)的鑰匙？本文結(jié)合信息技術(shù)的實(shí)際教學(xué)案例，展開深入分析。
一、優(yōu)化預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)，催動(dòng)自主學(xué)習(xí)
在開展自主學(xué)習(xí)時(shí)，很多教師混淆觀念，簡單認(rèn)為自主學(xué)習(xí)就要給予學(xué)生完全自由，即自主與自由劃等號(hào)。其實(shí)，自主并不等于自由，不是學(xué)生想學(xué)什么就學(xué)什么。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需要明確的指引，以提高自主學(xué)習(xí)實(shí)效。教師可以以目標(biāo)為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
例如：在學(xué)習(xí)高中《信息技術(shù)基礎(chǔ)》中的“信息及其特征”這一內(nèi)容時(shí)，教師在明確本課教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)，有效促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了信息的特征，并能舉例說明。本節(jié)課理論性較強(qiáng)，如果以灌輸式進(jìn)行教學(xué)，那么結(jié)果只會(huì)適得其反。為了促進(jìn)課堂討論，讓學(xué)生有話可說，教師先結(jié)合目標(biāo)優(yōu)化預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)，催動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。課前布置預(yù)習(xí)任務(wù)：
（1）你認(rèn)為什么是信息？你能用具體的例子體現(xiàn)信息的概念嗎？
（2）信息具有什么特征？請(qǐng)你列舉出信息的特征，并舉出例子說明（如你認(rèn)為信息具有傳遞性、依附性，你需要利用例子證明這個(gè)特征）。
學(xué)生結(jié)合以上預(yù)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提前感知學(xué)習(xí)內(nèi)容;同時(shí)，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)，為解決任務(wù)多方搜集資料，也為課堂討論做準(zhǔn)備。總之，首先目標(biāo)要明確，再以任務(wù)牽引學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生自學(xué)。
二、問題情境導(dǎo)學(xué)，促進(jìn)自學(xué)欲望
很多時(shí)候，自學(xué)不是完全自發(fā)的，它需要一個(gè)介質(zhì)進(jìn)行引導(dǎo)、促進(jìn)。高中生獨(dú)立、自學(xué)能力強(qiáng)，但也難免會(huì)有懶惰、自覺性不夠的時(shí)候。因此，為了促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生自學(xué)的欲望，教師要以問題情境做牽引。一般而言，問題情境要產(chǎn)生讓學(xué)生“欲罷不能”的效果，又要有效促進(jìn)學(xué)生自學(xué)，從而揭開心中疑團(tuán)。特別是高中信息技術(shù)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，以“疑”促學(xué)是不錯(cuò)的教學(xué)手段。
例如：在學(xué)習(xí)高中《信息技術(shù)基礎(chǔ)》中的“信息的智能化加工”這一課時(shí)，教師以問題情境導(dǎo)學(xué)，有效促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。高中生對(duì)于新鮮的事物依然保持著高度敏感性，教師結(jié)合這一特點(diǎn)，先播放視頻，創(chuàng)設(shè)情境。視頻內(nèi)容為卡斯帕羅夫和“更深的藍(lán)”比賽的新聞報(bào)道片段，報(bào)道結(jié)束后，教師用簡潔而生動(dòng)的語言向?qū)W生介紹“人機(jī)大戰(zhàn)”的歷史，引發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，接著，教師出示問題：
（1）卡斯帕羅夫?yàn)槭裁磿?huì)被“更深的藍(lán)”打敗？
（2）“更深的藍(lán)”本身就具備這些功能嗎？你認(rèn)為是誰給它的？假如是人類賦予的，你認(rèn)為人類又是通過什么途徑賦予“更深的藍(lán)”這些功能？
這些問題將學(xué)生的學(xué)習(xí)激情完全調(diào)動(dòng)起來。師引導(dǎo)：“請(qǐng)結(jié)合教材和你靈動(dòng)的思維，探討出答案吧。”話語一落，學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行自學(xué)，課堂學(xué)習(xí)氛圍非常濃厚。由此可見，越新的內(nèi)容，越容易刺激學(xué)生大腦，也越容易促發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
三、豐富自學(xué)模式，開啟課堂教學(xué)
從目前來看，教師雖然響應(yīng)新課改要求，開展自主學(xué)習(xí)，但模式不夠豐富，因而學(xué)生熱情不高。為此，教師必須豐富學(xué)生的自主學(xué)習(xí)模式，以多樣化的自學(xué)模式，開啟全新的信息技術(shù)課堂教學(xué)。
1.設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)
為了引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)問題作為牽引不失為一種有效的方法。如果問題設(shè)計(jì)較多，并且學(xué)習(xí)過程較為復(fù)雜，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以小組合作模式展開自學(xué)。在這個(gè)過程中，教師要扮演好引導(dǎo)者的角色，而不是“放任自流”。這主要是因?yàn)樽灾鲗W(xué)習(xí)不是完全的“放任不管”，而是需要在教師的有效指導(dǎo)下高效完成，促進(jìn)知識(shí)獲取與吸收。
例如：在學(xué)習(xí)高中《信息技術(shù)基礎(chǔ)》中的“信息的智能化加工”這一內(nèi)容時(shí)，教師設(shè)計(jì)了活動(dòng)和問題，引導(dǎo)學(xué)生展開小組自主學(xué)習(xí)，一起探討交流。本次活動(dòng)的設(shè)計(jì)是針對(duì)“機(jī)器翻譯”這一知識(shí)點(diǎn)的。通過本次的學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生了解到機(jī)器翻譯只是一種輔助手段，還需要不斷優(yōu)化和完善。
活動(dòng)：請(qǐng)學(xué)生利用機(jī)器翻譯將古詩《詠鵝》翻譯成英文;然后，將機(jī)器翻譯的英文翻譯成中文，并進(jìn)行比較。
問題：
（1）請(qǐng)小組仔細(xì)對(duì)比翻譯結(jié)果。請(qǐng)問：譯文與原文存在差異的原因是什么？
（2）你能說說翻譯軟件的工作原理嗎（從活動(dòng)中總結(jié)出來）？
（3）你認(rèn)為如何才能完善機(jī)器的翻譯質(zhì)量？
（4）通過這次翻譯活動(dòng)，你認(rèn)為我們應(yīng)該怎么樣看待人工智能？
在學(xué)生進(jìn)行翻譯活動(dòng)時(shí)，教師隨堂觀察，并不時(shí)參與學(xué)生的討論活動(dòng)。在與小組學(xué)生交流時(shí)，當(dāng)學(xué)生提出觀點(diǎn)時(shí)，教師不能立即下定論，或是簡單說出對(duì)或者錯(cuò)，而是讓學(xué)生帶著問題將自主學(xué)習(xí)進(jìn)行到底。只有這樣，信息課堂才會(huì)迸發(fā)出更多的個(gè)性觀點(diǎn)。
2.拓展學(xué)習(xí)，提高自學(xué)能力
以知識(shí)點(diǎn)為主的自主學(xué)習(xí)顯然不能滿足學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)要求。因此，教師還需要設(shè)計(jì)拓展學(xué)習(xí)，以促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力的提高的同時(shí)拓寬學(xué)生的信息視野。
例如：在學(xué)習(xí)高中《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中的“數(shù)據(jù)的傳輸過程”這一內(nèi)容時(shí)，教師在學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)后，設(shè)計(jì)了拓展學(xué)習(xí)。本次拓展學(xué)習(xí)以研究性學(xué)習(xí)為主，研究結(jié)束后需要以報(bào)告的形式上交。教師挑選部分優(yōu)秀作品進(jìn)行集中呈現(xiàn)，當(dāng)堂引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。
（1）你認(rèn)為黑客和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間是什么關(guān)系？
（2）目前，網(wǎng)絡(luò)游戲非常盛行。請(qǐng)你簡單闡述網(wǎng)絡(luò)游戲的運(yùn)行原理。
（3）現(xiàn)在的協(xié)議有一定的漏洞。對(duì)此，你有何看法？有沒有什么補(bǔ)充內(nèi)容？
學(xué)生可以選擇自己感興趣的內(nèi)容展開研究性學(xué)習(xí)。由于開展研究性學(xué)習(xí)工作量較大，因而學(xué)生可以以小組形式共同完成。在展開研究性學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生共同研究;呈現(xiàn)結(jié)果時(shí)，形式更靈活。從素材的搜集，再到研究成果的“出爐”，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)具有實(shí)際意義，可以極大地促進(jìn)學(xué)生研究、自學(xué)等能力的提高。
四、及時(shí)展開評(píng)價(jià)，優(yōu)化自學(xué)效果
評(píng)價(jià)作為課堂教學(xué)中的一部分，具有非常重要的教育功能。針對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，教師要及時(shí)展開評(píng)價(jià)，以優(yōu)化學(xué)生的自學(xué)效果，從而促進(jìn)學(xué)生更為主動(dòng)地投入自主學(xué)習(xí)。新課改下，教師應(yīng)將評(píng)價(jià)關(guān)注點(diǎn)放在學(xué)習(xí)過程上，而不是僅以結(jié)果下定論，泯滅學(xué)生的自學(xué)激情。
例如：在對(duì)高中《信息技術(shù)基礎(chǔ)》中的“信息的智能化加工”這一課進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，教師先引導(dǎo)學(xué)生自評(píng)，再到師評(píng)，以取得很好的效果。首先，學(xué)生自評(píng)。自主學(xué)習(xí)是學(xué)生個(gè)性學(xué)習(xí)行為，學(xué)生對(duì)于自己的情況比較了解。教師引導(dǎo)學(xué)生客觀對(duì)待自己的自主學(xué)習(xí)情況，展開合理自評(píng)，如：自己是否投入自主學(xué)習(xí)？有沒有積極參與討論？通過自學(xué)，是否獲取知識(shí)？在碰到難以解決的問題時(shí)，如何對(duì)待？等方面展開自評(píng)。其次，教師評(píng)價(jià)。在學(xué)生展開自學(xué)時(shí)，教師要做好觀察工作，為評(píng)價(jià)搜集有力的資料。如：學(xué)生的自學(xué)態(tài)度如何？學(xué)生是否學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)？學(xué)生分析問題的能力怎么樣等。教師不能“吝嗇”自己的激勵(lì)評(píng)價(jià)，挖掘?qū)W生珠閃光點(diǎn)，以此作為激勵(lì)的出發(fā)點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生更為有效地展開自學(xué)。
總之，有效的自主學(xué)習(xí)能夠成為開啟高中信息技術(shù)課堂的“金鑰匙”。教師要在基于全方位解讀自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化自主學(xué)習(xí)模式，構(gòu)建全新的信息技術(shù)課堂。
參考文獻(xiàn)：
[1] 韋貴陽.運(yùn)用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[J].中小學(xué)電教（下），2012，（07）.
【關(guān)鍵詞】：信息化教育、教學(xué)模式、建構(gòu)主義
Abstract：Thistextproceedfromconceptoftheinformatizationinstructionalpattern,combinethecharacteristicofinformationaleducationtosortoutinstructionalpatternatpresent.Furthermore,investigateanddiscusstheproblemofinformatizationinstructionalpattern,thenproposemethodtosolveit.
KeyWords:：InformationalEducation、InstructionalPattern、Constructivism
隨著以計(jì)算機(jī)、多媒體、通訊、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等為代表的信息收集、處理、加工、傳輸?shù)燃夹g(shù)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)不斷滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域和各個(gè)方面，在全球范圍內(nèi)改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、交往方式、學(xué)習(xí)方式和教育方式，人類跨入了一個(gè)嶄新的時(shí)代——信息化時(shí)代。.
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)人們的素質(zhì)提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)教育的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。培養(yǎng)適應(yīng)信息化社會(huì)的創(chuàng)新人才，建設(shè)終身學(xué)習(xí)體系是21世紀(jì)教育發(fā)展的方向。在信息化社會(huì)中，利用信息技術(shù)手段提高教育機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率，擴(kuò)大受教育人群范圍，探索新的教學(xué)模式，提高師生的信息素養(yǎng)，已成為世界各國教育教學(xué)改革與發(fā)展的重要組成部分。[1]
自上世紀(jì)80年代以來，為了迎接信息化社會(huì)對(duì)教育提出的種種挑戰(zhàn)，國內(nèi)外的學(xué)者進(jìn)行了許多探索，從CAI、衛(wèi)星電視、多媒體到教育網(wǎng)絡(luò)，努力運(yùn)用各種最新的信息技術(shù)手段優(yōu)化教育與教學(xué)過程，并取得了顯著成效。[2]那么，到底什么是信息化教學(xué)模式，信息化教學(xué)模式在應(yīng)用過程中存在哪些問題，如何解決。只有對(duì)這些問題進(jìn)行深入研究，才能進(jìn)一步深化教育教學(xué)改革，我們的教育事業(yè)才能與時(shí)俱進(jìn)，更好的適應(yīng)信息化時(shí)代的要求。
1．什么是信息化教學(xué)模式
要弄清楚什么是信息化教學(xué)模式，首先必須了解信息化教育的概念。2001年9月，祝智庭先生在高等教育出版社出版的《現(xiàn)代教育技術(shù)——走進(jìn)信息化教育》一書中給信息化教育下的定義是：信息化教育指全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)來促進(jìn)教育改革和教育發(fā)展的一種全新的教育形態(tài)，它是建構(gòu)主義理論與先進(jìn)的技術(shù)（如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)）相結(jié)合的產(chǎn)物。具有教材多媒化、資源全球化、教學(xué)個(gè)性化、學(xué)習(xí)自主化、活動(dòng)合作化、管理自動(dòng)化、環(huán)境虛擬化等顯著特征。[3]
基于此定義，我們認(rèn)為：信息化教學(xué)模式是根據(jù)現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境中信息的傳遞方式和學(xué)生對(duì)知識(shí)信息加工的心理過程，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段的支持，調(diào)動(dòng)盡可能多的教學(xué)媒體、信息資源，構(gòu)建一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在教師的組織和指導(dǎo)下，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性，使學(xué)生能夠真正成為知識(shí)信息的主動(dòng)建構(gòu)者，達(dá)到良好的教學(xué)效果。[4]
信息化教學(xué)模式的特點(diǎn)是以學(xué)生為中心，學(xué)習(xí)者在教師創(chuàng)設(shè)的情境、協(xié)作與會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境中充分發(fā)揮自身的主動(dòng)性和積極性，對(duì)當(dāng)前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行意義建構(gòu)并用所學(xué)解決實(shí)際問題。信息化教學(xué)模式中教學(xué)過程四要素的關(guān)系都發(fā)生了轉(zhuǎn)變。教師由知識(shí)的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)信息的幫助者、促進(jìn)者；學(xué)生由外部刺激的被動(dòng)接受者和知識(shí)的灌輸對(duì)象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，信息所攜帶的知識(shí)不再是教師傳授的內(nèi)容，而是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義的對(duì)象（客體）；教學(xué)過程由講解說明的進(jìn)程轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^情景創(chuàng)設(shè)、問題探究、協(xié)商學(xué)習(xí)、意義建構(gòu)等以學(xué)生為主體的過程；媒體作用也由作為教師講解的演示工具轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作式探索、意義建構(gòu)、解決實(shí)際問題的認(rèn)知工具，學(xué)生用此來查詢資料、搜索信息、進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)和會(huì)話交流。信息化教學(xué)模式具有1）信息源豐富、知識(shí)量大、有利于環(huán)境的創(chuàng)設(shè)；2）有利于提高學(xué)生的主動(dòng)性、積極性；3）有利于因材施教；4）有利于互助互動(dòng)，培養(yǎng)協(xié)作式學(xué)習(xí)；5）有利于培養(yǎng)創(chuàng)新精神；6）有利于信息能力的發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)。
2．信息化教學(xué)的現(xiàn)有模式
根據(jù)信息化教學(xué)環(huán)境的特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式及當(dāng)前比較流行的教學(xué)模式，我們將信息化教學(xué)模式歸納為以下六大方面：講授型教學(xué)模式、個(gè)別指導(dǎo)教學(xué)模式、合作式教學(xué)模式、討論型教學(xué)模式、自主型教學(xué)模式、研究型教學(xué)模式。[5]
2.1講授型教學(xué)模式
講授型教學(xué)模式是沿襲傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，這種集體的講授方式有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),它可用于一定規(guī)模的學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接受系統(tǒng)知識(shí)、技能的培訓(xùn)，另外它還被認(rèn)為是最為經(jīng)濟(jì)的教學(xué)模式之一。但基于網(wǎng)絡(luò)的講授型教學(xué)模式與傳統(tǒng)的課堂“填鴨”式教學(xué)有著很大的不同。傳統(tǒng)的課堂講授往往是教師處于主動(dòng)的地位，學(xué)生只是被動(dòng)的接受，而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，卻可以利用網(wǎng)絡(luò)所提供的功能進(jìn)行“雙主”教學(xué)，而且它還可以突破傳統(tǒng)課堂的人數(shù)、時(shí)間、地點(diǎn)等的限制。
2.2個(gè)別指導(dǎo)教學(xué)模式
在遠(yuǎn)古時(shí)代，教育是上下代之間一對(duì)一的方式進(jìn)行的，這種方式雖然存在著低效的特點(diǎn)，但是卻能夠因材施教，家長可以根據(jù)兒童的不同特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。信息化時(shí)代的到來使教師與學(xué)生之間一對(duì)一的教學(xué)成為可能，這種教學(xué)模式可通過基于互聯(lián)網(wǎng)的CAI軟件、聊天室以及教師與單個(gè)學(xué)生之間的電子郵件來實(shí)現(xiàn)。個(gè)別輔導(dǎo)可在學(xué)生和教師之間通過電子郵件異步非實(shí)時(shí)的實(shí)施，也可通過在線交談方式實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。
2.3合作式教學(xué)模式
在傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)中，以教師為中心的教學(xué)模式已深入人心。學(xué)生的答疑大多是由教師來擔(dān)當(dāng)?shù)摹５畔⒒虒W(xué)中，教師角色的轉(zhuǎn)變，和地理位置的不同，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)和相互合作。“學(xué)生——學(xué)生”合作模式就是在異地學(xué)生中創(chuàng)造學(xué)習(xí)單元或?qū)W習(xí)小組，在每個(gè)單元或小組中學(xué)生基于共同感興趣的主題進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。學(xué)生們還可以在他們感興趣的領(lǐng)域內(nèi)與其他專業(yè)的學(xué)生合作。這種模式把學(xué)習(xí)中的競爭與合作很好的融合在一起。在這種合作模式中存在著遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)小組劃分的問題，劃分的辦法應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)要求和其他實(shí)際情況靈活而定。常見的分組類型有：1）討論型（10-30人）2）協(xié)同型（3-5人）3）伙伴型（2人）。
2.4討論型教學(xué)模式
在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)討論學(xué)習(xí)的方式有多種，最簡單的是利用現(xiàn)有的BBS實(shí)現(xiàn)用戶管理、討論管理、實(shí)時(shí)討論、用戶留言、電子郵件等諸多功能。討論學(xué)習(xí)一般由專職教師管理，由各個(gè)領(lǐng)域的專家或?qū)I(yè)教師在站點(diǎn)上建立相應(yīng)的學(xué)科討論組，學(xué)生可以在特定的主區(qū)內(nèi)留言，并能針對(duì)別人的意見進(jìn)行評(píng)論，每個(gè)人的語言或評(píng)論都能被所有參與討論的學(xué)習(xí)者看到。這種學(xué)習(xí)由具有權(quán)威的專家監(jiān)控，以保證學(xué)生的討論和發(fā)言能符合教學(xué)目標(biāo)的要求。
2.5自主型教學(xué)模式
這種教學(xué)模式要求建立一整套的信息化教學(xué)軟件和教學(xué)資源庫，利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，創(chuàng)建一個(gè)信息化教學(xué)基地。教師把教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)指導(dǎo)以及網(wǎng)上練習(xí)資源放在教學(xué)基地上，全天開放，學(xué)生可根據(jù)自己的需要通過互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)，在Internet上學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，也可將課程內(nèi)容下載到自己的計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)。此模式包括自學(xué)課程內(nèi)容、網(wǎng)上討論答疑、教學(xué)站點(diǎn)輔導(dǎo)等。
2.6研究型教學(xué)模式
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在真實(shí)情境中的主動(dòng)探究，然而，在具體的教學(xué)實(shí)踐中，由于教學(xué)條件和學(xué)習(xí)時(shí)間的限制，完全在現(xiàn)實(shí)場景中實(shí)施研究性學(xué)習(xí)是不太現(xiàn)實(shí)的。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)卻為研究性學(xué)習(xí)的順利實(shí)施創(chuàng)造了條件，計(jì)算機(jī)以其便捷性、交互性和超時(shí)空性等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)建了一個(gè)新型、開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，網(wǎng)上資源與多媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是實(shí)施研究性學(xué)習(xí)的重要條件。在具體教學(xué)過程中，一般由教師設(shè)置教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生提出研究主題，學(xué)生以小組為單位，圍繞主題展開協(xié)作學(xué)習(xí)。信息化的研究性學(xué)習(xí)模式涉及三個(gè)環(huán)境階段（情境資源展示環(huán)境、協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境、成果與交流環(huán)境）、五個(gè)要素（研究主題、活動(dòng)程序、學(xué)習(xí)小組、指導(dǎo)教師、網(wǎng)絡(luò)支持系統(tǒng)）。
3.信息化教學(xué)模式中亟待解決的問題
3.1存在的問題
信息化教學(xué)雖然為人們看好，具有很廣泛的發(fā)展前景，但是這幾年信息化教學(xué)發(fā)展進(jìn)程緩慢，其在教學(xué)上的作用并沒有被真正地發(fā)揮出來，究其原因，主要存在以下幾個(gè)問題：
（1）信息化教學(xué)手段尚未被充分接受
要使信息化教學(xué)得以發(fā)展，首先要更新觀念。從主觀上來講，幾十年來，我們的教師在傳統(tǒng)的教育模式下教學(xué)，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，他們對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式懷有深厚的感情，他們不大愿意去改變這種方式。從客觀上來看，計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)是一門新技術(shù)，而教師們捏慣了粉筆，對(duì)電腦操作不大熟練或者根本不會(huì)操作，對(duì)電腦有一種恐懼心理，不敢去嘗試用計(jì)算機(jī)進(jìn)行教學(xué)。這就導(dǎo)致了信息化教學(xué)“曲高和寡”，難以普及。
（2）CAI軟件的質(zhì)量有待提高
目前的CAI課件中存在著不少問題，致使許多課件“孤芳自賞”，無人問津。CAI課件的主要問題是：系統(tǒng)的適應(yīng)性和開放性差、不能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)化和智能化程度低。系統(tǒng)的適應(yīng)性和開放性差主要是指CAI系統(tǒng)在教學(xué)過程中不能很好地通過學(xué)生的反饋信息對(duì)其學(xué)習(xí)進(jìn)行診斷從而動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到因材施教的目的；教師在教學(xué)過程中，不能在CAI系統(tǒng)中對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行修改。不能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性表現(xiàn)在CAI系統(tǒng)受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，將學(xué)生看成知識(shí)倉庫，在教學(xué)過程中不斷地向這個(gè)倉庫中灌輸知識(shí)，新的媒體的介入使“書灌”變成了“電灌”，學(xué)生用這種方法獲得的知識(shí)，缺少知識(shí)間的聯(lián)系，不但知識(shí)難以遷移、學(xué)以致用，而且不便記憶。網(wǎng)絡(luò)化和智能化程度低使得系統(tǒng)的交互性差、靈活性差，不能進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)，相互交流，電子教學(xué)資源的利用率低下。
（3）CAI課件的廣告宣傳不夠
現(xiàn)有CAI課件的廣告宣傳不夠，所以許多課件“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”，CAI課件的重復(fù)開費(fèi)了許多人力、物力、財(cái)力；另外，現(xiàn)在操作平臺(tái)更新快，許多CAI課件尚未被投入使用就面臨了淘汰的結(jié)局。
（4）信息化教學(xué)系統(tǒng)的后期維護(hù)力度不夠
信息化教學(xué)系統(tǒng)的維護(hù)力度不夠，許多學(xué)校的信息化教學(xué)系統(tǒng)在開發(fā)期投入了大量的資金，建立了一套完整的信息化教學(xué)系統(tǒng)，但是任何一個(gè)系統(tǒng)不可能是完美的，在使用的過程中需要不斷地維護(hù)、修改、補(bǔ)充，而這些工作卻并不為人重視，所以無論在網(wǎng)絡(luò)教室、校園網(wǎng)還是在Internet上，人們所能找到的信息化教學(xué)系統(tǒng)軟件的內(nèi)容通常都比較陳舊，或者比較粗淺，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代教育。
（5）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境存在負(fù)面效應(yīng)
信息化學(xué)習(xí)意味著通過信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，尤其是利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中這張“網(wǎng)”帶來的負(fù)面影響無疑對(duì)信息化學(xué)習(xí)產(chǎn)生沖擊，這是絕對(duì)不容忽視的。種種不良信息充斥網(wǎng)中，造成網(wǎng)絡(luò)的污染。另外，在網(wǎng)絡(luò)的虛擬世界里，理性工具淡化了非理性的情感，數(shù)字的脈沖取消了生存現(xiàn)實(shí)的樂趣，從而使人際關(guān)系冷漠、疏遠(yuǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致精神疾病和心理健康惡化，在現(xiàn)實(shí)中難以與人溝通。尤其是青少年，生理、心理都未成熟，更容易被誘惑，往往深陷其中，不能自拔。[6]
3.2應(yīng)采取的措施
針對(duì)上述問題，建議采取以下措施：
（1）更新觀念，普及電腦知識(shí)
我們要積極宣傳信息化教學(xué)給人們帶來的種種好處，鼓勵(lì)教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，嘗試用現(xiàn)代化的手段進(jìn)行教學(xué)，并為教師創(chuàng)造學(xué)習(xí)電腦條件，在教師和學(xué)生中普及電腦及其網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，為信息化教學(xué)做好思想上、行動(dòng)上的準(zhǔn)備工作。在某種程度上，我們還應(yīng)該讓教師充分認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)作為一種工具應(yīng)該讓它能運(yùn)用于教學(xué)中，能夠幫助他們更好的進(jìn)行教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果。使學(xué)生能在最大程度上，以最快的速度掌握所學(xué)的知識(shí)，以達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果。
（2）提高CAI軟件的質(zhì)量
提高CAI軟件的質(zhì)量可以從三方面著手。首先，要提高軟件開發(fā)人員的開發(fā)能力；其次，要增加教學(xué)人員的參與程度；第三，要加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。CAI軟件不能停留在單機(jī)上，一定要網(wǎng)絡(luò)化，要交互性好，界面要開放靈活，這就要求軟件開發(fā)人員有較強(qiáng)的綜合能力，不僅要有計(jì)算機(jī)專業(yè)方面的知識(shí)，而且要熟悉教學(xué)環(huán)節(jié)、了解教學(xué)的新的理念和教學(xué)模式的發(fā)展方向；在CAI軟件開發(fā)的過程中，要更多的讓用戶（教師和學(xué)生）參與，以便了解用戶的需要，目前的CAI軟件擺花架子的不少，真正的實(shí)用性強(qiáng)的CAI軟件不多，這主要是開發(fā)商和用戶之間缺少溝通，如果能在軟件開發(fā)過程中讓用戶自始至終的參與，將使軟件具有更好的適應(yīng)性和實(shí)用價(jià)值；軟件的開發(fā)要投入大量的人力、物力、財(cái)力，開發(fā)商要有利可圖，才會(huì)加大投入，所以我們要加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，保護(hù)開發(fā)商的合法權(quán)益，才能鼓勵(lì)開發(fā)商推出更多更好的教學(xué)軟件。
（3）加強(qiáng)CAI課件的廣告宣傳力度
CAI課件和其它產(chǎn)品一樣，需要被人了解，但是現(xiàn)在為教學(xué)軟件作廣告的不多，許多課件的名稱看似相同，使人無法識(shí)別它在內(nèi)容上、形式上的創(chuàng)意和特色。
（4）加強(qiáng)信息化教學(xué)系統(tǒng)的后期維護(hù)
信息化教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)完成后，開發(fā)商和系統(tǒng)維護(hù)人員要對(duì)系統(tǒng)的使用進(jìn)行跟蹤服務(wù)，由于教學(xué)系統(tǒng)不同于其它產(chǎn)品，其內(nèi)容和形式更新較快，需要及時(shí)更新，在校園網(wǎng)上，要充分利用好Internet中的資源，及時(shí)將好的教學(xué)軟件下載到校園網(wǎng)的服務(wù)器中以充實(shí)校園網(wǎng)中的教學(xué)資源，將其盡早地提供給教師和學(xué)生使用。避免教學(xué)系統(tǒng)成為“無源之水”。電子教材的設(shè)計(jì)和開發(fā)也應(yīng)堅(jiān)持“以人為本”的觀念，以心理學(xué)、傳播學(xué)等建構(gòu)主義和人本主義的科學(xué)學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，尊重人的情感，重視學(xué)習(xí)者的感受，使信息化學(xué)習(xí)更適合人的身心健康發(fā)展。另外，信息化教學(xué)系統(tǒng)的使用單位的領(lǐng)導(dǎo)要重視信息化教學(xué)系統(tǒng)建立以后的投入，這樣才能使系統(tǒng)真正地發(fā)揮其作用，不至于造成系統(tǒng)的空置和浪費(fèi)。
（5）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全防范，做好教學(xué)支持服務(wù)工作
做好網(wǎng)絡(luò)的安全防范工作，制定完善的網(wǎng)絡(luò)規(guī)章制度，營造良好的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，嚴(yán)格管理，這是信息化教學(xué)中必須考慮的前提條件。另外，在信息化教學(xué)中，教師除了應(yīng)該為學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行組織管理工作之外，還應(yīng)同時(shí)做好教學(xué)支持服務(wù)工作，深入學(xué)生之中，及時(shí)了解他們的學(xué)習(xí)情況，把握他們的思想脈搏，想方設(shè)法為他們提供方便，做他們的知心朋友，特別是遠(yuǎn)在幾十公里甚至是幾百公里之外的學(xué)生，更應(yīng)為他們及時(shí)提供信息和服務(wù)。為了能使他們安心學(xué)習(xí)，消除孤獨(dú)感，教師通過E—mail、電話等多種途徑傳送學(xué)校、老師和同學(xué)們的關(guān)心、支持；對(duì)于學(xué)生中出現(xiàn)的思想包袱和畏難情緒進(jìn)行及時(shí)的溝通和排解，耐心說服，循循善誘，努力做到動(dòng)之以情，曉之以理，導(dǎo)之以行。例如，針對(duì)入學(xué)后學(xué)生中反映出來的對(duì)遠(yuǎn)程自主教學(xué)模式的不適應(yīng)，教師及時(shí)給每位學(xué)生分發(fā)《教師寄語》，鼓勵(lì)他們勇敢面對(duì)困難，放眼未來，頑強(qiáng)拼搏。
4.信息化教學(xué)的展望
信息化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)已逐漸顯現(xiàn)出來并為越來越多的人所重視，我們要大力發(fā)展信息化教學(xué)，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將已有的網(wǎng)絡(luò)教室、校園網(wǎng)、Internet和教學(xué)軟件充分利用起來，并對(duì)它們進(jìn)行修改和補(bǔ)充，使之真正為教學(xué)服務(wù)，并使其深入到教學(xué)改革中去，這將使我們的教育事業(yè)如虎添翼，蒸蒸日上。隨著人們觀念的更新，網(wǎng)絡(luò)課件質(zhì)量的不斷提高，軟件開發(fā)商們的不斷成熟，相信在不久的將來，信息化教學(xué)會(huì)有一個(gè)新的飛躍。
【參考文獻(xiàn)】
［1］張屹，祝智庭.建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的信息化教育［J］.電化教育研究，2002，1
［2］南國農(nóng).教育信息化建設(shè)的幾個(gè)理論和實(shí)際問題［J］.電化教育研究，2002，10
［3］祝智庭.現(xiàn)代教育技術(shù)學(xué)——走向信息化教育［M］.高等教育科學(xué)出版社，2001.9
［4］苑永波.信息化教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的比較［J］.中國電化教育，2001，8
（1．南開大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院，天津300071；2．天津市智能機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300071）
摘要：智能專業(yè)作為具有工科特色的新興專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的環(huán)節(jié)。文章闡述如何依托科研項(xiàng)目帶動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，建設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。舉例介紹實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的幾個(gè)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，說明通過科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互動(dòng)，可以豐富智能專業(yè)的教學(xué)資源，提升教學(xué)方法，使科研成果和科研難題有新的“用武之地”。
關(guān)鍵詞 ：智能科學(xué)與技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
基金項(xiàng)目：南開大學(xué)2014年本科重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目；中國科協(xié)高校科普創(chuàng)作與傳播試點(diǎn)項(xiàng)目( 2012KPZP183)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目( 61375087)；2015年南開大學(xué)研究生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目。
第一作者簡介：周璐，女，中級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橹悄軝C(jī)器人技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、機(jī)器人科普教育，zhoulu@nankai.edu.cn。
0 引 言
南開大學(xué)智能專業(yè)建設(shè)依托機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所，至今已走過十個(gè)年頭，堅(jiān)持科研帶動(dòng)教學(xué)是我們專業(yè)建設(shè)的特色思路。通過幾年的認(rèn)真研究和發(fā)掘，一批面向智能專業(yè)教學(xué)的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。
1 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)背景
眾所周知，智能科學(xué)技術(shù)是一個(gè)融合計(jì)算機(jī)、人工智能、模式識(shí)別等研究領(lǐng)域的交叉性學(xué)科，這些前沿技術(shù)也是當(dāng)前智能科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力和源泉。我們嘗試將科研成果與智能專業(yè)教學(xué)相結(jié)合，用高水平的學(xué)術(shù)研究反哺課程教學(xué)，使科研項(xiàng)目作為優(yōu)秀的教學(xué)資源，傳承到課程改革實(shí)踐中。
很多高校智能專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)大部分需要從事教學(xué)、科研雙重工作。教師將自己或團(tuán)隊(duì)中的科研成果開發(fā)成適合學(xué)生的教學(xué)實(shí)例，既能讓科研資源發(fā)揮作用，又能將自己的研究理念傳授給學(xué)生，使課程的開展更加得心應(yīng)手。
絕大部分智能專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后繼續(xù)從事相關(guān)領(lǐng)域的深造和技術(shù)工作，因此教師的工作更加貼近前沿的科研技術(shù)、貼近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能使學(xué)生的科研素養(yǎng)和實(shí)踐能力得到更大的提高。
2 在智能專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中的作用
首先，仿真平臺(tái)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)具有很多好處：該平臺(tái)相對(duì)于枯燥的公式推導(dǎo)和計(jì)算，起到豐富教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化演示效果、提升教學(xué)能力等作用；相對(duì)于實(shí)體機(jī)器操作，有節(jié)約成本、拓展實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域、降低安全風(fēng)險(xiǎn)等作用。
其次，我們建設(shè)的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由多個(gè)仿真系統(tǒng)組成，這些仿真系統(tǒng)均來自機(jī)器人所承擔(dān)的重大課題和實(shí)際科研項(xiàng)目。以智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容為大綱，我們?cè)诔浞职l(fā)掘這些仿真系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，設(shè)置了對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，更關(guān)注技術(shù)的前瞻性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。
最后，這種教學(xué)方法除了傳授給學(xué)生前沿的知識(shí)以外，還能逐漸提高學(xué)生對(duì)研究性學(xué)習(xí)的興趣，更有利于培養(yǎng)具有實(shí)踐本領(lǐng)和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才。
3 平臺(tái)建設(shè)情況
3.1 將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類設(shè)計(jì)
南開大學(xué)組織學(xué)位委員會(huì)專家和一線教師，根據(jù)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，制定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，教師們經(jīng)過多次研討，選定恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)型、綜合型、創(chuàng)新型3類。
(1)基礎(chǔ)型：主要培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，使之了解知識(shí)原理，鞏固和加深基本理論，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)工具、基本實(shí)驗(yàn)方法、計(jì)算機(jī)輔助工具、科學(xué)仿真與計(jì)算軟件的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，為以后學(xué)生進(jìn)行更綜合的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。
(2)綜合型：以提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合能力為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容側(cè)重于綜合應(yīng)用本課程的知識(shí)及相關(guān)課程知識(shí)，設(shè)計(jì)并完成有一定難度的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生要分析實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，最后通過數(shù)據(jù)整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成全過程實(shí)踐。
(3)創(chuàng)新型：安排學(xué)生參與兼具研究性和探索性的大型實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)題目往往是從科學(xué)研究、實(shí)際科研項(xiàng)目、大型工程實(shí)踐等項(xiàng)目中提煉出來的子課題或子系統(tǒng)。教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生通過分析實(shí)際問題，提出創(chuàng)新解決方案，并進(jìn)行優(yōu)化比選。
在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容時(shí)，要求任課教師注重增加綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既能反映本學(xué)科理論的最新發(fā)展，又能將教師的科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
目前，在仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方面，我們將科研成果應(yīng)用于本科教學(xué)中，初步建立了兩個(gè)創(chuàng)新型仿真平臺(tái)和兩個(gè)綜合型仿真平臺(tái)。
3.2 具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目舉例
1)虛擬機(jī)器人仿真開發(fā)實(shí)驗(yàn)（創(chuàng)新型）。
學(xué)生可以在圖形化界面下進(jìn)行機(jī)器人設(shè)計(jì)、搭建，并通過系統(tǒng)的MATLAB接口實(shí)現(xiàn)虛擬運(yùn)行，從而驅(qū)動(dòng)自己搭建的機(jī)器人。
機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)于智能專業(yè)學(xué)生的培訓(xùn)并非重點(diǎn)，應(yīng)該更多地關(guān)注在建立三維模型后，對(duì)機(jī)器人和工作任務(wù)的控制環(huán)節(jié)。本套仿真系統(tǒng)的三維建模功能可以讓學(xué)生輕松上手，簡單快速地搭建機(jī)器人，類似拼搭樂高積木。同時(shí)，虛擬機(jī)器人可以與軌跡規(guī)劃相結(jié)合，在虛擬場景中讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)起來。圖1為學(xué)生搭建的虛擬移動(dòng)機(jī)器人以及它在Simulink環(huán)境中的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)仿真。離線編程模塊可以讓學(xué)生用簡單的編程語言控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)可以應(yīng)用于機(jī)器人學(xué)／機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和建模能力。
項(xiàng)目來源：中國科協(xié)高校科普創(chuàng)作與傳播試點(diǎn)項(xiàng)目( 2012KPZP183)。
2)可配置多機(jī)器人仿真開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（綜合型）。
圖2為可配置多機(jī)器人仿真開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過雙工業(yè)機(jī)器人仿真平臺(tái)，學(xué)生可以在圖形化界面下學(xué)習(xí)機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，鞏固機(jī)器人學(xué)中正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、雅克比矩陣、軌跡規(guī)劃等重要概念，也可以通過算法設(shè)計(jì)，完成關(guān)節(jié)限位、避碰檢測、路徑跟蹤等任務(wù)級(jí)作業(yè)，從而更好地理解工業(yè)級(jí)機(jī)器人的各項(xiàng)控制方法。該實(shí)驗(yàn)可以應(yīng)用于機(jī)器人學(xué)／機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論、機(jī)器智能基礎(chǔ)等課程。
機(jī)器人工作空間和奇異點(diǎn)問題需要較為復(fù)雜的計(jì)算和推導(dǎo)，理解起來有些抽象，但通過仿真系統(tǒng)進(jìn)行演示非常直觀。學(xué)生可以將自己規(guī)劃的算法或關(guān)節(jié)空間下控制序列輸入系統(tǒng)，驗(yàn)證自己的實(shí)驗(yàn)效果。
項(xiàng)目來源：競爭型機(jī)器人遙操作機(jī)理的研究( 60575048)，國家自然科學(xué)基金；雙臂機(jī)器人協(xié)調(diào)集成技術(shù)及其復(fù)雜作業(yè)的研究，國家863項(xiàng)目。
3)多機(jī)器人視覺仿真系統(tǒng)（綜合型）。
圖3為多機(jī)器人視覺仿真系統(tǒng)，使用了MATLAB編程環(huán)境將機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)參數(shù)實(shí)時(shí)地顯示出來，學(xué)生可以在熟悉的MATLAB界面下，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視覺伺服相關(guān)理論、核心算法。該仿真平臺(tái)可以讓學(xué)生綜合鍛煉視覺伺服參數(shù)標(biāo)定、算法驗(yàn)證、誤差分析等能力，能夠應(yīng)用于機(jī)器智能基礎(chǔ)等課程。
機(jī)器視覺作為智能專業(yè)的主干課程，在本科教學(xué)中非常重要，然而學(xué)生通過操作攝像機(jī)進(jìn)行視覺標(biāo)定實(shí)驗(yàn)需要的硬件設(shè)備較多，對(duì)環(huán)境光線、空間等要求較高。為了讓學(xué)生更快地理解各種算法和標(biāo)定方法，可以讓學(xué)生借助這套仿真系統(tǒng)進(jìn)行鍛煉，同時(shí)引入噪聲等變量模仿環(huán)境干擾，進(jìn)行誤差分析、視覺伺服補(bǔ)償、算法優(yōu)化等作業(yè)。
項(xiàng)目來源：基于遠(yuǎn)程網(wǎng)開放的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)( 2001AA422290)，十五863計(jì)劃。
4)航天工程機(jī)械臂仿真實(shí)驗(yàn)（創(chuàng)新型）。
圖4為航天工程機(jī)械臂仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可以在逼真的三維空間環(huán)境下，學(xué)習(xí)虛擬仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。在課程中，教師可以讓學(xué)生嘗試將多維力、聲、觸、視等反饋設(shè)備加入系統(tǒng)，鍛煉數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)集成能力。該實(shí)驗(yàn)可以應(yīng)用于機(jī)器視覺基礎(chǔ)、智能專業(yè)實(shí)踐等課程。
項(xiàng)目來源：基于網(wǎng)絡(luò)遙觀測機(jī)器人的野外生態(tài)觀測技術(shù)研究( 61375087)，國家自然科學(xué)基金。
4 結(jié)語
南開大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)根據(jù)本學(xué)科的積累和建設(shè)特色，將“科研項(xiàng)目帶動(dòng)教學(xué)”作為一種全新思路進(jìn)行嘗試，取得了一定效果。通過挖掘和延伸設(shè)計(jì)實(shí)際科研項(xiàng)目中的仿真系統(tǒng)，目前已經(jīng)初步建設(shè)完成了一些較好的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。智能專業(yè)的機(jī)器人學(xué)課程對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用最為深入，通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提高了學(xué)生對(duì)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、軌跡規(guī)劃等知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。我們將在今后的教學(xué)過程中，繼續(xù)豐富和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)平臺(tái)越來越完善。
參考文獻(xiàn)：
[1]方勇純，劉景秦．南開大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)教學(xué)體系與實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)[J]計(jì)算機(jī)教育，2009(11): 21-25．
[2]盧桂章，無處不在的智能技術(shù)[J]．計(jì)算機(jī)教育，2009(11): 68-72．
[3]方勇純．智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生情況分析與專業(yè)建設(shè)[J]．計(jì)算機(jī)教育，2010(19): 51-54．
[4]許林．智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科實(shí)踐課程的建設(shè)[J]計(jì)算機(jī)教育，2011(15): 120-123.
（湖北工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，湖北 孝感 432100）
摘 要：借鑒CDIO工程教育理念，提出基于先修課程實(shí)踐項(xiàng)目的編譯原理教學(xué)方案。通過將編譯程序各階段分解成子任務(wù)，對(duì)應(yīng)先修課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)編譯原理先修課程的實(shí)踐項(xiàng)目。闡述如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主研究性學(xué)習(xí)，以改善編譯原理課程的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞 ：編譯原理；先修課程；實(shí)踐項(xiàng)目；CDIO工程教育理念
基金項(xiàng)目：湖北省高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于CDIO工程教育理念的編譯原理課程教學(xué)改革”（2012367）。
第一作者簡介：李志敏，男，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件與理論，2218538304@qq.com。
l 編譯原理課程簡介
編譯程序是重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，它的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用了高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、形式語言與自動(dòng)機(jī)理論、算法設(shè)計(jì)與分析、軟件工程等知識(shí)。編譯原理課程建立在高級(jí)語言或匯編語言的基礎(chǔ)上，運(yùn)用編譯理論和技術(shù)來解決高級(jí)語言在機(jī)器上運(yùn)行的實(shí)際問題[1]。
編譯原理的先修課程主要是高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)等。編譯原理主要介紹編譯器實(shí)現(xiàn)過程中的詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、目標(biāo)代碼生成、代碼優(yōu)化等各階段的核心算法，涉及形式語言與自動(dòng)機(jī)等抽象概念，需要學(xué)生熟練掌握高級(jí)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、軟件工程、匯編語言等課程的知識(shí)。精通高級(jí)語言及底層寄存器分配、內(nèi)存管理等方面的內(nèi)容。編譯原理課程在理論、技術(shù)、方法上為學(xué)生提供了系統(tǒng)而有效的訓(xùn)練，有利于提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用和系統(tǒng)開發(fā)能力。編譯理論中的形式化理論與技術(shù)不僅應(yīng)用于編譯器設(shè)計(jì)，而且廣泛應(yīng)用于人工智能、自然語言處理、網(wǎng)絡(luò)信息處理、多媒體技術(shù)及數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域。該課程的學(xué)習(xí)對(duì)于今后很多領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人工智能系統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)、并行處理技術(shù)等領(lǐng)域的理論研究具有深遠(yuǎn)的意義。
2 基于先修課程教學(xué)方案的提出
由于編譯原理課程概念繁多、理論抽象、邏輯嚴(yán)密，廣泛而且深入地應(yīng)用其他先修課程的知識(shí)。現(xiàn)行教材以編譯器各個(gè)階段的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)為主，理論和實(shí)踐的起點(diǎn)都比較高，割裂了先修課程與編譯原理的內(nèi)在聯(lián)系。學(xué)生普遍感覺不知從哪里找到學(xué)習(xí)的突破口，再加上從事編譯器設(shè)計(jì)工作的學(xué)生數(shù)量極少，絕大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。
為提高編譯原理教學(xué)質(zhì)量，借鑒CDIO工程教育模式的理念，提出基于先修課程實(shí)踐項(xiàng)目的編譯原理教學(xué)方案，如圖1所示。
CDIO模式倡導(dǎo)學(xué)生開展基于問題的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于案例的學(xué)習(xí)等多種自主研究性學(xué)習(xí)方法，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力訓(xùn)練[2-6]。
由于編譯原理課程是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，通過實(shí)踐項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，可以引導(dǎo)學(xué)生帶著問題，進(jìn)行自主研究性學(xué)習(xí)，從而真正掌握編譯技術(shù)及其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
如圖1所示，教師將編譯程序各階段分解成子任務(wù)，找出他們相關(guān)聯(lián)的先修課程實(shí)踐項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)前，教師提供編譯程序框架平臺(tái)和先修課程實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生借鑒和分階段設(shè)計(jì)編譯程序，在編譯程序框架平臺(tái)上，整合集成前端和后端程序，構(gòu)造出完整的編譯程序平臺(tái)。
3 先修課程實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
在教學(xué)中，以PL/0編譯程序?yàn)榻虒W(xué)模型。PL/0是Pascal語言的子集，具備一般高級(jí)語言的典型特點(diǎn)。PL/0編譯程序包含了高級(jí)語言程序?qū)崿F(xiàn)的基本組織、技術(shù)和步驟。為降低編譯程序設(shè)計(jì)的難度，針對(duì)編譯每個(gè)階段，結(jié)合C語言程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，可以設(shè)計(jì)若干相關(guān)先修課程實(shí)踐項(xiàng)目[7]。
3.1 PL/0編譯程序的詞法分析
（1）識(shí)別保留字和標(biāo)識(shí)符。設(shè)有一張保留字表。對(duì)每個(gè)字母開頭的字符串（包含若干字母和數(shù)字），都要查找保留字表。若查找到則為保留字，將對(duì)應(yīng)的類別放在sym中，否則標(biāo)記為用戶定義的標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符將ident放在sym中，標(biāo)識(shí)符本身的值放在id中。
（2）拼數(shù)和拼復(fù)合詞。當(dāng)所取單詞是數(shù)字時(shí)，將數(shù)的類別number放在sym中，數(shù)值本身的值存放在num中。對(duì)兩個(gè)字符組成的復(fù)合詞算符，識(shí)別后將類別送sym中。
（3）識(shí)別單字符單詞。識(shí)別單一運(yùn)算符和界限符。
（4）濾空格。空格是程序不可缺少的界限符，但在語法分析中無用，必須濾掉[8]。
依據(jù)以上詞法分析的任務(wù)，教學(xué)過程中設(shè)計(jì)如下先修課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
實(shí)驗(yàn)1：字符類型統(tǒng)計(jì)。編寫程序，在終端用鍵盤輸入字符串，用符號(hào)#表示輸入結(jié)束。統(tǒng)計(jì)輸入的字符串中空格符、制表符、換行符的個(gè)數(shù)，并顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)2：判斷程序中begin和end是否匹配，并統(tǒng)計(jì)匹配次數(shù)。程序存放在txt文件中或用鍵盤直接輸入。
實(shí)驗(yàn)3（農(nóng)夫過河問題）：本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目用于自動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和單詞識(shí)別的實(shí)現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)4：設(shè)計(jì)PL/0源程序掃描器，去除空格和注釋及其他無關(guān)字符后得到單詞的集合。
實(shí)驗(yàn)5：用自動(dòng)機(jī)識(shí)別無符號(hào)數(shù)；要求能夠識(shí)別整數(shù)，帶小數(shù)的無符號(hào)數(shù)以及帶指數(shù)形式的無符號(hào)數(shù)。
實(shí)驗(yàn)6：設(shè)計(jì)識(shí)別
關(guān)鍵詞 、標(biāo)識(shí)符等類型單詞的程序。
3.2 PL/0編譯程序的語法分析和語義分析
PL/0語法分析同時(shí)也根據(jù)程序的語義生成相應(yīng)的代碼，并提供了出錯(cuò)處理的機(jī)制。本階段一般采用自上而下的遞歸下降子程序法。
語法分析從讀入第一個(gè)單詞進(jìn)行分析作為初始符號(hào)的非終結(jié)符“程序”，也就是從非終結(jié)符“程序”對(duì)應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的初始狀態(tài)出發(fā)開始分析。假設(shè)當(dāng)前單詞是a，分析器處于狀態(tài)p，若讀入單詞a后轉(zhuǎn)換到狀態(tài)q，則分析器進(jìn)入狀態(tài)q。再讀取下一個(gè)單詞繼續(xù)分析。如果當(dāng)前單詞是非終結(jié)符A，分析器處于狀態(tài)p，若讀入A后轉(zhuǎn)換到狀態(tài)q，則分析器調(diào)用A對(duì)應(yīng)的處理子程序，分析完后，分析器進(jìn)入狀態(tài)q。如果當(dāng)前單詞是終結(jié)符，則判斷當(dāng)前讀入的單詞是否與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的終結(jié)符匹配。若匹配，則執(zhí)行相應(yīng)的語義分析程序（即翻譯程序）。并且繼續(xù)讀取下一個(gè)單詞進(jìn)行分析。如果遇到分支點(diǎn)時(shí)，將對(duì)分支點(diǎn)上的多個(gè)符號(hào)逐個(gè)分析，若都不匹配時(shí)出錯(cuò)[9]。
依據(jù)以上語法和語義分析的任務(wù)，教學(xué)過程中設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要體現(xiàn)棧結(jié)構(gòu)和遞歸的應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)7（數(shù)字翻譯器）：輸入一個(gè)正整數(shù)N，輸出它的英文表達(dá)。例如：輸入1，輸出one。輸入12，輸出twelve。輸入135，輸出one hundred thirty five。
實(shí)驗(yàn)8（魔王語言翻譯）：有一個(gè)魔王總是使用自己的一種非常精練而又抽象的語言講話，沒有人能聽得懂，但他的語言是可以逐步解釋成人能聽懂的語言，因?yàn)樗恼Z言是按照兩種形式的規(guī)則由人的語言逐步抽象上去的：
（1）α β1β2……βm
（2）（θδ1δ2……δn)θδnθδn-1……θδ1θ
在這兩種形式中，從左到右均表示解釋。試寫一個(gè)魔王語言的解釋系統(tǒng)，把他的話解釋成人能聽得懂的話。用下述兩條具體規(guī)則和上述規(guī)則形式（2）實(shí)現(xiàn)。設(shè)大寫字母表示魔王語言的詞匯；小寫字母表示人的語言詞匯；希臘字母表示可以用大寫字母或小寫字母代換的變量。魔王語言可含人的詞匯。
（1）B tAdA
（2）A sae
該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過一組語法規(guī)則，將含有非終結(jié)符的單詞序列變?yōu)榫渥印?/p>
實(shí)驗(yàn)9（表達(dá)式求值）：從鍵盤輸入中綴表達(dá)式，含+，-，*，/以及圓括號(hào)“（”和“）”。先將其轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，然后再利用后綴表達(dá)式求值。
3.3 PL/0編譯程序的錯(cuò)誤處理
發(fā)現(xiàn)語法錯(cuò)誤時(shí)，對(duì)于容易校正的錯(cuò)誤，例如缺失逗號(hào)或分號(hào)的錯(cuò)誤，則指出出錯(cuò)位置，并補(bǔ)上逗號(hào)或分號(hào)。對(duì)于難以校正的錯(cuò)誤，跳過一些單詞符號(hào)，直到讀入一個(gè)能使編譯程序恢復(fù)正常語法分析工作的單詞為止。
發(fā)現(xiàn)語義錯(cuò)誤時(shí)，只給出錯(cuò)誤信息和出錯(cuò)位置，編譯工作繼續(xù)進(jìn)行。
對(duì)運(yùn)行錯(cuò)誤，例如溢出越界等，只能在運(yùn)行時(shí)給出錯(cuò)誤信息，PL/0編譯程序無法給出源程序的錯(cuò)誤位置。
依據(jù)以上PL/0編譯程序錯(cuò)誤處理任務(wù)，教學(xué)過程中設(shè)計(jì)如下先修課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
實(shí)驗(yàn)10（表達(dá)式求值）：從文本文件input.txt中讀取若干中綴表達(dá)式，中綴表達(dá)式之間用“；”隔開。轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式存放在臨時(shí)temp.txt中，然后從temp.txt讀取后綴表達(dá)式，完成計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存在input.txt中。要求能進(jìn)行錯(cuò)誤處理。
3.4 PL/0編譯程序中符號(hào)表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
PL/0編譯程序中符號(hào)表采用單表組織，所有嵌套的作用域共用一個(gè)全局符號(hào)表。為處理方便，符號(hào)表設(shè)計(jì)為棧結(jié)構(gòu)。對(duì)符號(hào)表的維護(hù)主要有3種操作：登錄、查詢、刪除。
依據(jù)以上PL/0編譯程序符號(hào)表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)思路，教學(xué)過程中設(shè)計(jì)如下先修課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，熟悉查找算法和棧的基本操作和應(yīng)用：
實(shí)驗(yàn)11（二叉樹的基本操作）：將詞法分析得到的記錄以二叉樹的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)并給出查找、刪除算法。
實(shí)驗(yàn)12（Hash表的基本操作）：將詞法分析得到的記錄進(jìn)行散列存儲(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)13（停車場管理）：設(shè)停車場是一個(gè)可停放n輛汽車的狹長通道，且只有一個(gè)大門可供汽車進(jìn)出。汽車在停車場內(nèi)按車輛到達(dá)時(shí)間的先后順序，依次由北向南排列（大門在最南端，最先到達(dá)的第一輛車停放在車場的最北端），若車場內(nèi)已停滿n輛汽車，則后來的汽車只能在門外的便道上等待，一旦有車開走，則排在便道上的第一輛車即可開入；當(dāng)停車場內(nèi)某輛車要離開時(shí)，在它之后進(jìn)入的車輛必須先退出車場為它讓路，待該輛車開出大門外，其他車輛再按原次序進(jìn)入車場，每輛停放在車場的車在離開停車場時(shí)必須按它停留的時(shí)間長短交納費(fèi)用。試為停車場編制按上述要求進(jìn)行管理的模擬程序。
3.5 PL/0程序運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)組織與管理
在編譯階段進(jìn)行的存儲(chǔ)空間分配工作稱為靜態(tài)存儲(chǔ)分配。在運(yùn)行階段進(jìn)行的存儲(chǔ)空間分配工作稱為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配。PL/0采用棧式存儲(chǔ)分配方法。依據(jù)以上存儲(chǔ)組織與管理的任務(wù)，教學(xué)過程中設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要體現(xiàn)棧結(jié)構(gòu)的應(yīng)用：
實(shí)驗(yàn)14（N階Hanoi塔問題）：要求學(xué)生以N=3為例，顯示執(zhí)行過程中遞歸工作棧狀態(tài)的變化情況。執(zhí)行過程包括從主函數(shù)進(jìn)入遞歸函數(shù)到退出遞歸函數(shù)返回主函數(shù)。
3.6 PL/0編譯程序完整設(shè)計(jì)
完整的編譯程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，為了讓學(xué)生熟悉編譯程序各個(gè)階段，先要求學(xué)生改編實(shí)驗(yàn)10（表達(dá)式求值），作為編譯器設(shè)計(jì)的預(yù)備實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)15（簡單的表達(dá)式翻譯器）：給出C語言編寫的翻譯器，它將用分號(hào)隔開的若干個(gè)中綴表達(dá)式序列翻譯成后綴表達(dá)式序列。表達(dá)式由數(shù)字、標(biāo)識(shí)符、操作符（+，-，*，/，div，mod）構(gòu)成。要求翻譯器包括詞法分析、語法和語義分析、符號(hào)表、出錯(cuò)處理等編譯程序模塊[10]。
4 結(jié) 語
通過對(duì)2012—2014年計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)3屆學(xué)生觀察分析，絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)該課程的重要性有比較清楚的認(rèn)識(shí)，對(duì)課程的重視程度普遍提高，能保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣。80%學(xué)生能完成詞法分析程序、語法分析程序、中間代碼生成等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。半數(shù)學(xué)生可以獨(dú)立完成編譯器設(shè)計(jì)工作流程。其余學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，也能順利完成。
實(shí)踐表明，通過先修課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將難懂的編譯原理與學(xué)生已有的基礎(chǔ)知識(shí)與技能相結(jié)合，起到降低編譯程序設(shè)計(jì)門檻的效果。同時(shí)進(jìn)一步鞏固先修課程的理論和方法，使學(xué)生找到學(xué)習(xí)編譯原理的切入點(diǎn)和興趣點(diǎn)，提高了實(shí)際動(dòng)手能力，增強(qiáng)了編譯原理課程教學(xué)實(shí)效。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王改芳, 龔君芳, 李圣文, 等. 編譯原理課程實(shí)踐教學(xué)改革探索[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2009(12): 130-131.
[2] 張彥春, 王孟鈞. 基于課程的教學(xué)質(zhì)量保證體系構(gòu)建與運(yùn)行[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2012(8): 73-75.
[3] 何炎祥, 伍春香. 現(xiàn)代教學(xué)理論指導(dǎo)下的“編譯原理”教學(xué)綜合改革[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2010(1): 46-49.
[4] 羅高涌, 張瑾. 基于CDIO 模式校企合作辦學(xué)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究[J]. 高教探索, 2011(5): 71-75．
[5] 查建中. 工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學(xué)合作和國際化[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2008(5): 16-19.
[6] 陳艷, 魏星, 李志梅. CDIO工學(xué)教學(xué)模式在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 教育探索, 2013(3): 136-137 .
[7] 蔣宗禮, 姜守旭. 形式語言與自動(dòng)機(jī)理論[M]. 2版. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2013: 269-276.
[8] 張素琴, 呂映芝. 編譯原理 [M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2005: 13-27.
[9] 陳應(yīng)明, 馬俊杰, 張懷慶. 編譯原理[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 2004: 13-43.
作者：于貴 單位：四川文理學(xué)院
現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育在基于Internet的教育網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,既可以有效地發(fā)揮各種教育資源的優(yōu)勢(shì),為各類教育的教育質(zhì)量提高提供有力支持,又可以最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性、積極性,為不同的學(xué)習(xí)對(duì)象提供方便的、快捷的、廣泛的教育服務(wù)。實(shí)際應(yīng)用中,現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育除了可實(shí)施傳統(tǒng)的講授模式、討論模式以及個(gè)別輔導(dǎo)模式外,還可以充分利用Internet的網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)基于Internet的授課、討論以及異步交流或在線交談的個(gè)別輔導(dǎo)模式,此外,還可實(shí)施最具網(wǎng)絡(luò)特色的探索式教學(xué)模式和協(xié)作教學(xué)模式等。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,基于移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)也正成為人們關(guān)注的一種新型遠(yuǎn)程教學(xué)模式。
一、現(xiàn)代化遠(yuǎn)程教育常用教學(xué)模式及應(yīng)用
1.講授模式及應(yīng)用同步講授與傳統(tǒng)教學(xué)模式一樣,教與學(xué)的過程同步進(jìn)行,其差別除了教師、學(xué)生不會(huì)在同一地點(diǎn)上課之外,學(xué)生還可在同一時(shí)間聆聽多個(gè)教師講授以及師生之間能進(jìn)行一些簡單的交互活動(dòng)。一般情況下,進(jìn)行現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育同步講授時(shí),教師在某一專門配置的網(wǎng)絡(luò)教室中講課,通過攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將教師講課的情景傳送到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教室,遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教室配有視、音頻接收器,并通過網(wǎng)絡(luò)將接收到的視音頻信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)教室的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)中。這種教學(xué)必須采用實(shí)時(shí)交互式遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來,達(dá)到雙方或多方實(shí)時(shí)交互,即要求能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)傳送音頻和視頻。當(dāng)然,這種模式不僅要求較高的網(wǎng)絡(luò)傳速率,而且需要一些硬件設(shè)備(如攝像機(jī)、話筒等),這類系統(tǒng)一般適合用于專用高速網(wǎng)絡(luò)或者是局域網(wǎng),在Internet上實(shí)現(xiàn)代價(jià)較為昂貴。異步講授模式可實(shí)現(xiàn)教師的教和學(xué)生的學(xué)可以在不同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育的異步式講授實(shí)現(xiàn)簡單,只要利用Internet的WWW服務(wù)及電子郵件服務(wù)就可以滿足基本要求。這種模式是由教師將教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)測評(píng)等教學(xué)材料,編制成HTML文件,存放在Web服務(wù)器上,學(xué)生通過瀏覽這些頁面來達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。當(dāng)遇到疑難問題時(shí),學(xué)生以電子郵件或BBS等方式詢問教師,教師再通過電子郵件或BBS對(duì)學(xué)生的疑難問題給予解答。在此過程中,學(xué)生還可閱讀一些教師提供的參考資料,就像我們?cè)趯W(xué)校圖書館中查閱資料一樣,最終實(shí)現(xiàn)完整的教學(xué)活動(dòng)。
2.探索式教學(xué)模式及應(yīng)用探索式教學(xué)模式在Internet教學(xué)中的應(yīng)用范圍很廣,從簡單的電子郵件或郵件列表學(xué)習(xí)方式,到大型、復(fù)雜的學(xué)習(xí)系統(tǒng)中都可以采用探索式教學(xué)模式。實(shí)施探索式教學(xué)模式需要由某個(gè)教育機(jī)構(gòu)(如中學(xué)、大學(xué)或研究機(jī)構(gòu))設(shè)立一些適合由特定的學(xué)生對(duì)象來解決的問題,并通過Internet來向?qū)W生要求學(xué)生解答的問題。在解決問題的過程中,開展探索式教學(xué)的機(jī)構(gòu)要提供大量與問題相關(guān)的信息資源供學(xué)生查閱,并且應(yīng)有專家負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的疑難問題提供幫助,給予學(xué)生以適當(dāng)?shù)膯l(fā)或提示(如“請(qǐng)查閱某某節(jié)點(diǎn)上的某某文章”等)而不是直接告訴他答案。探索式教學(xué)模式徹底改變了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài),學(xué)生處于積極主動(dòng)學(xué)習(xí)求知的地位,有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性。實(shí)現(xiàn)探索式教學(xué)模式并不需要復(fù)雜的技術(shù)和昂貴的設(shè)備,利用Internet的簡單服務(wù)(如電子郵件)就可實(shí)現(xiàn)。例如,美國德州開展的一項(xiàng)稱之為“數(shù)學(xué)魔術(shù)”的基于Internet的數(shù)學(xué)探索項(xiàng)目,其內(nèi)容涵蓋美國所有的初等數(shù)學(xué)教育。“數(shù)學(xué)魔術(shù)”中提出的問題都是由一些優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教師設(shè)計(jì)而且切合美國數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育需求的問題,只要會(huì)發(fā)送電子郵件就可以參加這個(gè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目的實(shí)施不僅促進(jìn)了學(xué)生使用計(jì)算機(jī)水平的提高,而且能夠提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力和技巧,因而受到廣泛的歡迎。探索式教學(xué)模式有四個(gè)基本要素,即問題、資料、提出和反饋。將四個(gè)要素組織并銜接好,就能在簡單的背景技術(shù)下,達(dá)到良好的教學(xué)效果。實(shí)施探索式教學(xué)模式需要注意的是:為了防止學(xué)生產(chǎn)生過強(qiáng)的挫折感,應(yīng)當(dāng)有比較敏感的反饋系統(tǒng)及時(shí)幫助學(xué)生。
3.協(xié)作教學(xué)模式及應(yīng)用基于計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作建立起來的協(xié)同教學(xué)簡稱計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同教學(xué),包括兩個(gè)方面:協(xié)同學(xué)習(xí)、協(xié)作教學(xué)。協(xié)同學(xué)習(xí)是指為多個(gè)學(xué)習(xí)者同時(shí)提供對(duì)同一問題多種不同觀點(diǎn)和方法進(jìn)行觀察、比較和分析綜合的環(huán)境,是學(xué)習(xí)者在這一環(huán)境中相互探討共同提高;它能有效的提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力。協(xié)作教學(xué)是指多名教師共同編寫教案、輔導(dǎo)教學(xué)、相互間取長補(bǔ)短,充分發(fā)揮教師團(tuán)體的集體經(jīng)驗(yàn)和智慧,能實(shí)現(xiàn)多個(gè)教師對(duì)一個(gè)學(xué)生教學(xué)的教學(xué)。協(xié)作教學(xué)模式與個(gè)別化教學(xué)模式相比,更有利于促進(jìn)學(xué)生高級(jí)認(rèn)知能力的發(fā)展,有利于學(xué)生健康情感形成,因而受到廣大教育工作者的普遍關(guān)注。Internet為協(xié)作教學(xué)模式的完全實(shí)現(xiàn)提供了充分條件。基于Internet網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作學(xué)習(xí)模式相同,基本的協(xié)作策略同樣是競爭、協(xié)同、伙伴與角色扮演,但現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育利用Inter-net實(shí)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)模式有更大的優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在:1)競爭:通過Internet進(jìn)行競爭性學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)從網(wǎng)上在線學(xué)生名單中可以選擇更適合自己的競爭對(duì)手(也可以選擇計(jì)算機(jī)作為對(duì)手),在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生還可以通過多種途徑了解對(duì)手和自己的狀態(tài),及時(shí)地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略,爭取在競爭中獲勝,首先達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。2)協(xié)同:基于Internet網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同學(xué)習(xí)可以讓多個(gè)學(xué)習(xí)者通過網(wǎng)絡(luò)來解答系統(tǒng)所呈現(xiàn)的統(tǒng)一問題,他們之間的交流和協(xié)作通過公共的工作區(qū)來實(shí)現(xiàn),一般都要進(jìn)行緊密的合作或分工才能解決問題。3)伙伴:在Interne上學(xué)習(xí),學(xué)生可以選擇的學(xué)習(xí)伙伴更多,而且具有更便利的學(xué)習(xí)條件。學(xué)習(xí)者通常先選擇自己學(xué)習(xí)的內(nèi)容,再通過網(wǎng)絡(luò)查找正在學(xué)習(xí)統(tǒng)一內(nèi)容的學(xué)習(xí)者,選擇其中之一經(jīng)雙方同意結(jié)為學(xué)習(xí)伙伴。當(dāng)其中一方遇到問題時(shí),雙方便從不同角度交換對(duì)同一問題的看法,相互討論、幫助和提醒,知道問題解決。當(dāng)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)者覺得疲倦的時(shí)候,還可以在聊天區(qū)閑聊一會(huì)兒,使得學(xué)習(xí)過程充滿樂趣而不再枯燥、孤單。4)角色扮演:讓學(xué)生分別扮演指導(dǎo)者和學(xué)習(xí)者的前提是他們對(duì)學(xué)習(xí)問題存在“知識(shí)上的差距”,怎樣衡量和認(rèn)識(shí)這種知識(shí)上的差距并確定合適的角色扮演者是運(yùn)用“角色扮演”教學(xué)策略的難點(diǎn)之一。在Internet上參加學(xué)習(xí)的人很多,便于找到合適的人扮演指導(dǎo)者和學(xué)習(xí)者,而且角色扮演者在接受角色后還可以確定Internet及時(shí)解決自己在知識(shí)差距方面的問題,這樣就保證了角色扮演的前提。
二、現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高,提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)工具和良好的人機(jī)交互環(huán)境,使得遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)被更加廣泛地、深入地得到運(yùn)用。同時(shí),隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與多媒體、人工智能的結(jié)合,為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用增添了新的活力,多媒體化、智能化、協(xié)同化已經(jīng)成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要發(fā)展趨勢(shì)。
1.多媒體化自1995年底美國SUN公司在Internet上推出“WWW瀏覽器Hotjava”,徹底改變了Internet瀏覽器只能查詢檢索Internet上信息的狀況,為Internet的教學(xué)應(yīng)用開辟了廣闊的前景,從此基于Internet的多媒體教學(xué)應(yīng)用便不斷地發(fā)展起來。目前,大多數(shù)國家都在大力發(fā)展基于Internet的多媒體教學(xué)應(yīng)用,這是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用中的一個(gè)十分明顯的發(fā)展趨勢(shì),也是當(dāng)前發(fā)展最快的一個(gè)趨勢(shì)。
2.智能化基于網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境受到建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo),學(xué)生的學(xué)習(xí)是在智能學(xué)習(xí)環(huán)境中,通過與智能教學(xué)模式的交互,與同伴的協(xié)作、會(huì)話來建構(gòu)實(shí)現(xiàn)的;學(xué)生的學(xué)習(xí)是自主的、積極的,是意義建構(gòu)的主體,是學(xué)習(xí)的主人。同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)的存在能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供大量豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)在一定程度上成為一種基于資源的學(xué)習(xí)。基于資源的學(xué)習(xí)最大的優(yōu)勢(shì)是學(xué)習(xí)者的個(gè)性化、自主化能夠得以充分地發(fā)揮。目前,許多國家都在關(guān)注基于網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)系統(tǒng)的研究與教學(xué)應(yīng)用,這是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用中一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。基于WEB的智能教學(xué)系統(tǒng)的重要目標(biāo)是要解決現(xiàn)代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的個(gè)別化教學(xué)問題,提高教學(xué)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的適應(yīng)性和針對(duì)性,已成為智能教學(xué)系統(tǒng)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。
3.協(xié)同化隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及,給協(xié)作學(xué)習(xí)注入了新的技術(shù)潛力。網(wǎng)絡(luò)對(duì)開展協(xié)作學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)大的支撐:網(wǎng)絡(luò)可以提供更豐富的信息資源;可以更有序高效的組織、管理協(xié)作學(xué)習(xí)小組;可以提供跨越時(shí)間、空間的交互模式;可以實(shí)時(shí)、甄別性強(qiáng)的監(jiān)督、介入,通過網(wǎng)絡(luò),教師可以方便的發(fā)揮引導(dǎo)者的作用;可以保證評(píng)估工作的公正、透明。Internet網(wǎng)上關(guān)于研究性學(xué)習(xí)的專題網(wǎng)站如雨后春筍般的建立,功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)版的教學(xué)平臺(tái)的出現(xiàn),給協(xié)作學(xué)習(xí)的開展提供了更廣闊的空間。目前我國大部分的高等院校都開通了連接Internet的校園網(wǎng),經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的東部和中部地區(qū)在中小學(xué)基本已能達(dá)到Internet接入到每一間教室,許多任課教師已經(jīng)開始在實(shí)踐中開展基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作學(xué)習(xí),摸索出了許多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的協(xié)同化發(fā)展趨勢(shì)為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用和教育改革的深入創(chuàng)造了有利的條件。
一、工作思路
在新學(xué)期的教研工作中，繼續(xù)以深入推進(jìn)基礎(chǔ)教育課程改革為工作中心。組織學(xué)科教師進(jìn)一步加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)《普通高中課程方案（2017年版）》《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》《XX省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》、《XX省普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求》和《課型范式與實(shí)施策略——信息技術(shù)》的學(xué)習(xí)，更新教育教學(xué)觀念，提升課程實(shí)施的能力和研究水平。深入了解并及時(shí)解決信息技術(shù)課程實(shí)施中的困難和問題，并對(duì)這些困難和問題進(jìn)一步開展專項(xiàng)研究。在課程改革的實(shí)踐中，不斷提高教師的教學(xué)水平和中小學(xué)信息技術(shù)課程的建設(shè)與實(shí)施能力。加強(qiáng)學(xué)科中心組和教師協(xié)作組建設(shè)，引導(dǎo)廣大教師不斷學(xué)習(xí)和研究，進(jìn)一步落實(shí)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)建議。開展學(xué)科教師教育教學(xué)系列活動(dòng)，提升我區(qū)信息技術(shù)學(xué)科教師的教學(xué)基本功和能力，促進(jìn)我區(qū)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量和中小學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)的穩(wěn)步提高。
二、主要工作
（一）加強(qiáng)學(xué)習(xí)思考，努力提升課程實(shí)施的理論水平。
1．加強(qiáng)對(duì)《普通高中課程方案（2017年版）》和《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的學(xué)習(xí)和研究。組織高中學(xué)科教師學(xué)習(xí)和研究2017年版高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的新理論、新內(nèi)容、新模塊，同時(shí)繼續(xù)學(xué)習(xí)《XX省普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求》，鉆研教材，增加參與式培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，提高教師自主學(xué)習(xí)的能力；采取專家講座、學(xué)術(shù)沙龍、參與式研討、公開課觀摩與評(píng)價(jià)、校際合作、案例設(shè)計(jì)等多元的研訓(xùn)活動(dòng)方式，切實(shí)提高研訓(xùn)活動(dòng)的針對(duì)性和有效性，從而努力提升新課程實(shí)施的水平。
2．努力引導(dǎo)全區(qū)信息技術(shù)學(xué)科教師加強(qiáng)對(duì)教育教學(xué)理論和課程理論的學(xué)習(xí)和研究，認(rèn)真研究信息技術(shù)學(xué)科的課程功能、課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程實(shí)施、課程評(píng)價(jià)和課程管理，深化課程理解能力，提高課程規(guī)劃、開發(fā)與執(zhí)行的能力，深入了解并及時(shí)解決教學(xué)中的困難和問題，總結(jié)、推廣優(yōu)秀教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探索教學(xué)規(guī)律，在課程改革的實(shí)踐中，引導(dǎo)教師不斷提高教學(xué)水平和課程建設(shè)與實(shí)施能力。充分利用學(xué)科中心組，開展針對(duì)課改重難點(diǎn)問題的專項(xiàng)調(diào)研，力求突破課改的薄弱環(huán)節(jié)，為教育行政決策提供參考。
3．組織全區(qū)義務(wù)教育階段的信息技術(shù)教師深入研讀《XX省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》和新教材，把握好義務(wù)教育階段的信息技術(shù)課程新的目標(biāo)和內(nèi)容，更新教學(xué)觀念，提升對(duì)課程的理解力和課程的實(shí)施能力。在尊重教育實(shí)踐的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)我區(qū)信息技術(shù)學(xué)科教師進(jìn)一步理解課程綱要和新教材。針對(duì)新版教材在實(shí)施過程中出現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題開展專項(xiàng)研究：如各年段信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)、如何有效開展新增教學(xué)內(nèi)容（如程序設(shè)計(jì)、人工智能、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等）的教學(xué)活動(dòng)、不同年段信息技術(shù)學(xué)科適用教學(xué)方法的差異、信息技術(shù)課型的研究、義務(wù)教育階段中信息技術(shù)課程相關(guān)資源的開發(fā)和利用、如何在學(xué)科教學(xué)中體現(xiàn)出以培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)為宗旨的課程目標(biāo)，等等。
4．切實(shí)加強(qiáng)常態(tài)課研究，引導(dǎo)教師在日常教學(xué)中開展改善課堂教學(xué)的措施與策略的有效性研究，不斷提升學(xué)科教師自身的科研能力和教學(xué)水平。
（二）立足課堂實(shí)踐，切實(shí)提高信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量。
1．落實(shí)學(xué)科教學(xué)建議，要求信息技術(shù)教師以學(xué)科教學(xué)建議為依據(jù)進(jìn)行備課和上課，經(jīng)常交流教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)；采用多種方式引導(dǎo)教師對(duì)教學(xué)行為進(jìn)行認(rèn)真的分析和反思，調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)策略，不斷提高教學(xué)水平；老教師要做好傳、幫、帶工作，促進(jìn)青年教師健康成長。組織參與XX市信息技術(shù)學(xué)科教師基本功競賽和優(yōu)質(zhì)課評(píng)比活動(dòng)，為教師發(fā)展夯實(shí)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2．開展形式多樣的專題研究。引導(dǎo)教師在認(rèn)真落實(shí)“XX市中小學(xué)學(xué)科教學(xué)建議”的基礎(chǔ)上，開展多種形式的課堂教學(xué)研討和觀摩活動(dòng)，在良好的研究氛圍中逐步提升教師觀課、議課的能力和水平。
3．在學(xué)科教學(xué)中，倡導(dǎo)師生互動(dòng)、思維充分、學(xué)生信息素養(yǎng)得到發(fā)展的高效益課堂教學(xué)模式。加強(qiáng)對(duì)提高課堂教學(xué)效益和動(dòng)態(tài)生成資源及其關(guān)系的研究，引導(dǎo)教師夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)，促進(jìn)教學(xué)智慧的生成。
4．組織各年段課堂教學(xué)同題異構(gòu)研討活動(dòng)，引導(dǎo)教師探索學(xué)科教學(xué)中的研究性學(xué)習(xí)方式，分享教學(xué)實(shí)踐智慧，共同探討提高課堂教學(xué)效益的途徑和方法。引導(dǎo)教師認(rèn)真進(jìn)行教材分析、開展教學(xué)創(chuàng)意、教學(xué)設(shè)計(jì)和論文撰寫等活動(dòng)，切實(shí)提高對(duì)學(xué)科的理解與分析能力。
5．進(jìn)一步建立和完善義務(wù)教育階段學(xué)生信息技術(shù)基本技能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。各初中學(xué)校應(yīng)落實(shí)針對(duì)新教材的學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方法，提高信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)初中信息技術(shù)學(xué)科教師的專業(yè)成長。同時(shí)全面提高初中學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，以適應(yīng)高中信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)的需要。
（三）抓好組織建設(shè)，加快促進(jìn)學(xué)科教師的專業(yè)成長。
1、進(jìn)一步加強(qiáng)中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科中心組建設(shè)，完善新課程研究小組的活動(dòng)內(nèi)容和形式。以課堂教學(xué)研究為核心，以問題研究、項(xiàng)目研究為抓手，提升中心組教師和學(xué)科教研組的研究水平和課堂教學(xué)水平，并帶動(dòng)其他學(xué)科教師的專業(yè)發(fā)展。
2、繼續(xù)完善信息技術(shù)教師協(xié)作組建設(shè)，積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)各協(xié)作組開展形式多樣，內(nèi)容豐富的交流研討活動(dòng)，幫助各協(xié)作組建立對(duì)話、交流和指導(dǎo)機(jī)制，營造一種互助成長和主動(dòng)發(fā)展的良好氛圍，真正為青年教師的快速成長和優(yōu)秀教師的專業(yè)成長提供機(jī)會(huì)和平臺(tái)，有效促進(jìn)我區(qū)信息技術(shù)學(xué)科教師能力素質(zhì)的整體提升。
3．不定期舉辦專題學(xué)術(shù)沙龍，營造良好學(xué)術(shù)氛圍，為各種不同類型的教師交流教育教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)、探討自身素質(zhì)提高的途徑和方式提供條件和機(jī)會(huì)。
4．根據(jù)信息技術(shù)變化發(fā)展快的特點(diǎn)，要求各校信息技術(shù)教研組要結(jié)合本校學(xué)科教師的情況繼續(xù)組織業(yè)務(wù)進(jìn)修活動(dòng)，全面提高業(yè)務(wù)素質(zhì)。
（四）搞好競賽活動(dòng)，全面提升中小學(xué)生的信息素養(yǎng)。
1．引導(dǎo)各中小學(xué)積極開展學(xué)生電腦制作活動(dòng)和信息技術(shù)應(yīng)用能力競賽的培訓(xùn)和輔導(dǎo)工作，并通過組織培訓(xùn)、講座、交流、研討等形式的活動(dòng)，進(jìn)一步提升學(xué)科教師組織與開展社團(tuán)活動(dòng)的能力與水平，切實(shí)提高輔導(dǎo)質(zhì)量，提升和培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力和素養(yǎng)。
三、日程安排
九月份：
1、召開信息技術(shù)學(xué)科中心組成員會(huì)議；
2、針對(duì)修訂后的教材，明確各學(xué)段學(xué)科教學(xué)建議和進(jìn)度安排；
3、組織參加XX市小學(xué)信息技術(shù)教師教學(xué)基本功比賽；
4、組織全區(qū)高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)研討活動(dòng)；
5、組織信息技術(shù)學(xué)科優(yōu)秀教學(xué)論文評(píng)選活動(dòng)。
十月份：
1、組織全區(qū)小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)研討活動(dòng)；
2、以線上、線下方式組織《XX省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》和新教材學(xué)習(xí)培訓(xùn)；
3、組織高中信息技術(shù)教師新課程技能Python程序設(shè)計(jì)語言培訓(xùn)；
4、組織參加XX市初中信息技術(shù)學(xué)科“同題異構(gòu)”教學(xué)研討活動(dòng)
5、各信息技術(shù)教師協(xié)作組活動(dòng)。
十一月份：
1、全區(qū)初中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)研討活動(dòng)；
2、組織《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》學(xué)習(xí)培訓(xùn)；
3、組織參加XX市高中信息技術(shù)學(xué)科“同題異構(gòu)”聯(lián)校教研活動(dòng)；
4、各信息技術(shù)教師協(xié)作組活動(dòng)；
十二月份：
1、組織參加XX市小學(xué)機(jī)器人及人工智能教學(xué)現(xiàn)場觀摩研討會(huì)；
2、組織全區(qū)小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)研討活動(dòng)；
3、各信息技術(shù)教師協(xié)作組活動(dòng)；
一月份：
1、組織進(jìn)行電腦制作活動(dòng)輔導(dǎo)培訓(xùn)與交流活動(dòng)；
【關(guān)鍵詞】 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 計(jì)算機(jī) 教學(xué)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)高新尖端技術(shù)，已在人們?nèi)粘Ｉ罴皩W(xué)習(xí)中被越來越廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用于高校計(jì)算機(jī)教學(xué)也已經(jīng)成為一種發(fā)展方向。作為一項(xiàng)改革創(chuàng)新型的教學(xué)手段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用，使傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)模式發(fā)生改變，為高校計(jì)算機(jī)教學(xué)改革提供了新的發(fā)展方向。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用改變了計(jì)算機(jī)教育中教與學(xué)的關(guān)系，提高了教育手段，豐富了教學(xué)過程、改善了教學(xué)環(huán)境，使得理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了高校計(jì)算機(jī)教育教學(xué)的一體化。同時(shí)改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方法、提升學(xué)生自學(xué)能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造性。
1 高校計(jì)算機(jī)教學(xué)面臨的問題
當(dāng)前，高校計(jì)算機(jī)課程的設(shè)置和教學(xué)已經(jīng)相對(duì)滯后，新一輪的教學(xué)改革勢(shì)在必行。高校計(jì)算機(jī)教學(xué)方式主要采用兩種方式：一種是理論教學(xué)；另一種是實(shí)踐教學(xué)。這兩種方式既有區(qū)別又有聯(lián)系。區(qū)別是，理論教學(xué)是在課堂上傳授書本中的知識(shí)，實(shí)踐教學(xué)是進(jìn)行具體計(jì)算機(jī)操作，重在提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。聯(lián)系是，理論教學(xué)輔助于實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)來源于理論教學(xué)。但是在傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中，理論與實(shí)踐都是相對(duì)孤立的，缺乏統(tǒng)一性。一方面理論教學(xué)多采用傳統(tǒng)多媒體形式，即幻燈片或flash的形式進(jìn)行授課，雖然在多媒體中加入了相關(guān)素材元件，但是缺乏與學(xué)生互動(dòng)，不能充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，就無法提升學(xué)生上課熱情，學(xué)生思想就會(huì)受到束縛，從而無法提高教學(xué)質(zhì)量。另一方面計(jì)算機(jī)和其他工具一樣，重在操作、掌握，計(jì)算機(jī)教學(xué)授課也是如此。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生無法從教課中獲得相應(yīng)步驟，不能身臨其境的感受到具體操作流程。因此，教師展示多媒體課件中的知識(shí)，很難被學(xué)生有效地吸納，也就失去了使用多媒體技術(shù)的原有價(jià)值。使理論教學(xué)與實(shí)踐操作發(fā)生脫節(jié)。在具體計(jì)算機(jī)操作中，學(xué)生的動(dòng)手能力就得不到提高，在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中，計(jì)算機(jī)實(shí)物成本也需在逐年增加，并且在操作過程中，多次使用會(huì)產(chǎn)生實(shí)物的耗損，從而增加了教學(xué)資源的投入、提高了教育成本。
2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介
虛擬現(xiàn)實(shí)，英文名為Virtual Reality，簡稱VR，有時(shí)也稱三維虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。它包含多種技術(shù)，其中有計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能、多傳感器技術(shù)、并行處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。當(dāng)前，很多領(lǐng)域如醫(yī)療、軍事科技、教育、農(nóng)業(yè)、工業(yè)技術(shù)都已采用其相關(guān)技術(shù)。它利用計(jì)算機(jī)軟硬件集成技術(shù)，給使用者營造一個(gè)虛擬真實(shí)的環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，使用者利用其輸出設(shè)備，可以在虛擬真實(shí)的三維空間，體會(huì)到沉浸的感覺，有真實(shí)感，可以進(jìn)行互動(dòng)，聽到逼真的聲效，甚至嗅到氣味。總之，在視覺、聽覺、觸覺方面用戶會(huì)有身臨其境的感受。
3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用
3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)理論教學(xué)中的應(yīng)用
以往計(jì)算機(jī)教學(xué)，傳統(tǒng)多媒體占大部分，傳統(tǒng)多媒體一般是由文字、圖片、聲音或視頻資料相融合的幻燈片，抑或是直接觀看教學(xué)錄像，學(xué)生只能被動(dòng)接受。教學(xué)時(shí)間和空間使得在課堂教學(xué)時(shí)無法使學(xué)生進(jìn)行具體的實(shí)訓(xùn)操作，從而使教學(xué)與實(shí)訓(xùn)發(fā)生脫節(jié)，尤其是在計(jì)算機(jī)硬件教育過程中，這個(gè)矛盾尤為突出。學(xué)生也無法展開全面的使用或根本不能進(jìn)行及時(shí)操作。如果在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以使教學(xué)與實(shí)訓(xùn)很好的結(jié)合起來，在教學(xué)形式方面，使單一的幻燈片教學(xué)變成學(xué)生身臨其境的教學(xué)，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)物的認(rèn)識(shí)也由感性變成了理性，這種生動(dòng)、浸入式計(jì)算機(jī)授課，極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在教學(xué)中，學(xué)生參與度的提高有利于提高教學(xué)效率，為計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用
高校計(jì)算機(jī)教育重在實(shí)訓(xùn)教學(xué)。實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要是以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、技能提升為主。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，受實(shí)訓(xùn)條件、實(shí)訓(xùn)環(huán)境的限制，往往學(xué)生無法反復(fù)實(shí)訓(xùn)，多次實(shí)訓(xùn)，從而無法提高實(shí)際動(dòng)手操作能力。如果使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室，在虛擬實(shí)驗(yàn)室不消耗任何材料，無需考慮計(jì)算機(jī)實(shí)物成本的增加，無需考慮實(shí)訓(xùn)會(huì)產(chǎn)生實(shí)物的損耗，也不會(huì)增加實(shí)踐教學(xué)成本，還可以使學(xué)生身臨其境般的操作虛擬計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備。在實(shí)際操作中，可以人為的設(shè)置多種硬件故障，學(xué)生可以在不受外界條件限制的情況下，可以反復(fù)實(shí)訓(xùn)，多次實(shí)訓(xùn)，直到結(jié)果滿意為止。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室不但可以節(jié)約教學(xué)成本，還能提高學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。有效地解決實(shí)訓(xùn)條件與實(shí)訓(xùn)要求、實(shí)訓(xùn)效果之間的矛盾。
3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的一體化教學(xué)
傳統(tǒng)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)都是相互孤立的，缺乏統(tǒng)一性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使高校計(jì)算機(jī)教學(xué)模式發(fā)生改變，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有效的結(jié)合在一起，組成有機(jī)整體。施教過程中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以貫穿于學(xué)生培養(yǎng)的全過程，即將理論和實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容合二為一、環(huán)環(huán)相扣，有效避免二者的分離和脫節(jié)；打破了傳統(tǒng)理論與實(shí)踐教學(xué)由于人為劃分而造成的時(shí)間和空間的差別。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先進(jìn)手段教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的興趣和能力，提高了整體的教育教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)完整、有效、可持續(xù)發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為高校計(jì)算機(jī)教育提供了生動(dòng)、逼真的教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了教、學(xué)兼?zhèn)洌?dòng)交流，學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)過程中可以和直接計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維式交互，讓學(xué)生積極的參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)造力，培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)好，技能水平高的人才。同時(shí)也節(jié)約了教育教學(xué)成本。提高了教學(xué)質(zhì)量，增加了教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]周濤.基于虛擬技術(shù)的汽車制動(dòng)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].職業(yè)，2011（23）.
（首都師范大學(xué)信息工程學(xué)院，北京100048）
摘要：智能教學(xué)系統(tǒng)是以信息集成技術(shù)為核心的開放復(fù)雜智能系統(tǒng)，知識(shí)構(gòu)建及Agents行為管理是其核心支撐技術(shù)。針對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜應(yīng)用問題，文章闡述非良構(gòu)領(lǐng)域下智能教學(xué)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)，分析非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)構(gòu)建及Agents行為管理的研究思路，進(jìn)而探究數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在非良構(gòu)領(lǐng)域智能教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 ：智能教學(xué)系統(tǒng)；知識(shí)構(gòu)建；數(shù)據(jù)挖掘；非良構(gòu)領(lǐng)域；教學(xué)改革
基金項(xiàng)目：市級(jí)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新試驗(yàn)項(xiàng)目“通識(shí)教育改革‘智能科學(xué)’”( 026145302000/034)；校級(jí)精品課程群建設(shè)項(xiàng)目“智能信息處理精品課程群建設(shè)”( 026135609700/012)；校級(jí)青年教學(xué)改革項(xiàng)目“結(jié)合模式識(shí)別課程建設(shè)，探索智能人才培養(yǎng)改革模式”( 032145330300/219)。
第一作者簡介：劉麗珍，女，教授，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘、知識(shí)工程、智能教學(xué)系統(tǒng)、文本情感分析、自然語言處理等，znkxjs@126．com。
0 引言
智能教學(xué)系統(tǒng)(intelligent tutoring system，ITS)是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)、教育學(xué)、管理科學(xué)等多學(xué)科交叉技術(shù)的適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)，是教育技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向之一。伴隨著人工智能、教育信息技術(shù)、管理科學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合多學(xué)科交叉技術(shù)在教育中的應(yīng)用已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的重要研究領(lǐng)域，為ITS的研究與應(yīng)用提供了新的發(fā)展空間。
目前，智能教學(xué)系統(tǒng)的研究大都是面向良構(gòu)領(lǐng)域( well-defined domains)的應(yīng)用。事實(shí)上，客觀世界是復(fù)雜的，學(xué)習(xí)任務(wù)產(chǎn)生于這個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，因此需要解決的往往是非良構(gòu)領(lǐng)域( ill-defined domains)的問題，如軍事、法律、航天、金融、醫(yī)學(xué)診斷、科學(xué)研究等領(lǐng)域。面向非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS有廣泛的應(yīng)用空間，探索其關(guān)鍵技術(shù)是國家戰(zhàn)略發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及科學(xué)技術(shù)發(fā)展的迫切技術(shù)需求，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 面向復(fù)雜學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力
“百年大計(jì)，教育為本”。我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展必須緊緊依靠科技進(jìn)步和人民綜合素質(zhì)的提升。教育是社會(huì)發(fā)展的基石，把教育擺在突出位置有深遠(yuǎn)的意義。當(dāng)今世界，科技水平是提高綜合國力和國際競爭力的決定性因素。發(fā)展文化、科技、教育、軍事等事業(yè)需要培養(yǎng)大批具有創(chuàng)造性思維的高素質(zhì)人才。面向非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS旨在改善和提高人類在復(fù)雜學(xué)習(xí)環(huán)境中解決問題的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)者全面掌握和靈活應(yīng)用各種知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。由于非良構(gòu)領(lǐng)域缺乏形式化的、清晰的領(lǐng)域任務(wù)模型，領(lǐng)域知識(shí)的構(gòu)建及問題求解等關(guān)鍵技術(shù)的研究還處于初級(jí)階段。
自20世紀(jì)70年代以來，美國、英國、加拿大、日本等國家都十分重視ITS的研究，并投入了大量的人力和財(cái)力進(jìn)行數(shù)學(xué)、物理、工程、化學(xué)、軍事訓(xùn)練等領(lǐng)域的ITS開發(fā)與應(yīng)用研究。20世紀(jì)90年代以來，ITS被公認(rèn)為學(xué)術(shù)、工業(yè)、軍事、金融、體育等領(lǐng)域中有效的教學(xué)工具。目前，對(duì)復(fù)雜非良構(gòu)領(lǐng)域問題的ITS研究與開發(fā)一般都可簡化為良構(gòu)問題處理，因此學(xué)習(xí)者學(xué)到的是對(duì)良構(gòu)問題的解決方法。這種局限性會(huì)導(dǎo)致所學(xué)理論難以應(yīng)用在實(shí)踐中，難以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。因此，研究非良構(gòu)領(lǐng)域ITS中的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
2 非良構(gòu)領(lǐng)域挑戰(zhàn)智能教學(xué)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用
當(dāng)今信息時(shí)代，人類學(xué)習(xí)方式和環(huán)境發(fā)生了很大變化。如何利用高新技術(shù)提高學(xué)習(xí)效率，在很大程度上取決于對(duì)客觀世界和學(xué)習(xí)機(jī)制的正確認(rèn)識(shí)。在良構(gòu)領(lǐng)域中，待解決的問題有明確的領(lǐng)域模型，因此學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)任務(wù)所提出的問題可以明確地分辨出答案的對(duì)與錯(cuò)。學(xué)生通常可采用模式跟蹤授導(dǎo)系統(tǒng)(model-tracing tutoring system)：①將領(lǐng)域知識(shí)轉(zhuǎn)換為一系列學(xué)習(xí)問題，并提供清晰的問題解決策略；②Agents根據(jù)學(xué)習(xí)者的情況給出在線評(píng)價(jià)和反饋，并依據(jù)明確的答案評(píng)估學(xué)習(xí)效果；③通過問題解決步驟與系統(tǒng)現(xiàn)有領(lǐng)域模型的比較為學(xué)習(xí)者提供幫助，指導(dǎo)學(xué)習(xí)者集中在正確的學(xué)習(xí)路徑上。對(duì)于非良構(gòu)領(lǐng)域，由于缺乏形式化的任務(wù)模型，知識(shí)構(gòu)建的問題不能有效解決，在正確與錯(cuò)誤的答案之間缺乏明晰的界限，只能通過傳統(tǒng)的比較法確定哪些是比較合理的答案。無法辨析用戶的學(xué)習(xí)計(jì)劃是否會(huì)進(jìn)入無法挽回的“陷阱”路徑，當(dāng)然也就無法給出合理的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和正確的反饋建議。當(dāng)前，國際上在這方面的研究還沒有突破性進(jìn)展，這就給ITS的研究提出了一系列的挑戰(zhàn)，主要包括在缺乏清晰的問題、策略和答案的情況下如何形成問題空間( problem space)；非良構(gòu)領(lǐng)域的知識(shí)構(gòu)建與維護(hù)；當(dāng)問題解決模型不確定時(shí)，Agents如何為學(xué)習(xí)者提供指導(dǎo)與反饋；非良構(gòu)領(lǐng)域ITS中的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)；搜索與推理策略；協(xié)作學(xué)習(xí)等。
大量的研究和實(shí)驗(yàn)表明：非良構(gòu)狀況的普遍存在嚴(yán)重制約了各類智能教學(xué)系統(tǒng)ITS的推廣和使用，這一領(lǐng)域也成為ITS研究需要開拓的新領(lǐng)地。當(dāng)前，在相關(guān)學(xué)科交叉技術(shù)取得豐碩成果的良好形勢(shì)下，國內(nèi)外的專家學(xué)者已經(jīng)開始關(guān)注并致力于面向非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS研究。適時(shí)啟動(dòng)非良構(gòu)領(lǐng)域ITS中關(guān)鍵技術(shù)的研究，將有力地推動(dòng)ITS進(jìn)入新的快速發(fā)展期，有利于我國在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究中保持國際領(lǐng)先地位。
國外對(duì)ITS的研究十分踴躍，相關(guān)研究主要集中在大學(xué)、軍方和研究院，最為活躍的是美國一些知名的大學(xué)如Stanford．MIT，Memphis，Carnegie-Mellon等。國內(nèi)ITS領(lǐng)域的研究起步比較晚，但已經(jīng)取得了令人矚目的成績。
ITS的研究始于20世紀(jì)70年代，不同時(shí)期的研究及應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)不同，具體情況如圖l所示。初期的關(guān)注點(diǎn)在具體問題的研究上，如如何進(jìn)行知識(shí)表示和學(xué)生模型構(gòu)建等。到了80年代，關(guān)注點(diǎn)是對(duì)學(xué)習(xí)者、教學(xué)過程的深入研究，重點(diǎn)集中在學(xué)習(xí)者的心智特征、自然語言處理、著作工具系統(tǒng)等方面。進(jìn)入90年代以來，ITS研究更加關(guān)注學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)指導(dǎo)用戶提升在虛擬學(xué)習(xí)情景中靈活解決問題的能力，更加關(guān)注學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建及學(xué)習(xí)計(jì)劃設(shè)計(jì)。
近年來，ITS在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊功能、著作工具等方面的相關(guān)理論日趨成熟，相關(guān)研究成果主要集中在良構(gòu)領(lǐng)域，而非良構(gòu)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研究亟待進(jìn)一步地深入研究和探索。2004年，Loftin等人向美國軍方提交的一份研究報(bào)告中提出專門針對(duì)ITS研究的推薦意見，內(nèi)容包括ITS研究近年來需要開拓的新領(lǐng)域：增加ITAs( intelligent tutoring agents)及虛擬人的研究；ITS本體( ITS ontology)創(chuàng)建；協(xié)作訓(xùn)練的研究與原型開發(fā)；面向非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS研究；元認(rèn)知技能；適應(yīng)性學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)。
相關(guān)研究資料表明，目前國際上ITS已經(jīng)由基礎(chǔ)理論框架及簡單功能模塊的研究逐步轉(zhuǎn)向復(fù)雜領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究。例如，自ITS/2006國際會(huì)議開始，每屆會(huì)議都設(shè)專題探討非良構(gòu)領(lǐng)域ITS研究，并充分肯定和強(qiáng)調(diào)其關(guān)鍵技術(shù)研究的重要性及發(fā)展前景。
3 非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)構(gòu)建
認(rèn)知靈活性理論是由斯皮羅( Spiro，1992)等人提出并倡導(dǎo)的，主要針對(duì)復(fù)雜或非良構(gòu)領(lǐng)域中學(xué)習(xí)的本質(zhì)問題提出。在建構(gòu)主義的各種流派中，其橫跨了建構(gòu)和認(rèn)知兩者的邊緣特點(diǎn)，為ITS研究提供了最合適的理論模型并得到了國際學(xué)術(shù)界的認(rèn)可。
在認(rèn)知靈活性理論中，領(lǐng)域知識(shí)被劃分為良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)和非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)。良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)是指有關(guān)某一主題的事實(shí)、概念、規(guī)則和原理，是以一定的層次結(jié)構(gòu)組織在一起的，只要描述清楚它們之間的相互聯(lián)系，學(xué)習(xí)者就很容易掌握，目前國內(nèi)外大部分ITS成果都是針對(duì)良構(gòu)領(lǐng)域的。非良構(gòu)領(lǐng)域的知識(shí)則是將良構(gòu)領(lǐng)域的知識(shí)應(yīng)用于具體問題情景時(shí)產(chǎn)生的知識(shí)，即有關(guān)概念應(yīng)用的知識(shí)。非良構(gòu)領(lǐng)域的知識(shí)具有兩大特性：①概念的復(fù)雜性，知識(shí)應(yīng)用的每一個(gè)實(shí)例都同時(shí)涉及許多概念，這些概念都有其自身復(fù)雜性，概念之間存在相互作用與影響；②實(shí)例的不規(guī)則性，每個(gè)實(shí)例所涉及概念的數(shù)量和種類不同，在實(shí)例中的地位、作用以及相互作用的方式也不同。
認(rèn)知靈活性理論將教學(xué)分為初級(jí)教學(xué)和高級(jí)教學(xué)兩類。初級(jí)教學(xué)涉及的內(nèi)容主要是良構(gòu)領(lǐng)域的知識(shí)，只要求學(xué)習(xí)者掌握一些重要的概念和事實(shí)，并在測驗(yàn)中將這些知識(shí)按原樣再生出來。高級(jí)教學(xué)要求學(xué)習(xí)者把握概念的復(fù)雜性，并將其廣泛而靈活地運(yùn)用到各個(gè)存在差異的不同實(shí)例的具體情景中，因而大量涉及非良構(gòu)領(lǐng)域問題。
傳統(tǒng)的ITS大都將非良構(gòu)問題簡化為良構(gòu)問題處理，因此學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)任務(wù)都是在良構(gòu)環(huán)境下進(jìn)行的，這就導(dǎo)致在應(yīng)用中理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題。事實(shí)上，客觀世界是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，學(xué)習(xí)任務(wù)也產(chǎn)生于復(fù)雜環(huán)境中，需要解決的問題大都是非良構(gòu)領(lǐng)域問題。因?yàn)榉橇紭?gòu)領(lǐng)域的教學(xué)任務(wù)沒有明確的表述，所以在非良構(gòu)領(lǐng)域中獲取這些過程性任務(wù)知識(shí)是比較困難的，這些非良構(gòu)問題的復(fù)雜性和模糊性導(dǎo)致了Agents多重而有爭議的行為和相應(yīng)的反饋策略。
一直以來，知識(shí)構(gòu)建都被認(rèn)為是ITS研究的瓶頸，尤其是在非良構(gòu)領(lǐng)域中，要想清晰地定義領(lǐng)域知識(shí)是比較困難的，但非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)獲取的有效性直接影響Agents行為及教學(xué)效果。在ITS中，一個(gè)指定學(xué)習(xí)任務(wù)的行動(dòng)選擇模型需要由領(lǐng)域?qū)＜覈?yán)格設(shè)計(jì)和選擇約束條件并提供領(lǐng)域知識(shí)，才能確定哪些是正確行為，成本相當(dāng)高。中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所智能信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大規(guī)模知識(shí)處理組提出面向概念的數(shù)學(xué)知識(shí)獲取方法，并初步探討其在數(shù)學(xué)ITS中的應(yīng)用，其領(lǐng)域性相對(duì)比較強(qiáng)；同時(shí)，在醫(yī)學(xué)本體設(shè)計(jì)方法及知識(shí)獲取方面也進(jìn)行了研究和探討。
目前在ITS中，通常為Agents提供領(lǐng)域知識(shí)的方法有專家系統(tǒng)( expert systems)、認(rèn)知任務(wù)分析( cognitive task analysis)和基于約束的建模( constraint-based modeling approaches)等，但這些方法應(yīng)用于非良構(gòu)領(lǐng)域時(shí)，存在許多問題，具體分析如下：在已有系統(tǒng)中，Agents是通過專家系統(tǒng)的方法獲取領(lǐng)域知識(shí)，具體為通過一個(gè)專門設(shè)計(jì)的路徑計(jì)劃自動(dòng)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的錯(cuò)誤操作，用于生成在訓(xùn)練中正確與否的知識(shí)，以提供反饋和暗示。這個(gè)路徑計(jì)劃可以看做是一個(gè)領(lǐng)域?qū)＜遥夷軌蛲ㄟ^計(jì)算為學(xué)習(xí)者提供解決問題的指導(dǎo)方案。應(yīng)用于非良構(gòu)領(lǐng)域ITS中的Agents行為管理，必須在程序任務(wù)中至少提供兩個(gè)主要的功能：①為用戶提供專家級(jí)的指導(dǎo)；②根據(jù)不同的認(rèn)知水平為學(xué)習(xí)者提供相應(yīng)的指導(dǎo)。這兩個(gè)要求是單一的專家系統(tǒng)無法勝任的。
要想獲得更加有效的指導(dǎo)，構(gòu)建一個(gè)基于認(rèn)知任務(wù)分析方法的問題空間是必要的，該空間可以獲取各種認(rèn)知水平的用戶知識(shí)并建模和集成在ITS中。這個(gè)方法曾經(jīng)廣泛用于認(rèn)知型教學(xué)( cognitive tutors)設(shè)計(jì)中。事實(shí)上，認(rèn)知型教學(xué)的構(gòu)建通常依賴于固定的假設(shè)，這個(gè)假設(shè)可以預(yù)先確定一個(gè)任務(wù)模型或問題空間，用于在ITS中描述正確或錯(cuò)誤的解決問題路徑。另外，認(rèn)知型教學(xué)的著作工具CTAT( cognitive tutor authoring tool)提供了一系列設(shè)計(jì)Agents任務(wù)行為的工具并給出正確與錯(cuò)誤的路徑系統(tǒng)，這種行為路徑系統(tǒng)如同問題空間一樣可以跟蹤學(xué)習(xí)者。然而，該方法缺乏學(xué)習(xí)能力，只能簡單地將每個(gè)用戶解決問題的方法存儲(chǔ)并集成為一種結(jié)構(gòu)應(yīng)用到Agents中。由于系統(tǒng)不能從解決方案中抽取有用的知識(shí)來豐富和管理問題空間，因此有明顯的局限性。這個(gè)在良構(gòu)領(lǐng)域ITS中運(yùn)用良好的方法在非良構(gòu)領(lǐng)域中只能提供受限的局部問題空間，這種靜態(tài)問題空間難以適應(yīng)學(xué)習(xí)者在非良構(gòu)領(lǐng)域中解決問題的需求。針對(duì)給定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在非良構(gòu)領(lǐng)域構(gòu)建完善的問題空間是一項(xiàng)有挑戰(zhàn)性的工作，處理不當(dāng)可能引起解決方案的組合爆炸。
基于約束的建模方法對(duì)于領(lǐng)域?qū)＜颐枋鲞m當(dāng)和滿意的條件是非常困難的，尤其在比較復(fù)雜的非良構(gòu)領(lǐng)域中，該方法針對(duì)一個(gè)問題有可能會(huì)給出過多的條件及可能的解決方案。
4 智能教學(xué)系統(tǒng)中Agents行為機(jī)制
在ITS中，用戶主要通過恰當(dāng)選擇和特別設(shè)計(jì)問題的解決形式完成學(xué)習(xí)任務(wù)，系統(tǒng)需要有豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)并能為學(xué)生提供良好的教學(xué)服務(wù)。基于非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)本身的特點(diǎn)，ITS通常以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”和“問題解決”作為教學(xué)和研究活動(dòng)主線。在這種教學(xué)方式下，用戶通過個(gè)性化的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行交互來完成學(xué)習(xí)活動(dòng)，一方面參與自我組織、制訂和執(zhí)行學(xué)習(xí)計(jì)劃；另一方面通過Agents獲取學(xué)習(xí)環(huán)境的教學(xué)指導(dǎo)和系統(tǒng)反饋，進(jìn)一步選擇后繼行動(dòng)步驟，如圖2所示。
ITS環(huán)境下的Agents通常負(fù)責(zé)指導(dǎo)用戶的學(xué)習(xí)進(jìn)程，幫助用戶分析解決問題和作出后繼學(xué)習(xí)行為決策，因此Agents必須依賴相關(guān)過程性領(lǐng)域知識(shí)，才能給出反饋解決方案。在良構(gòu)領(lǐng)域中，Agents通常基于給定認(rèn)知結(jié)構(gòu)的情況，根據(jù)領(lǐng)域知識(shí)事先設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)計(jì)劃圖解來指導(dǎo)用戶的后繼學(xué)習(xí)行為，這是通常意義下的Agents行為機(jī)制。非良構(gòu)領(lǐng)域ITS中的Agents行為機(jī)制比較復(fù)雜，由于存在概念的復(fù)雜性和實(shí)例的多樣性，應(yīng)用系統(tǒng)事先設(shè)計(jì)的解題途徑顯然是行不通的，需要通過一定的方法抽取非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)，針對(duì)當(dāng)前具體情景進(jìn)行個(gè)性化重組( assemble)并給出具體反饋策略，輔助和指導(dǎo)用戶完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
筆者擬采用數(shù)據(jù)挖掘綜合算法，通過不斷獲取過程性任務(wù)知識(shí)，進(jìn)而構(gòu)建、擴(kuò)展和管理知識(shí)空間，從而使Agents產(chǎn)生不同的行為并在不斷地學(xué)習(xí)中改進(jìn)系統(tǒng)性能。在國內(nèi)，首都師范大學(xué)設(shè)計(jì)的虛擬社區(qū)智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以對(duì)學(xué)習(xí)者的狀態(tài)進(jìn)行一定的分析推理。北京師范大學(xué)開發(fā)的Web CLTM( Web Based Cooperative Learning)平臺(tái)是一個(gè)支持協(xié)作學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐平臺(tái)，設(shè)計(jì)了3個(gè)主要Agent：行為捕獲Agent、行為處理Agent和信息反饋Agent，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)指導(dǎo)等功能。在目前已有的系統(tǒng)中，Agents還只能理解學(xué)生一些簡單行為，與真實(shí)交流還存在一定差距，ITS中的Agents行為管理還需要進(jìn)一步深入探討。
5 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在智能教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用
國內(nèi)外研究人員一直試圖尋找在ITS環(huán)境下能夠有效支持學(xué)習(xí)與訓(xùn)練的技術(shù)。多年的研究實(shí)踐表明，數(shù)據(jù)挖掘( data mining，DM)技術(shù)在教育中最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一就是ITS。數(shù)據(jù)挖掘理論形成于20世紀(jì)90年代初期，旨在從大型數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)并提取人們感興趣、未知的、潛在的和有用的知識(shí)。由于該技術(shù)能夠自動(dòng)分析和發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間內(nèi)在的聯(lián)系，并從中挖掘潛在的、能夠預(yù)測和指導(dǎo)教學(xué)過程的重要信息，從而建立新的任務(wù)模式，幫助用戶修正學(xué)習(xí)計(jì)劃和完成學(xué)習(xí)任務(wù)。因此，從20世紀(jì)90年代起，陸續(xù)有研究人員將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于ITS中。Ochi在1998年提出使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)；Ha．Bay在2000年提出將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)用于挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)路徑；Mc Calla在2000年提出將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)用于增量分析學(xué)習(xí)者行為；Tiffany在2002年提出將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)相似學(xué)習(xí)特征等。此外，基于數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)，Lo等人( 2002)曾嘗試通過分析學(xué)習(xí)者的瀏覽行為，進(jìn)而確定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格；Lee等人(2002)借助對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)行為記錄、個(gè)性特征等方面的研究，探討學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績效評(píng)價(jià)方式；Ha等人(2005)詳細(xì)勾勒將Web挖掘應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的可能性，并展示在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育中應(yīng)用Web挖掘的前景；維也納大學(xué)的Hummel( 2006)通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)分析數(shù)據(jù)庫訪問記錄和Web服務(wù)器日志文件、管理學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為等。
值得關(guān)注的是，2008年第一屆教育數(shù)據(jù)挖掘國際會(huì)議( lst International Conference on Educational Data Mining (EDM08))在加拿大的蒙特利爾舉行；2009年第二屆教學(xué)數(shù)據(jù)挖掘國際會(huì)議( 2st International Conference on Educational Data Mining (EDM09))在西班牙科爾多瓦舉行。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用研究近年來還一直都活躍在AAAI，AIED，EC-TEL，ICALT，ITS，UM等重要國際會(huì)議中，在世界范圍內(nèi)進(jìn)一步奠定和明確了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育領(lǐng)域的重要地位、研究潛力和應(yīng)用前景。
國外數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在ITS中的應(yīng)用中，提出利用統(tǒng)計(jì)分析方法，通過學(xué)習(xí)者對(duì)解決問題方法的論證形成圖解，并依此聚類學(xué)習(xí)者及對(duì)應(yīng)的解題計(jì)劃，形成領(lǐng)域知識(shí)庫指導(dǎo)其他用戶完成學(xué)習(xí)任務(wù)。由于非良構(gòu)領(lǐng)域的復(fù)雜性，從單一視角提出的每一個(gè)單獨(dú)的觀點(diǎn)都可能是不充分的。只有超越單一概念維度的多維知識(shí)表征，才能完成非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)的構(gòu)建。因此，僅采用聚類挖掘算法難以深入挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)行為的潛在模式。
6 結(jié)語
盡管在過去的幾十年中，ITS領(lǐng)域已有相當(dāng)豐碩的研究成果，提出了分類學(xué)習(xí)者特性、推理機(jī)制、認(rèn)知評(píng)價(jià)、個(gè)性化導(dǎo)航等基礎(chǔ)理論和方法，但這些理論應(yīng)用在非良構(gòu)領(lǐng)域還存在一些缺陷與不足，主要表現(xiàn)在：①基于良構(gòu)領(lǐng)域的知識(shí)對(duì)用戶的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)納入自身的概念框架，因此Agents無法發(fā)現(xiàn)和正確判斷用戶的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求；②識(shí)別所有可能的解決方案需要基于明確的任務(wù)模型；③模式跟蹤只適應(yīng)于良構(gòu)領(lǐng)域的過程性教學(xué)等。
目前關(guān)于這一課題的研究還處于初期的探索階段，需要在關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行更具創(chuàng)新性和有突破性的研究工作才能形成成熟的應(yīng)用技術(shù)。需要指出的是，只有面向非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS研究取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，ITS才能真正廣泛應(yīng)用于客觀世界的各個(gè)領(lǐng)域，靈活、全面地發(fā)揮作用。在目前各相關(guān)學(xué)科核心技術(shù)已取得重要成果的基礎(chǔ)上，在國內(nèi)外對(duì)非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS應(yīng)用研究日漸重視的背景下，啟動(dòng)并推進(jìn)關(guān)鍵支撐技術(shù)的研究是必要而迫切的。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙建華．ITS概述[J]中國電化教育，2007(7): 5-12.
[2] Mymic L.Outstanding research issues in intelligent tutoring systems[EB/OL]./whqlibdoc.who.int/hq/pre- wholis/ PUB 5. pdf.
[3] Loftin,R,Kenney P,Mastaglio T.Outstanding research issues in intelligent tutoring systems[EB/OL]./ mymicsurveys,com/site/files/pub_4.pdf.
[4]李紅關(guān)．認(rèn)知靈活性理論與基于網(wǎng)絡(luò)的研究性學(xué)習(xí)[J]．中國遠(yuǎn)程教育，2003: 22-24.
【關(guān)鍵詞】教育信息；現(xiàn)代化；中學(xué)；體育教育；影響
1.引言
在中學(xué)的傳統(tǒng)體育教育理念中，教師在體育課中的言傳身教一直被看做是影響中學(xué)生體育態(tài)度和體育行為的重要因素。但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，體育信息的傳播對(duì)人們的影響力越來越大，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，人類社會(huì)也由此步入了一個(gè)信息化時(shí)代。教育信息化是基于全球信息化發(fā)展趨勢(shì)下，在教育領(lǐng)域，全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來促進(jìn)教育改革與發(fā)展的過程。體育教育作為學(xué)校教育的重要組成部分，教育信息化也必然對(duì)傳統(tǒng)的體育教學(xué)方法和教學(xué)手段產(chǎn)生重大影響。
2.中學(xué)體育教育信息現(xiàn)代化的特點(diǎn)
2.1 體育教育信息資源網(wǎng)絡(luò)化
Internet的普及應(yīng)用，正在改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)方式、工作方式、生活方式和學(xué)習(xí)方式，在信息呈現(xiàn)爆炸式增長的信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和利用不僅降低了信息處理的成本，增強(qiáng)了知識(shí)存儲(chǔ)能力，而且極大地提高了知識(shí)和信息的傳播速度，消除了人們收集和利用知識(shí)的時(shí)空限制。教師可以通過計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)，對(duì)存在于網(wǎng)絡(luò)中大量的體育信息資源，進(jìn)行收集、整理、加工，提煉出適應(yīng)教學(xué)需要的知識(shí)信息，提高教育質(zhì)量和教學(xué)效率。
2.2 體育教育資源的共享
體育教育信息的立體化傳輸可以使體育教育資源共享，這種共享包括硬件和軟件資源的共享，如大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資料、網(wǎng)絡(luò)體育信息和體育新聞等。就目前而言，體育教育信息化的核心是軟件的共享，教師和學(xué)生可以借助互聯(lián)網(wǎng)、各種信息媒體、多媒體教學(xué)光盤等資源，獲取體育基本知識(shí)以及教學(xué)、學(xué)習(xí)過程中所需
3.教育信息現(xiàn)代化對(duì)體育教育的影響
3.1 體育教學(xué)過程從單極化向合作化發(fā)展
傳統(tǒng)體育教學(xué)過程是簡單地、單向地對(duì)學(xué)生灌輸體育的基本知識(shí)和基本技能，使得學(xué)生只能被動(dòng)地接受信息，這種教學(xué)方式培養(yǎng)的人才，缺乏合作精神與合作能力。要培養(yǎng)信息時(shí)代所需的人才，迫切需要合作化的體育教學(xué)方式，而合作學(xué)習(xí)又是當(dāng)前國際教育的發(fā)展方向，也是現(xiàn)代教育正要解決的教學(xué)問題。在合作化的體育教學(xué)方式中，學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅有來自于體育教師，也有來自于合作的另一方，如學(xué)生相互幫助和糾正錯(cuò)誤動(dòng)作。在傳統(tǒng)的體育教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)合作學(xué)習(xí)，體育教學(xué)本身就有其自身的優(yōu)勢(shì)，而教育信息化又為體育合作教學(xué)和學(xué)習(xí)提供了新的途徑和方法。
3.2 學(xué)習(xí)活動(dòng)從群體化向非群體化發(fā)展
在素質(zhì)教育的指導(dǎo)下，當(dāng)前各科教學(xué)更加重視教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)。體育教學(xué)中，由于傳統(tǒng)的教學(xué)形式（講解，示范，練習(xí)，糾正錯(cuò)誤動(dòng)作）的影響與局限，使得教學(xué)目標(biāo)單一，學(xué)習(xí)方式單調(diào)，學(xué)習(xí)內(nèi)容封閉等，這樣的教學(xué)扼殺了學(xué)生的個(gè)性與創(chuàng)造性。現(xiàn)代教育非常重視人的個(gè)性的發(fā)展，運(yùn)用人工智能技術(shù)結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)構(gòu)建起來的智能導(dǎo)師系統(tǒng)，能夠根據(jù)學(xué)生的不同認(rèn)知風(fēng)格和需求進(jìn)行教學(xué)與提供幫助，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由過去的群體化轉(zhuǎn)向非群體化，而非群體化學(xué)習(xí)能充分體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性。由現(xiàn)代教育技術(shù)創(chuàng)設(shè)的個(gè)性化學(xué)習(xí)情景，還體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的自主安排學(xué)習(xí)起點(diǎn)、學(xué)習(xí)速度等。在現(xiàn)代教育體制中，只有利用現(xiàn)代教育技術(shù)支持，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)才成為可能。事實(shí)上，超文本，超媒體之類的電子教材、網(wǎng)上教學(xué)資料已經(jīng)為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了極其便利的條件。在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境中，體育教學(xué)雖然能很好的體現(xiàn)群體化教學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生合作能力，而對(duì)個(gè)體化學(xué)習(xí)卻有一定的局限性，信息化為我們體育教學(xué)提供了更多可能性。
3.3 體育教學(xué)模式由單一化向多元化發(fā)展
傳統(tǒng)體育教學(xué)是教師講解、示范，然后學(xué)生領(lǐng)會(huì)技術(shù)動(dòng)作要領(lǐng)，進(jìn)行練習(xí)的單一傳遞式教學(xué)模式所培養(yǎng)的人才遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才的需求。隨著教育信息化的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的迅速膨脹，體育教學(xué)同其它學(xué)科一樣，多元化的教學(xué)模式是體育教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境下難以開展的研究性學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)等會(huì)再度興起。尤其是以學(xué)為中心的各種教學(xué)模式將會(huì)被廣泛地認(rèn)同。教師的教學(xué)工作重點(diǎn)將會(huì)是在教學(xué)中注意充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和各類信息資源來輔助學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。
3.4 體育教學(xué)情景虛擬化
體育教學(xué)情景是體育教學(xué)活動(dòng)得以進(jìn)行的場景，它直接影響著體育教學(xué)過程中學(xué)生認(rèn)知的數(shù)量與質(zhì)量。傳統(tǒng)體育教學(xué)過程主要是通過講解和示范使得學(xué)生對(duì)復(fù)雜技術(shù)動(dòng)作難以理解，同時(shí)教學(xué)過程中用抽象的語詞表達(dá)技術(shù)動(dòng)作要領(lǐng)，使得教學(xué)缺乏情趣，影響著學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。體育教學(xué)情景虛擬化意味著教學(xué)活動(dòng)可以在很大程度上擺脫物理空間和時(shí)間上的限制。通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)可以使體育技術(shù)教學(xué)內(nèi)容中涉及到的技術(shù)動(dòng)作模擬在學(xué)生面前，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)如身臨其境，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容易于理解，還可以使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)本身產(chǎn)生興趣。利用網(wǎng)絡(luò)還可以模擬體育教學(xué)環(huán)境，如果能夠充分開發(fā)網(wǎng)絡(luò)的虛擬教學(xué)功能，就可以做到虛擬體育教學(xué)與現(xiàn)實(shí)體育教學(xué)結(jié)合，校內(nèi)教學(xué)與校外教學(xué)貫通。目前，體育教學(xué)在虛擬教學(xué)方面的技術(shù)和環(huán)境還不是很成熟，但這必將是體育教育信息化的發(fā)展趨勢(shì)和方向。如何選擇和構(gòu)造虛擬的體育教學(xué)情景，是未來體育教學(xué)發(fā)展方向，是所有從事體育教育工作者必須思考的問題。
3.5 體育教師信息素養(yǎng)要求更高
中學(xué)體育教師信息素養(yǎng)除了具備一般性信息素養(yǎng)的內(nèi)涵外，還要具備應(yīng)用體育信息及信息技術(shù)的能力；具有體育信息觀念和傳播體育信息的意識(shí)；具備對(duì)體育教學(xué)媒體及其功能的選擇能力；具備體育媒介的整合能力，特別是能將（下轉(zhuǎn)第26頁）（上接第18頁）信息技術(shù)與體育課程有效整合的能力。
在中學(xué)體育教學(xué)過程中要強(qiáng)化信息素養(yǎng)的責(zé)任感和使命感，以適應(yīng)知識(shí)高速增長、能力結(jié)構(gòu)中新要素的現(xiàn)實(shí)變化；加強(qiáng)對(duì)體育教師信息技術(shù)的培訓(xùn)，重點(diǎn)放在多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上，將這些信息技術(shù)的學(xué)習(xí)同體育學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來，進(jìn)行體育教育改革的探索；建立掌握信息應(yīng)用技術(shù)的激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)教師在教學(xué)和管理中應(yīng)用信息技術(shù)，包括多媒體課件制作、錄象機(jī)、投影儀的使用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用等；加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)硬件建設(shè)，建設(shè)進(jìn)行體育信息的獲取、分析、應(yīng)用的場所和設(shè)備；強(qiáng)化體育信息道德素養(yǎng)，結(jié)合實(shí)例說明計(jì)算機(jī)病毒、黃色圖象、污穢語言等對(duì)社會(huì)造成的負(fù)面影響，堅(jiān)持科學(xué)性與健康性的統(tǒng)一，使體育信息真正能為體育教育教學(xué)的健康發(fā)展而服務(wù)。
4.結(jié)論與建議
教育信息化是教育面向信息社會(huì)的必然要求和發(fā)展趨勢(shì)，它為體育教育提供了更加廣闊的空間和舞臺(tái)，使得體育教育資源網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和多媒體化，促進(jìn)了體育教育資源共享。體育教育信息化使得體育教學(xué)過程從單極化走向合作化、學(xué)習(xí)活動(dòng)從群體化走向非群體化。體育教學(xué)模式由單一化走向多元化成為可能。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡正榮.傳播學(xué)導(dǎo)論[M].北京：北京廣播學(xué)院出版社，
2002.
[2]馬鐵.當(dāng)前體育信息學(xué)科的發(fā)展與展望[J].四川體育科學(xué)，2001，3.
[3]王慧林，閆偉.我國中學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)體育信息的選擇與需要[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.
[4]周天華.體育信息的開發(fā)和利用[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，3.
科研、教學(xué)、育人，他始終不懈地恪守著四個(gè)字――精益求精。
他是一位學(xué)養(yǎng)深厚、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、追求卓越的學(xué)者，在軟件工程與形式化方法、知識(shí)工程與符號(hào)推理、協(xié)議工程與移動(dòng)計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等領(lǐng)域的研究取得了一系列具有國際先進(jìn)水平的成果。
他更是一位獻(xiàn)身教學(xué)、執(zhí)著教改、傾心育人的大師，他把學(xué)者的敏思與嚴(yán)謹(jǐn)滲透到自己熱愛的科研和教學(xué)中，20多年的潛心鉆研和辛勤耕耘，摘得累累碩果、育得桃李芬芳。
他就是新世紀(jì)百千萬人才工程國家級(jí)人選、全國模范教師、享受國務(wù)院政府特殊津貼專家、廣西優(yōu)秀專家、廣西教學(xué)名師、桂林電子科技大學(xué)副校長古天龍教授。
孜孜以求打造精品科研
1980年，在求學(xué)路上一直比較順利的他卻由于高考的失誤錯(cuò)失進(jìn)入北大、清華的機(jī)會(huì)，被調(diào)劑志愿到太原理工大學(xué)機(jī)械工程系。當(dāng)時(shí)，他只有16歲，在今天的人看來，還處于懵懂無知的年紀(jì)。但是，就是這樣的一個(gè)孩子卻表現(xiàn)出對(duì)自己興趣和理想的執(zhí)著追求。大二時(shí)他就確立了考研的目標(biāo)，并開始進(jìn)行知識(shí)的儲(chǔ)備。4年后，他在拿到大學(xué)畢業(yè)證書的同時(shí)，也以專業(yè)第一名的成績進(jìn)入西安電子科技大學(xué)機(jī)械系，攻讀（電子）機(jī)械制造學(xué)科工學(xué)碩士學(xué)位。
1986年初，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)開發(fā)天文望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)的精度不夠高，需要采取一種新的技術(shù)和方法對(duì)天文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。經(jīng)過一年多的努力，古天龍開創(chuàng)性地提出了廣義插值技術(shù)，并將其應(yīng)用于機(jī)械電子設(shè)備的誤差補(bǔ)償控制。與此同時(shí)，他參加了機(jī)械電子工業(yè)部預(yù)研課題“雙反射面天線的機(jī)電一體化研究”，在場問題的數(shù)值計(jì)算方法等領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文15篇。尤其是他的延拓有限元分析技術(shù)，引起了學(xué)術(shù)界的注意并得到了中國科學(xué)院院士錢令希先生的高度評(píng)價(jià)。錢先生推薦該項(xiàng)目研究參加了1988年在法國召開的第12屆國際科學(xué)計(jì)算大會(huì)。
1991年，26歲的古天龍來到桂林電子科技大學(xué)工作，從此與廣西這片熱土結(jié)下了不解之緣。1993年9月，他如愿以償考入浙江大學(xué)工業(yè)控制研究所，師從著名的過程自動(dòng)化專家周春暉教授，攻讀博士學(xué)位。他在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開展復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過程中離散事件問題的研究。由于表現(xiàn)優(yōu)異，他于1996年1月提前畢業(yè)，獲工業(yè)自動(dòng)化學(xué)科工學(xué)博士學(xué)位，博士論文被評(píng)為優(yōu)秀博士學(xué)位論文，并獲得浙江大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)研究生稱號(hào)。他的研究成果被《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》、《控制理論與應(yīng)用》等刊物刊載，并在IEEE SMC和IEE ICIT國際會(huì)議上宣讀。
博士畢業(yè)后回到桂電的古天龍?jiān)诠ぷ魃先玺~得水。然而，他并沒有滿足。中國的科學(xué)技術(shù)要發(fā)展，要立足于民族之林，需要及時(shí)地吸收和接納西方先進(jìn)的研究方法和成果。他默默地作著準(zhǔn)備。此時(shí)，他已任職于桂林電子工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系，主要從事離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論及其應(yīng)用的研究。由于工作業(yè)績突出， 他于1994年破格晉升為副教授，4年后又破格晉升為教授。1998年，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他參加一個(gè)學(xué)院的代表團(tuán)去訪問澳大利亞，訪問期間同澳方教授交談時(shí)，對(duì)方對(duì)他的研究非常感興趣。他很快便獲得了赴澳大利亞CURTIN理工大學(xué)、MURDOCH大學(xué)做博士后研究的機(jī)會(huì)，在國外一待就是四年多。關(guān)于這次經(jīng)歷，他回憶道：“我已經(jīng)作了準(zhǔn)備，包括實(shí)踐的準(zhǔn)備和心理的準(zhǔn)備，自然就抓住了機(jī)會(huì)。在國外的四年，使我的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)術(shù)能力相對(duì)較完善了……”
對(duì)于當(dāng)初的回國，古天龍歸結(jié)于自己的桂電情結(jié)。他至今無法忘懷他讀博士及出國期間，桂電領(lǐng)導(dǎo)所給予的支持。“那種真情，對(duì)人才的那種渴望的程度打動(dòng)了我。我博士畢業(yè)以及每次從國外回家探親，院領(lǐng)導(dǎo)都到機(jī)場接我。我在國外時(shí)，也經(jīng)常保持聯(lián)系。這些都打動(dòng)了我！” 更重要的是，當(dāng)時(shí)桂電計(jì)算機(jī)系需要學(xué)術(shù)帶頭人。于是，他從大局出發(fā)將自己的研究方向轉(zhuǎn)到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。放棄了國外的優(yōu)厚待遇，他一回到桂林電子工業(yè)學(xué)院就挑起了重?fù)?dān)，一刻不停地投入到新領(lǐng)域的研究中去。經(jīng)過一番艱苦的努力，取得了一批國內(nèi)外有重大影響的學(xué)術(shù)成績。他主持了國家863計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、國防預(yù)研重點(diǎn)項(xiàng)目、國防預(yù)研基金、中澳國際合作項(xiàng)目、教育部留學(xué)回國人員基金等共計(jì)30余項(xiàng)，在國內(nèi)首先出版了學(xué)術(shù)著作《有序二叉決策圖及應(yīng)用》、《軟件開發(fā)的形式化方法》和《網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的形式化分析與設(shè)計(jì)》等共3部；在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文130余篇，其中SCI、EI收錄63篇。由于卓著的科學(xué)研究成績，他先后入選新世紀(jì)百千萬人才工程國家級(jí)人選、“廣西十百千人才工程”第一層次人選，獲享受國務(wù)院政府特殊津貼專家、廣西優(yōu)秀專家、廣西優(yōu)秀留學(xué)回國人員、廣西高校杰出科技人才、電子工業(yè)部優(yōu)秀科技青年等榮譽(yù)。
精益求精奉獻(xiàn)精品教學(xué)
說過：“教育者，養(yǎng)成人格之事業(yè)也。”古天龍追求的就是這樣的精品教學(xué)，并精益求精地為之奉獻(xiàn)。
古天龍認(rèn)為，當(dāng)今時(shí)代，教師不再是簡單的傳道、授業(yè)、解惑之人，在培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、動(dòng)手能力的時(shí)候，更要注意其健全心智的鍛造。“授人以魚，不如授人以漁。”知識(shí)的傳授永遠(yuǎn)是有限的，但是如果啟發(fā)了受教育者的知識(shí)源頭，就會(huì)有汩汩流之不竭的知識(shí)清泉。古天龍深諳此理。他總是說，在知識(shí)爆炸的時(shí)代，不說是給學(xué)生一碗水，即便給他們一桶水也難以為繼，必須教會(huì)他們學(xué)會(huì)自己找泉挖泉。正是懷著這樣的信念，古天龍?jiān)谡n堂上大量采用啟發(fā)式、討論式、參與式和研究性學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生的潛能，引導(dǎo)他們主動(dòng)自學(xué)。他力求做到精講多練，讓學(xué)生開展形式多樣的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，打下科研基礎(chǔ)，打造好“漁”的本領(lǐng)。
古天龍忠誠于他所摯愛的三尺講臺(tái)，近些年先后開設(shè)本科生、研究生課程8門，指導(dǎo)培養(yǎng)碩士研究生38人、博士研究生12人。在擔(dān)任繁重的本科生、研究生教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，堅(jiān)持在離散數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容更新和教學(xué)方法改革、大眾化高等教育下教學(xué)型高校適用型人才培養(yǎng)、一般工科院校計(jì)算機(jī)學(xué)科形式化方法教育、地方工科院校工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式等方面開展研究與改革實(shí)踐。他承擔(dān)了教育部質(zhì)量工程項(xiàng)目、全國教育科學(xué)研究“十一五”規(guī)劃課題、廣西高等教育教學(xué)改革工程“十一五”重點(diǎn)項(xiàng)目等12項(xiàng)，在公開刊物上發(fā)表教育教學(xué)研究論文18篇，出版教材《離散數(shù)學(xué)》、《軟件工程》和《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論》等共3部。
他遵循需求牽引、工程應(yīng)用、務(wù)實(shí)求是、創(chuàng)新實(shí)踐的培養(yǎng)理念，建立了雙閉環(huán)、自適應(yīng)的工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，構(gòu)筑了“相互支撐?有機(jī)銜接?梯度發(fā)展”的應(yīng)用能力發(fā)展平臺(tái)。兼任教育部高等學(xué)校軟件工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員，積極倡導(dǎo)并推進(jìn)工科院校計(jì)算機(jī)學(xué)科的形式化方法教育的教學(xué)改革與實(shí)踐，形式化方法知識(shí)體系被教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)納入計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程實(shí)施方案計(jì)劃。所編寫的相關(guān)方面教材《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論》和《離散數(shù)學(xué)》分別獲廣西優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。所承擔(dān)項(xiàng)目一般工科院校計(jì)算機(jī)學(xué)科形式化方法教育的探索與實(shí)踐和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論的建立及實(shí)踐分別獲廣西優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。
科研與教學(xué)，如鳥之雙翼、車之兩輪，兩者缺一不可。古天龍常說，教師的天職就是培養(yǎng)人才，教學(xué)與科研是一名教師的雙重任務(wù)。教學(xué)內(nèi)容的更新、教學(xué)水平的提升、學(xué)科知識(shí)的擴(kuò)展需要科學(xué)研究來驅(qū)動(dòng)，所以，教師一定要從事科學(xué)研究。從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究中，跟蹤學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)、更新學(xué)科前沿知識(shí)、夯實(shí)理論知識(shí)；從工程研究、應(yīng)用研究中把握行業(yè)動(dòng)態(tài)、企業(yè)需求。但是也不能惟科研，高等學(xué)校教師的科研如果不能進(jìn)入到課堂、不能融合到實(shí)驗(yàn)、不能結(jié)合到教學(xué)、不能促進(jìn)人才培養(yǎng)，那是不完美的、不健全的。
“給學(xué)生一碗水，教師要有一桶水。”古天龍清楚，要培養(yǎng)出精品學(xué)生，自己在學(xué)術(shù)和科研方面也必須不斷提升。他的精品科研為他的精品教學(xué)實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。古天龍結(jié)合科研實(shí)踐，精心選擇教學(xué)內(nèi)容，大膽改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，大量使用多媒體技術(shù)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提高了教學(xué)質(zhì)量。他主講的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生核心基礎(chǔ)課程《離散數(shù)學(xué)》，2006年被評(píng)為廣西精品課程，2010年被評(píng)為國家級(jí)精品課程。《離散數(shù)學(xué)》精品課程網(wǎng)站及其CAI課件得到同學(xué)們的廣泛使用和普遍好評(píng)，榮獲2007年廣西教育教學(xué)軟件大賽一等獎(jiǎng)，2008年全國多媒體課件大賽一等獎(jiǎng)。為此，他也先后獲得全國模范教師、廣西教學(xué)名師、電子工業(yè)系統(tǒng)優(yōu)秀教師等榮譽(yù)稱號(hào)。
傾心育人打造精品團(tuán)隊(duì)
一花獨(dú)放不是春。古天龍深知這一簡單的道理：要想進(jìn)一步提升學(xué)校的整體教學(xué)和科研水平，就必須打造一支結(jié)構(gòu)合理、團(tuán)結(jié)協(xié)作、充滿活力的教學(xué)和科研精品團(tuán)隊(duì)。
近年來，古天龍帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)對(duì)電子信息類相關(guān)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的人才培養(yǎng)模式在教學(xué)理念、教學(xué)體系、培養(yǎng)方案、管理機(jī)制等方面進(jìn)行了一系列的改革創(chuàng)新。他所領(lǐng)銜的工程應(yīng)用型電子信息類人才培養(yǎng)模式實(shí)驗(yàn)區(qū)于2009年獲準(zhǔn)成為國家級(jí)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)負(fù)責(zé)人，基于“圍繞一個(gè)中心（提高教學(xué)質(zhì)量），突出兩大特色（校企合作、科研與教學(xué)結(jié)合），重點(diǎn)發(fā)展三個(gè)專業(yè)方向（嵌入式技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)），著重培養(yǎng)四種能力（計(jì)算思維能力，算法設(shè)計(jì)與分析能力，程序設(shè)計(jì)能力，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力）”的“1234”人才培養(yǎng)模式建設(shè)理念，構(gòu)建了多層次、多類型、全方位的工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。2010年，該專業(yè)被認(rèn)定為國家級(jí)特色專業(yè)。
