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人工智能在教育領域的價值

時間:2023-08-18 17:15:33

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇人工智能在教育領域的價值,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

人工智能在教育領域的價值

第1篇

[關鍵詞]人工智能;中學輔助教育;教育資源

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197

1 中學教育現狀

教育乃立國之本,而中學教育乃是重中之重。一方面,中學生處于青春的成長期,各項綜合素質逐漸完善中,中學教育意義和責任重大;另一方面,中學教育仍然是應試教育為主,仍然需要面對千軍萬馬過獨木橋的“中考”“高考”,中學教育很大程度左右了學生的未來。

目前的中學教育資源,分為公共教育資源――公辦/民辦學校教育,和社會教育資源――私人家教、補習班等,有如下兩個特點。

1.1 學生得到的公共教育資源不足

學校班級結構的構成是:一名班主任教師,多名科任教師。在大多數學校中,無論是班主任教師,還是科任教師,均會承擔其他班級的教學任務。可以看出,教師資源是非常有限的,加上“中考”“高考”的上線壓力,教師往往會將有限的精力分散關注在所有的學生上,每個學生得到的公共教育資源并不多。

1.2 學生獲取的社會教育資源不公

學生若在學校無法獲取更多的教育資源,將不得不轉向社會教育資源去求助。據統計,學生參與社會教育資源的成本在200元/小時,學習費用成本過高,進一步造成普通學生的社會教育資源也無法獲取。

本文要探討的,正是通過人工智能這一現代信息化技術,構建智能輔助學習系統,使中學生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。

2 智能輔助學習

2.1 人工智能簡介

人工智能(Artificial Intelligence)是計算機科學的一個分支,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科,能夠對人的意識、思維等信息過程進行模擬。隨著計算機科學技術的發展,特別是近年來大數據技術的成功應用,人工智能在越來越多的行業展現出蓬勃的沖擊力。以谷歌圍棋機器人“阿爾法”、微軟助理機器人“小娜”等為代表的虛擬智能機器人,能像人那樣思考,也具備超過常人的智能。

在國內,人工智能在教育領域的理論研究和教學實踐表現得越來越活躍,盡管人工智能并不是為教育專門研發的,但是人工智能的不斷發展,使得其在教育中的應用也越來越廣泛,教育的智能化一直是教育界和教育技術領域的理想和目標。

2.2 智能輔助學習系統

智能輔助學習系統,其表現形式是能夠為每個學生,配備一個虛擬教師。學生能夠通過電子設備(如手機、計算機),與虛擬教師進行交流對話,咨詢虛擬教師各學科的問題,并得到有效的學習輔助。

該智能輔助學習系統,具備以下幾個特征。

2.2.1 虛擬教師跨學科能力

與傳統的教師專一某一學科不同,虛擬教師并沒有學科邊界劃分。只要學習系統研發出某一學科的學習算法,該虛擬教師就能夠獲取該門學科的能力。

2.2.2 虛擬教師深度自學習

虛擬教師的“智能”來源于三方面。一是學生基本信息檔案,該檔案涵蓋了從小學教育開始的學科成績、綜合能力、愛好特長等,虛擬教師得到學生的人物畫像。二是虛擬教師對學生的自學習,每一次雙方的溝通交流,虛擬教師都能夠不斷更新發展學生的畫像。三是虛擬教師對學校課堂內容的自學習,虛擬教師并不是獨立于學校教育存在的,而是作為學習教育資源的一個補充,虛擬教師能夠掌握課堂進展、作業部署、考試動態等信息。

2.2.3 接近自然語義的溝通

學生與虛擬教師之間,可以通過自然語義的語音和文字進行溝通,如 “今天數學作業第2題不會”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他計算輔助手段為補充,如上傳某道數學題圖片,虛擬教師通過圖形識別匹配,給出該題的解題思路和講解。

2.3 優勢分析

智能輔助學習系統,有三大核心優勢。

一是“即學即問”,相比目前的學校教育和社會教育,學生在學習遇到困難時,只有有限的時間與教師交流,在智能輔助學習系統中學生將不受空間、時間限制,隨時隨地可以與虛擬教師互動,獲取充足的教育資源。

二是“定制教學”,相比目前的教育形式,課堂上教師與學生是一對多的關系,教師不可能專為某個學生定制教學方案,在智能輔助學習系統虛擬教師與學生是一對一的關系,虛擬教師能夠更了解學生,根據學生的具體情況制訂最佳學習方案。

三是“受眾廣闊”,相比目前的公共教育資源緊缺、社會教育資源費用昂貴,智能輔助學習系統一旦推廣,受眾學生可無限增加,邊際效應非常明顯。并且計算機系統設計特有的水平擴展能力,能夠隨著學生人數的增加而增加,支撐廣大的學生輔助學習。

2.4 前景預測

筆者比較看好人工智能在中學輔助教育中的落地前景,除了前文所述的人工智能技術發展,為中學教育帶來的價值外,當前國家政策和社會環境也非常有利。

第一,未來10年國家政府和教育部門會大幅增加在教育信息化產業上的投入,隨著《國家中長期教育改革和發展綱要(2010―2020年)》和《教育信息化十年發展規劃(2011―2020年)》等相關規劃相繼出臺,各級地方政府和教育部門都非常重視教育信息化產業的投入,人工智能+云計算是重中之重,人工智能技術的興起必將教育信息化推向一個新的高度。

第二,教育信息化逐漸成為風口,根據前瞻產業研究《中國在線教育市場前景與投資戰略規劃分析報告》統計,2015年在線教育市場規模大約為479億美元,而這一數字在2020年預計將增長到504億美元。這個持續迅猛增長的市場正在吸引越來越多的創意和資本,教育領域中的人工智能也很快會成為熱點,涉足其中的高科技公司也會越來越多。

3 結 論

本文通過智能輔助學習系統,探索了人工智能在中學輔助教育中的一個應用。雖然沒有介紹具體的技術實現、系統研發,但對現狀痛點、應用前景做了綜合性分析概述,相信隨著科學技術的持續發展、教育領域的融合開放,本文探索的這個應用將實現于市場,使廣大中學生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。

參考文獻:

[1]何維貴.利用現代化教學手段打造高效課堂[J].廣西教育(中等教育),2013(6).

[2]王斐.人工智能在中學教育教學中的應用現狀分析[J].中國醫學教育技術,2013(4).

第2篇

關鍵詞:計算機網絡;發展;變革

一、計算機網絡技術對人們生活的影響

(一)變革工作方式

計算機網絡等相關新興技術的出現,為社會上的各行各業都帶來了很大的變化。首先對于工商業來說,也是最早應用計算機網絡技術的行業,在當前各行各業處于快速發展的過程中,對于計算機等新興技術也有了更強的依賴性,企業借助計算機網絡技術可以提升工作效率,同時也可以改變傳統工作中存在的缺陷。在銀行中主要就是利用互聯網等技術來為客戶提供服務,同時現在的網絡購物技術以及互聯網金融的快速發展,也使得越來越多的行業都面臨著新的變革,并且人們也享受著網絡技術所帶來的便利,借助計算機網絡技術可以查詢企業的資源利用狀況,也可以為企業的發展提供一些指導性的意見[1]。計算機網絡技術等也被廣泛的應用于教育領域,在教育中借助現代化技術可以顯著提升教育質量,也可以摒棄傳統教育存在的缺陷。如果僅僅通過枯燥乏味的教學模式是無法提升學生的學習興趣的,在其中引入現代化的教育手段,可以培養學生的學習興趣,同時也可以將一些枯燥乏味的內容以更加形象的方式呈現在課堂上,這樣可以豐富課堂教學手段。比如借助PPT等形式可以將書本上的知識以圖片視頻方式呈現出來,這樣可以使得教材內容更為直觀,也可以使得學習過程更為高效。在教育界有效的引入現代化教育技術,可以顯著提升教育質量,同時也催生了遠程教育的產生,學生在家中也可以借助互聯網與老師進行溝通交流,這極大的促進了教育得推廣,也為我國所推行的素質教育奠定了基礎[2]。

(二)革新消費方式

計算機網絡技術的快速應用以及新技術的快速應用現,也在很大程度上改變了人們的生活消費與交流方式。當前相關技術的快速發展,也使得人們的購物方式發生了很大的變化,我們在生活中最為顯著的一個購物行為變化就是網購行為越來越多。尤其是很多網絡店鋪的興起,其憑借著京東、阿里巴巴等大平臺為當下用戶提供了非常便捷的購物服務,人們足不出戶便能購買到自己心儀的商品,同時在網上也可以獲取自己想要的資源。結合自己的需求立即購買產品,這種消費方式省時省力,不用出門也可以達到自己的需求。在該過程中人們的支付方式也發生了很大的變化,人們越來越多的使用網絡支付,也不會被傳統消費過程中現金支付所帶來的困擾所影響[3]。

二、計算機網絡技術革新

(一)大數據技術

當下越來越多的新興技術不斷涌現,最為顯著的便是大數據技術。大數據技術依托于計算機網絡技術能夠從當前爆炸式增長的資源中來迅速挖掘到自己需要的信息,并且借助相應的分析系統來對數據進行分類整合,這樣可以大大提升對于信息資源的獲取、處理和利用效率。普通民眾對于大數據的應用不是很多,但是對于一些互聯網企業都會借助大數據技術來為自己的業務開展提供信息,比如淘寶之類的購物網站會借助大數據技術來收集用戶的習慣喜好,并且針對性的推送一些用戶可能會購買的產品。今日頭條之類的新聞網站也會結合用戶的瀏覽規律、瀏覽喜好來向其推送一些可能被喜歡的內容,這也可以做到精準化推送,以及更加周到的服務,并且獲得更多的受眾。

(二)人工智能

人工智能技術也被廣泛的應用,雖然從整體角度來說,人工智能技術仍然不夠成熟,但是其也被廣泛的應用到科技領域以及家居領域,比如智能語音智能駕駛、智能家居服務都已經成為當下智能技術所研究的方向。人們一回到家就可以通過聲控的方式,來對家中的電器進行控制。同時在駕駛中也可以借助智能輔助系統來獲取更加舒適的體驗,也有一些廠商正在研發智能駕駛系統和AI技術,這可以為人們的生活提供更加優質的服務[4]。人工智能在計算機網絡安全管理工作中,可以更好的呈現自身的價值,首先借助人工智能等技術可以構建智能防火墻技術,這在很大程度上可以保護計算機系統免受外界的侵害。借助該技術可以防止黑客,以及更高級別的病毒入侵等活動。同時借助人工智能技術等衍生出來的智能防火墻,可以有效提高安檢效率,并且對于一些高級病毒進行篩選防護,借助人工智能技術可以提高計算機入侵檢測技術,該技術可以作為防火墻技術的核心工作,其能夠為維護網絡安全提供重要的技術支持,最大程度上確保計算機系統能夠處于安全穩定的狀態。人工智能技術也被廣泛的應用到專家知識庫的構建中。其主要就是結合其積累的相關資源,并且借助大數據技術的對其中的內涵價值等進行挖掘,對知識門類進行分類,這樣可以借助現有的計算機網絡管理經驗,并且輔以數據庫編碼等操作來為后期各項工作的開展提供基礎

(三)云技術

云技術也是當下發展較為迅速的技術,在國內,阿里云所占的份額最多,并且其借助云技術可以有為用戶提供更加優質化的服務,比如云存儲、云計算。通過云技術可以為互聯網用戶提供優質化的服務,也可以將之與大數據技術相整合,進而為整個企業業務的開展提供有效的策略。當然,在未來會有越來越多的計算機,網絡技術以及相應的衍生技術出現,并且改善人們的生活質量[5]。

第3篇

關鍵詞:人工智能 情感 約束

中圖分類號:TP18 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)001-085-03

1引言

人工智能(Artificial Intelligence,AI)自從20世紀50年代產生,經過長期發展,已經有了長足的進步,并且已經深入到社會生活的諸多領域,如語言處理、智能數據檢索系統、視覺系統、自動定理證明、智能計算、問題求解、人工智能程序語言以及自動程序設計等。隨著科學技術的不斷發展,現在的人工智能已經不再是僅僅具有簡單的模仿與邏輯思維能力,人們也越來越期待人工智能能夠幫助或者替代人類從事各種復雜的工作,加強人的思維功能、行為功能或是感知功能。這就要求人工智能具有更強的情感識別、情感表達以及情感理解能力。通俗的說,為了使得人工智能對外界的變化適應性更強,需要給它們賦予相應的情感從而能夠應對這個難以預測的世界。

在賦予人工智能“情感”的過程中,面臨著許多的問題,有科技層面上的,也有社會學層面的。本文在這里只討論其中一個比較基本的社會學問題:“人工智能情感約束問題”,即關注于如何約束賦予給人工智能的情感,不至于使其“情感泛濫”。情感指的是一種特殊的思維方式,人工智能具有了情感后的問題是:人工智能的情感是人類賦予的,人工智能自身并不會創造或者控制自己的情感。如果賦予人工智能的情感種類不合理,或者是賦予的情感程度不恰當,都有可能造成“情感泛濫”并導致一些災難性的后果。例如,當人工智能具有了情感之后,如果人類自身管理不恰當,有可能導致人工智能反過來傷害人類。盡管目前我們只能在一些科幻作品中看到這種情況發生,但誰也不能保證未來有一天會不會真的出現這種悲劇。

本文第二章對人工智能情感研究進行了概要性回顧,第三章對如何約束人工智能情感進行了嘗試性探討,最后一章對全文進行了總結。

2人工情感發展情況概述

隨著科學家對人類大腦及精神系統深入的研究,已經愈來愈肯定情感是智能的一部分。人工情感是以人類自然情感理論為基礎,結合人工智能、機器人學等學科,對人類情感過程進行建模,以期獲得用單純理性思維難以達到的智能水平和自主性的一種研究方向。目前,研究者的研究方向主要是人工情感建模、自然情感機器識別與表達、人工情感機理等四個方面的內容。其中,尤以人工情感機理的研究困難最大,研究者也最少。

目前人工情感在很多領域得到了應用和發展,比較典型的是在教育教學、保健護理、家庭助理、服務等行業領域。在教育教學方面比較典型的例子是德國人工智能研究中心發展的三個方案:在虛擬劇場、虛擬市場和對話Agent中引入情感模型和個性特征來幫助開發兒童的想象力及創造力。在保健護理方面比較典型的是家庭保健與護理方向,如Lisetti等人研制的一個用于遠程家庭保健的智能情感界面,用多模態情感識別手段來識別病人的情感狀態,并輸入不同媒體和編碼模型進行處理,從而為醫生提供關于病人簡明而有價值的情感信息以便于進行有效的護理。服務型機器人的典型例子是卡內基梅隆大學發明的一個機器人接待員Valerie。Valerie的面孔形象的出現在一個能夠轉動方向的移動屏幕上時可以向訪問者提供一些天氣和方位方面的信息,還可以接電話、解答一些問題;并且Valerie有自己的性格和愛好,情感表達較為豐富。當然這些只是人工情感應用領域中的幾個典型的例子,人工智能情感的潛力仍然是巨大的。

盡管關于人工情感的研究已經取得了一定的成果,給我們帶來了很多驚喜和利益,但由于情緒表現出的無限紛繁以及它與行為之間的復雜聯系,人們對它的運行機理了解的還不成熟,以致使得目前人工情感的研究仍面臨著諸如評價標準、情感道德約束等多方面問題。所以必須清楚的認識到我們目前對于人工情感的計算乃至控制機制并沒有一個成熟的體系。

3對人工智能的情感約束

正如上文所述,如果放任人工智能“情感泛濫”,很有可能會造成嚴重的后果。為了使人工智能技術更好的發展,使智能與情感恰到好處的結合起來,我們有必要思考如何對賦予人工智能情感進行引導或者約束。

3.1根據級別賦予情感

可以根據人工智能級別來賦予其情感,如低級別人工智能不賦予情感、高級別人工智能賦予其適當的情感。眾所周知,人工智能是一門交叉科學科,要正確認識和掌握人工智能的相關技術的人至少必須同時懂得計算機學、心理學和哲學。首先需要樹立這樣的一個觀點:人工智能的起點不是計算機學而是人的智能本身,也就是說技術不是最重要的,在這之前必須得先解決思想問題。而人工智能由于這方面沒有一個嚴格的或是量度上的控制而容易出現問題。從哲學的角度來說,量變最終會導致質變。現在是科學技術飛速發展的時代,不能排除這個量變導致質變時代的人工智能機器人的到來,而到那個時候后果則不堪設想。因此,在現階段我們就應該對人工智能的情感賦予程度進行一個約束。

根據維納的反饋理論,人工智能可以被分成高低兩個層次。低層次的是智能型的人工智能,主要具備適應環境和自我優化的能力。高層次的是情感型的人工智能,它的輸入過程主要是模仿人的感覺方式,輸出過程則是模仿人的反應情緒。據此我們可分別將機器人分為一般用途機器人和高級用途機器人兩種。一般用途機器人是指不具有情感,只具有一般編程能力和操作功能的機器人。那么對于一般用途的機器人我們完全可以嚴格的用程序去控制它的行為而沒必要去給他賦予情感。而對于高級層面的情感機器人來說,我們就適當的賦予一些情感。但即使是這樣一部分高層次的情感機器人,在賦予人工情感仍然需要考慮到可能會帶來的某些潛在的危害,要慎之又慎。

3.2根據角色賦予情感

同樣也可以根據人工智能機器人角色的不同選擇性的賦予其不同類型的情感。人類與機器合作起來比任何一方單獨工作都更為強大。正因為如此,人類就要善于與人工智能機器合作,充分發揮人機合作的最大優勢。由于計算機硬件、無線網絡與蜂窩數據網絡的高速發展,目前的這個時代是人工智能發展的極佳時期,使人工智能機器人處理許多以前無法完成的任務,并使一些全新的應用不再禁錮于研究實驗室,可以在公共渠道上為所有人服務,人機合作也將成為一種大的趨勢,而他們會以不同的角色與我們進行合作。或作為工具、顧問、工人、寵物、伴侶亦或是其他角色。總之,我們應該和這些機器建立一種合作互助的關系,然后共同完任務。這當然是一種很理想的狀態,要做到這樣,首先需要我們人類轉變自身現有的思維模式:這些機器不再是一種工具,而是平等的服務提供人。

舉例來說,當機器人照顧老人或是小孩的時候,我們應該賦予它更多的正面情緒,而不要去賦予負面情緒,否則如果機器人的負向情緒被激發了,對于這些老人或者小孩來說危險性是極大的;但是,如果機器人是作為看門的保安,我們對這種角色的機器人就可以適當的賦予一些負向的情緒,那么對于那些不按規則的來訪者或是小偷就有一定的威懾力。總之,在我們賦予這些智能機器人情感前必須要周到的考慮這些情感的程度和種類,不要沒有顧忌的想當然的去賦予,而是按分工、作用賦予限制性的情感約束,達到安全的目的。

3.3對賦予人進行約束

對人工智能情感賦予者進行約束,提高賦予者的自身素質,并定期考核,并為每一被賦予情感的人工智能制定責任人。

縱觀人工智能技術發展史,我們可以發現很多的事故都是因為人為因素導致的。比如,首起機器人殺人案:1978年9月的一天,在日本廣島,一臺機器人正在切割鋼板,突然電腦系統出現故障,機器人伸出巨臂,把一名工人活生生地送到鋼刀下,切成肉片。

另外,某些研究者也許會因為利益的誘惑,而將人工智能運用在不正當領域,或者人工智能技術落入犯罪分子的手中,被他們用來進行反對人類和危害社會的犯罪活動。也就是用于所謂的“智能犯罪”。任何新技術的最大危險莫過于人類對它失去控制,或者是它落入那些企圖利用新技術反對人類的人的手中。

因此為了減少這些由于人而導致的悲劇,我們需要對這些研究者本身進行約束。比如通過相應的培訓或是定期的思想政治教育、或是理論知識的學習并制定定期的考核制度來保證這些專家自身的素質,又或者加強對人工智能事故的追究機制,發生問題能立即查詢到事故方等等,通過這樣一系列強有力的硬性指標達到減少由于人為因素導致悲劇的目的。

3.4制定相應的規章制度來管理人工智能情感的發展

目前世界上并未出臺任何一項通用的法律來規范人工智能的發展。不過在1939 年,出生在俄國的美籍作家阿西莫夫在他的小說中描繪了工程師們在設計和制造機器人時通過加入保險除惡裝置使機器人有效地被主人控制的情景。這就從技術上提出了預防機器人犯罪的思路。幾年后, 他又為這種技術裝置提出了倫理學準則的道德三律:(1)機器人不得傷害人類,或看到人類受到傷害而袖手旁觀;(2)在不違反第一定律的前提下,機器人必須絕對服從人類給與的任何命令;(3)在不違反第一定律和第二定律的前提下,機器人必須盡力保護自己。這一“機器人道德三律”表現了一種在道德憂思的基礎上,對如何解決人工智能中有害人類因素所提出的道德原則,雖然得到很多人的指責,但其首創性還是得到公認的。盡管這個定律只是小說家提出來的,但是也代表了很多人的心聲,也是值得借鑒的。

那么對于人工智能情感的約束呢?顯然,更加沒有相應的法律法規來規范。那么,我們就只能在賦予人工智能情感的道理上更加的小心翼翼。比如,我們可以制定一些應急方案來防止可能導致的某些后果,也即出現了問題如何及時的處理之。另外我們在操作和管理上應更加慎重的去對待。也希望隨著科學技術的發展,能夠在不久的將來出臺一部相應的規章制度來規范人工智能情感的管理,使之更加精確化、合理化。

4結束語

人工智能的情感研究目的就是探索利用情感在生物體中所扮演的一些角色、發展技術和方法來增強計算機或機器人的自治性、適應能力和社會交互的能力。但是現階段對這方面的研究雖然在技術上可能已經很成熟,但是人工智能情感畢竟是模擬人的情感,是個很復雜的過程,本文嘗試性的在人工智能發展中可能遇到的問題進行了有益的探討。但是不可否認仍然有很長的道路要走,但是對于人工智能的發展勁頭我們不可否認,將來“百分百情感機器人”的問世也許是遲早的事情。

參考文獻:

[1] 趙玉鵬,劉則淵.情感、機器、認知――斯洛曼的人工智能哲學思想探析[J].自然辯證法通訊,2009,31(2):94-99.

[2] 王國江,王志良,楊國亮,等.人工情感研究綜述[J].計算機應用研究,2006,23(11):7-11.

[3] 祝宇虹,魏金海,毛俊鑫.人工情感研究綜述[J].江南大學學報(自然科學版),2012,11(04):497-504.

[4] Christine Lisett,i Cynthia Lerouge.Affective Computing in Tele-home Health[C].Proceedings of the 37th IEEE Hawaii International Conference on System Sciences,2004.

[5] Valerie.The Roboceptionist[EB/OL].http://.

[6] 張顯峰,程宇婕.情感機器人:技術與倫理的雙重困境[N].科技日報,2009-4-21(005).

[7] 張曉麗.跟機器人談倫理道德為時尚早[N].遼寧日報,2011-11-04(007).

[8] Peter Norvig.人工智能:機器會“思考”[J].IT經理世界,2012(Z1):331-332.

[9] McCarthy J.Ascribing Mental Qualities to Machines1A2. In Ringle M,editor,Philosophical Perspectives in Artificial Intelligence1C2,Humanities Press Atlantic Highlands,NJ,1979:161-195.

第4篇

關鍵詞:知識表示與知識推理;教學設計;教學實踐;數理邏輯;人工智能

知識表示與知識推理是智能信息處理的基礎。從人工智能的角度看,知識是構成智能的基礎,人類的智能行為依賴于利用已有的知識進行分析、猜測、判斷和預測等。當人們希望計算機具有智能行為時,首先需要在計算機上表達人類的知識,然后再告訴計算機如何像人一樣地利用這些知識。

自從人工智能領域誕生以來,知識表示與知識推理就一直是其中最為重要的子領域。經過五十多年的發展,知識表示與知識推理領域的許多研究內容、研究方法和研究成果已經深深滲入到計算機科學,進而對計算機學科的發展產生了深遠的影響。例如,在C++、Java等面向對象程序設計語言中,“繼承”這一最為核心的技術就來源于知識表示與知識推理。再如,在軟件自動化領域,許多程序規格語言和程序驗證技術都借鑒了知識表示與知識推理領域的Prolog語言等研究成果。從工程開發的角度看,專家系統、智能搜索引擎、智能控制系統、智能診斷系統、自動規劃系統等具有所謂智能特征的系統都或多或少地依賴于知識表示與知識推理技術。因此,對于計算機專業的學生來說,學習知識表示與知識推理方面的課程,對于今后在相關領域從事系統開發和科學研究都大有裨益。

在ACM與IEEE-CS聯合攻關組制訂的計算教程CC2001(Computing Curricula 2001)中,知識表示與知識推理得到了高度重視。CC2001給出的計算機科學知識體由14個知識領域組成:在其中的IS(Intelligent Systems)知識領域中,關于知識表示與知識推理的內容占據了10個知識單元中的2個,即知識單元“(Is3)知識表示與推理”以及知識單元“(IS5)高級知識表示與推理”。在ACM和IEEE-CS進一步修訂后的計算機科學教程CS2008(Computer Science Curriculum 2008)中,知識表示與知識推理同樣得到了高度重視。此外,在我國高等學校計算機科學與技術教學指導委員會制定的計算機專業規范中,上述的IS3和IS5兩個知識單元被全部包括到計算機科學專業的核心課程“人工智能”中。然而,據我們了解,由于“人工智能”在許多高校僅僅作為專業任選課開設,使得計算機相關專業的許多學生無法接觸到知識表示與知識推理方面的內容。與此同時,由于課時數限制及沒有得到重視等因素,實際開設的“人工智能”課程(包括本科生課程和研究生課程)往往難以覆蓋CC2001在知識單元IS3和IS5中列出的各個知識點。

實際上,經過五十多年的發展,知識表示與知識推理領域已經沉淀出一系列基本的方法、理論和技術;這些方法、理論和技術在CC2001的知識單元IS3和IS5中基本上都以知識點的形式列舉了出來。作為計算機專業的教育工作者,我們有責任將這些體現了幾代人智慧結晶的知識介紹給學生。另一方面,從研究者的角度來看,知識表示與知識推理是一個非常活躍的研究領域;尤其是隨著Web技術的發展以及Web科學的出現,知識表示與知識推理將在計算機科學中扮演越來越重要的角色。面對萬維網這個全球最大的分布式信息庫,如何讓計算機對其中海量的數據和信息進行分析、推理和管理,進而為人類提供方便的知識服務,是目前信息技術領域面臨的一個重大問題。針對這個問題,國內外研究者基本上都是從人工智能的角度尋求解決思路;近年來成為研究熱點的語義Web更是完全建立在知識表示與知識推理的基礎上。因此,從開拓學生思維以及介紹研究與技術前沿的角度來看,也非常有必要向學生講授知識表示與知識推理的相關內容。

基于以上認識,我們為計算機軟件與理論專業和計算機應用技術專業一年級的碩士研究生開設了一門32課時的選修課程,以CC2001和CS2008列出的知識單元為核心,對知識表示與知識推理的相關內容進行教學。本文對教學設計和教學實踐中遇到的主要問題進行分析,針對這些問題給出相應的解決對策,并對我們獲得的經驗和教訓進行總結。

1 “知識表示與知識推理”知識體的教學設計

自上世紀九十年代以來,國內外許多高校就將“知識表示與知識推理”作為一門課程,面向研究生或高年級的本科生開設。其中比較著名的包括加拿大多倫多大學Hector J.Levesque教授開設的知識表示課程,美國斯坦福大學Leom Morgenstem教授開設的知識表示課程,英國曼徹斯特大學Ulrike Sattler教授等講授的知識表示和推理課程,中山大學劉詠梅教授講授的知識表示和推理課程等。但是,由于沒有統一的課程設置標準,這些課程講授的知識點都不盡相同。2000年,Leom Morgenstem和Richmond H.Thomason總結了開設知識表示與知識推理課程時面臨的挑戰,提出了相應的解決思路。其中,針對該課程缺乏統一的教學知識體的情況,他們設計了一個持續14周、每周2次課的教學大綱。在文獻[5]中,Leora Morgenstem進一步修訂了之前提出的教學大綱,建議在其中增加語義Web及Web本體語言OWL等內容。

盡管目前各高校開設的知識表示與知識推理課程的課程大綱仍然不盡相同,但比較可喜的是,對知識表示與知識推理的教學在CC2001計算教程中得到了高度重視。CC2001分別在“知識表示與推理”和“高級知識表示與推理”兩個知識單元中列出了關于知識表示與知識推理的教學內容。知識單元“知識表示與推理”由以下知識點組成:命題邏輯和謂詞邏輯回顧,歸結原理與定理證明,非單調推理,概率推理,貝葉斯定理。知識單元“高級知識表示與推理”由以下知識點組成:結構化知識表示(包括對象與框架、描述邏輯和繼承系統),非單調推理(包括非經典邏輯、缺省推理、信念修正、偏好邏輯、知識源的集成、沖突信念的聚合),對動作和變化的推理(包括情景演算、事件演算和分枝問題),時態和空間推理,非確定性推理(包括概率推理、貝葉斯網絡、粗糙集和可能性理論、決策理論),針對診斷的知識表示與定性知識表示。在CC2001的基礎上,CS2008在知識單元“知識表示與推理”中增加了合一與提升、前向鏈接、反向鏈接以及歸結等知識點;在知識單元“高級知識表示與推理”中增加了本體工程和語義網絡兩個 知識點。

以CC2001和CS2008列出的知識點為基礎,在綜合考察了國內外相關課程的開設情況之后,我們對“知識表示與知識推理”課程的教學內容及相應的學時分配設計如下。

1)概述(2學時)。介紹知識表示與知識推理領域的發展歷史、現狀和前景:講授知識表示的基本思路和基本原理;介紹知識表示方法和技術的典型應用:列舉典型的采用了知識表示技術的系統,與沒有采用知識表示技術的系統進行比較分析。

2)基于一階謂詞邏輯的知識表示和推理(4學時)。講授一階謂詞邏輯的語法、語義和語用;通過例子講授如何應用一階謂詞邏輯進行知識表示;講授如何應用消解原理進行知識推理;講授如何應用Tableau算法進行知識推理;分析一階謂詞邏輯存在的局限。

3)Horn子句邏輯與產生式系統(2學時)。講解Horn子句及其過程解釋;介紹SLD歸結以及分別采用反向鏈和正向鏈的推理過程;通過例子講授如何應用Horn子句邏輯進行知識表示和推理;對Prolog語言進行簡單介紹;通過例子介紹如何應用產生式系統進行知識表示和推理。

4)結構化知識表示(6學時)。介紹對象與框架,介紹基本的框架形式系統:介紹語義網絡,對推理過程中的繼承機制進行介紹。介紹描述邏輯家族的研究歷史和發展現狀;以邏輯系統ALC為例,講解描述邏輯的語法和語義;通過例子講授如何應用描述邏輯進行知識表示;講授如何應用Tableau算法對描述邏輯刻畫的知識進行推理。

5)非單調知識表示和推理(4學時)。介紹非單調性推理的研究歷史;講解封閉世界假設與開放世界假設;講解缺省推理和限定推理;對自認知邏輯、偏好邏輯和真值維持系統進行介紹;對信念修正、知識源的集成以及沖突信念的聚合進行介紹。

6)非確定知識表示和推理(4學時)。對模糊邏輯進行介紹;講授概率推理和主觀貝葉斯方法;對粗糙集、可能性理論和決策理論進行介紹。

7)解釋與診斷(2學時)。講授反繹推理的基本思路,將其與演繹推理和歸納推理進行比較分析;以一個電路系統為例,講授如何在知識表示的基礎上采用反繹推理進行故障診斷。

8)動作與規劃(4學時)。介紹動作與規劃領域的研究歷史和發展現狀;講授如何在STRIPS系統中對動作進行刻畫以及如何進行規劃求解:講授如何應用情景演算和事件演算對動作進行刻畫、推理、及規劃求解;對框架問題、條件問題和分枝問題進行介紹;對規劃語言PDDL進行介紹。

9)時態和空間推理(2學時)。對時間點/時間段、離散/連續、有限/無限、線性/分支等表示時態信息的不同方式進行介紹;對Allen的區間代數理論進行介紹;對線性時態邏輯和分支時態邏輯進行介紹;對基于點/基于區域、離散/連續、有限/無限、同維/混合維等表示空間信息的不同方式進行介紹;對區域連接演算RCC進行介紹;對時態與空間推理的結合進行簡單介紹。

10)語義Web和本體工程(2學時)。介紹語義Web的基本思想、技術現狀和發展趨勢;講授語義Web的層次模型以及各個層次的目標和功能;對資源描述框架RDF、Web本體語言OWL、Web規則標記語言RIF、Web查詢語言SPARQL等進行介紹。對本體的構建、管理和維護進行介紹。

上述教學內容的基本特點是覆蓋了CC2001和CS2008列出的關于知識表示與推理的所有知識點。此外,我們將目前作為計算機科學和人工智能領域研究熱點的語義Web等內容引入了課堂教學,不僅可以將相關研究前沿展示在學生面前,而且還可以讓學生更加深刻地體會學習知識表示與知識推理的價值,進一步激發他們的學習熱情。另一方面,上述教學內容存在的一個缺陷是內容過多。由于受到課時數的限制,部分內容在講授時不能充分展開,留給學生課堂練習和討論的時間不充裕。

2 教學實踐中的主要問題及對策

在圍繞“知識表示與知識推理”知識體開展教學實踐時,我們遇到的問題主要來自以下幾個方面:教師和學生對“人工智能”課程以及其中的“知識表示與知識推理”知識體不重視,缺乏合適的教材,學生缺乏必要的基礎知識。下面對這些問題進行逐一分析,對我們采取的對策進行相應介紹。

2.1 師生對“人工智能”課程不重視

許多教師和學生對“人工智能”課程不夠重視,甚至存在偏見。我們覺得,這種現狀很大程度上是由人工智能自身的發展歷程造成的。人工智能領域剛誕生時就被賦予過高的期望;早期的研究者也過于樂觀地給出了一些不切實際的承諾。由于不能在短期內實現過高的目標和兌現相應的承諾,使人工智能領域在上世紀80年代末90年代初一度跌入低谷,甚至達到了聲名狼藉的地步。這一特殊的發展歷程使得一部分對人工智能了解不多的教師和學生產生誤解,認為人工智能是一個比較務虛的領域。這種誤解甚至影響到“人工智能”課程的開設。目前,在許多高校計算機相關專業的課程設置中,“人工智能”往往只作為選修課程開設,沒有得到教師和學生的普遍重視。

實際上,從信息技術發展規律的角度來看,人工智能的上述發展歷程是很正常的。根據市場權威研究機構Gartner給出的“技術成熟度曲線”(hype cycle)理論,一項新的IT技術在產生之后,一般先是默默無聞地奮力發展幾年,然后會由于被大家寄予很高的期望而迅速火爆起來,接著會因為沒能兌現過高的承諾而跌入谷底,最后會再次崛起并由于過硬的成就而被大眾普遍接受。人工智能已經經歷了從默默無聞到迅速火爆再到跌入谷底的發展過程,目前正處于再次崛起的階段,并且將通過不斷取得的成就而被大眾普遍接受。

人工智能的教學在CC2001和CS2008中得到了高度重視。CC2001給出的計算機科學知識體由14個知識領域組成,作為其中的知識領域之一,智能系統(即人工智能)與離散結構、程序設計、操作系統、計算機體系結構等已經得到普遍重視的知識領域具有了相同的地位。在我國高等學校計算機科學與技術教學指導委員會制定的計算機專業規范中,也將“人工智能”作為了計算機科學專業的核心課程。但是,對人工智能相關知識的傳播需要一個長期的過程,仍然需要廣大科研和教育工作者的不懈努力。

2.2 師生對“知識表示與知識推理”知識體不重視

即便部分教師和學生認識到人工智能知識領域的重要性,但對于其中的“知識表示與知識推理”知識體仍然不夠重視,認為沒有必要專門通過一門課程進行教學。

針對這個問題,我們可以對人工智能領域的發展歷程作進一步考察。我們知道,人工智能領域的誕生就是從知識表示和知識推理開始的。在1956年標志著人工智能誕生的Dartmouth會議上,Herbert Simon和Allen Newell展示的“邏輯理論家”就依賴于知識表示和知識推理。在此之后的五十多年中,知識表示與知識推理就一直是人工智能中最為重要的子領域。相 應的一個佐證是,1966年到2009年期間,在獲得圖靈獎的56名科學家中,Marvin Minsky、John Mccarthy、Herbert Simon、Allen Newell、Edward Feigenbaum和Raj Reddy等6名科學家都在知識表示與知識推理領域取得了開創性的研究成果。

知識表示與知識推理的重要性在CC2001和CS2008中同樣得到了體現。CC2001給出的“智能系統”知識領域由以下10個知識單元組成:智能系統中的基本問題、搜索與約束求解、知識表示與推理、高級搜索、高級知識表示與推理、智能主體、自然語言處理、機器學習與神經網絡、人工智能規劃系統、機器人;C$2008在CC200I的基礎上增加了智能感知這個知識單元。其中,關于知識表示和知識推理的教學內容不僅占據了兩個知識單元,而且在智能主體、人工智能規劃系統、機器人等知識單元中也占據了相應的多個知識點的位置。由于32課時的人工智能選修課程通常只能對上述知識單元作一個概要性的介紹,對于想進一步深入學習的學生,在有條件的情況下,我們完全有必要開設一門關于“知識表示與知識推理”的課程。另外,從上一節給出的教學設計可以看出,如果要覆蓋CC2001和CS2008給出的關于知識表示與知識推理的所有知識點,一門32課時的課程在時間上還很不夠用。因此,基于以上分析,我們希望“知識表示與知識推理”的教學首先能夠得到相關教師的認可和重視,然后通過課程設置等途徑逐漸吸引學生的關注,并在教學過程中激發起學生的學習興趣和熱情。

2.3 缺少合適的教材

盡管CC2001和CS2008詳細地列出了關于知識表示與知識推理的主要知識點,但是,據我們所知,目前還沒有出現完全覆蓋這些知識點的合適教材,而中文的相關教材更是缺乏。

在參考了多方面的資料之后,我們選擇了Ronald Brachman和Hector Levesque撰寫的《Knowledge Representation and Reasoning》作為教材。Ronald Brachman和Hector Levesque都是知識表示與知識推理領域的著名學者。其中,Ronald Brachman于1977年在哈佛大學攻讀博士學位時提出了KL-ONE系統,開創了目前成為研究熱點的描述邏輯領域,之后于2003年擔任了美國人工智能學會的主席,目前是ACM院士、雅虎全球研究運營副總裁。Hector Levesque在知識表示領域也做出了許多開創性的研究成果,曾于2001年擔任人工智能頂級會議IJCAI的主席,于2006年當選加拿大皇家學會會士。除了時態和空間推理以及本體工程這兩個知識點之外,CC2001和CS2008中列出的其他關于知識表示與知識推理的知識點,在《Knowledge Representation and Reasoning》中都基本上得到了體現。另外,為了在課程中向學生介紹語義Web方面的知識,我們選擇了Grigoris Antoniou和Frank van Harmelen撰寫的《A Semantic Web Primer》作為參考書目。

2.4 學生缺乏必需的基礎知識

知識表示與知識推理的核心思想是采用形式語言(尤其是邏輯語言)對知識進行刻畫和推理,因此要求學生在學習該課程前具有扎實的數理邏輯基礎知識。

盡管數理邏輯對于整個計算機學科來說具有非常重要的作用,但在目前計算機相關專業的課程設置中,數理邏輯往往只作為離散數學課程的一個部分進行教學,在課時數量上非常有限。此外,從教材的角度來看,大部分離散數學教材的數理邏輯部分主要介紹命題邏輯的相關知識,而且只介紹命題邏輯聯結詞、范式、等值演算、自然推理系統等最基本的內容;對一階謂詞邏輯以及命題邏輯中更為深入的內容介紹得很少,甚至不介紹。這些內容對于學習知識表示與知識推理知識體來說遠遠不夠。例如,根據我們在講授“知識表示與知識推理”之前的調查,許多研究生對于一階謂詞邏輯的語法與語義等基本概念都還比較模糊,對于消解原理、Tableau方法、可滿足性問題等內容更是沒有接觸過。

針對上述問題,除了原計劃關于一階謂詞邏輯知識表示的4個課時之外,我們臨時增加了2個課時的課堂教學,為學生補充命題邏輯的語法和語義、公式可滿足性問題、Tableau判定算法、基于消解原理的判定算法等內容。由于受到課時的限制,許多重要的結論及其證明過程無法在課堂上詳細闡述。

值得一提的是,由于研究課題的需要,我們組織部分研究生一起學習了John Bell和Moshe Machover撰寫的著名教材《A Course in Mathematical Logic》。在學習這本教材時,我們將研究生分為三個小組,讓各個小組自學該教材,對其中的引理、定理以及問題(Problem)進行證明或求解,然后在每周一次的學習班上使用黑板講解他們的證明或求解過程。在3個月的時間里,將這本教材中的第一章和第二章學完后,這些研究生的數理邏輯知識明顯上了一個臺階。在之后學習知識表示與知識推理的過程中,這部分研究生的學習效果也明顯好得多。在今后的教學中,我們希望計算機相關專業的研究生能夠先學習一門數理邏輯方面的課程,然后再學習知識表示與知識推理課程。

3 結語

第5篇

論文關鍵詞:知識管理;教育技術;知識價值鏈

知識管理伴隨著知識經濟時代的發展逐漸凸現出來,它關于知識及與知識相關的資源和過程的管理方法與管理技術可以為教育技術實現理論的創新與應用的拓展提供一種新的思路。

一.知識管理與教育技術概述

20世紀90年代初,知識管理的概念首次出現在管理學領域。知識管理是對組織知識的生產、分配、交流、整合、內化、評價、改造的全過程管理,其目的在于實現知識共享,增加組織的知識總量,提高組織的創新能力和核心競爭力。

從宏觀角度來看,知識管理關注整體,是對一個組織系統所擁有的全部知識及相關資源的管理,任何一個管理過程都應考慮組織整體效益的實現。組織還應有與外部環境交換知識的通道,從而保證知識來源的豐富性。組織成員通過共同努力,更新組織的知識,提高組織的知識總量。知識管理的目標定位是實現知識共享與知識創新,提升組織的競爭力。

知識管理的另一個重要理念就是顯隱知識的轉換。在這一轉換過程中,個人首先通過摹仿習得他人的隱性知識;接著將這一部分隱性知識經過思考表達出來后,外化成為顯性知識;顯性知識再與先前的顯性知識組合,成為一個新的整體,在組織內共享;最后組織中的成員將其內化為個人所擁有的隱性知識。在實際的轉換中,這是一個循環往復的過程。即隱性知識社會化為隱性知識、隱性知識外化為顯性知識、顯性知識與顯性知識重新組合、顯性知識內化為隱性知識,這四個轉換環節是知識轉化理論的核心內容,并由此形成一個循環上升的知識增值系統。

從微觀角度來說,知識管理的實質就是對知識價值鏈的管理,清除影響知識價值鏈形成的阻礙因素,加快價值鏈的形成速度,使組織的知識在運動中不斷增值。通過對知識管理定義與管理過程的分析,知識價值鏈可以具體化為如圖1所示的K9知識鏈。

在具體的實際操作過程中,知識管理又可以劃分為不同的環節,即知識生成管理、知識應用管理、知識交流管理,由此又形成諸多知識管理工具。網絡技術、人工能技術等信息技術手段在知識管理中發揮著重要的作用,較常見的專家系統、數據倉庫等都在知識管理中得到了應用。

教育技術是通過創造、使用、管理適當的技術性的過程和資源,以促進學習和改善績效的研究與符合道德規范的實踐。教育技術在發展中注重創造新的資源和過程,重視技術手段的運用,突出以人為本的思想,既關注學習者的學習過程也關注學習者的學習成果。同時,教育技術一直是抱著一種開放的態度來促成自身的發展。信息技術的每一次飛躍發展都能帶動教育技術的進步,其他學科的理論創新也能引發教育技術的關注。知識管理對教育技術的發展意義也正是如此。教育技術關注較多的仍然是可以傳播和表達的顯性知識,未能對價值更大的隱性知識進行有效地開發與利用,也未建立健全的管理機制。而知識管理的一個重要觀念就是隱性知識比顯.陛知識更能創造價值。從這點出發,教育技術可吸收和借鑒知識管理關于隱性知識的管理理念。

二、教育技術借鑒知識管理理念的可能性分析

如前所述,知識管理與教育技術雖然分屬于不同的學科范疇,兩者卻存在著諸多相同或相似的方面,這就為教育技術借鑒知識管理的理念提供了可能。

1.知識管理與教育技術都具有整體觀

知識管理與教育技術所需實現的都是組織的整體效益。知識管理關注的是提高組織的知識總量與核心競爭力,組織的知識儲存量直接影響到組織的后續發展潛力。教育技術服務于整個教育系統,注重提高系統的績效,并且一直致力于去尋找能夠完成這一使命的方式方法。系統科學、信息科學等在教育技術領域中能夠得到廣泛的應用即可說明這點。歸結起來,兩者有著共同的目標,即提高個人和組織的知識和學習,進而提升個人素質,組織智慧。

2.知識管理和教育技術都具有相同的知識觀

知識管理通過對知識的一系列開發過程,實現和完善自身的管理理念,達成管理目標。教育技術則從關注信息轉變為關注知識,通過對知識進行整體研究,實現教育組織中知識的發現與再創造。而兩者最終都需創設知識共享和知識創新的平臺,增進組織成員的相互交流,同時需建立有效的保障機制,促使知識流動系統的形成。

3.知識管理和教育技術都倡導人本主義的思想

以人為本的思想既存在于知識管理中,也存在于教育技術領域。知識管理認為只有組織中的人才能創造知識、更新知識、利用知識,因此對知識的管理最終須體現在對人的管理上。教育技術也一直強調人本主義思想,即不僅要關心學習者學習目標的實現,還要積極倡導為教育者提供一個再學習的平臺。

4.知識管理與教育技術在技術手段上的相同點

兩者在技術層面也有著共同之處,即兩者都運用了計算機網絡、人工智能等技術。由這兩種技術還衍生出來許多新型的交流和學習方式,如Blog、網絡社區、電子郵件系統、知識資源庫等。知識管理和教育技術可以相互借鑒彼此在應用這些技術手段時的經驗和成果。教育技術的一個重要任務就是構建學習平臺,營造學習環境,促進學習者學習,提高教育組織的績效。管理知識的過程實際上直接影響到學習者學習效率的提高以及教育功能的實現,吸收知識管理的理念,也是教育技術為完成這一任務而進行的一次努力。

三、利用知識管理,創新教育技術

知識管理中的知識分類思想、知識轉化理論、知識價值鏈的形成等理念,均可以引入到教育技術中來。通過借鑒這些理念,教育技術可以為學習者營造更為有利的學習環境。學習者或者教育者都可以通過各種途徑,如面對面交流、網絡社區等直接或間接共享到他人的經驗、技能等,從而最終提升學習者的學習效率、教師的工作能力,進而提升整個教育系統的組織智慧。

1.知識分類思想對教育技術的意義

知識管理將知識分為隱性知識和顯勝知識,而且更關注隱性知識。教育技術在多年的發展中一直致力于將顯性知識通過各種途徑傳播給學習者,并為學習者所熟知和掌握。學習者對更加重要的隱性知識的學習則處于一種未知的狀態。在面對面的傳統教學過程中,學習者或多或少能夠通過一些親身體驗的方式學習到隱性知識。但是在非面對面的教學過程中,這種隱性知識的學習就被完全忽略知識分類思想提醒教育技術相關人員應該更加關注開發和利用隱性知識。

2.知識轉化理論對教育技術的啟示

教育技術必須關注隱性知識對學習者的作用,在實際開發過程中創設一種能讓學習者感覺到這種知識的存在,并且學習和使用這種知識的環境。知識轉化理論詳細闡述了隱性知識和顯性知識相互轉化的過程,并且強調隱性知識只有被轉化成顯性知識才能被認識,而顯性知識在被學習者學習并內化為隱性知識后才能達到提升個人素質的目的。教育技術已經能夠成功地將顯性知識利用信息技術轉化成各種產品,然后傳遞給學習者,學習者也能夠利用這些產品來促進自身的學習。但是教育技術還未能創造出一種有效的機制去利用隱性知識。教育技術通過借鑒知識轉化理論,思考利用隱性知識的途徑,創設能促進隱性知識轉化成能被學習者利用的顯性知識的環境教育技術還應該具備合并顯性知識和顯眭知識的能力,以及鼓勵學習者與教育者將自身的知識拿出來共享。

3.教育技術對k9知識價值鏈的借鑒

K9知識價值鏈的對象是知識,如前所述包含有九個過程。教育技術在AECT94定義中則劃分為五個范疇——設譏開發、利用、管理和評價,其對象界定為學習資源和學習過程。相比之下,K9知識價值鏈更具有操作性,同時還揭示出知識在傳遞過程會不斷地增值。教育技術可按照K9知識鏈的劃分方法,將實際開發知識的過程細分為獲取、開發、利用、管理、更新和評價知識。此外,教育技術還應該要創造出具有增容性的學習環境——能支持知識的螺旋上升,提高知識的總量和價值。

4.知識管理環節的劃分對教育技術的啟迪

知識管理通過總結k9知識價值鏈,得出知識管理包含四個過程:知識生成管理、知識積累管理、知識應用管理和知識交流管理。從這點出發,教育技術在運用知識管理的理念時,首先必須解決的是明確教育知識的來源:應該包括已經被認識到的可以拿來學習的知識、還掌握在少數教師、專家、學習者頭腦中不能被傳播的知識以及新創造的但還未納入到教育領域中的知識。其次,應該運用一定的鼓勵機制和技術手段識別、提取和組織這些知識,使之有序化、系統化。當擁有了大量的知識之后,教育技術可以利用教育資源庫、專家系統等手段將這些知識積累起來,并進行管理。學習者和教育者可以通過教育資源庫獲取大量的知識,同時又可以將自身獨有的知識拿出來供所有人使用。知識通過交流和共享獲得增值,這也為產生新產品和新技術提供了前提條件。

5.教育技術在技術層面上吸收知識管理的成熟經驗

知識管理運用了諸多先進的技術手段。教育技術可以吸收這些技術在知識管理中應用的成熟經驗,來促進自身技術能力的提高。教育技術和知識管理一樣都很重視計算機網絡技術——利用網絡可以整合組織內部和外部的信息、創設組織成員的交流平臺,還能利用其中的群件技術為學習者和教育者提供知識共享的基礎通訊設備。知識管理應用的另一核心技術就是人工智能。教育技術已經在實踐過程中嘗試使用人工智能,如專家系統、機器學習等,但還處于起步階段。教育技術可以嘗試從知識管理的角度更加深入地了解和使用人工智能。

知識管理為發現、分析和管理教育信息資源提供了一條綜合的途徑。教育技術可以吸收和借鑒知識管理的很多東西。何克抗教授在其主編的((教育技術學》一書中,甚至將知識管理視為教育技術管理的重要組成部分。很多教育技術相關人員已經開始試著去研究在自己所從事的行業中應用知識管理的途徑。

四、知識管理在教育技術中的應用現狀

1.校園知識管理系統的研究

建構校園知識管理系統是知識社會對于教育技術提出的要求。教育技術通過構建校園知識管理系統為學生提供適當的知識源和知識環境,培養學生的創新能力。在學校建立信息管理系統和校園網工程后,為信息的獲取提供了前所未有的便捷途徑,但由此也引發了贏息垃圾、信息冗余和信息無序化等新問題。教育技術利用技術手段建立校園知識管理系統,可以有效地對校園中存在的信息如學生信息、教學信息、教育資源、頭腦中的知識、知識行為、知識資產等進行開發、利用和管理,促進校園內知識的共享,同時也可以利用教育者和學習者的集體智慧完成創新知識的目標。

2.遠程教育中的知識管理研究

隨著互聯網技術的發展,遠程教育也迎來了新的發展機遇,借助互聯網進行在線學習、在線培訓已經成為遠程教育的新特征。然而,在遠程教育領域,存在著一對亟待解決的矛盾:一方面網絡信息膨脹,另一方面學習者迫切需要精煉的知識。教育技術可以通過借鑒知識管理的理念來解決這一問題。

首先是知識管理可以為遠程教育的核心——教育資源庫的建設提供可以借鑒的理念和技術。資源庫建設的目的是要達到教育資源配置的最佳化、教與學效果的最優化。從知識管理的角度來看,其實質就是一個知識流的過程,即知識如何以最佳方式和最好的效果從教育者傳播到學習者的過程。另外,深度標引技術、知識挖掘技術、知識關聯技術等知識管理技術也可以應用于資源庫建設。

其次,遠程教育的另一核心要素就是卜學習者和教育者。兩者均可借助個人知識管理來提高個人的知識總量,完成學習和工作的目標。個人知識管理的實質在于幫助個人在短時間內處理大量的信息,快速有效地獲取所需知識,準確地表達知識,提升工作效率,提高個人的競爭力。在遠程教育中,學習者和教育者是分離的,但是通過個人知識管理工具,可以讓任何學習者的學習過程和學習心得都能在自我思考的基礎上外化為一個學習組織可以分享的知識,教育者也可以針對這些情況做出最為恰當的指導。

五、結論

知識管理對教育技術的發展究竟有多大的推動作用,到目前為止,是無法得出結論的。但是可以肯定地說,知識管理能夠促進教育技術理論的創新和實踐的深入。從這個角度出發,可以預測教育技術今后將關注的焦點:關注整個教育系統。傳統學校教育、現代遠程教育等教育形式都應納入到教育系統這個整體中來。教育技術應該從整體出發,探討系統利用教育知識的方式。任何一種教育形式都應該能夠使用公共的教育知識庫,并在此基礎上實現教育系統的效益最優化。

實現對知識最大程度的開發。教育技術需同時關注隱性知識和顯性知識的開發,通過創造學習環境,完成知識從獲取到評價的一系列過程,實現知識共享與創新,幫助教育者和學習者提升自身素質以適應社會的發展。

第6篇

1. 信息技術教學與常規的教學模式的區別

1.1 教學環境的改變。

信息技術教學一般是在計算機教室進行,整個教室基本做到了每位學生一臺電腦。因此,學生的學習工具除了普通的課本、筆、紙外,還有與因特網相聯的計算機,整個教學過程看起來是在教室進行,但教學環境卻是真正的因特網環境。學生真實的接觸到了遠程教育體系、終身學習和社會化學習這種看起來遙遠的事情。

1.2 師生角色的轉變。

作為一種創新教學的嘗試,教學中我沒有采用傳統的以教師為中心的“講授式”教學方法,而是采用教師指導下的,以學生為中心的學習。教師在整個教學過程中起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用,利用情境、協作、討論等學習環境充分發揮學生的主動性、積極性,最大限度的培養學生的創新精神。

1.3 教學過程的轉變。

上課時教師首先通過計算機把本節課的教學目的、內容及學習提綱展示給學生,然后學生利用教師提供的網址進入相關的網站進行自主學習。對于不懂的問題,學生之間可以相互討論。最后利用交互式的教學軟件進行檢測學生的掌握情況,教師再有針對性的進行指導教材中的難點和重點。

1.4 教學方法的轉變。

信息社會的特點是個性化、多樣化,關心人、尊重人、一切為了人成為信息社會的主旋律。網絡教學充分考慮學生的個性特點,在教學目標規定的最基本的方面都能達到合格標準的同時,最大限度的發揮每個人的潛能與價值。在教學中努力滲透“科學、技術、社會”教育思想。盡可能在教學中讓學生討論一些現實問題。如:在學習“收發E-mail”時,可設計以下一些問題:1、E-mail是怎么回事?它在生產、生活中有哪些實際應用?2、E-mail對人類有哪些好處?人們要警惕E-mail中的哪些應用?等。讓學生運用各種知識,從社會利益、風險、科學技術的發展與網絡安全等方面綜合考慮問題,以培養學生的科學評價、科學決策能力。

2. 結論與思考

2.1提高了學生的學習興趣。

信息技術運用集文字、圖像、聲音于一體的多媒體教材替代枯燥的信息技術課本,網絡使看不見、摸不著的微觀世界和復雜信息傳輸過程生動直觀地顯現在學生的眼前。加上與現實生活相聯系的一些問題討論,使學生感到信息技術趣味無窮,大大激發了學生的求知欲望,增強了學生學習的積極性和主動性。

2.2 提高了學生合作學習的能力。

信息技術中的網絡教學通過因特網的使用,為學習者的雙向交流提供了廣闊空間,達到了“人-機-人”相互學習,即學習者通過網絡與教師和其他學習者進行相互交流,協作學習。

2.3學會信息資源的利用。

運用網絡進行教學,使學生初步形成了信息社會所必須的信息獲取、信息分析和信息加工能力。

第7篇

關鍵詞: “人機對話” 自動化測試 英語教學 聽力教學 口語教學

1.引言

《英語課程標準》(2011年版)指出:英語課程資源包括英語教材及有利于發展學生綜合語言運用能力的其他教學材料、直觀教具和實物、多媒體軟件、廣播影視節目、網絡資源、報紙雜志及圖書館、班級、學校教學設施和教學環境創設等;計算機和網絡技術為學生個性化學習和自主學習創造了有利條件,為學生提供了適應信息時代需要的新的學習模式。通過計算機和互聯網絡,學生根據自己的需要選擇學習內容和學習方式。信息化時代下的教育方式也發生巨大的變化,為人格和能力的提升提供進一步的發展空間,同時也帶來人才測評理論與方式的重大轉換。

2.“人機對話”自動化考試的界定及其相關理論

2.1 “人機對話”自動化考試的界定

為了實現英語考試評價信息化,提高江蘇省中考英語聽力和口語測試評價信度及評價工作效率,江蘇省自2009年在中考英語中實行省級統一命題、測試、評價為一體的聽力、口語合二為一的“人機對話”自動化考試。該測試總分30分,其中聽力測試20分,涉及的題型有:圖片型對話理解、短對話理解、長對話理解、完成信息記錄表和短文理解。口語測試總分10分,涉及的題型有:短文朗讀、情景問答和話題簡述。該部分的測試成績直接記入中考英語總分(英語中考總分130分,其中卷面筆試100分,人機對話測試30分)。

“人機對話”自動化考試是借助計算機及網絡技術對考試進行管理的一種測試形式。它是根據考試設計的需求,有針對性地進行命題、組卷,并完成試題呈現、接受答案、計分、數據分析及結果解釋等一系列任務。學生在進行人機對話測試過程中,每人單獨使用一臺電腦并且戴著配有語音輸入功能話筒的耳麥,整個測試過程不介入任何人為因素。考試時,電腦扮演考官的角色,考生的所有問題和指令都由電腦發出,考生根據從耳麥中聽到的要求或電腦屏幕上看到的試題指令和要求進行聽力和口語測試,電腦自動將考生在考試中的答案和語音信息進行保存和錄音。

筆者認為,“人機對話”自動化測試彰顯了《英語課程標準》提倡的新型教學理念:現代外語教育注重語言學習的過程,強調語言學習的實踐性,主張學生在語境中接觸、體驗和理解真實語言,并在此基礎上學習和運用語言;要使學生盡可能通過不同渠道、以不同形式學習真實、鮮活、實用的英語,直接體驗語言和運用語言。

2.2“人機對話”自動化考試的相關理論

認識心理學理論。心理學和計算機相結合,在認識心理學的理論背景下產生人工智能這一全新的領域。人工智能用信息加工的觀點解釋人的心理過程,使行為主義心理學進一步發展。它借用信息論、控制論、計算機、仿生學等新興的學科理論,將人才測評置于更前沿、更科學、更穩定的領域。認識心理學理論在“人機對話”測評中的應用,更新了測試的方式,拓寬了測評的視野,完善了評價手段,是對實證主義測評范式的揚棄。所有這些,都為“人機對話”自動化考試作為一種測評方式的轉向提供了堅實的理論基礎。

非智力理論。斯騰伯格指出人的智力有三種類型:合成智力,即在一個有結構的和定義完好的上下文中解釋信息的能力;經驗智力,即從不同角度看待問題,從變化的情景中解釋信息及解決實際問題的能力;情景智力,即適應變化環境的能力及操縱談判系統的能力。信息時代的人才測評發展越來越注重對非智力因素的測評。非智力理論為“人機對話”自動化考試提供了理論支持:一般的測評方法只能在簡單的文字、圖片上假設情景,局限于合成智力及經驗智力的測評,而人機對話則使非智力因素的再現和測試成為可能,使得人才測評具備更廣的維度、更富層次性、更有針對性。

人機交互作用理論。“人機對話”自動化考試中的測評主體和客體能夠相互學習,這在很大程度上得益于人機交互作用。人機對話的一個重要特點是利用人機交互作用的沉浸性,根據測評客體的反應不斷學習和選擇不同的模擬情景,有針對性地施加測試項目。仿真、實時、主動型的計算機三維動態圖像、聲音,使得測試成為動態的交互作用,為測評客體提供測試語言的逼真情景。通過與計算機交互測試中體現的形象性、簡易性、安全性、科學性、經濟性、實效性已凸顯其測試的優越性。

3.“人機對話”自動化考試對英語教學的新啟發

3.1 語言技能――“人機對話”自動化考試測試的基礎

語言技能是語言運用能力的重要組成部分,主要包括聽、說、讀、寫等方面的技能及這些技能的綜合運用。這四種技能密切相關,相互滲透,互為基礎,又呈螺旋式提高。根據認知理論,聽、讀是信息輸入過程,是領會和理解別人表達的意思,是從外部言語到內部言語的內化過程;說、寫是教學對象對輸入的信息內化后的產出性活動,是用言語表達自己的思想,從內部言語到外部言語的過程。

筆者認為,在英語教學中,我們要注重語言技能培養的整體性。從語言信息輸入的層面上,我們可以擴展學生的閱讀材料。比如,教師可以結合教學進度補充和教材相關聯的、難度稍大的課外閱讀材料,并且可以設計相關閱讀題型幫助學生理解以便及時反饋學生對補充材料的理解情況。教師還可以利用早讀和興趣小組活動時間引導和鼓勵學生跟讀磁帶、模仿朗讀等方式促成學生的有效輸入。在語言信息輸出的層面上,我們可以鼓勵學生復述課文和對閱讀材料進行縮寫和改寫等。比如,對比較熟悉的閱讀課文,可以采取當堂的口頭復述形式檢測學生的信息輸出情況;教師還可以讓學生進行課后寫作的方式提高學生信息輸出的有效性。

3.2 語言知識―― “人機對話”自動化考試測試的源泉

學生在義務教育階段應該學習和掌握的英語語言基礎知識包括語音、詞匯、語法及用于表達常見話題和功能的語言形式等。語音是語言的基本組成要素,學生對語音知識的理解和運用直接影響他們的聽力水平。因為語音中的連讀、弱化、失去爆破、語音濁化等發音規則會使單詞的獨立發音有別于具體的語音群中的發音。除了語音知識外,詞匯量將直接影響學生的聽力理解水平。如果學生的詞匯數量和理解能力無法達到基本的教學交際要求,就會在客觀上形成聽力障礙,影響聽力效果。同時,語法、固定用法和搭配等知識的不足會造成聽力和口語表達上的困難。比如,習慣用法“I can’t agree with you more.”看似是否定的句子,其實表達的是十分肯定的含義。

筆者認為,教師首先要鼓勵學生積極地開口講英語。比如,在每天的英文值日報告中增加天氣情況匯報、新聞簡述和熱點關注等欄目,為學生提供在公共場合說英語的機會。其次,教師可以創設情境,真正提高學生在情境中使用語言的能力。比如,教師可以設計超市購物、醫院看病、圖書館借書等場景,讓學生分角色扮演,從而達到實際運用語言的能力。

3.3 情感態度―― “人機對話”自動化考試測試的保障

情感態度是指興趣、動機、自信、意志和合作精神等影響學生學習過程和學習效果的相關因素及在學習過程中逐漸形成的祖國意識和國際視野。心理學研究表明,情感因素在語言學習中起著越來越重要的作用。Krashen的情感過濾假設(Affective Hypothesis)認為,如果學生上課時心情緊張,他們的情感因素就會形成一個“過濾器”,阻擋語言的輸入。 所以學生在聽力、口語測試時,如果一直處在緊張的情緒狀態,“過濾器”就會影響學生接收聲音信號及語言信息,并且還會影響對這些信息進行有效解碼的過程。

誠然,學生在“人機對話”自動化考試測試中出現一定程度的緊張和焦慮,這是一種相當普遍的心理現象,但是過于緊張和焦慮將給整個測試過程產生負面影響。筆者認為,教師在教學過程中要設計新穎的課堂活動內容,激發學生的學習興趣;通過榜樣激勵等方式明確他們的學習目標;組織小組合作等形式提高學生的凝聚力,磨煉他們的意志,形成合作精神;通過小組競賽等形式,增強他們的學習自信心。

3.4 學習策略―― “人機對話”自動化考試測試的戰略

學習策略指學生為了有效地學習和使用英語而采取的各種行動和步驟及指導這些行動和步驟的信念。在聽力測試中,預測技能是學生應該掌握的一項重要技能。所謂預測技能指聽者利用已有的知識、經驗結合現有信息對聽力內容進行聯想、推理未知信息的能力。因此,一個人預測信息的能力越強,其聽力就越強。

為此,在聽力訓練中教師應重點進行技巧點撥講解。比如,在該題干“What is the woman probably going to do this afternoon?”中,教師可以提醒學生重點在聽的過程中注意如下兩點:把握時間“this afternoon”;重點聽女聲內容。此外,教師還可以提高學生的學習技巧,比如當題干變為“What is the man doing now?”時,我們就要對重點聽力內容進行調整:注意時間“now”;重點聽男聲內容,從而不但幫助學生學到聽力的技巧,而且幫助學生提高能力。

3.5 文化意識―― “人機對話”自動化考試測試的內涵

語言是文化的一部分,因此,語言不能脫離產生它的文化而獨立存在。G. Brown(1997)認為聽力理解是一個極其復雜的過程,它涉及語言、認知、文化、社會知識等各種因素。對于英語學習的基礎階段而言,跨文化意識的培養尤其重要。

比如,圖1、圖2這道聽力試題和文字稿,不但要求學生結合自身的英語基本技能聽懂對話內容,對學生的跨文化意識也有一定的要求,即要求學生熟悉一些西方國家的代表性建筑或特有文化。這充分體現了《英語課程標準》倡導的英語課程具有工具性和人文性的雙重性質,要求教師不但要從詞匯、語法、情景等角度講清楚字、詞、句的正確使用,而且要在教學過程中滲透跨文化意識教育,開闊學生的視野,豐富他們的生活經歷,增強他們的愛國主義精神,發展他們的創新能力,促成他們形成良好的品格和正確的人生觀與價值觀。

圖1 聽力測試模擬試題

圖2 對應試題的文字稿

4.結語

“人機對話”自動化考試不僅是外語考試形式的一次革新,而且是信息技術與英語學科教學整合的一種嘗試,更是促進中學英語教學變革、引領信息化時代英語教學的航標。新時代的教師要在課堂教學中做有心人,培養自己敏銳的洞察力和靈活、即興的調控能力,最大化地優化課堂;在學習和實踐過程中不斷地總結和反思,以不斷提高課堂教學中生成動態教學資源捕捉的靈敏度和運用的科學性、實踐性及實效性。

參考文獻:

[1]G.Brown.Assessing student learning in higher education,1997.

[2]Krashen,S. D. Second Language Acquisition and Second Language Learning. Oxford: Pergamon Press,1981.

第8篇

新世紀的到來,隨著科學技術的迅速發展,信息化的蓬勃興起已成為當今社會的一個主要特征,同時現代化的教育技術得到廣泛傳播,錄像技術、計算機教育技術、現代通訊技術和人工智能化技術在教育領域得到廣泛應用。大大促進了學校教育教學優化的理論與實踐發展。體育作為素質教育的重要組成部分,要緊跟時代的潮流,體育學科要根據自己學科的特點,充分運用現代教育技術,提高教學質量,促進學生素質的提高。現代教育技術的作用主要體現在以下幾個方面。

一、有助于激發學生的學習熱情。在體育教學過程中,某些教師的體育教學觀念依然停留在一味的身體練習和單調的課堂理論課上,不重視利用多媒體技術進行教學,或對多媒體技術知之甚少。當然,身體練習仍然是體育教學中必不可少的重要內容。然而通過多媒體輔助教學往往比教師的示范講解更直觀、更生動、更易被學生接受。學生在體育實踐中,是在不斷地認識自我與改造自我的統一中不斷地完善自我。運動規則的限制、導向和激勵機制,使學生不斷地認識自己身體和心理上的不足,以適應規則的要求,從而鍛煉和改造身心,完善自我。因此,體育實踐活動既可以使學生的身體得到全面、積極的鍛煉,同時也可以使思想、道德、意志、情感、人際關系等等方面受到教育。這是體育學科在對學生進行全面素質教育中具有多種功能的基本依據,也是區別于大多數學科以智力培養為主的主要不同之點。因此多媒體技術一方面提高了學生的學習興趣,使學生易學易懂,印象深刻;另一方面也促進了學生運用科學的方法主動從事身體練習。開闊學生視野現代教育技術的教學方法,手段生動活潑、新穎多樣,克服了過去老師邊示范、邊講解的傳統的體育教學模式,現代教育技術的使用既符合青少年的求知欲、求新的心理特點,又能創設比較好的情境和情緒體驗,引起并保持學生的注意和興趣,從而能夠激發學生學習的熱情,調動學生學習的積極性。

二、有助于學生建立正確的動作概念,統一規范技術動作中學體育教材有田徑、體操、民族傳統體育、韻律體操與舞蹈、足球、籃球、排球、游泳等項目,內容繁多,新內容、新規則、新教材層出不窮,不斷向體育老師提出新課題、新要求。體育教學的主要任務之一,就是使學生掌握一定的運動技能,并能在此基礎上,靈活的應用與創造新的運動技能。一個新的動作的形成,必須通過聽、看來感知技術動作過程,而且看是學生的主要信息來源,這樣就要求教師要有很高的技術水平和示范能力,否則很難把示范動作做的很規范,就會直接影響學生的學習效果,一個失敗的示范還會影響到教師在學生心目中的形象。另外,體育教師隨著年齡的增長,完成動作的能力也在不斷的下降。教師要上好體育課,必須做正確標準的示范,使學生建立正確的技術動作概念,這就使教師的現有水平和教學的客觀需要產生矛盾。利用現代教育技術可以幫助教師解決這一矛盾,運用現代網絡視聽媒體,把世界優秀運動員的先進規范技術,介紹給學生,有助于學生建立正確、完整的技術動作概念,較好地掌握技術動作。

三、有助于教師結合動作邊講解、邊示范,突出技術動作的重點和難點

大家都知道,一些難度較高的體育教材,在一瞬間要完成一連串復雜的技術動作。例如,田徑跳躍項目的空中動作,體操支撐跳躍的連續動作,技巧的滾翻,單杠的回環動作等。學生很難把這些瞬間完成的動作看清楚,也就很難快速建立一個完整的動作表象,老師過多的重復示范、講解還容易讓學生產生錯誤的認識。利用現代教育技術,通過計算機制作的多媒體課件把教師自己很難示范清楚的技術環節,用課件中的動畫或影像采用慢動作、停鏡、重放等教學手段結合講解、示范表現出來,這樣就能夠幫助學生看清楚每一瞬間動作的技術細節,更快、更全的建立起動作表象,突出了對重點和難點動作的掌握,提高了教學效果,縮短了教學過程。

我從事體育教學后,在一次籃球課上講到傳切、空切、聯防等籃球戰術配合時,由于大多數學生對籃球基本戰術知之甚少,因此學生在配合教師進行戰術示范時表現遲鈍、緊張,結果花費了許多時間也達不到預期的教學效果。于是我又組織學生看錄像,由于沒有專門的籃球賽進行講解,結果學生往往被錄像中的扣籃等精采場面所吸引,很難將注意力集中到戰術配合上,教學效果自然不容樂觀。圖解法教學不直觀且繁瑣,與現代初中生的心理特點不吻合,也不利于學生對知識的掌握

四、有助于教師采用正誤對比的方法,及時糾正學生的錯誤動作為了減少和避免學生在練習中產生的錯誤,最好能在示范正確動作的同時指出易犯錯誤和產生的原因。采用現代教育技術,可以在一個課件制作上既放正確動作,又放錯誤動作,讓學生邊看邊想,自我比較,能夠避免許多常見錯誤動作的發生。既快速掌握動作,又培養了學生的觀察和分析能力。現代教育注重學生的個性發展,而我們的任務不僅是要讓學生的身體好,更重要的是把學習和鍛煉的方法教授給他們,通過多媒體教學,面向全體學生,讓他們掌握方法,通過正確的身心教育培養良好的道德品質,養成良好的行為規范,發展人際關系,開發學生認識事物的能力,掌握對美的認識和理解。教育現代化的腳步越來越快了,計算機技術已走進了校門,進入了課堂。我們體育教學也應該盡早結束那種傳統的教學方法,而進入現代化的多媒體教學時代,為培養德、智、體、美全面發展的“四有新人”起到積極的作用。

總之,要提高體育教學質量,必須改革傳統的教學模式,充分利用多媒體的輔助教學,在實踐中充分利用體育教育自身的優勢,轉化限制條件為有利條件,正視自己,解放思想,拓寬思路,大膽突破,既尊重傳統,也不要被傳統所拘束。既學習國內外先進的教學方法,也要創造適合本校實際的方法,使每節課都做到教法新穎,措施有力,不斷提高教學質量。讓我們面向跨世紀的青少年,在教學中不斷探索新方法,每節課都體現自身的價值和特點,在教育改革中走出適合自己的路.

第9篇

關鍵詞:應用型;本科教育;虛擬現實;中醫藥

0 引言

數字虛擬現實技術作為一種新型的交互體驗技術,逐漸被人們所接受,深得年輕人的喜愛。如今,數字虛擬現實技術應用平臺(簡稱VR)已成為繼手機、平板電腦等移動媒體之后人們學習、交流的新平臺。VR技術可以運用3D影像和視音頻結合的手段,從不同角度帶給用戶以全新的視聽體驗。在探索應用型本科專業人才實驗教學改革創新的過程中,一次偶然的機會,研究團隊接觸到了江蘇省內一些中醫文化傳播與非物質文化遺產保護方面的項目,并對研究如何將VR應用于中醫藥文化研究產生了許多積極的想法。

醫學也是中外早期文化交流的重要內容,項目定位為“中華名醫堂”正是基于對傳統文化保護與傳承的使命感,結合了數字媒體技術創新、實踐所做的一系列科技創新成果。課題開始階段組織了部分高校專家、數字媒體專業教師對項目進行了評估和調研,調研表明中醫藥虛擬技術平臺的研發在當代具有重要的意義。首先,中醫古籍文獻資料承載了大量的中華醫藥知識與文化,是研究中醫藥學的理論來源,具有重要的學術研究價值。其次,在教學改革中借鑒英國高校的現代學徒制理念,是在數字媒體專業人才培養過程中,將實際項目的研發納入虛擬現實技術教育中。這樣的改革創新對于教學而言如同一劑強心針,通過項目化的教學模式把項目分成了不同的模塊,包括市場調研、數據采集、方案設計、程序編寫、后期合成、創業實踐等,知識點穿插在項目化的活動中,使學生通過三年的學習和研究,在每一個模塊的學習中掌握不同的應用技術,并且更好地將創意與實踐結合起來,達到學以致用的效果。同時,實驗教學成果表明,引入現代學徒制和項目一體化教學,使學生自主學習、積極探索和團隊協作等方面的能力得到了充分的鍛煉。

1 項目研究背景

1.1 中醫古籍亟待保護

歷史遺存的寫本、拓本本身就是不可多得的書法藝術珍品,而且許多遺存中醫古籍已成為研究中國傳統歷史文化的重要文獻資料。然古籍修復本身要求幾近苛刻,且再精湛的古籍修復技藝也難以修復海量的中醫藥古籍!據考究,僅《中國中醫古籍總目》收錄的我國中醫古籍品種就達13000多種。中醫古籍經歷了戰火的洗禮、世間的流轉聚散,不知經過了多少人手。如今,許多珍本、善本正不得不面臨越來越臨嚴重的蟲蛀、磨損、算話、老化等問題!

1.2 中醫藥古籍數字化保護的意義

中醫以人為研究對象。經過千年的積淀,中醫理論融合了天文學、植物學、藥物學以及中國古代哲學思想的精華,具有重要的學術研究價值和文物價值,對未來中醫研究的創新具有重要的啟發作用。然而,其中蘊含的許多由中國古代哲學思想派生出的醫學概念是現代人無法理解的。比如腑臟之精(氣)、藏象、腑臟陰陽、神臟等以及五臟系統之間相生相克、制化、乘侮等。中醫藥古籍的虛擬現實平臺屬于數字化保護技術的一種,主要是運用現代化數字技術手段將聲音和圖像、動畫、視頻等融為一體,對中醫古籍的內容進行綜合演繹、再現。這種技術的實現不僅有助于對中醫概念有更加全面深入的理解,而且對掌握中醫理論的“形神合一”本質也將有極大幫助。

1.3 中醫藥古籍數字化保護技術現狀

隨著互聯網應用技術的不斷發展,科學技術多元化的時代已經到來。“中國數字博物館”齊越博士曾說過,數字博物館的多媒體技術、虛擬現實技術、人工智能技術和人機交互技術超越時空的限制,在文物的永久數字化保存方面正發揮著越來越重要的作用。有學者研究認為,目前中醫古籍數字化建設大多仍停留在對古籍顯性信息的數字化建設上,未深入開展古籍隱性信息的數字化建設,制約了數字化中醫古籍的有效利用。還有學者建議,中醫藥文化的數字化保護在未來應當利用計算機信息化技術建設一些虛擬現實的展示平臺,為更多的互聯網用戶提供研究中醫藥文化傳播和發展的知識服務。

2 中醫藥虛擬現實技術應用平臺的技術構成

2.1 VR數據采集

中醫藥VR數據采集包括兩方面,一方面是指將中醫古籍中的文本、圖片進行拍照掃描,然后將文本進行現代白話文的翻譯和解釋,并采集相關的中藥材標本圖片、視頻,以及相關的包括藥材的名稱、產地、外形特征、入藥部位、加工工藝、藥用價值、辨別特征、服用須知等。另一方面,是通過不同的傳感器組合,收集研究用戶的特征,從而更好地實現中醫藥VR應用平臺設計管理。在數據采集過程中,研究小組還收了與中醫藥文化研究相關的一些材料,了解到西方許多國家在很久以前就對中醫藥研究非常感興趣,并在該領域取得了顯著的成果。比如俄國人自17世紀便開啟了對中國的醫學理論、醫療體制、醫學教育以及醫療方法的認識歷程,撰寫了一系列介紹文章和研究論著。

2.2 VR模型設計

中醫藥VR模型設計,首先是建立在對中醫藥文化的理解基礎之上的,是對中醫藥文化的再現,同時借助虛擬漫游技術實現對重要內容的遠程學習。研究了解到,中醫藥文化是指有關中醫藥的思維方式、傳統習俗、行為規范、生活方式、文學藝術等。在此基礎上,項目以“中華名醫堂”為課題展開了一系列研究實驗。尤其在技術平臺設計方面,最終用Unity3D作為項目研發的設計開發工具并展開應用研究。這個工具支持Mac和Windows的網頁瀏覽具有容易學習和操作的特點,可實現虛擬漫游、互動、交流,也能實現協同教育和網絡遠程專業教學。

中醫藥VR模型設計初步規劃為《中醫師篇》《中醫技篇》《中醫藥篇》《中醫學應用實驗》四個部分。其中,《醫師篇》是對古籍中的醫藥名師資料進行整理和設計,包括醫師三維模型、醫師簡介等;《醫技篇》是一些典型中醫理論模型、醫方樣本、病例的匯總和展示,分為靜態和動態的部分,靜態的包括D片、文字等,動態的主要以三維動畫作為演示內容,分為診斷、開方、醫療等。《醫藥篇》根據分類習慣進行梳理,按診療器具、治療器具、制藥器具等進行分類展示。最后,在《中醫學應用實驗》是一些與教學有關的診療操作情景游戲,如針灸、拔罐、推拿。未來可實現對于數字人體的觀察、實驗,從而提高中醫操作水平。

2.3 VR數據管理

中醫藥VR平臺的建立是對傳統的實體中醫藥保護的補充和豐富,通過設計制作的文字、圖片、動畫、音樂、視頻和虛擬的環境共同構成核心。因此,對于該項目管理思路是:通過數據管理,實現更加高效、安全的中醫藥數據保存、查閱、應用。在管理方法方面,可以使用數據可視化的方式進行,就是通過數據與處理、映射、繪制、顯示等問題的解決,實現三維可視化的人機交互。虛擬現實技術顛覆了傳統的“人要適應計算機”的過程,轉而實現通過人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺,還有位置的變化、手勢或者語言口令,使人充分參與到信息的處理中去,并啟發人們的創造性思維。目前已知的如CT、MRI、PET、SPECT技術也屬于數據可視化范圍,對于平臺內容的建設具有一定的參考價值。

2.4 VR平臺服務

當前,對于中醫藥文化VR平臺“中華名醫堂”的研究經過三年多的開發、設計,可以通過局域網的管理實現單項目、單機預覽的項目瀏覽。但受到人員、場地、經驗以及時間、設備等方面的影響,項目在很多方面還亟待完善。比如在內容方面,許多珍本、善本的資料還沒有來得及整理和制作,在一些交互的精細動作數據感應方面還有待修改。另外,由于在設備方面還比較欠缺,一些好的創意還沒有落地完成。

3 項目研究對數字媒體專業人才實驗教學的啟示

通過該項目地實驗我們還發現,應用型專業人才的教育不僅僅是技術教育,更多的是對學生綜合素質的培養,包括培養他們的團隊合作意識、自主創新的能力、表達的能力、反思的能力等。更重要的是,在項目研發地過程中所有教師必須全心全力地投入到項目地研發中,并充分調動一切資源,這對于教學團隊而言也是一種挑戰。

在有條件的情況下,該項目還會繼續研究下去,并需要在影音融合技術、多機數控聯合、云端數據共享、用戶模型研究等方面進行改進、完善,收集整理更豐富的中醫古籍資料。另外,可以多一些創新,如使用戶可以通過手機掃碼的方式進行項目預約、項目結束后即時獲取實驗數據等,真正實現中醫藥VR平臺對于中醫古籍數字化保護的智慧化服務與管理。

4 項目研究的意義

4.1 不斷研究創新,促進中醫藥產業的健康發展

我們相信,隨著技術的發展進步,虛擬現實技術在中醫藥文化研究方面還會不斷結出更多更好的果實。中醫藥文化是中華民族的瑰寶,它承載了千年的歷史,并涉及人們生活的各個領域。中醫理論融合了天文學、植物學、藥物學以及中國古代哲學思想的精華,中醫古籍可以看作中醫學術文化的載體,它承載了千年的中醫、重要理論精髓,具有重要的學術研究價值和文物價值,對未來中醫研究的創新具有重要的啟發作用。

4.2 與科研院校共享,促進中醫藥教育的改革創新

虛擬現實技術平臺具有較好的綜合性、交互性。而且,很久以前就有教育界的專家指出,虛擬現實技術將帶給教育工作者全新的思維,幫助解決我們以前無法解決的問題。美國、英國等許多國家在這方面已經走在了我們前面。相形之下,國內高校的中醫藥專業教育也必須思考如何與時俱進。隨著中醫藥文化在世界范圍內的廣泛傳播,傳統的小眾化、師傅帶徒弟的教學模式顯然已經無法滿足日益增長的中醫藥專業人才需求,作為中醫藥教育工作者,需要反思在互聯網時代背景下,傳統的中醫藥教育是否存在局限性?只有關注個體學習的需要,在教學中引入新理念、新思路、新方法,才能在提高人才培養的效率方面取得突破。如果今后能與更多的科學家、中醫藥文化工作者共同努力,必將為中醫藥教育和中醫文化傳播提供更加優質的技術研究成果c展示交流平臺。

參考文獻:

[1] 翟文敏,馬傳江.加強中醫古籍保護 傳承傳統文化[J].河南圖書館學刊,2014(2):89-91.

[2] 程靜,楊朝暉.關于中醫古籍數字化建設的探討――以天津醫藥高等專科學校為例[J].圖書館工作與研究,

2012(09):110-111.

[3] 張晗.虛擬現實技術在醫學教育中的應用研究[D].山東師范大學,2011:22-38.

[4] 顧培蒂.可視化技術在教育中的應用[D].北京師范大學,2008:11-12.

[5] 任玉蘭,李政,梁紅,江蓉星.中醫古籍數字化建設與知識服務模式的構建[J].世界科學技術-中醫藥現代化,

第10篇

【關鍵詞】設計型學習;設計;逆向思維

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2012)06-0012-04

當前,探究性教學在基礎教育課程改革浪潮中開展得如火如荼,但由于課程理念及教學系統的局限,大部分學校和教師都使用“基于劇本的探究”(scripted-inquiry),而不是真實的探究;在這種“假設性探究”中,教師設定目標、提出問題、提供材料、提供步驟,并與學生討論“正確”的結果或‘正確’的結論。從教學論角度看,這種“基于劇本的探究”顯然排除了教育和學習過程的“真實性”——造成知識的復雜性和過程的體驗感的缺失,無法實現教學過程與創新學習的有機結合。為矯正“基于劇本的探究”在研究性教學實踐中的局限性,本文提出以真實的項目設計為中介,倡導設計型學習這一探究性教學新樣式,并具體闡釋設計型學習的涵義、價值及其逆向思維過程模型,以此推動教育教學的持續革新。

一 設計型學習的脈絡追溯

如同其他探究性教學方式一樣,設計型學習也源于科學教育領域。20世紀最后的二十多年里,科學教育出現了以科學素養的培養為科學教育最高宗旨的發展趨勢。科學素養是一個融科學知識、科學方法、科學態度、科學價值觀等多種因素為一體的復合概念。科學教育除了學習科學內容之外,它的中心目標之一是協助學生科學地學習推理。傳統科學教學關注學生知識和技術的獲得,這種教學方法一般通過講授、閱讀和演示(其中教師或書本是知識的唯一權威來源)來呈現知識。人們意識到,如果科學探究過程都是被教授的,那學生就并沒有在豐富的知識情境下進行真正的探究學習。比如,很多教科書可能在開始部分顯示有關于科學方法或測量過程的內容,學生在參與到任何有意義的科學實踐中之前要學習這些概念,學生在這些預先設定好的認知決策引導下,往往忽略了真實的科學推理。同樣的,教學中的探究任務很少要求學生對相同的基礎過程進行多元化研究,以探索有可能解釋一個現象的多種假設和實驗。因此,一般科學課本及傳統探究性學習中設計的簡單探究任務不大可能幫助學生發展科學推理的能力。

在認識到科學教育中傳統探究學習的弊端后,學者們轉向了設計與“設計科學”(Design Science)領域。其實,教育的設計科學屬性早已得到認可,當代人工智能專家西蒙(H.A.Simon)在其經典著作《人工科學》一書中,直接將教育研究歸類在設計科學的領域和范疇,這些領域無一例外強調“設計”這一人類重要的活動,而設計本身是一種創造性的活動,設計并不僅僅只存在于藝術中,設計在教育教學實踐中也無處不在,美國國家科學標準中認同一個新興觀點:設計是對科學素養的補充和支持。他們認為在科學教育中,科學與設計都有一些共同的概念如系統、組織、形式、模型等,通過設計作為中介來支持科學教學是一種可靠的途徑,建議科學教育中將科學知識應用到設計問題的解決方案中。

由此,教育領域“設計”概念的流行也預示了“設計”在教學中可能會起到積極作用,在課堂中將教學和設計相結合的想法也在歐美教育領域引起很大關注,并在各個課程的研究性教學中進行大量的實踐。與其他以學生中心的探究性學習方式相比,這種設計為中介的探究性學習為學生學習知識和技能提供了真實的情景,學生參與到設計中有意義地學習學科知識和設計技能,“設計”是創建新科學知識的手段,通過設計制品然后學習設計制品中蘊含的科學知識,或者先學習科學概念然后用所學的知識去設計一個制品。這一思想后來經過尼爾森(Doreen Nelson)等人的實踐、建構與發展,形成了為系統化的設計型學習樣式。設計型學習方式在歐美高等教育、基礎中得以大量推廣和實施,尤其是在工程類課程、設計類課程、藝術類課程以及基礎教育領域的科學、社會等課程中應用較為廣泛,用以發展學生的更多能力,如合作能力、創新能力等,這也是當前國際上教育發展所追求的共同目標。

二 設計型學習的涵義與價值

1 設計型學習的涵義

設計是有目的的且具有創造性的活動,設計源于實踐中的具體問題,而問題解決的本身即是對各種理論的創造性應用。在西蒙(Simon,1999)看來,設計活動和其他真實世界的很多問題解決活動大部分和“定義不良的”(ill-defined)沒有什么根本的區別,任何的設計制品都是廣泛價值判斷的結果。現實生活中的大部分真實問題都是定義不良的,只是缺乏必要的信息以及最好的解決方法。因此,在問題解決的屬性上,設計與學習很類似,學習其實也是一項解決一系列“定義不良的”問題的活動。在設計型學習中,設計的思想貫穿于整個學習過程,又將學習得到的結論反饋于設計,檢驗設計的合理性與有效性,在解決問題的過程中,設計隨著學習的開展而不斷深化。

借鑒設計的這種特質,綜合各方觀點,本文認為,設計型學習是探究性教學的一種具體實現樣式,是一項以學習目標為準則基于項目的活動,教師給學生提出挑戰任務發散學生思維,將各科知識進行整合,回憶利用已學的知識,設計能反映主題的制品,再通過新學的知識,重新加以修改和設計,這是一個迭代的過程,設計制品并不是最終經驗,學生能夠獲得能夠用在各個研究領域以及日常生活中的知識和社會技能。在設計型學習中,設計的思想始終貫穿于整個學習過程,又將學習得到的結論反饋于設計,檢驗設計的合理性與有效性,在解決問題的過程中,設計隨著學習的開展而不斷深化。

2 設計型學習的特征

從設計型學習的定義和過程看,明顯有別于其他一些學習方式,也凸顯了其特點。主要表現在:①開放性。在對象方面,設計型學習適用于所有年齡段的學習者,包括學習困難(1earning disables)的學生,通過挑戰性的真實設計任務可以提高他們的學習積極性。在學習科目上不僅用于科學、數學學科,而且面向所有學科,不僅可以增加科學知識和能力,而且還可以提高語言能力、寫作技巧等。②可及性。設計型學習并沒有要求很貴的學習材料和資源,學生可以利用身邊隨時可以得到在材料,如紙張、鉛筆、膠水以及可回收的廢品等,這些就能使設計型學習的課堂生動起來。在學習環境上,設計型學習可以在任何一個教室中進行,對環境沒有特殊的要求,并不像探究性教學那樣對環境有一定的要求;③整合性。設計型學習并不是孤立的對一門學科進行學習,它是整合多門學科的知識,將有關聯的知識運用于解決實際問題的學習方式,這種整合提升了學生合作、創新能力的培養。在設計學習過程中能根據自己的興趣積極參與,不斷發現問題解決問題,設計中培養自身的創造能力,并在與團隊的協作、交流過程中,培養合作能力。④挑戰性。教師不僅要具備所教學科的知識,并且還有熟知其他領域的學科知識,這樣才能通過設計型學習達到多個學科知識的融會貫通。教師要起到課程設計者、協調者、組織者、引導者的角色。把設計型學習與課程標準相結合也是對教師提出的挑戰。

3 設計型學習的價值

(1)體驗真實的設計感。正如納基(Moholy Nagy)所指出的,“設計”綜合了各種因素,學生在課堂中整合多門學科的知識去“計”課程作品,所以它在教育中應用也就具有了整合多學科的特點。通過設計挑戰性任務,學習者體驗到了真實的設計感,設計不僅是目標也是手段,利用“設計”有助于學生更好地體悟到用課堂所學知識去解決真實問題的設計感。

(2)投入有意義學習。“有意義學習”,指語言文字符號所代表的新知識與學習者認知結構中已有的適當概念建立起非人為性和實質性聯系的過程。“設計”在設計型學習中意味著創造一個制品去解決一個明確的需求。在設計型學習中只有在設計時有直接相關的知識和技能需求時,這些知識和技能才會介入課程中,這樣學生就會進行理解性學習,全身心投入到整個學習過程中,使要所學的知識技能與先前的知識技能產生了合乎邏輯的聯系,這樣學生就會明白為什么要學習這些知識和技能。

(3)學習成果制品化。設計的學習制品是思想外化的具體表征。通過制品能使學生考慮到那些忽略掉的物理因素:學生通過制品更容易地陳述自己的想法,其他人也可以提供豐富的建議,使得知識協作性探究建構成為可能。

(4)學習過程迭代性。在傳統的探究性教學方式中,雖然也融入了設計環節,但是一般都是先把相關的課程知識呈現完后才讓學生去參與活動,設計的制品往往也將作為最終的經驗。設計型學習雖然也重視設計制品,但它不是最終的經驗,它最突出特點是過程的循環迭代性。

(5)教學設計逆向性。在設計性學習中提倡自下而上的逆向學習。對于教師而言,教學并不始于講授新課,而是先讓學生在設計任務中自主學習和探究新課的知識和技能,在設計過程中,教師根據學生具體情況,講授課程知識,鞏固學生剛在設計任務過程中已經自主學會的基礎知識,重點講解大部分學生碰到的重難點知識,學生再根據教師的補充知識對作品修改設計。這種逆向學習方式即讓學生有意義地學習了知識技能,也讓學生在一堂課中能把握重難點,并及時學以致用。

4 設計型學習與其他幾種學習模式的比較

(1)基于問題的學習

基于問題的學習模式(Problem-Based learning)既是一種課程,也是一個過程。從課程視角看,是指由經過仔細選擇、精心設計的問題組成,而這些問題是學習者在獲得批判性知識、熟練的問題解決能力、自主學習策略以及團隊合作參與能力時需要的。從過程視角看,是指遵循普遍采用的用以解決問題或應對生活和事業所遇挑戰的系統方法。

(2)項目教學法

項目教學法往往強調的是一種跨專業和跨領域課程,是通過協作完成綜合性較強的課程“項目”的形式進行教學。所設置的“項目”包含多門課程的知識。項目教學法就是在老師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理,信息的收集,方案的設計,項目實施及最終評價,都由學生自己負責,學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。

(3)任務驅動教學法

“任務驅動”教學法強調讓學生在密切聯系學習、生活和社會實際的有意義的“任務”情境中,通過完成任務來學習知識、獲得技能、形成能力。任務教學法強調任務的情境性、有意義性、可操作性;任務的大小要適當、要求應具體,各任務之間還要相互聯系,形成循序漸進的梯度,組成一個任務鏈,以便學生踏著任務的階梯去建構知識。三設計型學習的逆向思維學習過程模型

這里以尼爾森的實踐研究來闡述設計型學習的可操作模型。設計型學習的創建者尼爾森是加州理工大學波莫納分校(California State Polytechnic University at Pomona)的教授,是一位卓有成就的教育理論家、研究者和課程設計者。由她創建并付諸實踐和推廣的設計型學習,采用“逆向思維”(Backward Thinking)學習過程模型,在高等教育教學以及K-12的互動課堂中實行,并取得了相當的成效。

逆向思維的提出源于傳統的教學目標分類層級。教育心理學家布盧姆指出,大多數的教學和學習都只是記憶和理解事實。正如他所說的說,真正的學習目標是能夠分析,綜合和評價事實和思想,并發展原有的思想。尼爾森認為,傳統的“順向”教學始于基本事實,“逆向思維”開始于最高級別的推理。學生開始設計和制作從未見過的學習對象,這些正是他們將要從課本中學習的知識。學生解釋學習對象的功能和和所屬地。然后,他們通過傳統的指導課程學習基本的課題。圖1就是尼爾森的設計型學習方式——“逆向思維”(Backward Thinking)學習過程模型。

正如上圖所描述的,第一步,需要教什么?確定基礎課程的一個主題或概念。例如:保護是一種普遍的概念。在社會科學,學生了解保護的內容和法律中保障生命和財產的法律條文的作用。在科學中了解皮膚對人體的作用和血液中的抗體的作用。第二步,從課程中找出問題。如:人或身體是怎樣被保護的?“1/2步”,把問題轉為一個“從來沒有碰到”的挑戰任務,這可以是一個“從沒見過”的保護人們免受侵犯的方法或保護身體的方法。第三步:根據課程的目標和內容設計評估標準,制作兩張表單“不需要的”和“需要的”。

第11篇

傳統的思想政治教育對社會價值重視有余,對個體價值關注不足,更多強調了個人在團體組織中或社會中的統一性,較少從個人的角度來倡導人本的發展;因此導致的單向度引導,而忽視了學生的各體性和主觀能動性,壓抑了他們的興趣、個性和想象力;偏重于培養經驗性思維,而忽視了實踐能力,造成了理論思想和觀念價值在轉換實踐的過程中脫節,不能更好地投入到社會實踐當中去。

思想政治教育個性化服務是在全面推進思想政治教育的同時,加大重視以人為最終目的的教育方式。思想政治教育個性化服務著眼于充分發揮人的個性,在個體的個性基礎上,體現人的主體性,注重人的獨特性,完善人的創造性。思想政治教育個性化的根本目的是培養人的良好而全面的個性品質。由此可見,只有重視研究,并實施思想政治教育個性化服務,才能實現人的更全面發展。

大數據為高校思想政治教育個性化服務帶來的機遇

大數據時代的來臨,給高校思想政治教育帶來了新的活力和機遇,使得傳統思想政治教育的思路可以有新的轉變。為受教育者提供了個性化服務的機會,加強了對其思想動態的時效性監控,并且實現了對思想政治教育對象的預測性跟蹤,利用大數據真正做到把服務落實到每個大學生的身上,促使每個教育對象實現個性化,全面性的發展。

提供了受教育者的個性化服務。在過往的時代下,我們通常采用系統抽樣或隨機抽樣的方法對思想政治教育客體進行調查研究,再加上各類人們的經驗進行綜合判斷。小數據時代的隨機采樣,是以最少的數據獲取最多的信息。此種方法得出結論的效度和信度上可能會存在一定的漏洞。而大數據時代的來臨,讓我們有能力去收集和分析每個個體的“全面數據”,利用所有的數據,而不再僅僅依靠部分數據,從家庭成長的環境到人際社交的開展以及受教育的經歷都能掌握第一手資料,從而實現全數據模式即“樣本一總體”那么由此而產生的對每個學生的認知是不存在片面性的。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》里指出:關心每個學生,促進每個學生主動地、生動活潑地發展,尊重教育規律和學生發展規律,為每個學生提供合適的教育。大數據的思維可以說完美地詮釋了該綱要的內涵,只有準確全面地把握每個學生的數據才能為他們提供思想政治教育的個性化服務,改變過去滿灌式的集中教育方法。

加強了思想動態的時效性監測。大數據的實現是基于互聯網、物聯網和云計算的全面發展,也就是說數據是無時不刻都在更新的,是動態化的,不同于以往去發放問卷,整理數據,分析數據最終得出結論,顯而易見的是,過去的了解需要一星期,一個月甚至更長的時間去解釋發生過了的現象,而大數據代表的可以是過去某個時間點的情況,更可以此時此刻的現象,隨著高速網絡和強大處理能力的芯片的發展,數據源傳輸到數據處理終端通過處理器和網絡最后儲存到數據庫所用的時間幾乎可以視為零。思想政治教育工作者可以了解他想了解的任何信息,比如某個學生是不是準時出現在了指定的課堂,晚上幾點到的宿舍以及到了宿舍用電腦訪問了什么網站,都是可以用大數據的技術來實現的。能掌握如此詳盡及時的數據,對于思想政治教育工作者來說就可以準確的把握他們的思想動態,在工作中真正做到有的放矢,為每個學生提供極具時效性的個性化服務。

實現了教育對象的預測性追蹤。大數據所產生的核心價值就是預測。預測功能被視作智能的重要組成部分,通常被說成是一種機器學習。一封郵件可能被作為垃圾郵件處理掉,錯誤輸入的“teh”而自動生成“the”的現象,都是大數據可以預測的范圍。

大數據引領高校思想政治教育個性化服務的可行性分析

服務對象。當前社會的網絡已經成為了像電一樣的生活必需品。在互聯網已經成為像電一樣的基礎設施后,數據就成為其副產品。阿里巴巴首席技術官把這種副產品稱其為“自然資源”。

硬件基礎。根據戴爾負責人邁克爾?戴爾提供的資料顯示,今天我們對信息的處理能力、帶寬正在以每年10倍速度的指數級增長,而在未來的十五年我們的信息技術能力將會比目前強大1000倍。現在要破解一個人類基因組需要16個小時,2031年將只需要1秒。蟻金融服務創立了一個人臉識別的項目:只需觀眾在攝像頭前站立30秒,就能在此畫面中經過的人中找出與你相貌相近的人。再有云計算的興起,能有效解決大數據處理所需的存儲和數據安全的保障。由此可見,當前的信息技術發展已經具備處理4V特征的大數據能力,并且在商業領域開始應用,互聯網巨頭型的公司比如阿里、騰訊、谷歌等都將大數據上升到戰略層面,作為應對下一輪技術變革的著力點。而技術的移植速度幾乎不需要過多時間即可在教育領域實現應用。

大數據引領思想政治教育個性化服務的轉型

大數據時代的眾多學科以及科學門類都會發生巨大的變化和研究方式的轉變,進而在人類原有的價值體系和生活方式上發生影響。大數據時代,是不可逆的發展趨勢,21世紀是從數據里鉆出石油的時代。思想政治教育工作者必須樹立起新的意識理念,建立新的方式方法,搭建新的人才隊伍,利用大數據對思想政治教育對象進行深度挖掘,提取價值數據,因材施教,依據客觀有力的數據來提高思想政治教育的實效性和針對性。

理念轉型。首先是敏銳的數據嗅覺,對思想政治教育工作做到有“據”可循,要把如何收集、分析和利用數據與思想政治教育的實際工作結合起來,轉變過往主觀的灌輸意識,把客觀的數據信息作為重要參考,轉變過去通過直覺、經驗等傳統的思路,通過大量的數據自動生成更為客觀、科學的參考信息,將思想政治教育進行量化思考,實現從歸納向演繹的思維轉變。利用大數據,為每一個學生創建個性化的成長、成才方案,將思想政治教育工作落實到性化的服務當中,運用數據為每個學生制定個性化的學習計劃乃至職業生涯的發展規劃。

其次是要與能產生數據的機構合作,僅僅依靠思想政治教育工作者的工作幾乎是無法獲取全面的數據的,比如校園內的一卡通信息,圖書閱覽信息,更多的數據來源于校園外的社交平臺,網頁瀏覽記錄等等,微博、微信、網購的相關記錄、照片、視頻都是思想政治教育服務對象的重要數據來源。

最后是要注意發現和挖掘數據之間的規律和關聯。維克托在他的書中指出了,大數據最重要發現是人們可以在一定程度上,解脫對于因果關系的追求,將更多的注意力放在發現和使用相關關系上。一旦發現了兩個事物或現象之間存在的相關性,就可以從中獲取巨大的經濟利益和社會效益,而搞清楚二者為什么是具有相關性則可以等學者們慢慢探究。

教學方式轉型。根據有關調查顯示:86.5%的學生認為高校思想政治教育應以小班教學為主要形式。有52.3%的同學認為大學生思想政治教育的內容與自己關系甚遠,較少地引起思想和情感上的共鳴。但是在實際情況中,大學生思想政治教育工作基本以班級形式教學,采用合班形式,且規模越來越大。思想政治教育的內容針對性不足,脫離了學生的思想實際,并且不能根植于社會生活的現實。因此我們在思想政治教育建設中,首先要加強與學生的聯系,至少形式上要熟識每一張面孔;其次在內容上要保持更新,不斷將社會的最新動態以及前沿成果及時的展示給學生。

研究范式轉型。定量研究與定性研究是思想政治教育學科研究的重要方法,同樣也是社會科學的主要研究方式。此研究方法的難點就在于定性研究與定量研究的關系處理上,孰重孰輕以及誰對誰會產生什么樣的影響。隨機采樣在原始研究方式上取得了一定的成功,成為當代社會測量領域的核心方式。但這條捷徑,是在不能收集和分析全部數據的情況下的一種選擇,它本身還是存在一些難以克服的缺陷。尤其思想政治教育學科,思想的不穩定性,私密性等等,會給定量研究帶來更大的困難,所以定量研究與定性研究相結合的研究會有較大程度的不完善。

人才隊伍轉型。目前大數據發展最大的制約可以說是大數據人才的匱乏,而思想政治教育領域的大數據人才幾乎可以說是一片空白。現行的人才培養機制下,數據分析是理工科專業的特長,而思想政治教育則屬于人文社會科學,二者相距甚遠。思想政治教育作為理論一級學科下的二級學科,在該學科的選拔和培養上適度向計算機或數理統計的方向傾斜,尤其在碩士、博士研究生的錄取上更重視吸收數理統計的專業人才,豐富思想政治教育教師隊伍的理工科背景的人才儲備,設置數據分析與思想政治教育相關的研究方向,擴充一支大數據時代的利用數據分析進行思想政治教育建設的人才隊伍。大數據的時代下,也應該對現行思想政治教育伍中相對熟悉量化研究和數理統計的人給予進修的機會。提供資金和政策上的支持,乃至于出國深造,讓其掌握人工智能,機器深度學習,各種傳感器的應用價值等硬件與軟件的技術。促進思想政治教育實踐與數據分析處理實踐的緊密結合,在數據收集和管理的過程中,把握有效數據,尤其是有效的非結構化數據,提升數據分析結果的精確性。

第12篇

關鍵詞 微課;初中語文;三通兩平臺;教育信息化;MOOC

中圖分類號:G633.3 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2016)05-0001-02

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020 年)》和《教育信息化十年發展規劃綱要》精神要求,充分發揮信息技術對教育發展的革命性影響,轉變教學理念與行為,適應課堂教學發展與變革,推動基礎教育充分利用現代數字技術,積極培養出個別化、自主性與互動式的創新型人才,著力解決好城鄉之間發展不平衡、優質教育資源分布不均、教育的公平普惠難以實現的問題。

目前,國家在“三通兩平臺”建設方面投入了大量資金,各地教育城域網已基本形成,為應用系統的使用提供了通暢的網絡環境。然而,沒有資源的硬件無法發揮其在教育教學中的有效作用,即便擁有一些可用的校本資源沒有平臺實現共享也難以體現其應有的價值。榮縣作為四川省教育信息化先行先試的試點單位,在優質資源共享機制與應用模式、校本教育資源建設模式做了大量的探索和實踐,榮縣電教教儀站初中語文微課資源建設與應用研究平臺建設也將助推區域教育信息化的進程。

1 教育信息化的發展進程

知識傳播和教育模式演變 在文字出現以前,以口授為主,面部表情和手勢動作為輔;文字出現以后,書面語言擴展了知識傳播的內容和形式;有了造紙術和印刷術,大批量書本知識記載和傳播形式推動現代教育的普及;廣播電視網絡出現以后,廣播電視大學、開放式教育在更大范圍普及,但質量難以提高;隨著互聯網的興起,OCW、在線課程網絡,將課程搬到網上,在更大范圍傳播;云技術、移動互聯、大數據、物聯網和智慧教育等的蓬勃發展,MOOC(Massive Open Online Course,中文全稱為大規模在線開放課程,是一種新的課程模式,具有比較完整的課程結構,具有開放性、大規模、組織和社會性等特點)出現,促進教育發生大規模、高質量的變革。教的工具逐漸改變,學的工具逐漸改變,評的工具逐漸改變,帶來教育新的應用和深刻變革。

互聯網改變教育和學習方式是歷史必然 互聯網以其驚人的速度在迅速擴大覆蓋面,互聯網的廣域覆蓋與易得,云技術助推,為知識跳出校園圍墻在無限的空間里有效與經濟地存儲和傳播,創造了十分便利的條件。將智能互聯、人工智能及大數據用于教育領域積蓄了巨大的能量。

新時期人才培養的新特點 信息時代,知識快速更新、知識獲取十分便捷,培養學生學習能力和獲取知識能力比學習知識更為重要。為了適應創新型國家建設的需要,傳統的批量生產式教學難以培養學生的創新能力,必須主張個性化學習和自主學習,培養學生的思辨能力和獨立思考的能力,業已成為時代的需求。

2 我國基礎教育信息化教學資源和共享平臺建設現狀

為了真實客觀地了解現階段我國基礎教育信息化的發展現狀,在全國教育信息技術研究課題領導小組辦公室的項目資助下,項目以四川省榮縣為樣本點進行了調查研究。通過問卷、走訪調查發現,目前該地區基礎教育信息化建設存在以下幾個方面的問題:

學校及地方教育主管部門對教育信息化的認識有待進一步提高 隨著信息化的逐步深入,一方面,學校及地方教育主管部門關注如何利用信息化來提高教育質量;另一方面,由于較為落后的地區傳統的教育觀念依然根深蒂固,以教師為中心的教育教學模式改革障礙重重。在功利的教育考核面前,學校和教師無暇顧及教育的改革,甚至漠視教育信息化的革命性影響。

信息技術硬件設備和師資短缺以及過于集中現象嚴重存在 教育信息化建設需要大量資金,由于榮縣作為農業縣,資金投入不足,無法滿足教育教學改革及教育信息化需求。從整體上看,國家從諸多方面保障了基礎教育信息化的建設,然而處于經濟相對落后的農業縣,極大地制約了地方硬件投入,絕大多數學校不具備集中的、高性能的優良設備和技術能力,區域的優秀師資絕大部分集中在城鎮,偏遠的學校師資力量十分薄弱,根本不可能建設自己的優質教學資源,其資源的共享也就難以落到實處。

技術力量薄弱,信息化水平低 從調查結果看,85%以上的中小學沒有專門的技術人員。由于地處偏僻,交通不便,有的學校信息化水平很低,且資源利用率低,離國家對教育信息化的期待相去甚遠。

重硬件建設輕應用的現象依然嚴重 學校往往只注重硬件設備的購買,而軟件資源配套不全或者沒有,人員培訓不足,對資源的建設不重視,其結果是現有信息化建設的投入沒有得到充分和合理利用,達不到服務師生、促進教育改革、提高教學質量的目的。根據我們的調查,縣域內沒有一所學校集中優秀師資開發屬于自己的校本優質資源,更沒有部署自己的教學資源共享平臺。

3 榮縣初中語文微課資源和共享平臺建設思路

根據榮縣教育的實際,項目選擇以優秀教師資源較為突出的初中語文資源建設為突破口,將縣域下屬的所有學校的優秀語文師資聯合起來,借助榮縣電教教儀站的技術力量和高性能設備,實現“聯合共建、資源共享、低投入高收益”。共享平臺由電教教儀站和第三方共同定制建設。這種思路具有以下優點。

集中優質資源,建設適合于本地的優質教學資源 縣域內的所有教師按照共同制定的標準進行教學活動,使條件差的學校的學生能分享同樣優秀的教學資源。同時,師資水平相對欠缺的教師能在集體資源開發過程中和教學中得以快速成長,從根本上解決同門課程不同教師各自為政和師資力量過于集中帶來的問題。

加快了信息化建設的步伐,實現教育信息化建設的均衡發展 從根本上講,相當于所有學校聯合共建公共的信息化平臺,昂貴的信息化建設成本實現了均衡分擔,把短期內不可能實現的教育信息化資源和平臺建設變成了現實。

避免重復建設,提高了資源利用率 已建成的共享平臺由服務器為每個用戶提供了一個訪問入口,從而避免了各學校分散建設帶來的重復投資,也避免了資源建設的良莠不齊。

解決了技術人員短缺的問題 電教教儀站的技術人員既是各個學校的專職技術人員,也是所有學校共享的技術資源,從而解決了信息化建設中由于技術人員缺乏而帶來的問題,保證了資源建設的專業性和平臺運行的穩定性。

4 微課資源共享平臺功能實現

微課資源共享平臺基于Web Services,系統采用面向服務架構的SOA架構體系設計,基于Web 2.0技術構建,采用多層B/S結構實現。學習流程完全根據MOOC。

課程學習方式如圖1所示,即學習者通過平臺在課程資源中心網絡中的虛擬教室完成人際互動、課程資源分享、課程內容學習、課程學習反饋以及學習評價等學習活動。通過平臺的在線學習不僅是學習內容和學習者的聚集,更是一種通過共同的話題或某一領域的討論將教師和學習者連接起來的方式,其課程具有匯聚、混合、轉用、推動分享的基本原則。

5 結束語

城鄉水平差距和教師隊伍的良莠不齊,以及優秀教學資源的嚴重傾斜和過于集中,使有限的優質教學資源無法以傳統方式實現輻射,教育均衡化成為教育的迫切問題。教學資源的共建共享,實現了區域教育的共同提高。榮縣以初中語文課程優質資源建設和共享平臺構建為突破口,探索一條適合于榮縣教育的區域性、本地化優質資源建設與共享的教育信息化之路,打破固有的制約瓶頸,最大可能減小城鄉之間的的差距,提高整體教育水平,這必將有助于我國基礎教育的公平普惠。

參考文獻

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