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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篇人工智能在體育教育的應用,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。
[關鍵詞]機械工程:信息科學;智能化
中圖分類號:TP212.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)45-0161-01
一、認知科學與智能技術的發展前景展望
經濟的需求及其發展趨向,必然對科學技術產生巨大的影響。“新經濟”對智力的需求,必然帶來各經濟部門智能化的發展趨向及各科學技術部門對智能化的研究。這種研究與應用,是相互影響、相互促進的。
每個時期都有該時期的中心科學技術。科學家預測21世紀中葉,信息科學技術是中心科學技術。從21世紀30年代開始,中心科學技術將逐漸轉移到生物科學技術。而到本世紀中葉以后,將有可能以認知科學技術為中心,把信息科學技術生命科學技術和系統科學技術等高新科學技術結合起來,形成認知科學和智能技術群。隨著認知科學的深入,人們將逐漸搞清人類智能的機制,在此基礎上,智能技術才能得到充分的發展。機械模仿人的智能真正地實現了,人類社會的經濟文化科學、技術就會產生更大的飛躍,人類文明必將達到一個新的階段。
二、智能化是信息科學技術的發展方向
1、實現信息化和網絡化的目的,在于改善人民生活水平,促進社會發展。
人類生活質量提高的方向,正從衣食住行等物質方面轉向教育、科技、體育、醫療、旅游、文化、藝術等精神方面。即使是衣食住行等物質方面,也越來越多地增加了精神因素。這就是說,信息科技的發展及其應用,要越來越多地考慮滿足人們精神方面的需求。此外,社會的發展是建立在人類群體活動的基礎上的,群體的活動是在智力信息交流和協同的基礎上發展的。因此,推動人類社會發展,就應使這種智力信息的交流和協同日益發展。
2、信息化、網絡化的內容,本質上是智能化的。
現代計算機的進一步發展,是要設計、制造智能計算機;現代通信設備的發展,是要建立智能化通信設備;現代因特網的發展,是要建立智能互聯網;現代家用電器的發展,是要實現各種智能化的家用電器;甚至遙控做醫療手術,電子商務、網上教育、網上設計、虛擬企業……都要以智能化為其基本內容。當然,這些機器和設備的硬件、軟件設計更要智能化。因此,信息化網絡化的實質就是智能化。
3、實現信息化、網絡化的工具是智能化的。
在現代化信息技術中,愈來愈多地使用了自然語言識別與理解、圖像識別與處理、計算機視覺、機器人規劃、力覺傳感與控制、知識的表示、獲取與處現推理與求解、專家系統智能控制……等等人工智能技術。隨著信息技術在發展中更多地使用人工智能技術,不僅信息技術本身更加充實和豐富,人工智能技術也將會有新的突破,而且還會促進認知科學更深入地發展。
三、智能機械工業的發展趨向
1、選擇智能化的產品作為機械企業未來發展的新產品
機械企業的當務之急是進行產品結構調整。傳統的機械工業部門僅是生產資料的生產部門。在面向市場,特別是面向全球化經濟的形勢下,這種觀念應迅速轉變,即機械工業既提供生產資料又生產人民生活需要的各種產品。諾基亞公司,原來是生產膠鞋的制造廠,現在隨市場的需要而改變成生產手機的公司,其產品在全世界的占有率已達到25%。我國機械工業各企業在產品結構調整中選擇產品時,無論是生產資料還是消費品,都要首先選擇帶有智能信息技術的機電一體化產品。例如選擇加工設備時,就要選擇帶有智能信息技術的多軸數控加工機床。又如在選擇家用機器人產品時,一個典型的例子就是選擇機器人寵物。目前,機器人的應用主要還在工業制造方面,家用機器人還未能產業化。主要原因是,作為家用機器人,要求有較高的智能技術,這方面至今未能過關(例如視覺和語言技術還停留在初級階段)。目前,一些機器人制造商發現,以娛樂為主要用途的家用機器人有廣闊的市場前景,且這類機器人只要求有限的初步的智能技術,于是就開發了機器人寵物。
2、機械企業的制造和管理要向智能化方向發展
隨著科技信息技術的飛速發展,我國制造業正面臨著難得的機遇和嚴峻的挑戰。市場的變化頻繁和難以預測,產品的生命周期日益縮短,產品更新速度不斷加快。顧客對產品的需求趨向多樣化,生產自動化技術不斷提高,生產者的創新作用愈來愈重要,信息化技術的應用愈來愈廣泛……這些因素使制造業的生產模式和管理方式發生了根本改變:企業生產從面向產品轉變為面向客戶、面向需求,面向服務;企業生產要素正從勞動力和資本轉向知識;企業的生產過程正從流水線式和自動線式、單品種固定式規模生產轉向多品種、柔性并行式、智能化的集約生產。企業要“以人為本”,企業的生產和管理要向智能化的方向發展。
3、用智能化技術改進和提升企業的信息化與網絡化。
企業應當利用信息化,進行工業化,實現跨越式發展。企業要樹立“以人為本”的思想,企業管理者應當充分發揮工人的智慧和創新精神,保證優質清潔高效的生產,把反映現代科技的信息資源的開發和利用,作為信息化建設的核心任務;改革企業管理體系,營造良好的內外環境。促進網絡供應鏈、網絡物流電子商務動態聯盟、虛擬企業等技術的廣泛應用。建立以智能化為方向的企業研究與開發機構,采用智能CA D網絡合作設計、智能數據庫等技術來設計和開發新產品,在此基礎上逐步實現產品的智能集成。要建立開放式可重構智能系統。基礎制造設備不可能隨產品改變而完全更新,但設備的組成方案及加工、調度路線卻是可能隨產品的品種、批量、數量的改變而改變的。智能重構技術是關鍵技術。
4、關注和應用計算機科學和人工智能科學的最新成果
現代科技發展的一個特點是,從基礎科學轉化為技術的時間愈來愈短,從技術到工業的應用幾乎是同時的。信息技術的基礎是計算機科學,智能技術的基礎是人工智能科學。當前,分布式計算和人工智能相結合所形成的分布式人工智能已成為研究的熱點。分布式人工智能有兩個研究領域,即分布式問題求解和多智能體系統,前者考慮怎樣將一個特殊問題的求解工作在多個合作的、知識共享的模塊或結點之問劃分,采用“由頂向下”的方案來求解問題;后者則主要研究一組白治的智能體之間智能行為的協調,采用“由底向上”的方案來求解問題。由此可見,分布式人工智能的兩種方法都是對知識資源進行處理以完成給定的任務。所以,這種智能技術很快在企業的產品設休制造和生產管理中得到應用,特別是在各種智能軟件系統的設休開發中得到廣泛的應用。
5、重視培養優秀人才,為企業發展提供智力支持。
現代企業要想在激烈的競爭中搶占先機,關鍵是優秀的人才資源。現在最需要的是兩類復合型人才:一類是掌握高科技關鍵技術,懂技術、懂經營、有創新的復合型高級專業人才;另一類是具有戰略眼光和創新勇氣,懂得科技、經營、管理的復合型高級管理人才。企業要創造一切條件引進和留住這些人才,同時還要選擇對象,進行重點培養。對以上這些人才,都要委以重任,讓他們在實踐中鍛煉成長。我國當前的教育體制還不夠完善,這種復合型的工程技術人員和管理人員往往還不能在大學現有的專業中培養出來,所以在現有的大學生走上崗位后,還需要企業培訓。企業培訓還有一個任務,就是要圍繞產品和企業生產向全體職工普及現代科學技術,特別是當前企業應用的信息技術和智能技術。
參考文獻:
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[3]李國杰.我國信息領域應重視的幾個問題[N].科學時報,2011- 03- 15.
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“師傅手把手教徒弟”的傳統教學方式,進入現代化的多媒體教學時代。下面就在體育教學中運用多媒體技術進行教學,談一些我的看法:
一、有助于激發學生的學習熱情,調動學生學習的積極性
在體育教學過程中,有相當一部分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。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的。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、積極地鍛煉,同時也可以使思想、道德、意志、情感、人際關系等方面受到教育,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。而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。
二、有助于學生建立正確的動作概念,幫助學生建立正確的感性認識,有效提高運動技能
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,靈活地應用與創造新的運動技能。學生對一個新的動作的形成,必須通過聽、看來感知技術動作過程,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,投擲項目中,最后用力順序,跳躍項目中,挺身式跳遠的展體等這些動作,不僅要求教師要有很高的技術水平和示范能力,同時學生掌握起來也有一定的難度。教師示范動作做的是否規范,會直接影響學生的學習效果,一旦示范動作失敗還會影響到教師在學生心目中的形象,而利用現代多媒體技術可以解決這一問題。
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,體育教學有時候是要在一瞬間要完成一連串復雜的技術動作。利用現代教育技術,通過多媒體課件中的動畫采用慢動作、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。
四、有助于教師及時糾正學生的錯誤動作
采用現代多媒體技術,可以在一個課件中既放正確動作,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。使學生既快速掌握動作,又培養了他們的觀察和分析能力。
五、有助于對學生進行愛國主義和集體主義教育
運用多媒體進行德育教育,可以生動形象地結合體育教育進行愛國主義、集體主義教育,使思想教育內容更加鮮明生動,富有感染力,實現教書育人的目的。如觀看集體項目的比賽時,教師在講授技戰術的同時,向學生強調互相配合的重要性,發揚團結協作的集體主義精神。組織學生觀看重大國際比賽。如奧運會,亞運會等,當運動員經過頑強拼搏取得勝利,站在最高領獎臺上五星紅旗冉冉升起時,使學生在潛移默化中受到愛國主義、集體主義教育。
六、有助于教師本身的提高,轉變教學觀念
1. agent的定義
在計算機和人工智能領域中,agent可以看成是一個實體。它通過傳感器感知環境,通過效應器作用于環境。agent為了達到一定的目標,有著自成規律地執行任務的工作模式。
著名agent理論研究者、英國的wooldridge博士和jennings教授認為:agent是一個具有自主性、社會能力、反應性和能動性等性質的基干硬件或(更經常的)基于軟件的計算機系統,該定義允許在更寬范圍的環境中設計agent,而且其中增加了通信要求。
2. agent的性質
(1)性(agent)
a它是"代表用戶"工作的;
b它可以把其他資源包裝起來,引導并代替用戶對這些資源進行訪問,成為便于通達這些資源的樞紐和中介。
(2)智能性(intelligence)
在這方面,智能agent可以做很多有高技術含量的工作。例如,理解用戶用自然語言表達的對信息資源和計算資源的需求;幫助用戶在一定程度上克服信息內容的語言障礙;捕捉用戶的偏好和興趣;推測用戶的意圖并為其代勞;等等。
(3)自主性(autonomy)
一個智能agent應該是一個獨立自主的計算實體。它應能在無法事先建模的、動態變化的信息環境中,獨立規劃復雜的操作步驟,解決實際問題,在用戶不參與的情況下,獨立發現和索取符合用戶需求的可利用資源與服務。最近j.mccarthy等人正在探討如何構造能對自身狀態有所感知的智能agent。
(4)機動性(mobility)
在網絡計算環境下,一個agent可以看成是代表用戶駐網絡的常設機構,它可以在網絡上靈活機動地訪問各種資源和服務,還可以就完成特定任務同其他智能agent進行協商和合作,甚至把自己"遷移"到網絡中的其他主機上去執行任務。這樣的"精靈"在網絡上游弋 ,是對網絡安全性、個人隱私性和管理方面的巨大挑戰。
3. agent的基本結構
(1)。目標模塊
(2)。感知器
(3)。信息處理器
(4)。效應器
(5)。通訊機制
4、agent功能的實現
要求:跨平臺一致語法,最小資源代價,支持移動語義
面向agent的編程技術(aop,agent oriented programming)
java
telescript
5.智能agent的應用意義
智能agent在許多方面有著重要的應用意義。
信息服務 信息服務是最廣大的用戶群接觸網絡環境的首要渠道。對于信息內容已經相當豐富的英語文化圈來說,進一步提高信息服務的質量,改變目前信息服務中存在的 "信息過載"和"資源迷向"的狀況,是信息服務業所面臨的最緊迫的任務。智能agent正好可以適應這方面的需要。具體地說,用于信息服務的智能agent主要完成以下功能:1導航 ,即告訴用戶所需要的資源在哪里;2解惑,即根據網上資源回答用戶關于特定主題的問題 ;3過濾,即按照用戶指定的條件,從流向用戶的大量信息中篩選符合條件的信息,并以不同級別(全文、詳細摘要、簡單摘要、標題)呈現給用戶;4整理,即為用戶把已經下載的資源進行分門別類的組織;5發現,即從大量的公共原始數據(比如股票行情等)中篩選和提煉有價值的信息,向有關用戶。這些都是使信息服務走向個性化主動服務不可缺少的功能。目前在此方面已經有了一些能夠使用的系統,但智能化的程度還遠遠不夠,且主動有余過濾不足已經造成了一些負面的影響,亟待盡快發展更先進的人工智能技術予以解決。
系統與網絡管理 計算機系統本身的資源量就非常巨大,系統管理的整個趨勢正在朝著"傻瓜化"的方向發展,其中很大一部分原來由系統管理員手工干的事情,現在已經由計算機代管了。系統管理的界面變得更加友好,在系統本身的復雜性不斷提高的情況下,駕馭系統資源的復雜性反而在不斷降低,代管系統的自主性也在逐步提高。在網絡管理方面,隨著client/server計算成為主流,完成固定功能的agent的存在和應用已經成為事實,分布在不同設備上"監視"設備狀況,并隨時向主機報告數據的agent,已經是當今網管系統中很平常的一部分了。但是, 這些從事部分系統/網絡管理的agent目前還不能稱為"智能agent",它們的智能化程度仍然有待提高。即使作為非系統/網絡管理員和操作員的用戶,也會有為系統和網絡設定常規服務、向系統和網絡預約特殊服務的需要,智能agent是滿足用戶這種需要的最合適的幫手。
電子商務 越來越多的人看好internet上的商業機會。網上的商品越多,在網上尋找商品就越是買方的一大負擔;同時,賣方商品的推銷也有一個對客戶實行因人而宜的主動服務問題。因此,采用智能agent系統,代表買方去網上查看"廣告牌"、逛"商店"尋找商品甚至討價還價,代表賣方分析不同用戶的消費傾向,并據此向特定的潛在用戶群主動推銷特定的商品,都是非常有誘惑力的。
協同工作 把internet引入企業和機構、建立所謂"intranet"的努力正方興未艾。深層次的intranet最終要改變的是人們的工作方式、企業和組織機構的運作方式,把一切具有信息屬性的、可以用符號等價物替代實物的工作流程,統統在網絡計算環境中予以實現。在這樣的大目標下,企業、機構的相當一部分管理職能,完全可以由網絡上自主工作的一組智能agent來協同實現;涉及到設計、寫作、數據操縱、軟件開發等許多符號性的工作崗位之間的協同工作,也同樣可以靠智能agent來協調并完成一些輔的工作。 "虛擬企業"、"虛擬車間"、"虛擬協同工作平?quot;、"電子秘書"等新鮮事物已經或正在網上出現。
教育 遠程教育是促進教育機會平等的重要手段。在網絡環境下,可以調動多種教學手段,包括講解、演示、練習、實驗和考試等。其中,練習和實驗環節是智能agent可以大有作為的地方。智能agent可以作為虛擬的教師、虛擬的學習伙伴、虛擬的實驗室設備、虛擬的圖書館管理員等出現在遠程教育系統中,增加教學內容的趣味性和人性化色彩,改善教學效果。單機系統中各種軟件的"幫助"也可以設計成一個人性化的角色,實施對用戶進行導航這種模式。
娛樂 在網絡娛樂系統中引入智能agent,可以增強娛樂效果,這也是娛樂系統開發新功能的一個很有希望的選擇。目前智能agent在娛樂方面可以做的事情有:1個性化的節目點播服務;2游戲和虛擬現實中更加人性化的機器角色的設計,比如決策的智能化(戰爭或經濟活動)、動作的人性化(體育比賽)和自然語言對話的使用;3網絡社交場合(如聊天室 )中用來招徠用戶,或以假亂真的機器對話角色的設計和使用,等等。
agent在網絡教學中的應用
基于agent的網上協作學習環境
利用agent來構建網上協作環境,就是在協作學習的環境中嵌入agent模塊來更好地實現各部分功能。基于 agent 的網上協作學習環境如圖1所示:
圖 1 基于 agent 的網上協作學習環境
1).基于agent的協作學習區
基于agent的協作學習區是一塊虛擬的共享區域,支持在線協作學習者在各自的計算機上觀看同一內容和討論同一問題,協作學習者可以通過文字、繪圖等形式進行信息交流。除了實現學習的協作外,協作學習區還可以實現總任務的接受,據一定的原則劃分成子任務,將所有登錄的學習者劃分成合理的協作學習小組等功能。協作學習區可以通過模擬現實工作中的黑板,即電子白板系統來實現。在此我們應用基于agent的電子白板系統。其模型如圖2所示:
圖2 基于agent的電子白板系統的模型
管理agent:負責整個系統的管理工作,包括用戶的加入、登錄,處理交互、協作信息,與存儲模塊相連進行數據的存儲和檢索。
消息路由agent:主要提供agent的注冊服務,記錄各agent的實際網絡地址,實現動態維護agent與網絡地址的聯系;提供路由轉發功能,分析kqml中的路由信息,依據注冊agent進行各種信息的轉發;以及提供消息的緩存功能 。kqml是一種描述性的語言,定義了agent之間傳遞消息的格式和處理協議,通過提供一套標準的通信原語使得agent間可以交流和共享知識,已成為agent之間通信的事實上的標準;kqml語言采用了"協議棧"的思想,它攜帶的消息內容可以使用實現agent的語言表達,即意味著kqml可以攜帶任何一種語言表示的信息。
協作小組agent
協作小組agent實際上是由參與協作學習的學習者與終端計算機進行交互后,形成協作學習者agent,協作區根據協作學習者agent中提供的關于學習者的個人特點,按照一定原則(如:學習水平、思維方式傾向等)劃分而成的。其模塊圖如圖3所示。當協作區分配任務時,按照協作學習小組agent的對外特性來確定任務的分配方式,而且,協作小組對外以一種整體的方式體現其功能。當然,當協作小組agent接到任務后,通常會進行再次分配,將任務具體到協作學習者agent,由學習者agent具體實施或通過協作完成任務。
協作學習者agent
協作學習者agent是指參與協作學習的個體agent,它是協作小組agent的組成成員。基于agent的網上協作學習環境為每一位學習者提供了一個個體agent。當學習者在此學習區注冊時,個體agent隨之生成;當學習者與協作學習區不斷交互進行學習時,個體agent將記錄下學習者的一些個人特征,如:學習水平、前驅知識掌握程度、知識接受能力、思維傾向方式等,并將這些信息紀錄入相應的參數庫。當學習者再次登陸時,個體agent的這些參數將為下一步的學習提供指導,如學習內容的提供、學習路徑的提供以及學習界面的提供等。如若學習者隨著學習的不斷深入,學習能力、學習水平、思維傾向性等積累到一定域值的變化,則個體agent中的參數將隨之更新。
其模塊圖如圖4所示。
控制器:協調各部分的工作,并負責分配任務以驅動其它模塊工作;
任務接受器:負責接受經過分配后的子任務;
規劃:評判任務的標準、方法和原則以及評判學習者的標準、規則等;
處理器:解決控制器分配給它需要自動處理的任務;
參數庫:存放小組或成員執行、完成任務的情況,及學習小組或成員的學習風格、學習水平、學習能力等信息。
通訊模塊:與其它小組或成員進行信息交流和合作的渠道。
具體運作過程如下:當任務接受器接受到需要完成的子任務后,送至控制器;控制器即根據規劃庫中的規則評判任務或學習內容的難易程度、難度系數、區分度等,并打上相應標記。通過通訊模塊將其傳送至學習者本人;當學習者完成任務時,規劃模塊將評判學習者的學習能力、學習水平等,并給出評判結果,分數值;若分數值達到或超出可以改變參數庫域值得值,則修改參數庫中的參數,否則不修改。
2). 基于agent技術的網上協作學習環境的運作方式
大致來講 ,整個基于 agent 的網上協作學習實施過程如下:當總任務提交給基于agent的協作學習區后,基于agent的協作學習區或參與協作學習的教師,將任務劃分成相應個數的子任務,然后分配給各個協作學習小組agent;協作學習小組agent相互合作完成子任務后,將結果提交給協作區,由協作學習區將所有結果有機匯總、綜合,形成最終成果,并提交給總任務結果接受器,之后由教師組織全體協作學習者對結果進行分析、評價以及各小組解決問題思路方式的評判、學習等。當然,如果有多個協作學習區,各協作區之間還可以進行交互、合作、交流等活動。
基于agent的網上的協作學習的具體實施過程主要有:學習者登錄注冊、小組劃分、任務分配、協作學習的實施、成果匯總、評價幾個階段。
學習者登錄注冊
當學習者進入協作學習區后,首先要進行注冊登記。具體過程是:當協作學習者agent首次進入協作系統時,需要向消息路由agent提交注冊信息,如:agent的名字、密碼、ip地址等有關數據,并記錄入agent注冊表中。
小組劃分
根據學習者的學習能力、學習水平、思維方式的傾向性等組成2-6人的協作學習小組。成員的分配一般采用互補的方式分配組員,這樣有利于提高協作學習效果。小組劃分有自主式和被動式兩種。自主式是指每個學員在了解了總體學習任務和所有其它登錄學習者的情況以后,自己做出與誰結組的判斷,并通知消息路由agent,再由服務agent確認形成正式的協作小組。被動式是指由服務agent根據消息路由agent中注冊登錄的學習者的情況,將學員按要求分組,或者由參與協作學習的教師來分組。一般分組應注意學習者的優劣搭配、不同學習風格的搭配等。
任務分配
任務劃分是協作學習的關鍵所在。當總任務到來時,運用kqml消息包,通過消息路由agent,將其送至管理agent,管理agent將按照一定原則將總任務劃分成多個子任務,并根據學習者agent提供的有關學習者的個人信息盡量將適合于學習者特性的任務內容分配給學習者。
在任務劃分過程中要注意任務劃分的原則:任務劃分要合理,一般應該根據任務的內在邏輯結構、知識點劃分等劃分任務;任務劃分輕重、大小要適當,不能有輕有重;還要注意任務的前驅后繼等情況,并將此類信息通知相應的協作學習小組agent;分配任務要根據各小組成員的個性特點進行,盡量做到符合學習者的學習方式、學習水平、思維方式傾向等等。
具體協作學習的實施
協作學習的機制主要有:①沖突與競爭機制、②自我解釋機制、③內在化機制、④學徒機制、⑤共同承擔認知任務機制、⑥共享規則機制。在此,我們不多加以區分,而看作幾種機制的綜合使用。
具體協作實現過程如下:協作學習者agent通過任務接收器接受子任務,并傳送給控制器,規劃模塊在控制器接受任務后幫助控制器分析任務、制訂解決任務的計劃等;然后由協作學習者操縱控制器,通過任務驅動處理器處理任務。在此過程中,有的任務由成員a完成,有的任務由成員b完成,也可能由a和b共同來完成,還有可能借助于其它協作小組或其成員來完成。另外,有些工作還要求使用其它小組所承擔任務的部分或全部成果,此時,要考慮到其它小組的任務實施和完成情況,及時互通信息、交流學習收獲等。
成果匯總
當每一個協作小組或成員均完成任務時,就需要將所有成果匯集在一起,有機協調、組合后,形成一個總的學習成果,從而實現總任務的完成。具體講就是:協作學習者agent將其學習成果通過電子白板系統中的消息路由agent和服務agent傳送出去,與其它小組或成員的成果匯總在一起,形成總的成果。在此期間,還可以互相學習彼此的學習方法、解決問題的思路等。
評價
任何學習到最后都有一個評價的過程,基于agent的網上協作學習也不例外。評價可以是組內成員互相評價、可以是組間互相評價等。基本工作機制是運用基于agent的電子白板系統作為評價中介區,象協同學習時交流問題一樣進行評價信息的傳遞。
3).基于agent技術的網上協作學習環境的特點
通過基于agent技術的網上協作學習環境的運作方式可以看出:整個過程中信息的交流、傳遞都是基于agent來實現的,由于agent能夠通過與學習者的交流了解學習者自身的特點,并做出反應,得出并紀錄和修改學習者的學習特征、學習風格及判斷學習者的知識水平等,從而使整個學習環境具有個性化、智能性的特點。
個性化特點:
通過使用學習者agent,記錄學習者的學習個性特征,如學習能力、學習方式、學習的水平等等,此后根據這些參數組織學習內容和生成學習界面提供給相應的學習者,使得學習者的學習內容和學習界面均具有個性化的特征。
這部交通安全教育片看完后,我的心久久不能平靜下來,電視里的場面讓我們觸目驚心,那真是血的代價,是用生命來喚醒我們一定要遵守交通規則!這部教育片主人公是個朝氣蓬勃的中學生,追逐速度,為了搶一時之快,竄紅燈而付出生命的代價。下面為大家精心整理了一些關于大學交通安全觀后感,請您閱讀。
大學交通安全觀后感12020年8月9日至11日,第九屆中國國際道路交通安全產品博覽會與公安交警警用裝備展在南京國際博覽中心舉行。
該博覽會是交通安全行業唯一由國家相關主管部門批準,交通管理部門支持,交通安全行業協會主辦,各地交通管理主管部門組織終端用戶(交警支、大隊)參觀洽談的博覽會,在行業內具有很強的權威性和專業性。該屆博覽會展覽面積2。4萬平方米,展位1132個,參展廠商230余家,是博覽會創辦以來規模最大的一屆。
筆者親身參加展會現場也體會到了本屆展會的規模,本次展會的產品主要集中在4號和5號展廳,筆者基本參觀了80%的展位,本著尋找亮點,立舊納新的思路,將本次展會的產品按照交通警用設施和系統分為三類:
一、傳統的交通警用設施和裝備
如交通護欄、交通標志、警用摩托車和汽車、警用服飾和警用爆閃燈等。作為基層交通執法人員的必要保障,該類基礎設施裝備是必須的,也是單兵執勤執法業務的標準配置。
不難發現,出現在此次展會上的該類設備設施,在設計上突出了美感兼具交通執法的功能,例如警用制服采用的顏色鮮亮,反光效果突出,制服整體效果在保留交通警察職業特點的同時又增加時代感,頗有流行服飾的美感。
交通護欄的設計采取了柔性化元素,材料更多地采用高強度塑料合金,其外觀線條更加柔和,噴涂也采用了亮珠白的磨砂工藝。當然,除了靜態交通標志設施,融合電子信息技術的動態交通標志設施也依舊出現在該屆展會,可變限速標志、移動式可變信息標志、行人過街動態顯示屏、停車場車位提示信息屏等依舊占據著本屆展會的一方舞臺。
二、交通管理指揮系統和設備
如交通控制系統、交通執法系統、交通誘導系統、交通信息采集系統、交通仿真系統、駕駛員安全教育培訓系統等。一如既往,交通控制系統依舊是在信號機和系統功能上增強完善。
信號機在內部設計上更注重模塊化和即插即用的創新,在信號機本身的功能定位上也并不單一的只為信號控制,而逐漸向具有信息采集、處理和傳輸多功能的智能終端設備過渡,例如可以接入第三方設備,預留多種擴展接口,監測外部環境以及多源數據傳輸等擴展功能。
在信號控制系統功能上偏向于向算法精細化和控制范圍廣域化發展。大部分控制系統更側重于強調自身系統的多適應性,能夠適應更多的交通場景和復雜多變的交通流變化情況,能夠適用于更多的路口協同聯動或大區域的協同控制。
交通執法系統由于今年公安部加大對行人闖紅燈和機動車不禮讓行人的執法力度,此次展會出現了不少針對行人闖紅燈和機動車與行人沖突時的視頻抓拍設備和系統,其中不乏高清4K的前端攝像設備和視頻采集抓拍技術。
三、智慧交通系統雛形和設備
如物聯網及車輛網系統、智能駕校教練機器人、云存儲和大數據平臺以及互聯網+系列平臺和APP等。
這里提到智慧交通系統雛形,筆者本人認為目前展示的各類自家命名的智慧交通系統或產品都是處于智能交通產品向智慧交通產品的過渡階段,可以稱之為智慧交通系統1、0。
不少系統或產品廠家還在消化或思考自身產品的未來定位和發展規劃,因此本次展會展現的智慧交通產品呈現模塊零散化、定位模糊化、功能獨立化和系統割裂化的特點。
例如本屆展會出現了諸如“數據池”、“數據湖”、“數據云”、“數據中心”等說辭,但均沒有有效地展示出其作為智慧交通系統數據大量、多源、異構、內容豐富、關聯復雜、自我重生、潛力巨大的優勢;展示的“智慧大腦”、“交通大腦”、“警務大腦”、“城市大腦”等尚處于概念孵化期,其明顯帶有智能交通的功能和模塊的痕跡,簡言之,是在已有的智能交通產品上披了一件所謂智慧交通的外衣。
四、思考
從本屆展會的定位出發,是為了展示為公安交警執法和管理工作而服務的先進技術產品和理念的,展會重點展出公安交警執勤執法與安全防護裝備、警械、特種警用車輛等,以及各地公安交通管理部門和相關企業近年來在挖潛科技系統效能、構建信息化應用體系、提升路面交通管理水平等方面所取得的`成就。
因此有科技含量的產品越來越多,例如交通出行APP、互聯網+駕考駕培、智慧護欄、物聯網及車聯網等提升交警管理和執法服務的產品會逐步普及。
從長遠來看,以服務交通出行的人性化產品以及具有人工智能的交通管理服務系統或產品或許會越來越受到青睞。
例如為“低頭族”行人服務的智能信號燈,能夠在手機終端指揮的智慧信號機、停車誘導屏,具備準人類思維的能夠主動思考的交通誘控一體化平臺,能夠直接釘入地面的微型地磁檢測器、主動預警車輛事故的視頻檢測器等等。
總之,大勢將至,未來已來,圍繞公安交警的科技創新和智慧驅動勢不可擋,更多的廠家將會出現在科技強企、智慧驅動的道路上。
大學交通安全觀后感2從小時候起,我們不斷被灌輸交通安全的重要性,"一停二看三通過",幾乎形成了我們對交通安全的全部認識。今天觀看了事業部團委及技術中心團支部組織的《交通安全教育》影片,眼前浮現的那一個個真實而殘酷的現場,讓我對交通安全的重要性有了更加全面、深刻的理解。
行人最關注的就是行路安全,橫穿馬路時,要走人行穿越道,穿越馬路時,養成看交通信號的好習慣。同時,還要注意來往車輛,不要追逐,猛跑,斜穿或突然改變行路方向,大中城市的馬路,一般都分成機動車行駛的快車道,單車,人力三輪車和其他慢行車道。及行人走的人行道。行路時,必須走人行道。在人行道行走時,不要多人并行,在沒有劃出人行道的路段,要盡量靠邊走,這樣才能確保行路的安全。
在說騎車安全,按照交通部門的規定,不要不滿12周歲的兒童,不準騎單車,三輪車和推拉各種人力車上街,就算滿了12周歲,騎單車上街也要走慢車道,不能進入機動車行駛的快車道,也不能在人行道上騎單車。在沒有劃分機動車,非機動車到的路段,要盡量靠右行駛,不能逆行,也不能到路中間去騎,這樣騎車安全就不成問題了。
還有乘汽車安全,坐公交時,要遵守秩序,在指定地點依次候車,等車停后,先上后下,不要擁擠,不能在車還沒停穩時就搶先上,要扶好把手或椅背防止急剎車,摔倒或撞傷,還有乘車時不能向車外,亂扔雜物,也不能把頭,胳膊,或身體任何部分伸出車外,因為這樣容易被對面來的車或路邊的樹枝刮傷,坐汽車特別是坐長途汽車,不能攜帶鞭炮,汽油,一類的易燃易爆的物品上車。而且下了汽車,要先走到便道上去,如果需要橫穿馬路就必須從人行道通過。絕不能一下汽車就急忙奔到馬路中間,更不能不等汽車開走就從車前車后往馬路中間跑,那樣看不見路上來往的車輛,很容易出事。
總而言之,看了這個安全教育片,我獲益良多。今后也當繼續嚴格遵守交通法規要求,關注自己及他人的安全,珍惜生命中的每一天。
大學交通安全觀后感3今天下午,學校組織收看了由漢源縣交警中隊的交警叔叔為我們作的題為《珍愛生命,平安出行》的講座。讓我進一步了解了交通安全的重要性,從中也學到了很多交通安全知識。
走路時要注意行路安全。橫穿馬路時,要走人行穿越道或者過街天橋。穿越馬路時,養成看交通信號的好習慣,紅燈停,綠燈行。要一停二看三通過,還要注意來往車輛,不要追逐,猛跑,斜穿或突然改變行路方向。大中城市的馬路,一般都分成機動車行駛的快車道,單車,人力三輪車和其他慢行車道和行人走的人行道。行路時,必須走人行道。在人行道行走時,不要多人并行,不能一邊走路一邊瘋玩打鬧,追逐嬉戲,在路上快速奔跑,看書或者我拿手機。在沒有劃出人行道的路段,要盡量靠邊走,這樣才能確保行路的安全。
乘坐坐公交時,要遵守秩序,排好隊在指定地點依次候車,等車停后,先上后下,不要擁擠,不能在車還沒停穩時就搶先上。上車后要自覺投幣或刷卡。要扶好把手或椅背防止急剎車,摔倒或撞傷。乘車時不能向車外,亂扔雜物,也不能把頭,胳膊,或身體任何部分伸出車外,因為這樣容易被對面來的車或路邊的樹枝刮傷。不能乘坐無牌、無照、無證的車輛。不能乘坐非法運營的車輛。不能乘坐超載車輛。不能乘坐殘疾人駕駛的車輛。要提醒家長不能酒駕,不超載,不超速。坐汽車特別是坐長途汽車,不能攜帶鞭炮,汽油,一類的易燃易爆的物品上車。而且下了汽車,要先走到便道上去,如果需要橫穿馬路就必須從人行道通過。絕不能一下汽車就急忙奔到馬路中間,更不能不等汽車開走就從車前車后往馬路中間跑,那樣看不見路上來往的車輛,很容易出事。
我還知道了,不滿12周歲的兒童,不準騎單車,三輪車和推拉各種人力車上街,就算滿了12周歲,騎單車上街也要走慢車道,不能進入機動車行駛的快車道,也不能在人行道上騎單車。在沒有劃分機動車,非機動車到的路段,要盡量靠右行駛,不能逆行,也不能到路中間去騎,這樣騎車安全就不成問題了。
人的生命只有一次,我一定不斷學習安全知識,遵守交通規則,珍愛生命,平安出行。
大學交通安全觀后感4前兩天,我們參加了《交通安全教育》活動,看到了一些重大的交通事故,看完以后,我極為感觸,心情久久不能平靜…
滾滾的車輪,形勢于生命的邊緣,因為車禍,已有多少白發人送黑發人,有多少兒童失去了親人…一張張哭喪的臉上掛著晶瑩的淚珠,一聲聲發自內心深處的凄涼的哭喊,在我面前無時無刻的浮現,據統計,平均每6分鐘就有一人因車禍而死亡,平均每一分鐘就有一人因車禍而受傷,在這短暫的時間里,掩藏了多少妻離子散,家破人亡的痛楚啊。
在那一幕幕觸目驚心的悲劇中,其中,最領悟難忘的是七歲的女孩——錢紅燕,錢紅艷是一個可愛又可憐的女孩,在她4歲的一天,同小伙伴一起給媽媽送鑰匙,再過馬路的時候,一連卡車無情的向錢紅燕撞去,就在那一瞬間,從此,女孩失去了雙腿,而行走的工具便是一個套在下身的籃球,望著七歲的小女孩,靠著籃球艱難的行走,我感慨萬分,多可憐的孩子呀。無難以想想呀是怎樣度過著漫長的三年,怎樣打發著艱苦的日子?司機們,你們曾想過,一個四歲的小女孩,在你的失誤中終身殘疾,你可曾體驗過這個女孩身上那常人無法忍受的痛楚:你可曾感觸女孩父母流下的顆顆辛酸淚水……
人的生命是寶貴的,生命只有一次,生命高于一切。交通事故卻把人們唯一的生命奪走了。今天觀看了視頻后,再一次使我感受到生命的珍貴,感受到交通事故給人們帶來的巨大災難。
司機們哪,你們是悲劇的制造者,在你們無情的車輪下,多少鮮活的生靈,告別了他們一臉的世界,同他們最愛的親人陰陽相隔,在你們無情的車輪下,凝聚了多少人發自內心的哭喊,凝聚了多少人充滿悲憤的淚水。停手吧,親愛的司機們,請不討因貪圖錢財利益,“超速”超載“等等。
司機們,行人們,生命只有一次,請你們不要違反交通規則,生命是寶貴的,擁有生命是幸福的,為了親人,為了朋友,為了自己,請切記:關愛生命,安全出行。
大學交通安全觀后感5我們聆聽了由交警主持的講座——注意安全,關愛生命。通過這次講座,讓我們更深層地了解到了生命的價值。我國每年由交通事故而引起的死亡率急劇上升。就在2005年,事故達35萬起,而因車禍身亡的人們足以兩次坐滿可容納25000人的體育館。多么令人驚愕的數字!闖紅燈、超速行駛引發一連串的汽車追尾事件,因此葬送了多少人的生命!
川流不息的高速公路是現代人富裕的象征,但每一次出行都是生命的。生命誠可貴。我們生活在這個世界上,無常的生命和身不可測的命運把我們安排在自己的位置上,每個人都是一樣,經歷春夏秋冬,體味生老病死。我們唯一能做的就是勇敢地擔當自己的責任,建設好生命中的每一天!人生中,無論你扮演什么角色,遲早都會一身清凈回歸大自然,那一時刻也許遙遙無期,或許近在眼前,但在這之前,我們不能夠坐以待斃,要適時地抓住將要逝去的歲月,珍惜每一天,才不枉走這一回。青山上的花兒告訴我:生命的美麗綻放在春天;田野里的小溪流跟我說:我的生命,在酷暑為行人解渴;校園里的楓樹說:我用火紅的生命點綴傷感的秋日;門前的雪人說:有我在,冬天不再寂寞!夜晚,我做了一個奇妙的夢:天空湛藍如水,每個人都擁有一雙閃亮透明的翅膀,飛在空中,向招手……
大學交通安全觀后感6經濟的發展馬路上車輛川流不息的景象隨處可見。然而有些人交通安全意識的淡薄在車水馬龍的馬路上演了一幕幕不可挽回的悲劇。當你看到個鮮活的生命消失于車輪之下當你一陣陣歡聲笑語湮沒在尖銳的汽笛聲中當你面對那些觸目驚心的場景時能不感到痛心疾首嗎?道路交通安全事故依然事故領域的“頭號殺手”而悲劇的原因欠缺交通安全防衛知識自我保護能力差。
司機超載、無證、超速、酒后、疲勞駕駛等違規操作人騎著自行車在馬路上作秀一群小孩在馬路中間玩耍……這個鏡頭令我不禁捏了一把冷汗。
如今據統計每年人類因交通事故死亡77萬人也說每分鐘都有人離開中小學生的死亡也了33萬多么驚人的`數字!竟有那么多人時時刻刻都在離開中小學生盲視交通守則而慘劇的事例在周圍也經常某中學生騎著自行車“疾馳”在放學路上紅燈亮了在他眼里不他飛速橫穿馬路還在車上擺著姿勢甚至有時兩手離開車頭地騎車這時前面正有一輛大貨車駛來車速快而來不及剎車學生“嘭”的醫生迎面撞上了貨車從后面剛的一輛小汽車接著又撞上了貨車了三車連環撞得悲慘后來學生被送往醫院搶救無效死亡真一時放縱交通安全才斷送了可貴的生命!
關鍵詞:計算機科學與技術專業;人才培養目標;培養計劃;教學環節實施
中圖分類號:G623文獻標識碼: A
引言
隨著改革開放后我國經濟的不斷發展,以及各個行業和領域與世界接軌的進程的不斷加快,計算機科學與技術專業作為信息技術的一個重要方面已經受到了社會各界的重視。高等學校作為我國的高級人才的培養機構,肩負著為祖國培育新世紀專業人才的使命。所以,如何加強和改進我國的高校計算機科學與技術專業人才的培養,是一個關系著信息技術發展乃至整個社會經濟發展的重大問題。
一、專業建設與改革目標
結合目前國家對計算機科學與技術人才需求狀況,我校確立了計算機科學與技術專業建設與改革目標:第一,堅持以學生為本,以教師為主導,以能力培養為核心,培養具有“強能力、寬適應、重創新”的創新型人才。第二,根據信息社會的發展及行業發展對計算機專業人才的要求,從“強化基礎、突出實踐、重在素質、面向創新”四個方面深化課程體系、教學模式、教學內容、教學方法的改革,加強學生工程實踐能力培養,充分發揮學生的主體作用,激發學生學習的積極性和創造性。
二、計算機科學與技術專業發展存在的問題
(一)培養目標同就業需求錯位
高校培養的計算機科學與技術專業的學生理應同時掌握基本知識和技術,學生在實際計算機管理工作中也應該能夠勝任。但是目前高校的計算機科學和技術專業的培養目標還過分的重視其理論知識的學習,對學生實際能力的培養遠遠不夠,在這樣的情況下,培養出來的學生也就無法在工作中發揮作用,出現擇業就業難的現象。例如,在《計算機科學與技術》課程中,對于電路原理、模擬數字技術、計算機系統結構、匯編語言等一些主要的課程中,學生在掌握的往往是這些課程的基本理論。也就是說學生要掌握電路的基本原理是什么,什么叫模擬數字技術,計算機系統結構有哪些。在課程上,學生學習的這些基本的概念知識,而課程上學生并沒有實際操作,因此在實踐工作中也就得不到運用。
(二)計算機科學與技術專業培養人才過程中的關鍵問題
通過對傳統的計算機科學與技術專業人才培養觀念的了解,我們發現,該學科是一種基于算法理論的學科,要求良好的專業人才必須具備相應的算法知識和研究能力。也就導致了傳統的高校在計算機科學與技術的人才培養方面更加強調的是學生的學術造詣和研究潛力,這種教學觀念導致的直接后果是學生的研究能力的進步和創新能力的缺失。這種能力的失衡恰恰是和當下社會對于計算機科學與技術的人才的要求相違背的社會和用人單位需要的是更多的以操作和動手能力見長的畢業生。所以,我國的計算機科學和技術的人才培養中存在的主要矛盾和關鍵性問題就是高校畢業生的能力結構和企業要求的失衡。
(三)師資建設不夠完善
實踐中我們發現,目前我國從事高校計算機科學與技術的教師主要是專門的知識傳授型教師,他們長期的從事重復的理論教學工作,并不參與相關的計算機科學和技術的相關研究,也不從事其他的實踐操作和技術應用活動,單純的講授計算機科學與技術專業的理論知識。這種專職理論教師的教學活動,很大程度上決定了學生的學習模式,直接導致了學生在實踐環節的能力不足。另外,據統計我國現階段從事計算機科學與技術的教學活動的教師的整體素質和專業水平并不高,且在從事教學工作之后并沒有一個合理的發展和更新自身知識結構的有效途徑,導致了教師的理論知識的落后。
(四)計算機專業特色沒有突出
高校計算機科學與技術專業采用的教學計劃基本是一樣的,并沒有從學校的發展出發,很多學校照搬一些名校的教學計劃和大綱,使得學校自身的特色無法凸顯出現來。學校培養出來的計算機專業的學生和其他專業學生相比并沒有突出的特色。無論是專業學生還是非專業的學生他們所接受的計算機專業知識也基本一樣。因而使得計算機專業的學生沒有突出的特色。例如,計算機課程使用的基本教材同其它專業使用的教材一致,而計算機中實踐教學諸如電子工藝實習、硬件部件設計和調試以及工程實踐等學習,教師還沒有花太多的時間進行教授。
三、計算機科學與技術專業發展的措施
(一)明確人才培養目標
要進行專業建設,面臨的首要問題也即關鍵問題就是首先要確定培養什么樣的人才,也就是要確定專業人才培養目標。雖然目前計算機技術發展迅速,但計算機科學與技術專業卻面臨尷尬局面。一方面企業抱怨招不到合適的人才;另一方面,學生就業困難已成為一個普遍問題。究其原因,關鍵在于學校不了解企業對學生知識結構、綜合素質及實踐能力等方面的需求,也即專業設定的培養目標沒有同市場需求有效接軌。按照目前各工科高校的情況看,計算機科學與技術專業人才培養的目標主要集中為研究型和應用型兩類。為了明確我校計算機科學與技術專業的人才培養定位,結合目前市場對計算機專業人才的需求狀況、高等教育轉向大眾化教育的背景以及我校的具體辦學條件、我校計算機科學與技術專業的專業辦學條件及本專業所招收高考學生的層次等方面的實際情況,將計算機科學與技術專業的人才培養目標定位在“應用型”人才的規格上。但這里定位的“應用型”人才并非單純指《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》所指的信息技術專業方向所培養的應用型人才。除此之外,還包括軟件工程和計算機工程兩個專業方向所培養的應用型人才,是綜合這三個專業方向來進行人才培養的。
(二)課程設置與教學大綱的制定
課程設置和教學大綱的制定一方面參考《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》中對計算機科學與技術專業核心課程的設置建議;另一方面借鑒NIIT和QUT經驗,專業課參考嚴謹的產業調查結果,旨在培養工程實踐能力和職業素質強的工程技術人才,具有職業指向性強的特點。NIIT課程根據工業界和商業界實際項目開發的需要進行設置,它與IT行業的最新資訊緊密結合。這些課程以一個軟件工廠為模型,依據實際的工作環境進行設計。學生在學習的時候就能在與企業實際環境相類似的環境中學習和工作,這樣能幫助學生熟悉典型的企業中各組織機構的功能,便于學生在今后的職業生涯中,有能力為這些組織機構提供IT問題的解決方案。NIIT課程的特點在于它采用模塊化教學法(NES),重視以軟件訂單項目為基礎的專業實踐能力和實際操作開發能力的培養。
(三)加強實習和實踐教學環節
計算機科學與技術專業原安排的實習時間一般只有5~6周,本改革方案的另一個特色是把實習時間調整為一學期(第四學年下學期),讓學生充分了解社會需要,為畢業后的發展確定基本的方向。同時,應加強實踐教學基地建設,加強學生畢業設計的組織,提高畢業設計和畢業論文水平。舉辦各類培訓班、科技競賽、科研活動,組織學生參加等級考試、認證考試和技能考試,讓學生掌握更多的技能,提高學生的綜合應用能力和就業競爭力。開放實驗室,增加自主設計和創新實驗的比例,增強學生的動手能力。
(四)計算機科學與技術專業的知識體系
基于以上對我院該專業人才培養要求及課程設置原則的分析,該專業知識劃分應主要以計算機技術為核心基礎知識,服務于社會實踐的具體應用領域,從計算機學科的基礎理論知識到應用技術實踐的知識,都應存在于該專業的知識當中。因此該專業的知識結構應具備以下三個層次的知識:一是專業公共基礎理論,這是計算機科學與技術專業的科學技術平臺;二是專業基礎理論,該層次以第一層為基礎,按專業技術特征的不同側重點,分成不同的專業分支;三是專業應用領域的理論與技術,體現不同專業分支中的關鍵應用技術。
(五)拓展課模塊
拓展課模塊又分為專業拓展課和素質拓展課兩個層面且都屬于選修課,旨在訓練學生的實際動手能力和新知識的獲取、消化能力,培養學生的創新思維能力,能熟練應用所學知識解決實際問題。其中的專業拓展課為學生提供了該專業較為深層次和專業外延的相關課程;素質拓展課則為學生在人文藝術領域提供了可供選擇的課程,以提高學生的人文素質。專業拓展課主要有:計算機算法、Windows程序設計、多媒體技術、人工智能、數據庫應用開發、多元統計及應用、物流信息技術、Java程序設計、C++程序設計、Linux操作系統、信息安全技術、Web應用開發等課程;素質拓展課主要有:人文科學、自然科學、社會科學、中外文化、藝術體育等方面的課程。
結束語
計算機科學是一個技術發展快、更新快的學科,這也就決定了計算機科學與技術專業的課程體系具有相對的動態特性。因此,在制定計算機科學與技術專業的教學計劃時要以與時俱進的專業培養目標為依據才能設計出科學合理的、發展的課程體系,為學生提供良好的學習和實踐環境,有利于加強學生基本知識、基本技能的掌握,有利于學生創新思維能力的培養,為拓寬學生就業領域打下基礎。
參考文獻:
[1]段利華,顧應龍,左國超.計算機科學與技術專業現狀分析和人才培養模式改革研究[J].高等理科教育,2007,02:82-84.
[關鍵詞]2011AERA年會;教育技術;
[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-0008(2011)05-0003-12
一、會議概況
2011年美國教育研究協會(AERA)年會,于4月8日至4月12日在美國路易斯安那州的新奧爾良市召開,來自全球的逾13000名教育研究者參加了本次盛會。
本屆年會的主題是:“拓展社會想象力,以公共利益為導向的教育研究”(Inciting the Social Imagination:EducationResearchforthePublicGood)。本屆大會的主席KrisD,Guti 6 rrez在主題報告中引用了Mike Rose最近出版的“Why School?”一書中的質疑:學校將教育的目的過于窄化,從而忽視了更廣泛的目標:民主教育。Guti 6 rrez指出,在社會和技術劇烈變革的今天,教育研究不應只關注傳統的價值取向和目標,而應更關注國家政策和公共利益。教育研究應避免我們陷入簡化論(reductionism)、追求權宜之計(quick fixes)的困境,避免我們對教學、課程、評價、教師培養和教育改革形成過于狹窄的概念。
本次大會選擇這個主題,是希望研究者們探究在重新思索教育的希望和潛能的過程中,其概念、方法、政策、范式轉變與機遇,利用跨領域的理論和概念、整合的方法和研究途徑,回答更為廣泛的描述性和解釋性問題,從而促進國家政策和公共利益的建構與完善。
二、研究專題述評
我們在本次大會的2392場報告、圓桌會議、招貼、工作坊,總計8042篇會議論文中選取了與教育技術相關的“教學技術”、“學習科學”、“非正式環境中的學習”、“技術?教學?認知?學習”、“技術作為教與學的變革”、“教師專業發展”、“在線教與學”、“虛擬學習環境應用研究”、“新興技術”、“大腦、神經科學和教育”十個專題進行述評。
(一)教學技術
在本次大會中,“教學技術”專題下共計開設了21個主題,內容涉及“文化與多樣性”、“社會化”、“移動學習”、“技術評價”、“中小學教育”、“高等教育”、“教師教育”、“可視化?模擬?建模”、“在線學習”、“虛擬環境”、“游戲”等。
1.研究者們開始關注技術設計與應用中的文化、多樣性與社會化等問題
今年“教學技術”專題中包含了“Culture and DiversityinTechnology Design and Integration”、“Diversity andSocialization in Technology”、“Strategies for Socializationin Online andBlended Learning”三個主題。在這三個主題中,研究者們對技術設計和應用中的文化、年齡、性別、社會參與等問題給予了關注。
北科羅拉多州大學的Lori L.Sachau和Susan Hutchinson使用內容分析法,分析了美國20個州的Food stamp網站和20個墨西哥州政府網站。這些網站面向的對象均為說西班牙語的拉丁美洲裔人群,因此,均包含了一些與文化相關的因素。Sachau和Hutchinson按照10個文化因素,對這些網站進行了編碼。編碼結果顯示,美國網站中的文化因素很低,而墨西哥網站中的文化因素很高。研究者認為,這一結果說明Hofstede的文化維度理論可以為這樣的網站資源的設計提供有用的框架。
佛羅里達州立大學Fengfeng Ken與新墨西哥大學的DeanKwak、Alicia Fedelina Chave使用內容分析、訪談、調查等方法,根據在線學習者的文化和年齡特征,預測他們在三維在線互動中的表現和學習滿意度進行了探究。研究結果發現,年齡較大的學習者在有利于個人知識建構的在線互動中表現較弱。回歸分析和結構方程建模的結果顯示,學生所處的非主流文化會影響他們對師生互動、在線課程和遠距離教育的滿意程度。此外,猶他州立大學的Jonathan Michael Thomas在研究中提出了一個理論框架,用于詳細說明年齡較大的學生如何在課堂情境中使用信息技術時所遇到的困難與挑戰。
另一方面,德克薩斯州大學的Fanni Liu Coward、Steven M.Crooks和RaymondFlores開展了一項2*2的實驗研究。調查了不同性別的學生在使用動畫和靜態圖像進行學習時的認知差異。在他們的研究中,動畫和圖像的設計遵循了Mayer的多媒體學習理論。研究發現,女性使用動畫學習時表現更好,而男性使用靜態圖像學習時表現更好。
此外,普渡大學的Hans P.Aagar薪口Larissa A.Olesova調查了678名中西部大學的大學生,在混合學習環境中使用微討論工具(microdiseussion) Hotseat的情況。研究發現,使用Hotseat頻率越高的學生具有更高的社會臨場感和參與度,也因此獲得更高的成績。
2.學習者知識的獲得、非智力能力的提升成為研究的關注點
例如,俄克拉荷馬州大學的Mohamed Mostafa Ibrachim人考察了多媒體學習認知理論(Cognitive Theory ofMultimediaLearning,CTML)在教育視頻設計中的應用及作用。共計204名大學生參與了他們的研究,其中實驗組的學生使用基于CTML理論的視頻學習昆蟲學,對照組的學生則使用普通的視頻進行學習。實驗結果顯示,實驗組的學生在知識結構和知識遷移方面獲得更多地提高。
另一方面,學生的自我效能(self-effective)、自我調節能力(self-regulation)也是本次大會諸多研究者關注的問題。喬治亞南方大學的R,Caroline JonescChades Brent Hedges開發了一個測量工具SELMA,用于測量學習者在在線環境下,或者技術密集的異步學習環境中學習數學時的自我效能感,261名正在修讀大學代數課程的學生參與了SELMA調查。根據主因素分析的結果,量表最終抽取出因特網自我效能、數學自我效能、學術自我調節和數學自我調節四個元素。此外,喬治亞大學的
Thcodre J.Kopcha和圣地亞哥州立大學的Christianna L.Alger開展了一項調查研究。研究的結果表明,使用技術促進的師范生監督(Technology-Enhanced Student-Teacher Supervision,TESTS)的師范生表現出更高地自我效能水平。
3.在移動學習的技術設計、開發過程中應用設計研究的方法
倫敦都市大學學習技術研究所的John Cook、德國卡塞爾大學的Ben Bachmair和倫敦教育研究院的Norbert Pachler,曾于2010年提出移動學習的社會文化生態學(socio-cultural ecologyof mobileleaming)。在本次大會“教學技術”專題下的“PedagogicallyOrientated Mobile Learning Research:The Case of DesignResearch”主題中,他們和喬治梅森大學的Brenda Barman一起提交了三篇有關在移動學習設計中應用設計研究方法的論文。
Bannan認為,移動技術的加入,為原本就很復雜的學習環境增添了另一層技術功能可供性和限制性,使得正式教育和非正式教育之間的界限變得更模糊了。因此,在移動學習中應用設計研究的方法存在著更多地障礙和困難。而已被研究者們充分論述的綜合學習設計框架(IntegrativeLearningDesignFramework,ILDF),能夠為在設計研究境脈下檢驗應用研究和實證研究方法的整合情況提供框架。Bannan文章中綜述了GO Inquire項目、LETS GO項目等幾個移動學習設計研究的例子,這些項目運用了觀察、視頻分析、可用性設計和參與式設計等方法。這些項目的綜述將有助于引導研究者討論ILDF過程中其他相關的研究方法,從而為技術設計、開發和研究過程的整合提供指導。
在Bachmair、Paehler和Cook三人提出的移動學習的社會生態學中,有兩個重要的議題:個人占用(personal appropriation)和用戶形成的境脈(user-generated context)。其中,境脈的形成的是指當用戶主動地選擇、應用學習方案以滿足自身的需求時,工具所產生的一系列行為。在境脈形成的過程中,用戶是一個知情的參與者,而設計研究能夠解決設計這種場景所面臨的困難。Cook在文章中簡要介紹了CONTSENS項目中的四個案例研究,該項目的聚焦點即為設計能夠促進境脈形成的學習資料和活動。
Bachmair和Pachler以移動學習的社會文化生態學為基礎,根據在七所學校中開展的為期一年的移動學習項目中收集到的數據,探討了移動學習中的六個重要元素:非正式學習的整合、情景化學習的建立、學習與媒體境脈的形成、建立日常生活與學校工作之間的對話橋梁、支持學生日常生活中的出于教育目的媒體應用、建立響應學生發展和學習的境脈。同時,文章也對倫敦移動學習小組提出的概念框架進行了實證檢驗。
4.虛擬環境、游戲、在線學習方面的研究有所延續和深入
這其中的一些研究開始將技術的應用與學生的實際行為進行關聯。例如,雪城大學的分布式協作工程設計課程中的高級互動發現環境(Advanced Intrusion Detection Environment,AIDE),為學生提供了大量的同步在線工具和交流設備。Yiyan wu對學生選擇和使用這些工具,以及小組成員間的社會交流進行了分析,描述了不同小組的社會交流圖式是如何與該小組的技術使用圖式相關聯的。
另一方面,研究者所使用的研究方法也日益多樣化。例如,俄克拉荷馬州立大學的PahsaAntonenko和堪薩斯城兒童醫院的Serkan toy使用多元聚類算法(multivariate clusteringalgorithms)分析在線學習環境的登錄數據。這一算法使得研究者可以根據學習者參與的活動類型,對點擊流數據進行歸類。他們陳述了在在線問題解決環境中,如何使用K-means聚類分析和Ward’s聚類分析,同時也指出了使用聚類分析方法分析學習者在線行為的優勢和缺陷。
(二)學習科學
本次大會的“學習科學”專題下共設10個主題,內容涉及“數學與科學”、“身份認同”、“游戲設計”、“課堂互動”、“學習科學方法論”等。
1.研究者們對學習科學的熱點聚焦之一的“身份認同”進行深入探究
賓夕法尼亞大學的Deborah A.Fields認為,太多的研究只關注“實踐”和“敘述”兩者中的一個,于是他使用身份認同的三個分析視角,來理解青少年在跨越情境和時間的情況下是如何形成身份認同的。他認為,身份認同應該包含嚴格區分但又密切相關的三個概念:實踐中的身份認同(identities―in-practice,即時活動),自我敘述(self-narratives,自我理解)和他人敘述(others’-narratives,其他人對某人的理解)。Fields的研究跟蹤了4名1l歲的孩子,對這些孩子在班級、體育活動、和同伴玩耍、和家人一起等不同情境中的行為,進行了觀察錄像(共計280/小時),并對四名對孩子的生活起重要作用的年輕人進行了訪談(共計60次),對不同情境中身份認同的軌跡建構進行了分析。通過對其中一位名叫célie的孩子的個案分析,Fields指出了在不同的情境中,不同的實踐、自我敘述和他人敘述三者之間的互動,是如何塑造出身份認同這一不同軌跡的。
James Gee的理論主張,每個人在不同的情境中都具有四類身份認同:自然身份認同(Nature identity,指代個人的生物學特征)、機構身份認同(Institutional identity,指代與社會和組織結構相關的個人特征)、對話認同(Discourse identity,指代社會互動中產生的特征)和類同認同(Affinity identity,指代個人的興趣、愛好等)。但在不同的情境中,每類認同所表現出來的程度有所不同。加州大學戴維斯分校的Cynthia CarterChing以Gee的理論為起點,使用扎根理論、詮釋學對話、案例分析的方法,對在線課程以及參與課程的37名教師的播客進行了分析,指出在博客這一情境中,對話認同是最初的聚焦點。
佛羅里達大學的Ben Devane在進行了為期四年的基于游戲的學習社區CivWodd的探究中闡述了兩個問題:(1)基于游戲的學習社區中關于身份認同的信息是如何隨著時間的推移而呈現出來的?(2)我們是如何理解身份認同在不同的時間標度上形成的過程?他將身份認同視作是在不同時間標度內發生的,內部相互聯系過程的多層次系統。研究以一個8歲的非洲裔美國人Salim為例,通過使用人種志話語分析框架,對50個小時的互動數據進行分析,可以發現他的認同努力(identity work)可以被
認為是一種身份認同的紐帶。通過這一紐帶,在特定的時間范圍內,身份認同的不同軌跡和認同努力在多個層面上相互交織在一起。
2.兒童的直觀概念作為科學學習的基礎
美國國家科學基金會(NSF)的Gregg solomon認為,如何將兒童認知能力的研究與早期教育情境中科學和數學的教學方法結合起來,是NSF及教育科學與工程評價項目(Research and Evaluation 0n Education in Science and Engineering,REESE)的主要關注點之一。美國羅格斯大學的Roche!Gelman),為,學前兒童經常基于感覺做出判斷,這些判斷可以作為兒童學習的基礎。在Gelman的研究中,兒童們圍坐一圈,輪流觀察一個蘋果,研究者記錄下兒童的回答。隨后,兒童們開始推測蘋果里面是什么樣子的并切開蘋果檢查他們的推測。之后他們又開始對比和比較兩種不同的水果,使用放大鏡做更細微的觀察。隨著時間的推進,兒童對于“水果”一詞的理解更有意義,知識組織得更有條理。
此外,密歇根大學的E.Margaret Evans和Jonathan Lane通過兒童對共同祖先和自然選擇這方面的研究發現,兒童的直觀概念為他們的科學理解提供了堅實的基礎。加州大學伯克利分校的Kathleen E.Metz對關于小學低年級階段進化論課程的教與學進行了研究。研究者通過植物學和動物學兩個課程模塊來確定教學內容。隨著時間的推移,通過前后測和嵌入式評價對概念性發展做出橫向分析,發現學生對進化論的了解加深了。此項研究揭示了小學生能夠掌握一些自然選擇機制的核心觀點,并利用這些觀點闡釋生物機制的改變。
(三)技術?教學?認知?學習
本次大會的“技術?教學?認知?學習”專題共包括11個主題,內容涉及“知識地圖”、“計算思維”、“高級認知”、“高級學習”、“學習環境”、“教師教育”、“適應性教學系統”等方面。
1.計算思維(ComputationalThinking,CT)的定義、教學策略和支持
例如,加州大學圣他庫斯分校的Linda L_Werner等人報告了正在進行中的研究:使中學生參與計算思維的策略研究。他們認為,計算思維作為在信息社會中發展所需的關鍵技能,受到學者們越來越廣泛的關注和研究,但是如何使中學生參與計算思維卻沒有具體的指導。其中一個原因是目前計算思維的概念在學者間還沒有形成統一的共識,但教育工作者需要更明確的定義、教學策略和評估工具以支持學生培養和發展計算思維。在本次大會中,他們報告了在研究中用到的使中學生參與計算思維的策略,并對研究中對這些策略的有效性的評估方法進行了介紹。目前為止的研究結果表明,合作解決問題的學生相比單獨解決問題的學生,有著更加頻繁和復雜的計算思維活動。
圣塔菲研究所的Irene Lee在本次大會中介紹了GUTS項目中所用到的教學方法和用以評估學習者計算思維的考察方法,探討了如何在復雜系統中通過建模和仿真培養學習者的計算思維。GUTs是一個在暑期和課余時間開展的關于科學、技術、工程和數學的項目。參加項目的中學生將對社會的實際問題進行調查和模擬。在GUTS項目中,建模和仿真是培養學習者計算思維的主要方式。學習者在理解、研究和解決實際問題過程中進行計算思維。研究結果表明,參與者學會了組建自己的模型,鍛煉了能力,計算思維作為一種問題解決方式也被采用。更為重要的是,參與者能夠將計算思維遷移到其他實際問題中。Irene Lee指出這項研究的意義在于:(1)介紹了一種中學生的計算思維在實踐中的表現模型;(2)建議了一種培養計算思維的教學過程;(3)提出一套用以評估青少年計算思維的工具。
2.適應性教學系統(Adaptive Tutoring Systems)仍是研究的熱點之一
蘇塞克斯大學的Benedict du Boula介紹了動機在智能教學系統(IntelligentTutoring Systems)和其他適應性教學系統中的角色。在智能教學系統和智能學習環境領域中,Boulay致力于研究此類系統和環境在知識和技能獲取中發揮的作用及其在中小學、大學和公司培訓中的應用,目前研究圍繞著元認知――學習的情感和動機層面而不是僅限于認知層面。例如,幫助學習者管理和調節自己的學習,通過采用長期有效的策略,采用系統游戲化(gaming the system)來避免短期的不適應等;幫助學習者調節伴隨學習產生的不同感受;探索激勵和促進學習者進一步學習的方法等。在本次大會中,Boulay回顧了在Sussex研究中針對這些“元”問題用到的方法,探討了系統是如何處理這些動機問題的。
“技術?教學?認知?學習”專題的主席,來自MERGE研究所的Joseph M.Seandura,他是雪城大學、密歇根大學、MIT、斯坦福大學、佛羅里達州立大學、賓夕法尼亞大學等多所高校的名譽教授,曾發表200多部公開發表物,其中包括8部有關心理學、軟件工程、人工智能、數學教育和教學研究的書籍。Scandura教授是結構學習理論(Structural LearningTheory)的提出者,《數學教育研究》雜志創辦人,《結構學習和智力系統》雜志總編輯。同時,他還是美國心理學協會、IEEE、ACE、AERA成員,曾多次在在AERA、國際心理學大會、軟件技術會議等會議上組織分會議、發表講話。在本次大會上,他介紹了“TutorIT數學”(WWW.省略)。由美國國家科學基金會(NSF)資助的TutorIT數學提供了一種將自動化(automation)運用于教育的新方法。TutorIT學教程可以動態地調整教學內容以滿足學習者個性化需求,迅速判斷學習者已經掌握和未掌握或需加強的學習內容,然后組織并呈現與學習者當前學習能力最相關的學習內容。TutorIT學教程能夠保證學生掌握各種數學技能,學習者在選擇學習內容后,只要能完成一個給定的TutorIT數學教程的學習,就能夠掌握這種技能。TutorIT數學是基于計算機的教學(CBI)系統的一個重大進展。其他CBI教學本質上都遵循相同的模式:提供教學,然后進行測試,看學習者掌握了哪些內容,是“一種教學適合所有學生(One size fit all)”,沒有提供“一個學生對應一種教學(One-to-One)”的個性化關注。TutorIT學的目的不是要取代教師,而是通過比任何人或教科書更有效地完成教學中可以自動化的部分的方式,支持傳統教學。
(四)非正式環境中的學習
本次大會中,“非正式環境的研究”專題下共設8個主題,但相關的研究在“學習科學”、
“在線教與學”等其他專題中均有所涉及。
1.場館中的學習仍然是非正式環境研究的重中之重
蒙特利爾大學的Arme-Marie Emond主張文化機構中的研究
必須關注參觀者與藝術品的互動交流,這樣才能引導藝術博物館的專家設計藝術品以及確定它們的擺放位置。但文獻中卻鮮有藝術博物館研究如何引導博物館專家更好理解參觀者與藝術品的互動。為了完全理解參觀者的想法以及使展品變得有意義,必須記錄參觀者之間的對話。另一方面,研究者們認為,科學學習的動機、好奇、情感的參與以及意愿堅持都是科學學習的重要方面。杜蘭大學的Lisa E.Szechter和Elizabeth J.Carey主要探究學生的科學態度是否能夠決定他們對待兩種不同展品時所做出的行為。實驗包含兩個任務導向不同的展品。一個有明確的目標,另一個則無。對科學有著極大興趣的學生對開放式的展品即沒有明確目標的展品,表現極大熱情并且對其做觀察記錄。研究證明,觀眾在展品中表現出來的態度就決定了他們的觀察方式。美國阿克迪亞大學的Julia D.Plummer和Kim J.Small采訪了36名天文館專家關于他們設計學習環境的信念以及對觀眾的期望。研究揭示了天文館專家比起其他非正式研究者們更重視知識的增長。
2.認為兒童科學教育的重要性在于一個事實
科學知識是廣泛參與民主社會的基礎
這個論點中隱含的一個假設是,利用科學作為理性思維。美國西北大學的Pryce Davis對一個有關科學對話的電視節目進行探究,主要展示參與者是如何使用媒體產物的知識對假設做出判斷。研究結果證明,在眾多公共知識范圍里,獨立的科學知識不能走向成功的道路。科學學習無處不在,學習資源更是廣泛地存在我們生活的環境中。密歇根大學的JonD,Miller使用長達22年的針對美國青年的縱向研究(Longitudinal Study of AmericanYouth,TheLSAY)報告中的數據,介紹了美國年輕人對不同層次――因特網、電視、書籍、雜志、博物館、動物園、水族館、天文館,以及俱樂部還有一些機構組織的非正式科學學習資源的使用情況。該研究從1987年開始調查這些7到10年級的年輕人,獲得了大量非正式科學學習的實質內容,并揭示了大學水平的科學課程,是促進非正式科學學習資源使用的主要因素。
(五)技術作為教與學的變革
本次大會中,該專題下共設13個主題,內容涉及“分析和評價教師知識”、“K-12在線學習”、“教與學中的技術”、“教與學中的游戲與設備”、“教與學中的社會工具”等。
1.TPACK相關研究仍舊受到不少研究者的關注
在“AnaIyzjⅡg and AssessingTeacher Knowledgeand Practice'’主題中,研究者們就教師TPACK水平的測量和評價進行了探討。這其中的一些研究主要關注TPACK評價量規的開發與建立。北卡羅來納大學的David K.Pugalee和俄勒岡州立大學的Margaret L_Niess認為,盡管目前已有不少研究者開發過不同的教師TPACK評價量規,當前有關TPAcK評價的研究將TPACK的結構過于簡單化。他對之前的TPAC商平價研究進行了綜述,提出要建立一個完善的評價量規。又如,蒙大納州立大學的Nicholas Lux、Art W.Banget和波士頓太學的David Whittier開發了一份職前教師TPACK調查問卷,并使用探索性主因素分析、驗證性因子分析對問卷的題目進行了刪選。最終問卷保留了除去TCK外的六個部分,共計25道題目。同時,TPACK概念的提出者Mishra和Koehler也指出,測量工具的信度和效度是當前研究的核心問題。
此外,另一些研究則關注在各項教師教育項目中,教師TPACK水平的變化與發展情況。例如,斯塔頓島大學的IrinaLyublinskaya和Eleni Toumakj開發了一套量表,用于評價教師的書面文本和行為。這些教師在紐約的公立學校教授綜合代數。為期一年的PD課程要求這些教師在課程中使用TI-Nspire技術。研究結果顯示,教師TPACK水平的變化并非線性。如果教師的TPACK水平更高,學生的成績更好。特拉華大學的Chrystalla Mouza、Sule Yilmaz Ozden、Rama Nandakumar與弗吉尼亞聯邦大學的Rachel A.Karchme用Schmidt等人的問卷,對職前教師的TPACK進行了測量,發現在技術整合課程的前后,教師們的TPACK知識獲得了很大地提升。此外,美國開展了一項大規模的專業發展項目,培訓教師將筆記本、移動設備和其他工具整合到中學的課堂中。內華達大學的NealStrudler、P.G.Schrader和克拉克郡學區的Loretta Asay對該項目對的影響進行了調查。發現該項目有效地影響了參與者的態度、自我效能和TPACK水平。
2.技術使能的評價(Technology-Enhanced Assessments,TEAs)
如今。通過技術傳遞的評價在各級測試機構中已成為趨勢。然而僅僅是將紙筆測驗進行數字化并不能發揮出TEAs的潛在優勢。為了設計和傳遞易于被廣大學生獲取的、精確的測試,TEAs可以和通用設計(UniversalDesign,uD)的原則無縫地結合在一起。在“Technology as anAgent for Change inRethinking the Design and Delivery Of Assessments for AllStudents”主題中,研究者們深入剖析了TEAs是如何使得更好的評價和測量得以實現、如何促進測試的可獲取性以及測試評價的有效性等議題。
哈佛大學的Jody E.Clarke-Midura的研究采用以證據為中心的設計(Evidence Centered Design,ECD)框架,設計評價并確保其有效性。通過ECD框架,研究者們將需要測量的知識、技能和能力與可觀察的任務關聯起來。在本次大會中,他進行了演示,舉例說明研究中所設計的TEA是如何提供有關學生認知路徑(cognitive pathways)的相關信息。在他的研究中,TEA不僅僅計算點擊的次數,還對學生在探究問題中的行為進行捕捉和解釋。目前,clarke-Midura正在開發在線報告形成工具,為教師提供及時的反饋。此外他也將開發量規和算法以解釋和分析不同學生的認知路徑。
(六)教師專業發展
有關教師專業發展的研究在多個分報告和特別興趣小組中均有涉及。但總的來說,這類研究仍舊可以大致歸為兩類:技術作為教師專業發展的工具與途徑,以及教師的教育技術能力。
1.視頻分析作為促進新手教師成為專家教師的方法
視頻在促進教師反思方面的作用一直是一個研究熱點。在本次大會的“技術?教學?認知?學習”專題下的“Acceleratingthe development of expertise in classroom teaching'’主題中,研
究者們探討了視頻分析的教學方法在促進職前和在職教師成為專家教師中的作用。研究者們認為,如果教師能更好地分析課堂,更好地關注課堂中學生的思維發展,并因此更好地開展以學生為中心的教學,學生將獲得更多提升。
加州大學洛杉磯分校的Karen B,Givvin、Catherine T,Chen、HelenE.Garnier登人,介紹了科學教學分析視頻案例(Videocases for Science Teaching Analysis,VISTA)項目的開展情況。在該項目中,5個在線模塊被開發用于支持K-8職前教師教授科學方法論課程,重點是教師對課堂中學生的思維和科學內容故事線的關注。共計30名教師參加了項目,其中的7名組成了控制組,剩余的23名組成了對照組。教師觀看四段五分鐘長的視頻,并對視頻做出教學、學生和教學內容三方面的書面評價。多層線性分析的結果顯示,VISTA項目促進了職前教師的課堂分析能力。
加州大學爾灣分校的Elizabeth A.VanEs、Mary E.Cashen和Anamarie Auger的研究,同樣關注職前教師是否能夠在職業生涯的早期學會關注學生的思維,并根據觀察所得的情況,開發更具學生中心性的教學。研究發現,參加基于視頻課程的教師對課堂的關注點確實發生了轉移,但是每位教師轉移的方式不同。一些教師開始關注某幾個學生的觀點,另一些教師則關注整個班級的學習情況。但總體來說,教師們還投有將有關學生學習的證據和自己的教學對學生學習的影響聯系起來。
南伊利諾伊大學的Peter Fadde和Vien Cao的研究,將已經在體育界、醫療界和法律界得到廣泛和充分應用的基于專家的培訓的理論框架(Theoretical Framework Expertise-based Training,XBT)作為教學設計的理論框架之一。在他們的研究中,專家教師和新手教師都對同樣的視頻進行編碼。新手教師完成編碼后,將自己的編碼結果與專家教師的進行對比,并對其中的差異進行書面的反饋。
2.教師的教育技術能力依舊是研究者們關心的一個問題
例如,普渡大學的Ayesha Sadaf,Tim Newby和Peggy AErtmer對職前教師將Web 2.0整合到未來課堂中的觀點、傾向,及其影響因素進行了調查。他們使用解構式計劃行為理論(Decomposedtheory of planned behavior)作為理論框架,分析所收集到的數據。研究發現,職前教師傾向于在未來的教學中整合博客、維基和社會網絡工具,而他們對Web 2.0技術有用性的看法是影響這些整臺傾向的主要因素。又如,匹茲堡大學的Peter Samuelson Wardrip和Louis M.Gomez凋查了教師是否、以及如何在教學工作中利用學生的社會網絡數據。研究發現,教師會根據學生的社會網絡數據,設計各種分組策略,以促進學習并建立正面積極的課堂文化。此外,一些研究者就教師對技術整合的看法進行了調查,其中包括教師的教學信念和技術整合、學生學習的關系、教師的反思對教師技術整合理解的發展作用。
(七)在線教與學
在本次大會中,“在線教與學”專題下共設8個主題,內容涉及“美國K-12教育中的在線學習”、“在線討論的方式”、“在線環境下社會臨場感的建立”等。
1.支持在線教與學中的討論、交流與互動,促進學生的思維發展
西蒙弗雷澤大學的Alyssa F.Wise、Farshid Marbouti等研究者共同探究了在線學習論壇中學生互動的不同形式,根據學生在論壇中表現的行為,劃分為三種類型:周密型、自我監控型、獨立型。周密型的學生完全按順序閱讀所有的帖子,再訪大量不同的告示。自我監控型的學生則花大量的時間檢查他,她的帖子是否有回應,繼而對他/她自己的帖子進行編輯或者回復。獨立型的學生僅僅是把論壇作為他/她個人自我反思的工具。另一方面,如何更好地設計在線討論或組織在線討論,這需要技術支持。印第安納大學的Craig D.Howard和Rodney D Myers為在線異步討論提供了視頻注釋的技術,不再受時間和空間上分離的局限,極大提高了學習者的在線交互水平。此外,支持在線學習的討論工具一直是研究者們研究的重點。海伍德社區學院的Marlowe Mager和Steven Houlet呸有西卡羅來納大學的Meagan Karvonon。對在線討論板(DBs)和學生成績之間的關系進行了探討,回答了以下三個問題:(1)什么影響了教學設計、教學參與以及學生在DBs中的學習成績?(2)參與DB的學生是否能預測到在隨后的課程學習中的成績?(3)成績不同的學生是否能在他們所發的帖子中表現出極大的不同?
2.從在線教與學的視角出發研究社會臨場感問題
科羅拉多大學的Patrick R.Lowenthal和Jatma c.Dunlap認為,社會臨場感或許是解釋人們如何在線互動的最佳原因。在線教育者們試圖在教學過程中,以不同的方法來建立該課程的社會臨場感,但迄今為止,研究者還不能確定采用何種最好的教學策略來創建社會臨場感。喬治梅森大學的Lyrmo Sehrum、MaryEnglish和Lyndsie Galizi根據社會臨場感理論,為社區學院的老師和學生提供課程資源和創新性策略,并為其創建學習共同體。研究數據來源于教師每周的日記、研究員每周生成的提示,以及兩月一次的小組討論。對收到的數據進行質化研究并對其主軸編碼(axial coding),研究結果顯示,創建社會臨場感是一個需要時間、精力和信任的過程,一旦確定社會臨場感,在線互動就能漸漸開展起來。
(八)虛擬學習環境的應用案例
本次大會中“虛擬學習環境應用研究”專題一共聚集了有關“虛擬環境中的”、“虛擬學習環境的應用研究”、“關于新媒體的創新評估(虛擬+游戲+混合現實)”、
“虛擬世界教育研究”、“虛擬世界應用于教學和學習”等8個主題。
1.教育者對多用戶虛擬環境的看法
為了解教育者對多用戶虛擬環境(Multi-UserViralEnvironment,MUVE)用于教學的看法,新西蘭梅西大學的Vimani Gamage、AlexeiTretiakov和BarbaraCrump開展了一項定性研究,實驗數據來源于對參與實驗的教育者進行半結構化訪談和問卷。問卷以使用MUVE教學的潛在好處及影響技術采用的因素為核心,采用開放式問題以鼓勵實驗參與者詳談他們的觀點和看法。實驗結論包括:(1)在使用方便性上,許多教育者認為參與者在游戲玩家/非游戲玩家、男性/女性、“數字時代的土著民”/“數字時代的移民”這三方面差異是導致使用差距產生的可能原因。(2)很多教育工作者認為MUVE與電腦游戲間的相似性是MUVE被采用的障礙,因為“人們會將MUVE中的任何事物
都當成是游戲,重視度不及以正規形式出現的內容”。關于流體驗,研究者們擔心學習者在MUVE中的注意點是與學習無關的方面,同時也擔心沉迷成癮。(3)對于MUVE中的情感連接,學者們表示懷疑。研究表明,有使用Second Lifr教學經驗的教育者和那些沒MUVE經驗的教育者在使用上差別不大,盡管沒有相關經驗的教育者在使用MUVE上比較謹慎,但兩個組XCMtE應用于教學的整體態度還是積極的。
2.虛擬環境中的評價問題
電腦和3D浸入式虛擬環境的出現,為學生學習行為研究提供了方便,研究者能夠在學生學習過程中收集研究的相關數據。但鑒于3D浸入式環境的開放性和探索性特點,如何在3D浸入式環境中設計和開展評估活動成為關鍵。在本次大會中,哈佛大學的Michael Charles Mayrath等人介紹了一種在虛擬環境中設計評估活動――基于證據中心設計的框架。評估活動能為檢測學生的知識、技能和能力(KSAs)水平提供依據。資料觀察和測試數據分析結果表明,這個框架在系統設計虛擬世界評估活動中是可行的。來自亞利桑那州立大學的Brian c.Nelson等人,則探討了視覺信號技術(visual signalingtechniques)對學習者外在認知負荷和評價有效性的影響。研究結果表明,視覺信號技術可以降低學生外在認知負荷且能夠提高評估有效性。
此外,開放式虛擬3D環境中嵌入自動的評價系統,已經成為了最近研究的一個焦點。一些支持評價的模型也得以開發,用于指導技術的設計以支持教師和學生。最近這方面的研究表明,任務所花費的時間、行為的精確性以及完整性都是有用的指標的。然而,當設計者和開發者面臨決定在哪里、如何有效地實施技術結構以支持核心功能時,他們還需要更好地指導。猶他州立大學的Brett E.Shelton、Jon Scoresby、Jeffrey Olsen、Mary Ann Prlin和Chad Coats的研究,就為有效的開發策略提供了借鑒。Kurt D,Squire等人則探討了在數字化學習環境中研究嵌入式評價策略的有效性問題。
3.虛擬世界中的人物化身(Avatar)
虛擬世界為用戶提供了諸如視頻、音頻和文字等多種交流渠道,使得以計算機為媒介的沉浸式交互成為可能。而以“化身”為中介的身勢語及物理操作則更加豐富了這些功能。在這個虛擬環境中,教師和學生相當于雇傭了一個“化身”在虛擬環境中建立起他們在課內和課外的社會存在。
圣地亞哥州立大學的sabine Karine Lawless-Relfj等人分享了她們“Second life中教師‘化身’的社會存在和行為表現”的研究。Karine和Reljic的研究致力于Second Life在高等教育的應用,他們認為,教育研究者已經在研究教師即時行為對學生感知教師社會存在、學生滿意度、動機和學習的影響,但極少有研究者注意到在3D虛擬環境中即時行為的影響或代表教師的“化身”的即時行為影響。因此,他們采用兩因素混合設計研究法,分析了Sencod Life中教師“化身”的即時行為與學生感知的教師社會存在、學生“化身”共同在場和學習結果的關系,并對當前及未來使用教師“化身”提出了一些建議。例如,使用教師“化身”時要注意副語言行為,如音質特征、情感和韻律特征和非語言行為,如人際距離、手勢語、人臉表情、唇部同步和目光接觸等問題。
阿肯色大學的Dennis Beck介紹了“化身”選擇對教師對學生成功的期望和觀點的影響。在MUVE中,學習者可以以“化身”的形式與空間中的其他用戶及環境物體進行實時交互,也可以通過自定義種族和性別等信息選擇不同外表的“化身”。Dennis Beck研究旨在分析學生“化身”的選擇,對教師預期和感知的影響。在研究過程中,SecondLife中的教師被要求瀏覽學生“化身”的成績單、圖片和視頻,然后填寫調查問卷。研究結果表明,學生對“化身”的種族和性別的選擇,在一定程度上會影響教師的預期和感知。
(九)新興技術
從本次大會參與者提交的論文中我們發現,國外的一些研究表現出了對新興技術的快速反應與跟進。這些新興技術包括近兩年來在國內外流行的微博客、電子書和Apple系列產品。,
1.研究者圍繞Apple系列產品展開了初步地研究
德克薩斯大學附屬小學的Benjamin Paul Kramer開展了一項質性研究,調查iPod對9年級英語學習者的閱讀學習的影響。研究者在iPod中存入了閱讀文章的完整音頻文件和自行設計的播客,對書的章節進行概要講述。研究的重點放在iPod對學生閱讀文本、參與課堂活動的促進作用。研究結果顯示,iPod被廣泛地認為提供了學生在課外時間中學習的學術支持。
2010年1月27日,在美國舊金山歐巴布也那藝術中心舉行的蘋果公司會上,Steve Paul Jobs親自了傳聞已久的平板電腦iPad。時隔一年多,哥倫比亞大學教師學院的TingYuan、Hui Soo Chae、Gary J,Natriello、George Natwi、Pranav Garg、Zhou Zhou、Joarme Agnitti等人,就在本次大會的“教與學”分報告中的“FromiPadsto podcasts:Alook at socialmedia and 21st-century learning”專題、“技術?教學?認知?學習”主題的海報專題
“Issues in technology,lnstruction,cognltlon,andlearning”中,展示了兩項有關iPad的初步研究。
其中的一項研究調查了高中生如何看待使用iPad中的e―book閱讀器進行學術工作,并開發了用于未來有關e-book用于學術閱讀研究的調查方法。根據創新推廣理論(innovatlon difffisiontheory),研究者設計了一份開放式問卷,并對學生使用iPad進行閱讀的過程、他們選擇iPad中的e-book閱讀器進行學術閱讀進行了訪談。學生X~iPadWe-book閱讀器給予了積極的反饋,然而在選擇閱讀器進行學術閱讀時,不同的學生給出了不同的答案。研究結果表示,要將這類工具引入學校教學仍需謹慎。
第二項研究對八個iPad電子閱讀器的六大功能進行了考察,以評價每一個電子閱讀器對支持學術工作的有效性。考察的結果與12位大學生、研究生認為的有用功能進行了對比。研究結果表明,如今常見的iPad上可用的電子閱讀應用和參與者所期待的學術型電子閱讀器之間,還存在著一定的差異。尤其是參與者認為的學術型電子閱讀器應具備的核心功能,目前還沒有得以實現。因此,研究者認為需要針對高等教育機構中積極地、參與式的學習,設計電子閱讀器模型。
盡管這兩項研究屬于預研究,且只針對iPad中電子閱讀器
應用,沒有涉及到其他豐富的應用,但我們仍舊看到了研究者們對iPad這樣的新興技術進行深入研究的勢頭。而另一方面,國外的一些學校已經對iPad的出現做出了反應。例如,美國的Lake Minneola High School就開始選擇使用iPad作為學校今后的學習設備。該學校投資70萬美元給學生購買了1750臺iPad,成為了佛羅里達中部首所給學生提供蘋果iPad的公立學校。到9月份,該校的學生就將人手配備一臺嶄新的iPad。負責這一項目的創新性學習管理人Kathy Halbig表示,iPad的使用將改變該校學生學習方式和教師的教學工作方式。
2.電子書、微博客的教育用途也成為一些研究者的關注點
堪薩斯州立大學的Marilyn Kaft和Lotta Larson對電子書如何支持有閱讀障礙的學生,以及電子書閱讀器如何促進讀者群體進行了研究,認為電子書的使用為差異化閱讀教學提供了一條新的途徑。田納西大學的Anne McGill-Franzen和德州女子大學的Maria Cahill,則檢驗了學生在接觸到和自由使用了一種專門為兒童設計的電子書(moving picture book)后的偶然性閱讀學習情況。
近兩年來,在國內非常流行的微博客也受到了一些研究者的關注。韓國大學的16名研究生參與了一個混合學習環境。在為期13周的學習中,他們使用了帶有微博功能的智能手機。韓國大學的VnjungKo等人通過T檢驗、半結構化訪談、內容分析,發現TWjtter活動有助于促進參與者的社會臨場感。美國大學的Margearet Austin Powers和布爾茅爾學院的HowardM,Glasser使用社會文化視角和扎根理論(grounded theory)的研究方法,調查了文學藝術研究生在使用Twitter微博平臺時的反饋和經歷。研究表明,研究生使用Twitter的經歷,支持了積極的、非傳統的師生關系的建立,以及更深層次的自我認同(self-identity)和理解。
(十)大腦、神經科學和教育
該專題下共設5個主題,內容涉及“任務設計與分析”“教育神經主題調查”以及一些教育神經研究案例。
1.教育神經科學研究中的測試任務設計與分析
認知神經科學與數學教育兩個領域已經開始形成交叉。研究者們認識到,在學科交叉形成的初期,最重要的是關注任務刺激的設計。設計良好的測試任務既符合數學學科的原理,又適合腦電圖研究,是跨接數學學習的社會、行為世界和大腦功能的物理和神經活動的橋梁。在“The Centrality of Task Designand Analysis for Documenting the Neural Basis for MathematicsLearning'’主題中,研究者們就這一問題進行了探討和研究。
一些研究者從聯系教育神經科學與數學教育的角度出發開展研究。例如,喬治梅森大學的Anthony E.Kelly認為,偏序集(Paially-Ordered Set,Poser)為描述認知功能的細節面貌提供了豐富的數學模型。鑒于認知狀況是分層次的,Poset是認知能力的合適模型。其目的是,可以根據某個學生的可觀察的反應確定他所處的、最有可能的認知狀況。而Poset方法也適用于神經科學的評價,這為此類研究提供了可共享的任務設計原則。又如,加州大學爾灣分校的Michael E.Martinez和KIDLABe的Mary Layne Kalbfleisch為了跨接這兩個領域,探究了兩者的社會結構(social fabrics)。他們調查了兩個領域的研究者是如何看待知識建構過程的,并探究了研究者們觀點的差異如何增加了建立跨領域的理解的困難性。最終,他們發現一些概念成為了焦點,對兩個領域的研究都具有一定的意義。
另一些研究者則從探究數學思維的角度出發開展研究。例如,KIDLAB的Mary Layne Kalbfleisch針對數學學習和認知中的重要元素“流動推理”(fluid reasoning)能力進行調查,展示了表征自然認知能力的重要性,以及分離出支持自然認知過程的基礎技能的重要性。又如,俄勒岡州立大學的John YBaek和印第安納大學的Richard Lesh使用了一種稱為“模型抽取活動”(model-eliciting activity)的數學學習任務,抽取出問題解決境脈中的數學思維,澄清數學思維的本質并將其建模為大腦活動,從而解決神經科學研究中數學學習任務過于簡單的問題。
2.神經科學技術在教育研究中的應用
在“Investigations,insights,and issues”主題中,研究者們分享了值得研究的神經科學和教育主題,并對這些研究進行了討論。這些研究均涉及到具體學科的學習。例如,斯坦福大學的Jessica Tsang等人使用功能磁共振成像(Functional MagneticResonance Imaging,fMRI)技術,探討了“知覺動作技能是否與抽象的數學概念相關”的問題…。佛羅里達中央大學的Enrique Oritiz在數學和閱讀流利程度測試中,使用了功能近紅外成像(functional near-infrared imaging,FNIR)技術。該項技術能夠對大腦功能進行成像并對血液流動的變化進行測量。而血液流動的變化表示了思考、計算等心理過程的發生。又如,臺灣國立高雄師范大學的Chia-Ju Liu~llHoun-Lin Chiu記錄了被試在進行二維化學結構配對時的事件相關電位(Event-Related Potentials,ERPs),發現當學生需要進行心理旋轉(mental rotation)時,反應時間變長。
我們注意到,近三年的AERA大會均開設了“Brain,Neurosciences,and Education”特別興趣小組,但相比其他主題和分報告,該主題下的論文數量并不多。另一方面,2011年1月9日和lO日,國內首屆教育神經科學國際研討會在華東師范大學舉行。因此,盡管目前連接神經科學與教育學兩個領域仍需更多的努力,但從國內外的研究現狀中,我們仍舊不難看出,教育神經科學將是未來國內外教育研究的一個發展方向。
三、研究特點和趨勢
筆者所在的團隊已經連續跟蹤了三年的AERA會議情況。在每年的大會綜述中,我們都選擇了若干與教育技術相關的主題進行述評,并羅列出了詳細地參考文獻。國內的研究者們可以通過對三年述評中每個主題的橫向比較,對感興趣的領域的研究內容和走勢有更詳細地了解,從而開展更加深入細致地研究。在此,筆者對比了三年AERA會議的總體情況,總結出以下三點本次大會的研究特點與趨勢。
(一)研究者們開始關注技術設計與應用中的社會參與、多元性、公平性等問題
本次大會的主題是“拓展社會想象力:以公共利益為導向的教育研究”。大會主席Kris D.Guti 6 rrez也在主題報告中提出教育研究應更多關注國家政策和公共利益。這一研究特點在本次太會的多個專題研討、多位研究者的研究中的均有所滲透。在這些研究中,研究的對象不再局限于中小學生、大學生、研究生、教師這些主流群體,而開始關注成年人、非主流文化人群、殘疾學生、天賦群體,以及不同文化、不同種族、不同性別、不同年齡、不同社會經濟背景的人群之間的差異。一些研究則開始深入到教學過程中,關注技術支持和促進的教學過程中學生的參與、交流、互動和公平公正等問題。盡管從本次大會提交的相關論文來看,這方面的研究目前還不算太多,研究的深度也尚有待挖掘,但總體來說,這些關注點已成為教育研究的一個趨勢。
此外,另一些研究探索了教育中的公眾參與問題,有關美國的Zooniverse網站的研究就是一個例子。Zonniverse網站的定位是“公眾科學(Citizen Science)”,即沒有專業人員參與的科學研究。目前,該網站已經集合了一些公眾科學的項目,已有440446名志愿者參加到了天文學和太空科學的研究。在非正式學習環境SIG中,研究者們探討了是什么原因使得公眾參與到這樣一個自由選擇的環境中,網站的設計如何影響公眾的參與度。其中,牛津大學的Chris Lintott介紹了各個公眾科學項目的選擇和開發,尤其是“如何提供真實的科學研究”和“如何提供有吸引力的經歷”之間的平衡。霍普斯金大學的Andrea Lardner和Jordan Raddick則以動機理論為基礎,對影響公眾參與Zooniverse的因素進行了研究。
(二)數據分析方法、理論支撐愈加體現出多樣化的趨勢。理論支撐與研究設計的結合更加緊密
在2009年的AERA年會上,教育研究就已經體現出了多種研究方法混合的趨勢。在瀏覽本次大會參與者提交的論文時,我們發現這一趨勢仍舊在延續,研究者們所使用的研究方法越來越多樣化。除了問卷、訪談、觀察、T檢驗、相關分析、內容分析等常見的數據收集和分析方法外,認知路徑獲取、結構方程建模、多層線性分析、多次回歸分析,也被越來越多的研究者所應用。而像聚類算法、偏序集方法這樣太多數教育研究者并不熟悉的研究方法,也開始被應用到教育研究中。
另一方面,理論的應用也同樣顯示出多樣化的特點,社會文化視角、文化維度理論、扎根理論等理論的研究視角和方法,開始融入到教育研究過程中。此外,我們注意到這些理論在研究設計的過程所起到的切實的支撐作用。例如,應用多媒體學習理論、多媒體學習認知理論設計實驗所需的視頻、動畫和圖像;根據創新推廣理論設計問卷;在評價的設計中使用以證據為中心的設計;將基于專家的培訓理論框架作為教學設計的原則之一;使用解構式計劃行為理論分析數據等。
(三)一些研究議題得以延續并被賦予新的意義
在本次大會中,像身份認同、社會臨場感、Second Life、虛擬世界、社會化工具、TPACK等研究議題繼續受到了研究者的關注。而相比前兩年的大會,這些研究被賦予了新的意義。
這其中的一些研究開始形成新的研究聚焦點和研究議題。例如,在本次大會中,有關TPACK的研究將重點放在TPACK的測量工具的開發上;虛擬學習環境中的研究重視評價問題,并形成了嵌入式評價、自動化評價和情境性評價等議題;而模擬學習環境也關注真實感的問題,例如利用新興技術為學生提供觸覺反饋等1761;同時,學生的高級認知能力和相應的教學策略也是在線學習、教育游戲等研究集中關注的問題。
相比之下,另一些研究的視角則得到了拓展和深入。例如,北路卡羅萊納州大學的LisaG,Hervey就在在1:1計算機環境下探討在職教師TPACK發展的問題。而在“學習科學”專題中的一些研究者就對身份認同的多個維度和層次開展研究。亦有一些研究在已有的研究中領域引入了新的研究方法和框架,從而產生了新的研究議題。例如在移動學習中應用設計研究的方法,’在技術使能的評價設計中應用通用設計原則和以證據為中心的設計等。