時間：2023-08-21 17:23:37
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篇人工智能教育學習，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。
一、人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，縮寫為AI），是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它試圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。養老服務業人工智能的應用主要體現在家居掃地機器人、語音溝通服務、家庭體檢、藥物使用建議、家居廚師、家居智能陪伴服務。
二、養老服務人才培養“人工智能化”
人工智能上升為國家高級戰略后，國家發展服務性制造和生產性制造，同時盡可能的通過服務業的再造和完善，改進我國經濟產業結構，發揮技術、人才、產業的對接聯動效應。人、機器、智能機器將共生共存，成為養老服務工具的新常態。未來的養老服務人才不是笨干、累干、苦干，而是實干+巧干，實現腦力勞動的智能機械化，盡可能地減少人力的倦怠感，提高服務效率、質量和速度。智能化，體現在養老服務人才應具備傳播人工智能基礎知識，客觀了解人工智能，有效實現人與機器、智能機器的有效配對組合應用，充分發揮智能機器的保健醫生、保姆、玩伴、老伴、子女多重功能，倡議自養老。
三、人工智能養老服務人才培養模式
（一）廣播電視大學遠程教育模式――音像媒體
配備養生、人工智能國內一流專家，發揮國家音像媒體的作用，將人工智能家居應用的途徑、方式、手段通過網絡微視頻的形式進行普及。發揮社區教育指導中心、社區大學和社區教育學院、社區學校、社區學習站四級社區教育辦學網絡體系的作用，建立社會養老大學，使老年人自己會應用人工智能，減低對子女的時間依賴。
（二）公眾號社會宣傳普及模式――微媒體
國家、企業、社區應建立專題公眾號進行微媒體培訓。從國家層面，要建立人工智能養老服務應用技術發展歷程方面的公眾號；從企業層面，要建立人工智能機器人養老服務應用說明類的公眾號；從社區層面，要基于一些鰥寡孤獨建立社群委托服務型人工智能服務策略的公眾號。
（三）職業技術學院培訓模式――專題高端培訓
目前，人工智能服務還不能完全普及，故而職業技術學院的后備人才首先要建立自我提升的潛意識，此外，職業技術學院自身要引進國內外的人工智能專家，進行家庭陪護、游戲娛樂、醫療、做飯、洗衣、洗漱、保健、鍛煉等多重人工智能方面的高端培訓。
（四）民政部門、老齡委聯合推廣模式――社會傳媒
作為養老服務的主管部門，民政部門和老齡委要利用廣播、電視、報紙、雜志等對人工智能的發展趨勢、前景、作用、功能、效益、方式進行宣傳。民政部門要側重于養老服務的社區組織協調，老齡委要側重于制度、規定、采購人工智能機器方面的政策優惠的制定。
（五）社會民間家政服務組織培養模式――養老院、福利院自組織模式
民間社會力量建立有養老院、福利院，這就對相關服務人員的素養提出了時代性的要求。其一，人的社會角色多，時間、精力、體力有限；其二，人工智能是趨勢，必須適應并學會使用；其三，要加強前瞻性人才培養，解決勞動倦怠問題，即民間組織自己解決自己的問題，通過人工智能，減少雇員，降低勞動力雇傭成本。
四、人工智能養老服務人才培養對策
（一）廣播電視大學養老服務人才培養對策
依托遠程教育系統，發揮網絡平臺的作用，將人工智能的技能培訓與社區教育、社會養老大學的建設并舉；發揮廣播電視大學的社會服務功能，與人工智能機器生產企業搭建戰略伙伴關系；積極推進產培用一體化建設，形成網絡平臺特色模塊；推出廣播電視大學養老服務精品課教程，以優質教育品牌打開培訓窗口。
（二）人工智能機器制造企業養老服務人才培養對策
基于居家養老的社會需求利益取向，把脈居家老人和其子女的時間要求，積極開發、完善人工智能機器的特殊功能，加大資金投入力度，特別加強對情感交互、圖像識別、語音功能的完善；重點做好人工智能機器使用說明，要具有便捷實用性的操作指南，方便人們學習。
（三）職業技術學院養老服務人才培養對策
職業技術學院作為專職教育機構，首先，要提前與職業高中接軌，進行專職意向高中生的錄取，為養老服務人才培養獲取意向生。其次，要突出人才培養的實踐應用性，購置高端智能機器，讓學生能夠迅速掌握技能，并且能夠進行社會的二次培訓，對購置的智能機器進行租賃和應用培訓。
（四）民政部門、老齡委養老服務人才培養對策
民政部門和老齡委要培養高級管理人才，建立養老服務人才智庫，積極推進國家、企業、社會的養老服務人才人工智能化聯動培養；加大對家庭貧困并且有意向致力于養老服務的青年才俊的培養支持力度；對人工智能養老服務高端研發海歸人才給予政策優待；建立城市養老服務專家群組，定期召開學術研討會議，增進智慧交流。
（五）社區養老服務人才培養對策
社區要加強人工智能養老服務人才的典型宣傳，利用宣傳畫的形式傳播人工智能應用的優勢；積極打造人工智能特色服務團隊，開展社區公益性專題培訓，并募集資金購置人工智能機器為特殊群體獻愛心；努力構建人工智能養老社區，采用人工智能的形式鼓勵老年人進行文體娛樂，增強體質。
總的來說，在計算機技術不斷發展的現代社，人工智能技術的普及給養老服務帶來了巨大的便捷。隨之而來的人工智能化養老服務人才的培養成為了發揮人工智能養老服務效用的關鍵環節。要培養人工智能化養老服務人才，可以從遠程教育、社會宣傳普及、學院培訓、政府推廣等模式入手，實現人工智能化養老人才培養模式的多元化。同時，開展遠程教育的過程中運用產品一體化模式，在滿足老人需求的基礎上提升人工智能設備的人性化操作，重點開展職業技術院校的人才培養方式，與民政部門開展緊密合作，積極培養人工智能化養老服務人才。社區方面強化人才的教育宣傳工作，全力搭建人工智能養老社區。
人工智能的教育本體：教育的變與不變
從本質上講，人工智能技術是信息技術革命的集大成者。自從托夫勒1970年寫出《未來的沖擊》，信息技術革命越來越快，概念越來越多，沒有停止的跡象。僅從近五年來看：大數據、數據科學、生命信息、工業4.0、物聯網、新硬件時代、機器人、互聯網+、人工智能，表面上概念你方唱罷我登場，但內在邏輯一直沒有變：從單項技術走向全面融合，從局部應用走向全面工具化，而人工智能至少在目前看來是集大成者。硬件上物聯網的成熟、軟件上高可用性和動態數據庫的成熟、生物學上神經科技的進展、數學上網絡算法的應用、材料科技上納米和感知材料的進展、信息科技上芯片和云技術的快速進步。從物理世界到混合世界，再到比特世界，人工智能技術剛剛開始，但人們基于過去工業革命的經驗，明確感到這是臨界點的來臨。
STEM 成為后人工智能教育的不動點：應對科技的變化，教育的變革一直都在進行且與科技的發展互為因果。從彼得?蒂爾對教育的質疑，到創客熱潮在美國教育中的掀起，事實上，STEM教育是美國對過去概念化的“實用主義”教育和“通識教育”百年爭論的落錘之音。起源于杜威和哈欽斯的那場爭論，恰恰是工業革命已經明確成型后的兩種教育理念的爭論。之所以今天的美國已經很少爭論到底是實用主義還是通識教育，是因為美國的科技已經進入到一個新的階段。教育是一個組織行為，一個圍繞未來10年不變的知識、20年不變的技能、30年留存的體驗的穩定的復雜社會經濟形態，因此不那么容易被顛覆。恰恰是科學、技術、工程、數學（STEM）構成了工業時代（數理化）和后工業時代（文科、理工科）中的不動點，在物理學和幾何學中，不動點對于系統的穩定和概念的一致性非常重要，而目前的STEM教育，不僅僅是一個概念的東西，而是舊技術時代向新技術時代過渡的“不動點”。在這個不動點體系中，新的側重開始后，原有的教師和學科體系以及支撐可以平穩切換，不至于導致教學秩序的混亂。
元學科、應用學科和副科發生結構性的變化。由于人工智能的出現，使得復雜計算和系統計算以及簡單的人機交互計算工具化全面超越人類，對技術基礎這個原有概念的教育的分歧越來越大。人工智能視野下學科概念如果表述成元學科、應用學科與素質學科，那么教育學科的概念的持續性還能以最大公約數繼續運行：以數學、物理、化學等元學科為代表的學科，在今后的教育中更加重要并將作為篩選人的條件。而應用科學：（生物、地理、信息、勞動）學科，將著重項目制學習、體驗學習，成為培養人的目標；社會科學（歷史、哲學、思想品德）將來的重點在于綜合應用，批判性思維學習，更加側重學科的來源和發展；而綜合素質類（音樂、體育、美術）將從副科走向前臺。@樣，圍繞STEM的教育，人工智能下的教育體系還是一貫的科學（元學科）、技術（應用學科）、工程（素質學科、社會學科、管理學科）、數學（邏輯、數學學科）。
人工智能技術對學科的影響：越理性，越感性
數學：傳統的工業時代的數學，其訓練方法是數值計算，其指向是力學計算，這種側重至今還非常濃厚。隨著知識庫的普及和共享以及計算工具的進化，越來越少的人將來從事傳統的工程計算行業，而正宗的工科專業越來越向著專業化和高端化演化（如學材料的將來的進入門檻很可能是博士）。但是，人工智能今后用到的大量的數學以及人與人打交道用到的計算機數學，統計學基礎的數學，這方面中國數學還停留在工業時代。美國學生從高中就開始問卷處理和微積分的學習，大學數學更加有用的是方程組、統計學等。數學是一個典型的年齡相關性學科，一定要從小學，而且轉向數值和算法類的學習，從偏向材料計算的高等數學方向，轉向偏向矩陣計算的統計數學方向，邏輯學、幾何學和統計學成為三個數學學習的支柱。
物理：有一位著名的物理學家回顧過去物理百年，發現一個有趣的現象：“力”這個概念，在物理學上看，已經不是一個原始的變量了，能量和質量才是，為什么我們的老師還在使用這個概念呢？那是因為在機械時代，“力”是最容易理解的組合概念。在工業革命前后的幾百年直到今天，物理學教育的重點還是偏向傳統力學計算方向，從中小學來說就是牛頓力學。然而隨著工業時代的結束，人們更容易見到的力學概念不再是機械和天體，而是轉向社交網絡、計算機圖像、信息變量、生物體和電子學以及更容易接受的能量、時間維度。數學老師們轉向統計學的同時，物理老師應該考慮從牛頓力學轉向量子力學和熱力學甚至時空維度，這些對于孩子未來的人生更是基礎，而通過物理學進行基礎的科學實證的訓練以及科學觀測和數據處理，才是物理學最基礎的作用和價值體現。不然，人生什么年齡都可以去學物理而不必非要從未成年時代去學。
元科學化學：中美物理學和化學都是選擇性的，但比較中美化學教育，卻發現有很大的不同。美國高中化學就允許且必須使用帶有功能性計算的計算器，而中國大學生都沒有這方面的訓練。也就是說，隨著化學和生物化學要求越來越高、知識點越來越多，設法繞過煩人的記憶而走向邏輯，是美國學習化學的方向，這點也值得我們注意。另外，化學的側重由從偏向無機化學方向的基礎化學，轉向偏向生物和有機化學方向甚至與物理相結合的量子規律，是化學學科的重點。例如，很多美國的大學錄取要看高中生在化學創新方面的實踐，能創新的往往是生物化學。
外語：工具性的外語逐漸失去市場，形式節奏上的美學、邏輯學角度的詞源學、社會學角度的語言學、心理學角度的語義學成為外語復興的落腳點。另外，似乎從來沒有人將計算機程序當作外語來教，事實上，隨著工具性的外語被人工智能取代，計算機程序語言很可能成為一種外語，而很多軟件人才是學外語出身的，也不斷印證這個結論。
語文：可以預料的是，隨著工具性的人工智能的出現，原先學習語文的工具性的方法（如語法），逐漸將退出語言學習（包括外語），而作為母語的語文之所以在工具化人工智能時代還得到重視，最重要的理由也許是儀式感的表達：回到經典、回到表達、回到應用、回到美學。
除了以上學科教育的重點隨著技術經濟必然發生變化外，學科學習的醒悟和內在邏輯將更加重要，學科歷史、學科邏輯、學科故事將替代題庫訓練，因為作為計算的精確性除了特殊人才的培養外，將讓位于工具和人工智能，而人要考慮體驗和持續學習的興趣和邏輯。學科學習之間還將朝著融合的方向發展，應用學科和元學科的分離意味著應用學科更加朝著整合的方向發展：地理、生物、科技等融合課程，朝著綜合應用發展。
人工智能技術對教育技術的改變：從工具到空間
隨著人工智能的發展，也許目前花里胡哨的信息技術將隱身后臺。課堂上也許看不見信息化了，師生在課堂層面體驗將會越來越好，越來越貼近自然：看不見計算機的信息化，距離教育更近而不是技術更近。
學校之所以存在是因為學校為學生模擬了一個高度抽象的比真實世界還真實的教育世界。因此，未來的校園從改變世界的信息模版角度，將更加強調與客觀世界的互動、映射和高度抽象。
美國的大學錄取是更接近人工智能手段的個性化錄取，而學生選拔是更接近大數據角度的GPA（平均成績點）。從培養角度，學生畫像比GPA更加個性化地從個體角度描述學生的個性特征，學生的學習行為、實踐行為、創新行為，在全地域、全信息、全自動、全過程的記錄下，將更加全面地反映學生的全貌。智能實驗室和智能校園的方向，將來是基于個體的專業學習和評價。
與學生相對應的教育行為畫像，將側重于聯系社會、聯系科技、聯系家庭、聯系團隊，從重復性勞動變為創造性勞動。
而學校的管理行為將演變成支撐技術：支撐數據、支撐品牌、支撐環境。今后的教育將出現越來越專業和自由的教師，越來越職業的校長。
在教育政策上，由于全國性的數據和人工智能的使用，教育測評將更加專業化、教育本體化（而不是被測評機構和排名所左右），教育選拔將更加科學化和長期化，短視模式隨著計算方法和智能評估的進展而迅速被迭代掉，衡水模式將逐漸退出歷史舞臺，未來應該篩選更應該上清華大學的人和更應該培養好每一個想學習的人。即使僅從功利教育目標來看，教師個體經驗也逐漸讓位于人工智能和大數據，教育重心從教育哲學屬性逐漸走入教育科學屬性；而被恐懼綁架的教育所強調的教育的篩選功能，逐漸將重心轉向教育培養功能，個體成功的培養目標，逐漸轉變成為未來視角的社會價值角度；教育回歸人與人的本質關系和專業培育孵化的社會職能，功利性和工具性減弱，過程幸福成為教育者追求的目標。教育者由工匠逐漸轉型為藝人，教師由于工具化的替代，將會越來越有尊嚴和個性，而不是越來越像工具。
“人創造”的價值逐漸凸顯，教育的價值在于“創造人”
柯潔在被人工智能的計算機打敗之后，接連戰勝外國圍棋高手，刷了一下存在感并表示：“與機器下棋沒意思”。同樣，在工具制造時代，如果從質量和精度考慮，無疑機器越來越超過人，然而手工的紅木家具、手工的藝術品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽車，比起無論從什么角度來看的機器人制造的東西，都越來越貴，人也越來越愿意采購。“人創造”的價值凸顯，是體驗經濟產業升級的一個標志，人工智能時代也不能例外。因為，“有意思和不可復制”才是人消費的高級時代。
不同于機器代替人的重復勞動的趨勢，教育與學校會替代機械的班級成為人與人關系的場所，在這個場所中，機器越來越像人來代替人的高級狀態，而人越來越擺脫工具性、擺脫重復性，更具藝術性和創造性。研究教育的歷史會發現一個普遍的現象，就是隨著工具性的增強，反而是班級規模的縮小和師生比的擴大，這也印證了：人畢竟要與人打交道，教育是一個個性化的活動。C器代替人意味著更多的時間人會回到家庭陪同孩子，這在美國已經持續發生了50年，幾乎多數的女性甚至男性在孩子成長過程回到家庭（如果他們算教師的話，教師比例更大）。在學校里未來的師生比會持續增加，教育更加不再計較投入產出，而將演變成一種創造性的職業。
杜威在研究工業化革命后的教育中，提出教育的目標更加集中地體現在教育本身之中，教育即生長（教育的目標就是讓教育繼續下去）。隨著工具化的人工智能代替越來越多的教師的重復性勞動，教師的幸福指數越來越高，更多的和更合適的師生比使得學生得到更加專業的呵護和培養，幸福指數也得到提升。教育讓生活更美好將逐漸實現，教育即生活的前提條件是教師不再是指標的工具，學生不再是考核的工具。
當前，隨著平板電腦、手機等智能終端的普及，以iPad為代表的平板電腦開始成為孩子們認識和探索世界的工具，它似乎有某種“魔力”能夠讓孩子安靜下來，因此，被年輕父母當作“電子保姆”來使用，“iPad一代”悄然成型。
在中小學校，平板電腦教學實驗班如雨后春筍，學生人手一臺平板電腦，有效地拓展了教師的教學空間與學生的學習空間，使得教學互動反饋與個性化學習成為常態。翻轉課堂及微課程的“走紅”，更讓平板電腦在教學中的應用如虎添翼。一時間，平板電腦進課堂，儼然已經成為現代課堂的標志。
對于平板電腦及互聯網在教育教學中的應用，孩子們樂此不疲，教師自得其樂，家長“又愛又恨”。什么“魔力”使得孩子們樂此不疲？用孩子們的話來說就是“好玩”。北京大學教育學院副院長尚俊杰認為，平板電腦很重要的一點就是“互動”。什么“神器”讓教師自得其樂？平板電腦是教師不可多得的教學助手，讓教師教學更加游刃有余。那么，又是什么原因使得家長對它又愛又恨呢？很多家長既害怕自己的孩子在虛擬的世界“迷失自我”，又擔心自己的孩子被“邊緣化”。對于社會各界關注的中小學生的網絡生活方式，本期，《2014年度全國中小學生網絡生活方式藍皮書》（摘編）用數據說話，揭示孩子們的網絡生活現狀。
人們一直都期待電腦更加智能化，解決更多的現實問題。雖然追求“人工智能”的道路坎坎坷坷，然而人類依然是充滿興趣，并為之努力。在很多人的記憶中，IBM超級計算機“深藍”擊敗國際象棋大師卡斯帕羅夫并非自主思考，只是程序運行的結果，不過爾爾。然而，據2010年8月6日英國《每日電訊報》報道，美國密歇根州立大學科學家利用電腦系統模擬的生命形式，使它們在電子世界里自我復制繁殖，并逐步進化到產生基本智能。很多人由此相信未來有希望“孵化”人工智能的大腦，并開始在腦海中浮現如科幻小說、電影的橋段。2014年6月7日，英國雷丁大學宣稱俄羅斯人弗拉基米爾·維西羅夫（Vladimir Veselov）創立的人工智能軟件尤金·古斯特曼（Eugene Goostman）通過了圖靈測試，讓33%的測試者相信它是人類。這不禁再次挑動人們的神經：電腦真的能思考嗎？
人們可以和電腦系統模擬的人類智慧進行互動交流，在今天并非難事兒。電腦已經可以協助人類解決很多現實的問題：利用蘋果的智能軟件Siri，語音詢問天氣，設置鬧鐘，搜尋餐廳，甚至還可以和它調侃一番；電商的智能客服機器人可以提供咨詢服務；具有“智能大腦”的機器人“阿斯莫”能夠行走、交談、辨認聲音，并且對語言指令做出反應。
面向未來，平板電腦會變得更加智能，更加“智慧”。讓孩子們覺得“好玩”，讓教師“有如神助”，讓家長覺得“放心”。
試想，當學生面對智能終端分不清對方是自己的老師還是教學機器人的時候，當教師進行網絡教研，需要交流和得到幫助的不是自己的同事，而是虛擬的個人助理的時候，教育將發生怎樣的變化？
我們已經欣喜地看到，iPad集成了更多的智能化的教育教學APP；智能英語學習平臺和口語測試系統已經出現端倪；翻轉課堂、慕課及微課正改變著師生的習慣；人機交互學習系統已經被越來越多的人所認識……
王曉波
2014-7/8
關鍵詞：邏輯學 人工智能 教育
一、邏輯學的發展歷史
邏輯學的鼻祖在西方歷史中指出是亞里士多德，出自古希臘，但希臘歷史基本上是西方人杜撰的歷史，所以邏輯學的歷史研究是存在問題的，很有可能是歐洲文藝復興時期教會的產物。所以西方的邏輯學的歷史應該往后推延，把中國的墨家和印度的因明學強行和邏輯學關聯，是不客觀和不切實的聯系，每一門學科和某些學說都有和其它某些學科和學說的相似性，強行把某一家學說或學科與另外一些學說或學科進行關聯是對歷史和學術的一種不嚴謹、不負責的做法。所以對歷史上產生過的學說、學術、思想和見解后世之人不能任意下結論，而應該考慮當時的歷史文化背景，以及當時的社會狀況，一味依據西方世界目前的標準是有失偏頗的。
現代邏輯理論就其自身而言，其發展動力主要有兩個：一是來源于數學中的公理化運用，以及對日常思維的命題形式和推理規則進行精確化、嚴格化研究的推動。克服傳統形式邏輯的缺陷是現代數理邏輯興起的決定性因素。二是來源于對數學基礎與邏輯悖論的研究，這是現代邏輯學發展的巨大動力。數理邏輯的創立，奠定了現代邏輯學的基礎，為新的邏輯分支學科的產生、發展奠定了理論基礎。分析哲學、人工智能、計算機科學和認知科學以及現代語言學等學科的發展，也為現代邏輯學的許多分支學科的發展提供了重要條件。那么，21世紀邏輯學將朝什么方向發展呢？邏輯學與其它學科的交叉和融合，預示著邏輯學將進入一個新的發展時期。從已有的成果來看，現代邏輯學將呈現以下發展趨勢：1.多元化。邏輯學是一門多類型、多分支的學科，在現代邏輯學發展過程中，多元化是其發展的一個重要標志。20世紀80年代，邏輯學在計算機科學和人工智能領域獲得了基礎性地位；從此以后，現代邏輯學與哲學、語言學、計算機科學與技術、人工智能等學科不斷交叉與融合，進一步推動了經典邏輯理論的應用和發展，促進了哲學邏輯、自然語言邏輯、人工智能邏輯、現代歸納邏輯等新興邏輯分支學科的發展。特別是在計算機科學、人工智能和認知科學等現代科學技術研究中，邏輯學與其它學科互相融合，出現了多學科交叉研究的趨向，產生了許多新的研究領域。2.應用化。邏輯是科學技術的基礎，一切科學技術的發展都離不開邏輯。現代邏輯學與其它學科的相互滲透，既為邏輯學的發展注入了活力，也為現代邏輯開辟了廣闊的應用途徑。
二、目前邏輯學編撰的情況及背景
目前，大陸地區出版的邏輯學教材基本是搞純哲學背景的人士著寫編撰，而現代邏輯學的發展除了邏輯的思辨，已經成了解決人工智能的重要手段，所以相關書籍的深度換血是勢在必行。但由于大陸地區的教育結構，中學階段過早的文理分科導致很多搞哲學的人對理科知識相當匱乏，人為導致了大陸地區邏輯學滯后于西方發達國家，而邏輯學研究的滯后也從某些方面導致了人工智能研究的滯后。
另外，現在流通于世的邏輯學方面的參考書，內容和排版情況基本大同小異，主要是以西方所謂的經典邏輯學為框架。而西方的經典邏輯學又使所謂的亞里士多德的理論占有不少的篇幅，這很容易讓初學者產生一種錯覺，就是邏輯學是一種語言游戲，要上升到哲學和宗教的高度幾乎是很困難的。
而西方現代邏輯學一般是引入了數學方法，以數學方法為型，以邏輯學的哲學觀點為脈，這樣可以通過數學的思維方法促進學習者對哲學問題的解決，使之形神兼備、術道合用。在具體的實踐過程中還引入了計算機作為強有力的手段，這樣使較為抽象的概念變得比較好把握。
在理工科開設邏輯學一般以邏輯代數取而代之，邏輯代數的開始是大大強化了數學的思想和思考方法，但另一方面卻淡化了哲學或宗教的思想和觀點，所以成了重術不重道。這背后的原因也是由于文理科的過早分科所致，導致教授者本身的眼界和思維能力局限了對邏輯學的深入理解和進行寬泛的聯系。
在某些大學中開設邏輯學只是作為選修進行，而且對邏輯學和現代科學的發展闡述得不是很深刻，容易使學習者覺得邏輯學是一種類似于文學修辭的延伸，這是教育中值得重視的地方。而要改變其狀況，要使教授者本身對邏輯學有較深和較全面的認識才能避免使學習者進入誤區。
三、邏輯學需要解決的問題及在技術上的應用
首先，邏輯學是作為研究思維的一門學科，而思維是高度復雜的東西，除了從傳統的哲學角度考慮，還需要從計算器、電子、生物、化學、物理、數學等多學科角度考慮，才能最終解決思維的問題。其次，在邏輯學參考書籍的編撰方面，除了保留基本的哲學觀點，還應從數學角度闡明其思想、觀點，以及怎樣通過數學方法來解決。再次，邏輯學的教學中除了讓學生建立一定的哲學、宗教觀念，還應讓學習者從計算機人工智能方面做出探索。另外，在邏輯學中要培養學習者的計算機編程能力，讓學習者把抽象的思想和觀點轉化為具體的程序，以計算機的形象化和高效處理促進邏輯學的不斷發展。
教育上要解決文理過早分科的情況，才能從根本上保證培養出高素質的復合型人才，推動包括邏輯學在內的學科的全面發展。
現代邏輯應用于哲學而產生的哲學邏輯、應用于自然語言而產生的自然語言邏輯、應用于計算機科學和人工智能而產生的人工智能邏輯等，在邏輯理論應用的過程中，逐步形成了既相對獨立又有內在聯系的眾多學科組成的邏輯學科群。邏輯的應用研究還延伸到其它學科領域，出現了量子邏輯、控制論邏輯、概率邏輯、價值邏輯、法律邏輯、科學邏輯等。這說明，在當前科學技術迅速發展的條件下，現代邏輯已經從哲學研究的范圍中走了出來，也不再局限于數學領域，而是更廣泛地應用到其它許多學科領域之中。邏輯理論在現代科學技術各領域的應用，促進了邏輯理論自身的發展，也促進了其它學科的發展。
四、小結
在大陸地區的邏輯學書籍和教育活動過程中往往主要教授形式邏輯學及三段論，這使學習者如一葉障目，看不到邏輯學的全貌及發展動態。隨著邏輯學與各學科交叉力度的增加，應該避免過早文理分科，為培養復合型的后備人才打下良好的基礎。另外，要加強邏輯學與計算機應用的結合，使抽象的邏輯過程可以通過計算機比較直觀地呈現出來，使研究應用形成良好的互動。
參考文獻
[1]陳永鑫 對德語詞匯feudal翻譯引發的對“封建”一詞應用的深思[J].教育學文摘，2013，10期，中旬刊。
關鍵詞：新工科；高等院校；計算機類專業；師資
1新工科建設下計算機類專業背景分析
自2017年2月起，國家教育部積極推進新工科建設，引導工程教育的探索新階段，為高等教育在強國建設中發揮重要作用助力。新工科專業，以互聯網和工業智能為核心，包括大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等相關工科專業。新工科專業是以智能制造、云計算、人工智能等用于傳統工科專業的升級改造，未來新興產業和新經濟需要的是實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。[1]相關專業包括：計算機科學與技術專業、物聯網工程專業、數字媒體技術專業、數據科學與大數據技術專業、智能科學與技術專業、智能建造專業、智能制造工程專業等。[2]由于計算機類相關專業是新工科專業的重要組成和有力支撐，近年來的招生報考呈現越來越火爆的趨勢，呈現出生源充足、考生認可度高的特點，與之形成對比的是：計算機類師資儲備不足、招聘難度較高。尤其是部分近年新開辦的專業，尚無直接對口的高校畢業生，因此，如何通過招聘和培養讓師資有效的適應新工科背景下學科建設及人才培養的需求，是高校亟待解決的問題。
2高等院校計算機類專業師資現狀及存在問題
2.1現有的高校計算機類專業師資來源，主要有以下兩個渠道
（1）來自高校。高校畢業生通過招聘環節進入高校工作，通過崗前培訓取得教師資格證，完成從學生到教師的角色轉換，無業界實踐工作經歷或業界實踐工作經歷不足一年。（2）來自業界。從高校畢業進入相關行業從事計算機類對口工作，有深入、豐富的實踐經驗后轉型到高校擔任教師，多數具有行業資格證書，能直接指導學生實踐。
2.2高校計算機類專業師資構成，主要有兩種類型
（1）專任教師。教育部明確指出，專任教師是指具有教師資格，專門從事教學工作的人員。我國對高校專任教師與學生的比例有基本的要求。（2）兼職教師。兼職教師是高校師資的重要補充力量，高校會根據教學需要聘請一定數量的校外企業、社會實踐經驗豐富的名師專家、高級技術人員或技師等擔任兼職教師，擔任實踐類課程教學。
2.3高校計算機類專業師資存在的主要問題
（1）來自高校的教師普遍缺乏對行業的深入了解。沒有業界工作經驗的高校教師，由于不熟悉實戰項目，難以直接指導學生實踐，而對計算機類專業而言，是否具備項目開發經驗對教師勝任力是關鍵評價指標。（2）互聯網、工業智能專業人才的薪資要求高，招聘難度大。新工科專業以互聯網和工業智能為核心，大數據、云計算、人工智能、區塊鏈都是快速發展的新興行業，業界薪資待遇高，從業人員以青年人為主，正處在人生拼搏期和事業上升期，薪資待遇和發展平臺的懸殊，導致業界人士鮮少選擇到高校從事教學工作。（3）業界教師教學能力有待提高。來自業界的教師經驗豐富、實踐能力強，但因多年在企業工作，學科基礎理論知識脫離時間長、逐漸淡忘，理論課教學能力偏弱。（4）兼職教師授課時間受限、不穩定、波動性大。由于兼職教師大多來自校外企業和社會，授課時間受到限制，不能持續穩定的參與教學工作，波動性較大。（5）計算機類專業教師能力有待不斷提高。隨著新技術發展，人工智能時代的全面來臨，計算機類專業知識更迭快，對教師知識更新、能力提升的要求高。
3高等院校計算機類專業師資緊缺的解決建議
3.1合理化薪資結構調整、改善福利待遇，建立績效考核和激勵體系
高校應該合理調整薪資結構，提高緊缺專業師資待遇，爭縮小與行業從業人員的薪資落差，充分利用高校的自身優勢吸引人才，提高福利待遇。建立科學合理的績效考核、激勵體系：考核評價要發揮導向作用，對不同類型的教師（教學科研型、教學型、科研型）分別細化不同的考核標準，條塊結合、標準明確、公正科學、獎懲分明，同時充分發揮大數據的作用，利用數據化的考核方式讓考核更加具體充分。通過績效考核體系，加強對于緊缺、骨干師資的評定和激勵。
3.2制定教師雙向進修計劃，加強師資培訓培養力度
要建設綜合素質好、學術水平高的教師隊伍，既有豐富理論知識、又有較強職業技能和一線實踐經驗：面向來自高校和業界不同類型的教師，針對性的開展培訓，區分側重點--為高校教師提供更多參與行業實踐、深入企業項目的鍛煉機會；為業界教師提供更多進修、訪學、學術會議等交流學習機會，幫助教師提升自身素質。同時，師資培訓結合腦科學、心理學、教育學，提升教師的跨領域融合能力。
3.3建立兼職教師人才庫，儲備充足的兼職教師
高校應建立計算機類專業兼職教師人才庫，通過網絡平臺、專場招聘、定向聯系等各種渠道、多種方法，推進兼職教師的儲備工作，保證充分數量的兼職教師隊伍。
3.4開展企業合作定制培養班，引進企業導師參與實踐類課程教學
新工科建設要求下，高校計算機類專業應利用校企合作資源，大量引入企業項目和研發骨干人員進入課堂，共同參與學生培養，達到高校、企業、學生共贏的局面。通過開展企業合作定制培養班，讓企業導師參與實踐類課程教學，同時需要適當放寬對企業導師學歷、職稱等門檻要求，重點關注其實踐項目研發經驗和能力。
【摘 要】在基礎教育領域，智能機器人教學以其讓學生在動手操作的過程中培養邏輯思維能力、合作精神和創新能力的特點，成為培養創新型人才的良好載體。本文通過分析STEM教育理念，結合中國國情和實踐構建了基于活動的小學低年級智能機器人體驗學習模式，對于提高學生的科學素養、工程素養、數學素養、技術素養具有一定的理論價值和應用推廣價值。
關鍵詞 STEM教育；小學智能機器人；體驗學習；教學模式
【中圖分類號】G443 【文獻標識碼】A
【論文編號】1671-7384（2014）05-0052-03
研究背景
1. STEM教育的內涵
STEM教育源自20世紀80年代的美國，其內涵旨在將科學、技術、工程、數學這四個領域看作彼此聯系的整體，試圖提高未來國家的國際競爭力。在STEM教育中，科學素養是重點，是為學生將來進一步從事科學研究打下基礎；技術素養和工程素養則是在實際的社會分工中最經常體現的，它以明顯的應用特點為科學研究提供工具和思路；數學素養是STEM教育的基礎，技術深入、工程論證、科學推理和建模，都需要數學作為基礎。
21世紀的競爭，歸根到底是人才的競爭。面對“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才”的錢學森之問，我們試圖通過融合重整科學、技術、工程和數學這四大領域的教學內容，培養出適應21世紀的復合型、創新型人才，達到錢先生的“大成教育”的理想。
2. 智能機器人教學的意義及現狀
智能機器人技術是涉及機械、電子、計算機、人工智能等多種技術的實踐性學科。智能機器人教學的總體目標是在了解機器人內部構造、功能及應用狀況等知識的前提下，動手搭建機器人，設計機器人行動策略，編寫機器人程序。由于其自身的知識綜合性和技術應用領域的廣泛性，為培養學生的綜合能力，如邏輯思維能力、分析和解決問題的能力、動手能力、合作能力和創造能力提供了良好的平臺。因此，機器人教學是素質教育的重要載體，將對社會發展和人才培養產生重大影響。
教育部 2003 年頒布的《普通高中信息技術課程標準（實驗）》中，把“人工智能初步”和“簡易機器人制作”設為技術領域的選修模塊，意味著我國的人工智能和機器人教育在大眾化、普及化層面上進入了一個新階段[1]。隨著信息化的發展以及人們科技意識的加強，機器人教學逐漸趨于幼齡化，很多經濟發達地區從小學低年級開設智能機器人（校本）課程、興趣班，社會上的幼兒機器人培訓班、機器人高手俱樂部層出不窮。學校及市場培訓機構的教學質量關系到該領域能否健康、良性發展，也關系到面向21世紀未來人才的培養。
3. STEM教育視野下的智能機器人教學
智能機器人教學能夠實現STEM教育四要素的有機整合。如在完成FLL機器人前進爬坡并摘取果實的任務時，教師通常會要求學生先思考可以有幾種策略完成任務、哪種策略最佳。在編程時，教師要求學生畫程序流程圖，通過反復測試、分析現象、發現問題、提出修改方案并及時調整，使機器人表現出最佳狀態。在這一任務中，體現了如下素養。
科學素養：運用重力、摩擦力等物理知識，需要具備確定問題、尋找思路、解決問題、相互共享制作經驗的科學精神。
工程素養：編程之前畫流程圖，這是工程設計的基本思想，機器人編程調用標準化程序模塊也蘊涵了工程意識。
數學素養：需要測量斜坡高度和手臂長度，并通過計算，得出機器人的速度和完成任務所需時間等。
技術素養：指對科學和技術進行評價和做出相應決定所必需的基本知識和能力。學生在分析任務、選擇策略和編寫程序上均體現了技術素養的運用。
STEM教育視野下小學低年級機器人教學模式探索
1. 基于活動的體驗學習模式
基于活動的體驗學習模式源自于體驗學習法，是指從學生個體發展的需要和認知規律出發，在親身經歷學習的過程中，通過反復觀察、感受、實踐、探究，對知識進行感悟與理解的學習方法[2]。
應用最廣泛的體驗學習理論模型是1984年由庫博提出的四階段循環模型，又稱為“體驗學習的循環理論模型”。庫博用四個元素建立起了該模型：具體的體驗、觀察與反思、形成抽象的概念和普遍的原理、在新情境中檢驗概念的意義（如圖 1）。
基于活動的體驗學習模式則通過教師設計的一系列漸進的具有邏輯性、趣味性的活動，使學生在具體情境中結合實踐和反思來獲得知識與技能，具體的教學流程（如圖2）。
第一階段：教師創設情境，提出問題，學生感知情境，思考問題，帶著問題進入具體的實踐——觀察。
第二階段：學生在教師的指導下，通過教師提供的資源和工具動手操作，在實踐中觀察與反思，并感知情境，發現一些對后續學習有用的信息與資源。
第三階段：學生將學習內容抽象成新的觀點和方法，新的概念在頭腦中初步形成。
第四階段：學生自己遇到或由教師提供各種類似的情境，檢驗第三階段形成的想法、觀點、理論和認識。
2.《競速小車》教學案例
學生特征分析：本課教學所面對的是遼寧省某市青少年活動中心的低年級組學生（小學二、三年級居多）。他們的特點是好動，注意力易分散，抽象思維尚未完全建立，但思維活躍，具有強烈的探究欲望，不滿足于對書本知識的簡單死記硬背。在前面的學習中，學生們已經知道了一般機械的組成，知道常見的傳動方式，并且已有使用樂高教學材料的經驗。
教學目標：知識與技能：了解常見齒輪傳動的特點、形式；探究如何通過齒輪傳動結構使機器人加速。過程與方法：通過實踐了解齒輪傳動結構的基本規律，提高學生應用所學知識解決實際問題的能力；通過小組合作和匯報交流促進學生的協作探究精神、學習交流能力、語言表達能力以及分析總結能力。情感、態度與價值觀：對機器人技術有求知的欲望，產生探究科學的勇氣。活動準備：樂高教育器材、PPT課件、黑膠帶（粘貼跑道）、活動記錄表、秒表等。
活動過程：
環節一：情境創設
教師播放F1賽車視頻，請學生談談感興趣的話題，如“你知道在F1中，最快的賽車時速是多少嗎”、“有哪些著名的賽車手”、“F1團隊獲勝的秘訣是什么”等等，進入今天的課題：我們自己設計并搭建一輛電動小車，看什么樣的小車跑得最快！（板書：競速小車）意圖：通過情境引入本次活動主題。
環節二：操作與反思
師：生活中有一些常見的簡單機械可以實現速度的變化，你都知道哪些？
學生思考后回答：滑輪、齒輪。
師：在機器人的設計中，機械結構是完善系統的一個重要因素。在零件盒中老師給大家提供了三種齒輪，請同學們按照實驗記錄的要求，搭建不同齒輪結構的小車，探索齒輪的特性。
學生以小組為單位動手搭建小車，教師讓學生思考：在搭建過程中應該注意什么？
搭建好小車的組可以將電動車放在平直的跑道上，用秒表測試行駛所需要的時間。每次測試前，先估計一個時間，看看實際用時和預估時間是否接近，并將記錄填寫在實驗記錄表中。
實驗記錄表
教師提出四個問題：（1）你們的小車在前進過程中出現了哪些問題？你們是怎么處理的？（2）你們小組哪種組合跑得最快？為什么？（3）誰能總結一下，齒輪傳動結構對速度有哪些影響？（4）轉速相同的情況下，為什么大齒輪帶動小齒輪時的速度會變快呢？
意圖：讓學生對他們看到的或建構的內容進行思考，對方案進行探討、反思并調整他們的看法，同時也通過提問鼓勵學生繼續探究。
環節三：總結與抽象
經過觀察思考，學生得出結論：（1）在傳動中，產生加速的方法就是大齒輪帶動小齒輪，相反，如果需要減速的話，就是小齒輪帶動大齒輪。因為大齒輪牙齒多，它轉動一圈，會帶著小齒輪轉動好幾圈。（2）速度加快的小車反而起步很慢，因為小車起步的剎那馬達需要力量來啟動，所以啟動速度不夠快。
環節四：驗證與應用
活動的最后，請學生結合今天活動的內容，發揮聰明才智，設計爬坡機器人。
師：什么樣的齒輪結構可以使你的機器人小車順利爬上陡坡？在記錄表上畫出你的設計并實踐。
意圖：把孩子們引入一個新的“聯系”階段，使他們在螺旋式上升的循環中接受難度不斷增加的挑戰。
3. 總結分析
教學中，學生不僅獲得了與機械、物理知識有關的感知能力，探索了齒輪傳動結構的基本規律，還在操作與反思階段對不同組合的齒輪進行了“測試—比較—分析”，體現了工程設計的基本思想。對時間的預估以及對小車速度的計算強化了學生的數學能力，而動手對不同齒輪進行組合和搭配，并檢驗其效果，最后得出加速與減速的搭配規律，則提高了學生的技術素養。可見，在基于活動的體驗學習模式中，學生通過一系列的階段性學習過程獲得了相應的改變，使其有能力再投入到新一輪具體體驗情境中去學習，并再次獲得新經驗。這種模式不僅關注知識與技能的獲得，更關注對實踐過程的總結和反思，形成科學地解決問題的思路，這種模式更適于低年級課外科技活動。
學生經歷了科學研究的所有階段，從關注問題、發現探索、搜集數據、分析歸納、推理篩選到最后利用技術得出研究結論的科學方法，形成一系列科學研究方法，具備工程意識和信息素養，為日后的研究和創新奠定必要的基礎。
當然，隨著STEM到STEAM，將藝術和設計的元素融入其中，將賦予學生作品豐富的表現力。我們將繼續探索如何在智能機器人教學中培養學生的藝術素養和創意設計能力。
注：本文系2011年全國教育信息技術研究青年課題《中小學智能機器人教育的理論和實踐研究（立項編號：112340246）和遼寧省教育科學“十二五”規劃2013年度課題《基于虛擬名師工作室的教師發展共同體研究》（項目編號：JG13CB094）系列研究成果之一。
參考文獻
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李英.體驗：一種教育學的話語[J] .教育理論與實踐，2001(12)：1-5.
當前，移動終端的普及為我們帶來一種全新的學習形態——移動學習。我認為移動學習包括三種模式：碎片式學習、情境感知學習和基于電子書包的課堂互動式學習。
碎片式學習
這種學習模式利用了移動終端的第一個特性——“隨時隨地和你在一起”。從設計之初，移動終端就充分考慮了用戶的使用習慣，如小屏幕、能夠最快打開應用等。我們可以利用零碎時間，在任何地方進行碎片化學習，比如學習英語、網易公開課等。
移動互聯網脫胎于互聯網，很多人認為移動互聯網是互聯網的補充和延伸。然而，最初的互聯網是給專家用的，設計之初就決定了它的先天缺陷；移動互聯網則是給普通人用的，有自己全新的規則，從設計之初就考慮了如何使用方便。可謂是“青出于藍而勝于藍”。
情境感知學習
這種學習模式利用了移動終端的第二個特點——“知道你在哪里”。給學生配備帶定位系統的移動終端，基于特定的位置給予特定的服務。如香港中文大學開展的基于衛星定位的戶外移動學習實驗，教師在網上設計好問題，學生可以拿移動終端到公園、博物館、科技館等特定的地方解決問題。此外，像臺北大湖小學的“蝴蝶走廊”、麻省理工學院的“城市游戲”等都是利用了基于位置服務的移動學習。
基于電子書包的課堂互動式學習
電腦為什么吸引力這么大呢？它第一次將學習、生活、工作融合在一起，同時，隨著信息技術的發展，多業務、多組織機構也融合到了一起，當今時代的特征就是融合。在未來的課堂上，學習融合成為了關鍵詞，教材、教輔、教學過程、教學平臺、教學評價融合到一起，整合到移動終端內。關于教學方式，基于電子書包的學習方式的最大特點是什么？繁華的外表下面什么是讓我們激動的事情？毫無疑問，是互動。你有沒有反思過我們的課堂？課堂上一部分孩子只是看客，他們每天看著老師和幾個優秀孩子在互動，而自己和課堂似乎毫無關系。利用智能終端這種方式，所有人都被帶動到互動之中，充分參與教學活動。教育信息化不是把紙質書打造成電子書，而是要打造真正的互動課堂。
隨著時代的發展，新技術會不斷涌現，未來，我們的教育會是什么樣的？
在中國的教育信息化領域，未來需要把云服務的基礎設施搭建起來，像銀行一樣，是可信賴的，讓電子書包、電子教材能夠運行起來。移動學習是基于互聯網架構的學習形式，帶有互聯網的基因。這是一個淺閱讀的時代，微課程適應互聯網學習的特征。“游戲代表未來”是一個趨勢。移動學習和游戲越來越有機地融合在一起，并且越來越普及。隨著計算能力和存儲能力的無限提高以及人工智能的發展，學習過程中產生的數據將被記錄下來，并進行分析，從而智能地發現學生學習的問題。像醫療決策系統那樣，輸入病人的信息，系統能夠從海量的病例中總結出規律，針對個別的病人，給予個別的支持。當學生用上平板電腦之后，我們就會積攢越來越多的過程數據，并對學生的學習過程進行分析。學習分析是一個熱門的領域，但現在剛剛起步，幾年之后也未必見得有大規模的應用，但這是一個方向。憑經驗的事情，未必是最科學的，未來的教學應該是科學教學，而不是憑經驗教學。因為學習分析，我們真的可以實現科學教學。從經驗變成數據，經濟學實現了華麗轉身，期待著教育學也能夠從經驗走向數據，實現質的飛躍。
大數據時代，信息技術的普及、互聯網的迅猛發展，改變著人們的學習、工作與生活，同時也給學校管理帶來了巨大的挑戰與機遇。學校必須思考如何充分利用現代信息技術的資源和優勢，提高德育工作的成效。
一、創新數字管理工具：著眼常規，夯實德育根基
常規工作是德育的根基。互聯網的崛起，打破時空限制、加速信息流轉速度、外顯跟蹤事項進度等給德育常規工作帶來極大的便利。1.梳理部門職能，科學分工根據學校德育部門具體情況及實際需要，我校對學校德育工作進行重新整合安排，對分管德育的各位教師進行明細分工，設立常規部、生活部、數據部、傳媒部、培訓部、研發部六個職能部門，搭建德育教學一體化管理平臺，在平臺內部建立學生基本信息管理系統、學生操行分管理系統、文明班管理系統、學生成績管理系統、家庭報告書管理系統五大系統，實現德育管理的數字化，同時將學生操行、活動獲獎、學業成績、教師評價等信息匯聚一起，為后期數據分析提供基礎。2.發揮互聯網優勢，加速信息流轉德育常規信息具有較強的時效性，學校利用互聯網的優勢，加速信息記錄、反饋、跟進，在最短的時間內，將每一項常規信息送至班主任那里并讓其跟進。精準的學生坐標是確保數據信息正確有效的前提，我校實行學生宿舍坐標與課室坐標管理兩套體系，確保各項常規反饋精確到個體；操行管理系統全時段監控學生操行分的等級，并即時發送“到線”學生跟進消息，協助班主任及時有效地進行個體跟進教育；文明班管理系統匯總全班每一位學生各項操行表現含各類加扣分項目，為班主任營造集體輿論導向提供有力支撐；學生成績管理系統記錄學生入學成績和各階段檢測成績，全面記錄學生在校成績動態，為教師指導學生“自我剖析、自擬計劃、自我監督、自我成長”提供參考數據；家庭報告書管理系統將為家長提供學生在校某個階段的學習生活報告，可選擇某幾次成績、學生操行、教師評語等作為報告數據內容。此外，學校還將德育教學一體化管理平臺對接學校公眾號，方便家長使用移動設備查詢學生在校期間學習生活的詳細表現，凝聚家庭教育力量，實現家校有效互動。3.引入智能數據分析，優化教育效果谷歌Alphago的勝利讓我們再一次看到人工智能的威力，同時也讓我們思考如何將智能數據分析引入教育，優化教育效果。德育教學一體化管理平臺匯聚了學生海量的數據，涵蓋了學生操行、學業成績、活動獲獎、教師評語、家長評價等，引入智能數據分析連接最前沿的教育學、心理學等理論支撐下的專業教育指引，可以分別在個體分析報告和集體分析報告中為班主任提供相似教育案例和方法指導，讓班主任的工作更加科學高效。
二、升級互動分享平臺：助力科研，提升德育實效
班主任自主成長模式是我校德育科研工作的主要策略，通過專家引領、團隊科研、交流反思、自主修煉等四大措施，引導班主任在學習中進步、在實踐科研中成長。學校將這一模式融入到教師互動分享平臺——禮山師說。1.班主任頻道：讓優秀班主任以群體的形式出現班主任頻道是班主任學習、交流、分享的平臺，也是一個展示自我的空間。教師可以了解最前沿的教育資訊、向優秀的同行、跨界的教育精英學習等；交流身邊的鮮活案例、分享教育實踐沉淀下來的智慧。頻道中優秀的案例、有效的教育方式方法等將被引入德育教學一體化管理平臺，為教育同行提供有效參考。2.家校頻道：讓家長成為教育的專業助手學生的成長需要學校教育和家庭教育的融合，產生1+1>2的教育效果。我校在互動分享平臺“禮山師說”上開設家校頻道，倡導家校交流。班主任主動反饋學生在校情況，并推送相關教育方法指引，讓家長成為教育的專業助手；家長主動學習，積極配合學校老師，聯合幫助學生健康成長。
三、優化德育數字資源：關注課堂，拓寬德育途徑
主題班會課是高中階段德育的主陣地。我校整體規劃高中三年各階段主題班會，并提供豐富的德育素材，為班主任提供科學有效的德育數字資源。1.主題班會系列化，增強班會課感染力習慣養成是個長期的過程。系列主題班會更能滿足教育的實際需求，其效果更具持久性和穿透力。依據高中學生心理、生理特征及該時期教育需求，我校將主題班會劃分為三階段。第一階段：了解，角色轉變；第二階段：熟識，品質提升；第三階段：奮斗，實現夢想。各階段主題班會由年級組統一設計制作，其中融入階段培養目標及實施策略，學校同期也將開展配套活動，形成教育合力。2.素材模塊化，充實主題班會課堂學校成立班會素材整合開發小組，把素材劃分為五大模塊：小活動、小視頻、小故事、小歌曲、小圖片，每個模塊再分為勵志、感恩、學法指導等類別，并通過數字資源庫實現共享。這樣，班主任在開展班會課時，能有更多的精力分析班級情況，選擇更合適的素材豐富課堂內容，從而達到更好的教育效果。
作者：陳熹 單位：佛山市南海區九江中學
1 關于數學學習心理研究的途徑與方法
概括起來看，當前的數學學習研究遵循著兩條途徑。一條是從一般教育心理學理論出發，對數學學習的具體問題作解釋與分析；另一條是盡可能從數學學習具體過程出發，研究學生學習的真實心理活動，分析其認知過程、機制及心智變化，由下至上構建理論。
而就目前數學學習心理研究的大多數專著和論文看，采用第一種研究途徑的仍不在少數。上述問題，實際上涉及到如何處理好一般學習理論與數學學習心理研究之間的關系。一方面，我們應充分肯定一般學習理論對數學學習研究的普遍指導意義；但另一方面，又要避免在這種運用中表現出的簡單化或貼標簽式的傾向，特別反對把數學教育心理研究等同于“一般教育心理學加上數學例子”的作法。
事實上，教育心理學理論要有效地運用于數學學習研究，須經歷一個理論與數學學習具體實踐的相互作用，并在此基礎上重新概括和發展的過程，而不是機械的“粘貼”過程。由此可見，問題的實質還不在于選擇哪一條途徑，而在于無論選擇哪一條途徑都要注意理論與實踐真正有機的結合，其價值也是雙向的，即運用理論有效地解決數學學習問題，同時，通過具體數學學習問題的研究成果，豐富和發展數學學習理論及一般學習理論。此外，在研究方式上同樣需要在某種對分中尋求平衡關系的還有：定性分析與定量處理、邏輯論析與實證研究、縱向梳理與橫向比較，以及觀察的與實驗的、問卷的與訪談的、統計的與個案的、自省的與它析的、過程式的與結論式的等等。
2 建構主義對數學學習心理研究的啟示
2.1 建構主義提供的是關于數學學習認識論的分析。相對于學習心理的實證而言，學習認識論的分析是不可或缺的，甚至是更為根本的，它體現了一種基本的教學立場及觀念。事實上，認識論的分析與心理學的具體研究之間存在著十分密切的聯系，“建構主義在現代的興起，可以視為從認識論的高度對心理學，特別是認知心理學的研究成果進行深入分析的直接成果”。
2.2 建構主義的產生有其歷史淵源。建構主義的發展有著不同的維度，在建構主義的旗幟下事實上也包含著諸多不同的觀點，因此，為避免盲從或追求某種“時髦”，需要對建構主義產生發展的過程與軌跡有全面、深入的認識，并應對其諸多觀點進行鑒別、再認、選擇，甚至需要在實際運用中加以整合。
2.3 不同的建構主義立場將對數學學習研究產生不同影響。一方面，建構主義的立場可以影響研究者的工作方向（如個人建構主義對個體認知活動的特殊性感興趣，而社會建構主義更重視合作學習、語言交流、學習環境等問題）；另一方面，不同的認識論立場為數學學習心理的具體研究提供了不同的理論框架。正因為如此，更應該把“探幽入微”的具體研究與宏觀的認識論分析有機結合起來。
2.4 運用建構主義于數學學習研究時應特別關注其特殊性。運用建構主義于數學學習研究應該從數學學科自身的特點入手，探究其學習的特征。數學學科的特點在于，數學的對象是一種思維對象，是人類經過一定的抽象活動所構造出來的心理上的對象。按照這樣的認識，數學學習中的建構實際上可視為建構的“建構”，這正是建構主義的數學觀與數學學習觀本質關聯的核心所在，也是運用建構主義于數學學習研究今后仍應深入探討之處。
3 應對數學學習心理進行多學科、多角度的研究
即使是對一般學習心理研究而言，對于處在“生長期”的數學學習心理研究來說，更是存在著若干開放性環節和發展空間，這為多學科交叉研究提供了用武之地。對數學學習心理除了從一般教育學、心理學的角度進行研究外，如下角度值得進一步重視。
3.1 數學哲學與數學教育哲學。“任何一種有影響的心理學理論，都是建立在明確的哲學思想指導”下的。對數學學習心理的研究，必然涉及到“數學的本質”、“數學學習活動的本質”、“數學學習活動的認識規律與思維方法”等問題，這正是數學哲學及數學教育哲學需要回答的問題。
3.2 思維科學與數學思維論。由錢學森先生所倡導的思維科學研究已獲得長足進展，數學思維論立足于數學思維規律的概括與研究也已取得諸多成果，而將數學思維研究與相應的學習心理研究有機結合起來，已成為國際相關研究的一個重要特色。這一特色具體體現于對數學學習過程中各種實際數學思維活動機制的深入研究。
3.3 社會學與文化學。數學學習活動因其本質上是人類活動的有機組成部分，因而具有社會適應性、文化繼承性及環境相關性等特征，只有將這些特征與數學學習心理發展結合起來研究，才能更深入地理解數學學習的本質并把握其規律性。也是學習者參與社會活動的過程。
按這樣的認識，我們就應特別重視數學學習與現實環境的關聯，以及學習中的交互活動著眼于實際生活中的數學與學校正規數學的關系及對數學學習影響的研究，也為我們提供了一個社會學、文化學的角度，值得我們重視。
3.4 人工智能與神經科學。眾所周知，認知心理學現展的一個重要特征，就是將人類心理過程與計算機的運行過程作類比，通過所謂“信息加工”觀點，發展起了豐富的認知理論框架。盡管人們對依賴計算機發展起來的人工智能能否刻畫或替代人的大腦仍然持不同觀點，但它能為深入詮釋人的學習心理過程提供科學的理論框架卻是不爭的事實。特別地，我們看重通過人工智能去研究數學學習心理的原因還在于，無論是數學學習的對象，還是計算機系統的核心都是同一的，即數學的“符號處理”，這種同一性使得運用人工智能理論去更準確描述數學學習心理機制具有獨特的優勢。
4 應加強對數學學習活動中具體問題的研究
在談問題前我們有必要看一下信息化在世界的發展趨勢，就在今年五月，谷歌公司的市值達到了4980億美元，再次成為全球市值最大的企業，我們就把眼光投向谷歌。2016谷歌I/O開發者上，Sundar Pichai如圖1所示，以“人工智能”（AI）和“深度學習”開場；以“我們生活在一個特殊的計算機時代”結束。總體意思是AI是2016 I/O的核心。
Sundar Pichai是現在谷歌的首席執行官。他提到的事情――“人工智能”和“深度學習”。作為一名教育學研究者，我發現這個“深度學習”有兩種理解：從計算機學科來講，就是機器人來做一些事情，跟人越像越好，這是一個角度；從教育內部談到我們教育孩子的時候，孩子要把知識學到真正掌握并能應用的地步。我們這里談的是計算機領域這個詞，大家可以區分一下。Pichai最后說我們生活在一個特殊的計算機時代。
任何事情都是有發生的背景的。實際上就在今年，谷歌所做的另外兩件事同樣值得我們關注：
（1）3月谷歌的AlphaGo以4：1戰勝韓國圍棋手李世石。“深藍”在國際象棋上戰勝卡斯帕羅夫的時代，我們認為下圍棋戰勝人是計算機做不到的，因為圍棋的算法太復雜。但是到現在不到20年時間，AlphaGo就戰勝了李世石，計算機的能力發展是非常迅速的。
（2）谷歌主管搜索業務（幾乎占到了谷歌全部公司盈利的70%）的副總裁換將。可以說谷歌引領著全球正在走向AI時代。谷歌搜索業務高級副總裁Amit Singhal（致力于移動搜索）于2016年2月26日離職退休，接任他的是谷歌AI工程部負責人John Giannandrea。
AI的概念已提出了將近大半個世紀，但什么因素使得最近幾年AI突飛猛進？這個因素就是大數據。大家再來看一個幾天前剛發生的事情，2016年5月19日，在第八屆中國云計算大會上，香港科技大學的楊強教授如圖2所示就提到：“強人工智能和超級人工智能，一定需要大數據”。為什么人工智能忽然就厲害起來？楊強的分析：“基于大數據技術，數據科學得到了非常快速的發展，以至于很大程度上改變了計算機學科領域發展的情況。”這是我個人也比較認同的。
二、大數據在高等教育領域如何應用？
我們使用大數據就是為了實現更精準的分析，我們要進行靠譜的預測就一定需要大數據。可以說下一階段我們高校的信息化建設也應該是“一切為了數據”，讓數據成就我們的一切。但就在那場演講中，按照楊教授的觀點，目前來看對大數據的使用，他認為比較弱的領域有兩個：一個是生物領域；另一個就是教育領域。
根據今天主題，我們可以談談后者，特別是高等教育的信息化問題。
三、Minerva大學為例
那我們來看看大數據在國外的高等教育領域如何應用。去年11月份在北京召開了全國第二次教育信息化工作會議，劉延東同志主持召開過兩次這樣的會議，她提到了“全球浸潤式大學”。這是哪一所大學？這所大學就是建校不滿五年的密涅瓦大學（Minerva）。這個大學成立才兩三年，時間很短，現在正處在一個剛剛起步的階段。
1.Minerva大學特點
（1）浸潤式的全球化體驗 （Global Immersion）；
（2）現代化的課程 （Modern Curriculum）；
（3）終身的成就支持 （Future Success）；
（4）真正無地域限制、歧視的招生（Admission）。
該校提供的是一個浸潤式的全球化的體驗環境。該校學習時間一共四年，八個學期，其中兩個學期在舊金山。學校沒有傳統意義上固定的校園。學校大部分的課程都是線上的，課程全部被重新安排。我不認為我們所有的學科都可以像目前Minerva這樣的大學來學習，但確實也有一些專業是可以按照Minerva的方式來辦。
我們搜集到了Minerva大學上課的真實場景圖片，這就是他們課堂的真實境況，如圖3所示是他們上課的一個截圖，上面這里一個個小格子是來自全球各地的Minerva的學生，這是Minerva大學第一屆的學生。據一位中國籍的Minerva大學學生說，他們“課堂上”鏡頭前的每一個行為都被記錄，每一份作業都被記錄，每一次發言都被記錄，學校有專門的數據分析師和學情分析師對他們的行為進行分析，他們的學習真正做到了科學高效。上課過程中討論一些問題的時候，持不同顏色觀點的孩子，會在這個圓環上被標注出來，討論問題時候的立場分布就會顯示出來。所有學生都是在各自的場所，只要保證網絡通暢，課程就可以進行。這兩個孩子正在發言，所以他們的視頻會比較大，其他人都在小窗里。據說他們還有一個觀測的技術，如果你的腦袋太長時間移出這個鏡頭，會被認為你在開小差。這個時候正好在討論一個問題，立場有分歧，這兩個人在說，其他人在聽，這是一個例子。
凡是接觸過信息化的都知道，雖然在這里我們看到的只是一個教學平臺，但是背后的支撐網絡是龐大的，尤其是當學生處于世界不同國家、不同城市時這樣的支撐難度就更大。從這點來說，其信息化工作是超過一般的大學的。Minerva大學教學的流程對我們傳統的大學來說，我個人感覺至少是一個挑戰，對中國大學教學的挑戰尤其大。至少目前為止，全世界其他大學還沒做到這么開課。
2.從信息化的角度來看，Minerva大學的特點：
（1）以“數據技術”為核心，形成“互聯網+校園”新數據形態；
（2）以“云網端”為核心，形成“互聯網+校園”新技術形態；
（3）以“實時協同分工網絡”為核心，形成“互聯網+校園”新組織。
Minerva大學，讓我們看到了“互聯網+高等教育”。這是用互聯網再造的教學流程的教育，我們討論教育信息化、大學信息化，可能還是更多的用信息化手段來優化我們的傳統的教學模式。這是互聯網+高等教育非常前瞻的一個模式，當然我們還需要對它有一個觀察的過程。
3.“互聯網+教育”與“教育+互聯網”的區別
我們最近一直在談“互聯網+教育”，但“互聯網+教育”和“教育+互聯網”的區別在哪里？我的看法是：“教育+互聯網”是以工作（業務）為核心；“互聯網+教育”是以數據為核心。需要指出的是在我看來，“教育+互聯網”是達成“互聯網+教育”的一個階段，從信息化建設的一般規律來看必定需要走過“+互聯網”才能走到“互聯網+”。但恕我直言，目前中國高校大多還處于“+互聯網”，離“互聯網+”還遠得很。
四、高校信息化治理
1.工作流?數據流如圖4所示
就目前來看，高校的工作流和數據流之間有一種互動。這種互動隨著信息化的建設越來越強大。我們一直提出：數據不僅僅包括基礎數據，對我們的工作而言動態數據往往價值更大。我們一直提倡數據的“伴隨式”收集，數據產生在工作中，理想狀態下，通過工作流積累數據流，通過數據流優化工作流。工作流越順暢，連接得越多，獲得的數據才能更多，指導優化工作流的效益才能更大。數據流越強大、越優化，可能工作就越順暢，工作流的效能發揮就越好，這本身是一個相輔相成的過程。
2.信息化情況
大家可以看到，高校信息化治理的情況，有信息化統籌部門，除了信息辦還有各種各樣的處室、院系，這本身就是一個互相溝通的治理協調。如圖5當下高校信息化治理架構所示，為什么叫治理？什么叫做治理？最本質的問題就是誰也說了不算，必須商量著辦。信息化隨著國家財力的增加，不管地方高校還是國家重點高校，實際上一般投入到一定量以后，它整個水平還是比較會趨同，大部分條件都能達到，就是有個前后的問題。但是信息化治理是非常難的一件事情。大家看到如圖6所示，我們的角色是這樣的：學生、老師、管理者都面臨著一堆的管理系統，這是比較糟糕的。使用者在信息化系統中轉了幾圈轉不回來，解決不了問題，就會抱怨、投訴等。很多學校處于這樣的階段。
3.信息化存在問題
（1）業務流程復雜，臃腫。
跨部門的流程更為繁復。且流程內容簡單模糊，一旦遇到摸棱兩可之處，灰色區域之間，用戶往往周旋于各部門而終不得其果。部分職能部門開始建設自己的線上流程系統。如設備采購，財務審批，科研審批等。但各個線上流程之間往往缺乏集成與互通。對于用戶而言，其業務流程并未得到簡化，反而可能變得更加復雜。
（2）建維難度高。
將業務流程作為一個應用系統來建設，就必須要進行系統開發，要寫代碼。建設難度較高，業務部門通常無法獨立完成，必須委托第三方公司來進行。在此模式下，將來流程一旦發生變更，勢必要對系統代碼進行更改。維護成本高昂且響應速度緩慢。
（3）各自為政。
數據無法形成合力，工作流，業務流也往往是斷裂的。
（4）數據緊耦合。
由于缺乏對部門業務的執行數據整合。數據緊緊的落在業務部門內部，無法與外界共享。
4.信息化治理方式
大家可以看如圖7所示，決策支持在上面。然后我們看到數據中心，從決策者、應用者我們面臨的就是工作流。這是我們希望達到的狀態。通過工作流的建設，理順流程，連接各個應用系統。以用戶為中心，提高業務效率。通過運行產生的數據進行分析，為決策提供支持，并對工作流進行優化，形成閉環。我們學校在設計新的網站的時候，就設計了所謂的角色安排。你是在校學生還是在校老師等等，你的角色不同我給你看的頁面就不一樣，你只考慮你的角色，不需要惦記后臺是哪些部門。
要達到這種狀態，最好的辦法是所有的系統由信息化統籌部門統一開發，但這明顯不符合現階段高校信息化建設的實際。而且信息化統籌部門全面介入所有業務部門的工作也不現實。比較理想的方式是使業務部門能夠與信息化統籌部門直接對接，使業務部門減少對技術人員和企業的依賴程度，就能夠對流程進行制作/修改（模塊化的組建，簡單的鼠標拖拽），提高對業務需求的響應速度。而要達成這種局面就需要通過工作流工具。通過工作流平臺的開放，實際上也對業務部門的流程系統開發提出標準。而在大家都符合標準后，流程自然能夠進行有效地串聯和整合。我覺得這種改造是今后一階段信息化建設的趨勢。
我校有一個信息化的統籌部門能夠來協調企業、業務部門，這是我們希望能做到的。現在來看，我們希望能夠通過工作流，信息化部門負責統籌所有的業務部門，業務部門都在工作流中扮演不同的角色如圖8所示。
大家知道，現在有很多工作流工具，如圖9所示。我們的同志都在對這些工具進行各種各樣的測試。我們比較強調用微信上的一些企業號的功能來做學校的一些改革。我們認為，“十三五”期間我校所有的主流業務都必須能夠在手機端上有應用功能。手機是離不開的東西，所以必須考慮手機端，手機的服務提供好，你得到的響應度會更好，這也是一個很重要的考慮因素。華東師范大學正在利用工作流工具全面提升學校信息化建設。
[關鍵詞]未來課堂；智慧學習環境；智能學習空間；設計
[中圖分類號]G420 [文獻標識碼]A [文章編號]672-0008（2012）05-0042-08
一、引言
以計算機、通信、人工智能等為標志的信息技術快速發展及在教育教學領域的應用，使得我們傳統的課堂也漸漸從普通教室轉變為技術增強教室（Technology Enhanced Class-room）從單一技術的教室應用轉變為泛技術的教學環境。這既是科學技術發展的必然結果，也是社會發展對技術教育教學應用的應然要求。正如美國前副總統阿爾·戈爾所說：“美國的每一個孩子都應當接受21世紀的教育，都應當使用21世紀的技術。”當今。我們所面臨的學習者被稱為是網絡一代/數字后代（Digital Generation/Digital Natives），這一代的學習者正以與他們的父母截然不同的方式學習、玩樂、溝通、工作以及創造社群，他們利用網絡，毫不費力地突破了地域和時間的限制，利用指尖橫跨世界。他們崇尚自由和選擇權，追求個性化，喜歡交談、討厭說教、天生就善于協作，他們會仔細監督你和你的組織，堅持做正直的人，就算是在上班或是上學。他們也想過得有趣些。速度才是生活的常態，創新就是生活的一部分。時代的發展要求我們培養出富有創造力和創新精神的學習者。課堂是教學的主陣地，理想的課堂應是互動的，知性靈動的天地。這些都需要我們改變現有的課堂的物理架構和教學樣式。
從技術教育應用的歷史來看，教育技術的發展史其實就是技術發展及其在教育教學領域應用的歷史。技術的層出不窮，改變了信息的呈現、傳輸和存儲，也改變了人類對于信息的獲取和處理方式，但技術的不斷推陳出新，同時也給教學者和學習者帶來了很大的挑戰，他們需要不斷地去熟悉這些新技術，并將這些技術有效地應用于教與學的過程。幸運的是，隨著社會對人的關注，技術也越來越智能化，從過去以技術為中心轉向以人為中心，使人可以從繁雜的技術操作中解放出來，實現與技術、資源最為自然、和諧的交互，將自己的注意力集中于學習過程。借用環境行為學、社會學等學科的觀點，“人塑造了環境，環境也塑造了人”。提高課堂主體對自身及其所處教與學環境的認識，建立和諧的人與環境之間的關系，是未來課堂研究的一個重要主題。
目前。國內外關于未來課堂（教室）研究已經引起了各國政府、全球知名企業、高等學校、科研院所以及中小學校等機構的關注，未來課堂設計與應用已經成為了教育技術學研究的一個新領域。
二、未來課堂的特性及教與學的特點
（一）未來課堂的概念界定及特性
關于未來課堂的界定，國內外的文獻中目前尚無統一的論述，對于未來課堂，從名稱上有“未來教室”和“未來課堂”兩大類。
Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一書中指出，未來課堂是一個集成了技術與軟件。提供給學生一些替代方法和選擇以達到規定的目標的課堂。它們鼓勵形成一個讓學生一起工作計劃，分享經驗和教訓和進行概念化的學習，而不是單純記憶一些信息的環境。
美國的《每日論壇》報在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未來的課堂是一個學習環境，采用創新的教育活動，從課堂管理到教學的所有方面提高對技術的使用。它能使教學者和學習者成為優越的學習環境的一部分。
臺灣的陳曼萃認為，未來教室是指這樣一種教室環境，教學上，希望由過去單向的講授教學。轉變成為師生互動的學習模式，引發及提高學生的學習興趣，并進而啟發學生的創意與思考：同時。讓學生有更大的自由可以依自己的喜好選擇學習及進行探索的方式，以多元的管道汲取知識。包括使用各類的硬件載具，如計算機、學習機、電視、手機、電子書等。
臺灣的賴阿福認為，未來教室可定義為一個高度信息化、互動性強、整合性佳的教學與學習環境，適合進行信息融入教學、數字學習，教師可運用多元教學策略在講授、評量、診斷、互動、討論、探究等教學過程中，除了能強化教學效能及學習成效外，亦能提升學習者的關鍵能力（包含問題解決、創意思考、批判思考、溝通表達、信息應用等能力）。
臺灣資策會在“2009年的數位典藏與學習之產業發展與推動”計劃中提出，未來教室為將新興的數位教學終端設備與數位內容進行整合，輔以適當的教學模式與方法，發揮Ac-tive Learning（主動學習）的成效，培養學生高層次能力的教育體系與環境。未來教室即是將科技工具運用在教學上，且強調團體的交互式教學。并以學習者為中心設計教材，創造出協同合作之虛實整合學習環境。
臺灣的《啟動學習革命》一書中認為，“未來教室=無所不在的學習環境+電子書包+隨意教室+遠距實驗室+高互動教室+相連教室”。在未來教室里，無處不可以學習，還可以跨班際、校際甚至國際進行交流。
未來教室是指將高新技術融入教育，創造全新的互動教育環境。未來教室的目標能力是培養學生的分析力、創新力，教學方式是多向的，以學生為中心進行學習，學生能夠進行主動、探索性學習。
未來教室是一個集多媒體教室、計算機教室、微格教室、校園電視臺等多種環境為一體的新形式教學環境，其中使用了包括電子白板、數字筆、電視（顯示）墻、無線網絡、數字攝像在內的多種技術，讓學生充分體驗到計算機技術發展所帶來的便利。體驗到利用新技術進行學習盼快樂。
未來教室便是利用先進的新一代信息科技，改變傳統學校教室的學習環境，建立師生間雙向互動的教育學習模式，不但能刺激學生學習動機與創新、探究之精神。更讓教師能夠豐富教材內容以及輕松教學。未來教室應該是一個廣義的概念，包括教師的教學工具、學生的學習環境等。
英特爾全球教育總監Brian Gonzalez認為，未來的課堂是“顛倒的課堂”。是指教育者賦予學生更多的自由。把知識傳授的過程放在教室外，讓大家選擇最適合自己的方式接受新知識；而把知識內化的過程放在教室內，以便同學之間、同學和老師之間有更多的溝通和交流。
王珠珠認為，未來教室是一個以學生為中心的教學的、鼓勵學生多方面的進步的，是一個能夠展現、呈現或者使用、分享或者多媒體的，應該是能夠合作研究，能夠便于信息交流的，應該是批判性思考，并且能夠主動的計劃和行動的這樣一個真實和虛擬環境的整合的這樣一個環境，或者叫結合的一個環境。
宋衛華認為，未來教室是一種利用電子白板技術、投影技術、智能空間技術、無線射頻技術、物聯網技術等手段，在現代創新教育理念的指導下，構建出以培養學生21世紀創新技能為目的，以互動為核心，能夠激發學生學習興趣，促進學生協作、探究學習的一種教室環境。
楊宗凱教授認為，未來的教室一定是云端教室，包括電子課本、電子課桌、電子書包、電子白板等，在資源方面，由模擬媒體到數字媒體，再到網絡媒體，資源最終都在教育云上，內容達到極大豐富，從而滿足個性化的學習。
通過對上述定義進行分析，可以看出，目前，已有對未來課堂（教室）的界定一個共有的趨勢是關注于利用新興的技術創建一個教與學的環境，促進學習者的學習和相關技能的培養。綜合以上學者對未來課堂（教室）的概念界定研究，本文認為，未來課堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相對于傳統和現代課堂而言的，是以人本主義、互動、環境心理學等相關理論和智能空間、云計算、人體工學等技術的支持下，以互動為核心，以充分發揮課堂組成各要素（人、技術、資源、環境和方法等）的作用，實施教與學，以促進人的認知、技能和情感的學習與發展的教與學的環境與活動。
未來課堂的特性主要體現在未來課堂的人性化、混合性、開放性、智能性、交互性和生態性等方面。人性化主要體現在技術設計與應用上。更多地體現以人為本的精神：混合性則主要體現在未來課堂可以實現多種教與學活動的混合，正式學習和非正式學習結合，虛擬課堂和現實課堂的混合。不同交互類型的混合等：開放性主要體現在課堂教學組織形式的開放以及教學資源的開放：智能性則體現在未來課堂應是一個智能化的學習空間，具有自然便捷的交互接口，以支持教與學主體方便地獲得未來課堂設備的服務：生態性則體現在未來課堂應是一種平等、和諧、開放的生態系統。
（二）未來課堂教與學的特點
未來課堂的教與學的過程是以學生為中心的、自主的、個性化的。在學習內容上，不管是哪個領域。都要學習批判性思維、復雜問題的解決、合作以及多媒體通訊等21世紀的專業知識與能力：從技術對學習的促進方式上看，作為以泛技術環境為特征的未來課堂，可以通過不同技術來支持不同類型的學習，多媒體的呈現形式、網絡資源和網絡社群可以為學生的學習創造機會：從學習的時間和場所上看，學生可以隨時隨地按需學習，技術為按需學習和全方位學習搭建了關鍵性的橋梁。使學習資源通過正式學習和非正式學習得以有效利用：從學習主體的廣泛性角度看，未來課堂則是提供了靈活的信息呈現方式、學生知識表征方式和活動參與方式，體現為所有課堂教與學主體提供服務。使所有人都能夠得到合適和有效地支持。
三、未來課堂：智慧學習環境
智慧學習環境目前也已開始受到教育技術學界研究者的關注，《開放教育研究》雜志從2012年開始開辟“智能學習環境”專欄，北京師范大學教育學部知識工程研究中心和加拿大Athabasca（阿薩巴斯卡）大學計算機和信息系統學院也聯合主辦了“北京師范大學一阿薩巴斯卡大學首屆“智慧學習環境國際研討會”。
智慧學習環境是數字學習環境的高端形態，是社會信息化背景下學生對學習環境發展的訴求，也是有效促進學習與教學方式變革的支撐條件。智慧學習環境的目標是使得學習場所能夠感知學習情景，識別學習者特征，提供合適的學習資源與便利的互動工具，自動記錄學習過程和評測學習成果，以促進學習者有效學習。
智能空間（smart Space）是智慧學習環境的一種實體形式，也是智慧學習環境實現的基礎，是嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感裝置的工作或生活空間，具有自然便捷的交互接口。以支持人們方便地獲得計算機系統的服務。智能空間作為信息時代的產物是具有動態、主動、可思維、開放、多變等特性的建筑空間。
參照NIST（美國國家技術標準研究院）給出的智能空間具備的功能和為用戶提供的服務標準，我們認為，作為智能空間的特定應用形式，未來課堂也應是一個智能學習空間，它應包括能識別和感知課堂主體以及他們的動作和目的，理解和預測這些主體在完成教與學任務過程中的需求：課堂主體能方便地與各種信息源（包括設備和數據）進行交互：他們所攜帶或使用的移動設備可以無縫地與未來課堂這一智能學習空間的基礎設施進行交互：未來課堂能夠提供豐富的信息顯示：提供對發生在未來課堂中的經歷的記錄，以便在以后檢索回放：支持未來課堂中多人的協同工作以及與遠程用戶的沉浸式的協同工作等。
智能學習空間還是一個富交互環境，在未來課堂這一智能學習空間中，大量的計算設備、多模態交互技術模塊、情景感知（Context Awareness）模塊被嵌入并隱藏在實際的物理環境中這些模塊互相協作并能主動為用戶提供服務，使得智能空間擁有立體、連續的交互通道。按照智能空間發展的這三個階段，從獨立的智能空間一開放的智能空間一智能社區的演變。不同的智能學習空間之間也應該能夠自發地發生交互。當一個空間的資源無法滿足用戶的需要時。智能空間應該根據用戶的要求向臨近的空間發出請求來完成用戶的任務。
目前，國內外對智能學習空間的研究主要集中于有關智能教室的研究，筆者曾在智能教室的研究現狀與未來展望一文中。對智能教室研究的國內外現狀進行了系統的綜述。目前如清華大學的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越電子的智能教室等。
也有學者從各自角度提出了關于智慧（能）學習環境的構想。鐘國祥等提出，智能學習環境是從建構主義學習理論、混合學習理論、現代教學理論出發，以學習者學習為中心，由相匹配的設備、工具、技術、媒體、教材、教師、同學等構成的一個智能性、開放式、集成化的數字虛擬現實學習空間，認為其既支持學習者學習的自主建構，又提供適時的學習指導。馬來西亞學者Chin認為，“智慧學習環境是一個以信息通信技術的應用為基礎、以學習者為中心的且具備以下特征的環境：可以適應學習者不同的學習風格和學習能力：可以為學習者終身學習提供支持；為學習者的發展提供支持。黃榮懷等人認為，智慧學習環境是一種能感知學習情景、識別學習者特征、提供合適的學習資源與便利的互動工具、自動記錄學習過程和評測學習成果，以促進學習者有效學習的學習場所或活動空間。
在這些現有的項目中，盡管各個項目關注點會有差異，但是其核心思想是一致的，就是技術整合于教室及教學活動，為課堂教與學活動的順利開展，及為學習者提供良好的個性化學習支持，注重學習者創新能力及創新精神的培養提供@技術、環境、人、資源各主體相互協調的智能學習空間。
在未來課堂研究方面，筆者曾利用質性研究法和文獻研究法，對目前網絡上公開的44篇中小學生所寫的關于未來教室（課堂）的作文利用質性分析軟件Nviv08.0軟件進行了內容分析。提煉出當前中小學生對于未來課堂的想象與期望。基于作文內容分析建立的未來教室特點模型，如圖1所示。
從模型圖中研究者可以發現，學生們對于未來教室（課堂）特點的認識，主要體現在智能的、高科技的、人性化的、靈活的、有趣的、自由調節的、使用便捷的、安全的、心情愉悅的、生態的、環保的、無塵的等概念中。
另外，筆者基于對于未來課堂的定位和特性、學生理想中的未來課堂和未來課堂的目標進行分析的基礎上，還采用了專家意見征詢法，對來自于教育學、教育技術學、計算機科學與技術、建筑學、心理學等領域20位專家，對于未來課堂的認識進行了意見征詢，借此構建了未來課堂的模型，如圖2所示。
從未來課堂模型中。可以看出。未來課堂的設計主要從課堂環境設計和課堂教與學的活動設計兩方面入手。未來課堂要能促進學習者的學習與發展，應使學習者在未來課堂中能夠實現快樂學習和高效學習。而要做到這一點，需要學習者在未來課堂中進入到一個積極的心流狀態。從心流理論研究可以得出，要使學習者獲得這種心流狀態，需要從學習環境和活動兩方面進行考慮。其中環境部分包括未來課堂的物理環境和學習支持平臺。物理環境中，未來課堂給課堂主體提供了高交互的教與學設備。能夠有效支持課堂主體對于學習資源的獲取、處理和呈現。智能環境控制則給課堂主體提供了良好的外在環境，從光、溫、聲、背景音樂、空氣質量等方面根據課堂的實時狀態進行調節。創意空間布局則主要考慮給學習者提供更為人性化的桌椅設施，以及根據教與學活動的需要能夠方便實施桌椅的組合，形成學習小組，以利于小組學習活動的開展。
未來課堂中教的活動、學的活動和評的活動都是基于未來課堂云學習支持系統來實施的，所有學習資源的提取及課堂教學過程中生成的資源均來源于或進入到可進化的學習資源庫中。課后的活動是課中教與學活動的延續，教師可以利用課堂實錄系統記錄的視頻和學習支持平臺記錄的教學生成性資源進行分析，反思自己在教學過程中的經驗和不足之處，并撰寫反思，與同行交流，也可利用學習支持平臺對學生在作業過程中提出的問題進行輔導交流。學生在課后也需要對自己的學習過程進行反思，撰寫反思日志，并利用交互學習終端完成系統根據自己的學習情況推送的個性化作業。
未來課堂學習支持系統是未來課堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在網絡實現高互動教與學設備、智能環控設備的接入與控制，支持未來課堂教與學等活動的開展。教師、學生可以通過交互終端接入未來課堂學習支持系統，進行教與學的活動實施，教研員、學校管理者、教師同事、家長等也可以接入未來課堂學習支持系統，參與教與學的過程，了解學與教的情況。
可進化的學習資源庫是未來課堂學習支持系統的重要支撐。因為在未來課堂教與學的過程中有許多新生成的資源，而且未來課堂中的學習需要有情境性、適應性的資源，需要為學習者進行個體學習時所需的個性化學習資源需求提供支持。根據不同的要求，提供隨需應變的學習資源服務。在未來課堂中，學習者需要的不是泛泛的學習資源，而是需要應時的、與學習目標、教與學內容相關的、能夠切合學習者所處當前語境的資源。可進化的學習資源優勢便在于它解決了資源的應時性。使學習資源有了適應性的特點。由于在未來課堂中，隨著課堂主體與資源的交互，不斷有新的生成性學習資源產生，也就是說學習資源能在與課堂主體進行交互的過程中，吸收資源使用者的集體智慧得以不斷進化，這樣就使得原本傳統的靜態化、結構封閉、內容更新遲緩的學習資源需要轉變為動態生成、持續進化發展、結構開放的學習資源。不斷保留在使用和交互過程中產生的生成性信息作為資源進化的養料，體現資源進化和學習者知識建構的歷史路徑，滿足資源自身生命進化的需求。未來課堂中學習者的學習過程不僅僅是學習者與學習資源的交互，更重要的是在參與學習的過程中，吸取教學者、其他學習同伴、遠程學習者或專家等人的智慧，建立起學習者學習的社會認知網絡，收獲持續獲取知識的“管道”。透過學習資源在學習者、教師等人之間建立起動態的聯系，共享學習過程中的人際網絡和社會認知網絡，滿足社會化學習的需求。
由上可見，未來課堂是一個智慧學習環境，智能性是未來課堂的重要特性之一，未來的課堂應是這樣一個富有技術、充分體現技術、人和諧交互的智慧學習環境。這個環境的組成既包括未來課堂物化形態上所呈現的智能學習空間，同時還包括在這個空間中對課堂主體所進行活動的智慧性支持。在這個環境中，技術也已成為一個具備一定智能的主體，與其他主體能夠進行良好的互動，共同促進未來課堂教與學效率的提高。
四、未來課堂的智慧性體現
基于泛技術環境的支持，未來課堂的目標是旨在構建一個自然、和諧互動的學習空間。促進學習者進行個體學習和社會化學習，進而促進學習者的發展，在空間設計上也應能夠體現綠色、環保，從信息化設計到體驗性設計。
未來課堂作為一個智慧學習環境。其智慧性主要體現技術層面、環境層面和資源和服務層面等方面。
（一）技術層面——應用大量的智能技術
未來課堂作為一個泛技術支持下的教學環境，應用了大量的智能技術，主要實現信息的記錄、傳輸、編輯的智能化，主體之間交互的多元化、便捷化。如RFID技術、泛在網絡技術。智能學習空間（Smart learning space）是嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感裝置的教學與學習空間，具有自然便捷的交互接口，以支持課堂主體方便地獲得計算機系統地服務。人們在未來課堂里的學習過程就是使用計算機系統的過程，也是人與計算機系統不間斷的交互過程。在這個過程中，計算機不再只是一個被動地執行人的操作命令的一個信息處理工具。而是協作課堂主體完成教與學任務的幫手，是人的伙伴，交互的雙方具有和諧一致的協作關系。這種交互中的和諧性主要體現在人們使用計算機系統的學習和操作負擔將有效減少，交互完全是人們的一種自發的行為。自發（spontaneous）意味著無約束、非強制和無須學習，自發交互就是人們能夠以第一類的自然數據（如語言、姿態和書寫等）與計算機系統進行交互。
（二）環境層面——實現智能環境
未來課堂中應用了許多電子設備，要做到環境的智能化，需要使電子設備消失在用戶環境中，因此。需要“虛擬設備”來支持課堂主體與消失了的電子器件間的自然交互。通過智能化、個性化和相互連接的系統和服務創造所需的環境和功能。以此提高人們利用環境學習的質量。
空間可以感知人的存在。根據不同的人，空間就會有不一樣的改變。
智能環境控制系統主要基于RFID等的物聯網技術對課堂內的光、電、聲、溫根據學習者學習的需要進行控制，可以根據課堂外的光照條件調節照明，季節氣候的不同調節溫度，根據課堂內的聲場環境調節聲音系統等。如圖3所示。
環境必須能識別生活在其中的人，適應他們，并從他們的行為中學習，可能的話還要具有情感。在環境智能的世界里，由組網的智能設備組成的電子系統將集成到人們的環境中，并為人們提供隨時隨地所需的信息、通信、服務和娛樂等服務。設備還能進一步適應甚至預備人們的需要。環境智能將以完全不同于現在的手柄式或固定的電子盒的方式出現。這些新系統將自然地融合到周圍的環境中，并可以產生更為自然和隱含的交互方式。
智能環境重要的技術特性主要包括嵌入式（Embeded）。許多組網設備被集成到環境中。環境感知（context Aware）系統能識別你和你所處的環境上下文，個性化（Personlized）系統能調整自身以滿足你的需求，適應性（Adaptive）能發生變化以響應你。預備（Anticipatory）系統無需有意識的干涉便能提前準備好你所想要的。
（三）資源層面
未來課堂可以通過云資源支持平臺、智能課堂實錄系統和交互白板實現資源的智能實時錄制和資源存儲。
智能課堂實錄系統可以對課堂中的學習者的學習過程，包括自我學習和小組協作學習等過程進行記錄，儲存于云端資源服務平臺中。可供學習者課后進行學習過程的回放，反思支持。
課堂智能實錄系統是未來課堂物理架構的重要組成部分，實錄系統能夠自動跟蹤課堂主體的狀態和活動，自動調整鏡頭的景別。及實現聚焦和拾音電平的調整。并處理好不同攝像機之間的錄制畫面的同步。可以實現多攝像機、多場景切換式拍攝。
（四）服務層面
未來課堂應為課堂主體而建，終極目標在于促進學習者的個體學習和社會化學習，以促進學習者的發展，是一個充分發揮課堂主體的主動性、能動性，和諧、自由發展的教與學的環境與活動。未來課堂應為課堂教與學活動的實施提供完善的支持與服務。要實現這種支持與服務。需要未來課堂能夠根據課堂實時情境。判斷出課堂主體的需要，為教師和學生實現教與學過程的智能分析，資源的智能推送等。從而為每一個學習者能夠實現個性化學習提供可能。
五、未來課堂——智慧學習環境的實現技術
未來課堂作為一個智慧學習環境，其實現技術主要包括硬件技術和軟件技術兩個層面，其中硬件技術主要包括所有設備之間的智能互聯技術、多功能交互設備技術；軟件技術則主要是指各主體間的信息的智能傳輸技術、控制技術及推理技術等。
（一）硬件技術層面
要使得未來課堂成為一個智慧學習環境，需要有硬件技術的支持，這些硬件技術主要包括物聯網技術、多功能交互設備技術等。
1.物聯網技術
未來課堂是一個泛技術環境，是一個技術增強型課堂。未來課堂的物理架構是指在泛在網絡環境支持下，由多屏顯示、活動桌椅、智能環境控制系統、桌面平板電腦、無線反饋系統、視訊會議系統、智能課堂實錄系統等部分構成。從未來課堂的物理架構可以看出在課堂中應用了許多新的技術，但這些技術在未來課堂中不應該是單獨存在的客體，而都應成為彼此之間信息互通的主體，成為未來課堂的有機組成部分。目前，實現要實現這些設備之間的無縫鏈接，主要可以采取物聯網技術來完成。
物聯網（TheInternet of things）的定義通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備。按約定的協議。把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
從課堂教與學主體進入課堂開始，其身份信息將自動被讀取。相應的設備都會根據讀取的主體信息調節相應的設備狀態。給主體提供相應的支持。以符合個性化學習的需要。體現所有學習主體的學習機會平等性、學習方式多樣性、學習模式靈活性。
基于物聯網形成的無縫學習環境和泛在網絡技術可以讓所有學生和教育工作者隨時隨地使用綜合性的學習基礎設施。
2.多功能交互設備技術
除了物聯網技術以外，未來課堂的主要特性是其互動性，要實現各主體之間的良好互動。需要有多功能交互設備技術的支持。如多功能交互筆。多觸點交互顯示技術等。
在未來課堂這樣一個包括多種顯示設備的三維交互空間中。用傳統的鼠標鍵盤進行交互是相當繁瑣的。每個顯示設備都需要單獨配備鼠標或鍵盤，對于不熟練的計算機用戶來說。這種交互方式效率很低。對某些操作，例如繪制圖標。即使是熟練的計算機用戶用鼠標和鍵盤也很麻煩。清華大學研究者設計實現了一種多功能交互筆uPen，它是一個具有壓力傳感器的觸摸筆，可以發射激光，筆身上還有激光發射和鼠標左右鍵共三個功能按鍵。結合觸摸板和計算機視覺技術。用戶利用一只uPen就能夠以便捷的方式在課堂中與各種顯示設備進行交互。這種筆勢交互的模式擺脫了鼠標鍵盤，使用戶在課堂的各個位置都能與顯示設備交互，而且交互方式統一便捷。每一支uPen在使用過程中能向系統發送惟一的ID信息。為多支uPen同時工作提供了基礎。結合室內定位系統，就能夠確定使用人員的當前交互狀態，為系統的主動服務和用戶相關的過程記錄提供了可能。
多點觸控技術是一項由電腦使用者透過數只手指達至圖像應用控制的輸入技術。它是采用人機交互技術與硬件設備共同實現的技術，能在沒有傳統輸入設備（如鼠標、鍵盤等）的情況下進行計算機的人機交互操作。多點觸摸交互技術能支持同時多點觸摸輸入，使得觸摸手勢輸入和多人協作交互成為了可能，可以提高交互的智能性、協作性和自然性，也推動了人機界面逐漸由圖形用戶界面（GUI）向自然用戶界面的轉變。將雙手的手勢動作定義成人們在日常生活中常用的自然動作并用來操作計算機，可以大大減少操作者的認知負擔，降低學習操作的門檻。觸摸手勢交互作為一種更自然的人機交互方式，它符合用戶的認知，提高了交互的自然性。
為滿足人們簡單、自然、友好、一致的人機交互需求，利用人在現實生活中的勞動技能和操作技巧，提高交互的自然性，該平臺以用戶為中心。相對于單手操作。雙手交互不單是輸入通道上的增加，而且體現了雙手合作的特點，提高輸入帶寬和工作效率，使得傳統的圖形界面交互能夠和雙手多指交互相結合達到優勢互補。如國防科學技術大學研發的基于手勢的多指觸摸協作交互平臺。解決了多點觸摸識別與定位、觸摸手勢識別、多人協作交互等關鍵技術，利用先進的光感應觸控手段，實現了雙手多指觸摸操作的人機交互。開發了基于雙手自然手勢進行觸摸交互的通用支撐軟件，支持多人協作交互。通過觸摸屏在圖形界面上實現了一種自然、簡單、高效的人機交互。支持自然手勢的雙手多指觸摸人機交互系統，在觸摸精度、顯示面積和顯示方式上與國際同期同類技術相比具有明顯優勢。
（二）軟件技術層面
未來課堂設備的配置和連接從硬件技術層面來講創建了智慧學習環境的物理基礎，但要使其真正發揮各自的作用。成為一個智慧學習環境。則需要相應軟件技術支持。這些軟件技術主要是指各主體間信息的智能傳輸技術、控制技術及推理技術等，具體包括人工智能技術、上下文感知計算技術、和諧交互技術、計算機視覺識別技術和無縫數據管理技術等。
1，人工智能技術
人工智能技術是當前信息技術教育應用的一個研究熱點，基于人工智能技術開發的智能教學系統使得計算機軟硬件系統能夠更好地服務于學習者的學習過程。以智能專家系統ITS（Intelligent Tutoring Systems）為例，ITS是一種能仿真人類教師的計算機教學系統，以學習者為主設計的教育軟件，它能感知學習者的學習狀態，而提供適合學習者程度及喜好的指導、決定學習者模塊內容及選擇特殊設計以輔助學習指導及練習（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技術推論學習者的學習狀況、理解狀態及分析學習者特質，進而決定教學的內容、時間點、與方式。這不但塑造了一對一教學的理想環境，同時也提供了針對不同學習者需求，量身定做的適性化（adap.tive）學習內容。ITS以學生模型（Student Model）、教學模塊（Pedagogical Module）、領域知識（Domain Knowledge）、接口模塊（Interface Module）四個組件來達成上述的各項功能。[刪
在未來課堂中，學習者除了可以和實體課堂內的教學者、學習同伴進行互動外。還可以和學習支持系統中的智能型人進行互動，獲得個性化的學習支持，智能性人中的“教學人”可分為“協助教學事物人”及“實際進行教學的仿真教學人”兩種。臺灣學者陳鴻裕的研究指出，協助教學事物的教學人主要的工作有：（1）自動負責同伴間的聯絡；（2）自動檢視并提示學習進度；（3）自動收集課程的相關信息。而“實際進行教學的仿真教學人”則是代替教師實際進行教學的人，大部分的系統皆是以一個動態的3D人像作為溝通接口。以運用虛擬實境中豐富的溝通形式。與學習者在網絡的虛擬實境中互動。
2.上下文感知計算技術
上下文感知是智能空間的重要特征。是提高計算系統交互智能性的核心技術。上下文感知計算是指利用上下文信息自動為用戶提供適合當前課堂教與學情景的服務和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的應用等方面的內容。
上下文是指任何可用于表征實體狀態的信息，這里的實體可以是個人、位置、物理的或信息空間中的對象。在實際應用中，上下文的種類可歸納為計算上下文、用戶上下文及物理上下文等。上下文可分為低層上下文和高層上下文兩個層次，低層上下文是指直接從相應的傳感器獲得的上下文：高層上下文和低層上下文往往是相互關聯的，一般來說是根據低層上下文進行邏輯推理得到的。由于高層上下文更能體現用戶主體的意圖。因此人們對高層上下文更感興趣。它成為判斷用戶主體當前意圖，為用戶主體提供相應服務和支持的重要依據。
3.和諧交互技術
未來課堂通過開發和集成先進的和諧交互技術，為學習者提供一個高效的信息獲取、交流的工作空間。從而促使顯著提高學習、討論和協作效率。
在未來課堂中，多種來源的相關信息將集成顯示在課堂的三維物理空間中，課堂教與學的主體可以在多個顯示表面上以自然便捷的方式直接與信息系統交互。或與遠程的專家或學習伙伴進行充分的協作交流，整個互動過程還將被自動存放為可索引的學習記錄或參考案例。未來課堂這一智能學習空間是一個典型的多用戶和諧人機交互環境，目標是促使學習者在復雜的情況下盡快地理解和掌握當前形勢并快速地做出合理地決策。關鍵是要為開放式信息集成、多用戶自然交互提供支撐技術。
基于普適計算的智能學習空間技術，能營造全方位信息顯示與和諧交互環境，將大大提高教與學過程的快速性和可靠性。
4.計算機視覺技術
在未來課堂這一智慧學習環境中，人的行為識別理解、物品識別與定位，以及場景恢復等問題都需要利用計算機視覺技術作為主要或者輔助手段來解決。計算機視覺是用計算機或機器對生物視覺的仿真。是一門綜合性的學科，它包括計算機科學和工程、信號處理、物理學、應用數學和統計學，神經生理學和認知科學等。計算機視覺就是用各種成像系統代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計算機來代替大腦完成處理和解釋。計算機視覺的最終研究目標就是使計算機能像人那樣通過視覺觀察和理解世界。具有自主適應環境的能力。
在未來課堂中，用到的與計算機視覺相關的技術主要有圖像處理、圖像識別和圖像理解。圖像處理技術把輸入圖像轉換成具有期望特性的另一幅圖像，圖像處理主要利用圖像處理技術進行預處理和特征提取：圖像識別是指根據從圖像抽取的統計特性或結構信息，把圖像分成預定的類別，圖像識別主要用于對人的動作、物品等的識別與定位等；圖像理解不僅描述圖像本身，而且描述和解釋圖像內容所代表含義，圖像理解主要用于對場景的理解和對人的行為和意圖的識別等。
5.無縫數據管理技術
從用戶的角度來看，進入未來課堂后，不同計算設備上的信息被放置在一個系統中，用戶無需關心信息的上傳和下載，只需利用下文介紹的多功能交互筆就能在不同顯示設備上方便地顯示、切換、標注這些信息，使得用戶的注意力能主要放在討論和信息理解的過程中，無需過多理會計算系統的細節。遠程用戶被允許接入未來課堂后，也能利用無縫數據管理模塊來提供和共享信息。
在多種顯示設備集成的智慧學習環境中，課堂教學主體可以通過物理環境（如墻面、桌面）、日常用具（如筆、激光筆），新型信息設備（如PDA、麥克風陣列），以及語音命令等自然便捷的方式與信息系統交互，無需依賴傳統的鼠標鍵盤，以使對計算機不熟練的人員也能夠直觀地訪問、處理信息。原型系統主要通過語音命令和多顯示表面上的筆式交互提供直接的支撐技術。
除了以上的硬件技術及軟件技術外，未來用在未來課堂這一智慧學習環境中的技術還可能包括增強現實技術（AR）、多模態信息融合、自動記錄決策過程、內容增加技術（如把有意義的元數據添加到現有的音頻和視頻內容中）、新的壓縮和表現技術（使音頻和視頻能實時地產生復合型媒體）和適應技術等，以支持未來課堂用戶主體和課堂技術、資源和環境間的自然交互等等。
一、數字政府建設“十三五”規劃總結
1.入學報名“一網通”
XX區教育局XX年開展中小學網上報名工作，入學無紙化報名系統于XX年5月正式使用。報名平臺整合打通各類數據資源，實現戶籍、房產、監護人、預防接種、出生證明等信息的數據精準共享，義務教育學校入學報名實現全區網上報名全覆蓋，個別有需要的家長可到區教育局進行現場核對。XX年義務教育網上報名的人數接近7000人。目前該報名平臺已于XX年9月份接入XX政務服務網。
2.教育繳費“一鍵辦”
依托XX政務服務網統一公共支付平臺及支付寶、微信、網銀等支付方式，在全區范圍鋪開，面向學生的學費、代管費、住宿費、伙食費等各類教育繳費及保險費等社會事項繳費，全部一鍵辦理，實現“零跑腿”。當前，全區所有學校均已實現網上繳費，公辦學校繳費已全部納入“XX政務服務網統一公共支付平臺”，電子繳費率達100%。
3.資助辦理“一端口”
困難學生教育資助已實現“最多跑一次”，并與民政、審計等部門實現大數據信息共享。通過信息共享，減除申請資助材料，實行網上共審機制，縮短申請辦理時長，提供便捷化的資助申請辦理服務。學生只需將材料帶到學校交給老師即可，剩下的由區教育局辦理。
4.轉休復學“一張表”
各中小學休復學已實現“最多跑一次”，取消紙質審批表，取消各類學籍證明材料（包括學生基本信息表），有需求的學生將材料提供給學校，學校進行初審之后，通過學籍系統提交，然后在網上進行審批、辦理。
5.校園生活“一卡通”
積極推進中小學智慧校園建設，大力推廣校園“一卡通”應用，通過“一卡通”實現上學放學、文化學習、體藝活動、圖書借閱、食堂用餐、校園消費及請假銷假等智能化服務。目前已選定試點學校開展試點工作，開展一卡通方案與項目的實施與論證，與相關部門對接，XX年已在三所城區學校完成試點工作并正式投入使用。
6.家校互動“一平臺”
我區積極舉辦XX教育廣場應用培訓活動，更新參訓教師的教育理念，提高了教師XX教育廣場的使用率，提升了應用水平，為各學校有效利用XX教育廣場移動端、學生端進行教育教學、家校互動等起到積極的促進作用。通過“一卡通”平臺，加快學生發展性評價數據收集與共享，建立和完善班級、年級、校級三級家校互動平臺。完善維護“XX教育”微信公眾號，多篇文章，傳播先進家庭教育理念與方法。
7.加分確認“一證通”
加分事項實行“一證通辦”，學生只需憑一張申請表、一張身份證明即可申請辦理。非涉密事項可通過XX政務服務網或移動APP填報申請表及上傳身份證明，通過與公安、外僑、民宗等部門信息共享，由區教育局在后臺審驗確認后，在線上線下進行公示。涉密事項由考試中心線下代跑審驗確認。中考優待、高考優待“一件事”辦理平臺由省級統一開發，區教育局將做好牽頭工作，按照上級要求，與其他涉及到的部門做好相關事宜。目前相關身份信息數據資源渠道已打通并完善。
8.考試服務“一站式”
XX區只有全國英語等級考試一項社會考試，已經完成報名、繳費、準考證打印等網絡化、電子化辦理。各類等級證、畢業證等相關證書的送達方式由考生自主選擇，可通過郵政快遞送達或現場領取。
9.畢業證明“一庫辦”
完善中小學學生學籍信息庫，將中小學生學籍系統建成前的各校保存的紙質信息（XX年以前的普通高中學生、初中學生及XX年以前中等職業學校學生的畢業檔案）轉為電子信息，并納入學籍信息庫。畢業生只需憑一張申請表、一張身份證即可通過XX政務服務網或移動APP進行網上申請辦理。
10.辦學審批“一件事”
開展了XX區中小學文化課程培訓機構的摸底排查、專項治理工作；制定并公示了中小學文化課程培訓機構辦學許可申請的設置標準、辦理流程，已實現網上審批；實現辦學許可證檔案材料電子化。目前，通過與消防、環保、市場監管、住建、民政、編辦等部門聯辦協辦，大力優化簡化辦學審批流程，提高辦理時效。
存在的問題和建議
1.困難學生資助申請與審核系統由市教育局統一開發和支付費用，系統目前還在試運行中，未正式投入使用。等市里試運行完畢并正式投入使用后，會積極開展該項工作，實現精準資助；
2.學生轉休復學需要衛生醫療部門的相關數據，但是在區外醫院就診的數據難以獲得，數據通道難以打通。建議由市局牽頭，推進該項工作；
3.年代久遠的學生學籍信息的紙質檔案不存在，難以將信息電子化并納入學籍信息庫；
4.校園一卡通建設沒有統一標準，操作困難，建議市局出臺統一標準，便于建設。
三、數字政府建設“十四五”規劃計劃
1.加快新一代學校信息基礎設施建設步伐。將“新基建”視為教育轉型升級的核心推進器和數字政府發展的新引擎，廣泛建設物聯網、5G、大數據中心等新一代信息基礎設施，突破傳統信息處理終端以及傳輸方式的限制，全面推進全區中小學校、幼兒園教學從傳統模式向數字化模式轉型，傾力打造多功能、現代化智能校園。
