時間：2023-08-21 17:24:57
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篇人工智能教學案例，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：人工智能；教學改革；教學方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領域學科，是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術。由于信息環境巨變與社會新需求的爆發，人工智能技術的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來，大數據、云計算等新技術的應用也愈發廣泛，對于管理類人才來說，加強對人工智能知識的深入學習，不斷將人工智能技術與管理知識結合起來，對其未來職業生涯的發展有著重要作用。人工智能是一門前沿學科，管理學院開設人工智能課程的目的是為了更好地培養學生的技術創新思維與能力，基于其覆蓋面廣、包容性強、應用需求空間巨大的學科特點，通過概率統計、數據結構、計算機編程語言、數據庫原理等基礎課程的學習，加強學生解決實際問題的能力，為就業打下基礎。本文基于社會對于人工智能領域的人才需求，結合諸多長期從事經管類專業課程教學的老師意見，針對管理類人才的人工智能課程教學內容與方法進行探討，以期對中國高校人工智能課程教學改革研究提供幫助與借鑒。
1、教學現狀與問題
作為一門綜合性、實踐性和應用性很強的理論技術學科，人工智能課程內容及內涵及其豐富，外延極其廣泛。學習這門課程，需要較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才，該課程在課程教學過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學氛圍枯燥目前，中國大多數大學仍采用傳統的課堂教學模式，在教學過程中照本宣科，忽略與學生的互動，并且缺乏能夠有效引起學生學習興趣與加深知識理解的教學環節設置，如此一來大大降低了學生自主思考的能力。在進行人工智能相關課程知識講解時，隨著章節的知識難度不斷增加，單向介紹式的枯燥教學方式無法反映人工智能學科的全貌，課堂講解難以同時給以學生感性和理性的認知，部分學生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學進度，導致學習動力不足。(2)基礎課程掌握不牢管理類專業的學生大部分都會走向更加具體化的管理崗位，具有多學科的素養，但這也導致很多學生所學知識雜而不精。學生在基礎不夯實的情況下去學習更高層面的知識，給學生學習與老師教學都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多，涵蓋模式識別、機器學習、數據挖掘等眾多內容，概念抽象，不易學習。一些管理類專業的學生未能熟練掌握高等數學、運籌學、數據結構、數據庫技術等先修課程，缺乏一定的關聯思考和研究意識，導致課程學習難度增加，產生學時不足和教學內容難點過多的問題。(3)教學與實際應用脫節當下，人工智能廣泛應用于機器視覺、智能制造等各個領域，給學生提供了大量的現實案例，使得人工智能不再是高深莫測的理論，而是現實中可以觸及的內容。例如，在機械學科領域，人工智能技術是電氣工程、機械設計制造、車輛工程等方向的重要技術來源；在醫療領域，是醫療器械的創新生產源動力；在能動領域，是高端能源裝備與新能源發展的重要驅動；在光電信息與計算機工程領域，技術的發展時刻推動著智能科學與技術核心價值的提升。然而，對于管理類專業的學生來說，現階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關理論，在教學過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復雜算法，書本中的應用實例大多紙上談兵，缺乏專門適用于管理類專業知識與人工智能技術相結合的教學實踐，加上一些教師授課方法單一，不利于引導學生將人工智能算法應用于現實生活。另外，大學生對知識的理解能力差異很大，教師采用統一的方式教給他們，這使一些學生無法跟上和理解，教師也無法控制學生的學習狀況，導致學生缺乏動力。因此，如何結合學生的現實情況，提高他們的動手能力和實踐經驗也是人工智能課程教學要考慮的問題。
2、管理類人才的人工智能課程教學改進策略
課程教學改革是一項提高大學教學效果和人才培養質量的重要手段。如何在時代背景下應用新技術和新思想進行實施課程教學改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學工作而言，教學目標、教學內容和教學方式的變化不再是課程資源的簡單數字化和信息化，而是充分利用時代信息資源優勢的新型教學模式。針對管理類專業人工智能課程教學過程中存在的問題，可以從教學方法改進和教學內容設置兩個方面進行課程教學改進。
2.1教學方法改進
教師對學生具有引領作用，其教學方法的改進能夠帶動學生改進自身學習方法。(1)啟發式案例教學案例教學法就是教師根據教學目標、教學內容以及教學要求，通過安排一些具體的教學案例，引導學生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動，是一種培養學生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學方法。啟發式案例教學以自主、合作、探究為主要特征，調動學生的學習積極性，并緊密結合人工智能領域的相關理論與方法，有效理解知識要點及其關聯性，適用于管理類專業學生的教學。具體而言，高校基于其問題啟發性、教學互動性以及實踐有用性等特點，可以建立基于人工智能知識體系的教學案例庫，雖然這項建設將極具挑戰性與耗時性，但具有很強的積極效果：培養學生較強的批判性思維能力，更多地保留課程材料，更積極地參與課堂活動，對提高教學質量、培養具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如，通過單一案例教學，讓學生掌握相關基礎知識原理及應用；通過一題多解的案例使學生思考如何獲取最有效的解題方法；通過綜合案例的設計，啟發學生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學研討互動式的各個教學環節是逐漸遞進、有機結合的。研討是基于學生個體的差異性，在課堂討論的過程中對學生做出評判，從而對不同類型的學生開展針對性的教學。互動則是在研討的基礎上，通過老師與學生、學生與學生的互動，讓學生主動參與到課堂教學的過程中來。在人工智能課程教學過程中，教師通過課堂討論了解學生對于知識點的掌握情況，可以有針對性地設計教學內容，例如，對于學校積極性不強的學生，將人工智能理論內容與學生個人興趣范疇、社會產業發展及研究現狀聯系起來，能夠極大程度地提高學生學習的自主能力；對于基礎知識較為薄弱的學生，可以在教師的指導下查閱相關文獻資料，根據自己的理解撰寫心得報告，并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結合的模式。有助于增強學生的探索和求知欲望，建立起濃厚的學習氛圍。(3)有效激勵式教學人工智能是引領未來的戰略性技術，人才需求量極大，對教師的教學水平也提出了更高要求，因此，進行有效激勵極為重要。在學生激勵方面，可以舉辦各類人工智能競賽項目，設置相應項目獎學金，吸引學生參與實踐，調動學生做研究、發論文的積極性。例如，教育部主辦的中國研究生人工智能創新大賽，圍繞新一代人工智能創新主題，激發學生的創新意識，提高學生的創新實踐能力，為人工智能領域健康發展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式，在各學院乃至全校開展此類競賽項目，激發學生的創新能力與團隊合作能力，鼓舞更多學生加入到人工智能課程的學習中來，激發其學習興趣。在教師激勵方面，在教師聘任和提升過程中把參加學生課程制定、課堂與課外作業、課程項目和論文指導等看作教學任務的一部分，鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學科滲透式教學人工智能學科知識融合程度較高，學科交叉性強。基于人工智能的學科交叉性特點，增強管理類人才對學科應用的領悟，可以采取開展學科滲透式教學的方法。從2015年起，國務院和教育部先后印發了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見教育》、《高等學校人工智能創新行動計劃》等文件，“互聯網+”、“智能+”已經滲透到各個領域，人類進入數字經濟時代，社會需求“技術+管理”的高端復合人才。例如，基于工業4.0和強國戰略，人工智能技術在智能制造的應用極為廣泛。上海理工大學非常重視少數民族預科班的教育質量。為增強少數民族管理類人才對該領域應用的認識，我們請機械工程、能源動力領域的相關專家以授課或講座的形式，進行相關領域知識和發展趨勢的講解，使學生理解更為透徹。此外，在教學實踐過程中，還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式，促進不同專業間老師、學生對于人工智能知識模塊的見解，相互交流、滲透和學習，從而推動人工智能課程教學的改進。
2.2教學內容設置
世界一流大學在人工智能課程內容設置根據不同國家的教育體系設置，肯定會有不同，但頗有共通之處。本文借鑒世界頂尖大學經驗，針對管理類專業人工智能課程教學內容進行研究，結合中國教育體系設置，認為應從以下幾方面進行改進。(1)核心內容設置為避免學生因為知識點過多而出現雜而不精的問題，勢必要精化教學內容。在互聯網時代，我們可以使用云計算和其他方式來實現數據信息的傳輸、存儲和處理，通過在線收集和整合網絡課程相關數據，挖掘和豐富教學資源，并在整合課程資源的基礎上，進行研究方法和前沿知識的擴展。在核心內容設置方面，可以通過收集到的數據資料，選擇人工智能領域具有代表性且難易程度適中的知識作為重點，使學生能夠在有限的學時內掌握人工智能的知識脈絡。例如，編寫針對管理類人才的人工智能教材，內容涉及緒論、知識表示與推理、常用算法、機器學習、神經網絡等方面的同時，重點增加相應知識點在管理上的應用案例，加強學生對知識點的理解。同時，根據管理類專業偏向領域，開設關聯程度較大、應用較廣泛的人工智能選修課程，以便學生根據自己的興趣與需求選修具體方向的課程。(2)注重學生的數理及編程基礎良好的數理及編程基礎是學習人工智能的前提。只有具備了這些基礎，才能搞清楚人工智能模型的數量關系、空間形式和優化過程等，才能將數學語言轉化為程序語言，并應用于實驗。管理學院人才的數理及編程基礎相對薄弱，因此，在安排學生學習人工智能課程之前，建議開設面向全體管理類專業學生的微積分、線性代數、概率論等專業基礎數學課程以及C語言、python等編程基礎課程，使學生具備數學分析的基礎與一定編程基礎，為學習人工智能課程打下堅實的基礎。另外，可以推進MOOC平臺建設，在平臺上開設人工智能網絡課程，幫助學生掌握人工智能知識基礎及專業技能。(3)實驗建設為了加強學生對于人工智能知識點間的關聯性理解，可以基于不同的應用模塊，設計具有前后鋪墊、上下關聯的綜合性實驗，設計不同層次的項目要求，同時基于相同的實驗課題，讓學生分組對實驗課題進行攻克，并設置多元化的實驗評價體系，通過實驗教學過程中反映出的不同進度，讓教師能對學生的學習水平做出準確評判，及時進行教學反思，以便更好地開展下一步工作。例如，針對人工智能課程應用中很廣的遺傳算法，在某一管理規劃的具體應用上設置理解－實現－參數分析－具體應用－嘗試改進－深度拓展的不同層次的項目要求，在這些項目層次中規定必做項與可選項，讓學生基于同一實驗課題進行合作學習，然后通過個人自我評價、小組成員互相評價以及教師評價的方式進行打分，對小組整體能力以及個人能力進行綜合評估，以期培養學生的自主思考能力。
關鍵詞：林業院校；人工智能；課程教學
1背景
近年來，隨著“互聯網+”的快速普及，互聯網跨界融合創新模式進入林業領域，利用移動互聯網、物聯網、大數據、云計算等技術推動信息化與林業深度融合，開啟了智慧林業的大門。我國林業信息化、智能化建設逐步走上了有序、快步發展的軌道，取得了重要的進展。
2011―2013年，國家林業局先后開展了中國林業信息化體制機制研究和中國智慧林業發展規劃研究，在此基礎上出臺了《國家林業局關于進一步加快林業信息化發展的指導意見》和《中國智慧林業發展指導意見》。2012―2013年，在深入研究的基礎上，林業局編制了《中國林業物聯網發展框架設計》，2016年3月正式了《“互聯網+”林業行動計劃》。
國家林業局制定的《中國智慧林業發展指導意見》指出，信息化、智能化在林業中的應用已經從零散的點的應用發展到融合的、全面的創新應用。隨著現代信息技術的逐步應用，能實現林業資源的實時、動態監測和管理，更透徹地感知生態環境狀況、遏制生態危機，更深入地監測預警事件、支撐生態行動、預防生態災害。
人工智能是計算機科學中涉及研究、設計和應用智能機器的一個重要分支。國際上，人工智能的研究已取得長足的進展；在國內，也呈現出極好的發展勢頭，人工智能已得到迅速的傳播與發展，并促進了其他學科的發展。我國已有數以萬計的科技人員和大學師生從事不同層次的人工智能的研究與學習，人工智能已成為一個受到廣泛重視并有著廣闊應用潛能的龐大的、交叉的前沿學科。特別是經過近幾十年的發展，智能技術及其應用已經成為各行業創新的重要生長點，其廣泛的應用前景日趨明顯，如智能機器人、智能化機器、智能化電器、智能化樓宇、智能化社區、智能化物流等，對人類生活的方方面面產生了重要的影響。
近年來，人工智能已經在智慧林業相關領域中得到了廣泛應用，例如，在智能機器人的應用方面，已經有大量的嫁接機器人、水果采摘機器人、農藥噴灑機器人、果實分檢機器人等投入使用；在專家系統的應用方面，森林病蟲害診斷專家系統、病蟲預測預報專家系統、林產品生產管理專家系統、專家咨詢和人員培訓專家系統等也得到了廣泛應用。
隨著人工智能在智慧林業中的廣泛應用，涉林企業和事業單位對智能型林業高技術人才的需求也在不斷加大。為了適應市場對智能型人才的需求，自2003年起，國內諸多林業高等院校在計算機科學與技術專業本科階段、林業相關專業的研究生階段陸續開設人工智能課程，同時不斷加大人工智能課程的比重，因此，人工智能課程教學對于林業院校顯得越來越重要。
2林業院校人工智能課程教學現狀
林業院校開設人工智能課程的專業不多，但有不斷增加的趨勢。以中南林業科技大學為例，該校計算機科學與技術本科專業自2003年起就開設了人工智能課程，所用教材一直是蔡自興教授主編的《人工智能及其應用》；另外，面向部分專業的碩士和博士研究生開設了人工智能相關課程，如農業碩士的農業信息化領域研究生開設了人工智能技術，森林經理和森林培育兩個專業的博士研究生開設了人工智能與專家系統。
針對計算機科學與技術本科專業，人工智能課程主要使用蔡自興教授主編的《人工智能及其應用》教材施教，但由于課時數僅有32學時，關于人工智能的一些高級應用，如神經網絡、專家系統、機器學習等，采用專題的形式組織教學。該專業沒有設置實驗學時，僅在理論課堂上演示了一些仿真軟件，如BP神經網絡仿真環境。
針對農業碩士的農業信息化領域研究生和森林經理及森林培育兩個專業的博士研究生，教學計劃安排的學時數為40學時，沒有指定教材，僅給學生列了蔡自興教授的《人工智能及其應用――研究生用書》等幾本參考教材。課堂主要以專題的形式組織教學，每一講除了相關的理論以外，還介紹一些工程實踐應用的例子，讓研究生能夠了解這些人工智能算法如何在實際中得到具體應用。
3林業院校人工智能課程教學存在的問題
全國各高等院校的人工智能課程教學都或多或少地存在一些問題，林業院校更有區別于其他類型院校的顯著特征，而且林業院校開設該課程教學相對較晚，因此林業院校的人工智能課程教學存在更多的問題。
（1）師資短缺。在林業院校，林學相關專業開設該課程往往由林學相關專業的教師主講。這些非計算機相關專業的教師雖然曾從事過人工智能個別算法或領域研究，但不具備全面的人工智能相關專業知識，在講授不熟悉的人工智能知識點時顯得力不從心。
（2）教學內容專業性不強。人工智能是計算機科學的一個分支學科，一般的人工智能教材都比較適合計算機相關專業的學生使用，但是農業信息化、森林經理、森林培育等專業的學生不管是專業基礎還是行業應用背景均與計算機類專業學生不同，如果我們仍然按普通的教材施教，教學內容就缺乏林科特色，顯得專業性不強，無法吸引學生的聽課興趣。
（3）教學難度過大。林業院校涉林專業的學生一般只有計算機文化基礎、C語言等簡單的計算機課程基礎，缺乏算法思想。而人工智能課程涉及很多高級、復雜的算法，不論從算法思想，還是從算法實現和算法應用，對非計算機類專業學生來說難度過大。因此，在教學內容和教學要求上要做一些取舍。
除此之外，還存在諸如缺少實驗環節、教學手段單一、教學案例缺乏等其他普遍性問題。
4林業院校人工智能課程教學改革建議
通過分析林業院校人工智能課程教學存在的問題，結合自己近十余年來從事人工智能教學的經驗，我們提出了一些改革建議。
（1）推行專題式教學，解決師資缺乏的問題。在師資缺乏的情況下，由一名教師完成整個人工智能課程教學比較困難，同時，可能有多名教師分別在人工智能的不同方面進行過深入研究。因此，可以將該課程按章節分成各個不同的模塊，每一個模塊設一個專題，如神經網絡專題、專家系統專題、機器學習專題等，再由多名教師分別承擔自己熟悉的專題進行講授。這樣既可以解決一位教師的知識不足，又可以讓各位教師結合自己的科研將每一個熟悉的專題講授得更加詳細、更加有趣。
（2）教學內容與涉林專業緊密結合，解決專業性不強的問題。事實上，人工智能的各領域應用在林業行業都能找到對應的應用實例。例如，林果采摘機器人就是機器人在林業中的應用；林火識別和林木病蟲害監測就是模式識別在林業中的應用；林火蔓延預測可以用到隱馬爾科夫模型；PAID50專家系統平臺就是專家系統在農林業中的應用典范等。因此，在教學過程中，我們可以考慮將人工智能知識與林業應用結合進行講解，這樣學生更容易接受也更樂意接受。更進一步，如果能夠結合這些林業應用編寫一本《人工智能及其林業應用》教材，將會更加適合涉林專業的學生學習這門課程。
（3）應用計算機仿真軟件解決教學內容難度大的問題。非計算機類專業的學生計算機基礎較差，編程能力不強，算法訓練不足，對各種人工智能高級算法難以理解，更難以編程實現。針對這個實際問題，我們可以主動提供一些相關算法的計算機仿真軟件，在課堂上通過演示這些仿真軟件，讓學生直觀地理解算法，甚至能夠通過仿真軟件應用這些算法解決本專業相關的問題。例如可以開發如圖1和圖2所示的BP神經網絡算法仿真軟件，通過該仿真可以把神經網絡的結構、訓練時的權值偏差變化、訓練過程中總誤差的變化等信息完全呈現在學生面前，學生通過這個仿真過程就不難理解BP神經網絡算法，甚至可以使用這個仿真軟件來解決本專業相關的一些問題。
關鍵詞：“智能+”；富媒體；教學模式
2017年7月8日，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，我國人工智能發展迎來新紀元。人工智能作為信息技術的更高發展階段，毫無疑問會深層次推動教育教學改革與創新發展[1]。在互聯網技術的推動下，“智能+”背景下的教學資源表現形式和呈現方式越來越多樣化，教學活動的時空結構和活動方式得到了充分拓展，學生在學習中的獨立性、自主性和創造性得到了充分體現，教師成為學生學習的支持者和引導者[2]。“智能+”是“互聯網+”的進一步升級，給各行各業尤其是教育帶來了新的機遇和挑戰。“智能+”與教育相結合，將有力推動教育教學改革與創新發展，這也是機電類專業新工科教學改革的內涵之一。機電類專業人才培養應該緊跟國家發展戰略，結合人工智能和大數據等新技術來改造專業課程體系，培養符合新時代、新背景需求的復合型人才。課程教學創新是改造專業課程體系的重要內容之一，傳感器與測試技術作為機電類專業核心課程，長期存在課堂教學內容與工程應用脫節的問題，這與應用技術型高校建設和工程技術型人才培養要求不相適應，更與當前“智能+制造”的技術要求不相適應。本文將“智能+”與傳感器與測試技術課程相結合，探索基于“智能+”的富媒體教學模式，作為適應新形勢下課程改革需要的重要內容。
1基于“智能+”的富媒體教學模式
富媒體是指具有動畫、聲音、視頻或交互性的信息傳播方法，包含流媒體，聲音，Flash，Java，Javascript等程序設計語言形式之一或者幾種的組合。基于“智能+”的富媒體教學模式是富媒體、網絡服務、人工智能等技術與教育教學相結合的產物，是高校課程教學模式改革的重要發展方向之一。課程教材、學習資源以及教學方法是教學模式的基本組成，圖1為基于“智能+”的富媒體教學模式構架，它包括富媒體教材、富媒體教學資源以及教學方法三部分。圖1“智能+”富媒體教材是通過在紙質教材上印刷索引，以二維碼鏈接網絡平臺上的數字課程資源庫，方便學生深入開展自主學習。“智能+”富媒體教學資源由課件、微課、案例、虛擬實驗、題庫、課程討論等形式的資源組成，是“智能+”富媒體教材所鏈接的各種數字資源。充分應用新技術，優化教學組織，開展基于工程教育理念的教學模式和多元考核評價體系，是實現基于“智能+”的富媒體教學模式的關鍵。
1.1基于“智能+”的富媒體教材
“紙質教材+課件”是以往的教學形式，存在教材信息載體單一、編排和呈現方式單調等問題，留給教與學自由發揮的空間比較狹窄，難以支撐新穎教學活動的開展。“互聯網+”的升級，給教育教學帶來了新的機遇和挑戰。基于“互聯網+”新發展階段的“立體化教材”應運而生[3]，而所謂“互聯網+”教材就是以往的紙質教材加上互聯網技術所構成的教材生態[4]。與單純紙質教材相比，基于“智能+”的富媒體教材不再是一本簡單的圖書，而是數字教學資源的接口。這種新型富媒體教材除了介紹各章知識結構、教學任務、導學知識點等內容以外，還印刷有索引式二維碼供學生掃描鏈接，其中包含了微課視頻、動畫演示、工程案例以及虛擬實驗等紙質教材無法呈現的教學資源。這種“立體化教材”使學生不再面對枯燥的工作原理、結構特點、工程應用等文字描述，而可通過手機掃描二維碼打開鏈接，觀看知識點的視頻講解、動畫演示、虛擬裝配過程等，這樣學生對知識點的掌握會更快更牢。使用基于“智能+”的富媒體教材，能夠將線上線下的資源打通，將紙質閱讀與網絡閱讀打通，為學生創造跨媒體的閱讀新體驗。基于“智能+”的富媒體教材為課堂教學提供了新的模式，對于推動教育信息化、促進教學改革、提高教學質量具有現實和深遠意義。
1.2基于“智能+”的富媒體教學資源
高校課程教學創新應以“互聯網+”為創新理念，以強化互聯網思維為核心，以建設立體化、多媒體、動態化的學習資源平臺為目標[5]。基于“智能+”的富媒體教學資源就是在網絡平臺上創建完備的數字課程資源庫，學生轉變為該互聯網產品的用戶，教師轉變為該互聯網產品的制作者。包括教師在內的教學資源的編撰者不僅僅進行紙質內容的編寫，還要開展數字化教學內容的研發，要進行教學視頻的錄制、教學案例的配音，也要規劃動畫課件的制作、探討虛擬現實技術的應用，甚至還要進行某些功能的軟件開發等。只有將“制作者”的理念融入“智能+”富媒體教學資源的創建過程中，才能將數字化資源和紙質內容很好地融合，為學生提供高質量的“智能+”富媒體教學產品。富媒體教學資源由視頻、音頻、微課、動畫、案例庫、題庫、課件、虛擬仿真實驗以及互動社區等組成，教師能夠利用富媒體教學資源將知識點講解、實驗操作示范和過程、虛擬仿真模擬演示等內容展現給學生，強化學生對知識技能的學習，還能通過在線答題和課程論壇與學生形成實時交互，動態掌握學生的學習進度。教師可將教材中具有多樣性、動態性、易變性、拓展性的內容都以網絡資源的形式傳至網絡平臺，以彌補文字教材內容更新周期長的不足，同時充分利用網站內容更新方便、傳遞快捷、容量大、呈現方式多樣的優勢，組織引導學生開展互動式、體驗式學習。
1.3基于“智能+”的教學方法
充分應用互聯網技術，采用適當的教學方法，形成高效的教學組織方式和合理的課程考核評價體系，是實現基于“智能+”的富媒體教學模式的重要保障。當前，“以學生為中心”的教育理念已在國內高校得到認可，基于該理念的課程教學模式層出不窮，為高校教育教學改革創新、實現學生全面發展發揮了積極的推動作用。“以學生為中心”的教學模式包括任務驅動教學法、項目驅動教學法、項目導向教學法、翻轉課堂、慕課以及工程教育模式(包括CDIO模式和OBE模式)等。工程教育模式是以學生、學習和學習效果為中心的一種開放式的教學模式，教師將課程知識點全方位滲透到工程項目中，以引導學生通過工程實踐潛移默化地掌握新知識[6]。工程教育是高校適應新形勢，落實新要求，全面提高工程人才培養質量的必然要求。應用型本科院校以培養具有較強實踐能力、創業能力和創新精神的高級應用型人才為培養目標，在教育教學領域，必須樹立“以學生為中心”的教育理念，培養高素質應用型本科人才。因此，基于“智能+”的富媒體教學模式必須堅持工程教育模式。在信息技術的支持下，教師要充分利用富媒體教材和富媒體教學資源，開展線上線下、課前課后的混合式教學，實現教學內容與工程實際的有機結合，培養學生的專業知識、工程實踐能力和創新思維，滿足新工科人才培養的要求；要優化教學組織，切實保障教學秩序和教學質量，構建學習效果的多元評價與反饋體系，不斷完善和創新基于“智能+”的富媒體教學模式，最終實現顯著提高教學質量的目標。
2基于“智能+”的富媒體教學模式實踐
機械測試與機械設計、機械制造并列構成機械專業三大板塊，傳感器與測試技術是機械類專業的專業基礎課程，也是機電類專業的專業核心課程。傳感器與測試技術是一門實踐性很強的課程，教學內容包括測試信號分析、傳感器原理以及測試技術應用三大部分。目前課程教學依然存在一些問題，例如課程知識更新滯后，知識的交叉融合不夠；課程內容偏重理論，實踐和應用程度不夠；課程“教與學”脫節，信息技術利用不夠；等等。盡管各種課程教學改革模式層出不窮，但大多不能滿足“智能+”背景下對人才培養的要求，與培養應用型人才或工程型人才的要求更是相去甚遠。為激發學生的潛力，增強學生的綜合應用能力和創新意識，此類實踐性強的課程的教學改革勢在必行。開展富媒體教材和富媒體教學資源支持下的新型教學活動，能夠有效提高學生解決實際問題的能力，促進提高學生工程實踐能力和創新能力的培養目標的實現。筆者結合“智能+教育”，根據傳感器與測試技術課程的特點，提出如圖2所示的基于“導學練研”的“智能+”富媒體教學模式[7]。在富媒體教材的指引和教師的引導下，學生可利用富媒體教學資源進行知識的學習、能力的訓練以及項目的研討等活動，形成基于知識點的在線學習(側重基礎知識)、基于現代工具和實驗設備的實驗實踐(側重基本技能)、基于項目的綜合訓練(側重綜合能力提升)。在此過程中，學生將知識學習、實踐操作與教師引導有機結合，以增強工程實踐能力、現代工具使用能力和創新能力，提高學習實效。建立學習效果多元考核評價體系，考核以“學生的學”為主，“教師的教”為輔，結合“課內+課外”，構建涵蓋知識、能力、素質的“一考兩評”(知識點考試、實驗訓練評價和工程項目實踐評價)學生成績評定模式。與此教學模式相配套的富媒體教材以目標為導向、以應用為核心來組織單元知識點。每個單元都明確了學習目標和學習內容所要解決的實際問題，并突出了實踐性和應用性。每個單元同時還包括教學要求、知識結構、基本概念、應用案例、工程項目索引、富媒體教學資源二維碼等。為更好地與此教學模式相適應，富媒體教學資源中還引入了實驗項目和工程項目內容。實驗項目分為線上虛擬實驗和線下實驗室實驗，形成虛實結合的實驗訓練方式。工程項目索引可在富媒體教學資源中詳細闡述項目設計目標、設計任務、設計內容、實施步驟以及考核方法，使學生初步了解工程項目概況，積累基礎知識，為線下工程實踐打下基礎。課程教學以案例為入口，以工程項目為出口，在項目驅動、“智能+”富媒體教材和工程教育基礎上，以“智能+”富媒體教學資源為支撐，構建教與學互動下的“教師導、學生學、實驗練、項目研”教學法，有效激發了學生的學習興趣，提高了學生分析問題、解決問題的實踐能力。
3結語
“智能+”是技術發展的新階段，富媒體技術則是新型數字信息傳播方法。將智能技術、富媒體技術與教育教學相結合，構建“智能+”富媒體教學模式，是新形勢下高校課程教學改革的重要發展方向，也是全面提高人才培養質量的必然要求。筆者將其應用于傳感器與測試技術課程教學實踐，提出基于“導學練研”的“智能+”富媒體教學模式，將基于知識點的線上學習、基于現代工具和實驗設備的實驗實踐、基于項目的綜合訓練與教師引導輔導有機結合，提高了學生的學習興趣，增強了學生的工程實踐能力、現代工具使用能力和創新能力，提高了學生的學習實效。
參考文獻
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關鍵詞：新工科，應用型本科院校，金課，大學計算機；新一輪
科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖，人工智能、云計算、區塊鏈、空間技術等新技術驅動產業、業態進行變革，以互聯網為核心的第四次工業革命浪潮對工程教育提出了新的挑戰。2017年以來教育積極推進新工科建設，以主動應對新一輪科技革命與產業變革，奏響了人才培養主旋律，開拓了工程教育改革新路徑。隨著我國經濟結構調整和產業升級，社會對高素質應用型人才的需求愈發顯著，以培養高級應用型人才為目標的應用型本科院校成為高等教育的重要組成部分。應用型本科院校的辦學定位以服務地方經濟建設、區域社會和行業發展，培養應用型人才為主旨[1]。2018年以來教育部提出高校應加強“金課”建設，“金課”成為提高本科教育教學質量的重要途徑和國家全面振興本科教育的重要抓手。教育部高等教育司司長吳巖提出了“金課”的評價標準，即“高階性、創新性和挑戰度”，并提出要大力建設五大類型“金課”建設[2]。“金課”建設成為應用型本科院校提升技術技能型人才培養質量、實現內涵式發展的關鍵。大學計算機作為通識必修課之一，通過計算機基礎知識的學習、計算機基礎應用技能的掌握、計算機科學思維與職業素養的養成三方面進行培養，在互聯網+背景下各專業課程的學習過程中起到信息化適應的基礎。以應用型本科院校天水師范學院例，結合新工科建設背景對大學計算機課程參照“兩性一度”金課標準進行建設與研究。從教學內容、教學目標方面體現課程“高階性”；從教學方法、教學模式方面，加強課程“創新性”；從教學評價方面，提升課程“挑戰度”[3]。
1通過學生學習產出確定課程目標，精準定位課程
“金課”的建設首先應對照課程的高階性確定課程目標。課程的高階性要求設計具有適當深度的課程，要求課堂學習具有強調批判性思維的訓練、注重對信息的應用整合、關注知識的重構與實踐、以解決問題為目標四個基本特征[4]。結合應用型本科院校培養應用型人才的根本主旨，通過適應社會需求的學生學習產出制定課程目標，大學計算機課程在確定課程目標時，充分考量學校各專業對課程在知識、技能、素養的需求，課程目標按理工科和文科需求進行劃分。課程總體課程目標為掌握計算機基礎和算法與程序設計基礎知識，掌握計算機基本應用和算法與程序設計技能，形成計算思維、互聯網思維和社會主義思政素養。理科加強算法與程序設計和數學建模的有機結合，以通過計算機的建模高效準確運算實現并分析專業問題；工科加強以迭代為核心的計算思維與算法與程序設計、網絡技術的有機結合，以解決以互聯網為核心的人工智能、大數據等技術與學科專業有機融合適應新工科的學習產出問題；文科加強與專業需求的計算機應用技能的提升和互聯網思維的培養。在遵循課程總體目標指導下，課程充分考慮學習層次和專業定位與非計算機專業的課程需求，做到同一專業針對卓越班和普通班、師范班和非師班兩套具體目標，如卓越班加強理論深度、課外拓展和信息檢索等方面的要求，師范班加強信息化教學能力、信息化教學工具、信息化教學創新等方面的要求，做到課程目標與專業目標的精準對接。
2結合社會專業需求確定課程內容，創新優化課程
“金課”建設要結合社會專業需求充實完善課程內容，大學計算機課程在保證課程目標的前提下，充分融合新知識與基礎知識，實現課程知識儲備的實時更新；充分銜接社會專業需求與計算機應用技能，實現課程技能的按需應用；充分融合服務課程目標和內容的思思政元素，實現課程服務社會主義的根本；充分整合課程內容與學生職業素質發展需要，實現課程素質目標。“金課”的課程內容不僅要設計合理，更要組織有效。大學計算機課程對課程內容主要以教學案例為線進行組織，實現課程內容的條理與連貫，創新優化課程，教學案例的設計應充分進行知識與素養的整合、技能與素養的整合。好的教學“案例”可以將知識點連接為知識面，形成知識體系，將案例知識認知通過實驗設計驗證實現實踐認知，并通過課程思政案例擴充到情感認知，加強知識體系的實踐應用和社會主義思政教育。課程案例包括知識案例、技術案例、實踐案例和課程思政案例，更多是將三類案例進行綜合，如指定某主題，首先要求學生通過信息檢索或爬取進行各類信息的收集，其次要求學生通過相關軟件進行編輯、統計匯總或編程計算進行信息的分析，最后要其學生通相關軟件或工具生成結果分析報告，并說明每項結果計算或分析的知識原理和過程，最后產生綜合社會、技術、情懷的評價，如此通過一個具體案例綜合了知識點分析、解決方案設計、實踐驗證、歸納分析、工具使用和價值評價，實現了對知識、技能、素養的融合。
3運用現代教育技術確定教學方法，高效實施課堂
隨著互聯網技術的發展，靈活多樣的現代教育技術為課程的實施提供了保障。大學計算機課程在教學過程中明確以學生為中心，發揮學生的學習主體作用。大學計算機課程“金課”建設采用的是線上線下混合式教學模式高效實施課堂。線上教學依托中國大學MOOC、智慧樹、超星學習通、虛擬實驗平臺等線上教育學習平臺和釘釘、騰訊會議等交互應用軟件，進行以現有線上優質教學資源為主和符合本校學情的課程資源的結合，線上優質資源作為主要知識體系學習，自建課程資源主要是對知識體系的補充、實踐實驗的強化和課程思政的討論等文檔上傳平臺或通過交互應用軟件進行線上直播，便于學生課前自主學習和課后回看復習以及完成實驗和線上學習數據的統計。線下教學主要依托課堂和基于移動端的線下輔助工具，進行課堂授課講解、答疑互動、實驗實踐指導，并借助慕課堂、藍墨云等移動輔助工具進行課堂檢測、全員互動討論等教學環節和課堂學習數據的統計。
4參照科學評價體系確定考核方案，明晰考核規范
科學的課程考核方案是判斷課程建設效果的有效工具，同時科學的有效的考核結果可以反向促使課程建設有的放矢的建設。以學生為核心的考核是對學生課程學習掌握程度的評價，以教師為核心的考核是對對教學方法、教學設計、教學態度是否促進教學效果的評價，以課程為核心的考核是對課程目標與內容定位是否滿足課程立德樹人要求的評價。科學合理有效的考核方案是“金課”建設的檢驗標準，“金課”建設與實施也應參考科學評價體系確定考核方案，明晰考核規范。大學計算機“金課”建設實“三位一體”的考核方案，即同時對學生、教師、課程進行考核。學生考核將體現線上線下學習動態的討論、問題回答等過程評價與體現知識技能綜合應用的期末考試、設計等終結性評價相結合；教師考核將體現教學能力的課堂組織、現代教育技術使用、教學內容組織、課程案例設計等過程性評價與體現教學效果的學生平均成績、實驗設計、課外調研等終結性評價相結合；課程考核將體現素養培養的思維、思政等過程性評價和體現課程建設成果的項目、競賽等終結性評價相結合。
5結束語
“金課”的目的是提升人才培養質量，通過新工科背景下應用型本科院校大學計算機課程的“金課”建設與實踐，探索“金課”在提升以學生為中心的學習產出質量中的核心作用。通過分專業分層次的精準定位課程目標、融合基于互聯網技術的課程內容、線上線下混合式的教學模式、注重數據分析的教學評價四方面進行“金課”的建設與實踐，探索“金課”建設在人才培養質量提升中的可行性與必要性。
參考文獻：
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關鍵詞：智能信息處理；多學科交叉；教學模式
0引言
智能信息處理是模擬人或者自然界其他生物處理信息的行為，建立處理復雜系統信息的理論、算法和系統的方法和技術，主要面對的是將不完全、不可靠、不精確、不一致和不確定的知識和信息逐步轉變為完全、可靠、精確、一致和確定的知識和信息的問題。智能信息處理是當前科學技術發展中的前沿學科，同時也是新思想、新觀念、新理論和新技術不斷出現并迅速發展的新興學科，涉及信息科學的多個領域，是現代信號處理、人工神經網絡、機器學習、人工智能等理論和方法的綜合應用，在復雜系統建模、機器學習、醫學影像處理、系統優化和設計等領域具有廣闊的應用前景。
目前，智能信息處理研究生課程相關的教材和課件大多以高雋老師的《智能信息處理方法導論》為基礎開展相關介紹。該書體系嚴謹，理論推導細致，但在多學科交叉應用尤其是面向認知神經科學、智能信息科學等領域的應用方面介紹不足，缺乏必要的多學科交叉案例及相對完整的設計過程，導致來自不同學科的研究生在對理論知識的理解、不同工程應用實踐經驗的積累等方面存在一定脫節的情況。針對智能信息處理課程教學的實際情況，我們從計算神經科學、信息學科與智能信息交叉的多學科角度出發，系統介紹智能信息處理的基礎理論及各種新興處理技術，主要介紹智能信息技術的基本概念、原理和分析方法以及智能系統的知識處理和模型的建立，提供人工智能技術、神經網絡技術在神經科學交叉等領域的應用算例，涉及目前國內外智能信息處理的最新研究成果以及學術研究前沿進展情況；同時，在教學實踐中，對課程的教學模式進行探索和思考，強調多學科交叉及學生主體的重要性，注重教學方式的多樣化及課內外教學相輔相成。該課程的教學實踐能夠使研究生對智能信息處理技術的發展及交叉學科應用有全面的了解，為神經科學、信息學科與智能信息交叉學科課程實施研究型教學開辟新的途徑，對提高課程教學效果，培養學生的主動探究能力具有非常重要的指導意義。
1主要解決的教學及管理問題
1.1多學科交叉的智能信息處理
智能信息處理是一門以應用為導向的綜合性學科，涉及腦與認知科學、智能科學、信息科學、現代科學方法等多學科的交叉與綜合。由于智能信息處理涵蓋內容廣泛，面向研究對象眾多，因此在較短學時的課程教學中，教師需要權衡把握好宏觀內容的介紹和相關內容的縱深講解，讓學生既能從整體上了解智能信息處理學科的基本概念、學術思想、知識體系和學術特色，又能在具體應用方面了解其基本問題、基本模型和科學研究方法。在教學實踐中，把握好多學科交叉的智能信息處理課程的整體與局部、廣度與深度問題，是教師應首要考慮的問題之一。
1.2積極引導學生參加多學科研討活動及課外實踐活動
實踐出真知，理論知識只有在實踐中才能更好地被理解和掌握，體現和發揮其價值，然而，傳統的課程教學模式側重于課堂上教師“口授筆書”的知識傳授，在引導學生研討和踐行方面存在很大不足，造成學生不能很好地理解和應用課上所學，不能有效培養和促進學生在實踐中發現問題和解決問題的能力。筆者結合多年留學經驗及國際教學實踐，對如何引導學生積極參加多學科研討活動及課外實踐活動，進行反思、探索和嘗試。
2教學實踐主要內容
2.1結合工程及應用背景的教學模式
智能信息處理作為一門以應用為導向的綜合叉學科，很多問題和模型既來源于又服務于實際應用，與實際問題緊密相關，然而，現有的課程教材鮮有既能系統全面介紹智能信息處理的基礎理論、基本概念和分析方法，又能結合實際應用及工程背景給出例證詳解的。分析教材縱深發展過程不難發現，理論與實際的結合不夠是主要原因，因此在實際教學實踐中，教師不能單純依據教材內容照本宣科，需要結合實際應用背景就地取材并靈活講解。
在智能信息處理教學實踐中，針對該學科多學科交叉的特點，可以采取點面結合的教學方式。在宏觀層面上，綜合介紹智能信息科學技術領域的相關內容，包括基本概念、學術思想、知識體系和學術特色，讓不同專業背景的學生能在較短時間內對智能信息處理學科從比較陌生的狀態過渡到對其基本模型和基本問題有初步、宏觀、科學和準確的認識；在微觀點處，以具體的經典工程應用范例及模式輔助宏觀介紹，達到宏觀而又不失具體、既有廣度又兼具深度的效果。這種精而不范的具體案例有利于短學時課程的安排，如介紹智能信息處理與信號處理的交叉時，筆者以參與的發動機故障診斷為例進行講解；介紹智能信息處理與系統辨識的關系時，筆者以曾研究的磁氣圈和太陽風預測為具象進行詳細說明。
2.2多學科交叉綜合的教學模式
一方面，智能信息處理涉及多學科交叉綜合，而傳統的教學模式往往側重于單獨介紹各學科的科學體系及應用，對于學科交叉綜合方面的探討則有限，如在機器學習方面，以往的教學傾向于各種算法的數學推導和理論證明，但在實際應用中，機器學習往往需要與其他學科如信號處理、模式識別等交叉互融，才能解決實際問題；另一方面，智能信息處理作為一門充滿活力的新學科，不斷有新技術和新方法隨著前沿問題的發現而被提出和應用。教師可以采取多學科交叉綜合的方式，嘗試將國際前沿的科研成果引入智能信息處理的教學實踐中，這樣既能以此引導學生了解多學科交叉融合的方法和思路，又能展現國內外智能信息處理的研究新成果和發展新動態，激發學生的學習興趣。
2.3增加互動環節的教學模式
傳統的教學模式往往側重于知識的灌輸，忽視方法的傳授。在教學實踐中，教師在“授之以魚”的同時，更要注重“授之以漁”，引入國外智能信息處理的前沿科研方法，培養學生良好的科學思維和科研素養。此外，智能信息處理的課堂教學不同于以往最基礎的授課，而是以教師講授為主，更多的是在課上由教師提出問題，引導學生討論互動，讓學生產生代人感轉而主動學習和理解。作為課內的外延和補充，我們還在課外不定時、不定期組織學生參加科研沙龍，進一步激發和培養學生的興趣，加強鞏固所學知識和方法。實踐證明，互動授課方式及多活動的課外擴展，對于提高學生的學習熱情、培養學習興趣、促進知識理解具有重要作用。
2.4多樣化的課程考核模式
一方面，傳統的單純以期末考試成績作為唯一考量標準的考核方式過于片面；另一方面，這種考核方式也容易束縛學生的思維，使學生產生學習只是為了最后一紙成績的誤解。綜合考慮智能信息處理的課程特點及研究生培養目標，我們建議可以采取更為靈活的考評方式如采用PPT報告總結的方式，一方面考評學生平時表現，包括課堂出勤、課堂表現等，另一方面以學生學期末PPT報告總結成績為主。每名學生依據自己的興趣愛好，選擇一個與智能信息處理相關的研究方向進行調研―參閱書籍―查找資料―深入探討，最后以PPT的形式向教師及全體學生總結匯報并互相交流。這種考評方式以書本為平臺，不僅能培養學生的系統掌握新知識及新技能的學習能力、實踐操作能力和表達能力，還可調動學生查閱資料和自主思考問題的積極性，擴展知識面。
3教學方法及路線
3.1多媒體利用最大化的教學方式
在教學手段和方式上，現在多媒體技術進入課堂已經非常普遍，但對豐富電子資源的利用程度并沒有實現最大化。當前的教學方式大多以講解PPT為主，缺乏多樣化的展現方式，容易使學生產生疲勞感。結合教學實踐，我們發現通過將PPT、視頻、動畫、錄像等多種形式的多媒體結合，以更加生動形象的方式展現教學內容，在吸引學生興趣和提高學習效率方面效果顯著；此外，還可以借助多媒體，通過軟件演示的方式讓學生親身感受實際工程應用的操作過程，建立智能信息處理科學技術的直觀形象和感性認識。
3.2開展科研教學沙龍活動，引導互動交流
智能科學技術處在創新發展時期，特別需要培養具有創新精神的人才。創新精神的產生伴隨著各種不同思想的匯聚、交流和碰撞，為了鼓勵和培養學生的創新思維，教師可以組織各種科研教學沙龍活動，基于學生興趣，將不同專業背景的學生組織在一起，從不同專業視角自由探討某一研究方向，碰撞出思想的火花；同時，可以引入國際前沿熱點問題的創新結果的介紹，剖析前沿創新點和創新過程，開闊學生視野，培養和提高學生的創新能力。
3.3利用互聯網，構建課外科研實踐互動平臺
正所謂“眾人拾柴火焰高”，課堂中，學生可以隨時向老師提出疑問，老師帶動學生一起討論；對于課外學習研究中出現的問題，教師可以通過QQ群、微信群、公郵等在線互動平臺與學生交流溝通。一方面，眾智眾力促進問題的解決；另一方面，平臺互動的方式能充分調動集體的學習研究熱情。
4教學模式的應用效果
4.1國際學術
正如“實踐是檢驗真理的唯一標準”，課內學習到的知識只有被運用在科學實踐中才能證明和體現其價值。在教學實踐中，我們著重培養學生將所學知識與其專業背景相結合、將所學轉化為科研成果的能力，取得了較滿意的教學效果，如部分學生將所學信號處理中的時頻分析方法應用到故障的檢測中并將此公開發表在國際學術期刊上，獲得了令人滿意的研究成果。
4.2選課情況逐年遞增
圖1（a）匯總了2013―2015年我們開設的智能信息處理課程各院系學生選課情況。從圖1（b）中可以看出，研究生選課人數逐年遞增，開始該門課程的研究生選課人數由最初的13人增加至54人，增加3.15倍；圖1（c）表明，課程的覆蓋院系由最初的3個院系（0系表示研究生院）增加到2015年的11個院系，覆蓋面增加2.66倍。此外，選課學生中既有碩士，又有不少博士，甚至有來自其他高校的老師和工程研究所的碩士、博士。從智能信息處理課程近3年的選課總體情況來看，課程已經引起不同專業學生和教師的廣泛關注和參與興趣。
4.3學生的綜合評價正面積極
在智能信息處理課程教學實踐中，我們發現不僅選課人數逐年增加，而且學生對課程的綜合評價也一直非常好。學生一致認為當前的授課方式豐富而有趣，結合工程實際背景的教學具體而形象，互動形式的課堂方式能很好地促進交流表達，課外的沙龍活動為他們解決科研和學習中遇到的問題提供很大的幫助。
5結語
【關鍵詞】計算思維；高中信息技術；基礎教學；案例
【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A
【論文編號】1671-7384（2016）07-0057-03
研究背景
自2004年普通高中課程改革開始至今已經十多年。在這些年中，高中信息技術課程按照國家制訂的課程標準穩步實施，取得了一定成效。但是隨著社會的發展、課程改革的深入，信息技術課程出現了一些問題，這些問題引起我們的深思。
1. 信息技術課程存在的必要性
伴隨互聯網的普及，傳統的信息技術課堂不再是中小學生獲取大眾取向的信息技術知識技能的唯一渠道。在我國全社會信息化水平不高，學生從其他渠道學習信息技術的機會非常有限的情況下，學校的信息技術課程在一段時間內承擔了信息技術教育主渠道的作用[1]。但是，現在的形勢發生了很大變化，學生可以通過家庭、社區、少年之家等多種途徑來習得面向大眾的應用軟件的知識和技能。即使不參加中學的信息技術課程學習，學生也能玩轉電腦。那么，信息技術課程存在的必要性在哪里？
2. 信息技術課程的核心價值
現階段，按照高中的課程標準，學生可以通過學校開設的信息技術必修課程和信息技術與其他學科教學整合的課程來提升自身的信息素養。信息技術與學科教學的整合將信息技術必修課程中面向大眾的部分應用性課程的內容和價值剝離走了、整合掉了[2]。那么，信息技術課程本身所特有的、不可替代的課程內容和價值又是什么呢？
3. 信息技術課程對人才培養的作用
21世紀的知識經濟時代，培養具有國際競爭力的核心人才尤其重要。基礎教育承擔著為大學培養、選拔、輸送優秀人才，幫助國家儲備綜合國力所需人力資源的責任。作為基礎教育中的一門獨立學科，信息技術應該怎樣承擔相應的責任？信息技術教育應該為此做些什么？是跟在發達國家源源不斷的信息技術創新的后面，亦步亦趨地為發達國家的技術培養“忠實的消費者”，還是為我們國家的信息技術創新和信息技術領域的核心競爭力培養原創型技術人才呢[3]？
針對上述問題，我們認為未來的信息技術課程要為學生提供更加系統、專業的信息技術教育。即不能僅僅著眼于軟件工具的使用，而應回歸計算機學科相對穩定的、體現學科思想和方法的核心內容和思維方法。目前，計算思維是國內外專家、學者比較認可的計算機科學體系的核心思維模式。我們就計算思維在高中信息技術基礎教學中的培養進行了教學實踐，形成相關案例，并進行了初步研究。
計算思維概念及研究現狀
1. 核心概念的界定
思維模式就是看待世界和認識世界的方法和觀點。科學思維主要分為以物理學為代表的實證思維和以數學為代表的邏輯思維[4]。隨著計算機科學技術的發展，圖靈機理論、復雜性理論和交互式證明系統的提出，學術界認為出現了獨立于實證思維和邏輯思維的第三種思維方式――計算思維。計算思維由周以真教授在2006年首次提出，表述為應用計算機科學領域的基礎概念進行問題解決、系統設計和人類行為的理解。2010年，計算思維被進一步表述為一種思考過程，通過對問題和解決方案的清晰表述，使問題解決可以由具備信息處理功能的程序高效完成[5]。
英國皇家科學院將計算思維定義為認識周圍世界所存在的不同層次的計算，并應用計算機科學工具和技術理解并辨析自然系統和人工系統及其運行過程[6]。Google公司認為計算思維過程是問題解決技巧和技術的集合，并將計算思維過程界定為問題分解、模式識別、模式生成和抽象、算法設計[7]。
目前，我們可以查閱的關于計算思維的定義有多種，對它的解釋多停留在“哲學”或“科學”層面，在教學層面上還未形成一個清晰的表達體系，其內涵、外延還沒有得到清楚的描述[8]。通過研究比較，我們認為周以真教授在2006年提出的計算思維的定義更適合指導我們這項教學實踐的研究，因此，我們采用了周以真教授在2006年提出計算思維概念的表述作為研究的理論依據。
2. 研究現狀
在我國，計算思維的培養起源于大學教育。2010年7月，為了提高大學計算機基礎教育的質量，在“九校聯盟（C9）計算機基礎課程研討會”上，與會者明確提出將“計算思維的培養”作為計算機基礎教育的核心[9]。自此，增強計算思維能力的培養，不僅成為當下大學計算機基礎教學改革的主旋律，而且受其影響，高中信息技術課程建設正在朝這一方向轉變。
案例研究
1. 案例主題的選定
目前，高中培養計算思維的課程教學主要針對程序設計與算法、人工智能等內容展開。但是，在高中信息技術基礎教育中，基本概念、基本原理、軟件應用的教學內容占較大比重。為了探索在這些教學內容中培養學生計算思維的方法，我們選取了高中信息技術基礎必修模塊中第二單元《有效獲取信息》作為案例研究主題。在這個主題下，我們先后開展了三次教學實踐活動，本文選取了兩個案例《認識圖像》和《聲音的數字化表示》進行分析、研究。
2. 教學案例分析
案例一 《認識圖像》
圖像是我們生活中的一類重要信息。目前，我們主要通過數碼相機、手機拍攝獲取。數碼相機等設備在拍攝景物成像的同時，也對相關的成像信息進行了數字化處理，形成了我們在計算機中所看到的圖像。那么，計算機是如何將圖像呈現在了屏幕上？計算機又是通過何種方式來準確描述圖像信息呢？我們如何應用計算機處理圖像的技術來解決實際問題？這都涉及圖像的基本概念、基本原理及相關應用。《認識圖像》教學設計的目的是希望通過對課程的學習，學生能夠理解計算機顯示圖像的原理，掌握以計算機方式表述圖像參數的基本方法，學會使用PS圖像處理軟件的相關技能，逐步養成以計算機解決問題的思維方式，即計算思維。
上課伊始，教師導入情境――播放《萌兄萌弟》視頻短片。短片中妙趣橫生的圖像，吸引了學生的注意力，激發了學生學習圖像的興趣。在新知學習的環節，教師選擇一張圖像，放大16倍，學生觀察圖像，發現并理解圖像的基本構成單位――像素及其特點。然后，教師展示實物照片和電子圖像實例，提出一系列問題，引導學生思考、比較兩者的區別與聯系，進而學習圖像的基本概念和基本原理。在探究應用環節，教師為學生安排了一個探究活動――“研究圖像尺寸、輸出分辨率、打印尺寸與圖像質量的關系”。首先，學生應用PS圖像處理軟件的功能，分別查看圖像1-1和圖像1-2的參數，將數據記錄在表格中。其次，學生對表格中的數據進行分析、歸納，得到圖像參數的改變與圖像質量關系的結論。然后，同學之間互相分享，教師矯正。最后，遷移運用，學生要應用研究得出的結論，解決一個實際問題，即按要求將圖像文件的大小、尺寸進行修改，上傳到網站。
在整個教學過程中，教師主要采用探究式教學。課前，教師為學生準備了必要而充足的學習材料。課堂上，學生通過材料發現問題、探索有關圖像的規律性知識、解決問題。在探究的過程中，學生獲得圖像的基本概念和基本原理，習得圖像的操作技能，培養相關能力，即對所要解決的實際問題進行分析，應用課上所學圖像知識進行表述，運用課上所學圖像處理技能進行解決。整個學習過程是學生思維發展的過程，是學生計算思維形成的過程。
案例二 《聲音的數字化表示》
按照高中課程標準的要求，這部分內容不應只停留在簡單使用音頻信息的層面，還要深入到聲音信息數字化的原理、方法、過程。它是體現信息技術學科本質的內容之一，也是《高中信息技術基礎》教材中的難點。初中生已經有過聽音樂、歌曲，或者通過MIC進行類似“卡拉OK”這樣的娛樂活動。他們能夠對聲音文件進行非常簡單的操作，比如，聲音文件的下載、播放等等。但是他們對于聲音是如何在計算機中表示的、聲音波形的特點及波形的描述等還不清楚。
在本課中，教師通過圖像與動畫，把抽象的原理形象化，讓學生能夠直觀地了解“音頻數字化”的過程。在教師的不斷引導啟發下，學生學習并理解采樣、采樣頻率、量化位數、聲道數的概念，以及各個指標對于音頻數字化質量的影響。最后，將生活中的問題抽絲剝繭歸納為聲音的基本概念，應用所學的聲音數字化原理解決。
案例《聲音的數字化表示》的片段
課堂實驗
（1）改變音頻的聲道數，觀察聲音效果變化（有操作提示）。將結果填寫在下面的空白處。
應用Audition軟件，將“詩朗誦”進行聲音通道數的變化。 聽音頻效果，觀察規律。
【操作指導】：運行Audition軟件，單擊“文件”“打開”找到“春江花月夜”文件單擊“打開”默認為“波形”編輯視圖（單一文件的編輯，有兩個聲道）。
①第一種方法：右擊左上部“文件”面板中的當前文件名提取聲道為單聲道文件試聽單聲道效果與原文件比較，進行下列填空：
原文件聲音效果特點：――――――――。
單聲道效果特點：――――――――。
②第二種方法：在音軌最右側，分別標有L和R，表明左右聲道，點擊相應字母，即可開關此聲道，使聲音變為單聲道的情況，聽效果完成下列填空。
原文件聲音效果特點：――――――――。
單聲道效果特點：―――――――――。
③得出實驗結論：――――――――。
（2）改變音頻量化位數，觀察聲音效果變化，（有操作提示）。
（3）改變音頻采樣頻率，觀察聲音效果變化，（有操作提示）。
3. 案例研究的發現
雖然這兩個案例在教學內容的選擇、具體的教學方法等方面不盡相同，但是，通過上述的研究分析我們發現，兩個課例均采用了探究式教學方法來培養學生的計算思維能力。
探究式教學方法是讓學生經歷一個科學家的研究過程，通過一系列的科學探索活動發現科學結論。在這個過程中，學生不是通過教師講解或完全靠書本上的間接經驗獲取知識，而是通過自己的實踐活動和搜集到的第一手材料認識問題，體驗各種疑難情境[10]。這正與信息技術課程的性質相吻合。《普通高中技術課程標準》明確指出，普通高中信息技術課程是技術課程，立足于學生的直接經驗和親身經歷，立足于“做中學”和“學中做”。在學生親身體驗、全程參與的過程中，學生會發展將問題以計算機能解決的方式進行表達，并借助計算機的軟硬件予以解決的計算思維能力。
研究結論
經過研究，關于在高中信息技術基礎教學中進行計算思維的培養，我們可以得出如下結論：
（1）計算思維的理論研究尚處于發展中，它的內涵和外延也在不斷地被深化、豐富。雖然這種發展變化為計算思維理論指導教學實踐帶來了一些困惑，但是也為我們在高中信息技術教學中探索學生計算思維的培養提供了更大的自由空間。
關鍵詞：計算機輔助教學；現狀；對策
Current situation and measures of CAI in colleges and universites
Song Weiguang
Zhanjiang Normal College， Zhanjiang， 524048， China
Abstract： Analyze the advantages and disadvantages in CAI. It aims to explore overcome the shortcomings of CAI and provede the corresponding suggestions， to combine traditional teaching mode， for the purpose of the better the teaching effects.
Key words： computer-assisted instruction； status quo； measures
隨著信息技術的飛速發展，高校的課堂教學發生了重大的變革，課堂教學手段層出不窮，課堂信息量增加，教學效果不斷改善，教育技術為了滿足人們對知識的無限需求在不斷提高。計算機輔助教學（CAI）這一教學手段在校園中得到普及。科學、先進的教學手段使人們對知識的了解，變得更加便捷、生動、直觀。教育信息化推動教育現代化在這個信息爆炸的年代已經成為一種趨勢。隨著數字校園的建立，計算機輔助教學走進教學的每一個角落，科學合理地把傳統教學方法與計算機輔助教學相結合是提高師生“教”與“學”的關鍵。
1 計算機輔助教學及優勢
計算機輔助教學是以計算機為核心媒體幫助教師進行教學或通過以計算機為主體的教學媒體進行教學，為學生提供個別化學習環境，學生通過與計算機的交互作用進行學習的一種教學形式。它既是計算機的一個應用領域，又代表新的教育技術與教學形式。它綜合應用多媒體、超文本、人工智能和知識庫等計算機技術，克服了傳統教學方式單一、片面的缺點，為學生提供了一個良好的個人化學習環境[1]。
1.1 有助于調動學生學習的積極性
計算機輔助教學拉近了學生與計算機的距離，實現其雙向溝通。計算機輔助教學的出現及發展改變了過去以教師為中心，學生處于被動接受地位的狀態。與傳統教學把學生當做灌輸的對象、外部刺激的接收器，忽略學生的主觀能動性所不同，計算機輔助教學能夠充分調動學生課堂學習的積極性與創新性，同時可以讓學生根據自身實際的學習情況、興趣愛好，自主選擇適合自己的學習內容。從被動的參與者轉向積極的主導者的過程，不但科學、有效地提高了學生的學習效率，培養了他們的探究性學習能力和創新能力，而且達到了素質教育中尊重學生主體發展的要求。
1.2 計算機輔助教學信息量大，有助于拓展學生的知識體系
網絡教學資源建設和運用已成為計算機輔助教學中的硬性指標。網絡教學資源主要包括各類網絡媒體素材、網絡題庫、試卷、課件、網絡課程、教學案例、常見問題解答、資料目錄索引及文獻資料等。這些信息資源以數字化的形式在校園網上傳播和交流，并對教學和教研活動起到輔助作用。學生可以按照實際需求，在任何時間查找、使用所需信息。教師還可將具體的教學綱要、教學任務以及教學重點分享到互聯網上，便于學生在課前、課后自主學習。此外，學生可以在學校機房使用已購買的學習軟件或網絡教學平臺進行學習，如英語視聽說軟件、計算機等級考試培訓軟件、普通話測試等各類學習軟件；在網絡教學平臺上可以實現教學資源的快速傳遞，學生可以隨時隨地點播音頻、視頻課件，查閱電子教案等。網絡教學平臺還提供在線與離線課程、答疑輔導、討論、在線自測等服務，增加了師生之間的互動方式，提高了學生的學習效果。網絡教學的主要特點是把學習的主動權還給學生，以學生為中心，強調為學生提供及時有效的服務。
1.3 有助于提高人機的互動性，反饋及時，方便教師對學生的學習情況作出評價
目前，大部分計算機學習軟件在學生自主學習過程中起到幫助學生智能記憶、智能分析的作用，可以根據學生具體的學習和測試等作出客觀、準確的反饋，讓學生在自主學習中發現問題、分析問題、解決問題。同時，學生的學習過程被記錄和保存，成為教師了解學生平時自主學習情況的參考，以便教師更好地掌握學生的學習水平[2]。
1.4 在課堂教學中便捷、生動、直觀地展現知識
計算機輔助教學將文本、圖像、視頻、動畫等多種信息呈現方式整合為一套完整的復合媒體系統，結合教學內容，以圖文并茂的形式制作生動、直觀的課件進行課堂教學，改變了過去書本加黑板的單一教學模式。計算機輔助教學，使得學生的學習過程深刻而不乏趣味、生動而不脫離實際。此外，教師利用課件對學生進行教學，可以節省板書時間，增加課堂教學的信息量。
【關鍵詞】交互式視頻會議：遠程教學；高等教育：信息技術
引言
現代高校以高度發達的計算機網絡為核心技術，以信息和知識資源的共享為手段。這種新型的開放式教育模式提供適應學習者個性化成長和發展需求的學習環境，包括自主選擇多種媒體結合的學習方式，并能創新運用和創造資源。隨著跨校區、地區辦學的高校劇增，信息技術成為支撐遠程教學的必然趨勢，以高速的校園網絡帶動“交互”體驗是開放式遠程教育的重要環節，高質量的教學應用創新及管理服務保障是校園信息化可持續的關鍵，從而促使交互式視頻會議系統的建設與應用在高校遠程教學中發揮重大作用，其搭建部署和跟蹤策略對高校現代遠程教學創新具有一定價值。
一、視頻會議系統在高校的應用現狀與趨勢
1 大學導向的教學行為需求
現代教學對網絡信息技術的需求是基于形成教學交互的情景信息空間，從展示文字到多維度的虛擬界面，遠程教育與信息活動兼顧到多種技術和教學模式。以網絡技術推動學校制度改革、管理創新，以實現教育信息化、決策科學化和管理規范化，服務于教、研、管和校際合作的整個過程。此外，把教學目的中眾多因素內化，從而確立教學行為導向，并集中體現于教學活動中，智能化教學、辦公和對外聯系，以形成校園基礎信息化環境的系統應用構建。因此，掌握隱含在問題背后的科學知識，形成自主學習的意識以及解決問題的能力，結合多種信息技術及其適應性轉化是必要的，已達到網絡化環境、信息化終端、多媒體教室的基本功能得到拓展和延伸，并持續開發新的教學設計互動手段，有效支撐現代教學。
2、視頻會議技術的發展現狀與趨勢
隨高校辦學規模擴大、校區數量增多，尤其考慮到常年奔波于校區間教學一線的教師和組織教學活動的教務督導人員。如某些校區間車程需要兩三個小時，大大降低了各種資源的利用率，教學效果也不穩定。很多大學搭建視頻會議體系，就是看中其動態擴展的特點和低成本、便捷化的優勢，盡可能減少分散教師的精力，其應用必將在遠程教育實踐與高等教育改革中發揮作用。
視頻會議在遠程協作中占主導地位，其利用通信網絡，傳輸多個與會者連續活動圖像和聲音，將不同時區和地域的兩個或多個多媒體會議終端連接，實時傳輸各種圖像、語音和數據文件，保證各種媒體質量的同時，提供雙向互動交流信息的平臺。目前，視頻會議廣泛應用于網絡路演、現場采訪播報、應急指揮及遠程教學等服務中，然而由于技術應用受到傳統系統功能的束縛，缺乏多媒體信息之間的傳輸交互，該技術的實時、交互、高效和經濟等特性成為各實踐領域的焦點，隨寬帶網和高速無線接入技術的發展，流媒體技術與IP視頻會議均為視/音頻技術的重要組成部分，視頻會議技術與網絡技術相適配的特征成為最有力發展途徑，其融合正在逐步產生規模效應的應用空間。
3、現代高校的應用現狀
隨著信息技術的動態趨勢和實時交互性發展，實現大學管理數字智能化是新時期對高校發展提出的新要求。視頻會議系統作為一種重要的教學手段，承擔優化和完善傳統教學方式的責任，讓優質教學資源得以充分共享，有利于擴大國際合作院校在遠程教學及學術會議中的有效互動，尤其利用網絡視頻會議動態多集成的特點，幫助擴大國際合作學校的聯盟互動傳送，進一步提高教學質量。
視頻會議系統主要有單播、組播、點播三種流媒體播放方式，目前很多高校采取單一模式搭建，根據編碼標準、體系結構、流媒體服務三項關鍵技術指標特征，其“交互應用”的模式實施，遠不能滿足高校辦學規模擴大、校區數量增多、教育教學資源擴充，更談不上最大利益化校區管理與資源共享。因此，部分大學也逐步轉向集成模式搭建視頻會議體系。
“交互式視頻會議”是指異地多方通過網絡多媒體設備達到實時溝通，實現多方相互操作、共享應用程序或數據，完善會議類型目的的多交互功能個性化設計應用的活動，系統主要由高清視頻會議系統和交互式信息系統有效組成，兩者相對獨立，可視化通訊和協作服務是其核心環節。隨著帶寬自由度提高，穩定的移動設備使用習慣，迫使靈活地隨時隨地參加會議或討論的需求產生。在會議過程中，與會者能夠在多個終端中實現“不間斷”行程。如表1。
二、高校視頻會議系統的搭建策略
視頻會議將進一步改變現有的教育教學方式，為人們提供更加便捷、實時、可信任的教育傳播途徑。目前，很多高校引進所需的視頻會議系統，目的是將信息化手段與工具應用到現代教學、學術交流與教務管理中，形成開放的教學管理模式。而使用常見的則是遠程會議交流，在教學、實驗等效果并不明顯。相關調查統計表明，跨平臺的系統應用標準成為高校間合作交流的障礙，故兼容效果才能保障實現跨平臺信息高速傳遞的需求。
1 搭建原則與互動設計
進行交互視頻會議體系的構建，要以需求為先，避免盲目實施。鑒于視頻會議的發展趨勢和目前大多高校屬于綜合型大學的實際，首先，應充分認識系統的建設，是推進區域教育數字進程的組成部分，是落實和加快高校教育教學改革、提高教育管理水平、節約教育經費的重要手段，但不是最終目的。應用較成熟的系統，能與國際主流的網絡視頻會議設備互聯互通，滿足學校國際交流的需求，采用先進的組網設備，系統標準應遵循國內外相關規范。其次，以各校網絡運行實際情況為基礎，盡量適應高校內外主流設計教育教學活動的要求，采取多播放方式建設，智能程度高，易用性強，可對視頻會議進行跨校區直播，指定部門、專人負責，確保使用安全。另外，應用實踐中，既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護和隔離，如在學科范圍內開展示范性課程，融合經典教案，組織名師，話題化知識信息，確定參考目標，給予教學過程最優干預因子，因此系統要分別針對不同應用和不同網絡通信環境，采取不同措施，包括系統安令機制、數據存儲的權限控制、多種級別的用戶身份認證等。
2 交互應用與跟蹤實施
視頻是高校遠程支持教育教學活動的關鍵因素，交互模式則直接約束其形成效果。以我校為例，多媒體教室占令校總教室的48%，師生上課對交互功能的實際需求甚高。在視頻會議系統中下設“教師跟蹤”模塊，加入實時錄制功能，采用圖像識別技術自動跟蹤拍攝教育教學實況的智能化系統設備。教師在上課時快速走動或板書，系統均能準確以別并自動變焦跟蹤拍攝，并更新和保存優秀的教學資源。根據教學的具體要求，通過系統視頻會議及數據會議的各種組合，創建了符合遠程互動教學的各種會議模式。這種交互方式，引導教學的潛在交流行為，培養學習的主動探索意識，挖掘信息的快速流通與轉化，在知識獲取途徑上逐漸改變學生依賴教師獲取信息的狀態，從根本上實現學習者自我發現的角色轉換，達到創新信息的電性循環。如通過我校視頻點播（Video On Demand）板塊來集成、實時更新多媒體資源中心和國內外優質資源庫，方便了全校師生接入網絡服務器中存儲的教育教學內容，形成以多媒體視頻會議系統為輔助手段的現代教學體系管理組織架構，形成“多媒體教學管理系統”、“教學交互系統”、“教學實況轉播與組播系統”、“教學實況觀摩與督導系統”相互關聯的“鏈效應”，使多媒體教學管理系統的建立，實現了教學活動遠程集中可控、可管。同時，這些跨校區實時傳輸的視頻也可在視頻服務器中錄制下來，編輯整理備用，形成持續的資源積累。我校視頻會議系統目前主要應用在跨校區的遠程實時教學課程、政府指導工作會議、學科項目協同工作、遠程答疑系統平臺、信息化業務培訓、國際課堂的資源共享等幾方面，堅持貫穿網絡、服務、管理為一體的交叉技術應用模式。
網絡實時輔導答疑系統于我校2005年啟用，由多個功能模塊構成，基于開放的架構設計、并采用先進的多播技術而構架的分布式、模塊化、大容量的網絡實時輔導答疑系統平臺。提供強大的可擴充能力和高度的配置靈活性，可根據師生解決課程問題來進行系統的模塊化配置部署，通過服務器集群，系統規模還可以成倍擴大。如圖1，這種“跟蹤”策略，反饋以學期、年紀、專業等因子劃分考核信息，形成映射式評價標準，依照個案，以特征點向區域輻射，提取適應性模塊化對策。
在教學服務中，以教學為主的高校教學活動的數字化過程要符合適應性學習個人特征的規律。圍繞遠程溝通這一核心，實現師生異地間的信息共享和交流，完成交互教學、協作學習、實時答疑和教學管理等功能，為個性化學習提供全方位的支持服務，建立以學生為“中心”的網絡學習平臺設計思想。此外，應用范圍的不斷拓寬將視頻通信的應用定義的更加多元化，避免單純的會議服務。如在交互視頻會議架構下的答疑模塊，利用可視化文本編輯器，優化操作界面的美觀性、易用性、發掘網絡可共享及強交互的特點開展多種方式的教學活動，以教師為中心的講授型教學轉向以學生為主體的互動式教學，如圖2，采用以案例分析的形式增加交互演示，并加強外部資源的有效鏈接。
交互式網絡活動是當前最廣泛的校園互聯網應用之一，根據我校近五年“三航四方”BBS信息化服務用戶調查，師生使用率逐年上升并成倍增長。因此。有必要建立校園交互網絡應用服務，充分利用管理信息系統的數據優勢，整合學校教學、科研、文化生活的相關服務信息資源，挖掘師生、校際之間潛在的各種合作、交流關系資源。因此，交互式應用還要和高校數字校園密切結合，如存儲服務、通信服務、位置服務、視頻服務、圖像服務、搜索服務，并和校園云知識管理服務緊密銜接，形成服務系統。
三、交互式視頻會議的應用模式
1 應用特點與優勢
區別于以往的視頻會議，交互式視頻會議系統利用網絡技術的支持，無須下載安裝插件，以教學設備拍攝的教案影像完整無誤的進行視音頻即時同步快速傳送，集成多種網絡多媒體解決方案的應用工具，順利訪問視頻會議服務器，保證遠程教學的有效質量，故其顯著優勢就在于跨平臺應用的普遍性。在交互通信領域內，目前許多新應用形式和技術被引入，視頻會議技術逐步向多網協作、高清呈現的方向發展，桌面用戶通過PC參與交互體驗，這是在視頻會議基礎上的衍生。為遠程教學、留學生遠程答辯提供高效可靠的網絡支持，系統還提供多選擇呼叫方式，實現各操作系統平臺間的無縫連接。良好的擴展性、數據兼容性和穩定性等特點，在充分利用硬件提供的有限資源的前提下，實現大流量的網絡視頻輸出和高效的事務處理，提供了與PACS、HIS等進行數據交換和互動的接口，保證了資源的利用。
2 應用模式分析
交互式視頻會議應用模式沿著“跨校區視頻會議管理平臺一校園網絡互連基礎架構一移動終端策略控制一數據傳送鏈路體系”這一主線，對各主流自有系統全面開放接入，廣泛實現與OA、RTX、遠程教育、門戶網站等現行系統的無縫融合，作為每天忙碌在教學區、生活區或新老校區時空位移的師生們，可以在任意場合通過智能終端快速應用開放式會議系統，同步分享視音頻和會議數據協作，對傳輸內容進行壓縮加密，確保安全，實現公網平臺下高品質視頻應用。我校結合學習綜合支撐平臺，在教學中形成視頻督導策略化教務與學習環境，實現課堂監管、實時課堂教學、學習管理、評估、交流協作等功能。提供方便的知識分享的同時，強化移動互聯訪問和各種手持智能終端的訪問服務，一定程度上實現了傳輸中信息及流量的監控，如圖3。
3 桌面式交互應用實踐
為加強對網上師生的遠程教學支持服務，我校早在2005年全面啟動交互式遠程視頻會議系統建設工作。設計初期就明確提出利用當時基于IP網絡的多媒體通信廣播技術，隨后開發了網絡實時輔導與答疑系統，部署和實施Ploycom多媒體視頻會議系統，實現音視頻和數據流的多方位交互平臺，后續搭建仍以統一的視頻輸入輸出標準及一系列的互通模式轉換標準，先后實現了交互式教學和課堂直播功能（音視頻交互、文字交互、電子舉手、協同瀏覽、屏幕廣播、課件共享、郵件通知、文件管理、文件傳輸、電子投票、遠程控制、課程錄制、課件點播），實時答疑功能（多課程操作、答疑交互、實時轉播、實時錄制、權限設定），教學管理功能（課程角色管理、課堂監控、權限管理、定制教學計劃）。
基于桌面的視頻會議系統，在我校教學中應用也有8年左右，建立起“大學遠程教育學院網絡直播課堂與實時答疑系統”的整體架構，實現跨校區師生間的遠程實時課堂直播與輔導答疑，從而構造一個逼真的模擬真實學習輔助環境，解決了基于網絡數據庫式答疑系統中出現的實時性差、解答不準、答案不全的缺點。具有智能答疑及教學秩序管理功能，如能將重復性問題及答案自動入庫，并在下次同問題提出時自動調出答案，同時對問題進行歸類，形成有效問題、追問問題、無效問題、禁止提問問題等“一鍵式”便捷的應答模式，方便教師最有效率地完成答疑任務，有效地彌合教學雙方空間的鴻溝，享受到了系統給教學帶來的便利。
應用中的擴展環節是細化應用理念的過程，如資源（文檔、圖紙、試題）共享數據應用程序（構建系統化）桌面交互（需求多元化）視頻通信（綜合信息溝通平臺）教學、科研、管理流程（廣泛關聯性）這一過程使視頻通信所擔負的職能越顯綜合化。
四、“上海人工智能國際課堂”教學案例
我校已與亞洲、歐洲、美洲的二十多個國家和地區的百余所高校、企業和科研院所建立了合作關系，并先后加入“中國-芬蘭大學聯盟”、“中國-西班牙大學聯盟”、“中國-白俄羅斯大學聯盟”、“中俄工科大學聯盟”。基于全方位、高質量、多層次國際合作與交流工作開展的目的，我校早在2010年利用遠程視頻會議系統進行由瑞士蘇黎世大學主辦，上海交通大學承辦的“上海人工智能國際講堂”，到目前已有四年時間。為了拓展實踐，匯集國內外豐富的教學資源，系統既能實現校內教授與學生之間的教學課堂功能，也能實現與國際如美國夏威夷、德國慕尼黑等地合作院校間的學術交流和研究生答辯等交互功能。
匯集多方學院對視頻會議系統有以下要求：教師授課位置的移動性必須要求有一套教師場景視頻的跟蹤定位系統。具備流暢的音視頻通話效果；具備PPT、EXCEL等文檔的共享輔助功能：支持未來多點擴容：能夠與其他品牌系統兼容互通；在低帶寬網絡情況下，保證交互順暢。
1 設計與跟蹤實施
基于SUN系統的開源軟件，通過對“上海人工智能課堂”視頻技術的設計研究，在世界各地設置多個課堂地點，于三維協同虛擬環境下跟蹤實施虛擬現實技術，由嵌入式的硬件架構和“軟硬結合”的應用模式，保證會議的穩定性，滿足課堂現場的不同要求。屏幕幻燈片通過AdobeAcrobatConnect Professional利用Adobe Flash Player進行遠程共享連接。
該系統通過網絡通信技術實現虛擬會議，使地理上分散的用戶通過圖形、聲音等多種方式直接溝通，支持實時信息共享與協作交流以達到協同工作的目的，具有直觀、真實、高效、實時的特點。采用美國Ploycom公司基于H.323標準的多媒體視頻會議系統為主要終端設備，包括MCU會議控制中心，由1個主播點和全球15個分播點組成，采用數字信號傳輸方式，常用碼流為512kbit/s，基于TCP/IP、影音與數據交互技術，能實現語音、圖像、數據等綜合信息的寬帶承載和交互，此交互亮點，利用計算機，電子白板等設備實現遠程交流的虛擬環境，綜合了計算機圖形學、圖像處理，智能網絡等技術，使各國師生進行真實互動，雙方及時收到共享反饋，指導課程的順接程序。如圖4，主講課堂機位的設置和數量、跟蹤實況直接影響互動效果，形成“對話-語言服務-微程序控制-屏幕共享”的交互因素。
2 案例解析
我校視頻會議應用教學案例，主課堂在瑞士蘇黎世大學，課堂前的兩塊大屏幕是主要視頻界面。可以看到不同國家各種膚色的師生，其一顯示教學多媒體課件，另一同時顯示卜幾路同步傳輸的視頻畫面，會議可直接向主講教師提出問題并作答，這些視頻信號分別來自分布在全世界4大洲的15所大學教室，包括瑞士的蘇黎世大學和蘇黎世高工、11本的政法大學（東京）、大阪大學和千葉大學、英國的索爾福德大學、德國的慕尼黑工業大學、韓國的水原大學、澳大利亞的塔斯馬尼亞大學（霍巴特）、阿爾及利亞的科學技術大學（阿爾及爾）、中國的北京大學和西北工業大學（西安）以及作為主場的上海交通大學。
本課程歷經lO次國際課堂，每周1次，共20學時，教學組的教師均分散在各教學區現場。每次授課前一天，山瑞士主講老師本次課堂討論主題，由學生查找資料，經整理在系統上做一次陳述。上課時，以類似電視專題節目方式，由瑞士課堂教師作為主持人，由事先作好發言準備的幾位學生圍坐講臺，整個互動教學過程，都由瑞士主講教師調控，由教師逐一提出話題，由臺下一位學生主講，借助PPT投影，無線話筒發言，這種視頻壓縮協議，適合低帶寬等條件下的傳輸視頻，并能保持圖像品質。其余在不同國家課堂的學生可以在發言后完成提問，每次教師都作簡短的評論，在各個國家不同種族中有時談到和主題相關的重要話題還會引起各個國家學生熱烈的互動討論，這就再次引發各跟蹤因素相互作用，教學效果可達到預期。
這種難得的授課形式在國內較少，主、分課堂較生動地打破了傳統灌輸式教學的局面，激發學習興趣，形成知識信息循序漸進的獲取與掌握，與各國家的老師同學直接面對交流、共同探討。如圖5。
知識點多媒體計算機技術的交互性、網絡通信技術的分布性、視頻會議技術的真實性和網絡學習管理平臺的系統性融為一體，建立起語音、視頻、操作的雙向交流和數據通信，形成一個交互方便的、探究學習過程研究的虛擬課堂。
3 相關交互成因
（1）會前仔細調整好網絡、設備的數據設置，避免影響聲音、圖像的傳輸。
（2）視頻會議遠程教學固在很大程度上打破教學互動的時空限制，但想要真正引起學生重視，需要一個有效地適應學習者個人特征的學習過程，還需更新學習策略的指導，形成問題意識和對話交流的習慣，創建對話型課堂、同步參與型課堂、研討型課堂，并突破外語關。
（3）對于參加實踐的師生，有利于促使在學習和了解更多該領域的最新國際研究進展，建立系統學習專業知識的興趣，爭取了更多的資源。
（4）需要教師根據視頻會議系統設計相應的教學信息傳遞模式與信息展示方式，充分發展系統的交互性、溝通性，易于學生接受和理解。需要教師或教學團隊有針對性的設計教學活動，積極關注、及時更正教學中出現的問題。調查結果顯示，95%學生認為視頻在線課可達到普通課教學效果，能激發足夠興趣，特別是部分學生和外籍教師能保持長期的通訊交流，為學生學習開啟新視野。
（5）過于抽象難懂的課程內容、對聲音圖像要求過高、互動性過強的環節通過視頻會議系統進行教學時要制定科學的教案，參與動手、動腦、感觸或采取傳統模式和在線課程相結合的方式進行教學，有針對地解決問題，掌握高效獲得知識和思維技能。
從交互視頻會議應用于校內、校際互聯需要解決的問題來看，跨地域互聯的視頻會議網絡體系架構以實時、雙向、交流、互動、共享的優勢，隨時隨地虛擬出真實的課堂，為跨校區、跨國界的時實互動教學提供了便捷高效的平臺，為學生平等獲取高水平教育、拓展視野，全面發展提供了保障，為優質教育資源的充分利用、遠距離教育信息的充分交流提供了支持。根據各應用層的功能構，對視音頻質量、數據協作共享、靈活易用性、易管理性的要求也越來越嚴格。交互式遠程會議系統帶動了互聯網基礎服務的視頻應用類型成長，讓學習者了解和熟悉適應網絡使用條件是應用教學或課程網上資源的首要前提。各高校應加大推廣和應用力度，大學生應擁有較便利的網絡使用條件，增加多種移動終端服務，重在解決媒體呈現知識與解決學習問題，增加智能性的交互功能，構建專用平臺予以支撐。
(一)缺乏現代教育技術支持，方式單調難以形成其發展的沃土
由于缺乏現代教育技術支持，無法應對基于網絡的深度交流互動帶來的諸多問題，許多教育培訓機構為方便組織管理，多以講座形式或者視頻會議等取代各種研討活動，上百人的教學研討活動一天就能完成，已經完全沒有任何教學研討的意義和作用。一些地方教育主管部門組織的送教下鄉活動，也只是蜻蜓點水，走馬觀花，缺乏校本研修的沃土，難以起到以點帶面的作用。以近年來“國培計劃”為例，短期班或網絡遠程教育形式上多為講座，一連半個月的講座把參與培訓教師的頭腦都洗了個遍，可是真正促進教師專業成長的具體做法沒有學會，沒有建立有助于教師專業成長的沃土。一回到自己熟悉的崗位，所有的優質教育資源和相關的技術支持都沒有了，面對自己熟悉的孩子們又不知道怎么樣具體去應對，怎么樣灌輸學到的新理念，又回到了單打獨斗的老起點，最后還是“穿老鞋走老路”，更別提實現“國培計劃”目標中骨干教師要在基礎教育改革中要起到帶動和引領的作用了。
(二)U－S雙方缺乏溝通，短期行為沒有形成互動互利長效機制
合格的幼兒教師首先要是一名教師，又是一個藝術家，既具備彈、唱、跳、畫等藝術特長又擅長和幼兒進行溝通交流的教師，所以對于幼兒教師的培訓更應該充分考慮到人文性、先進性及實踐性的和諧統一。U是指大學(University)，S指中小學學校及幼兒園(School)，目前針對幼兒教師的教育活動U－S雙方缺乏溝通，沒有形成互動互利的長效機制，培訓前、中、后缺乏與一線參訓教師的深度交流研討，不能有效解決幼兒教學過程中的實際問題，再加上幼兒園教師的學歷層次、教學技能水平、自我發展意識和專業成長等方面都處于比較低的起點上，培訓過程中受到各種條件的制約，大而全并且統一的培訓效果必然是大打折扣，很難完成教師教育本身所應該承擔的任務。
二、現代教育技術有利于促進幼兒教師教學反思和專業成長
《禮記•學記》中說:“學，然后知不足;教，然后知困。”華東師范大學葉瀾教授說:“一個教師寫一輩子教案不一定成為名師，如果一個教師寫三年反思有可能成為名師。”新課程標準認為教學反思是“教師專業發展和自我成長的核心因素”。幼兒教師相對于基礎教育中的中小學教師具有藝術優勢，但是存在教師專業技能水平有待提高的不足之處，更應該通過教學反思與研修這一重要途徑和方法促進幼兒教師專業發展。通過幼兒教師自覺的教學反思研修，教學實踐行為更能促進幼兒身心全面發展。研修小組成員既可以獨立觀摩、思考，也可以在小組合作、多元化評價中進行教學反思的交流，使教師專業技能知識得以升華。以網絡技術為核心的信息技術提供了各種數字化和布魯姆信息化工具，為我們開展信息化教育提供了堅實的物質和技術保障。開展基于現代教育技術的幼兒教師教育活動如下圖1所示，利用現代教育技術手段可以顯著提高幼兒教師的教學反思和研修能力，加快幼兒教師的專業化成長步伐。
(一)現代教育技術有利于拓寬知識領域
幼兒教師要善于使用無覓網(人工智能根據您的個性化喜好進行文章推薦)、百度、谷歌、360瀏覽器等信息化工具搜索文字、圖片、視頻等教育資源，擴展幼兒教師自身專業知識和教育、教學知識。通過利用中國大學視頻公開課(www．icourses．edu．cn)、囊括耶魯哈佛等世界名校1200余課時公開課程錄像課程的頻道(v．163．com/open)以及優酷、土豆、56網等優秀視頻分享網站觀摩名校名師的公開課，名師以最直觀、形象、生動的方式一定會給幼兒教師教學活動樹立專業成長的典范。利用鮮果網(xianguo．com/hot)將自己經常關注的多個網站聚合在一起，第一時間展示給你這些網站的最新內容，這種個性化服務將節省大量的搜索資源的時間。幼兒教師還可以利用又拍網、QQ空間、博客相冊等圖片分享類網站構建專業知識、制作幼兒游戲及課堂展示用的圖片素材。
(二)現代教育技術有利于深化專業成長
交互是網絡的一大優勢，網絡技術為繼續教育中的交流與互動提供了多種通訊機制與交流手段。為高校———幼兒園實踐共同體之間創設一個溝通對話的網絡環境。幼兒教師通過利用QQ和網易郵箱以及QQ語音(視頻)通話、長話寶等網絡溝通工具進行研修小組內成員的信息交流與探討，加快隱性知識向顯性知識的轉化。利用新浪博客、QQ空間等信息工具對所學教學知識記錄、整理、、評價、討論等活動來組合教師專業成長知識，有助于顯性知識的存儲、積累、傳播和分享。
(三)現代教育技術有利于增強信息處理能力
信息時代的教師要具備的教學能力之一就是數字化信息處理能力。幼兒教師要能夠處理計算機多媒體素材文件，如利用Faststonecapture進行屏幕抓圖、錄屏、編輯圖片、屏幕取色及放大屏幕等工作，能利用格式工廠進行各種多媒體文件格式之間的轉換，利用微盤與微博賬號綁定，將本地文件方便地分享到微博。會利用筆記管理網站如麥庫，進行個人知識管理，用電腦手機隨時隨地在麥庫中保存筆記、備忘、寫文檔、存資料，方便整理和分享。
(四)現代教育技術有利于提高分析與解決問題能力
教師教育的最終目標是讓幼兒教師學會分析問題，提高解決教學問題的實際能力。幼兒教師能利用在線的思維導圖工具(bubbl．us)進行思維訓練，能夠利用現代教育技術開展在線網絡會議，研修小組成員在線協作進行教學問題診斷、分析，提高幼兒教師解決真實教學問題的能力。
(五)現代教育技術有利于增強評課和教學能力
教師的評課能力是反映教師教學水平的一項重要指標，通過評價自己的教學，撰寫教學反思日志，將自己和他人講課的錄像通過優酷、土豆、56網等上傳到網絡上并接受多元化的評價。研修小組成員要利用豆瓣網、貼吧、土豆網、人人網、ThinkSNS，打破小組的界限，把對話的群體擴展到所有的一線幼兒教師和師范生以及教學專家等任何可以上網的人。通過教學評價的綜合化、社會化和外化，每一位研修教師在教學實踐中把其他幼兒教師和教育專家的隱性知識最終“內化”到個人的隱性知識系統中，并產生更具創意性的聯結，從而顯著提高幼兒教師的評課能力和教學能力，實現幼兒教師的專業成長。
三、現代教育技術視角下的幼兒教師培訓策略
(一)以網絡技術為紐帶，構建幼兒園和高校遠程互動教研平臺
面對目前幼兒教師數量嚴重不足且教學水平參差不齊的現狀，高師院校幼兒教育見習、實習工作質量不高的兩難困境，解決的方法就是建立一批高校和幼兒園的發展共同體學校，在服務基礎教育的同時，形成互動互利，互助雙贏，共同發展的長效機制。網絡技術以其強大的交互性、廣泛的共享性、時空的準分離性、數據收集管理的便捷性，一方面為幼兒教師的繼續教育提供了廣泛的技術、資源和工具的支持，另一方面更是擴展了幼兒教師和高校教研人員實踐共同體的廣度和范圍，使幼兒教師得到更廣泛的學習支持。高校互動中心負責提供幼兒教師專業成長的優質教育資源案例庫和點評課系統。教學案例庫中包括專家教師、一般幼兒教師和新手教師的不同教學案例，案例都附有分析介紹、說明、專家點評、適用對象以及參考資料等，幼兒教師可以看到每項教學技能的視頻示范片段，包括優秀教學范例、問題教學范例、基本技能的示范等。發展共同體學校的幼兒園遠程點每學期進行一定數量的青年教師展示課，利用遠程網絡互動平臺將幼兒園的青年教師展示課連接到高校的互動中心進行現場直播和錄像，高校參與培訓的教研老師足不出戶，就可以通過網絡互動平臺進行點評課，還可以和其他遠程專家深度互動，針對每一節課的教學設計安排進行研討，有針對性地解決幼兒園實際教學問題，這種個性化的深度互動和問題診斷可以顯著提高參訓教師的專業技能。展示課、互動點評都會被互動平臺自動錄制上傳到網絡資源庫中，作為優質教育資源為高師院校的師范生提供可視化的教學案例。這種高效、具體的網絡化教研活動促使幼兒園教師團隊相互砥礪，激勵專業成長，推動一線教師在真實情境中豐富體驗、深化認識、改進教學和科研方式，提高實踐能力，能夠有力地加快遠程互動點幼兒園的教師專業化成長步伐，同時也可顯著提高高校教師指導學前教育師范生教學技能的針對性和基礎教育研究能力和水平。這種模式形成了高校教學科學研究、幼兒園教師專業成長和高校師范生觀摩反思研修三者共贏的局面，一方面為幼兒園教師的專業成長提供了必要的資源沃土，另一方面形成了有利于教師專業成長的長效機制，還可以地區教研室為紐帶，以點帶面，以示范點幼兒園的快速發展帶動整個示范區幼兒基礎教育的良好發展。
(二)以研修小組為主體，踐行自主學習加協助學習模式
幼兒教師教育必須立足于幫助教師自我成長，提高自我成長的意識和能力，而不僅僅停留在滿足于“授之以知識和技能”或使其獲得某種證書上。應將幼兒教師教育目標定位在提高教師師德、教育教學技能與研究兒童、研究教育問題的能力上，不斷地鼓勵教師自我成長，促進其主動提高與發展。基于實踐共同體理論，幼兒教師教育是一個“合理邊緣參與”的過程，從幼兒園新教師變成一個專家型教師，從一個實踐共同體的邊緣進入到中心，需要進行更多的參與和實踐活動。幼兒教師教育活動中，我們要在實踐活動中保留真實的社會文化背景和動態互動結構，以幼兒園為基本單元，以幼兒園—高校遠程互動教、研平臺為基礎平臺，建立具有5—7人的研修小組，加上一名高校的指導教師專家，從而建立真實的實踐共同體。要強調以研修小組為主體的自主學習和研修訓練，強調基于真實的幼兒園情況，通過研修小組間以及高校指導教師的交互和協作，并利用各種信息技術和資源來支持學習和交流，從邊緣性參與者逐步過渡到共同體中的核心成員，完成從新手到專家型教師的轉變。當前我國新課程改革中，轉變學生的學習方式，提倡自主、合作、探究式的學習被作為課程改革的重點之一，并在實踐中取得了一定的成效。在研修小組的實踐活動中，既需要小組成員自主學習相關專業知識，設計教案，觀摩范例，也需要和小組其他成員一起開展協作學習，共享資源、共同研修、互相借鑒。在幼兒園校內可以靈活采用“現場觀摩、即時反饋”式、“專家指導”式、“雙線交叉”式等多種有效的幼教培訓模式，加速幼兒教師的專業化成長進程。
(三)以SNS網絡為核心，建立網絡化優質資源沃土
課題研究工作報告的寫法工作報告要對研究的全過程進行客觀的、全面的、發展式的記錄。它要綜述課題的來源、目標以及為了達到目標經歷了哪些階段(從開題到實施方案的制定與實施再到課題的階段性總結和結束的時間與工作進展)、主要成果以及待繼續研究的問題和對未來的展望。
它的內容應涵蓋：
1、寫清課題的名稱、立項編號、研究經歷的時間、從那幾個方面對課題展開了研究并取得哪些研究成果，這部分主要說清楚課題的研究的線索。
2、組建課題小組，說明誰負責和實施研究。
3、課題研究的指導思想，強調思想是靈魂的作用。
4、課題研究的步驟和采用的方法，這部分簡明扼要就行。
5、提煉研究的結果并指出研究成果的表現形式有哪些。
6、研究的創新和意義。
7、課題變更情況的說明。
簡而言之，工作報告就是說清楚誰在什么時間從哪些方面，采用何種方法獲得了研究成果以及說清楚成果的表現形式。
課題研究工作報告范文“信息技術考試制度實施與學生信息素養相配套的實踐研究”是xx省教育學會“十一”課題規劃立項課題，又是本校重要研究課題。
本課題周期為兩年(XX年1月—XX年2月)，分準備、實施、總結三個階段進行。由課題負責人張國棟校長，麗、屈建偉、孫文嬌、賈新穎、陳笑竹、尹鈺老師共同研究，目前課題研究研究完成了課題準備、課題立項工作，課題實施階段、現在進入課題結題部分，自從立項以來，本課題負責人和課題組成員進行了大量的實驗和工作，作了較為廣泛和深入的實踐和探索，取得了明顯的成果。
一、課題研究概述
將信息技術考試與學生信息素養進行整合，找到信息技術會考與學生信息素養培養的最佳結合點，形成新型信息技術課教學模式，編著信息技術考試與信息素養培養相統一的校本教材，提高學生信息素養。
(一)課題研究的主要內容
(1) 什么是信息素養，信息技術和信息素養的關系;
在20世紀80年代，信息素養是一種綜合的能力與素質，隨著時代信息化的發展，經過短短的幾十年，信息素養的含義已很明確的演變成此時代的所需的一種品質與素養。
由此我們即可總結出新的信息素養的含義：信息素養是人認識、創造利用信息的品質和素養。它包括三個方面的基本內容：信息道德、信息意識、信息能力。
培養學生的信息能力、提高學生的信息素養是信息技術教育的根本目標。信息素養的培養實質上是要教會學生學習和再學習的能力，而且學會使用現代信息技術高效率地學習，使學生真正成為學習的主人。
1、學科課程教學為"主食"
學科課程教學是學生獲取基礎知識和基本技能的有效途徑。開好《信息技術》課程教學是提高學生信息素養的"主食"，學生在學科課的學習中增加信息技術基礎知識的儲備，掌握獲取信息、處理信息和應用信息的能力。
在課程教學中，采取"任務驅動"、"主題性研究"等教學模式與方法，加強基礎知識的傳授和基本技能的培養，提高學生運用知識和處理信息的能力。
2、學科課程整合為"配菜"
信息技術與其他學科課程整合是提高學生信息素養的一條有效途徑。學生運用信息技術去學習其它課程，不但能提高其它學科的學習效率，而且對提高信息素養也起了不斷補充和逐步完善的作用。
3、各種傳媒為"佐料"
電腦報刊、雜志和相關的電視頻道為學生提供了豐富的資源，只要我們正確地引導學生運用好這些資源，學生將受益非淺。
例如，如果學校給開設《信息技術》課程的班級規定了讀報時間，讓學生定期學習相關讀物。若學生在學習《電腦小神童》，it行業成功人士的經歷，以及對制造病毒程序人員的懲罰過程中，不斷提高信息素養。
4、建好學習環境"生力軍"
學校、家庭和社會是學生學習和生活不可分割的有機組合體，提高學生信息素養需要學校、家庭和社會的多方面努力。
5、學校教育是"主力軍"
提高學生信息素養，學校必須營造一個適合學生學習的良好環境--加強硬件、軟件和潛件建設。由于對信息技術教育認識上的不到位，大多數學校只重硬件建設，忽視軟件和潛件的發展，導致硬件設備成了擺設，信息技術教育成了口號，學科教學成了形式。因此，提高學生信息素養，必須加強"三件"的建設，三者缺一不可。只有"三件"齊頭并進，才能真正形成信息化的教學環境。
6、家庭教育是"地方軍"
現今，電腦進入了大多數家庭，家庭教育是培養學生信息素養的"地方軍"，我們通過"校-家"聯合培養的方式取得了較好效果。
7、社會教育是"游擊隊"
社會培訓可以彌補學校教育的不足，我們可以引導對信息技術有興趣的學生參加社區教育或少年宮的電腦愛好者俱樂部，鼓勵他們參加少兒計算機水平考試，提高學生對信息技術的興趣。
實踐證明，當學生通過一段時間的學習，參加水平考試，拿到了證明自己學習水平的證書時，學習的興趣更濃了，勁頭更大了。這樣，信息技術也實現了因材施教。
8、搭好學習形式"表演場"
若是脫離實際講一些信息技術枯燥的理論知識，學生會覺得乏味，而且不容易引起學生學習的興趣，我們只有以多種學習形式，激發學生的學習興趣，為其學習鋪路搭橋。
9、建設生活應用"主舞臺"
提高信息素養最終是為學生適應社會的學習、工作和生活打下基礎。所以，教師在設置教學內容、選擇教學形式時，應盡量使學習內容與現實生活接近，讓學生感受到信息技術中有生活，生活中有信息技術。
10、組織個性發展"分會場"
培養學生創造性思維，發展個性特長是實施素質教育的主要內容。為偏愛信息技術的學生提供一個展示才華的空間，是促進信息技術課程發展的必要形式和有效方式。
(2) 結合課例研究，如何提高學生的信息素養
深入理解基本概念和規律，通過操作實踐，培養學生的信息素養，具體來說，應該培養學生獲取信息的能力; 評價、判斷、組織信息的能力; 運用信息解決問題的能力;
通過對課例的研究,來提高學生的信息素養
<動態幻燈片>是選自xx大學出版的高中<信息技術>第四章第三節<播放效果>的內容.在本節課之前,學生已經初點具備利用powerpoint創作.編輯多媒體作品的能力,這節課是使演示作品由靜態的變為動態,這樣既可調動學生的學習積極性,又可提高他們的操作技能,還可以對他們進行藝術熏陶.所以這一課采取充分發揮他們的想象能力和動手能力,放手讓學生自主探究學習的辦法,實現學會學習.提高能力和陶冶情操的完美結合.
能過這個典型課例讓學生能夠對幻燈片中的對象設置動畫效果并學會幻燈片設置切換效果.通過學生動手實踐.自主學習.合作交流,提高學生比較,表達,探究等方面的能力,并通過師生的互動交流,鼓勵學生大膽探索,讓學生享受到探索的樂趣,從而樹立自信心;同學們之間交流合作過程中,培養學生互相幫助.團結協作的良好品質.適時的提出愿望,將課堂內容進行延伸,培養學生的學習興趣,提高信息技術素養.
現在的高中學生思維活躍,想象力豐富,好奇心強,同時又有一定的自學能力和動手能力,但多數情況下還比較膚淺和不夠成熟,尤其對于一些知識和技能的掌握還處于一知半解的狀態,整體表線膚淺,不求甚解,老師點則通,不點則不通.因此,教師在教學過程中,應注意與學生的情感交流,既要讓學生敢于肯定自己的能力水平,也要讓學生能夠發現自身的不足.同時注重間接興趣的作用,在平等才愉悅的氛圍中通過聯系生活和實踐操作體會來實現對知識和能力的學習和掌握.
(3)落實《全日制普通高中信息技術課程標準》，如何將建構主義教學等新型教學模式、自主、探究、合作等新的教學理念應用于教學中，在提高信息技術會考過關率的同時，培養學生的信息素養。
在新一輪的課程改革中，對高中信息技術課程進行了很大的調整，明確提出培養學生的信息素養既是新課程的基本目標也是總的課程目標。在具體的教學過程中如何實施信息素養?對學生能起到多大的作用?
信息技術新課標中對高中學生的信息素養具體要求為：對信息的獲取、加工、管理、表達和交流的能力;對信息及信息活動的過程、方法和結果進行評價的能力;發表觀點、交流思想、開展合作及解決學習和生活中實際問題的能力;遵守相關的倫理道德與法律法規，形成與信息社會相適應的價值觀和責任感。讓學生通過合作解決實際問題，在信息的獲取、加工、管理、表達與交流過程中，掌握信息技術、感受信息技術，感受信息文化，增強信息意識，內化信息倫理，使高中生發展為適應信息時代要求的具有良好信息素養的公民。
在高中信息技術課程標準中，提高學生的信息素養，要以學生為主體，所以對學生來說自主學習是非常重要的，但是自主學習必須以充分的信息資源作為保障，一本教材、一本教參、幾本習題集是遠遠不能滿足自主學習的需要的。
信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，以多媒體和網絡技術為核心的信息技術已成為拓展人類能力的創造性工具。為了適應這個發展趨勢，我國已經確定在中小學普及信息技術教育。教育部頒布的《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》明確指出了中學要將信息技術課程列入畢業考試科目，考試實行等級制，《綱要》從指導思想上確立了信息技術課的地位，突出了對信息技術課考查的操作方式(無紙化)，側重考查學生的實踐操作能力。
縱觀近幾年的高中信息技術會考的模式，大致經歷了從dos(筆試)到windos(上機操作)的一個過程，形式上立足于計算機網絡，采用工作站/服務器的網絡化模式，體現了對學生能力要求的發展性。這體現了信息技術教改的一個發展方向，也預示了對學生信息素養的要求將越來越高。
(二)課題研究的主要方法
1.肯定該課題在本校或本地區研究的必要性和重要性,即研究該課題的背景.以課題負責人為核心組建一個長期穩定不變的研究團隊.確定總課題的研究目標,達成度及總體方案.以課題負責人具體分工落實各項研究任務.
2.結合本校,本地區的實際情況,在總課題的研究目標下確定自己的了課題,每一子課題都要有一具體負責人,由總課題負責人進行協調.子課題的研究提倡大題小做,以小見大,同樣要有明確的目標和研究重點.
3.課題研究是一個長期.動態.復雜的研究過程,需要課題組全體人員創造性的勞動,持之以恒.團結協作才能達到課題研究的總體目標.要避免開題轟轟烈烈,過程冷冷清清,結題拼拼湊湊的現象發生.課題研究的過程重點要做以下幾個方面工作:
1、開展了課例研究。在課堂教學案例研究的過程中我們把握課例研究的基本思路把教學過程中發生的教學事件和處理的全過程如實記錄下來，寫成“案例過程”，然后圍繞案例過程中反映出的問題進行分析或集體研討，提出解決問題的策略以及值得研討的問題，最終形成教學案例。具體地說，課堂教學案例研究經過前期準備、收集材料、分析研究、形成案例等步驟。
(⒈)前期準備。課題組成員認真了解當前教學的大背景，通過有關的調查，搜集詳盡的材料(如閱讀教師的教學設計，進行訪談等)，同時初步確定針對課題案例的研究目標、研究任務，初步確定案例的體例、類型、結構等。還針對性地作一些理論準備。
(⒉)收集材料。收集充分的案例材料是教學案例研究的基礎，課題組成員收集案例材料的具體方法有課堂觀察、訪談與調查。⑴課堂觀察。觀察是一種較為基本和常用的科學研究方法。在課堂教學活動的自然狀態下，通過感官和輔助工具對師生的教與學行為和學生的參與狀態等教學現象進行觀察研究。收集課堂教學第一手資料，借助攝像機等作為輔助觀察的手段，以提高觀察的效果。在課堂觀察中事先經過精心設計和組織，這樣對教學情景的洞察可以獲得一般觀察無法達到的深度和廣度，對觀察的資料，逐字逐句整理成課堂教學實錄、教學程序表、課堂教學時間分配表等，這樣為后續分析案例提供詳實的原始材料。
⑵訪談與調查。對一些課堂教學不能觀察到的師生內心活動，如教師教學的目的、教學程度的意圖、教學手段的運用以及教學達標的成效度等一些需要進一步了解的問題，我們通過與教師的交談和學生的座談，以豐富、充實課堂教學觀察的材料;從這些訪談、調查的材料中，分析課堂教學的現象，發現造成各種課堂教學現象與教師教學行為之間的因果關系，然后具體尋找在哪個教學環節中出現的問題，從中提煉出解決問題的對策。
(⒊)分析研究。圍繞案例材料作技術分析，教師自己進行課后反思，圍繞案例中體現的教學理念進行研討，圍繞教學理論進行闡釋。注意對課堂教學作整體的考察和深層次的分析，體現案例真正的意義和價值。同時采用集體討論的方法，發揮教研組等集體的作用，集體攻關，分工合作，共同研究。進行文獻分析，文獻分析是通過查閱文獻資料，從過去和現在的有關研究成果中受到啟發，從中找到課堂教學現象的理論依據，從而增強了案例分析的說服力。同時，通過有關教育理論文獻的查閱，去進一步解讀課堂教學的活動，挖掘案例中的教育思想。
(⒋)形成案例。在對案例材料作多角度研究分析的基礎上，按一定的結構進行表述形成教學案例。撰寫教學案例，經過以下步驟：撰寫——討論——修改——再討論的多次反復的過程，不斷完善。撰寫案例做到目標明確，描述真實具體，情節合情合理，材料適當，案例構思巧妙，文字表達力求生動。
2、尋求信息技術考試與提高學生信息素養的最佳結合點。教學中力求將信息技術會考與學生信息素養并重，實現二者的相互融合、相互促進。
(1)以階段性目的而言，信息技術會考是高中階段計算機教育水平的衡量尺度，而且是最直接的尺度，使學生掌握考試的方法和相關知識無疑是重要的目標。就這一點來說，需要教師在宏觀上先于學生完成對課程脈絡的提煉，而這種精練的直接指向就是課程的考核內容，并把知識點形成知識體系;微觀上，分清該課程知識的核心性知識和外延性知識的界限，以及兩者的內在聯系，理清形成知識體系的知識點各自的外延。
(2)在豐富考核點以提高知識含金量、豐富學生知識體系的目的下，在素質教育的內在要求下，又需要教師以點帶面，將課堂內外打通，深入細致的了解該門課程的核心知識的具體應用狀況，以及未來可能涉及到的更高層次的知識。
(3)由教師在課堂上先用能引起學生興趣的相關話題引出課題，然后講授核心知識，并且明確諸如哪些是考試重點內容等，再介紹相關的外延性知識，在介紹的同時，對前面的基礎性知識點進行應用形的回顧，帶領學生進行復習，這時學生的興趣也應該隨之達到新的峰值，隨后做一些鞏固性的練習，就會加強該知識的掌握程度了。這個方法看似簡單，卻實際上吸收了應試教育與素質教育的優點所在，對教師備課以及備課之前的知識儲備提出了更高的要求，如果把師生比喻成金字塔，那么教師這個塔基的寬厚程度，就決定了學生這個塔尖的高度。
3、開展信息技術實踐活動，培養學生信息素養。
課題組專門成立了信息技術興趣小組，每周開展活動，涉及信息瀏覽、信息查詢、信息的加工處理、信息的分析傳遞、信息的報告和總結等各個方面，其中結合學習、生活制作電子報刊、powerpoint演示文稿、網頁設計、flash動畫制作、圖片處理等內容，是深受學生喜愛的內容，調動了大多數學生學習信息技術、運用信息技術的積極性，提高了信息技術技能，培養了學生的信息意識，使不同愛好的學生能在不同的領域得到自主發展。并且在保定市、涿州市教育局等舉辦的中小學生電腦制作比賽中有幾十名學生獲獎。
4、根據《全日制普通高中信息技術課程標準》和xx大學版《信息技術》教材，結合學生的認識能力水平和信息技術會考大綱，自行編制符合教學客觀實際需要的習題集。將《大綱》中信息技術知識和技能的要求、信息素養的培養落實、分解到各章節知識的學習中去，實現日常教學信息技術會考和信息素養養成的結合。
5、發表研究成果論文多篇：《淺議網絡互動教學模式在信息技術課中的應用》;《多媒體課件制作的基本要點》;《淺議高中信息技術教學中的“任務”設計》;《信息技術課上的提問設計》;《關于學生上網現象的思考與對策》;《淺談“任務驅動”教學法》等。
二、課題研究主要過程
1. 組內討論并確定課題
開題的方式一般是召開課題組成員會議，由課題負責人報告課題研究方案，課題組成員進行討論，統一認識，確定任務，明確分工。做好課題的選題、申報及立項、論證等工作。做好課題研究方案的制定和評選工作。組織課題開題，舉辦課題研究人員培訓班，結合課題內容與本校課程改革的實際，對學校學生舉辦如學科課程與信息技術整合培訓，增強對本課題研究意義的認識，進一步明確研究目標，掌握相關的研究方法，提高研究水平。
期間教師做好充分準備，教師通過相關的理論學習、轉變觀念。學生課外學習，在日常生活學習中有意識的進行有意義的信息活動.。教師校本培訓;軟件、硬件設備的建設、維護。
2.查找資料
課題組收集整理課題研究的數據資料，并進行統計分析
(1)怎么搜集資料
堅持圍繞研究主題的指導思想，根據課題研究需要，設計資料收集、數據采集的計劃;設計科學、明確的搜集資料的工具;采用適當的科學的方法，主要通過查閱文獻檔案、調查訪問、發放問卷、實驗觀察、實驗測試、學生作業等多條渠道、多種手段，傳統手段、現代手段，廣泛搜集能夠反映研究對象實際的包括文字、實物、聲像等各種資料;按計劃進行收集和采集，力求收集基礎材料，采集原始數據;注重資料、數據的客觀性。
(2)設計調查問卷
一是題目，要與調查目的相符，不要給被調查者以不良的心理刺激;
二是指導語或說明信，包括稱謂、調查目的、調查意義及與被調查者的利益關系、回答問題的要求、兩方的責任，最后注明聯系人、聯系地址及電話等;
三是問卷的具體內容有事實問題、態度問題(意見、情感、動機、觀點等);
開放式問卷，就是不事先給出問題選擇答案有由問答者自己作答的一類問卷。這種問卷任由調查對象發表己見，更有利于反映真情，了解調查對象的獨特觀點、思想;但數據不標準化，處理就困難。對于不能用幾種簡單的答案就能概括清楚而要詳加討論的復雜問題，使用開放式問卷比較恰當。
2. 課題研究
通過開展信息技術與信息素養的相套的課題研究，使學習能夠進入自主學習、協作學習、交互學習狀態。尋找信息化教學與傳統教學的最佳結合點，強調考核、考試形式多樣化。以作品、論文，會考成績作為評價標準。能夠使用各種會考內容所要求的應用軟件表現自己所要表達的信息。應考能力水平進一步步為營提高。
通過信息技術活動課外小組的實踐活動使學習能夠寫出一定水平的論文，提高利用信息、收集信息、處理信息、傳遞信息等多方面的綜合能力，并能夠掌握自主學習的規律。
教師通過編寫適用于信息技術考試與信息素養培養的習題集，強化訓練學生的應考能力。
4.進行資料整理并著手寫論文
開展信息技術實踐活動，從中進一步培養學生信息素養;編著將信息技術考試與信息素養培養相統一的校本教材;發表有關研究成果的研究報告和論文;形成新型信息技術課教學模式，在信息技術教學中進行推廣。提高教師新型教學理論與實踐水平。
5.結稿
課題組撰寫課題研究報告，做好課題結題工作。并請領導對項目質量進行終結性測評。評選優秀研究成果，結集出版優秀報告及論文集。召開課題研究成果總結表彰大會，推廣應用優秀研究成果。
最終成果：
1、學生會考及格率達到80%以上，
2、學生信息素養得到了提高
3、編著將信息技術考試與信息素養培養相統一的校本教材
最終成果轉化：
1、學生能掌握計算機的基本知識
2、學生能熟練的使用word、excel、powerpoint等軟件
3、學生能掌握網絡的有關操作
4、學生信息素養有了提高，動手能力增加
5、形成新型信息技術課教學模式，在信息技術教學中進行推廣。
6、提高教師新型教學理論與實踐水平。
三、課題研究取得的成績
在課題研究過程中，取得了如下的研究成果。
1、論文：《運用多媒體技術，進行信息技術教學》發表在教育教學與管理叢書;論文《淺議網絡互動教學模式在信息技術課中的應用》在信息技術優質課評比中獲市級一等獎。賈新穎的論文《多媒體課件制作的基本要點》獲市級三等獎。
2、優質課、教學設計：麗的教學設計《網頁動畫》獲市級優質課評選二等獎;教案《函數運算》獲市級三等獎;孫文嬌的教案《excel入門》獲市級教案評比三等獎;麗指導的作品《透視環境》獲市級一等獎并獲市級“三八”紅旗手和信息技術學科“教學標兵”稱號。
3、型課例、主題性學習網站：
典型課件《動態幻燈片》獲保定市優質課評比中獲一等獎;主題性學習網站《信息檢索》獲三等獎;
4、課件：《計算機硬件組成》在保定cai課件評比中獲高中組三等獎;《flash動畫制作—符號繪制》、《計算機病毒及其防治》、《internet基礎知識》均獲獎。
5、在XX會考中取得參考1194人、獲a等為539人占參考人數45%，獲b等為499人占參考人數42%，獲c等為137人占參考人數11%，獲d獎 19人占參考人數2%，其中優秀率為98%，不合格率為2%。
6、競賽獲獎情況：在XX年保定市中小學生電腦制作比賽活動中，教師麗、孫文嬌、屈建偉、尹鈺、陳笑竹、賈新穎獲優秀指導教師獎;學生王凱軍獲高中組一等獎、殷躍、羅淼、于顥柏、侯穎、白玉寶獲高中組二等獎、邢辰軒、趙晶晶、康舉、朱祺龍、董昊銘、李棟、趙乾宇、馬龍、景巖柳獲高中組三等獎。
四、經驗體會、問題與不足
更新觀念 提高對信息技術課的認識
曾經作過一次書面調查，幾乎所有的學生都認為信息技術課就是勞技課。在高考指揮棒下團團轉的人們很難理解信息技術的普及對即將走進大學校門甚至社會的學子們有多重要。人的主觀意識落后于客觀現實，這是不爭的事實，觀念的更新十分困難，但要認識這件事很重要并不容易。在傳授知識這方面，學校教育正逐漸失去優勢地位。在中學中，計算機課程受到忽略的情況并不鮮見。
小平同志1984年就提出計算機的普及要從娃娃做起。在信息時代，人們不僅要學習一般的知識，還應當學習和掌握信息技術。信息技術既是人們從事各種工作不可缺少的現代工具，也是當代文化的重要組成部分。隨著現代科技的迅猛發展，信息技術逐步滲透到人類生活的各個領域。網絡環境通過人機對話和人工智能化，突出了學習的交互性，改變了世界了界限。從課程的發展的角度看，信息技術與其它學科的整合研究已成為當前課程改革的熱點問題。因此，信息技術不僅只是中學的一門課程，還應該是學生終身學習的一種重要工具。作為學校更應看清形勢，超前思維，樹立現代教育新觀念，積極創造條件，引進現代教育技術及現代先進教育設施、設備，加大現代教育技術推廣和運用的力度。
關鍵詞：網絡教學 輔助教學 互動學習
一、網絡教學的優勢
隨著網絡技術與多媒體技術日益結合，網絡教學應運而生。網絡教學具有時空自由，網絡技術日益滲透到教與學雙邊活動過程的各個環節，使教育步入了信息化時代。傳統的“黑板加粉筆”的教學手段已無法適應當前大信息量的教學，資源共享、系統開放和便于協作的特點，使網絡教學打破了時間和地域的界限，不僅使講授更為生動，而且使雙向教育成為可能。它可以彌補傳統面授教學的一些弊端，促進學生自主學習，為教師和學生提供更加廣闊自由的教學、科研和學習的空間和豐富的多媒體教學資源，同時也創設了學生與教師、教師與教師、學生與學生、課程與課程、學校和學校之間動態交流的環境，使學校更快地與世界接軌。網絡教學已經成為當今國際和國內教育發展的新熱點，也是實現教育信息化和現代化的有效途徑。
二、網絡教學在昌吉職業技術學院的應用
昌吉職業技術學院現在正處于新疆維爾自治區示范院校的建設階段，在師資、教育教學資源、教學環境及教學理念等方面與內地高職院校都存在著一定差距；隨著學校擴招，教學面積與學生人數增加，由于交通不便和師生比等矛盾，制約了現有教學資源的有效利用；教育部明確規定要做好高職院校教育的質量工程，進行精品課程建設，精品課程教學資源、教學活動、教學管理應實現網絡化。基于以上問題，搭建一個適合昌吉職業技術學院自身教學特點、滿足以上需求的網絡教學系統已迫在眉睫。
筆者以“昌吉職業技術學院電氣自動化技術精品課程”自治區課題為背景，針對昌吉職業技術學院的實際需要，構建一個滿足昌吉職業技術學院教學的網絡教學系統。對其應用主要有以下幾個方面。
1.拓展教學資源，實現資源共享
豐富的網絡教學資源對開展網絡教學的意義是毋庸置疑的，而系統能夠集中教學資源，并優化其結構，達到資源共享的目的。目前，學院許多專業實驗室及實驗設備還不完善，軟、硬件資源還不能滿足教學的實際需求。今后，系統還可以用來解決學院語音實驗室、多媒體教室不足的問題，將網絡互動系統作為總體信息環境的積極補充部分，充分發揮系統輔助教學的作用。待條件成熟后，可建設學院的網絡教學資源庫這一系統工程。
2.拓展教學空間，推廣網絡教學
在學院范圍內，教師可利用系統為學生設計各種形式的學習活動，例如調查研究、專題討論、課后輔導與答疑、研究性學習、CSCL（計算機支持的協作）學習等。待條件成熟后，也可以通過系統開展以網絡教學為主的教學活動，實現對異地、不同校區學生的培養，還可以面向成人教育。
網絡教學系統作為教學的輔助工具，可以為學生提供一個虛擬活動學習空間，使學生能按照自身需要和興趣進行自主學習和協作學習。
3.完善教學過程評價體系
目前，對學生學習效果的評價主要以學期末的考試為主，教學過程中的評價相對較弱，本系統能夠對學生所參與的各項學習活動進行記錄，如學生參與討論、瀏覽資源、在線閱讀、在線學習、提交作業等，教師可以給這些評價項目設置權重，最終能夠得出學生利用系統學習的得分，這樣不僅完善了平時成績的評定，更重要的是注重對學習主體自身發展過程中的客觀評價。
而對于學院的合格/優秀課程建設中的教研活動、課外活動、學生作業等指標項，是不受時空限制、靈活的記錄與保存方式，也是對即將到來的本科教學水平評估中過程性材料的極佳體現方式之一。
4.為課程建設提供服務
為搞好精品課程建設工作，教育部下發了《關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》和《國家精品課程建設工作實施辦法》，對國家精品課程建設中應加強的各項工作做了明確規定，也對精品課程網絡建設提出了明確要求和具體內容：精品課程教學資源、教學活動、教學管理應實現網絡化；精品課程申報、評審與維護應實現網絡化，其中教學資源包括教學大綱、電子教案、教學案例、課程簡介、教材建設、實驗內容等。
昌吉職業技術學院網絡教學系統為精品課程建設提供了技術上的支持，免去專門為精品課程建立網站所耗費的人力、物力和財力。所提供的支持有：網絡備課：教師可利用多媒體編輯器方式進行網上備課，可自行創建課程目錄，隨時隨地修改和更新、維護課程內容；網絡：及時精品課程相關動態信息，為教師提供相關材料與支持，能實施對課程的管理和版面管理；網上教學活動：支持討論、答疑、作業、測試等在線教學活動，支持各項統計功能；網絡教學管理：支持用戶分組管理、賬戶權限管理、課程安排、課程統計、用戶統計等教學管理活動，支持統一數據庫管理；教學評價：支持多層次、多角度的網上評價和評審。
三、網絡教學系統的功能
通過在全院范圍內進行問卷調查和訪談以及對國內高校知名網絡教學系統的調查分析，開發的昌吉職業技術學院網絡教學系統主要具備以下功能：
1.實現管理者和教師、學生等人員之間的信息交流、信息互換和信息共享
由于學院擴招和分校區教學，教學面積與學生人數急劇增加。為了加強管理，提高教學質量，學院要求任課教師每周進行一次晚自習輔導，班主任每周至少開一次班會，借助系統的網絡會議和論壇就可以在家里輕松地完成。只要事先做好約定，工作可以隨時開展。建立分課程進行專題討論的論壇，隨時可以查看歷史記錄和訪問人次。具有分課程的在線討論和互動交流的網絡答疑形式，記錄疑問和解答的討論信息和教師的答疑次數，教師可以對網絡答疑庫的信息加以匯總和分析，從中發現教學的問題，并及時調整教學方法和策略，改進教學效果，同時便于對教學進行管理。學習者也可以通過關鍵字匹配、問題勾連技術、全文檢索等技術快速得到問題的答案。有BBS公告板與即時聊天。界面設計清晰，有吸引力。
2.實現按學科門類進行網絡資源庫的建設
根據教師和學生的需求，資源庫中的信息可以包括課程建設的各種資源，如教案、講稿、課程介紹、習題及詳細解答、疑難問題解答、試題庫資源、實驗指導講義、實驗演示視頻教程、教學計劃、教學大綱、考試大綱、進度計劃、各種不同版本的多媒體課件、課外復習資料、考研指導資料等，也包括案例資源、課題項目資源、講座資源、論文資源、優秀的學生課程設計或作品、畢業論文或畢業設計、電子圖書資源、視頻教程、其他高校的優秀的課程網站資源等。能夠方便合理地導航與鏈接，使教師和學生能方便地通過校園網快捷地檢索到自己需要的信息并下載；在一定的管理權限內，教師和學生可以自行上傳和修改屬于自己的資源；要有開放的資源上傳、審核、驗證、入庫和下載標準，做到高質量的資源庫共建和共享，使資源的建設和使用更符合教師和學生的思維習慣和使用習慣。
3.對學習者學習過程進行數據挖掘，形成決策支持信息
目前絕大多數的學習系統，已基本具有了跟蹤學生學習過程的功能，如美國Lotus公司的Learning Space可以跟蹤學員在某一時間訪問過哪些文件，訪問了多少次以及停留的時間等功能，但是缺乏對這些信息進行分析、處理以及形成決策支持信息的功能。通過管理系統可以對這些過程信息進行搜集、處理，最終形成決策支持信息，為決策者提供決策的參考數據，如通過系統分析可以得知學生是喜歡看視頻、還是文字性的課程；是喜歡線性學習法還是跳躍性學習法，據此調整網絡課程的開發側重點以及導學目標、方法等。
4.代替教務人員繁雜的工作
系統可以代替教務人員進行教學計劃、開課選課、實施計劃、考試安排等的制定。
5.承擔起和其他系統的通訊工作
例表中的“導入/導出接口”和工具窗口，可以將學生學習的過程信息、報名數據等導入到系統中，或者將系統中的一些基本信息或者決策信息導出為其他的文件格式，如文本格式、Excel格式或者DBF格式等。
基于以上功能，設計昌吉職業技術學院網絡教學系統主要有用戶角色管理、課程建設和管理、在線學習與管理、資源建設與管理、在線測試與管理和系統幫助功能模塊。
四、對網絡教學系統的進一步研究
該系統通過網絡進行輔助教學，提高教學質量，它不僅能夠搜集、加工、處理、組織網絡教學過程中產生的各類信息，還要能夠從這些信息中挖掘出更多的知識，以便為教學系統和決策者提供決策信息，加強管理系統的服務性。但還需對以下幾個問題做進一步的研究。
1.知識挖掘，策略形成
利用人工智能中的數據挖掘技術和推送技術，向不同學習傾向的學生呈現不同的學習策略、學習內容、學習界面、學習順序及學習方式（而不是傳統的CAI只有一套固定的管理知識教學的程序）；向決策者提供一些智能化的決策支持。
2.和其他教學管理系統的應用層整合，統一身份認證
這是一個比較復雜的問題，因為它涉及各個支撐系統的技術策略、是否允許二次開發、開發人員是否配合等問題。
3.資源檢索技術的持續改進
對于系統上各學科各類資源（包括教師上傳的多媒體資源及學生論壇帖子及討論）的高效檢索，對于師生獲取信息、整合信息來說都是一項非常有價值的技術。
4.資源庫的安全性有待進一步加強
加強系統安全，對師生的資源進行有效保護。
參考文獻：
[1]張軍征.校園網絡規劃與架設[M].北京：電子工業出版社，2009.
[2]劉成新.網絡教育應用[M].北京：電子工業出版社，2010.
【關鍵詞】信息技術；問題解決；人工智能
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A【論文編號】1009―8097（2009）06―0040―04
引言
目前，培養學生的數學問題解決能力已經受到世界各國教育界的重視。美國課程標準（1989年NCTM發表的《中小學數學課程與評估標準》）把“能夠解決數學問題”列為學校數學要達到的五個目標之一；在其分項標準中，“數學用于問題解決”居于首位。日本數學教育界也十分重視“問題解決”，從1994年開始全面實行新數學教學大綱，把“課題教學”列入大綱內容，而所謂“課題教學”就是以“問題解決”為特征的數學課[1]。我國在2000年頒布的《全日制義務教育數學課程標準（實驗稿）》首次將解決問題與數學思考、知識技能、情感與態度作為并列的培養目標[2]。
問題解決能力的培養已經受到世界范圍的重視，如何提高學生的問題解決能力成為了研究者關注的焦點。劉元宗（2004）認為，若要問題解決教學取得良好成效，數學問題的設計是基礎。數學問題是一種情境，這種情境應根植于現實，是有趣的、能引起學生探索欲望的情境[3]。Stone（2006）認為問題的展現形式是非常重要的環節，不同的呈現方式會對學生的情感、態度以及問題解決能力均產生不同的影響[4]。同時，在進行問題解決的教學過程中，適時地指導、及時地反饋會引發學生高水平的思維、促使學生進行深層次的意義建構。對學生問題解決過程中采用了怎樣的策略及問題解決能力的評價更是教師和研究者關注的問題。那么，在培養學生的問題解決能力過程中，如何利用信息技術更好地提高學生的問題解決能力，目前在我國相應的研究還較少。本文介紹了在美國有廣泛影響力的兩個以培養學生問題解決能力為目的的系統：賈斯珀系列和IMMEX系統，并從問題情境的展示形式、系統的指導和系統評價3個方面具體分析了這兩個系統是怎樣利用信息技術支持問題解決能力的培養和評價，
最后為建設更加完善的數學問題解決系統提出了自己的建議。
一 賈斯珀系列和IMMEX系統概述
賈斯珀系列和IMMEX都是利用信息技術培養學生問題解決能力的典范，在美國都引起了較大的反響。賈斯珀系列是由美國溫特貝爾特大學認知與技術小組（CTGV）在20世紀80年代結合自己多年的研究成果，充分利用了計算機和網絡等技術，以培養學生的問題解決能力為目的的教學系統[5]。賈斯珀系列以建構主義學習理論為指導，以拋錨式教學為主要教學設計原則，共創設了12個生動、逼真的歷險故事作為問題的情境。這些歷險故事都是以發現和解決數學問題為核心，同時融入了科學、社會學、歷史等其他的學科，為學生呈現了廣闊的問題探索空間。在富有情趣和挑戰性的情境中，解決問題需要的數據被鑲嵌到故事情境中，學生至少要經過14步才能解決問題，而這些問題往往是一個人很難獨立地完成的，因此又為學生間進行合作提供了機會。賈斯珀系列最初的實驗研究遍及美國9個州的16所學校，實驗研究的結果充分表明了賈斯珀系列的巨大生命力。
IMMEX（Interactive Multi-Media Exercises的縮寫）系統是美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的醫學院教授羅納德．史蒂文森博士（Dr.Ronald Stenvens）及其團隊，在美國自然科學基金會（NSF）和其他促進教育創新和改革基金的支持下，經過多年潛心研究開發出來的用于培養、評價學生問題解決能力的在線系統（immex.ucla.edu）。目前，已有超過500，000名學生使用IMMEX系統，用于提高他們的問題解決能力[6]。目前在該系統中，已經有超過100（包括了各個學科）個用于培養學生問題解決能力的問題集。每個問題集都提供了具有挑戰性的故事情節，并拋出了需要學生解決的問題。學生需要在大量的信息中尋找對解決問題有幫助的信息，并制定解題路徑。在IMMEX系統中每個問題集的解決路徑是多條的，而不同路徑反應了學生不同的解題策略。
賈斯珀系列和IMMEX系統在幫助培養學生的數學問題解決能力方面各有特色，各有側重。下面具體分析了賈斯珀系列和IMMEX系統是如何使用技術在問題的呈現方式、系統的指導、系統的評價三個方面促進提高學生的問題解決能力的。
二 案例的具體分析
1 問題情境的呈現方式
（1） 賈斯珀系列的問題呈現方式
賈斯珀系列為每個問題賦予了豐富的、富有挑戰性的問題情境。問題情境以影片的形式呈現給學生，每個影片約17分鐘，且都是以提出各種各樣的挑戰性問題而結束[7]。解決問題所需要的數據也同樣鑲嵌在故事情境中，學生在解決問題的時候可以按照自己的需要控制影片播放的速度、順序，同時在觀看影片的時候進行相應數據的記錄。
賈斯珀系列歷險故事以影片的形式將問題情境展示給學生。在影片中有真實的生活情境、真實的人物、真實的問題。這種情境的呈現方式具有強烈的現場感、真實感和視覺聽覺的沖擊力，能夠非常好地激發學生的興趣、探索欲望，使學生在好奇心的驅動下解決問題。
（2）IMMEX系統的問題呈現方式
IMMEX系統問題情境的呈現方式設計得非常巧妙，與現實生活中的問題解決過程中信息的獲取途徑基本是同構的。在現實生活中，問題解決過程通常是這樣的：首先是遇到問題，然后分析解決問題所需的信息。在真實情境中會存在大量的信息，而這些信息的獲得是要付出代價的（時間或費用），因此在付出代價之前需要認真考慮是否有必要獲得某些信息，之后再采取行動。這個過程是信息的篩選過程。也許在獲得某些信息后才知道這些信息與解決問題是不相關的，這樣的話就需要重新選擇。
在IMMEX系統中，每個問題都發生在一個真實的情境中，情境中包含的大量信息都以網頁的形式呈現給學生。在首頁中呈現給學生的是整個的情境背景，同時拋出需要解決的問題。這類似于在現實情境中遇到的問題。情境中包含的信息根據在具體情境中的相互關系被組織在不同的主題下（通過網頁鏈接彼此關聯），在網頁中可以看到這些主題信息（在網頁的上部，其下一級主題在網頁的左邊）。這些主題信息類似于現實中的各個方面的信息。點擊需要的主題鏈接后，IMMEX系統并沒有直接將網頁信息呈現出來，而是先彈出一個確認對話框，提示學生如果認為該信息確實具有價值的話請點擊“確定”，但同時會扣除一定的分數，如果點擊“取消”則看不到相應網頁中的信息，也不扣除分數。這與現實生活中的信息獲得都是要付出代價是一致的。如果學生選擇“確定”，則表示學生認為該信息確實與問題解決相關，是值得付出代價的，否則表示學生認為該信息與問題解決不相關。
2 系統的指導
由于問題解決的情境通常都較復雜，包含了大量的信息。在與情境相關的信息中，有些信息是問題解決必需的，而有些信息只是情境信息，與問題解決沒有關系。如果學生不善于發現問題、提出問題時，常常會迷失在撲面而來的大量信息中而找不到解決的路徑。此時系統適當的指導是非常有意義的。否則，學生對完成任務會失去興趣，產生挫折感并喪失信心，這樣對培養學生的能力是非常不利的。
（1） 賈斯珀系列的指導
在賈斯珀系列中，學生與系統的交互除了系統能夠向學生展示信息外，學生還可以在問題解決過程中得到系統的指導。賈斯珀系列的幫助主要體現在“專家示范”。學生可以在問題解決過程中查看專家的做法，以便更好地理解在這樣的情境下應采取什么樣的行動，以促進決策；或者當學生嘗試自己的方法時，示范還可以給出指導和幫助。
（2） IMMEX系統的指導
IMMEX系統提供的幫助是在每個問題集的主題項中都包括了一個“圖書館”。在“圖書館”中系統地為學生提供了解決問題所必需掌握的學科知識，但是不包括任何提示信息。如果學生在解決問題時忘記了某些具體的學科知識，則可以通過“圖書館”進行查詢。例如在解決問題時需要用到“速度=距離 時間”而學生忘記了這個公式，那么他可以在“圖書館”中得到幫助。從圖書館中獲取信息是不扣除分數的。在學生完成問題解決時，如果學生沒有得出正確答案，系統還給學生一些提示信息，啟發學生怎樣順利完成問題解決。
3 系統的評價
問題解決能力的評價不能只依據最后的問題解決結果來進行判定。同樣的結果，不同的學生采用的策略可能存在較大的差異。只有掌握學生問題解決過程中的思維變化，才能有針對性地幫助學生提高問題解決能力。因此對學生在解決問題過程中采用的策略是進行問題解決能力評價的關鍵，也是廣大教師普遍關注的問題。在問題解決能力評價方面，賈斯珀系列和IMMEX系統采用了不同的評價方式。
（1）賈斯珀系列的評價方式
賈斯珀系列十分重視學生問題解決過程中的形成性評價。在賈斯珀系列中，系統與學生的交互除了給學生呈現信息外，還包括對學生輸入的解決方案的模擬，以作為對學生的形成性評價。例如在賈斯珀系列的“成功藍圖”故事情境中，要求學生設計秋千。在這個情境中學生需要考慮秋千架的擺長和秋千的高度的關系。有些學生將秋千架的擺長與高度設計成相等。當學生向系統輸入他們的設計方案時，系統會依據學生的輸入進行建模，為學生展示出他們的設計結果，當學生得到了他們設計的結果后會立即意識到這種方案是行不通的。系統為學生提供的模擬模型如圖1所示[9]。
這種形成性評價對提高學生思維是非常有幫助的，它使得學生有機會及時發現自己的錯誤，并在反思發生錯誤的原因后糾正錯誤，再進行下一步的學習。反饋信息的及時獲得有利于學生解決問題能力水平的提高。
（2） IMMEX系統的評價方式
IMMEX系統的強大功能之一在于對問題解決能力的評價方面[8]。IMMEX獨特的信息呈現方式一方面模擬了現實問題解決過程中信息的獲得形式，另一方面為捕獲問題解決過程中策略的選擇提供了可能。在IMMEX系統中，每個問題集都有多條解題路徑，不同網頁的瀏覽及其順序代表了不同策略的選擇。后臺的服務器會捕獲學生對網頁的點擊情況并利用人工神經網絡對學生的策略進行聚類，并將結果進行了可視化，如圖2所示[10]。在目前的系統中一共將學生的策略聚為36類，教師可通過查看學生所屬的類型詳細地了解學生在解決問題時所采用的策略。
三 案例的啟示
通過以上分析可知，賈斯珀系列和IMMEX系統各有自己獨到之處，它們彼此之間從培養學生的問題解決能力方面又相互補充，為建設更好地問題解決系統提供了有意義的借鑒。
1 在問題情境的呈現方式上，賈斯珀系列采用的是影片的呈現形式。雖然為學生提供了逼真的問題情境、生動的畫面，但畢竟拍攝這樣的影片要付出較大的人力、物力、財力，花費較多的時間，而且系統的修改也非常困難。因此筆者不贊成這種情境信息呈現方式。IMMEX系統巧妙地利用網頁間的鏈接關系模擬了現實情境中信息間的關系，在網頁中依據情境的需要加入了生動有趣的動畫或圖片，也能夠吸引學生的興趣，為學生創造了一個較真實的問題情境。此外，每一個網頁呈現的信息量與將所有信息同時呈現給學生的文字形式比較起來，這種呈現方式降低了學生的認知負荷，有助于學生問題解決能力的提高。因此IMMEX系統的這種信息呈現方式是很值得借鑒的。
2 在系統提供的指導方面，IMMEX系統提供的幫助相對較單薄，只簡單地再現了相關的教科書中的知識和對問題的簡單提示。IMMEX系統強調的是對學生問題解決能力的評價，希望對學生的策略進行區分，因此在過程中并沒有進行干預。但是在學生經過多次努力都失敗后，IMMEX系統也沒有給予幫助，這樣學生會喪失信心甚至放棄，對學生的情感會造成消極影響，不利于學生問題解決能力的提高。賈斯珀系列的專家示范功能是一種有針對性的幫助和指導，能夠使學生在不同情境下獲得不同的幫助。這種幫助具有針對性和及時性的特點，因此對促進學生問題解決能力的提高是很有益的，賈斯珀系列的指導功能為我們提供了很好的經驗。
3 在問題解決能力的評價方面，賈斯珀系列重視形成性評價，對學生的策略給予了及時的評價，而IMMEX系統的評價是在學生完成問題解決之后，是對學生問題解決過程中策略的捕獲及學生策略的分類。筆者認為如果能將兩個系統的評價功能融為一體是非常理想的。
四 總結
本文分析了賈斯珀系列和IMMEX系統是如何利用信息技術在問題情境的呈現方式、系統的指導和系統評價三個方面促進學生數學問題解決能力的，為我國建設更好的數學問題解決系統提供了有益的借鑒。但同時也應該看到，這兩個系統都沒能為學生提供個人指導等方面的欠缺。如何利用信息技術建設更完善問題解決系統還有待進一步的研究。
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Analysing the System for the Problem Solving of Mathematics
MA Yu-huiZHOU YingHUANG Rong-huai
(R&D Center for Knowledge Engineer, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)
