時間：2023-08-23 16:58:30
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篇人工智能進課堂，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。
當前高職教育中為計算機專業學生所開設的人工智能課程很大程度上沿用了普通高等教育環境下的教學方式和內容，這顯然與高職教育本身培養人才的目標和方式不一致。高職教育的最終目標是要培養適應生產需要的技能型、應用型人才，而高職教育在教學方式上應更為注重實踐教學，包括各種實驗、實訓、實習和設計。因此，人工智能課程中單純的理論講授并不能有效地適應高職教育的實際教學環境要求，有必要對人工智能課程在教學內容和方式上加以改革。三個改革途徑（一）引導學生閱讀應用研究文獻
高職教育強調培養學生的知識應用技能，其中重要的一點是要培養學生把理論知識應用到實際生產中的能力。然而在教學實踐過程中，學生普遍反映由于人工智能課程理論性強，難于從課本理論聯系到實際的專業應用上，這樣對激發學生的學習興趣，提高技能應用水平是不利的。
實際上，人工智能涉及的應用領域極為廣泛，其中在專家系統、模式識別、智能控制、數據挖掘、自然語言理解等方面尤為突出，每一種應用都能夠很好地體現出人工智能學科的基本理論方法特點。因此，在課程學習的開始階段，應讓學生按照個人興趣自行選定某個應用領域，在一定的提示和引導下通過檢索有關文獻，訪問相關的科研院校網站等方式獲取資料，了解當前該領域的發展現狀和具體產品的開發和使用情況，最后在課程的結束階段以學習報告的形式在課堂上加以演示和共同討論，這樣可以大大激發學生學習人工智能課程的主觀能動性，開闊學生的知識視野。資料的收集閱讀與思考是知識應用的首要環節，對于培養應用型人才的知識應用技能很有幫助。（二）安排學生對經典算法程序進行實驗
與普通高等教育相比，高職教育更加強調實踐教學的重要性。從實踐中學習和理解理論知識，并且把所學知識運用到實踐中，這是高職教育的重要特點。人工智能課程內容抽象而概念性強，單純的理論講解學生難以從中得到啟發，也難以體現出高職教育突出實踐教學的特點，為此需要安排學生動手實驗，從實踐中理解人工智能科學的理論原理和應用途徑。
在人工智能科學的發展過程中，先后提出了一些經典的優秀算法程序，如A*算法、遺傳算法、神經網絡的BP學習算法等，在科研和工程實際中得到了廣泛的應用，在實踐教學中同樣有著重要價值。根據教學要求和實際情況，學生并不需要自行設計關于這些算法的具體程序，在提倡開放和共享源代碼的今天，通過網絡能夠獲得大量相關的程序代碼資源。同時，一些軟件平臺也集成了一些工具箱，如遺傳算法工具箱、神經網絡工具箱等，只需設定相關輸入參數和數據，便可通過調用工具箱函數實現算法，極為簡便而易于理解。
學生應通過對這些程序作驗證性實驗來理解所學內容。為安排學生有效地進行實驗，教師應結合當前階段所講授的內容準備相應的算法程序，當該部分內容結束后在課堂上講解和演示算法程序的運行方法。學生獲得該算法程序以及具體的實驗任務后在課后完成實驗并提交實驗報告。
例如，在講授啟發式搜索時，可向學生提供A*算法求解八數碼難題的算法程序，并對某個學生給定某個初始棋盤狀態，要求學生動手運行程序并記錄由算法擴展所得的每個棋盤狀態的估價函數計算結果，以及相應的OPEN表和CLOSED表的變化情況，從中理解A*算法的原理特點。又如，在講授BP學習算法時，可根據學生的實際情況對內容進行調整，強調BP神經網絡的實際工程應用價值，而對BP算法的基本原理只作簡單介紹。向學生提供利用BP神經網絡學習特定目標函數的MATLAB程序代碼后，要求學生動手運行該程序，并且記錄和對比神經網絡在訓練前后對目標函數的逼近效果。
（三）啟發學生引入人工智能理論方法對畢業設計加以創新
畢業設計是高職教育的重要環節，學生通過畢業設計對以往所學知識作系統性總結，通過畢業設計能進一步加強學生的技能訓練，提高學生的技能應用水平。從實踐教學的角度來講，畢業設計不僅僅要求學生對已學知識和技能的簡單重復運用，更重要的是強調學生能夠主動獨立地分析實際問題，對問題的解決方法提出新的觀點并付諸實踐。然而從教學的實際來看，在畢業設計中學生創新的主動性不足，往往停留在繼承和模仿階段，畢業設計作品少有突破和創新。究其原因，并非學生所學知識和技能不足，而是學生未懂得如何分析已有問題，在其基礎上引入新的解決方法或提出新的應用內容。
中學美術 教學技術 技術策略
中學美術教學技術在中學美術教學課程設計中起著完善教學效果的重要作用。中學美術教學讓學生在課程體驗中不斷地提高想象力和創造力，為學生提供了多樣化的個性發展空間。各種信息技術快速發展為中學美術教學提供了新的教學環境，信息技術貫穿于教學活動的始終，為教學活動的各個環節服務。合理選擇使用各種教育技術，能夠加強學生的感官刺激，強化學生的教育接受，提高學生的綜合素質。
《中小學教師教育技術能力標準（試行）》是教育部頒布的有關中小學教師專業能力標準的文件，它要求“中小學教師能夠靈活地使用各種教育理論與技術對教與學過程及相關資源進行設計、開發、利用、管理和評價”。在教學活動中，教學技術的選擇使用必須以學生的特點為基礎，要正確評價中學美術各年級學生的年齡特征、行為水平、美術能力、知識基礎等，針對不同的學習環節確定教學技術的實現目標，避免缺少思考的美術感官教學與片面的美術視角轉化，不斷地完善教學技術使用策略。
一、教育技術與教學技術
在我國，教育技術以學科的形式出現。“教育技術的本質特征是運用技術去優化教育、教學過程，以提高教育、教學的效果、效率與效益。這里的‘技術’既包括有形的‘物化技術’，也包括無形的‘智能技術’。”[1]“物化技術”主要指教育中信息技術軟件與硬件的使用以及教師對信息技術的掌握與應用。“智能技術”則是指教師的教育理論與教學實踐的能力。教育技術要求教師不僅要擁有信息技術技能，還要不斷地更新教育理念，提高自身的教育能力與綜合素質。
教育技術是對教學活動進行科學設計的技術，是“教”與“學”的有機融合，而教學技術則是連接“教”與“學”之間的媒介途徑，二者都是為了實現課程的最優教學。教育技術中包含了教學技術的選擇與使用策略。
中學美術教學技術策略是教師轉化教學經驗的過程，也是教師教育技術水平的體現，它具有兩個方面的內涵。第一，中學美術教學技術是教師在進行教學設計的各個流程中選擇應用的各種技術手段，比如備課中的文字處理、圖片處理、幻燈片制作技術等。第二，中學美術教學技術主要是在課堂教學中教師選擇采用各種媒體手段來體現的。學生根據教師的課堂教學安排通過多媒體等信息技術實現了教學內容由抽象向具象的轉化。美術學科具有特殊性，在中學美術教學設計過程中，教學技術是教師完成教學目標、達成教學效果的重要手段。如圖1所示，中學美術教學設計根據美術課程的教學目標確定教學方法，以學校的教學設施條件為基礎，根據不同的教學內容與學生特點對教學技術進行優化組合。教學技術的選擇使用是中學美術教學設計中不可缺少的重要組成部分。
二、中學美術教學技術的現狀
“信息技術極大地拓展了教育時空界限，空前地提高了人們學習的興趣、效率和能動性。”[2]中學美術教學技術分為視聽媒體技術、網絡技術和人工智能技術。視聽媒體技術的推廣，推動了各類學習資源在教學中的運用。在中學美術教學設計過程中，需要運用到計算機的各種軟件，各種數碼技術的熟練應用使中學美術課程變得多姿多彩；教師采用電子白板等多媒體演示技術進行教學，便于教學內容由抽象向具象轉化。
網絡技術在視聽媒體技術的基礎上構建，實現了教育信息化，為學生提供了綜合平臺。網絡技術實現了校園內外以及國內外的同步教學及資源共享，為教師備課、教學演示、師生互動、作業練習、考試評價等教學活動提供了豐富的網絡環境。另外，網絡資源共享課程促進了網絡教育資源的整合與共享，為學生提供了一個“個別化教學”的教育平臺，形成了以學生為中心的個性化教學模式，提高了網絡教育教學和人才培養的質量。
人工智能技術通過編程技術與模擬法實現，不斷地運用到各個學科領域，它可以完成智能控制、圖像與語言理解、自主的信息處理與管理等規模龐大的任務。人工智能技術的使用在中學美術課程教學中成為了必然的趨勢。首先，它是教師進行課程設計的好幫手。它可以滿足教師在教學設計中的多種需求；其次，它為個別化教學增添了智能的選擇與識別。另外，人工智能技術在圖像上的識別為中學美術課程的學生作業提供了識別評價的可能。
信息技術的多樣性為中學美術課堂教學增添了色彩，提高了中學生對美術課程學習的主觀能動性。在充斥著信息技術的中學美術課程中，各種技術使用的合理性需要進一步探討。
1.缺少思考的美術感官教學
所謂“感官教學”是指中學美術課經常采用“課件教學――課堂練習”這個由多媒體課件進行感官教授的教學模式，多媒體教學系統的普及，由課件直接到練習成為了一些中學美術教學的主流模式，這種缺乏策略的使用多媒體教學系統，使部分中學美術課堂成為了缺少思考的感官教學。一方面，缺少思考課程內容與教學技術契合度的問題；另一方面，缺少思考教學資源與學生特點的辯證關系。
不同的美術領域對教學技術的需求不同，教師要重視課程內容與教學技術契合度的問題。中學美術教學分為“造型與表現”、“設計與應用”、“欣賞與評述”、“綜合與探索”四個領域，針對不同的教學領域，教學技術的選擇也應不同。義務教育課程標準實驗教科書、人民教育出版社《美術》八年級下冊第二單元《裝點我的居室》即屬于“造型與表現”領域的學習內容，它圍繞“裝點我的居室”這一主題，引導學生利用不同的美術表現形式去裝點自己的居室。這個單元讓學生初步學習了中國寫意花鳥畫、版畫、裝飾畫、鉛筆淡彩畫和掛畫的形式美要求，最后通過同學之間的展示交流進行總結，樹立學生美化生活的意識，提高學生的造型表現能力。在這個單元學習中國寫意花鳥畫的課程內容中，有欣賞環節、有知識技能學習的環節、還有學生的練習與評價環節，這三個教學環節中或多或少都需要使用到各種教學技術。教師通常使用教學課件引導學生欣賞中國寫意花鳥畫；在知識技能學習環節中，教學課件與網絡媒體的結合使用能夠有效地補充學生所需的學習資源并能進行相關的知識拓展，比如了解相關的藝術家及其工作室，進一步明確中國寫意花鳥畫的題材、風格、構圖等。也就是在這個重點的教學環節中，教授的知識技能與教學技術的采用契合度尤為重要。中國寫意花鳥畫中“筆墨章法”是教學難點，是否能夠完全通過多媒體技術手段讓學生掌握呢？答案是否定的。知識技能、特別是動手技能的掌握不能單靠“感官教學”來完成，需要學生通過體驗，在不斷的實踐中學習。教學課件中播放的繪畫視頻減少了教師與學生、學生與學生之間的互動體驗與繪畫技術的交流，感官教學無法取代傳統的動手技能的培訓與學習。“筆墨章法”這個教學內容就需要教師進行課堂示范，教師播放的圖片與繪畫教學視頻只能是對這個教學內容的資源補充，教師在學生的實踐中針對問題單獨指導并示范，這種互動的直觀課堂教學能夠提高學生對知識技能的把握。
互聯網的普及給教師提供了大量的教學資源，有些課堂教學缺少思考教學資源與學生特點的辯證關系。“教學資源指教學材料可被設計、開發與實施的所有方式。”[3]從廣義上說，教學資源是教師在教學中利用的一切要素，包括所有支撐教學和為教學服務的各種內容；從狹義上說，教學資源包括教學信息材料、教學軟硬件和相關教學系統。在教學中教學資源主要是教師采用的教學信息材料與教學硬件設施。教學資源的選擇使用必須以學生的特點為基礎，選擇合適的教學資源。還以人民教育出版社《美術》八年級下冊第二單元《裝點我的居室》采用的教學資源為例：初二的學生處于生理成熟期，個性逐漸形成，對自我社會化發展要求增多，通過以前的美術課程學習有了初步的美術基礎，根據學生的這些特點，盡量選擇符合學生心理興趣點的美術資源；根據學生掌握的文化知識可以選擇學生文化素養范圍內的中國畫進行欣賞。只有正確評價學生的年齡特征、行為水平、美術能力、知識基礎等，才能合理地使用教學資源。
2.缺乏準確的美術視角轉化
不同教師對課程內容有著不同的美術視角，美術視角轉化于課堂教學中要注重轉化過程的準確，以偏帶全會導致學生認識的片面性。缺乏準確的美術視角轉化主要存在兩個問題：一個是教師對課程內容美術視角審視的準確性問題，一個是美術視角轉化過程中使用資源的片面性問題。教師對課程內容的理解主要依靠教學大綱的規范與其個人的教育能力。教學資源的使用需要進一步推敲，學生首次在美術教學中對某一美術門類的體驗不可避免地會形成對該美術門類的主觀經驗主義，教師在選擇教學資源的同時要思考該資源是否能夠準確地帶給學生正確的美術視角。比如《裝點我的居室》的第一部分，要求學生了解中國寫意花鳥畫的題材、風格、構圖、等，要求教師提供給學生經典的寫意花鳥作品，并明確告訴學生不同時期寫意花鳥的特征，樹立學生對寫意花鳥畫的正確認識。
三、中學美術教學技術的改進策略
中學美術是技能、審美與藝術創造力的結合，要求教師不僅要具備美術學科能力，還能根據學生的特點應用教育技術，不斷地調整教學策略，實現因材施教。中學美術教學技術策略“將信息技術有效地融合于學科的教學過程來營造一種信息化教學環境，實現一種既能發揮教師主導作用又能突出體現學生認知主體地位的以‘自主、探究、合作’為特征的新型教與學方式，從而把學生的主動性、積極性、創造性較充分地發揮出來”[4]。中學美術教學技術策略圍繞學生、教師、教學內容與教學技術展開，它包括以教學內容為主體的精簡組合策略、“教”與“學”并重的產生激發策略、重視課堂內外的發散拓展策略。
精簡組合策略以教學內容為主體、教學技術為依據。不同的教學媒體都有各自的優點，在學習上既有潛在的功能性，也有一定的局限性，所以要針對不同的教學內容與教學方法，有機地組合多種教學技術。并不是現代媒體手段使用得越多越好，而是要揚長避短、優勢互補，合理安排教學技術的使用順序，達到整體優化的教學效果。
產生激發策略強調了在應用教學技術過程中“教”與“學”同等重要的地位。奧蘇貝爾與加涅提出以“教”為主體的教學理論，強調了教學方法的重要性；同時，奧蘇貝爾提出“有意義接受學習”強調了學生的認知因素，“構建主義教學策略”指出了“學”的重要地位，美術知識技能的認知與掌握是由學生主動構建的，教師的“教”與學生的“學”要選擇互動多樣的形式實現。在中學美術教學技術策略中，要使用有效的認知工具，讓學生在學習過程中始終處于主動的地位，自主地完成教學內容，激發學生對學習任務和學習過程的積極和熱情。
發散拓展的媒體選擇可以積極地把課程資源與學生的認知結構相聯系，或以多媒體、或以軟件、或基于網絡、或采用仿真試驗模擬等不同的技術支持課堂內外的教與學。由于美術學科與其他學科融合的廣泛性，中學美術教學技術的選擇要為學生考慮到學科知識的發散與相關領域拓展的可能性。教學內容的發散與拓展分課內與課外的發散與拓展。課內的發散與拓展是在課堂教學過程中依據該課的教學內容，根據學生的知識與認知特點，在一定范圍內知識的深度與廣度聯系起來的教學活動，它有效地加強了學生對教學內容的深入理解，探究了創新的學習意識；課外教學內容的發散與拓展以學生興趣為依托，對課堂知識技能進行進一步拓展與延伸，培養了學生的自主學習，促進了學生均衡個性地發展。
中學美術教學技術策略根據不同教學內容與學生特點選擇相應的教學技術，教師不斷地完善中學美術教學技術策略設計出不同的學習方式與活動，為學生提供最佳的學習環境，保證了能夠高效地進行中學美術教學。
參考文獻
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關鍵詞：教學模式；知識模型；學生模型；教師模型；智能教學系統
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)12-20ppp-0c
The Research of the Intelligent Tutoring Systems of Computer Foundation Course Based on the Web
QIN Yue-xing1,2
(1. College of Computer Science & Information Engineering, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China; 2. Department of Mathematics and Computer Science, Qinzhou College, Qinzhou 535000, China)
Abstract: Because of the neglect of the students' leading role and differences, the traditional CAI teaching pattern couldn't teach students in accordance with their aptitude. While ICAI pattern follows the principle of "people oriented, student first", with the purpose of teaching students in accordance with their characteristic and the fulfillment of the self-adapted teaching, it respects students' individual differences and attaches great importance to the students' central role. Through the combination of the characteristic of ICAI, this paper puts forward a structural model for the intelligent teaching of Computer Foundation course based on the Web.
Key words: teaching pattern; knowledge model; student model; teacher model; intelligent tutoring systems
1 引言
21世紀是一個信息社會的時代，計算機技術的日益普及和“信息高速公路”的開通將會給人類帶來一個嶄新的信息化社會，信息資源的共享更是當今世界發展的大勢所趨。這就要求當代大學生熟練掌握計算機技術，通過它學會獲取信息、加工、處理信息的能力，學會分析問題和解決實際問題的能力。《計算機文化基礎》作為高等院校學生接受計算機基礎教育的入門公共課程，它的內容是當代大學生必須要掌握的計算機基本知識和基本操作，其目的是為了提高學生的綜合素質，使學生掌握計算機應用技能，把計算機作為一種有效的工具，應用到學習生活和以后的工作中。而目前《計算機文化基礎》的上課主要是計算機＋大屏幕投影，采用以同一本教材、以教師為中心、學生圍著教師轉的“你教我學”的“演播式”教學模式。這種教學模式相對呆板，師生之間的交互性差，學生完全處于一種被動的學習狀態，而學生又都是來自全國各地，城鄉差別，地區差別較大，計算機水平參差不齊。教師把教學內容“滿堂灌”式地傳輸給學生，而入學前計算機水平較高的學生則會感覺到課堂內容太淺，沒有學習興趣；入學前計算機水平較低的學生卻又感覺課堂內容太深，上課聽不太懂、跟不上，難以理解和消化。所以，實際上這樣的教學模式仍然沒有走出傳統上課的教師“教”學生“學”的舊有模式，學生過份地依賴于教師，沒有學習的積極性和主動性。這種模式忽視學生的主體性和差異性，泯滅學生的學習興趣，面對不同的學習對象，不能做到因材施教。而智能教學則堅持“以人為本，學生第一”的教學原則，充分尊重學生的個體差異性，根據學生不同的特點，實現因人施教，充分發揮學生的主體作用，讓學生積極、主動地去學習，在有效調動學生的學習主動性基礎上，注重培養學生分析、解決問題和實踐創新的能力。為了實現《計算機文化基礎》課最好的教學效果，使學生真正掌握到計算機知識與技能，本文提出了基于Web的《計算機文化基礎》的智能教學并進行了系統的簡單研究與設計。
2 智能教學概況
智能教學，也稱智能計算機輔助教學，簡稱ICAI (Intelligent Computer Assisted Instruction)是計算機輔助教學的一個重要發展方向，是利用計算機技術模仿人類的教學能力，以學生為中心，計算機為媒介形成的一種開放式的交互教學。智能教學系統是以人工智能、計算機科學、認知科學、思維科學、教育學、心理學和行為科學等為理論基礎，根據學生的實際情況，自動選取適合學生的教學內容和教學方法，對學生進行個別化教學，實現了教育界提倡的“因人施教”“自適應教學”，讓學生積極、主動地去獲取知識，體現了智能性。實際上智能教學就相當于是賦予計算機系統以智能，由計算機系統在一定程度上代替人類教師實現最佳的教學效果。
智能教學系統最顯著的特征是它具有自適應性。它能根據每個學生的基礎知識、水平和能力，制定相應的學習計劃，面對不同個性的學生有針對性地進行個別化指導，并在學習過程中根據學生的具體學習情況和進度自動調整適合學生的教學內容和教學策略，以達到最好的教學效果。理想的智能教學系統應能夠根據學生的實際情況選取教學內容、教學模式，對學生實施個別化教學，做到“因人施教”，將教學資源、教學模式優化組合起來，建立一個良好的教與學的互動環境，激發教與學雙方的主動性和創造性。
目前隨著Web技術的不斷發展和成熟，基于Web的智能教學系統研究越來越受到人們的重視。在Web上構建智能教學系統，利用網絡的功能實現分布式教學，可以不受時間和空間上的限制，同時可以接受多個用戶的并發訪問，用戶可以隨時隨地享受教學資源，充分實現信息資源的共享，又可以在最大程度上滿足每個用戶的需求，真正做到“因材施教”，因此得到教育領域的廣泛應用。
3 基于Web的《計算機文化基礎》智能教學系統設計的構成
針對基于Web的《計算機文化基礎》教學系統的特點，本文采用4個相互作用的模塊：知識模型、學生模型、教師模型和交互模型來設計該系統。
3.1 知識模型
知識模型將領域知識以一種特定的結構存儲在計算機中，根據不同的知識類型采用不同的存儲結構。知識庫作為智能教學系統的重要組成部分，主要解決教什么的問題（教學內容），表示教學領域的相關知識，以及相關問題的求解知識。實際上，知識表示是智能化系統首先要實現的部分。用于智能教學的教材內容的組織不是簡單地將書本電子化，而是通過對學習內容模塊化來確定知識的內在聯系和認知順序。
本系統的知識模型模塊，對《計算機文化基礎》教學內容知識庫的表示，可以采用超文本表示方法，根據教學把課程內容分解成小單元，設置相應的內容鏈接。其特點包括：教學內容被組織成包含文字、聲音、圖形、圖像、動畫和視頻等多媒體集成的超文本文件（HTML）文件，使教學內容更為豐富、形象、生動、充實。例如，《計算機文化基礎》講解格式化磁盤或安裝操作系統的相關知識時，由于硬件和時間條件的關系，教師不可能把上課所用的機子格式化后重裝系統演示給學生看，一般都是口頭隨便講解，草草帶過。但學生對這些內容又比較感興趣，這樣，想教無法教，想學又沒學到，教與學出現矛盾！但是現在通過智能教學系統，可以把這些知識點做成步驟詳細的flas作品掛在校園網上，學生通過校園網可以反復多次地觀看，甚至可以下載保存到自己的電腦上，這樣讓學生積極、主動地去學習，從而達到掌握知識和形成技能的目的。通過智能教學系統，我們可以把一些在課堂上很難實現的知識很輕松、容易地教會學生，提高學生的學習積極性。
3.2 學生模型
學生模型是記錄學生的基本信息和學習情況的模塊，根據學生的學習基礎、能力特征和個性特點智能教學系統要提供最適合學生需要的教學，針對不同的學習個體，做到因材施教，系統就必須充分了解當前的學習對象，需要把學習對象的各種認知特征、知識水平、學習能力等用適當的數據結構記錄下來，作為選擇教學內容和教學方法的依據。
學生模型在ICAI中構造了一種可靠的表示學生知識水平程度的數據結構，它記錄著學生對知識的掌握程度，是學生知識結構的反映。學生模型監控學生的學習情況，依據學習的進度和學生的知識水平能力從試題庫中調出相應的測試內容進行測試，并將測試結果的詳細情況存儲到學生信息庫中，方便教師模型對學生信息的調用。學生模型的構造目的是評估學生的認知狀態，并發現學生在認知過程中出現的錯誤。
本系統的學生模型模塊主要用于幫助學生進行個性化的學習活動。主要有兩個方面：(1)學生學習：系統提供多種學習方式供學生進行選擇，根據學生的選擇系統提供相應的學習資料或課件，給出相應的學習指導。比如，如果學生選擇傳授式學習，那么整個學習過程都處于計算機導師的直接控制之下，相當于傳統的課堂教學下的學習；如果學生選擇探索式學習，那么計算機導師就會提出相應的問題和提示，學生自主地瀏覽相關網頁內容，在這些問題和提示下，完成主動性的學習；(2)學生練習：學生完成一個單元或階段的學習后，系統提供相應的練習題給學生進行練習；在學生提交練習結果后，系統進行評估，給出進一步的學習建議，如果系統評估不過，則學生要重新進行該練習，直到學生掌握了該知識點才能進行下一步的學習，如果系統評估通過，則形成新的有針對性的練習，或者引導學生進入下一單元的學習；同時建立學生的個性化知識庫，使系統能夠進行有效的推理，形成啟發式的自學策略。
3.3 教師模型
教師模型是模仿人類教師工作的一組程序，存放指導教學序列和教學方法，通過人機交互對知識模型和學生模型的分析，啟動推理機工作，評價學生領域知識的掌握程度，提供指導的教學序列，并在最適當的時候顯示最好的指導，進行啟發式的高水平教學。
本系統的教師模型主要用于輔助教師編寫教案。主要包括：(1)教案生成管理：系統根據教學知識模型和學生模型，結合已有的教學資源，通過一定的推理機制生成相應的教學策略，輔助教師作出有針對性的教學計劃，編寫個性化的計算機教案，同時提供教案庫的管理和維護功能；(2)素材組織：按照教學知識模型庫將各種類型的教學素材（如聲音、圖形、圖像、視頻等）進行組織和管理，建立教學素材與教學知識點之間的有機聯系，并提供與常見多媒體課件編輯工具（如PowerPoint、Authorware、Flash）的鏈接，能夠在常見的課件編輯工具中有效地利用已有教學素材。
3.4 交互模型
交互模型實現學生與知識、系統之間的交流，是教與學雙向活動的人機界面。交互模型包括學生交互界面和教師交互界面。
本系統主要有兩種基本的交流工具：(1)教師信箱：學生通過電子郵件的方式與教師之進行交流；(2)電子白板:電子白板是一個虛擬的協同的交互空間，供教師和學生進行同步或異步方式的交流。對在交流過程中產生的有價值的信息，用戶將其作為知識進行提取存儲起來，供以后再利用。
4 結束語
《計算機文化基礎》是一門基礎性、應用性、操作性比較強的學科，我們要找出一條適合《計算機文化基礎》教學的新路子,充分發揮學生的主體作用。目前，有關基于Web的智能教學系統的研究和開發逐漸成為國內外研究的熱點，本文針對《計算機文化基礎》這門課研究探討了一種基于Web的智能教學系統的構造方法，希望能構造出一個高效的基于Web的智能教學系統，從而真正實現《計算機文化基礎》的智能化教學。
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【關鍵詞】人工神經網絡;教育資源;管理系統
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)07―0120―04
教育資源是信息化教學的基礎。隨著教育信息化的深層次推進,互聯網中的信息資源以指數方式增長,這些資源不僅在內容上多種多樣,在表現形式上更是豐富多彩。它對教育領域的沖擊與滲透使得網絡教育資源的利用受到重視,并隨之出現了新型教學模式,如:基于資源的自主探索式學習和協作學習等。然而海量的網絡教育資源既為教育帶來了強大的服務功能,也為資源的建設與管理帶來了新的挑戰。教育資源具有數據量大、形式多樣、針對性強、教育性強等諸多特點,如何將分散、無序的資源整合起來,使“用戶能方便、高效地將其利用于自己的學習和工作之中,并在大范圍內實現共享是網絡教育資源建設者必須慎重面對的問題。”[1]
一 教育資源管理面臨的問題
隨著信息資源飛速增長,對教育資源管理的要求也更加苛刻。而網絡環境的復雜給教育資源的管理帶來許多不確定性。
1 教育資源管理系統在網絡過載,受到攻擊的情況下很容易崩潰。系統一旦崩潰,所有辛辛苦苦積累起來的資料化為烏有,資源的開發利用和共享無從談起。目前“教育資源管理系統在輸入錯誤、磁盤故障、網絡過載或有意攻擊情況下,很容易死機和崩潰。”[2]而魯棒性(robustness)的大小是在異常和危險情況下系統生存的關鍵,代表了系統健壯與否。簡而言之,系統的魯棒性有待加強。
2 教育資源管理系統需要連續不斷地吸收新的教育資源。向用戶提供可靠的信息輸出。但是在發生故障時,教育資源管理系統容易停止工作,給用戶帶來較大的損失。而容錯性(Fault Tolerance)是指在故障存在的情況下管理系統不失效,仍然能夠正常工作的特性。很明顯,管理系統的容錯性較差,猶如一個經常斷電的供電站,給廣大用戶帶來不必要的煩惱與損失。
3 教育資源的擴張速度極快,對海量教育資源的分類顯得越來越困難。原先的人為分類跟不上信息傳遞的頻率,導致很難在較短的時間內找到用戶迫切需要的資料,浪費用戶的時間,也給教育資源的進一步推廣使用帶來障礙。
二 人工神經網絡的特點
人工智能(Artificial Intelligence)是探討人類智能的基本機理,研究如何利用各種自動機來模擬人的某些思維過程和智能行為,從而構造智能人工制品的科學。
人類對人工智能的研究可以分成兩種方式,對應著兩種不同的技術:基于心理角度模擬的傳統人工智能技術和基于生理角度模擬的人工神經網絡技術。從人腦的生理結構來觀察,人腦的每個神經元大約有103~4個樹突及相應的突觸,一個人的大腦總計約形成1014~15個突觸。用神經網絡的術語來說,即是人腦具有1014~15個互相連接的存儲潛力。雖然每個神經元的運算功能十分簡單,且信號傳輸速率也較低(大約100次/秒),但由于各神經元之間的極度并行互連功能,最終使得一個普通人的大腦在約1秒內就能完成現行計算機至少需要數10億次處理步驟才能完成的任務。根據人腦的生理特點,人工神經網絡(Artificial Neural Networks,ANN)是由大量并行分布的單元廣泛互連而成,通過各組成部分非同步化的變換,實現信息的整體處理任務,它的這一結構特點決定著人工神經網絡具有高速信息處理的能力。它實質上是一種模仿動物神經網絡行為特征,進行分布式并行信息處理的算法數學模型。其“工作原理是通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。” [3]所以它具有自學習和自適應的能力,可以通過預先提供的一批相互對應的輸入――輸出數據,分析掌握兩者之間潛在的規律,最終根據這些規律,用新的輸入數據來推算輸出結果。
人工神經網絡中神經元處理單元可表示不同的對象,例如特征、字母、概念,或者一些有意義的抽象模式。網絡中處理單元的類型分為三類:輸入單元、輸出單元和隱單元。輸入單元接受外部世界的信號與數據;輸出單元實現系統處理結果的輸出;隱單元是處在輸入和輸出單元之間,不能由系統外部觀察的單元。神經元間的連接權值反映了單元間的連接強度,“信息的表示和處理體現在網絡處理單元的連接關系中。”[4]人工神經網絡的本質是通過網絡的變換和動力學行為得到一種并行分布式的信息處理功能,并在不同程度和層次上模仿人腦神經系統的信息處理功能。正因為這個重要特征,“人工神經網絡采用了與傳統人工智能技術完全不同的機理,克服了傳統的基于邏輯符號的人工智能在處理直覺、非結構化信息方面的缺陷,具有自適應、自組織和實時學習的特點。”[5]它與專家系統的最大區別是,專家系統屬于人類智能的功能模擬,而人工神經網絡則偏重走結構模擬的路子。與其它智能系統相比,人工神經網絡具有以下特點:
1 學習能力:學習能力是神經網絡具有智能的重要表現,即通過訓練可抽象出訓練樣本的主要特征,表現出強大的自適應能力。例如實現圖像識別時,只有先把許多不同的圖像樣板和對應的應識別的結果輸入人工神經網絡,網絡就會通過自學習功能,慢慢學會識別類似的圖像。
2 分布式結構:人工神經網絡力圖“體現大腦的分布式并行計算和非線性等特征,依此而建構的網絡是一種具有大量連接的并行分布式處理器。”[6]具有通過學習獲取知識并解決問題的能力,且知識是分布存儲在與大腦神經元突觸相類似的連接的權重中。在傳統的串行體系計算機中信息分布在獨立的存儲單元中,而在神經網絡中,信息則分散在神經元的連接上。神經網絡的信息分布特性,使之具有強大的容錯能力和記憶聯想能力。信息的分布存儲提供容錯功能。由于信息被分布存放在幾乎整個網絡中,所以,“當其中的某一個點或者某幾個點被破壞時,信息仍然可以被存取。系統在受到局部損傷時還可以正常工作。”[5]
3 并行處理:神經網絡主要是對人腦的結構模擬。各種神經元在處理信息時是獨立完成的,不同神經元之間具有并行性,這種并行處理使得信息處理速度大大加快。信息處理方式由原來馮•諾依曼設計的串行處理變為對信息并行處理。
三 人工神經網絡應用于教育技術資源的管理之中
將網絡布線由原來的星型布線轉向神經網絡布線方式。應用神經網絡軟件,網絡采用分布式結構,信息采用統一并行處理的方式處理,從而加強了網絡的魯棒性、容錯性。同時發揮神經網絡的自學習能力,對待不同的信息資源進行模式分類。神經網絡模型考慮采用目前比較成熟的誤差反向傳播網(BP神經網絡)。教育資源分類考慮設計關鍵詞進行訓練,同時設立樣本訓練方法,用BP算法對該網絡進行訓練。訓練結束之后,神經網絡就可以作為教育資源分類器來進行使用。
BP(Back propagation反向傳播)網絡又稱誤差信號反饋網絡,是神經網絡中使用最廣泛的一類。它是一種有教師的學習網絡,能夠實現從N維到M維的非線性映射,采用梯度下降法實現快速收斂。BP神經網絡采用的是并行網格結構,包括輸入層、隱含層和輸出層,經作用函數后,再把隱節點的輸出信號傳遞到輸出節點,最后給出輸出結果。由圖1可見各層次的神經元之間形成全互連連接,各層次內的神經元之間沒有連接。
該算法的學習過程由信息的前向傳播和誤差的反向傳播組成。在前向傳播的過程中,輸入信息從輸入層經隱含層逐層處理,并傳向輸出層。第一層神經元的狀態只影響下一層神經元的狀態。如果在輸出層得不到期望的輸出結果,則轉入反向傳播,將誤差信號(目標值與網絡輸出之差)沿原來的連接通道返回,通過修改各層神經元權值,使得誤差均方最小。神經網絡理論已經證明“BP網絡具有強大的非線性映射能力和泛化功能,任一連續函數或映射均可采用三層網絡加以實現。”[3]
其BP神經網絡模型設計方案如下:輸入層、隱含層、輸出層。輸入層與外界的信息來源渠道緊密相連,稱之為接受信息的服務器。隱含層包含若干個存儲器,代表若干個知識單元。存儲器需要具備輸入輸出渠道,具備自學習能力,可以接受外界信息,也可以傳送信息。輸出層由傳送信息的服務器組成。輸出層接受到隱含層傳來的信息之后,根據用戶要求傳送相關信息。層間聯接根據模型設計方案來鋪設。神經網絡中的每一個節點,無論其在輸入層、隱含層、輸出層上,每臺計算機上必須有相應的神經元器件,以便網絡進行自學與聯想記憶。BP神經網絡管理系統的硬件實現。是將協處理器插入標準計算機中,通過運行神經網絡軟件包,以實現神經網絡的硬件功能,可以使神經網絡在任何計算機硬件和軟件環境中得到所需要的教育資源處理能力。其設計的模型具有如下特點:
1 教育資源并行分布方式處理:在神經網絡中教育資源是分布儲存和并行處理的,即神經網絡把教育資源分布地存儲在神經元之間的連接強度上,而且對教育資源的處理是由網絡中神經元集體完成的。在BP神經網絡中,教育資源的存儲表現為神經元之間分布式的物理聯系,它分散地表示和存儲于整個網絡內的各神經元及其連線上。每個神經元及其連線只表示一部分教育資源,而不是一個完整具體概念。只有通過各神經元的分布式綜合效果才能表達出特定的概念和知識。由于人工神經網絡中神經元個數眾多以及整個網絡存儲容量的巨大,使得它具有很強的不確定性處理能力。即使輸入教育資源不完全、不準確或模糊不清,神經網絡仍然能夠聯想思維持在于記憶中事物的完整圖像。只要輸入的模式接近于訓練樣本,系統就能給出正確的推理結論。
2 魯棒性與容錯性比較強:人工神經網絡的結構特點和其信息存儲的分布式特點,使得它相對于其它的判斷識別系統如專家系統等,具有另一個顯著的優點健壯性。當一個人的大腦因意外事故受輕微損傷之后,并不會失去原有事物的全部記憶。人工神經網絡不會因為個別神經元的損失(網絡過載、停電、突發故障)而失去對原有模式的記憶(管理功能)。另外“即使是突發事件,暫時使網絡的硬件實現還是軟件實現中的某個或某些神經元失效,整個網絡仍然能繼續工作。”[7]BP神經網絡是一種非線性的處理系統。只有當神經元對所有的輸入信號的綜合處理結果超過某一閾值后才輸出一個信號。因此神經網絡是一種具有高度非線性的超大規模連續時間動力學系統,可以實現對教育資源不間斷、長時間的持續管理。它突破了傳統管理系統的局限,標志著教育資源管理能力的較大提升。因而神經網絡具有極強的魯棒性與容錯性,有聯想記憶抽象概括和自適應能力。
3 具有自學習和自適應能力:神經網絡抽象概括和自適應能力稱之為自學習能力,自學習是神經網絡中最重要的特征。通過學習,網絡能夠獲得教育資源的分類知識,適應環境。在訓練時,能從輸入、輸出的數據中提取出規律性的分類知識,記憶于網絡的權值中。并具有泛化能力,即將這組權值應用于一般教育資源分類的能力。另外,BP神經網絡的分類能力學習也可以在線進行。
以教育學院教育技術學資源管理為例,輸入層由兩臺高性能的服務器組成,中間設七個知識單元,輸出由兩臺輸出服務器組成。隱層的七個神經元分別為計算機軟件資源室、課堂教學資源室、“影視創作資源室、計算機教育應用資源室、網絡技術資源室、傳統教學資源室、傳統媒體使用資源室。”[8]模型圖如圖2所示:
教育技術學資源管理系統一種可編程的動力系統,其存貯、加工和提取教育資源均是可編程的。輸入層負責對教育技術學的相關教育資源進行篩選比較,然后根據學習后的分類能力對資源予以分類,將所有的教育技術資源分布式存儲在隱層的各神經元中,需要處理時根據用戶需要,從各個神經元中取出信息并行處理,輸出到輸出服務器中,提供給用戶。用戶可以將用戶要求直接給輸出處理平臺,傳遞給輸出層后,由輸出層將用戶要求反饋給中間隱層。也可以將要求送給輸入處理平臺,傳遞給輸入層,進行篩選之后將信息傳送給中間隱層。即使系統突然面臨網絡過載問題,由于存儲是分布式的,可以很容易地將信息資源分配下去。即使突然停電,由于相關資源已經存儲完畢,損失微乎其微。系統的魯棒性大大加強。同時如果系統發生突然故障,由于輸入渠道有兩條,所以可以很輕松地用另一個服務器處理。輸出處理時也是如此。因此系統的容錯性也得到提高。至于模式分類,則需要較長時間的訓練和大量的樣本。一旦BP神經網絡模型訓練完畢,日后教育技術學資源分類就顯得十分輕松。只需將關鍵詞輸入準確,便可以進入相應的知識單元存儲起來。處理信息時,根據用戶需要,有不少不同類別的資源需要統籌規劃、聯合利用,才能得到用戶需要的結果。這兒就可以充分發揮神經網絡并行處理的特點,有條不紊地對信息加以處理。其總體示意圖如圖3所示:
四 結語
教育信息化的核心問題是教育資源的應用和管理。神經網絡式的教育資源管理系統把教育資源存儲、教育資源管理、教育資源分類、教育資源動態升級四大特色功能進行整合,全面突破了“當前基礎教育信息化過程中的應用‘瓶頸’。” [9]其最大的特點就是突出了教育資源的管理功能,通過以一個統一管理平臺為核心的方式,對各類教育資源進行優化、整合,改善了以往教育資源管理從單一功能角度進行設計,各功能之間不能相互結合,造成資源管理困難和資源互不兼容的問題,實現了教育資源的價值最大化。值得注意的是,由于管理系統采用神經網絡的結構特點進行設計,其魯棒性、容錯性和模式分類能力較強,較之傳統教育資源管理方式比較起來,不僅提取和輸入變得十分簡單,而且對大量資源的分類式識別也大大加快,提高了管理效率。分布式存儲提高了教育資源的存儲容量,而“并行式處理又加大了教育資源的處理速度,同時系統在應付突發事件和網絡攻擊方面,應變能力大大增強,”[10]其可靠性與可用性也有突破性的提高。同時,在教育資源管理過程中,系統能抓住教育資源應用與管理過程中的關鍵問題,關注用戶的反饋,即時更新教育資源,加強了教育資源的建設,為教育信息化的持續發展提供了有力的保障。
參考文獻
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為了促進虛擬教室在歐洲的推廣和應用,歐盟委員會的Socrates Minerva開展了“教育機構中的虛擬教室”項目。本文主要介紹該項目的研究方法、過程、成果,以期引起研究者和實踐者對虛擬教室的關注、研究和應用。
研究方法和過程
該項目的研究內容主要是調研虛擬教室在歐洲各培訓機構的應用情況,調研的數據來自歐洲的28個國家。
項目的研究過程分為6個階段,如下圖所示。
研究成果
該項目完成之后,所作項目研究報告的內容不僅涉及虛擬教室的介紹、本次調研數據的分析和結論,還包括對虛擬教室中教學問題、課堂組織、內容設計、教學活動組織、教學交互以及教學評價等問題進行深入研究的成果。
1.調研結論
研究得出,在歐洲,調查對象雖然都知道虛擬教室,但對虛擬教室的了解甚少,也很少應用虛擬教室。當然,研究也獲得了一些成功案例,如西班牙的加泰羅尼亞開放大學已經自主開發了虛擬教室系統――虛擬校園(Virtual Campus);匈牙利的布達佩斯大學經濟和行政學院已在高層次的教育中廣泛應用了虛擬教室。
2.虛擬教室中的交互問題
虛擬教室可以增強教學的靈活性和效率。它可以通過一些技術手段來促進參與者之間的交互。例如,分組討論室、視頻交互、文本聊天以及應用程序共享等。為了讓學生更好地參與虛擬教室課堂,進行協作學習,提高虛擬教室的交互性,必須要注意以下教學原則。
①教師在設計虛擬教室中的教學時,要充分考慮學生對交互的需求。
②在進行虛擬教室教學前,要對教師和學生進行技術培訓,讓參與者能夠熟練操作虛擬教室。
③在虛擬課堂中,要不斷地增強交互。教師可以建立小組討論室,組織分組討論,同時參與者還可以通過文本、視音頻進行交互。
研究得出,用虛擬教室、傳統教室、非實時教學系統和視頻會議系統等學習技術、平臺結合進行混合學習將是未來學習方式發展的一種趨勢。這種混合學習能夠集合實時教學和非實時教學的優勢,提高學生學習的靈活性,增強跨校園的交互,同時還能夠加強師生之間的交互。
3.虛擬教室的內容設計和活動組織
在虛擬課堂中,所有的學習內容和學習活動都將在虛擬教室中進行。因此,對于虛擬教室的內容和活動的設計顯得尤為重要。
虛擬教室的內容和活動的設計以教學目標為導向,傳統教室和非實時教學系統的內容和活動設計也遵循這一原則,但虛擬教室的內容和活動的設計要更加嚴謹和精確,因為虛擬教室對內容和活動的連續性要求更高。
同時,還要為學生提供課程大綱或課程介紹文檔,告訴學生在上課之前必須具備哪些先行的知識,以消除學生順利、快速進入學習的障礙。在學習內容的制作上,教師或者內容設計者可以充分利用已有的教學材料,并使用自己較熟悉的工具整合已有材料,創建新材料,同時還要附帶學習幫助、學習指導等材料,為學生的學習提供盡可能多的學習支持服務。
此外,研究還得出,為了讓學生保持較集中的注意力,虛擬教室中一節課的時間應該要比在傳統教室的時間短,同時教師還需避免單調的教學方式,要提供豐富媒體形式的教學材料,語調要抑揚頓挫,引發學生參與討論。在課后,教師要充分聽取學生的反饋,修訂和完善教學設計方案。
4.虛擬教室的教學評價
不同于傳統教室,虛擬教室中的教師和學生在地理位置上是分離的,教師只能通過觀察學生在虛擬教室中的行為和表現或者傾聽學生回答問題來獲得學生學習的情況反饋,而如何做到客觀、公正地對學生進行評價呢?
研究提出了幾種對學生進行評價的方法:利用虛擬教室的“問題和測試”功能,設計問答題和小測試,學生作答之后,系統會自動統計結果;基于音頻的評價;基于視頻的評價;基于文本聊天室的評價;利用“應用程序共享”功能,觀看學生的任務操作步驟,對學生掌握的技能進行觀摩和評價;通過對虛擬課堂進行錄制和存檔,教師可以回過頭來很清晰地觀看課堂全過程,從而可以對學生進行較客觀、準確的評價。
帶給我們的啟示
第一,我們要加強對遠程教育虛擬教室的研究,特別是加強對虛擬教室中教學設計與教學策略的研究。這兩方面是相輔相成的,理論的研究可以指導和促進虛擬教室的應用;而反過來,虛擬教室的應用又可以給理論的研究提供實驗案例以及豐富的研究題材。因此,在虛擬教室的研究中,要多做理論研究和實際應用相結合的研究。
第二,現有的遠程教育教學系統只是陳列了一些課件、資源,缺乏及時的實時交互,忽略了教學情境和教學交互的創設。嚴格來說,我們還僅僅滿足于“網上電子資源展示”,因此,我們需要積極探索利用虛擬教室開展教學實踐的方法和策略,虛擬教室的研究既需要有關技術設計和開發的研究,也需要教學設計和策略的研究。開發面向遠程教育應用的虛擬教室系統,一開始關鍵并不在于內容和資源如何豐富,而是應該針對現代遠程教育的特點,重點關注教學交互與教學情境的創設,重點關注對硬件條件要求不高的相應軟件系統的開發應用。
第三,我們在研究和應用虛擬教室時,還需考慮與傳統教室、非實時教學系統等學習技術、平臺的結合。集合不同學習技術、平臺進行混合學習將是未來學習方式發展的一種趨勢。混合學習試圖尋找既能發揮網絡學習的優勢,同時又能獲得最高的效率而投入最低的學習方式。混合學習通過選擇“恰當媒體”,找出解決特定教學問題的獨特而有效的方法,從而使網絡學習能在最合適的地方使用,解決了速度、規模和效果的協調問題。
第四,隨著計算機和網絡技術的發展,我們還應關注和引進新技術在虛擬教室的應用。人工智能技術、虛擬現實技術等新技術的引入可以提高虛擬教室的交互性、場景真實性以及智能性,能夠創設一個能真實模擬課堂教學情境的虛擬教室,提供多通道的、自然的交互方式。此外,我們還可以借鑒網絡游戲的激勵機制,激發學習者的學習興趣,給予學習者更強的參與感和沉浸感,從而更有效地促進網上學習。
關鍵詞泛在學習;有機化學;教學模式
隨著無線網絡技術、云計算技術和人工智能技術的迅猛發展，許多高校實現了WIFI信號的全部或部分覆蓋，學生利用平板電腦、智能手機等設備進行無縫學習已成為了現實。自1988年，美國的計算之父MarkWeiser提出泛在計算概念后，泛在計算、泛在學習受到了國內外研究者的廣泛關注［1-2］。而如何充分利用現代移動互聯技術，實現泛在學習方式與傳統課堂教學模式的有機結合，變手機聊天、網絡游戲等不利的學習障礙為有益的教學支持，成為當代教師迫切需要解決的問題。
1泛在學習概述
1.1泛在學習的定義
泛在學習又稱為無縫學習、普適學習、無處不在的學習方式，是利用泛在計算技術提供給學習者一個無時無刻的溝通、無處不在的學習方式，是一種任何人可以在任何時間、任何地點，用任何可以獲得的科技工具進行任何學習活動的5A式(Anyone，Anytime，Anywhere，Anydevice，Anything)學習［3］。
1.2泛在學習的教學優勢
泛在學習具有泛在性、移動性、易獲取性、交互性、主動性、即時性等特點，其在教學上的優勢主要體現在以下幾個方面。1.2.1教學資源廣闊性泛在學習資源是多種多樣的，有文本、電子書、動畫、課件、錄像等，圖文并茂、動靜結合，以視覺、聽覺和觸覺等多種感官方式呈現給學習者;它可以有效地增強學生學習的興趣，能夠滿足學生的個性化學習需求。1.2.2終端形態多樣性泛在學習所使用的終端主要有移動設備(如智能手機、平板電腦、筆記本電腦、數碼相機、DV等)、臺式機和嵌入式設備［4］(如博物館、科技館中的嵌入式計算機)等，學生利用無線通信技術，能夠找到適合自身的學習工具，實現在任何地點、任何時間使用自己感興趣的教學資源。1.2.3交流平臺多渠道泛在學習可以充分利用Moodle論壇、QQ群、郵箱、微信、易信、微博作為信息溝通平臺，強化了教育者與學習者、學習者與學習者、學習者與網絡間的交流反饋，將學習行為從校園帶到整個社會，從真實生活帶入到無線的智能空間，提高了學習的主動性和自由度，增強了學生終身學習的愿望和能力。1.2.4共享資源豐富性網絡信息傳輸的跨時空性實現了資源共享，位于Internet上不同類型的網絡資源(如微課、精品課網站、慕課等)、網絡教學機構(如遠程教育等)及個人主頁資源等，為網絡用戶提供不同程度的共享服務，使學習者可以及時隨處獲取豐富、便捷的泛在學習資源。
2泛在學習有機化學教學模式的實踐
有機化學是藥學類、醫學類等相關專業的基礎課程之一，主要學習與藥學、醫學及生命科學密切相關的有機化合物的組成、結構、性質及應用。該課程以無機化學為先導，為生物化學、藥物化學、藥物分析等課程的學習打基礎，對從事藥物生產和藥學服務等職業崗位能力培養具有非常重要的作用。而對于化學學習基礎薄弱、自控力差、學習意志不強的高職高專學生，有限的課堂時間已很難滿足他們的學習需求，厭學現象比較嚴重。而《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》中指出要強化信息技術的應用，提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果;鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題的能力。為此，筆者嘗試將泛在學習模式引入有機化學教學中，主要包括4個教學環節:創境設疑，自主預習;在線測試，建構新知;匯報分享，體驗成功;互動交流，拓展延伸。現就以人衛版《有機化學》第六章第二節酚為例，說明該模式的具體實施過程。
2.1創境設疑，自主預習
有人說，讓一個人隨時隨地玩，很容易實現，而讓一個人隨時隨地學習，是很不現實的。也就是說學生的學必須在教師的精心設計引導下才能產生良好的效果。2.1.1教學資源的準備教師于課前根據教學的重難點和學生實際水平設計出符合其個性化學習需求的電子版校本教學資源，主要包括電子教案、課程PPT、習題作業、單元測試及教學微課等。微課具有可重復性、可暫停、可循環播放、不受教學進度約束、便于個性化自主學習的特點［5］，是一種適用于泛在學習的教學資源，其內容要具有一定的啟發性。如酚這節課，教師將涉及其化學性質的實驗部分與自學提示問題一起制成7min左右的教學微課，用以指導學生自主預習。涉及的問題有:①醇和酚都含有羥基，如何從結構上分析其性質上的異同?②為什么苯酚可與氫氧化鈉反應，而乙醇不能?③如何解釋苯酚的水溶液渾濁，加入氫氧化鈉變澄清?④苯與苯酚都能與溴反應，二者有何差異?⑤如何鑒別酚類物質?⑥酚類物質在藥學方面有哪些應用?如何存放酚類物質?⑦查看苯酚軟膏的使用說明，利用酚的性質說明其使用的注意事項和藥物相互作用。2.1.2微信的互動交流微信是一款具有通訊、社交、平臺化功能的移動性應用軟件，被大學生廣泛使用，可以構建移動互聯網環境下隨時隨地學習的一種新型交互平臺［6］。教師可以借助學生樂于用手機微信看網頁、視頻的習慣，課前將有預習指導作用的微課及與本節教學內容相關的網頁鏈接，通過微信群向學生。學生利用碎片時間隨時對視頻和網頁進行關注，根據微課中提出的問題，主動查找資料完成自主預習，并以小組為單位將預習的結果和存在的問題務必于課前通過微信反饋給教師，這樣教師就掌握了學生存在的普遍問題和最想解決的問題。2.1.3布置講解任務教師將學習興趣相投的學生組成學習小組，每組4人，輪流分攤課前講解任務。如酚這節課，學習小組需要收集食品、藥品或保健品中含有酚結構的物質，其中2人負責將它們的名稱、結構、療效、適用癥狀、臨床案例等，制作成生動的PPT，1人負責課上講解，1人負責回答疑問。為保障學習任務的有效性，教師要對學生制作的PPT及講解內容予以適當的指導和幫助。
2.2在線測試，建構新知
蘇霍姆林斯基曾說過:“學生解決問題的過程就是一個探索的過程”。教師從實際出發，引導學生積極主動地去研究、探索和發現，可以有效地培養其解決問題的能力。課堂上，教師為使學生對知識理解得更加透徹和深刻，將教學內容劃分成幾個小段，然后轉化為學習任務，即碎片化過程。如將酚這節內容分解為8個任務:酚的分類和命名;酚的物理性質;酚的結構;酚的酸性;酚的顯色反應;酚的氧化反應;酚的親電取代反應;苯酚軟膏的使用說明。每個學習任務既有教師設置的問題，也要求學生提出問題，學生以小組為單位在全班進行學習分享，及時消化教學的重、難點，形成知識的內化。教師向學生發送關于本節內容的單元測試卷，試題的內容按照教學中的知識點順序展開，試題的類型涵蓋選擇題、名詞解釋、反應方程式、簡答題等。學生可以使用手機、平板電腦完成測試卷。通過這種方式學生主動構建新知，及時了解自己知識的不足，增強學習的動力和毅力。
2.3匯報分享，體驗成功
在學生自主探索、在線測試、小組交流的基礎上，學習小組成員在全班匯報講解PPT。分享的內容有:①感康的主要成分是對乙酰氨基酚，它可以緩解普通感冒及流行性感冒所引起的發熱、頭痛、四肢酸痛、流鼻涕等癥狀;②天然維生素E又名生育酚，具有美容養顏、抗氧化的作用，臨床上常用于治療先兆流產或習慣性流產、預防冠心病等多種癥狀;③白藜蘆醇是多酚類化合物，主要來源于葡萄、花生、桑葚等植物，具有強效抗衰老、抑制血小板聚集、預防心肌梗死和腦血栓等癥狀;④芹菜素化學名稱為4'，5，7-三羥基黃酮，廣泛存在于多種水果、蔬菜、豆類和茶葉、洋甘菊等植物中，具有降血壓、治療各種炎癥、抗氧化、鎮靜、安神、抑制致癌物質的致癌活性等。每個學習小組匯報完畢，其他組提問、打分和評價，各組學生的表現將記入平時成績中。在這樣的課堂教學環境中，學生有了明確的學習目標，親自參與過程、選擇內容、探索疑難、自我檢查，學習的主動性和創造性得以充分發揮，引導學生變被動學習為主動學習，由機械地聽轉變為自覺地思考與探索［7］，課堂教學呈現出積極向上、民主和諧的氛圍。
2.4互動交流，拓展延伸
課后教師將適合泛在學習的文本、視頻、音頻等多種資料通過微信的群發功能推送給學生，學生利用手機或平板電腦安裝的瀏覽軟件可以隨時對感興趣的學習內容進行瀏覽，對所學知識及時反思和總結。同時教師還可以利用微信公眾平臺為學生提供學習研討、輔導答疑、在線指導、作業等服務，使他們的學習疑惑能夠在師生間得以及時的溝通和交流［8］。另外，學生還可以將自主搜索選擇的學習內容、收獲、感悟等分享到個人微信朋友圈中，通過回復、點贊和評價功能進行師生、生生評價，促進學習共同體的構成。
3實施泛在學習教學模式的反思
與傳統教學模式相比較，泛在學習模式可以使學生根據個人需求，利用信息手段主動探索、自主學習，能夠不斷激發出學生學習的積極性，不僅培養和維持了他們的學習興趣，還促使他們能夠利用泛在學習資源，親身體驗、探究有關化學原理和規律的樂趣。但開放的網絡環境和學生的自我控制力，給課堂教學的組織和管理帶來一定的難度，需要進一步探索、有效克服。教學的有效性不僅依賴于教師對教學過程的合理設計、整體安排，對學生的悉心指導、互動交流，更有賴于學生的積極配合。微信公眾平臺為輔助課堂教學提供了更為方便的資源環境，而這不僅需要終端設施普及、數字化校園建設和多種方式互聯網的全覆蓋支持，更需要管理者對平臺的精細加工和維護，吸引學生集中注意力參與其中。互聯網泛在學習資源日益豐富，智能化程度越來越高，課堂教學不能只傳授學科知識，更應該教會學生掌握現代通信技術，并能有效利用泛網。總之，泛在學習模式是對傳統教學模式的改革和創新，目標是創建讓學生隨時隨地利用任何泛在終端設備進行學習的資源環境，盡管其實施過程還有待于進一步完善，但其對培養學生的自主學習潛能及提高學習效率發揮著積極的作用，更有利于促進教師和學生的雙重發展。
參考文獻
摘要“信息技術新課程標準把提升信息素養，培養信息時代的合格公民”作為課程的第一理念。信息素養主要包括信息獲取能力、信息分析、信息加工與創新能力。目前我國正大力加強基礎教育信息化建設的力度，信息技術教育的全面啟動給我們教育工作者提出了更高的要求。小學階段的計算機教育應注重學生信息意識、信息道德、信息技能等基礎信息素養的培養，這樣才能適應時代的要求，早日與國際信息教育接軌。
關鍵字高中信息技術；信息素養；提升
【中圖分類號】G434文獻標識碼：B文章編號：1673-8500（2013）01-0317-01
隨著社會信息化的發展，信息素養日益成為信息社會公民素養不可或缺的組成部分。信息技術教學著重培養的是學生獲取信息的能力與自學能力、創新能力，對于高中學生來說每周的信息技術課是他們所期盼的，作為高中信息技術課程的教師。在現有信息技術條件下，該如何提升學生的信息素養呢？筆者認為，應從以下幾個方面著手：
1積極創設信息氛圍，培養學生信息意識
首先提高教師自身素養，培育學生信息意識。啟事在教誨，成事在榜樣。教師的信息素養是影響小學生信息素養的關鍵。教學活動是師生間的雙邊活動，在課堂教學中充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用一直是課堂的主旋律。信息技術課教師需不斷地加強現代教育技術的學習，及時地轉變教育思想觀念，掌握激發學生學習信息技術興趣的技巧，將現代教育技術熟練地應用于教學過程，引導學生運用自己的信息技能進行自身的建構學習，讓信息技術課堂充滿活力。具有優秀信息素養的教師言傳身教，必將潛移默化地培育學生信息意識。其次提供開放學習空間，增強學生信息意識。開放式學習是人類學習的基本形式，是學習活動最自然、最基礎的形態。通過師生互動、生生互動、課堂與社會互動等形式，讓學生不斷增強信息意識。我校組織學生參觀無錫市博物院科技館，聆聽工作人員的精彩講解、觀察信息科技硬件設備、觀賞信息科技影視和圖文、體驗信息科技應用互動操作等；鼓勵學生在校內外觀看信息科技影視節目，運用計算機自主上網，搜索瀏覽有關信息技術萌芽、發展、應用的圖文和媒體資料。鼓勵學生在參觀學習、社會實踐和課外活動中，讓學生在學習掌握信息知識技能的同時，得到信息科技文化的熏陶、信息科技先驅的激勵，不斷拓展信息視野、增強信息意識。
2采用適宜的教學模式，全方位提升學生信息素養
信息意識的培養是一個長期的過程，要靠信息技術教師長期在教學活動的引導和滲透。在信息技術必修模塊的教學內容中，有大量關于信息與信息技術；信息的獲取及信息價值判斷等相關內容，其目的就是要在高一這段時間，在學生的意識里建立一個關于信息技術的概念，讓學生從內心深處認識到信息技術課的重要性，樹立一個明確的目標，讓他們明白如果能夠掌握現在所學的信息技術課的知識，會為他們今后的生活和工作帶來很大的好處。帶著這樣的目標和態度學生才會在心里重視這門課，而不是僅僅把它當作是一門單純地掌握技術性的課程，學生心里重視了，自然就會努力地去學好它。其次豐富學生的信息知識，重視基本原理、基本方法的學習與日常生活學習結合起來，使學生在潛移默化中提高信息技術的理論知識。由于受生活環境和教育環境的影響，學生對信息技術了解甚少，尤其是農村中學生，在家庭教育中信息技術教育可以說是零。即使是城市中學生，他們對信息技術知識的了解也僅限于用計算機來上網。而信息技術是一個寬范的知識領域，它包含了計算機技術，通信技術，多媒體技術，人工智能技術等技術范疇。作為信息技術教師，有必要教學中加強信息知識的傳授，不要單純把信息技術課上成計算機操作課，忽視了理論知識的教授與更新。第三，通過課堂教學提高學生的信息能力。信息能力包括信息的采集、傳輸、加工處理和應用的能力，對信息系統與信息進行評價的能力等。要讓學生明白，信息技術始終是一種工具，是一種學習工具，它不單單是教會學生幾個按鈕的操作，而是讓學生在信息技術的平臺上掌握收集、處理信息，以及如何學習的方法。這也是信息時代重要的生存能力。信息技術學科教學活動中要提高信息能力，教師就要改變傳統的教學模式，轉變教學觀念，一改過去對課堂的統治地位，把主動權交給學生，充分發揮學生的自主性。讓學生學會自主學習和探究學習。老師可以設置一些任務讓學生去完成，通過任務驅動達到訓練學生能力的目的。
3通過改變評價來提升學生的信息素養
信息技術課程在評價上，筆者認為應把信息素養水平作為評價學生的一個標志，而教師的評價和引導直接影響到學生信息素養的提升。面對浩如煙海的信息，課堂上教師要通過批判性思維能力教育提高學生的信息道德觀念，才能使學生對雜亂無序的大量信息有較強的適應力，才能提升學生信息生成能力，才能使學生善于挖掘有用信息和濃縮有效信息，對信息內容進行深層加工，能夠對信息去偽存真，去粗存精，正確評價、消化信息，同時通過調查分析，獨立思考，最終創造出新的有效信息。而教師對學生收集處理的有效信息進行恰當的評價，表揚優點，指出努力方向，把學生的信息成果全部分類保存、并交流，從而肯定了學生的勞動成果，激勵了學生的興致，使學生更加自信，更加有興趣，這是提升學生信息素養的一條重要途徑。
總之，提升高中生的信息素養不能脫離現實，不能偏離課程標準，更不能違背教育規律。信息技術教學中應注重學生信息素養的培養，不能停留在過去老的教學模式下，應注重培養學生的創新能力和探究能力，使學生不僅能學生書本上的知識，更應讓學生們去進行發明創造，充分運用高級思維能力，把所學知識運用到實踐中去，這樣的人才才符合當今社會發展的需要。學生的信息素養的培養不僅要靠教師，更需要學生的參與，只有把以上各方面結合，才能真正達到提升學生信息素養的目的。
關鍵詞：教育信息化 推進工作 教育改革 影響
中圖分類號：G420 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.131
近年來，我國教育變革政策推陳出新，教育變革步伐不斷向前推進，教育信息化已經成為未來我國教育變革前進的方向，也是使教育改革不斷適應現代化社會發展的必然要求。因此，要認清教育信息化的必然性和重要作用，在實踐中不斷總結工作經驗，進而制定出科學、可靠且可行的教育信息化實施方案，全面推進我國教育事業不斷向正確的方向發展，實現教育變革的戰略性目標。
1 信息技術對教育變革的影響
隨著教育信息化的實施以及不斷的深入，現代化教育事業已經將多種新技術融入到教學中，技術的引進不斷改變著教育形態的變化和發展。教育變革中引進信息技術使得教育體制、學科體系以及教學形態都發生著重大的變化。教育的信息化是教育變革積極迎接信息技術帶來的挑戰，并且使教育變革及時跟上時展的步伐，最終走向科學化和技術化。由此觀之，教育變革實現教育信息化是社會大形勢所趨，具有一定的必然性，并且教育信息化對教育變革有著重要的意義和作用，是當前教育改革首要考慮的任務。
2 推動教育變革進程
教育信息化是現代教育變革的首要任務，其推動作用主要表現在以下幾個方面：首先，手段的多樣化。各級學校都在不斷引進和購買以及安裝信息技術以及計算機技術設備，創設多媒體教學室。其中包括多媒體、超媒體人工智能技術以及網絡信息技術。這些技術的相關設備被引入教學活動中，實現教學內容的動態化和靈活化。教師可以利用互聯網信息技術，收集、整理豐富的課外資源，為開展教學活動做好充足的準備。其次，教育資源的不斷豐富，其主要是將課堂與社會大課堂結合起來，教師可以結合課本內容，將課本中蘊含的思想與時展思想理念相結合，讓學生真正體會到課本知識的重要性。再次，教育方式和方法的靈活化以及多樣化。
3 為教師教學提供豐富的教學資源
首先，教育信息化是時展的必然趨勢，它能為教師教學提供多媒體資源，為教師進行教學活動準備充足的課外資源。如多媒體投影儀、視頻、圖片以及語音等多樣化的教學方式，為學生營造一種活躍的課堂氛圍，讓學生在輕松的環境下學習。其次，多樣化的教學方式更能吸引學生的注意力，使學生在課堂上注意力能夠高度集中，從而將知識掌握得更加牢固。進而提升課堂教學質量，不僅讓學生能有一個好成績，同時還能讓學生跟上時代的步伐，了解現代化信息技術的基本設備和簡單操作，促進學生全面發展。
4 實現遠程教學
隨著現代教育信息化的不斷深入，在教學歷程上已經出現遠程教學的新形式。遠程教學依靠計算機與互聯網信息技術，通過兩個用戶端口，將學生家庭與學校的局域網連接起來。通過網絡連接，教師與學生在電腦中直接交流教學，不用到學校教師就可以上課，改變了傳統的面對面教學方式。目前，根據相關數據顯示，教育信息化變革以來，全國各級校區基本上已經建立了多媒體教學室以及其他的實驗室等。實現遠程教學，其最大的優勢就是節約勞動力資源。一個教師可以與成千上萬的學生進行交流學習，并且能一起學習，發展建設終身學習型社會。這些都體現我國現代化教育的公正和平等性，每一個學習成員都是平等的，接受學習的機會也是一樣的，進而促進教育事業向民主化發展。
5 促進新型教學結構建設
新型教學結構建設主要是由于教育信息化的不斷發展，人們思想觀念已經發生很多改變，很多教師越來越重視信息技術的引進和應用，并且積極主動配合教育信息化發展的偉大事業。同時，教師對教學方式和方法進行重大創新。面對這些變化情況，最終將推進教育教學結構的不斷變化和發展，不斷完善和創新教育體系以及學科體系等，將教育事業推向現代化、科學化以及規范化。
6 進一步推進教育信息化策略
針對教育信息化發展帶來的重大影響和教育變革的重大變化，要明確意識到教育信息化發展形勢，堅定不移地推進教育信息化戰略的實現。因此，需要進一步采取有效的策略，全面推進教育信息化建設。首先，要不斷加強教師隊伍建設，為實現教育信息化提供實戰型人才。在教師隊伍培訓過程中，學校要及時召開學習交流研討會，引進技術操作人員，當面操作與講解技術知識與實踐技能，將理論與實踐相結合，讓教師全面掌握現代化信息技術的基本技能和專業的理論知識。只有這樣，教師才能更好地將自身的知識傳授給全體學生，并且能進行實踐操作，讓學生深刻地記憶教學知識。其次，加大教育信息化發展的投資力度，為學校引進先進的技術設備，真正落實教育信息化建設戰略，讓教師切實感受到信息化教育的必然趨勢，督促自身不斷發展，使自己更好地適應教育發展需求。通過這些方法，進一步推進我國教育信息化發展，深入優化教育信息化新體系結構，使得教育信息化戰略得到更有效的實施。
7 結束語
綜上所述，教育信息化能夠推進我國教育事業的不斷發展，代表著現代教育事業發展的方向和前進的動力。因此，要繼續推進教育信息化，并且采用有效的措施進一步強化教育信息化發展。可以通過完善基礎設備、加大投入力度等策略，全面推進教育信息化發展，實現教育變革的偉大戰略目標，進而將教育事業推上一個新的歷史時期。
參考文獻：
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【關鍵詞】數學史 啟發式教育 數學史教育
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）14－0131－01
數學史是研究數學概念、數學方法和數學思想起源與發展的一門學科，它記載了各時期數學家的數學成就及各種數學研究的思維方法，如能有效地將其應用于教學，便能使數學教學豐富多彩，使學生在愉快的學習中學到更多的知識，培養學生多方位的思維能力，促進學生健康成長。
一 數學史料可以啟發學生理解數學的發展
數學課程所介紹的似乎是一些沒有什么關系的數學片段。歷史可以提供整個課程的概貌，不僅使課程的內容互相聯系，而且使它們和數學思想的主干也聯系起來。數學史既可以展示數學發展的總體過程，又詳細介紹了各學科的具體發展過程，把握數學這一發展過程不僅可以使學生視野開闊，深刻理解數學的本質，以便在今后的教學中能高瞻遠矚，還可以使學生加深對所學知識的理解。通過對數學史的學習，可以使學生更好地感知和理解數學美，提高審美情趣，陶冶情操，從而更熱愛數學這門學科，執著于對數學的探索。
通過學習數學史可以使學生更好地回顧往昔，展望未來。通過學習數學史可以預料，隨著新世紀的到來，數學事業將會更快速地發展。數學分支越細越有利于數學家在某一方向上深入發展；數學信息的繁密，更能幫助數學家了解自己研究方向上的概況，避免無效的勞動。而現今隨著計算機的飛速發展，使數學家逐步擺脫了沉重的計算負擔；人工智能的不斷開發，將協助數學家進行部分勞動。面對美好的數學前景，能通過學習數學史可增強學生的使命感和目標感，吸引更多的學生獻身于這一艱苦而又偉大的事業之中。
二 數學史料可以啟發學生掌握數學的思想
數學思想是人們對數學認識的反映，它直接支配著數學的實踐活動。任何數學事實的理解、概念的掌握、數學方法的運用、數學理論的建立，無一不是數學思想的體現。因此可以說，數學思想是對數學概念、方法和理論的本質認識。通過學習數學史，可以知道各種數學思想的產生和發展，它與數學主干思想的聯系，對數學發展的影響、作用和地位。數學中有許多數學思想，如人類第一次使用小石子來表示羊只時，就意味著符號抽象的產生；而當人們第一次試圖使用某種記號將羊只的總數記錄下來時，就意味著符號思想的出現，這是人類認識史上的巨大飛躍的開端。符號思想的實質就是通過建立某種對應，實現從感性到理性認識的轉換。對于學生來說掌握這種對應關系，才能理解所使用符號的意義，才能進入形式化的數學領域。
三 數學史料可以開發學生的數學思維
首先，思維是人腦對客觀事物的本質屬性和規律關系的概括與間接的反映。數學思維是一種思維，它是人們的數學認識活動，是人們從事數學活動中的理性認識過程，是人們形成數學思維形式、數學概念、數學命題、數學推理和數學理論的思維過程。數學史料富有典型性和教育意義。領略數學家們的創造性思維過程，有助于學生深刻地理解教材，領會教材的實質，從而可以增強學生駕馭教材的能力。這一點是戰勝題海戰術的有力武器，現今學生只知道做題，而對題的深層結構和思想實質不做思考，當他們面對一個全新的問題時便往往束手無策，而學習前人在面對未知領域所用的思想方法，對解決問題大有裨益。
其次，數學史中記載了許多數學知識發明、發現的生動過程，向學生介紹這些過程，有助于學生理解掌握創造的方法、技巧，從而增強其創造力。使學生體驗數學發現的樂趣，激發學生的求知欲和創造欲。如公元263年，劉徽在《九章算術》的注釋中提出了計算圓周長的“割圓”思想，劉徽論述道：“割之彌細，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓周合體，而無所失矣！”。劉徽用“割圓”思想不僅計算出了π的近似值，而且還提供了一種研究數學的方法。這種方法相當于今天的“求極限”。數學家們的這些數學方法和思想能開闊學生的視野，發展學生的思維。
四 數學史的啟發功能可以活躍課堂教學
數學史的啟發功能可以活躍課堂氣氛，增加學生學習興趣，提高教學效果。課堂教學中穿插一些相關的數學史知識，可以激起學生的好奇心，使學生更好地領會所學的知識，調動學生學習的積極性。
數學的形式化表述，往往把歷史上“火熱的思考”變成“冰冷的美麗”（弗賴登塔爾語）。在數學史上有許多值得數學工作者去研究的地方，更重要的是研究如何將數學史和啟發式教學結合在一起，從數學史的觀點分析學生學習數學時的困難，可以更好地為數學教育服務。
參考文獻
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【關鍵詞】云計算；專業建設；人才培養；畢業條件
1.引言
隨著信息技術與互聯網技術的發展，2006年亞馬遜推出彈性計算云服務，2006年谷歌首席執行官埃里克•施密特提出“云計算”的概念。從此云計算產業迅速發展，人才需求規模不斷擴大。高等職業教育的職業性和應用型決定了其具有一定的產業屬性，需要對社會經濟服務。進而如何培養對接云計算產業的復合型技術人才是高職院校迫切需要解決的問題，云計算專業的建設也勢在必行。
2.專業建設背景
云計算產業是支撐我國信息產業持續發展的戰略性產業。2013年2月，國家發改委公布的《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》中指出，云計算軟件屬于國家戰略新興產業重點產品和服務。2014年3月，國務院了《國家新型城鎮化規劃（2014－2020年）》，規劃明確提出推進智慧城市建設，統籌城市發展的物質資源、信息資源和智力資源利用，推動物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術創新應用，實現與城市經濟社會發展深度融合。2015年1月《關于促進云計算創新發展培育信息產業新業態的意見》指出，鼓勵普通高校、職業院校、科研院所與企業聯合培養云計算相關人才，加強學校教育與產業發展的有效銜接，為云計算發展提供高水平智力支持。《江蘇省“十三五”戰略性新興產業發展規劃》將大數據、云計算、高端軟件、信息技術服務、人工智能列為高端軟件和信息服務業，重點發展。2016年，教育部正式設立“云計算技術與應用”專業。如何建設云計算技術與應用專業、培養滿足產業需求的技術人才是本專業迫切解決的問題。專業建設將從產業對接、人才培養目標、人才培養模式、課程建設、條件建設、人才培養質量6個維度進行探索與實踐。
3.專業建設內容
3.1產業對接
社會經濟與產業的發展直接體現在對人才的需求上，高職教育培養什么樣的人才，從事什么樣的崗位是專業建設的首要問題。通過對行業調研、分析云計算產業生態鏈與社會人才需求，對接產業位云計算產業與服務支持行業。由于各行業的IT服務對云計算的要求切實存在且又各不相同，因此其服務的行業領域可以寬泛的屬于各個行業。專業涉及核心內容仍屬云計算領域，因此主要的服務行業可以歸并到云計算基礎設施與平臺，云軟件，云服務領域。專業對接的崗位群：云運維工程師、云實施工程師、云產品銷售工程師、云技術客服工程師、云安全工程師、云平臺架構師。
3.2人才培養目標設置
為了提高人才培養的質量適應中國經濟轉型發展，云計算技術與應用專業以學生的知識基礎、能力水平、畢業素質以及今后的可持續學習與發展為立足點，將本專業的培養目標從5個層面進行了設置，如表1所示。根據培養目標再細化畢業生的畢業要求，細分畢業指標點，確保培養產業需要的人才，培養社會發展需要的人才。
3.3創新人才培養模式
人才培養模式是專業建設的基礎，本專業以項目任務和工作流程為引領、崗位需求和職業技能要求為依據，融入職業資格證要求，構建“四方多元三證并行”的工學結合的人才培養模式，如圖2所示。其中四方為：政府、行業、企業、學校。多元指“嵌入式培養+N”的培養模式，即與中興能源（云泰）合作的嵌入式培養、與知途阿里云合作培養、政企校合作信息安全人才培養的多元培養模式。三證并行：云計算技術與應用專業學生需取得畢業證書、英語證書、職業資格證書三證。
3.4課程體系建設
為適應工學結合人才培養要求，深度分析各職業崗位能力要求，將專業理論知識和技能進行深度融合，將典型工作任務與工作過程相結合，重點突出專業工程項目核心課程，構建以技能培養、校企融合為主線兼顧學生創新創業的雙線并行的課程體系。同時通過調研，與政府、行業、企業共同開發課程標準、課程內容。以課件、視頻、教材、圖片、案例、試題6個維度構建核心課程的課程資源。
3.5條件建設
要發揮人才培養規格在人才培養過程中的主導地位，這要求專業實踐條件與課程設置和培養模式匹配。本專業的實踐條件主要分為3個層次：專業基礎能力的實踐培養依托軟件中心實訓中心與網絡實訓中心；專業核心能力的培養依托云計算實訓中心，目前實訓中心擬建設云安全實訓中心、公有云實訓中心和私有云實訓中心；專業綜合能力的培養依托校外實踐基地，目前已與中興能源、知途阿里云等共建校外實踐基地。
3.6人才培養質量建設
為了確保人才培養質量，在課程上構建云計算專業標準、課程體系、課程標準；設計了“具備從事云計算應用技術專業領域的工程素養”、“具備從事云計算應用技術專業領域的工程師的基本能力”、“具備從事云計算應用技術領域的工程實踐能力”的畢業要求，細分為28個指標點；課程與畢業指標點一一對應。在教學上，執行學院二級督導、三級聽課制度，建立教學質量監控；學校開發工程云課堂，為老師提供了信息化教學平臺。推進義賽促學，以賽促改，鼓勵學生參加學科競賽、技能大賽、創新創業大賽。建立完善畢業生工作反饋制度，注重畢業生情況的跟蹤調查及用人單位、社會對學生情況的評價。
4.結束語
云計算產業的發展，促使云計算技術與應用專業的增設。在云計算技術與應用專業的建設上，從產業對接、人才培養目標、人才培養模式、課程建設、人才培養質量5個方面進行了探索與實踐，取得了一定的成效。但隨著我國產業轉型，應用型本科院校的競爭，社會對高職層面的工程教育的認識不斷提升，本專業將進一步結合《悉尼協議》，在人才培養規格上做進一步地研究與探索。
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School of One
約翰·佩雷斯是美國紐約布魯克林區八十八中的一位七年級學生。他每天到學校后，第一件事情就是打開學習終端，領取一份個人學習日程表。這份日程表的課程安排與他的同伴不一樣，因為約翰最近一次的代數練習只得到了B，所以今天的時間表上安排了他參加一個小組講座，補修昨天有問題的內容。事實上，約翰的每位同學得到的日程表安排都不一樣。這是由于八十八中正在實施一個叫做School of One的項目——紐約市教育部門的一項初中數學教改項目。School of One采用了一項最新的技術，能自動為每位學生提供個人學習計劃。因此，根據自己的學習需求和優勢，每位學生都能獲得獨特的每日時間表；且每個時間表和教學計劃都是自動調整以適應每位學生能力和最成功的學習方法。由于School of One以學生為中心，把技術和課程整合，并在學校提供一種混合式學習環境，滿足了每位學生的個性化學習需求，所以在2009年《時代》雜志評選的50項最佳發明中，該項目是獲此殊榮的唯一一項教育創新。2011年，美國教育發展中心的兒童和技術中心對該項目2010年的實施進行了獨立評估，結果顯示：參與學生的數學成績顯著跑贏非參與的學生。
綜述
優秀教師的做法
每位學生的學習都是獨特的。優秀教師的做法是對學生的學習情況進行適應性分析，根據學生的家庭背景、興趣和愛好，以及知識基礎、學習能力、學習方式等，在每次學習之前，在每次作業或測驗后，為不同學生提供不同的輔導策略、補救措施和對應的學習材料。采取這種適應性教學法（個別化教學和差異化教學），使學生在教師的幫助下能進行定制化學習。
不過，即便是最優秀的教師也很難完成面面俱到的分析，許多教師只是做到了在某些方面適應性分析，而且不是每位學生都會受到如此的照顧。因為，沒有現代信息技術技術的幫助，要做到這一點需要極大工作量。
斯金納的機器教學
在20世紀50年代，哈佛大學教授、心理學家B.F.斯金納根據自己創立的新行為主義理論發明了教學機器，并以此來進行程序化教學。其原理就是：把教學材料分解成按循序漸進原則有機聯系的幾百甚至幾千個問題框面組成的程序；在學生回答問題過程中，教學機器根據學生的薄弱環節呈現教學材料進行提示，直到學生回答正確后再進行下一個內容的學習。
課堂上采用斯金納的教學機器，與傳統的班級教學相比較有許多優點。第一，教學機器能即時強化正確答案，學習效果的及時反饋能加強學習動力。而在傳統班級教學中行為與強化之間間隔時間很長，因而強化效果大大削弱。第二，教學機器使學生學習行為得到積極強化，力求獲得正確答案的愿望成了推動學生學習的動力，提高了學習效率。傳統的教學消極強化，會導致學生失去學習興趣。第三，采用教學機器，一個教師能同時監督全班學生盡可能多地完成作業。第四，教學機器允許學生按自己的速度循序漸進地學習，這能使其對教材掌握得更牢固，提高他們的學習責任心。第五，采用教學機器，教師就可以按一個極復雜的整體把教學內容安排成一個連續的順序，設計一系列強化列聯。第六，教學機器可記錄錯誤數量，從而為教師修改程序提供依據，結果是提高了教學效果。第七，學習時手腦并用，能培養學生自學能力。
但是由于缺乏對認知心理學的借鑒、教學內容媒體形式和機器功能單一等不利因素，使機器教學實踐并沒達到預想效果。實踐中缺乏師生間的及時交流；過細分割教學內容導致學生缺乏對知識的整體認知；學生盲目地追求學習進度、猜想問題的答案和不求甚解。不過，教學機器是一種自適應學習系統萌芽，初步實現了量身定制的教學，并努力讓學習者從信息的被動接受者轉變為教育過程的合作者。
計算機智能化教學
20世紀70年代后，結合計算機技術和認知心理學發展起來的人工智能逐漸成熟，用于教育的各種智能教學系統也相繼被開發出來。智能教學系統是利用計算機為學習者提供及時性和定制化的教學和反饋的適應性支持系統，它的結構包括四個基本組成部分：認知模型、學生模型、教師模型、界面模型（Charles P. Bloom， R. Bowen Loftin）。
認知模型決定問題解決可能需要的所有步驟。更具體地說，這種模式包含要學習領域的概念、規則和解決問題的策略。它的主要實現功能為：專業知識庫，學生表現或檢測錯誤的評價標準等。學生模型跟蹤和模擬學生的認知、情感狀態以及隨著學習進程的發展出現的變化。
教師模型根據認知模型和學生模型的信息選擇教學的策略和行動。界面模型實現人機交互的所有功能。
隨著計算機智能化教學研究和實踐的深入，學界逐漸總結出了設計和開發的八項原則和四個階段。智能教學系統的設計以使學生成功解決問題為總原則，并輔以這八項原則：①模擬學生的能力。②表現傳遞目標結構是問題解決的基礎。③在解決問題的環境中提供教學。④深化對解決問題的知識的抽象理解。⑤最大程度減少學習過程中的記憶負荷。⑥對錯誤提供即時反饋。⑦為學習調整教學容量。⑧幫助學生循序漸進地達成目標技能。
智能教學系統的開發和大多數的教學設計過程大致相同，包括四個迭代階段：①需求評估。②認知任務分析。③初始教學的實施。④評價。
由于得益于行為主義和認知心理學的優勢互補，相比教學機器，智能教學系統顯然是較高級的自適應學習系統。它能更準確地分析判斷學生的學習情況，提供的教學方法、學習材料和評估方式也更多樣化。
在20世紀80～90年代，智能教學系統在學校教育、企業培訓和軍事訓練中得到了較多應用，成功的個案主要體現在數學、健康科學、語言習得等領域的教學。不過，由于智能教學系統開發和實施成本昂貴，導致其最終沒有得到廣泛的推廣和應用。此外，以下兩個缺點也為業界所詬病：智能教學系統主要是用預設因素來對學生的學習進行適應性分析和模擬匹配，因此不能全面地把握學生的學習需求和特征；智能教學系統仍然是以教師為中心（這里的教師是計算機系統）來實現個別化教學或差異化教學。這種從模擬認知—自適應教學的模式，主要受到當時教育、學習科學和計算機數據挖掘處理技術的發展限制。
自適應個性化學習
進入21世紀，Web2.0、語義網和云計算等新技術相繼被開發出來，互聯網應用日趨豐富。在此基礎上發展起來的在線學習得到了長足的發展，到了2012年出現了爆發式的增長。特別是計算機網絡數據的挖掘和處理技術的成熟使自適應學習技術重新被重視和開發，并認為是大規模在線教育發展的重要基礎。2008年，結合新的教育和學習理論的研究，學界提出了利用自適應技術服務于個性化學習的新觀點——自適應個性化學習。綜合多方的論述，自適應個性化學習被認為是在學習分析的基礎上，采用自適應技術動態連接課程資源，以滿足學生個性化學習需求的一種學習技術。它從智能教學系統發展而來，在設計和開發上二者有很多相通之處，不同之處是個性化自適應學習是以學生為中心，并有自身獨特的十條法則（Nish Sonwalkar）：
（1）“一刀切”方式在網絡教育中是行不通的。
（2）信息不是教育——當前基于網絡的學習正導致信息過載。
（3）學習需要一個對多種媒體內容的認知過程。
（4）不同個體的學習，涉及學習內容和學習路徑的不同。
（5）基于認知的發展和對新知的消化吸收進度，每個人有不同學習策略。
（6）個性化的學習是達到更高的完成率和更快的學習的一種方式。
（7）學習是四維的，其中包括：多種媒體，認知策略，交互性和社會化學習。
（8）唯一有意義的評估是幫助學習者提高，并達到所需的能力。
（9）用正確的學習策略和學習的步伐，任何人都可以達到即定的學習目標。
（10）教師最大的作用是引導學生如何學習，而不是學習什么。
自適應個性化學習的特征
1.學習分析技術
采用新的學習分析技術，能全面掌握學生的學習情況。通常做法是對學生進行課前的形成性評估來完成學習分析。自適應個性化學習采用的學習分析技術是基于學生的“大數據”，利用特殊的算法來得出學生的學習需求和學習特征。這項技術得益于商業智能的發展，即對大量商業數據源的統計、評估和識別，可以幫助企業做出更明智的決策。同樣，學校對大量學生信息的搜集、管理和分析，能幫助學校和教師實施提高學習效果和更利于學生發展的教育教學行為。
學生參與在線學習后，會留下大量的數據碎片，學習分析系統通過對這些數據的跟蹤、搜集和統計，分析出學生活動和學習成果之間的相關性，識別促進和阻礙學生學習的因素，并把這些數據轉化為教育工作者能理解的知識呈現出來。
在學校中，這些被稱為“大數據”的大量數據碎片，主要來自學生信息系統、學習管理系統、數字內容管理系統評估和成績管理系統。從這些系統中搜集了學生的家庭背景、興趣和愛好，以及訪問的內容、停留的時間、學習的進度、獲得的評價和成績單等數據；還有，學生在互聯網上訪問的社會化媒體（博客、微博、圖片和視頻分享網站等）也留下了大量的數據；最近興起的MOOCS和數字教科書也能搜集學生的學習數據。而每個學生知識基礎、學習能力、學習方式和學習步伐就蘊含在這些數據中。通過學習分析技術就能把這些重要的知識顯現出來，為教育教學提供有力的參考。
2.自適應學習路徑
采用新的自適應技術，生成學生個性化學習路徑。學習分析結果不但能為教育工作者提供了解學生的管道，還被用于自適應分析來幫助學生實現個性化學習。自適應技術能動態連接學習分析結果和課程體系，為每位學生自動生成一個獨特的學習路線圖。每個路線圖可能會包含時間安排、方法推薦、課程和學習材料的推送等，并能給予學生充分的自主性，能讓學生知道學什么、如何學習以及自己掌控學習。
在借鑒智能教學系統結構模型的基礎上，自適應技術采用了復雜的統計和概率學算法，分析出學科知識的結構和難易程度，以及對應課程和學習材料的層次和呈現風格，匹配學生已有的學習特征和對當前知識的掌握程度，最終形成每位學生的個性化學習路徑。
這一學習路徑不是一成不變的，而是會根據學生每段時間的學習活動及評估報告做動態的調整。當然，自動匹配的學習路徑并非真正完美契合每個學生，因此學生自己可以通過每天的學習心理狀態自我評估或選擇性接受系統的學習活動安排，以及參考教師的反饋來對學習路徑進行修正。
3.課程內容多樣化
提供多樣化的課程和學習材料，支持學生的獨特的認知需求。要實現個性化學習，就應該滿足學生對不同課程、環境，以及學習方法、節奏、教師選擇的需要。因此，自適應個性化學習系統中為學生提供了以下多樣化的課程：
對同一學科的課程內容多樣化體現在：不同的教材，不同的起點，不同的環境以及不同的評價手段。不同的環境包括：大組講授（12～24人），小組講授（6～12人），小組合作（3～6人），在線講座，實時遠程輔導，獨自學習，實踐活動等。不同評價手段：學習需求診斷，每日學習進步評估，統一測驗，教師和同學給予的人工評價，學生自我學習狀態評估等。
學習材料的多樣化指的是：圖文、音視頻、3D材料、動漫、游戲等。
個性化學習路徑生成后對課程和學習材料的推送也不是單一化的。學生可采用系統最優推薦，或自主挑選喜愛的學習內容，以及在受困時及時更換學習材料，這樣才能最大限度符合個性化學習的特征，實現無障礙學習。
自適應個性化學習案例
1.Knewton
Knewton（紐約市的一家網絡培訓公司）是較早進入自適應個性化學習領域的公司之一，他們聲稱開發了行業內“最強大的自適應學習引擎”，其“連續適應性能力能滿足每個學生每天的教育內容定制”。該算法能判斷用戶實際水平，并為用戶提供與其水平相適應的課程。Knewton通過不斷的提問和測試，判斷使用者的真實水平，再為用戶提供與之水平相對應的課程輔導；并強調用即時反饋、社區協作和游戲化促進學生個性化和快速地學習。2012年夏天，亞利桑那州立大學數學系超過2000名學生使用Knewton兩個學期后，缺勤率下降了56％，合格率從64％上升至75％，45％的學生能夠提前4周完成學習任務。（網址：http：//）
創新學習 學科競賽 協助學習 學習平臺
一、引言
創新型人才是具有創新意識和創新能力的人才。創新學習能力是獲取、繼承、建構知識的能力，是創新型人才應該具備的基本能力之一。我國正處在經濟發展方式轉型的重要階段，創新型人才正是推進經濟轉型升級的重要引擎。肩負培養高級專門人才責任的高等學校，重視開發學生的創新能力，注重培養學生的創新素質，顯得格外重要。而在開發學生的創新能力方面，首先要重視開發其創新學習能力。
創新學習是一個不斷求索的過程，是一個自主性學習、探索性學習、研究性學習、協作型學習的過程。高等學校作為人才培養基地，構建以創新型人才培養為取向的大學生創新學習方式，既是社會發展的需要，也是學生自身成長的需求。在大學生自主創新學習能力的形成過程中，需要采取多種策略構建自主創新學習的課堂模式和學習方式，并以此培養大學生的學習興趣，形成自主創新學習能力，獲得終身學習的能力。
在信息爆炸的時代，傳統的學習環境已經遠遠無法滿足信息社會的發展需要，自互聯網應用于教育教學的開始至今，關于網絡學習環境的搭建相關研究一直受教育界的廣泛關注。目前國內外基于Web2.0學習環境的構建主要有如下一些應用：如blog，wiki，diigo等。而國內目前現有的網絡學習環境，仍主要停留在傳統的適用性學習方式，以“教學網站”的方式為主。專門針對培養學生創新能力的學習型平臺的研究較少涉及，因此建立一套行之有效的平臺及方案，并探索在該平臺上如何進行創新學習和人才培養模式具有可觀的現實意義。
二、教學模式探索
為了更好地探索新課程背景下的課堂教學模式，根據學校情況，把《分層教學》的課題研究作為突破口，對部分課程教學方法進行改革創新，力爭建立一個開放有度、活動有序、自主有效、積極創新、發展個性的教學模式，并取得了一定的效果。現把這一課題研究情況介紹如下：
首先，在老師的協助下，學生3到5人組成小組，以小組為單位成立學習研究團隊。教師明確要求各團隊確定一個研究方向，該研究內容必須與課程相關，并且具有一定研究空間。教師提供一些備選的命題。團隊經過課外查閱資料和討論，決定研究方向，并提交團隊開題報告，由教師審核確定。
團隊研究內容確定后，教師協助團隊將研究工作分工，從而做到每個學生學習目的明確。團隊必須制定并提交學習研究計劃，其中要包含定期交流和定期整理提交團隊學習報告等環節。老師對學習研究計劃進行審核，并提出改進意見。學生帶著各自的學習和研究任務，通過在教學平臺的學習資料庫中搜集學習資料，到圖書館查閱相關書籍，在網上搜索資料等方式進行自主學習。期間利用平臺的網上學術廳功能和論壇功能進行協作和交流，并定期召開會議，進行當面交流。教師定期召開班級教學研討課，每個團隊以報告的形式介紹階段學習和研究成果，全班討論并提出疑問，團隊合作解答。在最后一次班級研討課上，個團隊提交綜合研究報告，教師邀請專家和其他教師，對各團隊研究成果打分。所得分數作為評定平時成績的主要參考。
課程結束前，教師在學習平臺的競賽組織管理系統中，創建比賽，公布比賽題目，學生以團代為單位參加比賽，協作完成比賽內容，然后通過競賽組織管理系統提交比賽成果。比賽成績的評定由兩部分組成，一部分是邀請專家和教師打分，一部分是在學習平臺上展示，由學生投票評定分數。其中專家所打分數占比賽分數的主要部分。
三、基于網絡環境的創新學習平臺設計特點
基于網絡教育技術的信息系統，為學生提供了多學科多層次的學習信息，為創建支持情境創建、交流協作和意義建構等要素的理想學習環境提供了技術支持。學生可以通過互聯網和校園網獲取信息，并對信息進行學習和運用。因此，網絡教育技術也為創新學習提供了良好的智力背景，創造必要的學習條件。基于網絡環境的創新學習是指學生在教師指導下，利用網絡空間中的資源共享、交互式學習、信息查閱等優勢，通過多媒體等現代教育技術構建的學習平臺，主動獲取知識，創造性地運用知識來解決問題的一種創新學習活動。
其中：
1.學習資源庫給學生提供學習相關的各種形式和內涵的信息，學生通過網絡獲取信息，并對信息進行整理和運用。學習資料庫靈活的展現教學內容，從而有利于調動學生的學習興趣，激發學生自主創新學習的動力，使學生積極地投入學習。
2.競賽激勵改變傳統的“課堂為中心”的教學模式，打破課堂教學內容及教學形式環節的界限。學生在網絡空間中進行學科內容的競賽、評價、評獎，從而激發學生的創造力和想象力，做到迅速掌握課堂知識并應用遷移知識，實現增進創新能力的培養。
3.創新型實驗是教師通過創新型實驗，讓學生進行課后自主性學習，充分發揮主觀能動性，通過互相協作完成任務，富有成就感，激發進一步學習的興趣。
4.反饋是教師積極引導學生主動參與，自覺地發現、收集、整理和創造信息，同時注意暢通師生之間的交流，使學生及時調整學習方向，強化正確的知識，改進學習方法，實現學生自主學習的目標。
5.協作交流。學生在利用網絡環境進行自主學習時，可以通過各種方式，學生之間相互進行交流，交換彼此的看法，達到共同進步、共同提高的效果。
四、功能設計
基于競賽激勵的創新學習平臺包括學習資料庫、協作交流學習、學科競賽管理等三個主要模塊。
1.學習資源庫
根據創新型人才培養特點，基于網絡環境的創新學習資源庫是層次式教育資源共享模型，將教育資源共享網絡模型分為三層：最上層為中心節點；中間層為管理節點，處于邏輯中心位置將系統劃分為若干個域；最底層是資源節點包括所有的用戶和資源服務提供者。同時，對系統各類節點的功能進行了定義。設計中運用虛擬現實、3D技術、人工智能技術以及多媒體，直觀、形象、生動地展現教學內容。
2.協作交流學習
為了促進學生高級認知能力的發展、合作精神的培養和健康情感的形成，塑造創造性人格，協作學習顯得很必要。協作學習可以是在自主探索的基礎上與他人合作交流使得學習進一步深化，也可以是為共同完成某一任務的需要從一開始就進行的。利用網絡的群組功能和網上交流工具(如BBS、聊天室、電子郵件、ICQ， Internet Phone等)，通過人機交互、師生交互、生生交互，開展小組合作探索、協商討論學習，共同協作完成學習任務。教師只需加強導學、答疑、評講、檢查（導學即簡單講授本章的背景和目標。答疑即解決學生的個人疑難問題。評講是評價學習者發現的新方法、新思路的特點。檢查即檢驗每一章的學習成果）。
3.學科競賽管理
分析本校現有學科競賽的選拔、培訓和組織比賽等工作情況，整理歸納各學科比賽中存在的相似情況和管理特點，開發模型系統。學科競賽的參與人員，主要包括競賽項目負責人、輔導教師、特邀專家、參賽學生、有潛力和興趣的學生。依據該特點，建立各類人員信息庫，完善各類相關人員資料庫。設計和優化多學科競賽開放評價策略，基于SOA理論整合現有各學科培訓和比賽平臺。設計多學科競賽開放平臺信息管理系統，通過系統競賽通知，提供競賽相關信息、報名程序、獎勵辦法，提供的培訓課程安排、指導教師情況等。學生可以通過網絡報名、選擇指導教師和參加培訓課程，也可以在線觀看教師的培訓課件或在線答疑。使其具有為不同學科競賽提供支撐平臺的功能，并在組織學科競賽的實踐中過程中嘗試運用，對發現的問題及時研究和解決。
五、系統結構
學習平臺的設計既要適應創新學習情景的要求，又要實現對教學資源的全面整合，充分利用現有應用系統，避免出現“信息孤島”。因此采用基于Web服務的多層體系結構設計。學習平臺整個系統分為：客戶端、Web服務層、業務組件服務層、資源訪問組件層、資源層。
學習平臺服務利用Web Service進行層與層之間的數據交互，解決安全問題。將各個分散的軟硬件資源進行了系統的整合，有效解決學習平臺與本地信息系統的集成問題，具有高效方便的優點。同時支持瀏覽器，以及手機、PDA等各種便攜式通信工具，擁有即時通信的優勢。
六、結束語
本文在創新學習理論的基礎上，將學科競賽和協作學習的教學方法相結合，研究探索出一套行之有效的教學和管理方法。運用多媒體、信息管理等計算機技術，開發基于網絡教育技術的具有實際使用意義的創新型學習平臺，該平臺具有學習資料庫共享、學生協作交流、教師指導、學科競賽培訓及組織管理等功能，為高校課外教學和管理提供服務，從而促進大學生創新能力的培養，并對高校學科競賽的發展起到推廣示范作用。教學實踐結果表明，基于競賽激勵的創新學習平臺的教學模式，在激發學生的學習興趣和培養學生創新學習能力方面，收到良好的教學效果。
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