人工智能在小学教学的应用范文

夜上海论坛前言：我们精心挑选了数篇优质人工智能在小学教学的应用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变教育教学。2020年2月26日，教育部在印发的《2020年教育信息化和网络安全工作要点》第24条“培养提升教师和学生的信息素养”中明确提出：完善义务教育阶段课程设置，加强信息科技教育。建设普通高中人工智能样板实验室，保障中小学校具备开设人工智能课程的环境条件。开展人工智能相关教学与师资培训，搭建区域间人工智能教学成果交流平台。继续推进中小学人工智能教育课程建设、应用夜上海论坛与推广工作。中小学人工智能教育课程包(初中版和高中版)和支持服务系统并推广应用。

夜上海论坛 我校是青岛市人工智能实验学校。在工作中我们借助教研、教学平台，积极推动人工智能课程开展和教师教研、集备工作，根据兴趣导向、应用驱动，学用结合，强化实践的原则，组建了实验班，按照上级对于高中段开课部署每两周开设1课时，开展人工智能教育教学工作。

在课堂上组织实验班的学生观看了人工智能的《开学第一课》，主要是“什么是人工智能”、“如何制造人工智能？、“New Google AI Can Have Real Life Conversations With Strangers”等内容，很有收获。但是在观看过程中发现很多的人工智能相关联的知识，比如JAVA、大数据、Python、人工智能、物联网、数据分析、H5/WEB前端、嵌入式、Linux、C语言、单片机、C++等解根本看不懂，发现自己的很多方面都需要补课，不然每次培训老师讲解的专业东西还是理解不了，这对于我们教师和学生都是一个难点。也断断续续参加了各种形式的培训，和同仁们交流起来总体感觉是没有系统化，特别是参加了祁荣斌博士组织的磨课，和同事们讨论起来感觉层次太高，有些内容也是理解不了!学生和学生的学习和生活环境比较起来也存在地域差异性导致了学生接受人工智能相关教育程度深浅不一，而且面向高中生的课本难度很大，很希望能有个机会从零基础开始系统化学习人工智能，这样才能更好的教好学生，这一点线下交流的时候是很多老师的心声，期望能在领导和专家的引领下实现。

通过断断续续的学习，比如Python基础知识，由于实战少，只能阅读别人的文章里附带的相关算法的实现代码，这样的学习效果不明显。很多算法的实现，难以从代码级去理解其设计思路；对于很多算法比如随机森林，决策树，SVM等常见算法，虽然看了相关文章很多遍但是还是一知半解的。

第2篇

夜上海论坛 关键词：人工智能；图形编程；创新实践

近年来，人工智能已成为一个高频词，各种与人工智能相关的智能家居、自动驾驶、智能语音、图像识别等新技术，深刻影响着社会的方方面面，也逐步改变人们的工作及生活方式。许多国家已经开始积极尝试，大力推进小学人工智能教学。2017年，国务院正式颁布《新一代人工智能发展规划》，明确提出了“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”；如今，计算思维培养又成为热点。在这样的一个时代背景下，学校和教师有责任和义务组织、引导学生去接触、了解、学习、应用人工智能技术，以适应未来学习和工作环境的变化。人工智能涉及的学科内容较为广泛复杂，小学生相对年龄较小，储备的相关知识较少，学校应如何在小学阶段有效开展人工智能教学，推进人工智能教学真正落地？笔者结合自己的教学实践，从“巧”借活动、“巧”设场景、“巧”编程序、“巧”创项目等方面，积极探索小学人工智能教学的推进路径。

一、“巧”设场景体验人工智能

人工智能的知识结构具有较强的逻辑性和抽象性，与之前信息技术课上所教的内容相比，难度及复杂性更高。在日常人工智能教学中，教师应根据学生的心理特点以及不同教学要求，改变教学方式，把体验搬进课堂，让学生通过具体的体验活动逐步理解人工智能的相关知识，把重难点从对概念、原理、技术的学习转换到了解相关概念、技术实现的过程、体验人工智能技术的应用上。丰富有趣的教育实践活动可以让学生在愉悦的教学情境中，从不同的思维角度、用不同的思维方式来认识和理解与生活密切联系的一些人工智能概念，如机器学习、大数据、神经网络等，体验人工智能在实际生活中的应用。例如在《人脸识别》一课教学中，需要让学生了解人脸识别技术的应用、影响、实现过程和原理，其中人脸识别的原理和过程较为复杂，如果教学中只进行简单说教，无法有效达成教学目标。本课设计了一个“人脸大比对”体验活动，活动分两个部分，第一部分就是通过百度AI开放平台里的人脸检测与属性分析功能，体验人脸检测中具体检测哪些属性；第二部分就是通过人脸对比功能，完成教师提供的三组人像照片的对比分析。在第一部分的实例体验中，学生通过自己上传照片进行检测，主要是通过对人脸的面部、肤色、毛发、眼睛、嘴、鼻和轮廓等150个特征的精准定位来准确地识别和计算出一张人脸的特征和属性信息，包括年龄、性别、颜值、情绪、是否戴眼镜等。这样的体验让学生非常感兴趣，也能很好地理解特征提取的过程。第二部分的体验是人脸对比，教师提供给学生三组照片，第一组是一对相似度很高的双胞胎；第二组是同一个人戴口罩和不戴口罩的照片；第三组是同一个人的两种表情。学生先自己观察，记录三组照片的结果，再上传照片到百度AI体验人脸对比过程，并查看对比结果。经过体验，学生认识到在现有的技术下，人脸识别的准确度还是非常高的，对人脸识别的过程也留下了非常深刻的印象。

二、“巧”编程序理解人工智能

从当前人工智能技术应用的实际情况分析来看，主要应用领域为大数据及机器学习，这些功能的实现得益于算法的不断完善。可见，算法学习是实现人工智能的关键，而对算法的学习又是计算机编程教学中的一大难点。推进小学编程教学将有利于帮助学生理解人工智能的相关知识。小学生相对抽象思维偏弱，采用图形化的编程教学，更加有利于他们接受，有助于提高学习的积极性。通过编程教学引导学生学会分析问题、抽象与建模、设计算法、编写程序脚本，在验证过程中不断改进和完善，并最终实现问题的解决，能有效培养学生的计算思维，并过渡到对人工智能所需要的其他知识的学习上。例如在五年级的《创编游戏》教学中，情境任务是设计制作一个猫捉老鼠的小游戏，目标是让学生认识“碰到颜色”“如果……那么……”等指令，能够用它们的组合来编写判断角色是否碰到边缘和老鼠的脚本。人工智能的概念主要体现在“碰到颜色”和“如果……那么……”语句的应用上，“碰到颜色”是侦测识别，“如果……那么……”则是逻辑判断的处理。在教学中，首先通过问题引导学生思考完成游戏需要考虑哪几个要素，从问题和答案中帮助学生提炼出“舞台”“角色”“动作”三个要素，进而帮助学生厘清实现游戏功能的基本思路。在程序编写中，让学生具体体验侦测模块的编写与判断语句的应用。简单的编程实践，能让学生逐步了解人工智能的基本概念及其实现流程。

三、“巧”创项目实现人工智能

夜上海论坛 知识的学习必须与学生的生活实际结合起来，如果学生在掌握人工智能知识和技能后能将所学知识应用于实践，解决生活中的实际问题，那么这样的学习就是真实有效的。学生通过设计创作具体作品，可以大大增强分析和处理问题、解决实际问题的意识和能力，培养逻辑思维和动手实践能力，这也是人工智能教育的方向和目的。根据学生的实际生活经验，教师将人工智能的具体应用案例巧妙引入课程中，引导他们科学地确定项目内容；通过对项目的梳理分析，建立逻辑关系和模型；用编程语言描述逻辑关系；采用硬件设备实现人工智能的具体功能，这种基于真实任务的学习活动，能有效促进学生的理解。例如四年级实践小组的“智能垃圾桶”作品，便是以垃圾桶为课题进行探究，先让学生对现有垃圾桶的优劣势进行分析，思考怎样改造垃圾桶才能真正实现智能化。通过教师的引领和自身观察，学生很快认识到智能垃圾桶应该具有的功能：一是能检测什么时候有人投放垃圾；二是垃圾桶盖能自动开启和关闭。确定了目标之后，就是思考达成上述目标需要哪些条件。学生根据已有知识，确定可以用超声波检测是否需要打开垃圾桶盖子，打开和关闭动作可以通过舵机和连杆来实现。通过探究后，学生根据设计的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建，接下来就是通过编写程序和不断调试验证来实现预期的功能。作品完成后，学生可以根据实际情况进行功能的增加与修改，如增加桶内垃圾超过一定高度时能自动提醒的装置等，让智能垃圾桶更加智能。本次作品的创作过程，不仅锻炼了学生分析实际问题、解决实际问题的能力，又锻炼了他们的编程思维和计算思维，更重要的是体验了自己创作人工智能作品的乐趣和成就感。在人工智能应用日益普及的今天，人工智能课程进入小学课堂是大势所趋。在小学阶段开展人工智能课程教学，主要是为了让学生掌握人工智能知识，体验和运用人工智能技术，培养学生的信息技术核心素养、创新意识、实践应用能力，为学生适应未来社会打下扎实的基础。但人工智能教学具有其特殊性，如何有效推进人工智能教学，还面临着许多需要解决的问题。学校和教师应尽最大努力创设更好的人工智能教学环境，探索更有效的教学策略，促进学生对人工智能相关知识的学习。

参考文献

夜上海论坛 [1]丁华.人工智能教学中对学生计算思维的培养[J].华夏教师,2020(13):42-43.

[2]徐欣彦.引入体验活动创新小学人工智能教学模式[J].中小学信息技术教育,2019(9):62-64.

第3篇

[关键词]人工智能；中学辅助教育；教育资源

夜上海论坛 [DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197

1 中学教育现状

夜上海论坛 教育乃立国之本，而中学教育乃是重中之重。一方面，中学生处于青春的成长期，各项综合素质逐渐完善中，中学教育意义和责任重大；另一方面，中学教育仍然是应试教育为主，仍然需要面对千军万马过独木桥的“中考”“高考”，中学教育很大程度左右了学生的未来。

目前的中学教育资源，分为公共教育资源――公办/民办学校教育，和社会教育资源――私人家教、补习班等，有如下两个特点。

1.1 学生得到的公共教育资源不足

学校班级结构的构成是：一名班主任教师，多名科任教师。在大多数学校中，无论是班主任教师，还是科任教师，均会承担其他班级的教学任务。可以看出，教师资源是非常有限的，加上“中考”“高考”的上线压力，教师往往会将有限的精力分散关注在所有的学生上，每个学生得到的公共教育资源并不多。

1.2 学生获取的社会教育资源不公

学生若在学校无法获取更多的教育资源，将不得不转向社会教育资源去求助。据统计，学生参与社会教育资源的成本在200元/小时，学习费用成本过高，进一步造成普通学生的社会教育资源也无法获取。

夜上海论坛 本文要探讨的，正是通过人工智能这一现代信息化技术，构建智能辅助学习系统，使中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。

2 智能辅助学习

夜上海论坛 2.1 人工智能简介

夜上海论坛 人工智能（Artificial Intelligence）是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，能够对人的意识、思维等信息过程进行模拟。随着计算机科学技术的发展，特别是近年来大数据技术的成功应用，人工智能在越来越多的行业展现出蓬勃的冲击力。以谷歌围棋机器人“阿尔法”、微软助理机器人“小娜”等为代表的虚拟智能机器人，能像人那样思考，也具备超过常人的智能。

在国内，人工智能在教育领域的理论研究和教学实践表现得越来越活跃，尽管人工智能并不是为教育专门研发的，但是人工智能的不断发展，使得其在教育中的应用也越来越广泛，教育的智能化一直是教育界和教育技术领域的理想和目标。

2.2 智能辅助学习系统

智能辅助学习系统，其表现形式是能够为每个学生，配备一个虚拟教师。学生能够通过电子设备（如手机、计算机），与虚拟教师进行交流对话，咨询虚拟教师各学科的问题，并得到有效的学习辅助。

夜上海论坛 该智能辅助学习系统，具备以下几个特征。

2.2.1 虚拟教师跨学科能力

与传统的教师专一某一学科不同，虚拟教师并没有学科边界划分。只要学习系统研发出某一学科的学习算法，该虚拟教师就能够获取该门学科的能力。

夜上海论坛 2.2.2 虚拟教师深度自学习

夜上海论坛 虚拟教师的“智能”来源于三方面。一是学生基本信息档案，该档案涵盖了从小学教育开始的学科成绩、综合能力、爱好特长等，虚拟教师得到学生的人物画像。二是虚拟教师对学生的自学习，每一次双方的沟通交流，虚拟教师都能够不断更新发展学生的画像。三是虚拟教师对学校课堂内容的自学习，虚拟教师并不是独立于学校教育存在的，而是作为学习教育资源的一个补充，虚拟教师能够掌握课堂进展、作业部署、考试动态等信息。

夜上海论坛 2.2.3 接近自然语义的沟通

夜上海论坛 学生与虚拟教师之间，可以通过自然语义的语音和文字进行沟通，如 “今天数学作业第2题不会”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他计算辅助手段为补充，如上传某道数学题图片，虚拟教师通过图形识别匹配，给出该题的解题思路和讲解。

2.3 优势分析

夜上海论坛 智能辅助学习系统，有三大核心优势。

一是“即学即问”，相比目前的学校教育和社会教育，学生在学习遇到困难时，只有有限的时间与教师交流，在智能辅助学习系统中学生将不受空间、时间限制，随时随地可以与虚拟教师互动，获取充足的教育资源。

二是“定制教学”，相比目前的教育形式，课堂上教师与学生是一对多的关系，教师不可能专为某个学生定制教学方案，在智能辅助学习系统虚拟教师与学生是一对一的关系，虚拟教师能够更了解学生，根据学生的具体情况制订最佳学习方案。

夜上海论坛 三是“受众广阔”，相比目前的公共教育资源紧缺、社会教育资源费用昂贵，智能辅助学习系统一旦推广，受众学生可无限增加，边际效应非常明显。并且计算机系统设计特有的水平扩展能力，能够随着学生人数的增加而增加，支撑广大的学生辅助学习。

2.4 前景预测

笔者比较看好人工智能在中学辅助教育中的落地前景，除了前文所述的人工智能技术发展，为中学教育带来的价值外，当前国家政策和社会环境也非常有利。

第一，未来10年国家政府和教育部门会大幅增加在教育信息化产业上的投入，随着《国家中长期教育改革和发展纲要（2010―2020年）》和《教育信息化十年发展规划（2011―2020年）》等相关规划相继出台，各级地方政府和教育部门都非常重视教育信息化产业的投入，人工智能+云计算是重中之重，人工智能技术的兴起必将教育信息化推向一个新的高度。

夜上海论坛 第二，教育信息化逐渐成为风口，根据前瞻产业研究《中国在线教育市场前景与投资战略规划分析报告》统计，2015年在线教育市场规模大约为479亿美元，而这一数字在2020年预计将增长到504亿美元。这个持续迅猛增长的市场正在吸引越来越多的创意和资本，教育领域中的人工智能也很快会成为热点，涉足其中的高科技公司也会越来越多。

3 结 论

本文通过智能辅助学习系统，探索了人工智能在中学辅助教育中的一个应用。虽然没有介绍具体的技术实现、系统研发，但对现状痛点、应用前景做了综合性分析概述，相信随着科学技术的持续发展、教育领域的融合开放，本文探索的这个应用将实现于市场，使广大中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。

参考文献：

[1]何维贵.利用现代化教学手段打造高效课堂[J].广西教育（中等教育），2013（6）.

夜上海论坛 [2]王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析[J].中国医学教育技术，2013（4）.

第4篇

夜上海论坛 【关键字】人工智能；课程改革；高中；信息技术；课程实施

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097 (2008) 10―0043―04

夜上海论坛 教育部在2003年颁布的高中信息技术新课程标准中，首次把“人工智能初步”设置为选修模块，与多媒体、网络、程序设计、数据库技术等一起列入信息技术课程体系[1]。此举曾被视作信息技术课程改革的亮点之一。然而，在如今高中信息技术新课改已经全面铺开之际，人工智能选修课程的推进仍然举步维艰，面临诸多困难和问题。

夜上海论坛 一 高中人工智能课程的现状分析

自2004年我国部分省级实验区开始推进高中新课程改革以来，信息技术课程改革已经开展了四年之久。从目前的总体情况来看，信息技术课程的基础模块与多媒体技术、网络技术、算法与程序设计三个选修模块的实施情况较好，而数据库技术与人工智能初步两个选修模块的推进情况相对不佳。特别是人工智能课程，至今在全国范围内正式开设该课程的学校寥寥可数，少数高中展开了一定的探索和实验，而大多数学校仍持有观望态度。以下分别从实施取向和实施层次的角度分析该课程的现状：

（1） 课程实施的取向

由于我国长期以来实行的是全国统一的课程与教材，按照统一规定执行教学计划，对学校和学生的评价也是按照统一标准与方式实施的，因此我国以往的课程实施基本上都采用了忠实观的取向[2]。本次新课改中信息技术课程的实施过程难免受到这种取向的影响。然而，新课程标准中对信息技术技术各个模块的具体实施并没有明确而详细的规定，从而使教师对包括人工智能模块在内的课程实施缺乏长期惯于依赖的参照和依据，增加了课程实施的难度，造成部分模块的课程难以开设的情况。

（2） 课程实施的层次

课程实施包括五个层面的变化，即教材的改变、组织方式的改变、角色和行为的改变、知识与理解的改变、价值的内化[3]。目前高中人工智能课程在教材改变的层面已经做出了一定的努力。在课程标准的指导下，现已出版的五套教材在体例、版面、学习活动、评价等方面进行了多样化的设计，基本上贯彻了新课标所倡导的课程目标和理念。在组织方式的层次，少数已经开设人工智能课程的学校结合学生的兴趣与学校的实际情况，有针对性地开展了课程的组织。然而，仍然有一些地区或学校不愿或不习惯打破原有的课程组织方式，而是采用硬性规定的方式，人为指定两三门课程，将选修变为必修，限制学生的自由选择，依然维持原有的固定班级授课的形式。教材的改变仅仅是课程实施的开始，在组织方式、角色或行为、知识与理解、价值等层次，大部分学校还未发生变化或变化还很小。

（3） 课程实施的典型个案

夜上海论坛 目前国内开展人工智能课程教学或实验的典型学校如表1所示。总体来看，这两所学校都地处东南沿海地区，且学校本身比较积极参与高中新课改的实践探索，属于“敢于吃螃蟹”的类型。考虑到课程本身的要求较高，两所学校都选取了基础较好的学生开展教学。到目前为止，两所学校均已开展了三期的教学或实验探索，任课教师及时总结教学心得体会，并在相关教学刊物或课程研修活动中与广大一线教师分享教学经验。

二 高中人工智能课程的影响因素

夜上海论坛 根据Snyder的研究，可以把课程实施的影响因素归纳为四个方面：课程改革自身的性质、校区的整体情况、学校的水平以及外部环境[4]。结合高中人工智能课程的现状，本文分别从以上四个方面来探讨影响该课程的主要因素。

（1） 课改自身的性质

课程改革本身的性质是影响课程实施的第一要素。它包括课程改革的必要性及其相关性、改革方案的清晰程度、改革内容的复杂性以及改革方案的质量与实用性。结合信息技术新课程改革的相关调查研究，广大信息技术教师和教研人员对课改的必要性应该认识得比较到位，然而他们对信息技术课程中是否有必要单独开设人工智能模块存有疑惑。其次，不少教师对课程改革方案（课程标准）的认识并不是非常清晰。他们认为新课程标准中的教学理念、实施建议等内容相对抽象，不易把握和理解，缺乏具体的针对性，可操作性不强。再次，人工智能课程的实用性相比其他模块并不明显，课程内容也相对难度较高。这些因素造成课程设置的必要性不强、实施难度大、实用性不高，直接影响人工智能课程在学校的顺利设置。

（2） 校区的整体情况

夜上海论坛 校区的整体情况主要包括地区的适应性、地方管理部门的支持、教学队伍的培养、教学研讨和交流等等。各地区对课程改革的需要程度会直接影响人们实施课程的积极性和主动性。我国东西部地区的学校对课程改革的需求程度不同，从而造成了课程实施的地区差别。从目前开设人工智能课程或教学实验的学校来看，均分布于东南沿海较为发达的地区。这些学校的共同特点是基础条件较好，对课程改革的积极性高，敢于进行教学尝试和革新。此外，地方管理部分的支持对课程实施也有很大影响，如广东省为了推动信息技术课程改革，专门出台了关于课程标准的教学指导意见[5]。其中强调“要特别注意人工智能初步”，并针对人工智能课程提供了较为具体的教学建议，从而促使该省出现了全国最早正式开设人工智能课程的学校。师资队伍也是影响课程的因素之一。目前大多数高中缺乏熟悉人工智能课程内容和教学方法的专业教师，使得学校无法开设该课程。因此，有关人工智能课程的研讨和学习交流显得尤为重要，然而目前这些方面的活动总体上相对缺乏。

夜上海论坛 （3） 学校的水平

学校水平对课程实施的影响因素包括校长的作用、教师的个人特征和教师集体的行为取向。学校是课程改革的基本单位，校长和教师是学校课程改革的动因。校长对课改理念的理解，以及对课改的支持、参与程度都会影响课程的顺利实施。校长通常会根据上级主管部门的意见，结合本校的实际情况，权衡课程改革可能对学校形成的各种影响。在高考的影响下，信息技术课程在高中各科中长期存在地位“低人一等”的现象，甚至出现课时常被“侵占”的现象。如果校长对信息技术课程本身不重视，那么要求学校开设人工智能选修课无疑是一种奢望。此外，一所学校教师个人和集体的改革意识的强弱也会影响课程的实施。从人工智能课程的现状来看，恰好印证了这一点：改革意识强的教师个人或教研组即使没有上级的硬性指令，也能积极展开各选修模块的教学尝试和探索，并自觉地从教学者成长为研究者，而思想保守的学校即使具备了课程实施的基本条件，也不愿积极开设相关的选修课程，长期停留于课程的“忠实执行者”的层次。

（4） 外部环境

外部环境因素主要包括政府部门的重视、外部机构的支持以及社区与家长的协助。各国课程改革的经验表明，教育行政部门和相关机构的态度在很大程度上影响到新课程的顺利实施。特别是我国长期以来受到前苏联教育模式的影响，课程改革通常是自上而下的模式，新课程的实施主要依靠各级政府教育行政部门的政策和指令的推动。本次新课程改革同样继承了这一模式，但是整个教育体制和评价体系未能及时进行相应的调整，因此在某些方面造成各级教育部门的政策抵触，出现“上有政策、下有对策”的情况。此外，社区与家长对新课改的认识和态度也影响到人工智能课程的实施。研究表明，社区与家长更加关心的是新课改是否有助于提高学生的学业成绩，是否会给学生造成更大的负担，而对学生能力的全面发展和个性的培养则是其次的考虑。因此，要使社区与家长认识和了解课程改革的意义和目标，引导其关心新课程、支持新课程才能更好的促进新课改的健康发展，进而才可能使得包括人工智能在内的高中各科选修模块得以全面开设与实施。

三 高中人工智能课程的反思

通过调查访谈以及与相关授课教师的交流，笔者了解到高中人工智能课程的教学情况和教师的经验体会。总体来说，该课程的推进情况不如预期理想，需要从课程的设计、管理、教学以及评价等方面进行反思。

（1） 课程设计

本次高中信息技术课程改革将原来的一门课程分解为1个必修模块和5个选修模块，从而给学生提供多样化的选择。“人工智能初步”选修模块是作为智能信息技术处理专题设置的，以反映信息技术学科的发展趋势，体现教育的时代性要求。课程设置的目的在于使学生在技术掌握与使用的过程中，逐渐领会信息技术在现代社会中的应用以及对科学技术和人类发展的深远意义[6]。然而，以上的描述更多是该模块的隐性价值，相比其他模块该课程的显性价值并不是很直观。而一线的信息技术教师较多关注的是该课程的显性价值：课程能给学生带来些什么？学生的实践能力能否有较大提高？教师们在没有找到一个合理的价值依托之前，一般不会贸然开课。这一点值得课程设计者和教研人员的深刻思考。

通过网络问卷调查，不少教师认为人工智能课程在高中开设是有一定必要性的[7]，但并不意味着所有的学生都需要学习该课程。课程应面向对人工智能有一定兴趣的学习者，且最好有一定的基础。事实上，相对于其他选修模块，选择人工智能课程的学生并不是很多。因此，结合我国目前的情况，可以考虑优先在发达地区条件较好的部分学校开设，再进一步利用其示范作用，以点带面，逐步铺开培训、指导、交流的规模和影响面，积极稳妥地推进高中人工智能课程的建设。

（2） 课程管理

夜上海论坛 课程的有效管理有助于提高课程实施的质量。上个世纪90年代以来，我国的中小学课程由原来的中央集权管理体制逐步转变为国家、地方、学校的三级管理体制。国家负责课程的总体规划，省级教育部门结合本地区实际制定课程计划或实施方案，而学校也将有权根据学校传统或学生兴趣开发适合本校的课程。目前人工智能课程虽然已被列入国家课程标准，但在地方管理层面并未得到应有的认可。部分地区考虑到高考因素，直接将人工智能模块排除在学生的选择范围之外，无疑成为阻碍该课程顺利实施的一个重要原因。

夜上海论坛 目前我国高中了解熟悉人工智能教学内容、方法的教师十分缺乏，相关教育主管部门需加强该课程的师资培养，邀请教材编写人员和相关专家，积极开展各级培训、研讨和交流活动，以务实的态度来听取学科教师的意见，为他们提供一些明确的、可操作的指导和建议。也可以开展优秀教学案例的征集和评奖，通过公开课的观摩和点评活动，或吸纳中学教师参与有关课程改革和教学研究的课题，以此提高教师参与改革的积极性。此外，国内高等师范院校信息技术相关专业应该对新课改作出及时的反应，针对高中信息技术各选修模块为师范生开设相关的课程，为课改的成功实施提供后备师资力量的支持。

（3） 课程教学

从已开展的人工智能课程教学或实验情况来看，主要的教学体会包括：教学对象选取时要有针对性，不宜硬性指定，应结合学习者自己的兴趣和学习基础供其自由选择；由于课程的理论和技术的要求较高，不宜大量采用“讲授法”进行教学，应设计一些有挑战性的活动供学生实践；为保证教学进度有序进行，可通过课堂小测及时巩固所学内容；应提供良好的网络条件和计算机设备以支持课程教学和实践的顺利开展。

国外一些高校通过远程网络的手段与中学合作开展人工智能教学，加快了课程建设的步伐，并提高了教学质量。大学负责教学网站的建设维护，主持与中小学的讨论答疑，中学则负责课程教学的具体实施。文中个案也印证了这种做法的有效性：让一些致力于高中人工智能课程研究的高校和部分条件较好的中学建立共同体，协作推动课程的实施。一方面，高校研究人员能为中学提供教学指导建议、技术和资源的支持；另一方面，中学的教学实践也为高校进行课程教学研究提供了材料和依据。

（4） 课程评价

研究表明，评价目前已成为影响高中信息技术新课程实施的一个重要问题[8]。从本次课改的动因来看，针对我国现行教育体制下的高考选拔制度在很多方面呈现的弊端，新课改力图在一定程度上改变这一局面，努力使学习者能够真正获得全面的发展。但是，在目前情况下以高考为“指挥棒”的评价体系短期内仍然无法发生质的变化。高中新课改实施以来，部分省份相继将信息技术课程纳入了高考的范畴，以往信息技术课程不受重视的情况逐渐得到了一些改善。然而，高考是否解决信息技术课程评价问题的一剂良药，进而为人工智能课程的实施及其评价带来新的希望，目前仍是值得怀疑和思考的问题。特别是当前高考科目已经较多，再增加科目无疑会加重学习者的负担，且很容易回到应试教育的老路上。

夜上海论坛 其次，虽然新课程标准中提供了关于课程评价的建议，但是其中的内容仍然比较抽象，可操作性不够。如在信息技术课程标准的评价建议中，提倡评价主体的多元化，关注学生的个别差异，综合应用多种过程性评价方式，适当渗透表现性评价的理念，等等。这些内容从理念上来讲都是很好的，但是如何在教学实践中加以操作实施，对一线教师而言仍是不够明确和难以把握的问题。而且，信息技术课程的每个模块各有特色，然而课程标准并未就此提供专门的评价建议。因此，一套科学合理、适合人工智能课程的评价体系和方法仍需要教研人员在实践中不断摸索总结。

参考文献

[1] 教育部. 普通高中技术课程标准(实验) [S].北京:人民教育出版社,2003:9.

[2] 钟启泉. 课程论[M].北京:教育科学出版社,2007:207-214.

[3] Fullan, M. & Pomfret, A. Research on curriculum and instruction implementation [J]. Review of education research, 1997, 47(1).

夜上海论坛 [4] Snyder J.B. & Zumwalt K. Curriculum implementation [M]. In Jackson P. W. (Ed).Handbook of Research on Curriculum. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.

夜上海论坛 [5] 珠海教育信息网. 广东省普通高中信息技术课程标准教学指导意见 [DB/OL].

夜上海论坛 [6] 顾建军等.技术课程标准(实验)解读[M].武汉:北教育出版社,004:9.

第5篇

2019年7月1日至7月5日，东西部协作2019年大通县信息技术骨干教师能力提升培训在南京市雨花台区教师发展中心进行。信息技术素养观转变。从技术应用能力转向信息素养能力，我们不仅要利用技术，更要利用信息素养和信息技术合作。

夜上海论坛 人工智能时代的教育变革

夜上海论坛 一、人工智能驱动智慧教育

当前，以人工智能为代表的技术创新进入到一个前所未有的活跃期。当人类社会迈进信息时代的新阶段——人工智能时代，这种工业化的教育体系已经无法满足未来社会对人才的需求，时展迫切需要一场教育变革。换句话说，教育不是由外而内传递知识，而是由内而外觉悟智慧。这就要求，我们必须打破整齐划一的传统教育形态，构建与人工智能时代相适应的智慧教育体系，利用智能技术对学习环境、学习内容、教学方式、管理模式进行系统化改造，为学生提供富有选择、更有个性、更加精准的智慧教育。

夜上海论坛 二、智慧教育的理念内涵

夜上海论坛 综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为导向，运用人工智能技术促进学习环境、教学方式和教育管理的智慧转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会，形成精准、个性、灵活的教育服务体系，最大限度地满足学生的成长需要。只有把“人”置于教育的最高关注，发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧，才能从容应对人工智能时代带来的挑战。智慧教育不仅是教育基础设施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。

智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒，让万物互联，让世界互通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破学科之间的界限，开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习；三是富有弹性的组织管理，破除效率至上的发展理念，释放学校的自主办学活力，利用人工智能提高教育治理的现代化水平，让学生站在教育的正中央。

虚拟和增强现实（VR/AR）技术在教学中的应用与前景展望

一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域

（一）虚拟现实和增强现实技术的起源

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术描述的就是我们现在熟悉的“虚拟现实”。增强现实（Augmented Reality，简称AR）是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖。

我国虚拟现实技术的研究起步于20 世纪90 年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等的高速发展，虚拟现实技术得到相当的重视。2016 年3 月17 日全国两会授权的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出：“大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。”

（二）虚拟现实和增强现实的概念、特征和应用领域

1. 虚拟现实技术

夜上海论坛 虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。

虚拟现实具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)，是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。虚拟现实与人工智能 (AI) 技术及其他相关领域技术结合，将会使其还具有智能(Intelligent) 和自我演进演化(Evolution) 特征。头戴式虚拟现实设备，即可观看虚拟现实视频介绍。

虚拟现实涉及门类众多的学科，整合了很多相关技术。虚拟现实是未来科技发展的方向之一，它可以从人的感觉系统上改变现有的空间感。虚拟现实现有的产业链大致可分为硬件设计开发、软件设计开发、资源设计开发和资源运营平台等几种类别。通过虚拟现实关键技术的突破以及“虚拟现实+”的带动，会产生大量行业和领域的虚拟现实应用系统，为网络与移动终端应用带来全新发展，将会推动许多行业实现升级换代式的发展。虚拟现实可以应用于国防军事、航空航天、智慧城市、装备制造、教育培训、医疗健康、商务消费、文化娱乐、公共安全、社交生活、休闲旅游、电视直播等领域中。

2. 增强现实技术

夜上海论坛 增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新兴技术。增强现实技术基于计算机的显示与交互、网络的跟踪与定位等技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景，以对现实世界进行补充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。

夜上海论坛 增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。

夜上海论坛 增强现实具有三种呈现显示方式，按距离眼睛由近到远划分分别为头戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空间展示（spatial）。增强现实智能眼镜，扫描二维码可以观看Magic Leap 增强现实演示视频。

夜上海论坛 增强现实的应用领域非常广泛。如在教育领域增强现实可以为学生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境等；在旅游业增强现实可以帮助游客自助游玩景区，以虚拟影像的形式为游客讲解景区概况、发展历史、人文景观等内容；在零售业中增强现实技术可以实现一键试穿，在网上销售中具有极大的应用空间。增强现实在工业、医疗、军事、市政、电视、游戏、展览等领域都表现出了良好的应用前景。

二、虚拟现实和增强现实技术在教学中的具体应用

夜上海论坛 虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用潜力巨大、前景广阔，主要体现在运用虚拟现实和增强现实技术具有激发学习动机、创设学习情境、增强学习体验、感受心理沉浸、跨越时空界限、动感交互穿越和跨界知识融合等多方面的优势。虚拟现实和增强现实技术的应用，能够为教育工作者提供全新的教学工具，同时，能激发学生学习新知识的兴趣，让学生在动手体验中迸发出创新的火花。因此虚拟现实和增强现实技术应用于教育行业是教育技术发展的一个新的飞跃， 它营造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式演变为学生通过新型信息化环境和工具来获取知识和技能的新型学习方式，符合新一轮教学改革的教育理念，有助于学生核心素养的培养。虚拟现实和增强现实设备有多种，这里分别介绍各种设备在教学中的具体应用。

夜上海论坛 （一）头戴式虚拟现实和增强现实设备在教学中的应用

头戴式虚拟现实设备一般包含头戴式显示器、位置跟踪器、数据手套和其他设备等，分为移动虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔。国外有脸谱、谷歌、微软、三星等公司的虚拟现实头盔产品，国内有微视酷、蚁视、暴风魔镜、中兴、乐视、华为、小米等100 多种虚拟现实头盔产品。结合国内外的研究报告以及目前虚拟现实教育实践情况，虚拟现实和增强现实技术在生物、物理、化学、工程技术、工艺加工、飞行驾驶、语言、历史、人文地理、文化习俗等教学中均可应用。

夜上海论坛 学生使用头戴式虚拟现实设备体验学习时具有置身真实情境的沉浸式感觉，能给学生以绝佳的真实体验， 使人如身临其境，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。例如地理学科讲述关于宇宙太空星际运行的课程时，在现实生活中学生无法遨游太空，如果戴上头戴式虚拟现实设备，就可以让学生从各个角度近距离观察行星、恒星和卫星的运行轨迹，观察每个星球的地表形状和内部结构，甚至能够降落在火星或月球上进行“实地” 考察、体验星际之旅等。虚拟现实头戴设备， 手机扫描二维码观可看虚拟现实效果视频。

夜上海论坛 （三）手持式虚拟现实与增强现实设备在教学中的应用

夜上海论坛 手持式增强现实设备多采用移动设备与APP 软件相结合的方式。APP 有视+AR、AR、4D 书城、幻视、视AR、尼奥照照等，另外有多种增强现实图书都有相配套的APP，如《机器人跑出来了》《实验跑出来了》《恐龙争霸赛来了》这套“科学跑出来”系列增强现实科普读物有iRobotAR、iScienceAR、恐龙争霸赛来了等多个APP，它们的原理都是采用手机摄像头获取现实世界影像，通过手机在现实世界上叠加虚拟形象的形式，实现增强现实的特殊显示效果。有的APP 中提供了丰富的教育资源，如安全教育、科普读物、识字卡片、益智游戏等，特别适合儿童教育。使用方法有两种：一种是手机APP 与相配套的纸质图书一起使用，用手机摄像头扫描图书上的图片，在手机屏幕上即可呈现出演示效果；另一种使用方法是运用APP 下载增强现实资源并与外界实景叠加即可呈现出演示效果。增强现实特效非常逼真，利用这些APP 进行学习，学习过程具有真实感、体验感、沉浸感，增强了学生学习知识的兴趣，可以达到寓教于乐的教学效果。

夜上海论坛 三、虚拟现实与增强现实技术在教学中应用的优势分析

夜上海论坛 （一）虚拟现实与增强现实技术为学生自主学习提供了有利条件

虚拟现实和增强现实教学资源存在形式多种多样， 根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、桌面式设备、移动设备和纸质图书里，学生可以在不同的地方采用不同的设备调用虚拟现实和增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。如果学生在课堂上有些知识点未能掌握，可以重新学习一遍，增加对知识的巩固和理解，有时学生因为特殊原因未能在课堂上学习，也可以课后弥补，同时可以将虚拟现实和增强现实设备作为载体采用“翻转课堂”或“微课导学”教学模式组织教学，为学生提供自主学习条件，教师也可以从繁重的重复性讲解中解脱出来，有针对性地为学生答疑解惑，有助于传统教学方式的变革。

夜上海论坛 （二）虚拟现实与增强现实技术为学生提供更加真实的情景

在传统的教学课堂上，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。遇到比较复杂的情况，比如数学课的立体几何、地理课的天体运动、物理课的磁力线和电力线、化学课的微观粒子结构、生物课的细胞结构等，教师用语言很难把这些知识点表达得非常清晰，同时由于每个学生的理解力不同，教学效果也会因人而异，甚至初次学习这些知识的学生会得到“盲人摸象”般的感受。而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识，真实的情景可以帮助学生对知识的理解和记忆，使学生的想象变得更加丰富。

夜上海论坛 （三）虚拟现实和增强现实技术能提高学生的学习兴趣

由于虚拟现实和增强现实技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感知效果，学生具有真实情境体验、跨越时空界限、动感交互穿越的感受，能身临其境般在书海里遨游，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。身临其境的感受和自然丰富的交互体验不仅极大地激发了学习者的学习动机，更给学习者提供了大量亲身观察、操作以及与他人合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程，有利于实现深层次理解。传统的学习方式让很多学生觉得枯燥乏味， 为了应付考试不得不去死记硬背，但很多知识学生考完之后很快会忘得一干二净，而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，新颖的学习方式和丰富多彩的学习内容能够极大地提升课堂教学的趣味性，生动形象的场景会加强学生的记忆，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，兴趣也是学生学习新知识的不竭动力。

夜上海论坛 （四）虚拟现实和增强现实技术应用能促进优质资源均衡化

我国幅员辽阔，地区之间贫富差距较大，存在教学资源分配不均的情况。经济发达地区无论是软硬件配置， 教学师资和教学资源都非常丰富，而经济落后、地域偏远的山村学校学生连接受最基本的教育都难以实现。各级政府和教育主管部门都在大力推进教育均衡发展，加大教育投资力度，而虚拟现实和增强现实技术应用将是解决城乡教育资源不均衡问题的一把金钥匙，有利于缓解教育资源两极分化，扩大优质资源的分享范围，能让教育资源不再受限于地区和学校，让教育发达地区的名教师通过虚拟现实和增强现实课堂走进山村学校，能通过整体优化教育资源配置，来缩小城乡差距，实现教育公平，同时这也是教育扶贫的较佳途径。

夜上海论坛 四、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中存在的问题

虽然虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用可以改变传统的教学方式、提高学习兴趣、实现教育均衡发展，但虚拟现实和增强现实技术发展还处在初级应用阶段，在技术瓶颈、资源开发、教学内容和推广普及等方面还存在很多问题。

（一）虚拟现实设备应用中的眩晕问题

人们在使用虚拟现实设备时会出现眩晕感，从硬件结构来看，由于现在的科技还无法做到高度还原真实场景，许多用户使用配置达不到要求的虚拟现实产品时会产生眩晕感；虚拟现实界面中的视觉反差较大，实际运动与大脑运动不能够正常匹配，影响大脑对所呈现影像的分析和判断，从而产生眩晕感；虚拟现实设备的内容有相当一部分资源是从PC电脑版上移植过来的，UI 界面不能很好地匹配虚拟现实设备，不同的系统处理上也无法达到协调统一，画面感光线太强或太弱都不能让用户接受；虚拟现实设备帧间延迟跟不上人的运动，会有微小的延迟感，当感官与帧率不同步时也会让使用者产生眩晕感。

夜上海论坛 （二）虚拟现实和增强现实技术在教学中资源短缺

目前虚拟现实和增强现实产业刚起步，软硬件设施不完备，开发人员技术力量不足，很多学校未配备虚拟现实和增强现实设备；中小学校的很多教师还没有接触过虚拟现实和增强现实，不知道如何在教学中应用，更谈不上如何去开发虚拟现实和增强现实教学资源。因此，针对中小学教学所开发的虚拟现实资源很少，课程资源短缺是虚拟现实和增强现实在中小学推广的最大瓶颈。但随着虚拟现实和增强现实技术的迅猛发展，将虚拟现实和增强现实技术应用于教学势在必行，未来虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用势必带来课堂教学方式的颠覆性改变。

夜上海论坛 （三）虚拟现实和增强现实教学平台和资源的设计重形式轻内容

当前很多虚拟现实教育平台都只是在一个3D 视频或虚拟现实软件游戏的基础上构成虚拟现实教学。虽然学生在虚拟世界玩得津津有味，课堂气氛很活跃，学生互动、交流和讨论很热烈，表面上看学生得到了沉浸式的体验感，但是有些虚拟现实教育平台所提供的知识点讲解还停留在现实世界中，课本内容的单调、枯燥并没有因软件的存在而得到缓解，知识要点的讲解没有变得更加生动、有趣和有针对性，这种只重视形式而不重视内容、教与学完全脱节的虚拟现实课堂只能称为“伪虚拟现实课堂”。

夜上海论坛 （四）虚拟现实和增强现实设备价格较高和技术条件限制导致普及困难

企业的前期研发成本较高、设备销售量较少，导致多数虚拟现实和增强现实设备销售价格居高不下， 很多学校因资金问题望而却步，无力购买售价高昂的虚拟现实和增强现实设备，进而导致虚拟现实和增强现实技术在学校的推广普及步履艰难。大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较强、通用性较差和易用性差等问题。受硬件局限性的影响，虚拟现实软件开发花费巨大且效果有限。另外在新型传感应用、物理建模方法、高速图形图像处理、人工智能等领域，都有很多问题亟待解决。三维建模技术也需进一步完善，大数据与人工智能技术的融合处理等都有待进一步提升。以上诸多原因的存在制约了虚拟现实和增强现实技术在中小学教学中的推广和普及。

夜上海论坛 五、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中的前景展望

虚拟现实和增强现实技术发展对未来教学形式的影响

随着科学技术的迅猛发展，在云计算、雾计算、物联网、“互联网+”、大数据、人工智能突飞猛进的新时代背景下，虚拟现实和增强现实技术与人工智能、大数据和物联网融合，将会让虚拟现实和增强现实技术应用如虎添翼。

随着虚拟现实和增强现实软硬件设备的性能提升和价格降低，会有更多的教育投资公司开发出更加丰富多彩的教学资源，让虚拟现实和增强现实技术快速走进中小学课堂，在教学中大面积应用普及。依托其具有的沉浸性、交互性、构想性、虚实结合、实时交互和三维配准等超级体验感的优势，教师的教学方式和学生的学习方式都将会发生改变。虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用普及将会颠覆传统的教育方法和教学形式，具有巨大的应用潜力与应用前景。

第6篇

记 者：李主任，您好。很高兴地看到，2016年初采访您时，您提到的一些设想，现在正在一步步地走向现实。比如去年4月启动的北京市中小学教师开放型教学实践活动、11月启动的双师服务试点。北京市教委通过供给侧结构性改革，让优质的教育资源穿越了学校和区域的边界。您能给我们介绍下这两个项目实施的过程及取得的成效吗？

李 奕：是的，当时计划的“教师走网”，已经通过“北京市中小学教师开放型教学实践活动”在全市范围的教师继续教育领域里成功地“走”了起来。教师通过自主选课并在课堂中听课研修，改变了传统继续教育“讲大课”的方式，实现了教师选择的自主性和实践性。该项目自2016年4月启动以来，已经在上半年和下半年各完成了一轮培训活动。

夜上海论坛 第一轮培训，我们将市级以上骨干教师的1482门课程名录挂到网络平台上，听课教师在线自助选择自己喜欢的课，充分尊重了听课教师的自主选择权。只要教师自己喜欢，就可以跨年级，甚至跨学科选择授课老师的课。线上选定听课对象以后，听课教师们就可以根据时间安排，到线下授课点听课，并参与教研和备课。这一系列活动完成后，教师们将照片、任务单上传到平台，平台就会给授课老师和听课老师双向计学分。由于这个平台对接北京市教师MIS系统，所计学分与教师的继续教育、晋级密切相关。

夜上海论坛 在开展第二轮培训时，又实现新的突破――我们把上传授课目录的教师扩展到年轻的骨干教师。只要教师具备独特的内容或擅长的方面，就可以上传。由于上传行为本身是没有成本的，只有实际发生听课行为了，才有成本，所以我们继续扩大供给侧的结构和数量，供给越多，教师们选择的范围就越大。此外，还有一个变化就是，民办教育机构的教师也首次尝试进来，量虽不大，但是一种类型，或许不输给公办学校的教师。“北京市中小学教师开放型教学实践活动”是典型的利用互联网思维来运作的一个项目，它的特点是自选、开放、后付费。形式上，它与初一、初二的开放性科学实践活动相似，不同的是，这次是教师“走网”，骨干教师、特级教师的优质资源属性开始在网上流动了。

夜上海论坛 为了保障培训质量，让学员之间能够有充分的讨论和互动，我们要求每位授课教师每学期最多开放两次课，并且每次课最多接纳10个学员听课。所以，有的授课教师大家抢得厉害，而有些授课老师的课型挂上网以后，没有人选他的课，形成潜在的压力。

记 者：在实际的操作过程中，真的会出现这种情况吗？那不被选的教师岂不是很尴尬？

夜上海论坛 李 奕：当然有。第一轮1482门课程挂上去后，只有1375门课程选满了，另外100多课程情况很复杂了。有的授课教师已经脱离教学一线，有的是对开放自己的课程压力大等。中央提出，要更多地用市场的机制决定资源的配置。这就是由市场机制来决定，拿事实来说话。包括以后我们评价一位教师的影响力，就要看他的受众到底有多少？通过互联网的行为数据，能查出每年到底有多少个区县、多少个教师选他。选的人多了，他自然就是骨干，因为他已经用实际的影响力证明他就是这个领域的“骨”和“干”了。假如还有另外一位教师，他一年教了200节课，发表了10篇论文，但只是面向自己教的这两个班的学生。那他是一位优秀、敬业的好老师，可是他在骨干引领作用的发挥上，就不充分了。

这些都是在互联网思维下的市场机制和优质资源属性配置。这个项目运行后还有个“副产品”：来听课的10位学员之前可能完全不认识，但在听完课离开的时候互相加了微信，建了微信群，形成了一个备课交流圈子。有了这个圈子，教师们以后的讨论会延伸下去。这就是运用互联网思维建立起了教育系统内人与人之间“跨界”的连接。

在通州区启动的双师服务工程只是一个试点，将来有可能扩展到全市。一旦全面启动，将会比“北京市中小学教师开放型教学实践活动”的工程大，因为它属于教育的基本公共服务范畴。

“智慧学伴”将让学生的交往超越学校和学区边界

夜上海论坛 记 者：您刚才提到教师参加开放型教学实践活动后，会结成一个个社交的小圈子。这个圈子超越了地区和班级的界限。这种边界的超越，会发生在孩子们身上吗？

李 奕：实际上已经发生了。北京市初中开放性科学实践活动计划带来的宝贵“财富”是：一个实践活动班内30个来自不同学校的孩子聚在一起搞科学实践活动，从互相不认识，到在一起做事，再到分手时合个影、留个联系方式，后续还会有联络。这是任何一所学校靠自身力量，再怎么走班教学，也提供不了的教育服务。等这拨孩子2018年中考时，每个人的通讯录里都有五个以上非本区、本校的同学，而且他们在一起合作学习：做过飞机、拆过鼠标或捣鼓过中医药、护手霜，到现在还有联系。这就是在孩子们身上真实发生的实践活动。这个项目给教育系统留下来的是他们选课的记录，告诉我们为什么学生喜欢选这个，不选那个。所以，这个项目最大的价值就是让孩子独立选择，而且班级的组合是开放的，是有意做到“无组织、有纪律”，不再需要“带队老师”，不再是和“本班的同学”一起做了。

北京市教委2017年从教育信息化角度重点推进的一个项目就是“智慧学伴”。互联网给人带来的是相互交往能力的跃升。这时候，人与人之间的交流就不仅是可以穿越边界，还能实现跨越角色的交往。无论是成年人还是孩子，都可以通过互联网参与到社会实践中，找到与自己志同道合的学伴。就拿“双师工程”来说，其实它背后更可能吸引孩子的，不是双师，而是学伴。在参与活动的过程中，一个学生可能在这儿找到几个跨区的、有相同兴趣爱好的同学，建立起定向的联系，分享自己的成果和成长的经历。这是我们所乐见其成的，因为这实际是从底层，用互联网思维来支持和帮助孩子。从这个意义上来说，它就是“学伴工程”。

夜上海论坛 我们现在给学生配双师，目的是增加学生的实际获得，但同时也要考虑未来，特别是伴随着人工智能时代的到来，学生从教师那里直接获得的知识比例会进一步降低，而且还会更精准，更符合每个孩子的个好和实际需求。通过互联网也可以掌握大量的关联知识。就像我们现在在工作过程中利用搜索引擎了解讯息、学习新知那样，随时随地会有个资源库、智能系统支持我们的工作与成长。

夜上海论坛 人工智能时代将会深刻影响学习行为，但不会颠覆学校

夜上海论坛 记 者：人工智能是2016年的热词。尤其是AlphaGo与李世石的“人机大战”，让人们见识到了人工智能的“过人”之处。相信对于人工智能在教育中的应用，您也有很多思考。我们想听听您对此的见解。

李 奕：基础教育实践中的人工智能，并不像理论界、科研领域那样高深到非得有个机器学习或者专家系统等。“人工智能”就在我们身边。人工智能是一种理念，在教育中的另一种拓展应用就是助力于学生学习方式的改变。它对我们中小学的教师和学生来说，都有重大的影响。如果善于驾驭人工智能，现在我们所倚重的教室、专业器材、教材等，都将不再是最核心的资源。

我们关注同学和老师、同学与同学之间的互动与交流，以及在此过程中产生的新学习资源，即智慧学伴工程。北京师范大学未来教育高精尖创新中心就是在打造这样一个新平台，让学生与学生、学生与教师之间的活动丰富起来，对行为数据记录和问题收集进行有效处理，形成对每个孩子的个性支持。

夜上海论坛 我们认为，一个人从中小学到走上社会，他都需要智慧学习和学伴。想想看，我们的微信群里有没有圈子？其实，你的圈子就是你的智慧学伴，这是自然而然形成的。生活中为什么两个人总是联系，就是因为你发的东西我爱看，我发的东西你爱看，我的生活你关注，你的生活我关注，所以人之间的连接越来越丰富。处在这种丰富连接中的人，知识与信息的获得是持续增长的。当然，这其中要有教师的正确引导和影响。

新的资源观和环境观下的数字校园

记 者：确实在现实生活中，基于微信、QQ等互联网技术建立的圈子，就相当于给人重新划分了学习的社群。

夜上海论坛 李 奕：在这种情形下，就涉及新的学习材料的提取和萃取，我们将不再仅仅依靠专家编选资源，让学生去学，而是在原有基础上尝试由市场机制决定谁是优质教育资源。我们也期待学生和教师，在新的资源观和环境观下，开始进入一种新的学习状态。现在，有不少学校已经开始用手持设备和移动互联网进行日常的教育教学的活动，就是一个例子。

如北京市教委数字校园实验校中，有的从上个学期9月份开始，就将校园网由PC版升级为移动端APP。升级后，学生每天都要回家完成四项作业：英语的口语、语文的朗读、数学的速算、每天的日记。孩子每天花5分钟做完作业以后，可以给同学点赞，看谁获得的“点赞”多，学生们写的日记可以互相评论和留言。

用手机的方式做四项作业，是一个进步――教师以前检查不了英语的口语、听力，现在通过这种方式能检查了。但这是一个浅层次的提升，更为核心、深层次的提升是：学生学会欣赏了、学会倾听了，与此同时，他的阅读量随着交流的增多也越来越大。这就实现了在一个班、一所学校这样一个小环境里信息的流动和互动。

现在学校在三年级又开展了作业阅读，鼓励学生们自己上传作业内容。小孩子都爱往上传，因为对他来说很容易，就像聊天一样。比如上传一句名言“书山有路勤为径，学海无涯苦作舟”作为班级作业。只要他上传了作业，教师就会组织全班50个孩子都念一遍，这个过程中就产生了大量数据，上传作业的学生还有权利给其他学生做点评。

这样一来，新的教学方式出现了。在这样的作业过程中，学习是跨学科的，对象和学伴是互换的，学习的内容是不断增长更新的。

数字校园真正升级在孩子的交往能力上

记 者：据我们了解，北京也有一些学校正在做这样的尝试，比如北京十一学校亦庄实验小学，利用“一起作业网”的平台，进行作业的提交、点赞和评价，在此过程中潜移默化地培养学生的社交能力。

李 奕：数字校园真正的升级换代，体现在对孩子们的交往能力的提升上。当然，这只是一所学校范围的尝试。如果一个学区有这个意识，像东城和海淀这类有条件的学区，要拓展到学区里去做，效果会更好。比如东城的某些学校在使用“作业盒子”以后，你会发现孩子们交往的朋友圈和视野，比传统名校的孩子更棒。

夜上海论坛 这种棒是从教育的角度来看资源和环境，这是将来信息化发展的重要方向。什么是数字原住民？数字原住民不是只玩玩游戏，而是他对信息很敏锐，能提取、筛选信息，而且善于交流，有包容心，会给别人点赞，而不是很嫉妒、焦虑或者压抑。从社会大背景来看，利用信息技术能不能实现这种升级和超越？我认为能。

夜上海论坛 所以，看待一件事，一定要发掘这件事背后的价值取向和给孩子带来的变化。

记 者：我们也发现，教学中技术的使用门槛虽然降低了，但对教师的驾驭能力要求更高了。教师不能只做“教书匠”，而是既要想办法将信息技术成为学生手里学习的工具，还要善于组织学生的交流、讨论和活动。

李 奕：是这样的，有了APP，教师要善于去用，不只是善于用它布置作业，而是善于捕捉行为记录，以确定第二天在课堂上该关注谁、该如何因材施教等。将来理想的状态是，教师未必有学生知道得多，但是会比学生更敏锐。

第7篇

1相关研究

夜上海论坛 人形机器人是具备人类的外形特征和行动能力的智能机器人，可以采用双腿行走方式，通过手臂和身体的协调完成一些简单的功能，以及通过简单的语言和人类交流。与传统的机器人相比，人形机器人具有显著的优势。而且人形机器人以与人近似的形态出现，对人类来说就不会感到特别的陌生，也不会产生排斥心理，更容易被人类所接受，所以人形机器人将可能是未来日常应用中最重要的智能机器人。人形机器人的研究起步于上世纪60年代后期，目标是解决人形机器人的双足行走问题。如日本早稻田大学加藤一郎教授在1969年研制出WAP-1平面自由度步行机。1973年,加藤等人在WL-5的基础上配置机械手及人工视觉、听觉装置组成自主式机器人WAROT-1。进入90年代，人形机器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不断出现，从而推动了人形机器人技术的快速发展。如今，人形机器人向这两个不同的方面发展，一个是外形上与真实人类的细部特征相同的发展；另一个是功能上接近真实人类，具备和人类一样的运动能力和灵活性及对环境的判断能力。在2005年的日本爱知博览会上，就出现了多种与真人外观一样的机器人，在北京第智能机器人与系统国际会议上，我国同样也出现了这类人形机器人。现阶段应用于教育的人形机器人是由伺服电机、控制主板、锂电池、金属框架与控制主板相配套的软件组成。例如ROBOT?X人形机器人，在机器的各活动关节的配置多达17个伺服舵机，具有17个自由度，特显灵活，更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。控制主板类似于人形机器人的大脑，通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。锂电池就是人形机器人进行活动的能量。金属框架类似于人形机器人的骨骼，支撑着整个机器人。这些部件组合起来的人形机器人能在音乐的伴奏中完成起舞、行走、起卧、武术等表演，甚至还能完成翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作。

2人形机器人的优势及不足

人形机器人与其它类型机器人的对比（如下表1）：表1人形机器人与其他类型机器人的对比从表中可以看出人形机器人在程序的编写、逻辑思维能力、外形、创意、动作设计方面都比其它类型机器人更具有优势。做好一个人形机器人需要很多的创意以及个性的需求，首先要设计好机器人整体框架的构建；接下来是人形机器人的动作设计，它需要设计出能够吸引注意力的动作，而且要能与音乐完美的结合；再下来就是机器人外观的设计，也需要能够吸引人的注意。这些方面都能够很好地锻炼学生的创意思维和个性的突出。另外，新课程改革更加注重的是学生的个性以及能力的发展，相比于其它类型的机器人，人形机器人在这两方面能给学生提供更好的锻炼机会。目前,许多新技术不再隶属于单一学科,而是多门学科的高度综合。人形机器人技术就是一门综合应用数学、力学、机械、电子、计算机、控制、传感技术、通信和人工智能等学科的最新成就的技术。而人形机器人在教育中的推广能有效地激发学生的学习兴趣，有很好的趣味性和挑战性,有以下作用：1）培养学生的逻辑思维能力。编写程序是机器人教学的一个重要的内容，程序就相当于机器人的思想。学生在了解机器人的结构、工作原理和各部件功能的基础上，根据任务来编写程序。程序必须是有严密逻辑结构的，可以使机器人按照程序进行活动。可见，程序的编写为培养学生的逻辑思维能力提供了一个极佳的途径。2）培养学生分析问题和解决问题的能力。制作教育机器人是一个非常复杂的过程，涉及机器人的搭建、编程、运行和调试的反复过程。学生要学会分析问题，分析是哪一个环节出现问题。学生在分析原因的同时，也要考虑解决问题的办法，根据实际情况进行修改、调试和优化，分析出错的原因，提出解决问题的办法。3）培养学生的动手能力。机器人实践过程是一个实际动手操作的过程。机器人的搭建过程是学生手脑结合的过程，需要运用数学、物理、化学、机械、材料等方面的知识，需要学生的动手实践能力。4）培养学生的创新能力。创新能力是现在教育最常提及的一个重要内容，也是教育开展的一个重要目标。我校的参赛队伍在参加的中国智能机器人大赛上常常取得良好的成绩，与其他学校最大的区别的就是机器人的创新。我们的机器人除了自己不能生产的部件之外，从设计到制作再到编程都是我们自己解决，这就在众多相同的机器人中占有优势地位。5）培养学生的团队合作能力。机器人教学大多是以小组的形式展开，机器人的学习其实就是团队合作学习的过程。它要求团队成员团结合作，利用集体的力量来完成个人力量难以完成的问题,在实践中培养自己的团队合作能力。在高等学校中开展人形机器人的教学，进行多层次的机器人教育,既可以普及学生的机器人知识,加强机器人专业建设,又可以提高机器人的应用水平。在各级各类学校积极把机器人引入课堂,更多的中小学生得以学习机器人知识。机器人课堂教学成为中小学信息技术教育的重要组成部分。在科技创新活动方面,形成一个广大中小学生、大学生直到专业科研人员以及机器人爱好者都积极参加各级各类机器人比赛的局面。机器人不再神秘,直接走入人们的生活学习中。在这种氛围下,更多的人参与到机器人的研制与应用中去,必将促进机器人的大发展,从而促进社会的发展。

3目前存在的问题

夜上海论坛 人形机器人的发展相对于其它类型的机器人而言起步较晚，在技术上还不成熟，受到的重视不够，发展模式存在着一定的弊端。

3.1人形机器人的发展还处在初始阶段，技术不成熟世界上广泛使用的机器人主要是工业机器人，而且都是面向制造业的工业机器人，从而导致了人形机器人的发展相对较迟。而且各国在人形机器人的发展上各有不同，例如日本在人形机器人的行走方式上相对较为关注从而其发明出来的人形机器人的行走是相当不错的，而且由于日本在电子方面的发展较为先进，生产出来的机器人在感应上也相对的成熟。而美国一直注重智能机器人和军用机器人的研究，研发出多种功能强大的智能机器人和军用机器人，从而导致人形机器人发展的方向不同。而且各国发展的人形机器人在各方面上都存在着一定缺陷。

3.2没有引起教育届的广泛重视，缺乏宣传和引导随着科技的不断发展，机器人开始步入小、中、高校。在许多的大型机器人比赛上参加的比赛队伍也越来越多。但是，由于受机器人的价格、平时的维护等多方面因素的影响，机器人教育并没有得到大力的推广，而且许多学校也只是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。从当前实物机器人课堂教学的开展情况来来看，较多的学校只是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。通常的做法是：学校购买若干套机器人器材，由信息技术课程老师或综合实践课程教师进行指导，组织学生进行机器人组装、编程的实践活动，然后参加一些相关的机器人竞赛。但是，现在举办的比赛大部分都是以大学生为主流，中、小学生参加的相对较少。并且目前只有浙江、上海、江苏等极少数的地区和学校将实物机器人纳入了正规课堂教学。

3.3思维定势，沿袭车型的发展思路，穿新鞋走老路人形机器人现在受许多家公司青睐，正在被研究开发新的机型来适应市场。然而由于人形机器人沿袭了车型的发展思路还是出现了与其相同的问题：产品缺少规范，品牌十分繁杂，并且大多自成体系，互不兼容，开放度低，适应于不同学段的性能价格比高的产品很少，特别是对学校而言，开展人形机器人课堂教学初期投入较高，持续费高，难以长期发展。这些存在的问题需要各界关注，避免走上以前的老路，应该开辟出一条能够让人形机器人这么一个有着巨大潜力的项目发展下去的道路。

第8篇

程序设计是信息技术学科教学的内容之一，目前阶段小学生所学的编程语言，因命令冗长、结构复杂、逻辑思维抽象等特点并不适合小学生学习，而Scratch的出现正好弥补了这一点。

Scratch是由美国麻省理工学院开发的，专为八岁以上儿童设计的，以搭积木的方式快速实现程序编写的软件，它让学生能够在图形化的环境下轻松掌握程序设计的精髓，学生在学习编程过程中培养了创新能力与解决问题的能力。因此，姑苏区将Scratch项目引入课堂，它的出现不仅为信息技术课堂增添了活力，更主要的是通过学习，使学生在利用Scratch进行创作中培养了逻辑思维能力、数字化文化创作能力以及解决问题的能力。

二、项目主要做法

夜上海论坛 1. 广泛研究，出版刊物

由于Scratch由国外引进，国内几乎没有可作参考与借鉴的成功案例，我们立足自主、立足课堂开展研究，将Scratch与实际教学相融合，并加以实践、反思与总结，根据Scratch模块的特点编写了十个Scratch案例，在国内率先撰写了《Scratch儿童编程乐园》一书。该书以快乐学习、自主探究为出发点，以项目式学习为框架，旨在启发学生的宏观程序设计思维，不仅是程序设计技能的学习，更重要的是培养学习者学会一种化繁为简的解决问题方法。该本土化教材，也为Scratch进入课堂奠定了坚实的基础。

夜上海论坛 2. 引入课堂，组织教学

夜上海论坛 在引入课堂教学方面，我们多次进行了调研和实践，摸索出了一条Scratch与课堂教学有效结合的教学之路。我们的做法是以解决实际问题为出发点，合理拆分重点，逐步化解难点，通过让学生在艺术创作、人工智能、游戏制作和物联感知等工程背景下，渗透编程思维、锻炼计算能力、提高艺术修养、培养创作精神。

3. 架设网站，探索分享

除了课堂教学以外，我们积极探索Scratch的课外学习功能，为此我们创造性地开发了Scratch网站――小猫创意秀。该网站包括优秀案例展示、最新上传、热门排行等栏目，网站不仅为学生提供了一个学习的平台，更为学生打造了一个分享、互动与交流的平台。到目前为止，它是继美国Scratch官网以外第一个能在网站上分享与互动的专题网站，已成为全国少年儿童创新实践的基地。

夜上海论坛 4. 依托网站，开展活动

夜上海论坛 我们充分利用该平台，先后举办了 “2012中小学生Scratch创意设计比赛”、 第一届小学生 “释放孩子的创造力” Scratch创意大赛，两项活动得到了全国广大中小学师生和辖区内学生的热烈反响与参与。截至目前，共有来自全国各地的935名学生注册会员并上传作品，收到作品856件。

夜上海论坛 5. 组织研讨，优化应用

夜上海论坛 为了进一步优化课堂教学，我们采取走出去请进来的策略，加强市、区域间交流与合作研讨，分别与北京、广州、常州等兄弟教研团队开展教学研讨活动，通过同题异构、主题研讨的形式与兄弟市区教师和教研员，共同交流与探讨Scratch的课堂价值与效果，在一定程度上对Scratch项目在本市的推广与应用起到了推波助澜的作用。

夜上海论坛 三、项目绩效评价

1. 出版专题教材，发表多篇论文

项目自实施以来已取得了一定成绩。经过近八个月的努力已完成了全国首个Scratch读本――《Scratch儿童编程乐园》的组织编写，并由江苏科学技术出版社出版发行。其次，在区域内形成了Scratch教学研讨热潮，多家出版社约稿专设Scratch专栏，十多篇研究成果于全国核心刊物，对更大范围地推广普及Scratch教学起到一定的促进作用，在全国赢得良好反响。

夜上海论坛 2. 教学效果良好，学生能力提升

夜上海论坛 Scratch进入课堂已有三年了，学生学习程序的积极性大幅提升，相比以前传统的LOGO教学，学生在Scratch课堂上的表现更为主动、更加善学、更有收获。

Scratch使得学生的能力得到大幅提升，主要表现在以下几个方面：

（1）创造力得到激发。卡通化的图形界面和搭积木式的编程序方式使得学生的学习兴趣和学习积极性被极大地激发，创新求变的欲望增强。

（2）动手实践能力得以提升。Scratch中的命令无需记忆，从指令集中拖选出来即可。较低的入门门槛使得学生乐于动手尝试。

夜上海论坛 （3）计算思维能力得到加强。Scratch中包含条件语句、重复语句、数字和逻辑判断、变量和链表等程序算法，涉及算法思维、数学思维、逻辑思维等多种计算思维。经实践观察，Scratch对学生计算思维能力的培养和提高有辅助作用。

3. 国内首创网站，开展线上活动

Scratch专题网站的建立在国内属于首创，该网站与Scratch官网相比界面更为卡通、使用简单，消除了语言沟通上的障碍。同时引入评价机制由学生间进行互动评分，分别从作品的“总体印象、完整性、创造性、趣味性和其他突出表现”五个方面进行评价，充分调动了学生的主体性和参与度，依托网站开展的多项线上活动都开创了全国之最。

四、项目创新启示

首先，本项目具有鲜明的时代特征，其以学生发展为宗旨，以推进课程改革为主线，以培养学生的信息素养和创新能力为目标，开展了基于Scratch环境下优化学生学习方式的研究，弥补了传统信息技术课程中教师在学生创新能力培养上的极度缺失，给学生能力的培养提供了平台。

夜上海论坛 其次，从课堂到课外，通过组织课堂教学、创意大赛等多种方式加强训练学生逻辑思维能力和解决问题的能力，小组合作、网上分享、网上互评等活动形式突显学生合作精神与分享精神。

同时，Scratch的横空出世对于教师来说也是一种全新的体验和挑战。教师必须站在全新的角度审视原有的教学观念，重新定位课堂主体，精心设计教学内容，合理安排教学活动，这一切对于教师来说都是一种全新的自我提升和修炼。

随着Scratch研究的不断深入，我们发现其在硬件编程领域也表现出极强的开放性与儿童化，如今在凌秋虹名师工作室成员卢斌、蒋佳琪、徐帧、许凯等老师的探索下，通过Scratch与Arduino控制板的组合，实现了信息技术与综合实践教育的有机融合。随着研究的深入，Scratch与Arduino的整合应用可拓展至智能办公、智能校园、智能家居、智能安防、物联网络等领域，不但可以有助于改善实际生产生活，还可以拓展学校兴趣课、实践课的内容范围，大大提高学生的兴趣与实践能力。

点评：

图形化编程软件Scratch进入小学信息技术课堂，为信息技术课程注入了新的活力，为学生的发展提供了广阔的空间。学生使用Scratch即可轻松创建自己喜欢的互动式故事、游戏和动画等富有童趣的作品，使得编程不再神秘枯燥。在凌秋虹名师工作室团队的研究与引领下，开发了Scratch课程资源――《Scratch儿童编程乐园》，并在苏州市姑苏区率先将Scratch项目引入课堂，教学效果显著，学生的信息技术素养、动手实践能力等都得到了可喜的提升。有鉴于此，我们在2013年将Scratch纳入江苏省小学《信息技术》课程教材。

随着凌秋虹名师工作室团队研究的深入，Scratch将不断拓展到智能控制领域，如智能办公、智能校园、智能家居、智能安防、物联网络等方面，信息技术教学将不断延伸至课堂外，解决生活中的实际问题。

第9篇

夜上海论坛 《普通高中技术课程标准（实验）》指出：技术课程具有高度的综合性，是对学科体系的超越。它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。学生的技术学习活动不仅是已有知识与技能的综合运用，也是新的知识与能力的综合学习。但是通过对高中技术领域课程的分析，我们发现，所谓的“综合性”看起来很美，其实不容易操作。且不要说综合运用其他学科的知识，连技术领域课程自身都被分割为两个彼此没有关联的科目——通用技术和信息技术。其中，信息技术是目前发展迅速、应用广泛、体现时展特征的技术。通用技术是指信息技术之外的、较为宽泛的、体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术。以目前开设的模块来看，通用技术关注硬件，信息技术则关注软件，二者之间缺少有效的关联。

近几年，以iPhone为代表的智能手机的流行，让各类传感器的应用贴近了人们的生活。2010年的上海世博会，那些由互动媒体技术构建的光怪陆离的奇幻世界，激发了青少年的好奇心和求知欲。这让我疑惑：传感器编程和互动媒体技术，应该归属于信息技术还是通用技术？信息技术和通用技术为什么要分割？于是，我尝试开发一门名为《互动媒体技术》的校本课程，横跨软件和硬件两个领域，引导学生关注软硬件技术的有机结合和综合应用，成为连结通用技术和信息技术两门课程之间的桥梁。

课程的内容及目标

1. 课程内容

夜上海论坛 “互动媒体”是“媒体”的一个数字化分支，是一种具有特殊信息传播功能的媒介。互动媒体技术的核心内容是传感器技术、单片机技术、编程技术和通讯技术，涵盖了机械学、电子学、工程学、自动控制、计算机和人工智能等领域。《互动媒体技术》课程通过设计单片机控制电路，结合编程语言，参照科技展厅中的互动媒体作品，通过一系列的互动媒体实验，指导学生把新奇创意变为现实，从而培养学生的技术素养。

2. 课程目标

（1）了解常见的传感器和数字电路的基础知识，能正确连接传感器、LED和电机等模块；了解计算机串口、并口编程的原理及方法。

夜上海论坛 （2）通过完整地经历提出设想、规划设计、制作与实施、调试与反馈等规范化设计过程，初步掌握综合设计的方法和技术。

（3）感受新技术对人类社会的重要性，激发对技术的学习兴趣；培养问题意识和设计思想，从而全面并富有个性地发展。

3.教学资源

夜上海论坛 正如景山学校吴俊杰老师所说：“编程技术和以传感器为核心的控制技术门槛过高，难以在中学开展。”互动媒体技术正是因为其涉及多个领域，所以在中小学中很少有人开设相关的课程。为此，在编程语言方面，我选择了图形化编程平台Scratch和S4A，只要拖曳积木图标，就可以制作出各种互动的作品，降低了编程技术门槛。而硬件平台方面，我选择了Arduino。由于Arduino源码开放和价格低廉，通过淘宝网等途径即可购买，因此降低硬件技术门槛和成本，让中学生能在短时间内理解互动媒体技术的原理，设计并完成一项互动媒体作品成为可能。

课程的实施

2011年开始，我实施了三轮《互动媒体技术》课程教学，共有60多名学生修习了这一课程。在三轮的课程实施过程中，课程方案几经修改，课程体系逐步完善，同时也积累了大量教学资源，课程日益成熟。目前，课程不仅拥有了一系列配套的支持软件，还设计并购买了教学套件。该教学套件由Scratch传感器板、Arduino Uno控制板、系列传感器、LED灯和舵机等组成。

1. 教学案例

《互动媒体技术》课程是一门实践性很强的课程，教学中要精讲多练。我采用两节课连上的方式，确保学生有足够的、连续的动手实践时间。教师不仅要加强学生对基本原理的学习，还要注意提高学生知识的广度，注重对学生学习兴趣的激发，突出综合设计能力和动手实践能力的培养。以《外界信息的获取》一课为例，其教学流程如下：

教学环节一：复习导入

夜上海论坛 教师演示一个简单的互动作品，学生讨论其不足之处和解决方案，得出Scratch传感器板支持的传感器类型太少的结论，从而引出S4A和Arduino。

教学环节二：教学新课

夜上海论坛 认识S4A和Arduino，介绍S4A和Arduino的安装以及常见传感器类型和接口。教师演示传感器和Arduino的连接，以及在S4A中显示传感器的数值。

教学环节三：技术试验

夜上海论坛 学生安装S4A和Arduino驱动，正确连接传感器，并在S4A上成功显示传感器数值，然后选择学习套件中的2～3个传感器，分别研究它们在不同状态时的数值变化，然后选择其中一个传感器的试验结果填写试验报告单。

夜上海论坛 教学环节四：作品创作

教师演示温度测量仪的编写，重点介绍如何将传感器信息存储在变量中，并演示将传感器信息可视化的思路。然后学生任选套件中的一个传感器进行程序编写，利用传感器返回的数值，让传感器的数值可视化、形象化。

夜上海论坛 教学环节五：反馈和提升

教师选择1～2个学生作品，展示并进行评价。然后提问：数字传感器能不能接到模拟接口？同样，模拟传感器能不能接到数字接口？让学生开展讨论。

教学环节六：总结和作业

夜上海论坛 通过网络，了解Arduino支持的传感器类型，了解这些传感器的适用范围以及淘宝网上的价格。

2.学生作品

夜上海论坛 《互动媒体技术》课程主要采用作品评价法。课程分为9个专题，每个专题都要完成一个小作品，最终要完成一个互动作品的设计。在教学中，教师主要工作是引导学生学会如何去设计一个有创意的互动媒体作品，在设计的过程中不断学习，不断完善作品。学生可以模仿一些展览馆中的互动媒体作品，以低成本的方式呈现出来。

夜上海论坛 学生的创意是无穷无尽的：有的用红外距离传感器实现虚拟翻书效果；有的用震动传感器制作地动仪；也有人用压电陶瓷传感器制作电子爵士鼓。其中，一位新疆的学生根据湿度、温度、雨点等传感器得到外界环境信息，然后根据信息显示不同的风景画，并让风景画中的湖面出现波纹，非常有趣。各种传感器的应用让学生的创意飞扬。目前已经有10多项学生作品在市青少年科技创意设计大赛和青少年科技创新大赛中获奖，9项作品被相关部门推荐申报国家专利。很多学生在课程结束后仍和我保持联系，继续完善其作品或者分享他们的新想法。

反思与启示

夜上海论坛 《互动媒体技术》课程已经实施了一年。从选课情况上看，课程深受学生欢迎，在所有的选修课程中，都是最早“爆满”。从教学效果看，学生设计制作的作品新奇有趣。这些都让我进一步认识到，在中小学中开设类似课程是非常有必要的。

1. 是探索创新人才培养的途径

综合就是创新。因为互动媒体技术是一门跨学科的综合性的科学技术。它涉及自动控制、计算机和网络技术、传感器、人工智能、微电子技术和机械工程等多个学科领域。北京航空航天大学宗光华教授认为：“只有基于项目的工程课程，才可以塑造多学科知识交叉和综合运用环境，将零碎知识与机械过程提升为探究世界各侧面相互联系的过程。”

信息时代，无论是高素质劳动者、专门人才，还是拔尖创新人才，技术素养和创新思维都是不可或缺的基本要素。互动媒体技术引入到中小学教学活动，有利于培养青少年从小对科技产生积极兴趣，并激发创新思维和创造意识，而Scratch和Arduino大大降低了技术门槛，使中小学的学生实现“有技术含量的创新”成为可能。

夜上海论坛 2. 可纳入中小学信息技术教育内容

目前，中小学的信息技术课程主要关注文本处理、互联网应用等方面，技术上仍停留在非常初级的阶段。将《互动媒体技术》中的传感器编程、智能控制等技术纳入信息技术课程，可以进一步拓展信息技术课程的宽度和深度，使青少年对于信息技术有了科学的认识和较为完整的理解。Scratch和S4A虽然是图形化编程软件，但互动功能十分强大。利用S4A和Arduino，学生能理解互动的原理，并搭建出互动媒体作品的模型，甚至可以学习智能手机、智能家居和物联网这些高新技术的知识，使课程和时展接轨，让学生感觉技术不再神秘，从而产生兴趣。

3. 是承载STEM教育的平台

夜上海论坛 “科学、技术、工程和数学教育”（STEM education）是近期美国教育的热点，如何在基础教育中实施STEM教育，已经逐渐引起我国教育专家的关注。STEM素养是一个多学科交叉的研究领域，强调把学生学习到的零碎知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。一个STEM课堂的特点就是，在“杂乱无章”的学习情境中强调学生的设计能力、批判性思维能力和问题解决能力。这种复杂的学习情境包含了多种学科，其问题可能涉及纳米技术、生物医学和天体生物学等学科知识，强调综合技术的应用。《互动媒体技术》课程以项目的形式，引导学生综合应用技术，涵盖了多个课程领域，是一个很好的承载STEM教育的平台。我深信，随着《互动媒体技术》课程的普及，对学生STEM素养的提升将起到很好的促进作用。

参考文献

[1]赵中建. 为了创新而教育[N].中国教育报.第7版.2012.6.15.

夜上海论坛 [2]吴俊杰，梁森山.Ledong Scratch互动教学平台的应用与研究（七）——基于自制光敏扫描仪谈STEM教育[J].教学仪器与实验，27卷，9-11.

[3]汪文斌. 新媒体 新世博 新生活.人民网.Retrieved November 2， 2010， from .

第10篇

夜上海论坛 智能要素开发训练与培养进行研究。

夜上海论坛 关键词：智能开发；机器人；智商

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0120099-02

1 教育机器人简介及功能分析

1.1 教育机器人简介

夜上海论坛 据预测，21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智

夜上海论坛 能时代，机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调

整。在发达国家，尤其是英、美、日等国家，已将机器人作为一种教学辅

助工具，上至高等院校，下至中小学、幼儿园，都正在积极开展机器人相

关的教研活动。为适应未来科技社会对人才培养的需要，教育部从

夜上海论坛 2003年起把中小学机器人比赛纳入全国中小学电脑制作活动中，同年颁布

的普通高中新课程标准，又将“人工智能初步”及“简易机器人制作”列

夜上海论坛 入教材内容。

夜上海论坛 机器人是一种能够通过程序控制，自主完成某类任务的机器系统。教

夜上海论坛 育机器人则是一类应用于教育领域的机器人，它一般具有以下特点：首先

夜上海论坛 是教学适应性，符合教学使用的相关需求；其次是具有良好的性能价格

比，特定的教学用户决定了其价位不能过高；再次就是它的开放性和可扩

展性，可以根据需要方便地增、减功能模块，对学生进行智能开发和自主

创新。

1.2 儿童教育机器人功能分析

夜上海论坛 不同阶段学生的认知水平和教学要求各不相同，不同层次的教学对象

夜上海论坛 需要选用不同的教育机器人产品，以便提供合适的功能、配件以及人机界

面。那么，目前适用于中学生教学用机器人产品种类型号较多，适用于小

学生（儿童）教学用机器人的种类型号则较少，无法满足教学的需要，只

夜上海论坛 能作为玩具或工业产品使用。

小学阶段的机器人教育，定位于机器人启蒙教育，主要是让学生了解

机器人应用价值，培养使用机器人的兴趣。考虑到小学生活泼好动、形象

夜上海论坛 思维活跃、好奇心强等特点，该阶段的教育机器人，结构上应力求简单，

夜上海论坛 通常采用较大粒度的零部件，避免使用小尺寸零件，每个零部件具有相对

夜上海论坛 独立的功能。材料选用上考虑结实、耐用、安全。外观具有一定的形象

夜上海论坛 性，易于辨识，方便装配。整机功能不宜复杂，性能上要求稳定、可靠。

夜上海论坛 在机器人本体设计方面，主要体现在插件应用上，对于机械传动系统

与电路控制系统可选用积木式、插件式或变形式三种类型。功能的集成化

设计，零部件的积木式、插件式和变形设计，有利于小学生凭自己的想象

夜上海论坛 任意搭建机器人，设计出形态各异、功能丰富的作品。

夜上海论坛 在人机交互方面，强调具有易用性、趣味性、益智性和反馈性。通过

综合利用发声（如警报、音乐、语音等）、发光、运动（如旋转、移动

夜上海论坛 等）等多种途径，激发孩子的好奇心和求知欲，引导小学生去做进一步的

夜上海论坛 探索和思考。在程序传输方式上主要基于传输线把指令导入到实体机器人

夜上海论坛 存储器中，传输功能界面应尽量形象直观。

2 儿童智能要素分析

2.1 智能

智能顾名思义，智力和能力。传统的智能定义为注意力、观察力、想

夜上海论坛 像力、记忆力和思维能力的集合。现代我国教育学家认为：智能是指学生

通过知识的学习、并运用知识来适应社会，改造社会的能力。

2.2 智能要素分析

儿童智能开发的类型较多，相对于各种智能开发类型的要素也很多，

为了便于确定智能开发的具体内容，必须较为准确地找出各智能类型与其

对应的具体智能要素，以保证系统、全面、准确的对儿童实施有效的智能

开发训练与培养。

根据智能要素分，它包括观察力、想象力、注意力、记忆力和思维能

夜上海论坛 力等五大要素。

夜上海论坛 1）观察力：具体的讲，观察力是指大脑对事物的观察能力。它包括

对自然环境与自然现象的观察、社会环境与社会现象的观察等。从空间的

夜上海论坛 角度分析，它包括平面观察、立体观察；从形态的角度分析，又包括静态

观察与动态观察。

2）想象力：想象力是人对头脑中以有的表面进行加工改造，并创造

出新形象的过程。其功能有预见作用、对认识的补充作用、对情绪的调节

作用等。它包括空间想象力、联想能力、组合能力、假设能力、等智能要

素。

3）注意力：注意力是指个体的心理活动对一定对象的指向和集中。

夜上海论坛 其基本功能是信息选择，它包括无意注意、有意注意和有意后注意。

夜上海论坛 4）记忆力：记忆力是指人对过去经历过的事物的反应，记忆是一个

复杂的心理过程，它包括识记、保持、再认和再现三个基本环节。按记忆

的内容分类有：形象记忆、逻辑记忆、情绪记忆、运动记忆四种。

5）思维能力：思维是人脑对客观现实概括的、间接的反应，是认识

的高级形式。它包括直观动作思维、形象思维、逻辑思维三种类型及这些

思维的相应能力。

3 基于教育机器人应用的儿童智能开发

夜上海论坛 3.1 观察力的培养与训练

通过对各式各样机器人的观察，了解机器人的功能。如“寻迹机器

人”能准确地沿着规定的线路前进；“爬行机器人”可在平面或立体的情

夜上海论坛 况下随意爬行，可用于高楼大厦的墙面清洁和粉刷，用于地下管道的故障

夜上海论坛 的排除，用于危险环境下的特殊作业等；通过对机器人外观形状、功能及

结构组成进行观察，可充分了解各种机器人的软硬件配置、操作与控制方

夜上海论坛 法、比赛情景等。通过这些观察激发了儿童的兴趣，使儿童产生试制机器

人的想法，在此想法下对简易机器人进行安装、调试与试用，在机器人安

装过程中，会发现各式各样的问题，针对这些问题逐一解决，边解决问

题、边安装、边调试直至安装成功，最后开始试用或者比赛。上述这些观

察、试制与使用过程，对儿童的观察能力、思维能力与实践能力有较大的

夜上海论坛 促进和提高。

夜上海论坛 3.2 想像力的培养与训练

如通过“足球机器人”对抗赛，可很好的培养儿童的想像能力，首先

学会灵活使用自己安装调试的机器人，保证完成踢球及其它功能；同时还

要保证有足够灵活性用于拦截对方的足球。通过对抗赛充分了解对方与自

己足球机器人的功能与灵活程度，为了保证胜利，必须实现比对方更高水

平、更加灵活、更加准确的进行投球与拦截球，上述这些功能的实现是通

过可视化软件编程来实现，这些软件的编程与实现充分调动了儿童的想像

夜上海论坛 能力，该想像能力既要联系硬件，又要结合软件；既要了解自己的机器

人，又要了解对方的机器人；既要有高水平的硬件搭建能力，又要有良好

的软硬件控制能力。上述这些能力的实现对儿童的想像力进行了从逻辑数

学、到实践活动、再到应对比赛的全方位的、系统的开发培养与训练。

3.3 注意力的培养与训练

机器人的核心功能是单片机控制下的软件实施与硬件执行功能，软件

水平的高低决定了机器人制作水平，因此要做出一台高水平的机器人，必

夜上海论坛 须有适合该机器人硬件平台的软件。儿童用机器人软件一般是可视化编

程，在编程过程中必须高度集中注意力通过可视化指令，来实施每一项动

作、技能与功能，针对每一个动作可能有几条语句来完成，这些语句的顺

夜上海论坛 序、结构和执行过程必须与动作、技能准确的一一对应，否则就会出现误

动作，难以保证比赛过程中的准确、灵活，难以保证在自己边进攻、边防

守、边拦截的情况下的有效对抗比赛。编程过程如果不注意将数学建模准

确的转换为计算机语言，同样很难实现各种动作技能与功能。上述机器人

夜上海论坛 的制作与功能实现，特别是动作技能与各程序语言的一一对应、数学模型

夜上海论坛 与计算机语言的准确对应，对培养儿童的注意力有着较好的开发与培养作

用。

3.4 记忆力开发培养与训练

足球机器人的比赛胜败由以下关键动作所决定：一是自己制作的机器

人踢球动作与灵活控制；二是要准确观察对方机器人的动作与功能实施；

夜上海论坛 三是在充分了解对方机器人动作与功能的情况下进行准确的识别，并驱动

自己的机器人去实施有效的对抗。上述所有动作要领都需要准确的记忆，

并在此基础上灵活操作自己的机器人，所要这些对儿童的记忆力的开发培

夜上海论坛 养与训练有着较好的促进作用。

夜上海论坛 3.5 思维能力的开发培养与训练

在机器人比赛中，常常会发现一些较突出的功能实施技巧，这些技巧

的实现充分体现了机器人开发制作过程中的创造力，如比赛中某机器人在

夜上海论坛 进攻的同时，还有防守的功能，在识别判断同时，还可以充分估计到对方

夜上海论坛 下一步的动作，上述这些功能在完成的同时，还要保证准确、灵活、有效

夜上海论坛 的预测和对抗，这对儿童在机器人制作过程中，从装配到应用，从基本功

能的实现到综合功能的应用，从自我功能的实现到既可实现自我功能，又

可实现相应的对抗功能，所有这些功能的实现与实施对儿童的思维能力、

夜上海论坛 创造能力有着较好的开发培养与训练作用。

4 结束语

从机器人的安装、调试与制作，到机器人的对抗比赛等全过程，始终

对儿童的观察力、想象力、记忆力、注意力和思维能力进行开发培养的同

夜上海论坛 时，还培养了它们的团队精神，集体主义精神和荣誉感，促进了它们的控

制能力、意志能力的提高。从机器人的制作到比赛的全过程中，儿童既需

夜上海论坛 要动脑，实施创造与创新，又需要机敏的操作控制和较好的体力，特别是

夜上海论坛 手、眼、脑三者良好的配合，在比赛过程中智力与体力两者相结合，在精

夜上海论坛 力充沛的条件下，方可赛出水平。此时对儿童的健康与肢体协调能力也进

行了系统的训练与培养。总之，通过机器人的制作与比赛，对儿童的智

商、情商、健商、财商，德商等诸方面进行了综合的开发与训练，达到了

儿童智能开发的目的。

作者简介：

第11篇

夜上海论坛 关键词：信息化时代；农村小学；教育教学研究

引言

夜上海论坛 随着时代的发展和进步，现阶段社会中的竞争越来越多样和激烈，掌握现代化信息教育技术以及把它应用于实践当中去是当今社会每一个人的重要任务，能在一定程度上提高竞争力。由于信息技术的功能多样和极其便捷的特点，决定了社会中的各个行业以及领域的发展都离不开信息技术，它的存在对于推动社会整体发展具有促进性作用。

夜上海论坛 一、把现代化信息教育技术运用于小学教育教学中的必要性

夜上海论坛 在教育领域中，每个教育工作者应当把如何正确运用现代化信息教育技术应用于教学活动中作为一项重要任务，并不断地努力和完善自身教学体系。所谓现代化信息教育技术并不是大多数人眼中的计算机技术，这种看法和理解是片面的。两者之间存在根本性的差别：计算机技术主要包括计算和操作，其主要目的是为了研究和应用计算机本身的技术，而现代信息技术则是指利用现代化的计算机以及网络技术对一些信息进行处理的相关技术和方法。教育方式方法总是会随着技术的革命而发生本质的变化，比如西汉时代的纸发明、印刷术的发明，以及后来录音机和录像机的发明，这些在当时的巨大发明给我国教育模式带来巨大的影响。当代计算机技术的迅猛发展，把人类带入一个全新的信息时代，也就是人们口中的信息爆炸时代。这样的时代对人的素质和知识提出了更严格的要求，这也就是学校培养人才的目的发生变化的重要原因。当今教育领域要求要把人从传统的知识积累型培养方式转化为培养创造型人才。对创造型人才来说，他们必须要掌握和学会利用现代化信息技术主动获取知识理论以及处理相关信息。在传统教学模式下，要培养这种创造型人才，显然是不太可能的，这时就提出了创新教育策略的想法。

二、注重硬软件建设和制度的制定与完善

所谓巧妇难为无米之炊。农村小学若希望在信息化时代的教育教学中搭乘信息网络技术的快车，实现教育教学的发展，就要在政府政策及财政经费的支持下，配备一定的信息化硬件设备及相关的软件或资源，才有可能利用信息网络技术服务于日常的教学。因为就目前学校自身的经费及能力情况来看，无论是设备购置、软件或服务的购买，还是人力上的资源开发及培训建设，成本都太高，仅凭学校是难以满足信息化教学所需的硬软件条件。为此，我们需要政府在信息化教育教学方面的规划、投资和建设，并制定和完善相关的管理制度。当然，在制度的制定方面，除了教育及相关部门的原则性和统一规定外，各学校或学区有必要结合本校或本区域的实际情况灵活地予以完善和修正，以更利于提升信息化资源的利用效率。

夜上海论坛 三、由发展不平衡转为普遍提高

总体上来说，当今小学教育管理信息化教学发展不平衡的问题，主要体现在城乡小学信息化教学不均衡发展、教师信息素养应用能力差距等方面。城乡小学信息化教学不均衡发展是历史积淀等多方面因素造成的。而信息传播技术最新科技又带来了新的数字鸿沟，这让传统的城乡剪刀差之间重新拉大了距离。传统社会的经济发展差距，是城乡差异的基础。经济发达与不发达地区，对于教育基础设施的投入，显然有着差距。信息传播技术、互联网、校园网的发展，都离不开信息技术硬件和软件的投入。我们在为互联网、大数据、人工智能等新技术欢呼的同时，必须看到技术创新曲线发展规律。新技术的创新扩散与采用，总是分为最早的创新者、其后的追随者、大众化阶段的普及使用者、还有落后者。不同的学校之间，不同的地区之间，这种鸿沟的存在也是必然现象。我们的目标，是要尽量缩小数字鸿沟及其带来的不利影响。此外，在信息技术方面发展落后的学校还是可以充分利用蛙跳优势，合理利用信息技术带来的新机遇而迎头赶上的。这里最主要的还是大家对待“教育+互联网”新机遇的一种意识或者态度。传统的积淀，差距的存在，短时间内也许无法立即改变。但是，如果一个有远见的小学校长带领一批小学教师，在一所乡村小学大力利用互联网机遇发展自己的特色MOOC，假以时日，这所小学一定会脱颖而出的。

四、注重信息培训，提升信息素养

在具备了一定的硬件购置和软件支持的基础上，为了提高信息网络设备及资源的利用效率，我们就需要对学校的管理层和教师进行针对性的培训。这是因为与传统的学校教育环境相比，信息化时代的学校应该逐步地过渡并实现从环境、资源到应用各个层面的数字化。其构建的是一个数字空间，很大程度上拓展了学校管理和教学的时空。其无论对学校的管理层还是教学的践行者教师而言，都是一种极大的挑战和考验。为了提高管理水平和教学效率，我们应该注重信息培训工作，逐步提升管理者和教师的信息素养。近些年的国培计划就特别注重信息网络技术方面的内容。除此之外，教育部门以及学校都可以借助网络等途径来完成培训任务，让农村小学教师能从教育理念、教学方式等方面都有所调整和改善，以尽快适应信息化时代教育教学的需要。

第12篇

作为中小学教育核心课程之一的数学，其重要性在国内外都不言而喻。然而，如何在学校班级教学环境下激发学生的数学学习兴趣、进行个性化辅导，长期以来是摆在数学教育者面前的难题。本文介绍了在教学理论指导下设计的网上数学教学系统――“乐学一百”。该系统具有即时反馈、几何作图智能判断、游戏化激励等多项功能。本文详细研究了该系统在一所中学一个学期的混合式教学课程实验情况，在准实验中收集的学生成绩、学生调查、学生和家长反馈、教师访谈等多维度的数据表明，该系统可以有效提高学生的数学学习兴趣，改善其学习表现，减轻数学教师负担。研究表明：该系统交互性的重要表现――即时反馈和正面激励是其产生积极影响的重要原因。同时，该系统的智能化程度需要进一步提高，以满足众多学生的个性化学习需求。

【关键词】 数学教学；教学系统；教学效果；即时反馈

【中图分类号】 G434 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009-458x（2017）03-0037-08

一、研究问题

数学是中小学教育阶段国际公认的核心课程之一。世界经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，简称“经合组织（OECD）”）的国家和地区发起的国际学生评估项目（Program for International Student Assessment，PISA）测试就包括数学知识考试，它也逐渐成为衡量不同国家之间中小学教育成就的一项重要指标。

但是，在学校常规班级教学中，较高的生师比使得数学教师不可能考虑每个学生的学习进度，也不可能针对每个学生的学习情况给予即时反馈，提出恰当建议，进行个性化的辅导和兴趣激励。而在数学学习中，特别是在应用基本知识解决问题的过程中，即时而恰当的反馈、建议、辅导和激励对学生来讲是至关重要的。

夜上海论坛 计算机辅助学习系统最重要的优点就是能够自动给予学生即时而恰当的反馈，这也是其智能性的重要体现。所以，长期以来，以计算机辅助教学系统为代表的现代教育技术在数学教学中得到了广泛应用。但是其实际应用效果究竟如何呢？

二、相关研究简介

夜上海论坛 国际上有大量关于计算机支持的数学教学效果的实证研究，因为篇幅限制不能详细列举，简要介绍相关元分析研究的成果。元分析是一种文献研究，其研究对象是已经出版的实证研究文献，研究方法是对这些实证研究的结论进行分析，以便总结和概括这些实证研究结论所反映的共性和规律。国外很多关于计算机辅助教学（CAI）的元分析研究（Burns， 1981； Hartley， 1978； Kulik & Kulik， 1991； Liao， 2007； Tamim， Bernard， Borokhovski， Abrami， & Schmid， 2011）分别分析了几十个、几百个乃至几千个研究，普遍指出：计算机辅助教学与传统教学手段相比，对于学生的学习表现可以起到更加显著的正面影响。对于学业表现较差的学生而言，很多研究（Lynch， Fawcett， & Nicholson， 2000； O’Byrne， Securro， Jones， & Cadle， 2006）也表明计算机辅助教学对于其学习成绩可以起到正面的促进作用。

夜上海论坛 在数学领域的大量元分析中，Cheung和Slavin（2013）考察了K-12学校的教育技术应用对学生数学成绩的影响，因为美国学生的PISA数学成绩表现长期以来不如其他OECD成员国，而教育技术应用于数学教学是改善美国中小学生数学成绩的一项有效手段，正如美国数学教师协会曾经指出的“技术在数学的教与学中至关重要”。他设置了非常高的研究方法标准（最少持续12周，有实验班和对照班，常规教学条件，有要求严格的前测和后测成绩），筛选出了74篇高质量的研究论文。这些研究包含的学生样本量为56，886。其中45篇研究了小学阶段的31，555名学生，29篇研究了中学阶段的25，331名学生。该元分析发现：一般来说，与传统教学方法相比，教育技术应用都对学生学习产生了正面影响。

在此研究之前，国际上20多个元分析研究考察了教育技术对学生成绩的影响，其中7个关注数学学科。这些研究也都发现了教育技术对学生数学成绩的正面影响。

国内不少研究也介绍了计算机支持的数学教学系统，但是关于其教学效果的实证研究不多。从中国知网（CNKI）检索后，我们发现了以下两篇关于技术支持数学教学的实证研究。

夜上海论坛 张文兰等（2013）对参加三个月的电子书包实验的试点班和对照班的数学考试成绩进行了统计和分析。前测中两个班成绩无显著性差异，后测也无显著性差异，但是实验班比对照班成绩高出0.21分。该文对成绩提高不显著的原因进行了分析，包括实验周期有限（三个月）、设备技术和功能的局限性等。

管珏琪等（2015）分析了参加两年电子书包实验的三年级和四年级学生和同时期未参加实验的学生的期末数学成绩，发现不论是三年级还是四年级，期末数学考试中，参加实验的班级的成绩都显著高于未参加实验的班级的成绩。但是，该文没有介绍实验班和非实验班在参加实验前的成绩差异，也未介绍除了实验变量（电子书包）外，实验班和非实验班是否还受其他不同因素的影响。

基于以上的相关文献分析，我们发现：国内关于计算机支持数学教学的实证研究不多。本研究拟选择某所学校的数学教学进行较长时间的准实验研究，以提高实验结果的可信度。

夜上海论坛 三、教学理论基础

行为主义学习理论强调通过强化与教学目标相关的刺激和激励来实现学习。计算机辅助教学系统给予学生的即时反馈和建议就是这样的刺激和激励。行为主义指导下的计算机辅助教学，强调计算机能够激发学生的反应，并给予学生及时、详细和恰当的反馈，而这种反馈能够包含对学生表现的评价（Skinner， 1958）。Tobias（1973）发现，学生建构性的反应对于提高学业成绩而言是最有效的，而且，这种对于学生的明确反馈会引起学生的极大关注，并进一步导致更好的学业成就。Clariana和Lee（2001）也认为，网络学习中的明确反馈可以提高学生的学习成绩。

夜上海论坛 认知主义强调研究和理解人脑内部的复杂过程：感知能力、解决问题的策略、决策过程和对复杂关系的理解，等等。学习是多层次的信息加工过程，包含了对于信息的解释和评价。教学不是知识的简单传递，而在于学生积极主动的获取。学生是一个积极的信息加工者――积极地做出选择和注意等反应，积极地组织已经知道的信息，积极地寻求相关信息来解决问题。教师要为学生创造良好的条件激发学生的学习动机，提供合理的学习策略，从而促进学生的学习（Gagne & Briggs， 1974， pp. 10-20）。

混合式学习方式⒋统的班级教学与通过国际互联网或局域网进行的在线学习结合起来。Dziuban、Hartman和Moska（2004）指出：“混合式学习应该被看作一种教学方法，它将课堂教学的社会性和有效性与在线学习环境技术支持下的主动学习结合起来。”Bonk和Graham（2006， p.1）强调：“混合式学习环境将传统面对面的教学方式与计算机支持的在线学习结合起来。”混合式学习是计算机辅助教学的一种教学应用方式，强调传统的班级教学与计算机支持的学习的有机结合。网络教学系统支持的数学学习与传统的学校教学结合起来，显然是一种混合式学习。

四、教学理论指导下的系统功能设计

北京乐学一百在线教育科技有限公司总结近15年多媒体教育软件及混合式教学实践经验，研发了“乐学一百”在线教学系统。该系统聚焦于中小学数学教学，在行为主义和认知主义等教学理论指导下，提炼出了适应中小学生在线学习的3I教学法并将该教学法贯穿到系统设计之中：个别自适应学习，自定步调（Individualized Adaptation）；渐进掌握式学习，小步闯关（Incremental Mastery）；互动发现式学习，持续互动（Interactive Discovery）。

在内容上，该系统包括与全国初中和小学数学大部分通用教材相配套的习题内容，全部为自己研发。与传统印刷版的习题集不同，该系统能够根据学生提交答案的快慢和正误，给予即时反馈和游戏化的积分激励，而不是单纯呈现解题过程和答案。

我们以北京师范大学出版社《初中数学》（七年级下册）为例，介绍该系统的主要功能和3I教学法的具体实施。该册内容包括了“整式的乘除”“相交线与平行线”“变量之间的关系”“三角形”“生活中的轴对称”“概率初步”等。在每一部分，设置了若干关卡练习。比如在“生活中的轴对称”部分，设置了18道关卡（如图1所示）。前面的15关是关于“生活中的轴对称”的若干分解任务的（如第一关是认识轴对称，第二关是“画轴对称图形”，等等），后面的3个关卡分别是“挑战100分”“检测”“错题更正单元”。“挑战100分”和“检测”是综合性练习，而“错题更正单元”是本单元出现的错题集合。

这些关卡题目的做题顺序，完全由学生自我控制，可以根据情况自由选择，这就是“个别自适应学习，自定步调”的含义。

第八关是“等腰三角形练习1”，包含10道题，满分为100分，并设置了标准时间，为2到4分钟。如果做题时间短于标准时间的下限，即2分钟，则加分；如果做题时间长于标准时间的上限，即4分钟，则减分。这些题目采用填空题或选择题的形式，系统可以判断用户答案的正误。如果答对了，系统给予“正确”之类的提示，进入下一道题目；如果答案错误，系统则给出“错误”或者“再想一想”之类的提示，学生必须再次输入或者选择正确答案，直到该题目答案正确为止，才能进入下一道题目。这就是“渐进掌握式学习，小步闯关”的含义。每个关卡的通过，系统给予正确或者错误的提示，就是行为主义教学思想的体现；这样一系列的围绕等腰三角形等知识点的小步骤闯关过程，可以帮助学生深刻理解相关知识点，体现了认知主义的教学思想。

夜上海论坛 如果学生实在做不出来，可以求助在线的“老师答疑”。这种人工在线辅导加上系统自动给出的答案正误的反馈，构成了“互动发现式学习，持续互动”的教学环境。

夜上海论坛 以上我们介绍了“同步闯关”的基本内容。每个关口的做题过程都会保留下来，便于用户以后复习。闯关成功后，学生可以看到本次练习的得分、一次正确率、所用时间、（相对于标准时间）提前/延迟、基础学分、奖励学分、获得乐币（该平台的一种虚拟货币）、当前乐币。其中的得分、奖励学分、基础学分和获得乐币是综合考虑一次正确率、所用时间等多个做题表现指标计算得出的。

除了学分和乐币，如果该生能够持之以恒地练完一章的内容，系统还授予学生勋章。同年级同一学段学生，还按照其获得学分、乐币多少设置了排行榜；只要是注册用户，都能在排行榜上找到自己的位置和要超越的对象。学生还可以使用学习获得的乐币来换取实物奖品。

除了“同步闯关”，还有“强化技能”“挑战100分”“竞赛培优”“专项训练”“最后一题”。这些内容属于基础知识和基本技能之上的较高要求。此外，该系统能够自动收集学生在单元闯关中所有题目的答案，并特别关注做错的题目，形成个人错题集，便于学生开展针对性的纠错练习。

为了辅助学生学习比较困难的几何作图，该系统设计了几何作图智能判断引擎，自动判断学生的几何作图是否符合题目要求。借助这个工具，学生不仅能够学习常规作图方法，更能创造性地解决几何问题。

夜上海论坛 为了创建社会化的学习环境，系统还设置了“同学动态”窗口。学生用户可以选择打开或者关闭该窗口。该窗口上动态显示其他同学的做题情况，以及家长给予孩子的表扬和乐币奖励。

五、研究方法

本课题研究方法主要是准实验研究。准实验研究的基本思路为：根据学校正常教学工作的安排，选择其中一个班作为实验班，其他作为控制班（对照班）。实验班和控制班的教学内容、进度和方法完全一致；唯一不同的是，实验班要通过网络在智能教学系统上完成老师布置的作业，而对照班仍然按照传统方式完成老师布置的作业。

夜上海论坛 在准实验研究中，自变量是参加混合式学习与否，因变量是学生的考试成绩及主观反应。通过分析历次考试成绩来比较实验班和控制班的数学学习成效；通过调查问卷和访谈等方法了解学生对于数学学习和数学教学系统的感受和认识。

对于考试成绩，主要比较实验班和控制班在同一次考试中的成绩差异，也就是进行横向比较。这是因为在同一次考试中，两个班的考试内容完全相同，其成绩具有可比性。而同一个班（如实验班或者控制班）在不同时期的两次常规考试中，考试内容一般都不相同，难度也不一定相同，所以前后两次的成绩不具有可比性。因此，不进行同一班前后成绩的时序纵向比较。在比较实验班和控制班两个班成绩的时候，主要考察的统计指标包括：

夜上海论坛 （1）每一班成绩的平均值。它反映了全班同学成绩集体性的平均表现；两个班成绩的差异就用两个班成绩平均值的绝对差来表示；每次考试每个班平均成绩在整个年级的位置变化，也反映了其成绩的变化幅度。

夜上海论坛 （2）每一班成绩的标准差。它反映了全班同学成绩的离散程度。

（3）两个班平均成绩差异t检验的结果。它反映了两个班成绩差异的统计学显著程度。t检验是一种假设检验；假设两个班的成绩相同，如果计算出来这种假设的概率很小，比如一般设为小于0.05（即5%），则认为这种假设不成立，即两个班的成绩在统计意义上是有差异的，或者说两班成绩的差异在统计上是显著的。t检验可以用SPSS等统计软件来进行。

（4）效果尺度（Effect size）。综合考察两个班平均成绩的差异和每个班成绩的离散程度。国际上常用Cohen’s d这一变量来表示效果尺度（Cohen， 1992）：

[d=Mean1-Mean2Standarddeviation]

其中，Mean1和Mean2是实验班和对照班的评价成绩，而加权标准差（standard deviation）由下列式子计算得出：

夜上海论坛 [Standard deviation=n1*SD12+n2*SD22n1+n2-2]

其中，n1和n2分别是两个班的人数，SD1和SD2分别是两个班成绩的标准差。

调查问卷的实施，则通过网络调查问卷系统（Limesurvey）来实现，简单、快捷、方便。

六、基于混合式教学思想的课程整合实验

2015年9月到2016年1月，“乐学一百”系统在四川一所初中的数学教学中进行了准实验研究。初一年级四个班的教学内容、要求、进度和方法基本相同。选取其中一个班为实验班，其他三个班不使用该系统，作为对照班参与课题研究。

按照混合式教学的基本思想，实验班使用“乐学一百”系统（如图2所示）。具体教学流程为：

课前，教师通过“乐学一百”给学生布置“引导单元”部分的作业，让学生进行课前预习时完成该部分的作业。教师通过系统检查学生的预习结果，即查看学生是否完成了引导单元的练习和成绩如何。

夜上海论坛 课上，教师根据学生预习的情况对教学内容做适当调整，具体表现在：对学生在“引导单元”基本上回答正确的题目进行略讲，对经常出错的知识点进行重点讲解，或者请答对的同学板书演示，有时候也请同学们使用平板电脑对难题进行深入讨论（如图3所示）。此外，在上单元小结或者知识点小结的课堂上，教师会直接分析学生之前做过的题目。对于那些得分很高、表现很好的同学，教师会在课堂上给予口头表扬，对于那些没有及时过关的同学，则会询问原因，究竟是网络原因、时间原因还是其他原因，然后再根据学生反馈的情况提出不同的要求。

课后，实验班学生除了用大约25分钟时间完成一本常规练习册中的配套练习之外，还需完成“乐学一百”中的练习，约10分钟。对照班学生则要完成两本常规练习册的配套练习，时间约为50分钟。

夜上海论坛 七、实验结果

根据收集到的考试成绩数据、学生调查数据、学生和家长反馈以及教师访谈，对实验结果进行分析。

（一）考试成绩

我们收集了2015年11月份期中考试，12月份月考和2016年1月份期末考试实验班和其他三个对照班的成绩。期末考试的形式、题型和总分的情况是：考试分A、B两卷，A卷100分，其中选择题10个共30分，填空题4个共16分，解答题8个共54分；B卷50分，其中填空题5个共20分，解答题3个共30分。

夜上海论坛 从该表可以看出，在试验初期，实验班比对照班的成绩高出3.8分，统计意义上不显著（p=0.107），实验班相对于对照班的效果尺度也仅仅为0.18。一个月后，成绩差异扩大到5.2分，但是差异显著性和效果尺度有些缩小。再经过1个月，成绩差异扩大到6.1分，这种差异从统计意义上是显著的（p=0.049），实验班相对于对照班的效果尺度也扩大为0.25。

（二）问卷调查

在实验学期结束后，我们设计了一个网络调查问卷，调查学生的数学学习情况和使用“乐学一百”系统的体验和感受。问卷包括三个部分：个人基本信息、对学习平台的评价和数学学习效果评估。因为在现有研究文献中没有找到中学生数学学习评价量表，该问卷内容根据本研究的实际情况自行设计。

夜上海论坛 实验班48人中有42人提交了有效问卷，其统计情况如下。

在个人基本信息部分，关于学生的性别，答案显示男生为18人（42.9%），女生为24人（57.1%）。年龄均值为13岁。平均每次在“乐学一百”在线学习平台上学习的时间，均值为47.4分钟。

第二部分是对“乐学一百”在线学习平台的评价，含有九道题；第三部分是数学学习效果的自评，含有五道题。第二和第三部分共14个问题，都为单项选择题，答案5个分值的Likert量表，1表示非常不同意，2表示不同意，3表示不确定，4表示同意，5表示非常同意。对这14个问题的答案进行信度分析，发现其Cronbach’s Alpha值以及基于标准化项的Cronbach’s Alpha都为0.987，表明该问卷可信度很高（如表2所示）。

表3显示了这14道题的描述统计结果，从中可以看到，对系统平台感受的9个问题，均值都在“同意”（4分）附近。最高的一项是“即时给予正面的反馈能增强自己的自信心”，为4.05分。可见，该系统界面美观、布局合理、简便易用、稳定可靠，题目质量高、数量合理，以及排行榜和乐币等游戏机制可以激发学生的学习兴趣和积极性，即时反馈增强了学习自信心，在线答疑机制帮助学生释疑解惑。因此，学生喜欢使用这个智能学习平台。不过这9个问题的均值都未达到“非常同意”（5分）的程度，可见学生对这个平台还有更高的期待值，说明该平台还有很大的改善余地。

夜上海论坛 对学习效果的5个问题，均值略低于“同意”（4分）。最高的一项是“提高了自主学习能力”，为3.98分。可见，该系统提高了学生的学习兴趣、分析和解决问题的能力、学习自信心、自主学习能力，帮助学生掌握了相关知识。但与“非常同意”（5分）还有一定的距离，可见该平台在改善学生的数学学习方面还有很大的提升空间。

在调查问卷的结尾部分，还有一个开放性问题，请同学们畅所欲言，谈谈使用系统的体会和感受。分析这些反馈内容后，可以将其分为三类：正面评价、建议，以及正面评价+建议。25个同学都给予了正面评价，包括：“‘乐学一百’让我不会的题都会做了，让我的能力提升了”“乐学对我有很大帮助，让我掌握知识，还让我增加对学习的兴趣”等。12条建议包括：“有时候数学符号有点问题”“希望答疑老师能够更好地去引导学生!”，等等。既有正面评价又有建议的反馈3条：“建议改进一下网页部分页面脚本错误的问题，感谢乐学一百对我的帮助!”“在线答疑有时候会人太多，解答不了，其他都挺好的”和“希望把答案做成多样化，其他方面都非常好”。

从这些反馈中看出，大部分学生对该系统的评价是正面、肯定和赞扬的，还有一些同学提出了合理化建议，比如4条建议是关于在线答疑功能的，应该在这方面进一步完善。

夜上海论坛 （三）学生和家长反馈

为了解学生和家长对“乐学一百”系统的感受，随机请5位同学及其家长书面总结了学习心得和反馈意见。

学生A说：“自从开始使用‘乐学一百’，我对数学有兴趣了。以前上课不喜欢听课，总是走神，现在上课也不浮躁了。”学生B说：“自从学了以后，感觉我的基础上升不少，成绩也提高了，让我对数学有点感兴趣了。而且不会的题可以问老师，还可以到网站的市场上买很少见的东西，这是激发我学习的动力之一。”学生C说：“在‘乐学一百’中，不仅学习到了知识，也收获到了学习的快乐。”上述学生的反馈可以概括为：这种学习方式提高了学习数学的兴趣，体验到了成功的快乐，增强了学习信心，提高了学习成绩。

家长A说：“通过这次活动，孩子对数学逐渐有了学习兴趣，希望能继续加油，多动脑，多做题，把成绩提高上去。”家长B说：“孩子学了‘乐学一百’以后我们很高兴，她自己也觉得很好，我们很支持。”家长C说：“‘乐学一百’的课程设置与学校的教学内容紧密相关，而且对教学内容进行科学的分解，使学习更容易，便于孩子理解和掌握，而且教学方式灵活多样、趣味性高，真正做到了让学生快乐学习，学习成绩有所提高。”上述家长反馈意见可以概括为：这种学习方式帮助孩子增强了学习数学的兴趣和信心，体验到了学习数学的快乐与成功。

（四）教师反馈

夜上海论坛 我们访谈了参与课题的数学教师，了解实验班和对照班的基本情况，听取其对系统的评价和建议。该教师认为，该系统能够客观、准确评价学生的学习情况，可以帮助教师进行个性化教学，让教师清楚地知道每一个学生的学习状况。此外，习题是模块化的知识点，能够帮助学生快速掌握知识。闯关游戏，对学生起到一定的激励作用。每一道题目都会给学生积极的反馈，增强学生的自信心。如果学生遇到困难，答疑系统就会提示“需要帮助吗”，能及时帮助学习上遇到困难的学生。

夜上海论坛 该教师同时建议：“把知识点与课标结合，根据课标的要求，在理解和掌握方面多下功夫。加题目的随机性，派给每个学生的题目最好不一样。学生做错题目进行二次过关的时候，只针对错题，不要重复前面的题目。加强系统的数据统计功能，给老师和学生更多的参考信息。”

夜上海论坛 八、研究结论和讨论

我们介绍了网上数学教学系统“乐学一百”的基于教学理论的设计思想，自动判分、即时反馈、几何作图智能判断、游戏化激励等多项功能，及其在一所中学一个学期的课程实验情况。在准实验中收集的学生成绩、学生和家长调查反馈、教师反馈等多维度的数据表明，该系统可以有效提高学生的数学学习兴趣，改善其学习表现，缩短学生课后作业时间，帮助教师了解学生情况，减轻教师负担。该系统交互性的重要表现之一――即时反馈和正面激励是其产生积极影响的重要原因。基于行为主义和认知主义教学思想的“3I”系统功能设计为学生提供了学习新知识、加深理解和巩固运用所学知识的机会。基于该系统功能的贯穿于课前预习、课中学习和课后复习的混合式教学实践为该实验的成功奠定了坚实的基础。

夜上海论坛 不过，学生和教师的调查反馈也指出，该系统在提供学生游戏化激励的同时，也应该增强其智能性和适应性，给学生提供适应性的测试题目、恰当的做题提示和帮助，实现个性化教学。也就是说，数学教学系统的未来在于智能化，即智能教学系统（Intelligent Tutoring System， ITS）。

一个智能教学系统（ITS）是指一个能够模仿人类教师或者助教来帮助学习者进行某个学科、领域或者知识点学习的智能系统。它是人工智能技术在教育领域的一个重要应用方面。人工智能技术是教育技术与学习科学的基石之一（张剑平， 陈化品， 2008； 张建伟， 2013）。VanLehn（2011）对大量智能教学系统研究成果的元分析结果发现，在效果尺度（ES）上，人工一对一的教学方式与智能教学系统无显著性差异（分别为0.79与0.76）。智能教学系统的辅导颗粒度（Granularity）越小，也就是说辅导越细致入微，效果越明显。“乐学一百”系统的“渐进掌握式学习，小步闯关”功能设计已经初步体现了这种思想。该系统如果进一步改进、提高智能化程度，可以节省大量人力资源和成本，大幅度提高社会和经济效益。具体改进的方向包括：实现对学生的基于自然语言的个性化智能答疑，替代现有的人工辅导答疑模式；把教师的教学资源、考试资源方便地整合到系统中，与原有的教材形成互补；针对学生的历史学习纪录，进行智能化的内容推送和学习测评等。

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夜上海论坛 收稿日期：2016-01-08

夜上海论坛 定稿日期：2016-06-17

作者介：贾积有，博士，教授，博士生导师，北京大学教育学院教育技术系，北京大学教育信息化国际研究中心主任（100871）。

夜上海论坛 张必兰，硕士生在读，北京大学教育学院教育技术系（100871）。

第13篇

夜上海论坛 关键词：信息技术 学生 培养

计算机是一种现代化工具，应用在教育上，确实具有其它任何一种教学手段所不能比拟的优势，特别是多媒体技术、协同技术以及人工智能技术的引入，使多种信息的表达形态同时呈现在学生面前，更容易激活学生的思维活动和联想。计算机为提高学生智力提供了一个极其良好的环境，但是要真正做到发展学生的思维，还需要广大教师（包括各学科教师）付出艰辛的劳动。下面我结合多年计算机技术的教学经验初探如何培养和提高学生的计算机水平：

1、激发学生学习兴趣

夜上海论坛 学生进行学习的主要动机来源于他们强烈的求知欲和对所学内容的兴趣。兴趣越高，学习的动力越大，学习的效果也越好。而且，在小学阶段是否能培养起学生对信息技术的兴趣，对其一生关于信息技术的态度都有着重要影响。因此，无论是教学内容还是教学形式都应该重视挖掘和体现信息技术课程的趣味性，重视激发、培养学生对信息技术的学习兴趣，让“趣味”贯穿整个教学过程。

2、创设合理的教学情境

创设合理的教学情境能够更好地激发学生的学习兴趣,选择合理的教学情境既能激活学生原有的知识又能活跃课堂气氛、活跃学生思维。如何创造情境,本人觉得可以从以下两点入手:(1)从学生感兴趣的话题或者兴趣爱好入手创设情境。(2)以社会热点、社会问题或现象等学生熟知的事物为起点创设情境。精心设计各种教学情境,尽量做到完整和新颖。这样,在教学过程中就能够更好地激发并促进学生的认知与实践活动。情境教学不仅能激发学生的学习兴趣,还能培养学生对信息技术的应用与理解能力,促进学生积极应用所学知识解决实际问题能力的提高。教师在信息教学中除了设置有效的教学情境外,还要注意多与学生进行交流和沟通。其中,“提问”是进行课堂沟通和检验教学效果的重要方式。有效的课堂提问是整个教学过程推进和发展的重要动力。在信息技术教学过程中要尽可能在学习过程中培养学生的质疑精神,让问题和好奇心成为学习的内在动力,通过问答可以实现师生间的很好的交流,师生可以共同探究问题解决的办法或思路,这样,学生的学习也就由被动变成了主动。课堂上适时提问或者鼓励学生提问有利于培养学生学习信息技术课程的兴趣,同时可以培养学生的创新能力,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

夜上海论坛 3、形象、直观地知识呈现

夜上海论坛 初中信息技术教学必须适合初中生的心理特点和接受习惯,初中学生正处于成长阶段,思维和理解能力有限,对于抽象知识的接受以及抽象问题的解决能力有限,但他们更容易接受形象直观的知识,并且喜欢动手操作。但是初中计算机知识本身又具有抽象性和逻辑性强的特点。因此,我们在具体教学过程中,应当尽量联系生活实际,多举例子,尽量深入浅出。例如,在介绍计算机硬件的知识时,由于很多概念不容易理解和记忆,可以把它们与人的五官联系起来,输入系统就好比人的眼眼和鼻子,人通过眼睛和鼻子收集外部的动态和味觉信息。而计算机的处理器就像人的大脑,而输出设备就像人的嘴,人主要通过嘴把信息传达出去。这样讲解的过程中,学生很感兴趣,也很容易理解,并且不容易忘记。

4、创新教学手段

目前的初中信息技术教学还是采用传统的教学方式,教师一整堂课在上面讲,学生被动听,课堂气氛不活跃,师生之间缺乏有效地的交流互动,这也是学生对信息技术课学习缺乏兴趣的重要原因。应当尽量采用科学合理的教学方法,以提高课堂教学效率。

信息技术是一门操作性很强的课程。因此,要注重学生的实际上机练习,一味地讲解远不如学生实际操作取得的课堂效果好。所以,在许多强调操作的课程中,应当尽量少讲解、多练习。在保证讲解清晰的情况下,尽量缩短讲解时间,通过精心导入,让学生明确本堂课的学习内容,然后讲授学习内容和方法。一堂课最好进行15分钟左右的讲解与示范,空出20分钟左右让学生进行上机练习,让学生尽可能地进行实际操作训练。这样即能巩固课堂知识,又能达到加深理解和熟练操作的目的。

5、完善教学资源

夜上海论坛 为了促进信息技术教学的顺利进行,必须不断完善信息教学资源。包括教师的范例资源、学生练习的素材资源等等。既能在平时课堂上使用,同时也可以留作学生课下练习之用。教学资源的分类应尽量清晰,为了便于使用,可以通过局域网来储存或传输。另外,教师还可以依据教学内容设立相关的网络平台或者资源与学习网站,便于学生随时随地学习和使用。在教学与应用的过程中,应该尽量收集有内容丰富、针对性强的教学资源,促进课堂教学工作的顺利开展及学生的有效学习。从而实现真正以网络为媒介,加强师生以及学生间的交流和沟通。

第14篇

夜上海论坛 从信息技术发展的角度来看，如果我们把20世纪80年代称为个人计算机时代，把90年代称为互联网飞速发展时代，那么本世纪的第1个10年，会是个人机器人（PerSOnalR0bot）时代。个人机器人的核心——智能技术是信息技术的前沿领域，个人机器人产业刚刚开始形成，随着技术的发展，个人机器人将会成为人们学习、生活、娱乐的好伙伴!

据了解，一些发达国家已经看到智能机器人教育对未来高科技社会的作用和影响，他们在中小学的信息技术教育中不同程度地对学生进行智能机器人知识教育。在他们的课程中有让学生认识机器人的教学内容，目标是让学生认识各种由计算机控制的机器人的作用。例如，介绍机器人的由来，要求学生搜集各种机器人的图片、小说或录像等资料；让学生分组讨论有关机器人的功用和局限性，以及可能对人类产生的影响等问题。这些内容主要穿插在科学概论、社会研究和计算机概论等课程教学中。

美国教育界普遍确信以计算机技术为代表的信息技术将在人们的未来生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果现在的在校学生具有了这方面的素质，他们将来可以更容易地适应各种技术革新，也更容易在未来的信息时代获得成功。

夜上海论坛 我国智能机器人的基础教育方兴未艾，信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机，将我国的信息技术教育推进到一个新的水平上。当今的教育是为以后的经济和社会发展打基础的。有超前意识的教育工作者，应该关注经济的发展趋势，思考未来社会对人才培养的需求，并为培养高素质的人才打好基础。

智能机器人教育在基础教育领域中的作用主要体现在以下3个方面。

（1）使学生了解智能机器人的发展和应用状况，了解它的概念和工作方式，破除对机器人的神秘感，为进一步学习机器人的有关知识打下基础。

（2）使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法，了解智能机器人各种传感器和驱动装置的作用，了解机器人是怎样在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序，通过为机器人编写程序学习科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高分析问题和解决问题的能力。

夜上海论坛 （3）通过完成任务和模拟项目使学生在为机器人扩充接口的过程中学习有关数字电路方面的知识，在组装机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。

智能机器人教育在中小学校会以下面的方式体现出来。

（1）以校外科技活动为动力，在校内以科技活动小组的方式出现。

（2）以校内科技活动的方式出现，大大提高活动的科技知识含量。

（3）以信息技术课内容之一的方式出现在中小学信息技术课上，并可为信息技术课这个内容更新速度很快的学科带来新的活力。

机器人竞赛作为一个交流平台，已成为备受关注的焦点，对新进入这个领域的教师该如何应对，在了解机器人竞赛是什么、为什么之后，我们将共同学习怎么做。我将从以下6个方面和大家讨论。

1.机器人竞赛内容丰富、形式多样

夜上海论坛 （1）机器人赛事不断增加

20世纪末，中国科协在一些省市青少年科技中心的积极建议下，将机器人竞赛引进我国并取得成功。第1届中国青少年机器人竞赛于2001年在广州市南沙科技馆举办。当时仅有10多个省市的200多名学生参加，发展到今天，数十万中小学机器人爱好者参与其中，深受青少年和家长的欢迎，在全国各地产生了广泛的社会影响。

夜上海论坛 目前，机器人赛事主要有：中国青少年机器人竞赛（中国科协）、全国中小学电脑机器人竞赛（电教馆）、中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛（RoBoCup组委会）、香港“创协杯”创意科技机械人竞赛、机器人奥林匹克（北京师范大学、中国青少年科普教育俱乐部）、CCTV机器人电视大赛（中央电视台）、中国机器人足球竞赛（中国人工智能学会）等。

（2）机器人竞赛项目逐年丰富

目前，机器人竞赛项目主要有：机器人足球、机器人篮球、VEX机器人、FLL机器人、机器人综合技能、机器人创意、机器人灭火、机器人舞蹈、机器人超级轨迹赛、虚拟机器人大赛、双足机器人舞蹈赛、双足机器人3米障碍跑、遥控擂台机器人赛、机器人现场制作竞技赛、机器人论文赛（参加科研课题）等10余项。竞赛选拔出的优胜学生将参与国际青少年机器人竞赛（WorldRobot Olympiad）、FLL机器人世锦赛（FIRST LEGOLeague）、FVC机器人工程挑战赛（FIRST VEXChaHenge）等国际赛事。

机器人竞赛竞争虽然激烈，但是并不像高考过独木桥，你可以选择合适的赛事、喜欢的项目把自己对机器人的创意和激情发挥得淋漓尽致。

2.竞赛难度不断加大

夜上海论坛 丰富的竞赛项目和大量的机器人爱好者涌现，直接导致了青少年机器人竞赛水平的快速大幅提高。但凡参加过两次以上的学生和教师都会明显感到，大赛的组织者在不断求新求变，以满足高水平竞技的需要，这是社会整体发展的趋势。对于新参赛的队伍，大家首先要作好的思想准备就是“我们是来学习的”，唯有这样才能在较短的时间内快速成长。但同时我们也要尽量选择合适自己的项目，不要“什么难，选什么”，这样的结果只能是打击自己和耽误学生。

难度变化的趋势是在竞赛中增加各种可变因素。以山西省超级轨迹赛来说，前几届没有现场组装搭建，而且竞赛的线路很简单，没有过多的交叉和虚实线。从2012年开始大家可以明显感到，场地的复杂程度增加很大，而且规定时间、地点搭建。今年还很有可能在中学组增加桥梁、隧道等障碍。

另一个趋势是限制器材。比如足球赛限制电压、传感器数量和软件集成等，从比速度、比力量转向比技术、比稳定。

3.竞赛项目界线分明，特点突出

不同的竞赛项目，有相对固定的规则，项目的观赏性、竞技内容大不相同。过去的基本技能比赛被看作是超级轨迹的升级版，没有太多的指定动作。现在的综合技能比赛在路线上有转弯标记，有沼泽、隧道、桥梁，而且还有装载货物、卸货、投掷、传递火炬等复杂的动作，需要更多的驱动部件和传感器。

不同的竞赛项目针对不同的青少年人群，喜欢对抗的可以选足球和VEX等近身对抗项目；不喜欢激烈对抗的，可以选择独立作业的FLL、综合技能等竞赛。

4.竞赛考查的内容越来越全面

竞赛考查的内容从原来单一的看竞赛结果，到现在看技术的掌握和理解，从会不会到快不快，从懂不懂到新不新，从个体技术到集体合作，从场上竞赛扩展到赛前赛后问答。

5.竞赛平台强调交流

在竞赛前、中、后期，教师、学生都可以获得大量的信息，通过交流做到人无我有、人有我优，比赛更加公正、公平、公开，赛场上是对手，赛场下是朋友。

6.不足和思考

厂家在一段时间内过多地参与。其实这个问题很容易理解，大家都想在短时间内取得好的竞赛成绩。可以肯定这只是一段时间的现象，等大家都懂了、会了，对机器人的操控就更加如鱼得水了。

第15篇

关键词：信息技术；音乐；载体

夜上海论坛 信息技术与音乐课程的攘台是当前信息技术在高等音乐教育领域中所应用的一种新的、重要的形式，同时也是高等音乐教育教学改革与发展的一种必然趋势。它的出现将彻底改变传统营乐教学的过程与模式，在攘合的过程中同样将会引发音乐教育教学的深刻变革。那么，如何正确评估信息技术在音乐课程整合中的地位和作用，恰当地使信息技术与音乐课程的教学相结合、相融合，是当前高等

音乐教育改革需要解决的、具有十分重要现实意义和指导作用的问题。任何轻视信息技术的作用或者过分追求技术的层两都是不利于音乐教学的。因此，厦清并解决这些问题对于指导我们的音乐教学实践具有重要的意义。

一、信息技术在音乐教学中应用的特点和作用

信息技术在音乐教学中用途广泛，它不受时间、空间以及宏观、微观的限制，视听结合，能及时如实地传递、保存和反馈信息，提高了信息的传播速度，拓宽了信息的传播广度，加剧了信息的传播深度。在激发学生学习音乐的积极性，提高学习效率，更好地发挥音乐教师的主体作用，使音乐教育实现大众化、社会化等方面，都显现出很大的优越性。（一）信息技术能够提高教育质量和教学效率

夜上海论坛 信息技术用于教学所提供的外部刺激，不是单一、乏味的刺激，而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）通过大量的实验证实[1]：人们在学习时，通过视觉感官获得的知识占83%、听觉占11%、嗅觉占3.5%、触觉占1.5%、味觉占1%。我们可以看出：在所有感知器官中，视觉和听觉在学习中所起的作用最大，二者竟然占了94%。同样一份学习材料，让一组学生先学习三个小时后进行记忆测试：纯听觉能记住60%、纯视觉能记住70%，而视听并用则能记住90%。三天之后再进行测试：三种学习方法的记忆比率则分别下降为15%、40%和75%。这些数据告诉我们：运用视听结合的信息技术能提高教育质量和教学效率。如果能较好地运用到音乐教学中，对音乐教学效率的提高肯定也是不言而喻的。（二）信息技术可以激发学生学习音乐的兴趣和动机信息技术用于音乐教学，能清晰地展示各种抽

夜上海论坛 象的、深奥的音乐理论知识，能展示和播放各种图形、图像、声音，并可以反复予以再现，使音乐教学更加形象、生动，有更强的艺术感染力，并能充分调动

夜上海论坛 学生学习音乐的主动性和积极性。因为，兴趣、爱好是学生学习音乐的原始动力。例如，在引导学生聆听{1812年序曲》的时候，可以给学生播放1812年俄法战争的历史背景资料、图片或电影资料，让学生了解拿破仑与库图佐夫的战略部署及战争的发展情况；还可以向学生展示俄国作曲家柴可夫斯基谱写这首乐曲的背景情况，以及这首乐曲的基本内容、音乐主题、曲式结构等心]。（三）信息技术可以提高信息增值率现代化的信息技术教学方式，如：电子计算机教学、广播电视教学等，是一种开放性的信息技术教学，其信息增值率可以扩大到几万倍甚至几十万倍。如果能在音乐教学中得到广泛推广和应用，将可以极大地节约教学成本，并可大范围地普及国民的艺术素质，提高国民的艺术修养。

二、中小学音乐课程与信息技术整合的基本模式

夜上海论坛 根据音乐教学目标和教学内容，中小学音乐课程信息技术整合可灵活采用各种教学模式。

夜上海论坛 1.探讨式（师生互动学习式）

夜上海论坛 探讨式教学模式注重师生的互动关系，教师可先设计一些具有探索性的问题，让学生先协作讨论并用计算机网络引导学生去发现、验证、模拟等，让学生总结其规律，完成其对知识的理解与掌握。其授课程序一般是：提出问题――分组研究――确定个体选题――自主学习―学习成果――信息反馈――教学评价。这种教学更加突出了学生的主体地位，鼓励学生的自主性与独立性，与传统教学方法最大的不同就是由学生主动地探讨性学习，而不是把学习内容联接灌输给学生。探讨式学习包括对音乐理论、音乐作品，以及创作手法、作品风格的理解，也包括尝试、感悟和总结。通过此有助于学生音乐记忆的牢固和思维的发展，对学生学习兴趣的激励与自信心的养成也颇有益处。

夜上海论坛 2.研究式（同学协作研究学习式）

该模式是指学生基于课堂问题情境，在教师指导下利用多媒体计算机所具备的图像、动画、语言、音乐的功能和音乐相关信息资源以及计算机所特有的交互性，选择和确定音乐学习课题，通过同学间的分工协作，实现音乐知识的搜索获取、音乐知识的应用、学习中问题的解决，达到音乐知识建构的学习过程。其授课程序一般是：提出问题――协作分工――机上操作――自主研究――整合小组成果――学习成果――信息反馈――教学评价。这种教学模式注重学生学习过程中的学习感悟与研究体验和认知结构的发展，通过学生自主的学习过程激发学生学习音乐的兴趣、开发学生的音乐天赋和创作潜力，摈弃了以往音乐教学中只注重现有音乐理论知识和音乐技能的传授，忽视学生开拓、创新能力培养的弊端，从根本上确立了学生在音乐教学中的主体地位。

结语：

多媒体信息技术是音乐教学中的一种重要辅助教学手段.但是应该指出在运用多媒体信息技术的过程中。应该合理、有效的运用，如果一味的追求课堂的新颖、动感。安排过多无关的多媒体内容，则会喧宾夺主。本末倒置，把学生的注意力引向一些朕浅的东西，而最终达不到教学的目的。相反如果我们合理有效的运用多媒体信息技术，在课堂上做到静中有动：动中有静。多媒体的教学手段将会使我们的音乐教学如虎添翼、倍增光辉。

参考文献：

[1]李劲松.邹渊 基础音乐教育"母机"的困惑――对音乐学专业培养模式的思考 [期刊论文] -四川戏剧2006（5）

夜上海论坛 [2]吴焕庆 科学发展观视野下的信息技术与课程整合实践 [期刊论文] -现代教育技术2007（8）

[3]中小学音乐课程与信息技术整合问题研究 - 赣南师范学院学报 - 2009， 30（1）