人工智能教学设计案例精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇人工智能教学设计案例，期待它们能激发您的灵感。

篇1

>> 引入深度学习的人工智能类课程 中西合璧的人工智能课程双语教学模式 可调戏的人工智能 生活中的人工智能 不断超越的人工智能 逐渐靠近的人工智能 正在落地的人工智能 2035年的人工智能 航天类专业“人工智能”课程的教学探索 林业院校人工智能课程教学的思考 人工智能导论课程的兴趣教学法 人工智能概论课程的教学思考 “人工智能”课程教学的实践与探索 游戏开发应用中的“人工智能”课程教学方法探讨 人工智能的应用研究 人工智能的日常应用 人工智能的应用和发展 浅析电气自动化控制中的人工智能应用 分析继电保护中的人工智能技术及其应用 电气自动化控制中的人工智能应用分析 常见问题解答 当前所在位置：l)。在情境创设时,教师根据学生特点提出了多种应用需求,例如化妆品销售咨询等。学生利用该工具,兴趣盎然地开发了自己的小型专家系统,不仅理解了专家系统的特点、作用、运行方式等,还具有强烈的成就感。

2.2面向研究的情境创设

苏霍姆林斯基认为,研究型教学法应该充分体现学生的主体地位,激励、引导和帮助学生去主动发现问题、分析问题和解决问题,激发学生学习的内在兴趣和成就动机[4]。人工智能课程中包含了大量的前沿问题,研究型课题比比皆是,如何平衡这些研究课题与兴趣、实用的关系,是教学设计中重点考虑的内容。

下面以“规划”中的路径规划内容为例,详细分析以研究为导向的情境创设过程。表2给出了整个教学设计。

综合几次研究课题完成情况,班级中有1/3的学生通过广泛查阅资料和多次与教师讨论,提交了质量尚可的标准格式论文,并因此获得了学院的科研学分。除此之外,教师还组织这部分具备一定科研潜力的学生参加科研项目,进一步磨练科研技能,极大提高了学生的学习兴趣和能力。

3DBR驱动的教学过程

人工智能课程各单元内容相对独立,难以形成统一的联系,怎样验证各单元的学习效果?从提出问题到任务解决,每个单元的学习通常要跨越几节课甚至几周,怎样在此期间保持学生的兴趣和关注?

DBR是情境设计、实施、评价、再设计、理论形成等环节多次迭代循环的过程,柯林斯称之为“不断进步的修正”(Progressive Refinement),以检测设计的价值。因此,评价是教学过程中非常重要的一环。本课程教学主要做好两个环节,以驱动整个教学过程的推进。

1) 实践环节。

通常的实践环节是课程结束后固定时间的实际任务,而本课程的实践却贯穿整个教学过程,是单元教学、教师、学生之间的粘合剂。实践包括应用型实践和研究型实践,一般在每个单元教学开始,提出问题后,实践任务就被布置下去,例如前面所述的“黑白棋”、“路径规划算法研究”等。学生接受任务后,带着问题搜索解决途径,在此期间需要教师提供方法指导及答疑(既可固定时间,也可通过E-mail等形式)。及时地交流,特别是针对实际问题的交流,不仅有效率,而且便于教师及时调整教学设计。

2) 教学评价。

除了课程考核以外,每个教学单元结束时都有反馈和评价环节。评价方式包括单元测试、编写软件测试、研讨会等。具体采用何种形式,要根据前一阶段的反馈信息决定。这些来自学生反馈信息包括前一阶段学习的接受情况、兴趣点、其他课业繁忙情况等。在学期的不同时间点采用合适的评价方式,有助于加强学习刺激,总结和发现教学设计中的问题,及时调整。

通过上述两个环节的推动,精心设计的教学内容得以顺利实施并被学生欣然接受。2/3的学生在整个学期教学中都保持了积极的态度和充分的关注度,确实感受到人工智能的魅力,并能够从技术角度看待人工智能,消除了未学或初学时的神秘感。

4教学实施效果分析

1) 正效果分析。

中原工学院计算机学院作为普通工科院校,以培养实用型人才为主,人工智能并非主干课程,学生重视程度不足。两年来,经过教师与学生的共同努力,教学改革成果逐步体现。人工智能类学生人数从过去的5%上升到15%,科研论文数量从1%上升到20%。有20%的学生接触过或正在从事人工智能类项目的研究与开发,考研选择人工智能科目的学生比例从0上升到15%,考研成功人数占毕业生总人数的20%。

人工智能教学中采用的应用型与研究型情境创设,不仅促进了学生理解接受知识,而且锻炼提高了学生独立分析、解决问题及开发能力。学习也不再局限于课堂,而是拓展到图书馆、互联网等更广阔的空间。学生在学习期间保持了高度的关注,充分发挥了主动性和主体意识,为持续发展奠定了良好的基础。

2) 不足分析。

DBR的方法论能够促使教师在教学过程中不断完善教学设计,融合先进的教学理论及工具,逐步加深学习的理解和设计的提升,切实提高教学效果。然而,仍然存在一些DBR无法解决或完善的问题。具体表现在:

(1) 缺乏合适的教材。目前大多数教材的示例以解答式或推证式为主,设计型或实际项目案例较少。

(2) 投入时间限制。尽管上述教学设计和教学过程都经过精心准备与实施,但是要取得好的成效,还需要教师和学生都投入大量时间交流、研究或开发。而学生课业繁忙造成了实施的瓶颈。

这些不足制约了上述教学方法的实际实施效果,需要今后不断改进。

5小结

本文针对普通工科院校学生特点,将DBR研究成果应用于人工智能课程。教学效果表明,精心设计的应用型与研究型情境有助于维持学生长时间的关注度、主动性和兴趣;强调基于评价的修正使教学过程可调节,学生的学习效果更可靠。希望本文研究能够对人工智能教学及学生培养起到一定的参考作用,下一阶段的主要工作是进行适合的教材建设。

参考文献:

[1] 杨南昌. 基于设计的研究:正在兴起的学习研究新范式[J]. 中国电化教育,2007(5):6-10.

[2] 曾安,余永权,曾碧. 人工智能课程教学模式的探讨[J]. 江西教育学院学报:综合版,2006,27(6):40-43.

[3] 李鸣华. 案例教学法在高中人工智能课程中的运用研究[J]. 中国电化教育,2008(2):99-102.

[4] 杨种学. 研究型教学法在数据结构课程中的应用研究[J]. 计算机教育,2007(1):55-56.

DBR Utilized Teaching Method for Artificial Intelligence

WANG Lu, LU Xiao-xia

(School of Computer, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)

篇2

【关键字】人工智能；教育；进展

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一门综合的交叉学科，涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能，其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看，人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破，不仅给学习科学以技术支撑，而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰，从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展，使人工智能不仅成为学校教育的内容之一，也为教育提供了丰富的教育资源，其研究成果已在教育领域得到应用，并取得了良好的效果，成为教育技术的重要研究内容。

人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，其主要研究领域有：专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能，下面就这些领域进行阐述。

一 专家系统

专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它使用人工智能技术，根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为：知识库，用于存储某领域专家系统的专门知识；综合数据库，用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息；推理机，用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作；解释器，向用户解释专家系统的行为；接口，使用户与专家系统进行对话。近几十年来，专家系统迅速发展，是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。

目前，专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走，从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容，它可以制定出一个课堂大纲，写出一份教案，甚至有可能开发一堂样板课，而诊断系统是往后走，从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析，例如，一个诊断系统可能以一堂CBI（基于计算机的教学，computer-based instruction）课为例，输入学生课堂表现资料，分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发（ISD）程序的领域中最有名的是梅里尔（Merrill）的教学设计专家系统（ID Expert）。[6]

教学专家系统的任务是根据学生的特点（如知识水平、性格等），以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为：同时具有诊断和调试等功能；具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统，我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]

目前，在教育中，专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育，为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能：具备某学科或领域的专门知识，能生成自己的提问和应答； 能够分析学生的特征，评价和记录学生的学习情况，诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学；可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。

二 机器人学

机器人学是人工智能研究是一个分支，其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段：第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作；第二代机器人具有一定的感觉装置，表现出低级智能；第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人，即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响，其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。

机器人技术涉及多门科学，是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，因此，机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的核心竞争力之一，很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程，在孩子中普及机器人学知识，从可持续和长远发展的角度，为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下，机器人教育逐渐从大学延伸到中小学，世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中，我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。

机器人在作为教学内容的同时，也为教育提供了有力的技术支撑，成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台，大大丰富了教学资源。多年来，我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络，教学资源单一，缺乏前瞻性。教学机器人的引入，不仅激发了学生的学习兴趣，还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展，教学机器人种类越来越多，目前在中小学较为常用的教学机器人有：能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。

三 机器学习

机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为，自动通过学习来获取知识和技巧，[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等，近年来，知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习（自动获取新的事实及新的推理算法）是使计算机具有智能的根本途径，对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]

随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入，机器学习系统的性能大大提高，各种学习算法的应用范围不断扩大，例如将连接学习用于图文识别，归纳学习、分析学习用于专家系统等，大大推动了在教育中的应用，例如在建构适应性教学系统中，用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好，有较高的准确率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一种新兴的机器学习和推理方法，其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题，在计算机辅助教育方面，已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统，并且，针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外，数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用，不仅给机器学习注入新的生机，也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。

四 自然语言理解

自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言，以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务，其功能为：回答问题，计算机能正确地回答用自然语言提出的问题；文摘生成，计算机能根据输入的文本产生摘要；释义，计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息；翻译，计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现，因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘，深化对语言能力和思维本质的认识。[16]

自然语言理解最早的研究领域是机器翻译，随着应用研究的广泛开展，也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径，例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言，进行人机对话，回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时，对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展，例如“希赛可”网络智能英语学习系统，这个基于网络的“人-机”语境的建立，突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制，也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性，可以为远程学习者提供良好的英语学习支持，在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上，在国际上也是一种创新。[17]

五 人工神经网络

人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上，用模拟生物神经元的某些基本功能的元件（即人工神经元），按各种不同的联结方式组织起来的一个网络，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现某个方面的功能，例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域，人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构：递归（反馈）网络和多层（前馈）网络，两种主要学习算法：有指导式学习和非指导式学习。

人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发，具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力，特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题，[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能，目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合，以此来改进教学专家系统的性能，提高智能性，使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用，例如采用误差反传算法（BP）的多层感知器已应用于高校管理之中。

六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)

分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果，研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型，主要研究问题是各Agent之间的合作与对话，包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成，每个Agent又是一个半自治系统，Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点，在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性，因此获得了广泛的应用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性，创造良好的学习情境，并能激发学习者的学习兴趣，进行个性化教育。目前，Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统，通过利用其分布性、自主性和社会性等特点，提高网络教学系统的智能性，使教学资源得到充分利用，并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪，为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学（USC）开发的教学Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果，促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。

综上所述，科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看，人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行：一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合，为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持，而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合，可以提高智能教学系统的教学效果；与网络通讯技术相结合，可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立，而是相互促进，相互完善，它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成，为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域，它们是传统人工智能的延伸与扩展，这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24]，这些发展与应用蕴藏着巨大潜能，必将对教育产生重要的影响。

技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用，一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科，虽然在基本理论和方法等方面存在着争论，但从其研究成果与应用效果来看，有着广阔的应用前景，值得进一步的开发和利用。

参考文献

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[6] [荷]山尼•戴克斯特拉,[德]诺伯特•M. 西尔,[德]弗兰兹•肖特,等.任友群,郑太年主译.教学设计的国际观第2册:解决教学设计问题[M].北京:教育科学出版社,2007:67.

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[10] 关注机器人幼儿教育――访鲍青山博士[DB/OL].

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[22] Erin Shaw, W. Lewis Johnson, and Rajaram Ganeshan, Pedagogical Agents on the Web[DB/OL].

篇3

【关键词】人工智能；计算机；辅助教学；应用

计算机辅助教学是一种新兴的教学手段，帮助课堂进入到一种更加智能化和现代化的环境与条件中，将传统的教学模式和方法与多媒体和网络结合起来，为学生营造更好更有趣的教学氛围。但是由于技术的不成熟以及经验的不充分，导致其依旧存在问题和不足。

1计算机辅助教学开展现状和发展困境

1.1缺少开放包容的特性

近年来，计算机辅助教学的开发和应用已取得了一些较好的成绩，但由于我国计算机网络工程和相关领域的技术革新起步较晚，对于计算机教学的发展与改革依旧存在较多的不足和缺陷。首先是在开放包容性上的缺失。这一缺失的原因主要来自于两个方面，第一个方面是思想上的落后和闭塞，人们对于计算机辅助教学的态度依旧存在负面和抵触的情绪，这是由于害怕计算机的加入让课堂和教学秩序失控，所以并没有充分开发和展现出计算机在教学中的优势。第二个方面是技术层面上的限制，我国对于计算机辅助教学的课件和软件技术都只是按照一种最传统和安全的方式进行，缺少探索和冒险的精神、开放和包容的态度[1]。

1.2缺少人机交互的能力

计算机辅助教学过程中，计算机不仅仅是一个信息的载体，更应该将其当作课堂的一份子，能够充分参与到整个课堂的活动和教学工作中。但是大多数的智慧课堂在使用计算机时，仅仅利用其多媒体的播放功能，教学的主体和主要角色依旧是教师，只是把课本和板书照搬到了多媒体课件中。教学的内容仍然是枯燥和单一的，学生依旧带有一种被强迫的学习心理。这种教学缺乏人机之间的交互，机器不能自主获取学生学习的状态和对知识的掌握情况，学生也无法通过计算机主动地得到反馈和解答，让人机之间仅仅是流程化的配合和交流。在这种刻板的学习模式下，甚至会让一部分学生丧失学习的乐趣和兴趣。

1.3缺少课程教学的特点

不同的课程有着不同的教学重点和偏向，这就对教师的教学工作提出了更高的要求，计算机的加入，本来应该能够为教师提供一个新的教学方向和思路，但是由于计算机的便捷性导致一部分教师产生偷懒和敷衍的教学心态，在教学过程中全程使用多媒体播放课件，丧失了课程自身的特性和特质。尤其是一些对实践能力要求较高的课程，教师过度使用计算机只会导致教学趣味性的流失。

1.4缺少师生互动的乐趣

教师作为课堂教学的主要角色，不仅仅是要把知识以一种通俗外化的形式传递给学生，更是应该做学生心理特征的发掘者、学生学习习惯的纠正者和帮助者。教师的鼓励和赞许都会对学生起到重要作用。但是计算机辅助教学之后，教师将更多的精力放到了如何制作精美的教学课件上，而忽略了与学生之间最直接的感情和语言交流，丧失师生互动的乐趣。

1.5缺少有序的教学策略

教学策略是保证一节课是否能够有序开展和进行的重要条件与因素。但是计算机参与和设计的教学环节，只是一个程式化的展示，在课堂上会遇到多种多变的教学情况，一旦在某一个环节出现问题，就有可能导致计算机设计的教学步骤全部打乱，陷入一种无序的状态中[2]。1.6缺少灵活的智能性能计算机技术的开发和应用在我国已经逐渐形成了一套完善和成熟的体系，但是计算机在教学中的应用与引进时间并不长，导致当前多数计算机辅助下的课堂并不具备充分的灵活和智能性，大部分的教学工作和考核评价工作依旧是由教师人工完成，对于不同学生的学习状态掌握也有所偏差。

2人工智能在计算机辅助教学中的应用

2.1建立知识库

人工智能在计算机辅助教学中应用的主要原则，就是将深度学习与认知学的理论知识作为整个程序模块设计开发的基础，通过建立一个知识库，将收集到的知识案例进行分类，训练机器进行自动识别，从而提取和分析出不同学生在不同的知识中所表现出来的学习能力与掌握熟练程度，进而可以有针对性和有选择性地进行复习与巩固，达到机器代替部分人工教学、缓解教师压力的目的。第一步就需要进行知识库的建立，主要包括了专家决策的核心系统对所输入的知识进行判断与筛选调取。同时知识库还可以实现共享的功能，对知识进行简化与提炼，做到精益求精。知识库的搭建应该要尽量简单和易修改[3]。

2.2打造专家模块

在建立了知识库之后，就需要围绕人工智能教学的主要目的进行专家模块的打造，专家模块存在的意义在于能够将其比喻为整个学习系统中的推理机。在需要和使用的情况下，由专家模块自动随机地生成问题，并且可以通过知识库的相关内容调取形成答案并充分解释。其次，专家模块的另一个作用就在于能够帮助评价和考核学生的学习情况，实现一种更加公正透明的评价过程。在进行专家模块打造时，通常使用的是两种方法，一种是固定算法，即根据题库的问题模板，循规蹈矩、规规范范地进行问题的设立和解答的编写。而另一种就是启发策略，这种专家模块更多的是引导学生通过简单和有限的提示信息，自己推理摸索找寻正确的答案和解决方案。除此之外，专家模块还可以自动匹配，依据学生能力分配问题。

2.3建立学生模块

与专家模块相互配合相互辅助的就是学生模块。学生模块的本质其实也属于专家系统，模块内部所存储和容纳的是学生的不同学习习惯和学习行为特征。这个模块建立的目的主要是两个，一个是为了让学生在学习的过程中可能出现的错误习惯和方法被快速识别，并且能够通过机器语言进行记忆与编译，从而建立一个比较完整和全面的错误类型数据库，进而深层分析找到错误的原因。第二个目的就是为了帮助学生对错误学习行为和习惯进行解释，从更加深层次的角度挖掘学生由于知识理论掌握不充分而导致错误的原因。学生模式的建立一般依靠的就是人工智能的自我学习和接受训练让系统能够建立起模型对学生的学习习惯进行模拟。这样在上一步打造的专家模型就可以为学生模型提供一个对比的样本，专家模型的两种运算和教学方式可以分别评估学生的学习能力和学习错误[4]。

2.4优化教学模块

教学模块是人工智能在计算机辅助教学模式中必不可少的一个环节，教学模块的内容是基于传统教学设计和规划之上的。在计算机与人进行交互的过程中，教学策略主要是由教学的不同分支来体现，能够达到较好的发散性和综合性的效果。但是其不足的地方也比较明显，那就是只能按照某一类型或者某一个的教学方法进行，系统不能快速地根据不同内容识别和选择最适合最有效率的教学模式。具体的应用和实现过程就是将专家模块和学生模块的内容进行连接和合并，将专家模块生成的问题及答案与学生模块中上传和学习到的进行对比，选择覆盖或者是分析提取，能够比较客观地发现学生学习中存在的理解性偏差和实践性错误。之后再将结果传回到知识库中，调用相关的知识内容，形成一个完整的反馈链，帮助教师做出教学决策，调整教学进度和教学规划。但是这个模块的设计也应该充分考虑到诸多情况和因素，因此在条件判断时应加入更多的循环。

2.5开发智能接口模块

人工智能在计算机辅助教学模式中的应用和融合最后一步就是要开发出一个稳定和高效能的智能接口模块，主要作用是为了连接学生和计算机之间的信息交换和沟通，即进行信息的输入与传出。在接收到学生传递的学习信号后，接口模块要及时调动起教学模块、专家模块和学生模块，把信息传递给不同模块处理，之后再由教学模块所作出的教学决策和结果论证信息输出反馈给人，实现了机器语言与人类语言之间的转化。一个能够正常运转并且具备较高实用性和参考性的教学系统，一定融汇了思想教学、策略和心理学等多方面的因素和知识内容体系，所以智能接口模块的设计与开发，一定要全面考虑这些成分，开发出更加灵活多变的接口模块[5]。

3结语

人工智能在近年来获得了快速的发展和进步，成为我国当前各个行业领域之内炙手可热的先进技术。对于计算机辅助教学的开展和改革来说，人工智能的融入与应用有着重要的价值与意义。

参考文献

[1]张镒麟.关于计算机辅助教学中人工智能技术的应用研究[J].当代旅游,2019(1):239.

[2]刘荫.人工智能在计算机网络技术中的应用研究[J].科学与信息化,2019(2):20-21.

[3]孙玉梅,赵骏,王美春,等.基于人工智能技术的《单片机原理及应用》课程CAI软件研制[J].教育教学论坛,2016(45):268-270.

[4]张园.人工智能技术在计算机辅助教学中的应用研究[J].科技资讯,2007(34):108-109.

篇4

关键词：教育机器人；教育产业；应用

一、引言

近年来，人工智能技术在教育领域逐步扩大其落地应用场景，但大多数应用场景仍然很难真正渗透到教学的核心环节并对学生的学习效果起到关键性作用。由于可以在不同教学环节提供人性化交互方式及个性化智能辅导与教学，基于人工智能技术的教育机器人受到越来越多的重视和发展，因此有必要对教育机器人在教育产业发展中的应用进行研究。

二、教育机器人的简介

提起机器人，我们马上就会联想到科幻小说和电影中的机器人。近一个世纪以来，机器人在娱乐和虚构的世界中有着重要的地位，甚至“机器人”这个词本身就来自一部科幻作品—— 1920年，前捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克的科幻小说中第一次出现“机器人（Robot）”这个词，它被用于指代人类创造的用来代替人工的物体。随着计算机网络、机械制造、人工智能等技术的不断发展，机器人已经从一个虚拟的名词发展成一项蓬勃的产业，并从工业领域向医疗救援、教育、娱乐、勘测、探险、救援等领域迅速扩展。

本文所论的机器人主要是指教育产业中的教育机器人。教育机器人主要由硬件平台和软件平台组成，硬件平台主要包含教育机器人的硬件规格以及提供硬件之间的通信，完成某些动作或者输入输出某些信号，它相当于机器人的手脚；软件平台主要包含教育机器人的各种输入信号的处理和开发，完成某种可预期的场景的实现及表述，它相当于机器人的大脑。教育机器人是面向教育领域专门研发的，以培养学生的分析能力、创造能力和实践能力为目标的机器人[1]，它具有教学适用性、交互性、开放性、可扩展性等特点[2]。教育机器人的出现为机器人教育提供了载体。

三、教育机器人产业化发展的意义

当前，国外教育机器人的发展集中在青少年陪伴与辅助教学、特殊教育、机器人竞赛等领域，也更加注重实践性研究与课堂中的实际应用。相比于国外，国内教育机器人总体上还处于起步阶段，在理论与实践研究上都存在一定差距。但随着人工智能教育、STEM教育、创客教育等的兴起，国内对于教育机器人技术的研究及大规模实践应用在迅速增长，产学研相结合的模式也促进了该领域的市场化进程。因此，产业化发展具有一定意义。

1. 对教育创新的推进

教育机器人产业化有助于对教育创新的推进，包括创客教育、STEAM教育、素质教育、STS教育（科学、技术、社会）和教学改革。Chris? Rogers认为，教育机器人产业化教育能够将“Engineering”带进基础教育中，培养学生的STEM素养，推动基础教育改革[3]。

2. 对教学模式和策略的改进

对教学模式和策略的改进，包括教学目标、教学模型、教学策略、教学设计、课程开发等。王雪雁等认为，教学形式的多元体验是教育的重点，而将体验教学法融入机器人教育中进行研究，也在一定程度上促使其他科目在教学改革中形成较有前景的发展方向[4]。

3. 对学生综合素养的提升

对学生综合素养的提升，包括创新精神、实践能力、科学素养以及综合能力。D? Alimisis在调研了目前教育机器人领域现状的基础上，对当前教育机器人领域热点问题发表了自己的看法，他肯定了机器人在培养学生创造力和“? 21世纪技能”方面的重要作用[5]。

四、教育机器人在教育产业化进程中的遇到的难题

教育机器人除了让学习者获取机械、电子、信息、传感技术知识，还能培养技术应用、解决问题、动手能力、团队协作以及表达能力、批判思维能力。《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》鼓励全国有条件的高校、研究院开设人工智能专业，在中小学开设机器人相关的课程和竞赛。为此，教育机器人表现出了其无可比拟的教育价值及实用潜质，为培养多学科交叉融合、高素质、复合型的工程人才提供了一个理论教学、实训实践和资源共享的综合平台。

为了更好地促进高层次人才的培训与培养，一方面，我们要大力研究开发及生产高端合格的教育机器人产品，另一方面，我们要全面开展机器人教育宣传，但是还有一些难题亟待破解。

一是诸多教育机器人课题亟待破题。在经济全球化背景下，通过机器人教育促进创新型科技人才队伍壮大与建设是我国人才培养的新途径和新模式。为此，在技术传授的前提下，加快相关理论研究、学术探讨和培养模式研究，激发学生的兴趣，引导学生思考，加深对理论的引领、理解和人才培养研究，是教育机器人的主要研究问题。

二是服务于机器人教育的公共资源比较稀缺。与国外相比，无论是教学设备还是教学案例及教育在线资源，远远不能满足教学的需求。为此，实现中小学、大学课程及教学资源的开发，促进更多的教育教学资源共享，满足机器人教育需求是前提。

三是教师队伍的人数不多。纵观整个发展过程，无论是中小学还是大中专院校，机器人教师需求缺口较大。?一方面是培养出口师资力量薄弱，另一方面受薪资待遇的影响，?具有机器人操作技术和技能的人才就业口径比较宽，较少人愿意去当教师。为此，应加强教师队伍建设及师资长远规划，将崇尚教育、乐教和施教的人聚集过来。

五、破解教育机器人产业化难题的对策

1. 构筑机器人教育云平台

当前，教育机器人可以应用于教学的资源很少，因为每个厂家基于自己的水平开发资源平台，彼此不兼容，不同机器人安装不同的APP程序，资源设计者从单一的角度设计教学资源，没有考虑普众需求，制约了产品的应用推广。为此，开展机器人教育工程技术方面的研究，从教育机器人资源共享标准制定、服务技术策略及数字化资源服务设计与推送角度出发，立足自主知识品牌，促进规模及规范的产业化发展，充分考虑物联网、大数据及云服务技术，在共建共享技术上对教育机器人进行完善与功能提升。

2. 健全教育机器人法律体系

教育机器人在设计、开发、生产、销售和使用过程中，关乎国内外的道德准则、社会伦理、用户安全和权益诉求等诸多法律方面的问题。一是探究国际规则，深化法律规范，构建风险防控机制和预警监测体系，研判就业替代与社会伦理道德问题，促使教育机器人教育资源绿色健康、安全可靠可控、造福于民。二是研究机器人教育与教师职业岗位有机结合与协调发展问题，依托机器人智能技术发展，构建教育机器人的伦理学特性。

3. 加快行业标准完善

据了解，工业机器人标准相对成熟，但从教育机器人这个角度来说，无论外国品牌还是正在崛起的中国自主研发的品牌，都缺乏与之相适应的规范与标准约束。教育机器人是机器人产业细分领域的一大类产品，研究制定科学化、规范化的标准体系，才能促进教育机器人产业健康发展。所以，加快教育机器人相关标准的研究时不我待，同时需要尽快上升为国家标准，从而引领国际标准，倒逼产业，给产业发展提供方向，规范和促进产业发展。

4. 构建教育机器人产业联盟，提高教育产业转化度

为了更好地满足多样化的用户需求，坚持经济全球化大方向，发挥高校、科研院所、企业和行业组织的作用，健全高效灵活、优势互补的教育机器人产学研用协同创新体系，在教育机器人产品试制、功能完成、系列产品打造和产业链塑造等方面进行全方位一体化设计。以笔者所在中职学校为例，可以联合当地的高校、政府和其他企业单位建设产学研平台，丰富教学实践手段，提高教育机器人在教育产业中的转化度。

5. 强化产品开发，增强教师参与度和教学应用度

机器人教育产业链涉及硬件制造、平台开发、应用服务提供等几类厂商，但目前很多机器人公司只负责教育机器人硬件的开发、制造、组装及测试，提供简单的产品说明和操作手册，并不参与课程开发和教学设计。这样的产业模式显然不利于机器人教育发挥最大的作用。只有当教育机器人的制造商与学校教师共同参与课程开发和教学设计，设计开发出丰富的教学情境应用程序、服务与内容，才能使教育机器人真正满足教与学的需求。

总之，教育机器人的产业化应该结合当地经济社会和文化特点，真正有力有效服务于地方教育和经济文化。同时要注意在“互联网+”时代，恰当发挥政府宏观调控的杠杆优势，立足本国，面向国际，引导教育机器人产业进行科学布局，打造具有时代特色的教育机器人产业基地，形成中国特色产业集群。

［1］ 黄荣怀，刘德建，徐晶晶，等 . 教育机器人的发展现状与趋势［J］.现代教育技术，2017，27（01）：13-20.

［2］ 张剑平， . 机器人教育：现状、问题与推进策略［J］.中国电化教育，2006（12）：65-68.

［3］ Rogers C，Portsmore M. Bringing Engineering to Elementary School［J］.Journal of Stem Education Innovations & Research，2004（05）.

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关键词：Python编程；教学设计；非计算机专业；编程语言

Python是一门免费、开源的跨平台高级动态编程语言，可以处理系统运维、图形处理、数据库编程、多媒体编程、软件分析、Web编程、科学计算与可视化、机器学习、人工智能等，拥有众多狂热的支持者，使得各个领域的人员能快速实现和验证自己的思路与创意。Python早就广泛应用到企业之中，早在2004年，Google便已决心在快速开发方面使用Python。近日，IEEESpectrum了第四届顶级编程语言交互排行榜。因为有各种不同语言的排行，所以IEEESpectrum依据不同的变量对流行度进行了排行。Python击败Java，C，C++等语言，跃居编程语言交互排行榜第一名。非计算机专业学习编程的目的并非为了培养专业的编程开发人员，而是一方面为了锻炼学生逻辑思维、扎实的问题分析能力；另一方面为了方便学生在各个领域进行研究实践。Python语言的优势在于资源丰富，拥有坚实的数值算法、图标和数据处理基础设施，建立了非常良好的生态环境，吸引了大批科学家以及各领域的专家使用。这也是非计算机专业学生学习Python编程的必要性。

1编程语言的学习对非计算机专业的重要性

1.1程序设计基础在非计算机专业开设情况

我国大学针对非计算机专业开设的程序设计基础课程，使用C语言作为基础语言的较多。C语言作为程序设计基础语言，能够让学生明白程序运行原理，计算机各个部件如何交互，程序在内存中是怎样的状态以及操作系统与程序有怎样的关系。但是对于非计算机专业学生来说，C语言语法复杂，调试程序困难，学生缺少对计算机体系的整体认识，也无需了解计算机底层知识，后续工作很难使用C语言来解决问题，所以并不适合教授给没有任何计算机认知背景的非计算机专业学生。Java语言也是部分高校面向全校开设的程序设计基础编程公选课，是一门面向对象的编程语言，具有简单性、分布式、健壮性、可移植性、平立、动态性等特点。Java语言广泛应用在Android应用、金融业应用的服务器程序、网站、嵌入式领域、大数据技术和科学应用等领域。但是对于非计算机专业学生而言，Java语言学习成本比较高，工作后的应用场景较少，语言本身重点关注代码复用性和可移植性，这些特点说明Java并不适用于非计算机专业学生[1]。

1.2非计算机专业选择Python的原因

Python语言由荷兰人GuidovanRossum于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年，已经有28年的历史。Python在设计上坚持了清晰划一的风格，这使得其成为一门易读、易维护，并且被大量用户所欢迎的、用途广泛的语言。Python的设计哲学是“优雅”“明确”“简单”，具有丰富和强大的库[2]。Python语言是最接近自然语言的编程语言，代码简洁高效，对于没有编程经验的学生来说较易上手，学生无需纠结语法和程序编写方式，而是更快的抽象问题并提出解决方案，这样更容易激发学生的学习热情。非计算机专业涉及范围较广，Python所能完成的工作也非常广泛，除了Web编程、图形处理、计算机视觉、软件分析、物联网管理、科学计算与可视化等领域，一些意想不到的领域Python也能涉及。例如Python也能够用于电影视觉特效的制作，其中就包括了《星球大战》某些电影特效的制作，从集体渲染到批量处理再到影片合成，Python将所有步骤都紧密黏合在了一起。2017年，“人工智能”首次被列入政府工作报告，Python也借助人工智能（ArtificialIntelligence，AI）和数据科学，攀爬到了编程语言生态链的顶级位置。随着AI应用的发展，数百万之众的教师、公司职员、工程师、翻译、编辑、医生、销售、管理者和公务员将裹挟着各自领域中的行业知识和数据资源，涌入Python和AI大潮之中，深刻地改变整个IT，或者说数据科技（DataTechnology，DT）产业的整体格局和面貌。

2非计算机专业Python编程教学设计

对于非计算机专业学生，学习编程语言是很有挑战性的，学生专业不同，思维方式也不相同。为了引发学生学习兴趣，达到较好的教学效果，教师要转变课堂上的角色，让学生成为课堂的主角[3]。针对该课程和学生特点，提出“分方向的理论与实践指导”，学生可以有重点、有目标地进行学习。

2.1教学目标

计算机编程延伸到非计算机专业，对学生的掌握计算机理论知识和实践技能要求较高。“程序设计基础”作为入门课程，除了教授学生一门编程语言的概念、语法及使用，还要教会学生编程思想、分析问题和解决问题的能力。

2.2教学内容

非计算机专业Python编程教学涵盖的基本内容包括：基础知识、Python序列、流程控制语句、函数、面向对象程序设计等。后续应当着重针对学生的学习方向或者兴趣点，有针对性地讲解Python的标准库和扩展库，并以案例或者项目的形式展现Python在各个领域中的应用。通常，不同学校的公选课的学时不同，32学时或者48学时。无论多少，学生都无法只利用上课时间达到最佳的学习效果，所以课下的自主学习尤为重要。在学习每个知识点后，教师安排部分课下自主学习的内容，以帮助学生更充分地掌握所学内容，并安排大量与实际工作学习相关案例。

2.3教学方法

除了讲授法、案例法等传统教学方法，教师应当充分分析学生特点，并时刻观察学生的反应。教师在引入新概念、新理论时要以学生学习或者生活中熟悉的内容为切入点，自然并具有逻辑性，能够解决问题，引发学习积极思考问题。实践是编程语言学习必不可少的过程，通过实践夯实理论知识，并亲自动手操作解决实际问题。教师应当分专业引导学生参与课题或项目中的部分模块，给学生创造更多机会去实践，学生完成课题或项目后，充分体验到编程的乐趣，从而更好地激发学生学习兴趣。

2.4拓展学生视野

由于学生专业不同，教师应当充分备课，了解Python在各个领域中的突出应用，并学习相关领域中的应用背景与相关知识。如果能将所学知识带入实际情境中，学生用于解决工作和学习中遇到的各类非通用计算问题，理解并实践计算思维[3]。在拓展学生视野的过程中同时增进了教与学的相互促进，教师与学生都积极参与到教与学的互动中，提升了教学效果。随着互联网与传统行业深度融合以及人工智能的火热，前沿性、基础性、交叉性的学科研究越来越多，有利于培养学生的创新意识和开拓精神。

3结语

身为教育工作者，从教与学的理论上思考编程语言公选课的教学问题。笔者认为，“分方向的理论与实践指导”能够培养学生基于自身学习、研究方向，学好用活书本知识，更重要的是与实践应用相联系，有利于培养学生的创新能力、探究精神和创新思维能力。本文提出了面向非计算机专业学生开设Python编程教学入门的必要性，并针对该编程语言特点阐述了“分方向的理论与实践指导”的教学设计，这是编程公选课教学适应高素质人才培养要求的一种尝试。只有在教学过程中，联系本校学生实际情况，不断创新、改革，才能使教学设计达到更好的效果，为社会培养真正有用的人才。

[参考文献]

[1]王立翔.基于计算思维的python语言课程教学改革刍议[J].教育现代化，2017（15）：12-13.

[2]嵩天，黄天羽，礼欣.Python语言：程序设计课程教学改革的理想选择[J].中国大学教学，2016（2）：42-47.

篇6

 

与传统教学的面对面授课相比，MOOC具有学习方式灵活、学习自主、资源丰富开放、交流广泛、学科交叉灵活方便等优点，但也有学习成功率不高、诚信考核难以控制等局限性。因此，将MOOC学习与传统的课堂学习有机结合起来，实现优势互补，从而更好地实现研究生创新能力的培养是研究生教学改革的方向之一。

 

为了提高研究生科学研究的创新能力，笔者在研究生教学改革中进行了混合式教学的实践和探讨，即将MOOC学习、翻转课堂和面对面授课三部分有机融合，以求实现教学效果的改善和创新能力的提升。

 

基于MOOC的混合式教学的实践过程

 

MOOC的出现给研究生创新能力培养提供了新渠道和平台支持。笔者在研究生的“智能决策支持系统”课程中采用混合式教学模式，在教学设计等几个方面进行了改革、实践和探讨。

 

1.精心进行混合式教学设计

 

与传统教学一样，要想达到好的教学效果，教师必须精心设计好每堂课的内容和教学方式，以研究生的创新能力培养为目标，科学规划课堂教学、翻转课堂和MOOC学习内容，既要达到课程标准的教学目标，又要保证课程知识体系的完备性和系统性。

 

在混合式教学过程中，将若干模块知识体系分解成多个知识点，根据知识点的难易程度、重要程度将知识点进行分类，不同知识点采用不同的教学方式，同时又在课堂中通过研讨等方式将三种知识学习连贯起来，从而保证知识的系统性和完整性。

 

课堂讲授主要的内容包括智能决策支持系统的体系结构、模型库管理等。由于有前置课程的支撑，可以将决策支持概述、决策支持系统体系结构和数据库管理等内容通过翻转课堂方式进行学习。借助Coursera平台学习的主要包括人工智能基本原理、人工神经网原理、遗传算法原理、数据挖掘原理等智能计算内容。同时，在这三种学习的过程中，一直贯穿着面对面的专题研讨。这样进行的课程设计，不仅保证了整个教学内容与原智能决策支持系统课程标准的一致性及知识的系统性和完备性，同时也实现了知识体系的相互支撑。

 

2.翻转课堂教学的应用

 

翻转课堂的基本思路是把传统的学习过程翻转过来，让学习者在课外时间完成针对知识点和概念的自主学习，课堂则变成教师与学生互动的场所，主要用于解答疑惑、汇报讨论，从而达到更好的教学效果，提高学生的自学能力，同时教师在课堂上能更主动地教学、研讨，以培养学生的创新能力。

 

对于研究生教学，翻转课堂既可以培养学生自学的能力，也能培养他们独立思考解决问题的能力。为了应用好翻转课堂，笔者对整个教学内容的知识点进行了分析筛选，选取适合翻转课堂的内容，如决策及决策支持概述、数据库管理等，让学生自学完成。翻转课堂中学习的视频是从网上公开课平台节选的，并且每次课前教师都要先提出课堂要掌握的内容，设定思考或要回答的问题，让学生学习指定教材或视频内容，最后小组学习汇报并研讨。翻转课堂学生学习汇报的结果和研讨表现将计入课程总成绩。

 

3.MOOC学习与面授及研讨的结合

 

根据“智能决策支持系统”课程实施计划和课程标准的要求，笔者选择的讲授内容将在学期开始的前几周完成，讲授过程中，将人工智能等相关内容同步到MOOC平台。

 

每次进行MOOC学习前，笔者除了要求学生完成教师课堂上的作业及交流内容外，也布置了相关问题和研讨内容，并要求学生在学习MOOC内容后，安排时间进行课堂研讨。研讨内容主要是让学生理解人工智能技术如何对决策进行支持，即如何用人工智能技术实现智能决策支持系统，并通过军事应用案例来研讨智能军事决策支持的技术和方法;同时，查验学生通过MOOC学习后对知识的掌握情况。

 

4.多种方式的交流研讨

 

在整个混合式教学过程中，师生可以采用线下、线上和课堂等多种方式进行交流、研讨。线上学生主要是利用MOOC平台进行交流讨论，线下主要是在课堂中或课外进行面对面的研讨。目前，多数MOOC平台都提供了各种讨论交流环境，如讨论小组、讨论区或论坛、线上交流、线下交流、学生自评、同伴互评等。

 

5.综合的学习评价方式

 

根据混合式教学内容的分配，评价应针对课堂学习、翻转课堂学习和MOOC学习三部分。评价内容有：课堂学习中的平时作业、课堂研讨、小论文等;翻转课堂学习中的学习的效果、回答问题的情况;MOOC学习主要依靠MOOC平台的评价，同时也可以参考MOOC平台的记录信息，包括登录次数、在线时间、视频观看情况、在线测试成绩、在线交流提问和回答问题等信息。

 

对混合式教学的思考

 

基于MOOC的混合式教学是一种探讨式的教学改革。虽然目前在混合式教学实践中学生的人数和课程数量不够多，但从对学生阶段性考核和最终考试的成绩以及学生的自评中可以看出，这种混合式教学有利于培养研究生的创新思维，拓展他们的知识面，更有利于丰富教学方法，创新教学模式。

 

结合基于MOOC的混合式教学的实践，笔者认为在混合式教学过程中只有重点关注以下几点，才能将三者进行优势互补，真正达到混合式教学的目的。

 

(1)混合式教学必须将知识点进行科学有效的划分。教师不仅要花费更多的时间研讨教学内容的设计，设计面授课、MOOC的教学内容，设计交流研讨、翻转课堂学习的内容，还要保证课程知识体系的系统性和完备性。MOOC平台、平台内容的选择及翻转课堂内容的制作都是做好混合式教学的基础。

 

(2)虽然MOOC学习强调以学生为主的自主学习，但教师还是要掌握学生线上或翻转学习的效果和质量。教学过程中教师可以通过多种方式来关注学生的学习过程。例如，将MOOC中的学习时间、提问数量、回答的问题、作业提交、线上测试等平台记录的情况都纳入最终成绩的考核。

 

(3)在积累历史数据的基础上，教师可以利用大数据分析或挖掘数据，科学分析学习过程中记录的信息，并用以指导以后的混合式教学改革。

 

(4)为了培养研究生的创新能力，课程研讨是教学过程中的重要手段之一。在混合式教学的各个阶段要引入研讨式教学，设计的研讨问题要有利于启发学生，培养其创新思维。

 

(5)基于MOOC的混合式教学将会是未来教学改革的主要方向之一。如何保证MOOC学习的效果和质量，如何评价混合式教学的质量，如何监督混合式教学的自主学习等问题都需要教师通过改革实践来确定。

 

总结

 

传统教学提供了面授进行思想交流的环境，MOOC发挥了学生在学习过程中的主体地位，翻转课堂从某种意义上克服了传统教学中存在的弊端，使学生更加主动地去思考和学习，所以三者的结合将会使各自的优势得到发挥，也将给高等教育改革带来新的拓展、探索和方向。

篇7

十三五——2016年至2020年，眨眼间，这漫长的五年就弹指而过。回头望望这五年，看看自己所走的路，崎岖而又幸运。这五年，学习不断，成长依然，转变可见。作为教师，为让自己紧跟课程改革步伐，学习培训是不能停的。这五年间，我的学习内容还是非常丰富的，但也有一些指向性的，自己所喜好的。

一、加强师德学习，树立好形象

教师的师德是教师从业的灵魂，有什么样的教师就可能教出什么样的学生。在这期间，认真学习了《新时代中小学、幼儿园教师职业行为十项准则》，更加明确自己该如何做一个合格的人民教师。听了局领导关于《严守纪律底线，打造清廉学校》的专题讲座，宋组长给我们列举了很多我们案例，并进行了深刻的剖析，让我更加清楚作为一个组织的人，要注意自己的言行，慎言慎行，不能随意传播不言论。要站稳自己的立场，擦亮自己的眼睛，不能随意参加社会上的不明活动。遵守组织 纪律，不能无中生有，说人不是，谣言中伤。更加明白要强加政治学习，强责任提高工作效率，强廉洁，常怀律己之心。参加 了网络培训《普陀区中小学教师师德培训》，认真观看视频，积极参加主题研讨，对中华传统美德的理解更加透彻，更加明确了继承和弘扬中华传统美德的重要性。通过内容丰富的师德学习，明确了“思想道德规范、专业道德规范、教学道德规范、生活道德规范、行为道德规范、语言道德规范、交往道德规范”，在工作中自觉依法执教、爱岗敬业、热爱学生、严谨治学、团结协作、尊重家长、廉洁从教和为人师表，树立良好的师德形象。

二、扩展业务学习，适应多岗位

2016年上半年，我任教的是语文教学，所以在培训选课时，我会侧重与语文相关的培训。后来，因为个人原因，工作内容有所改变，先后负责学校图书管理，档案管理等，因此也参加了相关的岗位培训。

语文方面的，参加了教师进修学校“基于预学课堂模式背景下的教学设计与实践”，知道了我区“生本课堂”推进的历程，逐渐明确“教学过程的核心一定是学生的学习，课堂要关注的是学生的活动。培训中，让我领略了上课教师的出色教学。也参加过几个网络培训，其中之一《小学语文阅读教学策略》，学习过程中，我认真聆听专家的讨论，，让自己对语文教材中的文学作品有了更多的认识，也认识到以往自己听课、评课中的一些偏颇，深深地感到自己的不足。知道学会课后反思，欣赏自己的成功之处，是寻找幸福的所在。让我深有感触的培训是《整本书的阅读》。现在的语文教学越来越重视阅读教学，我们也总在感叹学生的阅读量不够，语文水平提不高。我们也一直想对学生进行阅读兴趣的培养，想让学生爱上阅读，能自主阅读。通过本次的培训，让我对整本书的阅读有了更多的了解，如何向学生推荐优秀的阅读书也更加明确。对于课程的实施，不同类型，实施的流程图也有所掌握。兴趣是最好的教师，岳老师指出，对于还没有良好阅读氛围的班级，对阅读兴趣淡薄的学生来说，导读很有必要，而且很重要。导读时要找准进入整本书的切入点，选择分享交流的重要片段，选择适当的教学方式，适当分享阅读的初体验。导读课的成功于否在于是否激起了孩子的阅读这本书的兴趣。如果导读课后，学生迫不及待地想读这本书了，那说明导读成功了。

三、参加信息培训，教学熟应用

现在是信息爆炸的时代，是互联网进入人工智能的时代。学校里的教学设备也在不断地更新之中，为了适应当代教学，学校每学期都会组织相应的信息技术培训。如电子白板的应用，希沃课堂教学，钉钉线上教学等。每次的信息技术培训我都会积极参加，现在我已能较为熟练地应用教室中的教学设备，如对重点词语句子的标记，对生字笔顺的演示等。这次90学时中的《教师信息素养提升》专题讲座，更是改变了我的思维，让我有了互联网的思维，逐渐感受到人工智能时代就在眼前。

四、选择自己喜好，生活增乐趣

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关键词：工业4.0；智能科学与技术；创新课程体系；中国制造2025

0引言

智能科学与技术专业是教育部根据“面向国家战略需求、面向世界科技前沿”的方针，为适应国家科学与技术发展的需要而设立的，专业代码080907T。智能科学与技术专业属于一个交叉学科，涵盖了电子信息技术、计算机硬件和软件、人工智能、自动控制等多项技术领域的应用。因此，如何交叉学科，立足于工业智能化的发展方向和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》的要求，适应国家对高质量的智能技术人才的社会需求，研究与实践体现行业产业发展、技术进步和社会建设需求的智能科学与技术专业人才培养课程体系具有重大意义。

1创新课程体系的意义

德国率先提出的“工业4.0”概念其实就是将互联网技术与嵌入式系统技术、计算机技术、先进制造技术等相结合，形成虚拟与现实相融合的智能制造系统。人们可以在世界任何地方采用电脑或任何移动终端，在互联网上选择标准的或定制的货品订单，系统会采用人工智能、大数据、机器学习等技术在全球范围整合资源、信息、物品和人，以高质量、低成本、高效率生产制造出产品，快速交付给客户。

在制造领域，这种技术的渐进性进步可以被描述为工业化的第4阶段，即“工业4.0”，如图1所示。其中，第①阶段以1784年的英国蒸汽机为代表；第②阶段以1870年的电动机械发明与应用为代表；第③阶段以使用电子与IT技术的自动化时代为代表；第④阶段就是我们正在经历的智能制造时代。当前，中国工业机器人销量连续两年行业增速在50%以上，行业进入成长期。另外，中国工业机器人使用密度远低于主要发达国家，具有广阔的市场空间。智能装备的大发展对相关专业人才的需求呈爆发趋势，智能科学与技术专业毕业生今后的一个重要就业方向将是服务于产业界的机器人领域。

我们国家正在大力提倡的“中国制造2025”与德国提出的“工业4.0”有着异曲同工之妙，尽管两国的工业、社会发展阶段存在差异，但在智能制造领域、互联网领域发展水平基本同步。通过国家层面大力推广发展智能制造技术，以及在大学智能制造相关专业的课程改革，为我国的智能制造技术赶上甚至超过发达国家创造了千载难逢的机遇。

2智能科学与技术专业创新课程体系目标

如何充分利用民办学校的企业资源优势，办好智能科学与技术专业是本专业面临的重要挑战之一。本着教育先行、为产业服务的办学宗旨，根据行业中长期发展的需求，在保证专业知识体系完整性的前提下，结合“工业4.0”对专业人才知识、能力的需求，我们将专业定位侧重于智能传感与检测技术，智能机器人传动、驱动技术，智能机器人系统构建技术，嵌入式系统技术等。4年来的办学实践证明，我们的专业定位符合地区与行业发展需求，并具有一定的前瞻性。

基于以上专业定位，对智能科学与技术专业的人才培养课程体系进行深入的探索与实践，涉及专业一体化的理论与实践课程体系规划，机器人实践平台升级，专业课程的教学设计、教学方法、考核方式改革，教学资源、师资队伍、评估反馈机制建设等。通过有针对性地研究我们在专业教学中存在的问题，寻找解决问题的有效途径，探索出符合现代高等教育发展规律、适应“工业4.0”及“中国制造2025”对专业人才知识及能力要求的创新课程体系，为国家、社会输送高素质的应用型工程技术人才。

通过对智能科学与技术专业的面向“工业4.0”的创新课程体系的研究，在已运行4年的本专业课程体系的基础上建立完善的智能科学与技术专业创新课程体系；完成课程体系面向“工业4.0”的课程群知识结构设计、理论与实践一体化设计；总结课程教学手段和方法；完成高质量的教学资源建设；建立高水平的师资队伍。

3创新课程体系构建方案

专业人才培养遵循工程教育思想，以项目为导向设计专业课程培养体系，将项目设计和实施贯穿于大学4年的教学过程之中，让学生在校期间就有机会参与真实项目的开发与运作，获得实践经验和实际操作能力，实现企业真实项目实践与学校理论教学的无缝对接。设置面向“工业4.0”的创新课程群及项目群，对学生的知识、能力、素质进行全面培养，使学生得到全方位的锻炼。

3.1支撑培养目标实现的一体化课程体系

专业课程体系的构建思路以行业与社会需求为根本。在此基础上确定智能科学与技术专业人才的培养目标。以TOPCARES-CDIO教育理念为指导，定制科学先进的人才培养模式和过程，最终建立面向“工业4.0”的智能科学与技术专业创新课程体系。

引进与国际接轨的课程体系，制定全新的适应我国国情的教学计划，采用先进的教学理念与培养模式，初步构建以设计为中心，理论与实践高度融合的应用型本科课程体系。

理论课程体系方面具体表现在适当降低理论知识的难度，着重培养学生理论结合实际的能力。理论课程的整合要突出理论教学的应用性，构建基础理论平台课程群与专业模块化课程群相结合的理论教学体系，保证人才的基本规格和多样化、个性化发展，增强学生对社会的适应性。

实践课程体系方面，依据专业能力培养目标，以能力为本位，以项目为载体，以“学中做”和“做中学”为方法，统筹安排基础实践、专业实践、创新训练与实践、创业训练与实践、综合实训与实践、毕业设计（论文）与企业实习等各类实践教学环节，使实践学期教学内容逐级递进、逐步深化；将实践学期实训内容与理论学期的教学内容紧密衔接。系统化构建理论与实践相结合、课内与课外相结合、学校与企业相结合，贯穿于大学教育全程的一体化实践教学体系。本专业采用自顶而下的方式设计各级项目。一级项目（智能机器人综合设计项目）的设计直接针对专业的培养目标，实践学期的二级项目和基于专业课程的三级项目分别是一级项目培养能力的分解。

采用基于社会实际岗位的逆推法设计课程体系，如图2所示。按照人才职业需求确定专业培养目标，将专业培养目标抽象为若干个专业核心应用能力，再根据每个专业核心应用能力所需的知识、能力、素质结构划分不同的课程群。

设置课程群不仅要考虑智能科学与技术专业本身课程体系的科学性与递进关系，还要充分研究专业相关的重点行业、大型企业岗位特点，针对人才市场的人才需求和岗位需求，把行业、企业、岗位所需与“工业4.0”相关的新知识、新技术、新平台、新规范纳入课程，实现专业课程体系与区域经济及行业、企业的有效对接。目前，智能科学与技术专业现行的人才培养课程体系将专业定位侧重于智能传感与检测技术、智能机器人传动与驱动技术、智能机器人系统构建技术和嵌入式系统技术，包括智能系统的软/硬件设计与开发，以及智能技术在工业控制领域的应用等。虽然该体系与面向“工业4.0”相关技术有一定的匹配度，但还需进一步改革，拟融合“通信规约”“IoT”“工业现场总线”等知识模块构建“工业4.0”的CPS虚拟网络课程群，融合“工业机器人”“智能传感检测”等构建“工业4.0”的CPS实体物理课程群。实践课程体系的改革主要围绕KUKA工业机器人开设相关的课程实验、课程项目、实践学期项目及实训等。

智能科学与技术专业课程体系的构建分为基础课程、专业基础课程、专业岗位应用技能课程、专业方向和专业技能拓展课程4个阶段。注重岗位需求对课程设置的对应性，前两个阶段与传统大学基本一致，只是深度上浅显一些，后两个阶段面向人才市场的岗位需求，着重培养企业用得上的专业人才。

3.2科学的人才培养质量评价体系

大连东软信息学院智能科学与技术专业按照全面质量管理的理念，建立了全员参与、全过程监控、全方位评价的教学质量评价机制。做到了常项评价与专项评价相结合，形成性考核评价与终结性考核评价相结合，定性评价与定量评价相结合，采取管理学确认有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法进行评价，可以有效地保证各环节教学质量的稳步提升与持续改善。

智能科学与技术专业教学质量评价包括TOPCARES-CDIO系列评估、教学质量评价以及教学过程评价3个部分。TOPCARES-CDIO系列评估主要评价专业、课程、项目、教材以及素质教育等环节落实工程教育理念的效果。教学质量评价主要包括教师教学质量评价，学生对课程的满意度调查、对重点课程的评价、对重点教材的评价等，由定量评价和定性评价组成。教学过程评价，主要从课程考核、实践学期以及毕业设计（论文）3个关键环节展开。

3.3高水平师资队伍建设

专业自成立以来就十分关注师资队伍的培养，不断强化专业师资队伍建设，持续关注专业带头人和骨干教师建设，加强“双师型”教师队伍的培养力度。通过开展内部培训、教学研讨、企业实践、学术研讨等全方位的培养措施，努力建设一支结构合理、素质优良、教研科研水平高、技术服务能力强的教学团队。在师资队伍建设过程中，实施“引聘训评”的双师型师资队伍建设发展方案。

3.4教学资源建设

根据课程体系改革方案，完善改革课程的教学大纲，积极开展专业课程教材、试题库、项目库、实验指导书、教学案例、课件等教学资源建设，升级机器人系列实验室。

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关键词：中文分词算法；智能搜索；事例推理；英语学习

A Study on Information Resources of English Learning Inquires System Based on Chinese Word Segmentation Algorithm

Abstract：Aiming at the usage of Artificial intelligence in the field of information search，this paper having introduced the information resources of English learning inquires system based on Chinese word segmentation algorithm.The system having achieved intelligent search of the English learning which through a kind of Chinese word segmentation’s search strategy and case-based reasoning technology. The results show that this system can get the users to gain satisfying results.

Key words：Chinese word segmentation algorithm；intelligent search；Case-based reasoning；English learning；

一、引言

随着信息技术的迅速发展，英语学习信息资源成为中小学数字图书馆的重要组成部分，它的建设也已成为图书馆界研究的重要课题，其对中小学英语教学以及学生学习的辅助功能也愈来愈显著。然而经过长期的调查研究表明，中小学英语学习信息资源具有信息量大、内容繁杂、涉及面广等特点。很多学生甚至教师在应用的过程中，经常会遇到无从下手去查询相关信息的情况。针对这种情况，本文笔者将基于中文分词算法的搜索技术应用在海量英语学习资源的智能搜索过程中。

二、关键技术

1.中文分词算法。中文分词就是把汉字字串序列切分成有意义的词串序列。如将句子“我是一名中学教师”进行分词，得到：“我/是/一名/中学/教师。”现有的中文分词算法有很多，根据其特点，可以分为基于字符串匹配的分词算法、基于统计的分词算法、基于理解的分词算法、基于路径的分词算法和基于语义的分词算法等。在这些分词算法中，实现最简单、使用最广泛、效率最高的是基于字符串匹配的中文分词算法，它是一种以词典为基础的方法，该算法按照一定的策略将待切分的汉字串与一个充分大的词库进行匹配，若找到某个词条，则匹配成功（识别出一个词）。基于字符串匹配的分词算法主要有以下三种：①最大正向匹配分词算法，简称MM法，如果假设Words为词库，Max表示词库中最大词条的长度，Str为待切分的汉字串，那么MM分词算法的基本思想是：首先，取Str中的前Max个汉字作为匹配字段，与Words中的词条进行匹配，若词库中存在这样一个词，则匹配成功，词条被切分出来；若词库中找不到这样一个词，则去掉匹配字段的最后一个字，将剩余的汉字串作为新的匹配字段，继续匹配；如此进行下去，直到匹配成功为止[1，2]。②最大逆向匹配分词算法，简称RMM法。它的基本思想与MM法相同，不同的是该方法从待切分汉字串的末尾开始处理，每次匹配不成功时去掉最前面的一个汉字。③双向匹配分词算法，简称BM法，它是把MM法和RMM法相结合的一种方法。由于是双向扫描汉字串，所以可能会出现多种结果，这时，我们采用人工干预的方法来确定正确含义的字符串。例如，“提高成功的确定性”字符串在正向扫描时，切分结果为“提高/成功/的确/定性”，逆向扫描时，切分结果为“提高/成功/的/确定性”，显然我们需要的是逆向扫描的结果，只需人工选择一下即可。

本系统所用的分词算法就是双向匹配分词算法。

2.匹配度的计算方法。我们将问题字符串中关键词在检索结果字符串中的包含程度称为匹配度，其计算公式如下：M=（Q/A）×100%。其中，M指匹配度，Q指关键词在检索结果中出现的个数，A指关键词个数。

3.事例推理原理。基于事例的推理（Case-based Reasoning，CBR）是机器学习的一种方法，它利用以前积累的知识和经验来解决问题，在许多领域被广泛的应用[3]。其基本思想是：在进行问题求解时，首先在事例库中检索与该问题最类似的事例，如果能找到完全匹配的事例，则作为问题的解输出，如果找不到，则寻求一个类似的事例，根据问题的需求进行修正，并将修正结果存入事例库中。

事例推理模型主要包括四个阶段：事例检索，事例重用，解决方案修正和事例保存[3]。

三、中小学英语学习资源查询系统的实现

1.系统应用功能设计。中小学英语学习资源查询系统是以中小学英语学习资源为理论基础的，以事例推理的基本思想为依据来解决问题的。它的功能主要是按照用户输入的问题进行回答并将结果显示给用户，本系统按照功能可以分为四个模块：基础信息维护模块、分词处理模块、智能查询模块、事例维护模块。通过对用户输入的自然语言的提问，对问题进行分词处理，提取关键词，提交查询系统，在知识库中查找到相匹配的信息，并将其作为最后的输出结果。各模块的功能如下：①基础信息维护模块：维护系统所需的英语学习资源等基础信息。②分词处理模块：接收用户输入的以自然语言方式表述的句子，按照词义进行分割，提取关键词，供查询模块使用。③智能查询模块：使用分词处理模块的结果，在知识库中查找答案，并将查询结果显示给用户。这里的知识库是由事例库和英语学习基础知识库组成。④事例维护模块：事例库的维护主要来自两个方面，一是教学人员归纳整理在教学过程中遇到的知识重点以及相关的注意事项等信息添加到事例库中；二是在用户查询后未得到结果时，从英语学习资源基础信息库中查找出相应的解决方案，形成一条新的事例添加到事例库中。 本系统的服务对象主要包括两类人员：中小学老师、学生。系统采用“B/S模式”的系统架构，用户可以通过具有上网功能的PDA或者手机直接访问系统。

2.系统总体部署结构图。系统的总体部署结构图如图1所示，系统部署的网络分为内网（校园网）和外网（因特网）两种。应用程序服务器和数据库服务器均部署在学校，内外网间的数据交互采用基于USB介质的专用协议，实现内外网间的物理隔离，保证数据传输的安全。移动终端可以通过无线网络直接访问系统。

3.系统的处理流程。系统主要的处理流程为：①输入所要查询的问题；②对该问题进行分词，过滤掉一些停用词（主要是疑问词和虚词），抽取出关键词；③根据关键词，在事例库中进行检索，对检索结果按照与问题的匹配度进行排序，取出匹配度最高的信息作为最终的检索结果，显示给用户；④如果在事例库中检索不到结果，则去检索英语学习资源基础库，从中找出匹配的结果，并将其整理为新案例添加到案例库中；⑤如果在英语学习资源基础库中仍然未找到结果，则将问题提交给相关系统管理人员，由其给出解决方案，并将新案例添加到案例库中。

四、系统测试及结果分析

系统测试有两个目标：一是测试搜索结果的准确性；二是测试搜索效率。为验证系统搜索结果的准确性，笔者作了一个测试，以《初中英语语法大全》为基础库，将近些年来教学过程中常用的语法案例整理到事例库中，共计390条事例。笔者利用200余条自然语言问句进行搜索处理，然后将搜索得到的结果进行人工验证，测试时采用一个指标：正确率（Accuracy）。其计算公式如下：Accuracy=（a/b）×100%其中，a为搜索结果匹配的提问句个数；b为所有的提问句个数。经过测试得到正确率为97.3%，这个正确率已经满足了用户的要求。实验结果表明，系统不仅可以提供正确的答案，也可以提供一些跟问题比较相关的答案，因此，系统总体搜索结果令人基本满意。将中文分词算法的思想结合事例推理技术运用到查询信息系统领域，可以很好地发挥事例推理模型的自学习能力，规避传统人工智能在知识获取上的“瓶颈”问题，进而取得更好的搜索结果。

参考文献：

[1]王远定，梁久祯.利用关键词倒排表实时检索中文网页[J].计算机工程与应用，2010，46（28）：135-137.

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关键词：计算机教学；课件；教学案例；智能计算机教学；网络计算机教学

计算机教学是用计算机帮助和代替教师执行教学任务，向学生传递教学信息，传授知识内容和训练技能，直接服务于学生的教学方式。计算机教学产生于二十世纪六十年代，它是教育需要和科技方法相结合的产物，计算机教学有利于突出重点、突破难点，有利于增大课堂容量，提高课堂教学效率，有利于训练学生技能，提高学生素质和自学能力，有利于优化课堂结构，加强指导教材的重要内容。

一、计算机教学的现状与特点

1、计算机教学目前在教育教学中多以“观摩课”的形式出现，并没有真正地把信息技术和学科教学融合在一起。虽然计算机教学是一种很好的媒体教学，但在进行计算机教学过程中，所用的课件基本都是由老师亲自研究与开发，这就需要花费很多的时间和投入很多的精力，是一项投入多而产出少的工作，在教学过程中一般是教学评比和参观学习的时候才用，具有一定的使用局限性。

2、计算机教学软件开发方面的原因抑制了教师自制课件的积极性。市面上虽然有很多形式各异的教学软件，但真正适用于教学、针对性强的软件很少，所以很多情况下都是老师亲自制作课件，一般是由老师编写稿本，再通过计算机编程人员的编程来开发中小型的教学软件，很有可能开发出来的教学软件在实际运行当中与老师原来编写的稿本存在一定的偏差，或是由于教学老师对计算机操作技能不熟而发挥不出课件的最佳效果，很大程度上降低了教师自制课件的热情。

3、由于课件是被事先确定设计好的，因此课件不适应变化多端的教学模式。即使再优秀的专家根据科学的理论方法和丰富的实践经验开发出来的课件，都是由编制者按一定思路设计而成，有系统性且是前后连贯的软件，它只适应于某一特定的教学情境，无法适应于多种教学情境变化的计算机教学的需求，根据我国各地的实际情况，每个地区的学校环境、社会因素、师资队伍、学生对象等各不相同，所以同一课件很难被我们应用到不同的教学情境当中。

二、计算机教学的前景展析

1、多媒体、虚拟现实技术的进一步发展与应用。多媒体技术在教学中的应用，为计算机在教学领域的应用开辟了一片新天地，虚拟现实技术在教学当中的应用，给学生创建了更加接近真实的学习环境。在计算机教学中如何运用多媒体技术，真正做到以教师为主导、以学生为主体，实现师生教学互动、相互影响，把学生培养成具有运用先进的多媒体手段，能获得知识能力的未来型人才，是我们计算机教学当中一个现实而又紧迫的问题。虚拟现实技术可以创建与现实社会相类似的环境，能够解决和学习媒体的情景化与自然交互的要求，融合了数字图像处理、多媒体技术、传感器技术等多种信息，虽然虚拟现实技术是二十世纪末兴起的一门综合性信息技术，但它在教育领域内，是继多媒体、计算机网络之后有着巨大应用前景的技术，可以使传统教学产生翻天覆地的变化。

2、智能计算机教学是计算机教学进一步发展的必然趋势。智能计算机教学以认知学为理论基础，将人工智能技术应用于计算机教学，可以根据学生的认知模型所提供的信息，通过智能系统的分析和判断，将教学内容与教学策略分开，生成适合于不同教学的内容要求与策略要求。通过智能诊断机制判断出学生的学习水平，可向教师提供教学重点、测试重点等建议，向学生提出更改意见，以及进一步提出学习内容的建议，用来激发学生的学习兴趣，提高学习效率。因此我们可以看出：智能计算机教学与传统的计算机教学相比，更加符合教育教学发展的规律，更加切合学生的认知习惯，具有明显的优越性。

3、计算机教学向网络计算机教学方向发展。网络计算机教学是学生和教师通过计算机网络进行课题内容的学习、讲授的方式。主要优点是不受地域的限制，能够方便地做到资源共享，功能开发灵活方便，缺点是速度慢，缺乏智能性。近年来，随着网络技术的发展，Internet已迅速延伸，网络计算机教学逐渐成为研究的热点。我国网络计算机教学正在起步，各类网校进行的各种课内和课外教学活动为学生提供了一种新的教学资源，具有极大的应用空间。

4、网络计算机教学和智能计算机教学相互取长补短，并相结合形成一个新的教学系统——网络环境下的智能计算机教学系统。这种系统会按照学生不同的认知水平为其准备不同难度的教学内容，学生则只需要通过使用学生机房或家中的计算机登录就可完成学习，学生在学习过程中可以随时与其他在线的学习人员进行沟通与交流，还可以用发电子邮件的方式与教师探讨。

5、课件开发向积件开发的方向转变。随着计算机的普遍应用，计算机技术得到飞快发展，教师掌握计算机技能的水平提高，在教育现代化的迫切需求下，许多教师和教育工作者由积累的实践教学经验与掌握的计算机技能知识相结合，开始发展教学资源库和适应一般教师使用制作的工具或编辑平台的道路，也就是我们所说的积件道路。积件道路发展的方式，教师真正做到了利用计算机这一有力工具，自觉运用学习理论和教学设计，自己制作适合各种情境教学的教学软件，也改变了教学软件的开发设计与使用相互割裂的局面，能充分展现课件的最大性能。

三、总 结

随着科技的进步，家庭电脑的普及应用和计算机网络技术、多媒体、虚拟现实等技术的发展，计算机教学的深度和广度还在不断发展，在教学过程中必将发挥出不可估量的作用，它的前景无量。

参考文献：

[1]何克抗.李克东：《计算机应用基础》（中等师范学校教科书），北京，北京师范大学出版社，1999年.

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关键词：复合型外语人才 脚本理论 口语教学

一、引言

当前，随着我国对外交往向纵深发展，传统的外语人才培养模式已经不能满足社会发展的新需求。社会发展呼唤更多的既有扎实的外语交际能力又有较强的其它专业知识的复合型、应用型外语人才。尽管学界对复合型外语人才的表述各不相同，但其核心思想却是一致的，即通过“外语+专业”的模式来培养外语人才，使其能够利用外语这个工具从事某项专业工作。

“外语+专业”的培养模式符合社会经济发展的要求，但是基于这种思想的复合型外语人才培养却面临两大问题：一是外语与其他专业之间存在明显的界面，即外语和专业之间无法融合；二是外语和专业之间出现了“此消彼长”的情况，即加强了专业却又弱化了外语。这充分说明目前复合型外语人才在培养途径方面存在问题。那么，如何才能使学习者既不削弱外语能力，又有较强的专业能力，从而具备用外语“做事”的能力呢？

二、基于脚本理论的口语教学的理论解析

1.口语交际的实质与维度

口语交际包括听说两方面，从本质上讲是一个言语理解与言语生成的相反的双向互动过程，但其所涉及的核心维度是一致的，即任何言语理解和输出都是听话者和说话者大脑中的语言知识以及对外部世界的认知这两种结构与外部信息之间互动的结果。而对于我国成年外语学习者而言，其大脑中存在着更为复杂的母语和外语两种语言的语言知识结构以及对外部世界的认知结构，这四种结构之间存在着错综复杂的交叉对比关系，也构成了外语语言与思维的特殊心理机制。在这些结构当中尤为值得关注的有两点：英汉两种语言所固化的概念以及概念隐喻等方面既有相似性也有差异；母语相对强大，外语相对弱小，母语和外语之间存在着“概念落差”。

培养复合型外语人才也相应地面临三项重要任务：重视英汉两种语言所反映的概念以及概念隐喻之间存在的差异，使英语学习者具有较深的跨文化意识和较强的跨文化交际能力；不断丰富外语的语言知识结构和认知结构，降低外语和母语之间的“概念落差”，从而具备一般的日常交际能力；在母语和外语之间有关已有认知的“概念落差”达到基本平衡以后，积极构建社会需求且自己感兴趣的专业认知结构及相应的语言知识结构，从而具备利用外语从事某项专业工作的能力。

无论是日常会话，还是专业交流，其本质都是外语口语交际，都涉及到言语理解和言语输出。那么如何才能够有效地进行交际？朱纯认为，按照听者同样熟悉的常规来组织的话语将更容易理解。这句话实际上是针对有效交际问题对听说双方都提出了要求，那就是双方必须享有“同样熟悉的常规”。而且，这种熟悉的常规共享的越多，话语的理解和表达就越简单有效。那么，这种所谓的“同样熟悉的常规”到底是什么呢？

2.外语与专业有效融合的途径

脚本（script）是计算机科学家R.Schank和社会心理学家R.Abelson针对图式理论只能解释孤立句子的生成与理解的不足而提出的一个概念，主要用于解决人工智能常见的两个问题：一是如何利用计算机处理描写复杂人类行为的段落和语篇；二是如何利用情境相似性来避免理解新情境时所必须的重复推断。他们最初利用脚本来描述诸如进食堂就餐等经常性反复性出现的极具常规的社会情境。后来，脚本的意义也从专指极具常规的社会情境扩展为可以指代任何社会情境，从单纯应用于人工智能发展到用于解释人的记忆结构。为适应人工智能以及心理学发展的需要，Schank对原有脚本概念进行了修正和丰富，使其包括记忆组织包（MOPs）和场景（Scenes）等新的表征形式，从而涵盖了其他学者对脚本概念的拓展意义。

本质上，脚本是指“专门为经常出现的事件序列设计的知识结构”，它具有动态性，依赖概念，并以“预料”为基础。脚本描述了解决一个特殊问题或应付一种特殊情境过程中所采取的一系列行动，它是人们的行动、思想及语言的基础。从认知语言学的角度看，这种知识结构显然包括对这些事件序列的认知结构以及表述这些认知结构的语言结构。因此，包含对事物的认知结构及相应的语言结构的脚本理当成为联系外语和专业的纽带与桥梁，因为它不仅是外语口语有效交际所依赖的“同样熟悉的常规”，也是适应某种工作要求所必备的专业背景知识以及在未来工作中进行创新的基础，这说明基于脚本理论的口语教学从理论上讲符合复合型外语人才培养的要求。

三、基于脚本理论口语教材设计

教材建设是口语教学的重要方面，根据复合型外语人才培养面临的三项任务，复合型外语人才的培养的教材建设应该包括以下两个阶段。

1.基础阶段

该阶段以日常生活所涉及的基本情境为主，主要用来解决英汉两种语言之间存在的“概念落差”以及两种语言在概念层面间的差异问题。通过该阶段的学习，使得外语学习者的“概念落差”达到基本平衡，并且对两种语言所反映的概念范畴以及思维所赖以存在的隐喻机制等的差异有较深入的认知，从而能够借助大脑中的脚本知识进行有关日常生活的各种交际，并为复合型外语人才培养的高级阶段做好充分的准备。因此，基础阶段的脚本应该包括饮食、购物、就医、交通、旅行、约会、情感、社会、学习等涉及日常生活的各个方面。

2.高级阶段

该阶段以带有专业性的工作场景为主，主要是构建社会需求以及自己喜爱的专业背景认知结构以及相应的语言结构。与其他专业人才不同的是，复合型外语人才对所复合的专业知识的要求并不像该专业的学生对他们的专业要求的那样，面面俱到，细致入微，而只需要把该专业最具核心的概念以及相关工作程序融为一体，形成该专业的脚本，从而使外语学习者具备利用外语进行该项专业工作的能力。该阶段脚本可以包括对外贸易、物流、旅游、国际金融等涉外行业中的具体业务情境。

四、基于脚本理论的口语课堂教学设计

根据复合型外语人才的培养任务以及教材的阶段划分，课堂教学也理应分为初级阶段和高级阶段。但是由于初级阶段所涉及的知识为大家所熟知，所以本文仅从高级阶段选取货物出口这个典型脚本作为案例，简要探讨如何根据脚本理论进行口语课堂教学设计。

1.教学目标

了解货物出口的基本流程、各环节的主要任务及相应的英语表达；了解各个阶段可能会出现的问题，增强货物出口脚本的预见性。

2.教学重点和难点

货物出口流程认知与语言表达；可能出现的问题及解决方式。

3.教学方法

多媒体辅助教学；情境模拟等。

4.教学步骤

利用多媒体演示货物出口流程、各环节以及相关英语表达范例；角色扮演，模拟货物出口流程中各个环节中的对话；利用货物出口脚本对货物出口中可能出现的问题进行对话解决。

5.教学评析

货物出口脚本属于复合型外语人才培养高级阶段的教学内容，其中所涉及的内容非常丰富，学习者需要在课前做大量的准备工作，以利于在课堂上能够迅速地理解该脚本中的事件序列，熟知事件序列中所需要的语言表达，从而在短时间内获得有关货物出口流程中的基本的知识和语言表达。

五、结论

脚本是特定场景下发生的一系列事件在大脑中的表征形式，尽管这种表征形式与现实情况有一定的差别，但是它是对现实情况的的高度抽象和系统化的重新建构，是知识结构的一种典型形式。这种典型结构与外界丰富多彩的现实事物互动以交换信息，从而不断同化新知识，也不断调整已有的知识结构。它是外语理解与表达不可或缺的重要维度，也是工作创新的源泉和基础。因此，利用脚本理论进行口语教学，使外语与专业知识充分融合，是培养复合型外语人才的一种行之有效的途径。但是基于脚本理论的口语教材设计需要整合外语与专业两方面的力量，其课堂教学设计对教师会有更高的要求。

参考文献：

[1]罗世平.也谈21世纪复合型外语人才培养模式[J].外语界，2000，（3）.

[2]黄源深.21世纪的复合型英语人才[J].外语界，2001，（1）.

[3]朱纯.外语教学心理学[M].上海：上海外语教育出版社，1994.

[4]尹德谟.母语与外语“知识――认知双元结构”在FLT中的理论解析[J].西华大学学报，2006，（3）.

[5]Schank R C. Dynamic Memory[M]. Cambridge， England：Cambridge University Press，1982.

[6]Ungerer & Schmid. An Introduction to Cognitive linguistics[M].Beijing：FLTRP，1996.

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关键词：实践教学；默写式头脑风暴法；营销策划

中图分类号：G642 文献标识码：A

一、引言

营销策划是最能贴近现实，最能体现与时代同步发展，应用性、创新性元素实足的一门学科。如果单纯以教师课堂的讲授和案例分析，尚不能真正培养学生的实践动手能力，所以，笔者在营销策划教学活动中，将实践型教学活动设计大量引入课堂教学中，达到了好的教学效果。

二、教学背景说明

教材：《营销策划：方法、技巧与文案》（第3版），孟韬、毕克贵编著，机械工业出版社出版。

教学章节：第4章――《营销策划的创意与方法》。

教学理论节点：默写式头脑风暴法。该方法创造了一种以“默想”代替“发言”的头脑风暴法。该方法规定，每次会议由6人参加，要求每人在5分钟内提出3个设想，所以又叫做“六三五”法。

程序：①会议主持人宣布议题。②发给每个人几张设想卡片，5分钟内必须填写3个设想。③5分钟一到，每人将自己面前的卡片传给右邻的参加者，同时开始下一个5分钟的设想构思、启发，再填3个设想……如此多次传递。④30分钟内共传递6次，卡片上填写了18个设想，6张卡片共产生108个设想。⑤如果需要，可以进行下一个30分钟的循环。

教学目标：使学生能完全掌握默写式头脑风暴法在实践操作中的应用；使学生触类旁通，将这一思维及方法形成创意孕育的应用习惯，从而指导未来的社会实践。

三、实践教学设计

（1）教师通过讲授法，讲解默写式头脑风暴法的含义和操作过程。

（2）教师做好实践教学准备工作，以营销策划课程的班级学生小组为单位，向学生发放实践教学用的卡片、纸张。

（3）教师宣读实践教学主题：假定你是某品牌手机CEO，你准备开发一部具有创新性的手机，现在，你的学生小组就如同你领导的创意小组，请用默写式头脑风暴法完成你们的创意设计方案，并以小组形式逐步进行现场陈述、报告。

（4）活动现场：学生的情绪瞬间被调动起来，大家短暂骚动后陷入思考后的安静，教师提示不得讨论，5分钟内将创意方案写入卡片中。5分钟后，开始小组内第一轮的顺时针传递交换；经过3轮创意形成过程及交换，教师结束本次创意活动。期间，教师适时引导学生思考方向。

（5）创意结果陈述与展示：每个学生小组派学生代表进行陈述，为形成竞争的激烈感，根据创意方案的可行性、可操作性及应用的商业前景，所有小组各自只能陈述1个方案，之后再进行后续数轮的陈述，直到结束。

（6）创意方案点评：教师带领学生，对每个方案的可行性、可操作性、商业前景逐一分析，圈定更有价值的创意方案，现场给予赞赏与嘉奖。

四、实践教学效果总结

（1）学生完全掌握默写式头脑风暴法的操作过程及技巧，达成理论教学目标。教师的适时引导能充分体现该创意方法的技巧。

（2）学生的积极性、主动性被真正激发起来，创新性的方案精彩纷呈。有些方案很具有创意元素和商业应用价值，比如，在手机中增加远红外线测量功能；开发可以改变自身颜色的手机；人工智能以及生物智能手机等。

（3）新的知识点的扩展与展开。①创意的来源：创意源于生活；创意源于幻想；创意源于兴趣；创意源看问题的方法。②创意思维技法：灵感思维法、群体思维法、侧身思维法、逆向思维法、组合思维法、类比思维法。③创意思维的培养和开发：乐于接受新观念；有极强的好奇心；具有很强的直觉；敏锐的观察力；深刻的感受力；丰富的想象力；过人的毅力；多角度思考问题的灵活性；敢于冒险；娴熟的表达能力。

参考文献：

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[关键词]现代教育技术 数学教学 课程整合

[作者简介]马书燮（1961- ），男，河南濮阳人，濮阳职业技术学院，副教授，研究方向为数学分析及数学教育基本理论。（河南 濮阳 457000）

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2012）33-0165-02

一、现代教育技术概念与内涵

所谓现代教育技术，是指以现代教育思想、理论和方法为基础，以系统论的观点为指导，以现代信息技术为手段的教育技术。包括计算机技术、网络技术、电子通讯技术、远程通讯技术、数字音像技术、卫星广播技术、人工智能技术、虚拟现实仿真技术、多媒体技术等。现代教育技术也是现代教学设计、现代教学媒体、现代媒体教学法的综合体现。

现代教育技术的内涵主要包括：一是应用现代科学技术成果进行教育资源的开发和利用的物化手段。诸如，充分利用计算机、数字音像、卫星广播电视、交互网络通信、虚拟仿真技术等为核心的现代科技成果，使教育信息呈现多媒体化、教育信息处理数字化、教育教学过程智能化的硬件组成部分。二是经过精心选择和合理组织的学习教材。这种学习教材，是在依据满足社会和学生个人学习的需要、符合认知规律的前提条件下，与数学教育教学密切整合，成为新型学习环境的软件组成部分，服务于课堂教学。三是设计、实施和评价教育、教学过程的方法。现代科学技术在教育教学活动之中的广泛应用，不但丰富了师生的学习资源，而且给学习过程和教学过程的评价和管理带来了科学先进的技术和方法，使其更加准确快捷。

二、现代教育技术与数学教学整合的意义

1.为教与学构建动态环境。现代教育技术为数学教学构建一个计算机技术、网络技术、人工智能技术有机整合的交互式、开放性的动态教学环境。这个环境不光是指教学过程发生的地点，还包括教育资料、教学模式、教学策略、人际关系诸多要素。教学环境与学习者、教学材料、支持系统共存共生，而诸要素还都在不停地发生着变化，它们已从静态环境转变成动态环境。

2.为数学教学提供理想的操作平台。现代教育技术利用图形、图像、文本、声音、动画等多媒体信息技术为数学教学提供了一个理想的操作平台。（1）丰富教育资源。它突破了书本知识的局限性，实现了教学资源的多样化。（2）变抽象为形象。它能把教学内容变得充实、形象、直观、易教易学。（3）虚拟现实。虚拟现实技术，可以使教学内容的呈现摆脱文字平面化叙述方式。（4）多维化、集成化、交互性特征。可以通过声音、文本、图像、动画等多媒体为学习者营造出多元化的学习情境，促进学习。（5）现代教育技术的超文本功能，使过去难以实现的教学设计变为现实，使教学信息组织表达最优化。（6）双向交流、交互功能。它使教育过程更加互动，教育对象更具针对性，使教学问题更加科学化和明晰化，使数学变得更加现实。

3.构建新型教学关系，实现教学互动与合作。数学教育技术化的发展，给教学构建了一种新型的关系。新环境下的教学使教师、学生、教学媒介、教学环境构成了教学的多元关系，强调教学过程中的多元交互合作过程；强调每个人既是信息的输出者，又是信息的接受者；强调接受者输出者双重身份引导、补充、启发的相互合作关系。

4.易于教学活动的个性化发展。现代教育技术与数学教学活动的密切整合，一方面有利于体现教师的教学思想与风格，发挥教师的个人特长，展示教师个人独特的教学魅力。另一方面，也有利于给学生认知的主体性生长提供便捷的途径，使师生在教学双边活动中个性化特征得到最大程度的发展。

三、现代教育技术与数学教学整合的原则

1.理论与实际联系的原则。新的课程观要求授课教师是课程资源的开发者，但目前实际状况是大部分授课教师缺乏对现代教育技术与数学教学整合的深入研究，只局限于技术范围之内的探讨。一个完美的教学模式应该是数学教育理论与现代技术操作的密切结合，因此担负数学教学任务的教师，必须在教学实践活动中，结合本学科的特点，加强对数学理论和技术手段的学习和研究，从而实现现代教育技术与数学教学的整合。

2.研究性原则。它强调利用现代教育技术展现数学知识的产生、形成和发展的过程，强调符合学生数学认知的实际，强调对数学知识进行探索，强调对数学知识的应用和迁移，目的是让学生的数学学习始终处于发现问题、解决问题的过程中。

3.主体性原则。学生是认知的主体，是数学知识和方法的主动建构者。在教学的展开进程中，要充分尊重学生的主体地位，让学生对教学内容进行自主学习、自主思考。

4.主导性原则。现代教育技术进入课堂后，容易从“以教师为中心”变成“以多媒体为中心”。我认为现代教育技术可以帮助教师解决一些教学问题，但决不能代替教师“传道、授业、解惑”的基本职责，所以要正确处理好教学内容与形式、人与机的关系。依据学生的客观实际，充分发挥好主导作用，突出教师在教学过程中的主导性作用，使学与教有机地统一起来，体现以人的全面发展为最终目标的教育思想。

5.开放性原则。开放性原则是现代数学课堂教学的一个显著特点，也是整合过程应该遵循的一个最重要的原则。它包括教学思想、教学内容、教学过程等的开放。从观念上，教师不是知识的唯一拥有者；从内容上，教学内容不局限于教材，渠道更多，范围更广；从学习方式上，不局限于课堂，不依赖于教师的传授，途径更多、更广。因此打破了问题答案唯一性的传统观念。

6.数学性原则。数学性原则是数学课堂教学与现代教育技术整合应遵循的最本质的原则。具体要求如下：（1）教学过程要根据学生数学认知的实际，充分注意体现数学和数学思维的特点；（2）符合数学教学的基本原则，在充分利用多媒体功能展现数学知识的产生、形成和发展的过程中，表述应精炼，言简意赅，并要使用数学语言和符号，避免出现不必要的文字，并注意文字、符号的数学规范化。

7.实用性原则。现代教育技术进入数学教学课堂，从实用性角度考虑应注意两点：（1）课堂教学信息量不易过大，避免学生消化不良；（2）应用多媒体技术创设的课件要操作简便快捷、前后统一、便于操纵控制、简单实用。

8.效益性原则。现代教育技术的多功能、高性能为提高课堂教学效益提供了坚实的物质基础。课件的设计要在学生可接受的前提下，充分利用计算机的多种功能，丰富教学内容，增大教学容量，优化教学过程，让学生在有限的时间内尽可能多地获取信息，最大限度地挖掘学生潜能。

9.科学性原则。科学性是任何学科、任何领域开展科研的必要前提。基于数学教学在整合活动中，选用的教学材料，必须符合教育规律和认知规律，以先进的教育科学理论和教学设计思想为指导，教学目的要明确、内容要准确，并能对教材内容进行再创造，突出教学重点和难点，符合学生的认知特点。

四、现代教育技术与数学教学整合的基本策略

1.要从精神意识层面上整合现代教育技术与课程教学。整合有两种认识：一种是把现代教育技术与课程教学整合，当做一种课堂教学呈现知识的现代教育技术手段，这是一种表面化的、浅层次的整合。另一种是既从物质技能的层面，又从先进教育思想与科学技术方法的层面进行的整合，具体讲就是在教学过程中，运用现代教育技术将教学理论和学习理论转化为对教学目标、教学内容、教学方法、教学评价的系统规划，从根本上改变教育教学模式，促进人的精神意识层面的发展的整合。综合分析得出：二者的整合必须定格在精神意识深层，以具体的数学案例为载体，不然整合将是无源之水、无本之木。

2.加强对数学教师使用现代教育技术的培训。数学教学与现代教育技术的整合要求教师具有娴熟运用现代教育技术的本领。要想提高数学教学整合的层次与质量，必须先切实提升数学教师运用数学专用软件的水平，这迫切需要高层次的专业引领。具体引领的方法是：（1）有计划、有步骤地开展针对数学教学专用软件的研习；（2）采取外请专家、内用高手、内外并用的方式，把培训工作落到实处。既要重视对教师进行多媒体技术的培养，又要重视对新的教育思想、教育理念和教育方法的学习与掌握，真正形成理论知识、智能技术两位一体的整合。

3.适度有效地应用现代教育技术。我们要清楚地意识到任何先进的教学手段都不是万能的，使用得当会受益匪浅，反之则贻害无穷。数学毕竟是集严密性、逻辑性和创造力与想象力于一身的理性思维化的产物，而现代教育技术则是一种人工智能化的技术手段，二者有着本质的区别。过分地依赖技术不但会束缚人脑思维的开放性，还会丧失人脑的自主思维性。因此，应当是现代教育技术的应用与黑板纸笔传统式教学之间达到一种平衡，适度有效地使用现代教育技术。还要强调在使用现代教育技术教学的过程中，既不能因应用现代教育技术而丢失数学的特色，又不能把现代教育技术看成是作秀的工具、应付检查的摆设。根据数学教学内容的需要，结合现代教育技术的特点，选出最佳媒体，真正达到能在课堂上科学、高效地应用。

4.“现代”教学与“传统”教学互相整合。在信息技术与数学教学整合的过程中，既不能过分夸大信息技术与计算机辅助教学的作用，也不能把传统意义的教学模式保守化或完全丧失。至于计算机辅助教学与传统教学二者的关系，应该是优势互补的协同关系。比如，作为传统课堂教学象征的黑板，仍有一些地方是现代教学媒体无法替代的。黑板具有即时重现力强、随写随看、容易操作等优点。当然，现代教育技术在数学教学中的作用也是不可低估的：（1）教学规律上，它克服了传统数学教学知识结构线性的缺陷，具有信息呈现多形式、非线性网络结构的特点，符合现代教育认知规律；（2）教学模式上，它是一个可以进行个别化自主学习的教学环境与系统，同时又是能够形成相互协作的教学环境与系统；（3）教学内容上，它可以集声、文、图、像于一体，使知识信息来源丰富，且容量大，内容充实，形象生动更具吸引力；（4）教学手段上，它强调以计算机为中心的多媒体群的作用。因此，我们要合理地综合利用各种教学媒体，包括传统媒体，把“现代”教学与“传统”教学完美整合，取长补短，发挥各种教学方法的综合功能，才是取得教学最佳效果的良策。

现代教育技术与数学课程整合，不是一蹴而就的，需要大家共同的努力和研究才能实现。另外，我们还要强调现代教育技术与数学课程整合不是一种固定的模式，应该倡导一种观念，即现代教育技术只是一种工具，不能取代教师的地位。我们在现代教育技术与数学课程整合实践中，要大胆实践、不断探索、不断修正，实现人机交互的不断进步，获取最佳的教学效果，为社会培养合格有用的人才。

[参考文献]

[1]姬春秋，赵宝江.高师数学建模课程的教学途径与方法[J].黑龙江高教研究，2009（12）.

[2]李世红.信息技术与课程整合问题探讨[J].广西民族学院学报（自然科学版），2003（8）.

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【关键词】中小学机器人，机器人教育，发展趋势

1引言

当今全球基础教育正发生巨大变革，知识成为学习的载体而不是目标，机器人教育正是体现这一教育思想的最佳方式之一。《2007年全国中小学机器人教学研讨会会议纪要》的与会人员经过交流研讨会达成共识，提出机器人教育的目标应是“提升学生的信息素养和技术素养，培养学生的创新精神和实践能力，促进学生德、智、体、美全面发展”。近几年各种形式的青少年机器人活动也逐渐的得到学校和社会的重视，基于中小学机器人的各种竞赛和培训蓬勃发展，因而基于中小学机器人教育的一系列研究也越来越多，本文基于湖南第一师范学院科研项目“中小学机器人教育教师培训与实践教学研究”，通过检索近年关于机器人教育研究的文章，对目前我国中小学生机器人教育研究展开综述，并对其未来的趋势进行展望。

2机器人教育简介

2002年湖南师范大学教育技术系的彭绍东教授对机器人教育进行了明确的定义，其定义如下：“机器人教育是指学习、利用机器人，优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。”并进一步提出了在对该定义的理解中值得注意的几个问题：“机器人教育有理论和实践两大领域。理论方面，机器人教育有自身的理论基础与基本理论，能形成相对独立的学科理论体系与方法体系。实践方面，机器人教育是指以机器人为主要教学内容或教学工具而开展的教学活动，这些活动是在具体实践的过程中逐步完成的。开展机器人教育有两大目的：一是优化教与学的效果；二是优化教师与学生的劳动方式。机器人教学有五种基本形式：机器人学科教育、机器人辅助教学、机器人管理教学、机器人（师生）事物、机器人支持教学。机器人教育强调人工智能技术的应用，是信息技术教育的新发展；机器人教育的普及将引起人类教育的重大变革”。

2006年王海芳在其硕士论文中指出：“机器人教育不仅是把机器人当作学习对象，而是要将其作为提高学习综合、灵活运用知识的能力的工具，使其成为培养学生创新精神和实践能力的有效载体和重要途径。机器人教育是为了使学生更好的适应未来信息时代的要求，培养智能时代国家、名族发展所需的竞争人才，是一种应时展而兴起的教育。机器人为信息技术教育提供了更为先进的教学资源，为信息教育带来了新的前景，机器人教育是应技术的进步对信息技术教育的发展。

3国内外研究现状

在国外，机器人教育一直是个热点：早在 1994 年美国麻省理工学院（MIT）就设立了“设计和建造 LEGO 机器人”课堂（Martin）。这是在大学开设的机器人课程。麻省理工学院提供的机器人课堂主要有两类，一类是指整个学期中开设；另一类是在麻省理工学院的独立活动期间开设的。独立活动期开设在课堂没有设定的课堂安排，主要是学生在规定的时间内完成相关的项目就可以了，并且部分课堂的参与也是自愿的。学生可以根据自己的需要选择性的参与课堂学习来补充知识。在课堂上教学主要是以项目学习和研究性学习的形式开展的。因此其教学设计的流程主要是以研究性学习和项目学习形式展开的。它的教学设计是灵活的。美国基础教育领域中的机器人教育主要有以下几种形式：一是机器人技术课程；二是课外活动，类似我国的综合实践活动课堂；三是机器人主题夏令营等定期活动等。

在美国，机器人厂商是机器人教育的一个隐形推动者。美国教育者在进行机器人教学设计时，更注重培养学生如何对项目和时间进行管理、信息如何获取、资源如何分配、团队合作以及解决问题等信息科学素养。这是值得我国教育研究者学习和借鉴的。

日本机器人的产业化发展己经走在了欧美国家的前面。虽然起步晚，但是日本高度重视机器人教育和机器人文化的普及。在日本，几乎每所大学都进行高水平的机器人研究以及机器人教学。每年定期举行针对不同年龄阶段学生的各种不同层次的机器人设计和制作大赛。一般在大学开设的课堂内容包括以下几个模块：电子控制、应用变量的高级编程设计、机械结构、工程设计、项目管理，团队合作，工作能力等。在中小学一般开设：机器人概述、编程设计基础、科学探究、问题解决等内容。但是，在中小学中并系统的规划机器人教育课程。

我国自2000年北京景山学校在国内率先开展中小学机器人课程教学以来，机器人教育在中小学活得了迅速发展。2003年4月，教育部颁布的《普通高中技术课程标准》中，首次在“通用技术”科目中设立“简易机器人制作”木模块。2004年12月11日-13日中国教育学会中小学计算机教育专业委员会在云南昆明市召开“中国教育学会中小学计算机教育专业委员会中小学机器人教学学组”成立大会和“首届全国中小学机器人教学研讨会”。2007年11月30日至12月2日中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会在湖北宜昌市召开了《2007年全国中小学机器人教学研讨会》。

张秀杰在《中小学机器人教育课堂教学设计研究》一文中，通过对机器人教育课程及课堂进行了分析，从课堂的目的及内容两方面入手，将机器人教育课堂分成两种类型，将中小学机器人教育课堂分为知识型课堂和竞赛型课堂，分别研究两种课堂的特点和教学设计过程。另外，通过分析，发现了机器人教育课堂及竞赛中存在的问题，及对其进行课堂教学设计的必要性。然后，分析了适合机器人教育开展的 FLL 的特点以及其教学的独特性，梳理了其课堂教学设计原则与流程。在此基础之上，分别整理出了机器人教育知识型课堂及竞赛型课堂的教学设计流程方案。

刘琼在《中小学机器人教育模式设计与应用研究》一文中，围绕中小学机器人课程的知识点-红外避障传感器，运用“四位一体”中小学机器人教育模式，对该课程内容、教学活动、教学管理手段以及课程评价体系进行设计，并且针对课程实践结果通过问卷调查的形式进行了数据搜集，对数据中存在的一些问题进行了分析。

王同聚在《“微课导学”教学模式构建与实践――以中小学机器人教学为例》一文中，针对中小学机器人课程实操性较强的特点，结合目前“微课”研究热点，在分析“翻转课堂”和“研学后教”两种教学模式的基础上，吸取其精华部分，重新构建了以“微课”和“研学案”为载体的“微课导学”教学模式，在移动学习、在线学习和微时代背景下为实操型课程构建了一种新型的教学模式。

在《中小学机器人教学中_微课_的制作与应用研究》中，王同聚把“微课”和“中小学机器人教学”两个当前研究热点结合在一起，通过研究得出以下结论：在中小学机器人教学中开展“微课”资源的制作和应用研究是一个全新的课题，目前没有现成的案例可供参考和借鉴。在中小学机器人教学中潜心研究微课的制作和应用既是一种挑战，也是一种机遇，机遇与挑战并存，特色与创新共进，机器人微课应用模式的创新也是未来中小学机器人教育和微课发展的一个重要研究课题。只有解决了中小学机器人教学中微课设计开发的技术门槛，提升了中小学机器人课堂教学的质量，并把“微课导学”教学模式在机器人教育中加以创造性地应用和升华，在中小学普及机器人教育的春天就可以早一天到来，微课的发展前景将会更加美好。

王娜在硕士论文《如何在中小学进行机器人教育教学》中，通过对国内中学机器人竞赛开展情况的研究，结合其所在学校机器人教育课程的开展情况，得出以下结论：智能机器人课程的内容决定了它与信息技术课程的关系是比较紧密的。当前我们的课程设置中没有智能机器人课程计划，怎么办？可以把智能机器人课程包含在信息技术课程计划中，通过压缩信息技术课程课时，适当删减和调整信息技术课堂教学内容，来完成一定量的智能机器人课堂教学。从近两年的信息技术教学反馈来分析，在开设智能机器人课程前后，学生对常规信息技术知识的掌握没有下降，应用能力反而大大加强了，表现在对实际问题的分析与理解更准确、深入。

4面临主要问题和发展趋势

卢燕，赵晓声在《中小学机器人教育的现状与对策》一文中，提出当前形势下，阻碍中小学机器人教育发展的几个问题：1.教育行政部门的激励机制不够完善；2.课程标准和评价机制缺失，机器人教学难以走进课堂；3.没有统一的机器人教材，机器人产品各自为政；4.机器人竞赛的价值导向存在误区。

张琪，李杭州在《中小学机器人教育的问题与对策》中指出中小学机器人教育及竞赛存在的一些问题：

1. 缺乏统一的技术层次结构；

2. 评价体系不完善；

3. 教具昂贵，不利普及；

4. 过度产业化，呈现出垄断性和封闭性；

5. 地区发展水平不均衡；

6. 教师水平参差不齐，缺乏综合知识，而且受到了职称评定等问题的困扰；

7. 机器人竞赛项目设定和规则制定缺乏科学的技术层次规划。

尽管存在一些问题，对中小学机器人教育的研究仍然比较火热，中小学机器人教育的发展趋势主要有以下几个方向：虚拟教育机器人的研究；校本课程与立体化教材的开发；机器人教学评价系统研究；智能机器人教学研究；中小学机器人教学中“微课”的制作与应用研究；机器人兴趣小组教学课程设计等。

任何新事物的发展和成长都需要漫长的过程，中小学机器人教育也是如此。中小学机器人教育的发展不仅受社会经济条件的制约，更与全社会的教育价值观（应试教育为主的教育体制）和教育发展的自身规律紧密相关。

参考文献：

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[3]王海芳.中小学机器人指导教师培训模式研究[D].上海：华东师范大学，2009.

[4]张秀杰.中小学机器人教育课堂教学设计研究[D].沈阳：沈阳师范大学，2013.

[5]刘琼.中小学机器人教育模式设计与应用研究[D].河北：河北师范大学，2012.

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[7]王同聚.中小学机器人教学中_微课_的制作与应用研究，中国电化教育，2014（6）：107-110.

[8]王娜.如何在中小学进行机器人教育教学[D].吉林：东北师范大学，2010.

[9]卢燕，赵晓声.中小学机器人教育的现状与对策.中小学信息技术教育，2011（11）：35-37.