人工智能教育理念精选(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篇人工智能教育理念，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词:HPS教育;小学科学;人工智能

随着我国教育的迅猛发展，作为科学教育重中之重的小学科学教育逐渐开始被大众所关注，所以探索小学科学教育的新思路已成为教育改革的关键之一。多年来，我国不断借鉴发达国家的教育改革理念与经验，并进行本土化研究，促进我国教育发展。

一、研究背景

HPS教育作为西方20世纪80年代盛行的理论，引入中国已有20余年。作为极其受欢迎的教育理念，凭借着自身优势在中国教育课程改革中占据了一席之地，也为中国科学教育提供了新思路。

(一)HPS的概念界定

HPS的提出源自科学内部对科学反思和科学外部人员对科学本质认识的思考。最初，HPS指的是科学史(HistoryofScience)和科学哲学(PhilosophyofScience)两大学科领域，但在20世纪90年代科学建构论流行后，科学社会学与科学知识社会学被引入科学教育，HPS逐渐演化成科学史(HistoryofScience)、科学哲学(PhilosophyofScience)和科学社会学(SociologyofScience)三者的统称［1］:科学史即研究科学(包括自然科学和社会科学)和科学知识的历史;科学哲学则是对科学本性的理性分析，以及对科学概念、科学话语的哲学思辨，比如科学这把“双刃剑”对人类社会的影响;科学社会学则讨论科学处在社会大系统中，社会种种因素在科学发展过程中的地位和作用，这包括了政治、经济、文化、技术、信仰等因素［2］。在国外，德国科学家和史学家马赫最早提倡HPS教育，突出强调哲学与历史应用至科学教学中的作用。我国HPS相关研究开始晚且研究规模较小，首都师范大学的丁邦平教授认为HPS融入科学课程与教学是培养学生理解科学本质的一个重要途径［3］。

(二)HPS教育理念融入小学科学课程的必要性

运用科学史、科学哲学等进行教学是目前国际上小学科学教育改革的一种新趋势。2017年，教育部颁布的《义务教育小学科学课程标准》标志着我国科学教育步入了新阶段，其不仅要求达成科学知识、科学探究的相应目标，也要养成相应的科学态度，思考科学、技术、社会与环境的融洽相处。该标准提出了“初步了解在科学技术的研究与应用中，需要考虑伦理和道德的价值取向，提倡热爱自然、珍爱生命，提高保护环境意识和社会责任感”。HPS教育与小学科学课程的结合是教学内容由知识到能力再到素养的过程，是小学科学教育的新维度，改变了小学科学课程的教学环境。将科学课程中融入HPS教育的内容，可以帮助学生理解科学本质，研究科学知识是如何产生的，科学对社会的多方面影响以及科学和科学方法的优、缺点等。当《小学课程标准》将科学态度和价值观视为科学教育的有机组成部分时，小学科学课程就有望成为HPS教育的天然载体，同时为小学科学课程渗透HPS教育提出了挑战。目前，我国小学科学课程虽已有部分设计融入了HPS教育理念，但该融入过程仍停留在表面，融入程度低，融入方式单一。所以，研究HPS教育理念融入小学科学课程十分有必要。

(三)HPS教育理念融入小学科学课程的可行性

纵观国内外已有的研究，将HPS教育融入小学科学课程可分为基于传统课堂模式的正式教育课程和基于科技馆、研学机构等的非正式教育课程。由皖新传媒、中国科学技术大学先进技术研究院新媒体研究院、中国科学技术大学出版社三方通力合作、联合打造的《人工智能读本》系列丛书自出版以来已发行八万套，在安徽省多个市区的小学得以应用，是青少年人工智能教育上的一次全新探索。该套丛书分三年级至六年级共四套，涵盖了16个人工智能前沿研究领域知识点，每一节课都设有场景引入、读一读、看一看、试一试4个模块。小学《人工智能读本》作为阐述新兴科技的读本，以亲切的场景对话和可爱幽默的插画等形式吸引了众多小学生的兴趣，不仅可作为学校科学课读本，也可以应用于课外场景。本文则以小学《人工智能读本》为例，对HPS教育进行初步摸索与实践，以期对小学科学教育带来教益。

二、HPS教育理念融入小学科学的典型案例

《人工智能读本》作为HPS教育理念融入小学科学实践的典型案例，侧重引导学生多维度、科学辩证地认识人工智能，内容包括机器学习、决策职能和类脑智能，以及人工智能的不同发展阶段，带领学生思考人工智能带来的伦理问题以及其他挑战，培养学生正确的世界观、人生观和价值观。本研究将以《人工智能读本》六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”为例，分析HPS教育理念融入小学科学的实践。

(一)科学史:提升课程趣味性

小学科学教育作为培养具有科学素养公众的重要步骤，提升过程的趣味性则十分重要。过去传统的小学科学教育注重知识的传递而忽略了学习过程，填鸭式教学导致学生失去对科学的兴趣与探索欲，不利于公民科学素养的整体提高。而科学史作为研究科学(包括自然科学和社会科学)和科学知识的历史，已经逐渐渗透到科学教育中来。科学史常常介绍科学家的事迹，某一知识诞生所面临的困难和曲折过程，而将科学史融入课程可以带学生重回知识诞生的时刻，切身体会科学。读本作为在小学科学教育中不可或缺的工具，利用科学史内容，以叙事方式可以将科学哲学与科学社会学的思想融入教学过程中，在读本中融入历史，可以提升课程趣味性，帮助学生更加容易探求科学本质，感受科学家不懈努力、敢于质疑的精神，提升科学素养。例如《人工智能读本》六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”引入部分即以时间顺序展开，介绍人工智能的发展与面临的困境。在“看一看”中机器人索菲亚是否可以结婚的故事不仅为本章节提供了丰富的内容，提升了课程的趣味性，而且还融入了科学与哲学，引发读者对于人工智能的思考。

(二)科学社会学:提升课程社会性

科学社会学是研究一切科学与社会之间的联系与影响，包含科学对社会的影响和社会对科学的影响。科学是一种社会活动，同时也受到政治、经济、文化等多方面影响，比如蒸汽机的诞生表明科学促进社会的发展。在科学教育的课堂中融入科学社会学不仅可以帮助学生理解科学问题，还可以通过介绍科学与社会之间的复杂关系，培养学生灵活、批判看待科学问题的思维能力。如六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”中，在介绍个人与技术的基础上引入了政府和环境这两个要素，使学生在更宏观的背景下，获得这样一种认知:环境与技术之间有一把“双刃剑”，个人与技术、政府与技术之间是相互促进的主客体关系。《人工智能读本》并不全是说教性质的文字，在“试一试”中的辩论赛环节让同学通过亲身实践，更加了解人工智能对于社会的多方面影响。通过对于科技是一把“双刃剑”这一事实的了解，同学们可以更好地将学习知识与社会的背景联系在一起，深刻体会科学中的人文素养，增强社会责任感。

(三)科学哲学:提升课程思辨性

以往研究发现，国内学科教材中关于科学史和科学社会学内容较多而且呈显性，而对于科学哲学的融入内容不够，且不鲜明。［3］科学哲学融入科学教育无疑可以提升学生的思辨性，帮助学生建立起对于科学正确而全面的认识。例如，《人工智能读本》六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”中，引入人工智能伦理，通过介绍人工智能面对的挑战、人工智能的具体应对策略，让小学生了解人工智能技术发展的同时也要重视可能引发的法律和伦理道德问题，明白人与人工智能之间的关系以及处理这些关系的准则。通过“读一读”先让学生明白伦理概念，再用一幅画让学生思考在算法的发展下，人类与机器人的关系如何定义，向学生传递树立人类与人工智能和谐共生的技术伦理观。通过这种方式，可以帮助学生逐步建立完整的科学观，全面且思辨地看待科学，提升学生思辨性，进而提升科学素养。

三、HPS教育理念融入小学科学课程的实践建议

《人工智能读本》作为一套理论与实践相结合，具有知识性与趣味性的儿童科普读物，着重引导小学生培养科学创新意识，提升人工智能素养，产生求知探索欲望。但《人工智能读本》作为HPS融入小学科学课程的初始，仍存在教育资源不充分、内容结合较浅等不足，为了将HPS教育更好融入小学科学课程，可从以下三方面加以改进。

(一)开发HPS教育资源

HPS教育需要教育资源的支撑。HPS教育资源来源广泛，无论是学生的现实生活，还是历史资料，都可以提供契机和灵感。《人工智能读本》中收集了大量与人工智能相关的故事和现实案例，都可以作为教育资源，从各个角度达到科普的目的。在新媒体时代，进行HPS教育资源开发时，应当注意借助最新的信息与通信技术增强资源的互动性，如互动多媒体技术、虚拟现实技术、增强现实技术、科学可视化技术等。在传统的科学课堂教学中，主要是通过图片文字讲解，实验演示及互动来开展。这种形式对于现实中能接触到的实验内容，如常见的动植物、可操作的物理化学实验等，比较容易开展。而对于地球与宇宙科学领域的知识，或者一些已经不存在的动植物，则只能通过图片视频进行展示，不容易进行实验展示。通过虚拟现实技术、增强现实技术等，则可以虚拟出世界万物，如不易操作的物理化学实验、已消失的动植物等都可以通过虚拟现实的手段得以呈现。这些技术或能使教学内容变得生动形象，或通过营造沉浸感以使学生有更佳的情境体验，或让学生与教学资源进行交互从而自定义内容，服务于学生科学素养提升的终极目的。

(二)对小学科学教师进行培训

HPS教育的关键是从社会、历史、哲学等角度对自然科学内容进行重新编排，并不是将大量的内容或学科知识简单相加，这对教师能力也提出了更高要求。目前，人工智能教学领域常常出现“学生不会学、老师不会教”的状况，《人工智能读本》作为内容翔实有趣的读本可以弥补一部分缺失。但与此同时，也需要提升教师的教学能力与知识储备。HPS教育理念不仅仅针对历史中的科学人物，所有的学生主体也是历史中的主体，他们也身处于社会中，并且对于生活中的各种科学现象有着自己的思考。所以教师身为引导者，需要注意到学生的思考，深入挖掘，鼓励他们对所思内容进行反思并付诸实践。科学史和科学哲学应当成为科学教师教育项目中的一部分，这能让科学教师更好地理解他们的社会责任。为此，对职业科学教师进行HPS培训便是必要的。

(三)多场景开展小学科学教育

科学素养不是空洞的，它来自学生的认识体验，并从中获得生动、具体的理解和收获。《人工智能读本》作为方便携带的读本，不仅可以在小学科学课堂中作为教材使用，也可以应用在其他场景，如研学旅行、科技馆等场所。课堂学习只是小学科学教育中的一个环节，家庭、科技馆等也可以进行科学教育。例如，科技馆与博物馆可以以科学家和历史科学仪器为主题举办展览，展览中融入HPS教育理念，学生在参观和学习过程中学习有关科学内容。一些历史上大型的科学实验，学校教室或实验室无法满足条件，但在大型的场馆中可以实现。例如，研学旅行作为目前科学教育中最受欢迎的方式之一，已被纳入学校教育教学计划，列为中小学生的“必修课”，正逐渐成为学生获得科学知识的另一个途径。研学旅行作为一种集知识性、教育性、趣味性和娱乐性为一体的旅游形式，通常伴随着知识教育的过程，包括科学知识的普及，所以也是开展小学科学教育的重要场所。在该场景下，运用《人工智能读本》等新兴手段进行科学教育往往取得事半功倍的效果。

结语

目前，HPS教育理念已经积极尝试运用到小学科学教育中，包括学校内的正式学习以及学校外如科技馆、博物馆、研学旅游中的非正式学习之中。其中，科技史以时间维度为线索创造丰富资源的同时也可以提升课程趣味性;科学社会学以科学与社会之间的相互关系帮助学生理解科学本质，提升科学素养;科学哲学则以哲学的视域审视科学的诞生提升学生思辨能力。未来，HPS教育结合小学科学则需要更深入，在资源开发、教师培训以及应用场景等方面加以改进，为提升国民科学素养做出努力。

参考文献:

［1］袁维新．国外科学史融入科学课程的研究综述［J］．比较教育研究，2005，26(10):62-67．

［2］张晶．HPS(科学史，科学哲学与科学社会学):一种新的科学教育范式［J］．自然辩证法研究，2008，24(9):83-87．

［3］丁邦平．HPS教育与科学课程改革［J］．比较教育研究，2000(06):6-12．

篇2

关键词：人工智能教育；创新思维；实践能力；信息技术课

新课改要求教学应当促进学生全面发展，其中，对创新思维和实践能力的培养尤为重视。初中阶段如何科学、有效地培养学生的创新思维与实践能力是每一个教育者需要思考和研究的问题。

一、创新思维与实践能力的培养

1.创新思维与实践能力的重要性

每个人都拥有创造能力，这种能力是可以开发的，并对学生人生发展起重要作用，如何科学开发学生的创造能力，离不开对创新思维和实践能力的培养。教师应该有意识的发现和训练学生的创新思维，多锻炼学生的动手能力，提高他们的实践能力，为学生主动创造做准备。

2.培养创新思维与实践能力的途径

培养创新思维和实践能力的途径有很多，初中阶段学校的数学课、自然科学课、社会实践课、信息技术课等课程是培养学生创新思维和实践能力的有效途径。其中以人工智能教育为重点的信息技术课可以利用编程技术、信息化技术、大数据技术的学习，高效、系统地开发学生创新思维，科学地提升学生的实践能力。

二、人工智能教育与信息技术课的融合

当前，人工智能技术发展得如火如荼，语音识别、机器翻译、计算机交互、计算机视觉、机器阅读识别等技术的突破，向我们展示了人工智能的优越性和未来前景，很多地区和学校也已将人工智能教育，如编程、信息处理，作为必修内容纳入了学校的教学大纲之中。人工智能教育包含编程、大数据、机器人等多个技术领域的学习，中学阶段可以利用信息技术课将人工智能教育的相关内容融入教学中，例如：Python编程、APP制作、机器人教育。

在初中信息技术教学中，应当向学生传授编程的相关知识，让学生初步认识编程、了解编程常识，并引导学生利用计算机进行编写代码。利用现代教学思路和教学创新激发学生兴趣，提高学生信息技术课学习效率和实践能力。为学生打造智能化、个性化，富有创造性的学习体验。

三、人工智能教育的实践要求

在信息技术课程的教学过程中融入编程等人工智能知识，可以丰富教学内容，拓宽学生视野，增加学生知识储备，同时也能有效激发学生兴趣，满足学生好奇心，转化为实践、创新的动力。但是在实施人工智能教育的过程中，需要注意以下几个问题，以信息技术课中编程教学为例：

1. 要考虑学生的接受度，体现量力性教学原则，不超纲不越级。

2. 要注重环境的创设，打造轻松愉快的学习环境，充分调动学生热情，帮助激发学生创新思维和实践动机。

3. 要注重编程常识的普及和实践引导，给学生充足的思维空间和操作机会。

4. 要注重教学的系统性和连贯性，加强编程技术同信息技术知识、其他人工智能技术的关联，为学习的水平、顺向迁移打好基础。

只有明确教学目标，不断地优化教学过程，监控各个环节，加强与学生沟通，积极开发和训练学生的创新思维和实践能力，才能将人工智能教育的效果最大化，从而不断提高人工智能教育的教学质量。

四、人工智能教育存在的问题

自新课改提出了信息化教育后，我国不少地区已经开始探索人工智能教育问题，尤其在义务教育阶段，开展了各种形式的人工智能教育，但是由于各地区经济发展水平不同，教育基础、教学水平和资源条件不同，正面临着诸多问题。

目前在我国中学阶段，人工智能教育发展水平整体较低，存在着地区不均衡、教育资源不均衡、教学水平不均衡、学生学习程度不均衡等多方面问题，需要人力物力财力的持续投入，优化人工智能教育平台，完善人工智能教育基础设施，让人工智能教育更规范。同时，教育工作者也需要不断研究、调整教学模式，更好地激发学生创新思维，提高实践能力。

五、结语

本文通过中学生信息技术课和人工智能教育的结合，浅谈人工智能教育与培养学生创新思维、实践能力的关系。人工智能教育的实施有利于中学生开发创新思维，提升动手能力，可以和多学科联动教学，加强学科间的联系，促进学生全面发展。目前在我国中学阶段，人工智能教育发展水平整体较低，存在着地区不均衡、教育资源不均衡、教学水平不均衡、学生学习程度不均衡等多方面问题，仍需教育工作者不断研究改进，让人工智能教育更规范，更好地激发学生创新思维及实践能力。

参考文献

[1]李宏堡，袁明远，王海英.“人工智能+教育”的驱动力与新指南——UNESCO《教育中的人工智能》报告的解析与思考[J].远程教育杂志，2019，37(04):3-12.

篇3

关键词：智能教学系统；模型；局限

中图分类号：TP315　文献标识码：A　文章编号：1673-8454(2012)03-0007-03

智能教学系统(Intelligence Tutoring System，简称ITS)是把人工智能技术引入到计算机辅助教学系统中，应用人工智能技术开发出能够因材施教的教学系统，使“计算机导师”贴近人类教师的水平，具有推理、诊断、决策的能力。能够根据每个学习者的特点制定教学计划，选择教学策略，实现因材施教。

一、智能教学系统的模型及功能

基于教育学、心理学和教学设计原理分析，智能教学系统模型应包含学生模块、教学策略模块、知识库和智能接口几个主要模块，各模块的系统结构如图所示。

学生模块记录每个学生原有的知识水平和学习能力。其依据为学生与系统之间的交互问答历史，并对每个学生的学习进步情况进行动态调整。这样，系统通过学生模型就可随时了解每个学生的情况，有的放矢地进行个别化教学。

教学策略模块根据学生模块情况和知识库做出智能化的教学决策，评判学生的学习效果，帮助学生分析错误原因。提出改进方法和意见等。

知识库存储所要教的学科领域知识和教学知识。

智能接口能够理解自然语言，实现更普遍意义上的人机对话。

智能教学系统与传统CAI相比，具备以下功能：

第一，了解学生的学习能力、学习基础和当前的知识水平，以此为依据为不同的学生做出不同的教学决策，有针对性地进行个别指导，并在学习过程中根据学生进度自动调整学习内容，具有适应能力。

第二，允许学生用自然语言与“计算机导师”进行人机对话，并能对带有学生个性特点的问题做出解答，从而具备更好的交互能力。

第三，能诊断学生学习过程中的错误，并分析错误原因和给出解决方案，在此基础上逐渐积累“经验”，从而具备纠错能力。

第四，大大拓宽了CAI的模式，例如建立虚拟教室、智能导师系统、教学模拟等。从而使CAI不再是简单的课本搬家、教室搬家，而具有更多的创造能力。

二、智能教学系统的局限性分析

智能教学系统虽然较传统CAI在诸多方面有很大改进。但就智能教学系统的工作原理以及目前的研发现状而言，应当冷静地看到，它自身也存在一些固有的局限性。

要计算机解决某个问题，有三个基本的前提：必须把问题形式化、必须有一定的算法、必须有合理的复杂度。由于人的智能活动不能完全形式化，因此，机器就不能将人脑的智力活动全部复制出来。教育是一种人类所特有的活动，基于人工智能技术的智能教学系统在教育中的应用也存在局限性。

1.智能教学系统不能实现自我更新，自我改进

智能教学系统的设计原理是把现有的专家的知识和教师的教学方法和策略集中到一个数据库中。随着现代社会知识的迅猛增长，教育理念的不断更新以及教学模式和教学方法的不断改进，智能教学系统无法像人类教师那样跟随时代的变化而实现知识库的自我更新以及教学策略模型的自我改进。还需要人从外界对整个ITS进行翻新，甚至需要从一种新的教育理念出发，重新设计ITS。智能教学系统的自我更新涉及机器学习这个难点。

2.智能教学系统适用的学习领域存在局限

以智能模拟的方法实现的人工智能应用于教育中时，并非适合所有的学习领域。人的智能活动可以分为四个领域。领域一是“刺激――反应”领域，其中包括任何形式的条件反射，与上下文环境无关的、各种形式的初级联想行为，最典型的如无意义音节的机械学习。领域二是数学思维的领域，这是比较适合于人工智能的领域。它是由概念世界而不是感知世界构成，这一领域中的问题完全形式化了，并可以计算，这一领域又可称为简单形式化领域，典型的例子如逻辑和有精确规则的游戏。领域三是复杂形式化领域，这是比较难把握的一个领域。这一领域包括原则上可形式化而实际上不易驾驭的行为，包括那些不能用穷举算法处理的。因而需要设计启发程序的系统，如围棋。领域四可称作非形式化行为领域，包括有规律但无规则支配的、我们人类世界中的一些日常活动，这一领域又称作感知思维领域。在这一领域内解决问题都是直觉的遵从，无须求助规则。包括一些规则不确定的游戏，如文字猜谜游戏。以上四个领域中前两个领域适合用数字计算机模拟，第三个领域只是部分可程序化，而第四个领域则很难驾驭。

与此相对应的，根据加涅的学习结果分类，学习分为言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度五类。言语信息分为符号学习、事实学习和有组织的知识学习，这些属于可形式化内容，适用于智能教学系统；智慧技能分为辨别、具体概念、定义性概念、规则和高级规则，其中前四项属于可形式化内容，适用于智能教学系统，而高级规则属于复杂形式化内容，部分内容不适用于智能教学系统；动作技能和态度领域的学习。在其认知成分中可以使用智能教学系统，但情感和行为成分等非形式化内容，则难以用智能教学系统来实现。

因此，并不是所有的学习领域都适用于智能教学系统。智能教学系统在教育中应用的重点应放在认知领域中的符号学习、事实学习和有组织的知识学习、辨别、具体概念、定义性概念以及规则这些学习内容上。

3.与学生之间无法畅通交流

教育是一种交互活动，智能教学系统的交互功能虽然较传统CAI有所改进。但仍然缺乏在学生和计算机之间交换信息的自然的、畅通的途径。系统只能通过学生输入计算机的信息来判断其掌握和内化程度。而无法像人类教师通过自然状态的交流和观察来判断学生的真实情况，因此，“机器智能”很容易被蒙蔽“双眼”，无法做到像人与人之间那样自然畅通的交流。此外，系统在遇到新的学习情境时。不能理解和产生对话，这会影响智能教学系统功能的实施。

4.决策和推理机制不完善

智能教学系统的关键智能所在是其决策和推理机制，即“教学策略”模块根据不同学生的具体情况通过推理做出灵活决策，这种决策基于学生模块提供的学生的知识水平、认知特点和学习风格。智能教学系统虽然加入诊断系统并不断调整对学生学习水平的判断，但由于学习风格、认知特点等不能完全被形式化，因此，根据系统的教学策略模块中预先存入的诊断知识来评估不同学生的学习过程和理解每个学生不同的推理过程也是有局限的。

三、智能教学系统在教育中应用的建议

1.不能忽略教师的作用

虽然智能教学系统具有“智能性”。但在使用它的过程中，决不能放弃教师的主导作用。要明确教师是教学的设计者和教学过程的主导，应该把智能教学系统的应用纳入到教学设计中。教师作为教学的“主导”。要引领教学

全过程，时刻注意学生的学习状态、学习程度、情感交流，尽量照顾到每个同学。ITS不是将教师搁置了。而是把教师从ITS能做的事情中解放出来，有更多的时间去从事机器所无法替代的事情。例如，计划教学，开发教学补充材料，示范成熟的行为，启发、引导学生去克服遇到的各种困难。特别是一个优秀教师对学生的态度和道德的影响和培养，是任何智能教学机器所无法取代的。所以，在利用智能教学系统教学的过程中，不能用智能教学系统取代教师，不能忽略教师的指导作用。

2.注意教学模式的运用

作为一种教育技术的实现，ITS主要依赖于各种技术的发展，但作为一个能够实施完整教学过程的教学系统，ITS的应用效果更多地依赖于所采用的教学模式。长期以来，传统CAI在教学中的应用都以个别化教学模式为主。但随着认知心理学的发展，基于建构主义学习理论的以“学”为中心的教学模式逐渐受到青睐。这种教学模式更能满足学习者的个性化要求，也为协作学习创造了更大的可能性。目前，协作学习模式因其利于培养学生的多样化思维和合作精神而日益受到重视。同一个智能教学系统，用于个别化教学模式和用于协作学习模式就会产生截然不同的教学效果。因此。在利用智能教学系统时，要注意根据教学内容和教学目标灵活采用个别化教学模式或协作学习模式。

3.有效与网络相结合

随着多媒体技术和Internet网络的飞速发展，多媒体教育技术与Internet的进一步融合，ITS不仅仅在人工智能上单一发展。它要向多维的网络空间发展。网络化成为当今世界ITS系统的一大优势和特色。“无机不联”正是现代教育计算机使用情况的真实写照。智能教学系统应与网络相结合。借助网络的优势，完成在线学习、实时讨论、网上测试等多种教学任务。学生可以在学校或家中通过计算机登录到系统，系统按其不同的认知水平为其准备不同难度的教学内容。完成学习时，系统通过自适应的测试确定学生新的认知水平，作为其下一次登录学习时为其准备学习内容的依据，并向学生提出进一步需学习内容的建议。学生在学习过程中可以实时地与其他在线的学习者进行讨论，并可通过E-mail的形式与教师进行交流。教师可以使用自己的计算机，在教研室或家中登录到系统，检查学生的学习进度，学习情况。并依据学生的实际情况，有针对性地对教学内容、测试内容进行更新。网络与智能计算机辅助教学系统有机结合，相互补足，必将构建成一个新的系统工程。

参考文献：

[1]王士同主编.人工智能教程[M].北京：电子工业出版社，2001.

[1]王永庆.人工智能原理与方法[M].西安：西安交通大学出版社，1998.

[3]何克抗.计算机辅助教育[M].北京：高等教育出版社，1997.

篇4

人工智能的教育本体：教育的变与不变

从本质上讲，人工智能技术是信息技术革命的集大成者。自从托夫勒1970年写出《未来的冲击》，信息技术革命越来越快，概念越来越多，没有停止的迹象。仅从近五年来看：大数据、数据科学、生命信息、工业4.0、物联网、新硬件时代、机器人、互联网+、人工智能，表面上概念你方唱罢我登场，但内在逻辑一直没有变：从单项技术走向全面融合，从局部应用走向全面工具化，而人工智能至少在目前看来是集大成者。硬件上物联网的成熟、软件上高可用性和动态数据库的成熟、生物学上神经科技的进展、数学上网络算法的应用、材料科技上纳米和感知材料的进展、信息科技上芯片和云技术的快速进步。从物理世界到混合世界，再到比特世界，人工智能技术刚刚开始，但人们基于过去工业革命的经验，明确感到这是临界点的来临。

STEM 成为后人工智能教育的不动点：应对科技的变化，教育的变革一直都在进行且与科技的发展互为因果。从彼得・蒂尔对教育的质疑，到创客热潮在美国教育中的掀起，事实上，STEM教育是美国对过去概念化的“实用主义”教育和“通识教育”百年争论的落锤之音。起源于杜威和哈钦斯的那场争论，恰恰是工业革命已经明确成型后的两种教育理念的争论。之所以今天的美国已经很少争论到底是实用主义还是通识教育，是因为美国的科技已经进入到一个新的阶段。教育是一个组织行为，一个围绕未来10年不变的知识、20年不变的技能、30年留存的体验的稳定的复杂社会经济形态，因此不那么容易被颠覆。恰恰是科学、技术、工程、数学（STEM）构成了工业时代（数理化）和后工业时代（文科、理工科）中的不动点，在物理学和几何学中，不动点对于系统的稳定和概念的一致性非常重要，而目前的STEM教育，不仅仅是一个概念的东西，而是旧技术时代向新技术时代过渡的“不动点”。在这个不动点体系中，新的侧重开始后，原有的教师和学科体系以及支撑可以平稳切换，不至于导致教学秩序的混乱。

元学科、应用学科和副科发生结构性的变化。由于人工智能的出现，使得复杂计算和系统计算以及简单的人机交互计算工具化全面超越人类，对技术基础这个原有概念的教育的分歧越来越大。人工智能视野下学科概念如果表述成元学科、应用学科与素质学科，那么教育学科的概念的持续性还能以最大公约数继续运行：以数学、物理、化学等元学科为代表的学科，在今后的教育中更加重要并将作为筛选人的条件。而应用科学：（生物、地理、信息、劳动）学科，将着重项目制学习、体验学习，成为培养人的目标；社会科学（历史、哲学、思想品德）将来的重点在于综合应用，批判性思维学习，更加侧重学科的来源和发展；而综合素质类（音乐、体育、美术）将从副科走向前台。@样，围绕STEM的教育，人工智能下的教育体系还是一贯的科学（元学科）、技术（应用学科）、工程（素质学科、社会学科、管理学科）、数学（逻辑、数学学科）。

人工智能技术对学科的影响：越理性，越感性

数学：传统的工业时代的数学，其训练方法是数值计算，其指向是力学计算，这种侧重至今还非常浓厚。随着知识库的普及和共享以及计算工具的进化，越来越少的人将来从事传统的工程计算行业，而正宗的工科专业越来越向着专业化和高端化演化（如学材料的将来的进入门槛很可能是博士）。但是，人工智能今后用到的大量的数学以及人与人打交道用到的计算机数学，统计学基础的数学，这方面中国数学还停留在工业时代。美国学生从高中就开始问卷处理和微积分的学习，大学数学更加有用的是方程组、统计学等。数学是一个典型的年龄相关性学科，一定要从小学，而且转向数值和算法类的学习，从偏向材料计算的高等数学方向，转向偏向矩阵计算的统计数学方向，逻辑学、几何学和统计学成为三个数学学习的支柱。

物理：有一位著名的物理学家回顾过去物理百年，发现一个有趣的现象：“力”这个概念，在物理学上看，已经不是一个原始的变量了，能量和质量才是，为什么我们的老师还在使用这个概念呢？那是因为在机械时代，“力”是最容易理解的组合概念。在工业革命前后的几百年直到今天，物理学教育的重点还是偏向传统力学计算方向，从中小学来说就是牛顿力学。然而随着工业时代的结束，人们更容易见到的力学概念不再是机械和天体，而是转向社交网络、计算机图像、信息变量、生物体和电子学以及更容易接受的能量、时间维度。数学老师们转向统计学的同时，物理老师应该考虑从牛顿力学转向量子力学和热力学甚至时空维度，这些对于孩子未来的人生更是基础，而通过物理学进行基础的科学实证的训练以及科学观测和数据处理，才是物理学最基础的作用和价值体现。不然，人生什么年龄都可以去学物理而不必非要从未成年时代去学。

元科学化学：中美物理学和化学都是选择性的，但比较中美化学教育，却发现有很大的不同。美国高中化学就允许且必须使用带有功能性计算的计算器，而中国大学生都没有这方面的训练。也就是说，随着化学和生物化学要求越来越高、知识点越来越多，设法绕过烦人的记忆而走向逻辑，是美国学习化学的方向，这点也值得我们注意。另外，化学的侧重由从偏向无机化学方向的基础化学，转向偏向生物和有机化学方向甚至与物理相结合的量子规律，是化学学科的重点。例如，很多美国的大学录取要看高中生在化学创新方面的实践，能创新的往往是生物化学。

外语：工具性的外语逐渐失去市场，形式节奏上的美学、逻辑学角度的词源学、社会学角度的语言学、心理学角度的语义学成为外语复兴的落脚点。另外，似乎从来没有人将计算机程序当作外语来教，事实上，随着工具性的外语被人工智能取代，计算机程序语言很可能成为一种外语，而很多软件人才是学外语出身的，也不断印证这个结论。

语文：可以预料的是，随着工具性的人工智能的出现，原先学习语文的工具性的方法（如语法），逐渐将退出语言学习（包括外语），而作为母语的语文之所以在工具化人工智能时代还得到重视，最重要的理由也许是仪式感的表达：回到经典、回到表达、回到应用、回到美学。

除了以上学科教育的重点随着技术经济必然发生变化外，学科学习的醒悟和内在逻辑将更加重要，学科历史、学科逻辑、学科故事将替代题库训练，因为作为计算的精确性除了特殊人才的培养外，将让位于工具和人工智能，而人要考虑体验和持续学习的兴趣和逻辑。学科学习之间还将朝着融合的方向发展，应用学科和元学科的分离意味着应用学科更加朝着整合的方向发展：地理、生物、科技等融合课程，朝着综合应用发展。

人工智能技术对教育技术的改变：从工具到空间

随着人工智能的发展，也许目前花里胡哨的信息技术将隐身后台。课堂上也许看不见信息化了，师生在课堂层面体验将会越来越好，越来越贴近自然：看不见计算机的信息化，距离教育更近而不是技术更近。

学校之所以存在是因为学校为学生模拟了一个高度抽象的比真实世界还真实的教育世界。因此，未来的校园从改变世界的信息模版角度，将更加强调与客观世界的互动、映射和高度抽象。

美国的大学录取是更接近人工智能手段的个性化录取，而学生选拔是更接近大数据角度的GPA（平均成绩点）。从培养角度，学生画像比GPA更加个性化地从个体角度描述学生的个性特征，学生的学习行为、实践行为、创新行为，在全地域、全信息、全自动、全过程的记录下，将更加全面地反映学生的全貌。智能实验室和智能校园的方向，将来是基于个体的专业学习和评价。

与学生相对应的教育行为画像，将侧重于联系社会、联系科技、联系家庭、联系团队，从重复性劳动变为创造性劳动。

而学校的管理行为将演变成支撑技术：支撑数据、支撑品牌、支撑环境。今后的教育将出现越来越专业和自由的教师，越来越职业的校长。

在教育政策上，由于全国性的数据和人工智能的使用，教育测评将更加专业化、教育本体化（而不是被测评机构和排名所左右），教育选拔将更加科学化和长期化，短视模式随着计算方法和智能评估的进展而迅速被迭代掉，衡水模式将逐渐退出历史舞台，未来应该筛选更应该上清华大学的人和更应该培养好每一个想学习的人。即使仅从功利教育目标来看，教师个体经验也逐渐让位于人工智能和大数据，教育重心从教育哲学属性逐渐走入教育科学属性；而被恐惧绑架的教育所强调的教育的筛选功能，逐渐将重心转向教育培养功能，个体成功的培养目标，逐渐转变成为未来视角的社会价值角度；教育回归人与人的本质关系和专业培育孵化的社会职能，功利性和工具性减弱，过程幸福成为教育者追求的目标。教育者由工匠逐渐转型为艺人，教师由于工具化的替代，将会越来越有尊严和个性，而不是越来越像工具。

“人创造”的价值逐渐凸显，教育的价值在于“创造人”

柯洁在被人工智能的计算机打败之后，接连战胜外国围棋高手，刷了一下存在感并表示：“与机器下棋没意思”。同样，在工具制造时代，如果从质量和精度考虑，无疑机器越来越超过人，然而手工的红木家具、手工的艺术品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽车，比起无论从什么角度来看的机器人制造的东西，都越来越贵，人也越来越愿意采购。“人创造”的价值凸显，是体验经济产业升级的一个标志，人工智能时代也不能例外。因为，“有意思和不可复制”才是人消费的高级时代。

不同于机器代替人的重复劳动的趋势，教育与学校会替代机械的班级成为人与人关系的场所，在这个场所中，机器越来越像人来代替人的高级状态，而人越来越摆脱工具性、摆脱重复性，更具艺术性和创造性。研究教育的历史会发现一个普遍的现象，就是随着工具性的增强，反而是班级规模的缩小和师生比的扩大，这也印证了：人毕竟要与人打交道，教育是一个个性化的活动。C器代替人意味着更多的时间人会回到家庭陪同孩子，这在美国已经持续发生了50年，几乎多数的女性甚至男性在孩子成长过程回到家庭（如果他们算教师的话，教师比例更大）。在学校里未来的师生比会持续增加，教育更加不再计较投入产出，而将演变成一种创造性的职业。

杜威在研究工业化革命后的教育中，提出教育的目标更加集中地体现在教育本身之中，教育即生长（教育的目标就是让教育继续下去）。随着工具化的人工智能代替越来越多的教师的重复性劳动，教师的幸福指数越来越高，更多的和更合适的师生比使得学生得到更加专业的呵护和培养，幸福指数也得到提升。教育让生活更美好将逐渐实现，教育即生活的前提条件是教师不再是指标的工具，学生不再是考核的工具。

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关键词：人工智能；音乐教育；智能乐器；大数据

1引言

随着人工智能技术的不断进步，重新塑造音乐使得音乐教育的学科素养培育、审美感知、艺术表现和文化理解变得更有支持和创意。探索应用人工智能技术推进音乐教学的改革与发展有具有十分重要的意义。本文通过研究与实践，引导学生学会用科学的方法培育计算思维创作音乐，用科学的意境欣赏音乐陶冶学生的音乐审美感，用科学的评价提升音乐课堂教学效率。通过这些措施，可以使学校音乐教育精准地开展因材施教差异化教学，彰显音乐教育的特色。

2人工智能与音乐

人工智能技术与音乐教育有机融合，丰富了课堂教学资源，拓展了智能乐器的功能，提升了音乐教育技术手段。它支持个性化学习，可以观察音乐课堂学习，分析音乐的旋律与节拍，有效评价教学效果，激发音乐教师运用人工智能技术创新音乐教学的热情，发挥教师在课堂教学中的主导作用。

2.1乐器的智能化

乐器是学习音乐的重要工具。乐器植入人工智能技术，形成了智能化乐器。它能够大量储存多种乐器的音乐数据。尤其是在音乐键盘中运用，功能的提升特别突出，应用于音乐教学中引发了多种形式的教学模式。例如，图1显示了融合多媒体计算机、主控系统、音乐课堂教学智能评价系统将多部电子钢琴连接起来的智能乐器实验室。通过语音室方式授课，可以实现多种乐器的分组教学。这在传统的音乐课堂上是无法完成的。

2.2智能化乐曲创作

智能乐器不仅能够储存乐器音色，而且还能用指令对各种音色播放进行控制，各种音色按照指令进行演奏。这种创作功能是以往其他乐器都无法比拟的[1]。例如，能唱出《月亮代表我的心》十七声部的合唱团，很好听，但很难。运用智能乐器按指令合成该十七声部音乐则轻而易举。2.2.1机器学习生成乐曲人工智能技术赋能智能乐器，使得机器学习的功能日趋进步。机器学习在音乐领域所做的事情，就是提取音乐作品的“数据”，输入给定模型学习音乐的“特征”，再对音乐数据进行分析和编排。例如，如果输入的是《梨园金曲》民族音乐，则机器就能学会民族音乐的曲调特征，生成掌握特征模型的民族音乐作品。2.2.2用软件生成乐谱使用MuseScore3forMac软件可以制作乐谱，在工具栏选择对应时值的音符输入音符。例如，在MuseScore3窗口输入如图2所示的“我和我的祖国”乐谱，再导出MP3文件进行播放。2.2.3代码生成乐曲用Python代码生成曲子，要借助音乐标准格式MIDI—乐器数字接口，运用Python-midi库编写程序，编译MIDI文件生成音乐。例如，生成一个简单乐谱的MIDI文件需要使用Python-midi，其中：Pattern对象表示乐谱；Track对象表示音轨，通常乐谱都有多条轨道组成，每种乐器是一个轨道；midi.NoteOnEvent表示每个音符的开端，在参数表中可以定义每个音符的音长和音高；midi.NoteOffEvent表示每个音符的结束。参考代码如下：importmidi#定义patternpattern=midi.Pattern()#定义轨道track=midi.Track()#添加轨道到patternpattern.append(track)#音符开始，并定义位置、音量、音高on=midi.NoteOnEvent(tick=0,velocity=50,pitch=midiG_3)track.append(on)#音符结束off=midi.NoteOffEvent(tick-100,pitch=midi.G_3)track.append(off)#轨道结束eot=midi.EndOfTrackEvent(tick=1)track.append(eot)#存储midi.write_midifile("example.mid",pattern)程序运行结果生成了如图3所示的简单音符：这样如图2的“我和我的祖国”乐谱，也可以通过Python代码生成MIDI文件。

3AI赋能音乐课堂

在AI赋能的音乐教育环境，促使音乐教学实践变革以及学生学习音乐方式。例如，图4所示的集音乐创作教学及教学评价于一体的“智能化音乐课堂教学评价系统”，在教学设计的优化、教学方法的高效、教学手段的更新、教学评价的智能、教学策略的调整方面都具有借鉴意义[2]。

3.1大数据学习

大数据云计算可以将所有音乐家们音乐数据存储在云中，运用人工智能技术为学生提供更多有价值的音乐数据。学生通过音乐云学习音乐知识，欣赏音乐魅力、体验音乐节奏、理解音乐韵律。它使得优质音乐教学资源跨越校园，开放延伸音乐教学，远程辐射共享资源。这样就扩展了学生的视野，音乐知识的来源无限扩大，整个音乐云皆有学生的学习教材。特别是大数据音乐云不仅可以推送给学生更多的即兴音乐和更多的音乐信息，还能指导音乐爱好者创作出雅正、健康的音乐作品。

3.2个性化学习

人工智能技术从音乐学习行为数据搜集、数据分析与运用、个性化学习评价多方位帮助学生定制个性化的学习成长路径。推送在线音乐教育资源，指导表演建议乐器学习技巧。搭建音乐教育虚拟课堂，匹配音乐教学资源，实现因材施教的个性化学习，支持一对一的教学辅导和群组式讨论。通过这些措施提高教学质量和效率。

3.3教学评价智能化

运用人工智能技术将多个音乐辅助教学设备连接的音乐创作教学系统，基于音乐课堂教学的学生学习特质分析与教学效果分析的音乐课堂教学管理系统，来实现音乐教学的全程智慧管理，使音乐学习更有效率。例如，在虚拟音乐课堂乐器教学可以变成一对多的自选教学模式，使课堂变得轻松、愉快。教师可以开启课堂教学观察模块，捕捉每位学生同步练习的音准、节奏、力度数据，分析判断将评价信息同步反馈，给出学习指导建议。3.3.1创作教学模块“智能化音乐课堂教学评价系统”中的音乐创作教学模块，集视、听、练和反馈评价为一体，适时演示教师教学作品和评价学生练习作品。例如，在进行《我和我的祖国》授课时导入电影片段，欣赏“我和我的祖国”音乐的表现形式、演唱形式以及歌曲风格，可以使学生更好地体验作品的创作意境，激发创作意识。使用MuseScore创作“我和我的祖国”三声部习作音乐，并能储存、刻录，编辑等二度创作。3.3.2课堂教学评价模块音乐课堂教学评价有着传统音乐教学评价无法比拟的灵活性、客观性和实用性。从大数据分析角度获取音乐课堂教与学相关数据，对学生的音乐基本素养与学习态度进行科学分析判断。例如，以创作《红河谷》中的和声与音乐作品风格内容的“编配伴奏音乐”教学过程为例。课前在“课堂教学评价模块”上安排学生根据作品风格完成伴奏的音乐；播放制作好的《红河谷》MIDI音乐（在第二和第六个小节缺失编配和弦）；使学生感受、探讨大小三和弦的表现力，形成对大小三和弦的感知。然后要求学生试着用MuseScore为《红河谷》缺失的两小节选配和弦，以适合歌曲的伴奏风格。学生需要边哼唱歌曲边试着套用不同的伴奏风格，找到他们认为最恰当的和弦伴奏风格，说出理由并提交[3]。评价系统将学生提交的作业比照音乐要素进行评价。及时反馈学习评价的信息，并对学生的学习进程制定一个个性化的学习方案[4]。同时通过教学反馈深度优化决策模型，促进教师实时改进教学策略，提高教学效率和效果，提升教学质量。

4结语

人工智能技术在音乐教育领域中的广泛应用，为传统的音乐教育模式注入了活力，为音乐教师创新音乐教学理念开辟了新思路[5]，为因材施教提供了新的适合学生学习的音乐教学模式。人工智能在音乐教育模式方面的探索，不仅给音乐教育教学的发展带来了物质技术层面的进步，还从音乐教学层面促进计算思维培育开辟新途径。这对音乐教育理念、教学手段、教学方式和方法以及拓展学生音乐视野、学习音乐、享受音乐、创造音乐等都带来深刻的变化和积极的影响。

参考文献

[1]邹孟雨.人工智能及其在音乐教育中的应用.北方音乐,2018(15):254-255

[2]郭文进.“互联网+教育”运行模式探究.决策与信息（下旬刊）,2015(9):63

[3]段晓军.电脑音乐系统与中小学音乐教学实践.中国音乐教育,2006(6):26-28

[4]王迪.浅析娱乐教育中元学习能力的培养.河北广播电视大学学报,2007(1):79-80

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【关键词】人工智能计算机网络技术

一、关于人工智能

1．人工智能的发展

人工智能技术的发展起始于1956年，一直发展至今，经历了三个重要阶段，在第一阶段中，人类实现了让机器人代替人完成计算工作，运用计算机编程，实现了智能的逻辑问题处理工作。第二阶段是人工智能运用到交流系统中，通过计算机将外界的事物变化以及分析外界不可确定因素，传输到逻辑思维分析系统，从而与外界实现交流。第三阶段就是利用人工智能系统强大的处理能力，在很多复杂项目当中进行应用。

2．人工智能的含义

人工智能也可以被称之为机器智能，它是通过计算机网络的模拟技术，赋予机器设备人类的思维方式和语言行为，目的是为了代替人类完成一些难度较大的工作，有助于节省时间和人力资源，提高工作质量和效率。由于人工智能技术的应用非常广范，无论是计算机编程设计，还是智能化程序研究，都可以看到人工智能的参与痕迹，这样的发展不仅能为相关行业创造巨大的经济效益，还会推动产业结构的进一步改变。

3．人工智能的优势

从目前人工智能的应用来看，人工智能具有强大的学习能力不仅能顺利模拟人类的语言行为，完成既定的工作任务，还能够准确筛选和处理复杂的信息数据，尽可能的减少资源损耗，提高网络的运行速度。除此之外，人工智能还具有较强的协作能力，在计算机网络管理方面，人工智能技术与计算机网络技术的联合运用，方便协调网络的管理工作，提高管理效率，减少弊端。

二、人工智能在计算机网络技术应用中存在的问题

1．网络安全问题对人们的正常生活造成威胁

随着互联网的快速发展，越来越多的信息被投放在互联网上，人们随时可以拿出智能手机、平板电脑等终端设备搜索和下载自己所需要的网络信息。但是，这是一个“信息爆炸”的时代，普通的防火墙工作效率较低，数据处理不及时，一些被植入了骚扰病毒和木马程序的页面经过伪装，在用户搜索时自动弹出，不但会造成一定的使用困扰，而且容易引发计算机故障，泄露用户信息，难以保障人们的正常生活和信息安全。

2．良莠不齐的海量信息难以保障信息有效

信息技术普及以后，互联网就像一个蕴含着巨大能源的宝藏，在互联网上，用户都能够轻松获取到海量的信息资源。由于不加甄别和筛选，在这些信息当中，还包含着大量的垃圾信息和广告推送，真正有用的信息却是少之又少。网络信息质量的参差不齐，对信息的有效搜索和利用带来了诸多困难。

3．为不法分子提供了作案工具

近几年来，人工智能的普及范围越加广泛，网络购物、无纸化办公的出现为人们的便利生活创造出了新的可能。与此同时，网络也成为了一些不法分子实施诈骗、勒索的作案工具。在虚拟的网络世界，各类网络攻击和网络犯罪现象层出不穷，难以遏制。犯罪分子通过计算机网络的强大功能，破坏了网络安全，利用网络的缺陷和漏洞，轻松盗取了用户的详细信息，然后对网络系统、数据资料等进行篡改，实施网络犯罪。网上犯罪的作案时间短，手段隐蔽，不会在第一时间被受害者和网警发现，再加上互联网具有无国界性，难以追踪网络犯罪组织的真实IP，给案件侦破和审理带来了极大的困难。

三、人工智能在计算机网络技术中的应用

由于人们对于计算机网络的要求越来越高，为了更好地提升技术水平，安全、高校的人工智能技术必将被应用于人类生活和生产的各个领域。

1．人工智能在网络安全方面的应用

在过去的计算机网络管理工作中，确实存在着很多不稳定的因素，这些因素扰乱了网络环境的运行秩序，造成了一些不良的用户体验。但是，人工智能技术的应用，能够净化网络环境，轻松解决网络安全问题。在过去，由于数据计算量较大，网络中的防火墙工作效率比较低下，很容易被一些“化过妆”的页面蒙蔽，造成用户信息泄露、盗用等问题。但是，由于人工智能技术的介入，现在的智能防火墙系统可以通过记忆、统计，或者概率的方法，对大量的运行数据加以处理和分析，能够快速判断出某一页面是否存在病毒捆绑的问题。智能化识别恶意网站，将这些页面进行过滤，防止造成用户信息泄露，全面提升计算机安全运行的程度。

2．人工智能在信息管理方面的应用

针对人类生活的不同需求，人工智能技术提供了越来越多的智能化、多元化的计算机网络服务，如在互联网信息搜索方面。过去的信息搜索就如大浪淘沙，虽然整体来看搜索到了很多的信息资源，但是真正能用的信息却是凤毛麟角。在人工智能技术应用以后，不但改变了以往的信息搜索方式，还能通过关键词的查询，实现信息的精准定位。除此以外，还可以根据用户的个人喜好、生活习惯等个性因素，优先推送一些用户可能感兴趣的信息。在信息管理方面做出这样的改变，不仅提高了信息搜索的准确率，节省了搜索时间，同时还有效提升计算机网络的工作效率和质量。

3．人工智能在打击犯罪方面的应用

随着科学技术的不断发展，网络犯罪的大量出现已经成为了不可逆转的趋势。据相关数据显示，目前，网络犯罪已经成为了我国最多的犯罪类型。保护用户的网络信息安全，提高计算机网络的防护性能，有效打击犯罪已经是势在必行。人工智能技术在计算机网络中的应用，有助于构建智能化管理系统，在数据信息自动化采集的过程中，及时发现和处理计算机网络中的系统漏洞和不安全因素，预防数据资料被恶意篡改，有效提升安全运营中心的运营效率和网络的管理水平，为打击网络犯罪做出了巨大贡献。

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1 引言

近年来，任务驱动教学法越来越受到信息技术教师的青睐。教育部于2003年的《普通中学信息技术课程标准》在实施建议中指出：“‘任务驱动’教学强调让学生在密切联系学习、生活和社会实际的有意义的‘任务’情境中，通过完成任务来学习知识、获得技能、形成能力、内化伦理。因此要正确认识任务驱动中‘任务’的特定含义，使用中要坚持科学、适度、适当的原则，避免滥用和泛化；要注意任务的情境性、有意义性、可操作性；任务的大小要适当、要求应具体，各任务之间还要互相联系，形成循序渐进的梯度，组成一个任务链，以便学生踏着任务的阶梯去建构知识。”然而在教学实践中如何设计出恰如其分的任务，如何在任务驱动中更好地落实三维目标，是要解决的问题。

“用智能工具处理信息”是湛江市第二中学许淼淼老师执教的一堂示范课，该课在2010年第六届广东省信息技术优质课评比活动（高中组）中获得一等奖。本课例以“忆上海世博，探智能奥秘”为主线，进行任务设计，是一堂“任务驱动”教学法的典型课例。

2 任务驱动教学的设计

2.1 教学内容分析

教师必须以课标为依据，对教学内容进行认真细致的分析，在充分分析教学内容的基础上，确定一个单元或一个部分要求学生掌握的知识点。“用智能工具处理信息”是粤教版必修1《信息技术基础》第四章“信息的加工与表达（下）”第二节的内容。课标要求学生通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其工作过程，了解其实际应用价值，提高对信息智能处理内容的学习兴趣，从而为选修“人工智能初步”指引方向。对于本节内容，应以体验为主，最后在体验的基础上进行认知和理解。

2.2 学生学习特征分析

本课教学对象是高中一年级的学生，这个阶段的学生已经具有一定的逻辑思维能力和学习的自觉性，但还需要教师及时、合理、周详地引导。通过前面阶段的信息技术课的学习，他们已初步掌握一定的操作技能，能够根据任务的需求，利用工具软件处理信息。但是他们在自主思考方面还不主动、合作与探究的意识和技能等方面还比较欠缺。

鉴于本节课内容的前沿性和新颖性，教师完全可以放手让学生自己去实践，让学生动手动脑，培养他们自主探索、勇于实践的能力。通过合作交流，激发学生学习的兴趣，提高学习效率。

2.3 确定教学目标

教学目标是指导教学过程设计与教学效果评价的依据。根据教学内容与学生学习特征，确定当前教学内容所要达到的目标水平，这是进行教学设计的首要环节。“用智能工具处理信息”中的教学目标如下：

1）知识与技能目标：①了解信息智能处理的方式；②感受信息智能处理的基本工作过程；③初步了信息解智能处理的工作原理；④体验信息智能工具的应用价值。

2）过程与方法目标：①掌握简单智能信息处理工具的使用方法；②通过完成任务，体验人工智能的独特魅力；③掌握分析问题、呈现观点和交流思想的方法。

3）情感、态度、价值观目标：①感受智能信息处理的魅力，形成对人工智能这一前沿技术的探索愿望；②体验人工智能技术的实际应用价值。

2.4 教学重点、难点

1）教学重点：体验信息智能处理工具的应用。

2）教学难点：理解模式识别和自然语言理解的工作原理。

2.5 任务设计说明

本课中，许老师以“忆上海世博，探智能奥秘”为主题，变人工智能由抽象到具体，任务探究活动贯穿整课堂，调动学生的学习热情，使学生能主动参与、积极探索，掌握技巧的同时培养各种能力。本课中任务的设定由探究任务、继续探究任务和拓展任务组成，层层递进，体现了分层任务的概念，并且环环相扣，设计巧妙。

2.6 教学设计流程图（图1）

3 任务驱动教学模式的实施过程

3.1 创设情境，引入课题

【情境设置】播放视频“世博会海宝博士与杨澜的对话”。

【教师引入】大家思考一下，海宝博士是真人么？他是如何跟主持人交流的呢？

【学生讨论】海宝博士不是真人，而是机器人，它植入芯片，有语音识别系统，是一台高级的电脑……

【教师引申】我们大家说的这些都是人工智能的范畴，今天我们就共同学习如何用智能工具处理信息。（课件展示课题“用智能工具处理信息”）。

【设计意图】通过智能机器人的演示，创设一种人工智能的神奇氛围，使学生对智能处理信息有一个全面的认识，还可营造课堂氛围和激发学生对智能技术的兴趣。

3.2 感知体验，启发探索

探究活动一：体验机器翻译的乐趣

【活动背景】对于英语水平不好的学生来说，翻译句子是件非常头疼的事情，现在出现了翻译软件，可以帮助人们进行翻译，但是它翻译得好不好呢？就让我们来体验一下。

【活动任务】将学生分成两组，分别打开Google在线翻译和雅虎在线翻译，分别将“城市，让生活更美好”译成英文再译成中文然后再译成英文。

【活动探究】是谁在给我们翻译？为什么两种翻译软件两次翻译的中文和英文会有这么大的不同？这些网站又是如何进行双向翻译的呢？

探究活动二：体验手写输入的乐趣

【活动背景】用键盘录入汉字对于同学们来讲已经不是什么难题，但对于电脑初学者，汉字录入是他们感到非常头痛的一件事情。手写板的出现令输入汉字不再是一般人使用计算机的关卡，语音输入更是手疾人士应用计算机时的必需。这里我们借助“微软拼音2003输入板”来体验手写板的神奇功能。

【活动任务】打开微软拼音2003手写输入板，在桌面上建立记事本文件，内容为“城市，让生活更美好”。

【任务探究】怎样书写汉字可以提高识别率？导致识别率不高的原因有哪些？

3.3 层层深入，探究新知

新知一：自然语言理解

回顾活动一：体验机器翻译的乐趣

【教师引申】很显然，几秒钟之内就给出翻译结果，不可能是人类，给我们翻译的应该是机器。那为什么一般的工具又不具备翻译功能呢？

【原理探讨】机器翻译智能工具，它属于人工智能领域中的自然语言理解，但计算机不是人类，不能理解字里行间的意思，翻译起来比较生硬，有时候翻译得荒谬可笑。

【得出结论】下面请大家结合自己的英语知识对“城市，让生活更美好”进行翻译，并根据自己翻译的过程推测出翻译软件的工作过程（如图2所示）。

【概念理解】自然语言理解主要是指研究如何使计算机能够理解和生成自然语言的技术。自然语言的理解过程可分为3个层次：语法分析、句法分析和语义分析。

【设计意图】通过活动一的开展，使学生感受自然语言理解技术应用的魅力和价值，激发学习兴趣。在已有体验的基础上提出概念，加深学生的理解。

新知二：模式识别技术

回顾活动二：体验手写输入的乐趣

【教师引申】在刚才的活动中，同学们体验了手写输入汉字的神奇效果，但是如果我们的书写不规范，或我们写的字字库里还没有，也是不能输入的。

【原理探讨】智能手写输入是人工智能技术的研究领域之一，它所采用的是模式识别技术。

【牛刀小试】接下来我们玩一个游戏“掌中写字”：两人一组，甲闭眼伸手，乙在其手心写字，甲猜字，然后互换角色进行。思考人脑是怎样猜字的？经历了怎样的过程？

【得出结论】根据人脑猜字的过程推断手写输入软件的工作流程，如图3所示。

【概念理解】模式识别是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别的技术。它的一般过程包括：样本采集、信息的数字化、预处理、数据特征的提取、与标准模式进行比较、分类识别等。

【设计意图】通过游戏时猜字过程的对比，加深学生对模式识别过程的理解。

3.4 总结提升，共享交流

【共享交流】请大家就自己所实践的活动过程及结果发表意见，并结合教材简单分析其工作流程及原理，了解人工智能的两个研究领域：模式识别和自然语言处理。

【总结提升】人工智能（AI，artificial intelligence）是研究、开发利用计算机来模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术学科。

【设计意图】通过学生共同讨论交流，进一步加深巩固本节课的知识。

3.5 课外延伸，展望未来

【课后探究】利用飞信与网络机器人“海宝博士”聊天，试图发现网络机器人的语言破绽。

【得出结论】机器不能完全代替人，我们不能完全依赖机器。在现实生活中，同学们应该学会举一反三，并懂得在适当的情况下选择合适的智能信息处理工具为自己的学习、生活和工作服务。

【展望未来】人工智能对我们的生活正起着越来越大的作用，它是人类智慧的结晶。作为一名中学生，我们还没有足够的知识和能力参与到人工智能的前沿研究当中，但我们可以利用学习到的初步知识，积极探索，多些创意，也许未来就有你想实现的更智能的处理工具，更好地为人类服务。（观看世博短片《2020年老王的一家》，畅想未来生活中的智能工具。）

【设计意图】在学生的心中埋下美好的种子，激励他们探究未来世界的勇气。

4 结束语

用智能工具处理信息这一课，许老师很好地发挥了“任务驱动”教学法的作用，注重学生的参与体验，活动设计环环相扣，启发学生自主探究并总结规律，体现了新课程以教师为主导、学生为主体的教育理念；通过设置几个活动，层层深入带领学生研究探讨，顺利实现预定的目标，同时也有效培养了学生自主学习的能力。

“任务驱动”教学法在信息技术教学中备受关注有其一定的道理，但怎样使其发挥更大作用，还需要在实践中继续探讨和研究。

参考文献

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近期，哈工大和黑大的创业团队、创业导师以及相关负责人利用多种方式，面向全省高校交流分享了创新创业经验。

探索融合教学

从大学生变成老板需要多长时间？华鲸州只用了不到10个月。2014年9月进入黑大软件工程专业学习的他，在2015年6月就注册了哈尔滨追光人科技有限公司。如今，他开发的人工智能平台，已经吸引了众多投资人的目光。

这个人工智能平台之所以有这么大的吸引力，是因为华鲸州开发出了一个十分简单的编程方法。“在我的人工智能平台上，不需要学任何编程语言，只要用汉字就能编出私人订制的人工智能程序，而且10分钟内就能学会编程方法。”华鲸州自豪地说。

和华鲸州一样自豪的，是他的专业老师郭兴凯。华鲸州说，“要不是郭老师，我根本不可能这么快走到创业的路上来。”

原来，郭兴凯为新生上第一堂课时，并没有讲任何编程理论，而是问所有学生，学习编程软件有什么用。当时华鲸州就说，“可以开发出钢铁侠。”

很多同W都笑了，但郭兴凯没有笑，反而鼓励华鲸州尝试着去开发钢铁侠那样的人工智能系统。在郭兴凯的鼓励和指导下，华鲸州大一上学期从科技创新项目开始做起，很快就研发出自己的人工智能平台，随后注册成立了公司。

“华鲸州是黑大十分突出的创新创业典型。”郭兴凯继续道，“如今在黑大，大部分学生都会寻找自己专业的科技创新点或创业机会，让专业理论得到应用，真正实现了专业教育和创新创业教育的深度融合。”

实际上，黑大已经将创新创业教育与思想政治教育、素质教育、专业教育、职业教育充分融合，并不断将创新创业教育理念融入项目研究、学科竞赛、校园活动中，提升了创新创业教育的实效性。

哈工大也在这个方面进行了有益尝试，学校在做好传统教学和专业教学的同时，将创新能力和创业思想融入到了教学的各个环节中，让广大学生在专业学习中掌握了创新创业所需的知识，激发创造的欲望，为创新创业实践打好了基础。

秉承“做中学”

和华鲸州一样，哈工大超过70%的大一新生都会做科技创新项目，并形成了一项制度――“大一年度项目”。

“大一年度项目”是由大一学生以项目团队的形式，借助各种教学和科研资源开展为期一年的研发与制作项目。该项目自2010年开始，经过5年的发展，如今已成为哈工大学生创新创业的起点。

回想起自己大一时做项目，学生马忠超说：“那会儿单片机是什么，三极管有什么作用，步进电机怎么驱动，这可难倒了没有任何电路知识基础的我们，通过查阅资料、文件检索，以及自学单片机和C语言课程，我们慢慢学会了这些元件的连接和使用。最终，我们做出了获得全国电子设计大赛一等奖的项目。”

哈工大相关负责人表示，“大一年度项目”充分体现出哈工大“做中学”的传统。学校重视培养学生创新创业的理论基础，更重视培养学生在创新创业实践中的实际能力培养。哈工大目前已经构建了基于项目的学习、各级各类科技创新和创业实践竞赛、创新创业训练、拔尖创新人才培养实践等系统的创新创业教育实践体系。

据了解，哈工大每年有80%以上的本科生投入到创新创业相关活动，“十二五”期间，学生完成基于项目的学习计划1.6万余项，完成大学生创新创业训练计划项目2535项，其中获国家级资助583项，参与学生7500余人次。

黑大也在不断加强训练项目平台、实践基地平台和竞赛实训平台建设，注重用通过创新创业大赛提升学生的“双创”能力，建立了竞赛实训与管理机制，鼓励学生在专业教师指导下参加“挑战杯”、数学建模等各级各类竞赛，实现创新创业竞赛实训课程化、常态化，已有3000余人次学生获省部级以上奖项。

坚持专业化

李海东是黑龙江大学的一名教师，但和其他教师不同，他是黑龙江大学创业教育学院专职教师，专门教授学生创新创业。他告诉记者，“黑大是全国唯一一所拥有创新创业专职教师的高校，实现了创新创业教育的专业化。”

但创新创业真的是能教出来的吗？

“创新创业也许不能教出老板，这本身也不是创新创业教育的目的，但通过专业化的教学，创新创业精神可以培养出来，创新创业的能力能够提高。”李海东说。

他告诉记者，一直以来，黑龙江大学坚持“面向全体、基于专业、分类教学、强化实践，融入人才培养全过程”的原则，突出面向全体学生，培养创新精神与意识；面向具有创业潜质的部分学生，培养创业精神与能力；面向具有创业意愿的少数学生，培养创业知识与技能，构建出教学、实践、保障“三位一体”的“融入式”创新创业教育模式。“近三年，学校‘融入式’创新创业教育模式共使6万余名学生受益，用人单位满意率高达96%，毕业生自主创业人数676人，创办企业101家，多项成果实现市场转化。”

实际上，社会上对专职创新创业教师有很多不同的看法，一方面认为创新创业教育应该而且可以更专业化，但另一方面，又认为专职的创新创业教师缺少实践经验，应该让成功的创业者来担当创业教师。

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关键词：中学历史课；计算机辅助教学；改进方法与设想

计算机的问世，将人类文明推进到信息时代，也必将引起教育领域深刻的革命。这场教育大变革不仅仅是教育形式和学习方式的重大变化，更重要的是将对教育的思想、观念、模式、内容和方法产生深刻影响。计算机为历史教学提供广阔的前景。陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上的讲话中指出：“信息技术是最活跃、发展最迅速、影响最广泛的科学技术领域之一。……信息技术极大地拓展了教育时空界限，空前地提高了人们学习的兴趣、效率和能动性。”但是，目前中学历史教学中计算机功能的发挥是极其有限的，而且热了一阵子之后，逐渐趋于降温。本文着重论述目前中学历史 (A1 教学中的主要缺陷，提出改进的措施，以期推动计算机技术与新课标下的历史教学的整合，促进历史 CAI 教学的研究，推进中学历史多媒体教学的深入发展。

一、中学历史课计算机辅助教学的现状

计算机辅助教学可分为初级阶段和高级阶段。初级阶段主要是框面型课件计算机辅助教学，高级阶段是系统型人工智能软件计算机辅助教学。目前国内中学历史课计算机辅助教学尚处于初级阶段。

国外自 20 世纪 50—60 年代，美国的哈佛大学、 IBM 公司的沃斯顿研究中心、伊利诺斯大学和斯坦福大学等开始程序教学 (Programmed Instruction) 以来， 70 年代微型计算机的研制成功，为多媒体教学的普及提供了条件。除美国外，法国、英国、加拿大、日本等国很快开展计算机教育。 80—90 年代多媒体技术与网络技术以及卫星通讯技术迅速发展。各国的中小学掀起计算机辅助教学的新。出现了以“教”为主的美国计算机辅助教学 (Computer Assisted Instruction ，简称 CAI) 、英国以 “ 学 ” 为主的计算机辅助教学 (Computer Assisted Learning 简称 CAL) 。目前，各国的计算机技术已应用到教育系统的各个领域，除了上述的教学以外，还应用于教育行政管理和教学管理。

80 年代，我国的计算机辅助教学开始起步。北京大学、清华大学、华东师范大学、浙江大学等高校都投入研究开发工作，推出了 BASIC 语言系统、方正奥斯等一批研究成果。 80 年代中期，计算机辅助教学得到推广。我国中小学计算机辅助教学起步虽晚，但发展甚快，与国际水平的差距日益缩小。我国经济发达地区的中小城市的中小学普遍开展多媒体教学，其教师也大多掌握多媒体教学技术，能够运用 PowerPoint 、 Authorware 、 Director 等多媒体写作工具，制作出能够脱机运行的教学课件。一批中学建立校园网，实现了辅助教学、教育行政管理和教学管理三位一体的计算机辅助教育 (CBE) 。这些学校的计算机辅助教学在教育教学诸多方面收到了显著的效益。为进一步开展计算机辅助教学奠定了基础。但是，由于起步晚，经验不足，也存在着许多问题，如：首先，没有从本质上突破旧的课堂教学模式，只是把板书制成多媒体教学框面，加上一些音像、声响等多媒体；其次，缺乏新理念的指导，计算机辅导教学仍然依据斯金纳 (B ． F ． Skinner) 的学习理论为基础的行为主义教学理论；第三，教师计算机技术不娴熟，在制作课件时往往故弄悬虚，中问设置了许多超级链接，把教学课件搞得机关重重，上时经常出现技术问题；第四，课件交互性欠强，教师与学生之间、学生与学生之间的交流都难以在课件教学中实现，更不用说人机交互了；第五，缺少因材施教、随机应变的教学灵活性，一旦生成课件就只能运行，无法修改，不利于教师因材施教和临场发挥。因此，历史教师必须学习先进理念和熟知优秀教学课件的基本要求，并掌握一定的计算机教学技巧和尝试人工智能软件教学。

二、计算机辅助教学的改进方法与设想

计算机技术在中学历史教学中应用与拓展，需要科学理论的支持，需要先进理念的指导、先进教学方法的采用与计算机技术的支持。笔者在教学实践中得出一些改进方法，并提出新的设想：

1 ．学习先进教育理念

目前历史计算机教学存在诸多问题的根本原因是教师缺乏科学理论和先进理念作为理论基础。对中学历史计算机辅助教学的改进具有指导意义的有：

(1) 三大传播理论。 “ 四大要素决定论 ”—— 贝罗 (D ． K ． Berlo) 认为，传播过程有四个大要素：信源、信息、通道、受者。传播的效果是由四个要素以及它们之间的关系共同决定的。“传授双向互动论”——施拉姆 (W ． Sehramm) 认为，传播过程是一种双向互动的过程，传者和受者都是传播的主体。受者不仅接受信息而且对信息做出积极的反应。“传播五 W 论”——拉斯威尔 (H ． D ． Lasswall) 认为：要描述什么叫做传播，可以概括成五 W ： wh0 ，传播者是谁； What ，传播内容说什么； Which Channel ，传播的通道是么途径； TO whom ，接受者是谁，即对谁说； With What Effect ，传播达到什么效果。

(2) 两种学习理论。 “ 认知主义学习理论 ” 与 “ 建构主义”，代表人物有皮亚杰、纽厄尔等，基本观点： a ．学习是认知结构的形成，要通过学习者的主观作用来实现。新学习的知识必须附着在原有知识结构的“附着点”上。只有学习者将外来的刺激同化于原有的认知结构中，才能发生有效的学习。 b ．学习凭智力与理解，绝非盲目的尝试。 c ．学习过程是信息加工过程，人脑好似电脑，应建立学习过程的计算机模型。认知理论认为新知识一定要以旧知识为附着或抛错点，认知的发展过程是同化、顺应、平衡。 [2] 这两种新教学理论要求历史教师开发教学课件时做到 a ．利用多媒体优势，帮助学生建立新旧知识的联系。历史教学软件必须引导学生把已学的历史知识与将要学习的历史新知识建立起紧密地联系。 b ．对旧历史知识的整理科学越明晰，越有利于新知识附着，使计算机多媒体辅助教学优势充分发挥。 c ．教师以引导者的身份发挥教学的主导作用，参与学生的知识建构过程。除帮助学生建立与旧有知识的关系 ( 同化 ) 外，还要在课件中揭示新旧历史知识的矛盾，如新航路开辟带有中西文化的冲突，资本主义萌芽与商业危机的矛盾，旧商路与新航道反差等等，并逐个问题加以解决，使学生知识结构改变 ( 顺化 ) ，最后进行整合，达到平衡。

2 ．确定制作优秀 CAL 教学课件的基本要求

运用计算机技术开发优秀历史课件必须具备如下优点：

(1) 优良的教育功能：即特效性、领先性、科学性。历史是过去的陈迹，我们无法把学生带入过去的历史时代，但历史总会遗留下一些文字资料，实物等遗迹，通过计算机技术一定程度上可以“再现”历史，起到特有的、无以取代的历史教学效果： a ．特效性。能为历史教学提供一种最佳的、多维的表示，传递和处理历史信息的方法和技术的途径，使学生进入了视听并用，抽象逻辑思维与具体形象思维共同参与学习过程的多维动态环境。突破抽象逻辑思维的难点，用虚拟现实的概念与技术，把已过去的学生难以能及的历史现象带到学生面前，使教学活动更加符合人的自然思维，从而获得特别优良的历史教学效果。 b ．科学性。教学内容能准确地反映历史发展的客观规律，突出重点。具体表现为教学目标明确恰当。对历史大纲 ( 课程标准 ) 、教材 ( 课本 ) 与学生 ( 教学对象 ) 三者的关系处理恰当，各种媒体信息都必须为了表现某一个历史知识内容，为达到某一层次的教学目标而设计。符合教学规律。优秀历史课件必须符合历史教学的一般规律，处理好教学内容的难度、深度、广度三者之间的关系。 c ．领先性。体现当代教育观念、教学思想和多媒体课件发展方向。

(2) 娴熟的计算技术：即技术性、艺术性、智能性。创作一个历史教学软件，要特别注意课堂教学的效率与效果，不可因计算机技术问题，影响了历史教学的效度。 a ．技术性。课的可用性与可靠性。程序有较强的交互能力，保证教学过程不受干扰，不因学生错误操作而产生错误甚至停止运行。课件使用方便、教师调整灵活，学生控制灵活。能较好地利用计算机软硬件资源，软件容易维护，人机交互有较高水平，课件安装或下载使用方便。 b ．艺术性。具有友好人机交互界面。窗口、菜单、按钮、图标及快捷键都必须美观并符合历史教学规律。另外，教与学都是紧张的脑力劳动，尽量做到简洁清新，切忌罗列繁烦复杂的知识条目。 c ．智能性。具有诊断、评价和反馈能力。

3 ．掌握一定的计算机教学技巧

教师扎实的专业知识和先进的教学理念都必须落实到计算机技术之上。计算机技术主要体现在课件设计、采集资料、制作等各个环节。

(1) 课件的设计。课件的设计是课件开发的重要阶段，是按课件的历史教学需要及软件工程的方法对课件进行综合全面的设计。主要是设计课件制作方案，课件演示方案。包括教学目的、流程的教学方案。 a ．设计好历史教学方案。教学流程设计要体现历史教学的规律，要历史教学内容划分成若干教学单元，各单元之间或按历史事件时间顺序或按历史时件的逻辑顺序绘制出教学单元的流程图。要考虑通过课件的教学能否在突出重点，突破难点，增强记忆，启发思维方面收到传统教学不能达到的效果。同时还要设计出在什么时候使用声、文、图、动画多种媒体的合理组合，使这些多媒体资料为教学服务。 b ．设计课件制作方案。首先要考虑所开发的最后产品是什么。是用于班级课堂教学交互性教学，还是网上自学；是模拟演示还是资源积件。其次是考虑课件的结构类型，是固定结构型、生成型，还是智能型结构，控制策略是线性型、分支型还是混合型。

(2) 素材的收集与编采。资料的搜集可以到图书馆、校园网、因特网、电视台、校电教中心、 VCD 光盘及其他磁盘、自制数码摄影，甚至于超市等收集。如要做中国的发展的教学课件，可以“ A 日擒雕牌 ” 炼乳为例，这只商标是近代温州民族资本家吴百亨同英商争夺浙江市场中产生的，对中国产生的背景、民族资本家的革命性都很有说服力。历史资料收集的主要网站有：人民教育出版社 ( 教材及大纲 )www . pep . tom . cl /。中学历史教学 http : //www . yb2hs . com . cn / teacher / net / his/。中学历史教学资源网 http ://ajl ． teacher ． 100point ． corn /。资料的采集指对已收集的资料进行加工制作。声音素材对采样频率，量化位数、声道板进行选择。动态视频图像须对这些素材进行混合、反向、回音、调节音量、修改频率、转换格式、修改声道、移动割拼、添加文字等编辑。历史课件会使用大量的原始图片、图表、录象，这些素材的制作加工，尤要精美细致。

(3) 课件的制作与开发。课件设计和资料采集完成之后，就进入课件制作与开发阶段。根据历史教学需要选用多媒体写作工具。由于历史课件需要展示大量的历史图片等资料，又加上时间紧迫，所以平时教学可用使用简便、制作方便的页面式卡片为基础的幻灯型课件制作软件，如 toolbook 。如果教学内容复杂，课件结构联接较为复杂的课件，比如树型结构，可以用以图标为基础的流程图型 Authorware 和以时间为基础的时基型软件，如 Director 、 Action 。用于网上，可用远程多媒体课件制作工具 Frontpage 。

(4) 课件的美工修改。历史课件最终都是以界面、框面的形式展示给学生。要把死的历史变活，很大程度上处决于历史软件的界面与框面美感教学效果，因此，界面、框面的设计必须遵循美学法则。人的美感来源于视觉与听觉。而视觉、听觉效应往往与人的生理、心理、情绪、文化素养有着紧密的联系，课件的图像、动画、音像通过视觉与听觉反映于神经中枢，使学生感到友好、亲切，产生美感，所以必须美学工艺知识同心理学知识紧密结合对课件修改。

(5) 尝试人工智能软件教学。只有开发人工智能教学软件，才能使我国中小学的历史计算机教学进入一个新阶段。人工智能教学软件是指计算机能够利用历史史实等教学信息，生成教学问题，用较强的自然语言理解能力和逻辑推理能力回应学生提出的历史问题的教学工具。

基于人力、物力、时间和计算机技能因素，笔者只做了极为肤浅的尝试，介绍如下：

借助 Frontpage 作为基础，研制提供学生学习、教师教学的双向互动和人机交互的计算机历史教学环境。它分成学生学习模块与教师教学模块：在线学习的学生可以随时打开教师教学模块作为课堂教学的辅助与补充，教师可以随时打开学生模块，察看、监控学生学习历史的过程与结果。

整个过程是学生选定目标，查看教师提供的学习建议，完成学习内容，提交教师布置作业，分析计算机作出作业批改，最后上传到教师模块。

教师教学模块把教学目标也分为三等，系统会根据历史教学目标提议教学策略，并给出相应的历史教学内 容。教师可对教学内容任意增减。教学资料是根据课堂教学实际情况选用的资料。全部系统工作可通过计算机清晰地显示给学生，体现出历史教学过程中教师与计算机、教师与学生、学生与学生及学生与计算机的互动。

此外，还可以利用国外较为成熟的智能计算机教学软件智能导师系统 (ITS) 和人工智能化教学环境 (AIBLE) 在历史教学中进行尝试，等等。

参考文献：

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关键词：混合式教学；音乐教学；雨课堂

在科技发展日新月异的时代，科技化的生活方式几乎跟每个人息息相关，随着互联网产业的异军突起，信息技术的不断革新，我们的教育教学也迎来了智能化的来临。教学智能化在带给师生教学便利的同时，也逐渐改变着教育与被教育的传统教学模式，所以，从某种程度上来说，信息智能化正在重新建构着我们的教学。近年来，教育界中兴起的“混合式教学”“创新性课堂”等开始广泛介入到教学当中，并成为教育领域的一个热门。在教育领域，“混合式教学”已经不再陌生，各高校学者对“混合式教学”的讨论和实践，以及对教学平台的开发愈发激烈，它在改变着我们传统教学的同时，“混合式教学”是否适应音乐教学的发展，特别是以初中为起点大专制学生的特点。在五年制教育领域，有关音乐“混合式教学”的适应性需要我们进一步探讨和实践。

一、音乐教学现状及存在的问题

音乐教学是五年制学前教育专业学生主要的课程之一，是理论性型和技能型相融合的一门综合性课程。那么，作为学前教育专业的主要课程，其现状如何呢？

（一）传统教学模式的刻板化不能满足当代学生的需求

近年来，随着教学改革的深入和人工智能化的来临，“培养什么样的人，如何培养”成为我们探究的主要问题。“就音乐教育来说，培养具有创新能力与实践能力的音乐教育师资和应用型专门人才，注重培养学生的实践能力和创新精神，成为时代的共识”。1而传统的音乐教学，只是刻板的授收关系，师生互动甚少，学生也无法表达自己的观点，而这种教学模式，已经不能满足人才培养的问题，不能顺应当今社会发展的需求。同时，信息的多元化、碎片化，人工智能的兴起，使学生面对传统教学时，已不再有往日的激情。传统的音乐教学，学生的主题地位不明确，老师的主导性没有确实的实现，在一定程度上造成了学生学习积极性不高，并且对知识学习应付的现象愈发严重，如何把当今的人工智能融入到音乐教学，让学生通过手机等微媒介，接收到课堂内容，怎样利用时兴的信息碎片化，让学生在课下进行零碎的知识学习，课上让学生发挥主体作用，师生共同探讨相关知识，成为教师需要解决的现实问题。

（二）学前教育专业音乐教学理念更新较慢

学前教育专业的音乐教育理念一直延传着，小组课和集体课的模式，并一直以演唱技术、键盘琴法以及曲目的情感处理为主要教学内容。这些内容大多是课上时间以老师为主角的教学，学生缺乏必要的思考体会时间。这种传统的教学模式不仅加重了老师的负担，没有精力投入到科研中，而且，长此以往，学生的创新想象能力也得不到发挥，并且，对知识的学习也会失去兴趣。传统教学理念的固化，使得一部分音乐老师，无法接受当今的这种线上线下“混合式教学”，认为音乐这种技能型课程，无法放手让学生进行探究，从很大程度上来说，是不愿接受这种新型的教学理念，或者说，不知如何运用。

二、基于“雨课堂”的音乐教学模式实践

随着信息技术在教学当中的应用，线上线下的教学模式在高校中普及，作为培养幼儿教师的2+3师范类院校，有必要从教学内容、教学方法进行思考和实践。

（一）混合式音乐教学模式的兴起

近年来，手机学习终端发展迅速，微课、开放式课程、翻转课堂、慕课等教学模式不断推陈出新，线上线下这一混合式教学模式在新的一轮教育教学革命中尤为凸显。“混合式教学是一种将线上的数字化在线教育与线下的课堂教学相结合的教学方式，强调以学生为中心，充分发挥学生作为学习主题的积极性、主动性、创造性，并借助在线教育资源与信息技术促进课堂教学，已达到更加有效的学习效果。”2这种教学模式，融合了传统教学的授受与在线自学的优势，学生主体性得到了实现。

（二）“雨课堂”教学平台的音乐教学实践

1.“雨课堂”清华大学在线教育对“学堂在线”的进一步深化研发，是现今混合式教学中，非常重要的教学平台。老师可以通过“雨课堂”对学生预习资料，并生成手机课件，方便学生利用手机媒介查看，也可以布置作业于平台。学生的学习情况，作业的完成情况等，都可以在“雨课堂”中查看。在课上，学生同样可以通过“雨课堂”对老师所讲，提出质疑，通过手机终端发送给老师，进行反馈。2.音乐课是理论和操作为一体的综合性课程，以声乐为例，我们学习的主要是科学的发声方法和歌曲的情感处理。很多音乐老师认为，声乐这门技能操作性较强的课程无法实现线上线下的混合式教学。但是，大家没有理解的是，声乐不仅有很强的操作性，其间还存有大量的理论。在我的很多教学实践中，我会把下节课所讲的主要内容在“雨课堂”，这些内容大都是声乐发声方法的理论知识，这样学生就会在课前对这些理论作深入的理解和思考；也可以把歌曲的音频或视频，在课前对所学歌曲进行整体性的把握，大大节省了课上学习歌谱的时间；同时，传统声乐教学会利用课上时间，为学生讲解歌曲创作背景以及情感处理，在课前可以利用“雨课堂”给学生布置学习任务，自行查找歌曲的相关资料、理解歌曲的创作意境。在课上把教学课件发送到手机，学生通过“雨课堂”接收，随时可以向老师反馈懂或不懂，并且通过发送弹幕的方式表达自己的想法。颠覆了传统声乐教学的师生关系，由授受模式变成了人人互动、人机互动，不仅培养了学生学习的主动性，解放了课上学习氛围，而且学生积极性得到了很大提高，迎合了学生“低头族”的口味。

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在新一轮科技革命和产业变革方兴未艾的时代背景下，中国工程院院长周济院士指出，信息技术指数级增长、数字化网络化普及应用、系统集成式创新和人工智能技术战略突破是新一轮工业革命的四大驱动力。随着更多“AlphaGo”的出现，未来的工程科技人员需要应用现在还未出现的技术，去解决还未出现的问题。科技革命改变教育内容，信息革命改变教育模式，工程教育必须主动适应，帮助未来的工程师们建构起符合时代要求的思维方式和知识结构，并且更加注重培养创新创业能力。

一、更新工程教育理念，驱动改革持续深入

理念是行动的先导，深化工程教育改革一定是在适应时代要求的教育理念指导下进行的。必须充分关注人工智能、智能制造等技术所带来的颠覆式创新，研判未来10年、20年就业与职业更替变化的重要趋势，全面贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，主动更新工程教育理念。在回答“为谁培养人”“培养什么样人”“如何培养人”等问题上，一是坚持立德树人的根本任务，坚持“面向工业界，面向世界，面向未来”，始终对焦需求、聚焦服务、变焦应用；二是坚持对标国际最佳实践，更加强调与现代工业文明和制造业发展需求相适应的复杂工程问题解决能力、创新创业意识和“工匠精神”；三是坚持“以学生为中心”“成果导向”“持续改进”等理念，高质量建设工科专业。

二、主动布局“新工科”建设，服务新经济发展

当前，我国经济发展进入新常态，必须培育壮大新动能，加快发展新经济。新经济是发展新动能的源泉，以绿色能源环保、互联网等为重要内容，以新技术革命为引领，以信息化和工业化深度融合为突破，以商业模式和体制机制创新为标志，以人力资本的高效投入减少对物质要素的依赖，推动了新一轮生产方式变革和经济结构调整。实践证明，新经济发展越快越活跃的地区，发展的新动能就越强劲，应对经济下行压力的韧性和回旋余地相对更大，发展的动力、活力和空间、前景也相对更好，能够有力支撑经济保持中高速增长、迈向中高端水平。

但应该注意到，目前迅猛发展的大数据、物联网、人工智能、网络安全、大健康等新经济领域已经出现人才供给不足现象，面向光子与量子芯片、脑科学与智能技术、基因组健康技术等前沿交叉与未来技术的人才培养仍未引起足够重视。必须加快建设和发展“新工科”，培养新经济急需紧缺人才，提前布局培养引领未来技术和产业发展的人才，推动传统工科专业改造升级，为我国产业结构调整、经济转型、创新发展提供人才支撑。

三、深入实施“卓越工程师教育培养计划”

“卓越计划”是工程教育改革“试验田”，主要任务是建立高校与行业企业联合培养人才的新机制，创新工程教育人才培养模式。实施6年来，208所高校的1257个本科专业点、514个研究生层次学科点，参照《卓越工程师教育培养计划通用标准》和工程认证标准，从建立组织管理体系、制定培养标准、制订校内学习和企业学习培养方案、重构面向工程的课程体系、改革教学方法和学习方法、建设工程教育师资队伍、建设工程实践教育中心、推动工程教育国际化等方面，采取了一系列措施，积极推进工程教育改革。参与高校和企业反映“卓越计划”学生的就业率、就业质量、对企业的适应能力有明显提升。

为更好地服务制造强国建设，制造业相关的“卓越计划”专业或学科，一是必须深入推进人才培养与社会需求间的协同，与实务部门、科研院所、相关行业部门共同推进全流程协同育人，建立培养目标协同、教师队伍协同、资源共享协同、管理协同机制，加强高校教师与实务部门专家双向交流；二是着力推进信息技术与教育教学深度融合，建设一批以大规模在线开放课程为代表、课程应用与教学服务相融通的优质在线开放课程，推进以学生为中心的教与学方式方法变革，全面推进信息化实践教学平台建设；三是扩大工程教育对外开放，既培养一批认同中国文化、熟悉中国标准的留学生，又鼓励具备条件的高校“走出去”，面向“一带一路”沿线国家培养工程科技人才、工程管理人才和工程教育师资，为我国制造业对外输出做好人才储备。通过深入实施“卓越计划”，在面向社会需求培养人才、调整人才培养结构、推动教育教学改革、提高人才培养质量、增强毕业生创业就业能力发挥示范作用。

四、推广实施产学合作协同育人项目

2014年以来，教育部组织高校与阿里巴巴、v讯、谷歌、英特尔等国内外知名企业共同实施产学合作协同育人项目，以产业和技术发展的最新成果推动工程教育改革。2016年，60余家企业项目2500余项，资助经费约1.12亿元，提供云平台、软硬件免费使用权价值近4亿元；300多所高校与企业深入合作。

企业通过协同育人项目可以密切校企合作，一是可以培养一批认同企业理念、胜任岗位要求的未来员工；二是可以培养一批认可企业标准、熟悉企业技术的潜在用户，从而占领未来市场；三是可以充分利用高校智力资源，为企业发展提供创意和技术；四是可以彰显企业社会责任感，提升社会美誉度和影响力。企业（特别是国有企业）应立足长远，面向未来，积极参与产学合作协同育人项目，从而提升制造业整个产业的从业人员素质。

高校通过协同育人项目可以促进人才培养与产业需求紧密对接，提升人才培养的适应性，一是可以汇聚企业资源支持专业综合改革和创新创业教育，为高校提供重要但自身缺乏的重要知识或资源，如前沿技术、实践师资、现场环境和先进设备等；二是有助于搭建合作平台，破解实习难题，为学生工程实践能力培养营造更好环境；三是可以进一步深化产学合作，促进高校科研成果转化。高校应高度重视产学合作协同育人项目，提前谋划，积极申请，做好做实，以此为契机深化教育教学改革。

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[关键词]妇科肿瘤学；研究生教育；生物信息学；交叉学科；现代医学

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1673-7210（2020）09（a）-0069-04

傳统的妇科肿瘤学研究生教育重视的是单一学科的知识传授，忽略了学科之间的交叉影响，教育理念陈旧，教学内容繁杂，传授方法老套，学生们在接收和学习知识的过程中往往处于被动的位置，难以突破传统思维的桎梏，这点显然不符合现代医学复合型人才的教育要求。妇科肿瘤学是大数据背景下知识更新迅速的学科之一，迫切需要全新的研究生教育理念进行知识的传授。生物信息学理念刚好为这一过程搭建桥梁。

生物信息学是20世纪90年代逐渐兴起的一门交叉学科，它以生物作为主要研究对象，借助计算机技术、信息科学技术、分子生物学技术和应用数学等手段，对大量复杂的生物数据进行处理、存储、分析和阐述，旨在深入挖掘和揭示潜在的生物学意义。随着精准医疗时代的到来，生物信息学的作用日益凸显，它已经渗透到生命科学研究领域的各个方面，并成为了最有活力的前沿领域之一[1]。当前，国内不少高等医学院校陆续开设生物信息学这门课程。对于医学研究生而言，生物信息学不仅仅是一门课程，它还教会了学生从海量生物数据中挖掘有意义的生物信息，因此，从某种意义而言，它更是一种思维方式的体现。广西医科大学附属肿瘤医院（以下简称“我院”）妇科从1985年开始招收研究生，在学校开设生物信息学课程之初，即重视研究生生物信息学思维的培养，并且使他们学会将这种思维方式更好地应用于妇科肿瘤学研究领域，为社会输送一批又一批具有生物信息学理念的现代医师。

1将生物信息学核心理念应用于妇科肿瘤学研究生的教学实践

生物信息学的核心理念是海量数据的管理和挖掘，注重学生自主学习能力的培养，而自主学习是一种新型教学理念，同时也是高等院校教学改革的主要方向之一[2]。生物信息学除了能教会学生使用大量的相关数据库和在线分析工具进行科学研究以外，还能教会他们掌握主动学习的方法和途径，学会利用现有的数据库和在线分析工具进行深度挖掘，旨在帮助他们解决临床实践过程针对疑难病症的诊疗问题，最终服务患者[3]。在妇科肿瘤学研究生教学实践中引入生物信息学理念有如下几个方面的具体表现：

1.1建立生物信息学的概念和意识

在妇科肿瘤学领域培养出具有生物信息学知识背景的研究生，这种跨学科创新型研究生培养模式，突破了传统的单一学科研究生培养模式的桎梏，顺应了新时代研究生教育的发展潮流。在日常研究生培养中，我院着重帮助学生建立起生物信息学的意识和思维方式。首先，在课程设置方面，我院动员妇科肿瘤学研究生自觉将生物信息学这门课程列为其研究生生涯的必修课程。通过课程的学习，学生将意识到，生物信息学是一门由生命科学和计算机科学交叉形成的新兴学科，先后经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个阶段，涵盖了生物信息的获取、处理、存储、传播、分析和阐述等方面[4]。其次，我院定期组织学生进行小组学习，通过线上线下混合式教学手段引导学生对生物信息学的深度学习。同时，我院也重视妇科肿瘤学教师自身的生物信息学通识教育，不定期邀请生物信息学教研室教师答疑解惑。最后，我院引导学生将生物信息学知识应用到研究生课题研究中，进一步加深学生对生物信息学和妇科肿瘤学知识的理解。

1.2学会使用生物医学数据库和在线分析工具

生物信息学发展至今，产生许多生物医学数据库和在线分析工具，如基因表达（geneexpressionomnibus，GEO）数据库、蛋白质相互作用数据库、微小RNA（microRNAs，miRNA）靶标数据库、癌症基因组图谱（thecancergenomeatlas，TCGA）数据库和用于注释、可视化和集成发现（thedatabaseforannotation，visualizationandintegrateddiscovery，DAVID）的数据库等常用数据库和GEO2R在线工具、GeneMANIA在线工具和医学本体信息检索（CoremineMedical）平台等常用在线分析平台[5]。对于妇科肿瘤学研究生而言，无论是专业型研究生还是学术型研究生，掌握生物信息学知识并不在于如何进行复杂算法的开发、原始数据的处理或数据库的构建，而是如何使用这些数据库和在线工具进行数据挖掘和分析，并用于指导科学研究和临床实践。在妇科肿瘤学研究生教学实践中，我院着重强调“以实践为中心”。比如，Wei等[6]在其研究生课题中巧妙应用了GEO数据库中的3个独立基因芯片数据（GSE25191、GSE28799和GSE33874），进行基因差异表达分析和基因通路富集分析，并通过实时定量聚合酶链反应和TCGA数据库验证，发现整合素α6亚单位（integrinα6subunit，ITGA6）是卵巢癌肿瘤干细胞核心基因，该基因的高表达与卵巢癌化疗的耐药和预后差密切相关。研究生唯有亲身实践，将理论知识融入实践中，才有可能熟练掌握这些生物医学数据库和在线分析软件的使用方法和数理基础。

1.3将数据挖掘理念融入科学研究和临床实践中

在生物医学大数据时代背景下，生物医学研究正发生着重大变革，从基因组学、蛋白质组学、代谢组学、转录组学和表观遗传学等多学科研究到基于海量临床信息数据的真实世界研究，它们所产生的大量高维复杂的研究数据互相交汇，共同构成生物医学大数据[7]。对研究生而言，如何将多层次临床和研究数据进行深度挖掘和有机整合，从而转化为新知识，既是机遇，又是挑战。在妇科肿瘤学研究生教育中，我院将数据挖掘理念渗透到各个教学环节中，旨在让研究生掌握主动学习的方法和途径，培养其创新思维，为今后的科学研究和临床实践打下扎实的基础。在科学研究方面，尤其是在课题选题和设计阶段，组织学生利用互联网查找学科领域的前沿问题或热点问题，对自己感兴趣的方向各自提出一个具体的科学假设。然后通过查找文献和充分利用数据库进行深入的数据挖掘，构建生物信息学分析网络来回答具体科学问题。最后，组织学生进行分子实验或利用临床资料来验证科学假设。在临床实践方面，引导学生将临床上遇到的問题转化成具体的科学问题，然后应用简单的临床生物信息学方法对具体的科学问题进行浅层次的数据挖掘，从而充分地为后续临床研究做好准备。这种将数据挖掘理念融入科学研究和临床实践的教学方法，充分锻炼了研究生的科研和临床思维。比如，吴文娟等[8]进行卵巢上皮性癌铂类耐药相关差异表达蛋白质筛选时，结合了生物信息学方法分析，筛选出62个铂类耐药相关的差异表达蛋白质，然后通过正选择分析时发现，蛋白C6、CNTN1在亚洲人群中均存在正选择作用（P<0.05），而蛋白BCHE在欧洲人群中存在正选择作用（P<0.05），基于CoremineMedical平台的文献挖掘及TCGA数据库中的芯片数据交集分析进一步印证，12个差异蛋白（CRP、FN1、S100A9、TF、ALB、VWF、APOC2、APOE、CD44、F2、GPX3和ACTB）与卵巢癌铂类耐药相关。Wei等[9]在探讨卵巢癌多药耐药的分子研究中，充分利用CoremineMedical平台进行文献数据挖掘，并结合分子生物学实验发现，ITGA6可能在卵巢癌细胞中起到调节基因的作用，参与卵巢癌的多药耐药过程。蒋燕明等[10]在回答与宫颈上皮内瘤变进展相关的差异基因和信号通路这一问题上，通过对GEO数据库中获得的2套芯片数据（GSE63514和GSE51993）进行深入挖掘和综合的生物信息学分析，筛选出与宫颈上皮内瘤变进展相关的14个差异表达基因和3条信号通路。

2生物信息学理念对妇科肿瘤学研究生教育的影响

传统医学与互联网、大数据、人工智能等技术的深度融合催生了新医科这一全新的现代医学形态[11]，它借助了计算机科学和人工智能的爆发式发展，实质上也是多学科交叉融合的产物。这种顺应时展的产物，颠覆了传统医学模式，深深地影响了医学教育领域。在新医科背景下，高等医学教育更应该注重教育理念和培养模式的改革，满足“健康中国”的战略需求，培养出能够运用学科交叉知识来解决医学领域前沿问题并引领未来医学发展的高层次医学领军人才[11]。研究生教育是我国教育体系中最高层次的教育，以培养拔尖创新人才作为主要任务和核心内容，建立以教学为基础、以科研为主导、临床和科研相结合的研究生培养模式，这是培养拔尖创新人才的根本方法[12]。在妇科肿瘤学研究生教育中引入生物信息学理念，恰好符合了新医科背景下研究生拔尖创新人才培养模式，将对妇科肿瘤学研究生教育改革产生深远影响。

2.1对传统医学教育模式的冲击

传统医学教育模式重视学科教育的系统性，强调以学科为中心，忽视了学科间知识的渗透和交流，显然不符合现代医学教育的宗旨[13]。在传统医学教育模式下，学科的课程体系教学依旧采用灌输理念，这种填鸭式的知识传授过程容易磨灭学生主动探索知识的求知欲。在大数据时代，高等教育改革重点围绕学生创新能力的培养展开，并积极引入现代化教育理念，强调以学生为中心、以实践为主进行教学内容的更新[14-15]。最近十年，在《教育信息化“十三五”规划》和《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》等文件的引领下，国内教育信息化得到了迅猛的发展，包括大数据、云计算和人工智能等现代化信息技术已经进入现代教育系统，在这一历史背景下，国家相继出台《中国教育现代化2035》和《教育信息化2.0行动计划》等政策文件，为我国教育信息化建设道路指明了方向[16]。

作为一门交叉学科，生物信息学知识和理念早已渗透到各个医学学科领域，并衍生出多个分支学科。临床生物信息学是其中一个分支学科，也是一座搭建在基础研究和临床诊疗之间的桥梁，更是解决临床肿瘤相关诊治因素的新手段。因此，在精准医学时代，很有必要引入肿瘤生物信息学特异性研究方法或全新高级的研究工具，来回答与肿瘤相关的关键问题[17]，对于肿瘤学的研究生教育亦是如此。妇科肿瘤学研究生教育不应该局限于讲授单一学科的知识、基础研究和临床实践，引入生物信息学理念，不仅对传统医学教育模式产生冲击，还能培养研究生从多角度思考问题的能力，从而产生独特的研究方法和形成创新性思维，更能培养研究生从不同的专业角度发现问题、分析问题和解决问题的能力[18]。

2.2提高教师教学理论素养和教学反思自觉性

在教学医院，临床医师不但要从事临床诊疗工作，还要承担科研工作和教学任务。他们的日常临床工作繁重枯燥，科研方法往往单调乏味，教学理念陈旧乏新。医学教师作为医学教育的实践者，只有在先进教育理念的引领下，才有可能真正做到以学生为中心，使学生受益，从而提高人才培养的质量[19]。因此，医学教师应该以更加开阔的视野主动投入到各类前沿的教学改革与研究中，重视有助于医学生自主学习的教学手段开发和应用。临床医师学习先进的生物信息学知识和理念，并将之应用于临床和教学实践中，有助于他们对实践中出现的难以解决的医学问题进行合理解释，同时满足现代医学研究和教育的发展需求，为提高自身教学理论素养和教学反思的自觉性提供了新途径。

2.3拓宽研究生知识的深度和广度

妇科肿瘤学是一门特殊的学科，不同于传统意义的妇产科学，从某种程度上来说，也是一门妇产科学和肿瘤学的交叉学科，因而，更适合采用生物信息学教育理念。妇科肿瘤学主要研究女性生殖系统肿瘤，目前积累了大量基础研究和临床研究数据，同时也产生了许多学科前沿问题。研究生在基础理论知识学习的同时，眼界不应仅限于病房的临床实践，更应该放眼于学科研究前沿技术的发展，敢于批判反思，大胆假设和小心求证，并且提出临床新观念[11]。生物信息学刚好为研究生自主学习搭建了这样一座桥梁。我院妇科教研室非常重视研究生科研创新思维的培养，并充分利用生物信息学服务性和多样性的特点，将生物信息学与妇科肿瘤学进行知识的深度融合。妇科肿瘤学研究生在进行跨学科生物信息学知识和技能培训的同时，有望避免学科知识结构单一的缺点，还能打破学科专业之间的界限，从而拓宽知识的深度和广度。

篇13

我刚上研究生的时候，对哲学比较感兴趣，然后就慢慢对修行感兴趣。但这个跟学什么没有关系。哲学宗教比较吸引人，阐述一些比较新颖的东西。比如像圆觉经，我认为是所有佛经中文采最好的三个之一吧。说到圆觉经，可以先讲部电影《黑客帝国》，换句话说，它是圆觉经的视听娱乐版。圆觉经认为这个世界是一个虚幻，我们都迷失了自己的本性，误把这些表象当作自身。一个真我是具有更大自由的，但它通常在昏昏睡大觉。虽然它有自由，但这自由从来没用过。

新：我们听说你还在写一个武侠小说?跟修行也有关系吗?

朱：其实不是武侠小说，准确地说是历史小说。讲从亚特兰蒂斯文明以降，释迦牟尼、耶稣、达摩，爱因斯坦等对抗雅利安神族卷土重来的故事。主线故事是探索少林武术的神秘起源和使命，你知道吗，少林武功就是冷兵器时代的核技术，把人的最大能量激发出来，和冶金技术为代表的势力对抗。

你看达摩自己的禅宗弟子都不会武功，他为什么去交给少林呢?希特勒在二战最紧张时候派人到藏区也和这有关。同时，这也是关于修行的故事。

新：这真是宏大的一个写作计划，那计算机在你的个人修行里起什么作用吗?

朱：我们还是谈计算机这个正题吧，毕竟这个采访不是关于宇宙人生和小说的，这么讲下去我就不像科学家了，呵呵。我在计算机方面这么多年，主要做语音技术。最早在清华，后来去美国的加州大学，再后来在加州大学伯克利做美国DARPA的项目，互联网就是那个项目下搞出来的。在这个领域的最顶尖的地方都做过，跟一些最顶尖的科学家都合作过，我想这一段发生还是有一定积累。

新：这一段人生里面，比较精彩的是哪一部分?

朱：探索和创造，能有机会在各个不同领域探索，是人生的快乐。无论是在历史、宗教，还是科学领域。保持对一训的好奇心和敏锐，是我在过去10年有幸做并感觉快乐的事情。

新：怎么看待现在做这个公司的意义?

朱：语言交流是尘世间，除了医学第二有意义的事情。

新：你对语言的这种说法让我想起了巴别塔的寓言。计算机能用来实现巴别塔?

朱：巴别塔是一个失败的事情，被神灭了。但我们要做的和巴别塔的理念是一样的，让人能沟通，能够带来人类的创造力，联合起来能做更大的事。实际上我们公司的前一个名字就叫“巴别塔学习”。

新：你怎么理解互联网?

朱：互联网只是一个工具，上面的大部分东西，是没有帮助的，95％以上的信息没有用，只会让你的心更乱。

新：怎么会想到要做口语训练平台呢?

朱：我做的口语训练平台最早是给我自己用

其实从在洛杉矶读博士就开始琢磨这事了，当时就想，怎么把语音分析用到口语教学中。但具体算法花了很长时间才做好。

2004年我要去瑞士开一个学术会议，但不懂法语，便找了个人带我练，他读句我跟一句，然后他反复纠正我。练了几天后我就不好意思再麻烦别人了。但这次我真正清楚要把这个东西做成什么样子了。如果人在7岁以前，发音掌握得不好，对发音的好坏就听不出来，自己不一定马上就知道。所以需要有第三方来给做这个反馈和纠正。我在美国的时候是当助教，需要口语资格考试，就雇了一个人来做发音纠正，每小时50美金，很昂贵!新：计算机可以替代这个每小时50美金的家伙吗?

朱：后来我发现，这个东西完全可以用计算机来反馈，但难度比我想象的大。声音里包含了太多无关的信息，需要挑出什么是核心信息。主要运用的是心理声学(psychoacoustics)的知识，和人工智能技术。

在上世纪五六十年代，MIT的Kennenth Stevens开始探索感知心理信息(心理声学)，他也是我导师的导师。那时候计算机还没有，主要用在语音分析上，研究人的心理。

新：比如我说“兔子”，一个女孩说“兔子”，发音不同，但传达的意思一样。是这样吗?

朱：是的，这项基础研究就是回答，为什么你能从声音中感受到信息?1999年Kennenth Stevens获得美国国家科学奖章，克林顿颁发的。相当于我们的国家最高科学技术奖。Kennenth Stevens在技术领域做出了重大的贡献。科学家搞基础研究，一开始谁都不知道研究出来有什么用。很多东西都是先研究出来，再去考虑应用。

新：那你现在就是主要在调用这个领域的知识?

朱：对，我等于是把这些研究成果综合起来，基于这些知识做了一个模型。比如mp3就是用到这项技术，利用感知心理声学，把人对其不敏感的信息就省略，实现大的压缩比。我就是把感知心理分析，用到语音分析上，进行发音评价。

新：你的这套东西是不是就是对波形?难度在哪儿呢?

朱：完全不是，我宁可你说我是比对频谱，但频谱也很不对。波形是毫无意义的。有的口语练习软件用对波形的方式，这太忽悠人了。因为很多发音信息混在波形里面，区分不出来，所以波形的有用信息几乎为零。而频谱比波形要有用得多，但它也还不是我们做的东西。重点在于协调两个方面：感知信息的提取、感知差距的计算。

新：做这个应用，跟你认为中国的英语口语教育出了“毛病”有关?

朱：改革开放以来中国的口语教学，从整体上来说是失败的。我之前去合肥，参加中国教育协会英语教学专业委员会举办的高中英语课教学观摩比赛。老师虽然在课上鼓励大家多说话，但他说5句话，学生可能才说1句。学生在课上的口语练习量是远远不够。这也是为何中国普遍存在哑巴英语。

新：那你的技术提供一个怎样的解决方案呢?

朱：混合教学法，课上+课下，线上+线下，老师+多媒体，是英语教学的未来。我并不封闭自己的技术，而是和所有的学校合作，让学校和老师组成一个高端口语教学方案。我们在课外加一个人工智能的口语教练，供学生一对一的口语发音纠正。这样，第一，保证口语练习的练习量。第二，人工智能教练指导下的练习更高效。第三，老师可以方便地去检查全班练习情况。有了这样的网络联系环境，哪怕老师自己的口语有问题，也能教出口语很好的学生。

新：口语培训机构很多，这个方案和他们的有何不同?

朱：比如华尔街英语、英孚、新动态、新东方精英，都是真正的高端口语培训机构。它们都是采用混合教学法：老师+老外+计算机。华尔街是这个领域的先行者，他们的课程70％是跟着计算机练，他们的口语训练软件，也包括语音识别的智能功能，但技术水平一般。他们的老师、外教可以跳槽，但这个软件不会流传到社会上，这是核心技术。

我们的理想是让所有的学校，能让高端口语教学普及。我们要做的是帮助每个学校具备高端的口语教学能力。

新：这样说来，这项技术对于学习以及教育的理念也有一个相当大的改变?

篇14

1.信息化建设夯实学校管理

信息化建设助力校园安全。校园所有角落和教室实行监控全覆盖，学校每天安排学生会到监控室通过摄像头查看各班早中晚自习情况。信息化建设重构教学空间。2016年11月，驻马店市第九中学注册并开通微信公众号，利用微信平台展示学校活动，宣传学校理念，成为众多家长、学生乃至教育同人了解九中的重要渠道。肺炎疫情期间，学校通过微信群通知学校消息、统计学生人数，利用钉钉等平台直播教学，所有的班级和学科均按照在校时间进行网上授课，有的班级甚至进行了早读和夜自习，利用线上方式重构教学流程。另外，学校引入了家长教育云平台，为家校共育做出贡献，学校获得“河南省卓越家长学校”荣誉称号。信息化教学提高学习效率。在科技手段的支持下，学校利用远程监控监考，并实现网上阅卷，在提高阅卷效率的同时，便于家长们查看孩子的真实成绩。同时，很多在线学习软件和学习资源平台为学生提供知识的窗口，学生能快速、便捷地获取各种知识，学校课程资源库的构建和教师的微课、视频直播课也使孩子们根据自己的掌握程度进行自主学习。学习强国、青年大学习等软件的使用也使得孩子们自觉加强思想政治教育，努力成为社会主义建设者和接班人。

2.翻转课堂模式促进课程建设

翻转课堂教学模式是信息技术带来的一种创新的课堂模式。学生在课前或课外观看教师的讲解视频，自主学习，上课不再只是教师讲、学生听的状态，而是将更多时间留给师生互动或者学生之间的互动。这种创新模式是信息技术与学校教育深度融合的一个代表性模式。“三翻两段十环节”教学是翻转课堂的核心。它指的是将教学过程分解为课前、课中两个阶段，通过课前的教师一次备课、任务，学生自主学习、反馈交流，教师获取学情、二次备课环节，以及课中的展示交流、合作释疑、检测提升、总结评价等环节活动的组织，最终实现三个翻转。这三个翻转指的是教学理念由“以教师为中心”向“以学生为中心”翻转，教学结构由“课堂传递知识，课后吸收内化”向“课前传递知识，课堂吸收内化”翻转，教学角色由“演员型教师、观众型学生”向“导演型教师、演员型学生”翻转。翻转课堂教学模式有三个作用。一是激活学生积极性、主动性，培养学生的表达能力、独立思考能力和协作能力等综合能力，让每个孩子能够全面而有个性地发展，落实立德树人根本目标。二是解放教师，转变教师角色，使其依据自己的知识传授经验和学情掌握经验，对学生进行精准的学情评测，实时调整教学策略，提高课堂效率，改变学习模式。三是更好地构建师生关系，让学生在互动中拓宽视野、掌握知识、培养品格。在进行翻转课堂教学改革之前，驻马店市第九中学采用的是与驻马店市实验中学共同实践探索并获得国家课题奖的“三环六步教学法”，其理念与翻转课堂一致，即在教师的引导下让学生做好准备，为打造更高效的课堂做铺垫。但教师的教学资源匮乏，孩子们仅仅依靠课本预习难有效果，实际效果不好。通过接触网络平台、挖掘网络资源，我们发现要真正实现学生的课前深度学习，必须借助现代化工具，激发学生学习兴趣，为学生提供一个便捷且高效的通道。2018年，驻马店市第九中学设立翻转课堂班，许多家长不认识、不理解、不认同，报名者寥寥无几。但经过一年的探索与努力，翻转课堂班无论是在教育教学还是在班级管理上，都取得了很大的进步，学校连续两届把翻转课堂增至两个班。如今，“互联网+”席卷了各行各业，信息技术逻辑重构了许多行业生态，人工智能、万物互联、大数据等也成为社会热词。在快速变革的技术背景下，我国中小学教育信息化建设与应用工作也顺势而上，为转变人才培养模式、提高教育质量和促进教育公平奠定了基础。

3.信息化教学过程中的反思与探索