人工智能与环境设计精选(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篇人工智能与环境设计，期待它们能激发您的灵感。

篇1

一、不断完善政策制度体系

山西省政府办公厅转发省人社厅《关于加强技师学院建设的意见》、省政府印发《关于贯彻落实的实施意见》以及相配套的《校企合作促进办法》等五个专项文件，山西省人社厅制定印发了有关技工院校学籍、教学、学生资助资金、专业带头人和骨干教师评选、教讲课（说课）竞赛组织等五个办法和一体化课程教学改革、毕业生待遇落实等两个通知。在全省建立了较为完善的技工院校管理政策体系，为推动全省技工院校改革发展提供制度保障。

二、大力加强技工院校办学基础能力建设

加强与发改委、财政、教育等部门的沟通协调，大力加强全省技工院校办学基础能力建设：一是积极争取国家中职教育基础能力建设和示范校建设项目，有8所技工院校获批承建国家中等职业教育基础能力建设项目，7所技工院校建成国家中职示范校；二是实施中职教育质量提升计划项目，完成和在建重点专业建设项目30个、实训基地建设项目56个；三是加强高技能人才培训基地和师资队伍建设，建成和在建高技能人才培训基地国家级11个、省级20个，培养双师型教师1146名；四是积极推动课程教学和培养模式改革，有5所技工院校列入国家一体化课程教学改革试点校，有5所技工院校与7家国有大型企业合作，确定1150名学徒开展企业新型学徒制试点；五是经省编委批准，成立了省技能人才教育研究室。

三、充分发挥技工院校服务社会功能

一是确保技工院校学制教育基本稳定，每年学制教育招生稳定在3.5万人以上，全日制在校生稳定在11万人左右。二是积极服务就业创业，面向农民工、企业职工转岗和失业人员、高校毕业生等群体，积极开展就业技能培训、岗位技能提升培训和创业培训。三是服务脱贫攻坚，实施技能脱贫千校行动。实施6万名“建档立卡”农村贫困劳动力免费职业培训，2017年2月21日下午，楼阳生省长到太原市高级技工学校进行调研指导，现场听取了人社厅对推进实施6万名“建档立卡”农村贫困劳动力免费职业培训和促进技能就业工作汇报。

四、持续优化技工院校办学环境

篇2

关键词：学科学习网站；人工智能与模式识别；.NET

中图分类号：TP393.092 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 04-0000-01

.net-based Disciplines Website Design and Development

Ma Manli

(Hainan Normal University,Haikou571158,China)

Abstract:According to the features of campus net,combine to the web construction of our school,to put up the website design process under the internet environment,it specifics to Artificial Intelligence and Pattern Recognition for an example,design a subject website system based on .net for learing,this system build bridges with information technology network construction and subject courses,in a word,it combinned to the information technology and course disciplines together.

Keywords: Disciplines learning website;Artificial Intelligence and Pattern Recognition;.NET

近年来，随着科学技术日新月异的发展，人工智能与模式识别技术已逐渐上升为计算机学科的重要分支。与此同时，也衍生出很多和人工智能与模式识别有关的重要学科，如《人工智能原理与方法》、《现代模式识别》、《人工智能与专家系统》、《人工智能及其应用》等等。然而，这一内容可以说在计算机方面还是一个年轻、稚嫩的领域。如何让学生了解并快速掌握这些技术，以及如何实现教师与学生的互动的问题迫在眉睫。而学科网站开发技术的应用正好可以实现这个目的，学科网站的本质是一个基于网络资源的学科研究、协作式学习系统，它通过网络学习环境，向学习者提供大量的学科学习资源和协作学习交流工具，从而让学习者体验和了解科学探索过程，提高学习者获取信息、分析信息、加工信息的实践能力和培养良好的创新意识与信息素养。

一、网站系统的需求分析

需求分析实质上是一个建模过程。是用户向开发者提出需求，开发者满足用户需求的过程。是为最终用户所看到的系统建立一个概念模型，是对需求的抽象描述；它主要包括系统功能需求和基本业务模块2部分内容；

（一）系统功能需求

1.系统管理员可以对网站进行维护和批准用户的注册申请，以及对用户所上传的资料进行审核工作；2.普通注册用户可以浏览网页、下载相关资料、进行在线学习等操作；3.游客只能浏览网页，也可以进行用户注册，但是无权限上传或者下载题库资料。

满足上述需求的系统主要包括下面几个模块：

（1）数据库管理模块：提供使用者录入、修改并维护数据的途径。

（2）基本业务模块：注册用户可以浏览网页、上传或者下载题库资料、进行在线学习，其中管理员还可以对网站进行维护和批准用户的注册申请；

（二）基本业务模块

1.浏览网页：注册用户（包括管理员和普通用户）可以浏览网页；2.上传题库资料：普通用户注册登录之后可以通过链接等方式上传关于人工智能与模式识别的学科资料；3.下载题库资料：普通用户注册登录之后有权限下载关于人工智能与模式识别的学科资料；4.在线学习：普通用户登录之后可以进行在线学习操作；5.页面维护：管理员可以使用此模块对网站的页面进行更新或者维护；6.用户注册批准：管理员可以使用此模块批准用户注册。

二、网站系统的概要设计

这个环节是对网站中每个模块要实现的功能进行规划，重点完成网站的框架设计、数据库设计、网络环境设计等；

（一）网站的框架设计

（二）网络运行环境设计

该网站主要用于教辅教学工作，所以可以确定其采用ACCESS2003作为数据库服务器，IIS作为测试服务器，另外采用基于WEB技术的B/S框架结构，以为开发语言，采用SQLSERVER数据库，运行于服务器端，结合软件项目管理，系统分析与技术、数据库设计等有关理论设计实现专题。

（三）数据库设计

该网站的数据库包含很多信息，可以将这些信息抽象为下列系统所需要的数据项和数据结构；

1.用户USER（用户姓名，身份，密码，性别，专业，年龄，QQ）；2.学科内容（学科标题，资料上传时间，学科课程资料来源）；3.学科内容表（用来保存学科信息）

三、结束语

利用网站开发技术提供和展现教学资源很有必要，它使信息技术对人类学习方式的变革具有深刻的影响，换言之，进行学科教学与信息技术的无缝结合，是未来学校教学的趋势之一，对当前学校教育教学改革具有一定意义。相信今后学科学习网站的建设会有更为广阔的发展空间。

参考文献：

[1]朱成,刘成智,陈明.基于WEB的精品课程网站管理系统的设计[J].广西工学院学报,2008,9:38-41

[2]谢幼如,尹睿.专题学习网站的教学设计[J].电化教育研究,2003,(1):34-38

[3]金雪云,简明教程（C#）篇[M].北京清华大学出版社,2005:150-243

[4]李陶深.人工智能.重庆:重庆大学出版社,2002

[5]戴汝为,王珏,陈兆莹.关于可视知识的讨论.模式识别与人工智能,1998,1(2):52-57

篇3

论文摘要:学习环境设计是教学理论领域的两大主题之一。随着知识媒体概念的提出及不断发展，它对学习环境的影响也越来越明显。主要表现在呈现教学信息、构造仿真情境、创建虚拟学习空间、丰富的信息资源和学生评估等几个方面。

学习环境设计是教学理论领域的两大主题之一。环境因素与人类学习之间存在着密切的相互作用的关系，良好的学习环境能促进人的学习，不良的学习环境会抵消教育、教学的作用和影响。将环境因素纳入人的学习过程来考虑，体现了整体的思想观念，是进行教育、教学改革观念上的转化。

21世纪以来随着计算机、网络、通信、超文本与超媒体，数字电视等数字技术的飞速发展，整个社会即形成一种数字化生存的环境，传统的教育模式、教育方法，越来越不能满足素质教育、创新教育、全民教育、终身教育的需求，它的局限性越来越明显。这种数字化生存环境，对我们的教育目标、教育内容、教育方法和教育手段等提出了全新的挑战和要求。

虽然“知识媒体”对教育系统的渗透还处在初级阶段，但它的介入，使现代教育在很多领域都显示出了不可逆转的发展趋势。

一、知识媒体

1.什么是知识媒体

“知识媒体”由Mark Stefik在1986年首次提出来的，他的出发点是认为只有将人工智能技术和因特网结合起来才能发挥更大的作用。这个术语本身强调的是在远程教育中，要优先考虑学习规律和认知科学，然后才是技术。

目前知识媒体是个倍受关注的焦点，很多国家都成立了知识媒体研究所。经过各种研究发现，各种技术与媒体都有各自的优势和局限性，不存在一个万能的媒体或技术，最有效的媒体与技术是各种媒体与技术的有机融合。因此，我们把以多媒体、远程通信、虚拟现实及认知科学有机融合后的媒体集合称之为“知识媒体”。它的内涵是指由计算机、远程通信及科学相结合而成的作为辅助人类高级认知、扩展人类学习技能与知识领域的技术与媒体。

从定义可以看出，知识媒体可以认为是一种整合环境、平台。它并没有扩展传统媒体的范围，知识媒体扩展的只是人们对传统媒体应用的思想，即“为了更好地促进人类的学习，传统媒体应该如何恰当地组合应用?”对于回答这个问题的思想。

如果泛义地理解，我们可以将知识媒体理解为以学习者为中心的新技术，只要能促进人类的学习，增强创造力，促进知识的建构，有助于知识的共享、获取和理解的方法，都可以认为是知识媒体。

2.知识媒体的特点

知识媒体有以下5个显著特点:

(1)知识媒体同时涉及数据和过程:可以通过自己的计算，计算出新的事实，根据媒体自身的规则和不同户的操作来配置和显示不同的信息。

(2)知识媒体可以跨越时间和空间来传播，它尤其适合协作:时空己经不是障碍，通过新的知识媒体，信息都可以传播。尤其对公司而言，可以广采众家之长，让所有人畅所欲言，协同完成既定目标。

(3)知识媒体包含任务空间和人际空间:任务空间是指我们完成工作(写作、绘图和计算等)的环境，而人际空间是指我们和其他人交流的环境。新的知识媒体可以使在计算机上工作的合作者共享一个虚拟的工作空间(即任务空间)，但是他们可以通过一种设备(人际空间)看到对方。这就是新型知识媒体的作用。

(4)知识媒体是可扩展的，而且它的行为是可以由用户来控制的:媒体本身能被修改和加强以适应用户的感觉、认知和任务的需要。我们可以设置一些现代的工具软件比如word，我们可以把最常用的功能放在最方便使用的地方。

(5)知识媒体具有一定的智能性，可以有效地减轻人们的认知负荷:知识媒体的构建基础是对人的认知与思维过程的建模，通过对认知与决策过程的某些需要大信息量的认知加工过程的模拟，可以有效地减轻人们的认知负荷，提高知识管理与决策效率。知识媒体不是让软件完全取代人的思考，而是增强人的思考。

总之，知识媒体的核心在于促进人类的学习，促进知识的共享。

二、建构主义学习环境

建构主义教学理论特别强调学习环境的设计。关于建构主义学习环境的界定，较有影响的观点是学习环境的场所观和资源与关系说。场所观认为学习环境是一种学习场所。资源与关系说则认为学习环境不是简单物理意义上的场所，而是学习资源和人际关系的组合，其中既有丰富的学习资源，又有人际互动的因素。这两种观点未能反映建构主义学习环境的核心内容。我们将建构主义学习环境概括为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。这里的学习资源包括信息资源、认知工具、人类教师等物理资源，以及任务情境等软资源，其中任务情境是建构主义学习环境的核心，任务情境是在学习环境中起着集成其他各种学习资源的作用。一种学习环境是否是建构主义的，关键看任务情境的性质。

建构主义学习环境的设计是以学为主的教学设计的主要内容之一。而我们理解知识媒体是一种以学习者为中心，将各种媒体优化组合以促进学习者更好地学习的新技术。这一思想对于建构主义学习环境设计是很有益处的，我们可以认为知识媒体更适合进行建构主义学习环境设计。

建构主义代表人物乔纳森在1997年提出了建构主义学习环境模型(Constructivist LearningEnvironment，简称CLE)，见下图。

CLE模型由问题、相关的实例、信息资源、认知工具、会话与协作、社会背景支持六部分组成。

问题:它处于建构主义学习环境设计的中心，是学习者要尝试解决或决心要解决的各类问题。它包括疑问、项目、个案等。

相关的个案或事例:通过这些相关个案或事例为初学者提供相关经验，这对于帮助他们解决问题是非常关键的。

信息资源:为学习者提供有关问题的详细背景，学习必须的预备知识等。 认知工具:常用的认知工具有六类:问题/任务表征工具、静态/动态知识建模工具、绩效支持工具、信息搜索工具。

会话与协作工具:计算机网络的发展可以为合作学习提供技术上的支持，使学习者之间进行讨论，通过与他人的讨论，使学习者重新建构知识，进而扩大其认知结构。

社会背景支持:CLE模型所设计的建构主义学习环境可以为学生的自主学习提供三种教学策略:建模策略、教练策略和支架策略。

三、知识媒体支持的建构主义学习环境设计

从黑板、粉笔等传统媒体到形象直观、声形兼备的多媒体，再到计算机网络，虽然弥补了传统媒体中的一些不足，但在培养学生的素养和创新能力，以及发挥学生的主体地位等方面仍然存在不足。知识媒体则可以将网络与其他各种媒体恰当结合，它比过去的多媒体教学又有了一定的改善。因此，以CLE模型为基础，我们利用知识媒体来进行建构主义学习环境的设计，可以达到比传统媒体或多媒体进行的学习环境设计更好的效果。

从知识媒体的特点，我们可以看出它对于设计学习环境具有很多优势，首先它考虑到了学习规律和认知科学，其次知识媒体以学习者为中心，有利于学生的知识建构，再次知识媒体具有一定的智能性，可减轻人们的认知负担，增强人们的思考。

从建构主义学习环境设计的模型出发，结合知识媒体的特点，我们总结出以下几点知识媒体在学习环境设计中的应用:

1知识媒体呈现教学信息

传统的各种媒体向学生呈现信息时，只是简单地显示事实以及对事实的解释说明，所有学生接受到的是相同的信息，缺乏学习的自主性，不利于学生对知识的建构。知识媒体则可以同时设计数据和过程，学生可以根据这些数据或过程计算出新的事实，比较有利于学生的

发现式学习。知识媒体可以根据自身的规则和不同的操作为不同类型的学生配置和显示不同的信息，实现对学生的因材施教，满足学生的个性需要，体现学生的学习主体性。

2.利用知识媒体，构造仿真情境，创设真实的任务情境

学习活动的真实性被认为是建构主义学习环境的重要特征。真实的任务情境有利于学生的知识迁移，任务情境与将来实际应用的情境相似，有助于学生获取高度概括的理解。

通过知识媒体，如虚拟现实技术可以为学生创设与当前主题相关的、尽可能真实的情境，模拟现实，使学生产生身临其境的感觉，激发学习者的学习积极性，在这种仿真情境中完成问题的理解、知识的应用和意义的建构。

3.通过知识媒体为学生创建虚拟的学习空间，实现学生的协作、交流

设计协作学习环境的目的是为了在个人自主学习的基础上，通过小组讨论、协商，以进一步完善和深化对主题的意义建构。

我们可以通过诸如视频会议、网络会议、LotusNotes软件等，以及各种论坛、聊天室等实现学生之间、学生与教师间的实时或非实时的对话，以进行协作学习，最终学生们共同完成学习目标。知识媒体可以使计算机上工作的合作者共享一个虚拟的任务空间，在这个任务空间中实现与他人的交流，从而实现了人际空间。

4.通过知识媒体，为学生提供丰富的信息资源环境

学习者在进行学习时，不论是进行自主学习还是协作学习，都需要大量的与学习主题相关的信息，并且需要有一些学习工具的支持，知识媒体则可以满足这些需要。

互联网是信息的海洋，学生通过互联网可以获得大量的信息资源。知识媒体还为学习者提供了认知工具，如word等一些现代工具软件可以对获得的信息资源进行处理，并且知识媒体将这些软件中常用的功能都放在方便学习者使用的地方。由于知识媒体考虑到了学习中的认知科学，所以这些工具软件在使用时要比作为普通软件使用对学生的学习更有效。

5.知识媒体可以更好地对学生进行评估学习环境的设计与使用是一个动态的过程。评价、反馈与修订使学习环境趋向更合理。

通过知识媒体，学生可以很方便地实现小组对个人的评价和学生的自我评价，比如学生可以通过网络递交作业，把作业到网上或Blog里，这样便于教师和其他同学对个人进行评价，还可以利用电子档案袋进行教师对学生的评价和学生自评，并且通过它既可以评价学习结果，还可以评价过程。另外，学生还可以利用各种展示软件将自己的学习成果展示出来，以便于学生间的互评。

篇4

【关键词】绿色建筑；cad技术

绿色建筑亦称为生态建筑、可持续发展建筑。在建筑经济学领域，绿色建筑措施带来了社会效益、环保效益和经济效益，并降低建筑项目的风险。在规划领域，绿色建筑首先强调辨识场地的生态特征和开发定位，以充分利用场地的资源和能源，减少不合理的建筑活动对环境的影响，使建筑与环境持续和谐相处。在设计领域，绿色建筑采用建筑集成设计方法并遵守环境设计准则，将建筑物作为一个完整的系统，综合考虑建筑的间距朝向、形状、结构体系、围护结构等因素。在施工领域，绿色建筑的目标是减少对环境造成严重影响。通过采用具有环保意识的绿色施工方法，绿色建筑的建造过程能够显著减少对周边环境的干扰，减少填埋废弃物的数量以及建造过程中消耗的自然资源数量，并将建筑物建成后对室内空气品质的不利影响减少到最低程度。在运行维护领域，绿色建筑的技术和方法可以保证建筑规划设计目标的实现，通过合理的环境目标设定和智能化的系统控制，采用科学、适用的消费模式，保证建筑设备系统的安全和清洁运行屏降低系统能耗，保障室内空气品质和热声光环境，减少运行过程中污染物产生，提高建筑整体的运行效率。

因此，绿色建筑遵循可持续发展原则，以高新技术为主导，针对建筑全寿命的各个环节，通过科学的整体设计，全方位体现“节约能源、节省资源、保护环境、以人为本”的基本理念，创造高效低耗、无废无污、健康舒适、生态平衡的建筑环境，提高建筑的功能、效率与舒适性水平。

20世纪60年代，出现了“生态建筑”新理念。70年代，石油危机的爆发，使人们意识到，以牺牲生态环境为代价的高速文明发展史难以为继。耗用自然资源最多的建筑产业必须走可持续发展之路。80年代，节能建筑体系逐渐完善，并在英、法、德、加拿大等发达国家广为应用。同时，由于建筑物密闭性提高后，室内环境问题逐渐凸现，以健康为中心的建筑环境研究成为发达国家建筑研究的热点。1992年巴西的里约热内卢“联合国环境与发展大会”的召开，使“可持续发展”这一重要思想在世界范围达成共识。绿色建筑渐成体系，并在不少国家实践推广，成为世界建筑发展的方向。

30多年来，绿色建筑由理念到实践，在发达国家逐步完善，一些发达国家还组织起来，共同探索实现建筑可持续发展的道路，如加拿大的“绿色建筑挑战”行动，采用新技术、新材料、新工艺，实行综合优化设计，使建筑在满足使用需要的基础上所消耗的资源、能源最少。日本颁布了《住宅建设计划法》，提出“重新组织大城市居住空间（环境）”的要求，满足21世纪人们对居住环境的需求，适应住房需求变化。瑞典实施了“百万套住宅计划”，在住区建设与生态环境协调方面取得了令人瞩目的成就。

绿色建筑技术集成体系是反映绿色建筑发展的综合性指标，目前许多欧美发达国家已在绿色建筑设计、自然通风、建筑节能与可再生能源利用、绿色环保建材、室内环境控制改善技术、资源回用技术、绿化配置技术等单项生态关键技术研究方面取得大量成果，并在此基础上，发展了较完整的适合当地特点的绿色建筑集成技术体系。不少发达国家根据各自的特点，还通过建造各具特色的绿色建筑示范工程展示其绿色理念、绿色技术及产品等大量研究成果，引领未来建筑发展方向，推动建筑的可持续发展。建筑形式包括办公楼，住宅，学校，商场等，比较典型的如：英国BRE的生态环境楼和Integer生态住宅样板房等。这些示范建筑通过精妙的总体设计，结合自然通风、自然采光、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术，充分展示了绿色建筑的魅力和广阔的发展前景。

发达国家在近十年的时间里还开发了相应的绿色建筑评价体系，通过具体的评估技术可以定量客观地描述绿色建筑中节能效果、节水率、减少CO2等温室气体对环境的影响、“3R”材料的生态环境性能评价以及绿色建筑的经济性能等指标，从而可以指导设计，为决策者和规划者提供依据和参考标准。影响较大的如国际可持续建筑环境促进会的GBTool评价工具，美国绿色建筑理事会的LEED评估体系等。国际上绿色建筑评估工具的发展具有以下特征：各国发展生态建筑评估工具都注重与本国的实际情况相吻合；随着绿色建筑实践在各国的不断发展，评估工具也由早期的定性评估转向定量评估；从早期单一的性能指标评定转向综合了环境，经济和技术性能的综合指标评定。

上世纪90年代后期，绿色建筑概念引入我国。1994年我国发表了“中国21世纪议程”，同时启动“国家重大科技产业工程――2000年小康型城乡住宅科技产业工程”。1996年又发表了“中华人民共和国人类住区发展报告”，对进一步改善和提高居住环境质量提出了更高要求和保证措施。

与国外相比，我国目前在单项生态关键技术研发方面还需进一步深化：如在建筑节能方面，与气候相近的国家相比，我国采暖地区的建筑能耗约是他们的3倍左右；在绿色建筑设计、自然通风、可再生能源利用、绿色环保建材、室内环境技术、资源回用技术、绿化配置技术等研究方面均需加快应用研究。

随着绿色建筑在我国的不断发展,绿色建筑评价体系的发展和完善也逐渐成为当前研究的一个重要课题。目前,我国已经建立了中国生态住宅技术评估体系、绿色奥运建筑评估体系并编制了《绿色建筑评价标准》及《中新天津生态城绿色建筑评价标准》等绿色建筑评价标准,使我国绿色建筑的评价体系逐步走向成熟。基于绿色建筑理论研究成果，北京、上海、广州、深圳、杭州等经济发达地区也结合自身特点积极开展了绿色建筑关键技术体系的集成研究和应用实践。例如北京的北潞春绿色生态小区、锋尚国际公寓，广州的汇景新城，上海的万科朗润园等。以“上海生态世博”和“北京绿色奥运”为背景的“上海生态建筑示范楼”和“清华超低能耗示范楼”等绿色建筑示范项目业已建成并向国内外开放，成为我国绿色建筑技术展示、教育基地和后续研发平台。

总体上我国绿色建筑尚属起步阶段，缺乏系统的技术政策法规体系，绿色建筑评估标准规范尚未正式颁布，本土化的单项关键技术储备和集成技术体系的建筑一体化研究应用均需进一步深化，国内外绿色建筑领域的合作交流还未全面展开。真正意义的绿色建筑尚未进入实质性推广应用阶段，绿色建筑设计理念和绿色消费观念有待进一步引导。

建筑的可持续发展，不仅对建筑环境工程师、建筑设备工程师提出挑战，更重要的是对建筑师的挑战。绿色建筑的一个重要方面就是节约能源，降低建筑能耗。在决定建筑能量性能的各种因素中，建筑的体型、方位及围护结构形式起着决定性作用，直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平。而这三方面涉及的内容将构成70％以上的建筑采暖通风空调能耗。因此建筑设计对建筑的能量性能起着主导作用。不同的建筑设计方案，在能耗方面会有巨大的差别。单凭经验或者手工计算，很难正确判断建筑设计的优劣。目前凭借先进的计算机技术进行复杂的数据计算和实时的动态模拟是实现绿色建筑设计的科学性和合理性的重要保障。

计算机辅助设计（ComputerAided Design，简称CAD）技术产生于19世纪50年代后期。在AutoCAD占据统治地位的2DCAD时代，只能通过手工输入的方式将建筑设计的相关数据输入到相关软件中，才能进行能量分析。而操作和使用这些软件不仅需要具备复杂的能量分析基础知识，而且本身也是专业化的程序，必须由专业人士经过专业培训才能进行操作。大量的专业数据、繁琐的输入工作使得能量分析与模拟对于建筑师来说是可望而不可及的。这是建筑师无法在设计过程中直接对设计方案进行建筑能量分析的一个重要原因。因此在传统的2D设计模式中，能效计算通常安排在设计的最终阶段，由专业人士进行操作和分析、模拟，但此时建筑设计方案已经很难改变。于是，能量分析就成为一种象征性的姿态，对绿色建筑设计起不到什么作用。

在我国，《公共建筑节能设计标准》已于2005年7月1日起开始实施。节能设计成为强制性的设计标准，而传统的建筑能量分析方法却无法满足广大建筑师和建筑设计的需求。根据调查分析，能效设计概念难以在实践中实施的原因是多方面的，其中主要原因之一是缺乏能为建筑师所接受和使用的、在建筑设计的任意阶段，特别是初始阶段进行的能效设计方法和软件。如果能充分运用先进的计算机技术，使建筑师能够随意的在设计的任意阶段，特别是在设计的初期阶段毫不费力的对整个建筑的能源消耗和生态效应进行准确的计算和评估，得到关于建筑能量性能的宝贵的反馈信息，那么建筑师就能及时准确的对设计方案进行调整和优化，从而满足建筑节能的要求，最大限度的减少不可再生能源的消耗，真正实现绿色建筑设计的自动化、数字化。这就需要一个包含建筑全部信息的数字化模型，和一个能识别这些信息的建筑性能分析工具。

但更重大的变革现在正在进行，CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来，又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互连网的普及，集成化（Integrated）、智能化（Intelligent）、协同化（Collaborative）成为CAD技术新的发展特点。使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。从电子绘图到所谓的建筑信息模型（BIM），建筑实际构件用数字化的方法来搭建，与此同时（自动实时）链接到报告生成（数据库）引擎，根本上产生人们所说的“智能几何”。

虚拟现实（VirtualReality,VR）技术在CAD中的应用也已经开始，可以进行各类具有沉浸感的可视化模拟，用以验证设计的正确性和可行性。还可以在设计阶段模拟零部件的装配过程，检查所用零部件是否合适和正确。在概念设计阶段，支持人机工程学，检验操作时是否舒适、方便，可用于方案选比。

篇5

[关键词]未来课堂；智慧学习环境；智能学习空间；设计

[中图分类号]G420 [文献标识码]A [文章编号]672-0008（2012）05-0042-08

一、引言

以计算机、通信、人工智能等为标志的信息技术快速发展及在教育教学领域的应用，使得我们传统的课堂也渐渐从普通教室转变为技术增强教室（Technology Enhanced Class-room）从单一技术的教室应用转变为泛技术的教学环境。这既是科学技术发展的必然结果，也是社会发展对技术教育教学应用的应然要求。正如美国前副总统阿尔·戈尔所说：“美国的每一个孩子都应当接受21世纪的教育，都应当使用21世纪的技术。”当今。我们所面临的学习者被称为是网络一代/数字后代（Digital Generation/Digital Natives），这一代的学习者正以与他们的父母截然不同的方式学习、玩乐、沟通、工作以及创造社群，他们利用网络，毫不费力地突破了地域和时间的限制，利用指尖横跨世界。他们崇尚自由和选择权，追求个性化，喜欢交谈、讨厌说教、天生就善于协作，他们会仔细监督你和你的组织，坚持做正直的人，就算是在上班或是上学。他们也想过得有趣些。速度才是生活的常态，创新就是生活的一部分。时代的发展要求我们培养出富有创造力和创新精神的学习者。课堂是教学的主阵地，理想的课堂应是互动的，知性灵动的天地。这些都需要我们改变现有的课堂的物理架构和教学样式。

从技术教育应用的历史来看，教育技术的发展史其实就是技术发展及其在教育教学领域应用的历史。技术的层出不穷，改变了信息的呈现、传输和存储，也改变了人类对于信息的获取和处理方式，但技术的不断推陈出新，同时也给教学者和学习者带来了很大的挑战，他们需要不断地去熟悉这些新技术，并将这些技术有效地应用于教与学的过程。幸运的是，随着社会对人的关注，技术也越来越智能化，从过去以技术为中心转向以人为中心，使人可以从繁杂的技术操作中解放出来，实现与技术、资源最为自然、和谐的交互，将自己的注意力集中于学习过程。借用环境行为学、社会学等学科的观点，“人塑造了环境，环境也塑造了人”。提高课堂主体对自身及其所处教与学环境的认识，建立和谐的人与环境之间的关系，是未来课堂研究的一个重要主题。

目前。国内外关于未来课堂（教室）研究已经引起了各国政府、全球知名企业、高等学校、科研院所以及中小学校等机构的关注，未来课堂设计与应用已经成为了教育技术学研究的一个新领域。

二、未来课堂的特性及教与学的特点

（一）未来课堂的概念界定及特性

关于未来课堂的界定，国内外的文献中目前尚无统一的论述，对于未来课堂，从名称上有“未来教室”和“未来课堂”两大类。

Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一书中指出，未来课堂是一个集成了技术与软件。提供给学生一些替代方法和选择以达到规定的目标的课堂。它们鼓励形成一个让学生一起工作计划，分享经验和教训和进行概念化的学习，而不是单纯记忆一些信息的环境。

美国的《每日论坛》报在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未来的课堂是一个学习环境，采用创新的教育活动，从课堂管理到教学的所有方面提高对技术的使用。它能使教学者和学习者成为优越的学习环境的一部分。

台湾的陈曼萃认为，未来教室是指这样一种教室环境，教学上，希望由过去单向的讲授教学。转变成为师生互动的学习模式，引发及提高学生的学习兴趣，并进而启发学生的创意与思考：同时。让学生有更大的自由可以依自己的喜好选择学习及进行探索的方式，以多元的管道汲取知识。包括使用各类的硬件载具，如计算机、学习机、电视、手机、电子书等。

台湾的赖阿福认为，未来教室可定义为一个高度信息化、互动性强、整合性佳的教学与学习环境，适合进行信息融入教学、数字学习，教师可运用多元教学策略在讲授、评量、诊断、互动、讨论、探究等教学过程中，除了能强化教学效能及学习成效外，亦能提升学习者的关键能力（包含问题解决、创意思考、批判思考、沟通表达、信息应用等能力）。

台湾资策会在“2009年的数位典藏与学习之产业发展与推动”计划中提出，未来教室为将新兴的数位教学终端设备与数位内容进行整合，辅以适当的教学模式与方法，发挥Ac-tive Learning（主动学习）的成效，培养学生高层次能力的教育体系与环境。未来教室即是将科技工具运用在教学上，且强调团体的交互式教学。并以学习者为中心设计教材，创造出协同合作之虚实整合学习环境。

台湾的《启动学习革命》一书中认为，“未来教室=无所不在的学习环境+电子书包+随意教室+远距实验室+高互动教室+相连教室”。在未来教室里，无处不可以学习，还可以跨班际、校际甚至国际进行交流。

未来教室是指将高新技术融入教育，创造全新的互动教育环境。未来教室的目标能力是培养学生的分析力、创新力，教学方式是多向的，以学生为中心进行学习，学生能够进行主动、探索性学习。

未来教室是一个集多媒体教室、计算机教室、微格教室、校园电视台等多种环境为一体的新形式教学环境，其中使用了包括电子白板、数字笔、电视（显示）墙、无线网络、数字摄像在内的多种技术，让学生充分体验到计算机技术发展所带来的便利。体验到利用新技术进行学习盼快乐。

未来教室便是利用先进的新一代信息科技，改变传统学校教室的学习环境，建立师生间双向互动的教育学习模式，不但能刺激学生学习动机与创新、探究之精神。更让教师能够丰富教材内容以及轻松教学。未来教室应该是一个广义的概念，包括教师的教学工具、学生的学习环境等。

英特尔全球教育总监Brian Gonzalez认为，未来的课堂是“颠倒的课堂”。是指教育者赋予学生更多的自由。把知识传授的过程放在教室外，让大家选择最适合自己的方式接受新知识；而把知识内化的过程放在教室内，以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流。

王珠珠认为，未来教室是一个以学生为中心的教学的、鼓励学生多方面的进步的，是一个能够展现、呈现或者使用、分享或者多媒体的，应该是能够合作研究，能够便于信息交流的，应该是批判性思考，并且能够主动的计划和行动的这样一个真实和虚拟环境的整合的这样一个环境，或者叫结合的一个环境。

宋卫华认为，未来教室是一种利用电子白板技术、投影技术、智能空间技术、无线射频技术、物联网技术等手段，在现代创新教育理念的指导下，构建出以培养学生21世纪创新技能为目的，以互动为核心，能够激发学生学习兴趣，促进学生协作、探究学习的一种教室环境。

杨宗凯教授认为，未来的教室一定是云端教室，包括电子课本、电子课桌、电子书包、电子白板等，在资源方面，由模拟媒体到数字媒体，再到网络媒体，资源最终都在教育云上，内容达到极大丰富，从而满足个性化的学习。

通过对上述定义进行分析，可以看出，目前，已有对未来课堂（教室）的界定一个共有的趋势是关注于利用新兴的技术创建一个教与学的环境，促进学习者的学习和相关技能的培养。综合以上学者对未来课堂（教室）的概念界定研究，本文认为，未来课堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相对于传统和现代课堂而言的，是以人本主义、互动、环境心理学等相关理论和智能空间、云计算、人体工学等技术的支持下，以互动为核心，以充分发挥课堂组成各要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，实施教与学，以促进人的认知、技能和情感的学习与发展的教与学的环境与活动。

未来课堂的特性主要体现在未来课堂的人性化、混合性、开放性、智能性、交互性和生态性等方面。人性化主要体现在技术设计与应用上。更多地体现以人为本的精神：混合性则主要体现在未来课堂可以实现多种教与学活动的混合，正式学习和非正式学习结合，虚拟课堂和现实课堂的混合。不同交互类型的混合等：开放性主要体现在课堂教学组织形式的开放以及教学资源的开放：智能性则体现在未来课堂应是一个智能化的学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持教与学主体方便地获得未来课堂设备的服务：生态性则体现在未来课堂应是一种平等、和谐、开放的生态系统。

（二）未来课堂教与学的特点

未来课堂的教与学的过程是以学生为中心的、自主的、个性化的。在学习内容上，不管是哪个领域。都要学习批判性思维、复杂问题的解决、合作以及多媒体通讯等21世纪的专业知识与能力：从技术对学习的促进方式上看，作为以泛技术环境为特征的未来课堂，可以通过不同技术来支持不同类型的学习，多媒体的呈现形式、网络资源和网络社群可以为学生的学习创造机会：从学习的时间和场所上看，学生可以随时随地按需学习，技术为按需学习和全方位学习搭建了关键性的桥梁。使学习资源通过正式学习和非正式学习得以有效利用：从学习主体的广泛性角度看，未来课堂则是提供了灵活的信息呈现方式、学生知识表征方式和活动参与方式，体现为所有课堂教与学主体提供服务。使所有人都能够得到合适和有效地支持。

三、未来课堂：智慧学习环境

智慧学习环境目前也已开始受到教育技术学界研究者的关注，《开放教育研究》杂志从2012年开始开辟“智能学习环境”专栏，北京师范大学教育学部知识工程研究中心和加拿大Athabasca（阿萨巴斯卡）大学计算机和信息系统学院也联合主办了“北京师范大学一阿萨巴斯卡大学首届“智慧学习环境国际研讨会”。

智慧学习环境是数字学习环境的高端形态，是社会信息化背景下学生对学习环境发展的诉求，也是有效促进学习与教学方式变革的支撑条件。智慧学习环境的目标是使得学习场所能够感知学习情景，识别学习者特征，提供合适的学习资源与便利的互动工具，自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习。

智能空间（smart Space）是智慧学习环境的一种实体形式，也是智慧学习环境实现的基础，是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的工作或生活空间，具有自然便捷的交互接口。以支持人们方便地获得计算机系统的服务。智能空间作为信息时代的产物是具有动态、主动、可思维、开放、多变等特性的建筑空间。

参照NIST（美国国家技术标准研究院）给出的智能空间具备的功能和为用户提供的服务标准，我们认为，作为智能空间的特定应用形式，未来课堂也应是一个智能学习空间，它应包括能识别和感知课堂主体以及他们的动作和目的，理解和预测这些主体在完成教与学任务过程中的需求：课堂主体能方便地与各种信息源（包括设备和数据）进行交互：他们所携带或使用的移动设备可以无缝地与未来课堂这一智能学习空间的基础设施进行交互：未来课堂能够提供丰富的信息显示：提供对发生在未来课堂中的经历的记录，以便在以后检索回放：支持未来课堂中多人的协同工作以及与远程用户的沉浸式的协同工作等。

智能学习空间还是一个富交互环境，在未来课堂这一智能学习空间中，大量的计算设备、多模态交互技术模块、情景感知（Context Awareness）模块被嵌入并隐藏在实际的物理环境中这些模块互相协作并能主动为用户提供服务，使得智能空间拥有立体、连续的交互通道。按照智能空间发展的这三个阶段，从独立的智能空间一开放的智能空间一智能社区的演变。不同的智能学习空间之间也应该能够自发地发生交互。当一个空间的资源无法满足用户的需要时。智能空间应该根据用户的要求向临近的空间发出请求来完成用户的任务。

目前，国内外对智能学习空间的研究主要集中于有关智能教室的研究，笔者曾在智能教室的研究现状与未来展望一文中。对智能教室研究的国内外现状进行了系统的综述。目前如清华大学的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越电子的智能教室等。

也有学者从各自角度提出了关于智慧（能）学习环境的构想。钟国祥等提出，智能学习环境是从建构主义学习理论、混合学习理论、现代教学理论出发，以学习者学习为中心，由相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等构成的一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间，认为其既支持学习者学习的自主建构，又提供适时的学习指导。马来西亚学者Chin认为，“智慧学习环境是一个以信息通信技术的应用为基础、以学习者为中心的且具备以下特征的环境：可以适应学习者不同的学习风格和学习能力：可以为学习者终身学习提供支持；为学习者的发展提供支持。黄荣怀等人认为，智慧学习环境是一种能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。

在这些现有的项目中，尽管各个项目关注点会有差异，但是其核心思想是一致的，就是技术整合于教室及教学活动，为课堂教与学活动的顺利开展，及为学习者提供良好的个性化学习支持，注重学习者创新能力及创新精神的培养提供@技术、环境、人、资源各主体相互协调的智能学习空间。

在未来课堂研究方面，笔者曾利用质性研究法和文献研究法，对目前网络上公开的44篇中小学生所写的关于未来教室（课堂）的作文利用质性分析软件Nviv08.0软件进行了内容分析。提炼出当前中小学生对于未来课堂的想象与期望。基于作文内容分析建立的未来教室特点模型，如图1所示。

从模型图中研究者可以发现，学生们对于未来教室（课堂）特点的认识，主要体现在智能的、高科技的、人性化的、灵活的、有趣的、自由调节的、使用便捷的、安全的、心情愉悦的、生态的、环保的、无尘的等概念中。

另外，笔者基于对于未来课堂的定位和特性、学生理想中的未来课堂和未来课堂的目标进行分析的基础上，还采用了专家意见征询法，对来自于教育学、教育技术学、计算机科学与技术、建筑学、心理学等领域20位专家，对于未来课堂的认识进行了意见征询，借此构建了未来课堂的模型，如图2所示。

从未来课堂模型中。可以看出。未来课堂的设计主要从课堂环境设计和课堂教与学的活动设计两方面入手。未来课堂要能促进学习者的学习与发展，应使学习者在未来课堂中能够实现快乐学习和高效学习。而要做到这一点，需要学习者在未来课堂中进入到一个积极的心流状态。从心流理论研究可以得出，要使学习者获得这种心流状态，需要从学习环境和活动两方面进行考虑。其中环境部分包括未来课堂的物理环境和学习支持平台。物理环境中，未来课堂给课堂主体提供了高交互的教与学设备。能够有效支持课堂主体对于学习资源的获取、处理和呈现。智能环境控制则给课堂主体提供了良好的外在环境，从光、温、声、背景音乐、空气质量等方面根据课堂的实时状态进行调节。创意空间布局则主要考虑给学习者提供更为人性化的桌椅设施，以及根据教与学活动的需要能够方便实施桌椅的组合，形成学习小组，以利于小组学习活动的开展。

未来课堂中教的活动、学的活动和评的活动都是基于未来课堂云学习支持系统来实施的，所有学习资源的提取及课堂教学过程中生成的资源均来源于或进入到可进化的学习资源库中。课后的活动是课中教与学活动的延续，教师可以利用课堂实录系统记录的视频和学习支持平台记录的教学生成性资源进行分析，反思自己在教学过程中的经验和不足之处，并撰写反思，与同行交流，也可利用学习支持平台对学生在作业过程中提出的问题进行辅导交流。学生在课后也需要对自己的学习过程进行反思，撰写反思日志，并利用交互学习终端完成系统根据自己的学习情况推送的个性化作业。

未来课堂学习支持系统是未来课堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在网络实现高互动教与学设备、智能环控设备的接入与控制，支持未来课堂教与学等活动的开展。教师、学生可以通过交互终端接入未来课堂学习支持系统，进行教与学的活动实施，教研员、学校管理者、教师同事、家长等也可以接入未来课堂学习支持系统，参与教与学的过程，了解学与教的情况。

可进化的学习资源库是未来课堂学习支持系统的重要支撑。因为在未来课堂教与学的过程中有许多新生成的资源，而且未来课堂中的学习需要有情境性、适应性的资源，需要为学习者进行个体学习时所需的个性化学习资源需求提供支持。根据不同的要求，提供随需应变的学习资源服务。在未来课堂中，学习者需要的不是泛泛的学习资源，而是需要应时的、与学习目标、教与学内容相关的、能够切合学习者所处当前语境的资源。可进化的学习资源优势便在于它解决了资源的应时性。使学习资源有了适应性的特点。由于在未来课堂中，随着课堂主体与资源的交互，不断有新的生成性学习资源产生，也就是说学习资源能在与课堂主体进行交互的过程中，吸收资源使用者的集体智慧得以不断进化，这样就使得原本传统的静态化、结构封闭、内容更新迟缓的学习资源需要转变为动态生成、持续进化发展、结构开放的学习资源。不断保留在使用和交互过程中产生的生成性信息作为资源进化的养料，体现资源进化和学习者知识建构的历史路径，满足资源自身生命进化的需求。未来课堂中学习者的学习过程不仅仅是学习者与学习资源的交互，更重要的是在参与学习的过程中，吸取教学者、其他学习同伴、远程学习者或专家等人的智慧，建立起学习者学习的社会认知网络，收获持续获取知识的“管道”。透过学习资源在学习者、教师等人之间建立起动态的联系，共享学习过程中的人际网络和社会认知网络，满足社会化学习的需求。

由上可见，未来课堂是一个智慧学习环境，智能性是未来课堂的重要特性之一，未来的课堂应是这样一个富有技术、充分体现技术、人和谐交互的智慧学习环境。这个环境的组成既包括未来课堂物化形态上所呈现的智能学习空间，同时还包括在这个空间中对课堂主体所进行活动的智慧性支持。在这个环境中，技术也已成为一个具备一定智能的主体，与其他主体能够进行良好的互动，共同促进未来课堂教与学效率的提高。

四、未来课堂的智慧性体现

基于泛技术环境的支持，未来课堂的目标是旨在构建一个自然、和谐互动的学习空间。促进学习者进行个体学习和社会化学习，进而促进学习者的发展，在空间设计上也应能够体现绿色、环保，从信息化设计到体验性设计。

未来课堂作为一个智慧学习环境。其智慧性主要体现技术层面、环境层面和资源和服务层面等方面。

（一）技术层面——应用大量的智能技术

未来课堂作为一个泛技术支持下的教学环境，应用了大量的智能技术，主要实现信息的记录、传输、编辑的智能化，主体之间交互的多元化、便捷化。如RFID技术、泛在网络技术。智能学习空间（Smart learning space）是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的教学与学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持课堂主体方便地获得计算机系统地服务。人们在未来课堂里的学习过程就是使用计算机系统的过程，也是人与计算机系统不间断的交互过程。在这个过程中，计算机不再只是一个被动地执行人的操作命令的一个信息处理工具。而是协作课堂主体完成教与学任务的帮手，是人的伙伴，交互的双方具有和谐一致的协作关系。这种交互中的和谐性主要体现在人们使用计算机系统的学习和操作负担将有效减少，交互完全是人们的一种自发的行为。自发（spontaneous）意味着无约束、非强制和无须学习，自发交互就是人们能够以第一类的自然数据（如语言、姿态和书写等）与计算机系统进行交互。

（二）环境层面——实现智能环境

未来课堂中应用了许多电子设备，要做到环境的智能化，需要使电子设备消失在用户环境中，因此。需要“虚拟设备”来支持课堂主体与消失了的电子器件间的自然交互。通过智能化、个性化和相互连接的系统和服务创造所需的环境和功能。以此提高人们利用环境学习的质量。

空间可以感知人的存在。根据不同的人，空间就会有不一样的改变。

智能环境控制系统主要基于RFID等的物联网技术对课堂内的光、电、声、温根据学习者学习的需要进行控制，可以根据课堂外的光照条件调节照明，季节气候的不同调节温度，根据课堂内的声场环境调节声音系统等。如图3所示。

环境必须能识别生活在其中的人，适应他们，并从他们的行为中学习，可能的话还要具有情感。在环境智能的世界里，由组网的智能设备组成的电子系统将集成到人们的环境中，并为人们提供随时随地所需的信息、通信、服务和娱乐等服务。设备还能进一步适应甚至预备人们的需要。环境智能将以完全不同于现在的手柄式或固定的电子盒的方式出现。这些新系统将自然地融合到周围的环境中，并可以产生更为自然和隐含的交互方式。

智能环境重要的技术特性主要包括嵌入式（Embeded）。许多组网设备被集成到环境中。环境感知（context Aware）系统能识别你和你所处的环境上下文，个性化（Personlized）系统能调整自身以满足你的需求，适应性（Adaptive）能发生变化以响应你。预备（Anticipatory）系统无需有意识的干涉便能提前准备好你所想要的。

（三）资源层面

未来课堂可以通过云资源支持平台、智能课堂实录系统和交互白板实现资源的智能实时录制和资源存储。

智能课堂实录系统可以对课堂中的学习者的学习过程，包括自我学习和小组协作学习等过程进行记录，储存于云端资源服务平台中。可供学习者课后进行学习过程的回放，反思支持。

课堂智能实录系统是未来课堂物理架构的重要组成部分，实录系统能够自动跟踪课堂主体的状态和活动，自动调整镜头的景别。及实现聚焦和拾音电平的调整。并处理好不同摄像机之间的录制画面的同步。可以实现多摄像机、多场景切换式拍摄。

（四）服务层面

未来课堂应为课堂主体而建，终极目标在于促进学习者的个体学习和社会化学习，以促进学习者的发展，是一个充分发挥课堂主体的主动性、能动性，和谐、自由发展的教与学的环境与活动。未来课堂应为课堂教与学活动的实施提供完善的支持与服务。要实现这种支持与服务。需要未来课堂能够根据课堂实时情境。判断出课堂主体的需要，为教师和学生实现教与学过程的智能分析，资源的智能推送等。从而为每一个学习者能够实现个性化学习提供可能。

五、未来课堂——智慧学习环境的实现技术

未来课堂作为一个智慧学习环境，其实现技术主要包括硬件技术和软件技术两个层面，其中硬件技术主要包括所有设备之间的智能互联技术、多功能交互设备技术；软件技术则主要是指各主体间的信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等。

（一）硬件技术层面

要使得未来课堂成为一个智慧学习环境，需要有硬件技术的支持，这些硬件技术主要包括物联网技术、多功能交互设备技术等。

1.物联网技术

未来课堂是一个泛技术环境，是一个技术增强型课堂。未来课堂的物理架构是指在泛在网络环境支持下，由多屏显示、活动桌椅、智能环境控制系统、桌面平板电脑、无线反馈系统、视讯会议系统、智能课堂实录系统等部分构成。从未来课堂的物理架构可以看出在课堂中应用了许多新的技术，但这些技术在未来课堂中不应该是单独存在的客体，而都应成为彼此之间信息互通的主体，成为未来课堂的有机组成部分。目前，实现要实现这些设备之间的无缝链接，主要可以采取物联网技术来完成。

物联网（TheInternet of things）的定义通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。按约定的协议。把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

从课堂教与学主体进入课堂开始，其身份信息将自动被读取。相应的设备都会根据读取的主体信息调节相应的设备状态。给主体提供相应的支持。以符合个性化学习的需要。体现所有学习主体的学习机会平等性、学习方式多样性、学习模式灵活性。

基于物联网形成的无缝学习环境和泛在网络技术可以让所有学生和教育工作者随时随地使用综合性的学习基础设施。

2.多功能交互设备技术

除了物联网技术以外，未来课堂的主要特性是其互动性，要实现各主体之间的良好互动。需要有多功能交互设备技术的支持。如多功能交互笔。多触点交互显示技术等。

在未来课堂这样一个包括多种显示设备的三维交互空间中。用传统的鼠标键盘进行交互是相当繁琐的。每个显示设备都需要单独配备鼠标或键盘，对于不熟练的计算机用户来说。这种交互方式效率很低。对某些操作，例如绘制图标。即使是熟练的计算机用户用鼠标和键盘也很麻烦。清华大学研究者设计实现了一种多功能交互笔uPen，它是一个具有压力传感器的触摸笔，可以发射激光，笔身上还有激光发射和鼠标左右键共三个功能按键。结合触摸板和计算机视觉技术。用户利用一只uPen就能够以便捷的方式在课堂中与各种显示设备进行交互。这种笔势交互的模式摆脱了鼠标键盘，使用户在课堂的各个位置都能与显示设备交互，而且交互方式统一便捷。每一支uPen在使用过程中能向系统发送惟一的ID信息。为多支uPen同时工作提供了基础。结合室内定位系统，就能够确定使用人员的当前交互状态，为系统的主动服务和用户相关的过程记录提供了可能。

多点触控技术是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。它是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备（如鼠标、键盘等）的情况下进行计算机的人机交互操作。多点触摸交互技术能支持同时多点触摸输入，使得触摸手势输入和多人协作交互成为了可能，可以提高交互的智能性、协作性和自然性，也推动了人机界面逐渐由图形用户界面（GUI）向自然用户界面的转变。将双手的手势动作定义成人们在日常生活中常用的自然动作并用来操作计算机，可以大大减少操作者的认知负担，降低学习操作的门槛。触摸手势交互作为一种更自然的人机交互方式，它符合用户的认知，提高了交互的自然性。

为满足人们简单、自然、友好、一致的人机交互需求，利用人在现实生活中的劳动技能和操作技巧，提高交互的自然性，该平台以用户为中心。相对于单手操作。双手交互不单是输入通道上的增加，而且体现了双手合作的特点，提高输入带宽和工作效率，使得传统的图形界面交互能够和双手多指交互相结合达到优势互补。如国防科学技术大学研发的基于手势的多指触摸协作交互平台。解决了多点触摸识别与定位、触摸手势识别、多人协作交互等关键技术，利用先进的光感应触控手段，实现了双手多指触摸操作的人机交互。开发了基于双手自然手势进行触摸交互的通用支撑软件，支持多人协作交互。通过触摸屏在图形界面上实现了一种自然、简单、高效的人机交互。支持自然手势的双手多指触摸人机交互系统，在触摸精度、显示面积和显示方式上与国际同期同类技术相比具有明显优势。

（二）软件技术层面

未来课堂设备的配置和连接从硬件技术层面来讲创建了智慧学习环境的物理基础，但要使其真正发挥各自的作用。成为一个智慧学习环境。则需要相应软件技术支持。这些软件技术主要是指各主体间信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等，具体包括人工智能技术、上下文感知计算技术、和谐交互技术、计算机视觉识别技术和无缝数据管理技术等。

1，人工智能技术

人工智能技术是当前信息技术教育应用的一个研究热点，基于人工智能技术开发的智能教学系统使得计算机软硬件系统能够更好地服务于学习者的学习过程。以智能专家系统ITS（Intelligent Tutoring Systems）为例，ITS是一种能仿真人类教师的计算机教学系统，以学习者为主设计的教育软件，它能感知学习者的学习状态，而提供适合学习者程度及喜好的指导、决定学习者模块内容及选择特殊设计以辅助学习指导及练习（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技术推论学习者的学习状况、理解状态及分析学习者特质，进而决定教学的内容、时间点、与方式。这不但塑造了一对一教学的理想环境，同时也提供了针对不同学习者需求，量身定做的适性化（adap.tive）学习内容。ITS以学生模型（Student Model）、教学模块（Pedagogical Module）、领域知识（Domain Knowledge）、接口模块（Interface Module）四个组件来达成上述的各项功能。[删

在未来课堂中，学习者除了可以和实体课堂内的教学者、学习同伴进行互动外。还可以和学习支持系统中的智能型人进行互动，获得个性化的学习支持，智能性人中的“教学人”可分为“协助教学事物人”及“实际进行教学的仿真教学人”两种。台湾学者陈鸿裕的研究指出，协助教学事物的教学人主要的工作有：（1）自动负责同伴间的联络；（2）自动检视并提示学习进度；（3）自动收集课程的相关信息。而“实际进行教学的仿真教学人”则是代替教师实际进行教学的人，大部分的系统皆是以一个动态的3D人像作为沟通接口。以运用虚拟实境中丰富的沟通形式。与学习者在网络的虚拟实境中互动。

2.上下文感知计算技术

上下文感知是智能空间的重要特征。是提高计算系统交互智能性的核心技术。上下文感知计算是指利用上下文信息自动为用户提供适合当前课堂教与学情景的服务和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的应用等方面的内容。

上下文是指任何可用于表征实体状态的信息，这里的实体可以是个人、位置、物理的或信息空间中的对象。在实际应用中，上下文的种类可归纳为计算上下文、用户上下文及物理上下文等。上下文可分为低层上下文和高层上下文两个层次，低层上下文是指直接从相应的传感器获得的上下文：高层上下文和低层上下文往往是相互关联的，一般来说是根据低层上下文进行逻辑推理得到的。由于高层上下文更能体现用户主体的意图。因此人们对高层上下文更感兴趣。它成为判断用户主体当前意图，为用户主体提供相应服务和支持的重要依据。

3.和谐交互技术

未来课堂通过开发和集成先进的和谐交互技术，为学习者提供一个高效的信息获取、交流的工作空间。从而促使显著提高学习、讨论和协作效率。

在未来课堂中，多种来源的相关信息将集成显示在课堂的三维物理空间中，课堂教与学的主体可以在多个显示表面上以自然便捷的方式直接与信息系统交互。或与远程的专家或学习伙伴进行充分的协作交流，整个互动过程还将被自动存放为可索引的学习记录或参考案例。未来课堂这一智能学习空间是一个典型的多用户和谐人机交互环境，目标是促使学习者在复杂的情况下尽快地理解和掌握当前形势并快速地做出合理地决策。关键是要为开放式信息集成、多用户自然交互提供支撑技术。

基于普适计算的智能学习空间技术，能营造全方位信息显示与和谐交互环境，将大大提高教与学过程的快速性和可靠性。

4.计算机视觉技术

在未来课堂这一智慧学习环境中，人的行为识别理解、物品识别与定位，以及场景恢复等问题都需要利用计算机视觉技术作为主要或者辅助手段来解决。计算机视觉是用计算机或机器对生物视觉的仿真。是一门综合性的学科，它包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学，神经生理学和认知科学等。计算机视觉就是用各种成像系统代替视觉器官作为输入敏感手段，由计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能像人那样通过视觉观察和理解世界。具有自主适应环境的能力。

在未来课堂中，用到的与计算机视觉相关的技术主要有图像处理、图像识别和图像理解。图像处理技术把输入图像转换成具有期望特性的另一幅图像，图像处理主要利用图像处理技术进行预处理和特征提取：图像识别是指根据从图像抽取的统计特性或结构信息，把图像分成预定的类别，图像识别主要用于对人的动作、物品等的识别与定位等；图像理解不仅描述图像本身，而且描述和解释图像内容所代表含义，图像理解主要用于对场景的理解和对人的行为和意图的识别等。

5.无缝数据管理技术

从用户的角度来看，进入未来课堂后，不同计算设备上的信息被放置在一个系统中，用户无需关心信息的上传和下载，只需利用下文介绍的多功能交互笔就能在不同显示设备上方便地显示、切换、标注这些信息，使得用户的注意力能主要放在讨论和信息理解的过程中，无需过多理会计算系统的细节。远程用户被允许接入未来课堂后，也能利用无缝数据管理模块来提供和共享信息。

在多种显示设备集成的智慧学习环境中，课堂教学主体可以通过物理环境（如墙面、桌面）、日常用具（如笔、激光笔），新型信息设备（如PDA、麦克风阵列），以及语音命令等自然便捷的方式与信息系统交互，无需依赖传统的鼠标键盘，以使对计算机不熟练的人员也能够直观地访问、处理信息。原型系统主要通过语音命令和多显示表面上的笔式交互提供直接的支撑技术。

除了以上的硬件技术及软件技术外，未来用在未来课堂这一智慧学习环境中的技术还可能包括增强现实技术（AR）、多模态信息融合、自动记录决策过程、内容增加技术（如把有意义的元数据添加到现有的音频和视频内容中）、新的压缩和表现技术（使音频和视频能实时地产生复合型媒体）和适应技术等，以支持未来课堂用户主体和课堂技术、资源和环境间的自然交互等等。

篇6

关键词 人机工程学 Web课件 设计

The Research of Ergonomics in Web-based Courseware Design

Abstract In the last years， we have seen a proliferation of network education. How to construct the resources of network education effectively has been an important and imminency problem. In this article， the author presents the ergonomic problems in web-based courseware design. Web-based courseware design should be based on learner’s needs in physiology and psychology as possible as we can.

Key Words Ergonomics Web-based courseware Design

近年来，随着网络教育的蓬勃发展，如何更有效地建设网络资源日益成为重要而迫切的问题，对于网络资源的一个重要组成部分--网络课件的设计，人们进行了大量的研究和工作，取得了阶段性的成果。但目前网上运行的课件还存在很多不尽人意的地方，比如形式单一、内容枯燥、操作不便、界面设计不合理等等，那么Web课件的设计应该遵循怎样的思路和方向才能近可能地满足学习者的生理和心理的需要，以使学习者操作更便捷，学习更高效呢？很显然，在当前形势下研究这个问题具有重要的意义。

1什么是人机工程学？

1.1概念

人机工程学又称人机工效学(Ergonomics)，是一门让技术人性化的科学，一门关于技术和人的协调关系的科学。即如何让技术的发展围绕人的需求来展开，把人作为产品和环境设计的出发点，使其性能、色彩等更好地适应和满足人类的生理和心理的需要，从而使人们在工作中更安全、便捷和舒适，工作效率更高。其研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术等多个领域。

1.2 两个熟悉的例子

牙刷是我们生活中最普通不过的用品，而它的设计中反映出许多人机工程学问题。我们可能都见过普通宾馆里的一次性牙刷，这些牙刷大都设计得比较简易，杆身很直，使用时手握起来不便用力，手腕的曲度不合适容易造成手腕酸痛；另外，有的牙刷的毛刷过硬，容易损伤牙龈，这些都不能很好地满足人的生理需要。而设计比较好的牙刷则较多地考虑了人的生理和心理的需要，牙刷的毛刷软硬适度、材料适当有利于保护牙龈；牙刷的杆身曲度合理且其上有些凸凹槽，使用时便于手腕用力。以上这些考虑是人的生理上的满足，不仅如此，其清晰、淡雅的色彩和杆身的合理曲度给人带来视觉上的美感，这些是人的心理上的满足。这是一个生活方面的例子，下面让我们看一个人与计算机交互方式演变的例子，看一下它是怎样体现人机工程学问题的。

回顾人与计算机交互方式的演变，从利用穿孔纸带输入计算机程序，到面对终端机上的字符操作界面，再到个人计算机上的图形界面和多媒体，继而是网络和虚拟现实，界面的日益"友好"或者说计算机技术的日益"人性化"，其实质也就是人机工程特性的不断提高。具体说来，字符界面对用户的要求是一种回忆加工，用户必须记忆大量的计算机命令才能与计算机进行交互，而图形用户界面对用户的要求则是一种再认加工，用户只要能够再认出菜单、按钮、滚动条的意义就能够与计算机交互，再认加工与回忆加工相比对用户的认知负荷的要求要低的多，这样就大大降低了用户的认知负担，这样有利于用户工作更快、更舒适、更高效，不容易有挫折感和疲劳感，更易于自学和探究，学习到更多的能力。让我们再看一下虚拟现实技术是怎样体现"以人为本的"。从人机工程学的角度来说，虚拟现实技术把人类的空间感、行走等感觉和行为功能纳入到人机交互之中，使得人与信息的交流变得更加自然和没有障碍。

2 Web课件设计中人机工程学问题

从以上人机工程学的概念和例子中，我们能够看出为了让作业中的人工作更高效、更舒适，我们产品的设计应该以满足人的生理和心理的需求为出发点。那么，Web课件设计主要应注意哪些方面的问题才能使学习者操作更便捷、更舒适，学习更高效呢？笔者认为我们在Web课件设计中应当注意以下几个主要的方面。

2.1 Web课件的设计应建立在脑科学和教育心理科学的理论基础之上。

无论课件的组织(选取的哪些内容，通过规则学习还是示例学习、通过超级链接形成怎样的结构、课件中小单元的容量等)还是界面上色彩的搭配、界面的布局，声音、图象等多媒体的组合等所有的工作都要有科学的理论所依，而不是凭着感觉走，这个道理看起来很简单，但事实上目前网络上运行的很多课件在设计时在这方面考虑的不多，很多工作只是凭着感觉走，结果，要么色彩搭配不合理，就是声音和图象搭配不合理，最终影响学习效果。下面举一个小的例子来进一步说明这个问题。

比如说，心理学家Rayner和Pollatsek通过图画知觉过程中的眼动研究表明：人眼对信息区的及时注意是受物体之间差异的大小影响的，人眼总会及时把眼光移动到与周围环境不协调的物体上，并且画面中不协调的物体比协调的物体注视时间要长。根据这一理论，我们在设计界面时就可以通过或动静或大小或色彩的区别来突出重点内容。然而，由于有些设计者对有关理论了解不多，在设计时只凭着感觉走，把画面设计得很花哨，结果适得其反，不仅没有突出重点内容，一些非重点内容反而牵扯了很多注意力。

总之，课件设计的一切工作都要有据可循，课件的结构、单元的容量、声音和图象的匹配等等要符合大脑和心理的认知过程和认知规律。很显然，如果我们的设计符合人类脑生理和心理的特点，学习者的学习效率将会得到大大提高。尽管，目前能够用于教育的脑科学成果还没有一个清晰的表单，心理的认知规律还有待进一步发展，但了解脑科学和教育心理科学的有关理论，并把我们的设计工作建立在其上，这应该是课件设计者引以注意的问题。在这一方面，Learning这个网站做得比较好，尤其把脑科学的一些成果用于指导课件的设计，有些知识的学习通过一个问题解决的认知情境来实现，有助于创造能力的培养。

2.2 Web课件的设计应当具有一定的智能性

2.2.1 为了让学习者尤其初学者不在课件的畅游中（尤其在比较复杂的网状结构的课件中）迷航，课件应当具有"帮助"系统，就像Office中的小助手一样，帮助学习者熟悉课件的结构（本知识点与其他相关知识点之间的联系，知识点之间的全局关系图），帮助使用课件的交互功能等等。

2.2.2 课件中应当有能够记录学习者的学习路径的系统，这样学习者一旦中断学习进程，就不必重新开始进入，并且，教师根据学习者与系统的交互问答历史可以在一定程度上了解学习者的学习情况。

2.2.3 学习者应当可以把自己的学习心得或对课件设计的建议或对其中问题的处理方法提交进课件中。我们可以通过下面的方式让学习者提交其想法：

这样知识的学习模式由：

变为：

这样的好处是，首先，加强了教师和学习者彼此之间的沟通，增强了学习的反馈和评价功能，通过学习者的主动参与调动学习积极性。其次，充分发挥大家的智慧使得课件质量不断改善，而不像以前那样仅仅依靠编制?quot;个人"的力量，最终学习者也从中受益，共享资源，不过此时的专家要加强其管理职责。

当然，随着人工智能技术的进一步发展，课件的智能性也会相应地逐步完善，比如，机器可以根据学生的学习情况判断其认知水平，从而实行因材施教；机器允许学生用自然语言与计算机进行人机对话，并能对带有学生个性特点的问题作出解答，从而具备更好的交互能力等等。

2.3 Web课件的设计应当加强人人交互环境的创设。

人机界面交互技术经历了命令界面到目前的图形用户界面、多媒体用户界面，正朝着虚拟现实和多通道用户界面的方向发展，随着这种发展，人机交互趋向自然、和谐、高效，在目前图形用户界面和多媒体用户界面的情况下，我们在设计课件时除了考虑运用良好的导航图标设计等来增强人机交互外，设计者还应当加强人人交互环境的创设。在网络环境中，老师和学习者、学习者与学习者面对面交流的机会减少，因此，在课件设计、开发时必须考虑师生、生生之间同步和异步的交互，让学习者感到自己的学习活动并不是孤立的，并非只有计算机在和自己说话，而是始终有人在一起参与的，是人性化的。目前，异步的双向交流方式主要有电子邮件、电子公告栏、网上练习等；同步的双向交流方式重要有网上交谈室、电话会议、视频会议等。

2.4 Web课件在必要时应有一定的实拍的或虚拟的真实情境。

人类大多数活动领域具有三维和直接操纵特点，也许数学和逻辑的活动例外，人生活在三维空间，习惯于看、听和操纵三维的客观对象，并希望及时看到这种控制的结果。心理学已经证明更多地借助物理、空间或形象的表示比单纯的文字或数字表示更有利于"问题解决"和"学习"。因此，课件中的有些内容不能仅仅用文字来呈现；建构主义也认为，知识不是通过教师传授得到的，而是，学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人例如教师和伙伴的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式来获得的。并且，教育的一个重要职责就是培养学生解决现实生活问题的能力，因此，课件不能仅仅是简单的知识介绍、操作练习、单元测验、资料查询，而应创设一个问题求解的认知情境，并且学习内容要选择起初性任务，不能过于简单，以免远离现实情境。总之，在网络环境下，创建多媒体化的真实自主的协作情境使学习发生趋于自然，这样对学习者知识和能力的获取是非常重要的，否则，不能很好地满足人自然的生理和心理认知需求。

2.5 Web课件的界面设计要尤其注意。

课件最终要通过界面和学习者进行交互，因此，不管课件的其他工作做的如何，如果界面设计得很糟糕，那是很影响学习效果的。比如，有些网页或课件的界面设计是：墨绿色的底色上面是黑色的字体，字体又小，学习者在看界面时需刻意瞪大眼睛、向前探身才能看清屏幕上的信息，屏幕上的信息不是自然、悦目地映入学习者的眼帘，学习者观看这种界面不仅很快会感到视觉疲劳，而且不能全部精力放在思考问题上（需一部分精力放在看清信息上）。因此，学习者与这种界面交互不仅会影响学习效率，而且造成视力下降，影响身体健康，更谈不上舒适。这里只是举了一个小例子，其实，目前，网上运行的课件界面还存在其它种种问题，有的动静处理不当，有的界面布局不合理，有的主次不清等等，这些问题都不同程度地使学习者感到视觉疲劳、学习注意力分散、心理不舒适，最终影响健康和学习效果。一般来说，界面的设计应主要注意以下几个方面的问题。

1 同样的界面对象是否具有一致性、连续性的行为？

2 各种提示信息是否简单、清晰？

3 色彩是否统一、协调？是否避免了同时使用太多的颜色？

4 文字内容是否简洁、重点突出？字体、字号、字型是否合适？

5 界面对象的动静处理是否得当？

6 布局是否合理、简洁、协调、美观，画面是否均衡等等？

一般来说，好的用户界面应当使用户把所有注意力集中于完成任务上而无需为界面分心，例如，用户的视线自然地落在所感兴趣的对象之上。

网络技术、多媒体技术的发展对教育的发展产生了极大的推动作用，如在信息的传播、呈现、获取、存储、共享等方面，网络教育给人类带来了极大的便捷，但是网络教育也有其自身的一些缺陷，如缺乏真实情境、机器的呆板、缺乏人性化等等。人本主义认为教育应以人的需要为本，最终使人得到全面发展，因此，教育技术的发展应以人为本，只有如此，才能最大限度地提高教育的质量。我们在设计网络资源时应尽可能地从人机工程学的角度出发，使其满足学习者生理、心理的需要，使学习者感到健康、便捷，舒适、和谐、高效。这样，我们能够充分发挥网络的优势，尽量弥补其不足。

参考文献：

[1]、吴小勇，让技术人性化的科学--人机工程学，

Http://smartpacker.net/ergodesk/papers/aritcle1.htm

[2]、课件设计的理论基础--脑科学研究，学术报告，Http://learning.com

[3]、James Z. Li， Knowledge System Design，学术报告， Http://leadingway.com

[4]、刘颖，菜单界面设计的认知工效学研究方法[J]，应用心理学，2000年第2期

[5]、陶云，图形知觉过程的眼动研究[J]，心理科学，2001年第2期

[6]、王忠华，多媒体CAI课件的人机界面设计[J]，现代教育技术，2001年第1期

[7]、杨凯，基于Client/Server的浏览式网络课件的设计[J]，现代教育技术，2001年2期

篇7

20世纪90年代以来，以计算机为核心的信息技术在教育领域的广泛应用推动了教育技术、教学理论及教学实践的发展，其对外语教学的影响尤为深刻广泛。从技术层面看，其对外语教学的影响及在外语教学中的应用特征主要表现为外语教学的数字化、多媒体化、网络化和智能化四个方面[1]。信息技术引发的外语教学变革从教学手段到教学模式，从教学数量、质量到教学理念等都得到了全方位的体现。正如陈吉堂（2002）所总结的那样，“现代社会铸造了现代外语教学的模式，这个模式的主要特征是：从机械的模仿到灵活自主的方向发展，从课堂教学的单一方式向形式多样、时空无限的大社会拓展，从单纯的知识学习向综合的素质培养方向发展，从松散型教学模块向集结型教学模块演变。”[2]

信息技术与外语课程的整合是网络信息技术与外语课程关系研究中的核心问题，其目的就是要从根本上改变传统的教学结构。因此，网络信息技术与外语课程的整合和CAI、CALL有着本质的区别：整合后网络信息技术将成为整个课程系统的一个有机组成部分，而不是可有可无的辅助工具；整合后的模式将从根本上改变了外语课程的本质，打破传统的外语教学模式，创建理想的教与学的环境和方式，同时使得教学结构发生根本的变化，由传统的以教师为中心的教学结构，转变为教师主导、学生主体的教学结构[3]。若从系统论的观点出发，则可以把信息技术与外语课程整合定义为：将外语教学系统中的各种教学资源和各个教学要素有机地集合起来，将教学理论、教学方法、教学技能与教学媒体有效地结合起来，并呈现出高度的和谐与自然，充分发挥系统的整体优势以产生聚集效应[4]。

成人外语学习群体庞大、范围广博，但教学流弊明显、效益低下，其中英语学习群体表现最为突出。英语的“世界普通话”地位决定了它在各级各类教育中的地位与影响：在非英语国度，不仅是幼儿、小学生、中学生等未成年人接受的系统教育要“不断线”地开设英语课程，而且各级各类成年人的学历文凭教育、职业资格培训、工资待遇晋级等也必须“临阵磨枪”、“囫囵吞枣”地“完成英语教学计划”。这些成年人群体庞大、范围广博，出身不同、基础有别，层次复杂、目标各异，也就是说，相对学校未成年的系统学习群体而言，成人英语学习群体差异明显、特性突出，但他/她们在某一特定的时间和地点为了某一个特定的目的偶然地走到了一起。特殊的群体需要特殊的教育，特别的个体需要特别的关怀。然而，现实并非如此：在有限的教学时间和空间里，为了应付教学任务和课程要求，特性和个性“一刀切”；为了省事、省心、省力，教师往往用最传统、最普通的教学方式“一堂灌”，结果从表面看来“你好、我好、大家好”，而实际上是收效甚微、资源浪费！在信息技术革命风起云涌、日新月异的背景下，在现代教育技术日趋普及、童叟皆知的环境里，成人外语教学的低效性乃至无效性势必受到“拷问”，其有效性研究势必提上日程！

二、成人职业教育中信息技术与外语课程有效整合的理论述评

上世纪70年代以来,受认知心理学发展的影响,语言学家们分别从横断面和纵深面对输入、互动、学习策略、课堂教学、普遍语法等方面进行研究,提出各种关于语言学习的理论。近年来。越来越多的学者从认知科学、心理学和信息处理等方面入手,研究语言学习的认知过程和学习者的个体差异等,均取得了突出的成绩。这些理论对分析外语学习过程的认知心理有借鉴意义，对信息技术环境下各类外语教学有重要启示。

1．建构主义学习理论[5]的要求。

建构主义学习理论为实现全人的教育（whole-personeduca-tion），对教学活动提出了以下要求[6]：（1）教学环境要对学生的认知形成一定的挑战，但应保持轻松、愉快、自由、支持的学习氛围，促进学生积极情感的培养和形成，使学习者真正进入教学的真实情境，借助其他人的帮助，即通过人际间的协作、会话活动而实现意义建构过程；（2）教学过程中，教师是引导者、促进者和帮助者，学生自主地选择学习内容、学习策略和学习进度，而教学内容具有针对性和个性化，保证学生自由发挥其认知潜力；（3）教学评价不仅仅是教师以考试的分数对学生已学知识进行检验，学生应成为教学评价的主体。上述要求为信息技术融入外语教学各个环节提供了理据。

2．多元智力理论[7]。

Gardner于1983年提出了多种智力理论，他认为智力不是一成不变的，是可以训练发展的；智力不是单一的，而是多种不同智力共同作用于一个人的思维和行动。Gardner认为人类的智力应该包括七个不同方面的内容，它们分别是：语言文字智力和自我认识智力。即认识自我、发展自我的能力。多元智力理论表明智力是一个复杂的概念，具有多重性的特点。一个人的智力是多种不同能力综合叠加的结果；每个人的智力构成都有其独一无二的特殊性。多元智力理论从理论上解释了外语学习者普遍存在的个体差异问题。因此，它为我们更科学、更有效地开展多媒体外语教学提供了直接的理论支持和有益的实践指导。

3．图式理论[8]。

认知心理学认为语言学习是新信息激活长时记忆中储存的旧知识，从而形成新知识的创造性过程。因此，背景图式的作用十分突出。图式是大脑为了便于信息储存和处理而将新事物与已有的知识、经历有机地组织起来的一种知识表征形式，是相互关联的知识构成的完整的信息系统。图式在知识的组织中起着中心作用，是认知的建筑块件。在解释感觉输入、从记忆中检索信息、组织动作等环节中，人们都离不开图式，因为它提供了填充新信息的结构和指导填充过程。语言学习是新信息刺激已有知识或图式的过程[7]。因此，语言教学需要为学习者提供图式框架，帮助学习者建构一个新的图式，以便组织文章信息或相关的语言信息，需要提供链接信息以激活学习者已存的有关图式，而多媒体信息和图像是最好的图式背景“前导”手段。这意味着教学需要充分利用网络媒体的现实性、声像资料的直观性和可视性，为学生提供丰富的背景图式“前导”信息，激活和调用相关的主题语言知识。也就是说，利用多媒体手段，提供与教学主题相关的图式声像背景，调动学生丰富的想象力；用已有的语言知识描述主题背景，从而培养学生语言与现实相匹配的思维和表述能力。

4．Krashen外语学习认知学说要点[1]。

在外语学习过程中,学习者首先必须接触目的语的材料,这就是输入。学习者通过对输入的语言材料的处理,产生一种不同于母语和目的语的语言――中介语,并在最后形成语言的表达,即输出。Krashen的外语学习认知学说对外语教学有以下几点启示:(1)可理解的输入信息是外语学习的重要环节；(2)外语学习是学习者主动构建内部心理表征的过程,学习过程要充分发挥学习者的主动性,即强调有意义的学习和有意义的操练。因此,教学要以学生为中心；(3)外语学习过程既是对旧知识的改组和重构,也是对新信息的意义构建；(4)强调学习过程中情景的创设。外语学习应是互动的,学生不仅是信息的接受者,还应是信息的反馈者,即信息的输出者；(5)情感因素及学习者的个体差异均对外语学习产生影响。信息技术与外语课程的整合能有效满足上述要求。

5．维果茨基理论要点[1]。

维果茨基根据儿童认知心理发展规律提出了最近发展区、文化发展普遍规律及中介理论。根据维氏理论，我们可归纳其学习过程的基本特征及设计的网络学习环境所要支撑的内容[1]：（1）学习是需要的驱动，依赖于实践中的参与；（2）学习是社会行为，它是以社会的人通过语言、符号、工具等为中介的；（3）学习是在确定的最近发展区中，适应现有文化成员的行为；（4）学习是反思和元认知行为，是从社会到个体的内化过程；（5）学习是基于丰富的文化和社会语境，既习得隐性知识，又习得显性知识；（6）学习是从一个环境到另一个环境的知识转化，是发现概念意义相互关联的过程。所设计的有效的支持环境要能支持：（1）学习者解决问题，即完成学习任务和目标；（2）学习者内化知识的过程，即提供模型、训练和引发表达、反思及探索的环境或提供认知工具；（3）学习者与周围环境的互动与合作。他们形成一个团体，拥有共同知识和价值观，并追求共同的学习目标，从而为彼此提供同伴支持；（4）学习者为达到特定目标必须参与的真实的社会文化环境。

三、成人职业教育中信息技术与外语课程有效整合的实践运作方案研究

(一)实践方案的主要内容

1．成人职业教育外语教学资源的整合。

现代信息技术、外语课程的性质及市场的商业化运作模式促使了大批形形的外语教学资源应运而生并不断推陈出新。在教学实践中，科学合理地研究和选择教学资源难，而高效务实地使用则更难：即使选择上已做到科学合理，使用中也未必能务实高效，况且任何一种资源都不可能完全满足某一特定学生群体的学习需要。因此，在资源使用的过程中，教师要善于根据学生的具体学习需求和实际教学条件，对教学资源进行取舍调整与二度开发。在本研究中，前者是指一般层面的对手头所选用的教学资源的结构、内容、顺序、教学方法等要素进行取舍调整以适应教师课堂教学的需要；后者是指更高层面的精选与重组现行的各种教学资源，补充设计一套能够反映英语学习规律、符合特定院校和特定学生群体实际、代表最广大学生利益、具有相对稳定性并易于操作的成人学生自主学习资源。

2．成人职业教育外语教学手段的拓展。

现代教育技术与外语教学的有机整合使外语教学活动变得更灵活、更便利、更直观、更有效[2]。外语教学中常用的教育技术主要包括：光学技术（幻灯、投影）、电声技术（录音、广播）、影视技术（电影、电视、录像、VCD\DVD\CD-ROM）、语言实验室技术、计算机技术、网络技术等。随着网络时代的到来，计算机与网络通信技术、多媒体技术相融合，形成了Computer-mediatedCommunication(CMC)浪潮，在Internet上出现了形式多样的外语交际手段和途径（如E-mail,List,UsenetGroups,Gopher,IRC,CUS-eeMe,Moos,MSNMessenger），在外语教学中实现了教学功能的新突破，使外语教学朝着网络化、国际化、智能化、多元化方向迈进[2]。成人职业教育外语有效教学的实现离不开上述教学手段的合理拓展和应用。

3．成人职业教育外语教学模式的优化。

现代教育技术与外语教学的有机整合使外语教学模式由封闭性和单向性的知识与技能传播转向开放性，呈现出多元化的教学模式。网络多媒体环境下的教学模式应该以教学理论和学习理论为依据，优化组合教师、学生、媒体、教学内容等教学要素，运用恰当的媒体技术和不同的教学策略实现教学内容的有效传播与呈现，从中获取高效的教学效果。成人英语有效教学的实现需要在实践中结合手头技术资源，应用和检验网络多媒体环境下外语教学模式研究的最新成果，即多媒体环境下的6种外语教学模式[9]：自我驱动模式（Self-drivenModel）、立体信息输入模式（Multi-dimensionalInfo-inputModel）、电子交互模式（ElectronicInteractiveMod-el）、竞争合作探究模式（Competition-cooperationInquiryModel）、文化意识培养模式（Culture-awarenessCultivationModel）、学习风格-策略顺应模式（LearningStyle-strategyAccommodationMod-el）。总之，网络多媒体环境下的学习活动可归结为3种基本类型：信息搜索与加工型、人际交流型和问题解决型[2]。师生之间应顺应网络教学的新特点，建立起符合成人职业教育外语教学规律的新机制。

4．成人职业教育外语教学环境的营造。

现代信息技术与外语教学的有机整合为外语教学提供了更多的语言实习机会和更直接的语言交流环境。现代信息技术所构建的英语教学环境突出地表现为以计算机、多媒体、网络技术、人工智能等核心技术为基础，充分利用其交互功能及多媒体功能优化教学过程，实现发现式学习、直观全景式等多种学习模式，以培养学习者的探索精神和创新思维习惯，提高教学效率、效果和效益。语言学习是一项实践性很强的学习活动，语言浸没教学法（LanguageImmersion）主张，外语学习应该让学习者最大限度地接触目的语，让其浸泡在类似母语学习的氛围中去感知、体味和运用语言。因此，通过技术手段来探讨和构筑理想的语言环境是外语教学改革的必然趋势。澳大利亚学者C.Mcloughlin(2002)提出了10个基于网络的学习环境设计要素[1]：（1）确定目标（明确与不明确）；（2）适应性（固定与灵活）；（3）可获得性（高与低）；（4）一致性（高与低）；（5）经验价值（高与低）；（6）合作性（是否获得支持）；（7）建构性（强与弱）；（8）学习定位（教师管理与学生自律）；（9）多样性（单一与多样）；（10）细化程度（高与低）。

5．成人职业教育外语教学评估原则的设置。

主要涉及网络环境下有效学习与有效教学的评价原则、学生和教师课内外有效学习和教学的依据与尺度。基于信息技术的网络学习模式是一种新型的学习模式，而且是一种以自主学习为主要方式的学习模式。因此，对教师而言，如何掌控学生的学习、检测学生的学习效果，显得至关重要。国内学者贾国栋（2007）依据自己10余年的网络外语教学经验，提出了网络外语教学评估的应遵循的5大原则和采纳的12种评估方法[10]：5大原则即充分信任学习者原则、自我独立评测原则、鼓励学生互评原则、网上师生互评原则、反馈信息丰富性原则；12种评估方法为网上小测试（onlinequiz）、网上小作文（onlineessay）、电子档案夹（e-portfolios）、在线能力展示评估（onlineperformanceevaluation）、在线口语面试（onlineinterview）、网络日志（onlinejour-nal）、电子邮件（e-mail）、反思性问题（reflectivequestions）、反思性短文（reflectivepapers）、学习者的参与度记录（learner’sparticipationfigure）、同学互评（peerassessment）、自我评估（self-assessment）。这些原则和方法对信息技术环境下成人职业教育外语教学评估具有一定的参考价值和启示作用。

(二)实践方案的关键技术

信息技术也是一把双刃剑，它给外语教学实践带来的负面影响也是显而易见的。比如：重视硬件投入和建设，轻视软件建设和对设备的利用；信息技术与课程整合的低效性；教师素质不适应信息技术的发展；网络课堂完全自助、黑板搬家、滥用媒体等[1]。这些问题是值得外语教师不断反思和努力克服的。因此，就成人职业教育外语有效教学而言，优化方案的关键是解决以下两大技术问题。

1．传统外语课堂价值的发挥与效益的优化技术。现代网络多媒体外语课堂的普及决不意味着传统课堂价值的丧失和弱化，相反，传统外语课堂仍然发挥着不可替代的主导作用：培养学生兴趣、提供合适的语言输入、培养学生的学习策略、为学生课外学习提供指导[11]。问题是在网络环境下如何有效发挥和优化传统外语课堂的价值与功能。

2．传统讲授课堂与现代网络课堂的互补对接技术。虽然现代信息技术支持下的网络课堂具有自己的独特优势，即它能够支持个别化教学、情境教学、合作学习、过程写作，并促进学习者的认知发展。但在教学中并非所有新的技术都是最有效的，传统讲授课堂与现代网络课堂并不构成排斥，相反，它是一种结合，一种补充，一种完善，是外语教学改革的必由之路。

篇8

[关键词] 数字化生存； 数字化生存能力； 信息技术课程目标

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

[作者简介] 张丽霞 （1965—），女，河北唐山人。教授，硕士生导师，主要从事信息化教学基本理论和数字化学习环境设计研究。

引 言

伴随着数字技术在人类活动中的“浸入”，当今社会结构已经演变成现实社会与数字社会并存的形式，社会主体的生存表现为现实生存与虚拟生存并存的状态，数字化生存能力随之成为当代人必备的一种全新的生存能力。

作为数字世界“土著居民”的青少年，他们是使用数字技术最广泛和受数字技术影响最深的族群，其数字化生存能力直接关系到自身的发展，也关涉到数字社会与现实社会的生态秩序。培养他们在数字社会中生存的品格、能力、思维与行为方式，使他们能够在纷繁复杂、充满诱惑与挑战的数字社会中生存，成为合格的数字公民，是对基础教育提出的新要求。

作为应对信息技术发展而设置的信息技术课程，其课程目标应与时俱进，以数字化生存能力的培养为线索，实现目标体系的扩展与位移，从而为迎接数字社会的挑战、培养年轻一代的数字化生存能力搭建桥梁。

一、数字化生存能力释义

“数字化生存”这一术语因美国麻省理工学院尼葛洛庞帝教授的《数字化生存》（Being Digital）一书而广为传播和使用。目前，对“数字化生存”有多种解释，我们可以这样来理解：（1）数字化生存（Digital Life）是一种活动方式，是指应用数字技术（信息技术）所从事的生产、生活、学习、交流和社会事务等各种活动的总称；（2）数字化生存（Being Digital）是一种存在方式，是应用数字技术构建的、以数字形式而存在的客观世界，属于哲学层面的范畴；（3）数字化生存是一种环境，是应用信息技术构建起来的、人类生存的另一种空间。要想自如地适应这种生存方式与存在状态，需要相应的生存能力，即数字化生存能力。

数字化生存能力是指在数字化环境中，应用数字技术从事生产、生活、学习和社会事务等活动的能力。这种能力是在信息技术能力和信息素养基础上提出的数字社会中人所具备的基本能力。进入21世纪后，随着数字社会的来临，人们应用信息技术已经不仅仅限于传播和获取信息，而是要通过信息技术满足生产和生活各个方面的需要，传统意义上的信息技术能力和信息素养已经不能满足人的自我发展和社会发展的需要，数字化生存能力即成为人们的必备能力，它是个体实现数字化生存与自我发展的必要条件，是充分享受数字化世界的精彩、避免数字化生存的负面影响、摆脱数字化生存的困境并创新数字世界的必备能力。

二、信息技术课程目标重构的必要性

（一）数字时代对培养青少年数字化生存能力的诉求

数字化生存不是简单地模拟或者复制现实社会的生存方式，而是以一种数字化方式在相当程度上对现实生存的重新塑造，所展示的是一种与现实社会的生存方式不同的新的生存方式。一方面，数字化以它的快捷性、多维性、创造性、去中心化等特征给社会和人的发展带来前所未有的机遇，对发挥青少年的想象力、主体性、创造性带来很大的裨益；另一方面，其扩张性与支配性特点又给人类生存和社会发展带来了极大的挑战，它不仅带来了发展健康人格和社会信用等方面的挑战，“数字依赖”、“网络成瘾”等还可能给我们的学习、生活带来不可预知的“人为风险”，诸如消极娱乐、自由泛滥、技术偏执、认知错位以及道德失范等。

由此，我们不得不产生忧虑，处在身心有待发展时期的青少年可以在教师、家长完全不知情的情况下，“疯狂”地获取各种信息，“为所欲为”地构建不同的身份角色，“游荡”于任何想去的“地方”，自由地购买想要的物品，建立与任何人都能实现交互的关系。这种环境下他们能够享受数字技术带来的便捷与精彩，但同时，不良信息会污染他们的视听，不良思想会侵蚀他们的心灵，物质的欲望会弱化他们的理智，网络成瘾会影响他们的身心健康，少人干预的环境会造成责任感的缺失。这些现象一旦泛滥，必将对个人与他人造成伤害，影响虚拟社会乃至现实社会的秩序。诸多调查研究告诫人们，近年网络犯罪已居青少年犯罪的首位。这些问题已向教育敲响了警钟，向教育提出了诉求，即要培养青少年能够充分享受数字社会带来的便利与精彩，同时更能够迎接数字社会的挑战的能力，培养他们的自控力、辨别力，形成数字化生存能力，促使他们成为合格的数字公民。这些诉求是对作为应对信息技术飞速发展而设置的信息技术课程的热切呼唤，因此，将信息技术课程作为我国中小学生数字化生存能力培养的主渠道变得刻不容缓。

（二）对信息技术课程改革的呼唤

从教育部2000年召开的全国中小学信息技术教育工作会议并颁布《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》（以下简称《纲要》）起，信息技术课程经历了近13年的发展历程；自2003年颁布的《普通高中信息技术课程标准》（以下简称《课标》）至今也近十年，其中对课程目标作了较为详细的描述。在此期间，除了信息技术自身有很大发展之外，信息技术的应用以及相应的社会、文化等方面也都有很大的发展，数字化生存能力的培养要求更为迫切。那么，我们的信息技术课程目标是否适应当今社会的需要呢？

在研究与实践中，人们趋于一致地将信息素养作为中小学信息技术课程的核心目标，并对信息素养的含义进行了大量的理论研究与实践探索。诚然，信息素养对每个公民的确很重要，它所强调的信息获取、加工、处理、交流等的知识与能力是每个公民所应必备的。但是，从总体上来看，这种信息素养目标所强调的是对信息的获取与简单应用，在制定纲要时是比较适合当时的社会发展状况的。随着数字化生存时代的到来，尽管在对信息素养的界定及实践中也有运用信息技术进行学习、生活的目标内容，但是有关生存能力方面的目标涉及得不多，也不够明确。所培养的学生主要是信息的消费者，缺乏对主动参与信息的创造、自愿参与运用信息去解决生活与学习中问题的能力的培养，更缺乏对有关数字公民意识、数字文明礼仪、数字化学习与商贸等能力方面的主动培养，这与数字化生存能力的养成存在着一定的差距，现有的信息素养目标的内涵已经滞后于数字社会的发展。

三、信息技术课程目标的重构

信息技术课程目标的重构是在信息素养为核心目标的基础上，依据数字化生存对公民提出的要求，将数字化生存能力纳入到课程目标体系之中，对信息素养的内涵与外延予以扩充、位移。

美国学者（Mike Ribble）在《学校中的数字公民教育》一书中，提出了数字公民的九项基本要求（能力结构）：（1）具备数字参与意识与能力（Digital Access）；（2）具备数字商贸能力（Digital Commerce）；（3）具备数字交流能力（Digital Communication）；（4）具备数字文化（Digital Literacy）；（5）具备数字礼仪（Digital Etiquette）；（6）遵守数字化法律（Digital Law）；（7）承担数字权利和责任（Digital Rights& Responsibilities）；（8）具有数字健康意识（Digital Health and Wellness）；（9）保障数字安全（Digital Security）。[1]国际教育技术协会（The International Society for Technology in Education）在其公布的《面向学生的教育技术能力标准》（2007年）中，从技术的合理应用角度提出了对数字公民的基本要求：理解与技术相关的人类、文化、社会问题，并且能够在技术应用过程中遵守法律与道德规范。这些要求为我们重构信息技术课程目标提供了很好的借鉴。

参照这些研究成果，依据数字社会的发展需求，在中小学信息技术课程目标建设中，需要在原有信息素养核心目标以及三维目标的基础上，加强技术应用行为能力方面的目标，增加对数字社会的认识、数字公民意识、数字化生存常识等方面的目标，这是对信息素养这一核心目标中注入新的理念与内容的过程，是对原有课程目标的继承与发展。

（一）“数字社会认知”目标

数字社会不仅是对现实社会的模拟，更多的是对它的延伸、扩展与重构，数字化生存作为一种新的生存方式，相对于现实生存具有更开放、更自由、更个性、更多元等特点，然而，这些特点往往与秩序缺失、道德沦丧、人性失落、人格扭曲等问题相伴随。应对数字社会的发展变化，作为数字社会的公民只有认识、理解并正确面对数字社会与数字化生存的特征，才能在数字化生存过程中趋利避害，才能去适应它、利用它、改造它，进而形成与提高自身的生存能力。

然而，在《纲要》和《课标》中尽管有一些诸如“增强学生的信息意识，了解信息技术的发展变化及其对工作和社会的影响”的目标，但是应对数字社会的发展，这样的目标显现出了它的空泛性与滞后性的缺陷。因此，在重构中小学信息技术课程目标时，应该增加对数字社会与数字化生存的认知与理解方面的培养目标。

1. 能够理解数字社会为人类带来的便利与精彩

设置这类目标的目的是促使学生在信息技术课程的学习中能够认识到，数字技术已经走进人类生活的各个角落，人们能够在数字社会中应用数字技术从事类似于现实世界又超越现实世界的诸如政治、经济、文化、生活、学习、交往等活动，[2]比如，认识到我们可以靠敲打键盘而坐拥书城，尽享知识共享、开阔视野的乐趣；交往不再受时间、空间、种族、地位、等级的限制，心理能够得到充分的宣泄；[3] 通过电子购物，获得所需物品；能够通过各种交互平台参与社会公共事件的评议、谏言献策；合理适度的网络游戏能够开发智力等。

青少年只有充分认识数字技术的便利与精彩，才能积极主动地发展自身的数字化生存能力，主动地参与数字化生存、享受数字化生存。

2. 能够认识数字社会给人类带来的挑战、困惑及危险

在信息技术课程中增加对数字社会带来的挑战与困惑的认识方面的目标，使青少年对数字社会有一个客观全面的认识，以便敲响警钟，并自觉发展应对挑战与危机的能力。

比如，知道在海量信息面前，人们容易产生信息超载、迷航；知道如果搜索代替了记忆，内储知识将会减少，造成知识的匮乏；明白集字符、声音、图像、动画、视频等于一身的计算机多媒体技术在迎合了人们形象化思维需求的同时，会造成更多的人逐步成为只“看图”不“识字”的人，[4]形象思维的认知模式会逐渐排挤抽象思维模式，思考能力将被弱化； [5]知道如果每天淹没在数码的海洋中，身体将变得越来越虚弱；[6]认识到数字技术使得那些沉湎于虚拟世界中的人，跟自然、现实社会的直接交流与对话的机会减少，逐渐背离现实社会，产生逃避现实的消极心态，引发心理和情绪的障碍；认识到由于道德环境的“非熟人社会”和道德监督机制的“少人干预、管理和控制”的特点，将为道德相对主义的盛行提供土壤。[7]

青少年只有认识到数字生存的挑战与危机，才能保持清醒的头脑应对数字化生存，避免数字化生存带来的负面影响。

3. 能够理解数字化生存的技术依赖特征

要能够理解数字化生存是一种技术依赖的生存方式，是应用数字技术在数字空间从事工作、生活、学习、交往、娱乐等活动的存在方式。比如，人们借助于数字技术创造的各种工具与载体，迅捷地获取知识与技能，以平等互助的方式与世界各地的人进行在线交往；通过键盘的敲击享受网购的便利、享受“SOHO”（Small Office、Home Office）的工作乐趣，等等。另一方面，能够认识到数字化生存是以数字化形式显现的存在状态，“以互联网为代表的数字技术始终是外在于人的一种客观存在，数字化生存虽然在一定程度上解放了人的四肢和大脑，扩大了人的交往范围，延伸了人的本质力量，但其归根结底只是人基于技术的一种生存状态”。[8]由此进一步认识到，离开了技术无所谓数字化生存，其中的主体如果缺乏应用技术的能力，数字化生存也将无法实现。

理解了数字化生存的技术依赖特征，将促使青少年自主地学习和掌握数字技术的应用技能与技巧，同时，也促使他们随时关注数字技术的发展动向，了解其在日常生活中的基本应用情况，从而培养其对数字化技术的积极态度。

4. 能够理解数字化生存的文化本质性特征

数字化生存具有文化本质性特征，[9]体现在“开放性”、“多元性”、“平等性”等方面，在尼葛洛庞帝所指出的数字化生存的“分散权力、全球化、追求和谐和赋予权力”的特征中，[10]同样也蕴含着文化特征本质的内涵。这些特征首先决定了数字化生存是一种权力分散、去中心化的生存，此社会是一个少人干预的、匿名的、去身份的、非熟人的社会。在这里人们以数字符号的形式而存在，“数字（数据）已经成为数字时代中每一个现代人生存的符号”，[11]没有了现实社会中的权利、地位、身份的约束，人们被赋予了充分享受自由的权力。其次，这种生存方式是能够充分展示个性的生存方式。数字社会为每个公民提供充分展示个人才能的机会，每台计算机终端都可以是个性展示的舞台。

青少年对数字化生存的文化本质有了深刻的认识后，才能够充分利用其自由、自主、开放等的优势，充分张扬个性，为他们能够充分地享受数字世界的精彩提供保障。

（二）“数字化生存技能”目标

创造性地应用数字技术解决生活、学习中问题的能力是数字公民必备的能力。在《纲要》和《课标》中，尽管已经涵盖了“……通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力……”，在各个学段的具体教学目标中也渗透了信息技术应用能力方面的目标。比如，小学阶段目标的第4项为“能够在他人的帮助下使用通讯设备远距离获取信息、与他人沟通，开展直接和独立的学习，发展个人的爱好和兴趣”。初中阶段目标中的第3项为“学会应用多媒体工具、相关设备和技术资源来支持其他课程的学习，能够与他人协作或独立解决与课程相关的问题，完成各种任务”。高中阶段目标中的第3、4、5、6项为“掌握运用信息技术学习其他课程的方法；培养学生选择和使用信息技术工具进行自主学习、探讨的能力，以及在实际生活中应用的能力；了解程序设计的基本思想，培养逻辑思维能力；通过与他人协作，熟练运用信息技术编辑、综合、制作和传播信息及创造性地制作多媒体作品”。这些表述均为有关信息技能方面的目标，但是这些目标多涉及简单的信息获取与加工，在与生活、学习等数字化生存技能的目标描述上显得过于空泛。鉴于此，对原有的信息技术课程目标中有关信息技能目标进行扩展，从信息的获取、简单加工与应用，位移到应用数字技术解决学习、生活中的问题的能力目标方面。

1. 能够自如地进行数字化学习

数字化学习是基于数字技术（通讯技术、微电子技术、计算机技术、人工智能、网络技术、多媒体技术等）的学习，[12]信息技术课程中要培养学生的数字化学习能力，比如，能够自如地、高效地运用数字技术工具获取信息、表达与应用信息；能够高效地运用各种学习工具创造性地完成学习任务；能够运用各种交互平台实现与教师、学习伙伴的交互；能够运用虚拟现实技术获取知识、技能，运用各种数字娱乐的优势功能促进自身发展等。

2. 能够健康地进行数字化娱乐

青少年对数字技术尤其是互联网的娱乐功能的使用超过对任何一种其他功能的使用，其中的娱乐项目可谓琳琅满目，网络游戏、聊天、电影电视、音乐欣赏等。很多时候，他们还不能真正知道哪些娱乐活动适合他们参与，应该如何参与，而且往往缺乏自控力，容易形成消极娱乐的现象。信息技术课程目标中应增强有关健康娱乐活动的目标。比如，能够自我控制游戏娱乐时间、明确交友的基本原则、知道不登录、不玩暴力游戏，等等。

3. 能够智慧地从事数字商贸活动

数字商贸活动已经成为当今青少年生活中的一个重要组成部分。青少年要理解这个活动与活动过程，形成数字化商贸能力。比如，知道如何鉴别商家的诚信度，知道敏感信息（如信用卡号、密码）提供给不安全网站的危险性，知道如何与商家沟通协商，知道如何快捷准确地找到自己需要的东西，能从讲信誉的商家买到商品，同时能够避免网购成瘾的发生，等等。

（三）“数字化生存规范”目标

尽管在数字世界中没有了国家、种族的界限，个体在虚拟社会中更自由、更个性，但是，作为一种社会系统，同样需要其公民具有法制理念，能够自觉维护社会秩序，具备良好的数字文明礼仪。在《纲要》中规定了“……教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会等问题，负责任地使用信息技术……”。小学阶段目标中第5项为“知道应负责任地使用信息技术系统及软件，养成良好的计算机使用习惯和责任意识”；初中阶段目标中第5项为“树立正确的知识产权意识，能够遵照法律和道德行为负责任地使用信息技术”；高中阶段目标中第8项为“树立正确的科学态度，自觉地按照法律和道德行为使用信息技术，进行与信息有关的活动”。可见，当时在制定课程目标时考虑到了信息文化、信息伦理道德方面的目标。但是这些目标在应对当今数字社会的发展中，已经显得笼统不够具体并且滞后。因此，在原有的相关目标基础上，需要增加遵守数字社会法律法规的目标、文明数字化行为活动方面的目标。

1. 能够自觉遵守数字社会的法律法规

数字环境中的交往具有高度的开放性、广泛性、自主性、平等性、间接性与匿名性等特征。在这个自由至上的王国里，唯有正确认识数字社会的法律法规，明确什么该做什么不该做，才能顺利生存其中。诸如，不窃取他人信息，不做黑客，不制造不释放病毒，不参与网络欺凌、诈骗，不用煽动性的语言，等等。

2. 能够进行文明的数字化交流活动

交流与沟通能力是个体处理人际关系和与他人协作的能力，是数字化生存的基本能力之一。数字技术为人们的沟通提供了空前的即时通道，创造了一个新的社会交互框架，它与现实社会中依血缘、亲缘、地缘等关系建立起来的封闭半封闭的群体不同，所形成的是一个巨大的无形群体，在这里人们的交往空间更为广阔、平等、自如，交流的内容更为广泛。但是，同时也引发了人格异化和人的主体性缺失问题。[13]在信息技术课程目标的设计中，要关注数字化沟通交流能力目标。比如，能够在虚拟情境中了解并调节自身的情绪，理解并积极应对他人的情绪；能够有建设性地影响别人的言行，有效地解决冲突；[14]尊重、理解他人，不肆意打扰他人；用语要文明礼貌，不讲粗话、荤话；知道要在恰当的场合应用数字技术，如不在课堂上、会场上用手提电脑和手机播放与课堂无关的信息，用手提电话时不要影响他人；未经同意不把他人的名字、信息到网上；论坛中发言时要经过思考，不要随意灌贴，以免浪费空间和时间；发邮件时知道填写主题和姓名，收邮件要及时并且及时回复，等等。

（四）“数字化生存健康与安全常识”目标

数字化生存是一种应用技术的生存状态，数字技术和产品的应用给人们的生活与学习带来了极大的便利，同时对青少年身心健康也带来了许多不利因素，也带来了安全方面的困扰，但这并不可怕，增强青少年的控制力、抵抗力是关键。《纲要》中初中阶段目标的第4项为“在他人帮助下学会评价和识别电子信息来源的真实性、准确性和相关性”；高中阶段目标的第7项为“能够判断电子信息资源的真实性、准确性和相关性”。这些目标已经初步体现了对信息安全意识方面的关照，但是，缺乏健康意识、主动关注技术安全等方面的培养目标。

1. 知道过度依赖数字技术对身心发展的不利影响

数字技术的广泛应用在给人们带来便利的同时，也“造就了”很多身心健康方面的问题，比如，由于不注意合理地安排时间、坐姿，造成视力的下降、腰椎变形、鼠标手等身体状况，还可造成植物神经紊乱，导致免疫功能降低，引发胃肠神经官能病、心血管疾病等。由于过度参与网络游戏造成虚拟与现实的混淆，产生抑郁、孤独、焦虑等心理疾病。信息技术课程实施中要促使青少年认识到数字技术的负面影响，增加有关健康意识与能力方面的目标，保障青少年健康快乐地成长。

2. 能够主动关注技术安全与自身安全

增加这类目标，目的是使青少年知道不经过病毒防护的电脑是很脆弱的，不经过保护处理的电子化数据是很容易丢失或被窥伺甚至被偷窃的，能够应用虚拟防护软件、电子防火墙等对自己的文件“装门上锁”；明确不随便在网上泄露家庭、自己的电话号码、联系方式等；牢记不登录黄色网站，不随意见网友，对陌生的电话、短信、邮件要提高警惕。对这些有了充分的认识，就能够自觉地防患于未然，避免不必要的麻烦，快乐地生存于数字社会。

（五）“数字公民意识与责任”目标

数字公民是指应用一定数量的信息技术参与社会活动的人，[15]数字公民意识是在心理层面上对数字社会中自己身份的自觉认同，是在一定价值观的指导下，对与数字社会及他人之间关系的认识和态度，是对数字社会权利和义务的自觉认识。[16]数字公民意识的形成与提高是形成数字化生存能力的先导。在《纲要》和《课标》中均缺乏数字公民意识方面的培养目标，这与数字社会的需求产生了脱节。因而，在课程目标重构中应增加有关数字公民意识、数字公民责任方面的内容。

1. 能够明确个体在数字社会中的地位

青少年学生要意识到自己是数字社会的一分子，是数字世界的主人，既是数字环境的消费者也是建设者。有了这样的认识，才能积极参与到数字社会的活动中来，获得需求上的满足与能力的发展。

2. 能够意识到个体在数字社会中的权利与责任

数字公民应该具有自主意识、平等意识与责任意识。意识到自己具有独立自主地参与数字社会活动的权利，诸如学习、工作、购物、交流等活动的自由；在法律法规允许的前提下自由发表言论，参与公共事件的评判、反思和争论的权利。更要意识到在享有权利的同时，也必须承担一定的数字公民责任与义务，要明确并践行作为数字社会的主要践行者所应承担的责任，比如关爱他人、关爱自己、保护个人及他人隐私等责任意识，知识共享的责任，遵守虚拟社会的规则、维护数字社会的持续和谐发展、参与数字社会的建设等责任意识与践行能力。

总 结

数字化生存能力是每个现代公民必备的生存能力，青少年是数字化生存的主要实践者，是未来数字世界的缔造者，他们的数字化生存能力的高低直接影响着数字社会以及现实社会的发展。通过以数字化生存能力的培养为主线来扩展与重构信息技术课程目标，为课程的发展确立方向，为课程内容的重构与实施提供依据。从而促使学生深入理解数字化生存的特征，提升数字化生存的技能，遵守数字化生存的规范，形成数字公民意识，践行数字公民责任，健康快乐地游走于数字世界，最终成为合格的数字公民。

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