人工智能在教育方面的优势精选(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篇人工智能在教育方面的优势，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：人工智能；教育变革；智慧教育

近年来大数据、云计算等信息技术飞速发展，人工智能在一些特殊领域（如图像识别、语音识别、自然语言等）不断取得突破性进展。人工智能作为新的技术驱动力正引发第四次工业革命，为医疗、教育、能源、环境等关键领域带来新的发展机遇。人工智能专家预测，人工智能在通用技术领域可能尚不能替代人类，但在一些特殊领域，人工智能将会淘汰现有的劳动力。在国外，许多国家纷纷把人工智能作为国家发展的重要竞争战略，我国学者也密切关注着人工智能的最新理论进展和实践应用，国务院于2017年7月颁布《新一代人工智能发展规划》，明确人工智能发展的重点策略。“人工智能变革教育”的潮流，引发了教育研究领域的“人工智能热”。当前全球范围内，人工智能在教育领域的大量研究和应用催发形成了教育人工智能概念。目前梳理学术上关于研究人工智能与教育的文献主要集中于：

（一）教育理念的革新。“人机一体”将成为未来新的教育方式[1]，由新技术和新手段的出现所应运而生的智慧教育[2]，将对原有教育进行改进和完善。智能技术在改变教育的手段和环境的同时，还有利于构建出系统解决教育问题的教育新体系，从而真正触及教育的根本[3]。

（二）关注技术的革新。机器深度学习、智能学习的算法、视觉识别以及智能语言识别这些基础技术的突破，为人工智能的教育应用奠定了坚实的基础[4]。

（三）探究教育的应用。人工智能在学校教育中的学业测评、交叉学科、角色变化等应用领域具有巨大潜力，教师角色内涵也将在与人工智能的协同共存中发生改变。AI监课系统能够数据化、可视化评估教师的授课情况，将人工智能技术的运用渗透到整个教学过程中，教师可以根据评分实时调整授课内容，以促进个性化学习，从而提升教学效果。教育深受技术发展的影响，新技术融入教育并促进教育方式的转变已成为必然趋势。一方面技术为教育提供了新的、更加广阔的可能性；另一方面技术具有变革人类的教育方式与学习方式的能力。然而，技术是一把“双刃剑”，如何获取或实现以人工智能为代表的新兴信息技术所拥有的特征、优势与功能，使其在教育中最大限度地发挥其应有的价值呢？人工智能技术如何继续被安全使用到教育领域？如何通过教育变革来促进新兴信息技术在教育教学中的广泛与深入应用，实现教育深层次革命等问题，是目前需要关注和探讨的主要问题。

1人工智能时代下教育变革的背景

1.1人工智能的内涵及具备的强大能力

人工智能最早由美国达特茅斯学院于1956年提出，其研究主要包括机器人、图像识别、自然语言处理、语音识别等，实质是一种自动感知、学习思考并做出判断的程序。人工智能具有自主学习、推断与革新的能力，推动了图像识别、自然语言处理等方面的技术突破。人工智能同时具有理性判断力、超强的工作力，只要电力供应不断，几乎可以无限制地工作下去，而且适应不需要情感投入的工作。它的超强能力，源于三个重要的技术：深度学习、大数据和强算力。

1.2人工智能时代的机遇和挑战

人工智能在精力、记忆力、计算力、感知力以及进化力等方面与人类相比，具有突出优势。在医药领域，人工智能的出现使普通民众可以享受更为高效、稀缺的医疗资源，解决医疗诊断领域诊断质量不均衡、医生资源不足等问题。在教育领域，人工智能促进教学质量进一步提升、教师角色多样化、学生学习能力的提升；为教育研究提供新技术和数据支撑；极大拓展了教育研究新视域；使教育在立德树人方面、教育方法创新方面、教育手段和环境方面以及教育服务供给方式方面均发生改变。然而，看到人工智能以其强大的处理能力带来机遇的同时，也需要正视人工智能带来的新挑战。在人工智能浪潮冲击下，如何借助人工智能发展的机遇推进教育的变革与创新？人工智能技术如何继续被安全使用？首先，人工智能专家大都认为，人工智能将会淘汰大量现有的依靠非脑力劳动为生的劳动力，需要培养人工智能时代的新型劳动力。而且，人工智能技术本身的不太成熟使很多人工智能技术只是应用在儿童教育领域，再者，人工智能潜在的道德伦理问题缺乏法律制度规范。除此之外，人工智能时代将对社会结构以及人的地位构成挑战。综上所述，人工智能时代所带来的机遇是大于挑战的。教育需适应人工智能技术所带来的突破和飞跃，不断调整和更新教育的方向和目标，实现育人成人的发展目标。

2人工智能与教育变革

2.1人工智能与教育目的的变革

人工智能带来的巨变不仅影响人类未来如何发展，而且极大释放了人类的生产力，这些在一定程度上使得人类需要重新思考教育是何目的。人工智能影响教育目的的变革主要表现在：第一，人工智能可能会使人类陷入精神危机。这源于两方面的结果：一方面，人工智能将取代大部分人的工作岗位，工作的丧失将会导致人的价值和尊严丧失。另一方面，人工智能技术的发展将可能导致所有基于自由主义的想法破产，转而人类所拥有的价值和尊严可能转化为一种“算法”，人工智能带来的职业替代风险在教育领域同样存在，主要是对教师角色的挑战。第二，人工智能有利于培养人的学习能力。从某种角度上讲，人工智能剥夺人的就业机会，但同时，人工智能助教机器人将协助教师实现个性化指导，从而有利于将学习的过程视为寻求自我价值和意义的过程。除此之外，人工智能有利于使教育注重培养人的精神能力，这种精神能力大致包括实践动手能力、价值追求能力以及创造能力，从而有利于学生知识以便于更好地完善自我、丰富自我，使教育跳脱“知识为本”的陷阱，发挥“立德树人”的正向作用。

2.2人工智能与学习方式的变革

第一，深度学习。深度学习也称为深度结构学习或者深度机器学习，是一类算法的集合。深度学习概念的提出，一方面尊重了教学规律，另一方面也是应对人工智能时代下的挑战。深度学习在机器学习、专家系统、信息处理等领域取得了显著成就，提倡学教并重、认知重构、反思教学过程，进而达到解决问题的目的。第二，个性化学习。个性化学习区别以往传统班级课堂授课，尊重学生的个性发展，因材施教。人工智能技术与大数据的应用有利于学生享受个性化的学习服务，可提供个性化的学习内容，可视化分析学生的学习数据，快速提高学生的学习效率。第三，自适应学习。自适应学习是指人工智能基于对个体学习进行快速反馈的基础上，根据学习者特征，为其推荐个性化的学习资源和学习路径，从而最大程度上适应学生的学习状态，是实现个性化学习的重要手段。人工智能技术有利于快捷、科学地判断学生的学习状态，进行学习反馈；持续收集学生的学习数据，其中包括学习目标、学习内容；高效地为学生提供海量的学习资源。

2.3人工智能与学习环境的变革

首先，有利于搭建灵活创新的学校环境。不仅可以使空间规划更具弹性，而且可以调节性增强物理环境。其次，人工智能时代的教育区别于以往传统教育强调的统一秩序，更注重个体的用户体验。创客空间、创新实验室等学习环境的不断增加以及人工智能技术的不断发展，个性化的空间环境与学习支持将改变目前学习的学习空间环境。除此之外，随着对话交互技术的逐渐成熟与不断普及，有利于实现虚实结合的立体化实时交互。VR、AR等技术的同步协作也有利于搭建新的学习环境，满足学习者的一系列要求。脑机互动技术的突破有利于实现将人工智能植入人脑，从而改变人类自然语言的交流方式。最后，人工智能通过即时、准确、高效的大数据分析有利于进行精准且个性的学习评价与反馈。人工智能将综合收集所有同学的学习记录，互相比对、优化，从而进行综合提升。更为重要的是，人工智能的人脸识别以及语音识别技术可以运用到教师的教学过程中，进行学生的学习情绪感知，学习状况的了解，从而促进学生学习的科学化；智慧校园、智慧图书馆等的出现，为教学环境的建设提供重要参考。

3人工智能在教育领域的应用

人工智能被认为是最有潜力和影响力的教育信息化技术，将通过人工智能数据挖掘分析、3D打印、模拟仿真等技术的应用，实现人工智能与教育的深度融合，对计算机辅助教学、个性化教育服务、教育人工智能生态环境等产生根本影响。2018年《地平线报告》（高等教育版本）指出了教育领域的信息化发展，未来一段时间内将通过人工智能与信息技术的结合，进而影响教育阶段的不同过程。具体见表1所示。

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[关键词]人工智能；公共管理；运用

中图分类号：D631.43文献标识码：A

随着科学技术的发展，人工智能、大数据等新一代信息技术已经成为了人们关注的焦点，它不但给人们的工作生活带来快捷和便利，同时实现了良好的经济社会效益。把人工智能运用到公共管理当中，可以创新管理理念和管理模式，提高公共管理和社会治理的效能。

一、公共管理概述

公共管理是指以政府为核心的公共部门，把科学管理理念、功能、组织及手段应用到公共事务。公共管理的特征：其一，公共管理主要把实现公共利益当作主要目标，促使社会整体朝着更加良好的方向发展；其二，积极履行社会公共责任是公共管理重要职能；其三，公共管理能够结合实际发展需要，协调与控制各项公共事务，并不断创新管理方式和手段。因此，公共管理者需要在法律基础上主动实行公权力，科学合理地运用各项公共资源才能顺利实现最终管理目标。目前，社会对公共管理者的专业能力及综合素养要求越来越高，公众在整个过程中赋予公共管理者较多的期望和责任。此外，公共管理也具备技术掌控职能、社会协调职能及预测职能等，这些都是新时代对公共管理者提出的新要求，公共管理者必须全面掌握各方面技能，了解并掌握公众的实际需求与时代的发展趋势，才能成为一名符合时展的高素养公共管理者。

二、人工智能对公共管理的主要影响

（一）人工智能对公共管理的促进作用

公共管理指通过使用管理理论、技术及方法等知识，系统化、专业化地管理公共事业，不断优化公共资源分配，使公共事业为人民服务。传统公共管理模式在公共管理信息收集及资源管理配置方面，需耗费大量人力、物力及财力，要想提升公共管理水平，就要加大成本投入。因此，传统的管理模式已无法适应新时期公共事业管理需求。将人工智能运用到公共管理中，尤其在收集处理公共管理信息方面效果较为明显。其一，智能化管理系统能够全面提升收集信息的效率和质量；其二，人工智能管理模式更为精准有效。人工智能对于问题与数据分析更具针对性，分析结果更加科学合理，可以准确把握社会个体需求，做到管理精准化、个性化；其三，在公共管理中运用人工智能可以节约成本，并实现更加优化的管理目标，提升公共管理效益；其四，在公共管理中运用人工智能，使资源配置更加符合公众需求，采用人工智能化、科学化资源配置模式，能够使资源合理利用，发挥最大效能。

（二）人工智能给公共管理带来的风险

人工智能作为新兴信息技术，为公共管理事业带来了较多机遇，推动了公共管理事业的进步和发展。然而人工智能也给公共管理事业带来了相应的机遇和风险。人工智能给公共管理带来的机遇在于人工智能与计算机网络技术可以完整的保存海量数据，并挖掘与分析有价值的信息。网络安全性使得人工智能技术存在诸多未知性，人工智能是否能够确保信息资源安全，包括信息存储、授权使用，行为轨迹等管理问题[1]。信息安全对公共管理十分重要，要确保信息安全才能使公共事业管理中资源配置更加科学合理，最终实现提升公共管理效率。通过以往的案例证明，人工智能技术的自我安全性还不足，因此，要想使人工智能在公共管理事业中得到普及，就必须尽快解决这一问题。

三、人工智能在公共关系管理当中的具体运用

当前，人工智能快速发展，能给人们的工作生活带来巨大改变，帮助人们完成了许多高难度、高强度、复杂化的公共工作，推动智能社会发展。人工智能能够代替人开展脑力劳动工作，可以改变许多工作模式。但是人工智能属于辅助工具，人们要正确认识并科学合理地利用它，才能充分发挥它在公共管理中的真正价值。在人类社会不断进步与发展过程中，公共管理者必须不断学习、掌握先进技术，才能提升对人工智能的利用效率，把具有明确规则却复杂、耗时耗力的工作交给人工智能。

（一）公共事业方面。有人认为人工智能在生活和工作中不常用到，然而其已经运用到了人们生活的方方面面。2016年共享单车方便了出行，各年龄段的人安装了共享单车APP。共享单车具有明显优势，快捷便利、绿色环保，是人们出行的首选。共享单车利用人工智能平台，来科学的预测骑行的行程、路况及停放等，从而有效整合了天气、时间等各项变量工作，合理分析了其需求量和供给量，进一步提升了共享单车管理效率和效益。由此可见，人工智能已经越来越多地进入到了人们的日常生活当中，改变了人们的生活模式，使人们的生活朝着智能化方向发展。

（二）社会经济方面

运用人工智能能够把消费者具体需求反馈给企业，企业根据精准数据可以制定出更加优质的产品，提供高效服务[2]。当前电子支付是人们生活中重要的内容，人们出行不用带大量现金，运用支付宝或微信就能够进行支付。同样在电商物流整个过程中，分拣机器人就属于人工智能，其每天能够完成大于20万的工作量，很好地解决了困扰电商的物流问题，降低了人工成本，提高了工作效率。

（三）教育管理方面

人工智能运用包含教育管理，通过智能化学习系统和数据分析，教师能根据学生具体情况，如学习行为数据、知识点掌握等制定相应的个性化教育方案，提高了育人效果。从当前人工智能在教育领域运用情况看，在远程教育中同样获得了良好效果。在运用人工智能后，学生获得了个性化教育，创建了新的教学、内容研发和师资管理等形态。运用人工智能可以更准确、有针对性地协助教学，使日常教学效率得到大幅度提升。

四、人工智能在公共管理中的应用措施

（一）改变人才培养方式

人工智能技术的运用，还可以推动人才培养方式的变革和发展，能够创建健全的新型教育方式。首先，加强编程教育普及，设置人工智能方面的课程，把人工智能和其他学习的教育结合起来，健全人才培养方式。其次，组织多元化、多层面的人工智能科普活动，使社会大众能够进一步认识和了解人工智能。最后，加大人工智能基础设施方面的建设。

（二）重新构建组织形式

随着人工智能的出现和广泛运用，管理主体要结合自身特点，积极主动运用人工智能，不断发展完善管理结构。

在日后的工作当中，管理主体要和普通员工、智能机器有效合作，全面发挥潜在优势。另外，运用人工智能技术的时候，管理者要精心设计各种组织形式，才能确保信息传递真实、高效。

（三）创新工作模式

随着社会发展和科技进步，公共管理者必须具备较强的学习能力和综合素质才能满足工作需求。在工作中可以通过人机互动工作模式，充分发挥人工智能在处理重复性、逻辑性等工作的优势，和管理者的工作充分融合、优势互补，将人工智能运用到公共管理中，创新工作模式，推动公共管理事業的发展。

篇3

【关键词】大数据时代；人工智能；计算机网络技术

引言

科学技术的飞速发展，使计算机网络成为人们生活和工作的重要组成部分。在计算机应用领域，将人工智能与大数据进行融合，可有效解决计算机网络管理中安全性的问题。然而，在大数据时代背景下，由于人工智能技术的发展仍处在探索阶段，在计算机网络技术中的应用还存在许多问题。基于此，深度探讨人工智能应用优势，并针对人工智能在计算机网络技术中的应用提出几点建议，具有十分重要的意义。

1大数据时代人工智能技术的含义及应用优势

1.1大数据下的人工智能技术

人工智能作为计算机技术体系下的分支，是一门融合开发和研究为一体，主要作用于开发人类智慧所应用的科学技术。在人工智能不断发展的历程中，对于人工智能的探索逐渐延伸至管理学、语言学、社会学等学科，使人工智能能够更好地接近人类大脑，完成对社会中存在各类要素和信息的采集，并模拟出人脑对图像和声音出现的反应。在大数据时代背景下，人工智能可借助大数据内容多和规模大的特征，替代人们完成部分工作，为人们生活和生产提供便利，以进一步增强人们的幸福感。人工智能与大数据的配合，可将人类思考习惯进行数字化处理，并完成对数据的储存。在未来发展中，人工智能可实现对人类日常生活的复制，实现机械化的自动操作和控制。通过大数据和人工智能的相互配合，可为人类和技术的发展提供更广阔的空间。1.2大数据时代下人工智能在计算机网络技术中的应用优势在大数据时代背景下，人工智能在计算机网络技术中应用所体现的优势，主要体现在以下几方面：①完成对信息的预测，在计算机网络运行中，要想提升运转速度就要及时处理系统中存在的模糊数据，但对于这部分信息价值的辨别存在一定的难度。如依照传统处理方法会增加系统运行成本，对系统造成影响。在大数据时代人工智能的干预，可依据模糊分析理论更有效辨别信息价值，完成对信息的预见，进而实现计算机网络运行效率的提高。②增加网络监管能力，计算机系统的快速发展使得计算机网络结构日趋复杂，为网络监管带来难度。而人工智能的参与可实现对网络的分类管理，不但提升管理的效果和能力，还为网络营造更加安全的环境。③人工智能强化数据整合，在人工智能和大数据相互协作下，对于计算机网络空间中存在的信息进行快速整合，完成对各类资源的有效配置。还可加快资源整合的速度，减少资源的消耗，降低计算机网络的运行成本。

2大数据时代下人工智能在计算机网络技术中的应用对策

2.1计算机网络安全管理中人工智能的参与

①在计算机网络网络安全入侵检测中应用人工智能。在大数据时代下，计算机网络环境日趋复杂，各类病毒和木马的入侵可对网络造成不可逆的影响。而在计算机网络管理中应用人工智能，可通过对以往入侵情况的分析，建立数据集成的系统，通过数据编码将入侵特征进行编码转换，在系统中储存完整的信息。一旦计算机网络出现入侵系统的情况，对网络安全造成威胁，系统就可依据设定对入侵类型进行辨别，并完成安全处理，保障计算机系统和网络的安全。②数据挖掘技术在计算机网络安全管理中的应用。数据挖掘主要是指将网络从主机会话中分离出来，并通过对网络控制实现计算的规范化，并将其产生的数据储存到数据库中，在遇到网络风险时就能完成数据的辨别。③人工神经模拟。人工智能的模拟技术可模仿人类大脑的思考和处理逻辑，在网络运行中，可对噪声等要素进行识别，并通过检测，完成对网络的安全性检查，提升网络运行安全性，提升检测的质量。④危险信息拦截和垃圾处理。在计算机网络安全管理中，人工智能可在网络系统中建立智能防火墙，对部分危险信息进行识别，并完成拦截。还可在系统设置访问权限，提升安全防控的效果。同时，在垃圾处理方面，人工智能和大数据的相互配合，可实现对网络遗留数据痕迹和垃圾的检测，快速找到包含病毒的文件，并在人工智能处理模式下完成病毒的处理，消除网络中存在的安全隐患。另外，人工智能可完成对系统资源的扫描，通过对信息的分析和处理，将数字化数据反馈给用户，使用户更加直接地了解计算机网络的运行状况，为进一步保障计算机网络安全提供帮助。

2.2计算机网络管理系统中人工智能的导入

①系统数据库技术。在计算机网络系统中，利用人工智能技术将计算机系统运行的内容转化为数据，将简单内容在变为复杂的程序，在运行中对其进行不断的优化，找到有效的运行方式，实现对系统对有效的管理。这种人工智能和大数据的相互配合，可有效弥补传统数据加工在内容逻辑性方面的缺陷，并通过数据库的建立，使得计算机网络系统在运行速度和储存空间方面都得到提升。②智能问答技术。在计算机网络搜索功能中，人工智能技术的参与可使得用户利用部分有效信息就能获得海量的资源，提升网络资源的使用效率。这种智能问答方式主要以简单指令为核心，通过对关键词的识别在海量数据中快速筛选到相关的资料，获取到用户需要的内容。这种工作方式可减少搜索的时间，完成对资源的合理应用。比如，用户在搜索栏中输入“流行乐”，当下在音乐市场中流行的乐曲都能显示出来，并带出“流行乐”相关的搜索标签，找到更多相关的信息和数据，减少搜索的时间，并提升搜索的整体质量。③智能技术。计算机网络系统可完整记录用户的搜索数据，并从海量资源中挑选出相关内容，完成对用户的精准推送，这种服务的机制，可减低用户大量搜索的时间，并在短时间内找到更有效的相关信息，提升计算机网络系统的应用效果，带给人们更多的便利和帮助。

2.3计算机网络运营系统中人工智能的支持

目前，计算机网络与行业领域的深度融合，奠定了计算机网络的发展基础。同时计算机网络所支持的各类平台，可为整体网络管理工作的开展提供对接渠道，依托于信息传输机制，可有效提高数据传输的时效性，进一步为行业的发展提供保障。（1）在企业管理方面。大多数企业在运行过程中，将产生大量的数据信息，有价值与无价值的信息将呈现出同步传输的模式，计算机网络系统的应用，则是对此类数据信息进行有效整合与分类，为管理人员提供一定的信息决策支持。人工智能的融合，对于原有的计算机网络运营系统来讲，则可有效建立起一种基于人工智能实现的运算环境，通过大数据技术的价值信息挖掘、神经网络与模糊网络的精密算法等，可有效提高数据信息的统计能力，以此来节约企业资金成本的投入。此类人工之能的导入可为企业经济管理建立一种数据运营框架，在相关信息的输入下，可按照有序性的运算模式实现数据的分析，进而提高企业自身的运营质量。（2）在教育教学方面。计算机网络与教育领域的结合，是我国教育改革的一个重要实现载体，通过网络海量资源的支持，可为学生提供更为全面的信息。例如，以人工智能技术为载体的信息分配机制，其可有效建立起一智能化数据体系，学生通过网络进行作答时，计算机系统的分配机制可依据学生作答情况，将各类信息进行精准记录。同时，平台本身还可依据学生的作答信息进行学习行为方面的预期分析，然后针对某一时间点下数据信息呈现出的异常特性来分析出学生学习行为的发展方向，并将此类信息及时反馈到系统中。通过此类信息的正确界定，可对教师的教学行为以及学生的学习行为等进行有效规范。人工智能的支持下，可令计算机网络呈现出智能化运作的特性，对于当前信息时代的发展态势来讲，智能化、自动化的运营模式在行业领域中属于一种必然导向，为此，应针对行业本身的需求，界定出技术的应用形式，以此来发挥出技术应有的价值效果。

篇4

关键词：人工智能；应用领域；实际应用

1. 人工智能中智能体的功能

1.1人工智能

人工智能是以知识为对象，研究知识表现、知识获取、知识挖掘等的学科。从其功能来看，人工智能即参照人类智能活动的客观规律，借助一定的智能体，模拟人类的思维执行诸如判断、推理、识别、决策、检测等活动。

1.2智能体

人工智能必须借助一定的智能体来实现，也就是说，智能体是人工智能的载体。因此，分析人工智能就要借助智能体来阐述。一个性能良好的智能体，应尽量准确捕捉用户的用意，通过对环境的感知，敏锐地获取相关信息和知识，并根据环境的数据变动适时作出调整，高效执行用户指令，完成用户指定的任务。

1.2.1单智能体的功能

依照智能体的功能，人们通常将智能体划分为思考型、反应型、混合型三种。

图1 思考型智能体的功能示意图

  思考型智能体主要通过用户根据目标或任务，下达行动指令，用知识和计划指导行动，并根据行动的反应，对环境进行感知，智能体感知内部状态等对环境状态，适时对动作进行调整，实现思考型智能体的功能。

图2 反应型智能体的功能示意图

反应型智能体主要通过规则动作指导行动，并利用智能体对环境状态的感知，指导规则动作对环境作出适应性改变，实现反应型智能体的功能。

图3 混合型智能体的功能示意图

混合型智能体的功能较为复杂，它通过智能体对环境的一般、紧急情况作出反应，对环境状况建模，对环境可能发生的情况进行预测，与其它智能体进行交流，共同指导决策，指导行动的准确性。

1.2.2多智能体的功能

多智能体即通过多个智能体间的相互协调，共同配合，构成一个综合智能体，联合达成一个任务。每个成员智能体有着各自的目标和动作，可以不受其他成员的限制，自主执行自身的动作规则，利用各个智能体间的竞争与协调，化解多个智能体间的矛盾与冲突，实现多智能体的任务，体现多智能体的功能。在多智能体的综合功能下，各个智能体作为综合功能的子功能，每个智能体都具有较高的适应性，能够根据问题，进行规划和推理，判断应该采用的策略，对环境施加影响。多智能体基于简单的设计理念，具有有利于建模，可扩展性强，管理方便，能够节省构建成本，明白易懂等特点。通过多智能体，可以面向对象，实现智能体的多元化和多层次性的构架，缓解了综合系统的复杂性，也缓解了各个系统解决问题的复杂性，并通过协调与协作，提高解决问题的效率，提高整个系统行动的效率。

2. 人工智能的主要应用领域

2.1人工智能在教育的应用

2.1.1教师辅导的智能化

人工智能在教育的应用，主要表现在利用Agent技术，实现智能化教学。Agent技术是一种基于分布式的智能技术，通过智能体Agent，可以实现自主学习的功能，并根据感知自身和环境状态，采取相应的行动，达成系统规定的目标或任务。Agent具有多种优势，诸如可以自主完成行动，快速对动作做出反应，协作能力强，系统处于开放状态，通信性能好，能够随时随地进行行动等。多Agent系统由多个成员Agent组成，各个成员Agent都有既定的动作，通过成员hgent间的通信，获知相关信息，共同协调完成整个系统的复杂任务。Agent在智能化教学中的主要功能：对教学过程进行跟踪监控、教学分析、教学信息的整理、辅助学习、学习方法建议等。通过上述功能，能够适时监督学生的自主学习和教师的辅导，并能够结合学生的学习行为、学习效果等，提供有效的学习指导，实现教师辅导工作的智能化。

2.1.2教学资源的智能检索

目前，各种网络教学资源五花八门，信息量非常大且较为分散，并且各种教学资源还在不断的增长，给学生和教师利用教学资源带来相应的困难。智能检索系统的应用，能够帮助学生和教师在海量信息中，快速准确地搜索到所需信息，节省学生或教师的检索时间，提高用户检索效率。

2.1.3智能化评价

随着现代教育的发展，运用专家系统技术，通过网络考试系统，采用智能组卷算法，实现自动组织考卷。通过试题库，依照既定规则，对精选的试题进行筛选，实现自适应的试题测试功能。根据相关需要，设计自动评卷功能，对考试结果进行评价，并可根据需要对考试题型进行评价。

2.2数据挖掘技术

2.2.1数据挖掘技术

数据挖掘技术，就是通过揭示数据间的关系和数据的存在模式，对数据和数据库进行处理的技术。它是人工智能、数据库管理、仿真等多学科交叉的边缘学科。数据挖掘技术的应用，为工商、科研工作的发展提供了较多的新方法，对工商业与科学研究都具有非常重要的意义。由于数据挖掘技术蕴含着知识表现、知识获取和知识挖掘等理念，使得其与人工智能的功能如出一辙，很多人认为数据挖掘技术应该是人工智能的一支。从实际来看，虽然数据挖掘技术与人工智能有相应的交集，但它已经成为一个独立的系统，具有更为丰富的内容体系，与人工智能、机器仿真、OLAP、专家系统等都具有相关性，其规则、分类、算法等都自成体系，体现出数据挖掘技术的博大精深。

2.2.2数据库的知识发现

通过数据挖掘技术，对数据库中的知识存量进行充分的研究，从中找出潜在的规律性，从而利用数据的相关性分析，挖掘出蕴含在数据中的抽象知识，揭示数据所表现的客观世界状况，从中得出相关的本质和规律，从而自动获取知识。知识表现所概括的是数据所揭示内容的概念，比数据本身更有应用价值。

2.3智能检测技术的应用

2.3.1智能机器人研究

在智能机器人的研究中，研究者更加关注对机器人的行动进行智能控制，也就是说，研究者在给定机器人任务后，必定要根据任务设计相关的动作规则来实现任务，然后根据智能控制，使机器人的行动达到研究者的预期目的。

2.3.2对流水线的智能监控

很多工厂的生产流水线，都需要通过过程监控，保障产品质量和系统性能。很多企业已经采用人工智能对流水线进行监控 ，确保流水线的物理参数精度，实现流水线的高效和产品的优质。例如汽车工业的模糊逻辑智能控制，轧钢厂的神经元智能控制，水泥旋窑的模糊智能控制等。

2.3.3故障的智能诊断

一般情况下，智能系统根据检测到的故障状况，对照系统存储的相关诊断数据和信息，判断系统、器官、元件等出现故障的原因，采用系统给定的信息进行故障处理，及时排除故障，提高系统的稳定性和可靠性。故障的智能诊断系统构架主要有：故障信息库、诊断信息、数据接口、数据库等。例如，飞控系统的故障诊断、雷达的专家诊断等。

2.3.4医疗领域的专家系统技术

从上世纪70年代，医疗领域已经开始广泛应用专家系统技术。例如在外科手术中，采用模糊逻辑控制，通过模糊函数与语言，准确把握病人的麻醉深度，实现对病人麻醉深度的智能控制。

3. 人工智能的实际应用

3.1机器人在教育界的应用

3.1.1模拟教学

根据教材的安排，对某些需要解释的现象进行机器人模拟演示，让学生认真观察，从中发现一定的规律，使学生加深对规律性的认识和理解。如数学教学中的抛物线轨迹演示，物理教学中的阿基米德定理演示等，都能够利用直观的演示，揭示其中的规律，使学生加深对相关知识的理解。

3.1.2人机交互的辅导方式

利用机器人辅导学生学习，可以通过人机交互，为学生提供量身定制的辅导模式，使学生的个性得到充分发展。采用微型机器人与学生的交互辅导，可利用微型机器人其体积小、重量轻，便于携带等优点，随时随地进行学习，随时为学生解决问题，提供学习指导。利用家庭机器人与学生的交互辅导，承担家庭教师的职责，有利于学生问题的适时解决，也有利于学生的学习得到及时的巩固。通过软件机器人与学生的交互辅导，可以对学生的学习情况进行分析，为学生制定专门的指导计划，提高学生的学习质量。

3.1.3仿真训练

在教学中，教师可以利用机器人，将相关内容通过机器人的演示展现给学生，减轻教师的负担，并能够通过规则的动作，使教学更为规范。例如，用机器人示范体育高难动作，可以将动作分解、定格、重复播放等，从多方位展示动作，使学生能够充分掌握动作的规范，比教师的示范更为科学，也更为有效。

3.1.4机器人远程教育

通过机器人，可以通过对学生的特征数据分析，建立学生模型库，根据学生的个性，同时对多名远程教育的学生实施个性化教学和辅导，提高远程教育的效率，实现远程教育的智能化。

3.1.5激发学生的学习兴趣

机器人为学生创设富有情趣的教学环境，根据教学任务，采用与学习相关的游戏，调动学生的学习积极性，使学生在尽可能短时间内，掌握需要了解的知识点，提高学习效率。

3.2数据挖掘技术的实际应用

数据挖掘技术的应用领域较为广泛，主要有：

（1）商业领域

商业领域是最早应用数据挖掘技术的重要领域。通过数据挖掘，对产品销售数据进行分析，对产品进行市场定位；根据消费者需求分析，对产品的销售进行预测，调整产品营销策略；根据市场销售情况，制定合理的库存，减少资金的占用；对顾客的购买行为模式进行识别，据此布置货架，适应顾客的购买习惯；通过食品的滞销、畅销分析，制定相应的促销手段和促销时间，避免商品过期积压等等，使数据挖掘技术在商业领域得到极为广泛的应用。

（2）金融业

利用金融服务的各种卡品信息，分析客户的需求，了解客户的存款和贷款信息，对存、贷款趋势作出科学预测，从而制定合理的存、贷款优惠策略；对金融交易活动进行监控，从中提取有用信息。例如，有信用卡客户对私家车感兴趣，金融机构就可以将信息告知汽车销售部门，并为客户提供量身定制的贷款服务。

（3）工业生产

在产品销售环节，工业生产企业对数据挖掘技术的应用与商业领域的应用大致无异。随着市场竞争的激烈，很多工业生产厂家已经通过数据挖掘技术对生产过程进行动态监控。

（4）网络应用

随着信息流量的增大，简单的索引与搜索系统已经很难满足网络用户的需要，有待开发高层次的搜索引擎来适应网络不断的发展，智能化的搜索引擎带给用户的是快捷、高效与易用，使其成为今后搜索引擎的应用趋势。

（5）其它方面的应用

通讯公司利用远程通信，及时了解客户信息，创新客户服务，拓展新的业务，扩大市场影响力，赢得最佳效益。高校利用数据挖掘技术，了解生源信息，将学校的专业信息发送给目标生源；对教师的情况进行分析，从中找出关联性，有针对地制定教学方案，有效提高高校的教学质量。医药公司通过对医生处方分析，了解医生的用药情况，可以制定合理的供货计划和营销策略。旅游机构对旅游团体进行分析，可以采用有效的旅游模式，吸引更多的旅游团体。利用卫星遥感技术获取的数据，提高天气预报的准确度。

3.3人工智能在检测系统的应用

人工智能在检测领域的应用非常广泛，如前面介绍流水线的监控、智能故障诊断、专家技术系统等，现对网络入侵的智能检测系统加以简要说明。

3.3.1网络入侵专家检测系统

该系统的智能化程度高，用户不用干预专家系统的推理。然而，其系统信息是建立在专家知识的基础上，必然受专家认知网络攻击模式的限制。该系统的构建基于以下几点：首先，采用安全入侵规则的描述方式，如判断树描述、图形描述等。其次，通过合理推理，参照专家库的规则，判断网络安全状况，检测是否有入侵行为发生。最后，更新专家库，调整专家规则，结合神经网络技术，利用神经网络技术的敏感性与快速反应能力，不断增强系统的自适应功能，提高系统检测能力。

3.3.2入侵统计智能检测系统

该系统主要对异常的安全问题进行检测。它通过建立正常行为模型，对照进行网络入侵检测，检测出正常行为有较大偏离，则视为异常。首先，确立门限值，统计某一事件在特定时间出现的频率，检测是否超出门限值，判断系统是否异常。其次，设定事件度量均值、度量标准偏差的置信区间，统计系统的两个参数值，判断系统是否偏离区间，检测系统异常与否。最后，根据事件的矩阵数据，对事件转移的概率进行统计分析，结果小则预示存在异常。

参考文献：

[1] 于大方.浅析人工智能及其应用领域[J].科技信息.2008(23)

[2] 张鹏.智能机器人辅助教育及其应用[J].中国电化教育2009(2)

[3] 龚成清.基于人工智能的网络入侵检测系统设计[J].南宁职业技术学院学报.2009(5)

[4] 张睿.浅论数据挖掘技术及其应用[J].成功(教育版). 2009(10)

篇5

关键词：人工智能；高中生；职业规划；建议

一、引言

人工智能的不断发展与拓展促进了我国各个领域的发展，同时对各个行业产生巨大冲击，很多需要人工机械作业的领域将会使用机器人，造成大量人员的失业。面对如此现状，今后我们高中生如何做好职业生涯规划成为当务之急，只有深刻把握社会发展趋势，加强学习方向与时代潮流的匹配性，才能迎接挑战、抓住机遇、趋利避害，做好职业选择和规划，更好地适应今后的社会发展。

二、人工智能的发展现状和趋势

（一）人工智能的发展现状

“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发，人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。目前，人工智能技术在美国、欧洲和日本呈现飞速发展趋势。随着人工智能技术的快速发展，人工智能已经在各个行业得到广泛应用，其中比较典型应用主要包括符号计算、模式识别、机器翻译、机器学习、问题求解、逻辑推理和定理证明、自然语言处理、智能信息检索技术以及专家系统等，这些在计算机领域、化学领域、医学领域以及矿物勘测领域等得到广泛应用，并取得较好效果。

（二）人工智能的发展趋势

技术的发展总是超乎人们的想象，要准确地预测人工智能的未来是不可能的。但是，从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会综合模糊处理、并行化、神经网络和机器情感等进行全方位发展。随着全球化趋势的不断增强，今后人工智能会向着全球国际标准的方向发展。人工智能技术不断地在就业领域应用及发展，因此高中阶段就对自己的职业生涯有着规划是未来发展的必然趋势，并且美国、加拿大等先进国家早早的就把高中生职业规划教育课程安排在了高中阶段，相比之下安排职业规划教育课程的高中毕业生，甚至大学毕业生对自己的规划都有着明确的方向，我国目前某些地区高中阶段已经安排了职业规划类型的课程，相信不久高中生职业规划的课程也会出现在更多地区的校园。

（三）人工智能发展对就业的影响

随着机器眼下正在取代的首当其冲的是那些简单机械操作的劳动者，比如说我国工厂里的初级工人正在面临自动化的威胁。还有美国福特公司，不仅大量裁减蓝领工人，而且还要把工厂搬到别的州或国家去，那里税收更低、政策环境更宽松、工会更友善的，在这些地方使用机器人不仅可以提高作业效率和质量，而且能够极大的降低各种成本，能够为企业创造更多的效益。

随着人工智能的快速发展，人工智能对各个领域的就业产生了重大影响，我国也在往这个方向发展，对于IT行业，今后会大量使用机器人进行工作，制造业也在逐渐增加使用机器人。技术的进步，使得个人的生产效率得到了巨大的提升。虽然就短期而言，机器是不会一下子取代大多数人，但我们必须未雨绸缪、防患于未然。有一些机械的、长时间集中精神的、固定套路的工作，比如流水线工、司机、配药师等，机器比人还擅长，这些领域将会淘汰大量的工人，导致很多人员失业。而很多工作需要人搭配机器做才最高效，这些工作是主流的新工作，但是需要注意的是，在人和机器协作的过程中，机器一定会不断智能优化的，在单一专业的工作内容中，机器逐渐又会替代人，因此也会造成人员失业。对于人际沟通事务，由于需要人与人之间的交流，还是人比较擅长。审美是模糊的、社会性的，这个还是人比较擅长。

对于我们高中生而言，勤动脑，勤动手，不断创新，是未来立足之本。因此不仅要埋头学习知识，还要培养创新能力和实践能力，以应对迎接人工智能的挑战。

（四）高中生应该怎样规划职业生涯

面对人工智能的快速发展，今后我们高中生应当趋利避害，努力做好职业生涯规划，实现自我价值的增值，具体来说应当从以下几个方面入手：

1.增强职业规划的意识

高中生要根据自身的主观因素以及外界的环境因素，分析、归纳、选择自己的职业发展方向，并且制定相应的学习、培养计划，采取必要行动去实现目标。这种确定人生方向的规划问题应该在高中阶段每一个学生都应该对自己有着清醒的认识，并且得到自身的重视，对选考科目的选择及大学志愿的填报就不会盲目、无头绪，在高中阶段有了明确的目标会使自己的学习方向更加准确，学习积极性更加强劲，同时在就业选择上也可以尽量地少走弯路。

2.选择高水平的职业指导教师

高中生实现从学校到社会或者更高层学校的过程中职业规划具有重要的导向作用，因此在高中阶段一个好的职业规划指导教师对学生的影响有着重要的意义。首先我们选择的职业规划指导教师必须具备一定的任职条件，目前国家也一再的强调任职职业资格的严格性；其次就是指导教师要善于启发式指导学生，增强学生的独立思考能力，在教师的帮助下充分认识自己的天赋、特长、兴趣、能力、心理等方，发现和挖掘自己多方面的潜能，学会正确利用各方面条件充分发展。同时，要注意避免指导教师的思想左右了我们的思想，只有准确的认识自己，才能促使我们带着自己的职业规划继续努力进步。

3.自己的高中生涯规划

高中的三年，对一个高中生的人生有着重要的意义，因此高中阶段可以进行分阶段的自我管理培养。高一阶段：刚进入学校，通过学习了解学科特点，利用学校、教师、网络、社会了解就业动向，自我优势结合人才需求，明确选考科目，初步制定职业发展意向。高二阶段：正确处理选考科目学习与学考科目学习的关系，既突出专业知识又兼顾知识广度。高三阶段：更要处理好语文数学英语必考科目学习与选修科目深化拓展的关系，既要提高高考成绩又要深化拓展专业素养；既要强化高考复习又要重视面试培训，为参加高校自主招生考试或“三位一体”考试做好充分准备。因为近年来重点大学通过高考统一招生录取的名额正在减少，而自主招生或“三位一体”的名额大量增加，有志于就读名牌大学的学生要注意这方面的情况。同时高中生要根据自己的理想多去了解高校情况，多去了专业设置的情况，为报考适合自己的学校及专业做好信息准备。

4.积极参加选修课程，为今后的职业生涯做好基础

按照教育部有关规定，高中学校要开设选修课程。我们可以根据自己的兴趣爱好，选取自己喜欢的课程进行学习，这不仅可以及早的发现我们的喜好和特长，为我们的职业生涯做规划有着重要的参考意义，同时对我们的基础知识的培养也很重要，拓宽了我们的见识宽度，为今后的职业生涯奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]刘界，黄冠，王冰洁.关于人工智能教育如何弥补当前教育缺陷的思考[J].内蒙古民族大学学报，2006，12（3）：50-51.

[2]焦加麟，徐良贤，戴克昌.人工智能在智能教学系统中的应用[J].计算机仿真，2003.20（8）.

[3]刘春玲，张焕生，郝国芬.BP神经网络在教学评价中的应用[J].煤炭技术，2012，31（5）：231-232.

篇6

【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7

《财经天下》周刊=EW

胡郁=HY

EW：科大讯飞的业务布局情况现在是怎样的？

HY：科大讯飞现在的业务布局主要是两部分：第一是通过人工智能技术和平台级业务，将语音识别、自然语言处理能力授权给第三方，或者与其他公司合作。目前科大讯飞重点关注的领域是移动互联网、智能家居、电信运营商智能语音服务、智能车载系统和政府便民工程。我们与第三方合作是通过科大讯飞云平台实现的，这是我们的语音能力向各个行业输出的一种方式。通过这个方式，我们很容易发现平台上面的各种应用的优缺点，我们能够获得很多有价值的数据。第二，科大讯飞正在将自己的技术与产业结合，目前我们在教育行业做得还不错。我们现在还有一个“讯飞超脑”的项目，这是科大讯飞面向人工智能领域开展的重大技术攻关项目，目标是帮助科大讯飞从机器“能听会说”到“能理解会预测”。

EW：创业初期遇到过哪些突出的问题？

HY：我们是1999年底成立的，到2004年才实现盈亏平衡，在这期间确实遇到了很多问题。主要是两个方面：首先，那时候技术并不成熟。在2000年的时候，国内有很多语音技术创业公司，科大讯飞是唯一一家生存下来并且发展壮大的，因为我们当时选择的路径还算成功，语音合成在当时是相对成熟点的技术，虽然让机器说话也说不太好。那些选择做语音识别的公司，很多没有成功，就是因为当时这个技术太不成熟。

另外，在中国做生意，比较容易成功的商人，可能是比较懂人际关系的，有一定市场经验的，但我们那时候都是一群学生出来创业，包括董事长刘庆峰，1998年还在读博士，1999年出来，对商业模式、公司管理等方面没有什么概念，经历了很长的一段摸索期。

在中国，做产品和市场的人，比做技术的人更容易成功，这是一个普遍规律。在中国做技术，很多都是在国家体制内，像研究院这样的地方或者国营企业;如果要民营的话，那么在中国的环境下寻找到合适的商业模式并且做大其实是很难的一件事情，所以中国民营的科技创新公司不多。

EW：发展到现在，经历过哪些关键时刻？

HY：我觉得有这样几个关键时刻：第一个是在2000年的时候，我们第一次能够把我们的语音合成技术卖给大客户，就是华为。那时我们的软件还很不稳定，经常崩溃，华为的团队说我们把他们当成测试员了。然后我们的创始人团队，三天三夜没睡觉，把软件做稳定了，就是为了能够通过华为的测试。

第二个关键时刻是，我们在2004年实现了盈亏平衡。当时我们找到了一种可行的商业模式――为一些大的客户提供服务，比如说呼叫中心、银行、电信等，赚到了一些钱。而同时期的很多同样的公司要么没活下来，要么就发展得很小。

第三个关键时刻就是我们2008年上市，这标志着我们在资本市场上开始有一个很好的渠道，我们可以更快地发展。

还有一个关键时刻就是，在2009年的时候，我们注意到，移动互联网来得很快，手机输入这块将会有需求，我们就做了一个讯飞语音输入法，现在是国内第二大输入法，第一是搜狗。另外，我们做了一个语音云开放平台，现在已有16万开发者连接到我们平台上，连接的设备超过了8个亿。这两者让我们在移动互联网时代能够占据一席之地，也让我们在消费者业务层面有了很大的一个突破。

最后一个关键时刻就是，我们在2009年的时候，开始在教育业务上有了突破。我们做到了可以用机器评价学生发音的准确程度，还可以评价英语口语的表达水平。另外，我们可以让机器识别出手写的卷子，实现自动批改。我们现在要攻克的是提高机器的理解能力，让机器人能够参加高考。目前机器人参加高考勉强能及格，我们原来的计划是10年内让机器考上一本，现在改成3年内考上一本。人和机器其实是相反的：人0到6岁学常识，这对人是比较容易的，人培养理解能力很容易，但是学习知识很难;而机器能够装下很多知识，但是它不懂常识，所以有人说机器达到了6岁小孩的水平，那是用人的成长阶段去衡量，其实是错的。

EW：为什么科大讯飞会选择教育这个领域？

HY：一方面，就是我们想为国家做点贡献，我们的技术能够帮助教育行业更先进;另一方面，就是我们觉得教育有比较广阔的商业前景。我们有的是政府采购给学校，也有直接卖给家长和学生的产品。我们是希望能够成为国内教育方面的人工智能的最大参与者。

我们进入教育行业，首先是从普通话水平测试开始，然后是英语口语水平测试，后来我们进入英语教学的课堂，提供一些智能设备和软件，然后我们又参与了考试，实现自动批改。学校里面会有很多智能化的系统，我们把这些东西综合起来，提供一个整体的方案。现在我们是国内教育领域用人工智能提供整体解决方案的最大厂商。

EW：这些年来，科大讯飞有哪些事情是具有开拓性意义的？

HY：第一个我觉得是把语音合成能够做到实用化，这是公司成立的基石;第二就是把语音识别做到了可用化――我们不是最早做语音识别的，但我们是把技术做得最成熟的;第三个就是我们将语音测评带进学校，开创了一个新局面，这是我们商业模式上的创新，我们现在还在努力寻找其他新的商业模式。

EW：相较时下众多创业企业，你认为科大讯飞最为显著的特色是什么？它和别的互联网技术公司有什么差别？ 对于创业17年来公司营收仍主要依靠政府补贴这一颇受争议的商业模式，科大讯飞轮值总裁胡郁直言，这与以技术为核心的中国初创企业的特殊性有关，如果早期没有政府扶持，这类企业将难于生存。

HY：科大讯飞本质上是一个科技创新型公司，科技创新型公司的标准，不是看它赚了多少钱，而是看它的技术是不是世界上最先进的。我们最突出的特点是，我们一直在做核心技术创新和原始创新，不是在别的技术基础上进行微创新，而是在做核心技术的突破性创新。

我觉得我们和别的互联网技术公司最大的差别是，我们比较沉得住气，方向很明确。很多公司什么方向热就做什么，比较浮躁，我们相对来说比较执着于自己原来确定的方向。

很多人对我们的评价是，做了十分才说七分。这是优点也是缺点：优点是大家对我们的印象是比较扎实的，缺点是影响力方面可能宣传不够。

EW：有人说你们在风格上更像一家硅谷公司。你认同这种观点吗？

HY：硅谷技术创新型公司的最大特点是，它不仅仅技术领先于全球，它的商业模式也是领先于全球的，而且美国公司有个很重要的特点，它们是全球化的公司。中国虽然现在有很多互联网企业，但在全球化方面还是不够。科大讯飞现在在语音技术方面，无论是合成还是识别，都能够在中文领域做到最先进，但我们也有需要突破的地方。很多人觉得我们低调，其实我觉得有一个原因是，我们的商业模式不能够跟当前世界上最主流的商业模式吻合，所以这也是科大讯飞面临的最大的挑战。

EW：能否在商业模式上稍作展开？

HY：我们原来的商业模式是To B的，就是售卖技术，用技术跟别人合作。现在我们的目标是，用技术引起一个产业的突破，从而建造新的产业生态系统。我们现在探索的新的商业模式是，更靠近消费者，就是要着重To C。这不一定得直接面对消费者，我们可以用更靠近消费者的业务来达到这个目标，比如我们和汽车厂商合作，汽车内的语音业务就是直接面对消费者的。

EW：国内语音市场这些年在你看来有哪些重要变化？

HY：2000年以前，语音并不被大家关注，那时还没有什么大的语音公司，主要是国外一些大企业像摩托罗拉、IBM等在中国做研究。那么在2000年到2010年之间，以科大讯飞为代表的国内公司逐步把语音合成和语音识别市场抢了回来，现在来看，外国公司在中国的语音业务已经很少了。

近几年有两个新的变化：一个是以BAT为代表的互联网公司已开始进入语音市场，并且投入了很大力量。但他们做语音是为自己的生态服务的，并不是想从这上面赚钱，实际上也赚不到什么钱。现在专业做语音的最大的公司应该是科大讯飞。另外一个就是，很多小的创业公司也开始进入这个市场，但做得都不是太好，技术很重要。

EW：巨头的进入会给你们带来压力吗？

HY：当然。压力不是来自于技术，我们的技术是最先进的，压力来自于商业模式。这个没办法去模仿哪家公司，都要靠自己慢慢去摸索。一个公司如果想要长期保持领先，不仅仅是技术能力，商业模式上一定要走出自己的道路并建立起自己的生态。

我们原来做的是To B ，现在To B 的公司很多，如果想要成为一个生态的话，只有这个肯定不够。我们一定要让生态里有C端用户，这就会有很多变现方式，只要我们提供的服务是用户需要的，并且是高质量的，我们就可以从用户手里赚到钱。

现在我们还是免费的服务，我们通过这种方式收集用户数据，根据这些数据来优化产品，当产品体验足够好时，用户会愿意付费。当然我们也可以有其他收费方式，提供给用户的产品可以是全程免费的，在用户和我们的机器交互时，机器会记住用户的喜好和需求，这时智能终端可以给用户推荐产品，我们可以向产品提供商收取费用，类似于广告费。当然，交互是最重要的，将来在车上、电视上、音箱上甚至玩具上都能够实现人机交互。我们现在的语音合成技术已经很成熟了，机器可以发出明星的声音，我们要不断增加语音交互中的用户体验。

EW：语音市场的竞争还不算太激烈吧？

HY：在发展的过程中，如果大家朝着一个方向的话，自然而然就会有竞争。但是现在的问题在于，我们并不知道将来的物联网时代会发展成什么样，谁也没有一个准确的方向。在一个新的时代里，观察过程会有三个阶段：第一阶段是混沌期，就是大家都不知道将来会发生什么;第二阶段叫形成期，就是大家已经有方向、有规划地发展了;第三阶段叫决胜期，就是各家开始激烈竞争赛跑，像滴滴和快的当时一样。语音市场现在处于混沌期到形成期的过渡阶段，大家都不知道怎么干，还在互相观望，互相挖点技术人才，摸索摸索方向。

EW：科大讯飞会是第一个找到方向的吗？

HY：我们一定是，但是做出来怎么样，还不知道，谋事在人，成事在天。我们现在的方向是，软硬一体化、云端一体化、技术服务一体化，我们不能做一个纯技术的公司，要把技术和内容和服务结合。比如说语音合成，我们就一定要和明星名人资源结合，我们现在可以达到让罗振宇给你读文章的水平。 语言是柄双刃剑，在挡住外国产品进入中国的同时，自己的产品进入其他国家也很难。胡郁介绍称，科大讯飞英语产品做得还不错，但西班牙语、法语、德语等其他语言产品还不行。

EW：科大讯飞得到过一些负面评价吗？

HY：讯飞的体量在去年的时候只有二十多亿，今年也就四五十个亿。现在市盈率已达到150倍。我们的市盈率不太稳定，因为大家看好一个东西，但这个东西一直没出来，所以就会不稳定。很多人说我们都在靠政府补贴，其实是这样，一个以技术为核心的公司，在中国如果不依赖政府，肯定成长不起来，但过度依赖政府，将来的空间会少一点。我们一开始的确就是依赖政府补贴，否则一下子进入市场，是养活不了自己的，只有在跨过一定的技术门槛后，我们才能靠市场养活自己。我们现在已经在找更合适的商业模式，以减少对政府的依赖。我们现在看到很多人工智能公司，他们已经找到了赚钱的方法，但这对我们来说仍然是个挑战。

EW：其实现在很多人在怀疑你们的盈利能力。

HY：这种怀疑是对的，我们虽然说在很多测评上面取得了不错的成绩，但是并没有达到让大家信服的程度。事情还没成之前，你说你是英雄，谁信？武松打虎，得把老虎打死了，结果出来了，大家才把他看成英雄，现在我说我能打死老虎，谁信呢？我们现在就是在努力证明自己。

EW：相较北上广深，合肥的商业环境是不是差了一点？为什么一直留在合肥？

HY：坦白讲，合肥这个地方很适合做研究，但商业氛围和商业创新环境确实和北上广深杭相比是有巨大差距的。但我们还是一直留在合肥，如果我们不是在合肥，我们的人早已经被挖了七八遍了，在我们这边拿50万年薪的人，腾讯可以给150万。我们为什么能在核心技术上持续深入，并且取得领先世界的水平，就是因为在合肥能够真正静下心来做研究。在北京给他100万的薪水，马上就会有人拿200万来挖，工作一有变动，研究就会停滞下来。北上广太浮躁了，这些地方房价那么高，让人怎么安心做研究？我们现在在京津冀，上海广州深圳杭州都有分部，但我觉得做研究的人，还是来合肥好，一线城市安不下心来。

EW：如果你们工资比其他公司低的话，用什么来吸引人才？

HY：追求。世界上还是有一批有追求的人，就是在中国用人工智能改变世界。

EW：资本对于你们是一个什么作用？

HY：我觉得一个公司一定要借助资本的力量，资本是最重要的。我们不能只靠追求来生活，我们要给这些做出巨大成绩和贡献的人体面的生活。有了资本，我才能真正吸引到优秀的人，解决他们的后顾之忧，他们想要去旅游的时候就能够去世界上任何一个国家去旅游，我们要给他们与能力匹配的薪资。

EW：除了受到资本的青睐外，你们自己也有投资。你们在投资上的构想是怎样的？

HY：战略投资是围绕着我们的战略布局来投。我们现在有三大战略板块，教育、智慧城市，还有消费者业务。

EW：科大讯飞的生态能描述一下吗？

HY：我们现在首先要在教育这个方向做成一个核心技术支撑的开放平台，大家有什么内容都可以放上来，可以对接到学校;在智慧城市方面，我们希望能够通过大数据和人工智能，为交通、社会信息化管理、医疗等提供智能服务;最后在消费者业务上，我们要建立生态入口，让用户用语音的方式与机器进行交互，让机器越来越了解用户的需要。

EW：现在每年研发投入有多大？

HY：收入的25%。主要用于几个方面，核心技术、云计算和各个领域应用的开发。我们现在还有很多需要突破的，像核心技术现在其实还没有达到我们想要的水准，我们还要持续努力，因为技术爆炸是一个持续的过程，不是说一瞬间的，而是在一点点改进中获得的。

EW：作为科大讯飞重点攻坚的领域，目前人工智能在你看来处于什么阶段？

HY：现在业界谈人工智能分成三个阶段，计算智能、感知智能和认知智能。人工智能目前处于感知阶段。人在计算智能上比机器人差，感知智能上好一点，认知智能上会更好，所以说，我们现在的切入点叫语音和语言为入口的认知革命。人类最早成为世界的统治者是因为人类发生了认知革命而不是农业革命。机器人也需要认知革命，机器人认知革命的第一i就是先理解语言，我们现在的使命是要让机器能听会说，能理解会思考。接下来我们把这个技术跟很多行业，如医疗、卫生、法律等结合起来。

EW：人工智能为什么这两年这么火？过几年它还会这么热吗？

HY：人工智能能火起来，主要是因为核心算法、数据量和应用模式三个方面成熟了，因此它在技术上可以大规模应用于产业。科大讯飞在核心技术方面还比较有优势，在数据的收集上，现在的“讯飞语音云”用户超过8亿，开放云平台的应用项目8万多个，我们正在尝试各个场景的应用。人工智能过几年是不是还能这么火还很难说，现在大数据已经不那么热了，就是大家接受了这个概念以后就没人天天喊了。

EW：现在你们的挑战主要来自哪些方面？

HY：一个就是核心技术还需要时间来突破;另一个就是我们要寻找到合适的商业模式;第三就是我们需要很多综合性人才，不仅仅是技术人员，还需要会市场的、懂产品的、懂宣传的、会做品牌传播的人。坦白讲，我们原来是一个To B的公司，在品牌宣传方面没什么经验，现在需要更多这样的人。

EW：在产品出口方面，有没有遇到一些问题？

HY：问题很大。我们的产品在国际上还没有产生什么效益。我们最大的问题是，语言是个双刃剑，我们可以挡住外国产品进入中国，但是我们进入别的国家也很难。我们现在英语做得不错，但在西班牙语、法语、德语等其他语言国家，我们就不行。

篇8

语音技术进校园

“哪里可以买到便宜的洗漱用品？”新生小贾刚刚把行李放下，就要买必备的生活用品了。

“小助手”回答道：“学校周边步行范围内有两个超市，一个物美超市在南门外面的学府街2号，一个是学生超市在学校的二食堂边上。您是要买牙刷、牙膏和毛巾么？请选择一下吧。”这时，在智能设备的屏幕上，展现了这两个超市的地图，同时把小贾可能要买的东西在这两个超市的价格都罗列在下面。

小贾很高兴地说道：“好啊，就这几个东西吧，我想从学校里的学生超市买这几样。给我送到宿舍来吧。”

“好的，”接到了小贾的指示，“小助手”直接下了单，“东西会在30分钟之后送达。另外，今天是新学期第一天，你要不要去校园里看看呢？”

小贾问道：“去哪里看好呢？新学期学校应该有什么活动吧？”

“小助手”依次列出了今天学校所有的活动和地点：“10点到17点，北门小树林有各个社团的招新活动；10点到11点，我的朋友S博士会介绍学校的智能授课评估系统……”

“这个智能授课要去听，据说以后我们的课堂综合评分，都是由这个智能语音系统来完成的。”同宿舍的小于在旁边忍不住插嘴。

“好啊！那就帮我们订两个座位吧，我们10点去参加S博士的演讲。”小贾说。

几秒钟后，“小助手”在其上方投射出一个报告厅的全息座位图，其中有两个座位高亮显示：“定好了！你们的座位在在H21和H23。报告厅离宿舍不远，我已经把路线图推送到你们的手机上了。”

小贾和小于顺着地图的指引，刚刚来到报告厅门口，“小助手”先跳出来和“S博士”打招呼了：“S博士你好，这是新生小贾和小于，今天来学习智能授课评估系统。”

这时候，教室门口突然跳出来一个戴博士帽的大胖子博士全息图，很热情地和大家打招呼：“欢迎欢迎，今天还有另一个校区的同学，通过全息在线和我们互动。”

大家坐定之后，一个更大号的“博士帽”被投射到最前面，“S博士”开始详细地讲解如何与该系统进行良好的互动，从而争取到更好的课堂分数。

其中有一点最让小贾印象深刻：回答课堂问题时，你们只要以你最喜欢的方式说出你的想法就好了，我们的系统会全面分析你的答案，并分析你的语气和语速，从而得到最好的分数。

会议的最后，小贾和小于很好奇地问“小助手”：“S博士到底在哪个校区工作啊？”

“小助手”嘿嘿一笑说：“S博士和我一样啊，是你们的智能语音助手哦。”

看过上面的故事，有的同学也许会问：这是哪个科幻小说中的场景？如果是在几年前，这样的场景也许还是人们对于遥远未来智能社会的幻想。不过，最近智能语音领域的迅猛发展，让很多这样的“科幻”场景即将成为现实。

那么，智能语音从哪里来到哪里去？未来这方面的技术会如何改变我们的社会和生活？带着这些问题，我们采访了这个领域在中国成长起来的大咖：科大讯飞。

最早接近“人类智能”的领域

近年来，“人工智能”这四个字在各个方向“轰炸”着人们的认知。事实上，这四个字意味着语音、图像、视频、文本、日志分析等多个领域。在这些个领域里面，很多离真正的“人类智能”还有一定距离。但是，智能语音领域却有着不一样的进展。

2015年，科大讯飞最新语音转写产品“讯飞听见”将中文普通话识别和转写的实用准确率提高到了95%以上，远超过人类专业速记员的速度和准确度。这个不同寻常的与那些最新研究成果和技术实验有很大的不同，这标志着中文智能语音的技术已经可以真真实实地达到人类的水平。

“科大讯飞虽然成立18年了，但是在语音识别领域其实还是个新兵，”讯飞负责人这样告诉记者：“最早的语音识别技术可以追溯到上世纪50年代，贝尔研究所Davis等人研究成功了世界上第一个能识别10个英文数字发音的实验系统；1960年英国Denes等人研究成功第一个计算机语音识别系统。大规模的语音识别研究始于上世纪70年代以后，在小词汇量、孤立词的识别方面取得了实质性的进展。”

上世纪90年代以后，大词汇量连续语音识别得到优化，在语音识别技术的应用及产品化方面出现了很大的进展。1997年，IBM Viavoice首个语音听写产品问世。

自2009年以来，借助机器学习领域深度学习研究的发展以及大数据语料的积累，语音识别技术得到突飞猛进的发展。2010年，谷歌VoiceAction支持语音操作与搜索。2011年初，微软的深度神经网络（DNN）模型在语音搜索任务上获得成功。也就在同年，苹果手机助理Siri首次亮相，人机交互掀开了新的篇章。

科大讯飞成立于1999年，相比这些巨头来说，是个不折不扣的“新兵”，刚开始难免是要坐冷板凳的。但是，在多年的e累之后，科大讯飞在智能语音领域中的贡献让人刮目相看。有些人认为中国的企业可能在中文智能语音方面积累更多一些，事实上，科大讯飞在历次的国内外语音合成评测中，各项关键指标均名列第一。2008年至今，科大讯飞连续在国际说话人、语种识别评测大赛中名列前茅。2014年，科大讯飞首次参加国际口语机器翻译评测比赛（International Workshop on Spoken Language Translation）即在中英和英中互译方向中以显著优势勇获第一。2016年，国际语音识别大赛（CHiME）科大讯飞取得全部指标第一；在认知智能领域，相继获得国际认知智能测试（Winograd Schema Challenge）全球第一、国际知识图谱构建大赛（NIST TAC Knowledge Base Population Entity Discovery and Linking Track）核心任务全球第一。

智能Z音技术从简单的比赛和实验室成果，到真正的实用化，甚至超过人类的智能水平，要做的工作比我们想象得要复杂得多。如果我们打开“讯飞听见”的技术链，发现其集成了包括语音转写识别技术、篇章级处理方案、自然语言处理技术、阵列解混响技术、口语化风格处理技术、声纹识别等多方面的技术，为了应对每个人之间的个体化的差异，方言语音识别、高抗噪语音识别、个性化识别等多方面的功能也是必不可少的。去年12月，“ 讯飞听见”的升级版本在原实时转写汉字的基础上，还可同步翻译为英、日、韩、维等多种语言。

更高阶：认知智能

人工智能的“旅程”中，在很长一段时间，一直处于“能存会算”的计算智能时代。在这一时期，机器还是计算的机器，人类和机器交互的方式还很有限很低效，在有限的交流中，机器能按照人来安排的指令，完成特定的功能已经算是合格了。

智能语音领域的发展，率先将机器的“听、说、理解”能力拉升到了“感知智能”的阶段。以谷歌、微软、讯飞为代表的一批优秀的企业和机构将语音的识别、认知、合成、翻译等能力植入了机器内。同时，在教育、车载、家居、通信、硬件和城市等多个领域，产生了丰富的应用。

“现在我们要进入认知智能阶段了。”科大讯飞强调说。从最新的讯飞产品线来看，在教育评测、知识服务、智能客服、机器翻译等领域，机器已经开始具备了“能理解会思考”的能力了。“人工智能在智能语音这个领域里已经超过人类了。最近我们在做一些教育评测领域的实践。如今，机器主观题阅卷技术对语文、英文等学科的评分已达到或超过人工评分水平。”

当智能语音系统具备足够多的实践、“学习”过足够多的数据，“练习”过足够多的对话，也许它真的可以为人类“打开另一扇窗口”。

篇9

【关键词】教育信息技术；

多元智能培养人类已经步入了信息化时代，随之而来的是计算机、多媒体、网络、人工智能等为代表的各种先进信息技术迅速在教育领域获得广泛的运用，并且取得了很好的成效，更新了教育观念和教学模式，丰富了教学手段和教学方式，也带来教学内容方面的变革和发展。通过应用现代信息技术，大力培养学生的多元智能，提高学生思维和创新素质，受到了教育界的重视。如何才能充分借助教育信息技术的优势，有效培养学生的各种潜在的特质和多方面的潜能，如何为学生的多元智能发展提供和谐的学习环境，变被动学习为主动学习，成为主动的知识建构者，是我们教育工作者思考的重要难题。

1多元智能的理论内涵分析

多元智能理论英文名称是Multiple Intelligences，简称MI理论，是一种从上世纪80 年代中期已经风行至今的国际著名教育新理念。1983年，美国当代著名教育学家和心理学家加德纳博士在《智力的结构》中，首次提出了多元智能理论。作为一种新异的人类智能理论，多元智能理论主张人的智能是多元的。该理论的意思是指人包含多元智能：视觉空间智能、言语语言智能、音乐韵律智能、数理逻辑智能、身体运动智能、自我认识智能、人际沟通智能以及自然观察智能。教育学家加德纳在1983年指出，智力指的就是基于某种社会文化背景的价值标准，个体在解决遇到的各种难题或生产制造某种产品所具备的能力。因为人类认识和改造世界的过程中需要面临各种挑战和问题，是在充分发挥人类多元智能的前提下，才创造出美好的世界，所以各种智能具有相同的重要性。但是作为个体，自身具备多少种智能是允许存在差异的。人的某种能力能否被认定为一种智能，这需要具备足够充分的论据才能做出判断。多元智能理论重视人的个性发展和全面发展的和谐统一，目标是培养出能够处理实际问题，具备创新能力的创新型人才。多元智能理论自从问世，就在美国及其他国家获得了人们的强烈反响，目前我国教育界也越来越重视多元智能理论。

2信息技术在培养学生多元智能过程中的重要性

2.1信息技术搭建活动平台促进学生多元智能的发展。目前，随着计算机技术的高速发展，逐步形成了以计算机网络为核心的多媒体信息技术，该技术能够为广大学生提供一种虚拟的、适应性、感观的以及诱导性的学习环境，构建出诱导、激发以及强化学生多元智能培养的高效活动平台。学生在这个高效活动平台中，根据自身的不同优势智能，选择适合自己学习的途径和方法。因为多媒体网络技术提供的各种多重刺激，比如声音、视觉、动画、图像、线条、形状、色彩、视频、音量，那些难以寻找到重点或者缺乏耐心的学生是非常适合这种环境的，而且为另外一些学生提供丰富多彩的感观世界，创设出具有愉悦特性的学习环境。广大学生能够在多媒体网络技术构建出的高效活动平台中，各种智能活动能够得以开展，各种活动也能得到有效的培养。各种智能活动获得了按需所求和自得其乐的效果。对于那些语言文字智能比较发达的学生来说，他们可以选择到文字的世界里飞翔。学生也可以选择具有挑战性的学习方式和内容，比如研究词的起源、接触外国口语、写作诗歌和散文作品等，也可以伙伴之间开展词汇含义的讨论。对于其他智能的学生，比如自然观察智能，他们可以参加网上的虚拟实验，将获得很大收益。

2.2信息技术能够提供丰富的学习资源有效促进学生多元智能的发展。加德纳的多元智能理论提出，人的智能的发展史需要有关同一智力领域的材料和媒介的参与。意思是说多元智能的培养需要适当的丰富的学习资源作为智能培养的必备条件。迅速发展的多媒体信息系统具备超文本特性和网络技术特性，能够成为学生多元智能培养和发展的理想环境。我们知道Internet作为世界上最大的资源库和知识库，包含了海量的信息资源，而且信息具有开放性，信息资源丰富，所呈现的方式多样，过程交互性好等特点，因特网采用超文本链接技术对信息加以组织和管理，能够为学生多元智能的培养提供充分的学习资源。通过充分发挥Internet包含的各种搜索引擎，广大学生能够迅速查询到所需要的各种知识。另一方面，网络技术又能为广大教师备课、选取教学资源提供丰富的资料，满足学生的不同智力发展需要，实现因材施教。

2.3信息技术通过提供各种有效的评价手段满足学生多元智能的发展。学生多元智能的培养缺少不了恰当有效的评价手段。而信息技术正好提供了各种评价手段，而且评价方式具有个性化和多样化的特点。信息技术评价工具很多，比如电子学档ELP、电子绩效评价系统EPSS，能够准确方便地对学生学习过程、方式、时间和结果加以记录和比较，从而帮助学生进行反思，吸取经验，提高学习的策略，促进多元智能的发展。由于学生处在这种评价体系中，他们学习过程中和技术形成了智能伙伴。借助技术，学生能够逐步形成在反思中学习的习惯，逐渐提高内省的能力，促进意义生成，努力形成个性化的学习作品，加深各个层次的思考，提高多元智能的培养效率。

3利用信息技术培养学生多元智能的策略

3.1构建多元化的教学情境，促进学生智能结构的优化。在研究的过程中，人们发现人类在出生之前已经具备了各种智能发展的条件和基础。所以，如果教师能够借助先进的信息技术为学生的某种智能发展提供各种必要的条件，几乎任何人都可以在那一种智能获得很大的发展。反过来，即使学生的生理潜能非常巨大，如果没有后天发展这种智能的环境，也会出现退化和消失的结果。从这里我们可以发现后天的环境对于学生智能培养和发展的重要性。所以，学校教育需要借助信息技术为广大学生构建丰富的情境，最大限度的为各种智能的发展提供必要的外部条件，促使他们的智能结构得到优化。借助信息技术构建成的各种丰富情境，学生能够借助多媒体计算机开展有关文字处理、数据分析、多媒体创作和编曲欣赏等活动，使自身的语言智能、逻辑数理智能以及音乐韵律智能获得发展的空间。通过把多媒体计算机技术和人工智能技术有机结合起来，对现实进行虚拟，帮助学生形成在虚拟的环境中完成学习任务，参与模拟活动的习惯，促进学生空间形体智能的发展，培养肢体动觉智能的形成，激发自然观察智能的培养。还可以充分发挥网上交流工具的巨大优势，有效创设协作学习情境，有效促进学生合作精神的培养、发展学生高级认知能力、培养学生和谐的人际关系。作为信息时代的教师，必须学会运用信息技术的各种能力，努力构建出多元化的教学情境，借助丰富的形象、活泼的教学方式、丰富的教学资源，调动学生多种感官参与到学习活动中，促进各种智能的形成。

3.2充分利用网络学习平台，有效提高学生的人际关系智能的培养效率。在多元智能理论中，人际交往智能是其中非常重要的一种。通过合作学习方式，能够有效培养学生的交往能力和意识，促进人的人际交往智能的发展，最终形成智能互补的目的。作为教师，应该努力为学生提供各种形式的合作学习的计划，充分发挥合作学习的这种作用。教育信息技术在创设交流、沟通和合作的学习情境的过程中的作用非常明显，通过建立合作学习模式，发挥教学的开放性、平等性、民主性和互动性特点，促进学生在合作学习模式中增强把握自己和与人合作的能力，继而形成相互接纳、分享和欣赏等良好品质。通过经常性的合作学习，学生逐渐建立起一种相互促进的积极的人际关系，能够有效提高学生的人际交往能力和意识。充分发挥计算机网络的技术优势，借助伙伴、合作和竞争等方式，促进学生主观能动性的发挥，提高学生在教学中的主动性，促进学生智能发展。

3.3努力借助各种手段，提供师生合作学习的各种机会。在开展各种师生合作学习的活动之前，教师需要有机地制定好学习目标。对学习资源、教学环境、合作学习平台以及合作学习的阶段过程都需要进行必要的恰当的规划和设计，评价手段也是需要引起教师注意的重要内容。教师在进行学习目标的设计过程中，要把知识的学习、学习任务和问题情境等要素巧妙结合起来，有效协调好各种知识的深度和广度、专一性和多样性问题，处理好理解和运用的关系。学生能力的培养目标主要是培养学生的解决实际问题的能力、合作能力、思维能力、信息获取传播和评价能力、社会交往能力、计算机应用能力等。而在设计学习资源的过程中，可以借助网络构建出多样化的知识资源库，为问题解决提供知识来源，帮助学生建立各自的问题列表，继而依此检索和定位各种解决问题的信息，提高学生认知水平。在合作交流工具的选择上，教师更是需要投入更多经历，选择适合实际的合作交流工具，符合学生的需求，又能帮助学生提高合作能力。教师可以借助校园网建立属于教师和学生的讨论区，发挥BBS论坛和留言板一对一、一对多交流的特点。通过这种方式一方面避免了师生面对面之间的隔膜，缩短了师生之间的距离，另一方面能够有效促进学生的人际交往智能的培养。在合作学习的过程中，教师要本着学生自愿的情况下，帮助他们进行异质性分组，努力让学生形成优势互补的习惯，促进学生的全面发展。通过组内异质和组间同质的特殊分组方法，能够既保障组内成员的合作，又能增强组间的相互竞争，提高合作学习的成效和质量。

3.4借助多元评价体系有效促进学生自我认知智能的培养。多元评价能够有效提高学生自我认知智能的培养。因为多元智能理论主张的是多渠道、多角度和多形式地对学生创造能力和解决问题的能力进行全面评价和考核。这种评价观超越了传统的评价取向，那种传统的以考试成绩和智力测验为考核重心的标准已经明显不适合时代的发展。多元评价观把结果和过程、评价和学习有机结合在一起，由重视结果的评价逐步转向以情景化为基础的过程性评价，能够很好地增强学校、家长对学生的学习特点和需求的了解，从而帮助学生充分认识到自身的弱势智能和优势智能所在，有计划地朝富有个性特色的方向努力奋斗。基于信息环境而形成的学生多元智能评价方法在选取电子学档作为主体外，把教师评价、自我评价和学生评价以及系统测验等多种方式有机结合起来构成过程性评价方法。在学生进行一系列学习过程中，对他们的多元智能情况加以检测，最终获取比较准确的材料。在整个多元智能评价过程中，学生能够不断反思，继而学会有效管理自己的学习过程，发扬自身优势，最终促使学生的自我认知智能在不断的学习过程中获得较好的发展。

3.5通过开展综合实践活动，促进学生多种智能和谐发展。在教学过程中，教师应该充分借助信息技术开展各种综合实践活动，促进学生多种智能的组合发展。教师能够基于网络为学生开展研究性学习，激发学生多种智能的融合。因为研究性学习课题超出了单一智能的界限，实现了跨学科效果，能够有效调动学生的多种智能潜力，从而帮助学生从自身的智能特长和兴趣对研究课题加以选择。而在研究性学习的实施阶段，又充分发挥了学生的主体性。这些学生能够根据自身智力的实际情况，有针对性地选择研究方法、研究手段、研究过程和研究策略，有效借助计算机技术和网络媒体技术，充分发挥学生运用不同技巧和智能的能力，促进学生多元智能的发展。

4结束语

在开发学生多元智能的教学进程中，促进素质教育的实施，培养具有高素质、创新型人才越来越需要发挥现代信息技术的重要作用。因此，在实际的教学中，教师首先需要树立先进的现代教育理念，充分利用各种先进的信息技术，促进学生多元智能的发展。

参考文献

[1] 宋正国，刁秀丽. 多元智能与信息技术环境下的学习评价[J]软件导刊， 2006，（02） .

[2] 王玉，韩瑛. 利用信息技术开发学生多元智能的研究[J]中小学电（下半月）， 2008，（06）.

[3] 李淑英，杨朝政. 信息技术环境下促进多元智能发展的教学策略[J]. 邯郸学院学报， 2008， （03） .

[4] 夏广萍.信息技术支持的多元智能教学研究[D]. 华东师范大学，2006.

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关键词：多元智能 教育游戏 信息技术

一、多元智能理论的认识

美国著名的心理学家和教育家霍德华・加德纳（Howard Cardner）于1983年在《智能的结构》一书中系统地论述了一种全新的人类智能结构理论――多元智能理论。该理论认为人类的思维方式即认知世界的方式是多元的，除了语言智能、数理逻辑智能两种基本的智能外，还有其他七种智能，即音乐智能、空间智能、身体运动智能、人际交往智能、自我认识智能、自然观察智能和存在智能。［1］多元智能理论自提出以来，就引起多个国家和地区引起强烈反响，我国教育界越来越认识到多元智能理论的重要价值，认为“多元智能理论是对素质教育的最好诠释。”

传统的以“以智商式思维”为理论依据、以纸笔测验为唯一方法的评价系统扼杀了绝大多数学生多方面智能的发展。［2］因为智能并不是简单地平行地存在着，我们日常所说的能力实际上是多种智能的组合，智能之间的不同组合就体现了学生间的智力差异。因此，在教育游戏的设计中，我们应该从开发学生的多元智能出发，充分运用现代技术手段，激发学生的学习激情，让学生充分发掘自己的优势智能，锻炼自己的弱势智能，从而自信地学习并且有所作为。

二、教育游戏的发展现状

教育游戏一词诞生于上世纪80年代的美国，由此，一些学者对游戏的教育功能以及游戏在教育中的运用做了一些研究。在我国，随着电脑游戏的普及，对教育游戏的认识和研究也开始起步，但是到目前为止还没有一个明确的定义。德国的沃尔夫冈・克莱默在前人的基础上对游戏作了一个界定，他认为：“游戏是一种由道具和规则构建而成的，由人主动参与，有明确目标，在进行过程中包含竞争且富于变化的以娱乐为目的的活动。它与现实世界既相互联系又相互独立，能够体现人们之间的共同经验，能够体现平等与自由的精神。”［3］我国将教育游戏“定义”为能够培养游戏使用者的知识、技能、智力、情感、态度、价值观，并具有一定教育意义的计算机游戏类软件。［4］

随着计算机软件和网络的发展，教育改革势在必行，教育游戏作为一种新生事物，它的研究和开发得到了游戏开发商、教育界的极大重视。目前我国市场上出现的教育游戏软件主要有奥卓尔系列、游戏学堂系列和网游学堂等。这些教育游戏在一定程度上激发了学生的学习兴趣，能够通过游戏的形式达到教育教学的目的，但还存在一些问题，主要表现在：游戏和教学内容的结合不够紧密，很多教育游戏只是停留在与教育结合的表层，没有很好地将教学目标和游戏真正地融合在一起，导致教育游戏与教学的脱节。另外游戏的开发者一般仅仅只是一些计算机专业人士，没有相关的教育教学研究背景，不能很好地对学生的认知特点及各种教学理论进行剖析，从而导致了游戏的教育性不足。

所以在教育游戏的开发过程中，我们应该从实际情况出发，从培养学生的能力出发，将多元智能理论贯彻于其中，充分发掘学生的潜能，促进学生综合素质的提高，从而改善教育游戏的现状，实现真正意义上的“教育”和“游戏”相结合。

三、教育游戏中多元智能的开发

在虚拟的游戏世界里，学生的知识水平、智力结构、年龄分布等多有较大的差别。因此教育游戏的设计要考虑到玩家的特点，这样才能使得教育游戏更加贴近学习。［5］由于每个人的智能发展水平存在差异，主要是这些智能在每个人身上的组合方式、发展顺序、表现形式不同，所以我们在进行游戏的设计时要考虑到多方面的因素，进行全面的角色设计，使玩家在游戏的过程中充分发挥自己的优势智能，同时培养其他各项智能。在教育游戏的设计中玩家的年龄结构也是不容忽视的，我们应该根据各年龄学生的智能特点分成几个阶段进行设计。我们应该根据维果茨基的“最近发展区”理论注重对培养各项智能的任务加深设置，使学生始终处在逐渐挑战自己的过程中。

在信息化教学的背景下，随着网络技术的发展，教育游戏充分应用现代信息技术，做到教育与游戏的完美结合，从多种角度出发来培养学生的多元智能。所谓的信息技术就是指用于管理和处理信息所采用的技术的总称，本文所指的主要是计算机科学和通讯技术，包括计算机网络、多媒体技术、图像、视频以及其它相关信息技术的应用。只有把所有的技术手段完美结合，才能提升学生对各种教学信息的接受和处理能力。

1.多媒体技术与多元智能

多媒体技术指用于计算机程序中处理图形、影像、影音、声讯、动画等计算机技术。［6］在教育游戏中应该充分发挥多媒体技术的威力，以发展学生的言语智能、数理逻辑智能、音乐韵律智能等。在教育游戏的设计中，我们应该从教学目标出发，创设情境化的学习环境，让学生在游戏的过程中加强与同伴的合作，培养人际交往能力及协作能力。学生在利用多媒体进行游戏的过程中可以进行文字处理、数据分析、作图绘画、编曲欣赏、多媒体创作，从而使得学生的语言能力、数学逻辑能力、音乐能力等多种智能得到发展。

2.虚拟现实技术与多元智能

为了达到教育与游戏的完美结合，在多媒体技术和人工智能技术相融合的条件下，我们应充分利用虚拟现实技术，以游戏的方式展开教学活动，让学生在虚拟的环境中进行学习、模拟活动，从而使得学生的空间智能、身体运动智能以及自然观察智能也得到全面充分的发展，使得学习过程真正成为学生积极地建构知识和掌握技能的过程，而不再是单纯的记忆和枯燥的模仿。

3.虚拟社区与多元智能

我们还可以利用计算机网络，建立虚拟游戏社区，通过协同、伙伴、竞争与角色扮演等方式来有效地促进学生的人际交往智能的发展。在协作的过程中，教师应该引导学生进行异质性分组，实现学生间的智能优势互补，促进学生的整体发展，在合作的过程中完成教育游戏的闯关活动。

四、小结

总之，越来越多的专家已经意识到教育游戏所具备的潜力，但是将教育与游戏实现完美结合还存在不少的障碍，教育与游戏结合来发展学生的多元智能还处在不断探索之中。随着教育信息化的发展和计算机技术的不断进步，教育游戏也将面临着新的改革，如何在游戏中贯彻教育，如何在游戏中培养学生的多元智能将是一个新的研究热点，将为教育改革带来新的气息。

参考文献：

［1］［美］霍德华・加德纳著.沈致隆译.多元智能［M］.北京：新华出版社，2003：18-30.

［2］陶西平.多元智能在中国［M］.北京：首都师范大学出版社，2004：6.

［3］孙莅文，邓鹏，祝智庭.基于娱教技术的体验学习环境构建［J］.中国电化教育，2005，（7）：24-27.

［4］李佳，王海平，卜敏现.网络游戏教育功能的探讨.内江师范学院学报，2005，20z1.

篇11

人文情怀对教学的涵养

1.求真精神给予了学生观察世界的全新视角

求真精神对教学的涵养主要包括批判精神、计算思维和逻辑思维的培养。批判并不意味着坏，也并不意味着批评；相反，它意味着看到更远处。批判让学生学会质疑和思考。而计算思维是信息技术学科的核心素养。周以真教授指出，“计算思维是人们分析问题、研制解决问题方案，并将此方案信息化的一种解决问题的能力”。随着智能社会的到来，每位学生都应拥有将所要解决问题的方案信息化的能力，这样才能与未来的社会无缝对接。同时，求真教学思想对学生逻辑思维的培养有着无可比拟的优势，因为算法蕴含的逻辑思维培养浑然天成，学生们通过程序设计的学习，通过参与机器人活动，就能习得终身受益的思维方式与解决问题的方法，这对生活在生活与数字技术共存相生、虚拟空间与现实生活并行不悖的环境中的学生而言意义重大。求真的信息技术教学终将让学生们能在数字时代保持理性头脑、拥有创造未来世界的能力。

2.向善精神给予了学生价值观的引领

向善精神对教学的涵养主要表现在对学生价值观的引领上。信息技术是一把双刃剑，用得好能造福人类，用不好能灭绝人类。最近霍金、比尔・盖茨等人都在担忧机器人对人类的威胁，因为在并不遥远的未来，超人工智能的机器人或将不受人类控制，如果最先实现超人工智能机器人技术的人有着邪恶的价值观，那么人类将可能陷入灭绝的深渊，而如果实现超人工智能机器人技术的人有着为人类造福的价值观，那么人类将得到永生。这些可能实现超人工智能机器人技术的人今天也许就坐在我们的课堂中，如果我未能给予学生的情怀赋予涵养和牵引，那么，技术这把双刃剑终将伤害我们自己。

3.臻美精神给予了学生欣赏美、设计美和创造美的启迪

臻美教学思想对教学的涵养主要包括审美、设计与创造的浸染。臻美习惯的培养将使学生不断超越自己、积极面对人生。职业生涯规划师古典认为，未来孩子的培养方向是从强到美，“美”的情感终将感染和引领孩子们成长为有着自由的超越精神和积极的理想追求的人。臻美的教师会主动选择美的范例、提供美的素材、设计美的任务、展示美的作品、进行美的评价。在美好的信息技术课堂上，学生的审美能力自然得到培养，表达美的意愿必然会增强，美的创造水到渠成，同时，受益的还有设计思维和创造思维的培养。

综上所述，人文情怀涵养下的信息技术教学就是要在教学技术的同时，促进学生真、善、美全面发展，使学生成长为富有人文底蕴又兼具科学精神的勇于实践创新的人。

人文情怀涵养下学生创新思维的培养

创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。由此可知，天马行空的妄想不是创新思维；有价值的创新思维，必须是“生之有根，长之靠谱”，既与众不同，又具有社会意义。

如何在教学中培养学生的创新思维，心理学研究提供了三种思路：一是在教学中注重一些与创造力相关的思维方式和行为倾向；二是在课程设置和教学上为学生创造空间，鼓励他们根据自己的特长和兴趣对现实、知识和意义进行独特的建构（其最终目的是希望从个体知识结构兴趣点的发展独特性中产生思维内容的新质）；三是通过参与特定领域共同体的创造实践活动，培养与之相关的习惯、性向、知识，从而形成专长，并跃升到创造新的理念、方法和产品的新水平。本课题研究中所运用的培养学生创新思维的方法与策略，思路源自上述三个方向。

1.教学指向现实世界的实际需求，激发学生的学习兴趣，为创新思维奠基

这一策略围绕解决真实问题的学习，目标是在解决问题的实践应用中建构知识，提高技能，培养创造能力和倾向。“问题”的选择直接映射出教师的教育情怀，那些关注学生情感、希望为学生未来打下基础的教师所选择的“问题”一定是开放的、学生感兴趣并乐于去探究和表达的，并且学生在探究和表达的过程中能获得新知，掌握解决问题的方法，增强学习、迁移的能力。例如，在教学多媒体信息的加工时，教材所推荐的载体是PPT，学生在学习过程中普遍学习兴趣不大，究其原因，是教师选择的“问题”太简单，诸如用PPT制作新年贺卡、制作个人简介等，这类“问题”学生均能完成，完成之后学生没有成就感，也未能实现能力的迁移。如何突破这一教学瓶颈？笔者为信息技术教师支的招是用PPT讲属于自己的故事。“讲自己的故事”因其开放、独一无二、有意愿讲好故事才能够打动学生，学习因而成了对学生自发的需求。其背后的教学思想还包括对学生“设计感”和“故事力”的培养以及学生学会“讲自己的故事”之后的学习迁移能力的培养。

著名未来学家、趋势专家丹尼尔・平克在其《全新思维――决胜未来的6大能力》一书中提出未来属于那些拥有与众不同思维的人，唯有拥有右脑时代的6大全新思维能力――设计感、娱乐感、意义感、故事力、交响力、共情力，才能决胜于未来。如何让学生在有限的教学时间里讲好自己的故事？这里涵盖三方面的教学智慧：一是通过课前写好故事脚本节省课堂构思的时间；二是通过写脚本培养学生的设计思维；三是通过写脚本培养学生面对问题系统思考的能力和习惯。而设计思维和系统思考能力的培养又是学生今后继续拓展知识、灵活应用知识即学习迁移的最佳培养时机。

2.教学贯穿美的指引，以美启迪心灵，感性思考力为创新思维助力

目前，培养学生的逻辑能力及类似计算机般的能力仍然重要，但教育的目标不应该停留于此，我们必须引导学生做好准备，迎向概念时代。丹尼尔强调“概念时代拥有全然不同的思维模式和全新的生活方式，更加重视‘高概念’和‘高感性’能力。高概念能力包括创造艺术美感和情感美，辨析各种模式，发现各种机会，创造令人满意的故事，以及将看似无关的观点组合成某种新观点”。

那么，如何培养学生感性的思考力？笔者开展了审美、发现美、表达美、创造美，将美的培养贯穿始终的教学试验。于是，范例美、任务美、评价美成了课堂的主旋律，学生在美的浸润与启迪下，审美能力得到提升，发现美、表达美成了自觉行为，作品所传递出来的创意和美好让人感动。

3.教学张扬个性，以创意为评价核心，点燃创新思维

越是个性化的教育，越有可能培养出有独特知识结构、有鲜明特长和兴趣的学生。创新思维本质上是拓展的、开放的、个性化的，因此，标准化的教学或不以学生为中心的教学都无法培养出富有创新思维的学生。在未来社会，创新思维产品个性化是制胜的法宝，我们有必要将个性化的培养放在首位。那么，信息技术课堂应如何遵循学生的个性来开展教学呢？首先，教学充分考虑学生的能力、兴趣和学习风格；其次，教学重视学生个性化选择问题的机会、问题与个人的相关程度，以及帮助学生将所选问题个性化的策略；再次，教师协助学生应用知识技能来实现学生的意义构建。这样的教学，学生的个性方能得到最大程度的张扬，学生的创新思维才能得到点燃，学生的作品才会个性丰满、灵气袭人。

4.教学关注科学精神的培养，科学精神与人文情怀相依，思维常新

篇12

关键词：智能控制；双语教学；教学实践

作者简介：陈志楚（1976-），男，湖北仙桃人，湖北汽车工业学院电信学院，讲师。（湖北　十堰　442001）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0077-02

随着全球经济一体化以及信息处理手段网络化的发展，世界各国高等教育正在经历深刻的变化。中国高等教育的发展也正在经历教育方式国际化和人才培养综合化。而社会对于掌握专项技术同时又可以熟练使用英语进行国际交往和合作的高级复合型人才的需求也使得当前高等院校中的双语教学方兴未艾。

当前随着我国入世和国际贸易交流的发展，全方位发展的高素质工科人才不仅需要面对大量的工程问题，同时也会遇到使用国际通用语言——英语的问题。能够阅读和查找最新说明书和工程资料，与同行沟通交流和解决问题，这些都是高校教育的目标。采用双语教学，引进外文教材，使用英语、汉语来讲授专业内容，让学生可以接触到较先进的内容和理念的同时，增强使用英语阅读交流专业知识的能力；同时可以促进教师的教学方式和学校相关课程设置的发展，是“一举多得”的教学改革。

智能控制作为高校机械工程及自动化专业的一门专业课程，是在人工智能及自动控制等多学科基础上发展起来的新兴交叉学科，是控制理论发展的高级阶段。对于控制理论及控制工程等领域的本科生来说，需要通过该课程掌握智能控制的基本理论并逐步学会智能控制的应用。通过这些内容的学习，使学生了解智能控制的基本结构、各类主要智能控制方法的基本知识，掌握模糊控制与神经控制的基本理论、算法和基本设计方法，并为今后智能控制系统的设计、运行打下一定基础。

湖北汽车工业学院坚持特色兴校、教育创新，注重个性发展，着重培养学生的创新精神和实践能力。在本科教育上紧紧围绕培养创新型应用人才为目标，坚持走产学研道路，积极推进本科教改，全面推进教学改革，提高教学与教研的整体水平，不断提高人才培养质量。湖北汽车工业学院自动控制教研组在省级精品课程“电工电子技术”的基础上，以“智能控制”课程作为教学试点，开展了双语教学的一系列教学实践。

双语教学是使用外语进行的非语言专业类课程教学。双语教学在高校中广泛开展的同时也遇到了相当多的问题。在课堂中由于双语的引入，引起了思维方式的转变，学生的学习内容和教师的备课工作量都大为增加；学生英语水平参差不齐和教师的英语能力有限造成课堂专业课信息量减少，缺乏师生互动，教学效果受到限时。笔者一直任教控制类课程专业课程教学，并从事过英语教学多年，在开展“智能控制”课程双语教学教学实践活动中总结了一些经验。

一、教材的选用

双语教材的选用是关系到双语教学质量的大事。在选择教材时，应以实用、适用和学生的承受能力为主要参照。引进的原版教材一定要是优质的，同时也应是内容比较新的。各个学校和各个院系可以根据自己的需要进行优选。原版教材注重启发学生思考和动手实践，善于由浅入深地叙述和展示理论、原理，并非常注意实验和技术应用。但是原版教材也存在课程体系和大纲与国内不符，同时内容过浅的问题。而国内教材从内容、知识结构和难度上都较符合学生的认知水平和规律，知识体系清楚完整，叙述严谨，擅于概念和理论推导。所以在教材的选择上，不应完全排斥中文教材，教师应在吃透教学内容的前提下充分发挥两者的长处，组合使用。而学生也可以在使用一两本主教材的基础上，同时阅读多本参考教材，以帮助理解，激发求知欲。

考虑到多数高等学校第五或第六学期开设智能控制课程，其前序课程有“自动控制”、“现代控制”和“过程控制”作为基础，所以其内容和前面课程有较强的连贯性。因此，为开展“智能控制”双语教学，笔者将在前面部分回顾控制理论的主要内容作为引入智能控制方法的基础，并向学生推荐课下阅读控制理论的经典教材，比如Dorf的《Modern control System》（国内有影印版）等。“智能控制”课程本身内容非常庞杂，涉及领域也很广，故教材也是风格迥异。模糊控制方面的教材有Kevin M. Passino etc.的《Fuzzy Control》等，神经网络控制方面的教材有Kevin Gurney的《An Introduction to Neural Networks》等，但符合国内“智能控制”大纲的教材非常少，而且国内改编和自编教材基本没有。考虑到课程本身的特点，笔者采用了“原版教材和中文教材结合，主要教材和参考教材结合”的方式。笔者在课程中外文教材主要采用Alexander M. Meystel和James S. Albus等的《Intelligent Systems：Architecture，Design，Control》。该书是智能控制领域的著名教材，它回顾了整个学科的发展，同时从理论和技术两个方面全面讲述了智能控制系统的构造、设计和实用。国内出版社有影印版出版，并同时有原文和中文翻译两个版本方便学生阅读。易继锴的《智能控制技术》作为主要中文参考教材。该书对于各个知识点的讲述比较清晰透彻。除此之外，在课程教学过程的不同阶段，鼓励学生通过图书馆或者网络自由选用、阅读更多的外文教材和中文参考教材。

二、教学内容的选择

不论是否采用双语教学，课程最后的教学效果是关键。由于双语教学在语言理解上花费了学生和老师大量的精力，这样在教学内容的选择上就更显得尤为重要。应在内容上选择符合大纲、重点难点为主的知识，并在这些知识点上增加教学投入时间。“智能控制”是一门国内开展较晚的课程，由于其涵盖模糊系统、神经网络、优化算法和专家系统等诸多智能算法和应用控制方法，所以教学上不可能做到面面俱到，只能是择优而取。参照国外很多著名大学（诸如麻省理工学院、加州理工大学等）的教学课程安排，基本上没有专门的“智能控制”课程，而是各个系会针对学生所学专业需要开展相应的课程，例如“针对模式识别的神经网络算法”或者“机器学习中的模糊控制”等等。依据湖北汽车工业学院和自动化专业的具体情况，“智能控制”主要是对各类控制算法的原理和应用领域进行介绍，让学生对其有总体的了解和认识，使其能在实践中运用。基于此目的，笔者主要讲授的内容为绪论（智能控制的发展历史）、模糊控制理论基础、模糊控制系统、神经网络模型、神经网络控制论和集成智能控制系统。

由于课程学时较少，每个知识点的学时有限。这样，每种智能控制方法以介绍讲述为主，但不作详细的分析和过多的数学推导。比如在讲述模糊控制的模糊推导系统时，推理方法有蕴含积、蕴含最小和Mamdoni方法等各种推理方法，在讲授时以应用最多的Mamdoni方法为主介绍原理，其他方法只需了解。为使得学生能够理论联系实际，特为本课程增加实验环节，并专门开设“智能控制”实验，安排实验学时及老师等资源配置，以保证实验效果。学生需要利用Matlab或者C及其他编程语言分别针对倒立摆和水箱水位控制等多个控制对象使用神经元控制、模糊控制、专家控制等不同的智能控制手段进行仿真分析，以验证课堂内容。比如针对水箱水位控制学习，采用学生分组，每个小组通过讨论确认选择不同算法，可采用神经元控制、模糊控制、模糊控制和专家控制结合等各类方法。最后测试结果，分析原因。通过这样的实践活动可以提高学生对书本内容的直观理解，增加学习热情。

三、教学方法的改进

“智能控制”课程涉及到控制论、人工智能和运筹学等诸多交叉学科，而其中每个学科的内容都十分庞杂。一味介绍讲述容易使学生像听“科普课”，兴趣很大但实际意义不大，无法指导实践；而针对某个知识点讲述过深过难，本身学时不够，会造成学生的畏难情绪且无法让学生形成对课程的整体理解。双语教学既有很多优点，但要教好也存在学生不易理解等诸多难题。为此，笔者和课题组老师针对这些问题展开了一系列教学改革和探索。

1.教学课件使用英语制作，主要使用英语讲述

双语教学要提高学生英语的阅读、沟通和交流能力，教师首先要使用英语教材和英语课件，并使用英语来“教授”课程。但是考虑到英语并非母语，可在重要专业术语初次出现时旁边加注汉语。并在介绍和描述概念时主要使用英语，但不应盲目排斥使用汉语。在需要师生互动的时候，如果学生反映理解有困难，可以使用汉语举例子或者使用比喻、讲故事等方法以帮助学生理解。

2.多使用课堂多媒体演示

智能控制效果单独通过讲述智能控制方法会让学生觉得枯燥，而利用多媒体来对某个控制算法进行软件仿真和演示就可以直接形成“感观”意识，从而加深学生对于课程内容的印象。例如针对智能洗衣机的模糊控制，可以使用Matlab结合Simulink和Labview等软件对分别进行使用不同形状隶属度和不同模糊推理方法的仿真，最后控制的效果可以通过仿真展现在学生面前，激励学生自己通过实验得到真实结果来对比并展开讨论。

3.增加实验教学环节

本课程之前由于学时的限制，仅限于理论教学。为增强教学效果，特增加神经元控制和模糊控制等多个实验，并在实验验收阶段增加小组答辩等环节，以增加学生的实践技能和分析研究问题的能力。

四、课程考核的改进

双语教学不同于普通英语教学、专业英语教学，它以掌握专业知识和技术为主要目的。但是双语教学课程既然以培养学生的全面素质为目的，那么在最终成绩的考核体系上就需要综合各类因素，尽可能全面公平公正地给予学生评价。传统的“智能控制”课程考核方法仅限于试卷考试，主要是概念论述和公式推导演算，无法全面评价学生的能力水平。试卷中无法涵盖学生对于专业基础知识的掌握情况，也无法提供学生在学习探究以及采用双语教学后英语应用能力的测试结论。

本课程现已转变为试卷考试、试验考查和独立报告等多方面结合的课程考核方法。除去卷面考试分数外，学生可以通过以下途径获得加分：阅读相关外文文献并作出阅读报告或完成英语口述演示；学生通过独立或小组实验并根据实验结果作出实验分析报告且完成答辩。这些教学改革意在全面考查学生的理解和实践能力，鼓励学生分析研究和创新。学生不仅要掌握智能控制的控制思想和方法方面的知识，还要能使用英语阅读和表达，并通过试验和独立研究实现自己的控制理念。

五、结束语

笔者通过对“智能控制”进行双语教学提高了学生对于该课程的学习兴趣，并取得了较好的教学效果。多数同学认可教学改革的效果。课程考查通过率达到82%，其中约21.2%的同学通过英语综述和阅读报告获得加分，约1/3的同学通过实验和课程报告获得加分。而随后的问卷调查显示，31.7%的同学在课程结束后对智能控制产生兴趣，51.3%的同学认同在学习后英语水平有提高，并对后期通过大学英语四、六级考试有帮助。

从长远看，在专业课程中开展双语教学是一个大趋势，但是如何使双语教学发挥优势、避免一些可能的问题还需要解决大量细致的问题，在师资培养、教学方法创新和双语教学效果评估方法方面不断思考、研究和探索。

参考文献：

[1]吴平.五年来的双语教学综述[J].中国大学教学，2007，（1）.

[2]莫勇波.关于大学双语教学有效性探索[J].广西教育学院学报，2008，

（5）：48-51.

[3]Richard C.Dorf，Robert H.Bishop.Intelligent Control System（12th Edition）[M].Prentice Hall，2010.

[4]Alexander M.Meystel，James S.Albus.Intelligent Systems：Architecture，Design，Control（First Edition）[M].Wiley-Interscience，2001.

[5]TimonthyJ.Ross.Fuzzy logic with Engineering Applications（Third Edition）[M].Wiley，2010.

[6]Laurene V.Fausett.Fundamentals of Neural Networks：Architectures，Algorithms And Applications（First Edition）[M].Prentice Hall，1993.

[7]Kevin M.Passino，Stephen Yurkovich. Fuzzy Control（First Edition）[M].Addison Wesley Publishing Company，1997.

[8]Kevin Gurney.An Introduction to Neural Networks[M].CRC Press，1997.

[9]易继锴，侯媛彬.智能控制技术[M].第二版.北京：北京工业大学出版社，2007.

[10]刘金琨.智能控制[M].第二版.北京：电子工业出版社，2009.

篇13

关键词：信息技术 精品课程 信息化平台

自2003年4月8日《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》颁发到目前，精品课程的建设已逐渐成为了各高校提高教育质量和促进教学教改工作的重点。如何让作为优秀教学资源的精品课程能够发挥更大的作用呢？2004年教育部公布了《关于国家精品课程申报工作的通知》和《国家精品课程教学录像上网技术标准》等文件，其中要求促进信息化手段在精品课程建设、申报、评审过程中的应用，并要求在两到三年的时间内，实现精品课程的全程录像上网，共享优质教学资源。以多媒体课件制作技术、录播技术以及网站制作、和共享技术等信息技术手段为平台，促进精品课程信息化，是建设具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性优质课程的强力支撑。

一、需求分析

（一）推进教育信息化的需要

上个世纪以来，国际教育界开始了以多媒体技术、数字通讯技术、网络技术、人工智能技术以及虚拟技术为特征的信息技术广泛应用的发展趋势，被称之为教育信息化进程［1］。信息技术在教学中的广泛应用，不仅改变了人们的工作和生活方式，也意味着我们传统的教学模式发生了有史以来最为深刻的变革，更重要的是对教育思想、观念、模式、内容和方法产生了深刻的影响。

（二）精品课程建设的需要

随着大众化教育时代的来临，如何提高教育教学质量成为教育成败的关键，国家精品课程建设是实施教育部“高等学校教学质量与教学改革工程”，为不断提高教学质量而推出的一项重大战略举措。教育部在2003年就提出了每门课程必须全程录像，并以网站形式实现共享的信息技术整体要求，而且在对精品课程的建设评估指标体系中就教学内容、教学条件、教学方法与手段和教学效果四个具体方面提出了信息技术具体要求。

二、指导思想

（一）基于信息技术条件下的教与学的思想

教育中的信息技术条件我们可以从三个方面去阐明：一是从技术上可以理解为多媒体化、数字化、网络化、智能化和虚拟化；二是从理论上可以理解为教材教程多媒体课件化、学习资源网络化、教学个性自主化、实验室实践教学虚拟化；三是从硬件上可以理解为以幻灯机、投影仪、录像机、DVD机、多媒体计算机、网络等各个信息技术设备组成的系统教学环境。

在信息技术条件下进行的教与学的优势在于教学者和学习者不是传统的教或者学的模式，而是通过信息技术环境教学者提出问题即教学任务，学生接受到问题后通过信息技术环境或直接反馈教学者那里，然后在学习过程中通过利用环境中丰富的学习资源和教师的反馈式协助自主地智能化地发现问题，进而解决问题，完成教学任务和学习目标。

（二）信息技术与精品课程整合的思想

信息技术与学科课程的整合研究是教育界比较热门的一个领域，它是指把信息技术作为工具与课程融合，运用信息技术来促进教学和管理，从而改进教学效果，以增强对某一学习内容或多学科领域的学习［2］。作为国家教育部“质量工程”的重要组成部分，精品课程对教育教学改革和质量都有着关键性的作用，如何响应以信息化手段促进精品课程的建设，使其成为示范性的优质教学资源更是重中之重。实现信息技术与精品课程的有机整合，有助于培养一批具有创新精神和实践能力的一流教学队伍；有利于为优秀的学科课程教学内容、方法和手段提供一个信息化的展示平台；有利于为学习者提供一个良好的、丰富的学习平台，和一个自主化的、智能化的学习方法和手段；有利于发挥精品课程的课程改革的“龙头”作用，并形成强辐射性和影响力，提升整个课程教学质量，促进教学水平的整体提高。

三、内容与目标

（一）内容

搭建精品课程的信息化平台主要有三个方面的内容：

1.用信息技术为精品课程搭建一个多媒体平台

麦克卢汉认为媒体是人体的延伸，人通过媒体来接受外界的信息。媒体的范畴很广，包括从书本、图片、电影、电话、计算机网络到卫星电视等等。教学领域中的多媒体主要指用计算机交互的处理文本、图形、动画、音频及视频等多种信息，并使这些信息建立逻辑连接的工具，它具有一定的呈现力、传播力、可控性和互动性。在精品课程建设中我们主要具体在两个方面来实现多媒体的平台作用：

（1）以多媒体形式呈现教材内容

利用多媒体的文、声、图、视的综合集成性，我们可以制作具有个别化、主动性、交互性和反馈性的多媒体教材，它既可以让学习者通过对精品课程网站的参观与浏览按照自己的需求进行学习，又可以和纸质教材形成一个立体化的教材包，真正实现教材内容的直观、具体和生动形象，从而调动学习者的积极性，提高教学效率，实现精品课程的要求的一流教材的目标。

（2）以多媒体辅助课堂教学

多媒体技术是具有着多样性、交互性和集成性的技术，它的加入能使课堂教学的方法和手段有更多的选择，而且通过与多媒体教材的组合，多媒体课堂教学能够更好地发挥其直观生动形象丰富的优点，对精品课程实现一流教学方法有着重要的推动作用。

2.用信息技术为精品课程搭建一个网络平台

教育部办公厅在精品课程相关的申报工作通知中指出，申报的精品课程必须建有专门的课程网站，以便于进行网上评审和共享。以网络形式承载课程体系是精品课程区别于以往任何课程的重要特征。精品课程的网站一般由师资队伍介绍、教学大纲、教案、习题、实验指导、参考文献和授课录像组成，相关部分之间通过非线性的超媒体链接。在教学任务中，教学者通过网站提供学习资源和教学录像和接受学生反馈，学习者则通过网站学习并反馈，两者之间通过精品课程网站形成一个教与学的反馈循环，如图所示：

3.用信息技术为精品课程搭建一个数字化平台

用信息技术为精品课程搭建的数字化平台主要有两个方面：

（1）网络数字化平台

作为要实现优质共享的精品课程网站来说，它必须是一个优秀的专业网站：网站导航清晰明了；网页以PHP、ASP等高级编程语言编写；网页经过本机和网络测试没有页面错误；网页之间根据内容进行正确的非线性链接；用与网页编程语言搭配最好的数据库存储数据和内容，如PHP+ORICAL，ASP+SQL，可以搜索、查询和修改数据。在精品课程的建设过程中，随着网络技术加入，大多数精品课程网站已能够实现上述的功能，也正因为这些功能的实现，精品课程网站成为一个数字化的教学平台和资源学习中心。

（2）录播数字平台

根据《国家精品课程建设工作实施办法》关于国家精品课程“需在网上提供不少于45分钟的现场教学录像”的规定，教育部参考《现代远程教育技术标准体系和11项试用标准（简介）V1.0版》以及国家信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会的《平台与媒体标准族谱》制定了视、音频的数字化标准。通过如网视宝、瀚博尔等优秀数字化的录播设备，信息技术人员可以将教学者的上课情况制作成符合数字化标准的视音频素材，经过制作索引和编辑，成为能在网站上流畅播出的教学录像。

（二）目标

搭建精品课程的信息化平台的总体目标是为了促进精品课程信息化，建设五个“一流”的优质示范性课程，具体目标则分为以下四个方面：

・ 探索信息时代下的教学方法和手段；

・ 培养教学者信息素养和创新能力；

・ 优化学习者的学习环境，提高其学习自主性；

・ 构建出一套制作能实时网上有效传输和资源共享的精品课程的方法。

四、模式构建

搭建精品课程的信息化平台的模式是指在信息技术环境下，以先进的教育教学理论为指导，以提高学习者的自主能动性为教学目的，用多媒体技术、网络技术、数字化技术、人工智能技术和虚拟现实技术搭建的平成相关教学和学习过程的结构形式。根据各种信息技术手段在教学中的组合与呈现方式，我们大概可以总结出下面四种应用的模式：

（一）多媒体演示型模式

该模式通过投影仪、视频展示台等多媒体演示设备来展现教材内容，教学者根据演示内容向学习者进行讲述，继而完成教学。它是一个“教学”的直线单向过程，具有简便、直观的特点。

（二）网络协作型模式

该模式通过一人一机的方式，教学者通过网络呈现教学内容并接受学习者对教学内容的评价和反馈，学习者则通过网络访问教学内容进行学习并作提出相关个人问题的反馈，两者在协作中完成教与学。它是一个“教学”直线双向过程，具有能动、自主的特点。

（三）主题研究型模式

该模式中教学者和学习者围绕某个教学主题利用相关合适的信息技术工具对学习过程和学习资源进行开发、利用、管理和评价研究，直至解决问题。它是一个“教＝学”的研究过程，具有机动、灵活的特点。

（四）技能实践型模式

该模式主要面向对技能实践要求较高的学科课程，学习者通过在教学者设置的虚拟实验室中进行相关课程的实践操作，在理解理论的前提下，熟练操作，完成教学。它是一个技能由生到熟的过程，具有简单、学习周期短的特点。

五、评价

搭建精品课程的信息化平台是精品课程能否真正突破传统教学模式，形成信息化的教育教学制高点的有力支持。参照国家教育部关于国家精品课程的评估指标，可以从下面三个方面评价：

・ 诊断性评价在精品课程建设开始时，教学者是否根据相关教学内容和学习者的学习风格，选择了合适的媒体和信息技术手段，制作了多媒体教材和课程网站。

・ 形成性评价在精品课程实施中，教学者和学习者是否能利用精品课程网站进行协作式学习，围绕教学主题循环反馈，最大效率和最优质量地完成教学。

・ 总结性评价在精品课程共享以后，教学者是否根据学习者的反馈和教学效果对网站的相关内容进行分别评定，在结果基础上修正。

六、反思与总结

精品课程作为优质示范课程有着具有一定的先进性和科学性，能反映教育教学领域的最新科技成果和手段的要求，这也成为信息技术广泛应用于精品课程建设中的前提条件，然而由于将信息技术真正应用于教育教学的时间不长，教学者对信息技术教学的理解和掌握需要较长的时间，信息技术和课程的整合有一定的难度等等原因，应用信息技术搭建精品建设平台我们必须做到以下几点：

・ 解决信息技术硬件“瓶颈”，使之能完全满足精品课程信息化的需求；

・ 对教学者进行信息技术培训，提高其信息素养和创新意识；

・ 适当地选择信息技术手段，有效地帮助学习者达到高的教学标准；

・ 精品课程网站应进行教学效果评价，根据结果进行实时修改；

・ 精品课程网站应有专门的技术人员进行维护，保障正常运行和共享；

・ 教学录像应符合国家技术数字标准，能流畅地打开和播放。

总之，搭建精品课程的信息化平台为国家精品课程建设提供一种良好的发展方向和思路，在国家相关政策的扶持下，通过不断实践、评价、修正、再实践的循环，此种研究必将充分发挥其多媒体化、数字化、智能化和虚拟化的特征和优势，为各学科课程的教学教改注入新鲜血液，提供强大动力。

参考文献：

篇14

[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。