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摘 要:多媒體教學(xué)手段的引入,極大地增加了課堂的信息量,豐富了課堂教學(xué)的表現(xiàn)形式,但是同樣也暴露了教材信息量不足、多媒體教學(xué)素材匱乏等問題。本文結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐介紹了在備課過程中利用Internet搜索引擎拓展多媒體教學(xué)內(nèi)容、豐富多媒體課件素材的方法。經(jīng)過32學(xué)時(shí)的“人工智能”本科生課程實(shí)踐,驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。
關(guān)鍵詞:搜索引擎;多媒體教學(xué);備課
中圖分類號(hào):G434
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
圖文聲像并茂、形象生動(dòng)直觀是多媒體教學(xué)最基本的特點(diǎn)。多媒體可以在較短時(shí)間內(nèi)提供較傳統(tǒng)教學(xué)模式更多的信息,提高教學(xué)效率,這是多媒體教學(xué)最突出的優(yōu)點(diǎn)。此外,多媒體教學(xué)能夠充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的輔助教學(xué)功能,學(xué)生可以從網(wǎng)絡(luò)上查閱教師的電子郵件和教輔資料,最大限度地節(jié)約教育資源,把教師從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中解放出來,從而有更多的時(shí)間和精力應(yīng)用到科研、教研等創(chuàng)造性工作中去。但是在多媒體教學(xué)備課中也暴露出一些新的問題,比如信息來自哪里?多媒體課件的素材來自哪里?
Internet是一個(gè)巨大的信息資源寶庫,充分利用Internet資源可以對(duì)多媒體教學(xué)的信息和素材形成有益的補(bǔ)充。但是Internet信息過載和資源迷向問題又使我們面對(duì)浩如煙海的信息資源無所適從。Internet搜索引擎的誕生為我們提供了信息獲取的強(qiáng)有力工具,只需要輸入關(guān)鍵詞或關(guān)鍵詞的組合進(jìn)行搜索即可,高級(jí)搜索技巧也可以通過閱讀網(wǎng)站上的幫助信息來很快掌握。
下面從四個(gè)方面介紹多媒體教學(xué)在備課過程中如何利用Internet搜索引擎拓展教學(xué)內(nèi)容、豐富課件素材。
1 利用Internet搜索引擎對(duì)教學(xué)內(nèi)容追根溯源
2005年全國高等學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)工作研討會(huì)上,哈爾濱工程大學(xué)總督學(xué)楊曜根教授在報(bào)告《讓新的教學(xué)理念進(jìn)課堂》中指出,目前在課堂教學(xué)內(nèi)容上往往是重“結(jié)論”、輕“過程”,只是注重傳授前人已解決的定理、概念、知識(shí)的現(xiàn)成結(jié)論,不注重揭示前人對(duì)這些知識(shí)的艱辛探索過程。其實(shí),這不單純是理念問題,往往不是教師不想講過程,而是不會(huì)講,這都受著教材內(nèi)容和教師知識(shí)面的制約。
正如楊教授所言,“每門學(xué)科的發(fā)展過程,每門學(xué)科中新觀點(diǎn)、新原理的建立,科學(xué)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和發(fā)展,無不是前人向傳統(tǒng)、敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)、大膽想象、不斷創(chuàng)新的結(jié)果,充滿了前人大膽求異、創(chuàng)新的事例,展示這些在學(xué)生面前,正可以大大啟發(fā)學(xué)生的好奇心、興趣,培養(yǎng)學(xué)生逆向思維,引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)問‘為什么’,培養(yǎng)學(xué)生的求索精神”。但這些過程事例很少編入現(xiàn)行教材中,傳統(tǒng)的教學(xué)手段課堂信息量有限,作為教師當(dāng)年也沒有在課堂上聽過這些過程事例,事實(shí)上這是一個(gè)盲區(qū),需要另辟蹊徑來掃除這個(gè)盲區(qū),而Internet搜索引擎則是“掃盲”的有力工具之一。
舉例來說明這個(gè)問題。人工智能的教材中對(duì)人工智能本身的發(fā)展歷程介紹的較多,但是邏輯演算作為人工智能課程的重要內(nèi)容,邏輯學(xué)本身的來龍去脈在教材中卻鮮有提及。備課時(shí),當(dāng)然可以跳過邏輯學(xué)的歷史,也可以去圖書館查閱邏輯學(xué)專業(yè)書籍,但是利用Internet搜索引擎不失為一種便捷的方式。我們只需要在Google等搜索引擎中輸入“邏輯學(xué)”、“起源”、“發(fā)展”、“分支”等關(guān)鍵詞的簡單組合,就可以很容易地找到“邏輯學(xué)傳統(tǒng)上可分為古希臘的邏輯學(xué)、中國的名辯、古印度的因明學(xué)三個(gè)分支”、“現(xiàn)代邏輯學(xué)已從單一學(xué)科逐步發(fā)展成為理論嚴(yán)密、分支眾多、應(yīng)用廣泛的學(xué)科群”等,再順藤摸瓜,搜索“古希臘 邏輯”、“名辯 邏輯”、“因明學(xué) 邏輯”、“現(xiàn)代邏輯學(xué) 分支”等關(guān)鍵詞,便可向前把2000多年前印度的正理派、中國的墨子、古希臘的亞里士多德都追溯出來,向后把量子邏輯、控制論邏輯、概率邏輯、價(jià)值邏輯、法律邏輯、科學(xué)邏輯等信手拈來,經(jīng)過進(jìn)一步加工提煉,融入到課堂教學(xué)中,對(duì)拓展學(xué)生知識(shí)面、激發(fā)學(xué)生的探究欲望能起到良好的作用。
2 利用Internet搜索引擎為課堂講解旁征博引
在課堂上旁征博引,能夠豐富教學(xué)內(nèi)容,提升知識(shí)的吸引力,增強(qiáng)教師的表現(xiàn)力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,同時(shí),對(duì)同一個(gè)問題換個(gè)角度、換個(gè)說法來闡述,也易于學(xué)生理解和掌握,提高課堂教學(xué)實(shí)效。但是旁征博引對(duì)任課教師的知識(shí)面要求非常高,尤其對(duì)于青年教師,因此在備課時(shí)有針對(duì)性地利用Internet搜索引擎拓展自己的知識(shí)面是非常必要的。
還是舉例來說明這個(gè)問題。Agent是人工智能領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題,Stanford著名人工智能學(xué)者Hayes-Roth講過“Agent是人工智能最初的目標(biāo),也是人工智能最終的目標(biāo)”,而我校現(xiàn)行人工智能課程教學(xué)大綱中并不包含這部分內(nèi)容,為了引領(lǐng)學(xué)生走到學(xué)科前沿,我準(zhǔn)備了2個(gè)課時(shí)補(bǔ)充講授Agent。但目前國內(nèi)的人工智能教材中,僅有蔡自興教授的《人工智能及其應(yīng)用》一書將Agent作為一章來講解。Agent理論部分的幾個(gè)概念非常抽象,且學(xué)術(shù)界觀點(diǎn)不一,如果僅將一家之言介紹給學(xué)生,不但學(xué)生難于理解,而且容易片面認(rèn)識(shí)問題,因此廣泛引用和介紹學(xué)術(shù)界的觀點(diǎn)是非常必要的。在準(zhǔn)備這部分內(nèi)容時(shí),Internet搜索引擎發(fā)揮了重要作用。用“agent definition”等關(guān)鍵詞在Google中搜索,并根據(jù)搜索結(jié)果不斷追溯和拓展,就可以查到Agent一詞的拉丁語起源――agere。Agent作為人工智能術(shù)語首見于Minsky的《Society of Mind》一書,以及Agent在美國傳統(tǒng)詞典中的定義,Jiming Liu & Jianbing Wu、Hayes-Roth、Smith, Cypher & Spohre、Wooldridge & Jennings、Shoham、Russel & Norvig、IBM等學(xué)者和公司從自主、智能、軟硬件、心智、實(shí)體等各個(gè)角度和立場(chǎng)給出的定義和討論,將這些內(nèi)容融合提煉之后呈現(xiàn)給學(xué)生,無疑會(huì)加深學(xué)生對(duì)抽象概念的理解,同時(shí)對(duì)教師本人的知識(shí)面也是一個(gè)豐富和擴(kuò)展的過程。
3 利用Internet搜索引擎對(duì)教學(xué)用例舉一反三
多媒體教學(xué)用例必須遵循針對(duì)性、典型性、啟發(fā)性、科學(xué)性、思想性、簡潔性、趣味性和生動(dòng)形象性等原則,才能達(dá)到較好的授課效果,提高教學(xué)質(zhì)量,但是備課時(shí)要準(zhǔn)備如此恰當(dāng)?shù)睦訁s非常困難。利用Internet搜索引擎可以開闊備課思路,對(duì)教學(xué)用例舉一反三。
例如,人工智能中著名的“猴子與香蕉”問題在蔡自興先生的《人工智能及其應(yīng)用》教材中僅舉此例用于講解狀態(tài)空間問題表示法。利用Internet搜索引擎還可以找到該問題在講解問題歸約、謂詞邏輯、產(chǎn)生式系統(tǒng)等知識(shí)表示方法時(shí)的舉例及動(dòng)畫演示過程,將這些舉例貫通起來在知識(shí)表示總結(jié)時(shí)使用,并借用網(wǎng)上制作好的動(dòng)畫演示,課堂效果很好,且備課效率很高。
4 利用Internet搜索引擎對(duì)課件素材錦上添花
多媒體課件是多媒體課堂教學(xué)的關(guān)鍵,是影響多媒體課堂教學(xué)效果的重要因素。課件過于簡單和粗糙,或者過于花哨,過多過濫地使用多媒體效果,會(huì)分散學(xué)生注意力,不利于學(xué)生課堂學(xué)習(xí),致使教學(xué)效果降低。因此簡潔明了、形象生動(dòng)的多媒體素材必不可少。利用Internet搜索引擎的圖片、音樂等搜索功能可以獲得很多極富表現(xiàn)力的音像資料來闡釋或演示抽象的概念和原理。
在人工智能課上講解語義網(wǎng)絡(luò)時(shí)用到這樣一個(gè)例子:用語義網(wǎng)絡(luò)法描述歌曲《軍港之夜》中“軍港的夜啊靜悄悄,海浪把戰(zhàn)艦輕輕地?fù)u”這一句的意境。準(zhǔn)備這個(gè)例子的時(shí)候,除了準(zhǔn)備解題過程,我還搜索了一首《軍港之夜》樂曲、一張軍港夜幕降臨時(shí)的照片和演唱者蘇曉明的照片,加工處理后做到多媒體課件中,并做到不喧賓奪主。在課堂教學(xué)中講這個(gè)例子時(shí),發(fā)現(xiàn)學(xué)生隨著輕柔的音樂、美麗的畫卷一起隨著老師分析著問題,都聚精會(huì)神的。
在講解啟發(fā)式搜索算法時(shí),我從網(wǎng)上搜到了孔子的名句“人無遠(yuǎn)慮,必有近憂”,唐代詩人盧綸的《送吉中孚校書歸楚州舊山》,其中有四句“林昏天未曙,但向云邊去,暗入無路山,心知有花處”,同時(shí)還下載了學(xué)校的平面圖,用“人無遠(yuǎn)慮,必有近憂”引出啟發(fā)式搜索利用啟發(fā)式信息的思想,利用盧綸的詩來闡釋啟發(fā)式搜索的意境,再結(jié)合學(xué)校的平面圖提問學(xué)生去附近的超市(在圖上均有標(biāo)注)購物時(shí)如何規(guī)劃路徑。就在這樣一種輕松甚至詩情畫意的氛圍中,學(xué)生便深刻領(lǐng)會(huì)了啟發(fā)式搜索的思想內(nèi)涵。
此外,利用豐富的多媒體素材還可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)的熏陶。例如,在準(zhǔn)備人工智能發(fā)展史這一課內(nèi)容時(shí),我們從網(wǎng)上搜到了Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等在人工智能發(fā)展史上舉足輕重的學(xué)者的照片,照片中透出的大家風(fēng)范、學(xué)者目光中流露的執(zhí)著精神、表情中蘊(yùn)含的嚴(yán)謹(jǐn)深邃、笑容中深藏的儒雅樂觀……無不感染著學(xué)生。
5 結(jié)論
在開展多媒體教學(xué)實(shí)踐中,利用Internet搜索引擎輔是第一步,對(duì)信息的加工處理、凝練升華是備課時(shí)一項(xiàng)更艱巨的任務(wù),這個(gè)問題已有很多文獻(xiàn)探討過,本文不再贅述。
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關(guān)鍵詞:智慧教學(xué);高校化工專業(yè)課程;舉措
一、引言
高校化工專業(yè)的宗旨是培養(yǎng)能對(duì)各種化工及相關(guān)過程和化學(xué)加工工藝進(jìn)行分析、研究,并能熟練利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行過程模擬、設(shè)計(jì)的人才,其主要課程包括無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)。研究的主要內(nèi)容是在化工生產(chǎn)過程中的“三傳一反”,即熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、動(dòng)量傳遞和化工反應(yīng)過程。學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的情況,所以使用智慧教學(xué)的方式既符合化工專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),又能用較有新意的學(xué)習(xí)方式使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣,并能夠更好地理解知識(shí),對(duì)提高高校學(xué)生的知識(shí)水平有著較大的幫助。
二、當(dāng)前高校化工專業(yè)課程開展中出現(xiàn)的問題
因?yàn)槲覈逃母飫傞_始推進(jìn),所以傳統(tǒng)教育下高校化工專業(yè)課程的開展還有不少的問題。比如,課堂上,教師沒有辦法顧及眾多的學(xué)生,因而學(xué)生掌握知識(shí)的程度參差不齊;復(fù)雜的化工知識(shí),加上教師缺乏合理的教學(xué)方式,使化工教學(xué)困難重重。另外,由于高考的壓力,高中生會(huì)全身心地投入學(xué)習(xí)中。而高校受客觀條件的限制,導(dǎo)師沒有辦法像在高中時(shí)全天盯著學(xué)生,而且高校學(xué)生沒有高考的壓力,所以學(xué)生就會(huì)有所放松。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師是主角,教學(xué)方式?jīng)]有新意,學(xué)生在課堂中難以提起對(duì)學(xué)習(xí)的興趣,教學(xué)質(zhì)量就難以提高。再加上教師大多以理論教學(xué)為主,在課堂上講知識(shí),以灌輸為主;而且高校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力存在差異,部分學(xué)生對(duì)化工專業(yè)課的理解能力較差。比如,在學(xué)習(xí)“物理化學(xué)”時(shí)對(duì)相平衡理解不透徹,就可能影響之后“化工原理”中傳熱理論的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)后面的課程時(shí),學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的基礎(chǔ)理論不扎實(shí),想再回來補(bǔ)前面的課程,這無疑會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間和精力。化工專業(yè)課堂開展所面臨的這些問題,關(guān)系著學(xué)生的發(fā)展。因此,高校教師應(yīng)運(yùn)用新型教學(xué)理論,促進(jìn)學(xué)生專業(yè)水平的提高。
三、推動(dòng)智慧教學(xué)在高校化工專業(yè)課程中應(yīng)用的具體措施
(一)解決已知問題,不斷提高教學(xué)效率
以上筆者所列舉的問題都是化工專業(yè)教學(xué)中較為典型的問題,這些問題使化工專業(yè)教學(xué)效率低下,限制了學(xué)生專業(yè)水平的提高,應(yīng)得到妥善的解決。高校的管理模式與高中的管理模式有很大的差異,高校的教師更注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。相對(duì)而言,高校采用的管理模式是更適合學(xué)生綜合能力發(fā)展以及自我管理水平全面提高的優(yōu)秀的教學(xué)管理模式。但學(xué)生由高考的高壓環(huán)境進(jìn)入大學(xué)相對(duì)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境,很容易出現(xiàn)心理上的不適,甚至部分學(xué)生會(huì)感到無所適從,不知道如何適應(yīng)高校的學(xué)習(xí)。因此,高校教師應(yīng)適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生,幫助學(xué)生盡快地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),盡力讓學(xué)生把更多的精力投入課堂中,提高學(xué)生在課堂上的參與度。高校教師能為學(xué)生做的是為學(xué)生答疑解惑,強(qiáng)化學(xué)生課上所學(xué)到的知識(shí),所以教師應(yīng)該提高效率,使課堂盡量飽滿。使用智慧教學(xué)可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到難以理解的問題時(shí),通過智慧教學(xué)系統(tǒng)將問題轉(zhuǎn)達(dá)給教師。在整合了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)后,教師就可以有的放矢地在課上進(jìn)行教學(xué),講解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)。這樣就可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)更好地理解難點(diǎn)。學(xué)生是課堂教學(xué)的主體,教學(xué)的目的是讓學(xué)生能夠更深入地理解知識(shí),而在這一點(diǎn)上,智慧教學(xué)有著遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)越性。同時(shí),教師上課時(shí)也應(yīng)該不拘于形式,盡量豐富,使課堂富于變化,盡量多彩一點(diǎn)。這樣,學(xué)生也會(huì)隨著每次課堂多彩的變化自然而然地跟上教師的教學(xué)思路。學(xué)生課堂的參與度提高,經(jīng)過日積月累,課程的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果就會(huì)慢慢提升,學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)認(rèn)可度也會(huì)隨之提高,上課的興趣被調(diào)動(dòng)起來,學(xué)習(xí)效率就會(huì)提高。
(二)利用智慧課堂幫助學(xué)生學(xué)會(huì)時(shí)間管理
因?yàn)楦咝W(xué)生的心智更加成熟,所以高校對(duì)學(xué)生的管理束縛也更少,學(xué)生的課余時(shí)間也較充足。有些學(xué)生能利用這1022021年12月些時(shí)間不斷學(xué)習(xí),充實(shí)自己;而有些學(xué)生在這樣的環(huán)境下反而變得松散、懶惰。環(huán)境突然發(fā)生巨大改變,學(xué)生的落差感是不可避免的,學(xué)生也會(huì)因此變得迷茫。這個(gè)時(shí)候,教師就可以運(yùn)用智慧課堂來幫助學(xué)生管理時(shí)間。現(xiàn)在,一部分學(xué)生已有智慧課堂,他們可以通過智慧課堂來了解學(xué)習(xí)的進(jìn)度與計(jì)劃,并且?guī)椭约哼M(jìn)一步融入課堂,根據(jù)學(xué)習(xí)的計(jì)劃,自主進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)等一系列學(xué)習(xí)計(jì)劃,這對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的幫助很大。而教師可以通過智慧課堂所需完成的任務(wù)、學(xué)習(xí)的計(jì)劃,實(shí)時(shí)監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),針對(duì)學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和進(jìn)度等并及時(shí)給予學(xué)生反饋,使學(xué)生積極投入學(xué)習(xí)中來。時(shí)間對(duì)每個(gè)學(xué)生都是公平的。一部分學(xué)生能夠較好地利用時(shí)間,將更多的時(shí)間用在學(xué)習(xí)上,所以他們較好地掌握了專業(yè)知識(shí);而另一部分學(xué)生卻把時(shí)間花費(fèi)在玩耍上,因而對(duì)知識(shí)掌握不太牢固。教師利用智慧課堂時(shí),首先,要使學(xué)生明白,高校給他們提供了一個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),他們將更多的時(shí)間放在有意義的事情上,這樣才能取得較好的學(xué)習(xí)成果。其次,要采用多樣化的、學(xué)生感興趣的方式,潛移默化地為學(xué)生傳授多元化的知識(shí),幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變思想,成長為積極向上的人。
(三)運(yùn)用智慧課堂提高課堂教學(xué)效率
在以往的學(xué)習(xí)中,學(xué)生十分依賴課上學(xué)習(xí)的時(shí)間,甚至有些學(xué)生不進(jìn)行課前預(yù)習(xí),只是在課上聽教師的講解。在這種情況下,學(xué)生不了解學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn),很難跟上教師的教學(xué)思路。這導(dǎo)致課堂教學(xué)效率低下,給學(xué)生留下的自主時(shí)間較少,學(xué)生不能根據(jù)自己的水平有目的地學(xué)習(xí)。所以,教師在課堂上應(yīng)盡量提高教學(xué)效率,留給學(xué)生足夠的時(shí)間。智慧課堂作為教師與學(xué)生之間課上、課下知識(shí)傳播的樞紐,對(duì)學(xué)生課下的自主學(xué)習(xí)具有深遠(yuǎn)的意義。學(xué)生可以利用智慧課堂先進(jìn)行預(yù)習(xí),了解重點(diǎn),解決難點(diǎn),再根據(jù)自己的掌握情況進(jìn)行分析,帶著問題進(jìn)課堂,著重聽取教師在這一方面的講解,并且把自己學(xué)習(xí)中的問題積攢下來在課堂上向教師請(qǐng)教。而教師則可以通過智慧課堂了解學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍存在的問題,在課堂上著重講解難點(diǎn),而對(duì)比較簡單的問題就可以花費(fèi)較少的時(shí)間。這樣就有效地提高了課堂授課的效率,教師可以利用剩下來的時(shí)間幫助學(xué)生解決問題,或者讓學(xué)生自主探究,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,或者讓學(xué)生進(jìn)行討論,由學(xué)習(xí)較好的學(xué)生為其他同學(xué)進(jìn)行講解。同時(shí),通過智慧課堂,學(xué)生與教師的交流更加便捷了。對(duì)于不會(huì)的問題,學(xué)生可以在線即時(shí)詢問教師;教師及時(shí)完成“一對(duì)一”“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的教學(xué),幫助學(xué)生解答疑點(diǎn)、攻克難點(diǎn)。
(四)運(yùn)用智慧課堂幫助學(xué)生更好地理解重難點(diǎn)
在傳統(tǒng)課堂中,學(xué)生遇到的重難點(diǎn)問題時(shí),只能在課上聽教師講。如果教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解或表達(dá)方式不同,那么學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解也會(huì)不同。而智慧課堂的作用就是盡可能地解決這些問題。以“化工原理”課程中的液體精餾部分為例,其內(nèi)容很抽象,且有大量用符號(hào)表示的公式,僅靠學(xué)生個(gè)人的學(xué)習(xí)往往很難取得理想的效果。而智慧教學(xué)軟件可以輔助學(xué)生理清公式,弄懂傳質(zhì)的機(jī)理,這有利于學(xué)生快速地掌握知識(shí)。課下,學(xué)生可盡最大努力理解知識(shí),經(jīng)過學(xué)生自主學(xué)習(xí),剩下的都是偏難一點(diǎn)的理論知識(shí)。這一部分知識(shí)要讓學(xué)生自己弄懂確實(shí)存在困難,此時(shí),教師可以帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)知識(shí)加以梳理。此外,教師還可以合理地運(yùn)用智慧課堂為學(xué)生進(jìn)行知識(shí)難易程度的分級(jí),將其中較難的部分列出來,讓學(xué)生先自行理解。這樣,即使學(xué)生不能全部弄懂,但學(xué)生對(duì)難點(diǎn)也會(huì)有自己的感悟。然后,教師再進(jìn)行講解。當(dāng)學(xué)生通過這種方式理解了知識(shí)的重難點(diǎn)后,他們?cè)谥R(shí)的理解上自然會(huì)更上一層樓。有些學(xué)生因缺乏向教師請(qǐng)教的勇氣而嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)的效果。而利用智慧課堂就可以避免這一現(xiàn)象的發(fā)生。學(xué)生只要在線上把問題發(fā)給教師,接下來就可以靜靜等著教師的回復(fù)了。
四、結(jié)語
總而言之,智慧課堂是在我國教育改革中一種新穎的教學(xué)方式,它是科技發(fā)展的產(chǎn)物,不只對(duì)高校,甚至對(duì)學(xué)習(xí)的全學(xué)段都有極大的幫助。而對(duì)高校而言,智慧課堂軟件在未來完全落實(shí)之后定然是一大利器。化工專業(yè)課程應(yīng)當(dāng)積極利用好身邊的智慧課堂,使其與學(xué)科特點(diǎn)積極融合,真正成為利器。教師應(yīng)該積極把智慧課堂運(yùn)用到化工專業(yè)的教學(xué)上,摸清套路,使其在授課時(shí)發(fā)揮作用。
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“互聯(lián)網(wǎng)+教育”智慧校園建設(shè)工作總結(jié)
我校自智慧校園創(chuàng)建開始,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)非常重視此項(xiàng)工作,嚴(yán)格按照上級(jí)主管部門的要求,積極籌劃,仔細(xì)部署,認(rèn)真落實(shí),取得了一定的成績,現(xiàn)將本學(xué)期創(chuàng)建工作總結(jié)向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。
一、已經(jīng)落實(shí)的工作
1.制定了各項(xiàng)規(guī)章制度
為確保智慧校園創(chuàng)建各項(xiàng)工作的有序開展,創(chuàng)建領(lǐng)導(dǎo)小組制定智慧校園管理、使用、人員培訓(xùn)等系列制度,從創(chuàng)建之初就從嚴(yán)要求,嚴(yán)格按照制度和要求執(zhí)行。
2.加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)
智慧校園的建設(shè)離不開廣大教師的參與,而教師能力水平?jīng)Q定著智慧校園創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)。為此,學(xué)校多方面結(jié)合:第一,學(xué)校邀請(qǐng)區(qū)教體局領(lǐng)導(dǎo)專家指導(dǎo)我校的創(chuàng)建工作;第二,校內(nèi)定期開展教育信息化的新知識(shí)、新技術(shù)及新媒體的應(yīng)用專題培訓(xùn),開展各學(xué)科優(yōu)課展示、師徒聽課等活動(dòng),有效推動(dòng)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的有機(jī)融合;第三,學(xué)校安排領(lǐng)導(dǎo)和教師外出參觀學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)國內(nèi)智慧校園創(chuàng)建的最新理念,學(xué)習(xí)外單位智慧校園創(chuàng)建的創(chuàng)新做法;第四,進(jìn)一步落實(shí)完善三個(gè)課堂工作,以班帶班、以校帶校,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源均衡共享,落實(shí)在線互動(dòng)課堂常態(tài)化。另外,學(xué)校還邀請(qǐng)合作企業(yè)派駐技術(shù)人員進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)等,通過培訓(xùn)指導(dǎo),提升教師的新媒體新技術(shù)應(yīng)用水平。
3.重視對(duì)硬件的投入
目前學(xué)校現(xiàn)有教師108人,基本實(shí)現(xiàn)每人一臺(tái)筆記本電腦,師機(jī)比達(dá)1:1,學(xué)生1356人,學(xué)生機(jī)222臺(tái),生機(jī)比6.5:1。學(xué)校有28個(gè)教學(xué)班均配有班班通計(jì)算機(jī)、交互式白板一體機(jī)。千兆進(jìn)校,百兆進(jìn)班,教師辦公地點(diǎn)和試點(diǎn)班級(jí)安裝無線路由,做到無線覆蓋。建有基于校園網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字監(jiān)控、智能安防、訪客系統(tǒng)等。做到數(shù)字資源班班通,學(xué)習(xí)平臺(tái)人人通。
4.加強(qiáng)平臺(tái)的管理應(yīng)用
在校園教育教學(xué)管理中初步使用云校家系統(tǒng)。包括:電子課程表、移動(dòng)講臺(tái)、課前導(dǎo)學(xué)、在線檢測(cè)、課后練習(xí)、設(shè)備保修、會(huì)議安排、場(chǎng)館申請(qǐng)、問卷調(diào)查、電子備課、網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)評(píng)價(jià)。智慧管理系統(tǒng)涵蓋學(xué)校各職能部門、各管理層面的日常管理工作,涵蓋校務(wù)、教務(wù)、資產(chǎn)、人事等業(yè)務(wù)流程,通過全方位數(shù)據(jù)采集匯聚和智能分析,為管理決策提供科學(xué)支撐。
5.我校認(rèn)真落實(shí)市級(jí)、區(qū)級(jí)學(xué)習(xí)培訓(xùn)計(jì)劃。本學(xué)期全校教師于5月18日全員參加了自治區(qū)統(tǒng)一安排的中教云數(shù)字教材入校培訓(xùn);6月11日,信息部針對(duì)全校功能室人員展開了“中小學(xué)教育裝備管理信息系統(tǒng)”操作培訓(xùn)。校內(nèi)大力開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用培訓(xùn)、智慧課堂培訓(xùn)、在線互動(dòng)課堂教學(xué)培訓(xùn)等各類信息化培訓(xùn),為老師更好的使用信息,提高課堂效率打下基礎(chǔ)。
6.學(xué)校每月定期更新全國教育信息化工作進(jìn)展信息系統(tǒng),及時(shí)上報(bào)學(xué)校的最新數(shù)據(jù),為上級(jí)部門把握工作進(jìn)展和部署下一步工作提供參考數(shù)據(jù)。
7.學(xué)校積極推動(dòng)“個(gè)人空間”建設(shè)應(yīng)用。在“寧夏教育云”上共享教學(xué)資源,書寫教學(xué)心得,迸發(fā)出教育思想的火花;學(xué)生登錄“個(gè)人空間”,下載教學(xué)資源,討論問題,交流心得,共同進(jìn)步。
8.在線互動(dòng)課堂常態(tài)化教學(xué)
“在線互動(dòng)課堂”這種新的教學(xué)方式,使教師和學(xué)生不用出課堂,就可以實(shí)現(xiàn)交流和互動(dòng)資源共享,不僅有利于提高教師的專業(yè)水平,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享,縮小地區(qū)教育差距,確保教育的公平。
同時(shí),“在線同步互動(dòng)課堂”的實(shí)施也讓教學(xué)點(diǎn)的教師改變了傳統(tǒng)的教育觀念,在教學(xué)過程中獲得了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的同時(shí),教育技能和教學(xué)水平均得到了不同程度的提高。剛開始我校實(shí)施“在線互動(dòng)課堂”教學(xué)時(shí),教師因?yàn)椴贿m應(yīng)這種新的教學(xué)模式,加上計(jì)算機(jī)操作水平不高,導(dǎo)致課堂效果不太好。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)組織相關(guān)學(xué)科的教師深入“在線互動(dòng)課堂”聽課,對(duì)每堂課的主講教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和技術(shù)指導(dǎo),幫助教師答疑解惑。經(jīng)過一年多的教學(xué)實(shí)踐,教師都能熟練地操作計(jì)算機(jī),運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)“在線互動(dòng)課堂”的有效互動(dòng)。教師經(jīng)常通過“在線互動(dòng)課堂”教學(xué)進(jìn)行教學(xué)交流,相互溝通,進(jìn)一步促進(jìn)了教學(xué)水平的提高。
9.本學(xué)年學(xué)校組織了人工智能與教學(xué)融合的各類公開課,有骨干教師“教學(xué)助手與課堂教學(xué)深度融合”示范課;高級(jí)教師“現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)融合”觀摩課;“在線互動(dòng)課堂”數(shù)學(xué)教師聯(lián)片教研的同課異構(gòu)課;青年教師“人工教學(xué)助手與課堂教學(xué)深度融合”優(yōu)質(zhì)課競(jìng)賽。通過各類公開課、競(jìng)賽活動(dòng)促使教師在課堂教學(xué)中對(duì)智能教學(xué)助手的應(yīng)用常態(tài)化、自覺化。
二、著眼未來,持續(xù)發(fā)展,總結(jié)反思
創(chuàng)建智慧校園,是為了更好地服務(wù)教育教學(xué)。著眼未來,我校將智慧校園建設(shè)納入長遠(yuǎn)發(fā)展之中。
1.進(jìn)一步加大硬件的投入。我校有28個(gè)教學(xué)班級(jí),其中9個(gè)教學(xué)班配備了鴻合一體機(jī),其余19個(gè)教學(xué)班均為以前的希沃一體機(jī),目前部分電腦已經(jīng)接近使用年限,故障頻發(fā)。今后將計(jì)劃為這些教室更新裝配新的交互式一體機(jī),為教學(xué)提供硬件支撐。
3.加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè),重視平臺(tái)的融合應(yīng)用。教師隊(duì)伍的水平,決定教育教學(xué)的質(zhì)量。我校派出教師學(xué)習(xí)培訓(xùn)的力度還不夠,今后將進(jìn)一步加大培訓(xùn),請(qǐng)進(jìn)專家學(xué)者開設(shè)講座,加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),不斷提升教師自身素質(zhì),為教學(xué)提供人才支撐。
學(xué)校現(xiàn)有多項(xiàng)教學(xué)平臺(tái)、同時(shí)有些學(xué)科還開始使用多種APP教學(xué)軟件服務(wù)教學(xué),今后將繼續(xù)開發(fā)這方面的創(chuàng)新使用案例,進(jìn)一步探索運(yùn)用免費(fèi)資源。
【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+教育;自主化學(xué)習(xí);個(gè)性化學(xué)習(xí);終身學(xué)習(xí);大數(shù)據(jù)運(yùn)用
2015年3月總理在政府工作報(bào)告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”,這表示中國進(jìn)入了一個(gè)信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的時(shí)代,各行各業(yè)將與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,當(dāng)然教育也不例外。初次聽到“互聯(lián)網(wǎng)+”這個(gè)詞時(shí),我是茫然的,不知道“互聯(lián)網(wǎng)+”是什么,它與教育、與課堂究竟有什么關(guān)系,并由此認(rèn)為這僅是一個(gè)新的花樣而已,便懷著一顆摒棄的心去接觸它,慢慢地揭開 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”的神秘面紗,原來互聯(lián)網(wǎng)+教育簡單地來說就是互聯(lián)網(wǎng)與教育的有機(jī)結(jié)合。也就是如何利用互聯(lián)網(wǎng)更好地服務(wù)教育。
2016年3月9日,在韓國舉行圍棋人機(jī)大戰(zhàn),結(jié)果是阿爾法(人工智能程序)取得了勝利。這時(shí)候我們恐懼了,我們不禁思考,未來的我們會(huì)不會(huì)為人工智能所奴隸?在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”上我們也思考,未來我們會(huì)不會(huì)為互聯(lián)網(wǎng)所奴隸?于是我們膽怯了,我們恐慌了,我們害怕我們的課堂為互聯(lián)網(wǎng)所奴隸。但也唯有這種膽怯和恐慌才能讓我們警醒,讓我們有勇氣去改變自己的課堂。
一、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”自主學(xué)習(xí)
互聯(lián)網(wǎng)給課堂教育帶來的巨大變革,讓我們的教學(xué)不僅僅局限在短短40分鐘,更能延伸到課堂外,我認(rèn)為這是一個(gè)不容小覷的趨勢(shì)。以我的學(xué)科為例,信息技術(shù)學(xué)科每班一周一節(jié)課,每學(xué)期也不過18節(jié)課而已。在這信息化飛速發(fā)展的年代是無法滿足當(dāng)下學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的需求。這時(shí)我可以利用課余的時(shí)間去進(jìn)行課外教學(xué),如錄制一節(jié)小微課,或者提出一個(gè)小的問題,放到我們QQ空間、微博或微信等交流平臺(tái)上,學(xué)生通過平臺(tái)可以自主地學(xué)習(xí)和討論。這樣不僅滿足了學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的需求,而且培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣,間接培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和交流能力。有的老師不禁這樣想,我是主科老師,是以學(xué)生學(xué)會(huì)某節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)為目標(biāo)進(jìn)行教學(xué),它可能不適合我們主科老師。在這里,我可以大膽地告訴老師們,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”適應(yīng)所有的學(xué)科,比如主科老師可以制作對(duì)于某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解的微課視頻,到平臺(tái)上,學(xué)生在家里通過平臺(tái)就可以學(xué)到這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。試想這樣做后會(huì)帶來什么樣的效果。老師們可以節(jié)省課堂答疑的時(shí)間,可以照顧到接受能力較弱的后進(jìn)生,從而培養(yǎng)了他們?cè)谛畔⒒瘯r(shí)代自主學(xué)習(xí)的能力。
二、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”個(gè)性化學(xué)習(xí)
每個(gè)人是不同的,都是獨(dú)立的個(gè)體,正因?yàn)橛辛瞬煌圆庞辛硕嗖实氖澜纭M瑯用總€(gè)學(xué)生也是不同的,每個(gè)學(xué)生都有他自己的興趣,面對(duì)不同的學(xué)生,作為教師的我們可以針對(duì)他們不同的興趣進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)出不同的人才來為這個(gè)信息化社會(huì)服務(wù)。在傳統(tǒng)教育下我們可能會(huì)很難實(shí)現(xiàn)這種多元化的培養(yǎng),但是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境下我們是可以逐步實(shí)現(xiàn)的。比如我的一個(gè)學(xué)生在初中階段表現(xiàn)出他對(duì)計(jì)算機(jī)編程有著的強(qiáng)烈興趣,由于外部因素,我不可能全心得投入對(duì)他的編程指導(dǎo),這個(gè)時(shí)候,我建議他利用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行學(xué)習(xí),并提出好的平臺(tái),如“慕課網(wǎng)”。一段時(shí)間后,他向我訴說他學(xué)習(xí)的成果,我看到他學(xué)得不亦樂乎,滿足了強(qiáng)烈的求知欲,同時(shí)也得到了很大的成就感。可以說,在“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境下,學(xué)生可根據(jù)自己的興趣來進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)。
三、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”終身學(xué)習(xí)
當(dāng)我們處于K12階段時(shí)候,我們每天都在學(xué)習(xí),都在接受新的知識(shí)。但當(dāng)我們走進(jìn)大學(xué)或是社會(huì)之后,發(fā)現(xiàn)我們需要源源不斷的知識(shí)來充實(shí)自己。我們首先想到的是買書籍,但總有那么幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)是我們通過書籍不能完全領(lǐng)悟的,這個(gè)時(shí)候我們?cè)趺崔k?繼續(xù)買同類不同版本的書,還是找家教?抑或是找補(bǔ)課班來幫助自己?我們很難選擇,時(shí)間、地點(diǎn)的局限,讓我們不能夠完全地配合。這個(gè)時(shí)候如果利用互聯(lián)網(wǎng),我們就迎刃而解了,可以通過“中國大學(xué)MOOC”、“網(wǎng)易公開課”、“愛課程”等多種平臺(tái)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。同時(shí)它們有相應(yīng)移動(dòng)客戶端,可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí),從而構(gòu)建出終身學(xué)習(xí)體質(zhì)。
四、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大數(shù)據(jù)運(yùn)用
大數(shù)據(jù)被越來越多的人關(guān)注,被越來越多的產(chǎn)品應(yīng)用。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”上我們也能看到大數(shù)據(jù)的身影。比如,我們盤錦市的自主學(xué)習(xí)平臺(tái),老師可以通過平臺(tái)找盤錦市所有老師上傳的習(xí)題,經(jīng)過精心挑選組成卷子下發(fā)給學(xué)生。學(xué)生進(jìn)入平臺(tái)進(jìn)行答題并提交。當(dāng)全班同學(xué)全部完成后,老師后方會(huì)生成錯(cuò)誤習(xí)題的統(tǒng)計(jì)。這樣教師就可以通過統(tǒng)計(jì)出某一個(gè)習(xí)題的錯(cuò)誤率,從而得出學(xué)生某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。這樣通過一個(gè)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),教師的教學(xué)就會(huì)有的放矢,大大提高了教學(xué)效率,讓的教育教學(xué)回歸科學(xué),回歸本質(zhì)。
五、結(jié)束語
“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的道路是漫長而曲折的,但它孕育著無數(shù)的可能性。我們的終極目標(biāo)是培養(yǎng)健康全方面發(fā)展的人才,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”正在逐步幫助我們實(shí)現(xiàn),如我們所熟知的創(chuàng)客教育,它培養(yǎng)出的正是適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展方向需求的學(xué)生。我相信“互聯(lián)網(wǎng)+教育”將呈現(xiàn)給我們一個(gè)多元的現(xiàn)代教育格局,給現(xiàn)代教育一個(gè)嶄新的未來。
【參考文獻(xiàn)】
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目前機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)已深入到全國的中小學(xué),而競(jìng)賽活動(dòng)能夠真正參與到其中的學(xué)生所占比例較少,因此越來越多的科學(xué)教師在思考,如何把機(jī)器人教學(xué)帶入課堂,讓更多的學(xué)生感受機(jī)器人的魅力。
機(jī)器人教學(xué)走進(jìn)課堂的問題
目前機(jī)器人活動(dòng)走入課堂存在的主要問題有:
(一)持續(xù)性保障
開設(shè)機(jī)器人課程要有一定數(shù)量的機(jī)器人和計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的場(chǎng)地,因此需要一定的啟動(dòng)性投入。啟動(dòng)之后涉及到的持續(xù)性的保障有兩點(diǎn):一是后續(xù)機(jī)器人的管理與維護(hù)難度高、損耗大,維持機(jī)器人活動(dòng)需要后續(xù)的配件和場(chǎng)地的更新、補(bǔ)充等資金投入;二是對(duì)輔導(dǎo)教師要求高,現(xiàn)有輔導(dǎo)教師人數(shù)嚴(yán)重不足。
(二)缺乏相應(yīng)的課程體系與教材
雖然國內(nèi)有些省份在信息技術(shù)課程中含有部分關(guān)于機(jī)器人的內(nèi)容,但都是基于某個(gè)廠家的機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)的,不適合本地的特色與現(xiàn)有設(shè)備。另外,對(duì)于機(jī)器人教學(xué)所應(yīng)包括的基本知識(shí)架構(gòu)和教學(xué)方法也非常匱乏。機(jī)器人教學(xué)要持續(xù)性發(fā)展,就要在知識(shí)體系和評(píng)估訓(xùn)練方面形成體系。
(三)教學(xué)與競(jìng)賽尺度把握錯(cuò)位
目前中小學(xué)開展機(jī)器人活動(dòng),基本上是以競(jìng)賽作為檢驗(yàn)教學(xué)效果的標(biāo)尺。如想機(jī)器人教育能長期有效地發(fā)展,就不能把比賽作為唯一的課程目標(biāo),否則會(huì)使機(jī)器人教學(xué)走入“為競(jìng)賽而教學(xué)”的誤區(qū),勢(shì)必導(dǎo)致該項(xiàng)活動(dòng)缺乏生命力。
(四)教師和學(xué)生家長的不理解、不支持
在“分?jǐn)?shù)才是硬道理”的思想下,很多教師和家長對(duì)于學(xué)生參加機(jī)器人活動(dòng)選擇了反對(duì),理由都是影響學(xué)習(xí),對(duì)升學(xué)沒有幫助。這使得科技教師要面對(duì)很多尷尬與不理解。
機(jī)器人教學(xué)走進(jìn)課堂的幾項(xiàng)措施
要解決以上機(jī)器人活動(dòng)發(fā)展的瓶頸問題,使機(jī)器人教學(xué)進(jìn)入課堂,我認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行思考:
(一)結(jié)合實(shí)際編寫校本教程
將機(jī)器人活動(dòng)納入校本課程管理,為機(jī)器人正式進(jìn)入課堂積累經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過幾年的積累與沉淀,我校目前編寫有教材《程序設(shè)計(jì)與智能機(jī)器人》,該教材以LEGO NXT機(jī)器人為硬件平臺(tái),以ROBOTC為軟件平臺(tái);宗旨是利用機(jī)器人平臺(tái)讓學(xué)生體會(huì)程序結(jié)構(gòu)與應(yīng)用,初嘗人工智能的樂趣。該課程共17個(gè)課時(shí)。
自主編寫教材的目的在于:一是符合本地學(xué)生(至少是本校學(xué)生)的認(rèn)知水平和能力等實(shí)際情況;二是可基于現(xiàn)有器材設(shè)計(jì),具有可操作性;三是能不斷地進(jìn)行實(shí)踐和修改,并在此基礎(chǔ)上形成知識(shí)體系和架構(gòu),具有一定的推廣性。
(二)精選機(jī)器人平臺(tái),輔以仿真軟件
選用的機(jī)器人平臺(tái)要符合教學(xué)使用,要有良好的擴(kuò)展性,要具備耐用、易維護(hù)和啟發(fā)性思維好的特點(diǎn),盡量保障一次性投資長期反復(fù)使用。在資金與設(shè)備不足的情況下,輔以仿真軟件。仿真軟件的好處在于投資成本相對(duì)低廉,維護(hù)簡單,可用于大規(guī)模的課堂教學(xué)。我校的機(jī)器人工作室除配備10多套LEGO機(jī)器人用于教學(xué)外,同時(shí)采用LEGO輔助設(shè)計(jì)軟件Ldraw和MLAD用于課堂教學(xué),解決器材不足的問題。
(三)機(jī)器人技術(shù)與學(xué)科的整合
機(jī)器人作為現(xiàn)代教育技術(shù)的前沿產(chǎn)品,其教學(xué)內(nèi)容涵蓋了很多學(xué)科的知識(shí),因此有效地將機(jī)器人與相關(guān)學(xué)科進(jìn)行整合,能讓學(xué)生在所熟知的學(xué)科中感受科技的進(jìn)步帶來的不同體驗(yàn)。例如:
·程序設(shè)計(jì)——讓機(jī)器人走方形,能很好地讓學(xué)生深刻理解循環(huán)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)與特點(diǎn);
·物理實(shí)驗(yàn)課——讓學(xué)生用機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的單擺實(shí)驗(yàn)裝置并收集數(shù)據(jù);
·數(shù)學(xué)課——追及和相遇知識(shí)一直是學(xué)生比較難以理解的抽象問題,教師可以用機(jī)器人進(jìn)行演示,讓學(xué)生對(duì)該類問題有形象的認(rèn)識(shí);
·音樂課——可設(shè)計(jì)一個(gè)舞蹈機(jī)器人,讓它跟著音樂的節(jié)奏舞動(dòng)。
以上只是一些在我校科學(xué)實(shí)踐中的例子,大家還可以找出更多的結(jié)合點(diǎn)。這些整合不僅可以活躍課堂,也讓機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)和展示過程更形象具體。
(四)機(jī)器人活動(dòng)多元化,實(shí)現(xiàn)多贏局面
我校每年開展3項(xiàng)活動(dòng):研究性學(xué)習(xí)、電腦作品制作活動(dòng)以及青少年科技創(chuàng)新大賽。從活動(dòng)主題來看,三者的核心都是探究、體驗(yàn)、創(chuàng)新,都注重科學(xué)及研究價(jià)值。因此機(jī)器人活動(dòng)完全可以整合3項(xiàng)活動(dòng)作為同一件事統(tǒng)籌開展。
整合思想通過研究性學(xué)習(xí)把機(jī)器人活動(dòng)向縱深發(fā)展,形成課題研究成果,可在不影響正常教學(xué)的前提下,不需對(duì)學(xué)校日常的教育教學(xué)活動(dòng)作大的改變,結(jié)合日常培訓(xùn)活動(dòng)中進(jìn)行。通過青少年科技創(chuàng)新大賽,將機(jī)器人活動(dòng)引導(dǎo)向科技創(chuàng)新方向發(fā)展,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。以上述活動(dòng)為基礎(chǔ),面向機(jī)器人競(jìng)賽,將競(jìng)賽作為機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)的成果展現(xiàn)平臺(tái),在學(xué)習(xí)和創(chuàng)作中有效應(yīng)用和整合。
(五)輔導(dǎo)教師隊(duì)伍的整合,多元化的教學(xué)方式
機(jī)器人教學(xué)是多學(xué)科的結(jié)合,因此輔導(dǎo)教師隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)是由相關(guān)專業(yè)的老師組成,既可解決輔導(dǎo)教師知識(shí)面單一問題,又可豐富機(jī)器人活動(dòng)的項(xiàng)目。我校的輔導(dǎo)教師由2名信息技術(shù)教師和1名物理教師組成,這種組合解決了機(jī)器人教學(xué)中涉及的程序設(shè)計(jì)與機(jī)械及電子電路等學(xué)科問題。
面對(duì)層次和知識(shí)面不同的學(xué)生,在機(jī)器人活動(dòng)中應(yīng)采取多元化的教學(xué)方式。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)及小組合作學(xué)習(xí)方式進(jìn)行教學(xué),由組長帶領(lǐng)本組的同學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目研究;輔導(dǎo)教師定期組織組員進(jìn)行討論解疑。這樣以點(diǎn)帶面的方式,也可以激勵(lì)更多的學(xué)生來擔(dān)任輔導(dǎo)員的角色。
(六)開放科學(xué)工作室,共享資源
柳州市的青少年科學(xué)工作室已有50多個(gè),這些工作室中有的在學(xué)校,有的在社區(qū)。因此,可以充分發(fā)揮科學(xué)工作室的作用,空余時(shí)間向社會(huì)開放,讓更多青少年能夠接觸和了解機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)到面的輻射作用。將機(jī)器人教育和活動(dòng)推向社會(huì),擴(kuò)大影響。
在學(xué)校開展機(jī)器人活動(dòng)所形成的教材和教學(xué)方法可以在社區(qū)工作室開放中推而廣之,而社區(qū)開展活動(dòng)的時(shí)間可以很好地彌補(bǔ)學(xué)校寒暑假期的空檔,讓真正愛好機(jī)器人的學(xué)生在全年的每個(gè)時(shí)段都有機(jī)會(huì)參加機(jī)器人活動(dòng)。
關(guān)鍵詞:智能錄播系統(tǒng) 常態(tài)化教學(xué) 音頻拾取 視頻切換
智能錄播系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)將教學(xué)過程實(shí)時(shí)數(shù)字化的一種現(xiàn)代教育技術(shù)系統(tǒng)。智能錄播系統(tǒng)將傳統(tǒng)演播室延伸到普通教室,簡化了資源建設(shè)的流程,節(jié)約了人力,在錄制的同時(shí)還能提供網(wǎng)絡(luò)直播、點(diǎn)播等功能。這些特點(diǎn)使得智能錄播系統(tǒng)在高校精品網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的大潮中蓬勃發(fā)展,成為一種應(yīng)用廣泛的資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。
一、智能錄播系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成
目前市場(chǎng)上的智能錄播系統(tǒng)品牌和型號(hào)有很多,采用的技術(shù)和設(shè)備也各有不同。但從系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)上看,卻是大同小異,基本由以下功能模塊構(gòu)成:師生視頻智能跟蹤模塊,教學(xué)內(nèi)容顯示模塊,視頻切換模塊,音頻模塊和廣播錄制模塊,拓?fù)潢P(guān)系如圖1所示。
師生視頻智能跟蹤模塊:這個(gè)模塊包括教師跟蹤和學(xué)生跟蹤兩個(gè)子系統(tǒng)。教師跟蹤子系統(tǒng)負(fù)責(zé)自動(dòng)精確定位主講教師位置并控制攝像機(jī)跟蹤拍攝,將教師視頻傳送至視頻切換模塊。學(xué)生跟蹤子系統(tǒng)是定位活躍學(xué)生(如發(fā)言的學(xué)生等),功能與教師部分類似,只是定位精確性較低。目前的智能跟蹤方式主要有:圖像識(shí)別和觸發(fā)式(又包含空間網(wǎng)格、紅外觸發(fā)、超聲波觸發(fā)和外部設(shè)備觸發(fā)等)。
教學(xué)內(nèi)容顯示模塊:負(fù)責(zé)將各種教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)為視頻并傳輸?shù)揭曨l切換模塊,包含計(jì)算機(jī)圖像子系統(tǒng)、板書子系統(tǒng)和其他教學(xué)設(shè)備(如實(shí)物展臺(tái))子系統(tǒng)。
視頻切換模塊:智能錄播系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)從多路視頻信號(hào)中選擇合適的信號(hào)傳送給廣播錄制模塊。視頻切換模塊選擇的視頻是否合適,直接決定了智能錄播系統(tǒng)能否如實(shí)準(zhǔn)確地記錄課堂教學(xué)過程。
音頻模塊:包括拾音子系統(tǒng)和擴(kuò)聲子系統(tǒng)。負(fù)責(zé)采集教學(xué)實(shí)時(shí)聲音和擴(kuò)聲。
廣播錄制模塊:將視頻切換模塊傳送來的視頻信號(hào)和音頻模塊傳送的音頻信號(hào)合成為視頻課件,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播。錄制模式主要分成電影模式(單畫面)和課件模式(多畫面)。在本文中主要討論錄播系統(tǒng)的電影錄制模式(單畫面)。
二、智能錄播系統(tǒng)在常態(tài)化教學(xué)中的困境
所謂常態(tài)化教學(xué)是指普通的課堂教學(xué),包括常態(tài)的教學(xué)過程、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)方法和教學(xué)對(duì)象。這就要求錄播系統(tǒng)要盡可能小地影響師生的心態(tài)和教學(xué)過程。
錄播系統(tǒng)對(duì)師生心態(tài)的影響主要有兩個(gè)方面,一是事件的影響。當(dāng)教師和學(xué)生知道這節(jié)課要錄像時(shí),心理上總會(huì)有些緊張。有些教師在課件錄制過程中精神緊張,甚至說不出話來。而學(xué)生也會(huì)刻意隱藏或表現(xiàn)自己,表現(xiàn)出一定的反常情況。另一方面的影響是設(shè)備的影響。目前不少錄播系統(tǒng)在錄制課件特別是錄制師生交互時(shí)需要一些輔助的器材,如教師須佩戴無線話筒,而學(xué)生回答問題需要按搶答器等。這些額外設(shè)備的使用加重了師生的心理負(fù)擔(dān),也容易引起一些錄制過程中的故障。比如,學(xué)生回答問題必須要按搶答器,畫面才會(huì)切換到該學(xué)生,如果學(xué)生忘記按搶答器或者其他學(xué)生按了搶答器,錄播系統(tǒng)就無法正確切換畫面。
目前的智能錄播系統(tǒng)對(duì)教學(xué)過程的影響不大。與傳統(tǒng)電視課程拍攝系統(tǒng)比較,錄播系統(tǒng)能和多媒體教學(xué)系統(tǒng)有機(jī)融合,現(xiàn)場(chǎng)也無需專業(yè)人員進(jìn)行視頻切換操作等,教師一般只需要按一個(gè)按鍵就可以進(jìn)行課程錄制。
從現(xiàn)有的自動(dòng)錄播系統(tǒng)在常態(tài)化教學(xué)中的應(yīng)用來看,主要存在3個(gè)問題:教師的跟蹤、教學(xué)視頻內(nèi)容的切換以及聲音的拾取。
1 教師跟蹤部分存在的問題
教師在課堂教學(xué)中占主導(dǎo)地位,是教學(xué)信息的主要傳輸者。教師的圖像在課件中占很重要的地位。教師跟蹤部分應(yīng)該能準(zhǔn)確定位教師的位置,清晰呈現(xiàn)教師的神態(tài)和動(dòng)作。而現(xiàn)有的錄播系統(tǒng)在這一點(diǎn)上還有不少問題。智能識(shí)別的跟蹤方式可以較為及時(shí)地跟蹤教師,但常會(huì)出現(xiàn)跟丟的情況(也就是所謂的“丟人”),觸發(fā)式的跟蹤方式“丟人”現(xiàn)象較少,但容易在觸發(fā)臨界點(diǎn)(兩個(gè)觸發(fā)區(qū)域的相交區(qū)域)出現(xiàn)鏡頭反復(fù)搖擺的情況。這些問題都會(huì)產(chǎn)生影響教學(xué)的垃圾鏡頭。而且這些跟蹤方式往往有區(qū)域限制,不能覆蓋教室的范圍。有些教師習(xí)慣于在教室內(nèi)走動(dòng)講授,當(dāng)其離開設(shè)定區(qū)域時(shí)錄播系統(tǒng)就無法準(zhǔn)確跟蹤。另外,在跟蹤拍攝教師時(shí),畫面的景別是固定的,一般是中景,即腰部以上。這種景別能比較好地展現(xiàn)教師的教容教態(tài),但對(duì)教師的面部表情和全身動(dòng)作無法表達(dá)清楚。
2 視頻切換模塊存在的問題
視頻切換模塊是智能錄播系統(tǒng)的核心,用來自動(dòng)切換錄制的視頻內(nèi)容。例如,當(dāng)教師講解時(shí),該模塊要選擇教師跟蹤子系統(tǒng)傳來的視頻;教師使用計(jì)算機(jī)時(shí),該模塊選擇傳輸計(jì)算機(jī)的畫面視頻;當(dāng)教師板書時(shí),該模塊將錄播畫面切換至板書視頻;當(dāng)學(xué)生提問或回答問題時(shí),該模塊選擇學(xué)生跟蹤子系統(tǒng)的視頻。
總的來說,這些視頻內(nèi)容之間的切換不外乎3種:人與人(PtP)、人與媒體(PtM)、媒體與媒體(MtM),見表1。
通過分析主流的錄播系統(tǒng),不難發(fā)現(xiàn)主要使用的切換方式有動(dòng)作觸發(fā)、區(qū)域觸發(fā)和時(shí)間觸發(fā)。比如當(dāng)教師觸動(dòng)鼠標(biāo)或鍵盤時(shí),視頻切換模塊就選擇計(jì)算機(jī)信號(hào)輸出給廣播錄制系統(tǒng),這就是一種動(dòng)作觸發(fā)切換;當(dāng)一段時(shí)間無鍵盤鼠標(biāo)動(dòng)作后,視頻切換模塊則切回教師圖像,這則是時(shí)間觸發(fā);當(dāng)教師走到黑板前進(jìn)行板書時(shí),切換模塊會(huì)切換到教師板書的視頻,教師離開黑板,則切回教師圖像狀態(tài),這就是區(qū)域觸發(fā)。
視頻切換模塊在處理人與人、媒體與媒體的切換時(shí),能夠比較好地完成,但是對(duì)人和媒體的切換還存在很大問題。人和媒體的切換也可以分成兩個(gè)部分,一是從人切換到媒體,另一個(gè)是從媒體切換到人。前者可以通過區(qū)域觸發(fā)或動(dòng)作觸發(fā)來完成,而后者一般通過時(shí)間觸發(fā)來切換。以教師使用計(jì)算機(jī)教學(xué)來說,教師點(diǎn)擊鼠標(biāo)顯示一張新的幻燈片,然后放開鼠標(biāo)開始講解相關(guān)內(nèi)容。智能錄播系統(tǒng)錄制的視頻內(nèi)容和順序見表2。
開始時(shí)錄制的是教師的圖像,當(dāng)教師觸碰鼠標(biāo)或鍵盤時(shí),切換模塊通過該動(dòng)作觸發(fā)切換,將教師圖像切換到計(jì)算機(jī)圖像,完成人到媒體的切換。這種切換方法基于一個(gè)假設(shè):教師動(dòng)鍵盤或鼠標(biāo)一定是要展示計(jì)算機(jī)的內(nèi)容。如果這個(gè)假設(shè)成立,那么切換就非常及時(shí),也比較準(zhǔn)確。從教學(xué)實(shí)際來看,這樣設(shè)定基本可行。當(dāng)教師觸動(dòng)鼠標(biāo)和按鈕后,在一定時(shí)間內(nèi)不再有鍵盤或鼠標(biāo)操作,視頻切換模塊則自動(dòng)從計(jì)算機(jī)圖像切換回教師圖像。這里就存在一個(gè)非常關(guān)鍵的問題:“一定時(shí)間”是多少?5秒、10秒還是20秒?設(shè)置時(shí)間很小,計(jì)算機(jī)圖像顯示時(shí)間就會(huì)過短,學(xué)生還沒有看完P(guān)PT內(nèi)容就切換成教師圖像。設(shè)置時(shí)間很長,計(jì)算機(jī)圖像顯示時(shí)間就會(huì)過長,學(xué)生將被迫長時(shí)間面對(duì)靜止的PPT內(nèi)容。即使能為這張幻燈片設(shè)置一個(gè)非常合適的時(shí)間,但是每張幻燈片的內(nèi)容不同,需要顯示的時(shí)間也不同,滿足
了這一張就無法滿足另一張。所以,如何從媒體視頻切換回教師圖像是目前智能錄播系統(tǒng)難以解決的一個(gè)問題。而這一問題的根本就在于現(xiàn)階段的錄播系統(tǒng)仍處于“自動(dòng)”階段,離真正的智能還有很長的一段路要走。
3 聲音拾取方面的問題
錄播系統(tǒng)需要拾取的聲音包括人聲拾音(包括教師和學(xué)生)和教學(xué)設(shè)備的聲音。教學(xué)設(shè)備的聲音一般通過線路輸入直接接入錄播系統(tǒng)。人聲的主要拾音方式分有線話筒拾音和無線話筒拾音。無線話筒的拾音效果很好,而且不影響教師的移動(dòng),不過后期維護(hù)的工作量較大,如更換電池等,且教師和學(xué)生須額外佩戴無線設(shè)備也有違常態(tài)化教學(xué)的初衷。有線話筒拾音還可以分成強(qiáng)指向話筒拾音和弱指向話筒拾音。前者拾音效果好,但拾音范圍小,教師和學(xué)生的位置受限制;后者拾音范圍大,但拾音效果差,在錄制教師和學(xué)生語音的同時(shí),環(huán)境噪音也會(huì)被錄制。要拾音范圍還是清晰度,目前的錄播系統(tǒng)的拾音就處于這種兩難境地。
三、基于常態(tài)化教學(xué)的智能錄播系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一個(gè)真正的智能錄播系統(tǒng)要能完成以下設(shè)施或人員的工作:
1 多媒體教室
2 課件錄制系統(tǒng)
3 網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)
4 稱職的攝像師(一個(gè)或多個(gè))
5 專業(yè)的視頻導(dǎo)播人員
6 專業(yè)的調(diào)音師
讓錄播系統(tǒng)完成其他設(shè)施的工作并不難,難就難在讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)去完成專業(yè)人員的工作:攝像、切換和調(diào)音等。這也是目前錄播系統(tǒng)在常規(guī)化教學(xué)中遇到很大困難的原因。以目前的人工智能技術(shù)很難完全實(shí)現(xiàn)專業(yè)人員的功能,而且錄播系統(tǒng)的總價(jià)一般在20萬元左右,如果使用一些高端的人工智能技術(shù)肯定會(huì)使錄播系統(tǒng)造價(jià)飆升,進(jìn)而妨礙錄播系統(tǒng)的推廣普及。所以基于常態(tài)化教學(xué)的錄播系統(tǒng)應(yīng)該在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過更加科學(xué)的設(shè)計(jì)來完善。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)包含:犯錯(cuò)更少的攝像師、更能理解教學(xué)過程的導(dǎo)播和更加專業(yè)的調(diào)音師。
(1)犯錯(cuò)更少的攝像師
錄播系統(tǒng)中跟蹤攝像的問題主要在于“丟人”和定位不準(zhǔn)產(chǎn)生的垃圾鏡頭。要解決“丟人”問題可以采用觸發(fā)式跟蹤,要解決定位不準(zhǔn),可以通過改變觸發(fā)方式來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的觸發(fā)方式一般是單區(qū)域觸發(fā)。該觸發(fā)預(yù)先利用紅外線或超聲波設(shè)定多個(gè)觸發(fā)區(qū)域,每個(gè)觸發(fā)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)攝像機(jī)位置(如圖2所示)。其過程是,當(dāng)教師從觸發(fā)區(qū)域A進(jìn)入觸發(fā)區(qū)域B時(shí),攝像機(jī)立刻相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng),將畫面由“攝像機(jī)畫面1”改變?yōu)椤皵z像機(jī)畫面2”。如果教師再進(jìn)入C區(qū)域則攝像機(jī)又將向右轉(zhuǎn)動(dòng),拍攝的畫面相應(yīng)變成“攝像機(jī)畫面3”。設(shè)想一下,如果教師剛好在A,B兩個(gè)區(qū)域的交界處來回走動(dòng),一會(huì)進(jìn)A區(qū)域,一會(huì)進(jìn)B區(qū)域,攝像機(jī)就會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng),一會(huì)畫面1一會(huì)畫面2,這樣拍攝出來的鏡頭就會(huì)一直晃動(dòng),影響觀看者的學(xué)習(xí)效果。
要解決這種情況,不妨在觸發(fā)區(qū)域和觸發(fā)策略上做文章。可將觸發(fā)區(qū)域的數(shù)量增加,范圍縮小,攝像機(jī)的畫面包含3個(gè)觸發(fā)區(qū)域(如圖3所示)。其觸發(fā)策略是當(dāng)教師在“觸發(fā)區(qū)域n”中時(shí),攝像機(jī)畫面包含“觸發(fā)區(qū)域n-1”“觸發(fā)區(qū)域n”和“觸發(fā)區(qū)域n+1”。當(dāng)教師在此3個(gè)觸發(fā)區(qū)內(nèi)行動(dòng)時(shí),攝像機(jī)固定,位置不變。當(dāng)教師離開這3個(gè)觸發(fā)區(qū)域,進(jìn)入“觸發(fā)區(qū)域(n-1)-1”或“觸發(fā)區(qū)域(n+1)+1”時(shí),攝像機(jī)開始跟蹤,畫面轉(zhuǎn)換成以該區(qū)域?yàn)橹行囊约捌淝昂髢蓚€(gè)觸發(fā)區(qū)域所組成的畫面。這樣就不會(huì)出現(xiàn)單區(qū)域觸發(fā)所引起的鏡頭晃動(dòng)的問題。
通過上述方式,可有效降低錄播系統(tǒng)的錯(cuò)誤率。但目前很難做到零錯(cuò)誤。我們知道,即使是一名專業(yè)的攝像師也有可能犯錯(cuò),何況是一套計(jì)算機(jī)控制的攝像系統(tǒng)。關(guān)鍵在于,發(fā)生錯(cuò)誤后如何修正錯(cuò)誤,彌補(bǔ)錯(cuò)誤的損失。因此,還必須有一系列的錯(cuò)誤修正策略。比如,當(dāng)跟蹤“丟人”時(shí),攝像機(jī)應(yīng)迅速切換到全景或由切換模塊切換到其他視頻畫面,這樣就能減少垃圾鏡頭。
(2)更能理解教學(xué)過程的導(dǎo)播
在錄播過程中,在何種情況下錄制相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容視頻是忠實(shí)記錄課堂實(shí)況的關(guān)鍵。這就要有一個(gè)好的導(dǎo)播。如果是人工錄制,可以由工作人員根據(jù)課堂的實(shí)際情況來切換各種視頻。錄播系統(tǒng)是靠動(dòng)作觸發(fā)、時(shí)間觸發(fā)等方式自動(dòng)完成切換,并非如人一樣能根據(jù)上課內(nèi)容來準(zhǔn)確切換不同視頻。如何讓錄播系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地切換并錄制視頻?筆者認(rèn)為最重要的就是要從教學(xué)過程入手,掌握基本的教學(xué)規(guī)律,設(shè)定不同的模式,以達(dá)到導(dǎo)播的基本準(zhǔn)確。
例如,我們可以根據(jù)講課時(shí)依賴PPT的程度將教師分成3類,一類是非常依賴PPT,即PPT的內(nèi)容和教師的口頭講授基本一致;另一類是很少使用PPT,即教師的上課內(nèi)容多是口述,很少使用PPT;還有一類對(duì)PPT的使用介于前二者之間。然后根據(jù)這3種類型的教師我們可以設(shè)定3種不同的模式:PPT優(yōu)先、教師優(yōu)先和平均模式,它們的主要區(qū)別在于錄制課件時(shí)PPT顯示時(shí)間的長短。PPT優(yōu)先模式下,從計(jì)算機(jī)的PPT內(nèi)容切換到教師圖像需要20秒的時(shí)間,這樣學(xué)習(xí)者就有充足的時(shí)間觀看PPT的內(nèi)容;教師優(yōu)先模式下,切換等待時(shí)間設(shè)定為8秒,這樣學(xué)習(xí)者就能更好地聆聽教師的講授;平均模式則設(shè)置切換等待時(shí)間為12秒,平均分配PPT和教師圖像的顯示時(shí)間。
我們還可以根據(jù)教學(xué)過程的其他方面來設(shè)定不同的模式,滿足不同的教學(xué)需要。
利用圖像識(shí)別技術(shù)或許也能使錄播系統(tǒng)更加智能化地進(jìn)行導(dǎo)播。以PPT為例,現(xiàn)在的圖像識(shí)別技術(shù)可以判斷出一張PPT上文字的數(shù)量,然后根據(jù)文字的多少,我們就可以設(shè)定PPT需要顯示多長時(shí)間。
當(dāng)然,這些方法不能完全解決錄播系統(tǒng)的導(dǎo)播問題,但是可使導(dǎo)播更加貼近教學(xué)實(shí)際。
(3)更加專業(yè)的調(diào)音師
為了達(dá)到常態(tài)化教學(xué)的效果,應(yīng)盡量避免使用后期維護(hù)較大、增加教師負(fù)擔(dān)的拾音設(shè)備,如強(qiáng)指向性的有線鵝頸話筒、手持式無線話筒、領(lǐng)夾式無線話筒等。從實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn),使用強(qiáng)指向性吊桿話筒可以有效地實(shí)現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)的拾音。具體操作如下:在講臺(tái)區(qū)域布置若干個(gè)強(qiáng)吊桿話筒,覆蓋整個(gè)講臺(tái)區(qū)域作為教師的拾音設(shè)備,在教室其他區(qū)域布置一些吊桿話筒作為學(xué)生的拾音設(shè)備。
另外,我們還需要一個(gè)更加自動(dòng)化的音頻控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)要有以下功能:
①在拾取人聲時(shí),能有效去除人聲以外的噪音,達(dá)到較高的拾音純凈度;
②自動(dòng)控制音量,不論講話人聲音的高低,保證錄音電平始終一致;
③自動(dòng)識(shí)別主講人,確保拾音的準(zhǔn)確性;
④能清晰地?cái)U(kuò)音,不會(huì)引起拾音錯(cuò)誤和回授。
在原有錄播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過以上三方面的改進(jìn),應(yīng)能更好滿足常態(tài)化教學(xué)的需要。但是要真正做到基礎(chǔ)常態(tài)教學(xué)的智能錄播系統(tǒng),還需要不斷探究教學(xué)過程的規(guī)律與先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:多媒體技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí) 建構(gòu)主義
綜合近年來國內(nèi)外多種教育技術(shù)雜志上所刊登的主要論文以及國際上每年召開一次的規(guī)模最大的有關(guān)多媒體教育應(yīng)用的國際會(huì)議(即“教育多媒體與超媒體”世界大會(huì))上所的基本觀點(diǎn),可以看出當(dāng)前多媒體教育應(yīng)用有以下幾個(gè)值得注意的發(fā)展趨勢(shì):
一、多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的結(jié)合
1995年末,在國際信息界有一件最引人注目的大事,就是美國SUN公司在Internet上推出了“WWW瀏覽器HotJava”,這是SUN公司用Java語言開發(fā)的一種全新的可動(dòng)態(tài)執(zhí)行的瀏覽器。其突出特點(diǎn)是具有動(dòng)畫功能,可向用戶提供超文本格式的圖形、圖像、語音、動(dòng)畫與卡通等多種媒體信息;并能把靜態(tài)文檔變成可動(dòng)態(tài)執(zhí)行的代碼,這就徹底改變了Internet瀏覽器只能用來查詢檢索Internet網(wǎng)上信息的狀況,為Internet的教育應(yīng)用開辟了新的廣闊前景,這是因?yàn)镠otJava的動(dòng)態(tài)可執(zhí)行特性無異于賦給用戶一種遠(yuǎn)程交互的功能。
例如,一個(gè)用戶可以利用HotJava編寫一段Java應(yīng)用程序以實(shí)現(xiàn)仿真的頁面,而其它的3W用戶只要使用HotJava瀏覽器就不僅可以看到這個(gè)仿真頁面,還可以與之進(jìn)行交互。
利用HotJava的這種動(dòng)態(tài)可執(zhí)行特性,用戶在檢索到某些重要文獻(xiàn)或教學(xué)資料時(shí),不僅能看到靜止頁面還可通過點(diǎn)擊某個(gè)圖標(biāo)或熱鍵而看到圖文聲并茂的仿真實(shí)驗(yàn)或算法執(zhí)行過程的直觀演示。顯然,這樣一種交互功能和用第一代Internet瀏覽器只能觀看靜態(tài)頁面的效果相比是有本質(zhì)不同的,它對(duì)于教育應(yīng)用(尤其是遠(yuǎn)距離教育應(yīng)用)具有特別重要的意義。
可以說,HotJava的出現(xiàn)不僅是Internet瀏覽器的重大革新,也為多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的結(jié)合找到了最理想的結(jié)合點(diǎn):從此基于Internet網(wǎng)的多媒體教育應(yīng)用就日益發(fā)展起來。目前不僅西方發(fā)達(dá)國家在大力開發(fā)基于Internet的多媒體教育應(yīng)用,就是臺(tái)灣、香港等地區(qū)也在這方面投入相當(dāng)多的人力和物力。這是多媒體教育應(yīng)用中十分值得引起我們重視的一個(gè)新趨勢(shì),也是當(dāng)前發(fā)展最快的一個(gè)趨勢(shì),我們必須迎頭趕上去。
二、多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)的結(jié)合
多媒體計(jì)算機(jī)和仿真技術(shù)結(jié)合可以產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的幻覺,使得置身其中的人全身心地投入到當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)世界中,并對(duì)其真實(shí)性絲毫不產(chǎn)生懷疑,通常把這種技術(shù)稱之為“虛擬現(xiàn)實(shí)”(VirtualReality,簡稱VR)。
換句話說,虛擬現(xiàn)實(shí)是由多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合而生成的一種交互式人工世界,在這個(gè)人工世界中可以創(chuàng)造一種身臨其境的完全真實(shí)的感覺。要進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境通常需要戴上一個(gè)特殊的頭盔,他可以使你看到并感覺到計(jì)算機(jī)所生成的整個(gè)人工世界。為了和虛擬環(huán)境進(jìn)行交互,還需要戴上一副數(shù)據(jù)手套──它使穿戴者不僅能感知而且能操作虛擬世界中的各種對(duì)象。
由于設(shè)備昂貴,目前VR技術(shù)還主要是應(yīng)用于少數(shù)高難度的軍事和醫(yī)療模擬訓(xùn)練以及一些研究部門,但是在教育與訓(xùn)練領(lǐng)域VR技術(shù)有不可替代的非常令人鼓舞的應(yīng)用前景,所以這一發(fā)展趨勢(shì)也應(yīng)引起我們的注意。
VR技術(shù)在教育中應(yīng)用的另一個(gè)例子是創(chuàng)建一種虛擬的物理實(shí)驗(yàn)室。物理學(xué)按其本身的性質(zhì)提出了許多“如果……將會(huì)怎樣”的問題,這些問題最好通過直接觀察物理作用力對(duì)各種客體的作用效果來進(jìn)行探索。
休斯頓大學(xué)和NASA(美國國家航空和宇航局)約翰遜空間中心的研究人員建造了一種稱之為“虛擬物理實(shí)驗(yàn)室”的系統(tǒng),利用該系統(tǒng)可以直觀地研究重力、慣性這類物理現(xiàn)象。使用該系統(tǒng)的學(xué)生可以做包括萬有引力定律在內(nèi)的各種實(shí)驗(yàn),可以控制、觀察由于改變重力的大小、方向所產(chǎn)生的種種現(xiàn)象,以及對(duì)加速度的影響。這樣,學(xué)生就可以獲得第一手的感性材料(直接經(jīng)驗(yàn)),從而達(dá)到對(duì)物理概念和物理定律的較深刻理解。
隨著對(duì)多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)研究的深入,實(shí)現(xiàn)“虛擬現(xiàn)實(shí)”的理論方法也有很大發(fā)展。原來應(yīng)用VR離不開昂貴的專用硬件或輔助設(shè)備(如頭盔、數(shù)據(jù)手套、高分辨率的圖形工作站等),近年來這種情況開始有所改變。
例如在ED-MEDIA世界大會(huì)(即“教育多媒體與超媒體”世界大會(huì))上,出現(xiàn)了一種全新的稱作“QTVR”(快速虛擬)的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)已實(shí)際應(yīng)用于學(xué)習(xí)城市的設(shè)計(jì)與規(guī)劃,其優(yōu)異的性能價(jià)格比令人驚嘆!QTVR技術(shù)與普通VR技術(shù)在使用的仿真原理上有很大不同:它不是利用頭盔和數(shù)據(jù)手套這類硬件來產(chǎn)生幻覺,而是使用360度全景攝影技術(shù)所拍攝的高質(zhì)量圖像來生成逼真的虛擬情景。因此它允許用戶在Windows操作系統(tǒng)或是Macintosh微機(jī)的操作系統(tǒng)支持下,在普通微機(jī)上(無需用高檔的圖形工作站)只利用一只鼠標(biāo)和一個(gè)鍵盤(無需戴頭盔和數(shù)據(jù)手套)就能真實(shí)地感受到和VR技術(shù)中一樣的虛擬情景。
學(xué)習(xí)城市設(shè)計(jì)與規(guī)劃的學(xué)生利用QTVR系統(tǒng)可以創(chuàng)建一座逼真的虛擬城市,當(dāng)學(xué)生改變城市場(chǎng)景的視圖時(shí)(例如向左或向右,朝上看或朝下看,攝像機(jī)頭向目標(biāo)移近或移遠(yuǎn)等),被觀察的場(chǎng)景仍能正確保持并能使人產(chǎn)生環(huán)繞該城市瀏覽觀光的真實(shí)幻覺。與此同時(shí),城市中的各種物理實(shí)體(如建筑物、道路、橋梁、樹木、交通工具和地形等等)可以用鼠標(biāo)任意拾取并進(jìn)行操縱(例如使其旋轉(zhuǎn),以便從不同角度進(jìn)行觀察,并且還可以進(jìn)入到建筑物內(nèi)部的各個(gè)房間去觀看)。
更令人難以置信的是,由于采用了先進(jìn)的圖像壓縮算法,在QTVR系統(tǒng)中,用來表征城市某個(gè)虛擬場(chǎng)景的360度高質(zhì)量全景照片的存儲(chǔ)容量竟只有550K字節(jié)左右。
顯然,QTVR對(duì)于學(xué)習(xí)城市設(shè)計(jì)與規(guī)劃的學(xué)生是非常適宜的,甚至對(duì)于實(shí)際的城市設(shè)計(jì)與規(guī)劃人員也是非常實(shí)用的,因?yàn)樗梢允箤W(xué)生或設(shè)計(jì)人員隨時(shí)改變城市的布局并立即感受到新布局所產(chǎn)生的效果,從而對(duì)設(shè)計(jì)或規(guī)劃及時(shí)作出修改或補(bǔ)充。顯然按這種方式設(shè)計(jì)與按傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)或按CAD設(shè)計(jì),其效率和質(zhì)量將有天壤之別。
QTVR的重要意義在于,它開辟了多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)結(jié)合的新途徑,為“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)的大眾化鋪平了道路。從此,VR技術(shù)將有可能走出高級(jí)研究院與大學(xué)的“象牙之塔”,以優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的全新面貌逐步普及到各個(gè)教育領(lǐng)域,甚至進(jìn)入中小學(xué)課堂。
三、多媒體技術(shù)與人工智能技術(shù)的結(jié)合
把多媒體技術(shù)引入輔助教學(xué)系統(tǒng)可以大大改善輔助教學(xué)環(huán)境,更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,從而能顯著提高教學(xué)效果。但是多媒體系統(tǒng)由于缺乏推理機(jī)制和學(xué)生模型的支持,所以不能確定學(xué)生的知識(shí)水平和認(rèn)知特點(diǎn);不能根據(jù)學(xué)生自己的意愿和理解能力去提供適合該生的學(xué)習(xí)材料,并作出有針對(duì)性的指導(dǎo),即不能作到因材施教。
智能輔助教學(xué)系統(tǒng)由于具有“教學(xué)決策”模塊、“學(xué)生模型”模塊(用于記錄學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力)和“自然語言接口”,因而具有能與教師相媲美的下述功能:
1.了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知特點(diǎn)和當(dāng)前知識(shí)水平;
2.能根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)選擇最適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,并可對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)別指導(dǎo);
3.允許學(xué)生用自然語言與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)師”進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(由于機(jī)器理解自然語言問題尚未解決,目前絕大多數(shù)智能教學(xué)系統(tǒng)還難以做到這點(diǎn))。
但是智能輔助教學(xué)系統(tǒng)過分強(qiáng)調(diào)教師的指導(dǎo)作用,而且目前的智能輔助教學(xué)系統(tǒng)其教學(xué)方式都比較單調(diào),難以作到圖文、音像并茂,因而在激發(fā)學(xué)生興趣,提高學(xué)生的主動(dòng)性、積極性方面受到較大的限制。
由以上分析可見,在多媒體教學(xué)系統(tǒng)和智能輔助教學(xué)系統(tǒng)之間存在性能互補(bǔ)關(guān)系,將二者結(jié)合起來就可以揚(yáng)長避短,從而研制出高性能的新一代智能輔助教學(xué)系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)智能多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵是:建構(gòu)適合輔助教學(xué)需要的多媒體系統(tǒng)和設(shè)法使多媒體系統(tǒng)具有智能。
要使多媒體教學(xué)系統(tǒng)具有智能,主要涉及學(xué)生模型建造和人工智能領(lǐng)域的知識(shí)表示與知識(shí)推理,后者要求探索出一種適合于多媒體環(huán)境的新的知識(shí)表示方法和相應(yīng)的推理機(jī)制。
四、多媒體技術(shù)與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的結(jié)合
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的一個(gè)重要分支,建構(gòu)主義的起源應(yīng)追溯至皮亞杰的兒童思維發(fā)展理論,可謂源遠(yuǎn)流長。
但是自八十年代初期以來,盡管認(rèn)知心理學(xué)已逐漸取代行為主義心理學(xué)占據(jù)了統(tǒng)治地位,而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在很長一段時(shí)期內(nèi)并未產(chǎn)生明顯的影響。直至近年來,隨著多媒體技術(shù)的日益普及,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論才逐漸引起人們的廣泛的注意,按照建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行教改試驗(yàn)研究的學(xué)校也日漸增多。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境包含四大屬性或四大要素,即“情景”、“協(xié)商”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”。顯然,多媒體技術(shù)的特性與功能最有利于四大屬性的充分體現(xiàn),例如:
1.“情景”――建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情景,把創(chuàng)設(shè)情景看作是“意義建構(gòu)”的必要前提,并作為教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一。而多媒體技術(shù)正好是創(chuàng)設(shè)真實(shí)情景的最有效工具,如果再與仿真技術(shù)相結(jié)合,則更能產(chǎn)生身臨其境的逼真效果。
2.“協(xié)商”與“會(huì)話”――協(xié)商與會(huì)話過程主要通過語言(少數(shù)場(chǎng)合用文字)作媒介,這就要求計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)必須有語音功能,即要用多媒體計(jì)算機(jī)才能支持。
3.“意義建構(gòu)”――建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,意義建構(gòu)是學(xué)習(xí)的目的,它要靠學(xué)生自覺、主動(dòng)去完成。教師和外界環(huán)境的作用都是為了幫助和促進(jìn)學(xué)生的意義建構(gòu)。
多媒體技術(shù)由于能提供界面友好、形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境(有利于學(xué)生的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)),能夠提供圖、文、聲并茂的多重感官綜合刺激(有利于學(xué)生更多、更好地獲取關(guān)于客觀事物規(guī)律與內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)),還能按超文本方式組織與管理各種教學(xué)信息和學(xué)科知識(shí)(有利于發(fā)展聯(lián)想思維和建立新舊概念之間的聯(lián)系),因而對(duì)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展,即對(duì)學(xué)生關(guān)于當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)是非常有利的,也是其它媒體或其他教學(xué)環(huán)境無法比擬的。
正是由于上述原因,近年來建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在西方尤其是在美國有較大的發(fā)展,加上HotJava的出現(xiàn)使多媒體教育應(yīng)用與Internet網(wǎng)進(jìn)一步融合,而網(wǎng)絡(luò)又為“協(xié)商”、“辯論”、“會(huì)話”這類教學(xué)模式的應(yīng)用提供了最理想的條件,它可以不受時(shí)空和地域的限制,這樣就使建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境更趨完善,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論也就日漸風(fēng)行。
當(dāng)然,這不等于說建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是萬應(yīng)靈丹,能解決學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一切問題,例如,情感領(lǐng)域和動(dòng)作技能領(lǐng)域的教育目標(biāo)就不一定能通過建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境來達(dá)到,但是就認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)而言,借助多媒體技術(shù)(若有條件還可結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù))實(shí)現(xiàn)的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境,確實(shí)非常有利于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展則已得到愈來愈多試驗(yàn)的證實(shí)。這是值得我們國內(nèi)教育界認(rèn)真思索與借鑒的。
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為了解高中信息技術(shù)教師的真實(shí)情況,我們?cè)O(shè)計(jì)了調(diào)查問卷和調(diào)研訪談提綱。采取隨機(jī)抽樣的方法,在全省的長春、吉林、延邊、通化、松原、遼源等6個(gè)市州的100所高中的信息技術(shù)教師中隨機(jī)分發(fā)了檢測(cè)問卷和調(diào)查問卷各260份,回收的有效問卷為254份,回收率97.69%。我們還對(duì)全省40名高中信息技術(shù)教師的工作量進(jìn)行了調(diào)查,隨機(jī)在長春、吉林、松原、白山4個(gè)地區(qū)選取各10名高中信息技術(shù)教師,統(tǒng)計(jì)他們2012年上半年在學(xué)校的工作量,最后將采集的數(shù)據(jù)用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件和Excel軟件進(jìn)行分析處理。
高中信息技術(shù)教師心理健康狀況檢測(cè)分析
我們通過分析發(fā)現(xiàn),在254名被試者中,共有110人有不同程度的不良心理反應(yīng),檢出率為45%,具體數(shù)據(jù)見下表。
判斷心理異常的標(biāo)準(zhǔn)是總分超過70分,或陽性項(xiàng)目數(shù)超過43個(gè),從表中可以看出,總分在70分以上的有77人,占30.31%,陽性項(xiàng)目數(shù)在43項(xiàng)以上的有38人,占14.96%。
從上述分析中可以看出高中信息技術(shù)教師的心理健康問題較嚴(yán)重,其心理問題檢出率占45.27%,幾乎近一半。教師的強(qiáng)迫癥狀、人際敏感、抑郁化、焦慮及偏執(zhí)傾向都較高。具體表現(xiàn)為一些教師有時(shí)無法控制自己的想法、心理素質(zhì)相對(duì)比較脆弱、承受挫折能力差、工作懈怠、與人交往不暢、容易猜疑。這說明高中信息技術(shù)教師心理健康問題是顯著存在的。
高中信息技術(shù)教師心理健康狀況調(diào)查問卷結(jié)果分析
1.教師的學(xué)歷和專業(yè)
從接受問卷調(diào)查的教師看,計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)的占62.6%,現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)畢業(yè)的占28.7%,其他專業(yè)畢業(yè)的占8.7%。
2.教師掌握的信息技術(shù)學(xué)科知識(shí)
在調(diào)查高中信息技術(shù)教師掌握學(xué)科基本知識(shí)與技能的過程中,我們除了在問卷中設(shè)計(jì)教師所講過的高中各個(gè)模塊的統(tǒng)計(jì)之外,還出了有關(guān)各模塊內(nèi)容檢測(cè)的試題,檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示:必修模塊的信息技術(shù)基礎(chǔ)的教師答題正確率為90%,選修一算法與程序設(shè)計(jì)的教師答題正確率為58%,選修二多媒體技術(shù)應(yīng)用的教師答題正確率為65%,選修三網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的教師答題正確率為45%,選修四數(shù)據(jù)管理技術(shù)的教師答題正確率為30%,選修五人工智能的教師答題正確率為10%。問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,有57.4%的人講過多媒體技術(shù)應(yīng)用,68.0%講過算法與程序設(shè)計(jì),32.4%講過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用,17.6%講過數(shù)據(jù)庫技術(shù),4.1%講過人工智能,有13.5%的人沒有講過上述各個(gè)模塊。兩組數(shù)據(jù)對(duì)比的顯示結(jié)果趨于一致。
3.教師對(duì)課堂教學(xué)的掌控能力
從抽樣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出:大多數(shù)教師只從注意的角度和非智力因素方面去回答如何調(diào)控課堂。例如,活潑好動(dòng)、求知欲強(qiáng)、好奇、注意力易分散等。沒有從高中學(xué)生的感知、觀察、思維、想象、注意、記憶、動(dòng)機(jī)、興趣、情感、意志等智力和非智力因素這兩方面來回答。
當(dāng)被問到:課堂教學(xué)中如果有學(xué)生不聽講或不按教師的要求去做,玩游戲,和其他同學(xué)說話……您會(huì)怎樣解決?15%的教師的回答是:在不影響授課的情況下,不管不問;51%的教師是走到學(xué)生身邊,用手輕輕拍拍他的肩膀,或用眼神、聲音給他以暗示。調(diào)查表明:廣大高中信息技術(shù)教師具備一定的駕馭課堂的能力,但教育心理學(xué)方面的知識(shí)較為匱乏。
4.教師參加省級(jí)培訓(xùn)情況
教師培訓(xùn)和教研活動(dòng)是促進(jìn)教師專業(yè)知識(shí)發(fā)展的重要手段,但由于目前國家為教師提供的資源與支持服務(wù)體系明顯不足,盡管2007年吉林省進(jìn)入課改之初,省教育廳就要求對(duì)教師實(shí)現(xiàn)全員培訓(xùn),但仍有一些教師幾乎沒有參加過任何業(yè)務(wù)培訓(xùn)和到外地聽課學(xué)習(xí)。從調(diào)查的結(jié)果可以看出:從2007年6月到2012年12月的五年半時(shí)間里,40.6%的教師從未參加過省級(jí)以上的培訓(xùn),45.7%的教師參加過三次以下的省級(jí)培訓(xùn);只有13.8%的教師參加過四次以上的省級(jí)培訓(xùn)。
5.教師專業(yè)技術(shù)職稱情況
在被調(diào)查的254名教師中,具有高級(jí)職稱的為10.6%,具有中級(jí)職稱的為57.5,具有初級(jí)職稱的29.5%,有2.4%的人無職稱。目前,全省高中信息技術(shù)教師無特級(jí)教師。58.3%的人認(rèn)為與學(xué)校其他同等教齡、同等學(xué)歷的教師相比,信息技術(shù)教師的職稱是偏低的。78.8%的人認(rèn)為與學(xué)校其他同等教齡、同等學(xué)歷的教師相比,信息技術(shù)教師的收入是偏低的。
從調(diào)查結(jié)果我們可以看出,目前高中信息技術(shù)教師職稱明顯偏低,因素是多方面的,但有一個(gè)很重要的原因是學(xué)科所處的地位造成的,學(xué)科地位的高低取決于該學(xué)科在升學(xué)考試中所占分?jǐn)?shù)比例的大小,像數(shù)、語、外科目升學(xué)考試分?jǐn)?shù)所占比例最高,自然是“主科”,理、化、生、政、史、地科目升學(xué)考試分?jǐn)?shù)所占比例次之,被稱為“副科”,體、音、美、信息技術(shù)、綜合實(shí)踐等科目是升學(xué)考試不考的科目,當(dāng)然就被稱為“小科”,也有人把它冠以好聽的名字,叫“素質(zhì)教育科”。在大力推進(jìn)素質(zhì)教育的今天,這些所謂“小科”本應(yīng)該在學(xué)校受到“寵愛”,但事實(shí)上,在當(dāng)前還是有相當(dāng)多的學(xué)校把升學(xué)教育的目標(biāo)放在了第一位,重視抓“主”、“副”科的教學(xué)質(zhì)量,忽視像信息技術(shù)這樣的所謂“小科”。在教師評(píng)職稱、進(jìn)編方面,優(yōu)先考慮“主”、“副”科的教師,“小科”教師晉職緩慢。
眾所周知,信息技術(shù)教師參加工作的起點(diǎn)(學(xué)歷)和其他學(xué)科教師一樣,甚至有一些還是研究生畢業(yè)(在被調(diào)查的教師中有11.9%是碩士研究生畢業(yè)),但由于教的學(xué)科不受重視,使得他們?cè)趯W(xué)校的評(píng)聘職稱中受到嚴(yán)重影響。
高中信息技術(shù)教師的工作量情況
我們對(duì)全省40名高中信息技術(shù)教師工作量進(jìn)行調(diào)查,隨機(jī)在長春、吉林、松原、白山4個(gè)地區(qū)選取各10名高中信息技術(shù)教師,統(tǒng)計(jì)他們?cè)?012年上半年的工作量,調(diào)查內(nèi)容包括:A:教學(xué)時(shí)數(shù)(每課時(shí)按40分鐘計(jì)算);B:備課時(shí)間;C:學(xué)校的信息化建設(shè);D:制作課件;E:學(xué)校的電子文本編輯;F:機(jī)房、校園網(wǎng)維護(hù)(含裝軟件、軟件升級(jí)等);G:學(xué)校電教設(shè)備的維護(hù)、攝錄像設(shè)備和音響設(shè)備的使用、指導(dǎo)學(xué)科教師使用的電教設(shè)備。
從調(diào)查結(jié)果我們可以看出,目前中小學(xué)信息技術(shù)教師每學(xué)期教學(xué)和備課的工作量僅占教師總工作量的三分之一,三分之二的時(shí)間都用于學(xué)校電教設(shè)備的維護(hù)、攝錄像設(shè)備和音響設(shè)備的使用、指導(dǎo)學(xué)科教師使用電教設(shè)備、學(xué)校的信息化建設(shè)、學(xué)校的微機(jī)維護(hù)工作和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、學(xué)校的電子文本編輯、制作課件等任務(wù),繁重的工作任務(wù)和工作的多樣性使得教師不能全身心地研究教學(xué)、教研,教學(xué)質(zhì)量難以保障。另外,信息技術(shù)教師所做的這些工作,絕大多數(shù)是不能按課時(shí)核定的,完全是盡義務(wù),教師工作很辛苦,卻得不到應(yīng)有的回報(bào),出現(xiàn)了不公平的問題,挫傷了信息技術(shù)教師工作的積極性。
通過對(duì)以上調(diào)研結(jié)果的分析,我們可以看到,中小學(xué)信息技術(shù)教師的公平問題已影響到了教師隊(duì)伍的穩(wěn)定,影響到了信息技術(shù)學(xué)科教育教學(xué)的質(zhì)量。
建議及對(duì)策
1.創(chuàng)設(shè)有利于信息技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境
學(xué)校環(huán)境是對(duì)信息技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展影響最直接、最深刻的外部環(huán)境。學(xué)校需要為信息技術(shù)教師的專業(yè)發(fā)展創(chuàng)設(shè)有利環(huán)境,重視信息技術(shù)課程,明確信息技術(shù)教師的崗位職能,支持信息技術(shù)教師的科研活動(dòng),制定可行的信息技術(shù)教師職稱評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),并鼓勵(lì)信息技術(shù)教師積極參與各種培訓(xùn)、交流活動(dòng)。
2.加強(qiáng)和完善學(xué)校教師工作量評(píng)估體系建設(shè)
如何全面準(zhǔn)確評(píng)價(jià)教師的工作量,關(guān)乎到教師的切身利益,教育行政部門應(yīng)采取有力措施調(diào)動(dòng)信息技術(shù)教師的工作積極性,盡快制定信息技術(shù)教師的工作量標(biāo)準(zhǔn),包括信息技術(shù)課每周多少節(jié)為滿工作量,對(duì)教學(xué)以外的工作量應(yīng)有一個(gè)量化標(biāo)準(zhǔn)。隨著教育信息化發(fā)展,學(xué)校應(yīng)逐步配備這方面的教師或?qū)B毠ぷ魅藛T,改變目前信息技術(shù)教師“全能”的現(xiàn)狀,讓他們和其他學(xué)科教師一樣,有充分的時(shí)間研究學(xué)科教學(xué),把提高學(xué)科教學(xué)質(zhì)量當(dāng)成自己的主要任務(wù)。
3.構(gòu)建信息技術(shù)教師的職前職后一體化教育
信息技術(shù)教師的職后教育有較好的保障,但職前教育非常匱乏。現(xiàn)在,越來越多的畢業(yè)于計(jì)算機(jī)專業(yè)、教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生開始擔(dān)任中小學(xué)信息技術(shù)教師。目前專門針對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)教育開設(shè)課程或?qū)I(yè)的高校寥寥無幾,導(dǎo)致學(xué)生職前準(zhǔn)備不足,極易造成他們?nèi)肼氹A段的不適應(yīng),不利于其專業(yè)發(fā)展。因此,有必要在高校尤其是師范類院校相關(guān)專業(yè)中開設(shè)信息技術(shù)課程教學(xué)方面的課程。
4.促進(jìn)信息技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展共同體的建設(shè)
信息技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展共同體由信息技術(shù)教師和有關(guān)專家組成,他們可以經(jīng)常圍繞信息技術(shù)教學(xué)和個(gè)人發(fā)展的有關(guān)問題進(jìn)行交流,分享資源,形成一種相互影響、相互促進(jìn)的人際關(guān)系。建立信息技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展共同體,對(duì)于構(gòu)建信息技術(shù)課程教和學(xué)的集體智慧、增強(qiáng)信息技術(shù)教師的歸屬感和職業(yè)效能感、促進(jìn)他們的專業(yè)發(fā)展將大有裨益。
【關(guān)鍵詞】改革;機(jī)器人技術(shù)課程;創(chuàng)新能力
0 引言
讓智能機(jī)器人教育走進(jìn)學(xué)校,開發(fā)機(jī)器人文化的教育功能和發(fā)掘智能機(jī)器人的教育價(jià)值,對(duì)推進(jìn)教育創(chuàng)新,促進(jìn)教育改革和教育現(xiàn)代化,對(duì)創(chuàng)造型、研究型、專家型教師隊(duì)伍的形成,對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力,同時(shí)對(duì)我國機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展、人才高地的建設(shè),都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。21世紀(jì)中期,人類社會(huì)將全面進(jìn)入以智能機(jī)器人為代表的智能時(shí)代。最近10年,有關(guān)機(jī)器人的研究與應(yīng)用水平將取得重大突破。機(jī)器人的廣泛應(yīng)用將極大促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整;機(jī)器人的制造與銷售將成為一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。在職業(yè)教育領(lǐng)域開展智能機(jī)器人教育,是為了讓中國今天的學(xué)生能夠有準(zhǔn)備地迎接屬于他們的明天――智能機(jī)器人時(shí)代的到來。
由于機(jī)器人技術(shù)課程是集機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)、人工智能和系統(tǒng)工程等多學(xué)科知識(shí)于一身的高新技術(shù)綜合體。所以,一些教師只局限于教材中給定的知識(shí)點(diǎn),就一些問題進(jìn)行講解,或者進(jìn)行一些簡單枯燥的提問,不能真正做到讓學(xué)生自主探究,多向、發(fā)散地去思維。在自主性學(xué)習(xí)上,學(xué)生的自主性發(fā)揮得還不夠。合作性學(xué)習(xí)時(shí),有時(shí)還留于形式,只是表面的熱鬧。因此,如何處理好教師與學(xué)生的關(guān)系,教師把握課堂的方式,如何為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供最有力的幫助,使所有的學(xué)生都能得到最大限度的發(fā)展是我們要探索的問題。
1 研究目標(biāo)
探索出應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)提高學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的原則和策略,構(gòu)建與之相適應(yīng)的課堂教學(xué)模式,豐富和完善學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力提高的理論體系。一方面,幫助學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,形成良好的學(xué)習(xí)創(chuàng)新、參與實(shí)踐的習(xí)慣,學(xué)會(huì)收集與處理信息,學(xué)生創(chuàng)新能力實(shí)踐能力普遍提高,為其素質(zhì)的全面發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。另一方面,促使教師教育觀念的轉(zhuǎn)變,提高教師運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的水平,教學(xué)水平和科研能力普遍提高,并取得一定質(zhì)量的教育科研成果。
2 改革措施
2.1 加強(qiáng)硬件建設(shè)與軟件開發(fā)管理
硬件建設(shè):學(xué)校積極籌措資金、充實(shí)有關(guān)設(shè)備。準(zhǔn)備購買新機(jī)器人器材的資金,為機(jī)器人活動(dòng)添加硬件設(shè)備。以此來創(chuàng)設(shè)了良好的機(jī)器人學(xué)習(xí)環(huán)境,推動(dòng)機(jī)器人教學(xué)。
軟件開發(fā)管理:為滿足教學(xué)的需要,我們要不斷豐富圖書資料,購置了機(jī)器人開發(fā)軟件。積極開發(fā)機(jī)器人教學(xué)多媒體課件,加快建立多媒體資料庫,不斷完善教學(xué)、科研管理的信息服務(wù)功能。同時(shí)通過自主編制的校本機(jī)器人教材,使學(xué)校的機(jī)器人課外教學(xué)更加規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化。使學(xué)校的機(jī)器人特色得以普及,更使廣大學(xué)生能輕松的步入機(jī)器人的世界。
2.2 著力提高教師素質(zhì)
我們著力通過培訓(xùn)、教研、講座三個(gè)環(huán)節(jié)來提高教師素質(zhì)。
首先,是學(xué)習(xí)。教師對(duì)機(jī)器人技術(shù)的認(rèn)識(shí)決定著機(jī)器人教學(xué)的成敗。因?yàn)榻處熓菍?shí)驗(yàn)的直接參與者,只有當(dāng)教師充分認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的價(jià)值,對(duì)課題研究充滿信心并熱情投入時(shí),課題研究才能收到良好的效果。為此,我們要加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教師的理論學(xué)習(xí)。首先要抓的是教育觀念的更新,我們準(zhǔn)備通過學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)資料,組織教師認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)教育理論和文件。幫助教師從理論上提高對(duì)課題實(shí)驗(yàn)的必要性、重要性的認(rèn)識(shí),促進(jìn)教師進(jìn)一步樹立正確的教育觀念,為實(shí)驗(yàn)的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)的思想基礎(chǔ)。
其次,是教研。為適應(yīng)課題研究的需要,我們要進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)教師專題討論;開展課外機(jī)器人活動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)觀摩,并進(jìn)行案例分析,積累在實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提高教師把機(jī)器人技術(shù)融入教學(xué)實(shí)踐的能力;組織校內(nèi)外機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng),使實(shí)驗(yàn)教師在相互交流中提高,在實(shí)踐探索中成長。
三是,講座。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)邀請(qǐng)專家來校講座,進(jìn)一步提高課題組成員的理論基礎(chǔ),并請(qǐng)專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),對(duì)涌現(xiàn)出的好作法、好經(jīng)驗(yàn),及時(shí)總結(jié)、推廣;對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題,面對(duì)面地進(jìn)行指導(dǎo)幫助。有效地調(diào)動(dòng)了教師的積極性,確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。
3 研究內(nèi)容
研究內(nèi)容應(yīng)包括科研開發(fā)、課外科技活動(dòng)、產(chǎn)品創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)等,其核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)造性思維理念與綜合實(shí)踐能力,這是學(xué)生就業(yè)與發(fā)展的基石;是學(xué)生從校門跨入社會(huì)的橋梁紐帶;是學(xué)校培養(yǎng)出高質(zhì)量工程技術(shù)人才的重要保證。要緊緊圍繞“以機(jī)器人為平臺(tái),以提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力為主線,以培養(yǎng)出社會(huì)急需的技術(shù)人才為目標(biāo)”的思想,重點(diǎn)突出實(shí)踐教學(xué)與能力培養(yǎng)相結(jié)合;科學(xué)新技術(shù)與工程實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合,探索出人才培養(yǎng)與提高創(chuàng)新能力的路子。主要從以下幾方面入手:
3.1 課程教學(xué)方面
以機(jī)械電子工程學(xué)生為試點(diǎn),大力開展與機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的課程教學(xué),廣泛征求有關(guān)專家意見并汲取兄弟院校在此方面提供的寶貴經(jīng)驗(yàn),結(jié)合創(chuàng)新目的在機(jī)械電子工程本科教學(xué)計(jì)劃中設(shè)置“機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用”相關(guān)理論課程。在“傳感器技術(shù)”、“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等課程中添加專門章節(jié)介紹機(jī)器人相關(guān)技術(shù)。充分利用各種教育資源,采取多種教學(xué)手段,如多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)演示,從中穿插旨在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力的機(jī)器人組裝、調(diào)試等內(nèi)容。
3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面
廢除陳舊的實(shí)驗(yàn),減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。以理論和實(shí)踐相結(jié)合的形式,在實(shí)驗(yàn)課中,鼓勵(lì)學(xué)生“大膽實(shí)踐”,各種傳感器、電路板的制作和焊接完全自己動(dòng)手,機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)盡可能熟練拆裝。學(xué)生加深對(duì)機(jī)器人技術(shù)涉及的多學(xué)科門類的了解。
3.3 課程設(shè)計(jì)方面
將機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)引入課程設(shè)計(jì)中,讓學(xué)生能夠大膽提出設(shè)計(jì)思想,在平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),單片機(jī)擴(kuò)展、編程等項(xiàng)目,從而實(shí)現(xiàn)控制目的。
3.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)方面
向畢業(yè)班學(xué)生開放此平臺(tái),鼓勵(lì)他們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中盡可能發(fā)揮自己的聰明才智,搞出一些有顯著創(chuàng)新特色的項(xiàng)目。提出以智能機(jī)器人為開發(fā)平臺(tái)的相關(guān)設(shè)計(jì)課題,根據(jù)學(xué)生各自的特點(diǎn),可分成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)組、功能擴(kuò)展組、軟件設(shè)計(jì)組,幾個(gè)組相互協(xié)調(diào),齊頭并進(jìn)。給予一定的資助,能把學(xué)生的設(shè)計(jì)成果以創(chuàng)新產(chǎn)品形式制造出來。
3.5 科技競(jìng)賽方面
根據(jù)機(jī)器人技術(shù)涉及學(xué)科門類多、知識(shí)領(lǐng)域廣的特點(diǎn),同時(shí)也為了使更多的同學(xué)了解機(jī)器人科學(xué),定期進(jìn)行機(jī)器人課外活動(dòng),定期舉辦機(jī)器人講座,在全校范圍內(nèi)組織機(jī)器人大賽,開設(shè)機(jī)器人比賽論壇,為機(jī)器人愛好者開辟一個(gè)發(fā)表新見解、交流新思想的窗口。
3.6 科研方面
讓大學(xué)生參與到老師的機(jī)器人相關(guān)的科研項(xiàng)目中,為學(xué)生參與科研活動(dòng)提供平臺(tái),可以使學(xué)生較早進(jìn)入科研狀態(tài),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)極為有益。
4 預(yù)期成果
通過教學(xué)改革,充分調(diào)動(dòng)了教師和學(xué)生的積極性,教師對(duì)原有的教學(xué)觀念有了很大轉(zhuǎn)變,學(xué)生掌握了機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程,傳感器應(yīng)用等技術(shù),提高了綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、分析與解決問題的能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力,形成“以學(xué)生為主,一切圍繞學(xué)生發(fā)展”這個(gè)新的教學(xué)觀。能夠滿足培養(yǎng)寬口徑、高素質(zhì)、復(fù)合型人才的需要。
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