時間：2023-08-18 17:15:30
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能課程評價，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：人工智能；教學改革；教學方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領域學科，是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術。由于信息環境巨變與社會新需求的爆發，人工智能技術的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來，大數據、云計算等新技術的應用也愈發廣泛，對于管理類人才來說，加強對人工智能知識的深入學習，不斷將人工智能技術與管理知識結合起來，對其未來職業生涯的發展有著重要作用。人工智能是一門前沿學科，管理學院開設人工智能課程的目的是為了更好地培養學生的技術創新思維與能力，基于其覆蓋面廣、包容性強、應用需求空間巨大的學科特點，通過概率統計、數據結構、計算機編程語言、數據庫原理等基礎課程的學習，加強學生解決實際問題的能力，為就業打下基礎。本文基于社會對于人工智能領域的人才需求，結合諸多長期從事經管類專業課程教學的老師意見，針對管理類人才的人工智能課程教學內容與方法進行探討，以期對中國高校人工智能課程教學改革研究提供幫助與借鑒。
1、教學現狀與問題
作為一門綜合性、實踐性和應用性很強的理論技術學科，人工智能課程內容及內涵及其豐富，外延極其廣泛。學習這門課程，需要較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才，該課程在課程教學過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學氛圍枯燥目前，中國大多數大學仍采用傳統的課堂教學模式，在教學過程中照本宣科，忽略與學生的互動，并且缺乏能夠有效引起學生學習興趣與加深知識理解的教學環節設置，如此一來大大降低了學生自主思考的能力。在進行人工智能相關課程知識講解時，隨著章節的知識難度不斷增加，單向介紹式的枯燥教學方式無法反映人工智能學科的全貌，課堂講解難以同時給以學生感性和理性的認知，部分學生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學進度，導致學習動力不足。(2)基礎課程掌握不牢管理類專業的學生大部分都會走向更加具體化的管理崗位，具有多學科的素養，但這也導致很多學生所學知識雜而不精。學生在基礎不夯實的情況下去學習更高層面的知識，給學生學習與老師教學都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多，涵蓋模式識別、機器學習、數據挖掘等眾多內容，概念抽象，不易學習。一些管理類專業的學生未能熟練掌握高等數學、運籌學、數據結構、數據庫技術等先修課程，缺乏一定的關聯思考和研究意識，導致課程學習難度增加，產生學時不足和教學內容難點過多的問題。(3)教學與實際應用脫節當下，人工智能廣泛應用于機器視覺、智能制造等各個領域，給學生提供了大量的現實案例，使得人工智能不再是高深莫測的理論，而是現實中可以觸及的內容。例如，在機械學科領域，人工智能技術是電氣工程、機械設計制造、車輛工程等方向的重要技術來源；在醫療領域，是醫療器械的創新生產源動力；在能動領域，是高端能源裝備與新能源發展的重要驅動；在光電信息與計算機工程領域，技術的發展時刻推動著智能科學與技術核心價值的提升。然而，對于管理類專業的學生來說，現階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關理論，在教學過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復雜算法，書本中的應用實例大多紙上談兵，缺乏專門適用于管理類專業知識與人工智能技術相結合的教學實踐，加上一些教師授課方法單一，不利于引導學生將人工智能算法應用于現實生活。另外，大學生對知識的理解能力差異很大，教師采用統一的方式教給他們，這使一些學生無法跟上和理解，教師也無法控制學生的學習狀況，導致學生缺乏動力。因此，如何結合學生的現實情況，提高他們的動手能力和實踐經驗也是人工智能課程教學要考慮的問題。
2、管理類人才的人工智能課程教學改進策略
課程教學改革是一項提高大學教學效果和人才培養質量的重要手段。如何在時代背景下應用新技術和新思想進行實施課程教學改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學工作而言，教學目標、教學內容和教學方式的變化不再是課程資源的簡單數字化和信息化，而是充分利用時代信息資源優勢的新型教學模式。針對管理類專業人工智能課程教學過程中存在的問題，可以從教學方法改進和教學內容設置兩個方面進行課程教學改進。
2.1教學方法改進
教師對學生具有引領作用，其教學方法的改進能夠帶動學生改進自身學習方法。(1)啟發式案例教學案例教學法就是教師根據教學目標、教學內容以及教學要求，通過安排一些具體的教學案例，引導學生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動，是一種培養學生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學方法。啟發式案例教學以自主、合作、探究為主要特征，調動學生的學習積極性，并緊密結合人工智能領域的相關理論與方法，有效理解知識要點及其關聯性，適用于管理類專業學生的教學。具體而言，高校基于其問題啟發性、教學互動性以及實踐有用性等特點，可以建立基于人工智能知識體系的教學案例庫，雖然這項建設將極具挑戰性與耗時性，但具有很強的積極效果：培養學生較強的批判性思維能力，更多地保留課程材料，更積極地參與課堂活動，對提高教學質量、培養具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如，通過單一案例教學，讓學生掌握相關基礎知識原理及應用；通過一題多解的案例使學生思考如何獲取最有效的解題方法；通過綜合案例的設計，啟發學生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學研討互動式的各個教學環節是逐漸遞進、有機結合的。研討是基于學生個體的差異性，在課堂討論的過程中對學生做出評判，從而對不同類型的學生開展針對性的教學。互動則是在研討的基礎上，通過老師與學生、學生與學生的互動，讓學生主動參與到課堂教學的過程中來。在人工智能課程教學過程中，教師通過課堂討論了解學生對于知識點的掌握情況，可以有針對性地設計教學內容，例如，對于學校積極性不強的學生，將人工智能理論內容與學生個人興趣范疇、社會產業發展及研究現狀聯系起來，能夠極大程度地提高學生學習的自主能力；對于基礎知識較為薄弱的學生，可以在教師的指導下查閱相關文獻資料，根據自己的理解撰寫心得報告，并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結合的模式。有助于增強學生的探索和求知欲望，建立起濃厚的學習氛圍。(3)有效激勵式教學人工智能是引領未來的戰略性技術，人才需求量極大，對教師的教學水平也提出了更高要求，因此，進行有效激勵極為重要。在學生激勵方面，可以舉辦各類人工智能競賽項目，設置相應項目獎學金，吸引學生參與實踐，調動學生做研究、發論文的積極性。例如，教育部主辦的中國研究生人工智能創新大賽，圍繞新一代人工智能創新主題，激發學生的創新意識，提高學生的創新實踐能力，為人工智能領域健康發展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式，在各學院乃至全校開展此類競賽項目，激發學生的創新能力與團隊合作能力，鼓舞更多學生加入到人工智能課程的學習中來，激發其學習興趣。在教師激勵方面，在教師聘任和提升過程中把參加學生課程制定、課堂與課外作業、課程項目和論文指導等看作教學任務的一部分，鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學科滲透式教學人工智能學科知識融合程度較高，學科交叉性強。基于人工智能的學科交叉性特點，增強管理類人才對學科應用的領悟，可以采取開展學科滲透式教學的方法。從2015年起，國務院和教育部先后印發了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見教育》、《高等學校人工智能創新行動計劃》等文件，“互聯網+”、“智能+”已經滲透到各個領域，人類進入數字經濟時代，社會需求“技術+管理”的高端復合人才。例如，基于工業4.0和強國戰略，人工智能技術在智能制造的應用極為廣泛。上海理工大學非常重視少數民族預科班的教育質量。為增強少數民族管理類人才對該領域應用的認識，我們請機械工程、能源動力領域的相關專家以授課或講座的形式，進行相關領域知識和發展趨勢的講解，使學生理解更為透徹。此外，在教學實踐過程中，還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式，促進不同專業間老師、學生對于人工智能知識模塊的見解，相互交流、滲透和學習，從而推動人工智能課程教學的改進。
2.2教學內容設置
世界一流大學在人工智能課程內容設置根據不同國家的教育體系設置，肯定會有不同，但頗有共通之處。本文借鑒世界頂尖大學經驗，針對管理類專業人工智能課程教學內容進行研究，結合中國教育體系設置，認為應從以下幾方面進行改進。(1)核心內容設置為避免學生因為知識點過多而出現雜而不精的問題，勢必要精化教學內容。在互聯網時代，我們可以使用云計算和其他方式來實現數據信息的傳輸、存儲和處理，通過在線收集和整合網絡課程相關數據，挖掘和豐富教學資源，并在整合課程資源的基礎上，進行研究方法和前沿知識的擴展。在核心內容設置方面，可以通過收集到的數據資料，選擇人工智能領域具有代表性且難易程度適中的知識作為重點，使學生能夠在有限的學時內掌握人工智能的知識脈絡。例如，編寫針對管理類人才的人工智能教材，內容涉及緒論、知識表示與推理、常用算法、機器學習、神經網絡等方面的同時，重點增加相應知識點在管理上的應用案例，加強學生對知識點的理解。同時，根據管理類專業偏向領域，開設關聯程度較大、應用較廣泛的人工智能選修課程，以便學生根據自己的興趣與需求選修具體方向的課程。(2)注重學生的數理及編程基礎良好的數理及編程基礎是學習人工智能的前提。只有具備了這些基礎，才能搞清楚人工智能模型的數量關系、空間形式和優化過程等，才能將數學語言轉化為程序語言，并應用于實驗。管理學院人才的數理及編程基礎相對薄弱，因此，在安排學生學習人工智能課程之前，建議開設面向全體管理類專業學生的微積分、線性代數、概率論等專業基礎數學課程以及C語言、python等編程基礎課程，使學生具備數學分析的基礎與一定編程基礎，為學習人工智能課程打下堅實的基礎。另外，可以推進MOOC平臺建設，在平臺上開設人工智能網絡課程，幫助學生掌握人工智能知識基礎及專業技能。(3)實驗建設為了加強學生對于人工智能知識點間的關聯性理解，可以基于不同的應用模塊，設計具有前后鋪墊、上下關聯的綜合性實驗，設計不同層次的項目要求，同時基于相同的實驗課題，讓學生分組對實驗課題進行攻克，并設置多元化的實驗評價體系，通過實驗教學過程中反映出的不同進度，讓教師能對學生的學習水平做出準確評判，及時進行教學反思，以便更好地開展下一步工作。例如，針對人工智能課程應用中很廣的遺傳算法，在某一管理規劃的具體應用上設置理解－實現－參數分析－具體應用－嘗試改進－深度拓展的不同層次的項目要求，在這些項目層次中規定必做項與可選項，讓學生基于同一實驗課題進行合作學習，然后通過個人自我評價、小組成員互相評價以及教師評價的方式進行打分，對小組整體能力以及個人能力進行綜合評估，以期培養學生的自主思考能力。
關鍵詞：人工智能；本科高年級教學；教學改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
1 引言
人工智能是計算機科學與技術學科類各專業重要的基礎課程，在信息類相關的許多高年級本科和研究生都開設了人工智能課程。人工智能是一門前沿性的學科，它主要研究計算機實現智能的基本原理和基本方法，同時人工智能也是一門多學科交叉的綜合學科，它涉及計算機科學、數學、心理學、認知科學等眾多領域。廣義的人工智能涵蓋了模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、神經網絡、統計學習理論等眾多研究方向。人工智能作為計算機學科的重要分支，已成為人類在信息社會和網絡經濟時代所必須具備的一項核心技術，并將在未來發揮更大的作用。
由于人工智能課程的學習難度較大，內容更新比較快，也繁多，使得教學有一定的難度。特別是針對本科高年級的人工智能教學，由于本科生的研究意識相對較弱，而人工智能比較強調科研性，所以如何教好本科高年級的人工智能課程是一項非常具有挑戰性的任務。
本文通過分析本科高年級的教學特點和人工智能課程的自身特點，在如何提高教學質量這一問題上提出了幾點思考。
2 本科高年級的教學特點
中國的本科教育，由于歷史和經濟發展水平等諸多原因，目前的定位還是培養某方面專業人才的專才教育。本科高年級學生在完成了低年級公共基礎課程和部分專業基礎課程的學習之后，迫切希望了解本專業的應用領域和發展前景，所以在教學過程中要注意內容的應用性和專業性。另一方面，本科高年級學生也是研究生教育的儲備人才，在教學過程中要適時的進行科研引導，這樣能夠讓畢業生保持對科學的興趣，從而為研究生階段進一步深入研究打下基礎。本科生一般于4年級的10月份開始著手畢業設計，在本科高年級的教學過程中還要注意與畢業設計的內容相結合，這樣可以讓學生提前做好準備，選擇適合自己的方向。
3 人工智能課程的學科特點
與信息類其它專業課程相比，人工智能具有應用性、研究性和發展性三個重要學科特點。首先，人工智能是一門應用性很強的學科。人工智能學科的主要目標在于研究用機器來模仿和執行人腦的某些智力功能，并開發相關理論和技術。人工智能技術廣泛應用于模式識別、數據挖掘、智能控制、信息檢索、智能機器人等領域，在日常生活中，隨處可見人工智能技術的應用實例；其次，人工智能技術具有很強的研究價值，是計算機科學領域中重要的研究方向。技術進步無止境，研究者們不斷追求開發出效率更高、更智能的人工智能技術：最后，人工智能是一門正在發展中的學科。隨著信息化、計算機網絡和Internet技術的發展，人類已步入信息社會和網絡經濟的時代，它們為人工智能提出了許多新的研究目標和研究課題，人工智能的應用領域以及技術算法都在不斷發展。
4 人工智能教學的三點思考及對策
4.1 注重應用性和介紹性
在教學實踐中，筆者發現，本科高年級學生一般比較關心各種人工智能技術的應用領域和使用方法，而對基礎性理論和技術細節不是很感興趣。他們一方面希望能學到很多較新和較實用的人工智能算法，并且最好可以看到使用效果；另一方面又希望老師的教學主要停留在介紹性層面，不想花太多時間在復雜的理論理解上。這也比較符合本科高年級的教學特點，本科階段主要是培養具備較強應用性和基礎科研素質的專業人才。傳統的人工智能教學主要講授知識表示和搜索推理技術，大部分實例都是解答式或推證式的。由于其知識的抽象性，又加之其應用實例較少，所以往往教師感覺難講，學生在學習過程中也感覺乏味，對講授的內容大多都是死記其方法和步驟，因此影響了教學效果。針對這一問題，筆者認為，在設計人工智能教學時，要注重內容的新穎性、實用性和介紹性。除了講授那些仍然有用的和有效的基本原理和方法之外，要著重介紹一些新的和正在研究的人工智能方法和技術，特別是近期發展起來的方法和技術，如支持向量機、決策樹、模糊集、遺傳算法、蟻群算法等。這些內容的理論部分可以不必過分深究，教學重點主要放在介紹每種技術的產生背景、發展狀況、應用領域和具體實現上。此外，要注意理論與實際應用密切結合，在教學過程中加入一些與課程內容結合的、可以用計算機實現的實際應用內容。考慮到目前應用最廣泛的人工智能領域之一是模式識別，而研究模式識別的主要計算機工具是Matlab，所以筆者在教學過程中以手寫數字識別作為教學實例，針對所介紹的每一種人工智能技術，都將其應用于手寫數字識別當中，并講解了這些技術的Matlab實現方法。學生在掌握了基本理論之后，可以按照實現步驟的指導，立刻上機見到算法的實際效果，加深對算法實現思路和方法的認識。
4.2 注重科研引導性
本科教學不僅要培養學生的應用能力，還要培養學生具備基本的科研素質。本科教育一方面為社會培養了大批應用型人才，另一方面也要為我國的科研事業培養后備力量。特別是近幾年來我國對科研的投入不斷增加，研究生招生規模逐年增大，本科高年級學生打算繼續讀研的也不在少數。而人工智能是計算機相關學科非常活躍的研究課題，其涵蓋的分支非常廣泛，如模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、統計學習理論等，都是目前國際和國內熱門的研究方向。針對這一特點，在本科高年級的人工智能教學中，還要注意對學生適時適度的科研引導。這樣可以激發學生的研究興趣，樹立目標意識，找準研究方向，為未來的科研工作打下基礎。在教學過程中，可以引導學生思考每種人工智能技術的優點是什么?缺點是什么?有沒有改進的辦法?比如BP神經網絡是計算智能中較為成熟的技術，具有強大的非線性學習能力，在模式識別、經濟數據分析、生物信息學、數據挖掘等眾多領域都取得過成功應用。然而BP神經網絡算法自身也存在著一些缺點，如會有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等。近十年來，研究者逐漸把目光轉移到另一種新的非線性學習工具――支持向量機上。同神經網絡相比，支持向量機具有泛化能力強、不受局部最小問題困擾、理論背景完善等顯著優點。在給學生講解BP神經網絡算法的時候，一方面可以通過手寫數字識別實驗展示其強大的非線性分類能力，另一方面也要告訴學生，BP神經網絡并不是完美的，其缺點同樣明顯。然后引導學生對這些問題進行思考，討論有沒有更好的解決辦法。此時，順勢引出支持向量機的內容，并且介紹支持向量機的研究現狀和研究方向。通過兩者的對比，學生不但了解到了較新的人工智能技術，又對人工智能研究中如何去發現問題、解決問題、人工智能技術的進化歷程有了直觀的印象。
4.3 教學內容與畢業設計相結合
本科畢業設計是對本科生用所學知識來解決實際問題和進行專業研究能力的檢驗，是本科高年級學生將要面臨的一項重要任務。由于人工智能學科具有應用性和科研性的特點，人臉識別、網頁檢索、經濟預測、基因數據處理等應用領域都離不開人工智能技術，所以人工智能方向為學生提供了豐富的畢業設計選題。針對這一特點，在本科高年級的人工智能教學中，可以適當穿插介紹有關畢業設計的內容。告訴學生哪些應用領域是目前人工智能研究的熱點方向，哪些人工智能技術可以用來解決這些問題。通過向學生介紹具有一定應用價值和研究意義的題目，然后引導他們查找閱讀相關技術文獻，分析問題，解決問題，最后編寫代碼和撰寫論文。比如筆者給學生提供的選題包括：(1)基于支持向量機的上市公司信用評價；(2)正則化回歸在股票預測中的應用；(3)基于膚色的人臉檢測；(4)基于內容的網頁圖像檢索等。這些題目應用性強，具有一定科研深度但是難度又不至于太大，學生選擇這些題目的積極性很高。通過將教學內容與畢業設計相結合，不但加深了學生對課程的理解，又使其找到了合適的畢業設計題目，可謂一舉兩得。
基于4MAT系統模式案例設計
4MAT系統模式又稱為自然學習模式，它是由美國“學習公司”總裁麥卡錫博士在1979年創立的一個新型有效的學習框架。該模式將學習風格與腦科學研究結合起來，并根據人們感知和處理信息的方式，形成一種獨特的、順應個性學習需求的教學模式。圖1為學習者以4MAT學習的一個簡單實例。
第一階段，Johnny看到他的哥哥們是騎自行車去學校。他注意看他們是怎樣騎自行車的，騎自行車看上去很容易；第二階段，他請他的哥哥們（騎自行車的專家）展示他是怎樣騎自行車的；第三階段，Johnny騎上自行車，并嘗試騎行，他發現騎自行車并不像看上去那么容易；第四階段，他調整了自己，回過來再次嘗試騎自行車。在上述學習過程中，學習者的大腦經歷觀察反映、抽象假設、行動試驗、形成具體經驗四個階段，即4MAT模式的四個象限，整個學習過程組成一個循環圓圈。
4MAT模式以關注學習者為出發點，結合左右腦的不同特點，將教學分解為八個環節（如圖2所示），可較好地為學習者提供有意義的學習內容，學生有足夠的練習機會，且可“靈活調整”學習內容，并在這一過程中發掘所學在生活中的應用價值。高中信息技術課程內容大致可分為“動手做、如何做、為何做及做了何”四個方面，與4MAT模式四個象限的特點較切合。現以高中信息技術必修模塊中“信息的加工與表達――用智能工具處理信息”為主題，進行4MAT模式教學環節設計。
1.本課時教學目標。人工智能研究處于信息技術發展的前沿，它的研究、應用和發展在一定程度上決定著計算機技術的發展方向。高中人工智能課程目標的基本點定位在了解和體驗上，讓學生了解信息技術發展的前沿，體驗若干典型人工智能技術的應用，感受人工智能對學習和生活的影響，激發對信息技術未來的追求。
2.本課時教學任務。《信息加工與表達》課程標準對應要求：通過部分智能信息處理工具軟件的使用，體驗其基本工作過程，了解其實際應用價值。通過課堂討論、觀看媒體資料、網絡搜索、操作實踐、學習教材等手段，學生能夠：①了解人工智能技術的含義及智能工具的應用范圍；②列舉人工智能技術在社會、生活中的應用實例；③按功能對常見的智能應用進行分類；④在操作實踐活動中，了解智能工具的基本工作原理及其應用價值；⑤樹立辯證思想，客觀看待人工智能技術對社會的影響，培養正確的信息技術運用觀。
3.本課時教學內容：①人工智能、模式識別、自然語言理解、機器翻譯；②智能工具的應用范圍；③常見智能工具的操作（“小靈鼠”軟件、OCR軟件、在線翻譯軟件、機器人小I等）；④人工智能對人類生活、社會的影響及存在問題。
4.本課時教學安排見圖3。
①聯系，即讓學習者將學習內容與相關生活經驗建立聯系。設計活動來表明人工智能就在我們身邊以及它與信息技術學科前沿研究的聯系。活動內容：以小組為單位研討我們身邊的人工智能應用例子。通過討論，說明人工智能對人類生活、社會的影響。這個討論有助于讓學生將身邊的經驗與學習內容聯系起來。教師提供自主學習資源網站，引導并幫助學生聯系各人的經歷了解人工智能的應用范圍；通過讓學生觀看相關應用視頻，讓他們獲得直觀的感性認識。
②注意，即讓學生注意個人體驗以及與其他同學的經驗分享。分析經驗，小組討論并將經驗繪制成圖表。分小組分享經驗并用概念圖示描述人工智能的含義。
③想象，即在向學生傳授呈現概念時，讓學生先將自己的理解描述出來。整合經驗：在學習日記中描述人工智能對你及社會生活環境的影響。每個學生要在自己的日志中說明某一人工智能應用如何對個人生活和環境造成影響。
④告知，即由教師告知內行知識，學生接受內容并進行研究。學習內容：教師通過演示文稿介紹圖靈測試及人工智能小故事，幫助學生了解人工智能含義。教師帶領全班學生利用前面活動中獲得的信息，創建人工智能思維導圖，其中要包括人工智能含義、應用領域及它對人類社會產生的正面及負面影響。學生通過看視頻、聽講、課堂討論及小組研究等學習形式學習新知識。思維導圖會逐漸發展為一個動態的圖示。學生可隨時添加其他信息和實例。比如，隨著對人工智能技術的深入了解，其他內容也可以被添加到思維導圖中，在不斷形成的過程中，學生將學會如何有條理地收集信息。
⑤練習，即讓學生通過練習來學習，以達到對知識、技能的熟練掌握。實踐拼接活動：以“它”怎樣看、“它”如何懂兩組活動，制作設計新的思維導圖。歸納智能工具的工作原理和存在的不足。各小組通過實踐操作智能工具，分享有關知識和體驗，以思維導圖的形式描述模式識別及自然語言理解的工作原理并提出技術改進建議。教師在整個過程中對學生的表現給予反饋和建議。
⑥延伸，即是學生創新的開始，學生對所學的靈活調整，遷移運用。設計“人工智能會取代人類嗎”游戲中要用的問題。在課堂內外以學習小組的形式開展活動收集更多信息。每個小組根據他們了解的情況設計10個問題，在“人工智能會取代人類嗎”游戲中使用。比如，未來你心中的人工智能是什么樣、機器人具有真正的智能嗎、未來的智能工具將具備怎樣的功能，等等。
⑦提煉，即學生進行自我適應、調整、修改和評價其學習是否適當。學生復習課堂記錄、個人日志、實踐體驗、互聯網上學習到的內容等，小組完成研究報告，為最后階段做準備。
⑧展現，即讓學生表現自己。幫助學生將所學與更廣泛的知識聯系起來。設計一個總結主要觀點的演示文稿（用例子和視覺畫面對人工智能應用作出說明）。為學校設計一個普及人工智能知識的網站。撰寫一份“智能工具應用啟示”的研究的可行性報告，并設計完成一個未來智能工具或提出一個智能應用的想法。
基于Feden-Vogel教學模式的案例設計
普萊斯頓?D?費德恩，羅伯特?M?沃格爾結合信息加工論，在4MAT系統及教師實踐經驗的基礎上，提出了Feden-Vogel教學設計模式。該模式包含三個不同的工具：計劃組織圖、教學計劃模板、教案格式。其教學分五個步驟進行設計：步驟一，引起學生注意并激活先前知識；步驟二，教授陳述性知識，不僅包含課時內容，還應涉及一些核心概念等；步驟三，給學生提供足夠的時間和實踐機會，形成程序性知識；步驟四，讓學生運用所學知識解決不同問題，幫助他們以新的或不同的方式運用所學；步驟五，結束當前教學并啟發學生關注知識和連續性，過渡到下一教學主題。在Feden-Vogel模式中，是從步驟二開始教學設計（即在課程目標與學習標準中讓學生學習的陳述性知識），教學實施從步驟一開始。現仍以高中信息技術必修模塊中“信息加工與表達”為主題，進行Feden-Vogel模式教學設計，課時教學目標與上例同。
1.《用智能工具處理信息》Feden-Vogel計劃組織圖（見圖4）。
2.《用智能工具處理信息》Feden-Vogel教學五步驟設計。
步驟一，呈現先行組織圖，讓學生回顧先前的知識，提問前面幾類信息加工與表達的特征及應用價值。這個練習可以讓學生準備好學習下一個主題，即用智能工具處理信息。讓學生聯系和此問題相關的現實生活情境：如果你在寫一份研究報告時，需要一本資料書上的三頁內容，或者你想通過錄音將你說的話轉化成文字時，你將采用什么辦法來完成？向學生提出這個問題，讓他們設想解決的方案。通過這個問題可以將情境與新主題聯系在一起。為了幫助學生解決此問題，可展示觸屏手機手寫輸入信息的過程，讓學生上網搜索相關資料。同時為學生提供多種體驗工具軟件（“小靈鼠”軟件、OCR軟件，語音識別軟件等）。
步驟二，播放有關我們身邊人工智能應用的視頻，讓學生上網查找人工智能應用領域及實例。介紹圖靈測試，向學生提問，人工智能的含義是什么？學生建立人工智能概念圖，并添加智能應用領域及實例。
步驟三，將學生異質分組，提出小組體驗計劃。當學生制定好計劃后，就可以開始試著用智能處理工具（模式識別）進行操作實踐。等他們完成體驗后提問學生：識別的準確率高嗎？影響識別率高低的主客觀因素有哪些？接下來，引導學生思考分析模式識別工具處理信息的工作原理，引導他們針對體驗中存在的問題提出改進建議。在建立模式識別思維導圖過程中，通過提問學生生活中或未來還有哪些信息可以通過模式識別來處理，進一步加深學生對相關內容的了解。
步驟四，讓全班一起討論在進行模式識別智能工具體驗中的感受。教師使用提問策略來幫助他們進入下一人工智能應用領域：自然語言理解。比如，可以問學生是否能通過工具將一段中文詩詞翻譯成其他語言，或者和機器人聊天時應該怎樣設計智能處理工具。學生討論，形成小組設計報告，并通過上網查找出相關工具軟件名稱。學生選擇教師提供的工具軟件進行體驗操作，總結出其工作原理及存在的問題。
關鍵詞：人工智能；教學內容；教學方法
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 引言
人工智能(AI)是二十世紀五十年代后期興起的利用計算機模擬人類智能活動去求解問題的學科，與空間技術、原子能技術一起被譽為二十世紀三大科學技術成就，目前廣泛應用于專家系統、機器翻譯、語音識別、文字識別、計算機視覺、機器人、電子游戲等方面，已經成為計算機技術發展以及許多高新技術產品中的核心技術。
為了適應人工智能技術日益廣泛的需要，國內外高校普遍開設了“人工智能”方面的課程，特別是作為計算機方面專業的核心課程之一。我校自從1993年開始為自動化專業本科生開設“智能控制”選修課，1996年為自動化、計算機、機械等專業本科生開設“人工智能導論”、“人工智能及其應用”課程。目前，我校軟件學院、信息學院、機電學院都開設了“人工智能導論”課程，已經成為計算機科學與技術、軟件工程、數字媒體技術、自動化、機械制造與自動化等許多專業本科生的一門重要的技術基礎課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業的公選課之一，其目的是使學生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步學習和掌握人工智能的基本技術和前沿內容，拓寬知識面，啟發思路，為學生提供最基本的人工智能技術和有關問題的入門性知識，提高學生應用開發軟件的能力和水平，為今后在相關領域的研究和應用奠定更為堅實的基礎。因此，建設好“人工智能導論”課程具有重要意義和很廣的受益面。
由于人工智能是交叉學科，涉及面廣、內容抽象、不易理解，學生往往有望而生畏的感覺，在教學過程中，老師教、學生學都比較吃力。為了更好地實現上述教學目標，提高本課程的教學質量，協調好教與學的雙邊關系，使學生由望而生畏的感覺，變為有用有趣的感覺，根據已有人工智能課程在教學與實踐方面的經驗和方法，結合“人工智能導論”課程的近幾年教學實踐，對課程的教學體系、教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等方面進行了探索總結。
2 調整與優化教學體系和教學內容
“人工智能導論”是計算機科學與技術、軟件工程、數字媒體技術、自動化、機械制造與自動化等許多專業本科生的一門重要的技術基礎課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業的公選課之一，其研究領域及內容十分豐富，涉及的基礎面廣。因此如何選好教學內容，既能使學生了解本領域的概貌，又能適合學生的基礎，便于他們在有限的時間完成學習任務，是一件重要而又困難的事情。
進入21世紀以來，人工智能學科又有了新的發展。為了及時反映人工智能研究和學科的最新進展，我們修訂了“人工智能導論”的教學大綱，對教學內容進一步優化和更新，極大充實了各個系統的內容。我們確定的教學內容主要分為三部分：第1部分為概論，介紹人工智能的基本概念、基本內容、主要研究領域及發展過程；第2部分是知識表示，推理和搜索技術，討論幾種常用的知識表示方法、推理技術(包括確定性推理方法和不確定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能應用研究領域，包括專家系統、自然語言理解、機器學習、人工神經網絡、遺傳算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基礎理論，是人工智能的重要基礎，應該循序學習。第3部分是人工智能的應用，由于每個研究內容都相對獨立、自成體系且有其專門的學術著作研究、熱點，因此針對高等院校的本專科生來說，不必循序學習，而且結合專業特點可以選擇其中幾個研究領域。例如對自動化專業的學生來說，可以選擇專家系統、人工神經網絡、遺傳算法等，同時可增加在自動控制領域的應用，包括專家控制、神經網絡控制和進化控制等熱點：而對計算機科學與技術專業來說，可以選擇專家系統、自然語言理解、機器學習等，并輔以動物識別系統、語音識別系統、智能機器人等實例。總之就是要把握課程性質和教學目的，調整本課程教學體系，優化教學內容，讓學生以有限的時間學到人工智能的基礎知識和基本方法。
另外，在選擇和確定教學內容時必須兼顧基礎知識和新興技術，注意與相關課程(如離散數學、數據結構、概率論、自動控制原理、Matlab系統仿真、面向對象的編程技術等)的鏈接，密切理論與實際的關系，通過課堂講授和課外訓練，注意學生能力培養，提高他們的學習效果和整體素質。
3 加強課程立體化建設和系列教材研究
在課程的立體化建設中，教材充當了地基的角色，所有的課程內容安排，無不體現出以教材為基本，以教材為模板。所以本著基礎、實用的原則，我們先后編著出版了《人工智能及其應用》課程教材導論部分概括性強，引人入勝；基礎部分系統全面，敘述深入淺出，循序漸進；應用部分密切理論與實際關系，典型形象。其中第二版在第一版的基礎上，增加了證據理論、模糊推理、神經網絡等理論的一些典型應用，使學生能夠更深入地理解和應用這些理論；另一方面，又新增了自然語言理解及其應用內容，以適應目前計算機翻譯、人機自然語言交互等技術日益廣泛應用的需要。系列教材適應了人工智能導論新課程開設的需要，反映了人工智能學科的發展，為人工智能課程確立了基本框架，發揮了重要作用。系列教材的問世不僅解決了本校“人工智能導論”課程教學用書的問題，而且也被各兄弟院校普遍采用，促進了該課程的普遍開設，推動人工智能學科的發展。
為了配合教材第二版的教學和自學，在已有教學經驗和教學成果積累的基礎上，制作了高質量的教學課件和完整的教學視頻錄像，并刻錄成光盤隨書供讀者使用；同時又研究與開發了網絡課程(http：//)，以更好地調動學生的學習興趣和主動性，促進本課程的教學改革。
包括主教材、電子教案、教學視頻錄像、網絡課程及教學資料庫等在內的課程立體化建設符合二十一世紀高校教學的要求，支持教師提高教學手段現代化的水平，更貼合學生的學習需求。
4 改革與創新教學模式和教學方法
在“人工智能導論”課程教學的過程中，我們積極探索教學新路，經過數年辛勤試驗，結合蔡自興教授等對人工智能課程的建設經驗，對課程的教學模式和教學方法進行了如下一些的改革與創新。
(1)通過多種途徑激發學生的學習興趣
“興趣是最好的老師”，“人工智能導論”課程的學習效果，直接受到學生興趣和參與意識的影響。由于這是一門導論性前沿課程，一般來說，學生開始學習興趣很大。但是，當一些學生開始接觸到抽象概念和算法時，往往感到不易接受。我們通過各種途徑和方法，激發和培養學生的學習興趣。例如，鼓勵學生參與課堂討 論、布置讀書報告和課外實驗、以問題為導向的啟發式教學、專題討論／辯論等形式。特別，我們精心組織和準備了模糊控制技術及其應用、智能機器人技術與應用、智能交通、BCI(腦機交互接口)等專題，以及智能調度軟件、語音識別系統、動物識別系統、足球機器人比賽、機器人軌跡跟蹤、倒立擺的智能控制等課內演示，使學生擴大了眼界，增加了感性知識，達到提高學生學習興趣的目的與效果。
(2)面向問題的啟發式教學
人工智能中的許多問題，有的似是而非，有的引人入勝。在教學中，有意識的提出相關問題，提請學生思考，鼓勵學生提出自己的猜想和解決方案。然后逐步進入教材中的解決方案，啟發學生求解這些問題，并進行分析和比較，從而強化了學生學習的主動意識和參與意識，提高了學生的學習積極性。例如，在講到比較抽象的“遺傳算法”時，提出“遺傳算法如何用于優化計算?”這一問題。針對該問題，先從“達爾文的生物進化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用；然后通過一個簡單的例子，從特殊到一般地啟發學生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實現，最終讓學生與教師一起導出遺傳算法用于優化計算的基本步驟。這樣，學生不但從中學習了遺傳算法，而且得到一次邏輯思維的訓練，取得很好的教學效果。
(3)課堂辯論與交互式教學
組織課堂辯論，討論的議題包括人工智能的應用前景和其他比較等有爭議的問題。學生對這些問題展開了激烈的爭論，激發了學習潛能，明確了學習目標。例如，為了加深學生對智能機器人內涵的理解，我們組織了“機器智能能否超過人類智能”的辯論會。會前正反雙方結合本課程內容及其相關知識，認真進行準備；辯論會上正反雙方唇槍舌戰，激烈爭辯，氣氛熱烈。辯論后，學生余意未盡，討論熱情不減。無論是哪一方獲勝，都達到了預期的效果。教學中我們還注意采用了多種交互式策略，如課堂上教師提問可鼓勵或指定學生提問，也可由學生自由地就某個知識點進行主題發言后老師點評等。
(4)個性化學習與因材施教
在本課程教學過程中注意對學生因材施教和個性化教學。例如，通過組織學生進行讀書報告的形式，鼓勵學生從多方面、多角度考慮問題，多提新穎思想，有意識地鼓勵優秀學生探討比較深層的內容，并輔導優秀學生將其成果以科技論文和發表文章的形式轉化為成果。又如，在教學設計和實驗設計中，注意要求學習有余力和興趣的學生選作部分探索性、創新性的功課和實驗(選學內容，如模糊控制器的設計、進化控制等)，從而引導學生發揮個性優勢，達到因材施教的目的。同時注意分析學習較差的學生的具體困難，進行有針對性的指導。
(5)多媒體與網絡教學的使用
本課程在PPT演示文稿和網絡課程上，采用了大量的多媒體表現形式，如視頻、動畫、聲音和圖像等。目的在于使得人工智能抽象的知識形象化，便于學生理解。例如，課內讓學生在線觀看涂曉媛博士的計算機動畫“人工魚”的錄像片段、人工生命Floy中生命智能體在環境中不斷的適應進化構成演示等，有助于加深學生對所學知識的理解，促進教學水平的提高，激發了學生對課程的興趣，使學生創新意識得到增強。此外，隨教材附贈的教學光盤和開發的網絡課程(http：//)提供了學生課外自學用的高質量的電子課件、完整的教學視頻錄像、豐富的實驗和案例資料等，以更好地調動學生的學習興趣和主動性。
(7)理論與實踐結合
在教學內容安排上，注意理論聯系實際，適時布置一些人工智能實驗給學生進行課外練習。設計的課外實驗包括產生式系統實驗，歸結反演實驗，主觀Bayes推理網絡實驗，A搜索實驗，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟蹤系統、兩車追趕模糊控制系統、神經網絡模式識別仿真、遺傳算法優化計算等實驗。通過實踐和參與，保持學習興趣，有助于學生對人工智能基本概念和難點的理解，掌握基本方法和技術，為從事智能系統應用開發打下基礎，從而達到教學目的。例如，我們組織學生參觀我們的研究生綜合自動化實驗室，觀看機器人臂取物、倒立擺控制、語音識別軟件、指紋識別軟件、智能調度軟件等演示，密切理論與實際的關系。
我們在教學改革實踐中探索的這些教學方法，有利于充分激勵學生的學習積極性和主動性，有利于鼓勵學生發揮獨立思考和創新思維，有利于多方位培養學生學習發現問題、分析問題和解決問題的能力。
5 運用多樣化的教學手段和考核方式
5.1 多樣化的教學手段
采用現代信息技術進行教學，構筑“人工智能導論”課程的現代教學模式，是本課程的主要特點之一。教學過程中采用了多媒體教學課件和網絡課程相結合的方法，充分利用多媒體的豐富表現形式，利用網絡課程的交互性、情景化等，進行教學。采用的方法包括：
(1)抽象知識內容的多媒體表示
通過動畫和視頻來演示抽象的概念、算法和過程，包括機器人軌跡跟蹤、機器人臂取物、足球機器人比賽、倒立擺控制、“人工魚”等錄像片段，以及智能調度軟件、語音識別系統、指紋識別系統、動物識別系統等軟件演示。
(2)通過PPT撰寫教案
精心編制PPT，組織好課件內容，做到圖文并茂，提綱挈領，便于學生理解，便于教師講授。
(3)開發與應用網絡課程
“人工智能導論”網絡課程較好的實現了交互性、在一定程度上實現了學習過程的情景化。在交互性方面，通過網絡課程的課堂練習和章節練習，評價學生的學習情況，并給學生提出學習建議。在情景化方面，采用了在線答疑形式，使得學習過程豐富有趣。
(4)先進實驗系統的觀摩與演示
利用我們的研究成果等有利條件，有針對性地對學生進行成果演示(包括智能調度軟件、語音識別系統、指紋識別系統、動物識別系統等軟件)，使學生知道學了有用，而且很有用，很有趣，很有意義，從而進一步誘導學生的學習興趣，鞏固了課堂所學知識，提高了教學質量。
教學效果通過上述先進的現代信息技術的應用，不僅極大地提高了學生的學習興趣和主動性，而且也取得很好的實際教學效果，提高教學質量。
5.2 作業、考試等教改舉措
(1)改革作業方式與方法
改變過去那種單純的書面習題作業，發展成為必須交給教師評閱的書面家庭作業、不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業等。其中上交作業通過網絡進行，教師批閱后的作業也通過網絡返回給學生，實現了作業呈交和返回的網絡化。
(2)改革考試方式與方法
如何對本課程的考試方式進行改革一直是我們探索的問題。我們綜合考慮課堂出勤情況(10％)、平時正式作業成績(20％)和期末課程考試(70％)，進行綜合評分。期末考試有時采用綜合試題考試，出幾個大題目讓學生選擇其中幾個進行開卷筆試，當面交卷后評分；有時采用課外開卷論文結合或口試面試。最近，我們還對部分學生結合實驗或實際問題提問等進行考核。我們正進一步改革、試驗和探索，使考試成為衡量與培養創新能力，促進學生學習主動性和提高課程教學質量的重要環節。
關鍵詞：“智能+”；富媒體；教學模式
2017年7月8日，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，我國人工智能發展迎來新紀元。人工智能作為信息技術的更高發展階段，毫無疑問會深層次推動教育教學改革與創新發展[1]。在互聯網技術的推動下，“智能+”背景下的教學資源表現形式和呈現方式越來越多樣化，教學活動的時空結構和活動方式得到了充分拓展，學生在學習中的獨立性、自主性和創造性得到了充分體現，教師成為學生學習的支持者和引導者[2]。“智能+”是“互聯網+”的進一步升級，給各行各業尤其是教育帶來了新的機遇和挑戰。“智能+”與教育相結合，將有力推動教育教學改革與創新發展，這也是機電類專業新工科教學改革的內涵之一。機電類專業人才培養應該緊跟國家發展戰略，結合人工智能和大數據等新技術來改造專業課程體系，培養符合新時代、新背景需求的復合型人才。課程教學創新是改造專業課程體系的重要內容之一，傳感器與測試技術作為機電類專業核心課程，長期存在課堂教學內容與工程應用脫節的問題，這與應用技術型高校建設和工程技術型人才培養要求不相適應，更與當前“智能+制造”的技術要求不相適應。本文將“智能+”與傳感器與測試技術課程相結合，探索基于“智能+”的富媒體教學模式，作為適應新形勢下課程改革需要的重要內容。
1基于“智能+”的富媒體教學模式
富媒體是指具有動畫、聲音、視頻或交互性的信息傳播方法，包含流媒體，聲音，Flash，Java，Javascript等程序設計語言形式之一或者幾種的組合。基于“智能+”的富媒體教學模式是富媒體、網絡服務、人工智能等技術與教育教學相結合的產物，是高校課程教學模式改革的重要發展方向之一。課程教材、學習資源以及教學方法是教學模式的基本組成，圖1為基于“智能+”的富媒體教學模式構架，它包括富媒體教材、富媒體教學資源以及教學方法三部分。圖1“智能+”富媒體教材是通過在紙質教材上印刷索引，以二維碼鏈接網絡平臺上的數字課程資源庫，方便學生深入開展自主學習。“智能+”富媒體教學資源由課件、微課、案例、虛擬實驗、題庫、課程討論等形式的資源組成，是“智能+”富媒體教材所鏈接的各種數字資源。充分應用新技術，優化教學組織，開展基于工程教育理念的教學模式和多元考核評價體系，是實現基于“智能+”的富媒體教學模式的關鍵。
1.1基于“智能+”的富媒體教材
“紙質教材+課件”是以往的教學形式，存在教材信息載體單一、編排和呈現方式單調等問題，留給教與學自由發揮的空間比較狹窄，難以支撐新穎教學活動的開展。“互聯網+”的升級，給教育教學帶來了新的機遇和挑戰。基于“互聯網+”新發展階段的“立體化教材”應運而生[3]，而所謂“互聯網+”教材就是以往的紙質教材加上互聯網技術所構成的教材生態[4]。與單純紙質教材相比，基于“智能+”的富媒體教材不再是一本簡單的圖書，而是數字教學資源的接口。這種新型富媒體教材除了介紹各章知識結構、教學任務、導學知識點等內容以外，還印刷有索引式二維碼供學生掃描鏈接，其中包含了微課視頻、動畫演示、工程案例以及虛擬實驗等紙質教材無法呈現的教學資源。這種“立體化教材”使學生不再面對枯燥的工作原理、結構特點、工程應用等文字描述，而可通過手機掃描二維碼打開鏈接，觀看知識點的視頻講解、動畫演示、虛擬裝配過程等，這樣學生對知識點的掌握會更快更牢。使用基于“智能+”的富媒體教材，能夠將線上線下的資源打通，將紙質閱讀與網絡閱讀打通，為學生創造跨媒體的閱讀新體驗。基于“智能+”的富媒體教材為課堂教學提供了新的模式，對于推動教育信息化、促進教學改革、提高教學質量具有現實和深遠意義。
1.2基于“智能+”的富媒體教學資源
高校課程教學創新應以“互聯網+”為創新理念，以強化互聯網思維為核心，以建設立體化、多媒體、動態化的學習資源平臺為目標[5]。基于“智能+”的富媒體教學資源就是在網絡平臺上創建完備的數字課程資源庫，學生轉變為該互聯網產品的用戶，教師轉變為該互聯網產品的制作者。包括教師在內的教學資源的編撰者不僅僅進行紙質內容的編寫，還要開展數字化教學內容的研發，要進行教學視頻的錄制、教學案例的配音，也要規劃動畫課件的制作、探討虛擬現實技術的應用，甚至還要進行某些功能的軟件開發等。只有將“制作者”的理念融入“智能+”富媒體教學資源的創建過程中，才能將數字化資源和紙質內容很好地融合，為學生提供高質量的“智能+”富媒體教學產品。富媒體教學資源由視頻、音頻、微課、動畫、案例庫、題庫、課件、虛擬仿真實驗以及互動社區等組成，教師能夠利用富媒體教學資源將知識點講解、實驗操作示范和過程、虛擬仿真模擬演示等內容展現給學生，強化學生對知識技能的學習，還能通過在線答題和課程論壇與學生形成實時交互，動態掌握學生的學習進度。教師可將教材中具有多樣性、動態性、易變性、拓展性的內容都以網絡資源的形式傳至網絡平臺，以彌補文字教材內容更新周期長的不足，同時充分利用網站內容更新方便、傳遞快捷、容量大、呈現方式多樣的優勢，組織引導學生開展互動式、體驗式學習。
1.3基于“智能+”的教學方法
充分應用互聯網技術，采用適當的教學方法，形成高效的教學組織方式和合理的課程考核評價體系，是實現基于“智能+”的富媒體教學模式的重要保障。當前，“以學生為中心”的教育理念已在國內高校得到認可，基于該理念的課程教學模式層出不窮，為高校教育教學改革創新、實現學生全面發展發揮了積極的推動作用。“以學生為中心”的教學模式包括任務驅動教學法、項目驅動教學法、項目導向教學法、翻轉課堂、慕課以及工程教育模式(包括CDIO模式和OBE模式)等。工程教育模式是以學生、學習和學習效果為中心的一種開放式的教學模式，教師將課程知識點全方位滲透到工程項目中，以引導學生通過工程實踐潛移默化地掌握新知識[6]。工程教育是高校適應新形勢，落實新要求，全面提高工程人才培養質量的必然要求。應用型本科院校以培養具有較強實踐能力、創業能力和創新精神的高級應用型人才為培養目標，在教育教學領域，必須樹立“以學生為中心”的教育理念，培養高素質應用型本科人才。因此，基于“智能+”的富媒體教學模式必須堅持工程教育模式。在信息技術的支持下，教師要充分利用富媒體教材和富媒體教學資源，開展線上線下、課前課后的混合式教學，實現教學內容與工程實際的有機結合，培養學生的專業知識、工程實踐能力和創新思維，滿足新工科人才培養的要求；要優化教學組織，切實保障教學秩序和教學質量，構建學習效果的多元評價與反饋體系，不斷完善和創新基于“智能+”的富媒體教學模式，最終實現顯著提高教學質量的目標。
2基于“智能+”的富媒體教學模式實踐
機械測試與機械設計、機械制造并列構成機械專業三大板塊，傳感器與測試技術是機械類專業的專業基礎課程，也是機電類專業的專業核心課程。傳感器與測試技術是一門實踐性很強的課程，教學內容包括測試信號分析、傳感器原理以及測試技術應用三大部分。目前課程教學依然存在一些問題，例如課程知識更新滯后，知識的交叉融合不夠；課程內容偏重理論，實踐和應用程度不夠；課程“教與學”脫節，信息技術利用不夠；等等。盡管各種課程教學改革模式層出不窮，但大多不能滿足“智能+”背景下對人才培養的要求，與培養應用型人才或工程型人才的要求更是相去甚遠。為激發學生的潛力，增強學生的綜合應用能力和創新意識，此類實踐性強的課程的教學改革勢在必行。開展富媒體教材和富媒體教學資源支持下的新型教學活動，能夠有效提高學生解決實際問題的能力，促進提高學生工程實踐能力和創新能力的培養目標的實現。筆者結合“智能+教育”，根據傳感器與測試技術課程的特點，提出如圖2所示的基于“導學練研”的“智能+”富媒體教學模式[7]。在富媒體教材的指引和教師的引導下，學生可利用富媒體教學資源進行知識的學習、能力的訓練以及項目的研討等活動，形成基于知識點的在線學習(側重基礎知識)、基于現代工具和實驗設備的實驗實踐(側重基本技能)、基于項目的綜合訓練(側重綜合能力提升)。在此過程中，學生將知識學習、實踐操作與教師引導有機結合，以增強工程實踐能力、現代工具使用能力和創新能力，提高學習實效。建立學習效果多元考核評價體系，考核以“學生的學”為主，“教師的教”為輔，結合“課內+課外”，構建涵蓋知識、能力、素質的“一考兩評”(知識點考試、實驗訓練評價和工程項目實踐評價)學生成績評定模式。與此教學模式相配套的富媒體教材以目標為導向、以應用為核心來組織單元知識點。每個單元都明確了學習目標和學習內容所要解決的實際問題，并突出了實踐性和應用性。每個單元同時還包括教學要求、知識結構、基本概念、應用案例、工程項目索引、富媒體教學資源二維碼等。為更好地與此教學模式相適應，富媒體教學資源中還引入了實驗項目和工程項目內容。實驗項目分為線上虛擬實驗和線下實驗室實驗，形成虛實結合的實驗訓練方式。工程項目索引可在富媒體教學資源中詳細闡述項目設計目標、設計任務、設計內容、實施步驟以及考核方法，使學生初步了解工程項目概況，積累基礎知識，為線下工程實踐打下基礎。課程教學以案例為入口，以工程項目為出口，在項目驅動、“智能+”富媒體教材和工程教育基礎上，以“智能+”富媒體教學資源為支撐，構建教與學互動下的“教師導、學生學、實驗練、項目研”教學法，有效激發了學生的學習興趣，提高了學生分析問題、解決問題的實踐能力。
3結語
“智能+”是技術發展的新階段，富媒體技術則是新型數字信息傳播方法。將智能技術、富媒體技術與教育教學相結合，構建“智能+”富媒體教學模式，是新形勢下高校課程教學改革的重要發展方向，也是全面提高人才培養質量的必然要求。筆者將其應用于傳感器與測試技術課程教學實踐，提出基于“導學練研”的“智能+”富媒體教學模式，將基于知識點的線上學習、基于現代工具和實驗設備的實驗實踐、基于項目的綜合訓練與教師引導輔導有機結合，提高了學生的學習興趣，增強了學生的工程實踐能力、現代工具使用能力和創新能力，提高了學生的學習實效。
參考文獻
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智能化;適時;評價;變革;創新;質量
教學評價是整個教學活動的一個重要環節，目的在于獲得反饋信息，改進教學，提升質量，促進發展，實現課程目標。通過開展科學有效的課堂教學評價，能夠有效地鑒定教師的教學態度、教學質量、工作能力、業務水平等，使學校的管理工作更系統化，決策更科學化。在推進“智慧校園”研究與建設的大背景下，有條件、有能力運用信息技術前沿技術人工智能于課堂教學評價中，“智能化課堂教學評價系統”在眾多的電子課堂教學評價系統中率先融入人工智能技術，課堂組織管理評價、學習知識的定性評價、適時評價信息引導教學進程三個方面的發揮著積極有效的作用，用技術的力量，深化提升教學評價的效果。
一、智能化課堂教學評價系統的概述
1.智能化課堂教學評價系統簡介
“智能化課堂教學評價系統”（intelligent teaching evaluation system縮寫：ITES）是一套開源的網絡教學平臺。該平臺包括教師平臺和學生平臺兩部分，教師平臺主要功能為教學活動管理、教學資源管理、動態教學流程設計、教學評價前置設計和課堂教學評價管理;學生平臺主要功能為學習態度管理、學習資源多元化、知識遷移的監測。該平臺功能模塊的各類教學活動設計都具有評價功能，其中“評價管理”是專門為教學評價活動設計的模塊。
2.“智能化”研究的三個主要方面
（1）課堂組織管理評價
一般具備教學評價功能的電子教學平臺都是通過登入帳戶、密碼完成上課報到。普遍存在著代簽的盲區。而ITES是學生通過藍牙（隨著“智慧校園”的建設進程）或指紋識別完成上課報到，學生進入網絡教室后以學習小組形式等自由入座通過圖形界面快速有序地登錄課程學習環境，瀏覽本課學案和教學任務。教師界面高效適時地評價課堂組織狀態，學生出勤以及教學目標任務情況;后臺運用“逃逸算法”掃描終端機在線在學狀態。
（2）課堂知識的定性評價
一般具備教學評價功能的電子教學平臺，定性問題（主觀題）的評價是用人工（教師）評價方式解決的，評價信息嚴重滯后，難以像客觀性問題評價那樣“即時”。而ITES則運用SBT平衡樹（AT前沿技術）作為教學資源庫數據結構，時空復雜為O（logn），以二分查找法為檢索算法，檢索速度更快、占用內存更小、更具跨平臺性與教學設計同步進行。以一個標準班級56人為計，完成 100字以內主觀題，評價平均用時7秒以內。完全適用于課堂定性問題的適時評價。
（3）適時評價信息引導教學進程
每個教學環節評價結束后，教師可以運用評價系統了解教和學兩方面的信息，發現問題及時調整教學進程，改進教學方法，指導學習方法。使分層次教與學活動的開展有了依據，評價功能與教學活動形影相隨，更方便地服務于教師。
二、運用智能化課堂教學評價系統進行評價
信息技術教學一般都在網絡多媒體教室進行。在信息技術教學過程中，必須對教師教學和學生學習質量進行評價。通過評價，了解教和學兩方面的評價信息，依據適時的評價信息及時調整教學進程、改變教學方法、指導學習方法，促進知識遷移。根據課程標準的要求，信息技術教學評價可以從認知、操作兩個方面進行，具體的有：基本概念、基本技能、創新能力、綜合運用能力的 測評。
1.學習態度的評價
學習態度情感價值觀的評價因應成為課堂教學評價不可或缺的組成部分。學生登錄后，就成為課堂教學被評價的對象（圖一左所示），囿于“教學平臺”完成一堂課的學習內容。
圖1的中圖上是監控學生機的運行狀況，其中綠色塊點表示正常，紅塊表示某個時間段該機發生“脫機”現象。“脫機、脫系統”的可能性：一是硬件故障（紅色！），教師可及時處置。二是故意違紀脫離（終端機更改設置）系統（紅色），記錄其違規時間，促其在一定的時間范圍內返回。三是學生終端脫離系統（藍色）開小差做學習以外的事，五秒內教師機自動發出“歸隊”的警示。教師利用課堂教學間隙在投影屏幕顯示一下監控畫面對違規學生也是一種提醒。
與其它評價系統相比，ITES 上課過程始終運行“逃逸算法”掃描終端機在線在學狀態，并記錄“脫機”“開小差”時間。下課后給每位學習者一個客觀的“學習態度”的分值。使得課堂組織管理更加科學。
2.知識與能力的評價
一般的電子教室教學平臺對客觀問題的評價基本都準確、及時到位。而主觀問題的評價目前則只能采用人工方式進行，做不到“自動及時”。智能化課堂教學評價系統重點解決在課堂教學中主觀問題的定性評價上的客觀、及時的焦點問題。主要表現在兩個方面。
（1）學習態度。從二個方面進行評價：①空白卷;②全文雷同率。雷同率越高， “學習態度”的評價等級就 越低。
我們身處大數據時代，教育領域同樣充滿了海量數據。
安全監控系統、教室錄播系統、學生智能卡片、電子白板、交互式一體機等信息技術設備的運用，讓教師和學生的課堂板書和交互行為，都以數據的形式被記錄和保存。智能手機在高等教育階段已經普及，部分中學也允許學生將手機帶入課堂，通過智能手機參與課堂活動、訪問學習資源，這就形成了學生學習行為的數據。
傳統教學方式支撐的學習活動、學生參與活動的數量和質量情況，是通過教師人為評判的得分、級別等進行度量的。在“互聯網+”時代，在線學習平臺或者課程管理系統支持的學習活動，已經可以借助學習活動指數（OLAI）這樣自動生成的包括質量、數量和速度三個維度的指標，做出更精識及時的判斷，并為個性化教學策略的實施奠定了基礎。
情感、態度和價值觀是學生過程性評價的重要因素。傳統的評價方法是通過定性分析和調查問卷分析，其缺陷是不精準、不及時。隨著人工智能的發展，人臉識別、視頻分析、情感計算等技術已經趨于成熟。那么，我們借助這些技術分析課堂錄制的學生視頻和教師視頻，就可以直接獲取其面部表情等數據，通過表情變化數據來對學生的情感、態度和價值觀進行精確的過程性評價。
在學校層面，數字化校園或者智慧校園等系統平臺可以對教師專業發展、學生個性化發展和家校溝通進行有力支撐。平臺運行積累的數據，可以實現對教師的評價，對學生成績的橫斷面分析和時序變化分析、對學生完成各種學習活動的分析和對學生的精準反饋。
在國家層面，可以借助數據挖掘和數據可視化技術實現決策管理的科學化和信息化。例如，各個省市區的農村生均教育經費動態變化圖，可以動態展示農村生均教育經費的時序相對變化；教育經費增長與財政收入增長比例地圖，則直觀對比反映了某個年度兩者比例的增長速度；通過人工神經網絡支持的“指數增長預測法”模型，則可以預測未來各年度學生數量、生均經費、經費需求的數值。
所以，人工智能時代的到來，海量教育數據的挖掘技術日益成熟，將廣泛應用于教育和教學管理的各個領域，無論在微觀個體層面、中觀學校層面，還是在宏觀國家層面。
關鍵詞 智能授導系統；輔助教學；語義Web
中圖分類號TP31 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）58-0165-02
計算機輔助教學(CAI)是以對話方式利用多媒體計算機的功能與特點與學生討論教學內容、安排教學進程和進行教學訓練的方法與技術。但是存在交互能力差和缺乏虛擬技術支持、智能性及教學策略等問題。人工智能（AI）是計算機科學、信息論、神經生理學、控制論、心理學、語言學等多種學科互相交叉滲透而發展起來的一門綜合性學科。它用人工的方法在機器(計算機)上執行智能行為：感知、理解、學習、判斷、推理、規劃、設計、求解等。其技術特征主要是具有搜索功能、知識表示能力、一定的推理功能、抽象功能、語音識別功能及模糊信息處理能力。
1 智能授導系統
智能授導系統（ITS）技術是在對計算機輔助教學研究局限性的改革突破中發展起來的，它不僅克服了僅僅關注學生行為的缺陷，還引入了對知識的描述以及智能推理技術，智能授導系統的獨特之處是能依據每個學習對象的不同需求而調整教學策略。
ITS從上個世紀80年代提出到至今已有30多年了，幾乎涉及人工智能技術的所有問題，而且一直是人工智能技術在教育領域的核心研究之一。比較有代表性的是Peng-Kiat Pek和Kim-Leng Poh應用貝葉斯網絡構建的學生模型可以較好的估計出學生的學習興趣值，從而對學生的學習行為方向進行預測；Dietrich Albert和Cord Hockemeyer通過分析知識空間理論而得出的超文本結構和知識空間在結構上的有很強的相似性，通過對知識空間進行建模，使之適用于網絡Web結構模式；Joel Martin和Kurt VanLehn使用貝葉斯網絡技術對學生的學習結果進行評估，有效的分析出學生學習過程中的問題和不足；Declan Kelly和Brendan Tangney提出了一種多Agent技術（Multi-Agent System，MAS），通過對個體的個性化學習進行動態建模的智能框架的建構重組，滿足了學習者的不同需求。隨著國內數字化教學與教育信息化的大趨勢，最近幾年國內對于該領域的研究發展的相對比較快，而且需要進行綜合性的研究，以不斷促進智能授導系統的實際應用價值。
2 自適應智能授導系統機制
由于個體學習者基本上是基于資源的自主學習，在教學上的有效組織主要體現在學習資源的組織、傳遞和共享上，良好的資源組織和個性化資源服務是學習個體最強烈的需求。為了支持個體的自主學習，輔助教學研究十分強調“授導”。“授”即系統地對教學內容的組織和傳播，通常反映為學習目標制定、學習材料序列化、學習路徑引導以及學習結果評價等方面；而“導”則側重對學生的具體學習過程提供針對性的學習支持。
2.1 網絡智能授導的技術實現
網絡輔助教學平臺設計者們一直致力于智能授導機制的理論研究和實現，不僅在理論上提出很多模型和設想，而且實踐上也有所突破，特別是可以借助計算機網絡技術和人工智能技術構建一個更有針對性的、更智能的信息空間，為學習者提供個性化的學習支持。通過調研，網絡輔助教學中智能授導的研發技術路線主要是模擬課堂面授的路線、人工智能的技術路線和網絡協同進化的路線。
2.2 本體的智能授導機制
根據Brusilovsky提出的關于虛擬校園環境的部件理論知道，當前分布式虛擬環境支撐的網絡教學平臺大多是圍繞內容部件、行為部件、通信部件、管理部件來提供學習者本體的智能授導應用功能。
1）內容部件是輔助教學系統的核心，多由構成課程的多媒體教學材料組成。運用靜態超媒體比較容易實現，以一種同有的結構和形式呈現給學習者同樣的教學內容。但是會產生由適應性內容所呈現的各種方法與技術問題，例如：附加解釋、前提知識解釋、比較性解釋、解釋變體、信息排序等。其實現需依賴于知識表示與呈現技術，特別是知識建模和知識本體的研究；2）行為部件主要功能是需要學生通過“做”的交互方式來完成的自主學習的過程，表現形式多指學習導航、練習、測試、模擬、實驗等。其三個主要應用方向是自適應導航、自適應測試和虛擬實驗；3）通信部件在智能授導系統中起到媒介作用，主要是支持學生與教師之間、學生相互之間的交流和溝通的通信工具，支持學習社區的協作學習和協同進化；其3個主要應用方向為)針對交互信息的知識發現、學習者智能互助和群體智慧；4）管理部件主要是支持教學過程中必要的管理職能。如學生管理、課程管理等。
2.3 自適應智能授導系統的構建策略
個性化的自適應輔助教學研究已成為現代教學系統應用的一個熱點問題，而自適應智能授導系統運用人工智能技術，直接、科學地了解到學習者的個性特點及學習進展情況，靈活調整自身的策略、方案來滿足受教育對象的需求。從集成觀點出發，自適應智能授導系統首先涉及的是教學理論和思想與計算機技術的交叉。從計算機輔助教學的發展線索出發，網絡技術與人工智能方法的應用是計算機輔助教學的必然趨勢，但智能授導絕不是在計算機網絡通信技術上的簡單翻版，其需要進行更為深刻的分析與抽象。總的來看，自適應智能授導系統是一種建立在軟件協同基礎上的分布式的群體智能，更是一種人機協調的智能。
學習者模型是自適應智能授導系統的核心，而學習者學習過程中存在大量的不確定性因素和不確定性信息，因而成功獲取學習者的情況是其它環節正確運行的保障。在學習者模型設計中，我們利用貝葉斯網絡的條件概率分布量化知識項之間的組織關系及依賴關系，很好地反映學習者特定領域中的知識結構，當學習者模型中的知識項的狀態發生改變時，將引起相關知識項的狀態的改變，因而使學習者模型具有一定的預測能力。同時我們選擇專門為語義Web設計的本體表示語言OWL語言來描述學習者模型，因為它具有更強大的功能來表示語義，比XML和RDF更容易被機器理解。
我們在輔助教學軟件的研究開發中選擇了語義Web下的自適應智能授導系統，因為它更多的關注系統各模塊的標準化、形式化構建，以及系統間的互操作和知識共享與重用。其目標是使機器能夠更好的理解網絡上的內容，構建一個基礎結構使在網絡上運行的智能能夠進行復雜的活動，對嵌入在基于網絡的應用程序中的知識進行顯性的描述，從而以智能化的方式來整合信息，提供基于語義的方式來訪問網絡，以及從文本中進行信息抽取。語義Web技術可以通過對智能授導系統不同模塊中嵌入的知識和學習者的交互信息進行共享，從而在一定程度上推動了分布式智能授導系統的開放程度。圖1給出了自適應智能授導系統的智能產生流程圖。
3 結論
伴隨著互聯網絡的日益發展，我們日常的學習與工作越發依賴數字化的資源與服務，智能化與人性化將是數字化教學重要的發展方向。我們選擇了自適應智能授導系統作為數字化技術輔助教學研究的一個切入點，依據網絡智能授導系統實現的三條技術路線，從理論框架上闡述了教學輔助平臺中常見的智能授導機制，利用人工智能中貝葉斯網絡的思想來設計學習者模型來實現適應性和個性化的教學，并選擇了語義Web下的自適應智能授導系統來實現輔助教學軟件的開發。
參考文獻
[1]閔宇鋒.淺談網絡教學平臺中的智能授導機制[J].科技情報開發與經濟，2010.
[2]Brusilovsky P. MILLER P., Course Delivery Systems for the Virtual University.
摘要：教育強國提出構建“互聯網+”環境下的人才培養、教育服務和教育治理新模式。醫學教育的特點決定了醫學智慧校園必須針對傳統教學面臨的問題，在構建學習、實踐實訓方面提供最有力的支撐和保障。
關鍵詞：智慧校園；模式；醫學教育
1傳統醫學教學面臨的問題
（1）從課程體系設置上看，醫學各專業學生始終按照公共基礎課、醫學基礎課、醫學專業課、見習、實習的線性順序進行。（2）從教學模式上看，大多數教學仍采取黑板+PPT+教材的傳統方式，以老師講解、學生背記為主。（3）從考試評價上看，絕大多數學生把大量的時間花費在強行記憶上，以一張試卷評價考核學習，學生的能力經常被忽視。
2互聯網與高等醫學教育的可能結合點
借助互聯網“移動互聯網化、人工智能化、共享經濟化和虛擬現實化”都能夠實現高等醫學教育模式創新。具體來說：（1）互聯網+課程。將傳統醫學教育課程與互聯網深度融合，使課程理念、課程資源、課程實施、課程評價發生全方位系統變革，實現線下傳統課程到線上信息化資源的變身。（2）互聯網+教學。通過網絡教學平臺、網絡教學系統、網絡教學資源、網絡教學軟件、網絡教學視頻等互聯網方式，把以教師為中心的傳統授課，變為以學生為學習主體，教師輔助、服務學生學習，從單向“滿堂灌”向注重互動的“翻轉課堂”轉變。（3）互聯網+學習。互聯網環境下，學生不再受校園、課堂和書本的局限，只要連接網絡，就能隨時隨地開展學習，真正實現了時空上的互聯網+學習。而且遠程培訓的興起，也使師生終身學習變成了現實，這對醫學專業生尤為重要。（4）互聯網+評價。互聯網應用于教育評價特別是基于大數據技術的教育評價，將帶來兩方面的變化：一是評價依據的豐富，另一方面變化是評價應用的便捷。“互聯網+教學”背景下的教育評價正在朝著自動化、智能化、可視化、多樣化、智慧化方面大步邁進。
3互聯網背景下高等醫學教育模式創新
針對以上分析，互聯網+背景下醫學教育要在教學形式、知識獲取途徑、更新、實時獲得、虛擬訓練和智能化、網絡化管理等方面進行改革創新。我校的智慧校園，運用物聯網、云計算、人工智能等技術，集成各類應用服務系統，把校園中的各信息“孤島”聯為一體，實現了智能化、數據化、網絡化為一體的新型校園系統。（1）網絡互通性。有線網、無線網、局域網和視頻監控網等多種類型的網絡覆蓋整個校園，構建了校園教學、管理互聯網，為醫學教育模式創新提供了強大硬件支撐。根據制度安排和層級劃分，教師、學生通過認證了身份的“自己”，接受各類信息，可以隨時隨地快速、準確地訪問網絡資源，獲取自己所需要信息。（2）智能感知性。智能感知既是智慧校園關鍵的信息采集終端，也是最基礎的部分。通過利用傳感器、二維碼、視頻采集、GPS定位等，動態感知和實時監測校園環境，借助互聯網、物流網等技術將捕獲信息傳遞給支持平臺，并結合大數據分析完成數據統計及趨勢分析。（3）數據共享性。基于大數據、云計算和云存儲等技術，信息中心收集、處理和存儲各類共享數據，為各部門、二級院系提供標準的信息資源存儲、信息系統運行和信息資源服務。利用大數據分析，收集、匯聚、處理教育教學過程中的動態數據，利用多媒體制作等技術，建立、管理與共享各種資源庫。努力建設網絡精品課程、網絡公開課、在線開放課程等共享資源。（4）可視性教學。目前，模擬仿真醫學教學已被廣泛應用。學校利用互聯網技術，在學校、醫院、實訓基地間建起了遠程醫療教學和虛擬仿真實訓平臺，為學生提供了大量臨床常見病、少見病的分析及診斷，為學生提供檢查、介入治療模擬訓練、重復訓練的機會，讓他們能夠感受和體驗接近真實的醫療環境，對于提高高等醫學的教學質量具有重要意義。（5）互動性學習。借鑒國內外各種在線學習平臺功能和架構設計，借助互聯網、多媒體制作等技術，搭建起來的在線課程（SPOC）學習平臺，實現師生對學習內容和學習活動的組織、跟蹤、評估、發送、管理等，有效地促進了師生、學生之間的交流互動。通過開放、共享在線課程學習平臺，“教與學”不受時空上的限制，實現了隨時隨地可學，動態學習診斷與評價也逐步貫穿于教學全過程。借助在線互動教學平臺，我校目前已初步形成一個開放包容、資源共享的教學體系。為學生創建了一個個性化、信息化的教學環境，也大大提高了教師的教學效果和教學質量。
與傳統教學的面對面授課相比，MOOC具有學習方式靈活、學習自主、資源豐富開放、交流廣泛、學科交叉靈活方便等優點，但也有學習成功率不高、誠信考核難以控制等局限性。因此，將MOOC學習與傳統的課堂學習有機結合起來，實現優勢互補，從而更好地實現研究生創新能力的培養是研究生教學改革的方向之一。
為了提高研究生科學研究的創新能力，筆者在研究生教學改革中進行了混合式教學的實踐和探討，即將MOOC學習、翻轉課堂和面對面授課三部分有機融合，以求實現教學效果的改善和創新能力的提升。
基于MOOC的混合式教學的實踐過程
MOOC的出現給研究生創新能力培養提供了新渠道和平臺支持。筆者在研究生的“智能決策支持系統”課程中采用混合式教學模式，在教學設計等幾個方面進行了改革、實踐和探討。
1.精心進行混合式教學設計
與傳統教學一樣，要想達到好的教學效果，教師必須精心設計好每堂課的內容和教學方式，以研究生的創新能力培養為目標，科學規劃課堂教學、翻轉課堂和MOOC學習內容，既要達到課程標準的教學目標，又要保證課程知識體系的完備性和系統性。
在混合式教學過程中，將若干模塊知識體系分解成多個知識點，根據知識點的難易程度、重要程度將知識點進行分類，不同知識點采用不同的教學方式，同時又在課堂中通過研討等方式將三種知識學習連貫起來，從而保證知識的系統性和完整性。
課堂講授主要的內容包括智能決策支持系統的體系結構、模型庫管理等。由于有前置課程的支撐，可以將決策支持概述、決策支持系統體系結構和數據庫管理等內容通過翻轉課堂方式進行學習。借助Coursera平臺學習的主要包括人工智能基本原理、人工神經網原理、遺傳算法原理、數據挖掘原理等智能計算內容。同時，在這三種學習的過程中，一直貫穿著面對面的專題研討。這樣進行的課程設計，不僅保證了整個教學內容與原智能決策支持系統課程標準的一致性及知識的系統性和完備性，同時也實現了知識體系的相互支撐。
2.翻轉課堂教學的應用
翻轉課堂的基本思路是把傳統的學習過程翻轉過來，讓學習者在課外時間完成針對知識點和概念的自主學習，課堂則變成教師與學生互動的場所，主要用于解答疑惑、匯報討論，從而達到更好的教學效果，提高學生的自學能力，同時教師在課堂上能更主動地教學、研討，以培養學生的創新能力。
對于研究生教學，翻轉課堂既可以培養學生自學的能力，也能培養他們獨立思考解決問題的能力。為了應用好翻轉課堂，筆者對整個教學內容的知識點進行了分析篩選，選取適合翻轉課堂的內容，如決策及決策支持概述、數據庫管理等，讓學生自學完成。翻轉課堂中學習的視頻是從網上公開課平臺節選的，并且每次課前教師都要先提出課堂要掌握的內容，設定思考或要回答的問題，讓學生學習指定教材或視頻內容，最后小組學習匯報并研討。翻轉課堂學生學習匯報的結果和研討表現將計入課程總成績。
3.MOOC學習與面授及研討的結合
根據“智能決策支持系統”課程實施計劃和課程標準的要求，筆者選擇的講授內容將在學期開始的前幾周完成，講授過程中，將人工智能等相關內容同步到MOOC平臺。
每次進行MOOC學習前，筆者除了要求學生完成教師課堂上的作業及交流內容外，也布置了相關問題和研討內容，并要求學生在學習MOOC內容后，安排時間進行課堂研討。研討內容主要是讓學生理解人工智能技術如何對決策進行支持，即如何用人工智能技術實現智能決策支持系統，并通過軍事應用案例來研討智能軍事決策支持的技術和方法;同時，查驗學生通過MOOC學習后對知識的掌握情況。
4.多種方式的交流研討
在整個混合式教學過程中，師生可以采用線下、線上和課堂等多種方式進行交流、研討。線上學生主要是利用MOOC平臺進行交流討論，線下主要是在課堂中或課外進行面對面的研討。目前，多數MOOC平臺都提供了各種討論交流環境，如討論小組、討論區或論壇、線上交流、線下交流、學生自評、同伴互評等。
5.綜合的學習評價方式
根據混合式教學內容的分配，評價應針對課堂學習、翻轉課堂學習和MOOC學習三部分。評價內容有：課堂學習中的平時作業、課堂研討、小論文等;翻轉課堂學習中的學習的效果、回答問題的情況;MOOC學習主要依靠MOOC平臺的評價，同時也可以參考MOOC平臺的記錄信息，包括登錄次數、在線時間、視頻觀看情況、在線測試成績、在線交流提問和回答問題等信息。
對混合式教學的思考
基于MOOC的混合式教學是一種探討式的教學改革。雖然目前在混合式教學實踐中學生的人數和課程數量不夠多，但從對學生階段性考核和最終考試的成績以及學生的自評中可以看出，這種混合式教學有利于培養研究生的創新思維，拓展他們的知識面，更有利于豐富教學方法，創新教學模式。
結合基于MOOC的混合式教學的實踐，筆者認為在混合式教學過程中只有重點關注以下幾點，才能將三者進行優勢互補，真正達到混合式教學的目的。
(1)混合式教學必須將知識點進行科學有效的劃分。教師不僅要花費更多的時間研討教學內容的設計，設計面授課、MOOC的教學內容，設計交流研討、翻轉課堂學習的內容，還要保證課程知識體系的系統性和完備性。MOOC平臺、平臺內容的選擇及翻轉課堂內容的制作都是做好混合式教學的基礎。
(2)雖然MOOC學習強調以學生為主的自主學習，但教師還是要掌握學生線上或翻轉學習的效果和質量。教學過程中教師可以通過多種方式來關注學生的學習過程。例如，將MOOC中的學習時間、提問數量、回答的問題、作業提交、線上測試等平臺記錄的情況都納入最終成績的考核。
(3)在積累歷史數據的基礎上，教師可以利用大數據分析或挖掘數據，科學分析學習過程中記錄的信息，并用以指導以后的混合式教學改革。
(4)為了培養研究生的創新能力，課程研討是教學過程中的重要手段之一。在混合式教學的各個階段要引入研討式教學，設計的研討問題要有利于啟發學生，培養其創新思維。
(5)基于MOOC的混合式教學將會是未來教學改革的主要方向之一。如何保證MOOC學習的效果和質量，如何評價混合式教學的質量，如何監督混合式教學的自主學習等問題都需要教師通過改革實踐來確定。
總結
傳統教學提供了面授進行思想交流的環境，MOOC發揮了學生在學習過程中的主體地位，翻轉課堂從某種意義上克服了傳統教學中存在的弊端，使學生更加主動地去思考和學習，所以三者的結合將會使各自的優勢得到發揮，也將給高等教育改革帶來新的拓展、探索和方向。
[關鍵詞]多媒體；教育技術：光技術；虛擬仿真
[中圖分類號]G40―057
[文獻標識碼]A
[論文編號]1009―8097(2009)13―0242―02
教學活動中，教師的主導作用不容忽視，教師是教學活動的組織者和引導者、是學習活動的評價者、是漸進層次學習的激發者；教學活動中“學生為主體、教師為主導”，教師現場的言傳身教尤為重要，不要指望單靠學生個別化學習、自我學習機械操作，再好的學習資源未必帶來預期的成效。而正確運用恰當的技術手段，實現師者，所以傳道授業解惑也，真正解決課堂和遠程等教學存在問題。本文將在以下進行探討。
一 光技術在多媒體虛擬仿真課堂教學的應用
從認識論來看，學習的本質是立體的、精神的、多向的、開放的。真實的學習是人與自然、與人相互作用，在開放系統中進行互動，而教育技術則要通過創建學習環境來達到目的。學習環境由內容、媒體(包括軟件和硬件)、人員(包括教育工作者和其他學習者)、方法和場所等要素組成，構成一個教育信息傳播的系統，即：傳播什么信息(內容)，通過什么來儲存和傳遞信息(媒體和人員)，如何傳遞(方法)，在哪里傳遞(場所)。在課堂上用何種技術、方法才能做到教師現場仿真的言傳身教、師生互動和教師的主導作用呢?有沒有一種理想的技術手段和方法能真實再現教學情景呢?本人認為采用光電三維成像技術能最好的虛擬仿真課堂真實的教學情景，促進學生個別化學習、自我學習。由于情景逼真，互動性好，虛擬地建立起與真實環境相近的學習場景，開發基于網絡的、具有自然語言理解與產生功能的“人一機”交互學習環境，對多個不同課室教學、網絡遠程個體或集中教學，尤其是在職成年人學習最佳。適應當今信息化發展進程，適應未來教學模式向著更深層次發展的要求。本文只從觀念技術的角度來探究光技術在多媒體虛擬仿真教學的應用，主要是在課堂教學，運用恰當的人工智能技術手段，再配合有線、無線、衛星、微波等網絡通信技術，實現仿真互動，起到教師的主導作用，教師現場的言傳身教逼真，實現教育人性化的活動，再現與真實環境相近的學習場景，符合教育技術理論邏輯起點教與學的屬性。
二 光技術及其應用效果
1 光電子新技術
常說的光學是廣義的，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到X射線的寬廣波段范圍內的，關于電磁輻射的發生、傳播、接收和顯示，以及跟物質相互作用的科學。光學是物理學的一個重要組成部分，也是與其他應用技術緊密相關的學科。光電子技術是以先進探測器和激光器為基礎，由光學技術、電子技術、精密機械技術和計算機技術等密切結合而形成的一項高技術。它既改變了傳統光學的單純觀察功能，又大大擴展了電子技術的功能。由于光電子技術具有探測精度高、傳遞信息速度快、信息容量大、抗干擾和保密能力強等優點，因而在軍事上得到了廣泛應用，在現代戰爭中已顯示了其特有的威力。
而光電子三維成像技術和全息攝影術不同，不需要依靠連貫的激光束產生圖像。它使用普通光束即可。普通照相機的鏡頭工作原理類似模擬計算機，通過程序的運行將外界傳來的信息(光線)轉換成平面媒介上(通常是膠片)的圖像。
[因特網消息1999年7月7日報道]，美國伊利諾依州大學電氣工程師大衛布萊迪在數字計算機而非光學鏡頭的幫助下，利用射電天文學家繪制天空的數學方法從光線中提取出足夠的信息來生成三維圖像。研究人員用鹵燈照亮一只小小的塑料恐龍，將來自恐龍的光線分離成兩束。當這兩束光線再度會合時，它們相互干擾，雖然強度不如沒有受到過干擾的光線，但是所有的波型卻都很和諧。在恐龍模型轉動時，科學家們記錄下來了128種干擾波。這些干擾波中包含有該物體三維圖像的全部信息，計算機程序可以對它們作還原處理。
這項技術最大的優點是無論景深多大，它都能保持清晰的聚焦，這一點與傳統光學鏡頭相比表現出極大的優勢。決定圖像解晰度的唯一因素就是物體離開鏡頭的距離。這一特點使其對于三維顯微具有特別的應用意義。布萊迪設想他發明的技術可用來拍攝細胞在產生交互作用時的高清晰度圖像。共焦顯微技術采用的是掃描技術，聚焦平臺來回移動，以獲得細胞的細部信息，從而生成三維圖像。利用這種方法，當細胞在移動時，要拍攝到細胞的移動過程就是非常困難的。有了布萊迪發明的科學方法，記錄裝置就可利用排列成圓圈的光學感應器幫助研究人員記錄實時的三維數據。
科學家們指出，即使要拍攝的對象遠離感應器，這項技術仍然有用。麻省理工學院電氣工程師喬治說：“這個系統同樣可以用來拍攝籃球比賽的三維影片。如果你的家中有三維播放機，你就可以在虛擬現實狀態下觀看籃球比賽，觀看者會感覺自己仿佛就在場內一樣。”
2 光電三維成像技術在多媒體虛擬仿真課堂教學的具體應用及效果
現在的有線、無線、衛星和微波等網絡遠程教學，學生面對的都是單向平面銀幕，一是沒有互動缺乏雙向交流，而是畫面平面呆板與真實情景差別太大，很難調動學生的興趣。就是普通的現場課堂教學，應用多媒體課件，也由于畫面內容很難反饋真實形象化的情景而大打折扣。如果能將課堂教學情景、課件內容立體可視化，再配合聲音、資源庫雙向互動，完全模擬真實情景，與現場無異，那將是教育教學新的飛躍。有什么適當的技術能實現刺激鼓勵指導學生的思考和自動學習方法呢?光電三維成像技術就能在課堂教學應用中虛擬仿真真實場景，而虛擬現實是指通過特殊的輸入設備和一些能實現三維圖形和三維音效的特殊輸出設備來模擬人和環境之間的交互技術。假如遠程課堂教學，通過有線、無線、衛星、微波等通信傳輸，使用課堂多媒體光電三維成像設備，主教室和各分教室雙方的三維立體全息圖像便瞬間出現在對方面前，就好像一個真人站在你面前一樣，然后你便可以和他隨意交談，使用各種表情，那是一種呈現在空氣中的光學立體影像，不需要任何屏幕之類的媒質，不像今天的網絡衛星遠程教學、可視電話還需要一個屏幕才能顯像。光虛擬現實技術可很好地應用到虛擬學習環境的建立。它可以虛擬地建立起與真實環境相近的學習場景，使學生似乎已處于真實環境之中。
當然，屏幕還有作用，顯示課件文本等其它信息。過去的所謂三維顯像技術顯示的并不是真正的三維圖像，而是在二維平面上利用人體肉眼的雙眼像差而虛擬出的“偽三維圖像”，長期觀看這種偽三維圖像，會損傷視力或造成視覺疲勞。這樣，教學所使用的各式方法(如演講法、問題教學法、設計教學法、復述背誦法、小組研討法、訪問式教學法、辯論法、座談研討法、甚至實驗教學)都能應用光電三維多媒體
虛擬仿真成像技術達成教學目標[手段]。當然，要真正將光技術應用于實踐非一朝一夕，但可以采取過度方法，如先實現屏幕顯示三維立體畫面，學生觀看而無需頭盔等輔助設備，能實現師生聲像遠程互動，虛擬地建立起與真實環境比較相近的學習場景，再隨光技術發展和實現，使學生似乎處于真實環境之中將成為現實。光電三維成像技術不但可以應用于多媒體虛擬仿真課堂教學，還可以應用在網絡遠程在線教學、虛擬學習社區等。由于有教師和學習者之間通過網絡進行社會交互的一種虛擬仿真環境建構，有強烈的社交真實感和虛擬社區歸屬感，不僅可增強學生的在線學習的持久性，提高學習績效，而且能加強合作和學習滿足感，提升合作學習水平。現在，在線學習者只是獨立的個體，容易產生焦慮、逆反心理和喪失學習動力，會導致學習的挫折感和低效率。
3 采用中間件技術
中間件(middleware)是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源，中間件位于客戶機服務器的操作系統之上，管理計算資源和網絡通信。滿足大量應用的需要運行于多種硬件和OS平臺支持分布計算，提供跨網絡、硬件和OS平臺的透明性的應用或服務的交互支持標準的協議支持標準的接口。利用中間件技術，將多媒體虛擬仿真應用類似于中間件，任何設計制作軟件，包括現在應用的課程教學所需軟件，如PowerPoint、Photoshop、Dreamweavcr、Flash等，都可無縫應用。教師無需專門培訓，教學應用與以前無異，只是效果大為改觀，真實再現場景，其它技術工作則由人工智能管理平臺后的多媒體和課程制作人員負責，避免和改善教師計算機焦慮現象。
三 結合我校實踐探討多媒體人工智能課堂教學的管理模式
我校現有四個校區，分布在越秀區、海珠區、番禺區和珠海市，多媒體課室有279間，都基本配置了多媒設備，部分校區具有初級的網絡多媒體教學平臺。網絡學院在省內有50來個教學點，上萬名在讀生，使用的是目前市場上唯一支持百萬級用戶的Blackboard網絡教學平臺。不過由于校區距離較遠，不少老師要長年往返于各校區上課，雖然教師身臨現場授課，但運作成本較高。網絡教學點分布較廣，學員分散，對學生來說，多媒體屬于模擬交際而非學生直接參與的自然交際，缺乏自然語言進行人際交流的環境。而遠程教育更需要互動和教師的主導作用，教師現場的言傳身教尤為重要。
未來的新型多媒體教學將是以多媒體技術、計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術、傳感技術、光技術、人工智能和虛擬仿真技術等的有機結合，能夠全面整合網絡各種“資源”而形成先進的網絡多媒體教學平臺。在這種教學平臺上.多媒體教室不再是孤立的，它已融入到校園網教學系統中，并以校園網資源為“背景”構建出一個富有時代特色的現代化教學環境：即集教學、管理、娛樂為一體的“數字化校園”。多媒體課室是現代教學環境建設的重要組成部分，是教育技術信息傳遞的展示平臺，是教師了解、聯系、應用教育技術的橋梁。既然新型多媒體教學、特別是網絡課堂教學如此重要，一般的管理就遠不能適應現代化的課堂教學應用。
結合我校的教學實際，本人認為，未來的新型多媒體課堂教學將是一個系統集成，不但要從后端課堂教學管理考慮，還要聯系前端課件制作。即多媒體課室管理人員既要參與后端維護保養，也要了解甚至參與前端課件制作，這就需要先進的多媒體人工智能管理平臺管理，從制作到應用一條龍服務，時刻把握教師課堂教學需求的命脈，為管理和新技術應用于課堂教學提供依據。即教師只需在其中一個教室就可通過網絡開啟其它多個接收教室的多媒體設備(無須電教人員參與)，對教師上課教室實施“直播”方式，通過安裝在課室的特殊的多媒體光電三維成像、自動跟蹤拾音等攝錄設備，實現三維圖形和三維音效來模擬人和環境之間場景的拾取，多個教室通過特殊的輸入設備和一些能實現三維圖形和三維音效的特殊輸出設備，真實呈現在空氣中的主課室教學光學立體影像，各分教室還可以現場與主講教師交流。并同步錄制仿真教學內容，作為課件保存錄入資源庫中。網絡學院的學生可在課堂或家中電腦上，調用資源，遠程課堂上的特殊設備也真實呈現在空氣中的主課室教學光學立體影像，與現場無誤。人工智能管理平臺集中監測、控制和管理，教師可在辦公室或家中的計算機上，利用人工智能管理平臺的多媒體教學系統，遠程開啟網絡教室，同在網絡多媒體教室中的學生們實現遠程點對點虛擬仿真場景答疑。可將多次答疑場景自動匯編入庫，與相關課程智能結合，當點播網絡虛擬課程，真實再現上課場景，學生有疑問時，可即時點擊提問，人工智能管理平臺隨即快速智能搜索虛擬課程答疑庫，如有相關知識即刻虛擬回復場景，如沒有隨即跳過繼續上課，而此問題現場攝錄保存到虛擬仿真場景答疑系統，在下次相關教師登陸遠程點對點虛擬仿真場景答疑系統時，人工智能管理平臺系統自動插入其中，與現場答疑無異，隨答疑量增多，人工智能管理平臺上的智能搜索虛擬課程答疑庫容量增大，將能即時回復大多數疑難需求。
四 結束語
信息時代的到來，社會節奏的加快，知識呈現出高速增長和快速更新之勢。隨著科學技術的發展，還會有更多的新技術應用在教育技術中，光技術就是其中重要的一項，21世紀將是光技術應用發展的時代。
參考文獻
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關鍵詞：信息技術；信息技術教育；信息素質；多媒體技術；人工智能技術
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)15-3745-03
The Development of the Information Technology and the Application of the School Education
XU Wu-peng
(Lvliang Economics and Management School, Lvliang 033000, China)
Abstract: The information technology be used as a newly arisen course continuously pound at the tradition's education，and this text analyzes and explores the development of the information technology.And its application in the school education, among which emphasis on the information technology's application. The information technology challenges the school's management、teaching activity、course set、teachers and students, students are the core of education in the process, all factors are around this core. At last, the article explores the application of multi-media technology , and combine the future of the educate to information to do the outlook.
Key words: information technology; information technology education; information literacy; multi-media technology; artificial intelligence technoloy
據新華網上海2003年1月21日消息：在上海最搶手的IT人才是高檔的成熟型人才。現在企業需求的都是些高檔次的，拿到項目即能開發、生產的實戰型人才。應屆生卻遭冷遇，主要原因有二：一是大學生動手能力普遍很差，而IT行業最注重實際操作；二是大學生普遍缺少創新精神，而這又是信息產業最為講究的。
學校教育培養出來的學生不被社會認可，不能適應信息化、網絡化的生存環境；不具備信息化、網絡化的學習能力，這是擺在我們面前的一個現實存在的大問題。這就將信息技術教育提高到了一個新的高度，為此我們有必要了解并研究信息技術的發展及在學校教育中的應用，來幫助我們指導以后的學習、工作。
1 信息技術的發展
早在遠古時代，我們的祖先就發明了“結繩記事”、“烽火告急”、“信鴿傳書”等儲存、傳遞、選用、表達信息的技術。
信息就其含義而言，包含兩層意思，一是信息本身所表達的意義，即信息的內容；二是傳遞信息的工具，即信息載體，如符號、聲音、文字、圖形等都是信息的載體。而對信息技術，由于其使用的目的、范圍、層次不同而有不同的認識，廣義上講，信息技術是指能充分利用與擴展人類信息器官功能的各種方法、工具與技能的總和。狹義上是指利用計算機、網絡、廣播電視等各種硬件設備及軟件工具與科學方法，對圖文聲像各種信息進行獲取、加工、存儲、傳輸與使用的技術之和。如遙感技術、遙測技術，通信技術、計算機技術、光盤技術、各種顯示終端技術等。信息技術包括信息技術的生產和應用兩個方面。信息技術的生產主要體現在信息技術產業，包括計算機軟硬件、電信設備、微電子生產等，信息技術的應用則體現在信息技術的擴散上，包括信息服務、管理信息系統等。在信息技術系統中，微電子技術、通信技術、計算機技術和網絡技術可稱為信息技術的核心，它們的發展進程體現了信息技術的發展過程。
從微電子技術看，晶體管發明以后，1958年第一塊集成電路問世，引發了一場微電子革命。微電子技術使得越來越復雜的電子系統可以集成在一小塊硅片上，使電子設備和系統的微型化、低能耗成為可能。集成電路從中小規模集成電路逐步發展到大規模、超大規模集成電路。英特爾公司的前董事長摩爾發現每隔18個月，計算機芯片的集成度將提高一倍，計算機也隨之而升級換代，而價格卻保持不變甚至下降，這就帶動了以集成電路為基礎的信息技術迅速發展，創造了信息技術產品性能不斷提高，而價格不斷下降的奇跡。
從通信技術和計算機技術看，從電報技術的發明到程控交換機的誕生和數字程控交換機的應用，使通信技術開始向數字化發展。衛星通信、稱動通信和通信技術的發展，更是開拓了通信手段，進一步擴展了通信技術的應用領域。而從1946年世界上第一臺笨重的、龐大的、高電能耗的計算機問世以后，隨著集成電路和軟件技術的發展，計算機的運算速度、存儲容量和能力不斷提高，其功能也從單一的計算功能發展成能處理數字、語言、圖象等多種信息，其應用的領域也覆蓋了社會各個方面。
從網絡技術看，從1969年美國建成了世界上第一個采用分組交換技術的計算機網絡（ARPANET）到1986年建成的美國國家科學基金網（NSFNET），才有了真正意義上的因特網。1991年因特網進入商業應用，從此因特網開始迅猛發展，給信息產業乃至整個社會帶來了革命性的影響。從電子郵件到電視會議，從因特網傳真到因特網電話、從網上瀏覽至購物等等豐富多彩的服務，不僅方便了消費者，更為企業參與全球競爭提供了有利的機會，而且帶動了同因特網有關的一批新興服務業的發展。
在當今社會中，網絡和信息產品已經融入人們的生活方式，信息生產和信息消費的增長將成為經濟發展和社會進步的主要動力。數字化、網絡化、智能化、個性化、微型化、移動化、服務化、參與式和交互式是信息技術的發展方向，也是用信息技術改造傳統產業、推動經濟發展、實現社會信息化的主要方向。
由于信息技術的快速發展，使信息技術的應用已經廣泛地滲透到社會、經濟和生活的各個方面。信息技術的進入教育領域后對學校管理、教學活動和學校課程設置都提出了挑戰，使得學校管理者、教育工作、教育內容面臨著前所未有的沖擊。同時信息技術給大家帶來了開放的心態、自由的知識與新穎的方法。
2 信息技術在學校教育中的應用
2.1 信息技術對學校教育方式的影響
信息技術的發展及應用，給學校教育方式帶來巨大影響，表現在：
1）教育投資的重心將由物質資源轉向信息資源。工業社會中，教育以消耗物質資源如校舍、桌椅、粉筆等維持，因此教育投資的重心主要是物質資源的投入。而信息化社會，由于信息具有無損使用、無損分享、不可分割、公平性等特點，使其將取代自然資源、資金、人力等成為最重要的資源，投資的重心也將轉變為信息的開發上，因為信息產業是開發費用高、使用費用低的產品，其低廉化使用是建立在高投入開發的基礎上的。因而，教育一旦依賴于信息資源，則其開發問題將制約網絡化教育發展，教育的投資由過去重在物質條件的擴充轉向信息資源的開發也成為不言而喻的事情。學校要想增添價格不菲的當代信息技術產品，并要跟上日新月異的信息技術的發展，經費是個難題，這必將嚴重影響信息技術教育的應用及推廣。
2）單一的“班級授課制”將被多樣化的網絡授課取代。“班級授課制”這種曾大大提高過教育效率的教學組織形式將被信息技術打破。互聯網絡應用于教育，改變了傳統的固定師生關系，使異地授課，網上學習成為可能。計算機將替代教師的大量的重復性工作，把"因材施教"落到實處；教師將從體力勞動中解脫出來，真正去進行腦力勞動，使教學內容、教學方法得到極大的提高。隨著計算機與網絡的發展，學生可以通過光盤或通過上網，就可以找到自己學習所用的所有知識；對課外知識，他們興趣可以更廣，完全可以進入各地圖書館以及各種網站去尋找自己想要的知識。此外，學生通過上網學習，將會經常碰到優秀教師的指導。在人機交互時，學生領悟到了自己作為教育主體的真正含義，更能調動學生的積極性。
3）信息技術應用于教育中，使得學生在自己的學習過程中兼具了主體與主導的雙重身份。在學習場所上，學生不再以課堂教學為基礎，他們可以根據自己的心情與可能的情況來確定在什么時候、什么地方學習；在學習內容上，信息技術的發展使得學生可以在網上或光盤上隨意瀏覽與下載自己想學的知識；在學習方式上，學生也不再苦于單純的死記硬背或題海戰術，各種形式的教學與學習指導都在信息技術發展的今天得以展現。信息技術發揮多媒體功能的優勢，通過學習內容的豐富性、學習方式的靈活性，調動學生多重感觀參與學習生活，從而大大提高了學習效率。
2.2 信息技術教育中的學生與教師
學生是信息技術教育中的核心部分，是信息技術教育的直接對象。學生是學習的主體，是教師進行教學和信息技術發揮作用的直接對象。不重視學生就不可能使信息技術教學系統化。教師是信息技術教育的實施者，是普及信息技術教育的重要保證。信息技術教育的各種資源需要教師去開發；具體的信息技術課程需要教師去承擔；有關信息技術教育的思想、原則和方法需要教師去化為自覺行動。再先進的教學工具也取代不了教師。沒有教師，信息技術教育就像無輪之車，無法推進。
在整個信息技術教育過程中，學生、教師、信息技術三個要素的關系可用圖1來描述。
其中，培養信息素質是指充分利用信息技術教育課的優勢，通過各種形式的教學，使學生的信息獲取、分析、加工、利用等能力內化為自身的思維習慣和行為方式，從而形成影響人的一生的品質。
從圖中可以看出，學生與教師地位是平等的，都須通過學習和利用信息技術來促進教與學的優化，最終培養學生的信息素質。在這個過程中信息技術只是作為一個先進的工具出現的，關鍵的還是學生與教師怎么來利用好信息技術，培養學生信息素質。學生的信息素質從教育學角度可分為多種信息能力，從心理學角度可分為智力素質與非智力素質。無論采用哪種分析方法，都會認識到信息素質的核心是創新素質。培養好了學生的創新素質，培養學生信息素質這個問題也就迎刃而解了。
創新素質是指人們所具有的對事物進行認識、評價、設計、開發、利用、管理的創新意識、創新思維、創新技能、創新人格等各方面基本品質的總和。這就要求我們做到：①更新觀念。因為觀念是行動的指南，我們必須真正認識學生創新素質培養的重要性與緊迫性，在教學過程中自覺地以培養學生的創新精神和實踐能力為中心，樹立新的人才觀、教學觀、教師觀、學生觀。②改革課程與教材體系。在課程類型中，要注意學期大課與微型專題課程，必修課程、選修課程與自修課程，顯性課程與隱性課程的科學組配。要改變以往統一大綱、材，多年不變，人人一樣的教材編制模式，針對不同學生的心理、生理、生活特點編制多樣、適量、有趣、有彈性的教材。③要改革陳舊的教學方法。傳統的教學方法不利于學生創新技能與創新人格的培養，必須大膽探索一些新的教法與學法。如項目開發法和電子作品創新法，這些方法都是把信息技術知識與技能的學習、應用、創新和評價相結合。先由教師對范例分析與提出創新任務，然后讓學生自主設計，自主制作完成，最后再由同學和老師進行評價。在這些作品的制作過程中就會用到許多多媒體技術，多媒體技術在信息技術教育中的應用，能夠最大限度地發揮其威力。
2.3 多媒體技術在信息教育中的應用
多媒體技術突破了傳統教學方法的極限，從根本上影響和改變了學校的教學過程。如多媒體輔助教學、遠程教學等。
應用多媒體技術可以用一種生動的場面來描述一些純文字化的東西。如語文課文中的故事情景、物理運動過程等，這樣更接近于學生的感覺器官和現實生活，更容易被學生接受。多媒體技術將聲、文、圖、像集成于一體，使傳遞的信息更豐富、形象，是一種更合乎自然的交流環境和方式。學生在這種環境中通過各種感覺器官來接受信息，可以加速理解和接受知識的過程，并有助于學生的聯想和推理等思維活動。此外，多媒體的形式還可以激發學生的興趣和注意力。因此，將多媒體技術引入信息技術教育中，能給學生一個身臨其境的新穎的學習環境，使學生的注意力更加集中，大大提高學生的興趣和求知欲，提高學習效率。同時能使學生熟練地掌握計算機的使用技巧，并利用計算機來學習其他學科的知識。
3 信息技術教育的未來――人工智能技術的應用
隨著人工智能技術的高度發展與新材料、新能源研究的不斷深入，信息技術正孕育著重大變革――由被動的“死技術”變為主動的“活技術”――智能技術。
智能技術的具體應用表現為兩種基本形態：智能（軟的智能技術）與智能機器人（硬的智能技術）。具有教學功能的智能又稱作智能教學，具有教學功能的智能機器人又稱作教學機器人。智能教學與機器人教育是信息技術教育未來發展的重要方向。
3.1 智能教學及其應用
智能是對“”的智能性的一種強調。智能具有如下特征：性、自主性、社會性、主動性、監控性、智能性、安全性、個性化等特性。應用于教學中，具有教學功能的智能就是智能教學，其種類很多，有信息、任務、教師、學生等。
智能教學有多種應用模式：① 充當教師，用于輔助教學；② 充當管理者，用于管理教學；③ 充當同學，用于合作學習；④ 充當朋友，用于情感交流；⑤ 充當秘書，用于處理各種事務。
智能教學對各級各類教育都有良好的應用前景，在幼兒教育、中小學教育，可以開展基于智能的游戲教學。在中學、大學可以充當導師、專家幫助解決學生的疑難問題。
3.2 機器人教育
機器人是指具有人工智能的，靠自身動力和控制能力實現各種功能的自動化機器，如果機器人具有輔助教學、管理教學、處理教學事務乃至主持教學法等功能，就成了教學機器人。
教學機器人的應用將會給教育帶來重大變革。一是優化教與學的效果，二是優化教師與學生的勞動方式。前者強調以較少的教育投入取得較大的教育效果，后者指采用機器人這種教與學的勞動工具，能改善教學方式與方法，減少師生的勞動強度，縮短勞動時間，提高教學效率。
機器人教育的核心基礎是人工智能技術在教育中以物化、人性化、智能化的形式加以利用，而人工智能技術是信息技術發展的一次重大飛躍。信息技術教育未來的發展趨勢必然是向機器人教育重心轉移。
總之，隨著現代信息技術在社會各領域的推廣應用，從根本上推動了社會生產力結構、產業結構的變革，知識經濟端倪初露，人類開始步入信息社會。信息的獲取、傳輸、處理和應用能力已成為人們最基本的生存能力。信息社會對教育的改革與發展提出了新的挑戰，新的人材標準要求今天的教育必須將信息技術教育納入教育教學過程當中，必須注重學生信息素質的培養。因此我們要注重信息技術的學習及應用，來幫助我們今后的學習和工作。
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