时间:2023-08-21 17:23:35
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人工智能在体育教育的应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

[关键词]机械工程:信息科学;智能化
中图分类号:TP212.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0161-01
一、认知科学与智能技术的发展前景展望
经济的需求及其发展趋向,必然对科学技术产生巨大的影响。“新经济”对智力的需求,必然带来各经济部门智能化的发展趋向及各科学技术部门对智能化的研究。这种研究与应用,是相互影响、相互促进的。
每个时期都有该时期的中心科学技术。科学家预测21世纪中叶,信息科学技术是中心科学技术。从21世纪30年代开始,中心科学技术将逐渐转移到生物科学技术。而到本世纪中叶以后,将有可能以认知科学技术为中心,把信息科学技术生命科学技术和系统科学技术等高新科学技术结合起来,形成认知科学和智能技术群。随着认知科学的深入,人们将逐渐搞清人类智能的机制,在此基础上,智能技术才能得到充分的发展。机械模仿人的智能真正地实现了,人类社会的经济文化科学、技术就会产生更大的飞跃,人类文明必将达到一个新的阶段。
二、智能化是信息科学技术的发展方向
1、实现信息化和网络化的目的,在于改善人民生活水平,促进社会发展。
人类生活质量提高的方向,正从衣食住行等物质方面转向教育、科技、体育、医疗、旅游、文化、艺术等精神方面。即使是衣食住行等物质方面,也越来越多地增加了精神因素。这就是说,信息科技的发展及其应用,要越来越多地考虑满足人们精神方面的需求。此外,社会的发展是建立在人类群体活动的基础上的,群体的活动是在智力信息交流和协同的基础上发展的。因此,推动人类社会发展,就应使这种智力信息的交流和协同日益发展。
2、信息化、网络化的内容,本质上是智能化的。
现代计算机的进一步发展,是要设计、制造智能计算机;现代通信设备的发展,是要建立智能化通信设备;现代因特网的发展,是要建立智能互联网;现代家用电器的发展,是要实现各种智能化的家用电器;甚至遥控做医疗手术,电子商务、网上教育、网上设计、虚拟企业……都要以智能化为其基本内容。当然,这些机器和设备的硬件、软件设计更要智能化。因此,信息化网络化的实质就是智能化。
3、实现信息化、网络化的工具是智能化的。
在现代化信息技术中,愈来愈多地使用了自然语言识别与理解、图像识别与处理、计算机视觉、机器人规划、力觉传感与控制、知识的表示、获取与处现推理与求解、专家系统智能控制……等等人工智能技术。随着信息技术在发展中更多地使用人工智能技术,不仅信息技术本身更加充实和丰富,人工智能技术也将会有新的突破,而且还会促进认知科学更深入地发展。
三、智能机械工业的发展趋向
1、选择智能化的产品作为机械企业未来发展的新产品
机械企业的当务之急是进行产品结构调整。传统的机械工业部门仅是生产资料的生产部门。在面向市场,特别是面向全球化经济的形势下,这种观念应迅速转变,即机械工业既提供生产资料又生产人民生活需要的各种产品。诺基亚公司,原来是生产胶鞋的制造厂,现在随市场的需要而改变成生产手机的公司,其产品在全世界的占有率已达到25%。我国机械工业各企业在产品结构调整中选择产品时,无论是生产资料还是消费品,都要首先选择带有智能信息技术的机电一体化产品。例如选择加工设备时,就要选择带有智能信息技术的多轴数控加工机床。又如在选择家用机器人产品时,一个典型的例子就是选择机器人宠物。目前,机器人的应用主要还在工业制造方面,家用机器人还未能产业化。主要原因是,作为家用机器人,要求有较高的智能技术,这方面至今未能过关(例如视觉和语言技术还停留在初级阶段)。目前,一些机器人制造商发现,以娱乐为主要用途的家用机器人有广阔的市场前景,且这类机器人只要求有限的初步的智能技术,于是就开发了机器人宠物。
2、机械企业的制造和管理要向智能化方向发展
随着科技信息技术的飞速发展,我国制造业正面临着难得的机遇和严峻的挑战。市场的变化频繁和难以预测,产品的生命周期日益缩短,产品更新速度不断加快。顾客对产品的需求趋向多样化,生产自动化技术不断提高,生产者的创新作用愈来愈重要,信息化技术的应用愈来愈广泛……这些因素使制造业的生产模式和管理方式发生了根本改变:企业生产从面向产品转变为面向客户、面向需求,面向服务;企业生产要素正从劳动力和资本转向知识;企业的生产过程正从流水线式和自动线式、单品种固定式规模生产转向多品种、柔性并行式、智能化的集约生产。企业要“以人为本”,企业的生产和管理要向智能化的方向发展。
3、用智能化技术改进和提升企业的信息化与网络化。
企业应当利用信息化,进行工业化,实现跨越式发展。企业要树立“以人为本”的思想,企业管理者应当充分发挥工人的智慧和创新精神,保证优质清洁高效的生产,把反映现代科技的信息资源的开发和利用,作为信息化建设的核心任务;改革企业管理体系,营造良好的内外环境。促进网络供应链、网络物流电子商务动态联盟、虚拟企业等技术的广泛应用。建立以智能化为方向的企业研究与开发机构,采用智能CA D网络合作设计、智能数据库等技术来设计和开发新产品,在此基础上逐步实现产品的智能集成。要建立开放式可重构智能系统。基础制造设备不可能随产品改变而完全更新,但设备的组成方案及加工、调度路线却是可能随产品的品种、批量、数量的改变而改变的。智能重构技术是关键技术。
4、关注和应用计算机科学和人工智能科学的最新成果
现代科技发展的一个特点是,从基础科学转化为技术的时间愈来愈短,从技术到工业的应用几乎是同时的。信息技术的基础是计算机科学,智能技术的基础是人工智能科学。当前,分布式计算和人工智能相结合所形成的分布式人工智能已成为研究的热点。分布式人工智能有两个研究领域,即分布式问题求解和多智能体系统,前者考虑怎样将一个特殊问题的求解工作在多个合作的、知识共享的模块或结点之问划分,采用“由顶向下”的方案来求解问题;后者则主要研究一组白治的智能体之间智能行为的协调,采用“由底向上”的方案来求解问题。由此可见,分布式人工智能的两种方法都是对知识资源进行处理以完成给定的任务。所以,这种智能技术很快在企业的产品设休制造和生产管理中得到应用,特别是在各种智能软件系统的设休开发中得到广泛的应用。
5、重视培养优秀人才,为企业发展提供智力支持。
现代企业要想在激烈的竞争中抢占先机,关键是优秀的人才资源。现在最需要的是两类复合型人才:一类是掌握高科技关键技术,懂技术、懂经营、有创新的复合型高级专业人才;另一类是具有战略眼光和创新勇气,懂得科技、经营、管理的复合型高级管理人才。企业要创造一切条件引进和留住这些人才,同时还要选择对象,进行重点培养。对以上这些人才,都要委以重任,让他们在实践中锻炼成长。我国当前的教育体制还不够完善,这种复合型的工程技术人员和管理人员往往还不能在大学现有的专业中培养出来,所以在现有的大学生走上岗位后,还需要企业培训。企业培训还有一个任务,就是要围绕产品和企业生产向全体职工普及现代科学技术,特别是当前企业应用的信息技术和智能技术。
参考文献:
[1]史忠植.智能主体及其应用[M].北京:科学出版社,2012:67.
[2]朱森第.我国装备制造业的现状与发展战略[J].机电工程技术,2010( 2):42.
[3]李国杰.我国信息领域应重视的几个问题[N].科学时报,2011- 03- 15.
教育现代化的脚步越来越快了,计算机技术已走进了校门,进入了课堂。我们体育教学也应该尽早结束那种“师傅手把手教徒弟”的传统教学方式,进入现代化的多媒体教学时代。下面就在体育教学中运用多媒体技术进行教学,谈一些我的看法:
一、有助于激发学生的学习热情,调动学生学习的积极性
在体育教学过程中,有相当一部分教师的体育教学观念依然停留在一味的身体练习和单调的课堂理论课上,不重视利用多媒体技术进行教学。当然,身体练习仍然是体育教学中必不可少的重要内容。然而通过多媒体辅助教学往往比教师的示范讲解更直观、更生动、更易被学生接受。学生在体育实践中,是在不断地认识自我与改造自我的统一中不断地完善自我的。运动规则的限制、导向和激励机制,使学生不断地认识自己身体和心理上的不足,以适应规则的要求,从而锻炼和改造身心,完善自我。因此,体育实践活动既可以使学生的身体得到全面、积极地锻炼,同时也可以使思想、道德、意志、情感、人际关系等方面受到教育,这是体育学科在对学生进行全面素质教育中具有多种功能的基本依据,也是区别于大多数学科以智力培养为主的主要不同之点。而多媒体技术一方面提高了学生的学习兴趣,使学生易学易懂,印象深刻;另一方面也促进了学生运用科学的方法主动从事身体练习。
二、有助于学生建立正确的动作概念,帮助学生建立正确的感性认识,有效提高运动技能
体育教学的主要任务之一,就是使学生掌握一定的运动技能,并能在此基础上,灵活地应用与创造新的运动技能。学生对一个新的动作的形成,必须通过听、看来感知技术动作过程,如:田径跳跃项目的空中动作,体操支撑跳跃的连续动作,技巧的滚翻,投掷项目中,最后用力顺序,跳跃项目中,挺身式跳远的展体等这些动作,不仅要求教师要有很高的技术水平和示范能力,同时学生掌握起来也有一定的难度。教师示范动作做的是否规范,会直接影响学生的学习效果,一旦示范动作失败还会影响到教师在学生心目中的形象,而利用现代多媒体技术可以解决这一问题。
三、有助于教师结合动作边讲解、边示范,突出技术动作的重点和难点
大家都知道,体育教学有时候是要在一瞬间要完成一连串复杂的技术动作。利用现代教育技术,通过多媒体课件中的动画采用慢动作、停镜、重放等教学手段结合讲解、示范表现出来,这样就能够帮助学生看清楚每一瞬间动作的技术细节,更快、更全的建立起动作表象,突出了对重点和难点动作的掌握,提高了教学效果,缩短了教学过程。
四、有助于教师及时纠正学生的错误动作
采用现代多媒体技术,可以在一个课件中既放正确动作,又放错误动作,让学生边看边想,自我比较,能够避免许多常见错误动作的发生。使学生既快速掌握动作,又培养了他们的观察和分析能力。
五、有助于对学生进行爱国主义和集体主义教育
运用多媒体进行德育教育,可以生动形象地结合体育教育进行爱国主义、集体主义教育,使思想教育内容更加鲜明生动,富有感染力,实现教书育人的目的。如观看集体项目的比赛时,教师在讲授技战术的同时,向学生强调互相配合的重要性,发扬团结协作的集体主义精神。组织学生观看重大国际比赛。如奥运会,亚运会等,当运动员经过顽强拼搏取得胜利,站在最高领奖台上五星红旗冉冉升起时,使学生在潜移默化中受到爱国主义、集体主义教育。
六、有助于教师本身的提高,转变教学观念
1. agent的定义
在计算机和人工智能领域中,agent可以看成是一个实体。它通过传感器感知环境,通过效应器作用于环境。agent为了达到一定的目标,有着自成规律地执行任务的工作模式。
著名agent理论研究者、英国的wooldridge博士和jennings教授认为:agent是一个具有自主性、社会能力、反应性和能动性等性质的基干硬件或(更经常的)基于软件的计算机系统,该定义允许在更宽范围的环境中设计agent,而且其中增加了通信要求。
2. agent的性质
(1)性(agent)
a它是"代表用户"工作的;
b它可以把其他资源包装起来,引导并代替用户对这些资源进行访问,成为便于通达这些资源的枢纽和中介。
(2)智能性(intelligence)
在这方面,智能agent可以做很多有高技术含量的工作。例如,理解用户用自然语言表达的对信息资源和计算资源的需求;帮助用户在一定程度上克服信息内容的语言障碍;捕捉用户的偏好和兴趣;推测用户的意图并为其代劳;等等。
(3)自主性(autonomy)
一个智能agent应该是一个独立自主的计算实体。它应能在无法事先建模的、动态变化的信息环境中,独立规划复杂的操作步骤,解决实际问题,在用户不参与的情况下,独立发现和索取符合用户需求的可利用资源与服务。最近j.mccarthy等人正在探讨如何构造能对自身状态有所感知的智能agent。
(4)机动性(mobility)
在网络计算环境下,一个agent可以看成是代表用户驻网络的常设机构,它可以在网络上灵活机动地访问各种资源和服务,还可以就完成特定任务同其他智能agent进行协商和合作,甚至把自己"迁移"到网络中的其他主机上去执行任务。这样的"精灵"在网络上游弋 ,是对网络安全性、个人隐私性和管理方面的巨大挑战。
3. agent的基本结构
(1)。目标模块
(2)。感知器
(3)。信息处理器
(4)。效应器
(5)。通讯机制
4、agent功能的实现
要求:跨平台一致语法,最小资源代价,支持移动语义
面向agent的编程技术(aop,agent oriented programming)
java
telescript
5.智能agent的应用意义
智能agent在许多方面有着重要的应用意义。
信息服务 信息服务是最广大的用户群接触网络环境的首要渠道。对于信息内容已经相当丰富的英语文化圈来说,进一步提高信息服务的质量,改变目前信息服务中存在的 "信息过载"和"资源迷向"的状况,是信息服务业所面临的最紧迫的任务。智能agent正好可以适应这方面的需要。具体地说,用于信息服务的智能agent主要完成以下功能:1导航 ,即告诉用户所需要的资源在哪里;2解惑,即根据网上资源回答用户关于特定主题的问题 ;3过滤,即按照用户指定的条件,从流向用户的大量信息中筛选符合条件的信息,并以不同级别(全文、详细摘要、简单摘要、标题)呈现给用户;4整理,即为用户把已经下载的资源进行分门别类的组织;5发现,即从大量的公共原始数据(比如股票行情等)中筛选和提炼有价值的信息,向有关用户。这些都是使信息服务走向个性化主动服务不可缺少的功能。目前在此方面已经有了一些能够使用的系统,但智能化的程度还远远不够,且主动有余过滤不足已经造成了一些负面的影响,亟待尽快发展更先进的人工智能技术予以解决。
系统与网络管理 计算机系统本身的资源量就非常巨大,系统管理的整个趋势正在朝着"傻瓜化"的方向发展,其中很大一部分原来由系统管理员手工干的事情,现在已经由计算机代管了。系统管理的界面变得更加友好,在系统本身的复杂性不断提高的情况下,驾驭系统资源的复杂性反而在不断降低,代管系统的自主性也在逐步提高。在网络管理方面,随着client/server计算成为主流,完成固定功能的agent的存在和应用已经成为事实,分布在不同设备上"监视"设备状况,并随时向主机报告数据的agent,已经是当今网管系统中很平常的一部分了。但是, 这些从事部分系统/网络管理的agent目前还不能称为"智能agent",它们的智能化程度仍然有待提高。即使作为非系统/网络管理员和操作员的用户,也会有为系统和网络设定常规服务、向系统和网络预约特殊服务的需要,智能agent是满足用户这种需要的最合适的帮手。
电子商务 越来越多的人看好internet上的商业机会。网上的商品越多,在网上寻找商品就越是买方的一大负担;同时,卖方商品的推销也有一个对客户实行因人而宜的主动服务问题。因此,采用智能agent系统,代表买方去网上查看"广告牌"、逛"商店"寻找商品甚至讨价还价,代表卖方分析不同用户的消费倾向,并据此向特定的潜在用户群主动推销特定的商品,都是非常有诱惑力的。
协同工作 把internet引入企业和机构、建立所谓"intranet"的努力正方兴未艾。深层次的intranet最终要改变的是人们的工作方式、企业和组织机构的运作方式,把一切具有信息属性的、可以用符号等价物替代实物的工作流程,统统在网络计算环境中予以实现。在这样的大目标下,企业、机构的相当一部分管理职能,完全可以由网络上自主工作的一组智能agent来协同实现;涉及到设计、写作、数据操纵、软件开发等许多符号性的工作岗位之间的协同工作,也同样可以靠智能agent来协调并完成一些辅的工作。 "虚拟企业"、"虚拟车间"、"虚拟协同工作平?quot;、"电子秘书"等新鲜事物已经或正在网上出现。
教育 远程教育是促进教育机会平等的重要手段。在网络环境下,可以调动多种教学手段,包括讲解、演示、练习、实验和考试等。其中,练习和实验环节是智能agent可以大有作为的地方。智能agent可以作为虚拟的教师、虚拟的学习伙伴、虚拟的实验室设备、虚拟的图书馆管理员等出现在远程教育系统中,增加教学内容的趣味性和人性化色彩,改善教学效果。单机系统中各种软件的"帮助"也可以设计成一个人性化的角色,实施对用户进行导航这种模式。
娱乐 在网络娱乐系统中引入智能agent,可以增强娱乐效果,这也是娱乐系统开发新功能的一个很有希望的选择。目前智能agent在娱乐方面可以做的事情有:1个性化的节目点播服务;2游戏和虚拟现实中更加人性化的机器角色的设计,比如决策的智能化(战争或经济活动)、动作的人性化(体育比赛)和自然语言对话的使用;3网络社交场合(如聊天室 )中用来招徕用户,或以假乱真的机器对话角色的设计和使用,等等。
agent在网络教学中的应用
基于agent的网上协作学习环境
利用agent来构建网上协作环境,就是在协作学习的环境中嵌入agent模块来更好地实现各部分功能。基于 agent 的网上协作学习环境如图1所示:
图 1 基于 agent 的网上协作学习环境
1).基于agent的协作学习区
基于agent的协作学习区是一块虚拟的共享区域,支持在线协作学习者在各自的计算机上观看同一内容和讨论同一问题,协作学习者可以通过文字、绘图等形式进行信息交流。除了实现学习的协作外,协作学习区还可以实现总任务的接受,据一定的原则划分成子任务,将所有登录的学习者划分成合理的协作学习小组等功能。协作学习区可以通过模拟现实工作中的黑板,即电子白板系统来实现。在此我们应用基于agent的电子白板系统。其模型如图2所示:
图2 基于agent的电子白板系统的模型
管理agent:负责整个系统的管理工作,包括用户的加入、登录,处理交互、协作信息,与存储模块相连进行数据的存储和检索。
消息路由agent:主要提供agent的注册服务,记录各agent的实际网络地址,实现动态维护agent与网络地址的联系;提供路由转发功能,分析kqml中的路由信息,依据注册agent进行各种信息的转发;以及提供消息的缓存功能 。kqml是一种描述性的语言,定义了agent之间传递消息的格式和处理协议,通过提供一套标准的通信原语使得agent间可以交流和共享知识,已成为agent之间通信的事实上的标准;kqml语言采用了"协议栈"的思想,它携带的消息内容可以使用实现agent的语言表达,即意味着kqml可以携带任何一种语言表示的信息。
协作小组agent
协作小组agent实际上是由参与协作学习的学习者与终端计算机进行交互后,形成协作学习者agent,协作区根据协作学习者agent中提供的关于学习者的个人特点,按照一定原则(如:学习水平、思维方式倾向等)划分而成的。其模块图如图3所示。当协作区分配任务时,按照协作学习小组agent的对外特性来确定任务的分配方式,而且,协作小组对外以一种整体的方式体现其功能。当然,当协作小组agent接到任务后,通常会进行再次分配,将任务具体到协作学习者agent,由学习者agent具体实施或通过协作完成任务。
协作学习者agent
协作学习者agent是指参与协作学习的个体agent,它是协作小组agent的组成成员。基于agent的网上协作学习环境为每一位学习者提供了一个个体agent。当学习者在此学习区注册时,个体agent随之生成;当学习者与协作学习区不断交互进行学习时,个体agent将记录下学习者的一些个人特征,如:学习水平、前驱知识掌握程度、知识接受能力、思维倾向方式等,并将这些信息纪录入相应的参数库。当学习者再次登陆时,个体agent的这些参数将为下一步的学习提供指导,如学习内容的提供、学习路径的提供以及学习界面的提供等。如若学习者随着学习的不断深入,学习能力、学习水平、思维倾向性等积累到一定域值的变化,则个体agent中的参数将随之更新。
其模块图如图4所示。
控制器:协调各部分的工作,并负责分配任务以驱动其它模块工作;
任务接受器:负责接受经过分配后的子任务;
规划:评判任务的标准、方法和原则以及评判学习者的标准、规则等;
处理器:解决控制器分配给它需要自动处理的任务;
参数库:存放小组或成员执行、完成任务的情况,及学习小组或成员的学习风格、学习水平、学习能力等信息。
通讯模块:与其它小组或成员进行信息交流和合作的渠道。
具体运作过程如下:当任务接受器接受到需要完成的子任务后,送至控制器;控制器即根据规划库中的规则评判任务或学习内容的难易程度、难度系数、区分度等,并打上相应标记。通过通讯模块将其传送至学习者本人;当学习者完成任务时,规划模块将评判学习者的学习能力、学习水平等,并给出评判结果,分数值;若分数值达到或超出可以改变参数库域值得值,则修改参数库中的参数,否则不修改。
2). 基于agent技术的网上协作学习环境的运作方式
大致来讲 ,整个基于 agent 的网上协作学习实施过程如下:当总任务提交给基于agent的协作学习区后,基于agent的协作学习区或参与协作学习的教师,将任务划分成相应个数的子任务,然后分配给各个协作学习小组agent;协作学习小组agent相互合作完成子任务后,将结果提交给协作区,由协作学习区将所有结果有机汇总、综合,形成最终成果,并提交给总任务结果接受器,之后由教师组织全体协作学习者对结果进行分析、评价以及各小组解决问题思路方式的评判、学习等。当然,如果有多个协作学习区,各协作区之间还可以进行交互、合作、交流等活动。
基于agent的网上的协作学习的具体实施过程主要有:学习者登录注册、小组划分、任务分配、协作学习的实施、成果汇总、评价几个阶段。
学习者登录注册
当学习者进入协作学习区后,首先要进行注册登记。具体过程是:当协作学习者agent首次进入协作系统时,需要向消息路由agent提交注册信息,如:agent的名字、密码、ip地址等有关数据,并记录入agent注册表中。
小组划分
根据学习者的学习能力、学习水平、思维方式的倾向性等组成2-6人的协作学习小组。成员的分配一般采用互补的方式分配组员,这样有利于提高协作学习效果。小组划分有自主式和被动式两种。自主式是指每个学员在了解了总体学习任务和所有其它登录学习者的情况以后,自己做出与谁结组的判断,并通知消息路由agent,再由服务agent确认形成正式的协作小组。被动式是指由服务agent根据消息路由agent中注册登录的学习者的情况,将学员按要求分组,或者由参与协作学习的教师来分组。一般分组应注意学习者的优劣搭配、不同学习风格的搭配等。
任务分配
任务划分是协作学习的关键所在。当总任务到来时,运用kqml消息包,通过消息路由agent,将其送至管理agent,管理agent将按照一定原则将总任务划分成多个子任务,并根据学习者agent提供的有关学习者的个人信息尽量将适合于学习者特性的任务内容分配给学习者。
在任务划分过程中要注意任务划分的原则:任务划分要合理,一般应该根据任务的内在逻辑结构、知识点划分等划分任务;任务划分轻重、大小要适当,不能有轻有重;还要注意任务的前驱后继等情况,并将此类信息通知相应的协作学习小组agent;分配任务要根据各小组成员的个性特点进行,尽量做到符合学习者的学习方式、学习水平、思维方式倾向等等。
具体协作学习的实施
协作学习的机制主要有:①冲突与竞争机制、②自我解释机制、③内在化机制、④学徒机制、⑤共同承担认知任务机制、⑥共享规则机制。在此,我们不多加以区分,而看作几种机制的综合使用。
具体协作实现过程如下:协作学习者agent通过任务接收器接受子任务,并传送给控制器,规划模块在控制器接受任务后帮助控制器分析任务、制订解决任务的计划等;然后由协作学习者操纵控制器,通过任务驱动处理器处理任务。在此过程中,有的任务由成员a完成,有的任务由成员b完成,也可能由a和b共同来完成,还有可能借助于其它协作小组或其成员来完成。另外,有些工作还要求使用其它小组所承担任务的部分或全部成果,此时,要考虑到其它小组的任务实施和完成情况,及时互通信息、交流学习收获等。
成果汇总
当每一个协作小组或成员均完成任务时,就需要将所有成果汇集在一起,有机协调、组合后,形成一个总的学习成果,从而实现总任务的完成。具体讲就是:协作学习者agent将其学习成果通过电子白板系统中的消息路由agent和服务agent传送出去,与其它小组或成员的成果汇总在一起,形成总的成果。在此期间,还可以互相学习彼此的学习方法、解决问题的思路等。
评价
任何学习到最后都有一个评价的过程,基于agent的网上协作学习也不例外。评价可以是组内成员互相评价、可以是组间互相评价等。基本工作机制是运用基于agent的电子白板系统作为评价中介区,象协同学习时交流问题一样进行评价信息的传递。
3).基于agent技术的网上协作学习环境的特点
通过基于agent技术的网上协作学习环境的运作方式可以看出:整个过程中信息的交流、传递都是基于agent来实现的,由于agent能够通过与学习者的交流了解学习者自身的特点,并做出反应,得出并纪录和修改学习者的学习特征、学习风格及判断学习者的知识水平等,从而使整个学习环境具有个性化、智能性的特点。
个性化特点:
通过使用学习者agent,记录学习者的学习个性特征,如学习能力、学习方式、学习的水平等等,此后根据这些参数组织学习内容和生成学习界面提供给相应的学习者,使得学习者的学习内容和学习界面均具有个性化的特征。
这部交通安全教育片看完后,我的心久久不能平静下来,电视里的场面让我们触目惊心,那真是血的代价,是用生命来唤醒我们一定要遵守交通规则!这部教育片主人公是个朝气蓬勃的中学生,追逐速度,为了抢一时之快,窜红灯而付出生命的代价。下面为大家精心整理了一些关于大学交通安全观后感,请您阅读。
大学交通安全观后感12020年8月9日至11日,第九届中国国际道路交通安全产品博览会与公安交警警用装备展在南京国际博览中心举行。
该博览会是交通安全行业唯一由国家相关主管部门批准,交通管理部门支持,交通安全行业协会主办,各地交通管理主管部门组织终端用户(交警支、大队)参观洽谈的博览会,在行业内具有很强的权威性和专业性。该届博览会展览面积2。4万平方米,展位1132个,参展厂商230余家,是博览会创办以来规模最大的一届。
笔者亲身参加展会现场也体会到了本届展会的规模,本次展会的产品主要集中在4号和5号展厅,笔者基本参观了80%的展位,本着寻找亮点,立旧纳新的思路,将本次展会的产品按照交通警用设施和系统分为三类:
一、传统的交通警用设施和装备
如交通护栏、交通标志、警用摩托车和汽车、警用服饰和警用爆闪灯等。作为基层交通执法人员的必要保障,该类基础设施装备是必须的,也是单兵执勤执法业务的标准配置。
不难发现,出现在此次展会上的该类设备设施,在设计上突出了美感兼具交通执法的功能,例如警用制服采用的颜色鲜亮,反光效果突出,制服整体效果在保留交通警察职业特点的同时又增加时代感,颇有流行服饰的美感。
交通护栏的设计采取了柔性化元素,材料更多地采用高强度塑料合金,其外观线条更加柔和,喷涂也采用了亮珠白的磨砂工艺。当然,除了静态交通标志设施,融合电子信息技术的动态交通标志设施也依旧出现在该届展会,可变限速标志、移动式可变信息标志、行人过街动态显示屏、停车场车位提示信息屏等依旧占据着本届展会的一方舞台。
二、交通管理指挥系统和设备
如交通控制系统、交通执法系统、交通诱导系统、交通信息采集系统、交通仿真系统、驾驶员安全教育培训系统等。一如既往,交通控制系统依旧是在信号机和系统功能上增强完善。
信号机在内部设计上更注重模块化和即插即用的创新,在信号机本身的功能定位上也并不单一的只为信号控制,而逐渐向具有信息采集、处理和传输多功能的智能终端设备过渡,例如可以接入第三方设备,预留多种扩展接口,监测外部环境以及多源数据传输等扩展功能。
在信号控制系统功能上偏向于向算法精细化和控制范围广域化发展。大部分控制系统更侧重于强调自身系统的多适应性,能够适应更多的交通场景和复杂多变的交通流变化情况,能够适用于更多的路口协同联动或大区域的协同控制。
交通执法系统由于今年公安部加大对行人闯红灯和机动车不礼让行人的执法力度,此次展会出现了不少针对行人闯红灯和机动车与行人冲突时的视频抓拍设备和系统,其中不乏高清4K的前端摄像设备和视频采集抓拍技术。
三、智慧交通系统雏形和设备
如物联网及车辆网系统、智能驾校教练机器人、云存储和大数据平台以及互联网+系列平台和APP等。
这里提到智慧交通系统雏形,笔者本人认为目前展示的各类自家命名的智慧交通系统或产品都是处于智能交通产品向智慧交通产品的过渡阶段,可以称之为智慧交通系统1、0。
不少系统或产品厂家还在消化或思考自身产品的未来定位和发展规划,因此本次展会展现的智慧交通产品呈现模块零散化、定位模糊化、功能独立化和系统割裂化的特点。
例如本届展会出现了诸如“数据池”、“数据湖”、“数据云”、“数据中心”等说辞,但均没有有效地展示出其作为智慧交通系统数据大量、多源、异构、内容丰富、关联复杂、自我重生、潜力巨大的优势;展示的“智慧大脑”、“交通大脑”、“警务大脑”、“城市大脑”等尚处于概念孵化期,其明显带有智能交通的功能和模块的痕迹,简言之,是在已有的智能交通产品上披了一件所谓智慧交通的外衣。
四、思考
从本届展会的定位出发,是为了展示为公安交警执法和管理工作而服务的先进技术产品和理念的,展会重点展出公安交警执勤执法与安全防护装备、警械、特种警用车辆等,以及各地公安交通管理部门和相关企业近年来在挖潜科技系统效能、构建信息化应用体系、提升路面交通管理水平等方面所取得的`成就。
因此有科技含量的产品越来越多,例如交通出行APP、互联网+驾考驾培、智慧护栏、物联网及车联网等提升交警管理和执法服务的产品会逐步普及。
从长远来看,以服务交通出行的人性化产品以及具有人工智能的交通管理服务系统或产品或许会越来越受到青睐。
例如为“低头族”行人服务的智能信号灯,能够在手机终端指挥的智慧信号机、停车诱导屏,具备准人类思维的能够主动思考的交通诱控一体化平台,能够直接钉入地面的微型地磁检测器、主动预警车辆事故的视频检测器等等。
总之,大势将至,未来已来,围绕公安交警的科技创新和智慧驱动势不可挡,更多的厂家将会出现在科技强企、智慧驱动的道路上。
大学交通安全观后感2从小时候起,我们不断被灌输交通安全的重要性,"一停二看三通过",几乎形成了我们对交通安全的全部认识。今天观看了事业部团委及技术中心团支部组织的《交通安全教育》影片,眼前浮现的那一个个真实而残酷的现场,让我对交通安全的重要性有了更加全面、深刻的理解。
行人最关注的就是行路安全,横穿马路时,要走人行穿越道,穿越马路时,养成看交通信号的好习惯。同时,还要注意来往车辆,不要追逐,猛跑,斜穿或突然改变行路方向,大中城市的马路,一般都分成机动车行驶的快车道,单车,人力三轮车和其他慢行车道。及行人走的人行道。行路时,必须走人行道。在人行道行走时,不要多人并行,在没有划出人行道的路段,要尽量靠边走,这样才能确保行路的安全。
在说骑车安全,按照交通部门的规定,不要不满12周岁的儿童,不准骑单车,三轮车和推拉各种人力车上街,就算满了12周岁,骑单车上街也要走慢车道,不能进入机动车行驶的快车道,也不能在人行道上骑单车。在没有划分机动车,非机动车到的路段,要尽量靠右行驶,不能逆行,也不能到路中间去骑,这样骑车安全就不成问题了。
还有乘汽车安全,坐公交时,要遵守秩序,在指定地点依次候车,等车停后,先上后下,不要拥挤,不能在车还没停稳时就抢先上,要扶好把手或椅背防止急刹车,摔倒或撞伤,还有乘车时不能向车外,乱扔杂物,也不能把头,胳膊,或身体任何部分伸出车外,因为这样容易被对面来的车或路边的树枝刮伤,坐汽车特别是坐长途汽车,不能携带鞭炮,汽油,一类的易燃易爆的物品上车。而且下了汽车,要先走到便道上去,如果需要横穿马路就必须从人行道通过。绝不能一下汽车就急忙奔到马路中间,更不能不等汽车开走就从车前车后往马路中间跑,那样看不见路上来往的车辆,很容易出事。
总而言之,看了这个安全教育片,我获益良多。今后也当继续严格遵守交通法规要求,关注自己及他人的安全,珍惜生命中的每一天。
大学交通安全观后感3今天下午,学校组织收看了由汉源县交警中队的交警叔叔为我们作的题为《珍爱生命,平安出行》的讲座。让我进一步了解了交通安全的重要性,从中也学到了很多交通安全知识。
走路时要注意行路安全。横穿马路时,要走人行穿越道或者过街天桥。穿越马路时,养成看交通信号的好习惯,红灯停,绿灯行。要一停二看三通过,还要注意来往车辆,不要追逐,猛跑,斜穿或突然改变行路方向。大中城市的马路,一般都分成机动车行驶的快车道,单车,人力三轮车和其他慢行车道和行人走的人行道。行路时,必须走人行道。在人行道行走时,不要多人并行,不能一边走路一边疯玩打闹,追逐嬉戏,在路上快速奔跑,看书或者我拿手机。在没有划出人行道的路段,要尽量靠边走,这样才能确保行路的安全。
乘坐坐公交时,要遵守秩序,排好队在指定地点依次候车,等车停后,先上后下,不要拥挤,不能在车还没停稳时就抢先上。上车后要自觉投币或刷卡。要扶好把手或椅背防止急刹车,摔倒或撞伤。乘车时不能向车外,乱扔杂物,也不能把头,胳膊,或身体任何部分伸出车外,因为这样容易被对面来的车或路边的树枝刮伤。不能乘坐无牌、无照、无证的车辆。不能乘坐非法运营的车辆。不能乘坐超载车辆。不能乘坐残疾人驾驶的车辆。要提醒家长不能酒驾,不超载,不超速。坐汽车特别是坐长途汽车,不能携带鞭炮,汽油,一类的易燃易爆的物品上车。而且下了汽车,要先走到便道上去,如果需要横穿马路就必须从人行道通过。绝不能一下汽车就急忙奔到马路中间,更不能不等汽车开走就从车前车后往马路中间跑,那样看不见路上来往的车辆,很容易出事。
我还知道了,不满12周岁的儿童,不准骑单车,三轮车和推拉各种人力车上街,就算满了12周岁,骑单车上街也要走慢车道,不能进入机动车行驶的快车道,也不能在人行道上骑单车。在没有划分机动车,非机动车到的路段,要尽量靠右行驶,不能逆行,也不能到路中间去骑,这样骑车安全就不成问题了。
人的生命只有一次,我一定不断学习安全知识,遵守交通规则,珍爱生命,平安出行。
大学交通安全观后感4前两天,我们参加了《交通安全教育》活动,看到了一些重大的交通事故,看完以后,我极为感触,心情久久不能平静…
滚滚的车轮,形势于生命的边缘,因为车祸,已有多少白发人送黑发人,有多少儿童失去了亲人…一张张哭丧的脸上挂着晶莹的泪珠,一声声发自内心深处的凄凉的哭喊,在我面前无时无刻的浮现,据统计,平均每6分钟就有一人因车祸而死亡,平均每一分钟就有一人因车祸而受伤,在这短暂的时间里,掩藏了多少妻离子散,家破人亡的痛楚啊。
在那一幕幕触目惊心的悲剧中,其中,最领悟难忘的是七岁的女孩——钱红燕,钱红艳是一个可爱又可怜的女孩,在她4岁的一天,同小伙伴一起给妈妈送钥匙,再过马路的时候,一连卡车无情的向钱红燕撞去,就在那一瞬间,从此,女孩失去了双腿,而行走的工具便是一个套在下身的篮球,望着七岁的小女孩,靠着篮球艰难的行走,我感慨万分,多可怜的孩子呀。无难以想想呀是怎样度过着漫长的三年,怎样打发着艰苦的日子?司机们,你们曾想过,一个四岁的小女孩,在你的失误中终身残疾,你可曾体验过这个女孩身上那常人无法忍受的痛楚:你可曾感触女孩父母流下的颗颗辛酸泪水……
人的生命是宝贵的,生命只有一次,生命高于一切。交通事故却把人们唯一的生命夺走了。今天观看了视频后,再一次使我感受到生命的珍贵,感受到交通事故给人们带来的巨大灾难。
司机们哪,你们是悲剧的制造者,在你们无情的车轮下,多少鲜活的生灵,告别了他们一脸的世界,同他们最爱的亲人阴阳相隔,在你们无情的车轮下,凝聚了多少人发自内心的哭喊,凝聚了多少人充满悲愤的泪水。停手吧,亲爱的司机们,请不讨因贪图钱财利益,“超速”超载“等等。
司机们,行人们,生命只有一次,请你们不要违反交通规则,生命是宝贵的,拥有生命是幸福的,为了亲人,为了朋友,为了自己,请切记:关爱生命,安全出行。
大学交通安全观后感5我们聆听了由交警主持的讲座——注意安全,关爱生命。通过这次讲座,让我们更深层地了解到了生命的价值。我国每年由交通事故而引起的死亡率急剧上升。就在2005年,事故达35万起,而因车祸身亡的人们足以两次坐满可容纳25000人的体育馆。多么令人惊愕的数字!闯红灯、超速行驶引发一连串的汽车追尾事件,因此葬送了多少人的生命!
川流不息的高速公路是现代人富裕的象征,但每一次出行都是生命的。生命诚可贵。我们生活在这个世界上,无常的生命和身不可测的命运把我们安排在自己的位置上,每个人都是一样,经历春夏秋冬,体味生老病死。我们唯一能做的就是勇敢地担当自己的责任,建设好生命中的每一天!人生中,无论你扮演什么角色,迟早都会一身清净回归大自然,那一时刻也许遥遥无期,或许近在眼前,但在这之前,我们不能够坐以待毙,要适时地抓住将要逝去的岁月,珍惜每一天,才不枉走这一回。青山上的花儿告诉我:生命的美丽绽放在春天;田野里的小溪流跟我说:我的生命,在酷暑为行人解渴;校园里的枫树说:我用火红的生命点缀伤感的秋日;门前的雪人说:有我在,冬天不再寂寞!夜晚,我做了一个奇妙的梦:天空湛蓝如水,每个人都拥有一双闪亮透明的翅膀,飞在空中,向招手……
大学交通安全观后感6经济的发展马路上车辆川流不息的景象随处可见。然而有些人交通安全意识的淡薄在车水马龙的马路上演了一幕幕不可挽回的悲剧。当你看到个鲜活的生命消失于车轮之下当你一阵阵欢声笑语湮没在尖锐的汽笛声中当你面对那些触目惊心的场景时能不感到痛心疾首吗?道路交通安全事故依然事故领域的“头号杀手”而悲剧的原因欠缺交通安全防卫知识自我保护能力差。
司机超载、无证、超速、酒后、疲劳驾驶等违规操作人骑着自行车在马路上作秀一群小孩在马路中间玩耍……这个镜头令我不禁捏了一把冷汗。
如今据统计每年人类因交通事故死亡77万人也说每分钟都有人离开中小学生的死亡也了33万多么惊人的`数字!竟有那么多人时时刻刻都在离开中小学生盲视交通守则而惨剧的事例在周围也经常某中学生骑着自行车“疾驰”在放学路上红灯亮了在他眼里不他飞速横穿马路还在车上摆着姿势甚至有时两手离开车头地骑车这时前面正有一辆大货车驶来车速快而来不及刹车学生“嘭”的医生迎面撞上了货车从后面刚的一辆小汽车接着又撞上了货车了三车连环撞得悲惨后来学生被送往医院抢救无效死亡真一时放纵交通安全才断送了可贵的生命!
关键词:计算机科学与技术专业;人才培养目标;培养计划;教学环节实施
中图分类号:G623文献标识码: A
引言
随着改革开放后我国经济的不断发展,以及各个行业和领域与世界接轨的进程的不断加快,计算机科学与技术专业作为信息技术的一个重要方面已经受到了社会各界的重视。高等学校作为我国的高级人才的培养机构,肩负着为祖国培育新世纪专业人才的使命。所以,如何加强和改进我国的高校计算机科学与技术专业人才的培养,是一个关系着信息技术发展乃至整个社会经济发展的重大问题。
一、专业建设与改革目标
结合目前国家对计算机科学与技术人才需求状况,我校确立了计算机科学与技术专业建设与改革目标:第一,坚持以学生为本,以教师为主导,以能力培养为核心,培养具有“强能力、宽适应、重创新”的创新型人才。第二,根据信息社会的发展及行业发展对计算机专业人才的要求,从“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”四个方面深化课程体系、教学模式、教学内容、教学方法的改革,加强学生工程实践能力培养,充分发挥学生的主体作用,激发学生学习的积极性和创造性。
二、计算机科学与技术专业发展存在的问题
(一)培养目标同就业需求错位
高校培养的计算机科学与技术专业的学生理应同时掌握基本知识和技术,学生在实际计算机管理工作中也应该能够胜任。但是目前高校的计算机科学和技术专业的培养目标还过分的重视其理论知识的学习,对学生实际能力的培养远远不够,在这样的情况下,培养出来的学生也就无法在工作中发挥作用,出现择业就业难的现象。例如,在《计算机科学与技术》课程中,对于电路原理、模拟数字技术、计算机系统结构、汇编语言等一些主要的课程中,学生在掌握的往往是这些课程的基本理论。也就是说学生要掌握电路的基本原理是什么,什么叫模拟数字技术,计算机系统结构有哪些。在课程上,学生学习的这些基本的概念知识,而课程上学生并没有实际操作,因此在实践工作中也就得不到运用。
(二)计算机科学与技术专业培养人才过程中的关键问题
通过对传统的计算机科学与技术专业人才培养观念的了解,我们发现,该学科是一种基于算法理论的学科,要求良好的专业人才必须具备相应的算法知识和研究能力。也就导致了传统的高校在计算机科学与技术的人才培养方面更加强调的是学生的学术造诣和研究潜力,这种教学观念导致的直接后果是学生的研究能力的进步和创新能力的缺失。这种能力的失衡恰恰是和当下社会对于计算机科学与技术的人才的要求相违背的社会和用人单位需要的是更多的以操作和动手能力见长的毕业生。所以,我国的计算机科学和技术的人才培养中存在的主要矛盾和关键性问题就是高校毕业生的能力结构和企业要求的失衡。
(三)师资建设不够完善
实践中我们发现,目前我国从事高校计算机科学与技术的教师主要是专门的知识传授型教师,他们长期的从事重复的理论教学工作,并不参与相关的计算机科学和技术的相关研究,也不从事其他的实践操作和技术应用活动,单纯的讲授计算机科学与技术专业的理论知识。这种专职理论教师的教学活动,很大程度上决定了学生的学习模式,直接导致了学生在实践环节的能力不足。另外,据统计我国现阶段从事计算机科学与技术的教学活动的教师的整体素质和专业水平并不高,且在从事教学工作之后并没有一个合理的发展和更新自身知识结构的有效途径,导致了教师的理论知识的落后。
(四)计算机专业特色没有突出
高校计算机科学与技术专业采用的教学计划基本是一样的,并没有从学校的发展出发,很多学校照搬一些名校的教学计划和大纲,使得学校自身的特色无法凸显出现来。学校培养出来的计算机专业的学生和其他专业学生相比并没有突出的特色。无论是专业学生还是非专业的学生他们所接受的计算机专业知识也基本一样。因而使得计算机专业的学生没有突出的特色。例如,计算机课程使用的基本教材同其它专业使用的教材一致,而计算机中实践教学诸如电子工艺实习、硬件部件设计和调试以及工程实践等学习,教师还没有花太多的时间进行教授。
三、计算机科学与技术专业发展的措施
(一)明确人才培养目标
要进行专业建设,面临的首要问题也即关键问题就是首先要确定培养什么样的人才,也就是要确定专业人才培养目标。虽然目前计算机技术发展迅速,但计算机科学与技术专业却面临尴尬局面。一方面企业抱怨招不到合适的人才;另一方面,学生就业困难已成为一个普遍问题。究其原因,关键在于学校不了解企业对学生知识结构、综合素质及实践能力等方面的需求,也即专业设定的培养目标没有同市场需求有效接轨。按照目前各工科高校的情况看,计算机科学与技术专业人才培养的目标主要集中为研究型和应用型两类。为了明确我校计算机科学与技术专业的人才培养定位,结合目前市场对计算机专业人才的需求状况、高等教育转向大众化教育的背景以及我校的具体办学条件、我校计算机科学与技术专业的专业办学条件及本专业所招收高考学生的层次等方面的实际情况,将计算机科学与技术专业的人才培养目标定位在“应用型”人才的规格上。但这里定位的“应用型”人才并非单纯指《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》所指的信息技术专业方向所培养的应用型人才。除此之外,还包括软件工程和计算机工程两个专业方向所培养的应用型人才,是综合这三个专业方向来进行人才培养的。
(二)课程设置与教学大纲的制定
课程设置和教学大纲的制定一方面参考《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》中对计算机科学与技术专业核心课程的设置建议;另一方面借鉴NIIT和QUT经验,专业课参考严谨的产业调查结果,旨在培养工程实践能力和职业素质强的工程技术人才,具有职业指向性强的特点。NIIT课程根据工业界和商业界实际项目开发的需要进行设置,它与IT行业的最新资讯紧密结合。这些课程以一个软件工厂为模型,依据实际的工作环境进行设计。学生在学习的时候就能在与企业实际环境相类似的环境中学习和工作,这样能帮助学生熟悉典型的企业中各组织机构的功能,便于学生在今后的职业生涯中,有能力为这些组织机构提供IT问题的解决方案。NIIT课程的特点在于它采用模块化教学法(NES),重视以软件订单项目为基础的专业实践能力和实际操作开发能力的培养。
(三)加强实习和实践教学环节
计算机科学与技术专业原安排的实习时间一般只有5~6周,本改革方案的另一个特色是把实习时间调整为一学期(第四学年下学期),让学生充分了解社会需要,为毕业后的发展确定基本的方向。同时,应加强实践教学基地建设,加强学生毕业设计的组织,提高毕业设计和毕业论文水平。举办各类培训班、科技竞赛、科研活动,组织学生参加等级考试、认证考试和技能考试,让学生掌握更多的技能,提高学生的综合应用能力和就业竞争力。开放实验室,增加自主设计和创新实验的比例,增强学生的动手能力。
(四)计算机科学与技术专业的知识体系
基于以上对我院该专业人才培养要求及课程设置原则的分析,该专业知识划分应主要以计算机技术为核心基础知识,服务于社会实践的具体应用领域,从计算机学科的基础理论知识到应用技术实践的知识,都应存在于该专业的知识当中。因此该专业的知识结构应具备以下三个层次的知识:一是专业公共基础理论,这是计算机科学与技术专业的科学技术平台;二是专业基础理论,该层次以第一层为基础,按专业技术特征的不同侧重点,分成不同的专业分支;三是专业应用领域的理论与技术,体现不同专业分支中的关键应用技术。
(五)拓展课模块
拓展课模块又分为专业拓展课和素质拓展课两个层面且都属于选修课,旨在训练学生的实际动手能力和新知识的获取、消化能力,培养学生的创新思维能力,能熟练应用所学知识解决实际问题。其中的专业拓展课为学生提供了该专业较为深层次和专业外延的相关课程;素质拓展课则为学生在人文艺术领域提供了可供选择的课程,以提高学生的人文素质。专业拓展课主要有:计算机算法、Windows程序设计、多媒体技术、人工智能、数据库应用开发、多元统计及应用、物流信息技术、Java程序设计、C++程序设计、Linux操作系统、信息安全技术、Web应用开发等课程;素质拓展课主要有:人文科学、自然科学、社会科学、中外文化、艺术体育等方面的课程。
结束语
计算机科学是一个技术发展快、更新快的学科,这也就决定了计算机科学与技术专业的课程体系具有相对的动态特性。因此,在制定计算机科学与技术专业的教学计划时要以与时俱进的专业培养目标为依据才能设计出科学合理的、发展的课程体系,为学生提供良好的学习和实践环境,有利于加强学生基本知识、基本技能的掌握,有利于学生创新思维能力的培养,为拓宽学生就业领域打下基础。
参考文献:
[1]段利华,顾应龙,左国超.计算机科学与技术专业现状分析和人才培养模式改革研究[J].高等理科教育,2007,02:82-84.
[关键词]2011AERA年会;教育技术;
[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1672-0008(2011)05-0003-12
一、会议概况
2011年美国教育研究协会(AERA)年会,于4月8日至4月12日在美国路易斯安那州的新奥尔良市召开,来自全球的逾13000名教育研究者参加了本次盛会。
本届年会的主题是:“拓展社会想象力,以公共利益为导向的教育研究”(Inciting the Social Imagination:EducationResearchforthePublicGood)。本届大会的主席KrisD,Guti 6 rrez在主题报告中引用了Mike Rose最近出版的“Why School?”一书中的质疑:学校将教育的目的过于窄化,从而忽视了更广泛的目标:民主教育。Guti 6 rrez指出,在社会和技术剧烈变革的今天,教育研究不应只关注传统的价值取向和目标,而应更关注国家政策和公共利益。教育研究应避免我们陷入简化论(reductionism)、追求权宜之计(quick fixes)的困境,避免我们对教学、课程、评价、教师培养和教育改革形成过于狭窄的概念。
本次大会选择这个主题,是希望研究者们探究在重新思索教育的希望和潜能的过程中,其概念、方法、政策、范式转变与机遇,利用跨领域的理论和概念、整合的方法和研究途径,回答更为广泛的描述性和解释性问题,从而促进国家政策和公共利益的建构与完善。
二、研究专题述评
我们在本次大会的2392场报告、圆桌会议、招贴、工作坊,总计8042篇会议论文中选取了与教育技术相关的“教学技术”、“学习科学”、“非正式环境中的学习”、“技术・教学・认知・学习”、“技术作为教与学的变革”、“教师专业发展”、“在线教与学”、“虚拟学习环境应用研究”、“新兴技术”、“大脑、神经科学和教育”十个专题进行述评。
(一)教学技术
在本次大会中,“教学技术”专题下共计开设了21个主题,内容涉及“文化与多样性”、“社会化”、“移动学习”、“技术评价”、“中小学教育”、“高等教育”、“教师教育”、“可视化・模拟・建模”、“在线学习”、“虚拟环境”、“游戏”等。
1.研究者们开始关注技术设计与应用中的文化、多样性与社会化等问题
今年“教学技术”专题中包含了“Culture and DiversityinTechnology Design and Integration”、“Diversity andSocialization in Technology”、“Strategies for Socializationin Online andBlended Learning”三个主题。在这三个主题中,研究者们对技术设计和应用中的文化、年龄、性别、社会参与等问题给予了关注。
北科罗拉多州大学的Lori L.Sachau和Susan Hutchinson使用内容分析法,分析了美国20个州的Food stamp网站和20个墨西哥州政府网站。这些网站面向的对象均为说西班牙语的拉丁美洲裔人群,因此,均包含了一些与文化相关的因素。Sachau和Hutchinson按照10个文化因素,对这些网站进行了编码。编码结果显示,美国网站中的文化因素很低,而墨西哥网站中的文化因素很高。研究者认为,这一结果说明Hofstede的文化维度理论可以为这样的网站资源的设计提供有用的框架。
佛罗里达州立大学Fengfeng Ken与新墨西哥大学的DeanKwak、Alicia Fedelina Chave使用内容分析、访谈、调查等方法,根据在线学习者的文化和年龄特征,预测他们在三维在线互动中的表现和学习满意度进行了探究。研究结果发现,年龄较大的学习者在有利于个人知识建构的在线互动中表现较弱。回归分析和结构方程建模的结果显示,学生所处的非主流文化会影响他们对师生互动、在线课程和远距离教育的满意程度。此外,犹他州立大学的Jonathan Michael Thomas在研究中提出了一个理论框架,用于详细说明年龄较大的学生如何在课堂情境中使用信息技术时所遇到的困难与挑战。
另一方面,德克萨斯州大学的Fanni Liu Coward、Steven M.Crooks和RaymondFlores开展了一项2*2的实验研究。调查了不同性别的学生在使用动画和静态图像进行学习时的认知差异。在他们的研究中,动画和图像的设计遵循了Mayer的多媒体学习理论。研究发现,女性使用动画学习时表现更好,而男性使用静态图像学习时表现更好。
此外,普渡大学的Hans P.Aagar薪口Larissa A.Olesova调查了678名中西部大学的大学生,在混合学习环境中使用微讨论工具(microdiseussion) Hotseat的情况。研究发现,使用Hotseat频率越高的学生具有更高的社会临场感和参与度,也因此获得更高的成绩。
2.学习者知识的获得、非智力能力的提升成为研究的关注点
例如,俄克拉荷马州大学的Mohamed Mostafa Ibrachim人考察了多媒体学习认知理论(Cognitive Theory ofMultimediaLearning,CTML)在教育视频设计中的应用及作用。共计204名大学生参与了他们的研究,其中实验组的学生使用基于CTML理论的视频学习昆虫学,对照组的学生则使用普通的视频进行学习。实验结果显示,实验组的学生在知识结构和知识迁移方面获得更多地提高。
另一方面,学生的自我效能(self-effective)、自我调节能力(self-regulation)也是本次大会诸多研究者关注的问题。乔治亚南方大学的R,Caroline JonescChades Brent Hedges开发了一个测量工具SELMA,用于测量学习者在在线环境下,或者技术密集的异步学习环境中学习数学时的自我效能感,261名正在修读大学代数课程的学生参与了SELMA调查。根据主因素分析的结果,量表最终抽取出因特网自我效能、数学自我效能、学术自我调节和数学自我调节四个元素。此外,乔治亚大学的
Thcodre J.Kopcha和圣地亚哥州立大学的Christianna L.Alger开展了一项调查研究。研究的结果表明,使用技术促进的师范生监督(Technology-Enhanced Student-Teacher Supervision,TESTS)的师范生表现出更高地自我效能水平。
3.在移动学习的技术设计、开发过程中应用设计研究的方法
伦敦都市大学学习技术研究所的John Cook、德国卡塞尔大学的Ben Bachmair和伦敦教育研究院的Norbert Pachler,曾于2010年提出移动学习的社会文化生态学(socio-cultural ecologyof mobileleaming)。在本次大会“教学技术”专题下的“PedagogicallyOrientated Mobile Learning Research:The Case of DesignResearch”主题中,他们和乔治梅森大学的Brenda Barman一起提交了三篇有关在移动学习设计中应用设计研究方法的论文。
Bannan认为,移动技术的加入,为原本就很复杂的学习环境增添了另一层技术功能可供性和限制性,使得正式教育和非正式教育之间的界限变得更模糊了。因此,在移动学习中应用设计研究的方法存在着更多地障碍和困难。而已被研究者们充分论述的综合学习设计框架(IntegrativeLearningDesignFramework,ILDF),能够为在设计研究境脉下检验应用研究和实证研究方法的整合情况提供框架。Bannan文章中综述了GO Inquire项目、LETS GO项目等几个移动学习设计研究的例子,这些项目运用了观察、视频分析、可用性设计和参与式设计等方法。这些项目的综述将有助于引导研究者讨论ILDF过程中其他相关的研究方法,从而为技术设计、开发和研究过程的整合提供指导。
在Bachmair、Paehler和Cook三人提出的移动学习的社会生态学中,有两个重要的议题:个人占用(personal appropriation)和用户形成的境脉(user-generated context)。其中,境脉的形成的是指当用户主动地选择、应用学习方案以满足自身的需求时,工具所产生的一系列行为。在境脉形成的过程中,用户是一个知情的参与者,而设计研究能够解决设计这种场景所面临的困难。Cook在文章中简要介绍了CONTSENS项目中的四个案例研究,该项目的聚焦点即为设计能够促进境脉形成的学习资料和活动。
Bachmair和Pachler以移动学习的社会文化生态学为基础,根据在七所学校中开展的为期一年的移动学习项目中收集到的数据,探讨了移动学习中的六个重要元素:非正式学习的整合、情景化学习的建立、学习与媒体境脉的形成、建立日常生活与学校工作之间的对话桥梁、支持学生日常生活中的出于教育目的媒体应用、建立响应学生发展和学习的境脉。同时,文章也对伦敦移动学习小组提出的概念框架进行了实证检验。
4.虚拟环境、游戏、在线学习方面的研究有所延续和深入
这其中的一些研究开始将技术的应用与学生的实际行为进行关联。例如,雪城大学的分布式协作工程设计课程中的高级互动发现环境(Advanced Intrusion Detection Environment,AIDE),为学生提供了大量的同步在线工具和交流设备。Yiyan wu对学生选择和使用这些工具,以及小组成员间的社会交流进行了分析,描述了不同小组的社会交流图式是如何与该小组的技术使用图式相关联的。
另一方面,研究者所使用的研究方法也日益多样化。例如,俄克拉荷马州立大学的PahsaAntonenko和堪萨斯城儿童医院的Serkan toy使用多元聚类算法(multivariate clusteringalgorithms)分析在线学习环境的登录数据。这一算法使得研究者可以根据学习者参与的活动类型,对点击流数据进行归类。他们陈述了在在线问题解决环境中,如何使用K-means聚类分析和Ward’s聚类分析,同时也指出了使用聚类分析方法分析学习者在线行为的优势和缺陷。
(二)学习科学
本次大会的“学习科学”专题下共设10个主题,内容涉及“数学与科学”、“身份认同”、“游戏设计”、“课堂互动”、“学习科学方法论”等。
1.研究者们对学习科学的热点聚焦之一的“身份认同”进行深入探究
宾夕法尼亚大学的Deborah A.Fields认为,太多的研究只关注“实践”和“叙述”两者中的一个,于是他使用身份认同的三个分析视角,来理解青少年在跨越情境和时间的情况下是如何形成身份认同的。他认为,身份认同应该包含严格区分但又密切相关的三个概念:实践中的身份认同(identities―in-practice,即时活动),自我叙述(self-narratives,自我理解)和他人叙述(others’-narratives,其他人对某人的理解)。Fields的研究跟踪了4名1l岁的孩子,对这些孩子在班级、体育活动、和同伴玩耍、和家人一起等不同情境中的行为,进行了观察录像(共计280/小时),并对四名对孩子的生活起重要作用的年轻人进行了访谈(共计60次),对不同情境中身份认同的轨迹建构进行了分析。通过对其中一位名叫célie的孩子的个案分析,Fields指出了在不同的情境中,不同的实践、自我叙述和他人叙述三者之间的互动,是如何塑造出身份认同这一不同轨迹的。
James Gee的理论主张,每个人在不同的情境中都具有四类身份认同:自然身份认同(Nature identity,指代个人的生物学特征)、机构身份认同(Institutional identity,指代与社会和组织结构相关的个人特征)、对话认同(Discourse identity,指代社会互动中产生的特征)和类同认同(Affinity identity,指代个人的兴趣、爱好等)。但在不同的情境中,每类认同所表现出来的程度有所不同。加州大学戴维斯分校的Cynthia CarterChing以Gee的理论为起点,使用扎根理论、诠释学对话、案例分析的方法,对在线课程以及参与课程的37名教师的播客进行了分析,指出在博客这一情境中,对话认同是最初的聚焦点。
佛罗里达大学的Ben Devane在进行了为期四年的基于游戏的学习社区CivWodd的探究中阐述了两个问题:(1)基于游戏的学习社区中关于身份认同的信息是如何随着时间的推移而呈现出来的?(2)我们是如何理解身份认同在不同的时间标度上形成的过程?他将身份认同视作是在不同时间标度内发生的,内部相互联系过程的多层次系统。研究以一个8岁的非洲裔美国人Salim为例,通过使用人种志话语分析框架,对50个小时的互动数据进行分析,可以发现他的认同努力(identity work)可以被
认为是一种身份认同的纽带。通过这一纽带,在特定的时间范围内,身份认同的不同轨迹和认同努力在多个层面上相互交织在一起。
2.儿童的直观概念作为科学学习的基础
美国国家科学基金会(NSF)的Gregg solomon认为,如何将儿童认知能力的研究与早期教育情境中科学和数学的教学方法结合起来,是NSF及教育科学与工程评价项目(Research and Evaluation 0n Education in Science and Engineering,REESE)的主要关注点之一。美国罗格斯大学的Roche!Gelman),为,学前儿童经常基于感觉做出判断,这些判断可以作为儿童学习的基础。在Gelman的研究中,儿童们围坐一圈,轮流观察一个苹果,研究者记录下儿童的回答。随后,儿童们开始推测苹果里面是什么样子的并切开苹果检查他们的推测。之后他们又开始对比和比较两种不同的水果,使用放大镜做更细微的观察。随着时间的推进,儿童对于“水果”一词的理解更有意义,知识组织得更有条理。
此外,密歇根大学的E.Margaret Evans和Jonathan Lane通过儿童对共同祖先和自然选择这方面的研究发现,儿童的直观概念为他们的科学理解提供了坚实的基础。加州大学伯克利分校的Kathleen E.Metz对关于小学低年级阶段进化论课程的教与学进行了研究。研究者通过植物学和动物学两个课程模块来确定教学内容。随着时间的推移,通过前后测和嵌入式评价对概念性发展做出横向分析,发现学生对进化论的了解加深了。此项研究揭示了小学生能够掌握一些自然选择机制的核心观点,并利用这些观点阐释生物机制的改变。
(三)技术・教学・认知・学习
本次大会的“技术・教学・认知・学习”专题共包括11个主题,内容涉及“知识地图”、“计算思维”、“高级认知”、“高级学习”、“学习环境”、“教师教育”、“适应性教学系统”等方面。
1.计算思维(ComputationalThinking,CT)的定义、教学策略和支持
例如,加州大学圣他库斯分校的Linda L_Werner等人报告了正在进行中的研究:使中学生参与计算思维的策略研究。他们认为,计算思维作为在信息社会中发展所需的关键技能,受到学者们越来越广泛的关注和研究,但是如何使中学生参与计算思维却没有具体的指导。其中一个原因是目前计算思维的概念在学者间还没有形成统一的共识,但教育工作者需要更明确的定义、教学策略和评估工具以支持学生培养和发展计算思维。在本次大会中,他们报告了在研究中用到的使中学生参与计算思维的策略,并对研究中对这些策略的有效性的评估方法进行了介绍。目前为止的研究结果表明,合作解决问题的学生相比单独解决问题的学生,有着更加频繁和复杂的计算思维活动。
圣塔菲研究所的Irene Lee在本次大会中介绍了GUTS项目中所用到的教学方法和用以评估学习者计算思维的考察方法,探讨了如何在复杂系统中通过建模和仿真培养学习者的计算思维。GUTs是一个在暑期和课余时间开展的关于科学、技术、工程和数学的项目。参加项目的中学生将对社会的实际问题进行调查和模拟。在GUTS项目中,建模和仿真是培养学习者计算思维的主要方式。学习者在理解、研究和解决实际问题过程中进行计算思维。研究结果表明,参与者学会了组建自己的模型,锻炼了能力,计算思维作为一种问题解决方式也被采用。更为重要的是,参与者能够将计算思维迁移到其他实际问题中。Irene Lee指出这项研究的意义在于:(1)介绍了一种中学生的计算思维在实践中的表现模型;(2)建议了一种培养计算思维的教学过程;(3)提出一套用以评估青少年计算思维的工具。
2.适应性教学系统(Adaptive Tutoring Systems)仍是研究的热点之一
苏塞克斯大学的Benedict du Boula介绍了动机在智能教学系统(IntelligentTutoring Systems)和其他适应性教学系统中的角色。在智能教学系统和智能学习环境领域中,Boulay致力于研究此类系统和环境在知识和技能获取中发挥的作用及其在中小学、大学和公司培训中的应用,目前研究围绕着元认知――学习的情感和动机层面而不是仅限于认知层面。例如,帮助学习者管理和调节自己的学习,通过采用长期有效的策略,采用系统游戏化(gaming the system)来避免短期的不适应等;帮助学习者调节伴随学习产生的不同感受;探索激励和促进学习者进一步学习的方法等。在本次大会中,Boulay回顾了在Sussex研究中针对这些“元”问题用到的方法,探讨了系统是如何处理这些动机问题的。
“技术・教学・认知・学习”专题的主席,来自MERGE研究所的Joseph M.Seandura,他是雪城大学、密歇根大学、MIT、斯坦福大学、佛罗里达州立大学、宾夕法尼亚大学等多所高校的名誉教授,曾发表200多部公开发表物,其中包括8部有关心理学、软件工程、人工智能、数学教育和教学研究的书籍。Scandura教授是结构学习理论(Structural LearningTheory)的提出者,《数学教育研究》杂志创办人,《结构学习和智力系统》杂志总编辑。同时,他还是美国心理学协会、IEEE、ACE、AERA成员,曾多次在在AERA、国际心理学大会、软件技术会议等会议上组织分会议、发表讲话。在本次大会上,他介绍了“TutorIT数学”(WWW.省略)。由美国国家科学基金会(NSF)资助的TutorIT数学提供了一种将自动化(automation)运用于教育的新方法。TutorIT学教程可以动态地调整教学内容以满足学习者个性化需求,迅速判断学习者已经掌握和未掌握或需加强的学习内容,然后组织并呈现与学习者当前学习能力最相关的学习内容。TutorIT学教程能够保证学生掌握各种数学技能,学习者在选择学习内容后,只要能完成一个给定的TutorIT数学教程的学习,就能够掌握这种技能。TutorIT数学是基于计算机的教学(CBI)系统的一个重大进展。其他CBI教学本质上都遵循相同的模式:提供教学,然后进行测试,看学习者掌握了哪些内容,是“一种教学适合所有学生(One size fit all)”,没有提供“一个学生对应一种教学(One-to-One)”的个性化关注。TutorIT学的目的不是要取代教师,而是通过比任何人或教科书更有效地完成教学中可以自动化的部分的方式,支持传统教学。
(四)非正式环境中的学习
本次大会中,“非正式环境的研究”专题下共设8个主题,但相关的研究在“学习科学”、
“在线教与学”等其他专题中均有所涉及。
1.场馆中的学习仍然是非正式环境研究的重中之重
蒙特利尔大学的Arme-Marie Emond主张文化机构中的研究
必须关注参观者与艺术品的互动交流,这样才能引导艺术博物馆的专家设计艺术品以及确定它们的摆放位置。但文献中却鲜有艺术博物馆研究如何引导博物馆专家更好理解参观者与艺术品的互动。为了完全理解参观者的想法以及使展品变得有意义,必须记录参观者之间的对话。另一方面,研究者们认为,科学学习的动机、好奇、情感的参与以及意愿坚持都是科学学习的重要方面。杜兰大学的Lisa E.Szechter和Elizabeth J.Carey主要探究学生的科学态度是否能够决定他们对待两种不同展品时所做出的行为。实验包含两个任务导向不同的展品。一个有明确的目标,另一个则无。对科学有着极大兴趣的学生对开放式的展品即没有明确目标的展品,表现极大热情并且对其做观察记录。研究证明,观众在展品中表现出来的态度就决定了他们的观察方式。美国阿克迪亚大学的Julia D.Plummer和Kim J.Small采访了36名天文馆专家关于他们设计学习环境的信念以及对观众的期望。研究揭示了天文馆专家比起其他非正式研究者们更重视知识的增长。
2.认为儿童科学教育的重要性在于一个事实
科学知识是广泛参与民主社会的基础
这个论点中隐含的一个假设是,利用科学作为理性思维。美国西北大学的Pryce Davis对一个有关科学对话的电视节目进行探究,主要展示参与者是如何使用媒体产物的知识对假设做出判断。研究结果证明,在众多公共知识范围里,独立的科学知识不能走向成功的道路。科学学习无处不在,学习资源更是广泛地存在我们生活的环境中。密歇根大学的JonD,Miller使用长达22年的针对美国青年的纵向研究(Longitudinal Study of AmericanYouth,TheLSAY)报告中的数据,介绍了美国年轻人对不同层次――因特网、电视、书籍、杂志、博物馆、动物园、水族馆、天文馆,以及俱乐部还有一些机构组织的非正式科学学习资源的使用情况。该研究从1987年开始调查这些7到10年级的年轻人,获得了大量非正式科学学习的实质内容,并揭示了大学水平的科学课程,是促进非正式科学学习资源使用的主要因素。
(五)技术作为教与学的变革
本次大会中,该专题下共设13个主题,内容涉及“分析和评价教师知识”、“K-12在线学习”、“教与学中的技术”、“教与学中的游戏与设备”、“教与学中的社会工具”等。
1.TPACK相关研究仍旧受到不少研究者的关注
在“AnaIyzjⅡg and AssessingTeacher Knowledgeand Practice'’主题中,研究者们就教师TPACK水平的测量和评价进行了探讨。这其中的一些研究主要关注TPACK评价量规的开发与建立。北卡罗来纳大学的David K.Pugalee和俄勒冈州立大学的Margaret L_Niess认为,尽管目前已有不少研究者开发过不同的教师TPACK评价量规,当前有关TPAcK评价的研究将TPACK的结构过于简单化。他对之前的TPAC商平价研究进行了综述,提出要建立一个完善的评价量规。又如,蒙大纳州立大学的Nicholas Lux、Art W.Banget和波士顿太学的David Whittier开发了一份职前教师TPACK调查问卷,并使用探索性主因素分析、验证性因子分析对问卷的题目进行了删选。最终问卷保留了除去TCK外的六个部分,共计25道题目。同时,TPACK概念的提出者Mishra和Koehler也指出,测量工具的信度和效度是当前研究的核心问题。
此外,另一些研究则关注在各项教师教育项目中,教师TPACK水平的变化与发展情况。例如,斯塔顿岛大学的IrinaLyublinskaya和Eleni Toumakj开发了一套量表,用于评价教师的书面文本和行为。这些教师在纽约的公立学校教授综合代数。为期一年的PD课程要求这些教师在课程中使用TI-Nspire技术。研究结果显示,教师TPACK水平的变化并非线性。如果教师的TPACK水平更高,学生的成绩更好。特拉华大学的Chrystalla Mouza、Sule Yilmaz Ozden、Rama Nandakumar与弗吉尼亚联邦大学的Rachel A.Karchme用Schmidt等人的问卷,对职前教师的TPACK进行了测量,发现在技术整合课程的前后,教师们的TPACK知识获得了很大地提升。此外,美国开展了一项大规模的专业发展项目,培训教师将笔记本、移动设备和其他工具整合到中学的课堂中。内华达大学的NealStrudler、P.G.Schrader和克拉克郡学区的Loretta Asay对该项目对的影响进行了调查。发现该项目有效地影响了参与者的态度、自我效能和TPACK水平。
2.技术使能的评价(Technology-Enhanced Assessments,TEAs)
如今。通过技术传递的评价在各级测试机构中已成为趋势。然而仅仅是将纸笔测验进行数字化并不能发挥出TEAs的潜在优势。为了设计和传递易于被广大学生获取的、精确的测试,TEAs可以和通用设计(UniversalDesign,uD)的原则无缝地结合在一起。在“Technology as anAgent for Change inRethinking the Design and Delivery Of Assessments for AllStudents”主题中,研究者们深入剖析了TEAs是如何使得更好的评价和测量得以实现、如何促进测试的可获取性以及测试评价的有效性等议题。
哈佛大学的Jody E.Clarke-Midura的研究采用以证据为中心的设计(Evidence Centered Design,ECD)框架,设计评价并确保其有效性。通过ECD框架,研究者们将需要测量的知识、技能和能力与可观察的任务关联起来。在本次大会中,他进行了演示,举例说明研究中所设计的TEA是如何提供有关学生认知路径(cognitive pathways)的相关信息。在他的研究中,TEA不仅仅计算点击的次数,还对学生在探究问题中的行为进行捕捉和解释。目前,clarke-Midura正在开发在线报告形成工具,为教师提供及时的反馈。此外他也将开发量规和算法以解释和分析不同学生的认知路径。
(六)教师专业发展
有关教师专业发展的研究在多个分报告和特别兴趣小组中均有涉及。但总的来说,这类研究仍旧可以大致归为两类:技术作为教师专业发展的工具与途径,以及教师的教育技术能力。
1.视频分析作为促进新手教师成为专家教师的方法
视频在促进教师反思方面的作用一直是一个研究热点。在本次大会的“技术・教学・认知・学习”专题下的“Acceleratingthe development of expertise in classroom teaching'’主题中,研
究者们探讨了视频分析的教学方法在促进职前和在职教师成为专家教师中的作用。研究者们认为,如果教师能更好地分析课堂,更好地关注课堂中学生的思维发展,并因此更好地开展以学生为中心的教学,学生将获得更多提升。
加州大学洛杉矶分校的Karen B,Givvin、Catherine T,Chen、HelenE.Garnier登人,介绍了科学教学分析视频案例(Videocases for Science Teaching Analysis,VISTA)项目的开展情况。在该项目中,5个在线模块被开发用于支持K-8职前教师教授科学方法论课程,重点是教师对课堂中学生的思维和科学内容故事线的关注。共计30名教师参加了项目,其中的7名组成了控制组,剩余的23名组成了对照组。教师观看四段五分钟长的视频,并对视频做出教学、学生和教学内容三方面的书面评价。多层线性分析的结果显示,VISTA项目促进了职前教师的课堂分析能力。
加州大学尔湾分校的Elizabeth A.VanEs、Mary E.Cashen和Anamarie Auger的研究,同样关注职前教师是否能够在职业生涯的早期学会关注学生的思维,并根据观察所得的情况,开发更具学生中心性的教学。研究发现,参加基于视频课程的教师对课堂的关注点确实发生了转移,但是每位教师转移的方式不同。一些教师开始关注某几个学生的观点,另一些教师则关注整个班级的学习情况。但总体来说,教师们还投有将有关学生学习的证据和自己的教学对学生学习的影响联系起来。
南伊利诺伊大学的Peter Fadde和Vien Cao的研究,将已经在体育界、医疗界和法律界得到广泛和充分应用的基于专家的培训的理论框架(Theoretical Framework Expertise-based Training,XBT)作为教学设计的理论框架之一。在他们的研究中,专家教师和新手教师都对同样的视频进行编码。新手教师完成编码后,将自己的编码结果与专家教师的进行对比,并对其中的差异进行书面的反馈。
2.教师的教育技术能力依旧是研究者们关心的一个问题
例如,普渡大学的Ayesha Sadaf,Tim Newby和Peggy AErtmer对职前教师将Web 2.0整合到未来课堂中的观点、倾向,及其影响因素进行了调查。他们使用解构式计划行为理论(Decomposedtheory of planned behavior)作为理论框架,分析所收集到的数据。研究发现,职前教师倾向于在未来的教学中整合博客、维基和社会网络工具,而他们对Web 2.0技术有用性的看法是影响这些整台倾向的主要因素。又如,匹兹堡大学的Peter Samuelson Wardrip和Louis M.Gomez凋查了教师是否、以及如何在教学工作中利用学生的社会网络数据。研究发现,教师会根据学生的社会网络数据,设计各种分组策略,以促进学习并建立正面积极的课堂文化。此外,一些研究者就教师对技术整合的看法进行了调查,其中包括教师的教学信念和技术整合、学生学习的关系、教师的反思对教师技术整合理解的发展作用。
(七)在线教与学
在本次大会中,“在线教与学”专题下共设8个主题,内容涉及“美国K-12教育中的在线学习”、“在线讨论的方式”、“在线环境下社会临场感的建立”等。
1.支持在线教与学中的讨论、交流与互动,促进学生的思维发展
西蒙弗雷泽大学的Alyssa F.Wise、Farshid Marbouti等研究者共同探究了在线学习论坛中学生互动的不同形式,根据学生在论坛中表现的行为,划分为三种类型:周密型、自我监控型、独立型。周密型的学生完全按顺序阅读所有的帖子,再访大量不同的告示。自我监控型的学生则花大量的时间检查他,她的帖子是否有回应,继而对他/她自己的帖子进行编辑或者回复。独立型的学生仅仅是把论坛作为他/她个人自我反思的工具。另一方面,如何更好地设计在线讨论或组织在线讨论,这需要技术支持。印第安纳大学的Craig D.Howard和Rodney D Myers为在线异步讨论提供了视频注释的技术,不再受时间和空间上分离的局限,极大提高了学习者的在线交互水平。此外,支持在线学习的讨论工具一直是研究者们研究的重点。海伍德社区学院的Marlowe Mager和Steven Houlet呸有西卡罗来纳大学的Meagan Karvonon。对在线讨论板(DBs)和学生成绩之间的关系进行了探讨,回答了以下三个问题:(1)什么影响了教学设计、教学参与以及学生在DBs中的学习成绩?(2)参与DB的学生是否能预测到在随后的课程学习中的成绩?(3)成绩不同的学生是否能在他们所发的帖子中表现出极大的不同?
2.从在线教与学的视角出发研究社会临场感问题
科罗拉多大学的Patrick R.Lowenthal和Jatma c.Dunlap认为,社会临场感或许是解释人们如何在线互动的最佳原因。在线教育者们试图在教学过程中,以不同的方法来建立该课程的社会临场感,但迄今为止,研究者还不能确定采用何种最好的教学策略来创建社会临场感。乔治梅森大学的Lyrmo Sehrum、MaryEnglish和Lyndsie Galizi根据社会临场感理论,为社区学院的老师和学生提供课程资源和创新性策略,并为其创建学习共同体。研究数据来源于教师每周的日记、研究员每周生成的提示,以及两月一次的小组讨论。对收到的数据进行质化研究并对其主轴编码(axial coding),研究结果显示,创建社会临场感是一个需要时间、精力和信任的过程,一旦确定社会临场感,在线互动就能渐渐开展起来。
(八)虚拟学习环境的应用案例
本次大会中“虚拟学习环境应用研究”专题一共聚集了有关“虚拟环境中的”、“虚拟学习环境的应用研究”、“关于新媒体的创新评估(虚拟+游戏+混合现实)”、
“虚拟世界教育研究”、“虚拟世界应用于教学和学习”等8个主题。
1.教育者对多用户虚拟环境的看法
为了解教育者对多用户虚拟环境(Multi-UserViralEnvironment,MUVE)用于教学的看法,新西兰梅西大学的Vimani Gamage、AlexeiTretiakov和BarbaraCrump开展了一项定性研究,实验数据来源于对参与实验的教育者进行半结构化访谈和问卷。问卷以使用MUVE教学的潜在好处及影响技术采用的因素为核心,采用开放式问题以鼓励实验参与者详谈他们的观点和看法。实验结论包括:(1)在使用方便性上,许多教育者认为参与者在游戏玩家/非游戏玩家、男性/女性、“数字时代的土著民”/“数字时代的移民”这三方面差异是导致使用差距产生的可能原因。(2)很多教育工作者认为MUVE与电脑游戏间的相似性是MUVE被采用的障碍,因为“人们会将MUVE中的任何事物
都当成是游戏,重视度不及以正规形式出现的内容”。关于流体验,研究者们担心学习者在MUVE中的注意点是与学习无关的方面,同时也担心沉迷成瘾。(3)对于MUVE中的情感连接,学者们表示怀疑。研究表明,有使用Second Lifr教学经验的教育者和那些没MUVE经验的教育者在使用上差别不大,尽管没有相关经验的教育者在使用MUVE上比较谨慎,但两个组XCMtE应用于教学的整体态度还是积极的。
2.虚拟环境中的评价问题
电脑和3D浸入式虚拟环境的出现,为学生学习行为研究提供了方便,研究者能够在学生学习过程中收集研究的相关数据。但鉴于3D浸入式环境的开放性和探索性特点,如何在3D浸入式环境中设计和开展评估活动成为关键。在本次大会中,哈佛大学的Michael Charles Mayrath等人介绍了一种在虚拟环境中设计评估活动――基于证据中心设计的框架。评估活动能为检测学生的知识、技能和能力(KSAs)水平提供依据。资料观察和测试数据分析结果表明,这个框架在系统设计虚拟世界评估活动中是可行的。来自亚利桑那州立大学的Brian c.Nelson等人,则探讨了视觉信号技术(visual signalingtechniques)对学习者外在认知负荷和评价有效性的影响。研究结果表明,视觉信号技术可以降低学生外在认知负荷且能够提高评估有效性。
此外,开放式虚拟3D环境中嵌入自动的评价系统,已经成为了最近研究的一个焦点。一些支持评价的模型也得以开发,用于指导技术的设计以支持教师和学生。最近这方面的研究表明,任务所花费的时间、行为的精确性以及完整性都是有用的指标的。然而,当设计者和开发者面临决定在哪里、如何有效地实施技术结构以支持核心功能时,他们还需要更好地指导。犹他州立大学的Brett E.Shelton、Jon Scoresby、Jeffrey Olsen、Mary Ann Prlin和Chad Coats的研究,就为有效的开发策略提供了借鉴。Kurt D,Squire等人则探讨了在数字化学习环境中研究嵌入式评价策略的有效性问题。
3.虚拟世界中的人物化身(Avatar)
虚拟世界为用户提供了诸如视频、音频和文字等多种交流渠道,使得以计算机为媒介的沉浸式交互成为可能。而以“化身”为中介的身势语及物理操作则更加丰富了这些功能。在这个虚拟环境中,教师和学生相当于雇佣了一个“化身”在虚拟环境中建立起他们在课内和课外的社会存在。
圣地亚哥州立大学的sabine Karine Lawless-Relfj等人分享了她们“Second life中教师‘化身’的社会存在和行为表现”的研究。Karine和Reljic的研究致力于Second Life在高等教育的应用,他们认为,教育研究者已经在研究教师即时行为对学生感知教师社会存在、学生满意度、动机和学习的影响,但极少有研究者注意到在3D虚拟环境中即时行为的影响或代表教师的“化身”的即时行为影响。因此,他们采用两因素混合设计研究法,分析了Sencod Life中教师“化身”的即时行为与学生感知的教师社会存在、学生“化身”共同在场和学习结果的关系,并对当前及未来使用教师“化身”提出了一些建议。例如,使用教师“化身”时要注意副语言行为,如音质特征、情感和韵律特征和非语言行为,如人际距离、手势语、人脸表情、唇部同步和目光接触等问题。
阿肯色大学的Dennis Beck介绍了“化身”选择对教师对学生成功的期望和观点的影响。在MUVE中,学习者可以以“化身”的形式与空间中的其他用户及环境物体进行实时交互,也可以通过自定义种族和性别等信息选择不同外表的“化身”。Dennis Beck研究旨在分析学生“化身”的选择,对教师预期和感知的影响。在研究过程中,SecondLife中的教师被要求浏览学生“化身”的成绩单、图片和视频,然后填写调查问卷。研究结果表明,学生对“化身”的种族和性别的选择,在一定程度上会影响教师的预期和感知。
(九)新兴技术
从本次大会参与者提交的论文中我们发现,国外的一些研究表现出了对新兴技术的快速反应与跟进。这些新兴技术包括近两年来在国内外流行的微博客、电子书和Apple系列产品。,
1.研究者围绕Apple系列产品展开了初步地研究
德克萨斯大学附属小学的Benjamin Paul Kramer开展了一项质性研究,调查iPod对9年级英语学习者的阅读学习的影响。研究者在iPod中存入了阅读文章的完整音频文件和自行设计的播客,对书的章节进行概要讲述。研究的重点放在iPod对学生阅读文本、参与课堂活动的促进作用。研究结果显示,iPod被广泛地认为提供了学生在课外时间中学习的学术支持。
2010年1月27日,在美国旧金山欧巴布也那艺术中心举行的苹果公司会上,Steve Paul Jobs亲自了传闻已久的平板电脑iPad。时隔一年多,哥伦比亚大学教师学院的TingYuan、Hui Soo Chae、Gary J,Natriello、George Natwi、Pranav Garg、Zhou Zhou、Joarme Agnitti等人,就在本次大会的“教与学”分报告中的“FromiPadsto podcasts:Alook at socialmedia and 21st-century learning”专题、“技术・教学・认知・学习”主题的海报专题
“Issues in technology,lnstruction,cognltlon,andlearning”中,展示了两项有关iPad的初步研究。
其中的一项研究调查了高中生如何看待使用iPad中的e―book阅读器进行学术工作,并开发了用于未来有关e-book用于学术阅读研究的调查方法。根据创新推广理论(innovatlon difffisiontheory),研究者设计了一份开放式问卷,并对学生使用iPad进行阅读的过程、他们选择iPad中的e-book阅读器进行学术阅读进行了访谈。学生X~iPadWe-book阅读器给予了积极的反馈,然而在选择阅读器进行学术阅读时,不同的学生给出了不同的答案。研究结果表示,要将这类工具引入学校教学仍需谨慎。
第二项研究对八个iPad电子阅读器的六大功能进行了考察,以评价每一个电子阅读器对支持学术工作的有效性。考察的结果与12位大学生、研究生认为的有用功能进行了对比。研究结果表明,如今常见的iPad上可用的电子阅读应用和参与者所期待的学术型电子阅读器之间,还存在着一定的差异。尤其是参与者认为的学术型电子阅读器应具备的核心功能,目前还没有得以实现。因此,研究者认为需要针对高等教育机构中积极地、参与式的学习,设计电子阅读器模型。
尽管这两项研究属于预研究,且只针对iPad中电子阅读器
应用,没有涉及到其他丰富的应用,但我们仍旧看到了研究者们对iPad这样的新兴技术进行深入研究的势头。而另一方面,国外的一些学校已经对iPad的出现做出了反应。例如,美国的Lake Minneola High School就开始选择使用iPad作为学校今后的学习设备。该学校投资70万美元给学生购买了1750台iPad,成为了佛罗里达中部首所给学生提供苹果iPad的公立学校。到9月份,该校的学生就将人手配备一台崭新的iPad。负责这一项目的创新性学习管理人Kathy Halbig表示,iPad的使用将改变该校学生学习方式和教师的教学工作方式。
2.电子书、微博客的教育用途也成为一些研究者的关注点
堪萨斯州立大学的Marilyn Kaft和Lotta Larson对电子书如何支持有阅读障碍的学生,以及电子书阅读器如何促进读者群体进行了研究,认为电子书的使用为差异化阅读教学提供了一条新的途径。田纳西大学的Anne McGill-Franzen和德州女子大学的Maria Cahill,则检验了学生在接触到和自由使用了一种专门为儿童设计的电子书(moving picture book)后的偶然性阅读学习情况。
近两年来,在国内非常流行的微博客也受到了一些研究者的关注。韩国大学的16名研究生参与了一个混合学习环境。在为期13周的学习中,他们使用了带有微博功能的智能手机。韩国大学的VnjungKo等人通过T检验、半结构化访谈、内容分析,发现TWjtter活动有助于促进参与者的社会临场感。美国大学的Margearet Austin Powers和布尔茅尔学院的HowardM,Glasser使用社会文化视角和扎根理论(grounded theory)的研究方法,调查了文学艺术研究生在使用Twitter微博平台时的反馈和经历。研究表明,研究生使用Twitter的经历,支持了积极的、非传统的师生关系的建立,以及更深层次的自我认同(self-identity)和理解。
(十)大脑、神经科学和教育
该专题下共设5个主题,内容涉及“任务设计与分析”“教育神经主题调查”以及一些教育神经研究案例。
1.教育神经科学研究中的测试任务设计与分析
认知神经科学与数学教育两个领域已经开始形成交叉。研究者们认识到,在学科交叉形成的初期,最重要的是关注任务刺激的设计。设计良好的测试任务既符合数学学科的原理,又适合脑电图研究,是跨接数学学习的社会、行为世界和大脑功能的物理和神经活动的桥梁。在“The Centrality of Task Designand Analysis for Documenting the Neural Basis for MathematicsLearning'’主题中,研究者们就这一问题进行了探讨和研究。
一些研究者从联系教育神经科学与数学教育的角度出发开展研究。例如,乔治梅森大学的Anthony E.Kelly认为,偏序集(Paially-Ordered Set,Poser)为描述认知功能的细节面貌提供了丰富的数学模型。鉴于认知状况是分层次的,Poset是认知能力的合适模型。其目的是,可以根据某个学生的可观察的反应确定他所处的、最有可能的认知状况。而Poset方法也适用于神经科学的评价,这为此类研究提供了可共享的任务设计原则。又如,加州大学尔湾分校的Michael E.Martinez和KIDLABe的Mary Layne Kalbfleisch为了跨接这两个领域,探究了两者的社会结构(social fabrics)。他们调查了两个领域的研究者是如何看待知识建构过程的,并探究了研究者们观点的差异如何增加了建立跨领域的理解的困难性。最终,他们发现一些概念成为了焦点,对两个领域的研究都具有一定的意义。
另一些研究者则从探究数学思维的角度出发开展研究。例如,KIDLAB的Mary Layne Kalbfleisch针对数学学习和认知中的重要元素“流动推理”(fluid reasoning)能力进行调查,展示了表征自然认知能力的重要性,以及分离出支持自然认知过程的基础技能的重要性。又如,俄勒冈州立大学的John YBaek和印第安纳大学的Richard Lesh使用了一种称为“模型抽取活动”(model-eliciting activity)的数学学习任务,抽取出问题解决境脉中的数学思维,澄清数学思维的本质并将其建模为大脑活动,从而解决神经科学研究中数学学习任务过于简单的问题。
2.神经科学技术在教育研究中的应用
在“Investigations,insights,and issues”主题中,研究者们分享了值得研究的神经科学和教育主题,并对这些研究进行了讨论。这些研究均涉及到具体学科的学习。例如,斯坦福大学的Jessica Tsang等人使用功能磁共振成像(Functional MagneticResonance Imaging,fMRI)技术,探讨了“知觉动作技能是否与抽象的数学概念相关”的问题…。佛罗里达中央大学的Enrique Oritiz在数学和阅读流利程度测试中,使用了功能近红外成像(functional near-infrared imaging,FNIR)技术。该项技术能够对大脑功能进行成像并对血液流动的变化进行测量。而血液流动的变化表示了思考、计算等心理过程的发生。又如,台湾国立高雄师范大学的Chia-Ju Liu~llHoun-Lin Chiu记录了被试在进行二维化学结构配对时的事件相关电位(Event-Related Potentials,ERPs),发现当学生需要进行心理旋转(mental rotation)时,反应时间变长。
我们注意到,近三年的AERA大会均开设了“Brain,Neurosciences,and Education”特别兴趣小组,但相比其他主题和分报告,该主题下的论文数量并不多。另一方面,2011年1月9日和lO日,国内首届教育神经科学国际研讨会在华东师范大学举行。因此,尽管目前连接神经科学与教育学两个领域仍需更多的努力,但从国内外的研究现状中,我们仍旧不难看出,教育神经科学将是未来国内外教育研究的一个发展方向。
三、研究特点和趋势
笔者所在的团队已经连续跟踪了三年的AERA会议情况。在每年的大会综述中,我们都选择了若干与教育技术相关的主题进行述评,并罗列出了详细地参考文献。国内的研究者们可以通过对三年述评中每个主题的横向比较,对感兴趣的领域的研究内容和走势有更详细地了解,从而开展更加深入细致地研究。在此,笔者对比了三年AERA会议的总体情况,总结出以下三点本次大会的研究特点与趋势。
(一)研究者们开始关注技术设计与应用中的社会参与、多元性、公平性等问题
本次大会的主题是“拓展社会想象力:以公共利益为导向的教育研究”。大会主席Kris D.Guti 6 rrez也在主题报告中提出教育研究应更多关注国家政策和公共利益。这一研究特点在本次太会的多个专题研讨、多位研究者的研究中的均有所渗透。在这些研究中,研究的对象不再局限于中小学生、大学生、研究生、教师这些主流群体,而开始关注成年人、非主流文化人群、残疾学生、天赋群体,以及不同文化、不同种族、不同性别、不同年龄、不同社会经济背景的人群之间的差异。一些研究则开始深入到教学过程中,关注技术支持和促进的教学过程中学生的参与、交流、互动和公平公正等问题。尽管从本次大会提交的相关论文来看,这方面的研究目前还不算太多,研究的深度也尚有待挖掘,但总体来说,这些关注点已成为教育研究的一个趋势。
此外,另一些研究探索了教育中的公众参与问题,有关美国的Zooniverse网站的研究就是一个例子。Zonniverse网站的定位是“公众科学(Citizen Science)”,即没有专业人员参与的科学研究。目前,该网站已经集合了一些公众科学的项目,已有440446名志愿者参加到了天文学和太空科学的研究。在非正式学习环境SIG中,研究者们探讨了是什么原因使得公众参与到这样一个自由选择的环境中,网站的设计如何影响公众的参与度。其中,牛津大学的Chris Lintott介绍了各个公众科学项目的选择和开发,尤其是“如何提供真实的科学研究”和“如何提供有吸引力的经历”之间的平衡。霍普斯金大学的Andrea Lardner和Jordan Raddick则以动机理论为基础,对影响公众参与Zooniverse的因素进行了研究。
(二)数据分析方法、理论支撑愈加体现出多样化的趋势。理论支撑与研究设计的结合更加紧密
在2009年的AERA年会上,教育研究就已经体现出了多种研究方法混合的趋势。在浏览本次大会参与者提交的论文时,我们发现这一趋势仍旧在延续,研究者们所使用的研究方法越来越多样化。除了问卷、访谈、观察、T检验、相关分析、内容分析等常见的数据收集和分析方法外,认知路径获取、结构方程建模、多层线性分析、多次回归分析,也被越来越多的研究者所应用。而像聚类算法、偏序集方法这样太多数教育研究者并不熟悉的研究方法,也开始被应用到教育研究中。
另一方面,理论的应用也同样显示出多样化的特点,社会文化视角、文化维度理论、扎根理论等理论的研究视角和方法,开始融入到教育研究过程中。此外,我们注意到这些理论在研究设计的过程所起到的切实的支撑作用。例如,应用多媒体学习理论、多媒体学习认知理论设计实验所需的视频、动画和图像;根据创新推广理论设计问卷;在评价的设计中使用以证据为中心的设计;将基于专家的培训理论框架作为教学设计的原则之一;使用解构式计划行为理论分析数据等。
(三)一些研究议题得以延续并被赋予新的意义
在本次大会中,像身份认同、社会临场感、Second Life、虚拟世界、社会化工具、TPACK等研究议题继续受到了研究者的关注。而相比前两年的大会,这些研究被赋予了新的意义。
这其中的一些研究开始形成新的研究聚焦点和研究议题。例如,在本次大会中,有关TPACK的研究将重点放在TPACK的测量工具的开发上;虚拟学习环境中的研究重视评价问题,并形成了嵌入式评价、自动化评价和情境性评价等议题;而模拟学习环境也关注真实感的问题,例如利用新兴技术为学生提供触觉反馈等1761;同时,学生的高级认知能力和相应的教学策略也是在线学习、教育游戏等研究集中关注的问题。
相比之下,另一些研究的视角则得到了拓展和深入。例如,北路卡罗莱纳州大学的LisaG,Hervey就在在1:1计算机环境下探讨在职教师TPACK发展的问题。而在“学习科学”专题中的一些研究者就对身份认同的多个维度和层次开展研究。亦有一些研究在已有的研究中领域引入了新的研究方法和框架,从而产生了新的研究议题。例如在移动学习中应用设计研究的方法,’在技术使能的评价设计中应用通用设计原则和以证据为中心的设计等。