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人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用范文第1篇

關(guān)鍵詞：隱喻；認(rèn)知功能；外語教學(xué)

中圖分類號：G4241

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002－0845(2007)06－0046－02

收稿日期：2006-12-12

作者簡介：孫厭舒（1979-），女，山東聊城人，副教授，碩士，從事語言習(xí)得及英語教學(xué)研究。

一、隱喻的認(rèn)知功能

對隱喻認(rèn)知功能的研究最早可追溯至亞里士多德時代。亞氏把隱喻看做是一個概念對另一個概念的替換，并且指出，詩歌中隱喻的運用有一定的語境(Mahon，1999)。隱喻的認(rèn)知功能在17和18世紀(jì)再次被Vico和Teasaoro提及，只是進(jìn)入20世紀(jì)以后，隱喻的認(rèn)知功能才被貶低，隱喻被當(dāng)成了一種靜態(tài)的形式邏輯的符號。例如Searle(1977)從語言學(xué)的觀點出發(fā)，把隱喻僅僅看做是一種語用現(xiàn)象。為此，萊科夫和約翰遜一針見血地指出，“典型的看法都認(rèn)為隱喻僅僅是一種語言特點，是語言的問題而不是思想或行為問題”(Lakoff & Johnson， 1980)。他們以《我們賴以生存的隱喻》一書大張旗鼓地提出了隱喻的認(rèn)知功能，從而把對隱喻的認(rèn)知功能的研究推向前所未有的高度。他們認(rèn)為，隱喻的本質(zhì)是通過甲事物來理解和體驗乙事物，人的概念系統(tǒng)就是通過隱喻建構(gòu)起來的，即所謂“我們的思想和行為本質(zhì)上都是隱喻的” (Lakoff,1980)。自此，對隱喻的認(rèn)知功能的研究逐漸發(fā)展起來。卡梅倫(1999)也指出，隱喻具有語言修辭功能、認(rèn)知功能和語用功能。國內(nèi)學(xué)者束定芳在《隱喻學(xué)研究》一書中，把隱喻功能劃分為修辭功能、語言學(xué)功能、詩歌功能、認(rèn)知功能、社會功能和文字游戲功能。其中隱喻的認(rèn)知功能主要指隱喻是人類認(rèn)識概念系統(tǒng)的基礎(chǔ)和組織經(jīng)驗的工具，為人類認(rèn)識世界提供了新的視角。一般認(rèn)為，隱喻的認(rèn)知機(jī)制主要體現(xiàn)為從源領(lǐng)域到目標(biāo)域的映射，表現(xiàn)為人的思維中存在的系統(tǒng)的概念隱喻。在特定語境中，這種概念隱喻常常意味著信息的篩選和整合，而且根據(jù)Lakoff的“不變原則”，這種認(rèn)知映射具有系統(tǒng)性特點，即源領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)映射到目標(biāo)域時，原有的基本圖式結(jié)構(gòu)不變。

二、外語教學(xué)中隱喻的應(yīng)用研究回顧

卡梅倫較早地探討了具有認(rèn)知功能的隱喻的應(yīng)用。她認(rèn)為，隱喻首先是一種語言使用現(xiàn)象，語言的認(rèn)知性與社會性相互作用產(chǎn)生了語言行為。因為語言是一個復(fù)雜的、動態(tài)的系統(tǒng)，語言資源只有在特定的語境中被應(yīng)用、加工，才能達(dá)到互動的目的。作為語言學(xué)者，應(yīng)當(dāng)揭示種種語言行為的內(nèi)在過程。因此，研究隱喻，要把隱喻的社會層面和認(rèn)知層面都包括進(jìn)來。在此基礎(chǔ)上，卡梅倫建構(gòu)了隱喻的應(yīng)用框架：1)理論層面；2)加工層面；3)神經(jīng)層面(Cameron， 1999)。近年來，第一層面主要研究隱喻的認(rèn)定和分類，第二層面主要指隱喻在特定文化語境下的作用和解釋，第三層面研究處理隱喻時的神經(jīng)活動。國外對隱喻的認(rèn)知功能的應(yīng)用研究已逐漸擴(kuò)展到很多領(lǐng)域，例如Gwyn(1999)有關(guān)隱喻的認(rèn)知功能在醫(yī)療中的應(yīng)用研究，Clarke (1999)對兒童話語中隱喻的分析，F(xiàn)orceville(2000)對廣告中隱喻的認(rèn)知作用的研究，等等。

相比之下，在外語教學(xué)領(lǐng)域里，有關(guān)隱喻認(rèn)知功能的應(yīng)用研究要少得多，僅有零星的研究散見在認(rèn)知語言學(xué)著作里。在首屆全國認(rèn)知語言學(xué)研討會上，龐繼賢和丁展平(2002)曾撰文討論過隱喻的應(yīng)用語言學(xué)研究，嘗試把卡梅倫的三個層面應(yīng)用于外語教學(xué)。王寅(2004)提出了在外語教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的隱喻能力的問題，蔡龍權(quán)(2005)也提出了把隱喻性表達(dá)作為一項外語交際能力的設(shè)想。但是隱喻的研究成果仍未在外語教學(xué)領(lǐng)域里引起足夠的重視。國外的相關(guān)研究亦很少，且多為母語為英語的二語習(xí)得研究。例如Cameron(2003)對英語國家課堂中出現(xiàn)的隱喻的分析，Cortazzi(1999)對本族語教師與學(xué)生有關(guān)“教學(xué)”、“教師”等概念的隱喻性理解和表達(dá)的研究。另外，這些研究也都沒有直接探討外語教學(xué)和隱喻的關(guān)系。

鑒于此，本文擬在前人研究的基礎(chǔ)上探討隱喻在外語教學(xué)中的主要應(yīng)用層面，分析外語教學(xué)中隱喻應(yīng)用的可能性，以期為隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用探索路徑。

三、隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中的應(yīng)用

隱喻作為一種認(rèn)知模式，出現(xiàn)在政治、經(jīng)濟(jì)等各類語篇中(孫厭舒，2004)。我們的外語教材中也有大量的隱喻。隱喻在外語教學(xué)中的作用不容忽視。

基于卡梅倫的應(yīng)用框架理論，在中國文化語境下，隱喻在外語教學(xué)中的應(yīng)用也可分為三個層面：1)語言層面；2)交際層面；3)文化層面。語言層面主要包括隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中對各種語言現(xiàn)象的提煉和組織的作用。隱喻在交際層面上的應(yīng)用是培養(yǎng)學(xué)生語言能力的重要方面，也是外語教學(xué)中經(jīng)常涉及的問題。文化層面上，隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中主要涉及到文化教學(xué)與語篇理解。

1．語言層面

語言層面上，隱喻的認(rèn)知功能主要表現(xiàn)在三個方面：(1)隱喻能有效地明確教學(xué)中的概念。Cortazzi總結(jié)隱喻的認(rèn)知功能對外語教學(xué)的借鑒之處時指出，“隱喻能有效地明確教學(xué)中的概念，系統(tǒng)地組織概念”(Cortazzi，1999)。隱喻在從一個領(lǐng)域向另一個領(lǐng)域的投射中，一些特征在被形象化、具體化的同時也系統(tǒng)地被提煉。在語言學(xué)研究中，不同的隱喻用來明確不同的概念。例如，Saussure認(rèn)為，Language is a game of chess．Chomsky提出 Language is growth，而Halliday則認(rèn)為Language is a resource。在外語教學(xué)中，一些較抽象或較陌生的概念可以借助隱喻來明確。寫作教學(xué)中的“大綱”(outline)，閱讀教學(xué)中的“框架”(scaffolding)等，都是利用隱喻來明確概念的。（2)隱喻性的映射可以用來解釋一詞多義現(xiàn)象，可以說明詞的具體義項和抽象義項之間的聯(lián)系，可以使學(xué)生了解詞的演變機(jī)制，從而更好地理解、記憶詞匯。認(rèn)知語義學(xué)認(rèn)為，支配著一詞多義現(xiàn)象的不同意義之間關(guān)系的原則是由具體到抽象的隱喻性映射。隱喻的認(rèn)知功能正是很多詞匯產(chǎn)生多義的原因。Lakoff舉過“foot”的例子：the foot of a mountain，the foot of a list中的foot正是將人們對人體的認(rèn)知投射到其他事物上產(chǎn)生的意義。再比如通過了解表示空間概念的詞，如“up”、“down”等在語義擴(kuò)展中的意義就可以深刻理解英語中介詞意義的多元性和抽象性(趙艷芳，2000)。(3)借助語言的隱喻本質(zhì)及其隱喻概念，學(xué)生可以更好地理解教材中的隱喻性語言。特別是在文學(xué)作品閱讀和欣賞中，對隱喻的正確理解和把握能有效地幫助學(xué)生提高閱讀能力，理解作品的修辭及意境。教師可以通過講解隱喻的認(rèn)知模式，幫助學(xué)生理解隱喻的含義，達(dá)到舉一反三的目的。例如，《新編英語教程》第6冊15課“Teaching as Mountaineering”中，教師被喻為登山者。這里教學(xué)是源領(lǐng)域，登山為目標(biāo)域。源領(lǐng)域和目標(biāo)域之間基于相似性而成功地被映射，固然是因為兩者都有艱難險阻，都能帶來成功的喜悅，但更重要的原因卻是，教師必須像登山者一樣善于“結(jié)繩”，即幫學(xué)生串起一個個知識點，或把書本知識和學(xué)生的實際聯(lián)系起來，把課堂教學(xué)和課外實踐聯(lián)系起來。通過對源領(lǐng)域和目標(biāo)域的相似性的把握，教師可以比較順利地把隱喻蘊涵的意義傳達(dá)給學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生的閱讀理解。

2.交際層面

① 選自Istvan Kecskes(1999)。語言的普遍隱喻化表現(xiàn)在詞匯和語篇中，也表現(xiàn)在受情景制約的言語中。Lakoff(1980：4)說：“隱喻充滿了我們的日常生活?！倍鳵ichards(1936：94)則指出：“我們的三句話里就有一句隱喻。”交際言語中出現(xiàn)大量的隱喻表達(dá)也是基于我們的隱喻認(rèn)知機(jī)制。隱喻源于我們的隱喻概念系統(tǒng)，而這一系統(tǒng)又源于我們對外部世界的體驗。我們可以想象，我們的祖先是從認(rèn)知空間和自己開始認(rèn)識世界的，所謂“遠(yuǎn)取諸物，近取諸身”。隱喻的認(rèn)知基于身體體驗，產(chǎn)生于一定的情境，并且必然受情景的制約(Lakoff & Johnson，1999：468)。例如“give me a break”①在特定情境中，它們意思并不是“讓我休息一下”，而是表示一種拒絕或反對。當(dāng)我們用“give me a break”表示拒絕時，所形成的并非僅僅是一個語言事實，而且是一個言語社區(qū)所共同認(rèn)可的交際行為。再如，在某特定情境中，“get out of here”①的意思也許并不是“l(fā)eave”，而是“don’t fool me”?？梢姡覀兘浑H中使用的隱喻化表達(dá)方式不僅普遍，而且是與語境密切相關(guān)的語言現(xiàn)象。對外語學(xué)習(xí)者而言，隱喻化表達(dá)既是一種語言能力，也是一種交際能力。

面對交際中大量的隱喻化表達(dá)方式，我們認(rèn)為，在外語教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的交際能力、隱喻性表達(dá)方式和思維方式是不可或缺的。但是目前我國外語教學(xué)中缺乏專門隱喻性表達(dá)的訓(xùn)練，外語教師甚至尚未建立起培養(yǎng)學(xué)生的隱喻化思維和隱喻化表達(dá)方式的意識。蔡龍權(quán)曾撰文指出，“隱喻性表達(dá)是外語交際能力的必要構(gòu)成，應(yīng)該把它設(shè)立為我們外語教學(xué)的一個高級性學(xué)習(xí)目標(biāo)”(蔡龍權(quán)，2005）。王寅(2004)也提出在外語教學(xué)中要提高學(xué)生的“隱喻能力”。兩位學(xué)者都提出要把隱喻確立為我們外語教學(xué)的一項內(nèi)容，是很有見地的觀點。

3.文化層面

隱喻的認(rèn)知模式也有不同的文化意蘊。如上所述，隱喻產(chǎn)生于體驗，產(chǎn)生于特定的文化情境，同時也是文化的組成部分。Lakoff指出，“我們所說的體驗決不僅僅涉及某個個體，確切地說，每一種體驗都是在一個廣闊的文化背景前提下產(chǎn)生的……所有體驗都完完全全是文化的產(chǎn)物”。隱喻本身的文化意蘊已是語言學(xué)界的共識。外語教學(xué)必須同時教授文化，這也已是外語工作者的共識。Swiderski(1999)詳細(xì)討論了如何通過閱讀和寫作來提高語言學(xué)習(xí)者的文化意識問題。

的確，講授隱喻固有的文化意蘊是進(jìn)行文化教學(xué)的一個方法。然而通過分析隱喻的認(rèn)知功能，可以在更深的層面上達(dá)到文化教學(xué)的目的。通過考察隱喻的認(rèn)知模式，考察隱喻對概念的整合功能和對信息的篩選作用，可以幫助學(xué)生更深刻地理解隱喻所傳達(dá)的文化意蘊。

四、小結(jié)

本文討論了隱喻的認(rèn)知功能在語言層面、交際層面、文化層面上在外語教學(xué)中的應(yīng)用問題。上述三個層面中，語言層面是基礎(chǔ)，交際層面和文化層面在語言層面的基礎(chǔ)上得以發(fā)展并與之相輔相成。

但是隱喻的認(rèn)知功能并非僅限于這三個層面。外語教學(xué)中學(xué)生聽、說、讀、寫幾個方面的語言能力是相輔相成的，隱喻的認(rèn)知功能對學(xué)生語言能力的影響也是多方面的。我們相信，通過提高學(xué)生對隱喻的認(rèn)知功能的理解，能夠提高學(xué)生的綜合語言能力。在外語教學(xué)中，雖然目前尚不可能進(jìn)行獨立的隱喻教學(xué)，但我們可以從隱喻的認(rèn)知功能這一角度對學(xué)生進(jìn)行必要的訓(xùn)練，使學(xué)生透過表面的語言現(xiàn)象，捕捉其中蘊含的文化信息，逐步培養(yǎng)學(xué)生對隱喻的認(rèn)知功能敏銳的捕捉力和隱喻化的表達(dá)能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］Forceville，C.Pictorial metaphor in advertising［M］．London：Routledge．2000．

［2］Lakoff，G.& M．Johnson，Metaphors We Live By［M］．Chicago：The University of Chicago Press.

［3］蔡龍權(quán).隱喻理論在二語習(xí)得中的應(yīng)用［J］．外國語，2003(6)：38～42．

［4］蔡龍權(quán).關(guān)于把隱喻性表達(dá)作為外語交際能力的思考［J］．外國語，2005(6)：21～26．

［5］孫厭舒.認(rèn)知研究與外語教學(xué)［J］．基礎(chǔ)教育外語教學(xué)與研究，2004(5)：50～53.

人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用范文第2篇

關(guān)鍵詞：特殊教育；多媒體技術(shù)；聽力障礙學(xué)生；應(yīng)用

在特殊教育的教學(xué)過程當(dāng)中運用多媒體進(jìn)行教學(xué)，主要是因為多媒體有著信息集成性、網(wǎng)絡(luò)性等特點。多媒體能夠?qū)⑽淖?、圖片、信息以及視頻等通過計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理，使處理過后的信息能夠滿足教學(xué)工作的要求。因為多媒體有著眾多的優(yōu)勢，所以在特殊教育當(dāng)中有著十分重要的作用和地位。

一、在特殊教育平面設(shè)計教學(xué)當(dāng)中多媒體教學(xué)的具體運用

在特殊教育平面設(shè)計的教學(xué)過程當(dāng)中運用多媒體，可以通過計算機(jī)技術(shù)對各種教學(xué)的信息進(jìn)行處理和控制。同時根據(jù)特殊教育平面教學(xué)工作的具體要求對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，使教學(xué)信息以及教育內(nèi)容能夠同坐圖文并茂的形式表現(xiàn)出來，使有聽力障礙學(xué)生的視覺受到強烈的沖擊，充分對聽力上面的缺陷進(jìn)行有效的彌補，使平面設(shè)計教學(xué)工作更加具有針對性以及有效性。同時還能在最大程度上提高聽力障礙學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時取得良好的教學(xué)效果。

1.在特殊教育教學(xué)當(dāng)中運用多媒體實現(xiàn)學(xué)生自我認(rèn)知

在特殊教育平面設(shè)計教學(xué)當(dāng)中利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)技術(shù)的特點充分發(fā)揮出來。通過計算機(jī)技術(shù)，可以在教學(xué)的過程當(dāng)中對文字、圖片以及視頻資料進(jìn)行交叉教學(xué)，對教學(xué)工作順利開展具有十分重要的意義。使聽力存在障礙的學(xué)生能夠直觀地看見平面設(shè)計的相關(guān)知識以及動態(tài)的演示過程，在這樣的情況之下，就能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及主動性。

另外，在教學(xué)的過程當(dāng)中也可以采取個性化的教學(xué)方式，這樣聽力障礙的學(xué)生就能夠積極主動的參與到教學(xué)環(huán)境當(dāng)中，通過外界的刺激使他們有了學(xué)習(xí)的動機(jī)和興趣。多媒體在教學(xué)當(dāng)中的運用就為特殊學(xué)生個性充分發(fā)揮創(chuàng)造了良好的條件，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中加強對自身的認(rèn)識。所以在特殊教育平面設(shè)計教學(xué)當(dāng)中運用多媒體進(jìn)行教學(xué)，不僅是進(jìn)行教學(xué)的一種手段和方法，同時也能在最大的程度上轉(zhuǎn)變教學(xué)的思維以及教學(xué)的目標(biāo)。

2.在特殊教育教學(xué)當(dāng)中運用多媒體使學(xué)生有效掌握知識

在教學(xué)的過程當(dāng)中通過視覺刺激的教學(xué)方法能夠使聽力障礙的學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。根據(jù)科學(xué)研究結(jié)果顯示，視覺是人類獲取信息的重要途徑，人類所獲取的信息當(dāng)中83%是來源于視覺，所以通過視覺刺激進(jìn)行教學(xué)對于聽力障礙的學(xué)生來說有著十分重要的意義。多媒體在教學(xué)的過程當(dāng)中有著很大的優(yōu)勢，聽力障礙的學(xué)生可以通過收對計算機(jī)進(jìn)行操作。在視覺沖擊和感官沖擊的作用之下，學(xué)生就能夠有效獲得平面設(shè)計的相關(guān)知識。通過這樣的教學(xué)模式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)互動，同時聽力障礙學(xué)生之間通過手語交流，將實踐操作的結(jié)果表現(xiàn)出來。同傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，這樣的教學(xué)模式不僅能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高，同時也提高了學(xué)生對于知識的理解能力。

3.在特殊教育教學(xué)當(dāng)中運用多媒體對教學(xué)信息進(jìn)行組織管理

在特殊教育平面設(shè)計的教學(xué)過程當(dāng)中運用多媒體技術(shù)，不僅僅是對文字進(jìn)行處理，同時還能對圖像、聲音（聽力未完全喪失的學(xué)生）等信息進(jìn)行處理。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的過程當(dāng)中，多媒體可以將文字、圖像、聲音以及視頻進(jìn)行存儲。教學(xué)設(shè)計的內(nèi)容可以是文檔，也可以是網(wǎng)頁的鏈接。通過對不同的教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)信息進(jìn)行存儲和管理，能夠形成不同的多媒體教學(xué)內(nèi)容，豐富了平面設(shè)計教學(xué)的知識。這種對教學(xué)信息進(jìn)行管理的模式主要有以下幾點優(yōu)勢：第一就是能夠按照特殊教育的具體教學(xué)要求，把不同的教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)信息整合成一個有機(jī)的教學(xué)信息系統(tǒng)，使教學(xué)的內(nèi)容更加具有整體性。第二就是能夠按照特殊教育的具體教學(xué)要求，把不同的網(wǎng)絡(luò)資源信息整合成一個有機(jī)的教學(xué)信息系統(tǒng)，使教學(xué)的內(nèi)容更加具有整體性。第三就是能夠根據(jù)聽力障礙學(xué)生平面設(shè)計知識與實際的操作水平，把課本的知識同相關(guān)的補充知識形成教學(xué)內(nèi)容的整體，使教學(xué)工作更加具有針對性以及有效性。

二、多媒體技術(shù)在特殊教育平面設(shè)計教學(xué)當(dāng)中的發(fā)展趨勢

1.將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同多媒體技術(shù)相結(jié)合

將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同多媒體技術(shù)相結(jié)合主要的作用就是能將教學(xué)的信息進(jìn)行公開化，使教學(xué)信息能夠滿足學(xué)生日常的學(xué)習(xí)要求。比如特教老師可以把自己的平面設(shè)計作品通過網(wǎng)絡(luò)傳到網(wǎng)上，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)對老師的平面設(shè)計作品進(jìn)行觀看和學(xué)習(xí)，同時還可以通過網(wǎng)絡(luò)同老師進(jìn)行學(xué)習(xí)心得的交流。很明顯，在特殊教育的平面設(shè)計教學(xué)當(dāng)中，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠在具體的教學(xué)過程當(dāng)中發(fā)揮重要的作用。

2.將仿真技術(shù)同多媒體技術(shù)相結(jié)合

將仿真技術(shù)同多媒體技術(shù)相結(jié)合的主要作用，就是能夠使學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中有一種“身臨其境”的感覺，使學(xué)生能夠全身心的投入到平面設(shè)計的學(xué)習(xí)當(dāng)中，提高學(xué)習(xí)的效率。但是就目前的情況來看，仿真技術(shù)價格昂貴，推廣和使用起來還有一定的難度，但是在特殊教育的教學(xué)當(dāng)中，仿真技術(shù)有著十分廣闊的發(fā)展前景。

3.將人工職能技術(shù)同多媒體技術(shù)相結(jié)合

將人工智能技術(shù)同多媒體技術(shù)相結(jié)合的主要作用就是能夠在降低老師教學(xué)的工作強度。人工智能技術(shù)主要是將教學(xué)的信息以及教學(xué)的內(nèi)容通過相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行存儲，然后在教學(xué)的過程當(dāng)中開展相應(yīng)的教學(xué)。但是人工智能技術(shù)在運用的過程當(dāng)中還存在著一定的弊端，最大的問題就是人工智能技術(shù)不能根據(jù)課堂的實際情況開展有針對性的靈活教學(xué)，使課堂教學(xué)的質(zhì)量受到一定的影響。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在以后的特殊教育教學(xué)過程當(dāng)中，多媒體應(yīng)用的范圍更廣，取得的教學(xué)效果也會更加顯著。所以在特殊教育平面設(shè)計教學(xué)當(dāng)中運用多媒體技術(shù)，能夠?qū)虒W(xué)的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計，提高教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張凱.特殊教育藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的視覺符號的應(yīng)用[J].美術(shù)教育研究，2014，18：134.

人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用范文第3篇

記 者：李主任，您好。很高興地看到，2016年初采訪您時，您提到的一些設(shè)想，現(xiàn)在正在一步步地走向現(xiàn)實。比如去年4月啟動的北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實踐活動、11月啟動的雙師服務(wù)試點。北京市教委通過供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，讓優(yōu)質(zhì)的教育資源穿越了學(xué)校和區(qū)域的邊界。您能給我們介紹下這兩個項目實施的過程及取得的成效嗎？

李 奕：是的，當(dāng)時計劃的“教師走網(wǎng)”，已經(jīng)通過“北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實踐活動”在全市范圍的教師繼續(xù)教育領(lǐng)域里成功地“走”了起來。教師通過自主選課并在課堂中聽課研修，改變了傳統(tǒng)繼續(xù)教育“講大課”的方式，實現(xiàn)了教師選擇的自主性和實踐性。該項目自2016年4月啟動以來，已經(jīng)在上半年和下半年各完成了一輪培訓(xùn)活動。

第一輪培訓(xùn)，我們將市級以上骨干教師的1482門課程名錄掛到網(wǎng)絡(luò)平臺上，聽課教師在線自助選擇自己喜歡的課，充分尊重了聽課教師的自主選擇權(quán)。只要教師自己喜歡，就可以跨年級，甚至跨學(xué)科選擇授課老師的課。線上選定聽課對象以后，聽課教師們就可以根據(jù)時間安排，到線下授課點聽課，并參與教研和備課。這一系列活動完成后，教師們將照片、任務(wù)單上傳到平臺，平臺就會給授課老師和聽課老師雙向計學(xué)分。由于這個平臺對接北京市教師MIS系統(tǒng)，所計學(xué)分與教師的繼續(xù)教育、晉級密切相關(guān)。

在開展第二輪培訓(xùn)時，又實現(xiàn)新的突破――我們把上傳授課目錄的教師擴(kuò)展到年輕的骨干教師。只要教師具備獨特的內(nèi)容或擅長的方面，就可以上傳。由于上傳行為本身是沒有成本的，只有實際發(fā)生聽課行為了，才有成本，所以我們繼續(xù)擴(kuò)大供給側(cè)的結(jié)構(gòu)和數(shù)量，供給越多，教師們選擇的范圍就越大。此外，還有一個變化就是，民辦教育機(jī)構(gòu)的教師也首次嘗試進(jìn)來，量雖不大，但是一種類型，或許不輸給公辦學(xué)校的教師。“北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實踐活動”是典型的利用互聯(lián)網(wǎng)思維來運作的一個項目，它的特點是自選、開放、后付費。形式上，它與初一、初二的開放性科學(xué)實踐活動相似，不同的是，這次是教師“走網(wǎng)”，骨干教師、特級教師的優(yōu)質(zhì)資源屬性開始在網(wǎng)上流動了。

為了保障培訓(xùn)質(zhì)量，讓學(xué)員之間能夠有充分的討論和互動，我們要求每位授課教師每學(xué)期最多開放兩次課，并且每次課最多接納10個學(xué)員聽課。所以，有的授課教師大家搶得厲害，而有些授課老師的課型掛上網(wǎng)以后，沒有人選他的課，形成潛在的壓力。

記 者：在實際的操作過程中，真的會出現(xiàn)這種情況嗎？那不被選的教師豈不是很尷尬？

李 奕：當(dāng)然有。第一輪1482門課程掛上去后，只有1375門課程選滿了，另外100多課程情況很復(fù)雜了。有的授課教師已經(jīng)脫離教學(xué)一線，有的是對開放自己的課程壓力大等。中央提出，要更多地用市場的機(jī)制決定資源的配置。這就是由市場機(jī)制來決定，拿事實來說話。包括以后我們評價一位教師的影響力，就要看他的受眾到底有多少？通過互聯(lián)網(wǎng)的行為數(shù)據(jù)，能查出每年到底有多少個區(qū)縣、多少個教師選他。選的人多了，他自然就是骨干，因為他已經(jīng)用實際的影響力證明他就是這個領(lǐng)域的“骨”和“干”了。假如還有另外一位教師，他一年教了200節(jié)課，發(fā)表了10篇論文，但只是面向自己教的這兩個班的學(xué)生。那他是一位優(yōu)秀、敬業(yè)的好老師，可是他在骨干引領(lǐng)作用的發(fā)揮上，就不充分了。

這些都是在互聯(lián)網(wǎng)思維下的市場機(jī)制和優(yōu)質(zhì)資源屬性配置。這個項目運行后還有個“副產(chǎn)品”：來聽課的10位學(xué)員之前可能完全不認(rèn)識，但在聽完課離開的時候互相加了微信，建了微信群，形成了一個備課交流圈子。有了這個圈子，教師們以后的討論會延伸下去。這就是運用互聯(lián)網(wǎng)思維建立起了教育系統(tǒng)內(nèi)人與人之間“跨界”的連接。

在通州區(qū)啟動的雙師服務(wù)工程只是一個試點，將來有可能擴(kuò)展到全市。一旦全面啟動，將會比“北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實踐活動”的工程大，因為它屬于教育的基本公共服務(wù)范疇。

“智慧學(xué)伴”將讓學(xué)生的交往超越學(xué)校和學(xué)區(qū)邊界

記 者：您剛才提到教師參加開放型教學(xué)實踐活動后，會結(jié)成一個個社交的小圈子。這個圈子超越了地區(qū)和班級的界限。這種邊界的超越，會發(fā)生在孩子們身上嗎？

李 奕：實際上已經(jīng)發(fā)生了。北京市初中開放性科學(xué)實踐活動計劃帶來的寶貴“財富”是：一個實踐活動班內(nèi)30個來自不同學(xué)校的孩子聚在一起搞科學(xué)實踐活動，從互相不認(rèn)識，到在一起做事，再到分手時合個影、留個聯(lián)系方式，后續(xù)還會有聯(lián)絡(luò)。這是任何一所學(xué)?？孔陨砹α?，再怎么走班教學(xué)，也提供不了的教育服務(wù)。等這撥孩子2018年中考時，每個人的通訊錄里都有五個以上非本區(qū)、本校的同學(xué)，而且他們在一起合作學(xué)習(xí)：做過飛機(jī)、拆過鼠標(biāo)或搗鼓過中醫(yī)藥、護(hù)手霜，到現(xiàn)在還有聯(lián)系。這就是在孩子們身上真實發(fā)生的實踐活動。這個項目給教育系統(tǒng)留下來的是他們選課的記錄，告訴我們?yōu)槭裁磳W(xué)生喜歡選這個，不選那個。所以，這個項目最大的價值就是讓孩子獨立選擇，而且班級的組合是開放的，是有意做到“無組織、有紀(jì)律”，不再需要“帶隊老師”，不再是和“本班的同學(xué)”一起做了。

北京市教委2017年從教育信息化角度重點推進(jìn)的一個項目就是“智慧學(xué)伴”?；ヂ?lián)網(wǎng)給人帶來的是相互交往能力的躍升。這時候，人與人之間的交流就不僅是可以穿越邊界，還能實現(xiàn)跨越角色的交往。無論是成年人還是孩子，都可以通過互聯(lián)網(wǎng)參與到社會實踐中，找到與自己志同道合的學(xué)伴。就拿“雙師工程”來說，其實它背后更可能吸引孩子的，不是雙師，而是學(xué)伴。在參與活動的過程中，一個學(xué)生可能在這兒找到幾個跨區(qū)的、有相同興趣愛好的同學(xué)，建立起定向的聯(lián)系，分享自己的成果和成長的經(jīng)歷。這是我們所樂見其成的，因為這實際是從底層，用互聯(lián)網(wǎng)思維來支持和幫助孩子。從這個意義上來說，它就是“學(xué)伴工程”。

我們現(xiàn)在給學(xué)生配雙師，目的是增加學(xué)生的實際獲得，但同時也要考慮未來，特別是伴隨著人工智能時代的到來，學(xué)生從教師那里直接獲得的知識比例會進(jìn)一步降低，而且還會更精準(zhǔn)，更符合每個孩子的個好和實際需求。通過互聯(lián)網(wǎng)也可以掌握大量的關(guān)聯(lián)知識。就像我們現(xiàn)在在工作過程中利用搜索引擎了解訊息、學(xué)習(xí)新知那樣，隨時隨地會有個資源庫、智能系統(tǒng)支持我們的工作與成長。

人工智能時代將會深刻影響學(xué)習(xí)行為，但不會顛覆學(xué)校

記 者：人工智能是2016年的熱詞。尤其是AlphaGo與李世石的“人機(jī)大戰(zhàn)”，讓人們見識到了人工智能的“過人”之處。相信對于人工智能在教育中的應(yīng)用，您也有很多思考。我們想聽聽您對此的見解。

李 奕：基礎(chǔ)教育實踐中的人工智能，并不像理論界、科研領(lǐng)域那樣高深到非得有個機(jī)器學(xué)習(xí)或者專家系統(tǒng)等?！叭斯ぶ悄堋本驮谖覀兩磉?。人工智能是一種理念，在教育中的另一種拓展應(yīng)用就是助力于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變。它對我們中小學(xué)的教師和學(xué)生來說，都有重大的影響。如果善于駕馭人工智能，現(xiàn)在我們所倚重的教室、專業(yè)器材、教材等，都將不再是最核心的資源。

我們關(guān)注同學(xué)和老師、同學(xué)與同學(xué)之間的互動與交流，以及在此過程中產(chǎn)生的新學(xué)習(xí)資源，即智慧學(xué)伴工程。北京師范大學(xué)未來教育高精尖創(chuàng)新中心就是在打造這樣一個新平臺，讓學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的活動豐富起來，對行為數(shù)據(jù)記錄和問題收集進(jìn)行有效處理，形成對每個孩子的個性支持。

我們認(rèn)為，一個人從中小學(xué)到走上社會，他都需要智慧學(xué)習(xí)和學(xué)伴。想想看，我們的微信群里有沒有圈子？其實，你的圈子就是你的智慧學(xué)伴，這是自然而然形成的。生活中為什么兩個人總是聯(lián)系，就是因為你發(fā)的東西我愛看，我發(fā)的東西你愛看，我的生活你關(guān)注，你的生活我關(guān)注，所以人之間的連接越來越豐富。處在這種豐富連接中的人，知識與信息的獲得是持續(xù)增長的。當(dāng)然，這其中要有教師的正確引導(dǎo)和影響。

新的資源觀和環(huán)境觀下的數(shù)字校園

記 者：確實在現(xiàn)實生活中，基于微信、QQ等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的圈子，就相當(dāng)于給人重新劃分了學(xué)習(xí)的社群。

李 奕：在這種情形下，就涉及新的學(xué)習(xí)材料的提取和萃取，我們將不再僅僅依靠專家編選資源，讓學(xué)生去學(xué)，而是在原有基礎(chǔ)上嘗試由市場機(jī)制決定誰是優(yōu)質(zhì)教育資源。我們也期待學(xué)生和教師，在新的資源觀和環(huán)境觀下，開始進(jìn)入一種新的學(xué)習(xí)狀態(tài)?，F(xiàn)在，有不少學(xué)校已經(jīng)開始用手持設(shè)備和移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行日常的教育教學(xué)的活動，就是一個例子。

如北京市教委數(shù)字校園實驗校中，有的從上個學(xué)期9月份開始，就將校園網(wǎng)由PC版升級為移動端APP。升級后，學(xué)生每天都要回家完成四項作業(yè)：英語的口語、語文的朗讀、數(shù)學(xué)的速算、每天的日記。孩子每天花5分鐘做完作業(yè)以后，可以給同學(xué)點贊，看誰獲得的“點贊”多，學(xué)生們寫的日記可以互相評論和留言。

用手機(jī)的方式做四項作業(yè)，是一個進(jìn)步――教師以前檢查不了英語的口語、聽力，現(xiàn)在通過這種方式能檢查了。但這是一個淺層次的提升，更為核心、深層次的提升是：學(xué)生學(xué)會欣賞了、學(xué)會傾聽了，與此同時，他的閱讀量隨著交流的增多也越來越大。這就實現(xiàn)了在一個班、一所學(xué)校這樣一個小環(huán)境里信息的流動和互動。

現(xiàn)在學(xué)校在三年級又開展了作業(yè)閱讀，鼓勵學(xué)生們自己上傳作業(yè)內(nèi)容。小孩子都愛往上傳，因為對他來說很容易，就像聊天一樣。比如上傳一句名言“書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟”作為班級作業(yè)。只要他上傳了作業(yè)，教師就會組織全班50個孩子都念一遍，這個過程中就產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，上傳作業(yè)的學(xué)生還有權(quán)利給其他學(xué)生做點評。

這樣一來，新的教學(xué)方式出現(xiàn)了。在這樣的作業(yè)過程中，學(xué)習(xí)是跨學(xué)科的，對象和學(xué)伴是互換的，學(xué)習(xí)的內(nèi)容是不斷增長更新的。

數(shù)字校園真正升級在孩子的交往能力上

記 者：據(jù)我們了解，北京也有一些學(xué)校正在做這樣的嘗試，比如北京十一學(xué)校亦莊實驗小學(xué)，利用“一起作業(yè)網(wǎng)”的平臺，進(jìn)行作業(yè)的提交、點贊和評價，在此過程中潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的社交能力。

李 奕：數(shù)字校園真正的升級換代，體現(xiàn)在對孩子們的交往能力的提升上。當(dāng)然，這只是一所學(xué)校范圍的嘗試。如果一個學(xué)區(qū)有這個意識，像東城和海淀這類有條件的學(xué)區(qū)，要拓展到學(xué)區(qū)里去做，效果會更好。比如東城的某些學(xué)校在使用“作業(yè)盒子”以后，你會發(fā)現(xiàn)孩子們交往的朋友圈和視野，比傳統(tǒng)名校的孩子更棒。

這種棒是從教育的角度來看資源和環(huán)境，這是將來信息化發(fā)展的重要方向。什么是數(shù)字原住民？數(shù)字原住民不是只玩玩游戲，而是他對信息很敏銳，能提取、篩選信息，而且善于交流，有包容心，會給別人點贊，而不是很嫉妒、焦慮或者壓抑。從社會大背景來看，利用信息技術(shù)能不能實現(xiàn)這種升級和超越？我認(rèn)為能。

所以，看待一件事，一定要發(fā)掘這件事背后的價值取向和給孩子帶來的變化。

記 者：我們也發(fā)現(xiàn)，教學(xué)中技術(shù)的使用門檻雖然降低了，但對教師的駕馭能力要求更高了。教師不能只做“教書匠”，而是既要想辦法將信息技術(shù)成為學(xué)生手里學(xué)習(xí)的工具，還要善于組織學(xué)生的交流、討論和活動。

李 奕：是這樣的，有了APP，教師要善于去用，不只是善于用它布置作業(yè)，而是善于捕捉行為記錄，以確定第二天在課堂上該關(guān)注誰、該如何因材施教等。將來理想的狀態(tài)是，教師未必有學(xué)生知道得多，但是會比學(xué)生更敏銳。

人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用范文第4篇

1、信息技術(shù)教學(xué)與常規(guī)的教學(xué)模式的區(qū)別

1.1 教學(xué)環(huán)境的改變

運用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)一般是在電腦教室進(jìn)行的，整個教室基本做到了每位學(xué)生一臺電腦。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)工具除了普通的課本、筆、紙外，還有與因特網(wǎng)相聯(lián)的計算機(jī)，整個教學(xué)過程看起來是在教室進(jìn)行，但教學(xué)環(huán)境卻是真正的因特網(wǎng)環(huán)境。學(xué)生真實的接觸到了遠(yuǎn)程教育體系、終身學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)這種看起遙遠(yuǎn)的事情。

1.2 師生角色的轉(zhuǎn)變

作為一種創(chuàng)新教學(xué)的嘗試，教學(xué)中我們沒有采用傳統(tǒng)的以教師為中心的“講授式”教學(xué)方法，而是采用教師指導(dǎo)下的，以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)。教師在整個教學(xué)過程中起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，利用情境、協(xié)作、討論等學(xué)習(xí)環(huán)境充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性，最大限度的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

1.3 教學(xué)過程的轉(zhuǎn)變

上課時教師首先通過電腦把本節(jié)課的教學(xué)目的、內(nèi)容及學(xué)習(xí)提綱展示給學(xué)生，然后學(xué)生利用教師提供的網(wǎng)址進(jìn)入相關(guān)的網(wǎng)站進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。對于不懂的問題學(xué)生可以相互討論。最后利用交互式的教學(xué)軟件進(jìn)行檢測學(xué)生的掌握情況，教師再有針對性的進(jìn)行指導(dǎo)教材中的難點和重點。

1.4 教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變

信息社會的特點是個性化、多樣化，關(guān)心人、尊重人、一切為了人成為信息社會的主旋律。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)充分考慮學(xué)生的個性特點，在教學(xué)目標(biāo)規(guī)定的最基本的方面都能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的同時，最大限度的發(fā)揮每個人的潛能與價值。在教學(xué)中努力滲透“科學(xué)、技術(shù)、社會”教育思想。盡可能在教學(xué)中讓學(xué)生討論一些現(xiàn)實問題。如：在學(xué)習(xí)“遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)”時，結(jié)合信息技術(shù)可設(shè)計以下一些問題：1、基因工程是怎么回事？它在生產(chǎn)中有哪些實際應(yīng)用？2、人類基因組計劃有哪些國家參與？它研究的是什么問題？對人類有哪些好處？人們要警惕基因組計劃的哪些應(yīng)用？等。讓學(xué)生運用各種知識，從社會利益、風(fēng)險、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與安全等方面綜合考慮問題，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)評價、科學(xué)決策能力。

2、結(jié)論與思考

2.1 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

信息技術(shù)運用集文字、圖像、聲音于一體的多媒體教材替代抽象、枯燥的生物課本，虛擬技術(shù)使看不見、摸不著的微觀世界和復(fù)雜的生理過程生動直觀地顯現(xiàn)在學(xué)生的眼前。加上與現(xiàn)實生活相聯(lián)系的一些問題討論，使學(xué)生感到生物知識趣味無窮，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2.2 提高了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力

信息技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)通過因特網(wǎng)的查詢，為學(xué)習(xí)者的雙向交流提供了廣闊空間，達(dá)到了“人—機(jī)—人”相互學(xué)習(xí)，即學(xué)習(xí)者通過網(wǎng)絡(luò)與教師和其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行相互交流，協(xié)作學(xué)習(xí)。

2.3學(xué)會信息資源的利用

運用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生初步形成了信息社會所必須的信息獲取、信息分析和信息加工能力。

2.4增強了對現(xiàn)代教育的認(rèn)識

信息社會使知識的創(chuàng)造、存儲、學(xué)習(xí)和利用方式發(fā)生了革命性的變化，音像技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)完全改變了“以課堂為中心、以書本為中心、以教師為中心”的傳統(tǒng)教育教學(xué)模式。

隨著教育改革的不斷深入，現(xiàn)代教育必須全面貫徹實施素質(zhì)教育。同樣生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)的自然科學(xué)，也必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的教育教學(xué)思想觀念、改變教學(xué)方式、教學(xué)手段以適應(yīng)新形式下的教學(xué)理念。而且，現(xiàn)在信息技術(shù)迅速發(fā)展為信息的傳遞提供了更為廣泛的空間，學(xué)生已面臨著如何從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中收集和處理信息的考驗。因此，現(xiàn)代教育也面臨著要教會學(xué)生能從網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)中收集信息并進(jìn)行自主地學(xué)習(xí)的任務(wù)。作為一種創(chuàng)新教學(xué)的嘗試，我們在高二、高三部分班級進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實踐。

1、信息技術(shù)教學(xué)與常規(guī)的教學(xué)模式的區(qū)別

1.1 教學(xué)環(huán)境的改變

運用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)一般是在電腦教室進(jìn)行的，整個教室基本做到了每位學(xué)生一臺電腦。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)工具除了普通的課本、筆、紙外，還有與因特網(wǎng)相聯(lián)的計算機(jī)，整個教學(xué)過程看起來是在教室進(jìn)行，但教學(xué)環(huán)境卻是真正的因特網(wǎng)環(huán)境。學(xué)生真實的接觸到了遠(yuǎn)程教育體系、終身學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)這種看起遙遠(yuǎn)的事情。

1.2 師生角色的轉(zhuǎn)變

作為一種創(chuàng)新教學(xué)的嘗試，教學(xué)中我們沒有采用傳統(tǒng)的以教師為中心的“講授式”教學(xué)方法，而是采用教師指導(dǎo)下的，以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)。教師在整個教學(xué)過程中起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，利用情境、協(xié)作、討論等學(xué)習(xí)環(huán)境充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性，最大限度的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

1.3 教學(xué)過程的轉(zhuǎn)變

上課時教師首先通過電腦把本節(jié)課的教學(xué)目的、內(nèi)容及學(xué)習(xí)提綱展示給學(xué)生，然后學(xué)生利用教師提供的網(wǎng)址進(jìn)入相關(guān)的網(wǎng)站進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。對于不懂的問題學(xué)生可以相互討論。最后利用交互式的教學(xué)軟件進(jìn)行檢測學(xué)生的掌握情況，教師再有針對性的進(jìn)行指導(dǎo)教材中的難點和重點。

1.4 教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變

信息社會的特點是個性化、多樣化，關(guān)心人、尊重人、一切為了人成為信息社會的主旋律。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)充分考慮學(xué)生的個性特點，在教學(xué)目標(biāo)規(guī)定的最基本的方面都能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的同時，最大限度的發(fā)揮每個人的潛能與價值。在教學(xué)中努力滲透“科學(xué)、技術(shù)、社會”教育思想。盡可能在教學(xué)中讓學(xué)生討論一些現(xiàn)實問題。如：在學(xué)習(xí)“遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)”時，結(jié)合信息技術(shù)可設(shè)計以下一些問題：1、基因工程是怎么回事？它在生產(chǎn)中有哪些實際應(yīng)用？2、人類基因組計劃有哪些國家參與？它研究的是什么問題？對人類有哪些好處？人們要警惕基因組計劃的哪些應(yīng)用？等。讓學(xué)生運用各種知識，從社會利益、風(fēng)險、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與安全等方面綜合考慮問題，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)評價、科學(xué)決策能力。

2、結(jié)論與思考

2.1 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

信息技術(shù)運用集文字、圖像、聲音于一體的多媒體教材替代抽象、枯燥的生物課本，虛擬技術(shù)使看不見、摸不著的微觀世界和復(fù)雜的生理過程生動直觀地顯現(xiàn)在學(xué)生的眼前。加上與現(xiàn)實生活相聯(lián)系的一些問題討論，使學(xué)生感到生物知識趣味無窮，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2.2 提高了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力

信息技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)通過因特網(wǎng)的查詢，為學(xué)習(xí)者的雙向交流提供了廣闊空間，達(dá)到了“人—機(jī)—人”相互學(xué)習(xí)，即學(xué)習(xí)者通過網(wǎng)絡(luò)與教師和其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行相互交流，協(xié)作學(xué)習(xí)。

2.3學(xué)會信息資源的利用

運用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生初步形成了信息社會所必須的信息獲取、信息分析和信息加工能力。

2.4增強了對現(xiàn)代教育的認(rèn)識

人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用范文第5篇

[關(guān)鍵詞]未來課堂；智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；智能學(xué)習(xí)空間；設(shè)計

[中圖分類號]G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]672-0008（2012）05-0042-08

一、引言

以計算機(jī)、通信、人工智能等為標(biāo)志的信息技術(shù)快速發(fā)展及在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得我們傳統(tǒng)的課堂也漸漸從普通教室轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)增強教室（Technology Enhanced Class-room）從單一技術(shù)的教室應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)榉杭夹g(shù)的教學(xué)環(huán)境。這既是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是社會發(fā)展對技術(shù)教育教學(xué)應(yīng)用的應(yīng)然要求。正如美國前副總統(tǒng)阿爾·戈爾所說：“美國的每一個孩子都應(yīng)當(dāng)接受21世紀(jì)的教育，都應(yīng)當(dāng)使用21世紀(jì)的技術(shù)。”當(dāng)今。我們所面臨的學(xué)習(xí)者被稱為是網(wǎng)絡(luò)一代/數(shù)字后代（Digital Generation/Digital Natives），這一代的學(xué)習(xí)者正以與他們的父母截然不同的方式學(xué)習(xí)、玩樂、溝通、工作以及創(chuàng)造社群，他們利用網(wǎng)絡(luò)，毫不費力地突破了地域和時間的限制，利用指尖橫跨世界。他們崇尚自由和選擇權(quán)，追求個性化，喜歡交談、討厭說教、天生就善于協(xié)作，他們會仔細(xì)監(jiān)督你和你的組織，堅持做正直的人，就算是在上班或是上學(xué)。他們也想過得有趣些。速度才是生活的常態(tài)，創(chuàng)新就是生活的一部分。時代的發(fā)展要求我們培養(yǎng)出富有創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神的學(xué)習(xí)者。課堂是教學(xué)的主陣地，理想的課堂應(yīng)是互動的，知性靈動的天地。這些都需要我們改變現(xiàn)有的課堂的物理架構(gòu)和教學(xué)樣式。

從技術(shù)教育應(yīng)用的歷史來看，教育技術(shù)的發(fā)展史其實就是技術(shù)發(fā)展及其在教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的歷史。技術(shù)的層出不窮，改變了信息的呈現(xiàn)、傳輸和存儲，也改變了人類對于信息的獲取和處理方式，但技術(shù)的不斷推陳出新，同時也給教學(xué)者和學(xué)習(xí)者帶來了很大的挑戰(zhàn)，他們需要不斷地去熟悉這些新技術(shù)，并將這些技術(shù)有效地應(yīng)用于教與學(xué)的過程。幸運的是，隨著社會對人的關(guān)注，技術(shù)也越來越智能化，從過去以技術(shù)為中心轉(zhuǎn)向以人為中心，使人可以從繁雜的技術(shù)操作中解放出來，實現(xiàn)與技術(shù)、資源最為自然、和諧的交互，將自己的注意力集中于學(xué)習(xí)過程。借用環(huán)境行為學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科的觀點，“人塑造了環(huán)境，環(huán)境也塑造了人”。提高課堂主體對自身及其所處教與學(xué)環(huán)境的認(rèn)識，建立和諧的人與環(huán)境之間的關(guān)系，是未來課堂研究的一個重要主題。

目前。國內(nèi)外關(guān)于未來課堂（教室）研究已經(jīng)引起了各國政府、全球知名企業(yè)、高等學(xué)校、科研院所以及中小學(xué)校等機(jī)構(gòu)的關(guān)注，未來課堂設(shè)計與應(yīng)用已經(jīng)成為了教育技術(shù)學(xué)研究的一個新領(lǐng)域。

二、未來課堂的特性及教與學(xué)的特點

（一）未來課堂的概念界定及特性

關(guān)于未來課堂的界定，國內(nèi)外的文獻(xiàn)中目前尚無統(tǒng)一的論述，對于未來課堂，從名稱上有“未來教室”和“未來課堂”兩大類。

Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一書中指出，未來課堂是一個集成了技術(shù)與軟件。提供給學(xué)生一些替代方法和選擇以達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)的課堂。它們鼓勵形成一個讓學(xué)生一起工作計劃，分享經(jīng)驗和教訓(xùn)和進(jìn)行概念化的學(xué)習(xí)，而不是單純記憶一些信息的環(huán)境。

美國的《每日論壇》報在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未來的課堂是一個學(xué)習(xí)環(huán)境，采用創(chuàng)新的教育活動，從課堂管理到教學(xué)的所有方面提高對技術(shù)的使用。它能使教學(xué)者和學(xué)習(xí)者成為優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境的一部分。

臺灣的陳曼萃認(rèn)為，未來教室是指這樣一種教室環(huán)境，教學(xué)上，希望由過去單向的講授教學(xué)。轉(zhuǎn)變成為師生互動的學(xué)習(xí)模式，引發(fā)及提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意與思考：同時。讓學(xué)生有更大的自由可以依自己的喜好選擇學(xué)習(xí)及進(jìn)行探索的方式，以多元的管道汲取知識。包括使用各類的硬件載具，如計算機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、電視、手機(jī)、電子書等。

臺灣的賴阿福認(rèn)為，未來教室可定義為一個高度信息化、互動性強、整合性佳的教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境，適合進(jìn)行信息融入教學(xué)、數(shù)字學(xué)習(xí)，教師可運用多元教學(xué)策略在講授、評量、診斷、互動、討論、探究等教學(xué)過程中，除了能強化教學(xué)效能及學(xué)習(xí)成效外，亦能提升學(xué)習(xí)者的關(guān)鍵能力（包含問題解決、創(chuàng)意思考、批判思考、溝通表達(dá)、信息應(yīng)用等能力）。

臺灣資策會在“2009年的數(shù)位典藏與學(xué)習(xí)之產(chǎn)業(yè)發(fā)展與推動”計劃中提出，未來教室為將新興的數(shù)位教學(xué)終端設(shè)備與數(shù)位內(nèi)容進(jìn)行整合，輔以適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式與方法，發(fā)揮Ac-tive Learning（主動學(xué)習(xí)）的成效，培養(yǎng)學(xué)生高層次能力的教育體系與環(huán)境。未來教室即是將科技工具運用在教學(xué)上，且強調(diào)團(tuán)體的交互式教學(xué)。并以學(xué)習(xí)者為中心設(shè)計教材，創(chuàng)造出協(xié)同合作之虛實整合學(xué)習(xí)環(huán)境。

臺灣的《啟動學(xué)習(xí)革命》一書中認(rèn)為，“未來教室=無所不在的學(xué)習(xí)環(huán)境+電子書包+隨意教室+遠(yuǎn)距實驗室+高互動教室+相連教室”。在未來教室里，無處不可以學(xué)習(xí)，還可以跨班際、校際甚至國際進(jìn)行交流。

未來教室是指將高新技術(shù)融入教育，創(chuàng)造全新的互動教育環(huán)境。未來教室的目標(biāo)能力是培養(yǎng)學(xué)生的分析力、創(chuàng)新力，教學(xué)方式是多向的，以學(xué)生為中心進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)行主動、探索性學(xué)習(xí)。

未來教室是一個集多媒體教室、計算機(jī)教室、微格教室、校園電視臺等多種環(huán)境為一體的新形式教學(xué)環(huán)境，其中使用了包括電子白板、數(shù)字筆、電視（顯示）墻、無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字?jǐn)z像在內(nèi)的多種技術(shù)，讓學(xué)生充分體驗到計算機(jī)技術(shù)發(fā)展所帶來的便利。體驗到利用新技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)盼快樂。

未來教室便是利用先進(jìn)的新一代信息科技，改變傳統(tǒng)學(xué)校教室的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立師生間雙向互動的教育學(xué)習(xí)模式，不但能刺激學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)與創(chuàng)新、探究之精神。更讓教師能夠豐富教材內(nèi)容以及輕松教學(xué)。未來教室應(yīng)該是一個廣義的概念，包括教師的教學(xué)工具、學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境等。

英特爾全球教育總監(jiān)Brian Gonzalez認(rèn)為，未來的課堂是“顛倒的課堂”。是指教育者賦予學(xué)生更多的自由。把知識傳授的過程放在教室外，讓大家選擇最適合自己的方式接受新知識；而把知識內(nèi)化的過程放在教室內(nèi)，以便同學(xué)之間、同學(xué)和老師之間有更多的溝通和交流。

王珠珠認(rèn)為，未來教室是一個以學(xué)生為中心的教學(xué)的、鼓勵學(xué)生多方面的進(jìn)步的，是一個能夠展現(xiàn)、呈現(xiàn)或者使用、分享或者多媒體的，應(yīng)該是能夠合作研究，能夠便于信息交流的，應(yīng)該是批判性思考，并且能夠主動的計劃和行動的這樣一個真實和虛擬環(huán)境的整合的這樣一個環(huán)境，或者叫結(jié)合的一個環(huán)境。

宋衛(wèi)華認(rèn)為，未來教室是一種利用電子白板技術(shù)、投影技術(shù)、智能空間技術(shù)、無線射頻技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，在現(xiàn)代創(chuàng)新教育理念的指導(dǎo)下，構(gòu)建出以培養(yǎng)學(xué)生21世紀(jì)創(chuàng)新技能為目的，以互動為核心，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生協(xié)作、探究學(xué)習(xí)的一種教室環(huán)境。

楊宗凱教授認(rèn)為，未來的教室一定是云端教室，包括電子課本、電子課桌、電子書包、電子白板等，在資源方面，由模擬媒體到數(shù)字媒體，再到網(wǎng)絡(luò)媒體，資源最終都在教育云上，內(nèi)容達(dá)到極大豐富，從而滿足個性化的學(xué)習(xí)。

通過對上述定義進(jìn)行分析，可以看出，目前，已有對未來課堂（教室）的界定一個共有的趨勢是關(guān)注于利用新興的技術(shù)創(chuàng)建一個教與學(xué)的環(huán)境，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)和相關(guān)技能的培養(yǎng)。綜合以上學(xué)者對未來課堂（教室）的概念界定研究，本文認(rèn)為，未來課堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相對于傳統(tǒng)和現(xiàn)代課堂而言的，是以人本主義、互動、環(huán)境心理學(xué)等相關(guān)理論和智能空間、云計算、人體工學(xué)等技術(shù)的支持下，以互動為核心，以充分發(fā)揮課堂組成各要素（人、技術(shù)、資源、環(huán)境和方法等）的作用，實施教與學(xué)，以促進(jìn)人的認(rèn)知、技能和情感的學(xué)習(xí)與發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動。

未來課堂的特性主要體現(xiàn)在未來課堂的人性化、混合性、開放性、智能性、交互性和生態(tài)性等方面。人性化主要體現(xiàn)在技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用上。更多地體現(xiàn)以人為本的精神：混合性則主要體現(xiàn)在未來課堂可以實現(xiàn)多種教與學(xué)活動的混合，正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)結(jié)合，虛擬課堂和現(xiàn)實課堂的混合。不同交互類型的混合等：開放性主要體現(xiàn)在課堂教學(xué)組織形式的開放以及教學(xué)資源的開放：智能性則體現(xiàn)在未來課堂應(yīng)是一個智能化的學(xué)習(xí)空間，具有自然便捷的交互接口，以支持教與學(xué)主體方便地獲得未來課堂設(shè)備的服務(wù)：生態(tài)性則體現(xiàn)在未來課堂應(yīng)是一種平等、和諧、開放的生態(tài)系統(tǒng)。

（二）未來課堂教與學(xué)的特點

未來課堂的教與學(xué)的過程是以學(xué)生為中心的、自主的、個性化的。在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，不管是哪個領(lǐng)域。都要學(xué)習(xí)批判性思維、復(fù)雜問題的解決、合作以及多媒體通訊等21世紀(jì)的專業(yè)知識與能力：從技術(shù)對學(xué)習(xí)的促進(jìn)方式上看，作為以泛技術(shù)環(huán)境為特征的未來課堂，可以通過不同技術(shù)來支持不同類型的學(xué)習(xí)，多媒體的呈現(xiàn)形式、網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)社群可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造機(jī)會：從學(xué)習(xí)的時間和場所上看，學(xué)生可以隨時隨地按需學(xué)習(xí)，技術(shù)為按需學(xué)習(xí)和全方位學(xué)習(xí)搭建了關(guān)鍵性的橋梁。使學(xué)習(xí)資源通過正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)得以有效利用：從學(xué)習(xí)主體的廣泛性角度看，未來課堂則是提供了靈活的信息呈現(xiàn)方式、學(xué)生知識表征方式和活動參與方式，體現(xiàn)為所有課堂教與學(xué)主體提供服務(wù)。使所有人都能夠得到合適和有效地支持。

三、未來課堂：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境目前也已開始受到教育技術(shù)學(xué)界研究者的關(guān)注，《開放教育研究》雜志從2012年開始開辟“智能學(xué)習(xí)環(huán)境”專欄，北京師范大學(xué)教育學(xué)部知識工程研究中心和加拿大Athabasca（阿薩巴斯卡）大學(xué)計算機(jī)和信息系統(tǒng)學(xué)院也聯(lián)合主辦了“北京師范大學(xué)一阿薩巴斯卡大學(xué)首屆“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境國際研討會”。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)，是社會信息化背景下學(xué)生對學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)展的訴求，也是有效促進(jìn)學(xué)習(xí)與教學(xué)方式變革的支撐條件。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的目標(biāo)是使得學(xué)習(xí)場所能夠感知學(xué)習(xí)情景，識別學(xué)習(xí)者特征，提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具，自動記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)。

智能空間（smart Space）是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的一種實體形式，也是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境實現(xiàn)的基礎(chǔ)，是嵌入了計算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感裝置的工作或生活空間，具有自然便捷的交互接口。以支持人們方便地獲得計算機(jī)系統(tǒng)的服務(wù)。智能空間作為信息時代的產(chǎn)物是具有動態(tài)、主動、可思維、開放、多變等特性的建筑空間。

參照NIST（美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院）給出的智能空間具備的功能和為用戶提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為，作為智能空間的特定應(yīng)用形式，未來課堂也應(yīng)是一個智能學(xué)習(xí)空間，它應(yīng)包括能識別和感知課堂主體以及他們的動作和目的，理解和預(yù)測這些主體在完成教與學(xué)任務(wù)過程中的需求：課堂主體能方便地與各種信息源（包括設(shè)備和數(shù)據(jù)）進(jìn)行交互：他們所攜帶或使用的移動設(shè)備可以無縫地與未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行交互：未來課堂能夠提供豐富的信息顯示：提供對發(fā)生在未來課堂中的經(jīng)歷的記錄，以便在以后檢索回放：支持未來課堂中多人的協(xié)同工作以及與遠(yuǎn)程用戶的沉浸式的協(xié)同工作等。

智能學(xué)習(xí)空間還是一個富交互環(huán)境，在未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間中，大量的計算設(shè)備、多模態(tài)交互技術(shù)模塊、情景感知（Context Awareness）模塊被嵌入并隱藏在實際的物理環(huán)境中這些模塊互相協(xié)作并能主動為用戶提供服務(wù)，使得智能空間擁有立體、連續(xù)的交互通道。按照智能空間發(fā)展的這三個階段，從獨立的智能空間一開放的智能空間一智能社區(qū)的演變。不同的智能學(xué)習(xí)空間之間也應(yīng)該能夠自發(fā)地發(fā)生交互。當(dāng)一個空間的資源無法滿足用戶的需要時。智能空間應(yīng)該根據(jù)用戶的要求向臨近的空間發(fā)出請求來完成用戶的任務(wù)。

目前，國內(nèi)外對智能學(xué)習(xí)空間的研究主要集中于有關(guān)智能教室的研究，筆者曾在智能教室的研究現(xiàn)狀與未來展望一文中。對智能教室研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述。目前如清華大學(xué)的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越電子的智能教室等。

也有學(xué)者從各自角度提出了關(guān)于智慧（能）學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)想。鐘國祥等提出，智能學(xué)習(xí)環(huán)境是從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、混合學(xué)習(xí)理論、現(xiàn)代教學(xué)理論出發(fā)，以學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)為中心，由相匹配的設(shè)備、工具、技術(shù)、媒體、教材、教師、同學(xué)等構(gòu)成的一個智能性、開放式、集成化的數(shù)字虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)空間，認(rèn)為其既支持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的自主建構(gòu)，又提供適時的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。馬來西亞學(xué)者Chin認(rèn)為，“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一個以信息通信技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)、以學(xué)習(xí)者為中心的且具備以下特征的環(huán)境：可以適應(yīng)學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力：可以為學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)提供支持；為學(xué)習(xí)者的發(fā)展提供支持。黃榮懷等人認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一種能感知學(xué)習(xí)情景、識別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具、自動記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場所或活動空間。

在這些現(xiàn)有的項目中，盡管各個項目關(guān)注點會有差異，但是其核心思想是一致的，就是技術(shù)整合于教室及教學(xué)活動，為課堂教與學(xué)活動的順利開展，及為學(xué)習(xí)者提供良好的個性化學(xué)習(xí)支持，注重學(xué)習(xí)者創(chuàng)新能力及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)提供@技術(shù)、環(huán)境、人、資源各主體相互協(xié)調(diào)的智能學(xué)習(xí)空間。

在未來課堂研究方面，筆者曾利用質(zhì)性研究法和文獻(xiàn)研究法，對目前網(wǎng)絡(luò)上公開的44篇中小學(xué)生所寫的關(guān)于未來教室（課堂）的作文利用質(zhì)性分析軟件Nviv08.0軟件進(jìn)行了內(nèi)容分析。提煉出當(dāng)前中小學(xué)生對于未來課堂的想象與期望?；谧魑膬?nèi)容分析建立的未來教室特點模型，如圖1所示。

從模型圖中研究者可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對于未來教室（課堂）特點的認(rèn)識，主要體現(xiàn)在智能的、高科技的、人性化的、靈活的、有趣的、自由調(diào)節(jié)的、使用便捷的、安全的、心情愉悅的、生態(tài)的、環(huán)保的、無塵的等概念中。

另外，筆者基于對于未來課堂的定位和特性、學(xué)生理想中的未來課堂和未來課堂的目標(biāo)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，還采用了專家意見征詢法，對來自于教育學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、建筑學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域20位專家，對于未來課堂的認(rèn)識進(jìn)行了意見征詢，借此構(gòu)建了未來課堂的模型，如圖2所示。

從未來課堂模型中。可以看出。未來課堂的設(shè)計主要從課堂環(huán)境設(shè)計和課堂教與學(xué)的活動設(shè)計兩方面入手。未來課堂要能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與發(fā)展，應(yīng)使學(xué)習(xí)者在未來課堂中能夠?qū)崿F(xiàn)快樂學(xué)習(xí)和高效學(xué)習(xí)。而要做到這一點，需要學(xué)習(xí)者在未來課堂中進(jìn)入到一個積極的心流狀態(tài)。從心流理論研究可以得出，要使學(xué)習(xí)者獲得這種心流狀態(tài)，需要從學(xué)習(xí)環(huán)境和活動兩方面進(jìn)行考慮。其中環(huán)境部分包括未來課堂的物理環(huán)境和學(xué)習(xí)支持平臺。物理環(huán)境中，未來課堂給課堂主體提供了高交互的教與學(xué)設(shè)備。能夠有效支持課堂主體對于學(xué)習(xí)資源的獲取、處理和呈現(xiàn)。智能環(huán)境控制則給課堂主體提供了良好的外在環(huán)境，從光、溫、聲、背景音樂、空氣質(zhì)量等方面根據(jù)課堂的實時狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。創(chuàng)意空間布局則主要考慮給學(xué)習(xí)者提供更為人性化的桌椅設(shè)施，以及根據(jù)教與學(xué)活動的需要能夠方便實施桌椅的組合，形成學(xué)習(xí)小組，以利于小組學(xué)習(xí)活動的開展。

未來課堂中教的活動、學(xué)的活動和評的活動都是基于未來課堂云學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)來實施的，所有學(xué)習(xí)資源的提取及課堂教學(xué)過程中生成的資源均來源于或進(jìn)入到可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫中。課后的活動是課中教與學(xué)活動的延續(xù)，教師可以利用課堂實錄系統(tǒng)記錄的視頻和學(xué)習(xí)支持平臺記錄的教學(xué)生成性資源進(jìn)行分析，反思自己在教學(xué)過程中的經(jīng)驗和不足之處，并撰寫反思，與同行交流，也可利用學(xué)習(xí)支持平臺對學(xué)生在作業(yè)過程中提出的問題進(jìn)行輔導(dǎo)交流。學(xué)生在課后也需要對自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，撰寫反思日志，并利用交互學(xué)習(xí)終端完成系統(tǒng)根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況推送的個性化作業(yè)。

未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)是未來課堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高互動教與學(xué)設(shè)備、智能環(huán)控設(shè)備的接入與控制，支持未來課堂教與學(xué)等活動的開展。教師、學(xué)生可以通過交互終端接入未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，進(jìn)行教與學(xué)的活動實施，教研員、學(xué)校管理者、教師同事、家長等也可以接入未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，參與教與學(xué)的過程，了解學(xué)與教的情況。

可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫是未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的重要支撐。因為在未來課堂教與學(xué)的過程中有許多新生成的資源，而且未來課堂中的學(xué)習(xí)需要有情境性、適應(yīng)性的資源，需要為學(xué)習(xí)者進(jìn)行個體學(xué)習(xí)時所需的個性化學(xué)習(xí)資源需求提供支持。根據(jù)不同的要求，提供隨需應(yīng)變的學(xué)習(xí)資源服務(wù)。在未來課堂中，學(xué)習(xí)者需要的不是泛泛的學(xué)習(xí)資源，而是需要應(yīng)時的、與學(xué)習(xí)目標(biāo)、教與學(xué)內(nèi)容相關(guān)的、能夠切合學(xué)習(xí)者所處當(dāng)前語境的資源?？蛇M(jìn)化的學(xué)習(xí)資源優(yōu)勢便在于它解決了資源的應(yīng)時性。使學(xué)習(xí)資源有了適應(yīng)性的特點。由于在未來課堂中，隨著課堂主體與資源的交互，不斷有新的生成性學(xué)習(xí)資源產(chǎn)生，也就是說學(xué)習(xí)資源能在與課堂主體進(jìn)行交互的過程中，吸收資源使用者的集體智慧得以不斷進(jìn)化，這樣就使得原本傳統(tǒng)的靜態(tài)化、結(jié)構(gòu)封閉、內(nèi)容更新遲緩的學(xué)習(xí)資源需要轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)生成、持續(xù)進(jìn)化發(fā)展、結(jié)構(gòu)開放的學(xué)習(xí)資源。不斷保留在使用和交互過程中產(chǎn)生的生成性信息作為資源進(jìn)化的養(yǎng)料，體現(xiàn)資源進(jìn)化和學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)的歷史路徑，滿足資源自身生命進(jìn)化的需求。未來課堂中學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程不僅僅是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源的交互，更重要的是在參與學(xué)習(xí)的過程中，吸取教學(xué)者、其他學(xué)習(xí)同伴、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者或?qū)＜业热说闹腔?，建立起學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，收獲持續(xù)獲取知識的“管道”。透過學(xué)習(xí)資源在學(xué)習(xí)者、教師等人之間建立起動態(tài)的聯(lián)系，共享學(xué)習(xí)過程中的人際網(wǎng)絡(luò)和社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，滿足社會化學(xué)習(xí)的需求。

由上可見，未來課堂是一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，智能性是未來課堂的重要特性之一，未來的課堂應(yīng)是這樣一個富有技術(shù)、充分體現(xiàn)技術(shù)、人和諧交互的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。這個環(huán)境的組成既包括未來課堂物化形態(tài)上所呈現(xiàn)的智能學(xué)習(xí)空間，同時還包括在這個空間中對課堂主體所進(jìn)行活動的智慧性支持。在這個環(huán)境中，技術(shù)也已成為一個具備一定智能的主體，與其他主體能夠進(jìn)行良好的互動，共同促進(jìn)未來課堂教與學(xué)效率的提高。

四、未來課堂的智慧性體現(xiàn)

基于泛技術(shù)環(huán)境的支持，未來課堂的目標(biāo)是旨在構(gòu)建一個自然、和諧互動的學(xué)習(xí)空間。促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行個體學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，在空間設(shè)計上也應(yīng)能夠體現(xiàn)綠色、環(huán)保，從信息化設(shè)計到體驗性設(shè)計。

未來課堂作為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。其智慧性主要體現(xiàn)技術(shù)層面、環(huán)境層面和資源和服務(wù)層面等方面。

（一）技術(shù)層面——應(yīng)用大量的智能技術(shù)

未來課堂作為一個泛技術(shù)支持下的教學(xué)環(huán)境，應(yīng)用了大量的智能技術(shù)，主要實現(xiàn)信息的記錄、傳輸、編輯的智能化，主體之間交互的多元化、便捷化。如RFID技術(shù)、泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。智能學(xué)習(xí)空間（Smart learning space）是嵌入了計算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感裝置的教學(xué)與學(xué)習(xí)空間，具有自然便捷的交互接口，以支持課堂主體方便地獲得計算機(jī)系統(tǒng)地服務(wù)。人們在未來課堂里的學(xué)習(xí)過程就是使用計算機(jī)系統(tǒng)的過程，也是人與計算機(jī)系統(tǒng)不間斷的交互過程。在這個過程中，計算機(jī)不再只是一個被動地執(zhí)行人的操作命令的一個信息處理工具。而是協(xié)作課堂主體完成教與學(xué)任務(wù)的幫手，是人的伙伴，交互的雙方具有和諧一致的協(xié)作關(guān)系。這種交互中的和諧性主要體現(xiàn)在人們使用計算機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和操作負(fù)擔(dān)將有效減少，交互完全是人們的一種自發(fā)的行為。自發(fā)（spontaneous）意味著無約束、非強制和無須學(xué)習(xí)，自發(fā)交互就是人們能夠以第一類的自然數(shù)據(jù)（如語言、姿態(tài)和書寫等）與計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互。

（二）環(huán)境層面——實現(xiàn)智能環(huán)境

未來課堂中應(yīng)用了許多電子設(shè)備，要做到環(huán)境的智能化，需要使電子設(shè)備消失在用戶環(huán)境中，因此。需要“虛擬設(shè)備”來支持課堂主體與消失了的電子器件間的自然交互。通過智能化、個性化和相互連接的系統(tǒng)和服務(wù)創(chuàng)造所需的環(huán)境和功能。以此提高人們利用環(huán)境學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

空間可以感知人的存在。根據(jù)不同的人，空間就會有不一樣的改變。

智能環(huán)境控制系統(tǒng)主要基于RFID等的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對課堂內(nèi)的光、電、聲、溫根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的需要進(jìn)行控制，可以根據(jù)課堂外的光照條件調(diào)節(jié)照明，季節(jié)氣候的不同調(diào)節(jié)溫度，根據(jù)課堂內(nèi)的聲場環(huán)境調(diào)節(jié)聲音系統(tǒng)等。如圖3所示。

環(huán)境必須能識別生活在其中的人，適應(yīng)他們，并從他們的行為中學(xué)習(xí)，可能的話還要具有情感。在環(huán)境智能的世界里，由組網(wǎng)的智能設(shè)備組成的電子系統(tǒng)將集成到人們的環(huán)境中，并為人們提供隨時隨地所需的信息、通信、服務(wù)和娛樂等服務(wù)。設(shè)備還能進(jìn)一步適應(yīng)甚至預(yù)備人們的需要。環(huán)境智能將以完全不同于現(xiàn)在的手柄式或固定的電子盒的方式出現(xiàn)。這些新系統(tǒng)將自然地融合到周圍的環(huán)境中，并可以產(chǎn)生更為自然和隱含的交互方式。

智能環(huán)境重要的技術(shù)特性主要包括嵌入式（Embeded）。許多組網(wǎng)設(shè)備被集成到環(huán)境中。環(huán)境感知（context Aware）系統(tǒng)能識別你和你所處的環(huán)境上下文，個性化（Personlized）系統(tǒng)能調(diào)整自身以滿足你的需求，適應(yīng)性（Adaptive）能發(fā)生變化以響應(yīng)你。預(yù)備（Anticipatory）系統(tǒng)無需有意識的干涉便能提前準(zhǔn)備好你所想要的。

（三）資源層面

未來課堂可以通過云資源支持平臺、智能課堂實錄系統(tǒng)和交互白板實現(xiàn)資源的智能實時錄制和資源存儲。

智能課堂實錄系統(tǒng)可以對課堂中的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，包括自我學(xué)習(xí)和小組協(xié)作學(xué)習(xí)等過程進(jìn)行記錄，儲存于云端資源服務(wù)平臺中?？晒W(xué)習(xí)者課后進(jìn)行學(xué)習(xí)過程的回放，反思支持。

課堂智能實錄系統(tǒng)是未來課堂物理架構(gòu)的重要組成部分，實錄系統(tǒng)能夠自動跟蹤課堂主體的狀態(tài)和活動，自動調(diào)整鏡頭的景別。及實現(xiàn)聚焦和拾音電平的調(diào)整。并處理好不同攝像機(jī)之間的錄制畫面的同步?？梢詫崿F(xiàn)多攝像機(jī)、多場景切換式拍攝。

（四）服務(wù)層面

未來課堂應(yīng)為課堂主體而建，終極目標(biāo)在于促進(jìn)學(xué)習(xí)者的個體學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，是一個充分發(fā)揮課堂主體的主動性、能動性，和諧、自由發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動。未來課堂應(yīng)為課堂教與學(xué)活動的實施提供完善的支持與服務(wù)。要實現(xiàn)這種支持與服務(wù)。需要未來課堂能夠根據(jù)課堂實時情境。判斷出課堂主體的需要，為教師和學(xué)生實現(xiàn)教與學(xué)過程的智能分析，資源的智能推送等。從而為每一個學(xué)習(xí)者能夠?qū)崿F(xiàn)個性化學(xué)習(xí)提供可能。

五、未來課堂——智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的實現(xiàn)技術(shù)

未來課堂作為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，其實現(xiàn)技術(shù)主要包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個層面，其中硬件技術(shù)主要包括所有設(shè)備之間的智能互聯(lián)技術(shù)、多功能交互設(shè)備技術(shù)；軟件技術(shù)則主要是指各主體間的信息的智能傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及推理技術(shù)等。

（一）硬件技術(shù)層面

要使得未來課堂成為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，需要有硬件技術(shù)的支持，這些硬件技術(shù)主要包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多功能交互設(shè)備技術(shù)等。

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

未來課堂是一個泛技術(shù)環(huán)境，是一個技術(shù)增強型課堂。未來課堂的物理架構(gòu)是指在泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持下，由多屏顯示、活動桌椅、智能環(huán)境控制系統(tǒng)、桌面平板電腦、無線反饋系統(tǒng)、視訊會議系統(tǒng)、智能課堂實錄系統(tǒng)等部分構(gòu)成。從未來課堂的物理架構(gòu)可以看出在課堂中應(yīng)用了許多新的技術(shù)，但這些技術(shù)在未來課堂中不應(yīng)該是單獨存在的客體，而都應(yīng)成為彼此之間信息互通的主體，成為未來課堂的有機(jī)組成部分。目前，實現(xiàn)要實現(xiàn)這些設(shè)備之間的無縫鏈接，主要可以采取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來完成。

物聯(lián)網(wǎng)（TheInternet of things）的定義通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備。按約定的協(xié)議。把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

從課堂教與學(xué)主體進(jìn)入課堂開始，其身份信息將自動被讀取。相應(yīng)的設(shè)備都會根據(jù)讀取的主體信息調(diào)節(jié)相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)。給主體提供相應(yīng)的支持。以符合個性化學(xué)習(xí)的需要。體現(xiàn)所有學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)機(jī)會平等性、學(xué)習(xí)方式多樣性、學(xué)習(xí)模式靈活性。

基于物聯(lián)網(wǎng)形成的無縫學(xué)習(xí)環(huán)境和泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以讓所有學(xué)生和教育工作者隨時隨地使用綜合性的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)設(shè)施。

2.多功能交互設(shè)備技術(shù)

除了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以外，未來課堂的主要特性是其互動性，要實現(xiàn)各主體之間的良好互動。需要有多功能交互設(shè)備技術(shù)的支持。如多功能交互筆。多觸點交互顯示技術(shù)等。

在未來課堂這樣一個包括多種顯示設(shè)備的三維交互空間中。用傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤進(jìn)行交互是相當(dāng)繁瑣的。每個顯示設(shè)備都需要單獨配備鼠標(biāo)或鍵盤，對于不熟練的計算機(jī)用戶來說。這種交互方式效率很低。對某些操作，例如繪制圖標(biāo)。即使是熟練的計算機(jī)用戶用鼠標(biāo)和鍵盤也很麻煩。清華大學(xué)研究者設(shè)計實現(xiàn)了一種多功能交互筆uPen，它是一個具有壓力傳感器的觸摸筆，可以發(fā)射激光，筆身上還有激光發(fā)射和鼠標(biāo)左右鍵共三個功能按鍵。結(jié)合觸摸板和計算機(jī)視覺技術(shù)。用戶利用一只uPen就能夠以便捷的方式在課堂中與各種顯示設(shè)備進(jìn)行交互。這種筆勢交互的模式擺脫了鼠標(biāo)鍵盤，使用戶在課堂的各個位置都能與顯示設(shè)備交互，而且交互方式統(tǒng)一便捷。每一支uPen在使用過程中能向系統(tǒng)發(fā)送惟一的ID信息。為多支uPen同時工作提供了基礎(chǔ)。結(jié)合室內(nèi)定位系統(tǒng)，就能夠確定使用人員的當(dāng)前交互狀態(tài)，為系統(tǒng)的主動服務(wù)和用戶相關(guān)的過程記錄提供了可能。

多點觸控技術(shù)是一項由電腦使用者透過數(shù)只手指達(dá)至圖像應(yīng)用控制的輸入技術(shù)。它是采用人機(jī)交互技術(shù)與硬件設(shè)備共同實現(xiàn)的技術(shù)，能在沒有傳統(tǒng)輸入設(shè)備（如鼠標(biāo)、鍵盤等）的情況下進(jìn)行計算機(jī)的人機(jī)交互操作。多點觸摸交互技術(shù)能支持同時多點觸摸輸入，使得觸摸手勢輸入和多人協(xié)作交互成為了可能，可以提高交互的智能性、協(xié)作性和自然性，也推動了人機(jī)界面逐漸由圖形用戶界面（GUI）向自然用戶界面的轉(zhuǎn)變。將雙手的手勢動作定義成人們在日常生活中常用的自然動作并用來操作計算機(jī)，可以大大減少操作者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，降低學(xué)習(xí)操作的門檻。觸摸手勢交互作為一種更自然的人機(jī)交互方式，它符合用戶的認(rèn)知，提高了交互的自然性。

為滿足人們簡單、自然、友好、一致的人機(jī)交互需求，利用人在現(xiàn)實生活中的勞動技能和操作技巧，提高交互的自然性，該平臺以用戶為中心。相對于單手操作。雙手交互不單是輸入通道上的增加，而且體現(xiàn)了雙手合作的特點，提高輸入帶寬和工作效率，使得傳統(tǒng)的圖形界面交互能夠和雙手多指交互相結(jié)合達(dá)到優(yōu)勢互補。如國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研發(fā)的基于手勢的多指觸摸協(xié)作交互平臺。解決了多點觸摸識別與定位、觸摸手勢識別、多人協(xié)作交互等關(guān)鍵技術(shù)，利用先進(jìn)的光感應(yīng)觸控手段，實現(xiàn)了雙手多指觸摸操作的人機(jī)交互。開發(fā)了基于雙手自然手勢進(jìn)行觸摸交互的通用支撐軟件，支持多人協(xié)作交互。通過觸摸屏在圖形界面上實現(xiàn)了一種自然、簡單、高效的人機(jī)交互。支持自然手勢的雙手多指觸摸人機(jī)交互系統(tǒng)，在觸摸精度、顯示面積和顯示方式上與國際同期同類技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢。

（二）軟件技術(shù)層面

未來課堂設(shè)備的配置和連接從硬件技術(shù)層面來講創(chuàng)建了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的物理基礎(chǔ)，但要使其真正發(fā)揮各自的作用。成為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。則需要相應(yīng)軟件技術(shù)支持。這些軟件技術(shù)主要是指各主體間信息的智能傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及推理技術(shù)等，具體包括人工智能技術(shù)、上下文感知計算技術(shù)、和諧交互技術(shù)、計算機(jī)視覺識別技術(shù)和無縫數(shù)據(jù)管理技術(shù)等。

1，人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是當(dāng)前信息技術(shù)教育應(yīng)用的一個研究熱點，基于人工智能技術(shù)開發(fā)的智能教學(xué)系統(tǒng)使得計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)能夠更好地服務(wù)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程。以智能專家系統(tǒng)ITS（Intelligent Tutoring Systems）為例，ITS是一種能仿真人類教師的計算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)，以學(xué)習(xí)者為主設(shè)計的教育軟件，它能感知學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而提供適合學(xué)習(xí)者程度及喜好的指導(dǎo)、決定學(xué)習(xí)者模塊內(nèi)容及選擇特殊設(shè)計以輔助學(xué)習(xí)指導(dǎo)及練習(xí)（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技術(shù)推論學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況、理解狀態(tài)及分析學(xué)習(xí)者特質(zhì)，進(jìn)而決定教學(xué)的內(nèi)容、時間點、與方式。這不但塑造了一對一教學(xué)的理想環(huán)境，同時也提供了針對不同學(xué)習(xí)者需求，量身定做的適性化（adap.tive）學(xué)習(xí)內(nèi)容。ITS以學(xué)生模型（Student Model）、教學(xué)模塊（Pedagogical Module）、領(lǐng)域知識（Domain Knowledge）、接口模塊（Interface Module）四個組件來達(dá)成上述的各項功能。[刪

在未來課堂中，學(xué)習(xí)者除了可以和實體課堂內(nèi)的教學(xué)者、學(xué)習(xí)同伴進(jìn)行互動外。還可以和學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)中的智能型人進(jìn)行互動，獲得個性化的學(xué)習(xí)支持，智能性人中的“教學(xué)人”可分為“協(xié)助教學(xué)事物人”及“實際進(jìn)行教學(xué)的仿真教學(xué)人”兩種。臺灣學(xué)者陳鴻裕的研究指出，協(xié)助教學(xué)事物的教學(xué)人主要的工作有：（1）自動負(fù)責(zé)同伴間的聯(lián)絡(luò)；（2）自動檢視并提示學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）自動收集課程的相關(guān)信息。而“實際進(jìn)行教學(xué)的仿真教學(xué)人”則是代替教師實際進(jìn)行教學(xué)的人，大部分的系統(tǒng)皆是以一個動態(tài)的3D人像作為溝通接口。以運用虛擬實境中豐富的溝通形式。與學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)的虛擬實境中互動。

2.上下文感知計算技術(shù)

上下文感知是智能空間的重要特征。是提高計算系統(tǒng)交互智能性的核心技術(shù)。上下文感知計算是指利用上下文信息自動為用戶提供適合當(dāng)前課堂教與學(xué)情景的服務(wù)和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。

上下文是指任何可用于表征實體狀態(tài)的信息，這里的實體可以是個人、位置、物理的或信息空間中的對象。在實際應(yīng)用中，上下文的種類可歸納為計算上下文、用戶上下文及物理上下文等。上下文可分為低層上下文和高層上下文兩個層次，低層上下文是指直接從相應(yīng)的傳感器獲得的上下文：高層上下文和低層上下文往往是相互關(guān)聯(lián)的，一般來說是根據(jù)低層上下文進(jìn)行邏輯推理得到的。由于高層上下文更能體現(xiàn)用戶主體的意圖。因此人們對高層上下文更感興趣。它成為判斷用戶主體當(dāng)前意圖，為用戶主體提供相應(yīng)服務(wù)和支持的重要依據(jù)。

3.和諧交互技術(shù)

未來課堂通過開發(fā)和集成先進(jìn)的和諧交互技術(shù)，為學(xué)習(xí)者提供一個高效的信息獲取、交流的工作空間。從而促使顯著提高學(xué)習(xí)、討論和協(xié)作效率。

在未來課堂中，多種來源的相關(guān)信息將集成顯示在課堂的三維物理空間中，課堂教與學(xué)的主體可以在多個顯示表面上以自然便捷的方式直接與信息系統(tǒng)交互?；蚺c遠(yuǎn)程的專家或?qū)W習(xí)伙伴進(jìn)行充分的協(xié)作交流，整個互動過程還將被自動存放為可索引的學(xué)習(xí)記錄或參考案例。未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間是一個典型的多用戶和諧人機(jī)交互環(huán)境，目標(biāo)是促使學(xué)習(xí)者在復(fù)雜的情況下盡快地理解和掌握當(dāng)前形勢并快速地做出合理地決策。關(guān)鍵是要為開放式信息集成、多用戶自然交互提供支撐技術(shù)。

基于普適計算的智能學(xué)習(xí)空間技術(shù)，能營造全方位信息顯示與和諧交互環(huán)境，將大大提高教與學(xué)過程的快速性和可靠性。

4.計算機(jī)視覺技術(shù)

在未來課堂這一智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，人的行為識別理解、物品識別與定位，以及場景恢復(fù)等問題都需要利用計算機(jī)視覺技術(shù)作為主要或者輔助手段來解決。計算機(jī)視覺是用計算機(jī)或機(jī)器對生物視覺的仿真。是一門綜合性的學(xué)科，它包括計算機(jī)科學(xué)和工程、信號處理、物理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)，神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等。計算機(jī)視覺就是用各種成像系統(tǒng)代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計算機(jī)來代替大腦完成處理和解釋。計算機(jī)視覺的最終研究目標(biāo)就是使計算機(jī)能像人那樣通過視覺觀察和理解世界。具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。

在未來課堂中，用到的與計算機(jī)視覺相關(guān)的技術(shù)主要有圖像處理、圖像識別和圖像理解。圖像處理技術(shù)把輸入圖像轉(zhuǎn)換成具有期望特性的另一幅圖像，圖像處理主要利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提?。簣D像識別是指根據(jù)從圖像抽取的統(tǒng)計特性或結(jié)構(gòu)信息，把圖像分成預(yù)定的類別，圖像識別主要用于對人的動作、物品等的識別與定位等；圖像理解不僅描述圖像本身，而且描述和解釋圖像內(nèi)容所代表含義，圖像理解主要用于對場景的理解和對人的行為和意圖的識別等。

5.無縫數(shù)據(jù)管理技術(shù)

從用戶的角度來看，進(jìn)入未來課堂后，不同計算設(shè)備上的信息被放置在一個系統(tǒng)中，用戶無需關(guān)心信息的上傳和下載，只需利用下文介紹的多功能交互筆就能在不同顯示設(shè)備上方便地顯示、切換、標(biāo)注這些信息，使得用戶的注意力能主要放在討論和信息理解的過程中，無需過多理會計算系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。遠(yuǎn)程用戶被允許接入未來課堂后，也能利用無縫數(shù)據(jù)管理模塊來提供和共享信息。

在多種顯示設(shè)備集成的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，課堂教學(xué)主體可以通過物理環(huán)境（如墻面、桌面）、日常用具（如筆、激光筆），新型信息設(shè)備（如PDA、麥克風(fēng)陣列），以及語音命令等自然便捷的方式與信息系統(tǒng)交互，無需依賴傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤，以使對計算機(jī)不熟練的人員也能夠直觀地訪問、處理信息。原型系統(tǒng)主要通過語音命令和多顯示表面上的筆式交互提供直接的支撐技術(shù)。

除了以上的硬件技術(shù)及軟件技術(shù)外，未來用在未來課堂這一智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的技術(shù)還可能包括增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）、多模態(tài)信息融合、自動記錄決策過程、內(nèi)容增加技術(shù)（如把有意義的元數(shù)據(jù)添加到現(xiàn)有的音頻和視頻內(nèi)容中）、新的壓縮和表現(xiàn)技術(shù)（使音頻和視頻能實時地產(chǎn)生復(fù)合型媒體）和適應(yīng)技術(shù)等，以支持未來課堂用戶主體和課堂技術(shù)、資源和環(huán)境間的自然交互等等。