人工智能在小学教学的应用汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇人工智能在小学教学的应用范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

近年来，人工智能已成为一个高频词，各种与人工智能相关的智能家居、自动驾驶、智能语音、图像识别等新技术，深刻影响着社会的方方面面，也逐步改变人们的工作及生活方式。许多国家已经开始积极尝试，大力推进小学人工智能教学。2017年，国务院正式颁布《新一代人工智能发展规划》，明确提出了“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”；如今，计算思维培养又成为热点。在这样的一个时代背景下，学校和教师有责任和义务组织、引导学生去接触、了解、学习、应用人工智能技术，以适应未来学习和工作环境的变化。人工智能涉及的学科内容较为广泛复杂，小学生相对年龄较小，储备的相关知识较少，学校应如何在小学阶段有效开展人工智能教学，推进人工智能教学真正落地？笔者结合自己的教学实践，从“巧”借活动、“巧”设场景、“巧”编程序、“巧”创项目等方面，积极探索小学人工智能教学的推进路径。

一、“巧”设场景体验人工智能

人工智能的知识结构具有较强的逻辑性和抽象性，与之前信息技术课上所教的内容相比，难度及复杂性更高。在日常人工智能教学中，教师应根据学生的心理特点以及不同教学要求，改变教学方式，把体验搬进课堂，让学生通过具体的体验活动逐步理解人工智能的相关知识，把重难点从对概念、原理、技术的学习转换到了解相关概念、技术实现的过程、体验人工智能技术的应用上。丰富有趣的教育实践活动可以让学生在愉悦的教学情境中，从不同的思维角度、用不同的思维方式来认识和理解与生活密切联系的一些人工智能概念，如机器学习、大数据、神经网络等，体验人工智能在实际生活中的应用。例如在《人脸识别》一课教学中，需要让学生了解人脸识别技术的应用、影响、实现过程和原理，其中人脸识别的原理和过程较为复杂，如果教学中只进行简单说教，无法有效达成教学目标。本课设计了一个“人脸大比对”体验活动，活动分两个部分，第一部分就是通过百度AI开放平台里的人脸检测与属性分析功能，体验人脸检测中具体检测哪些属性；第二部分就是通过人脸对比功能，完成教师提供的三组人像照片的对比分析。在第一部分的实例体验中，学生通过自己上传照片进行检测，主要是通过对人脸的面部、肤色、毛发、眼睛、嘴、鼻和轮廓等150个特征的精准定位来准确地识别和计算出一张人脸的特征和属性信息，包括年龄、性别、颜值、情绪、是否戴眼镜等。这样的体验让学生非常感兴趣，也能很好地理解特征提取的过程。第二部分的体验是人脸对比，教师提供给学生三组照片，第一组是一对相似度很高的双胞胎；第二组是同一个人戴口罩和不戴口罩的照片；第三组是同一个人的两种表情。学生先自己观察，记录三组照片的结果，再上传照片到百度AI体验人脸对比过程，并查看对比结果。经过体验，学生认识到在现有的技术下，人脸识别的准确度还是非常高的，对人脸识别的过程也留下了非常深刻的印象。

二、“巧”编程序理解人工智能

从当前人工智能技术应用的实际情况分析来看，主要应用领域为大数据及机器学习，这些功能的实现得益于算法的不断完善。可见，算法学习是实现人工智能的关键，而对算法的学习又是计算机编程教学中的一大难点。推进小学编程教学将有利于帮助学生理解人工智能的相关知识。小学生相对抽象思维偏弱，采用图形化的编程教学，更加有利于他们接受，有助于提高学习的积极性。通过编程教学引导学生学会分析问题、抽象与建模、设计算法、编写程序脚本，在验证过程中不断改进和完善，并最终实现问题的解决，能有效培养学生的计算思维，并过渡到对人工智能所需要的其他知识的学习上。例如在五年级的《创编游戏》教学中，情境任务是设计制作一个猫捉老鼠的小游戏，目标是让学生认识“碰到颜色”“如果……那么……”等指令，能够用它们的组合来编写判断角色是否碰到边缘和老鼠的脚本。人工智能的概念主要体现在“碰到颜色”和“如果……那么……”语句的应用上，“碰到颜色”是侦测识别，“如果……那么……”则是逻辑判断的处理。在教学中，首先通过问题引导学生思考完成游戏需要考虑哪几个要素，从问题和答案中帮助学生提炼出“舞台”“角色”“动作”三个要素，进而帮助学生厘清实现游戏功能的基本思路。在程序编写中，让学生具体体验侦测模块的编写与判断语句的应用。简单的编程实践，能让学生逐步了解人工智能的基本概念及其实现流程。

三、“巧”创项目实现人工智能

知识的学习必须与学生的生活实际结合起来，如果学生在掌握人工智能知识和技能后能将所学知识应用于实践，解决生活中的实际问题，那么这样的学习就是真实有效的。学生通过设计创作具体作品，可以大大增强分析和处理问题、解决实际问题的意识和能力，培养逻辑思维和动手实践能力，这也是人工智能教育的方向和目的。根据学生的实际生活经验，教师将人工智能的具体应用案例巧妙引入课程中，引导他们科学地确定项目内容；通过对项目的梳理分析，建立逻辑关系和模型；用编程语言描述逻辑关系；采用硬件设备实现人工智能的具体功能，这种基于真实任务的学习活动，能有效促进学生的理解。例如四年级实践小组的“智能垃圾桶”作品，便是以垃圾桶为课题进行探究，先让学生对现有垃圾桶的优劣势进行分析，思考怎样改造垃圾桶才能真正实现智能化。通过教师的引领和自身观察，学生很快认识到智能垃圾桶应该具有的功能：一是能检测什么时候有人投放垃圾；二是垃圾桶盖能自动开启和关闭。确定了目标之后，就是思考达成上述目标需要哪些条件。学生根据已有知识，确定可以用超声波检测是否需要打开垃圾桶盖子，打开和关闭动作可以通过舵机和连杆来实现。通过探究后，学生根据设计的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建，接下来就是通过编写程序和不断调试验证来实现预期的功能。作品完成后，学生可以根据实际情况进行功能的增加与修改，如增加桶内垃圾超过一定高度时能自动提醒的装置等，让智能垃圾桶更加智能。本次作品的创作过程，不仅锻炼了学生分析实际问题、解决实际问题的能力，又锻炼了他们的编程思维和计算思维，更重要的是体验了自己创作人工智能作品的乐趣和成就感。在人工智能应用日益普及的今天，人工智能课程进入小学课堂是大势所趋。在小学阶段开展人工智能课程教学，主要是为了让学生掌握人工智能知识，体验和运用人工智能技术，培养学生的信息技术核心素养、创新意识、实践应用能力，为学生适应未来社会打下扎实的基础。但人工智能教学具有其特殊性，如何有效推进人工智能教学，还面临着许多需要解决的问题。学校和教师应尽最大努力创设更好的人工智能教学环境，探索更有效的教学策略，促进学生对人工智能相关知识的学习。

参考文献

[1]丁华.人工智能教学中对学生计算思维的培养[J].华夏教师,2020(13):42-43.

篇（2）

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一门综合的交叉学科，涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能，其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看，人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破，不仅给学习科学以技术支撑，而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰，从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展，使人工智能不仅成为学校教育的内容之一，也为教育提供了丰富的教育资源，其研究成果已在教育领域得到应用，并取得了良好的效果，成为教育技术的重要研究内容。

人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，其主要研究领域有：专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能，下面就这些领域进行阐述。

一 专家系统

专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它使用人工智能技术，根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为：知识库，用于存储某领域专家系统的专门知识；综合数据库，用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息；推理机，用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作；解释器，向用户解释专家系统的行为；接口，使用户与专家系统进行对话。近几十年来，专家系统迅速发展，是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。

目前，专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走，从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容，它可以制定出一个课堂大纲，写出一份教案，甚至有可能开发一堂样板课，而诊断系统是往后走，从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析，例如，一个诊断系统可能以一堂CBI（基于计算机的教学，computer-based instruction）课为例，输入学生课堂表现资料，分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发（ISD）程序的领域中最有名的是梅里尔（Merrill）的教学设计专家系统（ID Expert）。[6]

教学专家系统的任务是根据学生的特点（如知识水平、性格等），以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为：同时具有诊断和调试等功能；具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统，我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]

目前，在教育中，专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育，为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能：具备某学科或领域的专门知识，能生成自己的提问和应答； 能够分析学生的特征，评价和记录学生的学习情况，诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学；可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。

二 机器人学

机器人学是人工智能研究是一个分支，其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段：第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作；第二代机器人具有一定的感觉装置，表现出低级智能；第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人，即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响，其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。

机器人技术涉及多门科学，是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，因此，机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的核心竞争力之一，很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程，在孩子中普及机器人学知识，从可持续和长远发展的角度，为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下，机器人教育逐渐从大学延伸到中小学，世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中，我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。

机器人在作为教学内容的同时，也为教育提供了有力的技术支撑，成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台，大大丰富了教学资源。多年来，我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络，教学资源单一，缺乏前瞻性。教学机器人的引入，不仅激发了学生的学习兴趣，还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展，教学机器人种类越来越多，目前在中小学较为常用的教学机器人有：能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。

三 机器学习

机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为，自动通过学习来获取知识和技巧，[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等，近年来，知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习（自动获取新的事实及新的推理算法）是使计算机具有智能的根本途径，对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]

随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入，机器学习系统的性能大大提高，各种学习算法的应用范围不断扩大，例如将连接学习用于图文识别，归纳学习、分析学习用于专家系统等，大大推动了在教育中的应用，例如在建构适应性教学系统中，用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好，有较高的准确率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一种新兴的机器学习和推理方法，其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题，在计算机辅助教育方面，已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统，并且，针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外，数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用，不仅给机器学习注入新的生机，也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。

四 自然语言理解

自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言，以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务，其功能为：回答问题，计算机能正确地回答用自然语言提出的问题；文摘生成，计算机能根据输入的文本产生摘要；释义，计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息；翻译，计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现，因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘，深化对语言能力和思维本质的认识。[16]

自然语言理解最早的研究领域是机器翻译，随着应用研究的广泛开展，也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径，例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言，进行人机对话，回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时，对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展，例如“希赛可”网络智能英语学习系统，这个基于网络的“人-机”语境的建立，突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制，也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性，可以为远程学习者提供良好的英语学习支持，在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上，在国际上也是一种创新。[17]

五 人工神经网络

人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上，用模拟生物神经元的某些基本功能的元件（即人工神经元），按各种不同的联结方式组织起来的一个网络，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现某个方面的功能，例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域，人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构：递归（反馈）网络和多层（前馈）网络，两种主要学习算法：有指导式学习和非指导式学习。

人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发，具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力，特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题，[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能，目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合，以此来改进教学专家系统的性能，提高智能性，使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用，例如采用误差反传算法（BP）的多层感知器已应用于高校管理之中。

六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)

分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果，研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型，主要研究问题是各Agent之间的合作与对话，包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成，每个Agent又是一个半自治系统，Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点，在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性，因此获得了广泛的应用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性，创造良好的学习情境，并能激发学习者的学习兴趣，进行个性化教育。目前，Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统，通过利用其分布性、自主性和社会性等特点，提高网络教学系统的智能性，使教学资源得到充分利用，并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪，为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学（USC）开发的教学Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果，促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。

综上所述，科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看，人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行：一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合，为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持，而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合，可以提高智能教学系统的教学效果；与网络通讯技术相结合，可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立，而是相互促进，相互完善，它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成，为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域，它们是传统人工智能的延伸与扩展，这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24]，这些发展与应用蕴藏着巨大潜能，必将对教育产生重要的影响。

技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用，一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科，虽然在基本理论和方法等方面存在着争论，但从其研究成果与应用效果来看，有着广阔的应用前景，值得进一步的开发和利用。

参考文献

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篇（3）

一、前言

人工智能（ArtificialIntelligence，简称AI)快速发展，在一定程度上促进了人们的思维方式、人际互动模式以及学习和教学方式的改变，我国教育部门不断重视AI技术在基础教育领域中的融合，以更好地促进中小学生的个性化发展。AI视域下，教师的工作环境将会越来越智慧化，智能阅卷、智能授课和智能评估逐渐成为可能，教师可以根据学生的学习进度和学习特征，有针对性地对学生开展个性化指导。同时，学生在课堂上也可以更熟练的使用平板电脑而不是手抄本进行交流。目前，AI技术已经成为教育系统性变革的内生变量，不断推动着教育模式的变革、教育理念的更新以及教育体系的重构，基础教育信息化进入了创新发展的2.0时代[1]。虽然我国AI教育发展水平落后于国际先进水平，尚未在在中小学教育中普及应用，但是我国教育部门已经制定和出台了相关政策，以推动基础教育和AI的不断融合和发展，可以预见，AI技术必将为基础教育发展赋予越来越强大的智慧支撑，推动基础教育现代化。

二、AI教育时代中小学教师面临的挑战

面对以AI为核心的信息技术，如何更好的促进学生发展，从适应到引领转变，实现自身的突破性发展，是教育工作者必须深思的问题。AI技术在一定程度上提高了教学水平和教学质量，但是在教师层面还是存在一些问题，使AI技术与基础教育在融合过程中面临一系列的挑战。1.与AI教育相配套的教学方法创新性不足AI教育作为一个高度依赖技术的跨学科领域，AI应用程序可以在一定程度上扮演教师的角色，观察学生的学习过程，分析他们的学习表现，并根据他们的需求为他们提供即时帮助。此外，了解AI技术的能力和特点，教师可以在课堂上采用合适的AI应用程序来提高学生的学习成绩、动机或参与度。新技术影响了教育体制和教学手段，在这样的背景下，教师在使用新技术时要关注教育主体、尊重教育主体，而不能秉持以往旧的认识。但是在现实教学中仍存在盲目学习的典型问题，教师未能针对学生的个性特征而进行因材施教，学生在学习的过程中存在“一刀切”的现象，而不是被个性化对待。2.AI师资力量薄弱AI教育属于多学科交叉领域，教师一方面要具备心理学、教育学和信息技术等各学科相关知识，另一方面要将这些知识进行整合和运用。目前虽然学生的学习意愿强烈，但是从当前AI的师资来看，具有AI学识的师资力量十分薄弱，教师普遍缺乏完整而系统讲授AI课程的能力和知识，部分教师简单地将AI教育视作机器人教育﹑编程教育、计算机辅助教学等，个别中小学的AI教师是由其他学科教师来兼任，此外，AI教师编制不足、师资质量不均衡也是突出的问题。教师师资队伍建设是改善AI教学质量的关键。3.教师培训缺乏针对性目前教师已了解到AI在教学方面发挥的积极作用，并认可AI对教学的促进作用，但大部分教师都是停留在简单的意识层面，在教学实践中并未真正去落实。虽然存在以上问题，但是大部分AI教育教师没有接受专业培训，在讲授AI知识时，缺乏深入性，只能浮于表面，有违学科初衷。4.实施路径单一AI教育作为新兴学科，是基于时代最新技术的教育，要求教师在专业发展过程中，一方面要注重掌握各学科知识，另一方面更要注重教师专业发展的实践性和情境性，强调学生在学习过程中的参与和体验。但是目前中小学AI教育实施路径比较单一，在课程设计上，教师主要停留在传统的信息技术与教学设计层面，学生在课堂学习和实践中难以系统而深入掌握AI的技术、方法和基本理念。在教授形式上，主要采用课堂教学的方式对AI知识进行讲解，而学生实践和体验的机会相对较少。

三、AI视域下中小学教师发展路径

中小学教师如何更好适应AI时代，更好的构建AI教育生态体系，以促进AI与基础教育的深度融合，主要有以下路径：1.培养信息素养信息素养的本质是全球信息化，人们需要具备的一种能力。面对AI技术的迅速发展，中小学教师应注重信息素养的培养，信息素养主要包括两方面内容，即信息技术素养和信息意识素养。在信息技术素养方面，中小学教师应呈现趣味性强的教学课件、流畅的运用多媒体、及时反馈学生的问题等调动学生的积极性，以激发学生各科的学习兴趣，培养良好的学习习惯。此外，中小学教师要保持对新技术的敏感性。信息意识素养是信息素养中的观念性成分，是教师对信息的态度、认识层面的关键要素，是信息素养的重要组成部分。中小学教师在信息意识层面，要积极接受新兴技术带来的学习和教学方式的改变，决定性意义转变的前提是更新观念。2.提升职业道德素养恪守职业道德：传道、授业、解惑是中小学教师的主要职责。随着AI与教育的融合，智能平板等设备可以在一定程度上代替教师讲授知识、解疑答难和阅卷评分，AI在得到科学利用的前提下，可以成为师生的强大助手，从而大幅提升教与学的效率。教师应积极面对AI技术给教育带来的便利，提高自身的自主学习能力和创造力，同时注重培养学生思维的创新性，呵护学生的好奇心和求知欲，鼓励学生发现和解决问题。引导学生树立正确价值观、道德观和法治观：如今AI技术迅速进入中小学生的课堂教学，深刻改变着学生的学习模式和师生互动模式，一方面教师要充分将AI技术有效整合到课堂，另一方面也要正视AI的使用边界，AI技术快速发展有可能带来伦理风险。在中小学阶段不乏这样的例子，有些学生利用课堂上学到的编程知识去充当黑客，或者产生网络成瘾行为，以上学生的偏差行为已经触及价值观的层面，对自身的身心健康产生不利影响。因此，面对AI技术的迅猛发展，教师要有效的应对信息技术带来的伦理挑战，深入研究思考并引导学生树立正确的价值观、道德观和法治观，提升学生的诚信意识和社会信用水平。3.更新教育教学观念改变传统单一教学模式：随着AI技术的发展，互联网、大数据分析、智能化推送等教育产品层出不穷，如果不能科学利用这些技术产品营造适合学生成长的教学生态环境，技术将无法真正促进学生学习效果和教师教学水平的提升。AI视域下，教师要接受并适应智能技术给教育带来的变化，转变传统教育观念和教师角色，同时，教师在教学中应考虑学生的认知发展的阶段性特征，适时了解学生的学习风格和学习策略及学习中遇到的学习障碍，利用多样的教学活动和教学过程将知识获取和能力培养结合起来，促进学生认知和非认知能力的发展，最终实现学生的全面和个性化发展。课堂教学中，教师应改变“灌输式”“注入式”等单一的教学模式，充分利用AI技术实现教学方法多样化，活跃课堂氛围，提高课堂效率，树立教学、体验和实践相结合的教学观，提升学生的动手能力，中小学AI教育在实施路径方面应该多元化，实现认知、实践和体验的有机结合。此外，教师要看到学生的不同进度和情感需求，借助于AI技术，根据学生的发展节奏制定不同的学习计划，做到因材施教，为每一位学生成长提供学伴式帮助。注重培养线上和线下相结合的自主学习能力：AI视域下信息技术与基础教育的融合，网络在线平台为教师提供了丰富的学习资源，教师要更新自身旧的知识框架，进而不断提高自身的知识体系。针对目前存在的教师培训缺乏针对性的现状，教师可以加强线上自主学习，学习教学中常用的AI技术和程序。首先，线上学习过程中，面对网络和AI应用提供的多种类别的学习内容，教师要根据所教学科和所任学段的学生发展特点，选择恰当的教学内容，以便信息技术可以更充分地服务于教学，从而提高教学水平。其次，教师在注重线上学习的同时，也要注重线下学习，教师在教学中可以组织课前、课后的学习讨论小组，就教学中遇到的问题进行面对面的沟通与交流。

四、结语

AI技术的迅速发展，给基础教育带来便利的同时也必然会带来较大的冲击与挑战，AI视域下，中小学教师应该以积极的心态去面对机遇和挑战，抢抓机遇、迎难而上，努力培养自身信息素养，提升职业道德素养，更新教育教学观念，在人与机器日益激烈的竞争中获得主导地位，在基础教育改革发展浪潮中实现跨越式自我发展。

篇（4）

人工智能时代的教育变革

一、人工智能驱动智慧教育

当前，以人工智能为代表的技术创新进入到一个前所未有的活跃期。当人类社会迈进信息时代的新阶段——人工智能时代，这种工业化的教育体系已经无法满足未来社会对人才的需求，时展迫切需要一场教育变革。换句话说，教育不是由外而内传递知识，而是由内而外觉悟智慧。这就要求，我们必须打破整齐划一的传统教育形态，构建与人工智能时代相适应的智慧教育体系，利用智能技术对学习环境、学习内容、教学方式、管理模式进行系统化改造，为学生提供富有选择、更有个性、更加精准的智慧教育。

二、智慧教育的理念内涵

综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为导向，运用人工智能技术促进学习环境、教学方式和教育管理的智慧转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会，形成精准、个性、灵活的教育服务体系，最大限度地满足学生的成长需要。只有把“人”置于教育的最高关注，发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧，才能从容应对人工智能时代带来的挑战。智慧教育不仅是教育基础设施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。

智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒，让万物互联，让世界互通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破学科之间的界限，开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习；三是富有弹性的组织管理，破除效率至上的发展理念，释放学校的自主办学活力，利用人工智能提高教育治理的现代化水平，让学生站在教育的正中央。

虚拟和增强现实（VR/AR）技术在教学中的应用与前景展望

一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域

（一）虚拟现实和增强现实技术的起源

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术描述的就是我们现在熟悉的“虚拟现实”。增强现实（Augmented Reality，简称AR）是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖。

我国虚拟现实技术的研究起步于20 世纪90 年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等的高速发展，虚拟现实技术得到相当的重视。2016 年3 月17 日全国两会授权的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出：“大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。”

（二）虚拟现实和增强现实的概念、特征和应用领域

1. 虚拟现实技术

虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。

虚拟现实具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)，是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。虚拟现实与人工智能 (AI) 技术及其他相关领域技术结合，将会使其还具有智能(Intelligent) 和自我演进演化(Evolution) 特征。头戴式虚拟现实设备，即可观看虚拟现实视频介绍。

虚拟现实涉及门类众多的学科，整合了很多相关技术。虚拟现实是未来科技发展的方向之一，它可以从人的感觉系统上改变现有的空间感。虚拟现实现有的产业链大致可分为硬件设计开发、软件设计开发、资源设计开发和资源运营平台等几种类别。通过虚拟现实关键技术的突破以及“虚拟现实+”的带动，会产生大量行业和领域的虚拟现实应用系统，为网络与移动终端应用带来全新发展，将会推动许多行业实现升级换代式的发展。虚拟现实可以应用于国防军事、航空航天、智慧城市、装备制造、教育培训、医疗健康、商务消费、文化娱乐、公共安全、社交生活、休闲旅游、电视直播等领域中。

2. 增强现实技术

增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新兴技术。增强现实技术基于计算机的显示与交互、网络的跟踪与定位等技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景，以对现实世界进行补充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。

增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。

增强现实具有三种呈现显示方式，按距离眼睛由近到远划分分别为头戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空间展示（spatial）。增强现实智能眼镜，扫描二维码可以观看Magic Leap 增强现实演示视频。

增强现实的应用领域非常广泛。如在教育领域增强现实可以为学生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境等；在旅游业增强现实可以帮助游客自助游玩景区，以虚拟影像的形式为游客讲解景区概况、发展历史、人文景观等内容；在零售业中增强现实技术可以实现一键试穿，在网上销售中具有极大的应用空间。增强现实在工业、医疗、军事、市政、电视、游戏、展览等领域都表现出了良好的应用前景。

二、虚拟现实和增强现实技术在教学中的具体应用

虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用潜力巨大、前景广阔，主要体现在运用虚拟现实和增强现实技术具有激发学习动机、创设学习情境、增强学习体验、感受心理沉浸、跨越时空界限、动感交互穿越和跨界知识融合等多方面的优势。虚拟现实和增强现实技术的应用，能够为教育工作者提供全新的教学工具，同时，能激发学生学习新知识的兴趣，让学生在动手体验中迸发出创新的火花。因此虚拟现实和增强现实技术应用于教育行业是教育技术发展的一个新的飞跃， 它营造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式演变为学生通过新型信息化环境和工具来获取知识和技能的新型学习方式，符合新一轮教学改革的教育理念，有助于学生核心素养的培养。虚拟现实和增强现实设备有多种，这里分别介绍各种设备在教学中的具体应用。

（一）头戴式虚拟现实和增强现实设备在教学中的应用

头戴式虚拟现实设备一般包含头戴式显示器、位置跟踪器、数据手套和其他设备等，分为移动虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔。国外有脸谱、谷歌、微软、三星等公司的虚拟现实头盔产品，国内有微视酷、蚁视、暴风魔镜、中兴、乐视、华为、小米等100 多种虚拟现实头盔产品。结合国内外的研究报告以及目前虚拟现实教育实践情况，虚拟现实和增强现实技术在生物、物理、化学、工程技术、工艺加工、飞行驾驶、语言、历史、人文地理、文化习俗等教学中均可应用。

学生使用头戴式虚拟现实设备体验学习时具有置身真实情境的沉浸式感觉，能给学生以绝佳的真实体验， 使人如身临其境，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。例如地理学科讲述关于宇宙太空星际运行的课程时，在现实生活中学生无法遨游太空，如果戴上头戴式虚拟现实设备，就可以让学生从各个角度近距离观察行星、恒星和卫星的运行轨迹，观察每个星球的地表形状和内部结构，甚至能够降落在火星或月球上进行“实地” 考察、体验星际之旅等。虚拟现实头戴设备， 手机扫描二维码观可看虚拟现实效果视频。

（三）手持式虚拟现实与增强现实设备在教学中的应用

手持式增强现实设备多采用移动设备与APP 软件相结合的方式。APP 有视+AR、AR、4D 书城、幻视、视AR、尼奥照照等，另外有多种增强现实图书都有相配套的APP，如《机器人跑出来了》《实验跑出来了》《恐龙争霸赛来了》这套“科学跑出来”系列增强现实科普读物有iRobotAR、iScienceAR、恐龙争霸赛来了等多个APP，它们的原理都是采用手机摄像头获取现实世界影像，通过手机在现实世界上叠加虚拟形象的形式，实现增强现实的特殊显示效果。有的APP 中提供了丰富的教育资源，如安全教育、科普读物、识字卡片、益智游戏等，特别适合儿童教育。使用方法有两种：一种是手机APP 与相配套的纸质图书一起使用，用手机摄像头扫描图书上的图片，在手机屏幕上即可呈现出演示效果；另一种使用方法是运用APP 下载增强现实资源并与外界实景叠加即可呈现出演示效果。增强现实特效非常逼真，利用这些APP 进行学习，学习过程具有真实感、体验感、沉浸感，增强了学生学习知识的兴趣，可以达到寓教于乐的教学效果。

三、虚拟现实与增强现实技术在教学中应用的优势分析

（一）虚拟现实与增强现实技术为学生自主学习提供了有利条件

虚拟现实和增强现实教学资源存在形式多种多样， 根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、桌面式设备、移动设备和纸质图书里，学生可以在不同的地方采用不同的设备调用虚拟现实和增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。如果学生在课堂上有些知识点未能掌握，可以重新学习一遍，增加对知识的巩固和理解，有时学生因为特殊原因未能在课堂上学习，也可以课后弥补，同时可以将虚拟现实和增强现实设备作为载体采用“翻转课堂”或“微课导学”教学模式组织教学，为学生提供自主学习条件，教师也可以从繁重的重复性讲解中解脱出来，有针对性地为学生答疑解惑，有助于传统教学方式的变革。

（二）虚拟现实与增强现实技术为学生提供更加真实的情景

在传统的教学课堂上，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。遇到比较复杂的情况，比如数学课的立体几何、地理课的天体运动、物理课的磁力线和电力线、化学课的微观粒子结构、生物课的细胞结构等，教师用语言很难把这些知识点表达得非常清晰，同时由于每个学生的理解力不同，教学效果也会因人而异，甚至初次学习这些知识的学生会得到“盲人摸象”般的感受。而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识，真实的情景可以帮助学生对知识的理解和记忆，使学生的想象变得更加丰富。

（三）虚拟现实和增强现实技术能提高学生的学习兴趣

由于虚拟现实和增强现实技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感知效果，学生具有真实情境体验、跨越时空界限、动感交互穿越的感受，能身临其境般在书海里遨游，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。身临其境的感受和自然丰富的交互体验不仅极大地激发了学习者的学习动机，更给学习者提供了大量亲身观察、操作以及与他人合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程，有利于实现深层次理解。传统的学习方式让很多学生觉得枯燥乏味， 为了应付考试不得不去死记硬背，但很多知识学生考完之后很快会忘得一干二净，而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，新颖的学习方式和丰富多彩的学习内容能够极大地提升课堂教学的趣味性，生动形象的场景会加强学生的记忆，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，兴趣也是学生学习新知识的不竭动力。

（四）虚拟现实和增强现实技术应用能促进优质资源均衡化

我国幅员辽阔，地区之间贫富差距较大，存在教学资源分配不均的情况。经济发达地区无论是软硬件配置， 教学师资和教学资源都非常丰富，而经济落后、地域偏远的山村学校学生连接受最基本的教育都难以实现。各级政府和教育主管部门都在大力推进教育均衡发展，加大教育投资力度，而虚拟现实和增强现实技术应用将是解决城乡教育资源不均衡问题的一把金钥匙，有利于缓解教育资源两极分化，扩大优质资源的分享范围，能让教育资源不再受限于地区和学校，让教育发达地区的名教师通过虚拟现实和增强现实课堂走进山村学校，能通过整体优化教育资源配置，来缩小城乡差距，实现教育公平，同时这也是教育扶贫的较佳途径。

四、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中存在的问题

虽然虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用可以改变传统的教学方式、提高学习兴趣、实现教育均衡发展，但虚拟现实和增强现实技术发展还处在初级应用阶段，在技术瓶颈、资源开发、教学内容和推广普及等方面还存在很多问题。

（一）虚拟现实设备应用中的眩晕问题

人们在使用虚拟现实设备时会出现眩晕感，从硬件结构来看，由于现在的科技还无法做到高度还原真实场景，许多用户使用配置达不到要求的虚拟现实产品时会产生眩晕感；虚拟现实界面中的视觉反差较大，实际运动与大脑运动不能够正常匹配，影响大脑对所呈现影像的分析和判断，从而产生眩晕感；虚拟现实设备的内容有相当一部分资源是从PC电脑版上移植过来的，UI 界面不能很好地匹配虚拟现实设备，不同的系统处理上也无法达到协调统一，画面感光线太强或太弱都不能让用户接受；虚拟现实设备帧间延迟跟不上人的运动，会有微小的延迟感，当感官与帧率不同步时也会让使用者产生眩晕感。

（二）虚拟现实和增强现实技术在教学中资源短缺

目前虚拟现实和增强现实产业刚起步，软硬件设施不完备，开发人员技术力量不足，很多学校未配备虚拟现实和增强现实设备；中小学校的很多教师还没有接触过虚拟现实和增强现实，不知道如何在教学中应用，更谈不上如何去开发虚拟现实和增强现实教学资源。因此，针对中小学教学所开发的虚拟现实资源很少，课程资源短缺是虚拟现实和增强现实在中小学推广的最大瓶颈。但随着虚拟现实和增强现实技术的迅猛发展，将虚拟现实和增强现实技术应用于教学势在必行，未来虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用势必带来课堂教学方式的颠覆性改变。

（三）虚拟现实和增强现实教学平台和资源的设计重形式轻内容

当前很多虚拟现实教育平台都只是在一个3D 视频或虚拟现实软件游戏的基础上构成虚拟现实教学。虽然学生在虚拟世界玩得津津有味，课堂气氛很活跃，学生互动、交流和讨论很热烈，表面上看学生得到了沉浸式的体验感，但是有些虚拟现实教育平台所提供的知识点讲解还停留在现实世界中，课本内容的单调、枯燥并没有因软件的存在而得到缓解，知识要点的讲解没有变得更加生动、有趣和有针对性，这种只重视形式而不重视内容、教与学完全脱节的虚拟现实课堂只能称为“伪虚拟现实课堂”。

（四）虚拟现实和增强现实设备价格较高和技术条件限制导致普及困难

企业的前期研发成本较高、设备销售量较少，导致多数虚拟现实和增强现实设备销售价格居高不下， 很多学校因资金问题望而却步，无力购买售价高昂的虚拟现实和增强现实设备，进而导致虚拟现实和增强现实技术在学校的推广普及步履艰难。大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较强、通用性较差和易用性差等问题。受硬件局限性的影响，虚拟现实软件开发花费巨大且效果有限。另外在新型传感应用、物理建模方法、高速图形图像处理、人工智能等领域，都有很多问题亟待解决。三维建模技术也需进一步完善，大数据与人工智能技术的融合处理等都有待进一步提升。以上诸多原因的存在制约了虚拟现实和增强现实技术在中小学教学中的推广和普及。

五、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中的前景展望

虚拟现实和增强现实技术发展对未来教学形式的影响

随着科学技术的迅猛发展，在云计算、雾计算、物联网、“互联网+”、大数据、人工智能突飞猛进的新时代背景下，虚拟现实和增强现实技术与人工智能、大数据和物联网融合，将会让虚拟现实和增强现实技术应用如虎添翼。

篇（5）

高中信息技术本身具有很强的实践性，但是很多学生在学习时只对实践知识感兴趣，而新课改的教学理念是培养学生的综合素质。所以教师在教学过程中应该注意采用合理的教学方式激发学生的学习兴趣，充分发挥学生的主观能动性，从而实现培养学生综合素质的教学目标，据此本文与读者对高中信息技术理论课教学策略进行共同分析。

一、高中信息技术理论课的特点

1.抽象性

虽然高中信息技术具有很强的实践性，但是实践的基础是理论知识，只有将理论和实践有效结合起来才能真正培养学生的综合素质。高中信息技术理论知识具有抽象性的特点，如算法与程序设计，其中的内容不仅涉及编程语言，还涉及语句结构，很多学生在学习这一节知识内容时，经常是不知所云。所以教师应该采用合理的教学模式帮助学生理解抽象的知识内容。

2.知识琐碎

高中信息技术旨在培养学生的综合实践能力，所以课程内容涵盖了很多的知识点，但是这些知识点之间的联系又不太密切。如选修1算法与程序设计和选修2多媒体技术应用之间的关联性就不太强，一个是偏重计算机语言，另一个是偏重计算机软件应用。所以教师在教学过程中应该采取合适的教学策略帮助学生学习。

3.学生的水平参差不齐

高中信息教材是按照学生具有一定的信息基础进行设计的，但是实际情况是有的学生对信息技术了解得比较多，可能在进入学校之前就已经了解了计算机的工作原理或者一些基本软件的应用。而有的学生在学习之前可能很少接触计算机，这种情况在农村学生中比较常见，很多学生因为家庭经济条件的限制很少能接触到计算机。所以总体表现出来的就是学生的学习水平参差不齐，这给教师的讲授带来一定的难度。

二、高中信息技术理论课教学策略

1.创建情境教学激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师，但是很多学生没有积极学习信息技术理论知识。虽然有的学生在刚开始有学习兴趣，但是随着课程难度的增加，慢慢地失去了学习兴趣。所以教师在教学过程中应该借助情境教学来激发学生的学习兴趣。情境教学不仅能调动学生学习的积极性，还能加深对理论知识的理解。

比如，在讲授获取网上信息一节时，教师可以根据教材中的搜索技巧、关键词、搜索引擎等为学生创设情境教学，在课堂的开始教师先点出本节课学习的重点是利用互联网查找自己需要的信息。然后教师给学生设置一些问题让学生搜索答案，如2004年的希腊雅典奥运会中国队获得的32块金牌的运动员和项目、北京到广州的火车车次，在这个过程中教师不要限制学生的搜索方法，之后再让学生用电子表格的形式记录下他们的学习经历。教师根据这些学习记录再给学生进行针对性讲解。如果按照传统的教学模式，教师会在课堂的开始就给学生讲授获取信息的途径和方法等，当教师讲授完之后，课堂时间也该结束了。由此可见，情境教学不仅能激发学生的兴趣，还能提高学生的学习效率，所以教师在讲授信息技术理论知识时应该重视情境教学的应用。

2.运用多媒体技术降低学习难度

多媒体技术能给学生提供生动的视频、图片，从而使抽象的信息技术知识变得更加生动、形象。很多教师在高中课堂上都会运用多媒体技术，它不仅能调动学生的学习兴趣，还能使学生充分发挥自己的主观能动性，所以在讲授高中信息技术中的一些抽象知识时，教师可以充分利用多媒体的优势设计教学活动。

比如，在讲授人工智能时，教师可以给学生先展示一些有关机器人、智能家居的视频，先让学生对人工智能有一个直观的感受，然后教师再通过智能机讲名字从而拨出电话这一实验让学生切身感受到人工智能的用途。最后让学生尝试着玩五子棋对弈软件，让学生亲身体验人工智能。这样做不仅能够激发学生的学习兴趣，还能激活信息技术课堂。又如，在讲授算法与程序设计一节时，教师可以通过智力Flash游戏狼、羊、菜过河来激发学生的学习兴趣，并让学生体会算法的作用。这个游戏主要是用if等运算语句来体现这三个动物的过河顺序，从而设计出c++语言代码。综上所述，在高中信息技术理论知识的教授中，教师应该注重采用灵活多变的教学模式来激发学生的学习兴趣。

高中信息技术理论知识虽然具有一定的抽象性，但是教师可以采用灵活多变的教学模式来降低学生的学习难度。教师可以通过运用多媒体、创建情境教学等方式来激发学生的学习兴趣，从而使学生能够专注到高中信息理论知识的学习中。这不仅是新课改推行的必然结果，也是高中信息技术教学体系发展的客观需求。

参考文献：

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中图分类号：G521 文献标识码：A

新课标的全面普及，已经很明确的表明学生作为语文学习的主体，小学语文教育必须围绕学生的学习兴趣去引导，注重培养学生的独立学习思考能力，发展学生的个性思维，鼓励学生寻找属于自己的学习方式。针对小学学生的思维方式，心理特征，根据学生不同时期的不同状况采取最合理的教学方法进行教育，才能根本性地提高小学语文的教学质量。

1小学语文教育现状

传统的教学方式比较单一，都是围绕学会母语这一主题进行教育，培养学生的识字认字能力，束缚限制了小学生的思维和创造力，使得学生对于学习失去主动性，最终导致整体的教学水平无法提高。传统教学内容只注重课本上所给出的知识，忽略了学生在这个时期对于所需要知识的学习兴趣，而枯燥的课堂很难把学生的精力集中到学习课本知识上，并且传统的考试方式也限制了学生个性思维的发展，长此以往，整个教育结果令所有人担忧。从教师方面来说，各个地区的师资力量水平也是高低不平，以及对于新课标的重视程度都不一样，也是影响教学质量的重要因素。

语文是一门能全方位培养学生学习发展的学科，我国文学教育具有非常悠久的历史，更是有着一批对于古今文学界有着重要影响的文人，他们在文学方面做出的贡献对于我国的教育事业有着举足轻重的作用。然而，我国目前的小学教育仍然以应试教育为主，导致我国教学质量的落后与低效，很多小学的教育理念也没有与时俱进，没有落实“以人为主”的思想。语文知识是人们日常生活交流最基本的工具，在我国传统文化中占有很大的比重，小学语文教育应该要以提高学生的文化水平修养为目标，努力为其他学科的学习打下坚实的基础。现在的小学语文教育要做到把基础知识的传授和德育素养的培养相结合。通过这么多年的语文教学经验总结，我国已经形成了自己的独特语文教学体系。虽然随着整个世界的国际化大趋势，英语及其他课程的出现对于语文的地位产生了很大的威胁，但是我们自身要认清语文的重要性，尤其是对于刚处于启蒙阶段的小学生来说，语文一定要成为小学教育的重中之重。

2语文教育的改革创新

中华文明经过五千年的历史传承，先人通过自己的智慧，在文化精神的传播中留下了宝贵的财富。文学的传承在写意的创作手法方面更是有着无与伦比的创作优势，这对于启蒙阶段学生思维的培养构建提供了很大的帮助。

有许多的诗词已经融入到小学课本中，让学生对于中国传统文化的认知和学习更加的便捷。运用通俗的教学方式使得学生更加容易提高对语文知识的积累量，教师在日常的教学过程中，要想方设法的培养学生的积极主动性，让学生的个性思维得以展现，仅仅单一的传授知识，很难提起W生的学习兴趣，甚至使学生产生抵触情绪。所以，能否调动起学生学习的积极主动性对于教学的效果有重大的影响。

创新是社会进步的主要力量，保守的教学方式只会使教学质量越来越差，我们需要对小学语文的教育进行深入的改革，打造一个全新高效的教育体系，培养出更多对社会有用的人。以往的教育中都是老师制定教学方式，各个方面都是提前安排好的，照着模式一直重复教，学生一直处于被动的接受状态。无论教学环境好与坏，教师的教学水平认识程度都是学生学习的根本因素。尤其是对于语文的学习，教师的能力直接关系到学生的学习效率。小学语文的教育需要有良好专业基础以及先进教育思想的教师，这些教师在日常的教学中还需要不断地改善自己的教学方式，更加适用于学生的学习。对于刚刚步入学校的学生来说，需要的语文教师不仅仅要有渊博的知识，还要有高尚的道德情怀，在日常学习中给予学生更温暖的关怀照顾，拉近与学生之间的距离，了解学生真正所需要的，根据学生的兴趣爱好上好每一堂课。

3未来的发展趋势

语文教师在整个小学教育体系中占据重要的位置，所以各个学校在对于教师的选择上面一定要认真进行，语文老师不但要有深厚的知识积累，还要有超出常人的耐心，只有优秀的教师才能在整个教育过程中发挥出巨大的作用。这种新时代的语文老师，是突破传统教育理念限制之后，整个教育体系建立的基础，当代语文教师接受新的教育理念已经成为了教学工作的前提，只有紧跟时代进步的步伐，才能在教学中有卓越的表现。

在这个信息化时代，把先进的科学技术手段与原有的教学方式相结合已经成为了语文教育的主流，借助投影仪等先进设备能够充分的调动起学生学习的积极性与主动性，对于学生的思维有更好的开发作用。随着信息时代的高速发展，出现了新的科技产物，人工智能工具凭借其本身的独特优势为我国教育体制增添了新的色彩。人工智能在我国教育体制中的应用，又将是真个教育体制的一次新的改革，对于教育事业的发展具有里程碑式的意义。

4结语

面对着飞速发展的信息化时代，我们应该努力的跟紧前进的脚步，不断地对原有的体系进行创新改革。当前小学语文教育不仅仅要打破固有的教学模式，还要为我国整个教育体制带来新的机遇和发展。

参考文献

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Scratch是由美国麻省理工学院开发的，专为八岁以上儿童设计的，以搭积木的方式快速实现程序编写的软件，它让学生能够在图形化的环境下轻松掌握程序设计的精髓，学生在学习编程过程中培养了创新能力与解决问题的能力。因此，姑苏区将Scratch项目引入课堂，它的出现不仅为信息技术课堂增添了活力，更主要的是通过学习，使学生在利用Scratch进行创作中培养了逻辑思维能力、数字化文化创作能力以及解决问题的能力。

二、项目主要做法

1. 广泛研究，出版刊物

由于Scratch由国外引进，国内几乎没有可作参考与借鉴的成功案例，我们立足自主、立足课堂开展研究，将Scratch与实际教学相融合，并加以实践、反思与总结，根据Scratch模块的特点编写了十个Scratch案例，在国内率先撰写了《Scratch儿童编程乐园》一书。该书以快乐学习、自主探究为出发点，以项目式学习为框架，旨在启发学生的宏观程序设计思维，不仅是程序设计技能的学习，更重要的是培养学习者学会一种化繁为简的解决问题方法。该本土化教材，也为Scratch进入课堂奠定了坚实的基础。

2. 引入课堂，组织教学

在引入课堂教学方面，我们多次进行了调研和实践，摸索出了一条Scratch与课堂教学有效结合的教学之路。我们的做法是以解决实际问题为出发点，合理拆分重点，逐步化解难点，通过让学生在艺术创作、人工智能、游戏制作和物联感知等工程背景下，渗透编程思维、锻炼计算能力、提高艺术修养、培养创作精神。

3. 架设网站，探索分享

除了课堂教学以外，我们积极探索Scratch的课外学习功能，为此我们创造性地开发了Scratch网站――小猫创意秀。该网站包括优秀案例展示、最新上传、热门排行等栏目，网站不仅为学生提供了一个学习的平台，更为学生打造了一个分享、互动与交流的平台。到目前为止，它是继美国Scratch官网以外第一个能在网站上分享与互动的专题网站，已成为全国少年儿童创新实践的基地。

4. 依托网站，开展活动

我们充分利用该平台，先后举办了 “2012中小学生Scratch创意设计比赛”、 第一届小学生 “释放孩子的创造力” Scratch创意大赛，两项活动得到了全国广大中小学师生和辖区内学生的热烈反响与参与。截至目前，共有来自全国各地的935名学生注册会员并上传作品，收到作品856件。

5. 组织研讨，优化应用

为了进一步优化课堂教学，我们采取走出去请进来的策略，加强市、区域间交流与合作研讨，分别与北京、广州、常州等兄弟教研团队开展教学研讨活动，通过同题异构、主题研讨的形式与兄弟市区教师和教研员，共同交流与探讨Scratch的课堂价值与效果，在一定程度上对Scratch项目在本市的推广与应用起到了推波助澜的作用。

三、项目绩效评价

1. 出版专题教材，发表多篇论文

项目自实施以来已取得了一定成绩。经过近八个月的努力已完成了全国首个Scratch读本――《Scratch儿童编程乐园》的组织编写，并由江苏科学技术出版社出版发行。其次，在区域内形成了Scratch教学研讨热潮，多家出版社约稿专设Scratch专栏，十多篇研究成果于全国核心刊物，对更大范围地推广普及Scratch教学起到一定的促进作用，在全国赢得良好反响。

2. 教学效果良好，学生能力提升

Scratch进入课堂已有三年了，学生学习程序的积极性大幅提升，相比以前传统的LOGO教学，学生在Scratch课堂上的表现更为主动、更加善学、更有收获。

Scratch使得学生的能力得到大幅提升，主要表现在以下几个方面：

（1）创造力得到激发。卡通化的图形界面和搭积木式的编程序方式使得学生的学习兴趣和学习积极性被极大地激发，创新求变的欲望增强。

（2）动手实践能力得以提升。Scratch中的命令无需记忆，从指令集中拖选出来即可。较低的入门门槛使得学生乐于动手尝试。

（3）计算思维能力得到加强。Scratch中包含条件语句、重复语句、数字和逻辑判断、变量和链表等程序算法，涉及算法思维、数学思维、逻辑思维等多种计算思维。经实践观察，Scratch对学生计算思维能力的培养和提高有辅助作用。

3. 国内首创网站，开展线上活动

Scratch专题网站的建立在国内属于首创，该网站与Scratch官网相比界面更为卡通、使用简单，消除了语言沟通上的障碍。同时引入评价机制由学生间进行互动评分，分别从作品的“总体印象、完整性、创造性、趣味性和其他突出表现”五个方面进行评价，充分调动了学生的主体性和参与度，依托网站开展的多项线上活动都开创了全国之最。

四、项目创新启示

首先，本项目具有鲜明的时代特征，其以学生发展为宗旨，以推进课程改革为主线，以培养学生的信息素养和创新能力为目标，开展了基于Scratch环境下优化学生学习方式的研究，弥补了传统信息技术课程中教师在学生创新能力培养上的极度缺失，给学生能力的培养提供了平台。

其次，从课堂到课外，通过组织课堂教学、创意大赛等多种方式加强训练学生逻辑思维能力和解决问题的能力，小组合作、网上分享、网上互评等活动形式突显学生合作精神与分享精神。

同时，Scratch的横空出世对于教师来说也是一种全新的体验和挑战。教师必须站在全新的角度审视原有的教学观念，重新定位课堂主体，精心设计教学内容，合理安排教学活动，这一切对于教师来说都是一种全新的自我提升和修炼。

随着Scratch研究的不断深入，我们发现其在硬件编程领域也表现出极强的开放性与儿童化，如今在凌秋虹名师工作室成员卢斌、蒋佳琪、徐帧、许凯等老师的探索下，通过Scratch与Arduino控制板的组合，实现了信息技术与综合实践教育的有机融合。随着研究的深入，Scratch与Arduino的整合应用可拓展至智能办公、智能校园、智能家居、智能安防、物联网络等领域，不但可以有助于改善实际生产生活，还可以拓展学校兴趣课、实践课的内容范围，大大提高学生的兴趣与实践能力。

点评：

图形化编程软件Scratch进入小学信息技术课堂，为信息技术课程注入了新的活力，为学生的发展提供了广阔的空间。学生使用Scratch即可轻松创建自己喜欢的互动式故事、游戏和动画等富有童趣的作品，使得编程不再神秘枯燥。在凌秋虹名师工作室团队的研究与引领下，开发了Scratch课程资源――《Scratch儿童编程乐园》，并在苏州市姑苏区率先将Scratch项目引入课堂，教学效果显著，学生的信息技术素养、动手实践能力等都得到了可喜的提升。有鉴于此，我们在2013年将Scratch纳入江苏省小学《信息技术》课程教材。

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中图分类号：G642　文献标识码：A

1　引言

“脑与认知科学基础”是“智能科学与技术”专业的一门重要的专业基础课程，是现代脑科学、认知科学、心理学、神经科学、数学、语言学、人类学乃至自然哲学等学科交叉发展的结果。通过对这门课程的学习，要求学生掌握脑与认知科学的基本概念、原理、方法、知识结构、应用等，了解脑与认知科学的研究现状和发展趋势，对已有成果展开分析与讨论，为今后进一步的学科探索打好基础。

由于该课程具有一定的抽象性和难度，学生在学习中容易出现学习目的不明确、学习方法不清楚，以至于只知道表面不知道其本质，从而变为变动学习。如何使学生从抽象中理解具体，从困难中学会知识，更好地、自主地、创新地学习，就要求老师在知识的传授过程中，要注重学习方法的传授。故教学模式、教学设计和教学方法的探讨，成为“脑与认知科学基础”课程中重要研讨内容之一。

随着社会的发展、国际交流的日渐频繁及网络技术的日臻完善，如何借鉴先进的国外教学理念，更好地培养具有创新能力的学生，也成为教学研究的一个主要问题。

2　国内外教学比较

下面从教材内容、课堂形式和学生培养三个方面来阐明国内外教学的差异。

(1)教材内容

目前MIT的有关于“脑与认知科学”的开放课程(MITUndergraduate Course：Brain and Cognitive Sciencel，其信息量大、知识面广，并且注重系统性和实践性的分析和研究。

北京师范大学罗跃嘉教授的《认知神经科学教程》讲授了认知神经科学基础、认知神经科学的研究技术与方法、认知过程的神经基础和认知神经的发展与障碍。该教材系统介绍了认知神经科学的兴起与发展、大脑的解剖与生理、脑和认知功能的进化；主要的神经数据收集方法(fMPd、MEG、ERP、TMS、光学成像)和数据处理方法(数学模型、计算神经科学、图像处理技术)；力图反映感知觉、注意、记忆、语言、意识、情绪等领域的最新研究进展以及认知发展、老年化、语言加工障碍、认知与遗传等内容；此外，还专门介绍了认知神经科学的研究仪器及其在中国的使用。

武秀波教授的《认知科学概论》讲授了作为认知科学核心组成部分的认知神经科学、认知心理学、认知语言学、认知的计算机模拟等主要内容、基本概念、基本原理及实际应用情况，阐述了各种认知过程的多方面的研究规律和研究成果，并将丰富的试验资料与理论分析相结合，促进了理论之间的比较和相关学科的交叉。

北京邮电大学钟义信教授的《人工智能统一理论》，讲授了知识表示，信息获取，信息处理，信息利用，专家系统，人工神经网络，人工智能研究的最新进展和机制主义方法等。

(2)课堂形式

国外的授课往往注重内容的学习、知识的掌握，课堂教学方法也是各有迥异。我国的课堂教学主要以教师讲授为主，学生被动接受，留给学生的自主空间相对狭窄；而国外课堂相对活跃，讲授和讨论相辅相成，学生能积极地加入到课堂教学中。

(3)学生的培养

由于国内教学中以教师为主，所以往往只注意知识的传授，忽略了学生能力和全面素质的培养。我国学生知识掌握牢固，但知识运用能力差，主动和创新能力欠缺。

3　教学模式、设计和方法的探索

3.1 实现目标

“脑与认知科学基础”是“智能科学与技术”专业的一门重要的专业基础课，对该专业的学生在将来的学习工作中都起着举足轻重的作用。该课程的教学目标不仅仅是知识的掌握，更重要的是学生能力的培养。

通过对本课程的学习，将使学生掌握人脑结构、脑功能以及人类基本认知能力的基本概念和系统知识，对脑与认知研究中所使用的技术有初步的了解，通过学习和教学，着重激发学生对人脑结构与人类基本认知能力的思索，激发学生对进一步研究智能形成机理和工作方式的强烈兴趣，为今后深入研究自然智能、并将人类智能产生机制的相关假说和研究成果用于机器智能奠定基础。

在掌握知识的基础上，增强学生批判性思维和解决问题的能力。学会解决问题、分析问题的方法和手段，掌握信息的收集、检索、分析、评价利用的机能，提高合作技能，促进班级内学生的合作交流，开阔学生的综合素质，最终提高学生的创新能力。

3.2　教学模式

主要涉及教学模式转变、教学课堂和激发学生学习兴趣三个方面。

(1)教学模式转变

针对当前教学过程中存在的问题，按照学生认知规律，应该对新的教学模式进行探索，主要涉及以下五个方面的转变。

教师角色的转变。使教师从原来以教师为中心的“讲解者”角色，转化为学生学习的引导者、学生活动的导演者角色，由此引导学生掌握学习方法。

学生地位的转变。使学生有原来的单纯听讲、接受灌输的被动地位，转化为能有机会主动参与、发现、探究的主体地位；要积极调动学生参与，充分发挥学生主体的作用，使学生不仅要学会知识，还能更好地学会学习方法。

媒体作用的转变。使教学媒体从教师手中转化到学生手中，使媒体由作为教师的讲解工具转化为学生的认知工具；使学生学会利用工具来完成学习和研究任务。

教学过程的转变。使教学过程由传统的逻辑分析或逻辑综合，转变到为学生建立教学情景，使学生通过与教师、同学的协商讨论，参与操作，发现知识，理解知识，从而获得知识和掌握知识。

教材应按人类联想规律组织教学信息，符合学生的认知规律。

(2)课堂教学模式

教师应运用灵活多样的教学方法，授课时充分结合讲授、讨论、思考、测试和自学等多种方式。教学过程中注重双向性，突出启发性，调动学生的积极性。

所谓双向性是指教学过程中，教师是课堂的主导，学生是课堂的主体，既强调教师的讲授，又强调学生能动性的发挥，促使教师和学生在教学中相互联系、相互作用，使教学过程成为师生双方主动介入的过程。

突出启发性，即在教学过程中突出以学生为主体，促进学生学会思、善于思考、主动理解和掌握知识，培养分析和解决问题的能力。

除了灵活运用上述各类教学方法之外，考虑到课上学时的限制，适当地给学生留思考题，让学生课下独立思考，巩固课堂上的知识，也是课堂教学模式的一大补充。另外还可以促进学生利用先进的手段广泛查阅资料，学会自己解决问题的方法。为了得到良好的教学效果，教师在充分 理解知识的基础上，提炼出精华的思考题，使学生通过思考，更精确地理解课本知识，发挥学生的主观能动性，培养学生积极思考、解决问题的能力；把学生从传统被动的学习状态转化为主动的学习主体，给学生充分的学习空间和创新思考的余地。

(3)激发学生学习兴趣

学习兴趣有直接和间接之分，间接兴趣有学习活动的结果激发，如意识到学习的重要性，对学习的结果产生兴趣。对大学生来说，到底什么是积极健康、持久旺盛的学习动力?最具积极健康和持久旺盛特性的三种学习动力是：兴趣、理想和事业，而且每个学习阶段积极健康、持久旺盛的学习动力也是不同的：小学主要是兴趣，中学是理想，大学则是事业。

人生进入大学阶段后，开始思索实现的人生之路，面对现实，就必须从事一个职业，必须做事，必须根据社会的发展和个人的自身条件，包括自己的个人爱好和自己的理想以及社会的需求去从业干事，因此，在人生的大学阶段，产生了职业理想。有了职业理想，才有明确的人生奋斗目标。美国的戴维・坎贝尔说过：目标之所以有用，仅仅是因为它能帮助我们从现在走向未来。大学生只有明确了职业理想、职业目标，才会有为职业理想、职业目标的实现制定出科学合理的规划，并付诸实施，避免随波逐流。

直接兴趣是有学习内容和学习过程的特点直接引起的，如趣味性强的学习资料、新颖的教学内容、生动而又系统地讲解等等。下面结合作者从事的《脑与认知科学基础》课程教学，给出下面的建议。

首先，充分利用实物、影视等手段进行直观教学。凡是教学内容涉及的脑的52个分区等都尽量的在课堂上将实物展示出来，让学生通过亲睹实物，增加感性认识；同时最大限度的利用电教化手段，通过生动的画面吸引学生的注意力，将抽象的理论形象化，学生印象深刻而又便于理解。

其次，培养师生感情，树立教师威信。“师者，传道、授业、解惑也”，教师的职责不仅仅是“授业”，也应该注重“传道”与“解惑”，在课堂上有针对地传授学生为人处事的道理，这样不仅活跃了课堂气氛，教师也因为博学而受到学生的敬仰；对学生在生活、学习上遇到的可能、苦恼，适时地以朋友的身份，对他们关怀备至，帮助他们客服可能，他们就会从心里热爱老师，感情上接近教师，爱屋及乌，从而对你交的课程产生浓厚的兴趣。“亲其师，信其道”表明了这样一个道理，相融的师生关系可以直接影响到学生的学习兴趣和学习效果。

再次，教学中联系实际，学以致用。教师在上理论课时，应该做到理论联系实际，注重学生实践能力的培养。

3.3　教学设计

根据教学大纲，对“脑与认知科学基础”课程进行了如下的教学设计：

《脑与认知科学基础》共分14个章，分别介绍了脑与认知纲要、脑论、新皮层、神经组织、神经信息活动、脑的工作机理、一个假说、认知概论、感知、记忆、语言、思维和情绪。

第1章主要围绕着中心问题“智能科学与技术专业为什么要学习脑与认知科学”和“应当怎样学习‘脑与认知科学’课程”来展开，具体内容包括：智能、自然智能、人工智能的基本概念：人工智能与自然智能的关系；“脑与认知”是自然智能的基础；21世纪是智能科学技术的世纪；“脑与认知科学”课程的学习方法。

第2章的中心问题是“什么是脑科学，什么是认知科学”和“它们与智能科学技术的关系是什么”，具体内容包括：脑科学的研究对象与目的、脑科学的研究方法。

第3章主要围绕着“脑是一个怎样的系统”和“我们将由宏观至微观进行逐步的分析”的中心问题来展开，具体内容包括：自然智能系统基本工作模型；神经系统组成：中枢神经系统组成；脊髓结构与功能：脑的基本构件与功能；左右半球的功能优势和脑组织的总体特征。

第4章主要围绕着“什么是大脑皮层”和“它在大脑系统中起什么作用”的中心问题来展开，从组织生物学层次讨论了脑的结构，具体包括：大脑皮层的分叶；皮层叶区的功能定位；皮层的细胞类型；皮层的分层：皮层的分型；皮层的分区；大脑半球的纤维联系；大脑的柱形结构和Hawkins的皮层说。

第5章主要围绕着中心问题“什么是神经元，什么是神经胶质细胞”和“它们有那么神奇的功能”来展开，从细胞生物学层次探讨了脑的结构，具体包括：神经细胞(神经元)：神经元分类；神经元结构；突触：神经胶质细胞；和神经纤维与神经末梢。

第6章主要围绕着中心问题“神经系统的工作原理是什么”和“为什么神经系统能够处理各种信息”来展开，首先从分子生物学的层次讨论了神经系统的工作机理，接着讨论了最基本的神经系统反射特性，以及神经元的各种模型。

第7章主要围绕“脑是怎样工作的…‘你觉得这些理论怎么样?”来展开，大脑皮层是一个层级结构：皮层分为若干“叶”，每个叶又有许多不同的“区”，每个区都存在“6个层”，每个层包含若干不同的细胞(神经元)。这些神经元互相结成大量的功能柱。大脑皮层反映外部世界的方式，是建立“恒定表征”，后者就是皮层细胞兴奋的层级结构。大脑认识世界的方式，是“记忆，预测”。记忆，就是建立事物的“恒定表征”。预测，就是利用“恒定表征”去判断它的细节。

第8章提出了一个假设，认为“任何智能系统督应当具有明确的目的；否则就不能成为智能系统”。同时认为：作为一种完全自主的智能系统，人是具有明确目的的；作为一种“他主”的智能系统，它的目的是由它的设计者设定的。

第9章围绕着“什么是‘认知科学”’和“从‘众家之说’中择优”来展开，讨论和比较了“认知科学”有关的基础概念、相关模型和几种“认知科学”的定义，从而说明认知科学研究应当关注的主要内容。需要特别注意的是，认知科学目前仍处于发展阶段，关于“认知科学”的定义仍是众说纷纭。对于学习和研究认知科学的人来说，这种状况也不是坏事。相反，只要认真研究这些说法的实质，就有可能从中得到比较深刻比较科学地认识。因此，特别鼓励学习者带着问题学习，发现问题，分析问题，争取在此基础上创造性地解决问题。

第10章讨论了“注意的机制”：人为什么会产生“注意”机制，根本的机制在于“人有目的”。当与“目的”相关(无论是正相关还是负相关)的对象出现时就会注意这个对象：关联的程度越高，注意的程度就越强。所以，“注意”的关键机制在“目的”；而实现注意力选择的关键机制则是“目的与刺激之间的关联度分析”。相反，如果没有“目的”存在，人们对所面临的任何刺激就会表现得麻木不仁，注意力分散，没有特别的兴趣。可见，“目的”在认知活动中处于十分关键的地位。

接着对于感知的基本概念和基本机理做了必要的讨论，为认识感知理论奠定了一般的基础。但是由于学时限制，对于具体的“视觉感知”、“听觉感知”以至其它感知(嗅觉、味觉、触觉、平衡觉等)理论，就只能略而不论了。幸好，这方面的材料比较容易找到，就作为学生课外学习 的内容而不做课内的要求了。

最后讨论了“认知过程”的最初环节――感知的基本问题，包括感觉、知觉、表象的基本概念和工作机理。它们是后续认知环节的基础。对于这些认知环节工作机理的认识，存在不同的学派。这是学习《脑与认知科学》所面临的挑战，但更是研究《脑与认知科学》的创新机遇。应当深入分析各个学派的理论(包括优点和缺点)，这样就有可能在它们的基础上获得更加科学地认识，做出新的贡献。

第11章围绕着“什么是‘记忆与提取’”和“人为什么能够进行‘信息记忆和提取’”来展开，讨论了“长时记忆的语义存储”：以语义为中心、以知识结构的方式进行存储；通过概念(或特征)来表达语义章；通过概念／特征的相互关系表达完整语义；通过概念／特征的层级结构来表达某类的复杂语义：通过类间互连形成的知识结构来表达多类事物的语义；概念、特征、类等等都是以语义来定义的。

第12章首先对相关术语进行了解析；介绍了近年来脑科学的发现和认知学的研究进展。

第13章探讨了“思维的脑机制”，或者说“为什么脑会思维”，因此，首先要说明什么是这里所说的“思维”。显然，思维是脑的功能，是在给定问题、条件和目标的情况下，人的大脑寻求解决问题达到目标的一种能力。在这里，核心的问题是：在获得了“问题、约束、目标”。这些信息和相关知识的条件下，如何运用这些信息和知识来解决问题、满足约束、达到目标?根据问题、条件、目标情况的不同，思维可以有形象思维、逻辑思维、灵感思维、创造性思维等不同的类型。那么，大脑是怎样执行思维功能的呢?

第14章总结了目前认知科学对情绪的研究已经取得的不少成果，包括情绪的定义、分类、情绪的脑机制、情绪与认知的关系等等。另一方面也指出，同其他方面的研究一样，认知科学对于情绪的研究也忽视了“目的”的作用。人为什么会快乐?为什么会悲伤?除了生理上的原因之外，主要是受到“目的”实现的可能程度的影响。在这里，“目的”包括各个方面的追求：生存的追求，发展的追求，信念的追求等等。大多数喜、怒、哀、乐情绪都以这些“目的”是否能够实现以及实现的程度来衡量。因此，如果离开“目的”要素来考察情绪，就难以准确把握情绪产生的缘由。

3.4　授课方式

多媒体教学可以通过文字、图像、动画、录像等方式向学生传授知识，形象生动地完成教学任务。采用多媒体手段，既便于教师解释问题，同时也可以提高学生的学习积极性，加深学生的理解。教师还可以适当引入一些联系实际的例子，更好地帮助学生理解和应用所学的知识。

为了增强课堂的互动性，提问也是教学中值得研究的问题。所提问题必须准确、明白，无论在含义上，还是在语言本身：多用特殊疑问词发问，易于引导学生保持积极的思维状态；追问则可采用选择问句，它有某种限定作用，可引导学生定向思考。鼓励学生随时随地向老师发问，增强了师生的沟通，活跃了课堂气氛，给学生一个更广阔的思维空间。

在课堂时间允许的条件下，适当展开一些小的讨论活动，鼓励学生积极思考，大胆地提出自己的观点，加深学生对某些抽象问题的理解，永远保持一种积极乐观的态度进行学习。

篇（9）

技术与教育之间的关系，我们以为是一个不等式：1+1≠2。

一方面，整个世界对教育的抱怨不断强化，如诺贝尔物理学奖获得者中村修二批评整个东亚教育体系“浪费了太多生命”。美国投资家查理・芒格演讲指出：“光靠已有的知识，你走不了多远”……另一方面，仅以联合国教科文组织为例，继1972年出版了研究报告《学为生存：教育世界的今天和明天》和1996年出版了研究报告《教育：内在的财富》之后，2016年又公开出版了一份新的研究报告《反思教育：向“全球共同利益”的理念转变？》。联合国教科文组织总干事伊琳娜・博科娃在这一报告的《序言》中指出：“社会无处不在经历着深刻变革，这种形势呼吁新的教育形式，培养当今及今后社会和经济所需要的能力……我们必须高瞻远瞩，在不断变化的世界中重新审视教育。”

一方面，微软创始人比尔・盖茨2013年在出席美国德克萨斯州奥斯汀市举办的SXSW互动大会教育分会上明确表示：过去十几年间教育领域的技术发展陷入了停滞，研发投入也远远不够……到了2016年，比・盖茨在ASU-GSV峰会上所做演讲围绕“科技革命如何引导教育进入下一阶段”的主题时谨慎明确表示：“我们的基金会已经在美国教育上花费了几十亿美元，不过在此之前，我们首先需要搞清楚现在这些学生是什么样的，以及我们怎么才能很好地服务于他们。”另一方面，2017 年 6 月召开的联合国国际电信联盟（ITU）等联合国机构和 XPRIZE 基金会共同组织了人工智能造福人类峰会（AI for Global Good Summit），旨在讨论让人工智能符合可持续发展的目标（SDG）强调的 17 个可持续发展目标中，“质量教育（Quality Education）：用个性化教学变革教育”赫然在目。

以上两组看似对立，实则呼应的案例，揭示了当前教育变革的痛点、痒点和奇点，都与时展、科技进步等外在因素间架构起诸多交集，而由此派生出来的诸如学习模式、思维特质、个性潜质和行为科学、脑科学等新兴教育边缘学科之间形成了新的认知和有了新的应对之策。曾经几时，教育陆续地迎来了许多新技术。从最初的广播录音到电影电视，再到后来的互联网……然而，技术到底能否改变教育呢？如果我们只是试图用颠覆性革命视角去看待技术的教育价值，那么无疑会得到悲观的结果，而在现实中，技术对于教育的改变是温水煮青蛙式的改变：第一，技术改变了知识观念，对知识的定义不再拘泥于总结性结论信息的汲取，而更重视可持续发展，乃至未来趋势性的元素预判。第二，技术改变了教育界限，学校正在成为学生生命中重要成长阶段的孵化器，进而要求教师承担起多元智慧导引的新使命。第三，技术改变了学习，关注正式学习形式、拓展和延伸学习的内涵等深度学习要素排序急剧上升。

反观本段落的不等式，答案应该是：教育因技术而成长，技术因教育而迭代。

教育技术的内涵与外延该不该重构

教育变维时代，应该能达成学习变频的交集。

“变维”一词最形象的揭示出现在《三体》，而最精准的学术定义倾向于“谷歌学术”；限于篇幅，这里只罗列一组相关概念延伸：降维、升维、高维、低维、众维、分维……简单理解就是一句话“升维思考，降维执行（打击）”。在教育视域下，看似高维的技术攀升，并不一定只有操作升维才能响应，事实上，反倒是在契合时代进步的同时，不忘初心，更显得适切教育本元。教育装备，教育技术，教育工程，教育生态……这一路走来，教育技术的内涵与外延重构的核心概念大可归结为一个词：“跨界迭代”。唯一需要阐明的一点就是，在不被传统教学范式捆绑的同时，也实在没必要刻意追求技术条件与装备环境的高大上先行；高解构与低结构之间是完全有可能达成平衡的。依我们的经验，通过八项保障性学能资源体系的建构，同样可以在确实有需要的境况下，达成类似的目的（这八项实验生态改革是：在既有学科实验室的基础上，第一做到突破教材实验底线要求，实现学科成长实验贯通；第二是要求学科间实验室实现交叉实验项目的开放响应；第三是鼓励创建基于学科拓展的特色实验室；第四是引进学校区位环境内的社会博物馆科技馆资源课程；第五是寻求驻在学校所在城市的大专院校实验室向中小学生有条件开放；第六是说服社会高新企业研发级实验室为中小学生研究提供方便；第七是建立基于实验项目可行性论证之后的中科院系所研发环境的支撑；最后，是建立与海外科研机构、高校资源链接的离岸实验系统）。

在教育的执行层面，比如学科、学校、课堂、学教……介入因子的能动变化确实稍显被动，即便是前进也亦步亦趋，鲜少主动因应。究其原因，还是观念过于固守，思维定式影响力过于强大，加之教育界内外求全责备、又自我混乱的评议生态的干扰，就使得自我变革的欲望不断被内耗，自我探究的勇气不断被质疑，自我实验的冗余度环境不甚理想……即便如此，我们依然有可能在“变频”中收获坚守。大家熟知的（基于兴趣，而非成绩）“走班制”“学习广场”“学术假期”不再多言，除此之外，还有一些做法可以借鉴。比如“STEM”课程，同样以“机器人教育”为抓手，有很多学校都群起效之，但真能做到学科融合、学能一体的经验实在还不够多；这里，贡献一己设计，期待抛砖引玉：“使命召唤――卓越成长支撑共同体”。由“学能生态孵化环境”（可选项包括学科成长促进机制、国家课程贯通重构、团队协作课程开发、校内微型实验基地群落地等）；“未来生涯导引系统”（可选项包括潜质检测分析、个性特质跟踪及行为科学介入训练、对接国际能力档案的第三方多元评价响应、职业导向辅导等）；“资源辅佐响应体系”（可选项包括八级实验环境支撑、预现未来的深度学习同频、远程异地交流后台建设等）；“访学成长基地布局”（可选项包括世界高端学术观摩、跨学段课程先修、学生境内学术假制度和离岸访学基地建设）；注重品牌内涵附加值提升的外联共享特色（可选项包括结合区位环境的联盟校个性课程生态再设计、高端课程资源社群、校际联动课程众筹协调机构、学生专利世界等）五部分协调响应（可渐次推进）。

教育技术有哪些引领教改的发力点

技术只是工具，外在环境可以改变一部分人，而不是全体。从教育的视角，有两个理由可以佐证。

其一，“天生我材必有用”名言的支撑点在于“不拘一格降人才”；当下教育变革中，一个最大的困惑就在于，我们总是在寻求一种能够帮到所有学生齐步向前的“万全之策”。事实上，这只能是一种善良却不科学（更不理性）的愿望而已。一旦我们对教育的认知有了如此这般的修正，那么，技术对教育的影响力才有可能真正释放出来。

其二，我们都已经熟知一个词“STEM”，我们也都不同程度地了解人类发展经历了漫长时期的同时，最重要的进化，是学会使用工具，有了“技术”。单从字母排序上，“技术（Technology）”位列第二，但这之后的工程（Engineering）和数学（Mathematics），与前面的科学、技术之间，难道没有发现一种内在的教育规律么？在教育的金字塔结构中，“科学”承载着所有，但“工程”却引领着技术！而最终稳坐桂冠的永远都是“数学”（哲学境界的象征）。所以，理性的解读应该是教育工程既传承了科学，也弘扬时代未来，更实践着科学发展。

因此，技术影响力延后对教育领域的波及，乃在于教育期待技术的支撑而不是替代；由此延伸，也就顺带着回答了另一个问题：为什么以总结性经验（知识）为主要表征的教育方法论，千百年来却又一直承担起建构未来的重任。

下面的举证，都是为了以上推演的成立。

首先，最新技术，尤其是到了智能时代的技术爆炸阶段，技术不再以效仿人类为己任。比如，机器人不再止步于减轻人的劳动付出，而是向着无人境界远行；再比如，深蓝和阿法狗选择了挑战人类引以为傲的高智慧尊严；再来看看权威机构的预判，全球数百位顶尖科学家，耗费漫长时间，搭建了一个复杂数学模型，通过类似摩尔定律的多重推演，得到一个最终结论：人工智能或将在2040年，达到普通人智能水平，并引发智力爆炸。这一时刻，距今还有23年……面对这样的发展趋势，来自教育的回答是“教育不教知识和技能，却能让人胜任任何学科和职业”（理查德・莱文（Richard Charles Levin），耶鲁大学校长）。

其次，比23年期限更可怕的是，到达节点后，人工智能或将实现瞬间飞跃。对AI的最新定义是“非生物智能”！人工智能专家普遍认同，非生物智能不可能锁死在人类自己能够展望的水平上。它将超越人类，变成我们无法理解的智慧物种。这里，就给教育以警示，我们必须提早介入到帮助所有学生认清情势，并提前因应的绸缪之中，@里的教育重点，或将越来越多地从“技术中心论”调适为“生存中心论”。

再次，教育将优先关注那些有效的个性化学习产品。比如，“Big History Project”（这个产品重新定义了小孩学习科学的方式）；比如，NewClassrooms和ThinkCERCA就分别为K12学生学习数学、掌握读写能力提供了全新的学习体验……

最后，要清醒地认清，就教育的支点而言（毕竟美国正式推出STEM是以“国家战略”的名义的），教育技术与获得技术支撑的教育之间的关系，是一种目与纲的关系。与此同时，亟待建立证据基础来评判产品是否有效，比如LEAP Innovations这个组织就在做这件事情，它针对个性化学习产品提供了行之有效的评估方法。

我们布局最新教育技术应用的设计

着眼于未来办教育，这是教育的初心，更是教育不遗余力追求的本元。但样本肯定不是唯一的，甚至在现阶段，只能存在挂一漏万的实验设计。

我们现在正在开发的“未来学校”模式，就其契合技术这个视角而言，大抵做了四个方面的响应。

第一，“同频时代”。不单是指学校的基础设施将得到极大提升，教室会变得很不一样。不仅是说跟进了一些最尖端的智能设备，而是学习（是的，不再是教育教学）的整个布局都会变得个性化。在这方面，我们持续了整整十年的摸索，上文提及的“八级学习资源系统”将多快好省地保证深度学习模式的有效实施，而不必再纠结于经费、师资、教材等的制约。

第二，“同步世界”。我们重点试验了两大系统，一个是Summit Public Schools和Facebook联合开发的一种在线教育工具――PLP（个性化学习平台）。这一软件能将整个学年的课程放在一起，形成视觉化的项目图，而学生可以在日程表上安排自己的学习进度、选择学习材料并参加考试。通过PLP，教师也可以评估学生的学习情况，并与学生配合，共同确定新课程计划。另一个是Wolfram Alpha（也称为WolframAlpha或Wolfram|Alpha，缩写WA），是由Wolfram Research公司推出的一款在线自动问答系统，在美国 Popular Science 杂志的投票评选中获得2009年度最伟大的科技创新产品的荣誉）；Wolfram|alpha就像从一个巨大的电子大脑（electric brain）搜索答案，它能针对广泛的问题提供详尽的答案，即使这些问题以不同的方式询问，它也能应对自如。

篇（10）

引言

随着时代的发展和进步，现阶段社会中的竞争越来越多样和激烈，掌握现代化信息教育技术以及把它应用于实践当中去是当今社会每一个人的重要任务，能在一定程度上提高竞争力。由于信息技术的功能多样和极其便捷的特点，决定了社会中的各个行业以及领域的发展都离不开信息技术，它的存在对于推动社会整体发展具有促进性作用。

一、把现代化信息教育技术运用于小学教育教学中的必要性

在教育领域中，每个教育工作者应当把如何正确运用现代化信息教育技术应用于教学活动中作为一项重要任务，并不断地努力和完善自身教学体系。所谓现代化信息教育技术并不是大多数人眼中的计算机技术，这种看法和理解是片面的。两者之间存在根本性的差别：计算机技术主要包括计算和操作，其主要目的是为了研究和应用计算机本身的技术，而现代信息技术则是指利用现代化的计算机以及网络技术对一些信息进行处理的相关技术和方法。教育方式方法总是会随着技术的革命而发生本质的变化，比如西汉时代的纸发明、印刷术的发明，以及后来录音机和录像机的发明，这些在当时的巨大发明给我国教育模式带来巨大的影响。当代计算机技术的迅猛发展，把人类带入一个全新的信息时代，也就是人们口中的信息爆炸时代。这样的时代对人的素质和知识提出了更严格的要求，这也就是学校培养人才的目的发生变化的重要原因。当今教育领域要求要把人从传统的知识积累型培养方式转化为培养创造型人才。对创造型人才来说，他们必须要掌握和学会利用现代化信息技术主动获取知识理论以及处理相关信息。在传统教学模式下，要培养这种创造型人才，显然是不太可能的，这时就提出了创新教育策略的想法。

二、注重硬软件建设和制度的制定与完善

所谓巧妇难为无米之炊。农村小学若希望在信息化时代的教育教学中搭乘信息网络技术的快车，实现教育教学的发展，就要在政府政策及财政经费的支持下，配备一定的信息化硬件设备及相关的软件或资源，才有可能利用信息网络技术服务于日常的教学。因为就目前学校自身的经费及能力情况来看，无论是设备购置、软件或服务的购买，还是人力上的资源开发及培训建设，成本都太高，仅凭学校是难以满足信息化教学所需的硬软件条件。为此，我们需要政府在信息化教育教学方面的规划、投资和建设，并制定和完善相关的管理制度。当然，在制度的制定方面，除了教育及相关部门的原则性和统一规定外，各学校或学区有必要结合本校或本区域的实际情况灵活地予以完善和修正，以更利于提升信息化资源的利用效率。

三、由发展不平衡转为普遍提高

总体上来说，当今小学教育管理信息化教学发展不平衡的问题，主要体现在城乡小学信息化教学不均衡发展、教师信息素养应用能力差距等方面。城乡小学信息化教学不均衡发展是历史积淀等多方面因素造成的。而信息传播技术最新科技又带来了新的数字鸿沟，这让传统的城乡剪刀差之间重新拉大了距离。传统社会的经济发展差距，是城乡差异的基础。经济发达与不发达地区，对于教育基础设施的投入，显然有着差距。信息传播技术、互联网、校园网的发展，都离不开信息技术硬件和软件的投入。我们在为互联网、大数据、人工智能等新技术欢呼的同时，必须看到技术创新曲线发展规律。新技术的创新扩散与采用，总是分为最早的创新者、其后的追随者、大众化阶段的普及使用者、还有落后者。不同的学校之间，不同的地区之间，这种鸿沟的存在也是必然现象。我们的目标，是要尽量缩小数字鸿沟及其带来的不利影响。此外，在信息技术方面发展落后的学校还是可以充分利用蛙跳优势，合理利用信息技术带来的新机遇而迎头赶上的。这里最主要的还是大家对待“教育+互联网”新机遇的一种意识或者态度。传统的积淀，差距的存在，短时间内也许无法立即改变。但是，如果一个有远见的小学校长带领一批小学教师，在一所乡村小学大力利用互联网机遇发展自己的特色MOOC，假以时日，这所小学一定会脱颖而出的。

四、注重信息培训，提升信息素养