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篇1

【關(guān)鍵詞】高職院校，第二課堂，校園育人功能，綜合素質(zhì)

高職院校第二課堂是大學(xué)教育不可或缺的育人環(huán)節(jié)，是第一課堂的補(bǔ)充，是實(shí)施素質(zhì)教育的重要載體，是大學(xué)生素質(zhì)教育的重要場(chǎng)所。它內(nèi)容豐富，形式多樣，學(xué)生樂(lè)于主動(dòng)參與，是第一課堂的拓展和延伸，有益地補(bǔ)充了課堂教育的內(nèi)容，為培養(yǎng)人才的個(gè)性和人才的全面發(fā)展提供了更為廣闊的空間。興趣廣泛的第二課堂活動(dòng)可以極大地調(diào)動(dòng)大學(xué)生提高自身素質(zhì)的積極性和主動(dòng)性，為大學(xué)生發(fā)展個(gè)性，培養(yǎng)和提高能力提供了廣闊的舞臺(tái)， 是大學(xué)生素質(zhì)教育及思想政治教育最重要的組成部分。

一、第二課堂的界定及其特點(diǎn)

高職院校第二課堂是大學(xué)生通過(guò)參加有組織的課余活動(dòng)以達(dá)到陶冶情操、獲取知識(shí)和培養(yǎng)能力目的的一種教育教學(xué)形式，是對(duì)大學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育的重要陣地。第二課堂是一種全新的工作方式或溝通機(jī)制，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的交流互動(dòng)，教與學(xué)共同參與，共同設(shè)計(jì)來(lái)推進(jìn)學(xué)生工作;第二課堂又是一種學(xué)生成才標(biāo)準(zhǔn)和人才培養(yǎng)導(dǎo)向，培養(yǎng)符合社會(huì)需要的全面發(fā)展的人才。第二課堂活動(dòng)是針對(duì)第一課堂活動(dòng)而言的，它與第一課堂相配合，以育人為宗旨，以培訓(xùn)學(xué)生的基本技能和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為目標(biāo)，以豐富的資源和空間為載體來(lái)開(kāi)展的系列活動(dòng)，它與第一課堂共同構(gòu)成完整的教育體系，是第一課堂的合理延伸和適當(dāng)補(bǔ)充，是高職院校人才培養(yǎng)模式的重要組成部分，是大學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中人格健全和綜合素質(zhì)提高不可缺少的環(huán)節(jié)。

二、開(kāi)展第二課堂活動(dòng)的現(xiàn)實(shí)意義

《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)》提出，要完善人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，全面實(shí)施素質(zhì)教育，把促進(jìn)人的全面發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量人才培養(yǎng)水平的根本標(biāo)準(zhǔn)。大學(xué)生的素質(zhì)可以分為專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)，專業(yè)素質(zhì)指專業(yè)知識(shí)與專業(yè)技能，綜合素質(zhì)則指思想素質(zhì)、道德素質(zhì)、身心素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、人文素質(zhì)、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力等。綜合素質(zhì)的培養(yǎng)除了在第一課堂教學(xué)中滲透相關(guān)內(nèi)容外，還要通過(guò)第二課堂來(lái)完成。第二課堂活動(dòng)打破課堂的界限，充分發(fā)揮校園文化潛移默化育人的功能。

1、自主性。第二課堂活動(dòng)是校園文化的主要載體，青年大學(xué)生是第二課堂活動(dòng)的主體，自愿、主動(dòng)的參與各類活動(dòng)，在參與中獨(dú)立思考探索，充分展示個(gè)性才能，培養(yǎng)鍛煉自己。

2、豐富性。第二課堂活動(dòng)可以彌補(bǔ)第一課堂教學(xué)的不足，通過(guò)自主參與，以更愿意接受的方式，在思想、政治、道德、學(xué)識(shí)、審美、人格等方面都得到全面、和諧的發(fā)展。第二課堂活動(dòng)內(nèi)容豐富，形式多樣，既有學(xué)校統(tǒng)一組織的活動(dòng)，又有各類學(xué)生社團(tuán)組織的活動(dòng)。

3、實(shí)踐性。校園文化的育人功能，最終目的是幫助青年大學(xué)生實(shí)現(xiàn)社會(huì)化，鍛煉實(shí)踐能力，大學(xué)生是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者，在實(shí)踐活動(dòng)中強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，把課堂所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際，把活動(dòng)與所學(xué)專業(yè)和自身素質(zhì)結(jié)合起來(lái)，在解決問(wèn)題、探索未知、追求真理中成長(zhǎng)。

三、開(kāi)展第二課堂活動(dòng)的內(nèi)容和途徑

1、第二課堂活動(dòng)的內(nèi)容

①社會(huì)實(shí)踐。社會(huì)實(shí)踐是開(kāi)展第二課堂活動(dòng)的重要途徑和內(nèi)容。學(xué)校應(yīng)盡可能地提供社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，組織學(xué)生在假期和課余時(shí)間走出校園，投身社會(huì)，最大可能地提高大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

②校園文化活動(dòng)。校園文化活動(dòng)具有重要的育人功能，是第二課堂的主要活動(dòng)形式和內(nèi)容。文化的塑造和形成需要群體成員人人參與。在浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院，打造的就是以“科技校園、文化校園、藝術(shù)校園”為核心的校園文化活動(dòng)體系。

③第二課堂競(jìng)賽。利用第二課堂開(kāi)展活動(dòng)競(jìng)賽是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的一種行之有效的手段，也是傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式的補(bǔ)充。應(yīng)有組織有計(jì)劃地抓好學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)目，如機(jī)電工程學(xué)院開(kāi)展的：旗陣、舞獅、體育愛(ài)好、社會(huì)實(shí)踐團(tuán)等，使學(xué)生自覺(jué)參與進(jìn)來(lái)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力。

2、有效開(kāi)展第二課堂活動(dòng)的途徑

①評(píng)價(jià)考核學(xué)分化。采用學(xué)分制，就是將學(xué)生活動(dòng)課程成績(jī)納入學(xué)籍管理，達(dá)不到基本要求的學(xué)生不能正常畢業(yè)。為學(xué)生靈活安排自己任選和必選活動(dòng)課程提供可能，又實(shí)現(xiàn)了組織的靈活性和科目要求的規(guī)范性統(tǒng)一，使高職院校學(xué)生社團(tuán)，是廣大青年學(xué)生為培養(yǎng)自身能力，拓寬知識(shí)面，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，挖掘潛能，發(fā)展個(gè)人志趣、愛(ài)好、特長(zhǎng)而志愿結(jié)合在一起的群眾性團(tuán)體。

②骨干培育精英化。學(xué)生干部是第二課堂活動(dòng)的主要組織者和參與者，是搞好活動(dòng)的關(guān)鍵因素，加強(qiáng)學(xué)生骨干的培養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)生干部的“傳幫帶”作用，從而提高第二課堂活動(dòng)的層次和水平，爭(zhēng)取更多的同學(xué)參與。

四、優(yōu)化第二課堂活動(dòng)，更好地發(fā)揮校園文化育人功能

利用第二課堂活動(dòng)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮其在校園文化育人中的優(yōu)勢(shì)，積極探索優(yōu)化第二課堂活動(dòng)的有效途徑，要做到以下兩個(gè)方面：

1、弘揚(yáng)主旋律，第二課堂活動(dòng)要突出深刻的思想性。堅(jiān)持正確的思想導(dǎo)向。高校是為培養(yǎng)社會(huì)主義國(guó)家培養(yǎng)建設(shè)者和接班人，高校一切教育教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展都應(yīng)圍繞這個(gè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，其中最重要的是思想政治素質(zhì)的培養(yǎng)。校園文化的育人功能通過(guò)第二課堂活動(dòng)來(lái)承載，青年大學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)和傳承文化，獲得附著于文化之上的某種思想、意識(shí)、觀念。

篇2

關(guān)鍵詞：航天類專業(yè) 人工智能 教學(xué)探索

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（b）-0155-02

面對(duì)航天科技迅猛發(fā)展，現(xiàn)代軍備技術(shù)快速提升，培養(yǎng)具有專業(yè)性的高素質(zhì)航天類人才，是我國(guó)航天科技發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，也是航天重點(diǎn)高校面向并有效服務(wù)航天事業(yè)的歷史責(zé)任。航天類本科生的教育形式也需要突破傳統(tǒng)的方式，著重多樣性、前沿性、工程性，因此，該專業(yè)的各門(mén)課程教育都應(yīng)該結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，探索新的教學(xué)模式。

人工智能自1956年誕生50多年以來(lái)，引起眾多科研機(jī)構(gòu)、政府和企業(yè)的空前關(guān)注，已成為一門(mén)具有日臻完善的理論基礎(chǔ)、日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣泛交叉的前沿學(xué)科。由于航天領(lǐng)域的特殊要求，人工智能在其發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的重要作用，各發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼開(kāi)展了人工智能與航天技術(shù)相結(jié)合的研究，致力于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)的、具有容錯(cuò)能力的、智能的飛行系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。因此，“人工智能”作為航天類專業(yè)的一門(mén)特色選修課，應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)展開(kāi)更具有實(shí)用性和創(chuàng)新性的教學(xué)。

1 人工智能課程特點(diǎn)

一方面，“人工智能”是一門(mén)多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科，它涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等眾多領(lǐng)域，具有知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣、內(nèi)容抽象、不易理解、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得該課程的教學(xué)具有較大的靈活度和較高的難度。另一方面，“人工智能”是一門(mén)正在發(fā)展中的學(xué)科，具有較強(qiáng)的前沿性，計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展不斷的提出了許多新的研究目標(biāo)和研究課題，使得人工智能的技術(shù)和算法也需要不斷更新，這在很大程度上增加了“人工智能”課程的教學(xué)難度。

2 航天類專業(yè)特點(diǎn)

首先，航天類專業(yè)具有較強(qiáng)的工程性。在專業(yè)的教學(xué)改革中有統(tǒng)一的特點(diǎn)，即強(qiáng)調(diào)要體現(xiàn)航天工程技術(shù)的綜合性、系統(tǒng)性， 注重培養(yǎng)復(fù)合型人才。其次，航天類專業(yè)具有一定的前沿性。因?yàn)楹教祜w行器作為現(xiàn)代高科技和多種學(xué)科技術(shù)綜合應(yīng)用的結(jié)晶，應(yīng)及時(shí)把現(xiàn)代先進(jìn)科技融入到了專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)類的課程教學(xué)中， 專業(yè)知識(shí)更新快成為又一特點(diǎn)；另外，航天類專業(yè)應(yīng)注重實(shí)踐性教育。尊重個(gè)性和興趣，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，要求學(xué)生自主地設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)理念和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。最后，航天類專業(yè)應(yīng)重視產(chǎn)學(xué)合作。產(chǎn)學(xué)合作的目的在于推動(dòng)學(xué)校與航天產(chǎn)業(yè)的持續(xù)全面合作，造就一支科學(xué)技術(shù)研究和工程實(shí)踐兼?zhèn)涞慕處熽?duì)伍。

3 教學(xué)模式的探索

3.1 教材的選擇

人工智能作為一門(mén)新興的學(xué)科，其理論與方法都還在不斷的發(fā)展與完善中。就目前來(lái)看，關(guān)于人工智能的定義和范圍都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的教材所介紹的內(nèi)容也不盡相同。在教材選用方面，需要綜合考慮專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生的知識(shí)背景。本課程主要針對(duì)航天類專業(yè)高年級(jí)本科生，該類學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、信息論、通信理論等基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)航天應(yīng)用的基本需求有初步的了解，因此，“人工智能”課程難度應(yīng)該控制在中級(jí)，可以較深入的介紹人工智能的基礎(chǔ)算法和應(yīng)用案例。

中南大學(xué)蔡自興教授積累了多年的教學(xué)與科研經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國(guó)內(nèi)外其他專家和作者的最新研究成果，吸取了國(guó)內(nèi)和國(guó)外人工智能領(lǐng)域?qū)W術(shù)書(shū)籍的長(zhǎng)處，于1987年編寫(xiě)了“人工智能及其應(yīng)用”一書(shū)，該書(shū)根據(jù)人工智能學(xué)科的新發(fā)展不斷修訂，推出四個(gè)版本。本課程采用“人工智能及其應(yīng)用（第4版）”，其中大部分內(nèi)容適合本科生學(xué)習(xí)。另外，本課程還給學(xué)生提供其他一些參考書(shū)目，如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence：A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等經(jīng)典教材。

3.2 課堂教學(xué)形式的探索

“人工智能”課程內(nèi)容較抽象，概念較為繁多，若采用單一的課堂講授的方式，學(xué)生容易概念混淆、理解不透，逐漸產(chǎn)生厭倦情緒，導(dǎo)致教學(xué)效果差。本文探索不同的課堂教學(xué)手段，根據(jù)不同內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段，有利于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解與吸收。另外，考慮到航天類的專業(yè)特點(diǎn)，突出課程內(nèi)容的工程應(yīng)用，增加研究性質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容與形式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

（1）課件采用圖文并茂的PPT。綜合利用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表示方法，在介紹原理和概念時(shí)采用精辟的文字，介紹算法流程時(shí)采用圖像，介紹算法應(yīng)用時(shí)采用視頻。在PPT中適當(dāng)利用不同的字體、顏色或動(dòng)畫(huà)來(lái)突出重點(diǎn)，細(xì)化流程，引導(dǎo)學(xué)生的思路，便于集中注意力接受重點(diǎn)內(nèi)容。

（2）適當(dāng)增加課堂討論與練習(xí)。對(duì)于人工智能的一些基本問(wèn)題，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)研和討論，來(lái)深化課程內(nèi)容的了解，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；對(duì)于重要的算法和理論，可以增加課堂練習(xí)，讓學(xué)生實(shí)際動(dòng)手進(jìn)行公式的推導(dǎo)或演算，并在練習(xí)中分析學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解程度，有針對(duì)性的增加講解或指導(dǎo)。

（3）適當(dāng)采用類比的講解方式。對(duì)人工智能的不同學(xué)派，不同方方法，以及方法的不同應(yīng)用，廣泛的采用類比的形式進(jìn)行講解，不僅可以復(fù)習(xí)已學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也利于對(duì)新內(nèi)容的理解。并且，通過(guò)對(duì)不同內(nèi)容的比較總結(jié)相似點(diǎn)、區(qū)分不同點(diǎn)，可以避免概念的混淆，清晰的掌握課程內(nèi)容。

（4）增加研究性教學(xué)。研究性教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過(guò)問(wèn)題來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，有必要將實(shí)際應(yīng)用案例或者授課教師的科研項(xiàng)目融入日常的教學(xué)工作中去，用“啟發(fā)式”、“案例式”教學(xué)激發(fā)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”能力。

3.3 課程內(nèi)容的探索

一方面，鑒于本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)還不夠完善，“人工智能”課程的內(nèi)容要控制在適應(yīng)本科生學(xué)科基礎(chǔ)的中等難度；另一方面，鑒于航天類專業(yè)的特點(diǎn)，課程內(nèi)容應(yīng)更注重與航天應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容，并且在課程中增加具體應(yīng)用的介紹。具體的課程內(nèi)容如表1所示。

3.4 考核形式的改革

“人工智能”課程注重學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的試卷形式不能全面的反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因此，應(yīng)采用課堂表現(xiàn)和課程報(bào)告相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合考核。

一方面，重視學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，對(duì)學(xué)生課堂討論與練習(xí)的表現(xiàn)進(jìn)行考核評(píng)分，作為總成績(jī)的參考；另一方面，注重學(xué)生課題調(diào)研和實(shí)踐的能力，采取提交課程論文的形式進(jìn)行考核。正確引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣、課程內(nèi)容、可行性、實(shí)踐難度進(jìn)行合理選題，并根據(jù)所選題目進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和總結(jié)，完成調(diào)研報(bào)告或算法實(shí)現(xiàn)報(bào)告。結(jié)合者兩個(gè)方面進(jìn)行最終成績(jī)的評(píng)定，綜合衡量學(xué)生問(wèn)題分析能力、論文寫(xiě)作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

4 結(jié)語(yǔ)

航天類專業(yè)的本科生教學(xué)需針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)有的放矢，該專業(yè)的課程教育都應(yīng)該趨向于前沿性、專業(yè)性和實(shí)用性。本文的“人工智能”課程教學(xué)改革方案不僅考慮到該課程屬于前沿叉學(xué)科的特點(diǎn)，也綜合考慮了航天類專業(yè)的特點(diǎn)。為了使課程教學(xué)更好地服務(wù)于學(xué)生，本文提出的改革方案打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將課堂理論講解、課堂討論、課后調(diào)研、項(xiàng)目實(shí)踐等相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)真正符合航天領(lǐng)域所需要的綜合型高級(jí)人才。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：林業(yè)院校；人工智能；課程教學(xué)

1背景

近年來(lái)，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速普及，互聯(lián)網(wǎng)跨界融合創(chuàng)新模式進(jìn)入林業(yè)領(lǐng)域，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)推動(dòng)信息化與林業(yè)深度融合，開(kāi)啟了智慧林業(yè)的大門(mén)。我國(guó)林業(yè)信息化、智能化建設(shè)逐步走上了有序、快步發(fā)展的軌道，取得了重要的進(jìn)展。

2011―2013年，國(guó)家林業(yè)局先后開(kāi)展了中國(guó)林業(yè)信息化體制機(jī)制研究和中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究，在此基礎(chǔ)上出臺(tái)了《國(guó)家林業(yè)局關(guān)于進(jìn)一步加快林業(yè)信息化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》和《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》。2012―2013年，在深入研究的基礎(chǔ)上，林業(yè)局編制了《中國(guó)林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展框架設(shè)計(jì)》，2016年3月正式了《“互聯(lián)網(wǎng)+”林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃》。

國(guó)家林業(yè)局制定的《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，信息化、智能化在林業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)從零散的點(diǎn)的應(yīng)用發(fā)展到融合的、全面的創(chuàng)新應(yīng)用。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的逐步應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理，更透徹地感知生態(tài)環(huán)境狀況、遏制生態(tài)危機(jī)，更深入地監(jiān)測(cè)預(yù)警事件、支撐生態(tài)行動(dòng)、預(yù)防生態(tài)災(zāi)害。

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)重要分支。國(guó)際上，人工智能的研究已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展；在國(guó)內(nèi)，也呈現(xiàn)出極好的發(fā)展勢(shì)頭，人工智能已得到迅速的傳播與發(fā)展，并促進(jìn)了其他學(xué)科的發(fā)展。我國(guó)已有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的科技人員和大學(xué)師生從事不同層次的人工智能的研究與學(xué)習(xí)，人工智能已成為一個(gè)受到廣泛重視并有著廣闊應(yīng)用潛能的龐大的、交叉的前沿學(xué)科。特別是經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，智能技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)成為各行業(yè)創(chuàng)新的重要生長(zhǎng)點(diǎn)，其廣泛的應(yīng)用前景日趨明顯，如智能機(jī)器人、智能化機(jī)器、智能化電器、智能化樓宇、智能化社區(qū)、智能化物流等，對(duì)人類生活的方方面面產(chǎn)生了重要的影響。

近年來(lái)，人工智能已經(jīng)在智慧林業(yè)相關(guān)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，例如，在智能機(jī)器人的應(yīng)用方面，已經(jīng)有大量的嫁接機(jī)器人、水果采摘機(jī)器人、農(nóng)藥噴灑機(jī)器人、果實(shí)分檢機(jī)器人等投入使用；在專家系統(tǒng)的應(yīng)用方面，森林病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)、病蟲(chóng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)、林產(chǎn)品生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)、專家咨詢和人員培訓(xùn)專家系統(tǒng)等也得到了廣泛應(yīng)用。

隨著人工智能在智慧林業(yè)中的廣泛應(yīng)用，涉林企業(yè)和事業(yè)單位對(duì)智能型林業(yè)高技術(shù)人才的需求也在不斷加大。為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)智能型人才的需求，自2003年起，國(guó)內(nèi)諸多林業(yè)高等院校在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科階段、林業(yè)相關(guān)專業(yè)的研究生階段陸續(xù)開(kāi)設(shè)人工智能課程，同時(shí)不斷加大人工智能課程的比重，因此，人工智能課程教學(xué)對(duì)于林業(yè)院校顯得越來(lái)越重要。

2林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)現(xiàn)狀

林業(yè)院校開(kāi)設(shè)人工智能課程的專業(yè)不多，但有不斷增加的趨勢(shì)。以中南林業(yè)科技大學(xué)為例，該校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)自2003年起就開(kāi)設(shè)了人工智能課程，所用教材一直是蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》；另外，面向部分專業(yè)的碩士和博士研究生開(kāi)設(shè)了人工智能相關(guān)課程，如農(nóng)業(yè)碩士的農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域研究生開(kāi)設(shè)了人工智能技術(shù)，森林經(jīng)理和森林培育兩個(gè)專業(yè)的博士研究生開(kāi)設(shè)了人工智能與專家系統(tǒng)。

針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，人工智能課程主要使用蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》教材施教，但由于課時(shí)數(shù)僅有32學(xué)時(shí)，關(guān)于人工智能的一些高級(jí)應(yīng)用，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等，采用專題的形式組織教學(xué)。該專業(yè)沒(méi)有設(shè)置實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，僅在理論課堂上演示了一些仿真軟件，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境。

針對(duì)農(nóng)業(yè)碩士的農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域研究生和森林經(jīng)理及森林培育兩個(gè)專業(yè)的博士研究生，教學(xué)計(jì)劃安排的學(xué)時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí)，沒(méi)有指定教材，僅給學(xué)生列了蔡自興教授的《人工智能及其應(yīng)用――研究生用書(shū)》等幾本參考教材。課堂主要以專題的形式組織教學(xué)，每一講除了相關(guān)的理論以外，還介紹一些工程實(shí)踐應(yīng)用的例子，讓研究生能夠了解這些人工智能算法如何在實(shí)際中得到具體應(yīng)用。

3林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)存在的問(wèn)題

全國(guó)各高等院校的人工智能課程教學(xué)都或多或少地存在一些問(wèn)題，林業(yè)院校更有區(qū)別于其他類型院校的顯著特征，而且林業(yè)院校開(kāi)設(shè)該課程教學(xué)相對(duì)較晚，因此林業(yè)院校的人工智能課程教學(xué)存在更多的問(wèn)題。

（1）師資短缺。在林業(yè)院校，林學(xué)相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)該課程往往由林學(xué)相關(guān)專業(yè)的教師主講。這些非計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的教師雖然曾從事過(guò)人工智能個(gè)別算法或領(lǐng)域研究，但不具備全面的人工智能相關(guān)專業(yè)知識(shí)，在講授不熟悉的人工智能知識(shí)點(diǎn)時(shí)顯得力不從心。

（2）教學(xué)內(nèi)容專業(yè)性不強(qiáng)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，一般的人工智能教材都比較適合計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生使用，但是農(nóng)業(yè)信息化、森林經(jīng)理、森林培育等專業(yè)的學(xué)生不管是專業(yè)基礎(chǔ)還是行業(yè)應(yīng)用背景均與計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生不同，如果我們?nèi)匀话雌胀ǖ慕滩氖┙?，教學(xué)內(nèi)容就缺乏林科特色，顯得專業(yè)性不強(qiáng)，無(wú)法吸引學(xué)生的聽(tīng)課興趣。

（3）教學(xué)難度過(guò)大。林業(yè)院校涉林專業(yè)的學(xué)生一般只有計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、C語(yǔ)言等簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)課程基礎(chǔ)，缺乏算法思想。而人工智能課程涉及很多高級(jí)、復(fù)雜的算法，不論從算法思想，還是從算法實(shí)現(xiàn)和算法應(yīng)用，對(duì)非計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度過(guò)大。因此，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求上要做一些取舍。

除此之外，還存在諸如缺少實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、教學(xué)手段單一、教學(xué)案例缺乏等其他普遍性問(wèn)題。

4林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)改革建議

通過(guò)分析林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)存在的問(wèn)題，結(jié)合自己近十余年來(lái)從事人工智能教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，我們提出了一些改革建議。

（1）推行專題式教學(xué)，解決師資缺乏的問(wèn)題。在師資缺乏的情況下，由一名教師完成整個(gè)人工智能課程教學(xué)比較困難，同時(shí)，可能有多名教師分別在人工智能的不同方面進(jìn)行過(guò)深入研究。因此，可以將該課程按章節(jié)分成各個(gè)不同的模塊，每一個(gè)模塊設(shè)一個(gè)專題，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專題、專家系統(tǒng)專題、機(jī)器學(xué)習(xí)專題等，再由多名教師分別承擔(dān)自己熟悉的專題進(jìn)行講授。這樣既可以解決一位教師的知識(shí)不足，又可以讓各位教師結(jié)合自己的科研將每一個(gè)熟悉的專題講授得更加詳細(xì)、更加有趣。

（2）教學(xué)內(nèi)容與涉林專業(yè)緊密結(jié)合，解決專業(yè)性不強(qiáng)的問(wèn)題。事實(shí)上，人工智能的各領(lǐng)域應(yīng)用在林業(yè)行業(yè)都能找到對(duì)應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例。例如，林果采摘機(jī)器人就是機(jī)器人在林業(yè)中的應(yīng)用；林火識(shí)別和林木病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)就是模式識(shí)別在林業(yè)中的應(yīng)用；林火蔓延預(yù)測(cè)可以用到隱馬爾科夫模型；PAID50專家系統(tǒng)平臺(tái)就是專家系統(tǒng)在農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用典范等。因此，在教學(xué)過(guò)程中，我們可以考慮將人工智能知識(shí)與林業(yè)應(yīng)用結(jié)合進(jìn)行講解，這樣學(xué)生更容易接受也更樂(lè)意接受。更進(jìn)一步，如果能夠結(jié)合這些林業(yè)應(yīng)用編寫(xiě)一本《人工智能及其林業(yè)應(yīng)用》教材，將會(huì)更加適合涉林專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程。

（3）應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件解決教學(xué)內(nèi)容難度大的問(wèn)題。非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較差，編程能力不強(qiáng)，算法訓(xùn)練不足，對(duì)各種人工智能高級(jí)算法難以理解，更難以編程實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這個(gè)實(shí)際問(wèn)題，我們可以主動(dòng)提供一些相關(guān)算法的計(jì)算機(jī)仿真軟件，在課堂上通過(guò)演示這些仿真軟件，讓學(xué)生直觀地理解算法，甚至能夠通過(guò)仿真軟件應(yīng)用這些算法解決本專業(yè)相關(guān)的問(wèn)題。例如可以開(kāi)發(fā)如圖1和圖2所示的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法仿真軟件，通過(guò)該仿真可以把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練時(shí)的權(quán)值偏差變化、訓(xùn)練過(guò)程中總誤差的變化等信息完全呈現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生通過(guò)這個(gè)仿真過(guò)程就不難理解BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，甚至可以使用這個(gè)仿真軟件來(lái)解決本專業(yè)相關(guān)的一些問(wèn)題。

篇4

關(guān)鍵詞：人工智能，基礎(chǔ)教育，專業(yè)發(fā)展

一、前言

人工智能（Arti?cialIntelligence，簡(jiǎn)稱AI)快速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了人們的思維方式、人際互動(dòng)模式以及學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的改變，我國(guó)教育部門(mén)不斷重視AI技術(shù)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的融合，以更好地促進(jìn)中小學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。AI視域下，教師的工作環(huán)境將會(huì)越來(lái)越智慧化，智能閱卷、智能授課和智能評(píng)估逐漸成為可能，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)特征，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生開(kāi)展個(gè)性化指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生在課堂上也可以更熟練的使用平板電腦而不是手抄本進(jìn)行交流。目前，AI技術(shù)已經(jīng)成為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，不斷推動(dòng)著教育模式的變革、教育理念的更新以及教育體系的重構(gòu)，基礎(chǔ)教育信息化進(jìn)入了創(chuàng)新發(fā)展的2.0時(shí)代[1]。雖然我國(guó)AI教育發(fā)展水平落后于國(guó)際先進(jìn)水平，尚未在在中小學(xué)教育中普及應(yīng)用，但是我國(guó)教育部門(mén)已經(jīng)制定和出臺(tái)了相關(guān)政策，以推動(dòng)基礎(chǔ)教育和AI的不斷融合和發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，AI技術(shù)必將為基礎(chǔ)教育發(fā)展賦予越來(lái)越強(qiáng)大的智慧支撐，推動(dòng)基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化。

二、AI教育時(shí)代中小學(xué)教師面臨的挑戰(zhàn)

面對(duì)以AI為核心的信息技術(shù)，如何更好的促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，從適應(yīng)到引領(lǐng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)自身的突破性發(fā)展，是教育工作者必須深思的問(wèn)題。AI技術(shù)在一定程度上提高了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，但是在教師層面還是存在一些問(wèn)題，使AI技術(shù)與基礎(chǔ)教育在融合過(guò)程中面臨一系列的挑戰(zhàn)。1.與AI教育相配套的教學(xué)方法創(chuàng)新性不足AI教育作為一個(gè)高度依賴技術(shù)的跨學(xué)科領(lǐng)域，AI應(yīng)用程序可以在一定程度上扮演教師的角色，觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，分析他們的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，并根據(jù)他們的需求為他們提供即時(shí)幫助。此外，了解AI技術(shù)的能力和特點(diǎn)，教師可以在課堂上采用合適的AI應(yīng)用程序來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、動(dòng)機(jī)或參與度。新技術(shù)影響了教育體制和教學(xué)手段，在這樣的背景下，教師在使用新技術(shù)時(shí)要關(guān)注教育主體、尊重教育主體，而不能秉持以往舊的認(rèn)識(shí)。但是在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中仍存在盲目學(xué)習(xí)的典型問(wèn)題，教師未能針對(duì)學(xué)生的個(gè)性特征而進(jìn)行因材施教，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中存在“一刀切”的現(xiàn)象，而不是被個(gè)性化對(duì)待。2.AI師資力量薄弱AI教育屬于多學(xué)科交叉領(lǐng)域，教師一方面要具備心理學(xué)、教育學(xué)和信息技術(shù)等各學(xué)科相關(guān)知識(shí)，另一方面要將這些知識(shí)進(jìn)行整合和運(yùn)用。目前雖然學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈，但是從當(dāng)前AI的師資來(lái)看，具有AI學(xué)識(shí)的師資力量十分薄弱，教師普遍缺乏完整而系統(tǒng)講授AI課程的能力和知識(shí)，部分教師簡(jiǎn)單地將AI教育視作機(jī)器人教育﹑編程教育、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等，個(gè)別中小學(xué)的AI教師是由其他學(xué)科教師來(lái)兼任，此外，AI教師編制不足、師資質(zhì)量不均衡也是突出的問(wèn)題。教師師資隊(duì)伍建設(shè)是改善AI教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。3.教師培訓(xùn)缺乏針對(duì)性目前教師已了解到AI在教學(xué)方面發(fā)揮的積極作用，并認(rèn)可AI對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用，但大部分教師都是停留在簡(jiǎn)單的意識(shí)層面，在教學(xué)實(shí)踐中并未真正去落實(shí)。雖然存在以上問(wèn)題，但是大部分AI教育教師沒(méi)有接受專業(yè)培訓(xùn)，在講授AI知識(shí)時(shí)，缺乏深入性，只能浮于表面，有違學(xué)科初衷。4.實(shí)施路徑單一AI教育作為新興學(xué)科，是基于時(shí)代最新技術(shù)的教育，要求教師在專業(yè)發(fā)展過(guò)程中，一方面要注重掌握各學(xué)科知識(shí)，另一方面更要注重教師專業(yè)發(fā)展的實(shí)踐性和情境性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與和體驗(yàn)。但是目前中小學(xué)AI教育實(shí)施路徑比較單一，在課程設(shè)計(jì)上，教師主要停留在傳統(tǒng)的信息技術(shù)與教學(xué)設(shè)計(jì)層面，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)和實(shí)踐中難以系統(tǒng)而深入掌握AI的技術(shù)、方法和基本理念。在教授形式上，主要采用課堂教學(xué)的方式對(duì)AI知識(shí)進(jìn)行講解，而學(xué)生實(shí)踐和體驗(yàn)的機(jī)會(huì)相對(duì)較少。

三、AI視域下中小學(xué)教師發(fā)展路徑

中小學(xué)教師如何更好適應(yīng)AI時(shí)代，更好的構(gòu)建AI教育生態(tài)體系，以促進(jìn)AI與基礎(chǔ)教育的深度融合，主要有以下路徑：1.培養(yǎng)信息素養(yǎng)信息素養(yǎng)的本質(zhì)是全球信息化，人們需要具備的一種能力。面對(duì)AI技術(shù)的迅速發(fā)展，中小學(xué)教師應(yīng)注重信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，信息素養(yǎng)主要包括兩方面內(nèi)容，即信息技術(shù)素養(yǎng)和信息意識(shí)素養(yǎng)。在信息技術(shù)素養(yǎng)方面，中小學(xué)教師應(yīng)呈現(xiàn)趣味性強(qiáng)的教學(xué)課件、流暢的運(yùn)用多媒體、及時(shí)反饋學(xué)生的問(wèn)題等調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，以激發(fā)學(xué)生各科的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。此外，中小學(xué)教師要保持對(duì)新技術(shù)的敏感性。信息意識(shí)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)中的觀念性成分，是教師對(duì)信息的態(tài)度、認(rèn)識(shí)層面的關(guān)鍵要素，是信息素養(yǎng)的重要組成部分。中小學(xué)教師在信息意識(shí)層面，要積極接受新興技術(shù)帶來(lái)的學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的改變，決定性意義轉(zhuǎn)變的前提是更新觀念。2.提升職業(yè)道德素養(yǎng)恪守職業(yè)道德：傳道、授業(yè)、解惑是中小學(xué)教師的主要職責(zé)。隨著AI與教育的融合，智能平板等設(shè)備可以在一定程度上代替教師講授知識(shí)、解疑答難和閱卷評(píng)分，AI在得到科學(xué)利用的前提下，可以成為師生的強(qiáng)大助手，從而大幅提升教與學(xué)的效率。教師應(yīng)積極面對(duì)AI技術(shù)給教育帶來(lái)的便利，提高自身的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)新性，呵護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確價(jià)值觀、道德觀和法治觀：如今AI技術(shù)迅速進(jìn)入中小學(xué)生的課堂教學(xué)，深刻改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)模式和師生互動(dòng)模式，一方面教師要充分將AI技術(shù)有效整合到課堂，另一方面也要正視AI的使用邊界，AI技術(shù)快速發(fā)展有可能帶來(lái)倫理風(fēng)險(xiǎn)。在中小學(xué)階段不乏這樣的例子，有些學(xué)生利用課堂上學(xué)到的編程知識(shí)去充當(dāng)黑客，或者產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)成癮行為，以上學(xué)生的偏差行為已經(jīng)觸及價(jià)值觀的層面，對(duì)自身的身心健康產(chǎn)生不利影響。因此，面對(duì)AI技術(shù)的迅猛發(fā)展，教師要有效的應(yīng)對(duì)信息技術(shù)帶來(lái)的倫理挑戰(zhàn)，深入研究思考并引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀、道德觀和法治觀，提升學(xué)生的誠(chéng)信意識(shí)和社會(huì)信用水平。3.更新教育教學(xué)觀念改變傳統(tǒng)單一教學(xué)模式：隨著AI技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能化推送等教育產(chǎn)品層出不窮，如果不能科學(xué)利用這些技術(shù)產(chǎn)品營(yíng)造適合學(xué)生成長(zhǎng)的教學(xué)生態(tài)環(huán)境，技術(shù)將無(wú)法真正促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)水平的提升。AI視域下，教師要接受并適應(yīng)智能技術(shù)給教育帶來(lái)的變化，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育觀念和教師角色，同時(shí)，教師在教學(xué)中應(yīng)考慮學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的階段性特征，適時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)策略及學(xué)習(xí)中遇到的學(xué)習(xí)障礙，利用多樣的教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)過(guò)程將知識(shí)獲取和能力培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知和非認(rèn)知能力的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面和個(gè)性化發(fā)展。課堂教學(xué)中，教師應(yīng)改變“灌輸式”“注入式”等單一的教學(xué)模式，充分利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法多樣化，活躍課堂氛圍，提高課堂效率，樹(shù)立教學(xué)、體驗(yàn)和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)觀，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，中小學(xué)AI教育在實(shí)施路徑方面應(yīng)該多元化，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知、實(shí)踐和體驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。此外，教師要看到學(xué)生的不同進(jìn)度和情感需求，借助于AI技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的發(fā)展節(jié)奏制定不同的學(xué)習(xí)計(jì)劃，做到因材施教，為每一位學(xué)生成長(zhǎng)提供學(xué)伴式幫助。注重培養(yǎng)線上和線下相結(jié)合的自主學(xué)習(xí)能力：AI視域下信息技術(shù)與基礎(chǔ)教育的融合，網(wǎng)絡(luò)在線平臺(tái)為教師提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，教師要更新自身舊的知識(shí)框架，進(jìn)而不斷提高自身的知識(shí)體系。針對(duì)目前存在的教師培訓(xùn)缺乏針對(duì)性的現(xiàn)狀，教師可以加強(qiáng)線上自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)教學(xué)中常用的AI技術(shù)和程序。首先，線上學(xué)習(xí)過(guò)程中，面對(duì)網(wǎng)絡(luò)和AI應(yīng)用提供的多種類別的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師要根據(jù)所教學(xué)科和所任學(xué)段的學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，以便信息技術(shù)可以更充分地服務(wù)于教學(xué)，從而提高教學(xué)水平。其次，教師在注重線上學(xué)習(xí)的同時(shí)，也要注重線下學(xué)習(xí)，教師在教學(xué)中可以組織課前、課后的學(xué)習(xí)討論小組，就教學(xué)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行面對(duì)面的溝通與交流。

四、結(jié)語(yǔ)

AI技術(shù)的迅速發(fā)展，給基礎(chǔ)教育帶來(lái)便利的同時(shí)也必然會(huì)帶來(lái)較大的沖擊與挑戰(zhàn)，AI視域下，中小學(xué)教師應(yīng)該以積極的心態(tài)去面對(duì)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，搶抓機(jī)遇、迎難而上，努力培養(yǎng)自身信息素養(yǎng)，提升職業(yè)道德素養(yǎng)，更新教育教學(xué)觀念，在人與機(jī)器日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲得主導(dǎo)地位，在基礎(chǔ)教育改革發(fā)展浪潮中實(shí)現(xiàn)跨越式自我發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

篇5

算起來(lái)，在線教育的爭(zhēng)奪戰(zhàn)是在三年之前開(kāi)始的。2013年8月“學(xué)而思”網(wǎng)校正式更名為“好未來(lái)”，作為最早發(fā)力在線教育的一家公司，發(fā)展了布局相對(duì)完整的中小幼教育專業(yè)門(mén)戶網(wǎng)站群――e度教育網(wǎng)，該網(wǎng)站由育兒網(wǎng)、幼教網(wǎng)、奧數(shù)網(wǎng)、中考網(wǎng)、高考網(wǎng)、留學(xué)網(wǎng)等多個(gè)網(wǎng)站構(gòu)成。此后，新東方、學(xué)大網(wǎng)等一票傳統(tǒng)教育機(jī)構(gòu)紛紛發(fā)力于在線教育。

根據(jù)《2015年中國(guó)在線教育白皮書(shū)》數(shù)據(jù)顯示，2011到2014年間，中國(guó)在線教育市場(chǎng)規(guī)模增速均保持在17%以上，最高增速達(dá)到21.84%；市場(chǎng)規(guī)模從2011年的575億元增至2015年的1171億元，預(yù)計(jì)到2021年在線教育市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2830億元。在線教育用戶突破2億人，在線教育項(xiàng)目數(shù)量已經(jīng)超過(guò)3000個(gè)。

如今，BAT、網(wǎng)易等互聯(lián)網(wǎng)巨頭也爭(zhēng)相跨界進(jìn)入教育領(lǐng)域……

爭(zhēng)相布局

10月，網(wǎng)易宣布其有道詞典用戶突破6億。這意味著，網(wǎng)易的產(chǎn)品已經(jīng)可以在在線語(yǔ)言培訓(xùn)市場(chǎng)占有一席之地。2007年推出有道詞典以來(lái)，網(wǎng)易在互聯(lián)網(wǎng)巨頭之中率先“誤入”在線教育行業(yè)，并逐漸形成有道翻譯官、有道口語(yǔ)大師、網(wǎng)易云課堂等產(chǎn)品矩陣。

語(yǔ)文學(xué)習(xí)產(chǎn)品――有道語(yǔ)文達(dá)人，引進(jìn)職業(yè)教育與通識(shí)教育等課程、推出網(wǎng)易云課堂企業(yè)版產(chǎn)品等等動(dòng)作，都說(shuō)明了網(wǎng)易在在線教育各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域重度垂直、精耕細(xì)作的野心。

與此同時(shí)，阿里巴巴終于也按捺不住。在10月宣布啟動(dòng)“星火計(jì)劃”，稱未來(lái)將會(huì)大力扶持生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的個(gè)體老師以及中小型教育機(jī)構(gòu)。比如調(diào)用周邊資源，引入專業(yè)第三方扶持基金等，以此為中小創(chuàng)業(yè)群體提供高效的變現(xiàn)機(jī)制。

自去年12月成立教育事業(yè)部以來(lái)，百度在教育領(lǐng)域的布局正在加快。除了在傳統(tǒng)的教師資源方面，百度推出了專為教師服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)“百度優(yōu)課”。百度在線教育的一大特色在于其教育信貸市場(chǎng)。百度CFO李昕曾在Q3財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示，百度要借助人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，從教育領(lǐng)域進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)金融。

據(jù)百度透露的數(shù)據(jù)，在教育信貸領(lǐng)域，百度已與超過(guò)700家教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)達(dá)成合作，學(xué)生通過(guò)在線填寫(xiě)信息，線下和教育機(jī)構(gòu)確定培訓(xùn)意向，審核通過(guò)后，即可獲得“百度有錢花”提供的學(xué)費(fèi)貸款，實(shí)現(xiàn)分期交學(xué)費(fèi)。

騰訊坐擁QQ和微信兩大社交平臺(tái)，其固有用戶與在線教育針對(duì)用戶重合度之高，不容小覷。去年，騰訊將這一優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于教育信息化領(lǐng)域――分別以QQ和微信為基礎(chǔ)推出QQ智慧校園和騰訊智慧校園，為各類學(xué)校提供一體化互聯(lián)網(wǎng)智慧解決方案，范圍涵蓋學(xué)校管理、教務(wù)教學(xué)、校園生活等方面。扶持優(yōu)質(zhì)內(nèi)容方面，騰訊也不甘落后推出了名師計(jì)劃，旨在幫助名師實(shí)現(xiàn)知識(shí)經(jīng)濟(jì)化，擴(kuò)大知識(shí)生產(chǎn)力與傳播力，同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)與資源扶持。

加之騰訊出手向來(lái)大方。今年2月，騰訊3.2億元投資新東方在線，而目前新東方在線申請(qǐng)掛牌已經(jīng)獲批，將登陸新三板。按照最近一次股票發(fā)行的價(jià)格來(lái)算，新東方網(wǎng)的總市值達(dá)到了31.72億元，而騰訊當(dāng)初的投資金額也由3.2億元升值到了3.9億元，平均每個(gè)月賺了1400萬(wàn)元。

線上線下結(jié)合

近年來(lái)在線教育的項(xiàng)目雖多，但往往良莠不齊，真正實(shí)現(xiàn)盈利的更是少數(shù)。

互聯(lián)網(wǎng)教育研究院在2015年調(diào)查了400家在線教育公司，結(jié)果顯示，有70.58%的公司處于虧損狀態(tài)，13.24%的公司處于持平狀態(tài)，僅有16.18%的公司保持盈利狀態(tài)。同時(shí)，其報(bào)告還指出，由于新進(jìn)入的項(xiàng)目非常多，而且有一部分項(xiàng)目已經(jīng)死亡，整體上盈利的在線教育企業(yè)預(yù)計(jì)不超過(guò)5%。

在這個(gè)資本的“寒冬”，包括老師來(lái)了、36號(hào)教師、輕舟網(wǎng)等在線教育創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，都相繼倒下。一位多年從事在線教育的業(yè)內(nèi)人士向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者分析：“一個(gè)項(xiàng)目從開(kāi)端投入資金到逐步發(fā)展，進(jìn)入盈虧平衡狀態(tài)，至少需要3到5年的時(shí)間?！弊鳛橐粋€(gè)更重視長(zhǎng)期發(fā)展循環(huán)的行業(yè)，在線教育前期需要投入大量資金，而后期課程的制作、平臺(tái)的維護(hù)以及產(chǎn)品的營(yíng)銷和推廣，都需要團(tuán)隊(duì)極大的耐心和毅力。

隨著在線教育行業(yè)的發(fā)展，平臺(tái)的競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)從最初的野蠻走向有序，從跑馬圈地走向深耕細(xì)作，優(yōu)質(zhì)的教育內(nèi)容成為巨頭們的搶奪焦點(diǎn)。還有一些業(yè)內(nèi)人士指出在線教育的一些弊病，例如在線教育APP更多是單向機(jī)械灌輸，缺乏線下輔導(dǎo)為學(xué)生的知識(shí)體系做一個(gè)完整的梳理以及打通思維知識(shí)上的邏輯關(guān)聯(lián)。

信天創(chuàng)投合伙人張俊熹對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者分析，線上與線下的結(jié)合將會(huì)是在線教育接下來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。以留學(xué)教育為例，“以前的出國(guó)留學(xué)只是在國(guó)內(nèi)做一些語(yǔ)言培訓(xùn)，但是長(zhǎng)周期的鏈條并沒(méi)有被開(kāi)發(fā)出來(lái)，出國(guó)后的實(shí)習(xí)、就業(yè)、移民、置業(yè)等等，有很多內(nèi)容可以深入挖掘。”張俊熹說(shuō)。

盡管在線教育市場(chǎng)前景廣闊，但在創(chuàng)新工場(chǎng)投資總監(jiān)張麗君的眼里，其實(shí)它每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模并不大。而且，與其他行業(yè)不同，教育行業(yè)的內(nèi)容不能完全規(guī)?；瘡?fù)制，往往面對(duì)不同的時(shí)期和對(duì)象，都需要重新做，因此并不容易找到大的市場(chǎng)。

今年在線教育還有一個(gè)創(chuàng)新動(dòng)作就是與AR、VR合力。正如李彥宏多次在公開(kāi)場(chǎng)合強(qiáng)調(diào)的，人工智能是百度核心的核心。人工智能之于百度教育的重要性也不例外。

11月，百度教育“教育云”平臺(tái)，宣布百度教育生態(tài)將依托人工智能技術(shù)，朝著內(nèi)容化、智能化、個(gè)性化方向發(fā)展。百度教育事業(yè)部總經(jīng)理張高透露，人工智能在百度教育的布局分成內(nèi)容的數(shù)字化、學(xué)習(xí)的個(gè)性化與交互的擬人化三個(gè)部分。不過(guò)，業(yè)內(nèi)聲音普遍認(rèn)為，鑒于教育行業(yè)自身的慢熱特點(diǎn)以及技術(shù)發(fā)展尚在初期等原因，人工智能與教育的融合還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

篇6

關(guān)鍵詞 智能授導(dǎo)系統(tǒng)；輔助教學(xué)；語(yǔ)義Web

中圖分類號(hào)TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）58-0165-02

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)是以對(duì)話方式利用多媒體計(jì)算機(jī)的功能與特點(diǎn)與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程和進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。但是存在交互能力差和缺乏虛擬技術(shù)支持、智能性及教學(xué)策略等問(wèn)題。人工智能（AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、控制論、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相交叉滲透而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性學(xué)科。它用人工的方法在機(jī)器(計(jì)算機(jī))上執(zhí)行智能行為：感知、理解、學(xué)習(xí)、判斷、推理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、求解等。其技術(shù)特征主要是具有搜索功能、知識(shí)表示能力、一定的推理功能、抽象功能、語(yǔ)音識(shí)別功能及模糊信息處理能力。

1 智能授導(dǎo)系統(tǒng)

智能授導(dǎo)系統(tǒng)（ITS）技術(shù)是在對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)研究局限性的改革突破中發(fā)展起來(lái)的，它不僅克服了僅僅關(guān)注學(xué)生行為的缺陷，還引入了對(duì)知識(shí)的描述以及智能推理技術(shù)，智能授導(dǎo)系統(tǒng)的獨(dú)特之處是能依據(jù)每個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象的不同需求而調(diào)整教學(xué)策略。

ITS從上個(gè)世紀(jì)80年代提出到至今已有30多年了，幾乎涉及人工智能技術(shù)的所有問(wèn)題，而且一直是人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的核心研究之一。比較有代表性的是Peng-Kiat Pek和Kim-Leng Poh應(yīng)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的學(xué)生模型可以較好的估計(jì)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣值，從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為方向進(jìn)行預(yù)測(cè)；Dietrich Albert和Cord Hockemeyer通過(guò)分析知識(shí)空間理論而得出的超文本結(jié)構(gòu)和知識(shí)空間在結(jié)構(gòu)上的有很強(qiáng)的相似性，通過(guò)對(duì)知識(shí)空間進(jìn)行建模，使之適用于網(wǎng)絡(luò)Web結(jié)構(gòu)模式；Joel Martin和Kurt VanLehn使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，有效的分析出學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題和不足；Declan Kelly和Bren­dan Tangney提出了一種多Agent技術(shù)（Multi-Agent System，MAS），通過(guò)對(duì)個(gè)體的個(gè)性化學(xué)習(xí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模的智能框架的建構(gòu)重組，滿足了學(xué)習(xí)者的不同需求。隨著國(guó)內(nèi)數(shù)字化教學(xué)與教育信息化的大趨勢(shì)，最近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)于該領(lǐng)域的研究發(fā)展的相對(duì)比較快，而且需要進(jìn)行綜合性的研究，以不斷促進(jìn)智能授導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2 自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)機(jī)制

由于個(gè)體學(xué)習(xí)者基本上是基于資源的自主學(xué)習(xí)，在教學(xué)上的有效組織主要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)資源的組織、傳遞和共享上，良好的資源組織和個(gè)性化資源服務(wù)是學(xué)習(xí)個(gè)體最強(qiáng)烈的需求。為了支持個(gè)體的自主學(xué)習(xí)，輔助教學(xué)研究十分強(qiáng)調(diào)“授導(dǎo)”?！笆凇奔聪到y(tǒng)地對(duì)教學(xué)內(nèi)容的組織和傳播，通常反映為學(xué)習(xí)目標(biāo)制定、學(xué)習(xí)材料序列化、學(xué)習(xí)路徑引導(dǎo)以及學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)等方面；而“導(dǎo)”則側(cè)重對(duì)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)過(guò)程提供針對(duì)性的學(xué)習(xí)支持。

2.1 網(wǎng)絡(luò)智能授導(dǎo)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)者們一直致力于智能授導(dǎo)機(jī)制的理論研究和實(shí)現(xiàn)，不僅在理論上提出很多模型和設(shè)想，而且實(shí)踐上也有所突破，特別是可以借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)構(gòu)建一個(gè)更有針對(duì)性的、更智能的信息空間，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。通過(guò)調(diào)研，網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)中智能授導(dǎo)的研發(fā)技術(shù)路線主要是模擬課堂面授的路線、人工智能的技術(shù)路線和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的路線。

2.2 本體的智能授導(dǎo)機(jī)制

根據(jù)Brusilovsky提出的關(guān)于虛擬校園環(huán)境的部件理論知道，當(dāng)前分布式虛擬環(huán)境支撐的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)大多是圍繞內(nèi)容部件、行為部件、通信部件、管理部件來(lái)提供學(xué)習(xí)者本體的智能授導(dǎo)應(yīng)用功能。

1）內(nèi)容部件是輔助教學(xué)系統(tǒng)的核心，多由構(gòu)成課程的多媒體教學(xué)材料組成。運(yùn)用靜態(tài)超媒體比較容易實(shí)現(xiàn)，以一種同有的結(jié)構(gòu)和形式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者同樣的教學(xué)內(nèi)容。但是會(huì)產(chǎn)生由適應(yīng)性內(nèi)容所呈現(xiàn)的各種方法與技術(shù)問(wèn)題，例如：附加解釋、前提知識(shí)解釋、比較性解釋、解釋變體、信息排序等。其實(shí)現(xiàn)需依賴于知識(shí)表示與呈現(xiàn)技術(shù)，特別是知識(shí)建模和知識(shí)本體的研究；2）行為部件主要功能是需要學(xué)生通過(guò)“做”的交互方式來(lái)完成的自主學(xué)習(xí)的過(guò)程，表現(xiàn)形式多指學(xué)習(xí)導(dǎo)航、練習(xí)、測(cè)試、模擬、實(shí)驗(yàn)等。其三個(gè)主要應(yīng)用方向是自適應(yīng)導(dǎo)航、自適應(yīng)測(cè)試和虛擬實(shí)驗(yàn)；3）通信部件在智能授導(dǎo)系統(tǒng)中起到媒介作用，主要是支持學(xué)生與教師之間、學(xué)生相互之間的交流和溝通的通信工具，支持學(xué)習(xí)社區(qū)的協(xié)作學(xué)習(xí)和協(xié)同進(jìn)化；其3個(gè)主要應(yīng)用方向?yàn)?針對(duì)交互信息的知識(shí)發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)者智能互助和群體智慧；4）管理部件主要是支持教學(xué)過(guò)程中必要的管理職能。如學(xué)生管理、課程管理等。

2.3 自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)建策略

個(gè)性化的自適應(yīng)輔助教學(xué)研究已成為現(xiàn)代教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，而自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)用人工智能技術(shù)，直接、科學(xué)地了解到學(xué)習(xí)者的個(gè)性特點(diǎn)及學(xué)習(xí)進(jìn)展情況，靈活調(diào)整自身的策略、方案來(lái)滿足受教育對(duì)象的需求。從集成觀點(diǎn)出發(fā)，自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)首先涉及的是教學(xué)理論和思想與計(jì)算機(jī)技術(shù)的交叉。從計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展線索出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與人工智能方法的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的必然趨勢(shì)，但智能授導(dǎo)絕不是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)上的簡(jiǎn)單翻版，其需要進(jìn)行更為深刻的分析與抽象?？偟膩?lái)看，自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)是一種建立在軟件協(xié)同基礎(chǔ)上的分布式的群體智能，更是一種人機(jī)協(xié)調(diào)的智能。

學(xué)習(xí)者模型是自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)的核心，而學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中存在大量的不確定性因素和不確定性信息，因而成功獲取學(xué)習(xí)者的情況是其它環(huán)節(jié)正確運(yùn)行的保障。在學(xué)習(xí)者模型設(shè)計(jì)中，我們利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的條件概率分布量化知識(shí)項(xiàng)之間的組織關(guān)系及依賴關(guān)系，很好地反映學(xué)習(xí)者特定領(lǐng)域中的知識(shí)結(jié)構(gòu)，當(dāng)學(xué)習(xí)者模型中的知識(shí)項(xiàng)的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，將引起相關(guān)知識(shí)項(xiàng)的狀態(tài)的改變，因而使學(xué)習(xí)者模型具有一定的預(yù)測(cè)能力。同時(shí)我們選擇專門(mén)為語(yǔ)義Web設(shè)計(jì)的本體表示語(yǔ)言O(shè)WL語(yǔ)言來(lái)描述學(xué)習(xí)者模型，因?yàn)樗哂懈鼜?qiáng)大的功能來(lái)表示語(yǔ)義，比XML和RDF更容易被機(jī)器理解。

我們?cè)谳o助教學(xué)軟件的研究開(kāi)發(fā)中選擇了語(yǔ)義Web下的自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)，因?yàn)樗嗟年P(guān)注系統(tǒng)各模塊的標(biāo)準(zhǔn)化、形式化構(gòu)建，以及系統(tǒng)間的互操作和知識(shí)共享與重用。其目標(biāo)是使機(jī)器能夠更好的理解網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容，構(gòu)建一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的智能能夠進(jìn)行復(fù)雜的活動(dòng)，對(duì)嵌入在基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序中的知識(shí)進(jìn)行顯性的描述，從而以智能化的方式來(lái)整合信息，提供基于語(yǔ)義的方式來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，以及從文本中進(jìn)行信息抽取。語(yǔ)義Web技術(shù)可以通過(guò)對(duì)智能授導(dǎo)系統(tǒng)不同模塊中嵌入的知識(shí)和學(xué)習(xí)者的交互信息進(jìn)行共享，從而在一定程度上推動(dòng)了分布式智能授導(dǎo)系統(tǒng)的開(kāi)放程度。圖1給出了自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)的智能產(chǎn)生流程圖。

3 結(jié)論

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展，我們?nèi)粘５膶W(xué)習(xí)與工作越發(fā)依賴數(shù)字化的資源與服務(wù)，智能化與人性化將是數(shù)字化教學(xué)重要的發(fā)展方向。我們選擇了自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)作為數(shù)字化技術(shù)輔助教學(xué)研究的一個(gè)切入點(diǎn)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)智能授導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的三條技術(shù)路線，從理論框架上闡述了教學(xué)輔助平臺(tái)中常見(jiàn)的智能授導(dǎo)機(jī)制，利用人工智能中貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的思想來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)者模型來(lái)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性和個(gè)性化的教學(xué)，并選擇了語(yǔ)義Web下的自適應(yīng)智能授導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1]閔宇鋒.淺談網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的智能授導(dǎo)機(jī)制[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010.

[2]Brusilovsky P. MILLER P., Course Delivery Systems for the Virtual University.

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“互聯(lián)網(wǎng)+教育”智慧校園建設(shè)工作總結(jié)

我校自智慧校園創(chuàng)建開(kāi)始，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)非常重視此項(xiàng)工作，嚴(yán)格按照上級(jí)主管部門(mén)的要求，積極籌劃，仔細(xì)部署，認(rèn)真落實(shí)，取得了一定的成績(jī)，現(xiàn)將本學(xué)期創(chuàng)建工作總結(jié)向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。

一、已經(jīng)落實(shí)的工作

1.制定了各項(xiàng)規(guī)章制度

為確保智慧校園創(chuàng)建各項(xiàng)工作的有序開(kāi)展，創(chuàng)建領(lǐng)導(dǎo)小組制定智慧校園管理、使用、人員培訓(xùn)等系列制度，從創(chuàng)建之初就從嚴(yán)要求，嚴(yán)格按照制度和要求執(zhí)行。

2.加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

智慧校園的建設(shè)離不開(kāi)廣大教師的參與，而教師能力水平?jīng)Q定著智慧校園創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)。為此，學(xué)校多方面結(jié)合：第一，學(xué)校邀請(qǐng)區(qū)教體局領(lǐng)導(dǎo)專家指導(dǎo)我校的創(chuàng)建工作；第二，校內(nèi)定期開(kāi)展教育信息化的新知識(shí)、新技術(shù)及新媒體的應(yīng)用專題培訓(xùn)，開(kāi)展各學(xué)科優(yōu)課展示、師徒聽(tīng)課等活動(dòng)，有效推動(dòng)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的有機(jī)融合；第三，學(xué)校安排領(lǐng)導(dǎo)和教師外出參觀學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)智慧校園創(chuàng)建的最新理念，學(xué)習(xí)外單位智慧校園創(chuàng)建的創(chuàng)新做法；第四，進(jìn)一步落實(shí)完善三個(gè)課堂工作，以班帶班、以校帶校，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源均衡共享，落實(shí)在線互動(dòng)課堂常態(tài)化。另外，學(xué)校還邀請(qǐng)合作企業(yè)派駐技術(shù)人員進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)等，通過(guò)培訓(xùn)指導(dǎo)，提升教師的新媒體新技術(shù)應(yīng)用水平。

3.重視對(duì)硬件的投入

目前學(xué)校現(xiàn)有教師108人，基本實(shí)現(xiàn)每人一臺(tái)筆記本電腦，師機(jī)比達(dá)1：1，學(xué)生1356人，學(xué)生機(jī)222臺(tái)，生機(jī)比6.5:1。學(xué)校有28個(gè)教學(xué)班均配有班班通計(jì)算機(jī)、交互式白板一體機(jī)。千兆進(jìn)校，百兆進(jìn)班，教師辦公地點(diǎn)和試點(diǎn)班級(jí)安裝無(wú)線路由，做到無(wú)線覆蓋。建有基于校園網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字監(jiān)控、智能安防、訪客系統(tǒng)等。做到數(shù)字資源班班通，學(xué)習(xí)平臺(tái)人人通。

4.加強(qiáng)平臺(tái)的管理應(yīng)用

在校園教育教學(xué)管理中初步使用云校家系統(tǒng)。包括：電子課程表、移動(dòng)講臺(tái)、課前導(dǎo)學(xué)、在線檢測(cè)、課后練習(xí)、設(shè)備保修、會(huì)議安排、場(chǎng)館申請(qǐng)、問(wèn)卷調(diào)查、電子備課、網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)評(píng)價(jià)。智慧管理系統(tǒng)涵蓋學(xué)校各職能部門(mén)、各管理層面的日常管理工作，涵蓋校務(wù)、教務(wù)、資產(chǎn)、人事等業(yè)務(wù)流程，通過(guò)全方位數(shù)據(jù)采集匯聚和智能分析，為管理決策提供科學(xué)支撐。

5.我校認(rèn)真落實(shí)市級(jí)、區(qū)級(jí)學(xué)習(xí)培訓(xùn)計(jì)劃。本學(xué)期全校教師于5月18日全員參加了自治區(qū)統(tǒng)一安排的中教云數(shù)字教材入校培訓(xùn)；6月11日，信息部針對(duì)全校功能室人員展開(kāi)了“中小學(xué)教育裝備管理信息系統(tǒng)”操作培訓(xùn)。校內(nèi)大力開(kāi)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用培訓(xùn)、智慧課堂培訓(xùn)、在線互動(dòng)課堂教學(xué)培訓(xùn)等各類信息化培訓(xùn)，為老師更好的使用信息，提高課堂效率打下基礎(chǔ)。

6.學(xué)校每月定期更新全國(guó)教育信息化工作進(jìn)展信息系統(tǒng)，及時(shí)上報(bào)學(xué)校的最新數(shù)據(jù)，為上級(jí)部門(mén)把握工作進(jìn)展和部署下一步工作提供參考數(shù)據(jù)。

7.學(xué)校積極推動(dòng)“個(gè)人空間”建設(shè)應(yīng)用。在“寧夏教育云”上共享教學(xué)資源，書(shū)寫(xiě)教學(xué)心得，迸發(fā)出教育思想的火花；學(xué)生登錄“個(gè)人空間”，下載教學(xué)資源，討論問(wèn)題，交流心得，共同進(jìn)步。

8.在線互動(dòng)課堂常態(tài)化教學(xué)

“在線互動(dòng)課堂”這種新的教學(xué)方式，使教師和學(xué)生不用出課堂，就可以實(shí)現(xiàn)交流和互動(dòng)資源共享，不僅有利于提高教師的專業(yè)水平，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享，縮小地區(qū)教育差距，確保教育的公平。

同時(shí)，“在線同步互動(dòng)課堂”的實(shí)施也讓教學(xué)點(diǎn)的教師改變了傳統(tǒng)的教育觀念，在教學(xué)過(guò)程中獲得了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的同時(shí)，教育技能和教學(xué)水平均得到了不同程度的提高。剛開(kāi)始我校實(shí)施“在線互動(dòng)課堂”教學(xué)時(shí)，教師因?yàn)椴贿m應(yīng)這種新的教學(xué)模式，加上計(jì)算機(jī)操作水平不高，導(dǎo)致課堂效果不太好。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)組織相關(guān)學(xué)科的教師深入“在線互動(dòng)課堂”聽(tīng)課，對(duì)每堂課的主講教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和技術(shù)指導(dǎo)，幫助教師答疑解惑。經(jīng)過(guò)一年多的教學(xué)實(shí)踐，教師都能熟練地操作計(jì)算機(jī)，運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)“在線互動(dòng)課堂”的有效互動(dòng)。教師經(jīng)常通過(guò)“在線互動(dòng)課堂”教學(xué)進(jìn)行教學(xué)交流，相互溝通，進(jìn)一步促進(jìn)了教學(xué)水平的提高。

9.本學(xué)年學(xué)校組織了人工智能與教學(xué)融合的各類公開(kāi)課，有骨干教師“教學(xué)助手與課堂教學(xué)深度融合”示范課；高級(jí)教師“現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)融合”觀摩課；“在線互動(dòng)課堂”數(shù)學(xué)教師聯(lián)片教研的同課異構(gòu)課；青年教師“人工教學(xué)助手與課堂教學(xué)深度融合”優(yōu)質(zhì)課競(jìng)賽。通過(guò)各類公開(kāi)課、競(jìng)賽活動(dòng)促使教師在課堂教學(xué)中對(duì)智能教學(xué)助手的應(yīng)用常態(tài)化、自覺(jué)化。

二、著眼未來(lái)，持續(xù)發(fā)展，總結(jié)反思

創(chuàng)建智慧校園，是為了更好地服務(wù)教育教學(xué)。著眼未來(lái)，我校將智慧校園建設(shè)納入長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展之中。

1.進(jìn)一步加大硬件的投入。我校有28個(gè)教學(xué)班級(jí)，其中9個(gè)教學(xué)班配備了鴻合一體機(jī)，其余19個(gè)教學(xué)班均為以前的希沃一體機(jī)，目前部分電腦已經(jīng)接近使用年限，故障頻發(fā)。今后將計(jì)劃為這些教室更新裝配新的交互式一體機(jī)，為教學(xué)提供硬件支撐。

3.加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，重視平臺(tái)的融合應(yīng)用。教師隊(duì)伍的水平，決定教育教學(xué)的質(zhì)量。我校派出教師學(xué)習(xí)培訓(xùn)的力度還不夠，今后將進(jìn)一步加大培訓(xùn)，請(qǐng)進(jìn)專家學(xué)者開(kāi)設(shè)講座，加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，不斷提升教師自身素質(zhì)，為教學(xué)提供人才支撐。

學(xué)?，F(xiàn)有多項(xiàng)教學(xué)平臺(tái)、同時(shí)有些學(xué)科還開(kāi)始使用多種APP教學(xué)軟件服務(wù)教學(xué)，今后將繼續(xù)開(kāi)發(fā)這方面的創(chuàng)新使用案例，進(jìn)一步探索運(yùn)用免費(fèi)資源。

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；變化；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

一、引言

人類自古以來(lái)，為了能使計(jì)算更加簡(jiǎn)便、快速，對(duì)計(jì)算工具一直進(jìn)行著探索。從最早用石子，樹(shù)枝計(jì)數(shù)，之后用算盤(pán)等一些簡(jiǎn)單的物理計(jì)算工具，再到電子計(jì)算器等每一次新的計(jì)算工具的出現(xiàn)都是人類的進(jìn)步。由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)初電子管的發(fā)展大大促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展，1946年美國(guó)賓尼法尼亞大學(xué)和有關(guān)科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合研究，制造出世界第一臺(tái)電子計(jì)算，它的問(wèn)世開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算工具新的時(shí)代，深刻的影響著人類的發(fā)展。由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)限制，計(jì)算機(jī)的體積、重量都巨大并且運(yùn)行成本昂貴，只適用于軍事領(lǐng)域當(dāng)中用來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)。隨后的時(shí)間里人們對(duì)計(jì)算機(jī)開(kāi)始了不斷的研究，到了上世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)成本的下降，計(jì)算機(jī)開(kāi)始在許多政府部門(mén)、大型企業(yè)以及科研機(jī)構(gòu)中開(kāi)始使用。之后隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微型處理器（CPU）的誕生徹底改變了計(jì)算機(jī)的面貌計(jì)，使計(jì)算機(jī)成本迅速下降，體積也縮小很多，使計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)入家庭，從此打開(kāi)了信息時(shí)代的大門(mén)。到了新世紀(jì)由于集成電路研究和應(yīng)用，促使計(jì)算機(jī)廣泛的運(yùn)用于各行各業(yè)。

從世界上第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生至今, 計(jì)算機(jī)在我們的生活中扮演著越來(lái)越重要的角色并且不斷地改變著人們的生活方式，促進(jìn)著社會(huì)的進(jìn)步，創(chuàng)造著更加輝煌的人類文明，通過(guò)實(shí)踐的證明它無(wú)疑是迄今為止人類最偉大的發(fā)明之一。計(jì)算機(jī)的發(fā)展也深刻的影響著中國(guó)，近些年來(lái)在我國(guó)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)更加深入、廣泛的應(yīng)用于國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)領(lǐng)域等社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)在改革開(kāi)放大發(fā)展大跨越的背景下,我國(guó)計(jì)算機(jī)用戶數(shù)量與日劇增，計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平不斷提升,在通信、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體應(yīng)用、電子商務(wù)方面都取得了不錯(cuò)的成績(jī)，這些都有力地推動(dòng)著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)地發(fā)展。以下主要就是對(duì)當(dāng)今我國(guó)計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域的應(yīng)用及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行闡述。

二、計(jì)算機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）計(jì)算機(jī)在我國(guó)居民日常生活中的應(yīng)用

新世紀(jì)是信息化的時(shí)代，人們需要獲取的更多領(lǐng)域、更高質(zhì)量的信息。計(jì)算機(jī)的發(fā)展促進(jìn)了我國(guó)信息化時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)僖膊挥弥煌ㄟ^(guò)報(bào)紙、電視來(lái)獲取信息，而通過(guò)計(jì)算機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上可以快速地獲取更多、更廣泛的國(guó)內(nèi)外信息。另外隨著人們的生活水平地不斷提高，人們?cè)谖镔|(zhì)生活得到滿足的同時(shí)更多開(kāi)始注重精神生活，計(jì)算機(jī)與多媒體技術(shù)的完美結(jié)合極大的豐富了人們的業(yè)余生活。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)計(jì)算機(jī)用戶的數(shù)量成逐年遞增趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)在公司、家中以及公共場(chǎng)所也越來(lái)越普及化。這些都說(shuō)明我國(guó)居民的日常生活中越來(lái)越離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的使用。

（二）計(jì)算機(jī)在我國(guó)國(guó)防領(lǐng)域中的應(yīng)用

和平與發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今世界的主題，在這樣的大環(huán)境下各國(guó)軍事力量已經(jīng)不在是簡(jiǎn)單的武器和兵力的較量，國(guó)家的信息安全顯得格外重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)國(guó)防領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，我國(guó)的國(guó)防事業(yè)正在朝著革命化、現(xiàn)代化、正規(guī)化方向發(fā)展。另外計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)的航空航天方面也有著突出的表現(xiàn)，主要應(yīng)用于對(duì)衛(wèi)星發(fā)射和回收，火箭升天控制、宇航飛船運(yùn)行操作等方面。

（三）計(jì)算機(jī)在我國(guó)教育方面的應(yīng)用

21世紀(jì)計(jì)算機(jī)在我國(guó)教育事業(yè)中的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展，它被廣泛地應(yīng)用到教育的不同層次和領(lǐng)域，促使我國(guó)教育事業(yè)走進(jìn)一個(gè)嶄新的時(shí)代。計(jì)算機(jī)主要被應(yīng)用于輔助教學(xué)方面，老師通過(guò)計(jì)算機(jī)可以播放教學(xué)課件，應(yīng)用教學(xué)軟件模擬物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及播放英文影音作品等方法打破了傳統(tǒng)教學(xué)的枯燥乏味，不僅充分的發(fā)揮教師的作用，而且還能激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。其在教學(xué)管理上也有廣泛的應(yīng)用，比如對(duì)考試卷實(shí)行計(jì)算機(jī)閱卷可以大大提高工作效率，也減少了誤判、錯(cuò)判等情況。近些年來(lái)出現(xiàn)的遠(yuǎn)程教育又是計(jì)算機(jī)在教育領(lǐng)域的另一個(gè)典型例子，它的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的課堂模式，使人們?cè)诔n堂以外的場(chǎng)所，如家中、圖書(shū)館、辦公室等地均可以受到高質(zhì)量的教育。另外計(jì)算機(jī)在我國(guó)的科研領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用。

（四）計(jì)算機(jī)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著改革開(kāi)放不斷地深入發(fā)展，以可持續(xù)發(fā)展為原則，要將我國(guó)原有的工業(yè)體系逐步向著機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，由粗放型經(jīng)濟(jì)向資源節(jié)約型過(guò)渡，向著和諧社會(huì)的目標(biāo)邁進(jìn)，在這其中計(jì)算機(jī)及技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)如今計(jì)算機(jī)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其主要被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、

信息管理系統(tǒng)、機(jī)械地集成制造等方面并且效果顯著。工業(yè)化離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，其在企業(yè)的應(yīng)用程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)企業(yè)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，也是工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要指標(biāo)。

（五）計(jì)算機(jī)在我國(guó)商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)在企業(yè)管理、經(jīng)濟(jì)管理、信息管理、電子商務(wù)等方面發(fā)揮著重要的作用，它幾乎涉及商業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域之中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用地不斷加深，將會(huì)大大加速了經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程。

除了以上這些領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)在其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，它幾乎涉及社會(huì)發(fā)展和人類生活的方方面面，我們需要不斷對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行深入研究，擴(kuò)展其的應(yīng)用范圍，使之能更好地服務(wù)于我們不斷發(fā)展的社會(huì)。

三、計(jì)算機(jī)在性能方面的發(fā)展趨勢(shì)

第一代計(jì)算機(jī)采用機(jī)器語(yǔ)言運(yùn)行處理，到第二代出現(xiàn)了程序語(yǔ)言，第三代出現(xiàn)簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)，第四代采用windows操作系統(tǒng)至今，運(yùn)行速度上由原來(lái)很慢到如今發(fā)展到幾十億次每秒的運(yùn)算速度，用途也由最初只用于軍事科研發(fā)展到如今成為人人可以擁有，從其發(fā)展歷史我們不難發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用方面需求的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)下，再加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速地發(fā)展，未來(lái)計(jì)算機(jī)在性能方面向著巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向的發(fā)展趨勢(shì)。

（一）計(jì)算機(jī)功能方面的巨型化

在未來(lái)計(jì)算機(jī)應(yīng)該具備超大容量的存儲(chǔ)空間，更快的運(yùn)行速度（一般可以達(dá)到幾百億次每秒）以及功能方面更加多元化。另外在軍事領(lǐng)域和科研領(lǐng)域中還需要更大的存儲(chǔ)量、更快運(yùn)行速度的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

（二）計(jì)算機(jī)體積上的微型化

由于上世紀(jì)70年代集成電路迅速發(fā)展，使大規(guī)模、超大規(guī)模的集成電路在計(jì)算機(jī)中廣泛的使用，微型處理器(CPU)的誕生和不斷更新?lián)Q代，大大降低了計(jì)算機(jī)的成本，縮小了計(jì)算機(jī)的體積。另外軟件行業(yè)地迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備趨于完善以及新的操作系統(tǒng)問(wèn)世使得計(jì)算機(jī)操作起來(lái)非常簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大。這些技術(shù)上的突破使微型計(jì)算機(jī)滲透進(jìn)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，逐步走進(jìn)人們地生活。隨著新世紀(jì)微電子技術(shù)進(jìn)一步地發(fā)展，計(jì)算機(jī)從體積上更趨于微型化，從臺(tái)式機(jī)到筆記本，再到現(xiàn)在的掌上電腦、液晶電腦、平板電腦等的出現(xiàn)使人們可以隨身攜帶計(jì)算機(jī)，隨時(shí)隨地使用它。未來(lái)計(jì)算機(jī)會(huì)不斷趨于微型化，還會(huì)出現(xiàn)體積更小的計(jì)算機(jī)。

（三）計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化

由于信息通訊技術(shù)地不斷發(fā)展，將世界各地的計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，拉近了人與人之間的距離，使人們可以足不出戶就瀏覽到世界各地的信息、風(fēng)土人情；使人們的溝通變得更加方便；還使網(wǎng)絡(luò)中的資源得到極大的共享。未來(lái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化會(huì)進(jìn)一步加深，范圍越廣。

（四）計(jì)算機(jī)的人工智能化

我們現(xiàn)在所用的第四代計(jì)算機(jī)在運(yùn)行速度和功能方面都已經(jīng)很強(qiáng)大了，但是比起人腦的邏輯能力就顯得笨拙，人們一直在探索如何能讓計(jì)算機(jī)能夠具有人的思維，使人與計(jì)算機(jī)可以溝通交流，這也正是第五代計(jì)算機(jī)所要達(dá)到的目標(biāo)。將人工智能與計(jì)算機(jī)結(jié)合使之能具備人的邏輯判斷能力，可以學(xué)習(xí)、思考以及與人類交流。到那時(shí)，人們?cè)僖膊挥猛ㄟ^(guò)編碼程序來(lái)運(yùn)行計(jì)算機(jī)，而是通過(guò)發(fā)出指令或提出要求操作計(jì)算機(jī)。

（五）其他技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用趨勢(shì)

我們現(xiàn)在所用的微型處理器的基本元件是晶體管，由于處理器不斷地更新?lián)Q代，硅技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越接近其自身的物理極限。要打破限制計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展的瓶頸，我們要從計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、元件等方面加以改革使之發(fā)生質(zhì)的飛躍。隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，為計(jì)算機(jī)發(fā)展提高了強(qiáng)大的動(dòng)力，未來(lái)光電技術(shù)、量子技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)都會(huì)與計(jì)算機(jī)結(jié)合創(chuàng)造出新型計(jì)算機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)在我國(guó)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的繁榮。新形勢(shì)下，我們還要繼續(xù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究并同世界各國(guó)一道為計(jì)算機(jī)的發(fā)展而努力，使之能更好的服務(wù)于人類，促進(jìn)人類社會(huì)文明。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：智能錄播系統(tǒng)　常態(tài)化教學(xué)　音頻拾取　視頻切換

智能錄播系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)將教學(xué)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)字化的一種現(xiàn)代教育技術(shù)系統(tǒng)。智能錄播系統(tǒng)將傳統(tǒng)演播室延伸到普通教室，簡(jiǎn)化了資源建設(shè)的流程，節(jié)約了人力，在錄制的同時(shí)還能提供網(wǎng)絡(luò)直播、點(diǎn)播等功能。這些特點(diǎn)使得智能錄播系統(tǒng)在高校精品網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的大潮中蓬勃發(fā)展，成為一種應(yīng)用廣泛的資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。

一、智能錄播系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成

目前市場(chǎng)上的智能錄播系統(tǒng)品牌和型號(hào)有很多，采用的技術(shù)和設(shè)備也各有不同。但從系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)上看，卻是大同小異，基本由以下功能模塊構(gòu)成：師生視頻智能跟蹤模塊，教學(xué)內(nèi)容顯示模塊，視頻切換模塊，音頻模塊和廣播錄制模塊，拓?fù)潢P(guān)系如圖1所示。

師生視頻智能跟蹤模塊：這個(gè)模塊包括教師跟蹤和學(xué)生跟蹤兩個(gè)子系統(tǒng)。教師跟蹤子系統(tǒng)負(fù)責(zé)自動(dòng)精確定位主講教師位置并控制攝像機(jī)跟蹤拍攝，將教師視頻傳送至視頻切換模塊。學(xué)生跟蹤子系統(tǒng)是定位活躍學(xué)生(如發(fā)言的學(xué)生等)，功能與教師部分類似，只是定位精確性較低。目前的智能跟蹤方式主要有：圖像識(shí)別和觸發(fā)式(又包含空間網(wǎng)格、紅外觸發(fā)、超聲波觸發(fā)和外部設(shè)備觸發(fā)等)。

教學(xué)內(nèi)容顯示模塊：負(fù)責(zé)將各種教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)為視頻并傳輸?shù)揭曨l切換模塊，包含計(jì)算機(jī)圖像子系統(tǒng)、板書(shū)子系統(tǒng)和其他教學(xué)設(shè)備(如實(shí)物展臺(tái))子系統(tǒng)。

視頻切換模塊：智能錄播系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)從多路視頻信號(hào)中選擇合適的信號(hào)傳送給廣播錄制模塊。視頻切換模塊選擇的視頻是否合適，直接決定了智能錄播系統(tǒng)能否如實(shí)準(zhǔn)確地記錄課堂教學(xué)過(guò)程。

音頻模塊：包括拾音子系統(tǒng)和擴(kuò)聲子系統(tǒng)。負(fù)責(zé)采集教學(xué)實(shí)時(shí)聲音和擴(kuò)聲。

廣播錄制模塊：將視頻切換模塊傳送來(lái)的視頻信號(hào)和音頻模塊傳送的音頻信號(hào)合成為視頻課件，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播。錄制模式主要分成電影模式(單畫(huà)面)和課件模式(多畫(huà)面)。在本文中主要討論錄播系統(tǒng)的電影錄制模式(單畫(huà)面)。

二、智能錄播系統(tǒng)在常態(tài)化教學(xué)中的困境

所謂常態(tài)化教學(xué)是指普通的課堂教學(xué)，包括常態(tài)的教學(xué)過(guò)程、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)方法和教學(xué)對(duì)象。這就要求錄播系統(tǒng)要盡可能小地影響師生的心態(tài)和教學(xué)過(guò)程。

錄播系統(tǒng)對(duì)師生心態(tài)的影響主要有兩個(gè)方面，一是事件的影響。當(dāng)教師和學(xué)生知道這節(jié)課要錄像時(shí)，心理上總會(huì)有些緊張。有些教師在課件錄制過(guò)程中精神緊張，甚至說(shuō)不出話來(lái)。而學(xué)生也會(huì)刻意隱藏或表現(xiàn)自己，表現(xiàn)出一定的反常情況。另一方面的影響是設(shè)備的影響。目前不少錄播系統(tǒng)在錄制課件特別是錄制師生交互時(shí)需要一些輔助的器材，如教師須佩戴無(wú)線話筒，而學(xué)生回答問(wèn)題需要按搶答器等。這些額外設(shè)備的使用加重了師生的心理負(fù)擔(dān)，也容易引起一些錄制過(guò)程中的故障。比如，學(xué)生回答問(wèn)題必須要按搶答器，畫(huà)面才會(huì)切換到該學(xué)生，如果學(xué)生忘記按搶答器或者其他學(xué)生按了搶答器，錄播系統(tǒng)就無(wú)法正確切換畫(huà)面。

目前的智能錄播系統(tǒng)對(duì)教學(xué)過(guò)程的影響不大。與傳統(tǒng)電視課程拍攝系統(tǒng)比較，錄播系統(tǒng)能和多媒體教學(xué)系統(tǒng)有機(jī)融合，現(xiàn)場(chǎng)也無(wú)需專業(yè)人員進(jìn)行視頻切換操作等，教師一般只需要按一個(gè)按鍵就可以進(jìn)行課程錄制。

從現(xiàn)有的自動(dòng)錄播系統(tǒng)在常態(tài)化教學(xué)中的應(yīng)用來(lái)看，主要存在3個(gè)問(wèn)題：教師的跟蹤、教學(xué)視頻內(nèi)容的切換以及聲音的拾取。

1　教師跟蹤部分存在的問(wèn)題

教師在課堂教學(xué)中占主導(dǎo)地位，是教學(xué)信息的主要傳輸者。教師的圖像在課件中占很重要的地位。教師跟蹤部分應(yīng)該能準(zhǔn)確定位教師的位置，清晰呈現(xiàn)教師的神態(tài)和動(dòng)作。而現(xiàn)有的錄播系統(tǒng)在這一點(diǎn)上還有不少問(wèn)題。智能識(shí)別的跟蹤方式可以較為及時(shí)地跟蹤教師，但常會(huì)出現(xiàn)跟丟的情況(也就是所謂的“丟人”)，觸發(fā)式的跟蹤方式“丟人”現(xiàn)象較少，但容易在觸發(fā)臨界點(diǎn)(兩個(gè)觸發(fā)區(qū)域的相交區(qū)域)出現(xiàn)鏡頭反復(fù)搖擺的情況。這些問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生影響教學(xué)的垃圾鏡頭。而且這些跟蹤方式往往有區(qū)域限制，不能覆蓋教室的范圍。有些教師習(xí)慣于在教室內(nèi)走動(dòng)講授，當(dāng)其離開(kāi)設(shè)定區(qū)域時(shí)錄播系統(tǒng)就無(wú)法準(zhǔn)確跟蹤。另外，在跟蹤拍攝教師時(shí)，畫(huà)面的景別是固定的，一般是中景，即腰部以上。這種景別能比較好地展現(xiàn)教師的教容教態(tài)，但對(duì)教師的面部表情和全身動(dòng)作無(wú)法表達(dá)清楚。

2　視頻切換模塊存在的問(wèn)題

視頻切換模塊是智能錄播系統(tǒng)的核心，用來(lái)自動(dòng)切換錄制的視頻內(nèi)容。例如，當(dāng)教師講解時(shí)，該模塊要選擇教師跟蹤子系統(tǒng)傳來(lái)的視頻；教師使用計(jì)算機(jī)時(shí)，該模塊選擇傳輸計(jì)算機(jī)的畫(huà)面視頻；當(dāng)教師板書(shū)時(shí)，該模塊將錄播畫(huà)面切換至板書(shū)視頻；當(dāng)學(xué)生提問(wèn)或回答問(wèn)題時(shí)，該模塊選擇學(xué)生跟蹤子系統(tǒng)的視頻。

總的來(lái)說(shuō)，這些視頻內(nèi)容之間的切換不外乎3種：人與人(PtP)、人與媒體(PtM)、媒體與媒體(MtM)，見(jiàn)表1。

通過(guò)分析主流的錄播系統(tǒng)，不難發(fā)現(xiàn)主要使用的切換方式有動(dòng)作觸發(fā)、區(qū)域觸發(fā)和時(shí)間觸發(fā)。比如當(dāng)教師觸動(dòng)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)時(shí)，視頻切換模塊就選擇計(jì)算機(jī)信號(hào)輸出給廣播錄制系統(tǒng)，這就是一種動(dòng)作觸發(fā)切換；當(dāng)一段時(shí)間無(wú)鍵盤(pán)鼠標(biāo)動(dòng)作后，視頻切換模塊則切回教師圖像，這則是時(shí)間觸發(fā)；當(dāng)教師走到黑板前進(jìn)行板書(shū)時(shí)，切換模塊會(huì)切換到教師板書(shū)的視頻，教師離開(kāi)黑板，則切回教師圖像狀態(tài)，這就是區(qū)域觸發(fā)。

視頻切換模塊在處理人與人、媒體與媒體的切換時(shí)，能夠比較好地完成，但是對(duì)人和媒體的切換還存在很大問(wèn)題。人和媒體的切換也可以分成兩個(gè)部分，一是從人切換到媒體，另一個(gè)是從媒體切換到人。前者可以通過(guò)區(qū)域觸發(fā)或動(dòng)作觸發(fā)來(lái)完成，而后者一般通過(guò)時(shí)間觸發(fā)來(lái)切換。以教師使用計(jì)算機(jī)教學(xué)來(lái)說(shuō)，教師點(diǎn)擊鼠標(biāo)顯示一張新的幻燈片，然后放開(kāi)鼠標(biāo)開(kāi)始講解相關(guān)內(nèi)容。智能錄播系統(tǒng)錄制的視頻內(nèi)容和順序見(jiàn)表2。

開(kāi)始時(shí)錄制的是教師的圖像，當(dāng)教師觸碰鼠標(biāo)或鍵盤(pán)時(shí)，切換模塊通過(guò)該動(dòng)作觸發(fā)切換，將教師圖像切換到計(jì)算機(jī)圖像，完成人到媒體的切換。這種切換方法基于一個(gè)假設(shè)：教師動(dòng)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)一定是要展示計(jì)算機(jī)的內(nèi)容。如果這個(gè)假設(shè)成立，那么切換就非常及時(shí)，也比較準(zhǔn)確。從教學(xué)實(shí)際來(lái)看，這樣設(shè)定基本可行。當(dāng)教師觸動(dòng)鼠標(biāo)和按鈕后，在一定時(shí)間內(nèi)不再有鍵盤(pán)或鼠標(biāo)操作，視頻切換模塊則自動(dòng)從計(jì)算機(jī)圖像切換回教師圖像。這里就存在一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題：“一定時(shí)間”是多少?5秒、10秒還是20秒?設(shè)置時(shí)間很小，計(jì)算機(jī)圖像顯示時(shí)間就會(huì)過(guò)短，學(xué)生還沒(méi)有看完P(guān)PT內(nèi)容就切換成教師圖像。設(shè)置時(shí)間很長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)圖像顯示時(shí)間就會(huì)過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生將被迫長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)靜止的PPT內(nèi)容。即使能為這張幻燈片設(shè)置一個(gè)非常合適的時(shí)間，但是每張幻燈片的內(nèi)容不同，需要顯示的時(shí)間也不同，滿足

了這一張就無(wú)法滿足另一張。所以，如何從媒體視頻切換回教師圖像是目前智能錄播系統(tǒng)難以解決的一個(gè)問(wèn)題。而這一問(wèn)題的根本就在于現(xiàn)階段的錄播系統(tǒng)仍處于“自動(dòng)”階段，離真正的智能還有很長(zhǎng)的一段路要走。

3　聲音拾取方面的問(wèn)題

錄播系統(tǒng)需要拾取的聲音包括人聲拾音(包括教師和學(xué)生)和教學(xué)設(shè)備的聲音。教學(xué)設(shè)備的聲音一般通過(guò)線路輸入直接接入錄播系統(tǒng)。人聲的主要拾音方式分有線話筒拾音和無(wú)線話筒拾音。無(wú)線話筒的拾音效果很好，而且不影響教師的移動(dòng)，不過(guò)后期維護(hù)的工作量較大，如更換電池等，且教師和學(xué)生須額外佩戴無(wú)線設(shè)備也有違常態(tài)化教學(xué)的初衷。有線話筒拾音還可以分成強(qiáng)指向話筒拾音和弱指向話筒拾音。前者拾音效果好，但拾音范圍小，教師和學(xué)生的位置受限制；后者拾音范圍大，但拾音效果差，在錄制教師和學(xué)生語(yǔ)音的同時(shí)，環(huán)境噪音也會(huì)被錄制。要拾音范圍還是清晰度，目前的錄播系統(tǒng)的拾音就處于這種兩難境地。

三、基于常態(tài)化教學(xué)的智能錄播系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一個(gè)真正的智能錄播系統(tǒng)要能完成以下設(shè)施或人員的工作：

1　多媒體教室

2　課件錄制系統(tǒng)

3　網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)

4　稱職的攝像師(一個(gè)或多個(gè))

5　專業(yè)的視頻導(dǎo)播人員

6　專業(yè)的調(diào)音師

讓錄播系統(tǒng)完成其他設(shè)施的工作并不難，難就難在讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)去完成專業(yè)人員的工作：攝像、切換和調(diào)音等。這也是目前錄播系統(tǒng)在常規(guī)化教學(xué)中遇到很大困難的原因。以目前的人工智能技術(shù)很難完全實(shí)現(xiàn)專業(yè)人員的功能，而且錄播系統(tǒng)的總價(jià)一般在20萬(wàn)元左右，如果使用一些高端的人工智能技術(shù)肯定會(huì)使錄播系統(tǒng)造價(jià)飆升，進(jìn)而妨礙錄播系統(tǒng)的推廣普及。所以基于常態(tài)化教學(xué)的錄播系統(tǒng)應(yīng)該在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)更加科學(xué)的設(shè)計(jì)來(lái)完善。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)包含：犯錯(cuò)更少的攝像師、更能理解教學(xué)過(guò)程的導(dǎo)播和更加專業(yè)的調(diào)音師。

(1)犯錯(cuò)更少的攝像師

錄播系統(tǒng)中跟蹤攝像的問(wèn)題主要在于“丟人”和定位不準(zhǔn)產(chǎn)生的垃圾鏡頭。要解決“丟人”問(wèn)題可以采用觸發(fā)式跟蹤，要解決定位不準(zhǔn)，可以通過(guò)改變觸發(fā)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的觸發(fā)方式一般是單區(qū)域觸發(fā)。該觸發(fā)預(yù)先利用紅外線或超聲波設(shè)定多個(gè)觸發(fā)區(qū)域，每個(gè)觸發(fā)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)攝像機(jī)位置(如圖2所示)。其過(guò)程是，當(dāng)教師從觸發(fā)區(qū)域A進(jìn)入觸發(fā)區(qū)域B時(shí)，攝像機(jī)立刻相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，將畫(huà)面由“攝像機(jī)畫(huà)面1”改變?yōu)椤皵z像機(jī)畫(huà)面2”。如果教師再進(jìn)入C區(qū)域則攝像機(jī)又將向右轉(zhuǎn)動(dòng)，拍攝的畫(huà)面相應(yīng)變成“攝像機(jī)畫(huà)面3”。設(shè)想一下，如果教師剛好在A，B兩個(gè)區(qū)域的交界處來(lái)回走動(dòng)，一會(huì)進(jìn)A區(qū)域，一會(huì)進(jìn)B區(qū)域，攝像機(jī)就會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，一會(huì)畫(huà)面1一會(huì)畫(huà)面2，這樣拍攝出來(lái)的鏡頭就會(huì)一直晃動(dòng)，影響觀看者的學(xué)習(xí)效果。

要解決這種情況，不妨在觸發(fā)區(qū)域和觸發(fā)策略上做文章?？蓪⒂|發(fā)區(qū)域的數(shù)量增加，范圍縮小，攝像機(jī)的畫(huà)面包含3個(gè)觸發(fā)區(qū)域(如圖3所示)。其觸發(fā)策略是當(dāng)教師在“觸發(fā)區(qū)域n”中時(shí)，攝像機(jī)畫(huà)面包含“觸發(fā)區(qū)域n-1”“觸發(fā)區(qū)域n”和“觸發(fā)區(qū)域n+1”。當(dāng)教師在此3個(gè)觸發(fā)區(qū)內(nèi)行動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)固定，位置不變。當(dāng)教師離開(kāi)這3個(gè)觸發(fā)區(qū)域，進(jìn)入“觸發(fā)區(qū)域(n-1)-1”或“觸發(fā)區(qū)域(n+1)+1”時(shí)，攝像機(jī)開(kāi)始跟蹤，畫(huà)面轉(zhuǎn)換成以該區(qū)域?yàn)橹行囊约捌淝昂髢蓚€(gè)觸發(fā)區(qū)域所組成的畫(huà)面。這樣就不會(huì)出現(xiàn)單區(qū)域觸發(fā)所引起的鏡頭晃動(dòng)的問(wèn)題。

通過(guò)上述方式，可有效降低錄播系統(tǒng)的錯(cuò)誤率。但目前很難做到零錯(cuò)誤。我們知道，即使是一名專業(yè)的攝像師也有可能犯錯(cuò)，何況是一套計(jì)算機(jī)控制的攝像系統(tǒng)。關(guān)鍵在于，發(fā)生錯(cuò)誤后如何修正錯(cuò)誤，彌補(bǔ)錯(cuò)誤的損失。因此，還必須有一系列的錯(cuò)誤修正策略。比如，當(dāng)跟蹤“丟人”時(shí)，攝像機(jī)應(yīng)迅速切換到全景或由切換模塊切換到其他視頻畫(huà)面，這樣就能減少垃圾鏡頭。

(2)更能理解教學(xué)過(guò)程的導(dǎo)播

在錄播過(guò)程中，在何種情況下錄制相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容視頻是忠實(shí)記錄課堂實(shí)況的關(guān)鍵。這就要有一個(gè)好的導(dǎo)播。如果是人工錄制，可以由工作人員根據(jù)課堂的實(shí)際情況來(lái)切換各種視頻。錄播系統(tǒng)是靠動(dòng)作觸發(fā)、時(shí)間觸發(fā)等方式自動(dòng)完成切換，并非如人一樣能根據(jù)上課內(nèi)容來(lái)準(zhǔn)確切換不同視頻。如何讓錄播系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地切換并錄制視頻?筆者認(rèn)為最重要的就是要從教學(xué)過(guò)程入手，掌握基本的教學(xué)規(guī)律，設(shè)定不同的模式，以達(dá)到導(dǎo)播的基本準(zhǔn)確。

例如，我們可以根據(jù)講課時(shí)依賴PPT的程度將教師分成3類，一類是非常依賴PPT，即PPT的內(nèi)容和教師的口頭講授基本一致；另一類是很少使用PPT，即教師的上課內(nèi)容多是口述，很少使用PPT；還有一類對(duì)PPT的使用介于前二者之間。然后根據(jù)這3種類型的教師我們可以設(shè)定3種不同的模式：PPT優(yōu)先、教師優(yōu)先和平均模式，它們的主要區(qū)別在于錄制課件時(shí)PPT顯示時(shí)間的長(zhǎng)短。PPT優(yōu)先模式下，從計(jì)算機(jī)的PPT內(nèi)容切換到教師圖像需要20秒的時(shí)間，這樣學(xué)習(xí)者就有充足的時(shí)間觀看PPT的內(nèi)容；教師優(yōu)先模式下，切換等待時(shí)間設(shè)定為8秒，這樣學(xué)習(xí)者就能更好地聆聽(tīng)教師的講授；平均模式則設(shè)置切換等待時(shí)間為12秒，平均分配PPT和教師圖像的顯示時(shí)間。

我們還可以根據(jù)教學(xué)過(guò)程的其他方面來(lái)設(shè)定不同的模式，滿足不同的教學(xué)需要。

利用圖像識(shí)別技術(shù)或許也能使錄播系統(tǒng)更加智能化地進(jìn)行導(dǎo)播。以PPT為例，現(xiàn)在的圖像識(shí)別技術(shù)可以判斷出一張PPT上文字的數(shù)量，然后根據(jù)文字的多少，我們就可以設(shè)定PPT需要顯示多長(zhǎng)時(shí)間。

當(dāng)然，這些方法不能完全解決錄播系統(tǒng)的導(dǎo)播問(wèn)題，但是可使導(dǎo)播更加貼近教學(xué)實(shí)際。

(3)更加專業(yè)的調(diào)音師

為了達(dá)到常態(tài)化教學(xué)的效果，應(yīng)盡量避免使用后期維護(hù)較大、增加教師負(fù)擔(dān)的拾音設(shè)備，如強(qiáng)指向性的有線鵝頸話筒、手持式無(wú)線話筒、領(lǐng)夾式無(wú)線話筒等。從實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，使用強(qiáng)指向性吊桿話筒可以有效地實(shí)現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)的拾音。具體操作如下：在講臺(tái)區(qū)域布置若干個(gè)強(qiáng)吊桿話筒，覆蓋整個(gè)講臺(tái)區(qū)域作為教師的拾音設(shè)備，在教室其他區(qū)域布置一些吊桿話筒作為學(xué)生的拾音設(shè)備。

另外，我們還需要一個(gè)更加自動(dòng)化的音頻控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)要有以下功能：

①在拾取人聲時(shí)，能有效去除人聲以外的噪音，達(dá)到較高的拾音純凈度；

②自動(dòng)控制音量，不論講話人聲音的高低，保證錄音電平始終一致；

③自動(dòng)識(shí)別主講人，確保拾音的準(zhǔn)確性；

④能清晰地?cái)U(kuò)音，不會(huì)引起拾音錯(cuò)誤和回授。

在原有錄播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)以上三方面的改進(jìn)，應(yīng)能更好滿足常態(tài)化教學(xué)的需要。但是要真正做到基礎(chǔ)常態(tài)教學(xué)的智能錄播系統(tǒng)，還需要不斷探究教學(xué)過(guò)程的規(guī)律與先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞　虛擬現(xiàn)實(shí)　網(wǎng)絡(luò)教學(xué)　人機(jī)交互

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于校園局域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為一種新的教學(xué)模式在各大高校迅速普及。為了進(jìn)一步提高校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的質(zhì)量，更加真實(shí)地模擬實(shí)際課堂教學(xué)的情景，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛地運(yùn)用于其中，它給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)帶來(lái)了新的發(fā)展模式。

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual　Reality，簡(jiǎn)稱VR）是一項(xiàng)涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感與仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域的綜合集成技術(shù)。它是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬產(chǎn)生基于三維數(shù)字模型的虛擬環(huán)境，形成一個(gè)以視覺(jué)感受為主，輔助聽(tīng)覺(jué)甚至觸覺(jué)等可綜合感知的人工環(huán)境，使用戶作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置設(shè)備，自然地、身臨其境地和虛擬環(huán)境進(jìn)行體驗(yàn)和交互操作。①針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來(lái)說(shuō)，建立更加真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境是提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，合理有效地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式帶來(lái)積極的影響。

1　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1.1　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）多感知性：多感知性主要是指除了一般人機(jī)交互所具有的視覺(jué)感知外，還具有聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知，甚至包括味覺(jué)和嗅覺(jué)感知等。理論上講，理想化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知能力。

（2）沉浸感：沉浸感是指用戶在進(jìn)行交互操作時(shí)，存在于虛擬環(huán)境中所能感知到的真實(shí)程度。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，應(yīng)最大程度地模擬真實(shí)環(huán)境，使用戶能夠全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬世界中。

（3）交互性：交互性主要是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得到的反饋程度。②

（4）構(gòu)想性：構(gòu)想性是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅要能使存在于此環(huán)境中的用戶獲取新的知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，而且要能使用戶產(chǎn)生新的構(gòu)思，啟發(fā)其創(chuàng)造性的活動(dòng)。

1.2　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類

（1）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┩耆两捏w驗(yàn)，它需要借助頭盔式顯示器，數(shù)據(jù)手套等外部輔助裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。將使用者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與外界隔離，使其能夠全身心地投入到虛擬環(huán)境中去。這種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)十分復(fù)雜，對(duì)硬件和軟件的要求都很高，因此普及推廣難度較大，現(xiàn)階段僅適用于某些特殊領(lǐng)域。

（2）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)是指多個(gè)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷。多個(gè)用戶可對(duì)同一虛擬世界進(jìn)行觀察和操作，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。

（3）簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)）。簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通常由個(gè)人普通計(jì)算機(jī)便可組成。它利用計(jì)算機(jī)屏幕作為觀察虛擬世界的窗口，用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等普通設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的交互。這種系統(tǒng)在環(huán)境的沉浸感上有所欠缺，但相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，便于應(yīng)用推廣。

2　基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要目的是在實(shí)現(xiàn)信息資源最大限度共享的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)的能力。一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，通常是將電子教材、教案、多媒體課件和授課視頻等教學(xué)資源放置于網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生自主瀏覽。這種方式在一定程度上缺乏傳統(tǒng)教學(xué)的真實(shí)感，也很難實(shí)現(xiàn)和學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互，從而降低教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好能夠彌補(bǔ)這方面的缺陷，通過(guò)對(duì)真實(shí)教學(xué)環(huán)境的模擬，使參與者能夠身臨其境地學(xué)習(xí)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)信息交互，達(dá)到更佳的教學(xué)效果。

從目前校園網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建來(lái)看，大多數(shù)都是基于WEB頁(yè)面的B/S模式，并且從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來(lái)看，不可能給每個(gè)學(xué)生提供高成本的硬件設(shè)備，所以要實(shí)現(xiàn)并普及基于數(shù)字式頭盔和手套的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，顯然是不太現(xiàn)實(shí)的。因此，作為應(yīng)用并推廣普及于校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，目前應(yīng)主要考慮簡(jiǎn)易（桌面）式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)只需要以學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)作為終端設(shè)備，　以計(jì)算機(jī)屏幕作為交互窗口，鼠標(biāo)、鍵盤(pán)作為交互設(shè)備，就能與教學(xué)內(nèi)容和虛擬環(huán)境進(jìn)行靈活自由的交互。

2.1　虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，更加真實(shí)地模擬實(shí)際教學(xué)環(huán)境，這其中主要涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)各種圖形圖像的立體化建模。VRML（Virtual　Reality　Modeling　Language），虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱，它是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語(yǔ)言，是一種面向web，面向?qū)ο蟮娜S造型語(yǔ)言，同時(shí)也是一種解釋性語(yǔ)言。VRML采用文本格式來(lái)描述三維場(chǎng)景，使得整個(gè)虛擬世界的文件量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)。③目前，VRML已經(jīng)發(fā)展成為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)X3D。它在VRML的基礎(chǔ)上做了較多改動(dòng)，是一種支持XML編碼格式的開(kāi)放式3D標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流，具有可擴(kuò)展性、可移植性、頁(yè)面整合性等優(yōu)勢(shì)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的圖像建模，可采用如QTVR（QuickTime　Virtual　Reality）等建模技術(shù)。QuickTime是Apple公司開(kāi)發(fā)的一種圖像和視頻處理技術(shù)。QTVR是QuickTime技術(shù)的拓展，它不需要傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所要求的特殊硬件設(shè)備，在普通的PC機(jī)上就可產(chǎn)生相當(dāng)程度的虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。它不需要進(jìn)行任何幾何造型，只需通過(guò)圖像采集系統(tǒng)采集真實(shí)世界的圖像、QTVR系統(tǒng)軟件處理離散的圖像，即可完成三維空間、三維物體的模擬。用戶操縱普通鼠標(biāo)、鍵盤(pán)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維造型的全方位觀察。

2.2　基于虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將傳統(tǒng)的教學(xué)資源利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加形象化，真實(shí)化地展示給學(xué)習(xí)者，使之能夠在虛擬世界中得到更佳的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立更加豐富完善的教學(xué)資源就是這種新技術(shù)能否取得成效的關(guān)鍵。

（1）虛擬校園建設(shè)。校園是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要場(chǎng)所，傳統(tǒng)教學(xué)的教室是校園的一部分。在校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，沒(méi)有了實(shí)際的校園、教室的概念，對(duì)應(yīng)存在的是虛擬校園和虛擬教室。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將實(shí)際校園中的建筑按一定比例以三維立體的形式表現(xiàn)出來(lái)，構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境。一方面，虛擬校園能夠更加直觀真切地展示校園風(fēng)貌，提升校園形象；另一方面，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加真實(shí)的環(huán)境感受，學(xué)生可以用虛擬的角色在校園中行走，與其他虛擬角色交流，可以選擇自己感興趣的課程進(jìn)入虛擬教室進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（2）虛擬課堂建設(shè)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程一般主要包括電子教材、教案、多媒體課件等資源，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬課堂，是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程基礎(chǔ)上的一次提升。虛擬課堂以更加立體直觀的方式將各種數(shù)字教學(xué)資源呈現(xiàn)給學(xué)生，對(duì)于某一事物的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以從多角度多視野進(jìn)行觀察，獲得更加全面的認(rèn)識(shí)。學(xué)生仍然以虛擬角色作為課堂的主角，能夠與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流互動(dòng)，在不斷激發(fā)創(chuàng)造性思維的過(guò)程中進(jìn)行自主探索性學(xué)習(xí)。

（3）虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際教學(xué)中，某些實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本較高，更新?lián)Q代較快，從而導(dǎo)致許多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊，無(wú)法滿足相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生的需求。某些實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能需要長(zhǎng)時(shí)間觀察，某些可能還具有一定的危險(xiǎn)性，這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)際完成上存在一定的困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室，包括對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象以及實(shí)驗(yàn)信息資源的建模，能夠較好地解決這些問(wèn)題。④虛擬實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的逼真模擬，使實(shí)驗(yàn)者不僅具有真實(shí)的沉浸感，而且能夠通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤(pán)等外部設(shè)備與三維仿真產(chǎn)生的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行交互。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)者將不受時(shí)間空間和環(huán)境的限制，能從多角度反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證而不用擔(dān)心成本問(wèn)題，有利于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（4）虛擬圖書(shū)館建設(shè)。虛擬圖書(shū)館是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書(shū)館中的一種應(yīng)用，它是傳統(tǒng)圖書(shū)館、數(shù)字圖書(shū)館功能的擴(kuò)展和延伸。一方面，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以對(duì)圖書(shū)館實(shí)體進(jìn)行三維全景建模，當(dāng)需要查找某一書(shū)籍時(shí)，讀者可像現(xiàn)實(shí)中一樣在其中漫游行走；可以將某些二維平面的數(shù)字資源三維立體化，給人更加直觀的感覺(jué)；同時(shí)還可以與人工智能等技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出更加完善的人機(jī)交互方式。⑤另一方面，虛擬圖書(shū)館也是一扇基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)之門(mén)，它提供的是一種虛擬的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，通過(guò)校園網(wǎng)出口，用戶可在與之相連接網(wǎng)絡(luò)上的更加寬廣的空間中進(jìn)行搜索，獲得更多更豐富的信息資源。

3　結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供更加真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將其融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟和完善，必將在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中發(fā)揮出越來(lái)越重大的作用。著力建設(shè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的各種網(wǎng)絡(luò)資源是進(jìn)一步深入發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵，在實(shí)際建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有硬件和軟件技術(shù)條件的具體情況，采用相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

L芑鶼钅浚汗疑緇崢蒲Щ稹笆濉憊婊乙話憧翁狻緞畔⒓際醮俳蚪逃夥⒄溝氖抵ぱ芯俊分涌翁狻度沃敖逃盒M緲緯探萄вτ醚芯俊罰翁馀己牛築CA110020　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于校園局域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為一種新的教學(xué)模式在各大高校迅速普及。為了進(jìn)一步提高校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的質(zhì)量，更加真實(shí)地模擬實(shí)際課堂教學(xué)的情景，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛地運(yùn)用于其中，它給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)帶來(lái)了新的發(fā)展模式。

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual　Reality，簡(jiǎn)稱VR）是一項(xiàng)涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感與仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域的綜合集成技術(shù)。它是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬產(chǎn)生基于三維數(shù)字模型的虛擬環(huán)境，形成一個(gè)以視覺(jué)感受為主，輔助聽(tīng)覺(jué)甚至觸覺(jué)等可綜合感知的人工環(huán)境，使用戶作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置設(shè)備，自然地、身臨其境地和虛擬環(huán)境進(jìn)行體驗(yàn)和交互操作。①針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來(lái)說(shuō)，建立更加真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境是提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，合理有效地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式帶來(lái)積極的影響。

1　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1.1　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）多感知性：多感知性主要是指除了一般人機(jī)交互所具有的視覺(jué)感知外，還具有聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知，甚至包括味覺(jué)和嗅覺(jué)感知等。理論上講，理想化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知能力。

（2）沉浸感：沉浸感是指用戶在進(jìn)行交互操作時(shí)，存在于虛擬環(huán)境中所能感知到的真實(shí)程度。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，應(yīng)最大程度地模擬真實(shí)環(huán)境，使用戶能夠全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬世界中。

（3）交互性：交互性主要是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得到的反饋程度。②

（4）構(gòu)想性：構(gòu)想性是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅要能使存在于此環(huán)境中的用戶獲取新的知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，而且要能使用戶產(chǎn)生新的構(gòu)思，啟發(fā)其創(chuàng)造性的活動(dòng)。

1.2　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類

（1）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┩耆两捏w驗(yàn)，它需要借助頭盔式顯示器，數(shù)據(jù)手套等外部輔助裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。將使用者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與外界隔離，使其能夠全身心地投入到虛擬環(huán)境中去。這種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)十分復(fù)雜，對(duì)硬件和軟件的要求都很高，因此普及推廣難度較大，現(xiàn)階段僅適用于某些特殊領(lǐng)域。

（2）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)是指多個(gè)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷。多個(gè)用戶可對(duì)同一虛擬世界進(jìn)行觀察和操作，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。

（3）簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)）。簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通常由個(gè)人普通計(jì)算機(jī)便可組成。它利用計(jì)算機(jī)屏幕作為觀察虛擬世界的窗口，用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等普通設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的交互。這種系統(tǒng)在環(huán)境的沉浸感上有所欠缺，但相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，便于應(yīng)用推廣。

2　基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要目的是在實(shí)現(xiàn)信息資源最大限度共享的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)的能力。一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，通常是將電子教材、教案、多媒體課件和授課視頻等教學(xué)資源放置于網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生自主瀏覽。這種方式在一定程度上缺乏傳統(tǒng)教學(xué)的真實(shí)感，也很難實(shí)現(xiàn)和學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互，從而降低教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好能夠彌補(bǔ)這方面的缺陷，通過(guò)對(duì)真實(shí)教學(xué)環(huán)境的模擬，使參與者能夠身臨其境地學(xué)習(xí)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)信息交互，達(dá)到更佳的教學(xué)效果。

從目前校園網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建來(lái)看，大多數(shù)都是基于WEB頁(yè)面的B/S模式，并且從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來(lái)看，不可能給每個(gè)學(xué)生提供高成本的硬件設(shè)備，所以要實(shí)現(xiàn)并普及基于數(shù)字式頭盔和手套的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，顯然是不太現(xiàn)實(shí)的。因此，作為應(yīng)用并推廣普及于校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，目前應(yīng)主要考慮簡(jiǎn)易（桌面）式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)只需要以學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)作為終端設(shè)備，　以計(jì)算機(jī)屏幕作為交互窗口，鼠標(biāo)、鍵盤(pán)作為交互設(shè)備，就能與教學(xué)內(nèi)容和虛擬環(huán)境進(jìn)行靈活自由的交互。

2.1　虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，更加真實(shí)地模擬實(shí)際教學(xué)環(huán)境，這其中主要涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)各種圖形圖像的立體化建模。VRML（Virtual　Reality　Modeling　Language），虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱，它是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語(yǔ)言，是一種面向web，面向?qū)ο蟮娜S造型語(yǔ)言，同時(shí)也是一種解釋性語(yǔ)言。VRML采用文本格式來(lái)描述三維場(chǎng)景，使得整個(gè)虛擬世界的文件量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)。③目前，VRML已經(jīng)發(fā)展成為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)X3D。它在VRML的基礎(chǔ)上做了較多改動(dòng)，是一種支持XML編碼格式的開(kāi)放式3D標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流，具有可擴(kuò)展性、可移植性、頁(yè)面整合性等優(yōu)勢(shì)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的圖像建模，可采用如QTVR（QuickTime　Virtual　Reality）等建模技術(shù)。QuickTime是Apple公司開(kāi)發(fā)的一種圖像和視頻處理技術(shù)。QTVR是QuickTime技術(shù)的拓展，它不需要傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所要求的特殊硬件設(shè)備，在普通的PC機(jī)上就可產(chǎn)生相當(dāng)程度的虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。它不需要進(jìn)行任何幾何造型，只需通過(guò)圖像采集系統(tǒng)采集真實(shí)世界的圖像、QTVR系統(tǒng)軟件處理離散的圖像，即可完成三維空間、三維物體的模擬。用戶操縱普通鼠標(biāo)、鍵盤(pán)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維造型的全方位觀察。

2.2　基于虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將傳統(tǒng)的教學(xué)資源利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加形象化，真實(shí)化地展示給學(xué)習(xí)者，使之能夠在虛擬世界中得到更佳的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立更加豐富完善的教學(xué)資源就是這種新技術(shù)能否取得成效的關(guān)鍵。

（1）虛擬校園建設(shè)。校園是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要場(chǎng)所，傳統(tǒng)教學(xué)的教室是校園的一部分。在校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，沒(méi)有了實(shí)際的校園、教室的概念，對(duì)應(yīng)存在的是虛擬校園和虛擬教室。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將實(shí)際校園中的建筑按一定比例以三維立體的形式表現(xiàn)出來(lái)，構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境。一方面，虛擬校園能夠更加直觀真切地展示校園風(fēng)貌，提升校園形象；另一方面，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加真實(shí)的環(huán)境感受，學(xué)生可以用虛擬的角色在校園中行走，與其他虛擬角色交流，可以選擇自己感興趣的課程進(jìn)入虛擬教室進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（2）虛擬課堂建設(shè)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程一般主要包括電子教材、教案、多媒體課件等資源，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬課堂，是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程基礎(chǔ)上的一次提升。虛擬課堂以更加立體直觀的方式將各種數(shù)字教學(xué)資源呈現(xiàn)給學(xué)生，對(duì)于某一事物的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以從多角度多視野進(jìn)行觀察，獲得更加全面的認(rèn)識(shí)。學(xué)生仍然以虛擬角色作為課堂的主角，能夠與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流互動(dòng)，在不斷激發(fā)創(chuàng)造性思維的過(guò)程中進(jìn)行自主探索性學(xué)習(xí)。

（3）虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際教學(xué)中，某些實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本較高，更新?lián)Q代較快，從而導(dǎo)致許多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊，無(wú)法滿足相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生的需求。某些實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能需要長(zhǎng)時(shí)間觀察，某些可能還具有一定的危險(xiǎn)性，這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)際完成上存在一定的困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室，包括對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象以及實(shí)驗(yàn)信息資源的建模，能夠較好地解決這些問(wèn)題。④虛擬實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的逼真模擬，使實(shí)驗(yàn)者不僅具有真實(shí)的沉浸感，而且能夠通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤(pán)等外部設(shè)備與三維仿真產(chǎn)生的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行交互。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)者將不受時(shí)間空間和環(huán)境的限制，能從多角度反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證而不用擔(dān)心成本問(wèn)題，有利于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（4）虛擬圖書(shū)館建設(shè)。虛擬圖書(shū)館是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書(shū)館中的一種應(yīng)用，它是傳統(tǒng)圖書(shū)館、數(shù)字圖書(shū)館功能的擴(kuò)展和延伸。一方面，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以對(duì)圖書(shū)館實(shí)體進(jìn)行三維全景建模，當(dāng)需要查找某一書(shū)籍時(shí)，讀者可像現(xiàn)實(shí)中一樣在其中漫游行走；可以將某些二維平面的數(shù)字資源三維立體化，給人更加直觀的感覺(jué)；同時(shí)還可以與人工智能等技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出更加完善的人機(jī)交互方式。⑤另一方面，虛擬圖書(shū)館也是一扇基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)之門(mén)，它提供的是一種虛擬的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，通過(guò)校園網(wǎng)出口，用戶可在與之相連接網(wǎng)絡(luò)上的更加寬廣的空間中進(jìn)行搜索，獲得更多更豐富的信息資源。