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时间:2024-03-27 16:06:14
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇人工智能在小学教学的应用范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:人工智能;图形编程;创新实践
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.
[2]徐欣彦.引入体验活动创新小学人工智能教学模式[J].中小学信息技术教育,2019(9):62-64.
2019年7月1日至7月5日,东西部协作2019年大通县信息技术骨干教师能力提升培训在南京市雨花台区教师发展中心进行。信息技术素养观转变。从技术应用能力转向信息素养能力,我们不仅要利用技术,更要利用信息素养和信息技术合作。
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。
随着虚拟现实和增强现实软硬件设备的性能提升和价格降低,会有更多的教育投资公司开发出更加丰富多彩的教学资源,让虚拟现实和增强现实技术快速走进中小学课堂,在教学中大面积应用普及。依托其具有的沉浸性、交互性、构想性、虚实结合、实时交互和三维配准等超级体验感的优势,教师的教学方式和学生的学习方式都将会发生改变。虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用普及将会颠覆传统的教育方法和教学形式,具有巨大的应用潜力与应用前景。
程序设计是信息技术学科教学的内容之一,目前阶段小学生所学的编程语言,因命令冗长、结构复杂、逻辑思维抽象等特点并不适合小学生学习,而Scratch的出现正好弥补了这一点。
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。
随着凌秋虹名师工作室团队研究的深入,Scratch将不断拓展到智能控制领域,如智能办公、智能校园、智能家居、智能安防、物联网络等方面,信息技术教学将不断延伸至课堂外,解决生活中的实际问题。
关键词:信息化时代;农村小学;教育教学研究
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
在具备了一定的硬件购置和软件支持的基础上,为了提高信息网络设备及资源的利用效率,我们就需要对学校的管理层和教师进行针对性的培训。这是因为与传统的学校教育环境相比,信息化时代的学校应该逐步地过渡并实现从环境、资源到应用各个层面的数字化。其构建的是一个数字空间,很大程度上拓展了学校管理和教学的时空。其无论对学校的管理层还是教学的践行者教师而言,都是一种极大的挑战和考验。为了提高管理水平和教学效率,我们应该注重信息培训工作,逐步提升管理者和教师的信息素养。近些年的国培计划就特别注重信息网络技术方面的内容。除此之外,教育部门以及学校都可以借助网络等途径来完成培训任务,让农村小学教师能从教育理念、教学方式等方面都有所调整和改善,以尽快适应信息化时代教育教学的需要。
从信息技术发展的角度来看,如果我们把20世纪80年代称为个人计算机时代,把90年代称为互联网飞速发展时代,那么本世纪的第1个10年,会是个人机器人(PerSOnalR0bot)时代。个人机器人的核心——智能技术是信息技术的前沿领域,个人机器人产业刚刚开始形成,随着技术的发展,个人机器人将会成为人们学习、生活、娱乐的好伙伴!
据了解,一些发达国家已经看到智能机器人教育对未来高科技社会的作用和影响,他们在中小学的信息技术教育中不同程度地对学生进行智能机器人知识教育。在他们的课程中有让学生认识机器人的教学内容,目标是让学生认识各种由计算机控制的机器人的作用。例如,介绍机器人的由来,要求学生搜集各种机器人的图片、小说或录像等资料;让学生分组讨论有关机器人的功用和局限性,以及可能对人类产生的影响等问题。这些内容主要穿插在科学概论、社会研究和计算机概论等课程教学中。
美国教育界普遍确信以计算机技术为代表的信息技术将在人们的未来生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果现在的在校学生具有了这方面的素质,他们将来可以更容易地适应各种技术革新,也更容易在未来的信息时代获得成功。
我国智能机器人的基础教育方兴未艾,信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机,将我国的信息技术教育推进到一个新的水平上。当今的教育是为以后的经济和社会发展打基础的。有超前意识的教育工作者,应该关注经济的发展趋势,思考未来社会对人才培养的需求,并为培养高素质的人才打好基础。
智能机器人教育在基础教育领域中的作用主要体现在以下3个方面。
(1)使学生了解智能机器人的发展和应用状况,了解它的概念和工作方式,破除对机器人的神秘感,为进一步学习机器人的有关知识打下基础。
(2)使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法,了解智能机器人各种传感器和驱动装置的作用,了解机器人是怎样在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序,通过为机器人编写程序学习科学而高效的思维方式,提高逻辑思维能力、规划能力,提高分析问题和解决问题的能力。
(3)通过完成任务和模拟项目使学生在为机器人扩充接口的过程中学习有关数字电路方面的知识,在组装机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。
智能机器人教育在中小学校会以下面的方式体现出来。
(1)以校外科技活动为动力,在校内以科技活动小组的方式出现。
(2)以校内科技活动的方式出现,大大提高活动的科技知识含量。
(3)以信息技术课内容之一的方式出现在中小学信息技术课上,并可为信息技术课这个内容更新速度很快的学科带来新的活力。
机器人竞赛作为一个交流平台,已成为备受关注的焦点,对新进入这个领域的教师该如何应对,在了解机器人竞赛是什么、为什么之后,我们将共同学习怎么做。我将从以下6个方面和大家讨论。
1.机器人竞赛内容丰富、形式多样
(1)机器人赛事不断增加
20世纪末,中国科协在一些省市青少年科技中心的积极建议下,将机器人竞赛引进我国并取得成功。第1届中国青少年机器人竞赛于2001年在广州市南沙科技馆举办。当时仅有10多个省市的200多名学生参加,发展到今天,数十万中小学机器人爱好者参与其中,深受青少年和家长的欢迎,在全国各地产生了广泛的社会影响。
目前,机器人赛事主要有:中国青少年机器人竞赛(中国科协)、全国中小学电脑机器人竞赛(电教馆)、中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛(RoBoCup组委会)、香港“创协杯”创意科技机械人竞赛、机器人奥林匹克(北京师范大学、中国青少年科普教育俱乐部)、CCTV机器人电视大赛(中央电视台)、中国机器人足球竞赛(中国人工智能学会)等。
(2)机器人竞赛项目逐年丰富
目前,机器人竞赛项目主要有:机器人足球、机器人篮球、VEX机器人、FLL机器人、机器人综合技能、机器人创意、机器人灭火、机器人舞蹈、机器人超级轨迹赛、虚拟机器人大赛、双足机器人舞蹈赛、双足机器人3米障碍跑、遥控擂台机器人赛、机器人现场制作竞技赛、机器人论文赛(参加科研课题)等10余项。竞赛选拔出的优胜学生将参与国际青少年机器人竞赛(WorldRobot Olympiad)、FLL机器人世锦赛(FIRST LEGOLeague)、FVC机器人工程挑战赛(FIRST VEXChaHenge)等国际赛事。
机器人竞赛竞争虽然激烈,但是并不像高考过独木桥,你可以选择合适的赛事、喜欢的项目把自己对机器人的创意和激情发挥得淋漓尽致。
2.竞赛难度不断加大
丰富的竞赛项目和大量的机器人爱好者涌现,直接导致了青少年机器人竞赛水平的快速大幅提高。但凡参加过两次以上的学生和教师都会明显感到,大赛的组织者在不断求新求变,以满足高水平竞技的需要,这是社会整体发展的趋势。对于新参赛的队伍,大家首先要作好的思想准备就是“我们是来学习的”,唯有这样才能在较短的时间内快速成长。但同时我们也要尽量选择合适自己的项目,不要“什么难,选什么”,这样的结果只能是打击自己和耽误学生。
难度变化的趋势是在竞赛中增加各种可变因素。以山西省超级轨迹赛来说,前几届没有现场组装搭建,而且竞赛的线路很简单,没有过多的交叉和虚实线。从2012年开始大家可以明显感到,场地的复杂程度增加很大,而且规定时间、地点搭建。今年还很有可能在中学组增加桥梁、隧道等障碍。
另一个趋势是限制器材。比如足球赛限制电压、传感器数量和软件集成等,从比速度、比力量转向比技术、比稳定。
3.竞赛项目界线分明,特点突出
不同的竞赛项目,有相对固定的规则,项目的观赏性、竞技内容大不相同。过去的基本技能比赛被看作是超级轨迹的升级版,没有太多的指定动作。现在的综合技能比赛在路线上有转弯标记,有沼泽、隧道、桥梁,而且还有装载货物、卸货、投掷、传递火炬等复杂的动作,需要更多的驱动部件和传感器。
不同的竞赛项目针对不同的青少年人群,喜欢对抗的可以选足球和VEX等近身对抗项目;不喜欢激烈对抗的,可以选择独立作业的FLL、综合技能等竞赛。
4.竞赛考查的内容越来越全面
竞赛考查的内容从原来单一的看竞赛结果,到现在看技术的掌握和理解,从会不会到快不快,从懂不懂到新不新,从个体技术到集体合作,从场上竞赛扩展到赛前赛后问答。
5.竞赛平台强调交流
在竞赛前、中、后期,教师、学生都可以获得大量的信息,通过交流做到人无我有、人有我优,比赛更加公正、公平、公开,赛场上是对手,赛场下是朋友。
6.不足和思考
厂家在一段时间内过多地参与。其实这个问题很容易理解,大家都想在短时间内取得好的竞赛成绩。可以肯定这只是一段时间的现象,等大家都懂了、会了,对机器人的操控就更加如鱼得水了。
[关键词]外语课程整合;工具论;生存论:生态论:媒介论:外语教育技术
[中图分类号]G420 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097(2010)12-0072-06
随着国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)的颁布实施,利用信息技术促进教学改革的要求进一步明确。新一轮改革推动了我国外语教学各阶段课程标准的确立,在此形势下,我国外语课程改革就显得更为迫切。
一 当前课程改革及外语课程标准的确立
课程在学校教育中处于核心地位,它集中体现了学校教育目标和教育内容,因此,课程改革一直都是教育改革的突破口和焦点。当前,课程已成为一个使用广泛而又具有多重涵义的术语,人们立足不同的立场从不同的角度在不同的层面对课程本质进行了探讨。随着文化哲学作为一种方法论基础近年来在社会科学研究中蔚然成风,人们对课程可看作是一种进入教育领域的文化这种观点已达成共识。由此,如果借用梁漱溟先生的“文化不过是人的一种生活样式”这一概念来进一步诠释课程的内涵,则可以说。课程是进入教育领域的人的生命存在及其自我活动的方式。这里的人,则无外乎教育过程中的“教师”和“学生”。那么,在被称作信息社会的21世纪,当师生的现实生活和可能生活已为信息技术所主载,基于信息技术的多媒体电脑和互联网已成为人们难以舍弃的交往平台及不可或缺的生存方式,则课程包括外语课程的改革,将信息技术整合其中也是必然所至的选择。因此,教育部在2000年主持召开的“全国中小学信息技术教育工作会议”提出:开设信息技术必修课程,加快信息技术教育与其他课程的整合。从此,“信息技术与课程整合”正式进入人们的视野,在教育部2010年的纲要中,又要求“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视。把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络”(注释同前)。在信息技术与外语课程的整合中,课程作为一种教育中介,不仅要关注外语教学内容的适恰性,也要关涉到教学过程中的人的因素,从工具论的角度看,具体对教师而言,要将信息技术作为一种重要的教学工具的价值体现出来;对学生而言,信息技术已然成为关键的认知工具这一地位也应凸显。从生存论的意义上说,信息技术素养将是教师在21世纪的信息时代何以为师的重要保障;信息技术素养对学生而言,则是其能在信息社会实现适者生存的必备条件。
1 外语课程标准解析
关于外语教学,普遍认为这是一门具有多种性质的综合性学科,既不能把它简单地归结为知识性或单纯的思想性教学,也不能把它作为纯粹的工具性学科或社会学科,而应是“以学科初步运用语言的交际工具性为主,兼有传授语言知识、文化生活背景知识以开阔眼界的知识性,反映思想道德素质和情感因素的思想性以及提高文化素质和培养智力的发展性的综合体(章兼中,1997)”。后现代课程观学者多尔(2000)认为,“教学内容应是一个动态多变,不确定的开放系统”。此次英语课程改革的重点就是要改变英语课程过分重视语法和词汇知识的讲解与传授、忽视对学生实际语言运用能力的培养的倾向,强调课程从学生的学习兴趣、生活经验和认知水平出发,介导体验、实践、参与、合作与交流的学习方式和任务型的教学途径,发展学生的综合语言运用能力,使语言学习的过程成为学生形成积极的情感态度、主动思维和大胆实践、提高跨文化意识和形成自主学习能力的过程。无疑,这一改革重点充分体现了动态多变、开放多元的课程理念,而应该说,只有将信息技术整合到课程中宋,才能保证教学内容的这种动态多变及不确定的开放性特征。
以《全日制义务教育英语课程标准》为例,其总特征即为:1 突出以人为本的教育思想:当今世界外语教育在课程总体目标上,已从单一的学科教育为目标转变为以全人教育为目标,从阶段性教育、升学教育转变为终身教育。2突出对学生综合运用语言能力的培养:《英语课程标准》在总体构建上突出对学生综合运用语言能力的培养,重视语言教育在智力发展和情感结构发展过程中所起的重要作用。3 《英语课程标准》特别体现出语言的实践性特征,语言呈现形式不以语言知识体系的描述为主线,而是以学生语言能力的发展和运用为主线。强调学生的体验性和实践性,强调任务型(task-based)、语言的输入量(language in-put)和真实语言(authentic language)实践的机会;强调课堂综合环境(language settings),教师要尽量使用目标语言(target language)教学,用好多媒体教学手段;强调开展多种课外活动,发展学生的语言学习兴趣;强调充分利用现代教育技术和广泛的教育资源,拓展学习渠道(中华人民共和国教育部,2007)。从中不难看出,信息技术在突出语言的实践性特征中意义非浅,基于信息技术的多媒体及网络不仅为语言的输入量及真实语言实践提供了优越便捷的条件。同时通过语言的学习体现出语言教育在智力发展和情感结构发展过程中的价值,从而凸显出信息技术作为教师的教学工具和学生的认知工具的工具论意义,以及在生存论的视角对教师的职业生涯和学生的生活方式存在的影响。
二 信息技术的特点
信息技术之所以在外语课程改革中得到特别的关注,是由信息技术的特点所决定的,并且随着信息技术的不断发展。其对外语教学所产生的影响也愈为深远。
究竟什么是信息技术?信息技术(Information Technology)起源于与狭义的信息观念相关联的一些技术。所谓狭义的信息观念,是指信息表达形式的产生、处理与分发,其中有通信和计算机工程、数据处理与办公室机械工业等。信息技术定义很多,如“信息技术是指信息的收集、存储、处理、传播和应用(Zorkoczy,1985)”,“信息技术是指在信息的控制和处理中所采用的各类科学、技术和工程、管理技术及其应用,计算机及其人一机之间的相互作用,以及相关联的社会、经济和文化事业(Chartrand,&Morentz,1972)”。
信息技术的特点主要表现在以下四个方面:
1 数字化。现代信息技术是数字化信息技术,现代信息革命是数字化革命,所谓信息时代就是数字化时代(李伯聪,2000),数字化的最基本特征是基于高速运算的信息转换和传输。通用的数字化符号和数字化技术是全世界计算机得以进行“对话”、“交流”和“联网”的最重要的基础。“数字化的好
处很多,最明显的就是数据压缩(Data Compression)和纠正错误(Error Correction)的功能,如果是在非常昂贵和杂音充斥的信道上传递信息,这两个功能就显得更加重要了”(Negroponte,1995)。数字化的优越性主要有:普遍性和通用性、信息传输的高速度和存储的大容量、可靠性和精确性,
2 多媒体。媒体是人们相互沟通信息的媒介物,它包括文字、数据、图象、声音和活动图像等等。信息的采集、存储、加工、传输都是通过高速运算后进行信号转换和传输,变成不同的媒体来进行,极大地提高信息形式的多样化。信息的载体形式则表现为文本、静态图象、音频、动画、视频等形态。
3 网络化。所谓网络,是指地理上分散布置的多立计算机通过通信线路互联构成的系统。网络的发展呈现的趋势表现在:网络数量不断增加,网络市场不断扩大;网络传输速度越来越快;无线数字网的兴起。网络互联的优势,使得围绕网络发展的信息技术成为当前信息技术发展的一个突出特性。网络化的优势在于实现资源的高度共享、克服时空的限制,有利于实现网络环境下的交流与合作。
4 智能化。人工智能是用人工的方法模拟人的智能。人工智能必需包括推理、学习和联想三大智能要素。人工智能以信息技术为主体,以新材料技术为基础,以生物工程技术为指导,可以实现信息处理与管理的自动化与智能化,从而为人们提供各种复杂多样的信息服务,这种需求也进一步促进了信息技术向智能化方向发展的趋势。
三 信息技术与外语课程整合的研究概述
信息技术与课程整合是随着信息技术的发展和我国基础教育新课程改革的推进而出现的一种全新的教学理念,它有利于增强学生的批判性思维、合作技能和问题解决能力,使信息技术成为学习过程的有机组成部分,从而便于学生掌握信息的收集、检索、分析、评价、转发和利用的技能(何克抗,2002),它可以丰富学科知识、激发探索热情,创设教学情境、营造良好氛围,优化学生认知、掌握思维规律,优化课堂教学结构、启发学生主动参与(黄宇星,2003)。
信息技术与课程整合在发达国家大体经历了三个发展阶段,即计算机辅助教学发展阶段(CAI)、计算机辅助学习阶段(CAL)和信息技术与课程整合阶段(IITC)(何克抗,2005)。我国从20世纪80年代初开始,经历了以程序设计为主的初级阶段、以办公系列应用软件操作学习为主的“工具论”阶段和信息技术同课程整合阶段。信息技术与外语课程整合则经历了行为主义阶段、交际教学阶段和整合教学阶段(董洪学、姜非,2007)。它的意义表现在激发学生学习英语的兴趣、激发学生自主学习能力、突破时空界限以创设真实情境(孙芸。2004)。
关于信息技术与课程整合的含义,教育技术学领域的专家学者们进行了深入探讨。南国农(2002)认为它是指将信息技术以工具的形式与课程融为一体,将信息技术融入课程教学体系各要素中,使之成为教师的教学工具、学生的认知工具、重要的教材形态和主要的教学媒体。何克抗(2005)指出它是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境,实现一种既能发挥教师主导作用,又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式,从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性的变革,使学生的创新精神与实践能力的培养真正落在实处。
外语教育工作者对于信息技术与外语课程整合的含义进行了探讨,如陈坚林(2006)认为,信息技术与外语课程的整合是基于网络生态的整合,计算机不再仅仅是辅助工具,整合后的计算机系统成为整个课程系统的一个有机组成部分,从根本上改变了课程的本质;何培芬(2007)认为可以将其定义为在建构主义理论指导下,通过将信息技术有效地融合于外语教学过程,以营造一种新型的教学环境,实现一种既能发挥教师主导作用,又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教学方式,从而把学生的主动性、积极性和创造性充分发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本的变革,使学生的创新精神与实践能力的培养真正落实到实处,提高学生综合运用外语的能力。李威(2007)将其定义为在英语教学中,教师和学生有效地应用信息技术营造一种数字化学习环境的新型教学方式,并在该环境中实现教学内容呈现方式、学生学习方式、教师教学方式的变革,从而突出学生主体地位,发挥教师主导作用,培养学生综合语言运用能力和信息素养。
四 信息技术在与外语课程整合中的角色分析
基于信息技术在外语教学中所产生的影响,同时为了考察信息技术与外语课程相整合的现状,我们首先可以从工具论的视角对信息技术以何种角色整合于外语课程进行探讨。然后再立足信息时代的大背景,针对身处其中的人的存在方式及其能力素养所遭遇的全新挑战,尝试从生存论的意义对当前信息技术如何整合于外语课程作些思考。
1 工具论的视角
随着教育信息化建设进程的加快,信息技术在教育中得到了广泛应用。但是我们经常看到的现象是,信息技术在教学中仅被用来作为解决教学中“重点、难点”的辅助手段,而成为支持“教师中心”、“课堂中心”、“教材中心”的播放工具,对学生知识学习造成的结果必然是,除教师的口头灌输外,又增加了现代化信息技术手段的灌输方式。在这样的环境下,学生对知识的态度只能接受、接受、再接受。在知识经济即将到来的今天,全面推行素质教育,培养学生具有创新精神和能力己成为当前教育改革的首要任务。因此,信息技术在外语教学中的应用必须打破上述“三个中心”,而转变为以学生为中心。在该过程中,信息技术应扮演教学工具(Teaching Tools)和认知工具(CognitiveTools)的角色,在实现知识传输的前提下,培养学生的探究和创新能力。
教学工具即是辅助教师教学的工具。在外语教学过程,教师对知识的灵活讲授依然是非常重要的,并且占据了重要的地位。信息技术辅助教师教学,主要通过三种途径实现,即:
(1)信息技术作为演示工具
在外语教学中,信息技术作为演示工具目前已经发挥了重要的作用, 目前中小学和高等学校的老师在上课过程中,利用PowerPoint等演示制作工具将教学内容做成投影片,并依此辅助教师授课。演示工具的好处是教师将授课内容在课前进行详细设计,实现对各种教学资源的整合,可以对教学内容进行深入浅出的讲解,以加深学生对教学内容的理解。
演示工具对于讲解基本的知识点内容,如句型、语法、写作等很有帮助。对于交际型内容,可以向学生呈现一定的典型情境交流案例,以帮助学生理解在特定情境下进行语言交流的特点。因此。作为演示工具的信息技术需要教师根据教学目标和内容进行设计,并根据具体的教学情况进行修改,
以实现最好的教学效果。
(2)信息技术作为交流工具
交流工具在外语教学中应用的范围非常广,作用也非常明显,主要表现在利用网络技术的支撑,如网络论坛、聊天工具等,实现学生与学生、学生与教师之间的交流与沟通。网络技术的最大特点在于可以实现信息资源的高度共享。教学单位根据需要建立教育资料库,借助校园网为课堂教学提供丰富的教育资源。同时,也可以为学生的在网络环境下实现自主学习提供科学现象和研究资料,有利于扩大学生的知识面,利用网络的远程通讯功能,学生可以同远在欧美等地的外语教师进行语言会话交流,从而锻炼口语会话能力。通常情况下,虚拟学习环境(VLEs)为外语学习者提供了良好的语言交流平台,如WebCT、BlackBoard和Learning Space等。虚拟学习环境为学习者提供了一种交流环境,如学习者可以将学习情况、知识点的理解情况、所遇到的问题等到平台上去,辅导老师将针对学习者所遇到的问题进行及时辅导。在虚拟学习环境中,可以为学习者设置多种有针对性的讨论区,如答疑区、专题学习区、小组工作区、休闲区等,从而为学习者提供灵活、多样的学习方式。学习者在这样的环境中,既可以提高口语会话能力,也可以锻炼写作表达能力。
(3)信息技术作为个别辅导工具
随着计算机硬件与软件技术的发展,大量个别化辅导性工具软件在外语教学中得到了应用,它们能够为学生的个别化学习提供辅导和帮助,如当学习者遇到较为困难的单词发音时,利用辅导性软件可以进行反复练习直至掌握发音技巧。学习者的个别性差异,如学习进度、风格、类型等,亦可以从个别辅导软件中得到适应性帮助与支持。由于个别化辅导工具具有的灵活性和适应性特点,在外语教学中能够发挥着重要作用。因此,设计与开发个别辅导工具有利于培养学生的自主学习能力,激发学生学习积极性和主动性。
认知工具通常是指参与和促进学习者认知过程的计算机工具(Kommers,Jonassen,&Maces,1992),它是一种支持、引导、扩充学习者思维过程的心智或计算方式(Derry,1990),也是一种推进个体认知过程的归纳工具(Jonassen,1992),学生利用信息技术手段进行学习而非简单地从中获取知识(Jonasson,Peck&Wilson,1999)。对学习者而言,认知工具使得处理信息的过程更加简单,但是其主要目标是使得学习者的主观努力更加有效(Jonassen,1996)。Derry和Laioie针对信息技术的核心――计算机系统提出了一个很有趣的观点(Derry &Laioie,1993),即计算机系统最恰当的角色不应该是教师或专家,而是人类大脑延伸的认知工具。因此,认知工具是由学习者控制的,而非教师控制或技术驱动。认知工具是知识简化和建构的工具,可以被应用于各种领域的各种学科。
如何将信息技术作为学生的认知工具,美国学者乔纳森(Jonassen,1995)提出:将信息技术作为认知工具相对于传统意义上技术的应用来说,产生了重大的改变,作为认知工具来讲,知识不会在传播的过程中发生改变,为了将知识高效率地传递给学习者,它们将被进行精心设计。信息技术不应被教师用来对知识传授和交互的方式进行硬性规定,从而拟制了学习者的学习过程,而应该交给学习者,将其作为学习的媒体来展示与呈现他们所获取的知识,
承担了学生的认知工具这一角色的信息技术在外语教学实践中的运用主要包括如下几种形式:
(1)情境创设工具
一定的社会行为总是伴随行为发生所依赖的情境。如果要求学习者理解这种社会行为,最好的方法是创设同样的情境,让学生具有真实的情境体验,在特定的情境中理解事物本身。在外语教学中,根据教学的需要创设一定的情境,可以加强学习者对学习内容的理解。创设教学情境最好的方法是利用多媒体技术来表现,可以利用多媒体集成工具,高效地将需要呈现的多媒体教学信息集成在一起,形成图、文、声并茂的多媒体展示软件。利用多媒体集成工具创设的社会、心理、教育、文化或自然情境,有利于激发、培养学生的观察和思考能力。
(2)探究工具
利用超文本(Hypertoxt)和交互界面技术,建立具有友好交互环境和符合学生联想规律的超文本信息组织结构的教学资源,有利于科学地组织教学信息、培养学生的参与意识和探究精神,利用超文本技术可以非常容易地实现不同知识点(节点)之间的链接,由于节点之间具有一定语义关系,有利于学生进行知识的自我意义建构。借助超文本结构将不同的知识内容组织在一起,条理非常清晰、结构非常严谨。
(3)搜索工具。信息化社会中,学习者能否占有信息、如何占有信息和占有信息的及时程度是学习者能否成功的关键。及时发现所需信息是学习者获取及加工信息的基础与前提。在网络环境下,将信息技术作为搜索工具,是学习者发现与查询所需信息的一种良好途径。
(4)构建工具,建构主义认为学习者对知识的掌握不是由老师传授或灌输的,而是在同化、顺应、平衡的过程中,通过学习伙伴间的交流、对话、协商、讨论,运用意义建构的方式获得。信息技术环境下,有助于学习者知识意义建构的工具平台非常多,如可以利用汉字输入和编辑排版工具,培养学生的信息组织、意义建构能力;利用各种学习工具,如“画图”、“音频编辑”工具,培养学生数字化创作能力等等。学生完成自己的制作以后,可以在同学间开展交流,培养他们对信息的应用能力,提高学生在信息技术环境下的思考、表达和信息交流能力。
2 生存论的视角
信息技术在外语课程整合中应完成从工具角色――包括教师的教学工具和学生的认知工具――的转换,成为外语课程架构的重要支柱。如此一来,信息技术在课程整合中的角色将超越以往被纯粹置于工具角色的层面,由此可以从生存论视角来审视外语教学过程中的教师和学生的存在方式。
当代生存论哲学认为,人类物质生产活动的方式、生存的类型、生存时空的展开、生存的自由与解放、生存方式的转换与更新,构成人类生存的历史,构成现实与未来承接与发展的根本链条:不同历史阶段的实践决定着不同的生存样式、内容、结构,同时也决定着人们生存的价值定位与价值取向(陈遵沂,2006)。从生存论的视角来看,信息技术与外语课程相整合并通过外语教学实践体现出来的,不仅是教师何以为师及如何去教的生涯状态,同时也是学生何以为生及怎样去学的存在方式。
对教师而言,信息技术素养可谓信息社会的教师必备的职业能力及其专业发展的重要保障。传统上,对教师职业的基本要求主要集中在专业知识及专业能力两个方面,教师的专业发展则是教师在职业过程中不断接受新知识,增长专业能力的过程。教师专业化已成为世界教师教育发展的潮流,如美国“卡内基基金会教育与经济论坛”及“教育基金会霍尔姆斯集团教师工作组”对师范教育改革明确提出“教师工
作是一种专业,而不是单纯的一门技术:师范教育不是简单的一次性受时间约束的活动,而是一个终身教育事业不断发展的持续过程(刘微,2002)”
信息技术的运用能力不仅是教师职业能力的重要组成,综合的信息技术素养更是教师在专业发展中的必要保障。联合国教科文组织于2008年新进颁布的《教师信息与计算机技术能力标准执行指导意见》(ICT-CST)的前言中指出:“要想在一个日益复杂、信息庞杂的知识型社会中顺利地生活、学习、工作,学生和教师都必须学会有效地利用技术……在教育过程中通过不断有效地利用技术,学生就有机会掌握重要的技术能力,而帮助学生做到这点的关键人物是教室中的教师。教师要负责在教室创设环境,以为学生提供顺利运用技术进行学习及交流活动的学习机会”(UNESCO,2008)。
从生存论的视角来看,信息技术整合于外语课程之中关涉到学生何以为生及怎么去学,其意义重大。这是因为在21世纪的信息时代,学生要想成为一个具有时代意义的好学生,在学习方式上应该更胜一筹,得到更个性的发展,能够更适意地生存,创新能力的培养愈为迫切。而信息技术自身的特点即有利于培养学生创新能力,这主要体现在这样几个方面:
(1)信息技术有助于培养学生对事物的敏锐观察能力。培养学生创新能力的基本要求是个体对问题的思考、对事物的观察必须具有迅速、敏捷、果断的品质。主要表现在要善于捕捉时机,善于审时度势:按照信息论的观点,审时度势就是通过信息反馈来调节思维主体在认识上的偏差,以实现对客体的正确认识。正是通过信息反馈,个体才能做到审时度势,在复杂环境中顺利地完成创造和发明。
(2)信息技术有助于培养学生对问题的积极求异思想,求异就是提出问题,只有求异,才能克服原有定势的束缚,突破已有认识的局限,由已知进入未知,或把已知变为具有未知因素的待探索的事物。利用信息技术手段,采用基于问题的学习(Problem-Based Learning,PBL)、基于项目的学习(Project-Based Learning)等方式,能培养学生的问题解决能力,在问题解决过程中,鼓励学生求异思维。
(3)信息技术有助于培养学生形成个性化的知识结构能力,知识结构(Knowledge Structure)是指知识领域内事实、概念、观念、公理、定理、定律等的组合方式,可分为学科知识结构、个体知识结构、群体知识结构。优化学生创新的个性化知识结构,需要学科、个体、群体充分发挥知识的功能,保证学生有效获取新知识(顾明远,1990),信息技术为学生提供了良好的知识探究、获取环境,学生可以根据自己的需要,从信息化环境中获取个性化的知识,对形成学生创新的个性化知识结构极为有利。
(4)信息技术有助于增强学生良好的信息素养。在信息技术环境下,学生将面对丰富的知识,他们需要熟悉信息技术、熟练计算机操作、具有较高的控制力和自我约束力等,对信息进行有效辨别、过滤、获取、加工、处理、吸收。知识经济时代,信息技术成为社会的主要特征,学生只有具备较高的信息素养,才能适应信息社会的需要,从而实现生存论层面的有意义的生存。
3 媒介论视角
现代信息技术,无论是有线网络,还是无线移动,各种基于计算机的电子设备,都可以被应用于外语教学与学习。事实上,当代学生的学习内容已经远远不是媒体所承载的语言内容本身――其他各种学科亦是如此――而是一同涵盖了为学习这些内容而必备的前期基本技术操作技能,尤以计算机基本应用能力为特殊代表。所以,麦克卢汉早就断言“媒介及信息(The Medium is the Massage)(麦克卢汉,2000)”。语言本身就是表达思想的工具和媒介,同样,承载语言的书籍、屏幕、声音、图像等也天然地包含了语言的信息。和语言一样,每一种媒介都为思考、表达思想和抒感的方式提供了新的定位,从而创造出独特的话语符号。这就是麦克卢汉所说的“媒介即信息”。
信息技术在外语教学过程中无疑充当了语言知识的衍生品或者叫有机成分。是学生学习字母、单词和会话、听力时不得不掌握的知识的一部分。
五 外语教育技术的学科性探讨
由于信息技术所扮演的重要角色,它在与外语课程整合中的作用越来越重要。
信息技术与外语课程的整合的本质也就是外语教育技术应用的过程。信息技术在外语教学理论、教育学理论以及教育技术理论背景下,通过与外语课程的整合过程,逐步渗透内化为外语教育技术。因此可以这么概括:外语教育技术就是在外语教学与研究实践中,以教育信息技术为手段,以教育学原理和外语教学理论为指导,以外语教学过程与语言研究为主体内容和目标,通过创造、使用、管理适当的技术性的外语教学过程和教学资源,以促进外语学习和改善学习绩效的理论研究和实践探索活动。外语教育技术区别于外语教学和教育技术的最突出最本质的特点,是信息技术与外语课程的整合,是寓教育技术于外语教学,是嵌入了技术但又看不见技术。
外语教育技术是一种外语教学方法,是教育技术与外语教学理论相结合的一门跨学科的教学实践活动和理论探索;外语教育技术初步具有一门学科的雏形,是因为:
第一,外语教育技术有自己的发展历程和特点,影响和促进了外语教学研究:它引进了教育学理论和学习理论,改变了教学主体的相互关系,促进了教师自身的教育和发展,激发了学生的学习兴趣,改善了教学模式,提高了学习效率,
第二,外语教育技术有自己的研究内容或对象:根据多年来的研究实践,其主内容可以大致分为以下几个模块: 外语教育技术理论探索,语言实验室建设,课程教材研究,多媒体及网络教学,语言教学研究,测试与评估等。
第三,外语教育技术有自己的方法论:它的研究对象是应用教育技术进行外语教育活动的基本理论、规律、方法和工具。主要分为三种,一种是定性研究方法,如访谈法、实地观察法、社会调查法;第二种是定量研究方法,包括实验研究法、语料库方法、统计法、测量法、建模方法等:第三种是综合的方法,如信息论方法以及软件开发方法等。 外语教育技术有广阔的教育实践、丰富的实物产品和熟练应用经验,有成熟的研究力量和研究成果,有新颖、独到的创新理论体系,已经成为当前外语教学的基本方法之一,并逐步发展成为中国特色的外语教学法流派,初步具备了三级学科的雏形。
六 小结
信息技术因其为外语教学提供了更为便捷的条件而在外语课程标准中得到充分体现。它与外语课程的整合将对我国外语教学理论与实践带来深刻的影响。信息技术在与外语课程相整合的过程中,从工具论的视角而言,分别承担了教师的教学工具和学生的认知工具角色;从生存论的视角,信息技术素养则关涉到信息时代的教师何以为师的职业生涯状态及学生何以为学的自我存在方式;从媒介论的视角,信息技术则是学生不得不掌握的专业知识的一部分;从教育哲学的高度来考察,信息技术是构成现代外语教学的主要媒介、工具和方法论。信息技术与外语课程的整合过程形成了具有三级学科雏形的外语教育技术学。
注:本文部分内容刊发在上海外语教育出版社2010年版《信息技术与外语教学》论文集中,文章的撰写得到华南师范大学教育技术学院赵建华教授的悉心指导,特此致谢!
1.关注过程性评价。教师给学生布置任务,要求其用所学的知识完成一件作品,此时教师可采取自评―互评―教师点评的方式,对学生的学习效果进行评价。在自评中,让学生了解自己。在互评中学习他人的长处,认识自我,建立自信。通过教师点评,引起学生对亮点和问题的关注,从而促进学生在原有水平上获得发展,实现个体价值。在评价引导方面,教师应以鼓励为主,巧妙地指出学生存在的问题并加以指导解决,让学生体验成功感。在教学中,我发现每次评价学生作品时,学生很乐意并争先恐后地将自己的作品展示给同学们,其他学生也很乐意观赏。他们在制作过程中尽量让自己的作品更完善,有的学生尽管制作出来的作品并不那么好,但在做的过程中很用功,对此教师也应该表扬鼓励,让其树立自信,得到情感上的体验。因此,对不同层次的学生应采用不同的评价标准,对后进生采用表扬评价,寻找其闪光点,及时肯定他们的点滴进步,调动他们学习的积极性;对中等生采用激励性评价,既揭示不足又指明努力的方向,促使他们积极向上;对优生采用竞争性评价,坚持高标准,严要求,促使他们更加严谨、谦虚,不断超越自己。
2.逐步建立无纸化考核系统。通过无纸化考试,既能提高考试效率,同时也考查了学生的实际动手能力。目前我们已实施了两年的无纸化考试,一般一学期举行一次,分2课时完成。题库里准备的一般是一些选择和判断题,还有部分操作题,学生一做完试题就能看到自己的成绩。因为是随机抽题,所以在学生看到自己得分比较低时,在有限的时间里还可以另抽一套题重做,力争达到自己较满意的成绩。如果还不满意,课后还可以利用空余时间重考,但有个要求:不管何时,必须是自己“独立”完成,可以翻阅教材,还可以利用现有的上机资源完成。因有的题上机一操作就能有答案,这样有利于学生回顾巩固所学知识,达到了我们通过考试让学生巩固和提高的目的,毕竟分数高低不重要,重要的是学生掌握了,对学习有了热情,学会了怎样去解决问题。
3.开展多种形式的电脑制作主题活动,对作品进行评价考核。例如:举办电脑绘画、电子板报制作、多媒体作品制作、动画制作、个人/班级/校园网页制作、机器人制作比赛等,通过组织各种活动来培养学生获取信息、处理信息的能力,培养学生的创新精神,使学生获得全面发展。在近几年的各级比赛活动中,我校取得了比较好的成绩,凡参赛的学生都获得了各级各类奖项。组织这类活动的关键在于如何去组织,因为这些活动学生乐意参加,但需要时间和精力,需要学校领导和班主任的支持,然而现在学校的教学压力比较重,学生其他学科的学习任务也不少。
中学信息技术课程划分为六个模块。一个必修模块――信息技术基础,五个选修模块――算法与程序设计、多媒体技术应用、网络技术应用、数据管理技术、人工智能初步。从课程的这种结构布局可以看出,在培养学生的信息技术应用能力和人文素养的基础上,拓宽学生的知识面、促进学生的全面发展与个性发展是今后一段时期中学信息技术课的主要任务。中学信息技术课的教学目标已经从过去的培训编程人员、传授应用软件的使用升格成今天的培养公民的信息素养。每个从事中学信息技术课教学的教师都应该尽快适应这种变化,在自己的日常教学活动中体现出新课程标准的指导思想来。在必修模块――信息技术基础的教学中,教师可以介绍一些和信息技术行业及其发展有关的热门话题引导学生进行思考、辩论和深入学习,例如竞争、营销、黑客、信息战、股票、融资和价格策略等。这方面的内容十分丰富,教师可根据所教学生的兴趣情况进行引导。在选修模块――算法与程序设计的教学中,教师可以从打印机、显示器、手机和数码相机等常用硬件及聊天软件、游戏软件和工具软件等常用软件的易用性上入手,生动形象地引导学生体会处理好产品的界面和功能关系的重要性。在网络技术应用的教学中,教师可以引导学生好好研究一下某局部地区的交通网,看看它的优缺点各是什么,存在的问题如何解决。因为计算机网和交通网在流量控制和路由选择的原理上是近似的,通过对交通网的剖析和研究可以很好地加深学生对计算机网的理解。总之,我们的日常教学不能局限在课本的范围之内,在条件允许的情况下应尽可能地拓宽学生的知识面。