導語：如何才能寫好一篇人工智能在小學教學的應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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人工智能的迅速發展將深刻改變人類社會生活、改變教育教學。2020年2月26日，教育部在印發的《2020年教育信息化和網絡安全工作要點》第24條“培養提升教師和學生的信息素養”中明確提出：完善義務教育階段課程設置，加強信息科技教育。建設普通高中人工智能樣板實驗室，保障中小學校具備開設人工智能課程的環境條件。開展人工智能相關教學與師資培訓，搭建區域間人工智能教學成果交流平臺。繼續推進中小學人工智能教育課程建設、應用與推廣工作。中小學人工智能教育課程包(初中版和高中版)和支持服務系統并推廣應用。

我校是青島市人工智能實驗學校。在工作中我們借助教研、教學平臺，積極推動人工智能課程開展和教師教研、集備工作，根據興趣導向、應用驅動，學用結合，強化實踐的原則，組建了實驗班，按照上級對于高中段開課部署每兩周開設1課時，開展人工智能教育教學工作。

在課堂上組織實驗班的學生觀看了人工智能的《開學第一課》，主要是“什么是人工智能”、“如何制造人工智能？、“New Google AI Can Have Real Life Conversations With Strangers”等內容，很有收獲。但是在觀看過程中發現很多的人工智能相關聯的知識，比如JAVA、大數據、Python、人工智能、物聯網、數據分析、H5/WEB前端、嵌入式、Linux、C語言、單片機、C++等解根本看不懂，發現自己的很多方面都需要補課，不然每次培訓老師講解的專業東西還是理解不了，這對于我們教師和學生都是一個難點。也斷斷續續參加了各種形式的培訓，和同仁們交流起來總體感覺是沒有系統化，特別是參加了祁榮斌博士組織的磨課，和同事們討論起來感覺層次太高，有些內容也是理解不了！學生和學生的學習和生活環境比較起來也存在地域差異性導致了學生接受人工智能相關教育程度深淺不一，而且面向高中生的課本難度很大，很希望能有個機會從零基礎開始系統化學習人工智能，這樣才能更好的教好學生，這一點線下交流的時候是很多老師的心聲，期望能在領導和專家的引領下實現。

通過斷斷續續的學習，比如Python基礎知識，由于實戰少，只能閱讀別人的文章里附帶的相關算法的實現代碼，這樣的學習效果不明顯。很多算法的實現，難以從代碼級去理解其設計思路；對于很多算法比如隨機森林，決策樹，SVM等常見算法，雖然看了相關文章很多遍但是還是一知半解的。

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【關鍵字】人工智能；課程改革；高中；信息技術；課程實施

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097 (2008) 10―0043―04

教育部在2003年頒布的高中信息技術新課程標準中，首次把“人工智能初步”設置為選修模塊，與多媒體、網絡、程序設計、數據庫技術等一起列入信息技術課程體系[1]。此舉曾被視作信息技術課程改革的亮點之一。然而，在如今高中信息技術新課改已經全面鋪開之際，人工智能選修課程的推進仍然舉步維艱，面臨諸多困難和問題。

一 高中人工智能課程的現狀分析

自2004年我國部分省級實驗區開始推進高中新課程改革以來，信息技術課程改革已經開展了四年之久。從目前的總體情況來看，信息技術課程的基礎模塊與多媒體技術、網絡技術、算法與程序設計三個選修模塊的實施情況較好，而數據庫技術與人工智能初步兩個選修模塊的推進情況相對不佳。特別是人工智能課程，至今在全國范圍內正式開設該課程的學校寥寥可數，少數高中展開了一定的探索和實驗，而大多數學校仍持有觀望態度。以下分別從實施取向和實施層次的角度分析該課程的現狀：

（1） 課程實施的取向

由于我國長期以來實行的是全國統一的課程與教材，按照統一規定執行教學計劃，對學校和學生的評價也是按照統一標準與方式實施的，因此我國以往的課程實施基本上都采用了忠實觀的取向[2]。本次新課改中信息技術課程的實施過程難免受到這種取向的影響。然而，新課程標準中對信息技術技術各個模塊的具體實施并沒有明確而詳細的規定，從而使教師對包括人工智能模塊在內的課程實施缺乏長期慣于依賴的參照和依據，增加了課程實施的難度，造成部分模塊的課程難以開設的情況。

（2） 課程實施的層次

課程實施包括五個層面的變化，即教材的改變、組織方式的改變、角色和行為的改變、知識與理解的改變、價值的內化[3]。目前高中人工智能課程在教材改變的層面已經做出了一定的努力。在課程標準的指導下，現已出版的五套教材在體例、版面、學習活動、評價等方面進行了多樣化的設計，基本上貫徹了新課標所倡導的課程目標和理念。在組織方式的層次，少數已經開設人工智能課程的學校結合學生的興趣與學校的實際情況，有針對性地開展了課程的組織。然而，仍然有一些地區或學校不愿或不習慣打破原有的課程組織方式，而是采用硬性規定的方式，人為指定兩三門課程，將選修變為必修，限制學生的自由選擇，依然維持原有的固定班級授課的形式。教材的改變僅僅是課程實施的開始，在組織方式、角色或行為、知識與理解、價值等層次，大部分學校還未發生變化或變化還很小。

（3） 課程實施的典型個案

目前國內開展人工智能課程教學或實驗的典型學校如表1所示。總體來看，這兩所學校都地處東南沿海地區，且學校本身比較積極參與高中新課改的實踐探索，屬于“敢于吃螃蟹”的類型。考慮到課程本身的要求較高，兩所學校都選取了基礎較好的學生開展教學。到目前為止，兩所學校均已開展了三期的教學或實驗探索，任課教師及時總結教學心得體會，并在相關教學刊物或課程研修活動中與廣大一線教師分享教學經驗。

二 高中人工智能課程的影響因素

根據Snyder的研究，可以把課程實施的影響因素歸納為四個方面：課程改革自身的性質、校區的整體情況、學校的水平以及外部環境[4]。結合高中人工智能課程的現狀，本文分別從以上四個方面來探討影響該課程的主要因素。

（1） 課改自身的性質

課程改革本身的性質是影響課程實施的第一要素。它包括課程改革的必要性及其相關性、改革方案的清晰程度、改革內容的復雜性以及改革方案的質量與實用性。結合信息技術新課程改革的相關調查研究，廣大信息技術教師和教研人員對課改的必要性應該認識得比較到位，然而他們對信息技術課程中是否有必要單獨開設人工智能模塊存有疑惑。其次，不少教師對課程改革方案（課程標準）的認識并不是非常清晰。他們認為新課程標準中的教學理念、實施建議等內容相對抽象，不易把握和理解，缺乏具體的針對性，可操作性不強。再次，人工智能課程的實用性相比其他模塊并不明顯，課程內容也相對難度較高。這些因素造成課程設置的必要性不強、實施難度大、實用性不高，直接影響人工智能課程在學校的順利設置。

（2） 校區的整體情況

校區的整體情況主要包括地區的適應性、地方管理部門的支持、教學隊伍的培養、教學研討和交流等等。各地區對課程改革的需要程度會直接影響人們實施課程的積極性和主動性。我國東西部地區的學校對課程改革的需求程度不同，從而造成了課程實施的地區差別。從目前開設人工智能課程或教學實驗的學校來看，均分布于東南沿海較為發達的地區。這些學校的共同特點是基礎條件較好，對課程改革的積極性高，敢于進行教學嘗試和革新。此外，地方管理部分的支持對課程實施也有很大影響，如廣東省為了推動信息技術課程改革，專門出臺了關于課程標準的教學指導意見[5]。其中強調“要特別注意人工智能初步”，并針對人工智能課程提供了較為具體的教學建議，從而促使該省出現了全國最早正式開設人工智能課程的學校。師資隊伍也是影響課程的因素之一。目前大多數高中缺乏熟悉人工智能課程內容和教學方法的專業教師，使得學校無法開設該課程。因此，有關人工智能課程的研討和學習交流顯得尤為重要，然而目前這些方面的活動總體上相對缺乏。

（3） 學校的水平

學校水平對課程實施的影響因素包括校長的作用、教師的個人特征和教師集體的行為取向。學校是課程改革的基本單位，校長和教師是學校課程改革的動因。校長對課改理念的理解，以及對課改的支持、參與程度都會影響課程的順利實施。校長通常會根據上級主管部門的意見，結合本校的實際情況，權衡課程改革可能對學校形成的各種影響。在高考的影響下，信息技術課程在高中各科中長期存在地位“低人一等”的現象，甚至出現課時常被“侵占”的現象。如果校長對信息技術課程本身不重視，那么要求學校開設人工智能選修課無疑是一種奢望。此外，一所學校教師個人和集體的改革意識的強弱也會影響課程的實施。從人工智能課程的現狀來看，恰好印證了這一點：改革意識強的教師個人或教研組即使沒有上級的硬性指令，也能積極展開各選修模塊的教學嘗試和探索，并自覺地從教學者成長為研究者，而思想保守的學校即使具備了課程實施的基本條件，也不愿積極開設相關的選修課程，長期停留于課程的“忠實執行者”的層次。

（4） 外部環境

外部環境因素主要包括政府部門的重視、外部機構的支持以及社區與家長的協助。各國課程改革的經驗表明，教育行政部門和相關機構的態度在很大程度上影響到新課程的順利實施。特別是我國長期以來受到前蘇聯教育模式的影響，課程改革通常是自上而下的模式，新課程的實施主要依靠各級政府教育行政部門的政策和指令的推動。本次新課程改革同樣繼承了這一模式，但是整個教育體制和評價體系未能及時進行相應的調整，因此在某些方面造成各級教育部門的政策抵觸，出現“上有政策、下有對策”的情況。此外，社區與家長對新課改的認識和態度也影響到人工智能課程的實施。研究表明，社區與家長更加關心的是新課改是否有助于提高學生的學業成績，是否會給學生造成更大的負擔，而對學生能力的全面發展和個性的培養則是其次的考慮。因此，要使社區與家長認識和了解課程改革的意義和目標，引導其關心新課程、支持新課程才能更好的促進新課改的健康發展，進而才可能使得包括人工智能在內的高中各科選修模塊得以全面開設與實施。

三 高中人工智能課程的反思

通過調查訪談以及與相關授課教師的交流，筆者了解到高中人工智能課程的教學情況和教師的經驗體會。總體來說，該課程的推進情況不如預期理想，需要從課程的設計、管理、教學以及評價等方面進行反思。

（1） 課程設計

本次高中信息技術課程改革將原來的一門課程分解為1個必修模塊和5個選修模塊，從而給學生提供多樣化的選擇。“人工智能初步”選修模塊是作為智能信息技術處理專題設置的，以反映信息技術學科的發展趨勢，體現教育的時代性要求。課程設置的目的在于使學生在技術掌握與使用的過程中，逐漸領會信息技術在現代社會中的應用以及對科學技術和人類發展的深遠意義[6]。然而，以上的描述更多是該模塊的隱性價值，相比其他模塊該課程的顯性價值并不是很直觀。而一線的信息技術教師較多關注的是該課程的顯性價值：課程能給學生帶來些什么？學生的實踐能力能否有較大提高？教師們在沒有找到一個合理的價值依托之前，一般不會貿然開課。這一點值得課程設計者和教研人員的深刻思考。

通過網絡問卷調查，不少教師認為人工智能課程在高中開設是有一定必要性的[7]，但并不意味著所有的學生都需要學習該課程。課程應面向對人工智能有一定興趣的學習者，且最好有一定的基礎。事實上，相對于其他選修模塊，選擇人工智能課程的學生并不是很多。因此，結合我國目前的情況，可以考慮優先在發達地區條件較好的部分學校開設，再進一步利用其示范作用，以點帶面，逐步鋪開培訓、指導、交流的規模和影響面，積極穩妥地推進高中人工智能課程的建設。

（2） 課程管理

課程的有效管理有助于提高課程實施的質量。上個世紀90年代以來，我國的中小學課程由原來的中央集權管理體制逐步轉變為國家、地方、學校的三級管理體制。國家負責課程的總體規劃，省級教育部門結合本地區實際制定課程計劃或實施方案，而學校也將有權根據學校傳統或學生興趣開發適合本校的課程。目前人工智能課程雖然已被列入國家課程標準，但在地方管理層面并未得到應有的認可。部分地區考慮到高考因素，直接將人工智能模塊排除在學生的選擇范圍之外，無疑成為阻礙該課程順利實施的一個重要原因。

目前我國高中了解熟悉人工智能教學內容、方法的教師十分缺乏，相關教育主管部門需加強該課程的師資培養，邀請教材編寫人員和相關專家，積極開展各級培訓、研討和交流活動，以務實的態度來聽取學科教師的意見，為他們提供一些明確的、可操作的指導和建議。也可以開展優秀教學案例的征集和評獎，通過公開課的觀摩和點評活動，或吸納中學教師參與有關課程改革和教學研究的課題，以此提高教師參與改革的積極性。此外，國內高等師范院校信息技術相關專業應該對新課改作出及時的反應，針對高中信息技術各選修模塊為師范生開設相關的課程，為課改的成功實施提供后備師資力量的支持。

（3） 課程教學

從已開展的人工智能課程教學或實驗情況來看，主要的教學體會包括：教學對象選取時要有針對性，不宜硬性指定，應結合學習者自己的興趣和學習基礎供其自由選擇；由于課程的理論和技術的要求較高，不宜大量采用“講授法”進行教學，應設計一些有挑戰性的活動供學生實踐；為保證教學進度有序進行，可通過課堂小測及時鞏固所學內容；應提供良好的網絡條件和計算機設備以支持課程教學和實踐的順利開展。

國外一些高校通過遠程網絡的手段與中學合作開展人工智能教學，加快了課程建設的步伐，并提高了教學質量。大學負責教學網站的建設維護，主持與中小學的討論答疑，中學則負責課程教學的具體實施。文中個案也印證了這種做法的有效性：讓一些致力于高中人工智能課程研究的高校和部分條件較好的中學建立共同體，協作推動課程的實施。一方面，高校研究人員能為中學提供教學指導建議、技術和資源的支持；另一方面，中學的教學實踐也為高校進行課程教學研究提供了材料和依據。

（4） 課程評價

研究表明，評價目前已成為影響高中信息技術新課程實施的一個重要問題[8]。從本次課改的動因來看，針對我國現行教育體制下的高考選拔制度在很多方面呈現的弊端，新課改力圖在一定程度上改變這一局面，努力使學習者能夠真正獲得全面的發展。但是，在目前情況下以高考為“指揮棒”的評價體系短期內仍然無法發生質的變化。高中新課改實施以來，部分省份相繼將信息技術課程納入了高考的范疇，以往信息技術課程不受重視的情況逐漸得到了一些改善。然而，高考是否解決信息技術課程評價問題的一劑良藥，進而為人工智能課程的實施及其評價帶來新的希望，目前仍是值得懷疑和思考的問題。特別是當前高考科目已經較多，再增加科目無疑會加重學習者的負擔，且很容易回到應試教育的老路上。

其次，雖然新課程標準中提供了關于課程評價的建議，但是其中的內容仍然比較抽象，可操作性不夠。如在信息技術課程標準的評價建議中，提倡評價主體的多元化，關注學生的個別差異，綜合應用多種過程性評價方式，適當滲透表現性評價的理念，等等。這些內容從理念上來講都是很好的，但是如何在教學實踐中加以操作實施，對一線教師而言仍是不夠明確和難以把握的問題。而且，信息技術課程的每個模塊各有特色，然而課程標準并未就此提供專門的評價建議。因此，一套科學合理、適合人工智能課程的評價體系和方法仍需要教研人員在實踐中不斷摸索總結。

參考文獻

[1] 教育部. 普通高中技術課程標準(實驗) [S].北京:人民教育出版社,2003:9.

[2] 鐘啟泉. 課程論[M].北京:教育科學出版社,2007:207-214.

[3] Fullan, M. & Pomfret, A. Research on curriculum and instruction implementation [J]. Review of education research, 1997, 47(1).

[4] Snyder J.B. & Zumwalt K. Curriculum implementation [M]. In Jackson P. W. (Ed).Handbook of Research on Curriculum. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.

[5] 珠海教育信息網. 廣東省普通高中信息技術課程標準教學指導意見 [DB/OL].

[6] 顧建軍等.技術課程標準(實驗)解讀[M].武漢:北教育出版社,004:9.

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1相關研究

人形機器人是具備人類的外形特征和行動能力的智能機器人，可以采用雙腿行走方式，通過手臂和身體的協調完成一些簡單的功能，以及通過簡單的語言和人類交流。與傳統的機器人相比，人形機器人具有顯著的優勢。而且人形機器人以與人近似的形態出現，對人類來說就不會感到特別的陌生，也不會產生排斥心理，更容易被人類所接受，所以人形機器人將可能是未來日常應用中最重要的智能機器人。人形機器人的研究起步于上世紀60年代后期，目標是解決人形機器人的雙足行走問題。如日本早稻田大學加藤一郎教授在1969年研制出WAP-1平面自由度步行機。1973年,加藤等人在WL-5的基礎上配置機械手及人工視覺、聽覺裝置組成自主式機器人WAROT-1。進入90年代，人形機器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不斷出現，從而推動了人形機器人技術的快速發展。如今，人形機器人向這兩個不同的方面發展，一個是外形上與真實人類的細部特征相同的發展；另一個是功能上接近真實人類，具備和人類一樣的運動能力和靈活性及對環境的判斷能力。在2005年的日本愛知博覽會上，就出現了多種與真人外觀一樣的機器人，在北京第智能機器人與系統國際會議上，我國同樣也出現了這類人形機器人。現階段應用于教育的人形機器人是由伺服電機、控制主板、鋰電池、金屬框架與控制主板相配套的軟件組成。例如ROBOT?X人形機器人，在機器的各活動關節的配置多達17個伺服舵機，具有17個自由度，特顯靈活，更能完成諸如手臂后擺90度的高難度動作。控制主板類似于人形機器人的大腦，通過自身智能編程軟件便能自動地完成整套動作。鋰電池就是人形機器人進行活動的能量。金屬框架類似于人形機器人的骨骼，支撐著整個機器人。這些部件組合起來的人形機器人能在音樂的伴奏中完成起舞、行走、起臥、武術等表演，甚至還能完成翻跟斗等雜技以及各種奧運競賽動作。

2人形機器人的優勢及不足

人形機器人與其它類型機器人的對比（如下表1）：表1人形機器人與其他類型機器人的對比從表中可以看出人形機器人在程序的編寫、邏輯思維能力、外形、創意、動作設計方面都比其它類型機器人更具有優勢。做好一個人形機器人需要很多的創意以及個性的需求，首先要設計好機器人整體框架的構建；接下來是人形機器人的動作設計，它需要設計出能夠吸引注意力的動作，而且要能與音樂完美的結合；再下來就是機器人外觀的設計，也需要能夠吸引人的注意。這些方面都能夠很好地鍛煉學生的創意思維和個性的突出。另外，新課程改革更加注重的是學生的個性以及能力的發展，相比于其它類型的機器人，人形機器人在這兩方面能給學生提供更好的鍛煉機會。目前,許多新技術不再隸屬于單一學科,而是多門學科的高度綜合。人形機器人技術就是一門綜合應用數學、力學、機械、電子、計算機、控制、傳感技術、通信和人工智能等學科的最新成就的技術。而人形機器人在教育中的推廣能有效地激發學生的學習興趣，有很好的趣味性和挑戰性,有以下作用：1）培養學生的邏輯思維能力。編寫程序是機器人教學的一個重要的內容，程序就相當于機器人的思想。學生在了解機器人的結構、工作原理和各部件功能的基礎上，根據任務來編寫程序。程序必須是有嚴密邏輯結構的，可以使機器人按照程序進行活動。可見，程序的編寫為培養學生的邏輯思維能力提供了一個極佳的途徑。2）培養學生分析問題和解決問題的能力。制作教育機器人是一個非常復雜的過程，涉及機器人的搭建、編程、運行和調試的反復過程。學生要學會分析問題，分析是哪一個環節出現問題。學生在分析原因的同時，也要考慮解決問題的辦法，根據實際情況進行修改、調試和優化，分析出錯的原因，提出解決問題的辦法。3）培養學生的動手能力。機器人實踐過程是一個實際動手操作的過程。機器人的搭建過程是學生手腦結合的過程，需要運用數學、物理、化學、機械、材料等方面的知識，需要學生的動手實踐能力。4）培養學生的創新能力。創新能力是現在教育最常提及的一個重要內容，也是教育開展的一個重要目標。我校的參賽隊伍在參加的中國智能機器人大賽上常常取得良好的成績，與其他學校最大的區別的就是機器人的創新。我們的機器人除了自己不能生產的部件之外，從設計到制作再到編程都是我們自己解決，這就在眾多相同的機器人中占有優勢地位。5）培養學生的團隊合作能力。機器人教學大多是以小組的形式展開，機器人的學習其實就是團隊合作學習的過程。它要求團隊成員團結合作，利用集體的力量來完成個人力量難以完成的問題,在實踐中培養自己的團隊合作能力。在高等學校中開展人形機器人的教學，進行多層次的機器人教育,既可以普及學生的機器人知識,加強機器人專業建設,又可以提高機器人的應用水平。在各級各類學校積極把機器人引入課堂,更多的中小學生得以學習機器人知識。機器人課堂教學成為中小學信息技術教育的重要組成部分。在科技創新活動方面,形成一個廣大中小學生、大學生直到專業科研人員以及機器人愛好者都積極參加各級各類機器人比賽的局面。機器人不再神秘,直接走入人們的生活學習中。在這種氛圍下,更多的人參與到機器人的研制與應用中去,必將促進機器人的大發展,從而促進社會的發展。

3目前存在的問題

人形機器人的發展相對于其它類型的機器人而言起步較晚，在技術上還不成熟，受到的重視不夠，發展模式存在著一定的弊端。

3.1人形機器人的發展還處在初始階段，技術不成熟世界上廣泛使用的機器人主要是工業機器人，而且都是面向制造業的工業機器人，從而導致了人形機器人的發展相對較遲。而且各國在人形機器人的發展上各有不同，例如日本在人形機器人的行走方式上相對較為關注從而其發明出來的人形機器人的行走是相當不錯的，而且由于日本在電子方面的發展較為先進，生產出來的機器人在感應上也相對的成熟。而美國一直注重智能機器人和軍用機器人的研究，研發出多種功能強大的智能機器人和軍用機器人，從而導致人形機器人發展的方向不同。而且各國發展的人形機器人在各方面上都存在著一定缺陷。

3.2沒有引起教育屆的廣泛重視，缺乏宣傳和引導隨著科技的不斷發展，機器人開始步入小、中、高校。在許多的大型機器人比賽上參加的比賽隊伍也越來越多。但是，由于受機器人的價格、平時的維護等多方面因素的影響，機器人教育并沒有得到大力的推廣，而且許多學校也只是以課外活動、各種興趣班、培訓班的形式開展機器人教學。從當前實物機器人課堂教學的開展情況來來看，較多的學校只是以課外活動、各種興趣班、培訓班的形式開展機器人教學。通常的做法是：學校購買若干套機器人器材，由信息技術課程老師或綜合實踐課程教師進行指導，組織學生進行機器人組裝、編程的實踐活動，然后參加一些相關的機器人競賽。但是，現在舉辦的比賽大部分都是以大學生為主流，中、小學生參加的相對較少。并且目前只有浙江、上海、江蘇等極少數的地區和學校將實物機器人納入了正規課堂教學。

3.3思維定勢，沿襲車型的發展思路，穿新鞋走老路人形機器人現在受許多家公司青睞，正在被研究開發新的機型來適應市場。然而由于人形機器人沿襲了車型的發展思路還是出現了與其相同的問題：產品缺少規范，品牌十分繁雜，并且大多自成體系，互不兼容，開放度低，適應于不同學段的性能價格比高的產品很少，特別是對學校而言，開展人形機器人課堂教學初期投入較高，持續費高，難以長期發展。這些存在的問題需要各界關注，避免走上以前的老路，應該開辟出一條能夠讓人形機器人這么一個有著巨大潛力的項目發展下去的道路。

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智能要素開發訓練與培養進行研究。

關鍵詞：智能開發；機器人；智商

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2012）0120099-02

1 教育機器人簡介及功能分析

1.1 教育機器人簡介

據預測，21世紀中期，人類社會將全面進入以智能機器人為代表的智

能時代，機器人的廣泛應用將極大促進社會生產力的發展與產業結構的調

整。在發達國家，尤其是英、美、日等國家，已將機器人作為一種教學輔

助工具，上至高等院校，下至中小學、幼兒園，都正在積極開展機器人相

關的教研活動。為適應未來科技社會對人才培養的需要，教育部從

2003年起把中小學機器人比賽納入全國中小學電腦制作活動中，同年頒布

的普通高中新課程標準，又將“人工智能初步”及“簡易機器人制作”列

入教材內容。

機器人是一種能夠通過程序控制，自主完成某類任務的機器系統。教

育機器人則是一類應用于教育領域的機器人，它一般具有以下特點：首先

是教學適應性，符合教學使用的相關需求；其次是具有良好的性能價格

比，特定的教學用戶決定了其價位不能過高；再次就是它的開放性和可擴

展性，可以根據需要方便地增、減功能模塊，對學生進行智能開發和自主

創新。

1.2 兒童教育機器人功能分析

不同階段學生的認知水平和教學要求各不相同，不同層次的教學對象

需要選用不同的教育機器人產品，以便提供合適的功能、配件以及人機界

面。那么，目前適用于中學生教學用機器人產品種類型號較多，適用于小

學生（兒童）教學用機器人的種類型號則較少，無法滿足教學的需要，只

能作為玩具或工業產品使用。

小學階段的機器人教育，定位于機器人啟蒙教育，主要是讓學生了解

機器人應用價值，培養使用機器人的興趣。考慮到小學生活潑好動、形象

思維活躍、好奇心強等特點，該階段的教育機器人，結構上應力求簡單，

通常采用較大粒度的零部件，避免使用小尺寸零件，每個零部件具有相對

獨立的功能。材料選用上考慮結實、耐用、安全。外觀具有一定的形象

性，易于辨識，方便裝配。整機功能不宜復雜，性能上要求穩定、可靠。

在機器人本體設計方面，主要體現在插件應用上，對于機械傳動系統

與電路控制系統可選用積木式、插件式或變形式三種類型。功能的集成化

設計，零部件的積木式、插件式和變形設計，有利于小學生憑自己的想象

任意搭建機器人，設計出形態各異、功能豐富的作品。

在人機交互方面，強調具有易用性、趣味性、益智性和反饋性。通過

綜合利用發聲（如警報、音樂、語音等）、發光、運動（如旋轉、移動

等）等多種途徑，激發孩子的好奇心和求知欲，引導小學生去做進一步的

探索和思考。在程序傳輸方式上主要基于傳輸線把指令導入到實體機器人

存儲器中，傳輸功能界面應盡量形象直觀。

2 兒童智能要素分析

2.1 智能

智能顧名思義，智力和能力。傳統的智能定義為注意力、觀察力、想

像力、記憶力和思維能力的集合。現代我國教育學家認為：智能是指學生

通過知識的學習、并運用知識來適應社會，改造社會的能力。

2.2 智能要素分析

兒童智能開發的類型較多，相對于各種智能開發類型的要素也很多，

為了便于確定智能開發的具體內容，必須較為準確地找出各智能類型與其

對應的具體智能要素，以保證系統、全面、準確的對兒童實施有效的智能

開發訓練與培養。

根據智能要素分，它包括觀察力、想象力、注意力、記憶力和思維能

力等五大要素。

1）觀察力：具體的講，觀察力是指大腦對事物的觀察能力。它包括

對自然環境與自然現象的觀察、社會環境與社會現象的觀察等。從空間的

角度分析，它包括平面觀察、立體觀察；從形態的角度分析，又包括靜態

觀察與動態觀察。

2）想象力：想象力是人對頭腦中以有的表面進行加工改造，并創造

出新形象的過程。其功能有預見作用、對認識的補充作用、對情緒的調節

作用等。它包括空間想象力、聯想能力、組合能力、假設能力、等智能要

素。

3）注意力：注意力是指個體的心理活動對一定對象的指向和集中。

其基本功能是信息選擇，它包括無意注意、有意注意和有意后注意。

4）記憶力：記憶力是指人對過去經歷過的事物的反應，記憶是一個

復雜的心理過程，它包括識記、保持、再認和再現三個基本環節。按記憶

的內容分類有：形象記憶、邏輯記憶、情緒記憶、運動記憶四種。

5）思維能力：思維是人腦對客觀現實概括的、間接的反應，是認識

的高級形式。它包括直觀動作思維、形象思維、邏輯思維三種類型及這些

思維的相應能力。

3 基于教育機器人應用的兒童智能開發

3.1 觀察力的培養與訓練

通過對各式各樣機器人的觀察，了解機器人的功能。如“尋跡機器

人”能準確地沿著規定的線路前進；“爬行機器人”可在平面或立體的情

況下隨意爬行，可用于高樓大廈的墻面清潔和粉刷，用于地下管道的故障

的排除，用于危險環境下的特殊作業等；通過對機器人外觀形狀、功能及

結構組成進行觀察，可充分了解各種機器人的軟硬件配置、操作與控制方

法、比賽情景等。通過這些觀察激發了兒童的興趣，使兒童產生試制機器

人的想法，在此想法下對簡易機器人進行安裝、調試與試用，在機器人安

裝過程中，會發現各式各樣的問題，針對這些問題逐一解決，邊解決問

題、邊安裝、邊調試直至安裝成功，最后開始試用或者比賽。上述這些觀

察、試制與使用過程，對兒童的觀察能力、思維能力與實踐能力有較大的

促進和提高。

3.2 想像力的培養與訓練

如通過“足球機器人”對抗賽，可很好的培養兒童的想像能力，首先

學會靈活使用自己安裝調試的機器人，保證完成踢球及其它功能；同時還

要保證有足夠靈活性用于攔截對方的足球。通過對抗賽充分了解對方與自

己足球機器人的功能與靈活程度，為了保證勝利，必須實現比對方更高水

平、更加靈活、更加準確的進行投球與攔截球，上述這些功能的實現是通

過可視化軟件編程來實現，這些軟件的編程與實現充分調動了兒童的想像

能力，該想像能力既要聯系硬件，又要結合軟件；既要了解自己的機器

人，又要了解對方的機器人；既要有高水平的硬件搭建能力，又要有良好

的軟硬件控制能力。上述這些能力的實現對兒童的想像力進行了從邏輯數

學、到實踐活動、再到應對比賽的全方位的、系統的開發培養與訓練。

3.3 注意力的培養與訓練

機器人的核心功能是單片機控制下的軟件實施與硬件執行功能，軟件

水平的高低決定了機器人制作水平，因此要做出一臺高水平的機器人，必

須有適合該機器人硬件平臺的軟件。兒童用機器人軟件一般是可視化編

程，在編程過程中必須高度集中注意力通過可視化指令，來實施每一項動

作、技能與功能，針對每一個動作可能有幾條語句來完成，這些語句的順

序、結構和執行過程必須與動作、技能準確的一一對應，否則就會出現誤

動作，難以保證比賽過程中的準確、靈活，難以保證在自己邊進攻、邊防

守、邊攔截的情況下的有效對抗比賽。編程過程如果不注意將數學建模準

確的轉換為計算機語言，同樣很難實現各種動作技能與功能。上述機器人

的制作與功能實現，特別是動作技能與各程序語言的一一對應、數學模型

與計算機語言的準確對應，對培養兒童的注意力有著較好的開發與培養作

用。

3.4 記憶力開發培養與訓練

足球機器人的比賽勝敗由以下關鍵動作所決定：一是自己制作的機器

人踢球動作與靈活控制；二是要準確觀察對方機器人的動作與功能實施；

三是在充分了解對方機器人動作與功能的情況下進行準確的識別，并驅動

自己的機器人去實施有效的對抗。上述所有動作要領都需要準確的記憶，

并在此基礎上靈活操作自己的機器人，所要這些對兒童的記憶力的開發培

養與訓練有著較好的促進作用。

3.5 思維能力的開發培養與訓練

在機器人比賽中，常常會發現一些較突出的功能實施技巧，這些技巧

的實現充分體現了機器人開發制作過程中的創造力，如比賽中某機器人在

進攻的同時，還有防守的功能，在識別判斷同時，還可以充分估計到對方

下一步的動作，上述這些功能在完成的同時，還要保證準確、靈活、有效

的預測和對抗，這對兒童在機器人制作過程中，從裝配到應用，從基本功

能的實現到綜合功能的應用，從自我功能的實現到既可實現自我功能，又

可實現相應的對抗功能，所有這些功能的實現與實施對兒童的思維能力、

創造能力有著較好的開發培養與訓練作用。

4 結束語

從機器人的安裝、調試與制作，到機器人的對抗比賽等全過程，始終

對兒童的觀察力、想象力、記憶力、注意力和思維能力進行開發培養的同

時，還培養了它們的團隊精神，集體主義精神和榮譽感，促進了它們的控

制能力、意志能力的提高。從機器人的制作到比賽的全過程中，兒童既需

要動腦，實施創造與創新，又需要機敏的操作控制和較好的體力，特別是

手、眼、腦三者良好的配合，在比賽過程中智力與體力兩者相結合，在精

力充沛的條件下，方可賽出水平。此時對兒童的健康與肢體協調能力也進

行了系統的訓練與培養。總之，通過機器人的制作與比賽，對兒童的智

商、情商、健商、財商，德商等諸方面進行了綜合的開發與訓練，達到了

兒童智能開發的目的。

作者簡介：

篇5

關鍵詞：信息技術 學生 培養

計算機是一種現代化工具，應用在教育上，確實具有其它任何一種教學手段所不能比擬的優勢，特別是多媒體技術、協同技術以及人工智能技術的引入，使多種信息的表達形態同時呈現在學生面前，更容易激活學生的思維活動和聯想。計算機為提高學生智力提供了一個極其良好的環境，但是要真正做到發展學生的思維，還需要廣大教師（包括各學科教師）付出艱辛的勞動。下面我結合多年計算機技術的教學經驗初探如何培養和提高學生的計算機水平：

1、激發學生學習興趣

學生進行學習的主要動機來源于他們強烈的求知欲和對所學內容的興趣。興趣越高，學習的動力越大，學習的效果也越好。而且，在小學階段是否能培養起學生對信息技術的興趣，對其一生關于信息技術的態度都有著重要影響。因此，無論是教學內容還是教學形式都應該重視挖掘和體現信息技術課程的趣味性，重視激發、培養學生對信息技術的學習興趣，讓“趣味”貫穿整個教學過程。

2、創設合理的教學情境

創設合理的教學情境能夠更好地激發學生的學習興趣,選擇合理的教學情境既能激活學生原有的知識又能活躍課堂氣氛、活躍學生思維。如何創造情境,本人覺得可以從以下兩點入手:(1)從學生感興趣的話題或者興趣愛好入手創設情境。(2)以社會熱點、社會問題或現象等學生熟知的事物為起點創設情境。精心設計各種教學情境,盡量做到完整和新穎。這樣,在教學過程中就能夠更好地激發并促進學生的認知與實踐活動。情境教學不僅能激發學生的學習興趣,還能培養學生對信息技術的應用與理解能力,促進學生積極應用所學知識解決實際問題能力的提高。教師在信息教學中除了設置有效的教學情境外,還要注意多與學生進行交流和溝通。其中,“提問”是進行課堂溝通和檢驗教學效果的重要方式。有效的課堂提問是整個教學過程推進和發展的重要動力。在信息技術教學過程中要盡可能在學習過程中培養學生的質疑精神,讓問題和好奇心成為學習的內在動力,通過問答可以實現師生間的很好的交流,師生可以共同探究問題解決的辦法或思路,這樣,學生的學習也就由被動變成了主動。課堂上適時提問或者鼓勵學生提問有利于培養學生學習信息技術課程的興趣,同時可以培養學生的創新能力,提高學生運用所學知識解決實際問題的能力。

3、形象、直觀地知識呈現

初中信息技術教學必須適合初中生的心理特點和接受習慣,初中學生正處于成長階段,思維和理解能力有限,對于抽象知識的接受以及抽象問題的解決能力有限,但他們更容易接受形象直觀的知識,并且喜歡動手操作。但是初中計算機知識本身又具有抽象性和邏輯性強的特點。因此,我們在具體教學過程中,應當盡量聯系生活實際,多舉例子,盡量深入淺出。例如,在介紹計算機硬件的知識時,由于很多概念不容易理解和記憶,可以把它們與人的五官聯系起來,輸入系統就好比人的眼眼和鼻子,人通過眼睛和鼻子收集外部的動態和味覺信息。而計算機的處理器就像人的大腦,而輸出設備就像人的嘴,人主要通過嘴把信息傳達出去。這樣講解的過程中,學生很感興趣,也很容易理解,并且不容易忘記。

4、創新教學手段

目前的初中信息技術教學還是采用傳統的教學方式,教師一整堂課在上面講,學生被動聽,課堂氣氛不活躍,師生之間缺乏有效地的交流互動,這也是學生對信息技術課學習缺乏興趣的重要原因。應當盡量采用科學合理的教學方法,以提高課堂教學效率。

信息技術是一門操作性很強的課程。因此,要注重學生的實際上機練習,一味地講解遠不如學生實際操作取得的課堂效果好。所以,在許多強調操作的課程中,應當盡量少講解、多練習。在保證講解清晰的情況下,盡量縮短講解時間,通過精心導入,讓學生明確本堂課的學習內容,然后講授學習內容和方法。一堂課最好進行15分鐘左右的講解與示范,空出20分鐘左右讓學生進行上機練習,讓學生盡可能地進行實際操作訓練。這樣即能鞏固課堂知識,又能達到加深理解和熟練操作的目的。

5、完善教學資源

為了促進信息技術教學的順利進行,必須不斷完善信息教學資源。包括教師的范例資源、學生練習的素材資源等等。既能在平時課堂上使用,同時也可以留作學生課下練習之用。教學資源的分類應盡量清晰,為了便于使用,可以通過局域網來儲存或傳輸。另外,教師還可以依據教學內容設立相關的網絡平臺或者資源與學習網站,便于學生隨時隨地學習和使用。在教學與應用的過程中,應該盡量收集有內容豐富、針對性強的教學資源,促進課堂教學工作的順利開展及學生的有效學習。從而實現真正以網絡為媒介,加強師生以及學生間的交流和溝通。

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關鍵詞 多媒體課件；認知水平；教學情境；交互性

中圖分類號：G436 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）06-0063-03

1 交互式多媒體課件概述

1.1 交互式多媒體課件的定義

交互式多媒體課件屬于多媒體課件中的一個種類，除了在課件中能集成文字、圖片、聲音、動畫和視頻等多種教學媒體外，最主要的是課件中設計了多種形式的交互功能，使得學習者能充分參與到學習活動中來，跳出了傳統的灌輸式教學，有利于教師掌握學生的學習情況，調整學習內容和安排學習計劃，也利于學生課外進行自學。

1.2 交互式多媒體課件的優點

1）教學情境游戲化。愛玩是人的天性，交互式多媒體課件抓住了這個特點，在課件中設置了相關教學情境，通過教育游戲來呈現教學內容和學習任務，使學習者利用原有的知識和經驗同化要學的新知識，讓學習者在玩游戲當中來完成學習目標。通過這種游戲化的教學情境，極大地提高了學習者的興趣和挑戰心理，學習者的學習效果顯著增強。

2）良好的交互性。交互式多媒體課件最顯著的特點就是交互形式多樣，具有良好的交互功能，如通過菜單實現課程內容導航、通過文本輸入接受學習者輸入的數據、通過熱對象實現鏈接等交互功能。

3）信息處理智能化。交互式多媒體課件在開發時由于可以進行腳本編程，而且支持數據庫操作，還可應用人工智能的一些技術，因此可以實現信息處理的智能化。例如：學習者在課件中進行習題測試時，課件會根據學習者的回答情況動態調整教學策略，呈現不同的教學內容和采用不同的教學方法，來實現因材施教。

1.3 交互式多媒體課件的開發工具

1）Authorware軟件。該軟件是由Macromedia公司開發的多媒體制作軟件，它的最大特點是創造了基于圖標的創作方式，用可見的流程貫穿課件制作的整個過程，清晰有序。Authorware的優點是具有強大的交互功能和豐富的函數庫，其提供的11種交互方式能輕松實現各種交互效果，豐富的內置函數可以完成各種復雜的功能。

2）Flash軟件。該軟件是Macromedia公司出品的二維動畫制作軟件，但現在被許多課件制作人員用于課件設計和制作，因為它不但能集成多種教學媒體，還能制作出具有較強交互性的動畫文件。另外，還可以通過內置的ActionScript腳本語言進行編程，實現更高級的交互功能。

3）方正奧思。方正奧思是北大方正公司開發的多媒體集成創作工具，具有直觀、簡便、友好的用戶界面，可以把文本、圖形、圖像、聲音、動畫及影像等多媒體素材集成編輯，制作出多媒體課件。因其操作簡單方便，適合普通教師使用。

4）PowerPoint。PowerPoint是微軟公司開發的制作幻燈片的軟件，該軟件制作的電子文稿廣泛地應用于課堂教學、學術報告和會議等場所，當前很多教師用其制作課件。用PowerPoint制作課件比較簡單，很容易上手，不足之處就是表現形式單一、交互功能比較弱，比較適合制作演示型課件。

2 小學生的認知特點

在對小學生進行課堂教學以及課外教育時，要以其認知發展水平和特點為基礎，不要提出太多和過高要求。筆者通過查閱相關文獻資料和系統整理歸納，主要從以下幾個方面來闡述小學生的認知特點。

2.1 感知、注意、記憶的特點

小學生從籠統地感知事物的整體逐漸發展到能夠較精確地感知事物的各個部分，并能發現事物的主要特征及事物各部分間的相互關系。小學生的注意力不穩定、不持久，主要由自己的興趣支配。小學生的記憶主要以具體形象識記、無意識記和機械識記為主。

2.2 想象、思維的特點

低年級的小學生，想象具有模仿、簡單再現和直觀、具體的特點；中高年級的小學生對具體形象的依賴性會越來越小，創造性想象開始發展起來。小學生的思維從以具體形象思維為主，逐步向以抽象邏輯思維為主過渡，但他們的抽象邏輯思維在很大程度上仍是直接與感性認識和直接經驗相聯系的。

2.3 情感的特點

隨著年齡的增長，小學生的情感逐漸變得更加穩定、豐富、深刻。低年級小學生雖然能初步控制自己的情感，但是還常有不穩定的現象；到了高年級，他們的情感更為穩定，希望獲得他人尊重的需要日益強烈。

2.4 意志的特點

小學生的身體發育很快，他們精力旺盛、活潑好動，但是自制力不強，意志力較差，遇事容易沖動；意志活動的自覺性和持久性都比較差，在完成學習任務時，常靠外部的壓力，而不是靠自覺的行動。

2.5 性格的特點

小學生的自我意識在不斷發展，自我評價的能力也不斷增長。隨著年齡和見識的增長，他們不再完全依靠教師的評價來估計自己，而是能夠把自己與別人的行為進行對照，獨立地做出評價。

3 小學交互式多媒體課件的設計

在設計交互式多媒體課件時，要依照上述的小學生認知特點和教育規律來科學地進行，主要注意以下幾個方面。

3.1 課件設計要定位于輔助教學和促進教學

在設計交互式多媒體課件時，課件內容和課件的組織形式要依據教學目標和課程標準的要求來制定，要選擇教學所需要的圖片、動畫、視頻和音頻等素材；在設計教學方法和教學策略時，要充分考慮學生的實際水平和認知特點，既要有利于教師的教，又要有利于學生的學。

3.2 創設良好的教學情境

優秀的多媒體課件應當能激發學習者的學習興趣，產生求知欲望。因此，在設計交互式多媒體課件時，應當科學地創設教學情境，使抽象的內容形象化，來調動學生的積極性。一般在課件設計時可以通過故事導入、意境導入、音樂導入和游戲導入等交互來創設教學情境，在教學過程中還可以通過提問，觀察演示、組織討論、聯系實際和實物刺激等方法來創設教學情境。某公司開發的“悟空學英語”多媒體教學軟件中有個“看單詞找圖片”功能，創設了良好的游戲情境，學習者看到出現的英語單詞后，只要點擊與該單詞含義一致的圖片，就能在斷橋上架上一塊木板，幫助兩只小雞順利過橋，使學習者在玩游戲的過程中快樂地學英語。

3.3 科學地整合學習資源

整合學習資源可以更好地支持學習者學習，因此在設計交互式多媒體課件時，除了提供基本的學習資源外，還要提供一些用于拓寬加深知識的學習資源，提供與學習資源相融合的輔助工具等。但是要注意提供的資源要與教學主題和教學目標緊密聯系，難易度要合適。

3.4 提供學習評價與反饋功能

為了讓學習者了解自己的學習情況，在課件設計時要提供評價和反饋功能，使學習者及時了解自己的學習效果，以便調整學習進度和學習策略。例如：根據學習者在課件中做習題測試的得分和學習過程的記錄來了解學習者學習情況，通過留言板中的提問內容來了解學習者沒有理解掌握的知識點，以便教師在后續教學中及時調整教學策略。

3.5 注重課件的交互性

課件的交互方式主要有兩種：一個是學習者與課件之間的交互，即人機交互方式；另一個是教師與學習者、學習者與學習者之間的交流，即人人交互方式。因在互動式多媒體課件設計制作過程中，要采用相關技術來實現這兩種交互方式。人機交互一般用Flash或Authorware等課件制作軟件結合腳本編程來實現；人人交互一般以留言板或聊天室的形式呈現，要通過Web編程技術結合數據庫技術來實現。

3.6 提供適當的幫助信息

為了讓教師和學習者能正確方便地使用課件，在制作課件時應當提供對課件的使用說明和遇到疑難問題時提供幫助信息。課件使用說明可以通過在課件首頁中設置幫助按鈕或圖標來實現，在學習過程中遇到的問題則應當根據學習者具體的情形和需求來提供相關幫助信息。

4 結束語

由于課題組研究和實踐的時間有限，對于小學交互式多媒體課件的設計闡述還不夠全面和深入，今后將繼續致力于互動式多媒體課件的研究與開發。同時也希望有更多的教育界專家和教育軟件公司加入這方面的研究，從而促進我國互動式多媒體課件質量的提升。

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21世紀的人類將面臨文明史上的又一次大飛躍——由工業化社會進入到信息化社會。信息技術的飛速發展，既為我們帶來新的機遇，也使我們面臨新的挑戰。對人才的全新要求，人才培養教育體系必須進行改革。

教育體系的革新首先遇到課程發展的創新問題。從社會學的角度來看，課程的目的一是要保持和繼承人類文化遺產，二是要發展人類文明，課程問題在任何一個教育體系中都居于中心地位、實力地位。因為教育的目標必須依靠一定的內容安排來體現，教學方法、教學組織形式等，都是受內容決定并為它服務的。教學的質量、水平和評價的標準，也主要看教學內容實現得怎樣，縱觀不同時期的教學改革，課程問題始終是關注的中心。

決定課程的關鍵因素有四個：知識、社會要求、社會條件和學生特點。所謂知識，代表一定時期國際范圍內科學知識的總和，即人類積累的歷史經驗和科學技術的總和。課程要解決的第一個問題，就是從這些知識中選擇什么，因此，它是影響課程的最基本的前提。社會要求是指社會生產活動對人素質的要求，這種要求的差別，決定了人們從知識庫中進行不同的選擇，從而形成特定的課程，可以說，社會要求是影響課程的決定性因素。社會條件則是社會科學技術及物質生產水平的總稱，它為課程的設計與實施提供物質與技術基礎，它是決定課程物質形態的基礎；學生特點主要指學生的認知特點、認知水平和學習動機等諸多因素，如擅長文藝和擅長邏輯推理的學生就應開設不同的學科課程。

現代信息技術的飛速發展，對上述決定課程的四個關鍵因素都產生了沖擊性的影響。

1．信息時代的知識爆炸，客觀要求課程要從傳授知識為主轉變為培養學習與應用能力為主。

信息時代知識量急劇膨脹，知識更新過程空前加快，出現了“知識爆炸”現象，這使得課程陷于尷尬的境地：一方面大量的新知識內容需要加入到課程，另一方面就是對課程內容過多過難、學生負擔加重的批評越來越嚴歷。課程展開的時間是有限的，我們不可能無限延長學習者的學習時間，但科技的飛速發展和社會進步所帶來的知識信息急劇增加，又是課程研究者必須正視的現象。解決這個問題根本出路在于變革“課程是繼承人類經驗知識精華”這個基本觀點，即學習過程是一種單純繼承性的觀點。課程應該在傳授一些基礎性知識的同時，注重創新性和適應性能力的培養。對受教育者來說，最重要的是學會學習，具備進行終身學習的動機和再學習的能力，也就是具備自我更新知識結構的能力。課程的主要目標要從傳授知識轉向培養學習技能與方法。當然，學習技能的獲得，要在學習知識的過程中實現，課程不可能不傳授知識，但要轉到傳授知識和培養學習技能并重的模式上來。設計課程時，不應只是設計課程的內容（教材教學計劃等），更應該設計豐富的教學活動和教學資源，學習技能就隱含在這些教學活動與教學資源之中。

2．信息技術對社會生活形態的深刻變革，要求課程培養信息社會的文化基礎——信息能力。

信息社會經濟發展越來越依賴于基于知識的信息產業，信息社會的經濟是以知識信息為基礎的知識經濟。知識經濟的發展在世界范圍只是初見端倪，而在美國等發達國家，已經看到知識經濟的曙光。據統計，目前“世界聯合組織”主要成員國國內生產總值的50%以上來自以知識為基礎的信息產業。基于知識的信息產業是競爭最激烈、變化最急劇的產業，在這一領域內，哪怕對知識與信息的獲取與利用只領先或落后幾個星期、幾天、甚至幾個小時，都足以使一個企業成為暴發戶或面臨破產。

知識經濟時代的知識，是通過對大量復雜信息進行加工分析、存儲和利用而得到的（通過對信息的分析，綜合提煉、加工就可成為知識，所以信息與知識密切相關）。顯然，信息社會的新型人材必須具備很強的信息獲取、信息分析和信息加工能力，它不僅是信息社會經濟發展對新型人材提出的基本要求，也是生活在信息時代的現代人所必需具備的文化基礎之一。人類生活已越來越離不開數字化、信息化，信息化決定我們的生存，這已是不爭的事實。正象著名的未來學家尼葛洛龐帝在《數字化生存》一書中所指出的，“數字不再是只和計算有關，它決定我們的生存。”因此，信息方面的知識與能力，已和體現傳統文化基礎的“讀、寫、算”方面的知識與能力同等重要，共同構成信息社會的文化基礎。課程必須適應這種文化基礎的變更，將信息能力的培養納入各種層次的課程范圍。

3．信息技術為課程的設計與實施提供了前所末有的手段，促使實施個性化課程成為可能。

信息技術為課程的設計與實施提供了前所末有的手段，它大大拓展了課程設計和開發的范圍。傳統意義上的一門課程，就是一本教學大綱（含教學計劃）和一本教材，課程實施過程就是教師按照課程計劃講授教材內容。現代信息技術解決了超大信息量的記錄、存儲、傳輸、顯示和加工等問題，為課程內容的編制、課程的實施提供了嶄新的理念和技術。現代課程，除了有教學大綱和教學計劃外，還包括以信息技術為基礎的學習資源、教學資源、教學工具等。如智能化才CAI/CAL教學軟件、自動考核與評價系統、視聽教學媒體以及仿真實驗等等。在課程實施時，教師可充分利用課程所配備的資源，組織實施更為靈活、高效的教學過程，改變傳統的“滿堂灌”的教學模式，實現以學生為中心或雙主模式的教學，充分調動學生的積極性，培養學生的創新能力與學習能力。

其次，信息技術使得實施個性化課程成為可能。學校課程如何適應學生個性發展的要求，一直是困擾課程研究者的問題之一。個性化包括兩個層次，一是學科課程的個性化，即不同的學生對同一課程有不同的要求。二是課程結構的個性化，即不同的個體需要選修不同的課程。個性發展意味著強調個別和區別，這與工業社會的大規模批量生產模式是相違背的。工業社會的教育，強調數量，強調統一。教師由于精力有限，無法顧及個別差異，學生被抽象為一個同質的群體，這與工業社會的生產模式相對應。信息社會則強調“以人為本”的教育，它將學生還原為“自我”，而不是強求與他人的“統一”。個性化最重要的條件是給予學生選擇的機會與權利，信息技術正是在這個意義上可以滿足學習者的個性化。全球化的網絡課程，為學習者提供了無數可以選擇的機會，學習者可以通過國際互聯網絡跨學校、跨地區，甚至跨國界尋找適合自己獨特個性發展的課程，從根本上解決了傳統個性化課程無法大規模實施這一問題。

4．信息時代賦予人類的“信息型的認識結構”，客觀要求課程的組織形式、實施方法和手段要符合信息技術的要求。

人類在改造自然中形成社會，并在改造自然中不斷進化。現代的人類，無論是在生理結構還是在心理、智力結構上，都與古代人類有著顯著的不同，這說明人類在改造自然的同時，自然也同樣在改造人類，人類社會發展必然導致人類自身的變化和發展。在我們現代人想當然的事情，恐怕古代最具智慧的人做夢也無法想象，每一時代的基本特征，都鮮明地烙在這個時代的人腦中。同樣，信息時代同樣會對這個時代的人們的觀點、思維方式、知識結構、行為方式都會打上“信息”的標簽。當代信息技術不僅會對人類的經濟基礎產生翻天覆地的影響，而且會對人類的文化基礎乃至生存方式帶來不可估量的影響，人類文化基礎的裂變，必然會導致建立在文化基礎之上的知識結構，思維方式、行為方式的大裂變，雖然這種裂變后的形態目前還不明朗，但不可否認，它正在裂變之中。學生的心理與認識特點，是影響課程的重要因素之一。信息時代的學生具備了“信息”型認識結構，必然要求的課程無論是在結構內容上，還是表現形式、實施手段上，都要進行全面的改革，使之符合“信息”型認識結構的客觀需要。

綜上所述，信息技術對決定課程的四個基本要素都產生了沖擊性的影響，它要求課程發展要對課程目標、課程內容、課程結構到課程的實施方法手段等，實施全面的變革。當前教育界迫切呼喚信息技術環境下的新課程理論、課程設計新模式的出現。構建這種全新課程理論與課程設計模式，現代教育技術具有至關重要的意義。這不僅是因為信息社會的文化基礎包含信息方面的知識與能力，而信息方面知識與能力的培養顯然有賴于現代化的教育技術手段，而且還因為各個學科(不管是大學、中學還是小學的學科)及其教學的深化改革都離不開教育技術理論的指導和以計算機為基礎的教學環境的支持。

二、信息技術環境下的課程設計新模式

長期以來，我們國家的課程改革和課程設計研究，，主要是在宏觀層面上做工作，重點在于各學科之間的結構關系調整、教學目標的調整以及學科教學內容的調整，偏向于教育哲學和教學論方向。至于如何實施、使用何種教學模式以及為達到教學目標需要設計開發那些學習資源，則往往被忽視，其結果是學科教師采用傳統的方法和手段處理新的課程計劃，課程實施無法達到預期目標。因此，我們認為，現代課程設計不但要在宏觀方面做工作（這很重要，但只是少數人的事情），而且應該加強微觀層面上的設計與開發。進行課程學習資源與教學模式的設計開發，我們稱其為狹義上的課程設計，它是在既定的課程目標框架內，在特定的教育與學習理論指導下，確定教學目標與教學計劃、選取與組織教學內容、設計課程實施（教學）模式和課程評價的過程，這是廣大教師可以參與的工作。

我們在《計算機信息技術基礎》課程設計和教學現代化研究實踐的基礎上，總結在信息技術環境下的課程設計新模式。

該模式的核心內容有三條：一是提出一些課程設計的指導原則（Principle）；二是指明在信息高技術環境下課程設計的主要內容（Content），以及這些內容所應具備的主要特征；三是給出課程設計過程的動態結構（Process）。我們將這個模式稱之為PCP模式。

1、指導原則

指導原則是整個課程設計過程中的指導思想，它貫穿在課程設計過程中的每一個環節。

（1）一體化原則

指課程設計要采用系統的觀點，綜合考慮課程的各個要素，重視各要素之間相互聯系與制約，切忌片面考慮某一個要素。不僅要重視教學內容的建設，而且要重視學習資源、教學手段、教學方法與教學模式的建設。具體說，一體化原則有三層含義：教學要素的一體化、教學過程的一體化和媒體組合的一體化。

教學要素的一體化：傳統的教學系統由教師、學生和教學內容構成，教師通過向學生講授教學內容來達到知識傳遞的目的。

顯然這是一種相對松散耦合的模式，它們之間相互聯系的途徑有：傳授、接受和人際交流，代表了教學活動的基本形式。現代教學環境則要加入一種新的要素——教學媒體（圖3）。教學媒體的介入，對教學內容來說，它是一種表現工具，可以實現更優化的內容表現；對于教師而言，它是一種教學組織與實施的工具，可代替教師作很多常規的工作；對于學生，它則是一個認知工具，不僅可以幫助獲取知識，而且可以幫助發展認知能力。教學媒體的這三種主要作用，使得教學系統由松散耦合變成一種緊耦合系統，大大提高了各要素之間相互作用、相互聯系的頻率和強度，極大地提高了系統內部信息傳遞和轉化的效率，有利于從整體上提高教學系統的質量。

現代教學媒體的介入，使得教學系統的基本要素及它們之間的關系發生了一些質的變化，它必將引發深層次上的教學模式改革，而教學模式的改變，必然觸動教育思想、教學觀念、教與學的理論等根本性的問題（何克抗，1998）。這是一種發展的趨勢和潮流。課程設計一定要適應這種趨勢，綜合考慮教學系統的四個基本要素。

教學過程的一體化：教學活動中最主要的環節包括三個方面：教師的教學（傳授或指導）、學生的學習（接受知識傳授或主動學習）、教學診斷與評價。其中，教學診斷與評價在教學過程中起著重要的作用，它是教師了解學生學習狀況、實施因材施教的基本依據，也是學生自我認識、自我評價的依據，可以說，缺乏診斷與評價的教學過程是不完整的。因此，課程設計，要將教學評價與診斷放在重要的位置。

媒體組合的一體化：每一種媒體都有其獨特的優勢，也有它的局限性，這就客觀要求課程設計應開發多種教學媒體，并提高資源（媒體）的優化組合水平。要避免單一的媒體建設，以偏概全。應該指出，在現階段，文字教材仍是主媒體，它是聯系其它媒體的鈕帶，因此，提高文字教材的質量尤為重要。

（2）信息高技術優化原則

教育從本質上說，是一個知識傳遞與獲取的過程，在現代課程設計中，我們不僅可以利用以多媒體、網絡通信、人工智能為代表的信息高技術來簡化、優化這種信息傳遞與獲取過程，而且，在信息高技術學習環境的支持下，有利于調動學生的主動性、積極性和創造性，有利于發揮學生的認知主體作用，例如，超文本、超鏈接特性和網絡特性的融合，有利于實現能培養創新精神并促進信息能力發展的發現式學習。有利于創新能力和信息能力的培養。我們認為，多媒體技術、網絡通信技術、人工智能、認知學習理論和教育測量理論（我們將后兩種視為廣義上的技術）將在課程設計中起重要作用。而且，這些技術明顯表現出相互融合、相互交叉、相互補充的綜合應用趨勢。目前，這種綜合應用有兩種發展趨勢：一是綜合多媒體及人工智能技術的智能學習系統；二是綜合網絡通信、多媒體、人工智能、教育測量等技術基于網絡環境適應性學習系統；它們都以認知學習理論作為理論基礎。

（3）以學生為中心原則

課程設計要圍繞著學生這一核心要素來進行，設計開發的資源和媒體產品，要以優化學習過程、促進學生認知的獲得為最終目標，而不僅僅為了方便教師的教學活動。以學生為中心的課程設計，就是要在既定的教學目標框架內設計出學生真正需要的學習資源與學習環境，在具體的設計過程中，要充分考慮學生的原有知識水平、能力水平、認知水平、認知風格和認知特點，設計開發的學習資源，要能夠充分發揮學生認知主體的作用，支持學生的自主學習和協作式探索。為此，客觀要求課程設計具體內容發生質的轉變，不僅是傳統的教材建設，還要進行學習資源的設計與開發，強調用各種信息資源來支持“學”（而不只是支持“教”）。當然，以學生為中心的設計原則并不是要否定教師的作用，而在于扭轉傳統課程設計過分強調以教師為中心、忽視學生這個認知主體的傾向。

（4）能力素質培養原則

在課程設計中，不僅要著眼于知識的傳授和傳遞，更重要的是運用知識解決具體問題的能力培養，要注重學生思維品質的形成和認知技能的發展。現代社會的知識內容更新換代十分迅速，學校教育相對于學科的發展有一定的滯后性，這是世界范圍的教育所面臨的共同問題，解決的根本途徑只有一條，就是培養學生獨立自主的學習能力，加強學科思維品質與思維素質的培養，注重基本理論與基本方法的教學。某門具體的學科，盡管其具體的知識可能更新換代很快，但學科的基本思想、基本方法是相對穩定的，如果學生具備良好的思維素質，就能在解決實際問題的過程中，快速學習新知識，接受新的思想，從而以靈活的方式解決實際問題。注重知識結構、思維品質以及學科基本方法的學習，對于一些工程技術類的課程尤其重要，比如《計算機信息技術基礎》這門課程，其知識內容發展非常迅速，基本是一年一個樣。但仔細考察這種發展歷程，就可以覺察到學科本質上的東西并沒有發生質的突破，對于這些表面上的變化，具有良好思維品質的人，都能十分迅速地適應。比如文字處理軟件的版本，一年一個樣，但它的基本概念和基本技能都是穩定不變的，編輯技巧幾乎都有粘貼、復制、和查找替換功能，盡管具體操作命令或快捷方式不同，但只要在一種軟件中理解了它們的概念并學會了操作，而學習使用在另外的軟件就非常容易，阻力不在于各種軟件的復雜，而在于學習者沒有良好的思維品質，形成了安于現狀的惰性思維，不敢也不愿去嘗試新的東西。創新意識、敢于接受新思想和新事物，才是教育要培養的能力中心。

2．課程設計的主要內容

以學習資源為中心的課程設計，要優先重點建設四個方面的內容：

（1）教學大綱

教學大綱是以綱要的形式規定學科的內容、體系和范圍，它規定課程的教學目標和實質性內容，是編寫教科書的直接依據，也是檢查教學質量的尺度，對教學工作具有直接的指導意義。教學大綱一般由以下幾個部份構成：說明：扼要介紹本學科的目的和任務，選材的主要依據，以及對教學與學習的原則性建議；本文：列出按層次結構的知識點條目（一般是編章節目），知識點的簡要說明、教學要求、教學時數、教學活動及其時間說明；實施要求：列出編寫教材的參考書目，教學環境要求，教學儀器設備，輔助教學手段、說明等等。

教學大綱的編寫應注意體現科學性、思想性、基礎性、系統性等原則。

（2）教學內容

教材及配套的練習冊：教材是教學內容的文字描述，教材內容的選擇要考慮三個因素：一是學習者需求；二是學科發展狀態；三是社會需求。教材不是教學內容的簡單堆切，而是教學內容有的機組合，它把一門學科的基本概念、基本原理和基本技能提煉出來，并形成一個具有邏輯性、系統性的知識系統，從而有利于知識的理解與遷移；練習冊是選定教學內容后，診斷與鞏固教學內容測驗試題的集合，它是教材的重要組成部份。

實驗、實驗環境與實驗手冊：對于一些要求技能培養目標的課程來說，實驗是必不可少的。設計實驗時，要注意實踐性和可行性，實踐性是指實驗在理論指導下，通過具體的操作步驟，可達到預期結果；可行性是指實驗科的條件不能太高，要能在實際教學過程中實施。實驗手冊是對實驗的說明，一般有實驗目標、實驗環境、預備知識、實驗步驟、實驗報告、思考與練習等幾大部分。

（3）學習資源

作為一門課程，它應提供一系列各具特色、相互支持和相互補充的學習資源，如視聽教學媒體、CAI課件、考核與評價系統、網上教學系統，虛擬實驗室等。我們認為，現代課程應提供的學習資源主要有：

多媒體輔助教學軟件：多媒體技術具有交互性、媒體集成性、超文本結構的信息組織等特點。其中媒體集成性可采用多種媒體形式表現教學內容，依靠多種感官刺激，提高認知深度和認知效率；交互性能夠有效地激發學習興趣，有利于學生認知主體作用的發揮；而超文本特性可實現對教學信息最有效的組織與管理。教學軟件的設計要自覺運用教學設計的理論與方法。

操練與練習軟件：對于一些機械性的知識內容（如背單詞），操練與練習可以提高記憶的效率。提供真實或仿真的操作環境進行實際操作，也是形成和提高操作技能的重要手段。操練與練習容易使學生產生厭倦感和疲勞感，如何在這類軟件中引進趣味性和認知心理規律，是值得重點考慮的問題之一。

探索與發現式情景教學軟件：一般來說，教學內容是對現實生活高度抽象和高度簡化而得出的基礎知識、基本理論和基本技能，這些內容對引導學生進入學科是非常重要的，但容易造成所學知識與現實生活脫節，學生難以完成所學知識內容到解決現實問題的轉化工作，這導致了許多教育家的批評，他們建議：教學要回到社會生活中，讓學生在解決實際問題中學習知識和發展能力。借助于計算機技術創設虛擬仿真環境，讓學生在情景空間中探索、發現，這對高級學習能力的培養，有很大的幫助。探索式學習軟件的設計關鍵在于四點：情景問題、幫助、反饋，要設計出真正體現教學目標、教學內容并且有意義情景問題，同時提供相應的幫助和反饋，以提高學習效率，并避免產生過強的挫折感。

視聽教學媒體：對知識的總結、提煉和系統化，是學生自主學習不容易做到的，而且，知識能力水平較低的學生，傳授式的教學往往比自主學習更有效率。因此，在現代教學環境中，視聽教學媒體仍然很重要。但在設計制作這類媒體時，要避免傳統傳授知識的傾向，把重點放在知識的提煉、升華和系統化，以及解決學科的難點和重點問題。

無紙化考試系統：診斷與評價是教學過程的核心活動之一，它可以提供大量教與學的過程信息，這些信息是優化教學系統的基本依據。信息技術環境下的課程設計，診斷與評價自動化是一項重要內容。在設計開發無紙化考試系統時應注意：題庫及其管理系統的建立，建設題庫要避免簡單化傾向，題庫設計要嚴格遵循相關的教育測量理論，并保證試題數據的質量；要重視組卷算法及實現技術的研究與開發。利用計算機實現無紙化考試，收集學生反饋信息變得簡單、自然，也為測試的內容形式、測試方法帶來全新內容；由于考試主要功能仍是評價，因此，無紙化考試系統同樣要納入教學部門的管理框架，通過分析考試信息指導教學工作。

網絡教學系統：計算機網絡技術的飛速發展，為教育信息的傳遞與交流帶來了前所未有的便利，它將對學習系統各要素之間的關系、學習模式帶來一些深刻的變化。首先，它為師生之間的交流和反饋，提供了一種新的方式和新的手段，它不受時間、地域的限制且具有雙向性，遠距離教育由于師生分離帶來的教學信息缺乏反饋和雙向交流的問題，可望從根本上得到解決。其次，通信促進了協作學習模式的發展，它可為多個學習者提供對同一問題多種不同觀點進行觀察、比較和分析綜合的機會，以便集思廣益，這不僅對問題的深化理解和知識掌握大有裨益，而且對高級認知能力的發展、合作精神的培養和良好的人際關系的形成，也有明顯的促進作用。在設計網絡教學系統時，要注意體現如下基本特點：為師生間的交流與溝通提供最為便利的手段；支持多種學習策略的選擇（傳授式、探索式、協作式）；根據不同學生的認知特點，提供最適合個別學生的學習內容，實現適應性內容呈獻和適應性導航。

應該指出，并不是所有的學科都需要設計上述所有內容，要根據具體課程的特點，以及具體的教育形式，有所取舍和側重。

（4）教學模式

教學模式是指在一定的教育思想、教學理論和學習理論指導下，由教師、學生、教學內容、教學媒體四個要素相互聯系、相互作用而形成的教學活動進程的穩定結構形式，它是整個教學系統在教學活動進程中的動態特性和整體綜合特性的反應。在課程設計過程中，要根據課程的特點，設計多種不同的教學模式，以便在教學過程中組織實施。根據教學系統中四個基本要素之間的關系，可以將教學模式大致劃分為三種：教師中心模式、學生中心模式和雙主模式，它們各有自己的特點和優勢，也有其局限性，課程設計的任務之一就是要根據課程的特點，將教學模式具體化。

每種教學模式都有具體的細化教學（學習）策略。在確定教學模式的同時，需要確定將模式具體化的教學策略，并在教學過程中展開。主要教學與學習策略有：教練策略、建模策略、支架與淡出策略、反思策略、合作學習策略、小組評價策略、拋錨策略、學徒策略、十字交叉形策略，自我反饋策略等等。

3、PCP課程設計模式的動態結構

課程設計是一項系統工程，它具有比較穩定的結構，但在這種結構之下的具體工作則是變化的、動態的，對于課程設計這種結構性和動態性的把握，有助于更好地實施課程設計。PCP課程設計過程模式如圖4所示。該模式可用三句話來概括：三個層次的分析，四項內容設計，五個過程階段。

圖4PCP課程設計模式過程結構

三個層次的分析是指宏觀層次的目標分析、微觀層次的策略分析、主體層次的學生分析。目標分析主要是分析本門課程的教育層次、教育任務、教育目標以及教育目標的具體化，其理論基礎是：教育學理論、課程理論、教育目標分類理論。策略分析是指本門學科的知識與能力結構分析和教學媒體特征分析，并以此為依據組織教學內容和設計學習資源，其理論基礎是知識結構理論、教育傳播學和教育技術學；學生主體分析是指分析學生原有知識水平、能力結構、認知風格與特點、情感特征等多種因素，它是教學內容選擇、學習資源設計、教學模式確立的根本依據，具有極其重要的地位，關系到課程設計的成功與失敗，這也是PCP模式與傳統課程設計模式的重要區別之一。

四項內容設計指課程設計主要有四大類產品：教學目標與教學計劃、教學內容、學習資源、教學模式，這在前面已經作了介紹，在此不再詳述。

五個過程階段是指課程設計要經歷課程目標的確立、教學內容的組織與選擇、學習資源的設計、教學模式的設計、課程設計的形成性評價五個階段，這五個過程階段的工作內容以及參與人員都有比較明顯的差異，它們基本上呈獻順序漸進的結構模式，若在設計過程中，打破了這種順序結構，盡管有可能會提高效率，但容易引起管理上混亂。

三、信息技術環境下課程設計實踐

從1997年下半年開始，我們組織實施了《計算機信息技術基礎》課程建設及教學現代化研究項目。按照“四化”（指教學思想、教學內容、教學手段和考核手段現代化）的要求，研究開發了該課程的“五個一”，即一本文字教材、一套計算機輔助教學軟件（2張光盤）、一套網上教學系統、一套教學VCD（4張光盤）和一套無紙化考試系統（含題庫及其管理系統）。這些成果分別以圖書、光盤和磁盤等媒體形式在科學出版社出版發行。

該項目在以下幾個方面有突破和創新：

1．在測試考核自動化，特別是Windows環境下的操作型考題的自動閱卷方面取得突破性進展，成功實現了操作過程的自動跟蹤與分析。自動閱卷時既判結果是否正確，也看過程，解決了計算機復雜操作過程的多級評分問題。以此為基礎，推出了一套完整的計算機基礎教育無紙化考試系統，它由題庫與組卷、考生信息管理、聯機考試、自動閱卷和成績統計分析等五個子系統組成，實現了從考生報名、組卷、測試、評閱到數據分析全過程的自動化處理。

2．在計算機輔助教學軟件開發上有創新，解決了CAI軟件弱交互與弱反饋問題，可提供網絡運行環境仿真、交互式操作和實時評測。例如，學生學完某部分內容后，可在真實的操作環境下進行實際操作，CAI軟件自動跟蹤操作過程和結果，進行實時評測并給出實時反饋信息，指導學生自主學習，讓學生在解決問題過程中實現對知識體系的建構。這將對學習資源設計產生重要影響。

3．在基于Internet網絡平臺的適應性學習系統研究與實踐方面取得新進展，提出了適應性學習系統的結構模型并進行了實驗研究。其中網絡答疑系統和基于WEB的聯機測試系統已在試用。綜合應用超文本技術、網上動畫技術和網絡數據庫技術開發的網上教學系統，已接近實用化水平。

該項目研究具有重大的實踐意義。從狹義上看，它實現了計算機基礎教育的現代化；從廣義上看，推廣應用信息技術環境下的課程設計新模式，對推進教育改革、提高課程建設質量、加快教學現代化進程以及發展教育技術產業，都具有重要意義。

四、主要參考文獻

[1]何克抗，《論現代教育技術與教育深化改革——關于ME命題的論證》，98內地與香港教育技術學術研討會大會特邀報告；

[2]鐘啟泉，《課程設計基礎》，山東教育出版社，1998年；

[3]王策三，《教學論稿》，人民教育出版社，1985年；

[4]CharlesD.Miller，ED.D，《TechnologyBasedDistanceLearning:PresentandFutureDirectionsinBusinessandEducation》，Vol.22(3)191-204，1993-1994；

篇8

一、課程地位有明顯提高

高中信息技術課程標準納入到了基礎教育課程改革的總體系之中――將信息技術作為學習領域之一的技術領域中的一個科目，使信息技術與語文、數學等科目并列。而原有的課程綱要是單獨頒發施行的，只是強調“中學要將信息技術課程列入畢業考試科目”，實際上不少學校將其作為“副課”。

二、課程內容有較大的拓展和深化、體現了社會需求的變化與信息技術的新發展

通過與原課程綱要的對比分析可以看出，高中信息技術課程標準中的課程內容進行了如下調整：

拓展與深化部分：“信息技術基礎”、“算法與程序設計”、“多媒體技術應用”、“網絡技術應用”、“數據管理技術”等五個模塊。

新增部分：“人工智能初步”模塊。

壓縮與淘汰部分：原課程綱要中的“文字處理的基本方法”、“操作系統簡介”、“計算機硬件結構與軟件系統”等3個“零起點”模塊在新課程標準中不再單獨列出，各學校可根據實際需要將其內容適當補入必修模塊“信息技術基礎”之中。

三、突出信息技術內容學習的過程性評價

倡導紙筆測驗和上機測驗相結合的多樣化評價，適當弱化評價的選拔與甄別功能。

四、強調“任務驅動”、“問題解決”教學策略的正確運用

新課程標準別強調從問題解決出發，讓學生親歷處理信息、開展交流、相互合作的過程。特別強調結合學生的生活和學習實際設計問題，讓學生在活動過程中掌握應用信息技術解決問題的思想和方法，同時鼓勵學生將所學的信息技術積極應用到生產、生活乃至技術革新等實踐活動中。

五、課程目標體系有變化

“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態度與價值觀”這三個層面的目標相互滲透、有機聯系，重心偏向注重學習過程，共同構建信息素養的培養，突出了培養鍛煉學生對信息獲取、加工、表達、交流與管理的能力；對信息及學習活動的過程、方法、結果進行評價的能力；發表觀點、交流思想、開展協作并解決學習和生活中實際問題的能力；遵守相關的倫理道德與法律法規，形成與信息社會相適應的價值觀和責任感。

新思想，新理念，新標準的學習中，不免有些問題心里還存有疑惑，不甚明了，與大家一起共勉。

1、“非零起點”

因為義務教育階段的信息技術課程標準尚未制定，高中信息技術課程標準不免成了“空中樓閣”，這就難免事實上還要從“零起點”去考慮問題。信息技術課和其它課不同，它需要電腦作為工具實現其自身的價值。城市和農村的學校在這方面有著很大的差異。比如，我校地處城鄉結合部，城市與農村學生在信息技術能力方面差異很大。城市的學生條件好，接觸電腦的時間早，學校大多從小學就開設了這門課程，而農村的學生，由于自身受到客觀條件的影響，對信息技術知之甚少，而高一信息技術教材是在繼承初中知識的基礎上編寫的，有許多計算機的基礎知識都不講了，那么必修模塊的教學在現有課時和現實條件下，如何實現因材施教，以學論教？這對信息技術教師的教學是一個挑戰。

2、教師能力

信息技術是一門日新月異發展很快的學習課目。新課程的實施對教師提出了更高、更廣闊的要求。上好這門課，需要教師在備課時比以前花更多的精力和時間，需要教師不斷地關注、學習和研究新知識、新問題。這種不斷學習的壓力和挑戰是巨大的；另一方面選修課存在很大的彈性，更需要授課教師不斷自我地學習、自我更新。僅僅依靠教師去摸索、嘗試，恐怕教改質量是要大打折扣的。快速提高信息技術教師能力怎么解決？

3、選修模塊

課改加大了選修分量，學生學習的自由度大了，老師講課的靈活性大了，的確容易激發起教學雙方的興趣。但是不同地區不同學校由于教育資源的差別，所能開出的選修課差別甚大。比如信息技術新課標雖然規定了5個選修系列，但是，每個系列的模塊怎樣進行教學設計？怎樣考核？老師按自己所長報出的選修課是否能夠滿足學生的要求？學生選擇老師時如果厚此而薄彼，學校該怎樣排課和協調？課改大大壓縮了必修課的課時，卻沒有減少內容含量。這與鞏固基礎的初衷有些矛盾。

4、評價方式

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論文關鍵詞：現代遠程教學;傳統教學;課程;教育模式

20世紀最后的十年里，通信技術的巨大進展已使世界上許多國家得到飛速發展。知識總量在以爆炸式的速度急劇增長，知識像產品一樣頻繁更新換代。據聯合國教科文組織的統計:人類近30年來所積累的科學知識，占有史以來積累的科學知識總量的90%，而在此之前的幾千年中所積累的科學知識只占10%，英國技術預測專家詹姆斯·馬丁的測算結果也表明了同樣的趨勢。信息技術的發展對教育目的、教育觀念產生很大沖擊。21世紀的信息社會對教育的培養目標提出新的要求:培養目標是德智體全面發展的、具有創新能力和信息處理能力(包括信息獲取能力、分析能力與加工能力)的新型人材向學生灌輸大量的書本知識不再是培養的重點，教會學生怎樣學習，培養學生自我獲取知識與分析問題、解決問題的能力成為當前教育培養目標的重點。由教師為中心的教育模式向教師主導、學生主體的雙主模式轉變。與“知識爆炸”和知識迅速更新換代的發展趨勢相適，應確保有較高的教學質量與教學效率;培養方法需要靈活多樣，減少時間、空間和地域的限制，可以滿足終身教育、全民教育的需求。傳統的課堂教學模式中，教師是知識的權威，信息的傳遞主要是教師到學生的單向傳遞，這已不能滿足目前社會教育發展理念和實踐的需要。計算機技術的普及和網絡技術的迅速發展并很快被社會各行業所接受、利用為進行網絡教育提供了技術基礎，并對實現教育模式的突破提供了最佳契機。通過網絡媒體，學習者不再局限于課堂這一特定的空間，可以隨時隨地進行學習。我們先來回顧一下傳統教學的基本模式。

一、傳統教學的模式及其優缺點

1)時間、地域上的限制。學生只能在特定的時間獲取知識。這也就制約許多在職人員學習的機會他們在業余時間想學習時學校已經關門放學了。學生也只能到規定的地點才可以聽課，缺乏靈活性，將大批希望接受教育的人群拒之門外。雖然函授和電大等遠程教育形式不斷補充進來，但仍然無法滿足人們不斷提高和完善自己的需要。

2)以教師為中心，單向傳授為主要的知識傳播模式。教師是傳統模式的主體，教師決定了學習內容、學習進程，甚至決定了學生該怎么學。這限制了學生的積極參與到教學活動中來，影響了學生主動性的發揮。有些優秀教師會注意到學生的反饋信息對自己教學進行適當調整，但這也是微乎其微的。這樣的教學模式不利于培養學生的發散性思維、批判性思維和創造性思維，不利于創新能力的形成和創造型人材的成長。在傳統教學模式下學生缺乏主動探索、主動發現的學習資源環境，學生獲取信息、分析、加工信息的能力的培養更無從談起。

3)很難做到“因材施教”。教師的任務非常繁忙，沒有足夠的時間和精力對每個學生的學習風格和興趣愛好進行分析，無法使每個學生都獲得發展， 是精英教育。

4)投資龐大、效益不高。不能適應終身教育、全民教育的需求。

二、網絡教育的飛速發展

1.現代遠程教學的模式及優勢

A.計算機的出現是人類文明進步史中一次巨大的飛躍，它引起了現代技術的革命，同時，也促進了現代教育的改革。伴隨著信息技術在計算機、通訊和視聽設備方面的應用和發展，信息技術工具的進步，一種基于網絡的教育形式出現了。網絡教育沒有時間和地域的限制，學生決定自己要學什么、怎么學，以及學習進度和時間安排。對于網絡學習模式和實踐的探索成為現代信息化教育的一個熱點。在清華、北郵、浙大、湖南大學之后，某些高校也嘗試提供網上的學歷課程，提供給學生另一種學習的途徑。同時面向中小學生的聯想網校、101網校、萬恒遠程教育網等等也相繼成立，輔助學習者的學習并提供一個老師、學生和家長交流的空間。

與傳統的教育相比，網絡教育的優勢是不言而喻的。遠程教學無時間、地域限制，學習者可以在任何時間去查閱自己需要的資料;集語音、圖像、數據于一體的交互式教學模式可以充分發揮學習者主動探索的精神，培養學生的發散思維;遠程教學可在很大程度上解決跨區域師資優化組合分配，實現資源共享。這無論在教案準備上，還是在學生教師討論、答疑、案例分析(Case Study)上均具有極強的優勢;遠程教學豐富的教學資源和教學環境使學習者可按自己的學習風格選擇適合的學習方式;反饋方便快捷，能及時解決學習者遇到的問題。遠程教學使終身教育和繼續教育更為現實。

2.遠程教學還有待于進一步發展和完善

目前，網絡教育中最大的不足就是優秀網絡教育軟件的缺乏。許多網絡課程僅僅是書本的翻版，沒有體現出網絡媒體的特點和優勢。許多課程的設計對于教育軟件中應包含的教育思想考慮較少，軟件固然生動精美，教育效率卻不高。現代的教育軟件設計思想應是由學生向計算機提出問題，通過學生與計算機的之間的交互作用，去探索和求解問題。這樣的軟件可以適應不同學習程度學生的要求，增強他們的學習興趣和參與性。目前的教育軟件仍然主要停留在傳播知識和訓練能力上，由計算機向學生提出問題，學生回答，然后計算機再進行判斷和提示。這并沒有使學習者的主動性得到發揮，是基于行為主義的程序教學模式。

不良的計算機交互對學生的思維會產生消減作用。網絡課程采用非線性的結構符合人類聯想思維，便于閱讀、瀏覽、查詢，利于學生發散思維和學習興趣的培養，但如沒有合適的導航措施，學習者面臨信息的涌現而無從選擇，容易造成信息海洋中的迷航現象。同時，這也不利于學生形成一個整體的認識，不能從宏觀上把握知識，難以構建合理的、條理清晰的知識構架。筆者認為，網絡課程應具有智能化的導航策略:導航策略統一，易學，符合人類思維特點，知識點之間的聯系以及各部分之間的跳轉要符合學習者的認知方式;可以根據學生當前的知識基礎和水平，向學生建議一條或幾條繼續瀏覽或查詢的路徑;能替學生查閱有關資料;在學生遇到困難是能對他進行幫助和指導。

網上教育的評估系統還不完善。在參加學習、完成作業和測驗中可能有替代行為和欺騙行為。網上教育給學習者很大的自由選擇空間，可以按照自己的學習習慣進行學習，但這也要求學習者具有一定的學習能力和自我約束的能力。

網絡安全性問題也是阻礙網上教育發展的重要因素。網上信息資源豐富，但同時也存在許多負面信息，信息接收者由于缺少鑒別能力和自我保護意識，接受了一些負面信息而引起不良反映。

三、網絡教育的發展及與傳統課程的融合

即使網絡教育存在著這樣那樣的缺點，但它對于信息社會人才培養提供了新的途徑，彌補了傳統教學的不足。多媒體技術和通訊技術的不斷發展、創新促進了網絡教育的飛速發展。帶寬傳輸問題正不斷得以解決，這為實現真正意義上的全方位遠程網絡多媒體教育提供了物理基礎。尤其是人工智能(Atr ificial Intel igence)和虛擬現實技術(Virt ualReality)的發展為網絡教育提供了新的前景。現代遠程教學提倡生動活潑的教學方式，使學習成為樂趣。網上教學通過動畫、圖形、影像、聲音等多種信息媒體，取代粉筆、黑板、講授這一傳統的教學模式，大大提高了學生的興趣，產生強烈的學習動力。在教學中，教師不再只是知識的傳授者，更重要的成為學習的引導者，促進學生學習行為的產生和發展，強調學生的參與意識，使得教與學成為兩個相輔相成的兩個部分。

現代遠程教學使得個性化教學更為現實。網上教學可以在同一空間營造出一個相對個性化的教學環境，使每個學生都可以得到與教師充分交流的機會。雖然由于師資力量等因素的限制，個性化教學還不能成為主導教學方式，但網絡媒體為這種教學方式的逐步實現提供了可能。信息社會，需要在有限的時間里，獲得大量的信息與知識，這在傳統的教學模式中是可望不可及的，網上教學則以多媒體作為傳播信息的渠道，使教師與學生，學生與學生之間，可以同時傳播大量的信息，學生掌握了更多的學習自主權，大大提高教學效率。

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關鍵詞：大數據 大數據分析 大數據方法 大數據技術

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0052-02

現象1：重慶市科學技術研究院成功研發的“智能公交站牌”，不僅能顯示本站的公交車車次、途經地點以及首末班車時間，還能準確定位下一班車的位置信息，如距離本站的距離、站數和到達本站的時間，甚至能實時監測下一班車的擁擠程度，方便市民出行的同時為公交線路的合理規劃奠定基礎。隨著智能公交站牌的深入人心，一款結合移動設備便攜、強交互特性的生活助手類APP“車來了”應運而生。該應用可以實時查詢下一班車的位置信息和擁擠程度，旨在打破在公交站臺等車的局限性，徹底解決在各種惡劣天氣下等待時間長、候車苦的難題，實現真正意義上的出行無憂。

現象2：針對傳統教學中學生出現問題但找不到問題所在、被動學習效果越來越差、享受不到優質教學資源、羞于提問而問題越攢越多等現象，中小學優質教育資源共享平臺“梯子網”按照教材版本、章節、知識點、難易程度、考試比重等多重屬性對擁有的1000多萬道題目進行精確定位，通過專業的在線評測結果，提供針對性的專項優化練習并給出可視化的成績分析。該系統不僅能讓學生了解自身學習的真實狀況、得到優秀教師的在線答疑，還讓那些貧困地區的學生享受到最優質的資源，解決了因地域限制優秀師資難以均衡流動的難題，開創了簡單輕松地提高學習成績的方法。

現象3：主打公務員考試、司法考試等成人職業資格考試的智能在線教育產品“猿題庫”，提供各科目歷年真題及精編模擬題，每題答案和解析均由2位業界名師編審，經過5輪嚴格審校；根據用戶目標考試的考點、考頻、難度分布和用戶對各個考點的掌握情況，智能調整出題范圍和難度，實現一對一智能出題；根據用戶的答題情況實時生成個人能力評估報告并給出專業化做題建議，還能精確預測用戶參加目標考試可能獲得的分數；支持電腦、智能手機和平板電腦三種方式的在線練習，同時支持下載或打印試卷和答題卡，手機掃描答題卡就能自動實現評分、查看答案和解析。

現象4：“百度遷徙”利用百度地圖LBS開放平臺的定位功能，從時間和空間兩個緯度全程、動態、即時、直觀地展現中國春節前后人口大遷徙的軌跡與特征，通過選擇日期、時刻、城市可查看“遷入城市、遷出城市”和“最熱線路”等三個數據指標排名。該應用對用戶位置變化時間、軌跡、省份等進行挖掘，以可視化圖表的形式展示不同城市之間、不同時間段的遷移軌跡，旨在通過對大數據的創新應用服務于政府部門科學決策，賦予科學研究新的觀察視角和方法工具，同時為公眾創造近距離接觸大數據的機會、科普數據價值。

現象5：“浪漫指數”，是百度搜索對大數據挖掘的一種新技術形態，展現了各個省份區域網民的實時搜索行為，并通過彩色搜索氣泡在地圖上的不斷閃動顯現網民不斷變化的關注點。隨著區域搜索浪漫詞氣泡的數量增多，地圖顏色也會由淺至深。浪漫指數不僅展示全國各地不同特點的情人節，也可以看到網民們共同演繹的“中國式浪漫”。通過對大數據的分享，可以讓更多人洞察到數據之美，意識到數據的價值，并對個人生活和企業決策提供重要的驅動作用。

現象6：“快的打車”，是一款立足于LBS的O2O打車應用，將傳統出租車與乘客間的被動等待轉化為主動聯系。用戶通過手機號和用戶名進行注冊，打開地圖就能看到自己周邊的出租車，輸入目的地就能叫車，利用支付寶錢包直接支付車費。該軟件為打車乘客和出租司機量身定做，乘客可以輕松發單，隨時隨地打車或約車；司機可以選擇接單，降低空駛率。

大數據是一場生活、工作、思維的大變革，就像望遠鏡讓我們能夠感受宇宙，顯微鏡讓我們能夠觀測微生物一樣，大數據正在改變我們的生活以及理解世界的方式。大數據的科學應用將服務每一個人，讓每個人受益無窮。

1 大數據定義

大數據時代的來臨，是互聯網發展到一定階段的必然產物。隨著互聯網的高速發展，互聯網中的信息量急劇增加，這些信息有用的部分被稱為數據。當數據規模越來越大時，量變就會引起質變，大數據應運而生。大數據的火熱并不意味著對于大數據的了解深入，大數據不等于大的數據而是一種全新的概念。如何定義大數據，這是一個仁者見仁、智者見智的問題。

百度給出的定義：大數據，或稱巨量資料，指所涉及的資料規模巨大到無法透過目前主流軟件工具在合理時間內達到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業經營決策更積極目的的資訊。大數據的4V特點：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價值）。

大數據概念給出的定義：大數據是一個體量特別大、類別特別大的數據集，并且無法用傳統數據庫工具對其內容進行抓取、管理和處理。首先，數據體量（Volumes）大，在實際應用中已形成了PB級的數據量；其次，數據類別（Variety）大，囊括了半結構化和非結構化數據。接著，數據處理速度（Velocity）快，在數據量非常龐大的情況下能夠做到數據的實時處理。最后，數據真實性（Veracity）高，企業愈發需要有效的信息以確保其真實性及安全性。

研究機構給出的定義：大數據是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。從數據的類別上看，大數據指的是無法使用傳統流程或工具處理或分析的信息。它定義了那些超出正常處理范圍和大小、迫使用戶采用非傳統處理方法的數據集。

2 大數據分析的現狀和面臨的困境

大數據具有海量、多源、復雜的信息屬性和高端、前沿的技術特征，是繼云計算、物聯網之后又一次顛覆性的技術革命。大數據使人的思維方式、行為模式、管理理念發生全方位變革，在各個領域蘊含巨大的應用潛力和創新空間。為了盡快加入大數據實踐的行列，從海量數據中獲取價值，把大數據轉為企業敏銳的洞察力，驅動業務的長足發展，許多企業和管理者盲目收集數據并進行分析，期待能夠得到快速的回報。但很遺憾，大多數企業距離從數據中提取利潤都差著十萬八千里。

2.1 現狀

數據量：由TB級升至PB級，并仍在持續爆炸式增長。根據WinterCorp的調查顯示，最大的數據倉庫中的數據量，其增長速度遠超摩爾定律增長速度。照此計算，2015年最大數據倉庫中的數據量將逼近100PB。數據的快速增長成了許多行業共同面對的嚴峻挑戰和寶貴機遇。

分析深度：由常規分析轉向深度分析，數據分析日益成為企業利潤必不可少的支撐點。企業已經不滿足于對現有數據的分析和監測，而是更期望能對未來趨勢有更多的分析和預測，從而增強企業的競爭力。

硬件環境：由高端服務器轉向由中低端硬件構成的大規模機群平臺。由于數據量的迅速增加，并行數據庫的規模不得不隨之增大，從而導致其成本的急劇上升。出于成本的考慮，越來越多的企業將選擇由中低端硬件構成的大規模機群平臺。

2.2 困境

數據共享不足：高度數據開放是數據應用的前提。目前一些機構擁有大量數據但不愿提供給有關部門共享，導致信息不完整或重復投資。另外，政府、企業和行業信息化系統建設往往缺少統一規劃和科學論證，數據之間缺乏統一的標準，形成了眾多“信息孤島”。無疑，這給數據應用造成極大障礙。

技術人才匱乏：高端技術人才是數據應用的關鍵。麥肯錫公司預測美國到2018年需要深度數據分析人才44～49萬，缺口14～19萬人；需要既熟悉本單位需求又了解大數據技術與應用的管理者150萬，這方面的人才缺口更大。

3 大數據分析的意義

近年來，包括互聯網、物聯網、云計算等信息技術在內的IT通信業迅速發展，現代信息社會已經進入了大數據時代。大數據改變的不只是人們的日常生活和工作模式、企業運作和經營模式，甚至還引起科學研究模式的根本性改變。

大數據中蘊含著大價值，大數據價值的合理共享和利用將創造巨大的財富。大數據智能分析能夠給智慧城市的管理和服務系統提供新的洞察力，是提升智慧城市“智商”的關鍵。以大數據技術為支撐的綜合智能化分析和決策系統，使智慧城市的管理系統和服務系統充分、有效、合理地發揮各自的作用，解決目前困擾各地的“信息孤島”現象，做到信息資源的共享、智能決策的集成，實現智慧城市讓城市生活更美好、更幸福的目標。

4 大數據分析方法

大數據不單單是數據大，而且呈現了不斷增長的復雜性。當前最重要的是對大數據進行分析，只有通過分析才能獲取智能的、深入的、有價值的信息，大數據分析方法是決定最終信息是否有價值的決定性因素。

可視化分析：在信息化建設過程中，數據可分為三種類型：結構化數據，非結構化數據和半結構化數據。由于所涉及到的數據比較分散、數據結構可能不統一，而且通常以人工分析為主，加上分析過程的非結構性和不確定性，所以不易形成固定的分析流程或模式，很難將數據調入應用系統中進行分析挖掘。借助功能強大的可視化數據分析平臺，可輔助人工操作將數據進行關聯分析，并做出完整的分析圖表。

數據可視化的優點：第一，交互性強。用戶不僅能看數據，還能方便地管理和開發數據。第二，多維性好。通過每一維的值分類、排序、組合來顯示數據的多個屬性或變量。第三，直觀度高。數據可以用圖像、曲線、二維圖形、三維體和動畫來顯示。

數據挖掘算法：數據挖掘是一個從不完整的、不明確的、大量的并且包含噪聲的具有很大隨機性的實際應用數據中，提取出隱含其中、事先未被人們獲知、卻潛在有用的知識或模式的過程。數據挖掘在有效處理海量且無序的數據時，還能夠發現隱藏在這些數據中的有用的知識，最終為決策服務。數據挖掘就是利用一系列相關算法和技術從大量的數據中提取出為人們所需要的信息和知識，隱藏在數據背后的知識，可以以概念、模式、規律和規則等形式呈現出來。

預測性分析能力：根據可視化分析和數據挖掘的結果，預測性分析可做出一些預測性的判斷。可視化分析和數據挖掘都是前期鋪墊工作，只要在大數據中挖掘出信息的特點與聯系，就可以建立科學的數據模型，通過模型帶入新的數據，從而預測未來的數據，大數據分析最終要實現的應用領域之一就是預測性分析。大數據的預測分析能力，能夠幫助企業分析未來的數據信息，有效規避風險。在通過大數據的預測性分析之后，無論是個人還是企業，都可以比之前更好地理解和管理大數據。

語義引擎：非結構化數據的多元化給數據分析帶來新的挑戰，我們需要一套工具系統的去分析，提煉數據。語義引擎需要設計到有足夠的人工智能以足以從數據中主動地提取信息。

數據質量和數據管理：大數據分析離不開數據質量和數據管理，高質量的數據和有效的數據管理，無論是在學術研究還是在商業應用領域，都能夠保證分析結果的真實和有價值。

5 大數據技術

大數據環境下，數據來源非常豐富且數據類型多樣，存儲和分析挖掘的數據量龐大，對數據展現的要求較高，并且很看重數據處理的高效性和可用性。然而，傳統的數據采集來源單一，且存儲、管理和分析數據量也相對較小，大多采用關系型數據庫和并行數據倉庫即可處理；傳統的并行數據庫技術追求高度一致性和容錯性，難以保證其可用性和擴展性；傳統的數據處理方法是以處理器為中心，而大數據環境下，需要采取以數據為中心的模式，減少數據移動帶來的開銷。

在數據采集方面使用的新方法有以下幾種。

系統日志采集方法：用于系統日志采集，如Hadoop的Chukwa，Cloudera的Flume，Facebook的Scribe等，這些工具均采用分布式架構，能滿足每秒數百MB的日志數據采集和傳輸需求。

網絡數據采集方法：用于非結構化數據的采集，將非結構化數據從網頁中抽取出來，將其存儲為統一的本地數據文件，并以結構化的方式存儲。它支持圖片、音頻、視頻等文件或附件的采集，附件與正文可以自動關聯。

其他數據采集方法：對于企業生產經營數據或學科研究數據等保密性要求較高的數據，可以通過與企業或研究機構合作，使用特定系統接口等相關方式采集數據。

6 大數據工作的開展

第一個是完善信息采集平臺。充分利用物聯網等技術，使越來越多的基礎設施具備信息自動采集和迅捷采集的能力，便于信息的獲取更加便捷和高效。擴展采集的設備類型和支持的協議類型，使數據采集的范圍和通道越來越廣。在此基礎上，打破各行業的信息資源壁壘，實現信息資源的高度整合和共享。

第二個是加強大數據分析和挖掘。大數據如何為我所用，如何體現價值，缺少大數據分析光有一堆大數據的堆積和存儲是沒有任何意義的。我們應結合重點行業，如水利、交通、城管、公共安全，推動這些行業的大數據分析和預測挖掘系統，并以典型行業和典型項目為基礎逐步擴展。

第三個是推動大數據可視化。現代城市產生的數據量非常大，對數據價值的挖掘不能只依靠數字和報表，大數據可視化有助于幫助用戶更形象地分析、挖掘數據的價值。通過數據可視化方式，包括GIS和專業圖形的可視化方式，用非常直觀的方式幫助業主去獲取數據價值，從而分析、挖掘數據中間的關系和趨勢。數據可視化方式是我們未來發展的重點。

參考文獻

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