導語：如何才能寫好一篇人工智能多媒體技術，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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多媒體是一種較為泛泛的稱呼，其主要是通過計算機的交互式綜合技術以及數字通信網絡處理技術等多種科技手段，將多種形式的信息集中在一起，從而形成一種交互式的系統。通過多媒體技術，人們能夠對生活中的多種工作進行更加方便的執行。目前，多媒體技術主要涉及以下一些方面，且在這些方面中具有非常廣闊的應用前景：首先是對圖像信息的處理，通過多媒體的壓縮功能，能夠將圖像信息進行各種形式之間的轉換，從而保證圖像信息的傳遞性。然后是對音頻信息的處理，多媒體技術能夠通過音頻的合成產生人們需要的一些特定語音信息，此外，當前非常流行的語音轉換功能能夠實現語音信息和文本信息之間的良好轉換，從而大大方便了人們的生活和工作。還有多媒體的數據庫和著作工具等，通過這些多媒體技術，能夠使人們的生活和學生更加簡單便捷，提高人們的生活質量。

2多媒體技術的應用現狀

2.1多媒體數據處理技術的應用

對于計算機多媒體技術來說，其包含的內容非常豐富，像文字、圖像和聲音等的處理等，通過多媒體技術能夠對各種數據進行快速的轉換，滿足人們工作學習的需要，且多媒體在進行信息轉換時能夠大批量的進行，從而更好的解決了當前存在的存儲器存儲容量問題等。對于多媒體數據處理技術來說，其涉及的技術和內容非常多，主要包含以下幾種：第一，視頻技術。視頻技術主要由兩個方面組成，分別是視頻的數字化和視頻的編碼兩種，所謂的視頻數字化指的是多媒體能夠將得到的模擬視頻信號經過內部的轉換系統，使其變為能夠被計算機讀取和存儲的數字信號，然后通過計算機對該數字信號進行其他的一些處理，使其便于存儲和使用。而視頻的編碼技術則是針對數字化的視頻信號的一種處理手段，其將轉換完成的數字信號進行編碼處理，使其變為能夠被計算機進行再處理的視頻信號，像錄制和播放等，根據其應用環境的不同，可以將其分為不同的編碼技術，比較常見的有電視廣播中的廣播編碼，其能夠將視頻信號變為能夠被所有用戶接收的視頻信號。第二，音頻技術。音頻信號是人們日常生活中最常見的信息，其包含的內容非常豐富，比較常見的音頻技術主要有以下幾種：音頻的數字化、語音信息的處理、語音識別功能以及最后的語音合成功能。音頻技術的發展遠遠早于視頻技術，因此，目前已經具有非常多的音頻產品，并進入了量產化。隨著計算機技術的不斷發展，音頻技術在存儲和傳輸方面迎來了一個新的發展，為人們日常生活中的音頻信息傳遞提供了更加簡便的方式。當前，人們正在逐漸嘗試實現語音的識別，將簡單的語音信息輸入給電腦，使其能夠按照人們的思想進行運行，這是人類長久以來的美好夢想。伴隨著計算機技術的成熟和普及，越來越多的人將計算機當做日常生活中的一種重要交流工具，因此，如何使不熟悉計算機的人能夠正常使用計算機，正在逐漸成為人們感興趣的話題之一，而語音識別技術的出現，為人們的夢想實現提供了一種有效的手段。目前，語音識別技術正在迅速發展，但由于這一技術出現的時間較短，大部分的研究還在試驗階段，出現了非常多的新思想和新算法，為這一技術的發展提供了廣闊的空間。另外，語音識別技術的研究正處在一個重要的瓶頸期，世界各國的研究人員正在嘗試將計算機的語音識別功能推廣到所有人都能使用，且對于一些大量的詞匯或者連續的語音都能進行很好地識別，實現人們期望的語音識別技術的真正應用，提高人們的生活水平和質量。目前，對于一些世界應用較多的語言，語音識別技術已經進行了簡單的應用，該技術的使用在許多領域取得了較好的成果。第三，數據壓縮技術。數據壓縮技術主要是通過對圖像和視頻等信號的處理，將其進行壓縮和存儲，這是實現計算機圖像處理的最基礎內容，且是當前進行圖像處理的熱點技術之一。目前，比較常見的圖像壓縮技術有兩種，分別是JPEG和MPEG，這是ISO制定的兩個重要標準，大部分的圖像處理都是通過這兩種方式。另外，壓縮技術還在音頻的處理和視頻的處理上具有重要的應用，通過這種處理方式，能夠將具有較高質量的音頻和視頻信息進行播放，滿足人們的日常生活需要。

2.2計算機多媒體通信技術的應用

所謂的計算機多媒體通信技術，指的是通過多種新型的通信方式，將聲音和圖像等信息進行傳遞，其結合了通信技術和計算機技術，在當前，比較流行的通信方式有兩種，分別是有線通信和無線通信。這兩種通信技術是比較常用的，而多媒體通信技術只是將計算機多媒體技術加入到其中，從而形成一種依靠多媒體技術運行的計算機多媒體通信。在傳統的通信方式中，主要有電話和電報等，這些通信方式對于信息的傳遞較為單一，或者只能傳遞聲音，或者只能傳遞文字，而通過計算機多媒體通信技術，不僅能夠將多種信息進行及時準確的傳遞，同時，還能根據用戶的需要，對信息進行不同的處理，滿足用戶對信息傳遞的不同需求。對于多媒體通信技術來說，其包含的內容也非常的多，主要有以下幾種：第一是多媒體數據的壓縮編碼，在對多媒體系統中的數據進行處理時，一個比較重要的處理技術就是數據的壓縮編碼技術，對于質量較高的數據壓縮編碼技術，其能夠將壓縮的信息進行較好地處理，保證數據信息的質量，這也是數據壓縮編碼技術一經出現就得到了較大的推廣的原因。隨著多媒體市場的不斷增大，越來越多的壓縮編碼技術隨之出現，并逐漸深入到人們生活的各個方面，多媒體數據壓縮編碼技術的出現和應用，大大改善了人們的生活質量。第二是多媒體數據的同步性。在多媒體的發展中，同步技術的發展具有非常重要的影響，多媒體技術之所以優于其他應用技術的最主要優勢就是其具有較高的同步性，能夠實現多種信息的同步播放和處理，滿足人們對高品質信息的要求。當前的計算機多媒體同步技術能夠實現視覺和聽覺等多種信息的同步，滿足人們的信息需求，但隨著計算機處理子系統的增多，其對多媒體技術的要求也越來越高。

2.3人工智能多媒體的應用

人工智能系統是一種興起較晚的計算機模擬系統，其是為了實現計算機的智能化，使其能夠幫助人類完成一些難以進行的工作。隨著多媒體技術的發展，人工智能系統也得到了較大的提高，通過兩者的結合，能夠大大提高人工智能系統的信息處理速度。人工智能多媒體技術主要涉及了以下一些內容：首先是計算機的輔助系統，其主要是通過在計算機上編制一些特定的程序，然后使用人通過該程序的使用完成一些特定的任務。然后是智能信息系統，該技術主要是在一些信息領域進行使用，像信息的獲取和處理等方面，通過這些技術的使用，能夠大大提高計算機的智能化水平，但這一類的產品對計算機的軟件具有較高的要求。最后一種則是多媒體智能監控技術，該技術中綜合運用了計算機多媒體的圖像處理和聲音處理等多種技術，大大增加了監控系統的使用范圍，另外，該系統還可以對一些特殊的情況及時做出正確的反映，從而避免了一些事故的發生，且在后期的查詢過程中，能夠對一些特殊的信息進行生動的表現。

3多媒體技術的應用前景

當前，我國的多媒體技術發展已經取得了巨大的進步，在今后計算機多媒體技術的發展中，主要是向著以下幾個方面發展：多媒體技術的集成化和多媒體技術的終端智能化等。

3.1多媒體技術的集成化

對于傳統的計算機技術應用，僅僅是單一方面的信息傳遞，這種信息傳遞方式已經越來越不能滿足人們的生活和工作需要，在未來的多媒體技術發展中，主要是將多種信息進行合成和處理，使人們在接收和傳遞信息時能夠更加的形象生動。在這一發展目標中，最主要的技術就是實現不同信息傳遞過程中的同步化，另外，計算機多媒體系統還能夠根據使用人的不同面部表情和動作，對人類的需求進行詳細的計算，滿足人類和計算機系統之間的信息交換。3.2多媒體技術終端的智能化和嵌入化目前，多媒體技術的發展水平已經非常高，通過計算機系統性能的提高，能夠逐漸滿足人們的需求，在未來，主要是將各種智能芯片植入到各種電器設備中，使人類能夠更加方便地了解和使用各種家用電器，豐富人們的日常生活。在該發展目標中，需要對計算機多媒體系統的終端系統進行多種形式的改進，提高其智能識別性能，使其具有更多的智慧，在使用過程中，能夠根據人們的不同需求進行合理的處理和操作。因此，需要在這些終端設備中添加各種識別和計算處理功能。而嵌入式的應用主要有兩個發展方向，一個是通過多媒體和通信功能的結合，設計一些能夠滿足人們需求的專用多媒體設備，而另一種則是將多媒體和通信功能融入到設備的CPU中，使其能夠具有多媒體和通信的多種功能，這種系統主要是應用在多媒體計算機中。

4總結

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計劃強調，要加強人工智能領域專業建設，形成“人工智能＋X”復合專業培養新模式。計劃的重點任務之一，是要完善人工智能領域人才培養體系，并且推動高校人工智能領域科技成果轉化與示范應用。高校在人才培養中起到了至關重要的作用，雖然人工智能尚未成為一級學科，但國內不少一流的高校已經開始通過建立合作實驗室、增強人工智能分支教學等方式發展人工智能。

為了解各高校開展人工智能研究的情況，億歐盤點了10家在設有人工智能實驗室或有人工智能分支專業的高校。

清華大學：計算機科學與技術系

清華大學計算機科學與技術系（簡稱計算機系）成立于1958年，在2006年、2012年全國學位與研究生教育發展中心開展的一級學科整體水平評估中，以總分滿分100分的成績排名第一。2017年，在 USnews 推出的世界大學學科排名 Best Global Universities for Computer Science 中，計算機科學與技術學科緊隨 MIT之后位列世界第2名。在 QS 世界大學排名 （QS World University Rankings） 給出的全球計算機學科排名中為例第15名，其排名與得分逐年穩步提升。

計算機系包含了國內計算機專業最全的學科方向，設有高性能計算機與處理器、并行與分布式處理、存儲系統、大數據與云計算、計算機網絡、網絡與信息系統安全、系統性能評價、理論計算機科學、數據工程及知識工程、軟件工程、計算機與VLSI設計自動化、軟件理論與系統、生物計算及量子計算、人工智能、智能控制及機器人、人機交互與普適計算、計算機圖形學與可視化技術、CAD技術、計算機視覺、媒體信息處理等研究方向。

計算機系現設有高性能計算、計算機網絡技術、計算機軟件、人機交互與媒體集成4個研究所；智能技術與系統國家重點實驗室；計算機基礎與實驗教學部等科研教學機構。

計算機系還設有國家級計算機實驗教學示范中心，包括：計算機原理實驗室、微型計算機實驗室、計算機網絡實驗室、操作系統實驗室、計算機軟件實驗室、計算機控制系統實驗室、智能機器人實驗室、計算機接口實驗室、學生科技創新實驗室等。此外，計算機系還與騰訊、搜狗、微軟、思科等國內外著名公司建立了面向教學或研究的聯合實驗室。

北京大學：智能科學系

智能科學系成立于2002年7月，主要從事智能感知、機器學習、數據智能分析與智能計算、智能機器人等方向的基礎和應用基礎研究，側重于理論、方法以及重大領域應用上。

北大智能科學系依托于視覺聽覺信息處理國家重點實驗室，實驗室以實現高度智能化的機器感知系統為目標，在生物特征識別研究方面處于國際領先地位。智能科學系在著名的軟件與人工智能專家、我國載人飛船工程軟件專家組組長何新貴院士和長江特聘教授查紅彬教授的帶領下，重點開展機器視覺、機器聽覺、智能系統與智能的生理心理基礎等研究。以北大智能科學研究人員為技術核心的北大指紋自動識別系統，是國內唯一能與國外系統抗衡的自主知識產權，是中國第一家也是唯一的一家提供公安應用全面解決方案的系統，擁有中國指紋自動識別技術產品第一市場占有率。

人工神經網絡說話人識別新方法的研究獲得教育部科技進步一等獎；國家空間信息基礎設施關鍵技術研究獲得2000年中國高校科學技術二等獎，入選2000年中國高校十大科技進展。

復旦大學：類腦智能科學與技術研究院

復旦大學類腦智能科學與技術研究院于2015年3月籌建成立，是復旦大學校內的獨立二級研究機構。其前身為復旦大學第一批跨學科交叉國際化研究中心——計算系統生物學研究中心，成立于2008年。研究院基于復旦大學既有的數學、統計學、計算機科學、生物學、信息學、臨床醫學、語言學、心理學等多學科綜合交叉研究優勢，以計算神經科學為橋梁，著力開展大腦機制解析、腦疾病智能診療、類腦智能算法、類腦智能軟硬件、新藥智能研發、通用智能等相關領域的科學研究、技術研發和人才培養。

研究院率先探索打通國際與國內、科技與產業的全鏈條、全球化產學研合作機制，充分發揮高校培養和儲備高端智能人才、發現和培育前沿技術的綜合優勢，推動產學研源頭創新與合作，致力于成為推動腦科學、人工類腦智能與產業應用融合發展的重要科技創新平臺。

研究院目前在建五個核心功能平臺和一個國際合作研發中心，主要包括：一是以腦高級認知功能的多信息反饋處理機制研究為核心的神經形態計算仿真平臺；二是以多尺度多中心重大腦疾病數據庫和算法開發為基礎的智能診治數據示范平臺；三是依托高端醫療影像設備集群，為生物醫學轉化研究和信息產業智能化提供試驗技術支撐的綜合生物醫學影像平臺；四是以開發深度學習、強化學習和自組織學習等機器學習算法以及可穿戴設備、類腦芯片、健康服務機器人等為目標的類腦智能軟、硬件開發平臺；五是集孵化加速、產業聯盟、投資基金為一體，為類腦智能創新項目及企業提供應用技術資源和孵化服務的類腦智能產業化平臺；六是依托已有的歐洲人類腦計劃、美國腦計劃等國際合作的數據、學術資源，建設類腦智能國際合作節點和人才培養中心。

中國科學院：自動化研究所

中國科學院自動化研究所成立于1956年10月，是我國最早成立的國立自動化研究機構。目前設有類腦智能研究中心、智能感知與計算研究中心、腦網絡組研究中心等12個科研開發部門，還有若干與國際和社會其他創新單元共建的各類聯合實驗室和工程中心。另有漢王科技、三博中等四十余家持股高科技公司。

近年來，自動化所共獲得省部級以上獎勵30余項。數量逐年增加，質量不斷提高；專利申請和授權量連年攀升，多年位居北京市科研系統前十名繪制的“腦網絡組圖譜”第一次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜；虹膜識別核心技術突破國外封鎖，通過產學研用相結合走出“中國制造”之路；基于自動化所語音識別技術的“紫冬語音云”在淘寶、來往等阿里巴巴旗下移動客戶端產品中得到推廣；“分子影像手術導航系統”通過國家藥監局醫療器械安全性及有效性檢測認證并進入臨床應用；“智能視頻監控技術”和“人臉識別技術”分別成功應用于2008年北京奧運會、2010年上海世博會的安保工作中，為社會安全貢獻自己的力量；研制的AI程序“CASIA－先知1．0”采用知識和數據混合驅動的體系架構，在2017首屆全國兵棋推演大賽總決賽中7：1的懸殊比分戰勝人類頂級選手，展示了人工智能技術在博弈對抗領域的強大實力……

在共建機構方面，自動化所與新加坡媒體發展管理局聯合成立中新數字媒體研究院，聚焦交互式語言學習、視頻和分析等領域；與瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）在京成立中瑞數據密集型神經科學聯合實驗室，在類腦智能研究方面展開合作；與澳大利亞昆士蘭大學（UQ）共建中澳腦網絡組聯合實驗室，在“計算大腦”研究方向上進行遠景規劃；還與香港科技大學共建智能識別聯合實驗室，在模式識別、無線傳感器網絡等領域展開合作。

廈門大學：智能科學與技術系

早在上世紀八十年代初，廈門大學就已開始從事人工智能領域的研究，相繼在專家系統、自然語言處理與機器翻譯等領域取得過一系列成果。為此，1988年經學校批準成立“廈門大學人工智能與計算機應用研究所”，后于2004年更名為“廈門大學人工智能研究所”。2006年12月，經國家教育部批準，廈門大學正式設立“智能科學與技術”本科專業，并于2007年6月經學校批準成立“廈門大學智能科學與技術系”。

廈門大學智能科學與技術系現有一個本科專業（智能科學與技術），三個碩士學位授予專業（模式識別與智能系統、計算機科學與技術、智能科學與技術），兩個博士學位授予專業（計算機科學與技術、智能科學與技術）。

目前該系承擔多項國家863、國家自然科學基金、福建省科技基金等項目，擁有“福建省仿腦智能系統重點實驗室”、“智能信息技術福建省高校重點實驗室”和“廈門大學語言技術中心”三個平臺，此外還有“藝術認知與計算”、“自然語言處理”、“智能多媒體技術”、“人工大腦實驗室”、“智能中醫信息處理”等多個研究型實驗室，為培養高質量的學生提供了必要的保障。

上海交通大學：計算機科學與工程系

上海交通大學計算機科學與工程系成立于1984年。近年來，隨著計算機科學與技術在人們生活中的應用不斷深入，特別是隨著云計算、物聯網、移動互聯網、大數據等技術的興起，交通大學計算機系不斷調整學科方向，形成了高可靠軟件與理論、并行與分布式系統、計算機網絡、智能人機交互、密碼學與信息安全等研究方向。

該院系下設三個重點實驗室：智能計算與智能系統重點實驗室、上海市教委智能交互與認知工程重點實驗室、省部共建國家重點實驗室培育基地及上海市可擴展計算與系統重點實驗室。其中，上海交通大學－微軟智能計算與智能系統聯合實驗室目前是教育部－微軟重點實驗室，成立于2005年9月，是交通大學和微軟亞洲研究院在多年良好合作的基礎上，為了更好發揮各自在并發計算、算法與復雜性理論、仿腦計算、計算機視覺、機器學習、計算智能、自然語言處理、多媒體通訊以及機器人等領域的優勢，實現“使未來的計算機和機器人能夠看、聽、學，能以自然語言的方式與人類交流”這一共同使命而成立的。實驗室在科學研究、人才培養、學術交流等方面也取得了很好的成績。實驗室累積200余篇，成果發表于CVPR，ICCV，WWW等國際頂級會議上。

南京大學：計算機科學與技術系

南京大學的計算機科學研究起步于1958年，建立了計算技術、計算數學、數理邏輯等專業開始培養計算機相關領域專門人才，1978年在上述三個專業基礎上成立了計算機科學系，1993年更名為計算機科學與技術系。

依托該系師資，先后成立了南京大學計算機軟件研究所、計算機軟件新技術國家重點實驗室（南京大學）、南京大學計算機應用研究所、南京大學多媒體計算技術研究所、南京大學軟件工程中心（江蘇省軟件工程研究中心）、南京大學信息安全研究所等科研機構。主要科研方向有：軟件自動化與形式化、分布與并行計算及新型網絡、新型程序設計與軟件方法學、多媒體與信息處理、人工智能與機器學習、系統軟件及信息安全等。

建系30年來，共承擔國家973計劃、國家863計劃、國家攀登計劃、國家自然科學基金、國家科技攻關等重大科技計劃項目以及省、部、委科研項目和企事業委托或國際合作的研發項目300余項，科研成果獲得各種獎勵80余項，其中國家科技進步獎一等獎1項、二等獎4項、三等獎2項，省部委自然科學獎和科技進步獎特等獎2項，一等獎8項，二等獎37項。3000多篇，出版專著、教材50多部，申請國家發明專利33項。部分成果被轉化為產品，產生了較大社會效益和經濟效益。

哈爾濱工業大學：計算機科學與技術學院

哈爾濱工業大學計算機專業創建于1956年，是中國最早的計算機專業之一。在1985年，發展成為計算機科學與工程系，并建立了計算機科學技術研究所。2000年，計算機科學與技術學院成立；同年，建立了軟件學院，后經國家教育部、國家計委批準為國家示范性軟件學院。目前。哈工大計算機科學與技術學院擁有計算機科學與技術國家一級重點學科、7個博士點和7個碩士點、1個博士后科研流動站、一個國家級教學團隊、一個國家級科技創新團隊、一個國防科工委創新研究團隊。

目前主要研究方向包括：智能人機交互、音視頻編解碼技術、語言處理、自然語言理解與中文信息處理、機器翻譯、信息檢索、海量數據計算、計算機網絡與信息安全、傳感器網與移動計算、高可靠與容錯計算技術、穿戴計算機、企業計算與服務計算、智能機器人、生物計算與生物特征識別。

學院有一批研究成果達到國際先進水平，包括：國家信息安全管理系統、數字視頻廣播編碼傳輸與接收系統、大規模網絡特定信息獲取系統、計算機機群并行數據庫系統、并行數據庫系統、神州號飛船數據管理分系統、穿戴計算機系統、信息安全與實時監測系統、人臉識別系統、視頻編解碼技術、黑龍江省CIMS應用示范工程、農業專家系統等等。

中國科學技術大學：計算機科學與技術學院

中國科技大學于1958年建校時就設置了計算機專業。根據學科發展趨勢和國家中長期發展規劃，面向國家和社會的重大需求，計算機科學與技術學院將科研力量凝聚在高性能計算、智能計算與應用、網絡計算與可信計算、先進計算機系統四個主要的研究領域。

學院的支撐實驗室有：國家高性能計算中心（合肥）、安徽省高性能計算重點實驗室、安徽省計算與通訊軟件重點實驗室、 多媒體計算與通信教育部－微軟重點實驗室、中國科大超級運算中心和信息科學實驗中心。

其中，多媒體計算與通信教育部—微軟重點實驗室主要從事人機自然語音通信、語義計算與數據挖掘等方面的研究。人機自然語音通信方面，主要研究中文信息處理、人類視聽覺機理、語音語言學等。語義計算與數據挖掘方面，主要研究自然語言驅動的計算、多媒體內容的語義標注、自動問答、語義社會網絡、數據與知識工程、隱私保護與管理中的語義計算等。

依托多媒體計算與通信教育部—微軟重點實驗室，雙方聯合實施了聯合培養博士生計劃、實習生計劃、精品課程建設計劃、青年教師培養計劃等，取得了突出成果，探索出了一條企業和高校共同培養優秀人才的道路，為微軟亞洲研究院與其他高校的合作提供了一個經典范例。

華中科技大學：自動化學院

華中科技大學自動化學院是由原控制科學與工程系和原圖像識別與人工智能研究所于2013年合并組建的學院。原控制科學與工程系前身是成立于1973年的華中工學院自動控制系，1998年更名為華中理工大學控制科學與工程系；原圖像識別與人工智能研究所是1978年由教育部和航天部共同批準成立從事圖像識別和人工智能研究的研究機構。

科學研究工作主要涉及復雜系統控制理論、決策分析與決策支持、電力電子與運動控制、智能控制與機器人、計算機集成控制與網絡技術、信息檢測與識別、飛行器控制與狀態監測、生物信息處理、神經接口與康復技術、物流系統、國民經濟動員與公共安全、多譜圖像制導、目標探測的多譜信息技術、多譜信息的實時處理與系統集成技術、人工智能與思維科學、信息安全等方向。

模式識別與智能系統是自動化一級學科的重要二級學科。迄今為止，本系在原 “圖像識別與人工智能研究所”和“控制科學與工程系”的這兩個學科點承擔了百余項國家、國防與行業項目。近5年科研經費總額在8000萬元以上，包括973計劃，國家自然科學基金重點、面上和青年基金項目，863計劃，國家重大專項、國防重點預研與基金，國家科技支撐計劃，省部級科研項目，以及大型工程和企業科研合作項目等。

總結

篇3

自進入九十年代以來，多媒體技術迅速興起、蓬勃發展，其應用已遍及國民經濟與社會生活的各個角落，正在對人類的生產方式、工作方式乃至生活方式帶來巨大的變革。特別是由于多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影象這樣的特點，所以能提供最理想的教學環境，它必然會對教育、教學過程產生深刻的影響。這種深刻影響可以用一句話來概括：多媒體技術將會改變教學模式、教學內容、教學手段、教學方法，最終導致整個教育思想、教學理論甚至教育體制的根本變革。多媒體技術之所以對教育領域有如此重大的意義，是由于多媒體技術本身具有許多對于教育、教學過程來說是特別寶貴的特性與功能，這些特性與功能是其他媒體(例如幻燈、投影、電影、錄音、錄像、電視等)所不具備或是不完全具備的。首先應該說明一點：這里所說的多媒體技術是以計算機為中心的多媒體技術。在前幾年的一些書籍中曾提到過多媒體組合教學，那種多媒體的概念不一樣，那只是將幾種媒體加以簡單的組合(例如把幻燈、投影、錄音、錄相加以組合)。今天的多媒體技術則是以計算機為中心，把語音處理技術、圖象處理技術、視聽技術都集成在一起，而且把語音信號、圖象信號先通過模數轉換變成統一的數字信號，這樣作以后，計算機就可以很方便地對它們進行存儲、加工、控制、編輯、變換，還可以查詢、檢索。顯然，這與原來把多種形式媒體組合在一起是完全不一樣的，因為它是通過計算機把幾種處理不同媒體信息的技術集成在一起。集成方法就是通過模數轉換，全變成數字；而且為了便于加工，便于傳輸，還要進行數據壓縮，傳到指定地點以后再還原，有一整套復雜的技術通過計算機來實現。所以現在的多媒體技術，實際上是以多媒體計算機來體現的，下面我就從多媒體計算機四個方面的特性與功能來說明它對教育應用的重大意義。 1、多媒體計算機的交互性有利于激發學生的學習興趣和認知主體作用的發揮

人機交互、立即反饋是計算機的顯著特點，是任何其他媒體所沒有的。多媒體計算機進一步把電視機所具有的視聽合一功能與計算機的交互功能結合在一起，產生出一種新的圖文并茂的、豐富多彩的人機交互方式，而且可以立即反饋。這樣一種交互方式對于教學過程具有重要意義，它能夠有效地激發學生的學習興趣，使學生產生強烈的學習欲望，從而形成學習動機。交互性是計算機和多媒體計算機所獨有的，正是因為這個特點使得多媒體計算機不僅是教學的手段方法，而且成為改變傳統教學模式乃至教學思想的一個重要因素。

大家知道，在傳統的教學過程中一切都是由教師決定。從教學內容、教學策略、教學方法、教學步驟甚至學生做的練習都是教師事先安排好的，學生只能被動地參與這個過程，即處于被灌輸的狀態。而在多媒體計算機這樣的交互式學習環境中學生則可以按照自己的學習基礎、學習興趣來選擇自己所要學習的內容，可以選擇適合自己水平的練習，如果教學軟件編得更好，連教學模式也可以選擇，比如說，可以用個別化教學模式，也可以用協商討論的模式。使計算機象學習伙伴一樣和你進行討論交流。也就是說，學生在這樣的交互式學習環境中有了主動參與的可能，而不是一切都由教師安排好，學生只能被動接受。按認知學習理論的觀點，人的認識不是外界刺激直接給予的，而是外界刺激與人的內部心理過程相互作用產生的，必須發揮學生的主動性、積極性，才能獲得有效的認知，這種主動參與性就為學生的主動性、積極性的發揮創造了很好的條件，即能真正體現學生的認知主體作用。

2、多媒體計算機提供外部刺激的多樣性有利于知識的獲取與保持 3、超文本功能可實現對教學信息最有效的組織與管理

超文本(Hypertext)是按照人腦的聯想思維方式非線性地組織管理信息的一種先進技術。如果所管理的信息不僅是文字，而且還包含圖形、圖象、聲音等其它媒體信息，那就成為一個超媒體系統，換句話說，超媒體就是多媒體加超文本。事實上目前的絕大多數多媒體系統都是采用超文本方式對信息進行組織與管理。因此在一般情況下，也可以對超媒體系統與多媒體系統不加區分，即把超文本看作是多媒體系統的一種特有功能。

如果按超文本方式組織一本書，就和傳統的文件或印刷的書籍完全不同，這時的正文(文章、段落、或一句話、一個詞)都按相互間的聯系被組織成正文網。這本書無所謂第一頁和最后一頁，從哪段正文開始閱讀，以及接下來讀什么都由讀者的意愿來決定。選擇下一段正文的依據不是順序，也不是索引，而是正文之間的語義聯系。認知心理學的研究表明，人類思維具有聯想特征。人在閱讀或思考問題過程中經常由于聯想從一個概念或主題轉移到另一個相關的概念或主題。所以按超文本的非線性、網狀方式組織管理信息和按傳統文本的線性、順序方式組織管理信息相比較，前者更符合人類的思維特點和閱讀習慣。

超文本之所以具有上述優越性是由其結構特征決定的，超文本的基本結構由節點(node)和鏈(link)組成。節點用于存儲各種信息，節點內容可以是文本、語音、圖形、圖象或一段活動影象;節點大小可以是一個窗口也可以是一幀或若干幀所包含的數據，鏈則用來表示各節點(即各種信息)之間的關聯。節點和鏈均有多種不同的類型因而形成各種不同的多媒體系統。

利用多媒體的超文本功能實現對教學信息的組織與管理，其優越性在于：

(1)可按教學目標的要求，把包含不同媒體信息的各種教學內容組成一個有機的整體。在傳統的印刷教材中，有關語音和活動影象的內容無法與文字內容組成一體化的教材，只能以教科書、錄音帶、錄像帶三者各自獨立的形式，分別出版。顯然，這樣的教科書，其內容必然是單調、枯燥的，與超文本方式組織的圖、文、音、像并茂的豐富多采的電子教材不可同日而語。

(2)按教學內容的要求，把包含不同教學要求的各種教學資料組成一個有機的整體。教學過程的每個教學單元均包含課文、練習、習題、提問、測驗、對測驗的解答及相應的演示或實驗，把這些教學內容相關而教學要求不同的教學資料有機地組織在一起，無疑對課堂教學、課外復習或自學都是大有好處的。而按傳統文本的線性、順序方式來組織、管理教學內容絕不可能做到這一點。

(3)可按學生的知識基礎與水平把相關學科的預備知識及開闊視野所需要的補充知識組成有機的整體。因材施教是優化教學過程的重要目標之一，但由于學生個體之間差異很大，要在傳" 統印刷教材中同時滿足基礎較差學生、一般學生和優秀學生對教學內容的不同需求是做不到的，而在多媒體電子教科書中這卻是輕而易舉的事情，只要利用超文本功能設置和預備知識有關的熱鍵以及和補充知識有關的熱鍵即可。

4、多媒體計算機可作為認知工具實現最理想的學習環境

從八十年代中期到九十年代初，計算機作為工具在教育領域被廣泛應用主要有兩個方面：一是作為數據處理工具（如各種數據庫和電子表格處理軟件的應用）；二是作為文字處理工具（如WPS和WORD軟件）。近年來，計算機在教育領域作為工具應用的一大發展，是作為教學過程中一種有效的認知工具。

眾所周知，在過去的廿年中，強調刺激－反應并把學習者看作是對外部刺激作出被動反應即作為知識灌輸對象的行為主義學習理論，已經讓位給強調認知主體的內部心理過程并把學習者看作是信息加工主體的認知學習理論。隨著心理學家對人類學習過程認知規律研究的不斷深入，認知學習理論的一個重要分支棗建構主義學習理論在西方逐漸流行。由于多媒體計算機和網絡通信技術所具有的多種特性特別適合于實現建構主義學習環境，換句話說，多媒體計算機和網絡通信技術可以作為建構主義學習環境下的理想認知工具，能有效地促進學生的認知發展，所以隨著多媒體計算機和Internet網絡的飛速發展，建構主義學習理論正愈來愈顯示出其強大的生命力，并在世界范圍內日益擴大其影響。

下面我們就從“學習的含義”（即關于“什么是學習”）與“學習的方法”（即關于“如何進行學習”）這兩個方面簡要說明建構主義學習理論的基本內容。

(1)、關于學習的含義

學習是獲取知識的過程。建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情景即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。由于學習是在一定情景即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協作活動而實現的意義建構過程，因此建構主義學習理論認為“情景”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。

“情景”：學習環境中的情景必須有利于學生對所學內容的意義建構。這就對教學設計提出了新的要求，也就是說，在建構主義學習環境下，教學設計不僅要考慮教學目標分析、學習者特征分析以及媒體的選擇與利用，還要考慮有利于學生建構意義的情景的創設問題，并把情景創設問題看作是教學設計的最重要內容之一。

“協作”：協作發生在學習過程的始終。協作對學習資料的搜集與分析、假設的提出與驗證、學習成果的評價直至意義的最終建構均有重要作用。

“會話”：會話是協作過程中的不可缺少環節。學習小組成員之間必須通過會話商討如何完成規定的學習任務的計劃；此外，協作學習過程也是會話過程，在此過程中，每個學習者的思維成果（智慧）為整個學習群體所共享，因此會話是達到意義建構的重要手段之一。

“意義建構”：這是整個學習過程的最終目標。所要建構的意義是指：事物的性質、規律以及事物之間的內在聯系。在學習過程中幫助學生建構意義就是要幫助學生對當前學習內容所反映事物的性質、規律以及該事物與其它事物之間的內在聯系達到較深刻的理解。這種理解在大腦中的長期存儲形式就是關于當前所學內容的認知結構，也稱“圖式”。

(2)、關于學習的方法

建構主義提倡在教師指導下的以學習者為中心的學習，也就是說，既強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的主導作用。教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的提供者與灌輸者。學生是信息加工的主體、是意義的主動建構者，而不是知識的被動接受者和被灌輸的對象。

學生要成為意義的主動建構者，就要求學生在學習過程中從以下幾個方面發揮主體作用：

①要用探索法、發現法去建構知識的意義；

②在建構意義過程中要求學生主動去搜集并分析有關的數據和資料，對所學習的問題要提出各種假設并努力加以驗證；

③要求學生把當前學習內容所反映的事物盡量和自己已經知道的事物相聯系，并對這種聯系加以認真的思考。“聯系”與“思考”是意義構建的關鍵。如果能把聯系與思考的過程與協作學習中的協商過程（即交流、討論的過程）結合起來，則學生建構意義的效率會更高、質量會更好。協商有“自我協商”與“交際協商”（也叫“內部協商”與“社會協商”）兩種，自我協商是指自己和自己辯論什么是正確的；交際協商則指學習小組內部相互之間的討論與辯論。

教師要成為學生建構意義的幫助者，就要求教師在教學過程中從以下幾個面發揮主導作用：

①激發學生的學習興趣，幫助學生形成學習動機；

②通過創設符合教學內容要求的情景和提示新舊知識之間聯系的線索，幫助學生建構當前所學知識的意義。

③為了使意義建構更有效，教師應在可能的條件下，組織協作學習（開展討論與交流），并對協作學習過程進行引導使之朝有利于意義建構的方向發展。引導的方法包括：提出適當的問題以引起學生的思考和討論；在討論中設法把問題一步步引向深入以加深學生對所學內容的理解；要啟發誘導學生自己去發現規律、自己去糾正和補充錯誤的或片面的認識，切忌直接對學生進行灌輸。

下面我們通過兩個實際課例說明如何把多媒體計算機及網絡通信技術作為認知工具以實現這樣的學習環境。

課例1：澳大利亞“門尼·彭茲中心小學”所作的試驗

試驗班為六年級，有30名學生，教師名字叫安德莉亞，當前要進行的教學內容是關于奧林匹克運動會。像往常一樣，安德莉亞鼓勵她的學生圍繞教學內容擬定若干題目（例如奧運會的歷史和澳大利亞在歷次奧運會中的成績等問題），確定媒體在解決這些問題的過程中所起的作用，并要求學生用多媒體形式直觀、形象地把自己選定的問題表現出來。經過一段時間在圖書館和Internet網上查閱資料以后，其中米徹爾和沙拉兩位小朋友合作制作了一個關于奧運會歷史的多媒體演示軟件。在這個軟件向全班同學播放以前，教師提醒大家注意觀察和分析軟件表現的內容及其特點。播放后立即進行討論。一位學生說，從奧運會舉辦的時間軸線，他注意到奧運會是每4年召開一次。另一位學生則提出不同的看法，他認為并不總是這樣，例如1904年、1906年和1908年這幾次是每兩年舉行一次。還有一些學生則注意到在時間軸線的1916，1940和1944這幾個年份沒有舉行奧運會，這時教師提出問題：“為什么這些年份沒有舉辦奧運會？”，有的學生回答，可能是這些年份發生了一些重大事情，有的學生則回答發生了戰爭，有的則更確切地指出1916年停辦是由于第一次世界大戰，1940和1944年停辦是由于第二次世界大戰。經過大家的討論和協商，決定對米徹爾和沙拉開發的多媒體軟件作兩點補充：①說明第一、二次世界大戰對舉辦奧運會的影響；②對奧運歷史初期的幾次過渡性（兩年一次）奧運會作出特別的解釋。這時候有位小朋友提出要把希特勒的照片通過掃描放到時間軸上的1940年這點上，以說明是他發動了二次大戰。教師詢問全班其他同學：“有無不同意見？”沙拉舉起手，高聲回答說：“我不同意用希特勒照片，我們應當使用一張能真實反映二次大戰給人民帶來巨大災難（例如大規模轟炸或集體屠殺猶太人）的照片，以激起人們對希特勒的痛恨”。教師對沙拉的發言表示贊許。

從以上課例可以看到，教師為這個教學單元進行的教學設計主要是讓學生用多媒體計算機建立一個有關奧運會某個專題（例如奧運歷史或澳大利亞在歷次奧運中的成績）的情景，以激發學生的學習興趣和主動探索精神，再通過展開討論，把對有關教學內容的理" 解逐步引向深入。在這個課例中，學生始終處于主動探索、主動思考、主動建構意義的認知主置，但是又離不開教師事先所作的、精心的教學設計和在協作學習過程中畫龍點睛的引導；教師在整個教學過程中說的話很少，但是對學生建構意義的幫助卻很大，充分體現了教師主導作用與學生主體作用的結合。整個教學過程圍繞建構主義的情景、協作、會話和意義建構這幾個認知環節自然展開，而自始至終又是在多媒體計算機環境下進行的（同時用Internet實現資料查詢)，所以上述例子是以多媒體計算機和Internet網作為認知工具實現建構主義學習環境的很好范例。

課例2：澳大利亞“偉治·柏克小學”所作的試驗

試驗班由三年級和四年級的學生混合組成，主持試驗的教師叫瑪莉，要進行的教學內容是自然課中的動物。瑪莉為這一教學單元進行的教學設計主要是，讓學生自己用多媒體計算機設計一個關于本地動物園的電子導游，從而建立一個有利于建構“動物”概念的情景。瑪莉認為這種情景對于學生非常有吸引力，因而能有效地激發起他們的學習興趣。她把試驗班分成若干小組，每個小組負責開發動物園中某一個展館的多媒體演示。瑪莉讓孩子們自己選擇：愿意開發哪一個展館，愿意選哪一種動物；是愿意收集有關的動物圖片資料，還是愿意為圖片資料寫出相應的文字說明；或是直接用多媒體工具去制作軟件，都由孩子們自己選擇。然后在此基礎上組成不同的學習小組。

這樣，每個展館就成為學生的研究對象，孩子們都圍繞自己的任務努力去搜集材料。例如，他們到動物園的相應展館去實地觀察動物的習性、生態，到圖書館和Internet網上去查詢有關資料，以獲取動物圖片和撰寫說明。在各小組完成分配的任務后，瑪莉組織全試驗班進行交流和討論。這種圍繞一定情景進行自我探索的學習方式，不僅大大促進了學生學習的自覺性，充分體現了學生的認知主體作用，而且在此基礎上開展的協作學習，只要教師引導得法將是加深學生對概念理解、幫助學生建構知識意義的有效途徑。例如，在全班交流過程中演示到“袋鼠”這一動物時，瑪莉向全班同學提出一個問題：“什么是有袋動物？除了袋鼠有無其它的有袋動物？”有些學生舉出“袋熊”和”卷尾袋鼠“。于是瑪莉又讓學生們圍繞這三種有袋動物的異同點進行討論，從而在相關背景下，鍛煉與發展了兒童對事物的辨別、對比能力。這是利用多媒體計算機和Internet網絡作為認知工具，實現建構主義學習環境，從而有效地幫助學生完成對當前所學內容的意義建構并促進學生認知能力發展的又一范例。

二、多媒體教育應用的發展趨勢

綜合近年來國外多種教育技術雜志(如ET,ETS,EMI,JRCE,AJDE.....)上所刊登的主要論文，以及歷屆“ED_MEDIA”世界大會(World Conference on Educational Multimediaand Hypermedia,即“教育多媒體與超媒體”世界大會，簡稱ED_MEDIA世界大會，這是國際上每年召開一次的規模最大的有關多媒體教育應用的國際會議)上所發表的基本觀點，可以看出當前多媒體教育應用有以下幾個值得注意的發展趨勢：

1.多媒體技術與網絡通信技術的結合 2、多媒體技術與仿真技術的結合

多媒體計算機和仿真技術結合可以產生一種強烈的幻覺，使得置身其中的人全身心地投入到當前的虛擬現實世界中，并對其真實性絲毫不產生懷疑，通常把這種技術稱之為“虛擬現實”(VirtualReality,簡稱VR)。換句話說，虛擬現實是由多媒體技術與仿真技術相結合而生成的一種交互式人工世界，在這個人工世界中可以創造一種身臨其境的完全真實的感覺。要進入虛擬現實的環境通常需要戴上一個特殊的頭盔(head_mounted display)，他可以使你看到并感覺到計算機所生成的整個人工世界。為了和虛擬環境進行交互，還需要戴上一副數據手套──它使穿戴者不僅能感知而且能操作虛擬世界中的各種對象。

由于設備昂貴，目前VR技術還主要是應用于少數高難度的軍事和醫療模擬訓練以及一些研究部門，但是在教育與訓練領域VR技術有不可替代的非常令人鼓舞的應用前景，所以這一發展趨勢也應引起我們的注意。例如，達特茅斯醫學院所開發的一種“交互式多媒體虛擬現實系統”，可以使醫務工作者體驗到并學習到如何對各種戰地醫療的實際情況做出反應。利用該系統的實習者可以感受到由計算機仿真所產生的各種傷病員的危險癥狀，實習者可以從系統中選擇某種操作規程對當前的傷病情況進行處理并可立即看到這種處理方式所產生的后果。為了使實習者獲得更深刻的體驗，系統還可仿真各種外科手術，其內容包括一般的開刀直至復雜的人體器官替換。這種虛擬環境使醫學院的大學生不必冒任何醫療事故的風險就可以反復實習病房中的各種實際操作，并可嘗試選擇不同的技術處理方案以檢驗自己的判斷是否正確，和進行某種技能的訓練。

VR技術在教育中應用的另一個例子是創建一種虛擬的物理實驗室。物理學按其本身的性質提出了許多“如果……將會怎樣”的問題，這些問題最好通過直接觀察物理作用力對各種客體的作用效果來進行探索。休斯頓大學和NASA(美國國家航空和宇航局)約翰遜空間中心的研究人員建造了一種稱之為“虛擬物理實驗室”的系統，利用該系統可以直觀地研究重力、慣性這類物理現象。使用該系統的學生可以做包括萬有引力定律在內的各種實驗，可以控制、觀察由于改變重力的大小、方向所產生的種種現象，以及對加速度的影響。這樣，學生就可以獲得第一手的感性材料(直接經驗)，從而達到對物理概念和物理定律的較深刻理解。

VR技術在化學教學中也取得了顯著效果。北卡羅萊納" 大學的科學家們已經研制了一種可以讓用戶用手操縱分子運動的VR系統。用戶戴上頭盔并通過數據手套進行反饋控制，可以使分子按某種方式結合在一起。不難看出，這種VR系統不僅在教學上有重要意義(例如可直接觀察到蛋白質的分子結構)，而且在科學研究上也有重大的價值，因為按某種新方式結合在一起的分子結構很有可能是治療某種疾病的新藥，或者是工業上所需要的某種特殊材料。

隨著對多媒體技術和仿真技術研究的深入，實現“虛擬現實”的理論方法也有很大發展。原來應用VR離不開昂貴的專用硬件或輔助設備(如頭盔、數據手套、高分辨率的圖形工作站等)，近年來這種情況開始有所改變。例如在今年6月召開的ED-MEDIA世界大會上，出現了一種全新的稱作“QTVR”(快速虛擬)的系統。這種系統已實際應用于學習城市的設計與規劃，其優異的性能價格比令人驚嘆！QTVR技術與普通VR技術在使用的仿真原理上有很大不同：它不是利用頭盔和數據手套這類硬件來產生幻覺，而是使用360度全景攝影技術所拍攝的高質量圖象來生成逼真的虛擬情景。因此它允許用戶在Windows操作系統或是Macintosh微機的操作系統支持下，在普通微機上(無需用高檔的圖形工作站)只利用一只鼠標和一個鍵盤(無需戴頭盔和數據手套)就能真實地感受到和VR技術中一樣的虛擬情景。

學習城市設計與規劃的學生利用QTVR系統可以創建一座逼真的虛擬城市，當學生改變城市場景的視圖時(例如向左或向右，朝上看或朝下看，攝像機頭向目標移近或移遠等)，被觀察的場景仍能正確保持并能使人產生環繞該城市瀏覽觀光的真實幻覺。與此同時，城市中的各種物理實體(如建筑物、道路、橋梁、樹木、交通工具和地形等等)可以用鼠標任意拾取并進行操縱(例如使其旋轉，以便從不同角度進行觀察，并且還可以進入到建筑物內部的各個房間去觀看)。

更令人難以置信的是，由于采用了先進的圖象壓縮算法，在QTVR系統中，用來表征城市某個虛擬場景的360度高質量全景照片的存儲容量竟只有550K字節左右。

顯然，QTVR對于學習城市設計與規劃的學生是非常適宜的，甚至對于實際的城市設計與規劃人員也是非常實用的，因為它可以使學生或設計人員隨時改變城市的布局并立即感受到新布局所產生的效果，從而對設計或規劃及時作出修改或補充。顯然按這種方式設計與按傳統的圖紙設計或按CAD設計，其效率和質量將有天壤之別。

QTVR的重要意義在于，它開辟了多媒體技術與仿真技術結合的新途徑，為“虛擬現實”技術的大眾化鋪平了道路。從此，VR技術將有可能走出高級研究院與大學的“象牙之塔”，以優質價廉的全新面貌逐步普及到各個教育領域，甚至進入中小學課堂。

3.多媒體技術與人工智能技術的結合

把多媒體技術引入輔助教學系統可以大大改善輔助教學環境，更容易激發學生的學習積極性和主動性，從而能顯著提高教學效果。但是多媒體系統由于缺乏推理機制和學生模型的支持，所以不能確定學生的知識水平和認知特點；不能根據學生自己的意愿和理解能力去提供適合該生的學習材料，并作出有針對性的指導，即不能作到因材施教。

智能輔助教學系統由于具有“教學決策”模塊(相當于推理機)、“學生模型”模塊(用于記錄學生的認知結構和認知能力)和“自然語言接口”，因而具有能與人類優秀教師相媲美的下述功能：

了解每個學生的學習能力、認知特點和當前知識水平；

能根據學生的不同特點選擇最適當的教學內容和教學方法，并可對學生進行有針對性的個別指導；

允許學生用自然語言與“計算機導師”進行人機對話(由于機器理解自然語言問題尚未解決，目前絕大多數智能教學系統還難以做到這點)。

但是智能輔助教學系統過分強調教師的指導作用，而且目前的智能輔助教學系統其教學方式都比較單調，難以作到圖文、音像并茂，因而在激發學生興趣，提高學生的主動性、積極性方面受到較大的限制。

由以上分析可見，在多媒體教學系統和智能輔助教學系統之間存在性能互補關系，將二者結合起來就可以揚長避短，從而研制出高性能的新一代智能輔助教學系統。

實現智能多媒體輔助教學系統的關鍵是：建構適合輔助教學需要的多媒體系統和設法使多媒體系統具有智能。

要使多媒體教學系統具有智能，主要涉及學生模型建造和人工智能領域的知識表示與知識推理，后者要求探索出一種適合于多媒體環境的新的知識表示方法和相應的推理機制。考慮到多媒體數據庫的信息組織方式通常采用超文本技術，它與人工智能領域的語義網絡知識表示在形式上有類似之處，二者均是由節點和有向弧線組成的有向圖，我們就有可能在語義網絡的基礎上，通過認真分析多媒體數據庫的特點，而發展出一種新的知識表示方法和推理機制來實現這二者的結合。顯然，從語義網絡入手只是實現智能多媒體教學系統的一種可能途徑，而非唯一途徑，我們還可以探索其它的、或許是更好的途徑。

多媒體技術與人工智能(AI)技術的結合，除了體現在對多媒體教學系統引入學生模型和知識推理機制以外，還可體現在設法使多媒體知識庫中的導航機構實現智能化。用超文本技術組織起來的多媒體知識庫具有符合人類聯想思維，便于閱讀、瀏覽、查詢等諸多優點，但也存在容易“迷航”的缺點。在一般的多媒體系統中，“導航器”只是起指示當前節點在整個知識網絡中所處位置的作用(通常用流程圖方式給出該節點的一系列前趨節點與后繼節點)，以便引導讀者由知識網絡中的當前節點轉向目標節點。若是“智能化導航器”則不僅具有上述導航功能，還可根據學生當前的知識基礎與水平，在該節點處向學生建議一條或幾條最適合該生繼續瀏覽或查詢的路徑；另外，在瀏覽過程中，當學生遇到困難時，該瀏覽器還能起“智能”(Intelligent agent)的作用，對該生進行幫助，這些幫助包括：①替學生查詢有關資料；②以學習同伴身份和學生進行平等的討論以加深學生對某個問題的理解；③以指導教師身份對學生的錯誤進行必要的指導以便使學生少走彎路。

4.多媒體技術與建構主義學習理論的結合

如前所述，建構主義學習理論是認知學習理論的一個重要分支，建構主義的起源應追溯至皮亞杰的兒童思維發展理論，可謂源遠流長。但是自八十年代初期以來，盡管認知心理學已逐漸取代行為主義心理學占據了統治地位，而建構主義學習理論在很長一段時期內并未產生明顯的影響。直至近年來，隨著多媒體技術的日益普及，建構主義學習理論才逐漸引起人們的廣泛的注意，按照建構主義學習環境進行教改試驗研究的學校也日漸增多。個中緣由固然有學習理論的流行必然要滯后于作為其理論基礎的心理學的流行這樣一個因素，但是更重要的因素則是九十年代以前社會上還缺乏實現建構主義學習環境的理想條件。前已指出，建構主義學習環境包含四大屬性或四大要素即“情景”、“協商”、“會話”和“意義建構”。顯然，多媒體技術的特性與功能最有利于四大屬性的充分體現，例如：

“情景”──建構主義學習理論強調創設真實情景，把創設情景看作是“意義建構”的必要前提，并作為教學設計的最重要內容之一。而多媒體技術正好是創設真實情景的最有效工具，如果再與仿真技術相結合，則更能產生身臨其境的逼真效果。

“協商”與“會話”──協商與會話過程主要通過語言(少數場合用文字)作媒介，這就要求計算機輔助教學系統必須要有語音功能，即要用多媒體計算機才能支持。

篇4

[關鍵詞]智能電網 智能通訊智 智能能控制

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0400-01

一、量測與通信設備

量測設備和通信設備相輔相成，共同為系統運行、保護以及設備監測和維修提供依據；兩者既可能相互獨立，也可能集成為一體。前者側重于實時、準確地測量和就地處理各種電氣量和非電氣量，后者側重于實現高速、大容量的實時動態信息交互。量測系統包括 3 部分：1）需求側量測：主要具有家電控制、電能質量分析、防偷電、功率和用電量測量、實時電價處理、成本控制、自備電源監測等功能；2）電網側量測：主要具有同步相位測量、廣域測量、動態設備監測、系統安全穩定監測等功能；3）發電側量測：主要用于監測發電廠的出力、設備狀態、履約狀況、煤耗和排放等。 通信系統的研究主要包括四個方面：1）通信方式的多樣化，合理使用 Internet、光纖、衛星、無線、3G、傳感器網絡等通信方式；2）精確的數據對時和同步能力；3）重視電磁兼容，降低對外部的輻射和電磁干擾；4）提高抵御外部通信干擾的能力。

二、信息管理系統

智能電網中的信息管理系統應主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全五個個功能。 1）信息采集與處理。主要包括詳盡的實時數據采集系統、分布式的數據采集和處理服務、智能電子設備（intelligent electronic device，IED）資源的動態共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數據對時等。 2）信息分析。對經過采集、處理和集成后的信息進行業務分析，是開展電網相關業務的重要輔助工具。縱向包括“發電輸電配電需求側”四級產業鏈業務分析和“國家大區省級地縣”四級電網信息分析。橫向包括發電計劃、停電管理、資產管理、維護管理、生產優化、風險管理、市場運作、負荷管理、客戶關系管理、財務管理、人力資源管理等業務模塊分析。 3）信息集成。智能電網的信息系統在縱向上要實現產業鏈信息集成和電網信息集成，橫向上要實現各級電網企業內部業務的信息集成。為此有必要借鑒或利用面向服務架構（service-oriented architecture，SOA）、IEC 61850、IEC 61968、IEC 61970 等系統架構或標準，開發高效標準化的信息集成系統。 4）信息顯示。為各類型用戶提供個性化的可視化界面，需要合理運用平面顯示、三維動畫、語音識別、觸摸屏、地理信息系統（GIS）等視頻和音頻技術。 5）信息安全。智能電網必須明確各利益主體的保密程度和權限，并保護其資料和經濟利益。因此，必須研究復雜大系統下的網絡生存、主動實時防護、安全存儲、網絡病毒防范、惡意攻擊防范、網絡信任體系與新的密碼等技術。

三、決策與控制理論

在智能電網中，電網決策與控制的實時性、易用性、互操作性將大大提高，因此對以下幾方面技術提出了新的要求：1）快速負荷和氣象預測技術；2）快速安全穩定計算方法、判據和控制策略；3）高性能計算方法和設備，如并行計算、云計算、海量存儲、系統容錯等；4）快速仿真和建模； 5）超短期潮流分析；6）故障定位；7）合理應用新型人工智能技術，比如分散式智能、智能感知技術、自組織網絡技術、虛擬現實技術等； 8）開發個性化人機交互界面及其內核技術，融合多媒體、計算機圖形學、數據庫設計、實時分布系統、生物特征識別技術等；9）針對電網智能化展開電力規劃的研究。

四、智能控制中心

智能控制中心是現有的 EMS、DMS、SCADA、虛擬電廠（virtual power plant）等技術的升級和結合，在研究中應根據分層分區的原則，明確不同級別控制中心的權責和功能，進行有針對性的設計，這其中包括 1）可視化互操作平臺。該平臺能利用多媒體技術顯示潮流、電壓、功角、穩定裕度、故障位置、變電站和線路運行、發電廠狀態等信息，監視控制中心各功能模塊，實現個性化信息披露，接收運行人員指令。 2）預測功能。以高性能通信和信息處理為依托，與氣象部門、水利部門等相關部門聯合，實現信息的短時甚至超短時預測； 3）交易與調度功能。該功能包括數據管理、機組調度、電網協調、信息披露等。數據管理用于處理機組狀態、電網拓撲、實時電網模型、預測參數、檢修計劃、電力交易基礎數據（如雙邊合約、競價上網、節能調度、可再生能源扶持政策、金融和約等）等信息。電網協調功能是在綜合處理各級智能控制中心的決策后，協調各級電網的運行，對網間交易、機組組合、出力分配、安全校核、AGC、備用等方面進行優化協調。信息披露功能則在服從相關保密和監管條例的前提下，對發電計劃、購電成本、網間交易、能耗排放、阻塞情況、預測參數以及其他必要的信息進行及時準確的披露。 4）快速安全穩定分析功能。目前的電力系統安全穩定分析主要以離線分析為主，不能完全反映系統的真實情況。在智能電網中，應推動安全穩定分析的在線化和實時化。該功能首先利用高性能量測和通信系統到得拓撲、潮流、頻率、電壓、設備實時模型等信息；然后據此進行狀態估計和在線建模分析；最后確定當前系統的安全穩定性。 5）智能保護整定。目前的保護整定以離線整定為主。在智能電網中，將在快速安全穩定分析、實時網絡拓撲和參數、實時負荷特性的基礎上計算出母線、線路、變壓器保護和安全自動裝置的定值。 6）預警報警與事故處理。根據緊急程度，智能控制中心將做出相應的預警（如穩定裕度不足、弱阻尼、備用不足、極端天氣）、報警（如功率、電壓、頻率越限、失步、振蕩、非主動解列、故障）和事故處理（如保護協調、低頻低壓減載、連鎖切機、主動解列、再同步等）。

參考文獻

[1]陳樹勇，宋書芳，李蘭欣，等.智能電網技術綜述[J].電網技術，2009.

篇5

論文摘要:在知識 經濟 時代，如何借助基于信息技術的知識管理工具提升學習力，從而提升競爭力，已成為大家面臨的一項極為現實的課題。本文探討了知識管理工具支持學習力提升的主要途徑。

    隨著信息技術的高速 發展 ，人類已進人知識經濟時代。社會、組織和個人都必須懂得如何利用知識來提升其核心競爭力。“未來的競爭力不再取決于你已獲得的知識的多少，而在于你是否比別人學得更快。”這是聯合國教科文組織在新世紀到來的時候，對學習力在 企業 核心競爭力中的重要性所作的評價。如何在有限的時間內最大限度地攝取、創造知識，并把知識轉化為現實生產力，提高競爭力，這是一個迫切需要解決的現實課題，而如何提升學習力又成為這個課題的關鍵環節。對此，有的學者認為利用基于信息技術的知識管理工具加強對知識的管理將成為有效提升學習力的方法之一。

    一、為學習者提供一個真實的問題情境，以激發其學習能力的提升

    美國vandrerbilt大學認知與技術課題組(cog-nition and technology group at vanderbilt，簡稱ct-gv ) 992)提出了“錨式情境性教學”( anchoredinstruction )，并設計了一系列的 電子 教材和相關軟件，比如《jasper解題系列》( the jasper woodburyseries )，此教材由一系列的歷險故事錄像組成(如旅行、經商等)，由這些故事衍生出有待學習者解決的問題。在《jasper解題系列》教材中，交互性視盤技術發揮了很大的優勢。借助這些視盤，學習者可以看到真實生動的事件，從而可以更好地理解真實的問題情境。而且，在學習者解決問題的過程中，他們可以自由地訪問故事中的有關片斷和信息，可以很方便地進行快速瀏覽。

    簡·赫瑞德特和羅·歐利沃(jan herringtont&ron oliver)曾經考察了按照情境性學習理論設計的多媒體學習環境對高水平思維的影響。研究者對學習者在學習過程中的討論內容所做的分析清楚地表明，情境性學習多媒體軟件所提供的學習環境能夠支持、維持學習者豐富的高水平思維活動。

    由此看來，基于信息技術的知識管理工具可以根據學習者的需要與特點，為學習者尤其是新手，提供一個開放的、真實或接近真實的問題情境。在這種問題情境下，學習者的經驗世界會與這些問題產生積極的相互作用，使學習者認識到問題的意義，對之產生強烈的興趣，并迅速開展求解活動，從而提升自身的學習力。

    二、創建可視化、交互性的學習環境。支持學習力的提升

    知識管理工具可以模擬各種現象、過程、系統或器具，學習者通過與可操縱、可觀察的交互式情境的互動活動，開展探究和發現式學習。例如，來自人工智能領域的“微型世界”是一個小而完整的知識領域，可為學習者提供探索式學習的真實可靠環境，學習者可以在其中更清晰地思考，更有效地探索某一領域中的知識，檢驗自己的假設，發現微型世界的 規律 。la〕目前，研究者們已經研制了許多模擬、建模軟件，比如幾何畫板、thinktools等。

    知識管理工具還為抽象知識的可視化提供了有力的支持，促進了思維的可視化和直觀化，從而支持了學習者的抽象思維和理論思維過程。例如，概念地圖(concept map)就是用來組織與表征知識的工具。它通常可利用圖示的方法來表達人們頭腦中的概念、思想和理論等，把頭腦中的隱形知識顯性化、可視化，便于思考、交流和表達，以此形象化的方式表征學習者的知識結構及對某一主題的理解。

三、提供豐富的知識資源，促進知識整合

    學習力的發展以豐富的、開放性的信息、知識等資源為基礎，知識管理土具能夠為學習者提供各種類型的知識資源。如，美國加州大學伯克萊分校的著名 教育 技術和教育心理專家marcia c.  linn進行了“知識整合環境”( knowledge integration environ-ment，簡稱kie)和“ 網絡 科學 探究環境”( the web一based inquiry science environment，簡稱wise)等項目的研究，并研制了一系列的軟件工具，為學習者的知識整合和科學探究提供了有效的環境支持，包括:網絡筆記本(netbook )、網絡證據資料庫(net-worked evidence database )、輕松交談(speakeasy )工具、知識整合指導(knowledge integration coach )和過程跟蹤工具，這些研究項目的意圖是幫助學習者發展整合性知識和科學理解力，并幫助學習者通過認真而有效地使用互聯網資源而實現知識整合的目的。知識管理工具為學習者提供了豐富的知識資源，并且幫助學習者對這些資源進行深度加工處理，幫助其提高學習力。

篇6

未來課堂研究關鍵詞譜

通過前面我們對于未來課堂內涵、架構、模型、定位與特性、互動等的討論，已基本清楚了未來課堂應體現人性化（空間舒適）、裝備齊全（設備先進）、操控便利（運用自如）、資源豐富（充分滿足）、交互實時（流暢及時）、教學靈活（形式多樣）等特征。依據我們對未來課堂的項目研究與文獻梳理，基本可以勾畫出未來課堂研究的關鍵詞譜（如圖1）。該詞譜從核心、目標、特征、途徑四層概括了未來課堂研究中應關注的一些關鍵詞，這張詞譜不僅能為我們進行未來課堂的設計與應用研究提供參考，也可以作為評價一個未來課堂設計成功與否的參考依據之一。

正如前面我們在對未來課堂進行界定的時候已經提及未來課堂是作為一種面向未來人才培養，以互動為核心，注重人與環境之間的和諧，促進人的自由與發展的教學環境與活動。未來課堂包括物理形態的課堂和心理形態的課堂。所以未來課堂的研究應該包括這兩種形態的理論與實踐研究。作為教育技術研究的領域之一，教育技術研究范疇的界定同樣對未來課堂研究內容的確定具有重要的意義。未來課堂的研究內容包括對物理和心理兩種形態課堂的創建、應用與管理（如下頁圖2）。

理論與實踐層面的研究

理論上來講，未來課堂主要包括兩種形態課堂的創建、應用與管理的理論研究。作為學校教育組成要素之一的未來課堂，其設計與應用需要有相關的理論指導。未來課堂的設計與應用，既需要研究未來課堂設計的自身基本理論，也需要借鑒教育學、心理學、藝術設計學、建筑學、環境設計學、聲學及光學等方面的理論，目標在于通過基本理論和相關理論的研究，指導我們的實踐，建構體現和符合創新人才培養和新課程改革所需的未來課堂。

未來課堂的創建主要包含課堂的物理架構（空間設計）研究。未來課堂既包括物理形態的課堂，也包括心理形態的課堂，而作為課程教學實施的載體，學習者學習活動的主要場所，物理形態的課堂更應受到關注，這也是教育技術研究者更有所作為的領域。未來課堂的物理架構研究主要包括研究未來課堂的空間設計，設備配置，聲、光、電的設計，包括無線網絡的配置，投影及顯示屏幕的設計等。

未來課堂研究的應用范疇主要包含未來課堂的教與學的方式研究與未來課堂的互動研究。作為課程教學和人才培養實施的主要陣地，未來課堂在設計理念上有別于傳統課堂，需要創新和重構傳統的教與學的方式，研究適合于未來創新人才培養和新課程改革所需的教與學的方式也是教育技術研究者應該關注的課題。此外，互動是未來課堂設計理念的核心，葉瀾教授說：“課堂教學的本質應當被視為師生、生生互動的過程。”[1]西方學者克林伯格也指出，“在所有的教學之中，進行著最廣義的‘對話’。不管哪一種教學方式占支配地位，這種相互作用的對話是優秀教學的一種本質性的標識。”在他看來，教學原本就是形形的對話，擁有對話的性格。通過對話，學生不僅獲得了活的知識，更重要的是獲得了人生的感悟，在啟發式的、探索式的對話中獲得了主體性的發展。[2]因此未來課堂從物理空間設計、設備功能配置以及教與學活動的選擇上都應體現出互動。

未來課堂的互動研究包括：教與學主體與課堂設備、設備與設備、主體與主體之間（包括教學者與學習者、學習者與學習者，課堂內的主體與課堂外主體之間），主體與資源之間的交互等。未來課堂的人本性、開放性、混合性等特性的體現需要研究適應于不同學習與教學狀態下的互動。

未來課堂研究的管理范疇應主要研究未來課堂設計與應用的規范和標準，是教學場所或教學活動的體現。未來課堂并不是憑空臆想出的虛無縹緲的事物，它是在針對當前課堂存在的諸多弊端進行分析的基礎上提出的，其設計包括物理的和心理的環境設計，尤其是物理架構的設計需要有相應的設計與應用的規范和標準，這個規范和標準的研究有助于將未來課堂的研究規范化，有利于在實際的教育領域中進行推廣。

而從實踐層面，實踐研究更是未來課堂研究的重要組成部分。作為一個新的事物、新的研究領域，我們需要在理論研究的基礎上，將創建、應用與管理的理論應用于未來課堂的設計與應用上，同時也需要借助已經構建的未來課堂進行教學實踐研究，通過實踐研究可以探討不同學科性質的課程，不同層級的學習者在未來課堂中的學習特點，從質性和量化兩方面來研究未來課堂設計和應用的實際效果。

美國未來學家喬治·倫納德（1968）設想未來的小學將是一個自由、開放和以學習者為中心的環境。盡管倫納德的理想化預想尚未實現，但他預見到了未來學校有許多將要實現的要素。在未來的校園里，每個兒童都有個別化的教育計劃（1975年為特殊需求學習者提供法律依據）和要求課程中包含人際交往、心理活動、體育運動以及許多其他方面的學習體驗。而霍華德·加德納1983年提出多元智能理論，并建議在一些試驗學校實施。他希望學生通過計算機控制的輸入裝置與投影顯示屏進行交互，達到學習基本技能并同時提高多方面的智能之目的。課程學習內容來自交叉矩陣數據庫，該數據庫可以從“普通文化數據庫”任意檢索資料。學生可以通過可視屏幕與其他學生交流。倫納德的設想是一個豐富多彩的學習環境，包括面對面的和以媒體為中介的各種活動，涉及智力、運動、藝術、精神和道德的學習體驗。[3]技術和教學方面的新近發展為理想的學習環境增添了新的想象空間。

當今時代，人們對于教育的理想和期待主要有以下四個方面：①可以促使每個人對社會做出貢獻。為此，教育必須提供終身學習與合作學習的機會，教育幫助每個人掌握批判性的思維和行動方式、創造性的工作方式、開展有效合作的團隊工作方式、跨文化的理解、采用不同媒介方式與不同人溝通的方式、達到高水平的數字化素養、根據需要不斷學習的能力。②可以實現每個人的天賦才能。在今天，這一點具體化為：在責任地控制新技術濫用的同時，充分利用現代信息技術的力量，順應時展的需求去發掘每個人潛在的天賦才能。③可以使每個人履行其公民的職責。在今天則表現為：充分用現代信息技術，為每個人提供更多的生存空間、參與的機會和選擇的自由，在注意培養公民信息素養的同時，增強每個人的社會責任感。④可以使傳統得以繼承、延續與發展，通過教育，在多元文化的碰撞與交融中將傳統的傳承與發展創新辯證地統一起來。[4]

學生與專家心目中的理想課堂

作為教與學實施的主要場所之一，未來課堂應為學習者這個主體而建，要建構未來課堂的功能模型，首先應該了解學生們心目中的“未來課堂是什么樣子的”。張玉彬等人于2009年3～5月對廣東省深圳市5所公辦學校（初中3所，高中2所）的600名學生進行了問卷調查。[5]調查內容為“你心目中的理想課堂是什么”，答案選項包括下表中的8中類型，統計結果如下表所示。

通過統計分析結果不難發現學生心目中理想課堂依次是“有趣、快樂的”“自由、開放的”“思考、探索的”，“平等、互動的”“有趣、快樂、自由、開放、平等、互動、思考、探索”是學生對理想課堂的主要要求。而其中出現最多的十個詞匯依次是：互動、興趣、活躍、活動、啟發、輕松、生活、平等、實踐、討論。可見學生心中的理想課堂是能夠實現自我、積極參與、民主平等、寓教于樂、充滿激情和快樂的課堂。

基于對學生的調查分析，我們又采用了專家意見征詢法和專家訪談法，以了解當前在教育學、教育技術學、計算機科學與技術、建筑學、心理學等領域專家對于未來課堂的認識，藉此構建未來課堂的理論模型，并在此基礎上進一步分析未來課堂的定位和特性。在專家意見征詢方面，我們對22名專家進行了兩輪意見征詢。在這22名專家中教授14人，副教授8人；華東地區11人，華南地區4人，華中地區2人，華北地區4人，西南地區1人；專業領域涉及教育學、教育技術學、計算機科學與技術、建筑學和心理學。

在第一次專家意見征詢之前，我們初步擬定了教室設計理念維度、目標維度、教與學模式維度、空間形式維度和技術支撐五個維度，并對每個維度進行了內容細分和內容說明描述，對設定的維度和內容細分及說明向專家進行了意見征詢，征詢方法采用“非常贊同、基本贊同、一般、基本不贊同和非常不贊同”五級，并留有專家修改意見欄。

第一輪意見征詢反饋回來以后，筆者對第一輪回收的專家意見征詢信進行了統計分析，并綜合各位專家的意見，在第二輪征詢意見信中主要對未來課堂設計的理念維度進行指標調整，并對指標進行細化，細化到可以操作的層面，以此形成第二輪的專家意見征詢信。

為保證所建未來課堂模型的可操作性，根據第一輪意見征詢專家建議，本課題所設計的未來課堂主要面向中小學（普教，不含職教專業教室）學校教育常規課堂，設計理念主要從圍繞未來課堂設計能夠促進學習者的個體學習，促進學習者的社會化學習，以及體現室內空間設計新理念三個維度進行。第二輪專家意見征詢，我們針對調整后的三個維度進行了二級指標劃分，并對二級指標再進行了細化和內容說明。在對返回的第二輪專家意見征詢信進行整理的過程中，專家們對修改后的指標和細化指標達成了較高的一致度，也對部分指標細化及細化說明提出了修改意見，基于兩輪專家意見征詢信專家們提出的建議和我們先前對當前學生對于未來課堂的內容分析，構建了未來課堂理論模型（如下頁圖3）。

從理論上講，未來課堂的終極目標應該是促進學習者的學習和發展，其應該是通過促進學習者的個體學習與社會化學習兩種途徑來實現，未來課堂具體表現的就是能夠促進學習者進行個體學習和社會化學習的環境和活動，并能符合和體現未來空間設計的新理念。在促進個體學習方面，其設計理念的重點應體現在三個方面：①未來課堂環境應利于學習者進入學習狀態。②未來課堂能為學習者學習提供便利、便捷的學習支持。③未來課堂的環境和活動應能滿足學生面向21世紀技能中個體技能的培養。

未來課堂研究的關鍵技術

就目前而言，未來課堂構建的關鍵技術主要涉及普適計算技術、人工智能技術、交互式電子白板技術、分布式伺候計算技術以及智能空間技術等，普適計算技術與人工智能技術在很多論文中都有所論及，本文主要簡述以下三種技術基礎。

1.分布式伺候計算技術

“分布式”包含了兩個方面的含義：①環境分布。在此環境中，計算機將嵌入到環境的各種設備中，甚至可穿戴在人身上。這時無需且無法區分所使用的是哪一臺計算機，而是由整個分布式環境主動地為用戶提供計算機服務，也就是說用戶是在一個“交互空間”中使用計算機并得到計算服務。②服務分布。在信息時代中，計算機的根本作用是人與人之間的信息交流的媒介。計算機、網絡和多媒體技術相結合使得在地理上分布較廣、在時間上不同步的多個用戶能方便地進行信息交流和合作，這時用戶使用計算機的目的是為了與其他用戶進行信息交流和合作，也就是以人—計算機—人的方式進行人機交互。

“侍候式”[6]（attentive or self-aware）則是指在這樣的環境中使用計算機時，計算機不是被動地等待用戶的命令，而是能覺察到交互的上下文（context awareness），主動地適應用戶的特殊需求并提供個性化的服務。這些服務包括：基于上下文的服務、基于生物特征的用戶身份鑒別、識別用戶的動作和意圖甚至情緒并主動地做出響應、記憶用戶的工作日程和作息時間表，習慣和愛好，以便為用戶提供個性化和自適應的服務。

2.交互式電子白板或電子黑板技術

交互式電子白板或黑板是一種輸入輸出設備，成為人（用戶）與計算機進行交互的智能平臺。它集書寫、記憶、儲存、控制、演示以及打印等功能于一體，具有良好的兼容性和實用性。教學中的交互式電子白板是一組媒體組合，其核心組件是電子白板、投影儀和計算機三者循環相連；而感應筆、打印機和存儲器是該組合中的重要附件。

從課堂教學實踐來看，交互式電子白板技術除了具備一般計算機的投影顯示功能之外，還有一些獨特的功能：①直接板書。可以使用電子感應筆直接在電子白板上板書，隨時保存，方便教師課后整理、打包，循環使用。同時，調用電子白板上不同的色彩進行板書可以增強教學效果。②電子備注，強調重點。③隨時調用各種資源。教師備課時可以調用各種數字資源，如圖像、視頻剪輯，或者在上課過程中根據教學需要隨時生成這些材料。甚至可以直接進入網上的在線資源。④模板化、程式化。電子白板軟件本身所提供的一些模板（如方格紙、樂譜格等）或圖示框架（如生產流程圖、頭腦自由聯想模板等）等可以使教師在電子白板上方便有效地進行相關工作，而傳統的教學手段很難做到這一點。[7]⑤可視功能。根據教學需要，這一功能可以通過點擊按鈕來實現，如轉動、跳動、成像等，還可以錄音、配音。這樣，可以使課堂教學內容（如講故事、講授抽象的語法時態等） 具有可視性和現場感，學生容易理解和牢固掌握。

交互式電子白板技術整合了普通多媒體教學的優點，又具備更加強大的交互功能。因此，基于交互式電子白板的信息技術環境，可以靈活調用教學中的各種媒體資源，支持所有的課堂教學行為，以及日前常見的教學策略和組織形式，“其強大的交互性尤其適合課堂教學的半開放結構和多種交互的需求，同時在教學中凸顯學生參與的主體地位，實現了信息技術和課堂教學的無縫連接”。[8]

3.智能空間技術

智能空間（SmartSpace）是“一個嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感器的工作空間，其目的是使用戶能非常方便地在其中訪問信息和獲得計算機的服務來高效地進行單獨工作和與他人的協同工作”。[9]智能空間是普適計算的兩個本質特征在房間、建筑尺度上的集中體現，其具體表現為：智能空間的整個空間成為一個連續立體的交互通道，同時嵌入的計算系統可以充分識別和利用空間中的上下文，體現信息空間與物理空間的融合。智能空間的一個重要特性是游牧服務（Cyber Foraging），指用戶攜帶入空間的無線手持設備可以充分利用其周圍基礎設施中的資源相對較豐富的設備的能力，同時其上運行的模塊也可以與空間中的其他模塊進行交互和協作以使用戶獲得與當地空間相關的各種服務。智能空間的交互通道是“立體、連續的”，意味著人們不需要特地去往一個位置接受計算機服務，同時計算系統是隱藏的，并大量運用多模態感知交互技術和覺察上下文技術，使得人們在獲得計算服務時無需明確意識空間中計算系統的存在。[10]

展望

從上述對未來課堂研究之關鍵的討論，基本可以認為：目前正在研究或初步投入使用的未來課堂都存在各自的特點，有側重于環境設計的、設備集成控制的、課堂教學互動的、教學過程實錄的以及教學過程智能化的等。總體而言，未來課堂重點將體現在環境舒適、設備齊全、功能多樣，交互充分、資源豐富、教學靈活等方面。

另外，未來課堂的大小適度通常以容納20～30人為佳，便于組織開展多種教學活動，方便師生、生生、界面之間的交互。教室里安裝有無線網絡，形成泛在的計算環境，方便師生便攜設備的無線接入。教室的照明、溫度等環境可以根據外在的環境變化進行智能控制，使照明和溫度處于一個最合適的水平；教師進入教室后，教室的設備就會自動調整到講課教師預先設定的狀態，學生進入教室后，課桌椅都會按照學生自身的特點和偏好來調節。教室的講臺不一定是長方形的，可以像舞臺一樣，上面安裝有各種模擬設備，利于教師創造合適的教學情境。教師與環境之間的交互無需通過控制面板來完成，可以通過語音、手勢或者一個特定的動作，相應的設備就會做出反應。譬如，教師在教室中來回走動講課，無需走到講臺上，用語音就可以打開一個想讓學習者觀看的視音頻資源。這樣就將教師從空間上解放出來，將更多的精力放到教學活動本身。學生也無需固定在特定的桌椅上，他們也可以根據教與學活動的需要在教室中來回走動，可以在電子白板上自由地板書。利用無線網絡環境，未來課堂可以使遠程學習者直接參與到現場的教學中，也可以隨時與之交互。基于實錄功能，課堂上的一切行為都可以被記錄下來，甚至教師所用的課件，以及在課件上面的注釋都可以以數字化的形式被存儲下來，方便學生課后復習。

新媒體、新技術的不斷涌現及在課堂中的應用，必將會改變課堂的結構和形式。目前未來課堂的設計與應用已經漸成為教育技術學研究一個新領域。[10]課堂的智能性也肯定是未來課堂的重要形式和特性之一，加強智能性的研究將有助于我們對課堂進行重新認識和設計，最終構建出一個面向未來創新人才培養需求和新課程改革需要的、充分關注課堂主體自由發展的新型和諧課堂。

參考文獻：

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[2]鐘啟泉.對話與文本：教學規范的轉型[J].教育研究，2001（3）：33-39.

[3]George L.， Education and Ecstasy[M].New York， NY： Delacorte Press，1968.

[4]高文.學習科學的關鍵詞[M].華東師范大學出版社，2009：27.

[5]張玉彬.理想課堂的構建與實施[M].西南師范大學出版社，2010：11-12.

[6]徐光祐，史元春，等.將計算融入環境——認識無所不在的計算與智能環境[EB/OL].http：//.cn/2001/back_issues/2112/1208a.asp[2012-09-11].

[7]張際平，等.交互電子白板原理與應用[M]. 華東師范大學出版社，2010：55.

[8]王龍.基于電子交互白板的日常課堂教學[J].中小學信息技術教育，2005（3）：34-36.

篇7

一、中職學生數學學習現狀

中職學生基礎知識薄弱是客觀存在的現實。數學是一門邏輯性較強的學科，學生對其中的概念、公式、推理、演算等都存在著理解上的難度，在進入中職學校學習之前，大部分的學生對數學的學習都存在著畏難情緒，在學習的基礎階段，他們沒能構建成型的知識系統，隨著學習內容逐漸變得復雜，很多中職學生學習數學的過程就變成了徹底的“聽天書”。進入中職學校后，數學教師對于學生的學習情況早就產生了職業倦怠，因此大多使用的是一成不變、傳統的教學模式，不注重學生的主體地位，課堂顯得枯燥無味，更是壓抑了學生學習數學的熱情。為了應付考試，在實際的教學中，中職學校不得不降低教學的難度，數學學科的學習基本上形同虛設。這就使得數學的學習形成了一個課前不預習、課上不學習、課后不復習的怪圈，且愈演愈烈。

二、中職學生數學學習的重要性

1.課程性質決定基礎地位

數學是研究數量關系和空間形式的科學，它是自然科學與技術科學的基礎，是一切科學領域的奠基者。隨著時代的發展，數學的應用越來越廣泛，經濟領域、生物制藥領域、國防科技領域、人工智能領域等，尤其是在和計算機進行結合后，其所創造的直接價值與間接價值都呈現出迅猛增長的態勢。可以說，數W在推動社會生產力方面起著不可替代的作用。其次，數學是人類智慧結晶的重要組成部分，數學素質是公民必須具備的素質之一，它作為一種思維體操，鍛煉了人的思維能力，使人能夠透過現象看到本質，從根本上找到解決問題的方法，對個人的能力與生活悄然發生作用。

2.科技發展推動職業需要

縱觀當前中職學校開設的專業，最明顯的特點緊密聯系社會實際需求設置專業培養人才。而所有的專業幾乎都和計算機、互聯網產生了鏈接。計算機的基礎是計算，計算的基礎是數學。無論學習什么專業，基本的運算都是必須要掌握的，民間專業的測量、投資市場的預測、軍工專業的空間、數控專業的計算……這些專業的背后都是堅實的數學背景。越是和數學聯系緊密的專業，越是社會上的熱門職業。可以說，科技推動著中職學校的數學課程不斷前進，豐富的數學內容將學習和素質緊緊地聯系在一起。

3.數學教育中的德育價值

人們普遍認為數學的學習是很枯燥乏味的事情，它不像人文類學科形式豐富、情感飽滿。這種認識是錯誤的。數學內容本身就富有強烈的內在美感，它的邏輯緊密、思維嚴謹都和中國傳統思想有著異曲同工之妙。而我國最早的數學書籍《勾股定理》更是為學生揭示出我們的祖先對于數學的研究是多么的悠久、成果又是多么的豐富，其中蘊含的德育價值為激發學生的愛國情感，養成端正的人生觀和價值觀都起著潛移默化的作用，而像這樣的例子不勝枚舉，可以說數學教育本身就是德育教育的具體體現形式之一。

三、中職學生數學學習興趣激發策略

1.創設情境，聯系生活實際

數學雖然由一系列的符號組成，但數學并不等于符號。人類社會經驗的總結和累加形成了數學學科，其內涵的豐富是和人類的生活息息相關的。人們選取的出行路線是幾何學科的雛形，購買彩票是和概率有關，房貸車貸和數列計算有關等等。可見，我們的生活中時時處處都在和數學打交道。通過創設數學應用情境，將教學內容和生活實際有機結合，使數學知識融入學生熟悉的生活情境之中，成為實實在在可以觸碰的現實，使學生切實體會到學習數學的意義和價值。不要人為地把數學知識和實際生活割裂開來，帶領學生從生活中發現數學，甚至是挖掘數學的素材，并嘗試著用數學的思維方法去解決生活中遇到的問題，提倡學生遇事從數學的角度想問題，久而久之，學生就會具備數學的思維，并能夠運用所學的知識和技能發展出數學的能力。

2.搜集故事，增加數學趣味

數學雖然是一門工具性學科，但這并不代表其不具備人文性。只要是人類生產生活中總結出的智慧，無一例外都包含著各種各樣的故事。僅僅以勾股定理為例，關于其由誰發明的，就有著諸多的故事。有人說它是古希臘的畢達哥拉斯證明而出的，當時為了慶祝這個定理的發現，斬了一百頭牛作慶祝，因此又稱“百牛定理”。在我國，《周髀算經》記載了勾股定理的公式與證明，相傳是在商代由商高發現，故又稱之為商高定理。法國和比利時稱為驢橋定理，埃及稱為埃及三角形。每一個名稱后面就是一段故事。學生可能對數學的學習心生畏懼，但是對于故事的喜愛則出自天性。因此，教師要善于利用這種天性，盡可能多的搜集有關數學的故事，增加數學課堂的趣味性。例如，在推導等差數列求和公式時，教師可先講述數學王子高斯從1加到100的故事，牢牢鎖定學生的注意力，接著提問學生高斯是如何計算得來的結果，經過教師的設疑和點撥，求知欲被激發起來，學生會積極思考。

3.結合專業，貼合未來需要

數學的學習是一項復雜而多變的系統工程，這種復雜多變性和職業需求的瞬息萬變有著異曲同工之處。隨著時代的發展，企業對于人才的復合型需求也越來越高，專業的學習不再是內容單一，而是越來越注重學科的交叉性。在學習的過程中，教師要查閱大量的資料，征求學生的意見，咨詢相關行業的專家，一面收集專業的數學實例，一面對所學的課程內容進行取舍。當前學生學習的數學教材很多都是上世紀80年代的版本，這顯然不能適應當前的社會現實，學生所學的知識已經過時，為職業服務就無從談起。在數學內容的取舍中，要與專業知識緊緊地貼合，教學的過程就是專業知識分析、討論、解決和掌握的過程，讓學生通過學習數學，掌握的是職業問題解決的能力。例如，機電和計算機專業的學生在未來的工作中幾乎用不到幾何的知識，教師在進行實際教學的過程中，就可以對幾何內容進行必要的刪減，而在考試時，也大可不必定過高的難度，使學生將主要的精力集中到數學其他內容的學習中，從而獲得比較好的效果。

4.運用技術，結合科技力量

隨著科學技術的發展，計算機已經成為一項核心技術，在人們的學習和生活中發生著重要的作用。同樣，在中職數學的學習中，現代科技手段的運用也將固有的時間與空間進行了最大程度的延展。計算機與多媒體技術被越來越廣泛地運用到課堂教學中，也幫助抽象的數學逐漸變得直觀形象。例如，運動軌跡、圓錐曲線的形成過程一直是數學學習中比較艱澀的地方，而現代化技術則可以將其形成的過程動態地展示出來，使枯燥的理論生動化、抽象的概念形象化。在這一過程中，學生的聽覺、視覺等各種感覺器官被充分地調動起來，眼耳手腦共同參與到學習的過程中，既激發了學生的學習興趣，又提升了學習效果。還有在學習正弦函數圖像一節時，教師利用課件演示正弦函數的動態變化，真實展現了三角函數的極值性、周期性，再通過拖動圖形及改變參數就可形象展示三角函數左右平移、周期及極值的豐富變化。這樣有助于學生更好地理解和記憶。

5.體驗成功，鞏固學習興趣

心理學的樣關研究表明，興趣的產生和保持是學習一項事物能否成功的關鍵性因素。關于興趣的激發，教師們采取的方法五花八門，且都取得了一定的效果。但是涉及興趣如何一直保持下去，則很難有大的突破。這時就要通過馬斯洛的需求層次理論來看一看學生在學習過程中究竟需要什么。中職學生的學習基礎薄弱，學習能力普遍較低，社會、家庭、學校甚至是自己對自己也多少帶有一些歧視性的看法，久而久之，人們就忘了中職的學生也是需要被肯定與鼓勵的，他們和所有人一樣有自尊的需要，有自我實現的需要。了解到這一點，教師就要在教學的過程中，精心地設計和安排教學內容，不要搞大鍋菜，要根據學生的實際情況，將學習的內容分出不同的層次，按學習內容的難易程度分配給學生。每個學生獲得的任務和需要達成的目標，都是基于個人現實出發的，“只要跳一跳就能夠得著”。這樣使學生的自信心逐漸增強，為堅持學數學有了一個良好的開端。接下來，當學生在學習的過程中取得成績時，老師要及時表揚，使他們在心理上獲得被重視、被肯定的感受，從而獲得繼續學習的動力。教師不要忽視任何一個細小的M步，點滴的成功也要給予及時、正確的評價和表揚，這樣可以使學生信心倍增。而當學生出現錯誤時，教師也要本著體諒學生的心情，態度和藹、詳細具體地指出錯誤，避免因為個人的情緒使學生的學習興趣一下子被抑制了，前功盡棄。只有通過各種途徑讓學生廣泛地參與到教學過程中，親自實踐，親自體驗，獲得成功帶來的喜悅，學生學習數學的興趣才會保持下去，并帶來數學學習的實質性進步。

四、小結