時(shí)間:2023-06-13 16:14:11
引言:易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實(shí)踐,為您精心挑選了九篇數(shù)字能量學(xué)教學(xué)范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容,可隨時(shí)聯(lián)系我們的客服老師。

1 問(wèn)卷調(diào)查的目的
本次調(diào)查的主要目的是對(duì)全校使用現(xiàn)代教育技術(shù)增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力,提高教學(xué)質(zhì)量的情況作進(jìn)一步了解,對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行研究分析,為今后開(kāi)展教研工作提供有針對(duì)性的指導(dǎo)和服務(wù)。
2 問(wèn)卷基本情況:本次研究主要采用了問(wèn)卷調(diào)查法。
3 問(wèn)卷數(shù)據(jù)匯總與基本分析
3.1 運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的課堂教學(xué)模式,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力。
可以看出,80%以上的學(xué)生喜歡上多媒體、電子白板課,只有10%的學(xué)生不喜歡,這類學(xué)生大都是學(xué)困生,總覺(jué)上課無(wú)聊,不管采用什么教法,都沒(méi)有興趣。由于地處偏遠(yuǎn)山區(qū),家中具有上網(wǎng)條件的人數(shù)較少,不過(guò)大部分家長(zhǎng)購(gòu)買了磁帶等設(shè)備,為學(xué)生有效學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
可以看出,很感興趣的學(xué)生較多,這部分學(xué)生中有的學(xué)生也是學(xué)困生,據(jù)了解,他們喜歡多媒體的聲音、動(dòng)畫、圖像等,不感興趣的學(xué)生大多是學(xué)習(xí)差,性格內(nèi)向,家庭條件差、留守兒童等,今后我們要研究如何調(diào)動(dòng)這部分學(xué)生的積極性。分析:在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中能主動(dòng)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)的學(xué)生只占20%,教師布置就進(jìn)行預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)的學(xué)生占45%,可見(jiàn)學(xué)生在自主預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)方面幾乎一半是被動(dòng)的。學(xué)生完成作業(yè)的情況總體上是好的,30%的學(xué)生能夠自己獨(dú)立認(rèn)真完成;45%的學(xué)生能與同學(xué)討論完成。但不容樂(lè)觀的是仍有25%的學(xué)生存在抄襲作業(yè)現(xiàn)象,運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)上課后,由于出現(xiàn)“大容量、快節(jié)奏、高效率”的特點(diǎn),學(xué)生課前預(yù)習(xí)扎實(shí),當(dāng)堂檢測(cè)過(guò)關(guān)率高,致使抄襲的學(xué)生大幅減少。
數(shù)據(jù)顯示:利用多媒體技術(shù)后,學(xué)生自主學(xué)習(xí)的激情高了,充分體現(xiàn)了先學(xué)后教、學(xué)生主體的理念,有利于提高教學(xué)質(zhì)量。
由此可見(jiàn),近一半的學(xué)生體會(huì)到自主學(xué)習(xí)的甜頭,并愿意堅(jiān)持,沒(méi)有感覺(jué)的學(xué)生屬于學(xué)困生,不愿意學(xué)習(xí),亟待培養(yǎng)學(xué)習(xí)激情。
3.2 利用多媒體,突破重難點(diǎn)及疑點(diǎn),提高學(xué)生的綜合能力。舉行同課異構(gòu)活動(dòng),教學(xué)《切線和圓的位置關(guān)系》時(shí),利用FLASH動(dòng)畫,讓靜的圓動(dòng)起來(lái),使其與直線有1個(gè)交點(diǎn)、2個(gè)交點(diǎn)、無(wú)交點(diǎn),讓學(xué)生理解直線與圓的位置關(guān)系。另一個(gè)教師傳統(tǒng)教法,最后課題組經(jīng)過(guò)集體討論對(duì)兩個(gè)班的當(dāng)堂作業(yè)情況進(jìn)行了一項(xiàng)綜合檢測(cè),結(jié)果如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,運(yùn)用電子白板教學(xué)的九1班學(xué)生的推理能力、空間想象能力、判斷能力、應(yīng)用能力明顯優(yōu)于九2班,差異分別是3%、19.34%、5.9%、11.1%,特別是空間想象能力的差異最高,達(dá)19.34%。原因是利用計(jì)算機(jī)可將幾何教學(xué)中所涉及的事物、形象、過(guò)程等全部?jī)?nèi)容再現(xiàn)于課堂,使教學(xué)過(guò)程形象、生動(dòng),使難以覺(jué)察的東西能清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生的感覺(jué)能力可及的范圍之內(nèi)。
3.3 運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),提高教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)2年長(zhǎng)期運(yùn)用電子白板等教育技術(shù)后,對(duì)平行班教學(xué)成績(jī)進(jìn)行比較(以語(yǔ)文為例)。由統(tǒng)計(jì)表可以看出:運(yùn)用多媒體技術(shù)上課的教學(xué)成績(jī)較好,尤以優(yōu)秀率更為明顯,基本上都要高出15個(gè)百分點(diǎn)。極差生(36分以下)降為0,進(jìn)步明顯,學(xué)困人數(shù)36~72分學(xué)生數(shù)有所增加,均分直線上升,凈增8.92分,而平行班(偶爾用電教設(shè)備)只增3分,按照如此進(jìn)步速度,預(yù)測(cè)下次考試合格率能達(dá)到70%。
4 研究反思
[關(guān)鍵詞]教師教育技術(shù)化作用
一、數(shù)字化引領(lǐng)教育技術(shù)化
當(dāng)今社會(huì)已逐步進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代,這就要求教師必須引領(lǐng)學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)合作,從而使得學(xué)習(xí)者能夠充分挖掘出自己的獨(dú)特潛能與創(chuàng)造性。相應(yīng)的,教師的教學(xué)模式也需要從傳統(tǒng)的集體授課改變?yōu)槟芤罁?jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特點(diǎn)進(jìn)行定制,教師的授課習(xí)慣需要實(shí)現(xiàn)從關(guān)注教材的呈現(xiàn)到重點(diǎn)分析不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者需求的轉(zhuǎn)變,讓學(xué)習(xí)者變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí);并成為合作學(xué)習(xí)者。
教育是人之自我建構(gòu)的實(shí)踐活動(dòng),而技術(shù)也是人類發(fā)展的產(chǎn)物,是使人成為人的一個(gè)基本條件,必然先天地以人的價(jià)值判斷、以人的需求為其存在和發(fā)展的基本前提。因此,教育技術(shù)的存在基礎(chǔ)是教育與技術(shù)之“和”———使學(xué)習(xí)者不斷“文化”和“人化”,從使得教育與技術(shù)相互交叉融合。例如美國(guó)新版NETS•T中十分注重?cái)?shù)字化環(huán)境中教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力的完備。數(shù)字化的學(xué)習(xí)教育環(huán)境使得教育逐步呈現(xiàn)技術(shù)化的特征。
顧名思義,技術(shù)是指人類為了某種目的或者滿足某種需要而人為規(guī)定的物質(zhì)、能量或信息的變換方式及其對(duì)象化的結(jié)果。技術(shù)規(guī)定了如何將一種物質(zhì)(形態(tài))變換為另一種物質(zhì)(形態(tài)),將一種能量變換為另一種能量,將一種結(jié)構(gòu)、形態(tài)的信息變換為另一種結(jié)構(gòu)和形態(tài)。教育技術(shù)化是指在教育與技術(shù)“之間”的,特征式微妙轉(zhuǎn)化,“教育技術(shù)”不在教育中而是更多地體現(xiàn)在技術(shù)中。同時(shí),“教育技術(shù)”是教育與技術(shù)的相遇,“教育”是實(shí)質(zhì)內(nèi)容,原本作為載體的“技術(shù)”也日益呈現(xiàn)教育的特征。在此前提下,教育與技術(shù)相濟(jì)相合,育生教育技術(shù),并促使其發(fā)展。另一方面,教育對(duì)技術(shù)的要求是不同的,因?yàn)榧夹g(shù)是多維的,人的價(jià)值和需要也是多層次的。
二、教師在教育技術(shù)化過(guò)程中的作用
有學(xué)者指出,作為教育功能的技術(shù)要同時(shí)滿足兩個(gè)條件:一是解決學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率的問(wèn)題,二是解決技術(shù)應(yīng)該怎樣為學(xué)習(xí)者人文化服務(wù)的問(wèn)題。而教師恰恰在這兩者的兼具方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。
如前所述,進(jìn)入新世紀(jì),數(shù)字化技術(shù)日新月異,此中教師運(yùn)用其學(xué)科知識(shí)教和學(xué),并運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)更新教學(xué)理念和模式,以便獲得促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造力與創(chuàng)新性的經(jīng)驗(yàn)。可以說(shuō),新時(shí)代的優(yōu)秀教師必然應(yīng)成為數(shù)字化時(shí)代工作和學(xué)習(xí)的表率,教師應(yīng)展現(xiàn)出全球化和數(shù)字化社會(huì)中具有創(chuàng)新精神的專業(yè)工作者所應(yīng)具備的知識(shí)、技能與工作方法。
通過(guò)展示與推動(dòng)有效運(yùn)用數(shù)字化工具和資源,教師可以不斷提高自身的專業(yè)實(shí)踐,樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的典范,在學(xué)校和專業(yè)共同體中表現(xiàn)出領(lǐng)導(dǎo)力。如果說(shuō)20世紀(jì)末還可以成為傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和數(shù)字化(E-learning)學(xué)習(xí)方式的混合。如今后者已明顯在挑戰(zhàn)前者的管有地位。例如我們說(shuō)教師最常用的技術(shù)是PPT,而PPT的主要功能之一是代替粉筆黑板來(lái)呈現(xiàn)課堂講授內(nèi)容。但如果教師固步自封,就會(huì)造成教師改革理念的滯后,并由此引發(fā)對(duì)其他先進(jìn)技術(shù)的降格使用,這在很大程度上限制了教育技術(shù)的深層影響。
在當(dāng)今教育技術(shù)化的過(guò)程中,教師必須擁有一定的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)能力,以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者具有高度創(chuàng)造力為目標(biāo),能夠決定何時(shí)選擇何種技術(shù),從變革需求出發(fā),創(chuàng)建有效的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境,架設(shè)滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的平臺(tái),改變學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)文化以及相應(yīng)的組織方式與學(xué)習(xí)關(guān)系。
這一點(diǎn)在語(yǔ)料庫(kù)語(yǔ)言學(xué)領(lǐng)域體現(xiàn)比較明顯,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)語(yǔ)言學(xué)習(xí)是語(yǔ)料庫(kù)應(yīng)用于語(yǔ)言教學(xué)中的一種教學(xué)模式。這種教學(xué)模式使得教師可以建立在語(yǔ)料庫(kù)的研究基礎(chǔ)上,同時(shí)吸納語(yǔ)言習(xí)得和認(rèn)知科學(xué)的研究成果。在語(yǔ)料庫(kù)語(yǔ)言學(xué)的授課教師看來(lái),教學(xué)研究所依賴的真實(shí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)只是一種社會(huì)語(yǔ)言現(xiàn)象,這種可觀察、可量化和可描述的數(shù)據(jù)是探索社會(huì)文化語(yǔ)境中語(yǔ)言的意義與功能時(shí)最為直接和有效的數(shù)據(jù),教育在這里已經(jīng)體現(xiàn)出明顯的技術(shù)化特征。
三、有效利用教育技術(shù)化的價(jià)值特征
柯利認(rèn)為,技術(shù)本身不負(fù)載價(jià)值,而是在技術(shù)的使用中,人的思想意識(shí)和經(jīng)濟(jì)利益導(dǎo)致了技術(shù)的價(jià)值負(fù)載。教師作為數(shù)字信息化社會(huì)教育技術(shù)的使用者,教育技術(shù)化對(duì)教師提出了更高的要求。教師要不斷地提高自身的素養(yǎng),合理運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué),掌握好各項(xiàng)技能的使用。在人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)飛速發(fā)展的今天,信息技術(shù)替代了教師的部分教學(xué)活動(dòng),但不管技術(shù)怎樣發(fā)展,在教育這樣的人文學(xué)科,更注重的是人本主義的發(fā)展,信息技術(shù)不可能完全替代教師在教育中的地位。發(fā)揮教師的主觀能動(dòng)性,有效利用教育技術(shù)化的價(jià)值特征,正確處理信息技術(shù)與教育的關(guān)系是信息時(shí)代對(duì)教師和教育工作者提出的新的挑戰(zhàn)。此外,學(xué)校的管理人員也要正確地對(duì)待信息技術(shù),因地制宜地選擇合理的技術(shù)推動(dòng)教育的發(fā)展,發(fā)揮其價(jià)值的正向?qū)蜃饔茫荒苓^(guò)分強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在教育中的作用,須知技術(shù)是手段,達(dá)到教育的發(fā)展才是最終的目的。
有學(xué)者成技術(shù)化是人類存在的方式。只要人存在,他就要追求自由,而人類追求自由離不開(kāi)技術(shù)化。教育的技術(shù)化必然使得教育技術(shù)學(xué)成為顯學(xué),而教育技術(shù)的出現(xiàn)不僅僅改變了教育實(shí)踐的面貌,而且也會(huì)帶來(lái)理解教育的新方式———一種基于復(fù)雜性理論和開(kāi)發(fā)取向的理解方式。
參考文獻(xiàn):
[1]安濤,謝英軍.關(guān)系思維視野中的教育技術(shù)圖景.電化教育研究,2009,(10):10-14.
[2]程桂芳,徐恩芹.新版NETS•T對(duì)我國(guó)教師教育技術(shù)培訓(xùn)的啟示.繼續(xù)教育研究,2009,(11):59-60.
[3]王勇,楊晶.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研究路徑在英美文化教學(xué)中的應(yīng)用.外語(yǔ)學(xué)刊,2009,(5):183-185.
關(guān)鍵詞:數(shù)字時(shí)代;教育;人機(jī)系統(tǒng)
一、數(shù)字時(shí)代的教育方式辨析
“數(shù)”乃萬(wàn)物。這是古希臘學(xué)者畢達(dá)哥拉斯的觀點(diǎn),雖然這個(gè)觀點(diǎn)產(chǎn)生于距今約2500百年前,但令人不可思議的是,這個(gè)2500百年前的觀點(diǎn)正邃變?yōu)榻裉斓默F(xiàn)實(shí)。“數(shù)字化”像一股勢(shì)不可擋的狂潮涌入了我們的時(shí)代,當(dāng)人們還沉浸在昨天科技的恩澤并沿著其鋪就的道路延續(xù)著順理成章的生存方式時(shí),數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)啟我們生存的另一個(gè)天地。特別是在人類知識(shí)的延續(xù)、發(fā)展與發(fā)現(xiàn)上,發(fā)揮著難以想象的作用。以其技術(shù)為基礎(chǔ)所形成的教育手段,不但沖擊著昨天的教育模式,也重新規(guī)劃著人類的明天。
毋庸贅言,數(shù)字化已經(jīng)從概念的幻境中走出來(lái),并接受了今天的洗禮。人們?cè)诟惺芩鳚傻耐瑫r(shí)也遭遇了意想不到的問(wèn)題。首先是數(shù)字界面與人的認(rèn)知關(guān)系,在教育領(lǐng)域中所突顯的是技術(shù)性與人性的失調(diào);其次是界面環(huán)境與“人態(tài)”的相悖。上述問(wèn)題不但制約了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,也影響或改變著學(xué)生的腦態(tài)。
數(shù)字時(shí)代顯現(xiàn)出的最一般的現(xiàn)象是速度與虛擬。速度提升了人們對(duì)信息的單位時(shí)間接受量,人們通過(guò)虛擬技術(shù),實(shí)現(xiàn)了用非物質(zhì)形式感知事物現(xiàn)象或內(nèi)在規(guī)律的愿望。從技術(shù)角度講,速度是實(shí)現(xiàn)虛擬的基礎(chǔ),高速度能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的虛擬,其價(jià)值無(wú)可厚非。然而,對(duì)人的本能來(lái)講,接收信息的速度是有限能量。雖然閾值對(duì)于個(gè)體有所差異,但上限與下限的絕對(duì)值與數(shù)字技術(shù)的速度無(wú)可比性。這就是數(shù)字信息傳輸速度與人腦接收速度的差異化所在。
實(shí)際教學(xué)中經(jīng)常發(fā)生下列現(xiàn)象,教師本想利用PPT程序制作課件并通過(guò)多媒體教學(xué)獲得理想教學(xué)效果,但得到的結(jié)果卻有時(shí)事與愿違。課堂上學(xué)生們難以打起精神,既不做筆記,又不集中精神聽(tīng)課。是學(xué)生不熱愛(ài)學(xué)習(xí)?還是學(xué)生有其他的心理問(wèn)題?都不是,真正的原因是教師勞神制作的課件,在人機(jī)關(guān)系上違背了學(xué)生們的認(rèn)知規(guī)律。
最普遍的問(wèn)題是知識(shí)信息的輸出量嚴(yán)重超過(guò)學(xué)生的信息接收量。數(shù)字技術(shù)顛覆傳統(tǒng)授課方式的最直接表現(xiàn),是板書的書寫與圖像的顯示,教師在課前將所有的內(nèi)容制成課件,為了詳盡而準(zhǔn)確地描述知識(shí)點(diǎn),輸入了大量的文字或其他符號(hào)。課堂上,教師只做兩件事:其一是對(duì)幻燈片內(nèi)容進(jìn)行講解;其二是適時(shí)地播放幻燈片。由于課堂上所放映的內(nèi)容是課前所做好的,因此信息輸出速度很快,而學(xué)生的信息接收速度難以跟上,從而造成學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙,具體表現(xiàn)為:(1)難以保持隨意注意;(2)難以形成長(zhǎng)時(shí)間或永久性記憶;(3)難以形成概念等。
注意是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本心理?xiàng)l件,特別是隨意注意,是學(xué)習(xí)效果的基本保證。從注意的理論模型來(lái)看,無(wú)論是過(guò)濾器模型還是反應(yīng)選擇模型,直至中樞能量理論,其共同性都在于刺激與選擇,刺激的性質(zhì)與刺激通道的秩序左右著注意。而數(shù)字技術(shù)的教學(xué)手段由于省略了當(dāng)堂的書寫過(guò)程,使聽(tīng)覺(jué)通道與視覺(jué)通道同時(shí)發(fā)生知覺(jué)或反應(yīng),即學(xué)生在相應(yīng)的字符呈現(xiàn)時(shí),要同時(shí)完成筆記、視覺(jué)追隨和聽(tīng)覺(jué)追隨等任務(wù),依據(jù)中樞能量理論,當(dāng)多通道同時(shí)操作時(shí),其注意就會(huì)發(fā)生被分配狀態(tài),各通道的注意指數(shù)就會(huì)下降。這一點(diǎn)已經(jīng)被許多心理學(xué)家設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式卻避免了上述問(wèn)題,原因在于板書的書寫過(guò)程,就是學(xué)生視覺(jué)的追隨的過(guò)程,使視覺(jué)通道和聽(tīng)覺(jué)通道不同時(shí)發(fā)生知覺(jué)反應(yīng)。通常教師在黑板上書寫時(shí),學(xué)生僅發(fā)生視覺(jué)追隨,教師的書寫速度比學(xué)生的筆記速度略快于5-8個(gè)字符,當(dāng)教師完成書寫并進(jìn)行講解時(shí),學(xué)生的筆記也基本完成,視覺(jué)追隨活動(dòng)結(jié)束,接下來(lái)要進(jìn)行的是聽(tīng)覺(jué)追隨活動(dòng),在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的注意始終保持在單通道作業(yè)狀態(tài)。因此注意的中樞能量對(duì)于各種刺激,始終處于高能狀態(tài),從而保證了教學(xué)效果。
記憶是人類掌握知識(shí)的最一般的基礎(chǔ)條件之一,然而記憶的發(fā)生是有條件的。本文在此所研究的問(wèn)題不涉及純粹的關(guān)于記憶的理論,而是從人機(jī)工程學(xué)的角度探討形成記憶的條件。通過(guò)前人及當(dāng)代的相關(guān)試驗(yàn)證實(shí),人的記憶必須具備以下條件:(1)具備正常的生理和心理機(jī)能;(2)在覺(jué)醒前提下;(3)所發(fā)生的刺激處于意識(shí)之內(nèi)。從認(rèn)知心理學(xué)的理論看,就是對(duì)刺激首先產(chǎn)生感知覺(jué)反映,并通過(guò)對(duì)相關(guān)通道的注意機(jī)制的建立,實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的存儲(chǔ)。因此,能夠快速而穩(wěn)定產(chǎn)生對(duì)感知覺(jué)的刺激,是能否實(shí)現(xiàn)注意發(fā)生的先決條件。特別是刺激的物理特性決定了刺激的強(qiáng)度,數(shù)字技術(shù)下的視覺(jué)刺激主要是通過(guò)光的掃描實(shí)現(xiàn)的。因此其顯示的條件必須是低照度的環(huán)境,這是學(xué)習(xí)所需的人機(jī)環(huán)境與數(shù)字技術(shù)呈現(xiàn)的環(huán)境相對(duì)立的矛盾點(diǎn)。在環(huán)境照度上,能夠滿足各類視覺(jué)作業(yè)要求的照度可參照生產(chǎn)車間工作面上的最低照度值表(見(jiàn)表1):
通過(guò)表1可知,能夠滿足筆記作業(yè)的最低照度必須在Ⅳ級(jí),也就是一般照度值須達(dá)到100-75/1x,而對(duì)于現(xiàn)今普遍使用的投影儀的投影性能來(lái)講,這個(gè)照度值顯然影響其最基本的顯示效果。因此,為了滿足投影儀的顯示效果,只好采用低于10/lx的照度。這個(gè)光環(huán)境不僅導(dǎo)致學(xué)習(xí)者無(wú)法做筆記等學(xué)習(xí)操作,更重要的是這一光環(huán)境恰好覆蓋了覺(jué)醒抑制的范圍值,并且促進(jìn)了睡眠發(fā)生的概率,因此喪失了記憶的必要條件。
二、數(shù)字時(shí)代的教學(xué)與人機(jī)關(guān)系
數(shù)字技術(shù)使人類的教學(xué)方式發(fā)生了“突變”,其根本點(diǎn)在于構(gòu)成其體系之一的教學(xué)手段發(fā)生了改變。這種改變對(duì)于教育來(lái)講是全面的和徹底的,無(wú)論是教育者、受教育者、還是教學(xué)活動(dòng),都得到了革命性的促進(jìn)和發(fā)展。首先,由于技術(shù)的進(jìn)步,使教學(xué)的技術(shù)結(jié)構(gòu)發(fā)生了前所未有的變化,表現(xiàn)在教學(xué)活動(dòng)上的特性不再是機(jī)械的。其次,對(duì)于教學(xué)活動(dòng)賴以進(jìn)行的場(chǎng)所而言,原有的人機(jī)關(guān)系已不再適應(yīng),教學(xué)的知識(shí)和技能將由傳統(tǒng)知識(shí)技能向駕馭、運(yùn)用數(shù)字技術(shù)方面的轉(zhuǎn)變,其結(jié)果不僅導(dǎo)致教育者自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的自然調(diào)整,而且也將引起對(duì)數(shù)字技術(shù)下,教學(xué)環(huán)境及人機(jī)關(guān)系進(jìn)行新的探討。
能夠適應(yīng)數(shù)字技術(shù)教學(xué)環(huán)境的人機(jī)關(guān)系并非單純?nèi)Q于數(shù)字設(shè)備,確切地說(shuō)應(yīng)該取決于一個(gè)完整的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu),應(yīng)該對(duì)應(yīng)于教學(xué)環(huán)境中的人機(jī)關(guān)系,具體說(shuō)應(yīng)包含下列內(nèi)容:(1)文字與圖形的顯示是否與學(xué)生記筆記時(shí)所要求的環(huán)境同化,比如說(shuō)是否配備不用借助必要照度即可實(shí)現(xiàn)筆記的工具。(2)由于數(shù)字技術(shù)教學(xué)界面的特定性,授課最好配置書寫裝置。因?yàn)槭謱戵w的字符往往對(duì)學(xué)生的情感具有主導(dǎo)作用,所以未來(lái)的授課過(guò)程不再停留于單純的標(biāo)準(zhǔn)化輸入或講授,而是兼具人性化、個(gè)性化的教學(xué)方
式。(3)如果無(wú)法克服數(shù)字技術(shù)所特有的界面特性限定的環(huán)境,那么是否考慮其他的覺(jué)醒刺激方式來(lái)保持學(xué)習(xí)者的興奮狀態(tài)。
三、數(shù)字時(shí)代的教育方式與人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展展望
綜上所述,由于數(shù)字時(shí)代的教育方式的改變,不可避免地影響到教學(xué)的方方面面,要求新的人機(jī)系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代與未來(lái)的教育。以此為基點(diǎn),勢(shì)必將引起深層次的探索與研究,如以數(shù)字技術(shù)為對(duì)象的人機(jī)系統(tǒng)對(duì)人的功效意義如何反映;對(duì)教、學(xué)雙方而言,在人機(jī)工作界面中,哪些素質(zhì)的要求被提升在認(rèn)知系統(tǒng)與情感系統(tǒng)方面,并具有哪些相應(yīng)的改變等。另一方面是界面環(huán)境的“宜人性”,它包括信息互動(dòng)形式,主要表現(xiàn)為信息的顯示形式與人的知覺(jué)關(guān)系,借以提高獲取必要信息的速度和準(zhǔn)確性。信息輸入形式,表現(xiàn)為人對(duì)機(jī)器的操作,是提高教學(xué)效率的必要手段。對(duì)于學(xué)習(xí)方,生態(tài)適應(yīng)性表現(xiàn)為對(duì)人腦狀態(tài)的可控性,是最大限度地提高人的心智的基本條件。數(shù)字時(shí)代的標(biāo)志性物質(zhì)便是信息,而面對(duì)日益膨脹的信息“海量信息”,傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)處理模式已顯得力不從心,如何應(yīng)用“語(yǔ)義信息”的概念實(shí)現(xiàn)未來(lái)的教育目標(biāo)。是我們?cè)跀?shù)字技術(shù)平臺(tái)上研究的重要領(lǐng)域,為適應(yīng)時(shí)代的要求,我們有必要投入到這種前瞻性的研究領(lǐng)域中。
(一)人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)化的研究
以人為本,是教育的根本原則。但是,這個(gè)原則下的“人”,既是個(gè)性的又是共性的,其中更具有決定意義的是共性。然而,長(zhǎng)期以來(lái),人機(jī)界面的設(shè)計(jì)一直偏重于個(gè)性化,特別是某些中小型軟件,為了強(qiáng)調(diào)自身風(fēng)格,界面設(shè)計(jì)常常是五花八門,令使用者感到困惑而無(wú)所適從。由于數(shù)字時(shí)代各類技術(shù)的高速發(fā)展,新術(shù)語(yǔ)、新圖標(biāo)不斷涌現(xiàn),這種現(xiàn)象一方面使我們欣喜不已,但另一方面也給我們的識(shí)別和理解造成了始料不及的麻煩。如果所有軟件都以個(gè)性化為編寫依據(jù),勢(shì)必會(huì)造成人機(jī)系統(tǒng)形式的混亂,這難道不是工業(yè)革命初期非標(biāo)準(zhǔn)化的翻版嗎?所以站在歷史的高度,面對(duì)未來(lái),數(shù)字化人機(jī)關(guān)系應(yīng)具有系統(tǒng)性。從人類的認(rèn)知規(guī)律探索界面語(yǔ)言、圖標(biāo)、構(gòu)成形式等心理與行為的共性,為人機(jī)界面的標(biāo)準(zhǔn)化提供必要的理論基礎(chǔ)。因此,界面設(shè)計(jì)要躋身于代表人類最高生產(chǎn)力的數(shù)字領(lǐng)域,需要規(guī)范和責(zé)任。數(shù)字技術(shù)下的人機(jī)界面走向標(biāo)準(zhǔn)化不能不說(shuō)是人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
人與機(jī)器(環(huán)境)是人機(jī)系統(tǒng)中互為矛盾的兩個(gè)方面,如果片面地強(qiáng)調(diào)機(jī)器(環(huán)境)無(wú)條件地服從于“人”,將是非常被動(dòng)的和盲目的,因?yàn)槿藱C(jī)界面所反映的信息,對(duì)于原始意義的人是無(wú)效的。任何一個(gè)人要讀懂信息的含義,必須憑借其所學(xué)的知識(shí),而知識(shí)是“人”創(chuàng)造和總結(jié)的,是不斷發(fā)展的。在這方面,人機(jī)界面的語(yǔ)言及標(biāo)志系統(tǒng),不僅有規(guī)范和統(tǒng)一的必要,更重要的是要將其發(fā)展為基礎(chǔ)性知識(shí)來(lái)傳授和普及,并固定于教育的某個(gè)層面,使之成為人類共同遵循且具有準(zhǔn)確傳播語(yǔ)義的知識(shí),這是人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的基礎(chǔ)保證。
【關(guān)鍵詞】教育信息生態(tài)學(xué);數(shù)字生態(tài)校園;生態(tài)化建設(shè);可持續(xù)發(fā)展
【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009-8097(2013)04-0050-06
近年來(lái),生態(tài)理念在各行各業(yè)都得到了極大響應(yīng),出現(xiàn)了“生態(tài)農(nóng)業(yè)”、“生態(tài)文明”、“生態(tài)校園”等體現(xiàn)時(shí)代特色的名詞,高校教育信息化開(kāi)始呼吁生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念。
一 研究背景
高校數(shù)字校園建設(shè)不僅僅是技術(shù)層面問(wèn)題,更涉及教育和資源管理問(wèn)題,當(dāng)前我國(guó)高校數(shù)字校園建設(shè)與應(yīng)用的生態(tài)性和可持續(xù)不佳,具體表現(xiàn)為以下五個(gè)方面:
1 理念層面――對(duì)數(shù)字校園建設(shè)認(rèn)識(shí)不到位
認(rèn)識(shí)到位是數(shù)字校園建設(shè)的基本前提。高校數(shù)字校園建設(shè)應(yīng)充分利用信息技術(shù)手段為教學(xué)、科研、管理與服務(wù)等提供全方位的信息化支持,使信息技術(shù)成為學(xué)校核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分。然而,當(dāng)前很多高校領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)數(shù)字校園建設(shè)認(rèn)識(shí)不到位:一方面學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)數(shù)字校園建設(shè)的長(zhǎng)期性和教育行業(yè)固有的周期性認(rèn)識(shí)不足,缺乏長(zhǎng)效的投入保障機(jī)制,導(dǎo)致數(shù)字校園建設(shè)項(xiàng)目停滯不前;另一方面,將數(shù)字校園建設(shè)作為目的,而不是作為提升高校信息化服務(wù)水平的手段。如果只是將數(shù)字校園建設(shè)當(dāng)作“面子工程”,僅僅注重有形的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)而忽視無(wú)形的軟件、管理和服務(wù),則數(shù)字校園必將流于形式,難以發(fā)揮其實(shí)際效用。
2 物質(zhì)層面一網(wǎng)絡(luò)寬帶不足,設(shè)備性能不穩(wěn)定
隨著高校信息用戶和應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增多,數(shù)字校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在有線和無(wú)線接入點(diǎn)少,寬帶不足,系統(tǒng)運(yùn)行緩慢,關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備質(zhì)量不一、標(biāo)準(zhǔn)不一、性能不穩(wěn)定,軟件系統(tǒng)升級(jí)困難,無(wú)法適應(yīng)業(yè)務(wù)拓展和模式變更需求等問(wèn)題,不能很好地滿足廣大用戶群體對(duì)便捷上網(wǎng)環(huán)境的需求,在很大程度上制約了高校數(shù)字校園的可持續(xù)發(fā)展。
3 信息資源層面――教學(xué)資源針對(duì)性不強(qiáng),缺乏個(gè)性化信息服務(wù)
當(dāng)前很多高校都購(gòu)買了大量的信息化教學(xué)資源和科研文獻(xiàn)資源,但這些資源主要以文字資源的形式存在,資源類型少,教學(xué)針對(duì)性不強(qiáng),難以滿足師生用戶的個(gè)性化信息需求。此外,由于缺乏統(tǒng)一的信息資源標(biāo)準(zhǔn),數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)外部信息資源難以進(jìn)行有效地交流和共享,造成了整個(gè)教育信息系統(tǒng)資源的極大浪費(fèi)。
4 管理層面――“三大孤島”現(xiàn)象的存在導(dǎo)致系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不共享
在高校數(shù)字校園建設(shè)進(jìn)程中,各部門相對(duì)獨(dú)立的資源管理與應(yīng)用方式使得校園內(nèi)部形成了一個(gè)個(gè)“數(shù)據(jù)孤島”、“信息孤島”和“應(yīng)用孤島”,給學(xué)校教學(xué)與管理工作帶來(lái)了諸多不便。另一方面,高校在不同時(shí)期建立起來(lái)的管理信息系統(tǒng)由于缺乏相應(yīng)的管理協(xié)調(diào)機(jī)制,再加上技術(shù)、人員調(diào)動(dòng)等方面的原因,導(dǎo)致信息系統(tǒng)升級(jí)與維護(hù)困難,難以適應(yīng)高校信息化發(fā)展需求。
5 應(yīng)用層面――缺乏對(duì)教師隊(duì)伍的信息技術(shù)培訓(xùn),忽視數(shù)字校園的教育教學(xué)功能
教育領(lǐng)域“重建設(shè)、輕應(yīng)用”的現(xiàn)象普遍存在,當(dāng)前很多高校都建立了基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完備的數(shù)字校園系統(tǒng),但教育層面的應(yīng)用水平卻不高,原因主要有兩點(diǎn):一是沒(méi)有對(duì)用戶群體進(jìn)行信息技術(shù)培訓(xùn),很多教師信息意識(shí)和信息能力薄弱,固守傳統(tǒng)的教學(xué)模式,忽視了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng):二是沒(méi)有充分重視高校用戶群體的信息需求,構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)操作復(fù)雜,交互性不強(qiáng),導(dǎo)致系統(tǒng)的教育教學(xué)功能沒(méi)能很好地發(fā)揮。
二 高校數(shù)字校園生態(tài)化解析
教育信息生態(tài)學(xué)融合并發(fā)展了信息生態(tài)學(xué)的系統(tǒng)觀和教育生態(tài)學(xué)的生態(tài)理念,以“生態(tài)化”的視角來(lái)解決當(dāng)前教育信息系統(tǒng)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題,為高校數(shù)字校園建設(shè)及其可持續(xù)發(fā)展提供了新的視角和思路。
1 教育信息生態(tài)學(xué)
教育信息生態(tài)學(xué)(Education Information Ecology)是借用生態(tài)學(xué)原理與方法來(lái)研究教育信息、人、教育信息環(huán)境三者之間相互作用過(guò)程、規(guī)律及其整體生態(tài)平衡的一個(gè)嶄新分支學(xué)科。國(guó)內(nèi)關(guān)于“教育信息生態(tài)學(xué)”的研究主要是圍繞教育信息化建設(shè)和信息化教育應(yīng)用而展開(kāi)的,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)”與“生態(tài)”理念,核心思想是“以人為本,構(gòu)建和諧的教育信息生態(tài)系統(tǒng)”,促進(jìn)人與教育信息環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。
教育信息生態(tài)系統(tǒng)是教育信息生態(tài)學(xué)的重點(diǎn)研究對(duì)象,即“在教育信息環(huán)境中由人、技術(shù)、價(jià)值和實(shí)踐構(gòu)成的一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)”,該系統(tǒng)將“技術(shù)”作為一個(gè)重要因素加以強(qiáng)調(diào),但系統(tǒng)的核心要素是技術(shù)支持下的人的實(shí)踐活動(dòng),核心價(jià)值在于促進(jìn)“人的信息化發(fā)展”。
2 高校數(shù)字校園的生態(tài)化內(nèi)涵
生態(tài)校園是指以生態(tài)學(xué)基本原理為指導(dǎo)思想,進(jìn)行合理的校園建筑與園林規(guī)劃設(shè)計(jì),形成人與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的校園生態(tài)系。這里的“生態(tài)”主要強(qiáng)調(diào)的是校園環(huán)境的綠化以及利用“綠色科技”對(duì)校園進(jìn)行綠化處理,形成生態(tài)科技園。
什么是數(shù)字校園的生態(tài)化呢?筆者認(rèn)為,數(shù)字校園的生態(tài)化是“綠色”、“生態(tài)”理念向教育領(lǐng)域滲透的結(jié)果,是在生態(tài)學(xué)原理的指導(dǎo)下,以可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),將生態(tài)理念和信息技術(shù)融入到數(shù)字校園建設(shè)進(jìn)程中來(lái)而構(gòu)建的一個(gè)人與技術(shù)高度協(xié)調(diào)的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)。
本文提出高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè),就是要反對(duì)不遵循數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)部活動(dòng)規(guī)律和破壞系統(tǒng)平衡的建設(shè)行為,強(qiáng)調(diào)以提高數(shù)字校園人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo),以信息技術(shù)在高校信息化教學(xué)、科研、管理與服務(wù)中的應(yīng)用為核心,致力于構(gòu)建一個(gè)人、技術(shù)與信息環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的數(shù)字生態(tài)校園。
3 教育信息生態(tài)視域下的高校數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)闡釋
教育信息生態(tài)觀認(rèn)為,高校數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)是教育信息環(huán)境中由“信息人、教育實(shí)踐和技術(shù)化環(huán)境”構(gòu)成的一個(gè)有機(jī)生態(tài)系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅重視“技術(shù)”在教育信息環(huán)境構(gòu)建中的獨(dú)特作用,更關(guān)注教育信息環(huán)境下“人的生命發(fā)展”,如圖1所示。
(1)高校數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的主體
高校數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的主體是具有主觀能動(dòng)性的信息人,包括教師、學(xué)生、行政人員和管理人員,能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行主觀調(diào)控,使之朝著既定的目標(biāo)發(fā)展,是該系統(tǒng)最基本、最活躍的組成部分。按照系統(tǒng)內(nèi)部能量流動(dòng)和信息傳遞過(guò)程,信息人可分為信息生產(chǎn)者、信息組織者、信息傳遞著、信息消費(fèi)者和信息分解者,在信息資源的生產(chǎn)、組織、傳遞、消費(fèi)與分解的過(guò)程中形成了互利共生的生態(tài)鏈關(guān)系。
(2)高校數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的信息活動(dòng)
實(shí)踐活動(dòng)是信息人與生態(tài)環(huán)境之間相互作用的橋梁,直接關(guān)系到數(shù)字校園系統(tǒng)核心價(jià)值的實(shí)現(xiàn),是數(shù)字校園系統(tǒng)的核心要素。信息人通過(guò)一系列的信息活動(dòng),包括教學(xué)、科研、管理與服務(wù)等,對(duì)社會(huì)信息系統(tǒng)輸入的各類物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行篩選、組織與轉(zhuǎn)換,增強(qiáng)高校信息化核心競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。
(3)高校數(shù)字校園系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境
高校數(shù)字校園系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境可分為宏觀生態(tài)環(huán)境和微觀生態(tài)環(huán)境。宏觀生態(tài)環(huán)境即社會(huì)信息生態(tài)環(huán)境,包括自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和規(guī)范環(huán)境,是數(shù)字校園生存與發(fā)展的大環(huán)境;微觀生態(tài)環(huán)境主要是指高校內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境、信息技術(shù)環(huán)境、信息資源環(huán)境和信息規(guī)范環(huán)境,是該系統(tǒng)需要特別關(guān)注的生態(tài)因子,可調(diào)控性強(qiáng)。二者相互作用、相互影響,共同構(gòu)成了高校數(shù)字校園系統(tǒng)的內(nèi)外部生存與發(fā)展環(huán)境。一方面高校數(shù)字校園系統(tǒng)所培養(yǎng)的人才必須符合信息社會(huì)需求,信息社會(huì)人才培養(yǎng)目標(biāo)一旦改變,該系統(tǒng)的人才培養(yǎng)方式就必須做出相應(yīng)調(diào)整,否則便會(huì)阻礙校園系統(tǒng)的生存與發(fā)展;另一方面,數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的變化也會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響,系統(tǒng)培養(yǎng)出的創(chuàng)造性人才會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生積極影響,相反低劣的人才會(huì)阻礙社會(huì)進(jìn)步。
三 高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)模型
高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)就是要堅(jiān)持“以人為本”和“可持續(xù)發(fā)展”的生態(tài)理念,利用信息技術(shù)打造人性化數(shù)字校園,促進(jìn)高校教學(xué)、科研、管理與服務(wù)等各方面的均衡可持續(xù)發(fā)展,充分發(fā)揮數(shù)字校園系統(tǒng)的生態(tài)效益,以最小的成本投入,獲得最大的系統(tǒng)產(chǎn)出。本文根據(jù)樹(shù)的結(jié)構(gòu)特征,構(gòu)建了高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)樹(shù)狀模型,重點(diǎn)突出數(shù)字校園的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展特征,如圖2所示。
1 社會(huì)信息環(huán)境是高校數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)生存與發(fā)展的“土壤”
數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)開(kāi)放的人工生態(tài)系統(tǒng),需要不斷地從外界吸收物質(zhì)、能量和信息,在與外界交互過(guò)程中,不斷改變自身的功能結(jié)構(gòu)以適應(yīng)信息時(shí)展要求,并且通過(guò)向社會(huì)輸出人才、知識(shí)和文化等方式不斷改變社會(huì)信息環(huán)境,為自身的可持續(xù)發(fā)展做鋪墊。
數(shù)字校園生態(tài)化建設(shè)必須保持?jǐn)?shù)字校園內(nèi)外部系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與平衡發(fā)展,確保系統(tǒng)物質(zhì)流、能量流和信息流輸入與輸出的總體平衡。作為高校數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)生存與發(fā)展的土壤,外界的物質(zhì)、能量和信息變化成為該系統(tǒng)進(jìn)化與發(fā)展的外部動(dòng)力,高校數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)必須積極吸收土壤中的養(yǎng)料,提高自身對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力和免疫力,同時(shí)不斷改變土壤環(huán)境使之適應(yīng)自身發(fā)展需求。另一方面,該系統(tǒng)本身就具備信息資源生產(chǎn)能力,應(yīng)注重校本資源的生態(tài)積累,生產(chǎn)出更多的可用性養(yǎng)料,創(chuàng)造出肥沃的土壤,通過(guò)內(nèi)外結(jié)合的形式,為系統(tǒng)的健康發(fā)展提供有效支撐。
2 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和信息資源系統(tǒng)是數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)的“根系”
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是高校數(shù)字校園系統(tǒng)的信息高速公路,各類教育信息資源的交流與共享都離不開(kāi)這個(gè)物質(zhì)載體的支撐,而信息資源則是數(shù)字校園系統(tǒng)建設(shè)的核心內(nèi)涵。沒(méi)有了信息化資源,高校數(shù)字校園便如空中樓閣,發(fā)揮不了任何作用。二者相輔相成,共同構(gòu)成了高校數(shù)字校園的軟硬件支撐環(huán)境,成為該系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要根基。
高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)必須保持生態(tài)樹(shù)的根系發(fā)達(dá)和穩(wěn)固,才能保證樹(shù)體的健康成長(zhǎng)。在數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)中,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和信息資源環(huán)境的基本作用就是為這棵樹(shù)的生存與發(fā)展提供物質(zhì)、能量和信息資源。只有通過(guò)構(gòu)建開(kāi)放性的技術(shù)環(huán)境和信息資源環(huán)境,不斷促進(jìn)內(nèi)外部信息資源的交流和共享,才能不斷鞏固和發(fā)展根系,增強(qiáng)根部吸收面積,拓展信息化生存與發(fā)展空間,從而增強(qiáng)信息化生存與發(fā)展能力。
3 數(shù)字校園系統(tǒng)整合平臺(tái)是數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)的“主干”
高校數(shù)字校園系統(tǒng)整合平臺(tái)包括公共數(shù)據(jù)平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)和信息門戶平臺(tái),是高校數(shù)字校園的骨骼系統(tǒng),可以整合高校各類管理信息系統(tǒng),為不同層面的用戶主體提供個(gè)性化的綜合信息服務(wù),集中體現(xiàn)了高校數(shù)字校園的信息服務(wù)水平和服務(wù)能力。
高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)必須不斷提升數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)“主干”的支撐作用,將養(yǎng)料傳遞并按需配置到各個(gè)枝干,即通過(guò)系統(tǒng)整合平臺(tái),對(duì)各類物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行合理分配與調(diào)度,傳輸?shù)礁鞑块T單位和各類應(yīng)用系統(tǒng),包括人事管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)各類IT資源的按需分配。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和用戶需求的變化,生態(tài)樹(shù)會(huì)分生出很多新的側(cè)枝,這就要求系統(tǒng)整合平臺(tái)要有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化接口,以保證各類應(yīng)用系統(tǒng)的后續(xù)接入,并做好整形修剪工作,確保生態(tài)樹(shù)發(fā)展的均衡性和持續(xù)性。
4 信息活動(dòng)是數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)的“果枝”
信息活動(dòng)包括教學(xué)、科研、管理與服務(wù)四大類基本活動(dòng),是數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)核心價(jià)值實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,直接關(guān)系到數(shù)字校園建設(shè)和應(yīng)用成效,決定著數(shù)字校園系統(tǒng)的生態(tài)效益。
果枝即果樹(shù)上能開(kāi)花結(jié)果實(shí)的枝,這里指高校各類信息活動(dòng)。信息活動(dòng)的開(kāi)展過(guò)程就是生態(tài)樹(shù)吸收養(yǎng)料,促進(jìn)果實(shí)早產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生長(zhǎng)的過(guò)程,即通過(guò)一系列的傳遞、吸收與轉(zhuǎn)化活動(dòng)(學(xué)科教學(xué)、科研、資源開(kāi)發(fā)等信息活動(dòng)),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。高校數(shù)字校園生態(tài)化建設(shè)必須以應(yīng)用為導(dǎo)向,關(guān)注數(shù)字校園系統(tǒng)的應(yīng)用成效,提高信息活動(dòng)質(zhì)量。
5 人的信息化發(fā)展是數(shù)字校園生態(tài)樹(shù)的“果實(shí)”
人的信息化發(fā)展是數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的核心價(jià)值所在,也是數(shù)字校園建設(shè)的根本目的與制高點(diǎn)。信息人的發(fā)展不僅包括用戶群體思想層面的變化,也包括實(shí)踐層面的變化,具體表現(xiàn)為思想素質(zhì)的提升和信息能力的提高。
數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)必須以人的發(fā)展為基本出發(fā)點(diǎn),為用戶構(gòu)建良好的信息化生存與發(fā)展環(huán)境,提高師生群體的信息化生存和發(fā)展能力,保證系統(tǒng)知識(shí)、文化和人才輸出的穩(wěn)定性和優(yōu)質(zhì)性。
6 系統(tǒng)思想和生態(tài)理念是數(shù)字校園生態(tài)化建設(shè)的“靈魂”
數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)多因子相互作用、相互聯(lián)系,并在功能上協(xié)調(diào)一致共同發(fā)揮作用的有機(jī)系統(tǒng),任何一個(gè)生態(tài)因子的變化都將對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。高校數(shù)字校園生態(tài)化建設(shè)必須以系統(tǒng)和生態(tài)理念為指導(dǎo),在堅(jiān)持以人為本和可持續(xù)發(fā)展原則的基礎(chǔ)上,綜合考慮各因素之間的相互作用關(guān)系,系統(tǒng)規(guī)劃和統(tǒng)籌設(shè)計(jì)數(shù)字校園系統(tǒng),注重系統(tǒng)的生態(tài)效益,保證生態(tài)樹(shù)的健康發(fā)展。
四 高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)對(duì)策
1 以人為本,重視數(shù)字校園系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)
高校數(shù)字校園系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,受到多種生態(tài)因子(技術(shù)因子、人力因子、資源因子、文化因子等)的影響。從一定程度上說(shuō),數(shù)字校園建設(shè)與發(fā)展的過(guò)程就是協(xié)調(diào)數(shù)字校園各子系統(tǒng)使其持續(xù)滿足高校用戶需求的過(guò)程,數(shù)字校園的發(fā)展水平在很大程度上取決于諸要素相互協(xié)調(diào)與合作的程度。
高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)需要綜合考慮并協(xié)調(diào)好人、信息資源、教學(xué)實(shí)踐、技術(shù)化環(huán)境等各要素間的相互作用關(guān)系,運(yùn)用“以人為本”和“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略理念,從整體著眼,根據(jù)高校信息化建設(shè)現(xiàn)狀和用戶需求,對(duì)數(shù)字校園進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì),尋求最佳方案,從而最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)整體效應(yīng),促進(jìn)數(shù)字校園的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。
2 積極利用云計(jì)算技術(shù),構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)環(huán)境
在信息時(shí)代,數(shù)字校園建設(shè)必須具備一定的超前性和前瞻性,不能只是追蹤式地建設(shè),要向可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,即數(shù)字校園建設(shè)要以“技術(shù)對(duì)抗技術(shù)”,建設(shè)符合國(guó)際主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字校園系統(tǒng)平臺(tái),包括公共數(shù)據(jù)平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)和信息門戶平臺(tái),形成可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)環(huán)境。
云計(jì)算技術(shù)為高校數(shù)字校園的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。作為一種“一切皆服務(wù)”的計(jì)算模式,云計(jì)算具有五大基本特性:通用性、虛擬化、動(dòng)態(tài)伸縮、規(guī)模大和按需服務(wù),用于數(shù)字校園服務(wù)平臺(tái)建設(shè)不僅可以整合高校分散的信息資源,實(shí)現(xiàn)IT資源的統(tǒng)一管理和按需分配,還可以為用戶提供個(gè)性化信息服務(wù)。基于云計(jì)算的數(shù)字校園系統(tǒng)服務(wù)可以分為校園內(nèi)部的“私有”云服務(wù)和校園外部的“租賃”云服務(wù)兩大基本模式,用戶只需利用計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、Pad等終端設(shè)備接入云服務(wù)平臺(tái)即可獲取相應(yīng)的服務(wù),如圖3所示。
高校數(shù)字校園生態(tài)化建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的基本原則,采用平臺(tái)化和服務(wù)化的建設(shè)思路,構(gòu)建數(shù)字校園云服務(wù)平臺(tái),創(chuàng)造以人為本,惠及全民,讓廣大用戶用得上、用得好的信息化服務(wù)環(huán)境,推動(dòng)高等教育的大眾化發(fā)展。
3 加強(qiáng)信息資源的動(dòng)態(tài)積累,促進(jìn)信息資源的共建共享
信息資源是數(shù)字校園系統(tǒng)非常重要的生態(tài)因子,也是學(xué)校重要的戰(zhàn)略資源,對(duì)高校教育教學(xué)質(zhì)量和科研質(zhì)量的提高具有最直接的影響。高校作為人才培養(yǎng)和科研基地,十分重視對(duì)信息資源的“內(nèi)涵”建設(shè),每年都會(huì)購(gòu)買大量的信息資源為教學(xué)和科研服務(wù)。從生態(tài)學(xué)的角度看,數(shù)字校園的發(fā)展需要經(jīng)歷一個(gè)“靜態(tài)一動(dòng)態(tài)一生態(tài)”的發(fā)展進(jìn)程,高校信息資源建設(shè)不能僅僅作為一種投資行為,游離于教育教學(xué)活動(dòng),而應(yīng)在實(shí)踐活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)信息資源的增值和再創(chuàng)造,如圖4。
高校信息資源的生態(tài)化建設(shè)應(yīng)最大限度地促進(jìn)靜態(tài)資源向動(dòng)態(tài)資源的轉(zhuǎn)換,鼓勵(lì)師生在課堂教學(xué)、科學(xué)研究和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中創(chuàng)造動(dòng)態(tài)化信息資源,最大化信息資源的生命價(jià)值。高校應(yīng)建立相應(yīng)的信息資源共建共享機(jī)制,鼓勵(lì)并動(dòng)員高校師生貢獻(xiàn)個(gè)人信息資源,將有價(jià)值的信息資源遷移到云端,實(shí)現(xiàn)信息資源的按需服務(wù)和共享。
4 加強(qiáng)教師種群信息技術(shù)培訓(xùn),促進(jìn)教師思想觀念轉(zhuǎn)變
新的教育思想、教育理念的滲透是數(shù)字校園建設(shè)的靈魂。教師作為數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的“關(guān)鍵物種”,充當(dāng)著信息和技術(shù)“把關(guān)人”的角色,師資隊(duì)伍的信息化素質(zhì)直接關(guān)系到數(shù)字校園的應(yīng)用成效,對(duì)高校數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品(學(xué)生)質(zhì)量有絕對(duì)影響。教師種群應(yīng)通過(guò)信息技術(shù)培訓(xùn)掌握現(xiàn)代化的教育思想和理念,不斷提高自身的信息意識(shí)和信息能力,尤其是信息整合水平和能力,大力支持新技術(shù)在教育中的應(yīng)用,保證信息技術(shù)與課程整合落到實(shí)處,加快實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式變革。
數(shù)字校園環(huán)境下的教育技術(shù)培訓(xùn),應(yīng)通過(guò)數(shù)字校園遠(yuǎn)程教育平臺(tái)來(lái)進(jìn)行,積極采用先進(jìn)的視頻和通訊技術(shù)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn),建立專門的網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)平臺(tái),形成一個(gè)長(zhǎng)期性的教師專業(yè)發(fā)展和研討平臺(tái),便于教師學(xué)習(xí)共同體成員在培訓(xùn)期間和培訓(xùn)后的信息交流與共享,促進(jìn)教師的專業(yè)化發(fā)展。
5 積極采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),加快實(shí)現(xiàn)數(shù)字校園與實(shí)體校園之間的耦合
21世紀(jì)的高校教育載體有兩個(gè):實(shí)體校園和數(shù)字校園,二者是相輔相成,共同成長(zhǎng)的關(guān)系。為避免數(shù)字校園與實(shí)體校園的割裂或數(shù)字校園被束之高閣等現(xiàn)象的出現(xiàn),在高校數(shù)字校園建設(shè)過(guò)程中應(yīng)積極采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建“智慧校園”,借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的信息交互,形成全校范圍內(nèi)的“物聯(lián)網(wǎng)”,對(duì)校園基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行可視化管控,提高物理校園內(nèi)各類IT資源的利用率。在學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)用方面,智慧校園可以有效實(shí)現(xiàn)數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境到智能學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。在數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的基礎(chǔ)上利用先進(jìn)的信息技術(shù)如人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)、富媒體技術(shù)和學(xué)習(xí)終端技術(shù)等可以主動(dòng)識(shí)別學(xué)習(xí)情境、記錄學(xué)習(xí)過(guò)程,按需推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源,形成個(gè)性化和智能化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。
數(shù)字校園建設(shè)應(yīng)緊跟時(shí)展趨勢(shì),積極采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智慧校園,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)校園與數(shù)字校園之間的高度融合與協(xié)調(diào)發(fā)展,在更廣泛的空間領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高校的動(dòng)態(tài)可持續(xù)發(fā)展。
6 構(gòu)建高校信息化建設(shè)利益共同體,促進(jìn)政府、企業(yè)與學(xué)校的協(xié)同發(fā)展
高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)需要轉(zhuǎn)變思維方式,運(yùn)用開(kāi)放生態(tài)系統(tǒng)思維視角,構(gòu)建信息化教育開(kāi)放系統(tǒng),在開(kāi)放性系統(tǒng)架構(gòu)、開(kāi)放性信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)源代碼的引領(lǐng)下,在政府、企業(yè)和學(xué)校之間建立長(zhǎng)期滿意的合作關(guān)系,形成高校信息化建設(shè)利益共同體,如圖5所示。
在政府層面,通過(guò)制定信息化發(fā)展政策和教育行業(yè)管理規(guī)范,可以保證各級(jí)教育部門和各類教育信息系統(tǒng)之間的橫向和縱向互聯(lián),形成高校信息化建設(shè)的技術(shù)規(guī)范和制度環(huán)境,促進(jìn)信息標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的推廣和應(yīng)用,從而帶動(dòng)整個(gè)教育行業(yè)的發(fā)展。在企業(yè)層面,通過(guò)校企合作的形式,企業(yè)可以根據(jù)用戶需求來(lái)生產(chǎn)教育信息產(chǎn)品,有助于提高教育產(chǎn)品的效益和價(jià)值,推動(dòng)企業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)創(chuàng)新,促進(jìn)企業(yè)利益的最大化,另一方面開(kāi)放性的技術(shù)架構(gòu)和信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有助于企業(yè)間的相互合作,形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的教育產(chǎn)業(yè)鏈,有助于教育市場(chǎng)的健康發(fā)展。在數(shù)字校園層面,隨著高校管理軟件市場(chǎng)的興起,高校信息化投入不斷向教育產(chǎn)品和服務(wù)傾斜,高校可以利用企業(yè)先進(jìn)成熟的信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)來(lái)解決數(shù)字校園早起局部建設(shè)遺留下來(lái)的問(wèn)題,促進(jìn)異構(gòu)的教育信息系統(tǒng)的進(jìn)化與互聯(lián),加快實(shí)現(xiàn)高校教學(xué)與管理體制變革。
近年來(lái),量化考核已滲透到學(xué)校管理工作的方方面面,無(wú)論是教職工考核、班級(jí)百分競(jìng)賽還是職稱評(píng)聘、評(píng)優(yōu)樹(shù)先,都隨處可見(jiàn)這種考核方式的影子。量化考核的管理方式被學(xué)校處處運(yùn)用之后,讓人不禁心生疑惑,難道量化考核真的是學(xué)校管理工作中的“萬(wàn)金油”嗎?筆者在教育教學(xué)工作中發(fā)現(xiàn),量化考核這種管理方式在教師管理和學(xué)生管理工作中雖然起到了一定的積極作用,但不能“一藥治百病”。
在教職工考核中,最容易量化的當(dāng)屬學(xué)科教學(xué)成績(jī),學(xué)生考試成績(jī)好,教師在考核中分?jǐn)?shù)就高。但教職工考核的另一項(xiàng)重要指標(biāo)---師德修養(yǎng),卻很難通過(guò)量化得到準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。一個(gè)教師的論文可以量化,但他的學(xué)術(shù)水平很難通過(guò)數(shù)字來(lái)衡量。一個(gè)教師的備課可以量化,但其品質(zhì)對(duì)學(xué)生的影響也很難在短期內(nèi)被定量評(píng)斷。對(duì)考核分?jǐn)?shù)的過(guò)分追求,使教師不得不放棄對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)的培養(yǎng),而將工作重心放在無(wú)休止的加班加點(diǎn)、給學(xué)生布置大量作業(yè)上,希望以此提高自己的考核成績(jī)。
在班級(jí)考核中,量化指標(biāo)更堪稱細(xì)致入微。學(xué)生的個(gè)人衛(wèi)生、穿校服、戴紅領(lǐng)巾、吃飯跑步、停自行車、自修紀(jì)律等情況,都被量化為分?jǐn)?shù),并且與先進(jìn)班級(jí)評(píng)選和班主任考核成績(jī)直接掛鉤。結(jié)果,幾乎整個(gè)學(xué)校的工作都圍著分?jǐn)?shù)團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)。更有甚者,有的學(xué)校竟然制訂了這樣的衛(wèi)生工作考核辦法:如果甲班的學(xué)生發(fā)現(xiàn)乙班的學(xué)生扔了雜物并報(bào)告檢查人員后,學(xué)校可在當(dāng)日常規(guī)衛(wèi)生檢查中給甲班加分,給乙班扣分。這樣一來(lái),下課的時(shí)候就會(huì)有不少學(xué)生挖空心思地去尋找“獵物”,以便為本班“建功立業(yè)”。這種貌似得力的考核措施其實(shí)是與我們的教育目標(biāo)背道而馳的。它將導(dǎo)致學(xué)生從小就學(xué)會(huì)努力挑剔別人的缺點(diǎn),甚至面對(duì)別人的缺點(diǎn)或不足時(shí)產(chǎn)生幸災(zāi)樂(lè)禍的不健康心態(tài)。
其實(shí),量化考核是將數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法引入考核之中,將整個(gè)考核內(nèi)容分解成若干指標(biāo),以定量的形式為定性考核提供量化依據(jù)。這種量化方法確實(shí)能夠使定性更為準(zhǔn)確,營(yíng)造績(jī)效面前人人平等的管理氛圍。對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō),這種考核方法無(wú)疑具有公平性和公正性。但對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō),由于其管理對(duì)象具有特殊性和復(fù)雜性,量化考核這種管理方式就在應(yīng)用過(guò)程中顯現(xiàn)出了機(jī)械性和片面性。育人的指標(biāo)往往是整體性的,很多指標(biāo)是由多部門共同承擔(dān)完成的,分解不了也量化不了。但是,從當(dāng)前一些學(xué)校的管理現(xiàn)狀來(lái)看,該量化考核的工作被量化了,不能量化考核的工作也被量化了。
如果一個(gè)學(xué)校完全陷入一種僅靠數(shù)字來(lái)評(píng)價(jià)教師工作和學(xué)生學(xué)習(xí)好壞的境地,那么這個(gè)學(xué)校的教育教學(xué)工作就會(huì)變成簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng),師生就會(huì)只為數(shù)字而奮斗。這樣的教育教學(xué)工作不僅毫無(wú)生機(jī),更會(huì)使人與人之間的感情變得逐漸淡漠,學(xué)校會(huì)因此失去凝聚力和競(jìng)爭(zhēng)力。因此,學(xué)校教育作為一種培養(yǎng)人的活動(dòng),其管理工作不應(yīng)全部采取量化考核的方式。如果學(xué)校事事講量化、時(shí)時(shí)講量化,則極易走入管理簡(jiǎn)單化、粗放化的誤區(qū)。作為學(xué)校管理者,一定要注重學(xué)校管理方法和形式的多樣性,能量化的就量化考核,不能量化的就不要強(qiáng)求。要注意在量化管理的同時(shí)不忘人文關(guān)懷、情感管理,讓師生盡可能多地感受到工作和學(xué)習(xí)的愉快。學(xué)校管理者只有將量化考核與人文關(guān)懷有機(jī)融合,量化考核才能真正發(fā)揮出提高教師教育教學(xué)水平、提高學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量的積極作用。
一、數(shù)字化技術(shù)手段在音樂(lè)教育中運(yùn)用的作用
通過(guò)前文所述,可以看到數(shù)字化教育發(fā)展的迅速和其強(qiáng)大的輔助教學(xué)力量,在音樂(lè)教育中的作用與意義也是顯而易見(jiàn)。一是有利于教師調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)音樂(lè)的興趣,多少年來(lái),如何在中小學(xué)的音樂(lè)課堂上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情一直是一個(gè)存在爭(zhēng)議并仍然在摸索、探討之中的話題,即便是在高師院校的音樂(lè)專業(yè)課堂上也存在類似的問(wèn)題———許多學(xué)生對(duì)某些本方向之外的其他音樂(lè)學(xué)科的知識(shí)的接受不能達(dá)到應(yīng)有的要求從而存在偏科的現(xiàn)象;探究其中的原因,應(yīng)該是非常復(fù)雜的,但是,兩個(gè)最為基本的問(wèn)題是大家達(dá)成共識(shí)的———音樂(lè)教育的理念和音樂(lè)教學(xué)的手段,或者稱之為音樂(lè)教學(xué)的模式,傳統(tǒng)音樂(lè)教育理念強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)本位,音樂(lè)課和其他自然學(xué)科、人文學(xué)科一樣,重在知識(shí)的解讀、灌輸、記憶,割裂了音樂(lè)本質(zhì)的東西,即“聽(tīng)覺(jué)感悟”和“審美”,學(xué)生面對(duì)抽象、生澀的概念相當(dāng)反感;數(shù)字化技術(shù)手段的運(yùn)用,可以全方位的調(diào)動(dòng)學(xué)生的感知器官,通過(guò)聲音、圖像、文字的加工處理,刺激學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)甚至是嗅覺(jué)、味覺(jué)的聯(lián)覺(jué)反應(yīng),通過(guò)形象化加強(qiáng)理解、便于記憶。二是有利于教師實(shí)現(xiàn)知識(shí)的交叉、整合,現(xiàn)在的社會(huì)對(duì)人才、對(duì)知識(shí)的要求強(qiáng)調(diào)“多元”融合,傳統(tǒng)教學(xué)模式,一架琴、一只粉筆、一臺(tái)錄音機(jī),很難實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo);數(shù)字化技術(shù)手段則可以大容量的容納各個(gè)相關(guān)的知識(shí),教學(xué)中多媒體的運(yùn)用就能足以說(shuō)明這一點(diǎn),教師可以通過(guò)對(duì)相關(guān)軟、硬件知識(shí)的把握合理的將所傳授的內(nèi)容通過(guò)各種方式表達(dá)給學(xué)生。三是有利于教師自身業(yè)務(wù)水平的提高,利用數(shù)字技術(shù)手段進(jìn)行音樂(lè)課堂教學(xué),對(duì)教師有著相當(dāng)?shù)囊螅紫龋軌蚴炀毑僮麟娔X、了解并掌握電腦的使用、維修等知識(shí);其次,要能夠熟練的運(yùn)用相關(guān)軟件的安裝、使用等;還要經(jīng)常廣泛的涉獵各門學(xué)科的知識(shí),不斷的對(duì)自己的知識(shí)進(jìn)行更新,這樣才能順應(yīng)時(shí)代和社會(huì)的需要。四是對(duì)于學(xué)生而言,借助現(xiàn)代化的數(shù)字音樂(lè)技術(shù)手段能夠促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣并漸漸由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)。由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)化為主動(dòng)創(chuàng)造式學(xué)習(xí)。
二、小結(jié)
綜上所述,數(shù)字化音樂(lè)教育手段,能使教師的教學(xué)更明朗化、便捷化、生動(dòng)化,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更自主化、全面化、開(kāi)放化。藝術(shù)類、高校師范音樂(lè)專業(yè)已經(jīng)開(kāi)設(shè)了類似課程,這說(shuō)明市場(chǎng)對(duì)數(shù)字化音樂(lè)教育的師資是有需求的,數(shù)字音樂(lè)教育的發(fā)展是比較樂(lè)觀的。有關(guān)課程設(shè)置的先關(guān)問(wèn)題尚未形成統(tǒng)一的意見(jiàn)和建議,相信隨著越來(lái)越多的人對(duì)數(shù)字技術(shù)手段在音樂(lè)教學(xué)中的重視和在教學(xué)實(shí)際中的運(yùn)用,將會(huì)開(kāi)發(fā)出非常多元化的數(shù)字音樂(lè)教學(xué)模式,數(shù)字化技術(shù)手段的巨大能量也會(huì)得到釋放。
作者:趙靜單位:鄭州財(cái)經(jīng)學(xué)院公共藝術(shù)教學(xué)部
人類社會(huì)的進(jìn)步取決于生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械化生產(chǎn)節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間,提高了社會(huì)效率,獲得了經(jīng)濟(jì)利益。機(jī)械化生產(chǎn)最主要的來(lái)源是機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)生產(chǎn)的要求,利用機(jī)械的原理再加上物理、數(shù)學(xué)的計(jì)算方式和遵守能量守恒定律,對(duì)機(jī)械的各個(gè)零件的大小和形狀進(jìn)行分析運(yùn)用,最后呈現(xiàn)設(shè)計(jì)出的機(jī)械。新型的機(jī)械設(shè)計(jì)在繼承原有機(jī)械的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良或者是創(chuàng)新,可以解決一些機(jī)械生產(chǎn)問(wèn)題,提高生產(chǎn)效率。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行變形,可以適應(yīng)新出現(xiàn)的產(chǎn)品和生產(chǎn)方式。這些新型設(shè)計(jì)、繼承設(shè)計(jì)和變形設(shè)計(jì)都是由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行開(kāi)發(fā)處理,設(shè)計(jì)人員也是從老師的教學(xué)中明白設(shè)計(jì)的原理和過(guò)程。由此可見(jiàn),加強(qiáng)行業(yè)職業(yè)院校教師數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)能力就顯得尤為重要了。
二、如何加強(qiáng)教師教學(xué)能力
1.進(jìn)行農(nóng)村調(diào)研,提升專業(yè)水準(zhǔn)
行業(yè)職業(yè)院校培養(yǎng)的數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)人才最終是要為社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。根據(jù)有關(guān)調(diào)查,就讀于行業(yè)職業(yè)院校的學(xué)生大多來(lái)源于農(nóng)村,由于家庭經(jīng)濟(jì)的原因,學(xué)生希望可以早日工作,減輕家庭負(fù)擔(dān)。行業(yè)職業(yè)院校的教師們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),從多方面提升自身的專業(yè)水準(zhǔn)。老師可以在假期期間跟隨著學(xué)生來(lái)到農(nóng)村進(jìn)行調(diào)研,發(fā)掘農(nóng)村數(shù)字化機(jī)械所需。教師在調(diào)研中跟隨著農(nóng)民在田地進(jìn)行實(shí)踐,可以直接了解到農(nóng)民需要什么樣的數(shù)字化機(jī)械來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。老師在調(diào)研的過(guò)程中,通過(guò)自身的感受去平衡書本與實(shí)際的差距,也能更加深刻地理解數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的必要性。
2.走進(jìn)工廠,提高教學(xué)能力
老師提高教學(xué)能力最主要的目標(biāo)就是讓學(xué)生利用數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)服務(wù)于社會(huì)。那么,首先,老師就要明白在大生產(chǎn)的城市中,數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)都是怎樣運(yùn)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)的。把所見(jiàn)、所得、所想記錄在教學(xué)備案中,在教學(xué)時(shí)根據(jù)課本進(jìn)行一定的變化,告訴學(xué)生們現(xiàn)在的社會(huì)對(duì)數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)是什么樣的態(tài)度,學(xué)生們應(yīng)該重點(diǎn)學(xué)習(xí)什么科目。這樣,學(xué)生自然可以學(xué)好知識(shí),滿足社會(huì)的要求,其所學(xué)的數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)便有了用武之地。這就直接地證明了老師具有良好的教學(xué)能力。
3.大膽創(chuàng)新,引領(lǐng)教學(xué)
關(guān)鍵詞:音頻水印;短時(shí)能量;過(guò)零率;自適應(yīng);魯棒性
中圖分類號(hào):TP309.7
近年來(lái),音頻數(shù)字水印[1]正逐漸成為數(shù)字水印中的一個(gè)重要方向。由于數(shù)字音頻單位時(shí)間內(nèi)的采樣點(diǎn)較少,可嵌入的水印的容量相對(duì)較小;同時(shí)人類聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)比人類視覺(jué)系統(tǒng)更為敏感,也使得嵌入水印的難度增大。基于小波變換[2]的數(shù)字音頻水印技術(shù)因其具有良好的多分辨率表示、時(shí)域局部分析等特性,且易于兼容MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn),被人們廣泛應(yīng)用。
Logistic映射[3]混沌序列對(duì)原始水印進(jìn)行加密,增強(qiáng)水印的安全性,本文對(duì)音頻特征[4]進(jìn)行分析,結(jié)合音頻幀的過(guò)零率及短時(shí)能量,尋找適合水印嵌入的音頻幀。為了更好的提高音頻水印的魯棒性和去同步攻擊能力,本文算法在所選定的音頻幀中采用了能量動(dòng)態(tài)調(diào)整嵌入強(qiáng)度自適應(yīng)[5]的方法來(lái)嵌入水印,提高了算法的不可感知性和魯棒性。
1 音頻特征的分析及選取
1.1 音頻幀的過(guò)零率與短時(shí)能量特征
設(shè)第n幀音頻信號(hào)的短時(shí)能量用En表示,則其定義為: 。音頻幀的短時(shí)能量直接反映了一段時(shí)間內(nèi)音頻信號(hào)的強(qiáng)度,越強(qiáng)掩蔽特性越好。
設(shè)第n幀音頻信號(hào)的過(guò)零率用Zn表示,其定義為:
其中,sgn[]是符號(hào)函數(shù),即
過(guò)零率反映音頻在一幀中幅值變化的劇烈程度,過(guò)零率小的音頻幀具有更好的穩(wěn)定性。
2 數(shù)字音頻水印的嵌入
2.1 嵌入水印圖像的預(yù)處理
(1)設(shè)原始水印圖像為U,則其表示為:
U={u(I,j),1≤i≤M,1≤j≤N,u(i,j)∈{0,1}}
首先要將水印圖像降維至一維序列
V={ν(k)=u(i,j),1≤i≤M,1≤j≤N,k=(i-1)×N+j,1≤k≤M×N}
(2)采用Logistic映射混沌序列對(duì)水印進(jìn)行置亂加密。對(duì)Logistic序列進(jìn)行截?cái)啵x取任意起始位置α開(kāi)始截取,設(shè)定閾值λ,初值x0,得到Logistic序列P為P={p(k),1≤k≤M×N,p(k)∈{0,1}}。
2.2 原始音頻信號(hào)的預(yù)處理
設(shè)音頻信號(hào)A={a(k),1≤k≤L},L是音頻信號(hào)長(zhǎng)度,將A進(jìn)行分幀后表示為:
akj=a((k-1)×F+j),1≤k≤K,1≤j≤F
其中αkj表示第K幀音頻的第j個(gè)信號(hào)值;k表示音頻信息的總幀數(shù);F表示樣點(diǎn)數(shù)。
2.3 音頻幀的選取
依次計(jì)算K幀的過(guò)零率Zn和短時(shí)能量En。對(duì)于每一種類型的音選取滿足條件:過(guò)零率Zn≤Z0且短時(shí)能量En≥E0的音頻幀,將音頻幀拼接到一起得到待嵌入水印的音頻幀Ae,將其分成M×N段,則每段含有 個(gè)音頻數(shù)據(jù)。記為。Ae={Ae(k),1≤k≤Q}
2.4 數(shù)字音頻水印的嵌入
對(duì)分段的音頻信號(hào)Ae(k)進(jìn)行H層小波變換[6],本文的水印信息將被嵌入到低頻系數(shù)中。
=
式中αk為嵌入水印強(qiáng)度,假如水印嵌入強(qiáng)度越大,受攻擊時(shí)魯棒性越好,但對(duì)信號(hào)的影響大。嵌入強(qiáng)度越小,雖然不易被察覺(jué),但抗干擾性能差。本算法針對(duì)這一問(wèn)題,通過(guò)計(jì)算小波變化后每段音頻的近似分量系數(shù)的平均能量,再結(jié)合基礎(chǔ)嵌入強(qiáng)度β,根據(jù)近似分量能量動(dòng)態(tài)調(diào)整音頻數(shù)據(jù)段嵌入強(qiáng)度這一方法,為每個(gè)音頻數(shù)據(jù)段自適應(yīng)確定一個(gè)嵌入強(qiáng)度。
按照上式得到修改的小波系數(shù),將其進(jìn)行小波逆變換,得出嵌入水印的數(shù)字音頻部分。
3 數(shù)字音頻水印的提取
(1)將嵌入水印后的音頻信號(hào)進(jìn)行H層的DWT操作,得到每段的低頻系數(shù)AeH′K。
(2)計(jì)算每個(gè)音頻數(shù)據(jù)段的嵌入強(qiáng)度α,提取水印信息,提取公式為:
(3)根據(jù)起始位置,閾值,初值生成Logistic序列,根據(jù)閾值對(duì)其進(jìn)行二值化處理,得到P(k),則一維水印序列V(k)=W(k)P(k),再將其升為二維就可得到原始水印圖像。
4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
本文使用比特誤碼率BER和歸一化相關(guān)系數(shù)NC[7]來(lái)衡量算法的性能。
4.1 檢測(cè)性能測(cè)試。圖1分別為原始音頻信號(hào)、嵌入水印后的音頻信號(hào)、原始水印圖像、從含水印的音頻信號(hào)中提取出的水印圖像 。
5 結(jié)束語(yǔ)
該算法首先對(duì)水印進(jìn)行混沌置亂,通過(guò)過(guò)零率和短時(shí)能量選出需要嵌入水印的音頻,分段后通過(guò)求每段的平均能量以動(dòng)態(tài)調(diào)整嵌入強(qiáng)度,對(duì)于固定嵌入強(qiáng)度所帶來(lái)問(wèn)題作了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)表明,該算法對(duì)一般常見(jiàn)攻擊具有較好的魯棒性和不可感知性。
參考文獻(xiàn):
[1]Petitcolas F A P,Anderson R J,Kuhn M G.Information hiding:A survey[J].Proc of the IEEE,1999,187(7):1062-1078.
[2]汪飛,檀結(jié)慶.基于DWT和均值量化的音頻水印算法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2009,29(2):444-446.
[3]陳雪松,張寒,楊勇田.基于混沌理論的音頻數(shù)字水印算法研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2007,43(24):59-60.
[4]彭宏,王.基于音頻特征的多小波域水印算法[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2010,47(2):216-222.
[5]康旭,張秋余,袁占亭.基于能量自適應(yīng)的同步小波音頻水印算法[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2008,8(23):6240-6243.
[6]彭宏,王.基于音頻特征的多小波域水印算法[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2010,47(2):216-222.
[7]李偉.魯棒性數(shù)字音頻水印算法研究[D].上海:復(fù)旦大學(xué),2004.
作者簡(jiǎn)介:楊得國(guó)(1971-),男,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事網(wǎng)絡(luò)與多媒體的教學(xué);王榮萍(1988-),女,碩士,研究方向:數(shù)字水印與多媒體信息處理技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);物理實(shí)驗(yàn);數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室;科學(xué)思維
【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009(2015)26-0038-02
【作者簡(jiǎn)介】梁建,江蘇省宿遷市沭陽(yáng)如東實(shí)驗(yàn)學(xué)校(江蘇沭陽(yáng),223600)教師。
2013年被稱之為大數(shù)據(jù)(Big Data)元年,在這一年中,美國(guó)政府出臺(tái)了大數(shù)據(jù)計(jì)劃,英國(guó)建成了首個(gè)大數(shù)據(jù)開(kāi)放中心,我國(guó)的電子商務(wù)蓬勃發(fā)展,政府及個(gè)人博客、網(wǎng)站、各種設(shè)備傳感器等每天都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)正在悄然地改變著我們的生活,影響著我們的生活方式,加速著各行各業(yè)變革的進(jìn)程。大數(shù)據(jù)也必將對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生巨大影響,改變我們傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),運(yùn)用大數(shù)據(jù)可以將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升到一個(gè)更高的發(fā)展水平,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,更加有利于實(shí)現(xiàn)物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的培養(yǎng)學(xué)生思維的要求。
一、大數(shù)據(jù)悄然改變著物理實(shí)驗(yàn)
大數(shù)據(jù)主要通過(guò)技術(shù)和應(yīng)用改變著中學(xué)物理實(shí)驗(yàn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.大數(shù)據(jù)要求建立的數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(DISLab)和傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)室的硬件矛盾。
從上世紀(jì)90年代至今,傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)室使用的器材變化不多,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的基本動(dòng)手能力,這些器材測(cè)量的數(shù)據(jù)需要學(xué)生記錄、整理和總結(jié),往往占用了大量的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)在需要重點(diǎn)探究的環(huán)節(jié)花的時(shí)間反而偏少,不利于學(xué)生的理解。大數(shù)據(jù)要求的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室需要相關(guān)部門投入大量的財(cái)力,引入計(jì)算機(jī)群、各類傳感器、數(shù)據(jù)采集器和相關(guān)的云處理軟件等,利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)比如曲線圖像、柱狀圖等,直觀地挖掘物理現(xiàn)象的本質(zhì)。例如在“比熱容”實(shí)驗(yàn)中,由于概念的抽象性,學(xué)生對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析有一定的難度,需要花費(fèi)大量的時(shí)間,而如果利用大數(shù)據(jù)技術(shù),將實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)換成溫度傳感器,利用DISLab數(shù)字化信息系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地將大量的溫度數(shù)據(jù)和時(shí)間發(fā)送給計(jì)算機(jī),利用計(jì)算機(jī)軟件就可以將這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)“秒處理”,以便于學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,總結(jié)結(jié)論。
2.教師演示實(shí)驗(yàn)有可能成為學(xué)生的自主探究實(shí)驗(yàn)。
部分傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)由于時(shí)間和空間的局限性,只是由教師做演示,學(xué)生往往沒(méi)有參與到實(shí)驗(yàn)中去,缺乏濃厚的興趣。如在“動(dòng)能”演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師往往采用陳述的方式,敘述不同質(zhì)量的小車只要是從斜面的同一高度靜止釋放,到達(dá)水平面時(shí)的速度必然相同的結(jié)論。由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,學(xué)生會(huì)對(duì)這一結(jié)論存疑。利用大數(shù)據(jù)技術(shù),只要在小車即將到達(dá)水平面前的很短的距離內(nèi)(可以是幾毫米),放置兩個(gè)光電門,將信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī),就可以實(shí)時(shí)顯示小車到達(dá)水平面時(shí)的速度。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的結(jié)論就有了更深的認(rèn)識(shí)。
3.傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)獲得新生。
我國(guó)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)幾十年的教學(xué)沉淀,已經(jīng)逐漸固定為一種模式,大家都按照實(shí)驗(yàn)教材做,創(chuàng)新少。而大數(shù)據(jù)視野可以改變以往的觀念,實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的再創(chuàng)造。如“聲現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)教學(xué),在探究聲音具有能量的實(shí)驗(yàn)中,教材采用錄影機(jī)播放音樂(lè),通過(guò)蠟燭火焰“跳舞”的方式來(lái)證明聲音具有能量。筆者將書本的實(shí)驗(yàn)改為比賽:讓多名學(xué)生施展“獅吼功”,震碎玻璃杯。利用DISLab數(shù)字化信息系統(tǒng),將不同的學(xué)生發(fā)出的聲音經(jīng)過(guò)聲傳感器反饋給計(jì)算機(jī),在教室的大屏幕上展示,學(xué)生能夠根據(jù)波形了解不同人在不同時(shí)刻發(fā)出聲音的響度和頻率大小,知道什么樣的聲音能量最大,能夠有效地震碎玻璃杯。
二、大數(shù)據(jù)對(duì)物理教師的要求
大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨,正在悄然地改變著整個(gè)社會(huì),也必將徹底改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀,這對(duì)物理教師提出了更高的要求。教師應(yīng)改變自我,學(xué)數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù),并且應(yīng)用到我們的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,更加有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣。只有這樣,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中才能夠做到游刃有余,及時(shí)熟練地指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)據(jù)軟件達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模囵B(yǎng)他們的質(zhì)疑能力和創(chuàng)新精神。
三、大數(shù)據(jù)視野下通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)激活學(xué)生科學(xué)思維的策略
1.充分利用計(jì)算機(jī)交互性實(shí)驗(yàn)信息。
有時(shí)學(xué)生并不需要走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,可以利用計(jì)算機(jī)交互性實(shí)驗(yàn)課件和實(shí)驗(yàn)視頻等數(shù)據(jù)資源讓學(xué)生簡(jiǎn)單地自學(xué)。在初三的第一輪復(fù)習(xí)中也可以利用這些數(shù)據(jù)資源給學(xué)生展示物理實(shí)驗(yàn)。比如在進(jìn)行“凸透鏡成像規(guī)律”的第一輪復(fù)習(xí)時(shí),教師課前制作好凸透鏡成像規(guī)律的相關(guān)課件。上課的時(shí)候,利用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),將每名學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)通過(guò)平板電腦提交給服務(wù)器,在軟件中實(shí)時(shí)反饋相關(guān)規(guī)律。在很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的再回顧,厘清實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思維過(guò)程,大大提高了復(fù)習(xí)效率。
2.實(shí)驗(yàn)實(shí)錄、制作微課。
每一次的物理實(shí)驗(yàn)都是很好的教學(xué)素材,可利用攝像頭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄制。如在“流體壓強(qiáng)與流速”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,在純凈水水桶口安裝兩個(gè)力傳感器,兩個(gè)力傳感器之間放一個(gè)小紙團(tuán),教師安排實(shí)驗(yàn)小組代表依次往紙團(tuán)吹氣,結(jié)果發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)不僅沒(méi)有被吹入桶內(nèi),反而從桶出,而且越是用力,效果越明顯。此時(shí)學(xué)生的質(zhì)疑精神被激發(fā)出來(lái):為什么紙團(tuán)反而射出了?再經(jīng)過(guò)老師的引導(dǎo),利用軟件分析后知道原來(lái)是前后紙團(tuán)兩個(gè)表面存在壓強(qiáng)差,紙團(tuán)被吹的那一面流速大氣壓小。教師將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄制下來(lái),存儲(chǔ)到學(xué)校服務(wù)器,供學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)觀看和學(xué)習(xí)。
3.建立歷年物理實(shí)驗(yàn)中考真題網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。
統(tǒng)一將歷年物理中考真題分類匯編,配有相關(guān)答案,利用Web2.0技術(shù)制作交互網(wǎng)頁(yè),學(xué)生能夠利用網(wǎng)絡(luò)在線答題,及時(shí)反饋錯(cuò)誤。利用大數(shù)據(jù)技術(shù),能夠研究學(xué)生多次大量答題錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)記錄,分析中考易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn),找出實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn),有針對(duì)性地對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)再鞏固,對(duì)個(gè)別學(xué)困生再關(guān)注。
4.DISLab數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室。
(1)利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備提高實(shí)驗(yàn)效率。
DISLab數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備正在走入各個(gè)學(xué)校,充分利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的缺陷。在筆者的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,一直存在著將測(cè)量定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)和測(cè)量小燈泡電阻以及電功率的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一起來(lái)的想法。但是由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間限制,都是將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分在兩節(jié)實(shí)驗(yàn)課,由于有一定的時(shí)間跨度,教學(xué)效果降低了,就要再花更多的時(shí)間強(qiáng)調(diào)該知識(shí)點(diǎn),給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定的困難。而利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備,則可以將定值電阻和小燈泡電阻以及小燈泡電功率的測(cè)量,利用一節(jié)實(shí)驗(yàn)課全部完成。具體做法是利用霍爾傳感器測(cè)電壓、電流和電功率,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)庫(kù)保存,利用軟件分析定值電阻和小燈泡阻值的不同點(diǎn),根據(jù)不同電壓下的電功率,學(xué)生利用軟件圖像,就可以直觀地知道如下結(jié)論:燈泡阻值和溫度有關(guān),電功率變大,造成燈絲溫度升高,電阻變大。
(2)利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)促進(jìn)思維方式的變革。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生處理大量的數(shù)據(jù),耗時(shí)費(fèi)力,由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力參差不齊,繪圖會(huì)有一定的偏差,造成對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。學(xué)生循規(guī)蹈矩,按照實(shí)驗(yàn)步驟亦步亦趨,不敢做稍微的變更,這些都束縛了學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)要求教師創(chuàng)造性地開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),這就必然會(huì)對(duì)學(xué)生起到引領(lǐng)示范作用,有助于激活學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)思維。
大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái),這對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì),是改變以往培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方式的有效途徑。通過(guò)大數(shù)據(jù)的技術(shù)和應(yīng)用,學(xué)生能完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)想做而又無(wú)法做的實(shí)驗(yàn),克服畏難情緒,充分發(fā)揮想象力,創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提高科學(xué)思維能力。相信隨著大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展,大數(shù)據(jù)在未來(lái)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必將大放異彩。
【參考文獻(xiàn)】
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
內(nèi)蒙古自治區(qū)新聞出版廣電局主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣州大學(xué)法學(xué)院主辦