時間：2023-12-18 15:25:40
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人工智能的教育本體：教育的變與不變
從本質上講，人工智能技術是信息技術革命的集大成者。自從托夫勒1970年寫出《未來的沖擊》，信息技術革命越來越快，概念越來越多，沒有停止的跡象。僅從近五年來看：大數據、數據科學、生命信息、工業4.0、物聯網、新硬件時代、機器人、互聯網+、人工智能，表面上概念你方唱罷我登場，但內在邏輯一直沒有變：從單項技術走向全面融合，從局部應用走向全面工具化，而人工智能至少在目前看來是集大成者。硬件上物聯網的成熟、軟件上高可用性和動態數據庫的成熟、生物學上神經科技的進展、數學上網絡算法的應用、材料科技上納米和感知材料的進展、信息科技上芯片和云技術的快速進步。從物理世界到混合世界，再到比特世界，人工智能技術剛剛開始，但人們基于過去工業革命的經驗，明確感到這是臨界點的來臨。
STEM 成為后人工智能教育的不動點：應對科技的變化，教育的變革一直都在進行且與科技的發展互為因果。從彼得?蒂爾對教育的質疑，到創客熱潮在美國教育中的掀起，事實上，STEM教育是美國對過去概念化的“實用主義”教育和“通識教育”百年爭論的落錘之音。起源于杜威和哈欽斯的那場爭論，恰恰是工業革命已經明確成型后的兩種教育理念的爭論。之所以今天的美國已經很少爭論到底是實用主義還是通識教育，是因為美國的科技已經進入到一個新的階段。教育是一個組織行為，一個圍繞未來10年不變的知識、20年不變的技能、30年留存的體驗的穩定的復雜社會經濟形態，因此不那么容易被顛覆。恰恰是科學、技術、工程、數學（STEM）構成了工業時代（數理化）和后工業時代（文科、理工科）中的不動點，在物理學和幾何學中，不動點對于系統的穩定和概念的一致性非常重要，而目前的STEM教育，不僅僅是一個概念的東西，而是舊技術時代向新技術時代過渡的“不動點”。在這個不動點體系中，新的側重開始后，原有的教師和學科體系以及支撐可以平穩切換，不至于導致教學秩序的混亂。
元學科、應用學科和副科發生結構性的變化。由于人工智能的出現，使得復雜計算和系統計算以及簡單的人機交互計算工具化全面超越人類，對技術基礎這個原有概念的教育的分歧越來越大。人工智能視野下學科概念如果表述成元學科、應用學科與素質學科，那么教育學科的概念的持續性還能以最大公約數繼續運行：以數學、物理、化學等元學科為代表的學科，在今后的教育中更加重要并將作為篩選人的條件。而應用科學：（生物、地理、信息、勞動）學科，將著重項目制學習、體驗學習，成為培養人的目標；社會科學（歷史、哲學、思想品德）將來的重點在于綜合應用，批判性思維學習，更加側重學科的來源和發展；而綜合素質類（音樂、體育、美術）將從副科走向前臺。@樣，圍繞STEM的教育，人工智能下的教育體系還是一貫的科學（元學科）、技術（應用學科）、工程（素質學科、社會學科、管理學科）、數學（邏輯、數學學科）。
人工智能技術對學科的影響：越理性，越感性
數學：傳統的工業時代的數學，其訓練方法是數值計算，其指向是力學計算，這種側重至今還非常濃厚。隨著知識庫的普及和共享以及計算工具的進化，越來越少的人將來從事傳統的工程計算行業，而正宗的工科專業越來越向著專業化和高端化演化（如學材料的將來的進入門檻很可能是博士）。但是，人工智能今后用到的大量的數學以及人與人打交道用到的計算機數學，統計學基礎的數學，這方面中國數學還停留在工業時代。美國學生從高中就開始問卷處理和微積分的學習，大學數學更加有用的是方程組、統計學等。數學是一個典型的年齡相關性學科，一定要從小學，而且轉向數值和算法類的學習，從偏向材料計算的高等數學方向，轉向偏向矩陣計算的統計數學方向，邏輯學、幾何學和統計學成為三個數學學習的支柱。
物理：有一位著名的物理學家回顧過去物理百年，發現一個有趣的現象：“力”這個概念，在物理學上看，已經不是一個原始的變量了，能量和質量才是，為什么我們的老師還在使用這個概念呢？那是因為在機械時代，“力”是最容易理解的組合概念。在工業革命前后的幾百年直到今天，物理學教育的重點還是偏向傳統力學計算方向，從中小學來說就是牛頓力學。然而隨著工業時代的結束，人們更容易見到的力學概念不再是機械和天體，而是轉向社交網絡、計算機圖像、信息變量、生物體和電子學以及更容易接受的能量、時間維度。數學老師們轉向統計學的同時，物理老師應該考慮從牛頓力學轉向量子力學和熱力學甚至時空維度，這些對于孩子未來的人生更是基礎，而通過物理學進行基礎的科學實證的訓練以及科學觀測和數據處理，才是物理學最基礎的作用和價值體現。不然，人生什么年齡都可以去學物理而不必非要從未成年時代去學。
元科學化學：中美物理學和化學都是選擇性的，但比較中美化學教育，卻發現有很大的不同。美國高中化學就允許且必須使用帶有功能性計算的計算器，而中國大學生都沒有這方面的訓練。也就是說，隨著化學和生物化學要求越來越高、知識點越來越多，設法繞過煩人的記憶而走向邏輯，是美國學習化學的方向，這點也值得我們注意。另外，化學的側重由從偏向無機化學方向的基礎化學，轉向偏向生物和有機化學方向甚至與物理相結合的量子規律，是化學學科的重點。例如，很多美國的大學錄取要看高中生在化學創新方面的實踐，能創新的往往是生物化學。
外語：工具性的外語逐漸失去市場，形式節奏上的美學、邏輯學角度的詞源學、社會學角度的語言學、心理學角度的語義學成為外語復興的落腳點。另外，似乎從來沒有人將計算機程序當作外語來教，事實上，隨著工具性的外語被人工智能取代，計算機程序語言很可能成為一種外語，而很多軟件人才是學外語出身的，也不斷印證這個結論。
語文：可以預料的是，隨著工具性的人工智能的出現，原先學習語文的工具性的方法（如語法），逐漸將退出語言學習（包括外語），而作為母語的語文之所以在工具化人工智能時代還得到重視，最重要的理由也許是儀式感的表達：回到經典、回到表達、回到應用、回到美學。
除了以上學科教育的重點隨著技術經濟必然發生變化外，學科學習的醒悟和內在邏輯將更加重要，學科歷史、學科邏輯、學科故事將替代題庫訓練，因為作為計算的精確性除了特殊人才的培養外，將讓位于工具和人工智能，而人要考慮體驗和持續學習的興趣和邏輯。學科學習之間還將朝著融合的方向發展，應用學科和元學科的分離意味著應用學科更加朝著整合的方向發展：地理、生物、科技等融合課程，朝著綜合應用發展。
人工智能技術對教育技術的改變：從工具到空間
隨著人工智能的發展，也許目前花里胡哨的信息技術將隱身后臺。課堂上也許看不見信息化了，師生在課堂層面體驗將會越來越好，越來越貼近自然：看不見計算機的信息化，距離教育更近而不是技術更近。
學校之所以存在是因為學校為學生模擬了一個高度抽象的比真實世界還真實的教育世界。因此，未來的校園從改變世界的信息模版角度，將更加強調與客觀世界的互動、映射和高度抽象。
美國的大學錄取是更接近人工智能手段的個性化錄取，而學生選拔是更接近大數據角度的GPA（平均成績點）。從培養角度，學生畫像比GPA更加個性化地從個體角度描述學生的個性特征，學生的學習行為、實踐行為、創新行為，在全地域、全信息、全自動、全過程的記錄下，將更加全面地反映學生的全貌。智能實驗室和智能校園的方向，將來是基于個體的專業學習和評價。
與學生相對應的教育行為畫像，將側重于聯系社會、聯系科技、聯系家庭、聯系團隊，從重復性勞動變為創造性勞動。
而學校的管理行為將演變成支撐技術：支撐數據、支撐品牌、支撐環境。今后的教育將出現越來越專業和自由的教師，越來越職業的校長。
在教育政策上，由于全國性的數據和人工智能的使用，教育測評將更加專業化、教育本體化（而不是被測評機構和排名所左右），教育選拔將更加科學化和長期化，短視模式隨著計算方法和智能評估的進展而迅速被迭代掉，衡水模式將逐漸退出歷史舞臺，未來應該篩選更應該上清華大學的人和更應該培養好每一個想學習的人。即使僅從功利教育目標來看，教師個體經驗也逐漸讓位于人工智能和大數據，教育重心從教育哲學屬性逐漸走入教育科學屬性；而被恐懼綁架的教育所強調的教育的篩選功能，逐漸將重心轉向教育培養功能，個體成功的培養目標，逐漸轉變成為未來視角的社會價值角度；教育回歸人與人的本質關系和專業培育孵化的社會職能，功利性和工具性減弱，過程幸福成為教育者追求的目標。教育者由工匠逐漸轉型為藝人，教師由于工具化的替代，將會越來越有尊嚴和個性，而不是越來越像工具。
“人創造”的價值逐漸凸顯，教育的價值在于“創造人”
柯潔在被人工智能的計算機打敗之后，接連戰勝外國圍棋高手，刷了一下存在感并表示：“與機器下棋沒意思”。同樣，在工具制造時代，如果從質量和精度考慮，無疑機器越來越超過人，然而手工的紅木家具、手工的藝術品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽車，比起無論從什么角度來看的機器人制造的東西，都越來越貴，人也越來越愿意采購?！叭藙撛臁钡膬r值凸顯，是體驗經濟產業升級的一個標志，人工智能時代也不能例外。因為，“有意思和不可復制”才是人消費的高級時代。
不同于機器代替人的重復勞動的趨勢，教育與學校會替代機械的班級成為人與人關系的場所，在這個場所中，機器越來越像人來代替人的高級狀態，而人越來越擺脫工具性、擺脫重復性，更具藝術性和創造性。研究教育的歷史會發現一個普遍的現象，就是隨著工具性的增強，反而是班級規模的縮小和師生比的擴大，這也印證了：人畢竟要與人打交道，教育是一個個性化的活動。C器代替人意味著更多的時間人會回到家庭陪同孩子，這在美國已經持續發生了50年，幾乎多數的女性甚至男性在孩子成長過程回到家庭（如果他們算教師的話，教師比例更大）。在學校里未來的師生比會持續增加，教育更加不再計較投入產出，而將演變成一種創造性的職業。
杜威在研究工業化革命后的教育中，提出教育的目標更加集中地體現在教育本身之中，教育即生長（教育的目標就是讓教育繼續下去）。隨著工具化的人工智能代替越來越多的教師的重復性勞動，教師的幸福指數越來越高，更多的和更合適的師生比使得學生得到更加專業的呵護和培養，幸福指數也得到提升。教育讓生活更美好將逐漸實現，教育即生活的前提條件是教師不再是指標的工具，學生不再是考核的工具。
【關鍵詞】人工智能；未來教育；未來學校；創新變革；挑戰
【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A
【論文編號】1671-7384（2017）07-0012-03
近年來，世界各國高度重視人工智能技術的發展，相繼了相關研究報告。2016年10月，美國白宮了《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研究與發展戰略計劃》兩份重要報告。2016年11月，英國政府《人工智能：未來決策制定的機遇與影響》報告。2017年3月，國務院總理發表2017政府工作報告，指出要加快培育壯大包括人工智能在內的新興產業，“人工智能”首次被寫入政府工作報告。當前，人工智能正逐漸融入電商零售、醫療健康、交通以及個人助理等多個領域，并展現出巨大的應用空間。人工智能在教育領域同樣擁有巨大的應用潛力，隨著知識表示方法、機器學習與深度學習、自然語言處理、智能、情感計算等關鍵技術的發展，人工智能將在教育領域發揮越來越大的作用[1]。
人工智能在教育中的典型應用主要集中在智能導師輔助個性化教與學、教育機器人等智能助手、居家學習的兒童伙伴、實時跟蹤與反饋的智能測評、教育數據的挖掘與智能化分析、學習分析與學習者數字肖像六大方向[1]，已經表現出巨大的應用潛力。學校作為教育活動的重要組織場所之一，人工智能將為學校的管理與教學帶來變革性的影響，主要表現在四大方面：維護校園安全、輔助教師教學、變革學習范式以及優化學校管理。
維護校園安全
校園安全是順利開展學校教育活動的基礎，也是教育改革和發展的基本保障?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》指出，要“切實維護教育系統和諧穩定，深入開展平安校園、文明校園、綠色校園、和諧校園創建活櫻為師生創造安定有序、和諧融洽、充滿活力的工作學習生活環境”[2]。計算機視覺與機器人技術的發展使得人工智能維護校園安全成為可能，其將在非法人員識別、消防安全預警、活動事故防護三個方面發揮重要作用。
1. 非法人員識別
部署保安機器人將是未來學校保證維護校園安全的重要措施之一。保安機器人能通過眼部的圖像采集設備采集進入校園人員的面部信息，識別當前人員身份，若未檢測到相關人員信息，系統則會通知學校的安保人員進行身份驗證、登記等工作。同時，位于校園各處的保安機器人還將實時監控是否有陌生人通過非正規途徑進入校園，檢測到相關行為之后，則會通知學校安保人員進行處理。此外，位于學校門口的保安機器人還將采集學生的面部信息，與信息庫中的學生信息相比對，確定學生身份，并記錄學生到校與離校時間，確保學生在校期間的安全。
2. 消防安全預警
未來學校的消防安全預警系統包含了感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器、可燃氣體探測器等多種感應器，同時通過攝像設備實時采集圖像信息，分析畫面中是否出現明火、煙霧等現象。其綜合圖像分析與探測器感知，判斷是否有火災現象發生。此外，系統通過實時采集校園內人員的行為數據，與數據庫中消防安全危險行為做比對，分析是否有相關危險行為發生。若危險行為發生，則會通知學校安防人員。在火災發生時，擁有智能搜救技術的消防機器人將會代替人進入火災發生區，通過生命探測儀，自動感應、搜索、識別被困人員，將其救出火災發生區。消防機器人的部署很大程度上避免了人員進入火災發生區受到二次傷害現象的發生，其機動性超越了現有的消防安全系統，在很大程度上保證了校園內師生生命和財產安全。
3. 活動事故防護
目前，校園課間活動的傷害事故主要表現在擁擠踩踏傷害、追逐打鬧傷害、危險游戲傷害等三個方面?；谌斯ぶ悄艿幕顒邮鹿史雷o系統通過校園內的攝像設備實時采集師生行為數據，通過與數據庫中活動事故危險行為模型相比對，分析判斷是否有危險行為發生。若相關行為發生，系統則會將相關危險行為發生的地點、類型等發送給學校的安防人員，提醒安防人員采取相應措施。
輔助教師教學
隨著圖像識別、語音識別、自然語言處理等技術的發展，越來越多的人工智能工具被應用于教育領域，成為教師教學的得力助手。教育機器人和智能作業測評工具的出現大大減輕了教師的負擔，提高了教師教學的效率。
1. 輔助備課
備課是真實教學實踐的預演，是應用教師知識并發展教師知識的過程。其既是確保教學質量的條件，也是教師專業發展的途徑[3]，是教師教學的重要組成部分。備課機器人能夠通過語音識別記錄教師話語信息，利用自然語言處理技術分析整合教師話語信息，識別教師要求。備課機器人根據教師提供的教學目標、教學重難點、學生的基礎知識等，在相關學科的知識庫中進行資源的搜索與整合，形成電子教案。同時，根據教案內容為教師提供課堂測試習題以及上課所需課件。教師只需要根據所教班級的學生特點與自己的教學習慣，對教案、測試習題以及課件稍作調整即可應用于教學。
2. 智能作業測評
自然語言處理技術的進步使得作業自動批改成為可能?？拼笥嶏w將“訊飛超腦”計劃的階段性研究成果“全學科閱卷”技術應用于考試，實現閱卷過程的數據化與自動化，在將教師從簡單重復的閱卷工作中解放出來的同時，完成對考試數據的采集[4]?；谌斯ぶ悄艿淖鳂I評測系統可對作文、閱讀等主觀題進行語義識別并提出修改意見，根據學生的作業結果為教師自動生成詳細的學情報告。智能作業評測技術的應用將有效分擔教師的教學壓力，顯著提高教學效率，教師能夠更多地專注于與學生互動、教學設計和專業發展。
3. 輔助課堂管理
在未來，教輔機器人將走進教室，輔助學生解決學習中遇到的難題。教輔機器人能夠識別學生身份，讀取學生當天所學課程信息以及學生在課堂的行為數據，為學生提供個性化解題方案奠定基礎。教輔機器人通過語音識別獲取學生問題信息，利用自然語言處理技術分析整合學生話語信息。然后，教輔機器人通過人臉識別采集學生的面部信息，綜合面部表情、姿態和語調通過情感計算技術分析目前學生的情緒狀態，綜合學生的情緒狀態和行為數據確定學生當前學習狀態。教輔機器人依托優秀教師授課資源庫，智能搜索相關答案，針對不同學習狀態的學生采取不用的解題風格。此外，教輔機器人將收集到的學生行為數據上傳到學生管理系統，輔助教師等進行學生的日常管理工作。
變革學習范式
學習范式是指特定時代的學習共同體所共有的學習理念、學習方式，并對學習者的學習態度、學習行為產生積極的引導作用，以促進學習的有效進行[5]。人工智能技術的發展使自適應學習系統真正地為教育所用，為學習所用，人工智能將使現有的學習范式走向自適應學習。
自適應學習系統在本質上是一類支持個別化學習的在線學習環境。它針對個體在學習過程中的差異性（因人、因時）而提供適合個體特征的學習支持，包括個性化的學習資源、學習過程和學習策略等[6]?；谌斯ぶ悄艿淖赃m應學習系統將整合自適應內容、自適應評估和自適應序列三種工具。自適應內容通過分析學生對問題具體的回答，為學生提供個性化的內容反饋和學習資源推送。自適應序列利用一定的算法和預測性分析，基于學生的學習表現，持續收集數據。其中在數據收集階段，自適應序列會將學習目標、學習內容與學生互動集成起來，再由模型計算引擎對數據進行處理以備使用。自適應評估可根據學生回答問題的正確與否，及時改變和調整測評的標準。
優化學校管理
學校是教育的核心單元，高效的學校管理是學校開展各項工作并得以高效運行的重要保障[7]。人工智能的融入將使未來學校的管理工作更加高效，使學校更好地服務于教師的教學與學習者的學習。其將在考務管理、教師管理、學生管理三方面發揮重要作用。
1. 考務管理
在未來的學校中，監考機器人將代替監考人員進行考務工作，很大程度上節省學校考務管理方面的人力資源。監考機器人通過內置于眼部的攝像頭采集學生的面部信息，與數據庫中學生信息比對，確定學生身份，自動完成簽到。其通過內置于手臂端的金屬探測器，掃描學生全身，z測學生是否帶有作弊物品。監考機器人通過攝像頭、紅外感知等確定學生位置以及教室內的桌椅等位置，規劃行動路徑，分發和收集試卷。此外，監考機器人還將通過位于眼部的攝像頭實時采集學生行為數據，與數據庫中作弊行為實時對比分析，如果學生有作弊行為發生，則會立即制止，維護考場紀律。
2. 教師管理
教師管理是學校管理工作中的重要組成部分，教師評價則是教學管理中的核心部分。人工智能為教師的智能評價提供了可能?；谌斯ぶ悄艿慕處熢u價系統通過教室的攝像設備實時采集教師及學生的行為數據、表情數據，通過學生的穿戴設備采集其體征數據。系統經過對教師和學生的行為數據、情緒數據和體征數據的分析（如系統與學校的學科管理系統相連通，確定教師的教學內容是否與教學大綱要求相適應，重難點是否突出，所講述內容是否具有實用性；教師講授知識時，根據學生的行為、情緒和體征的反應確定教師所講授知識是否被學生理解；教師在講授內容和組織學習活動時，語言是否規范、清晰，態度是否親切和藹等），最終評定教師的教學效果，并生成可視化報告，輔助學校完成對教師教學效果的評估工作。此外，系統還將通過教室的攝像設備采集教師面部信息，識別教師身份，自動記錄教師的出勤情況，輔助學校的教師管理工作。
3. 學生管理
學生管理在學校管理中同樣發揮著重要作用?；谌斯ぶ悄艿膶W生管理系統可通過位于學校門口以及教室的攝像設備采集學生面部信息，識別學生身份，自動記錄學生的到校時間和離校時間，為學生的出勤考核提供數據支持。通過位于教室的攝像設備實時采集學生的行為數據，分析學生的課堂表現以及課余時間的同學之間的交流情況，為學生管理的班風、學風管理提供決策支持。同時，通過分析學生的學習成績、課堂表現、課下交流情況，判斷學生是否有異常行為（趨向），并及時反饋給學校管理者。此外，系統還將學生的在校情況，包括到校時間、離校時間、測試成績、作業完成情況等反饋給學生家長，家校協同完成學生管理工作。
讓機器在沒有人類教師的幫助下學習，讓機器像人類一樣感知和理解世界，使機器具有自我意識、情感，以及反思自身處境與行為的能力，是人工智能面臨的主要挑戰[8]。除此之外，人工智能在教育領域中的應用目前還處于初級階段，在學校的管理與教學應用方面仍面臨著數據基礎薄弱、決策和推理機制適應難、缺乏專業應用人才等挑戰。
（作者單位：江蘇師范大學智慧教育學院）
參考文獻
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翁春敏，陳群波. 基于教師情境知識的備課研究――國外研究的視角[J]. 外國中小學教育，2015（5）： 51-57.
搜狐教育. 科大訊飛吳曉如：互聯網+人工智能時代的教育變革[EB/OL]. http： // sohu. com/a/69484549_372506，2017-6-15.
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陳仕品，張劍平. 基于EAHAM模型的適應性學習支持系統體系結構[J]. 電化教育研究，2008（11）： 53-57+82.
【關鍵詞】大規模開放在線課程；人工智能課程；翻轉教學法
0 引言
近年社會對計算機專業人才能力的要求越來越高，而學生所學與實際需求存在不少差距，高校計算機專業課程教學因而遭遇詬病。依托信息與網絡技術支撐的大規模網絡開放課程（massive online open course，MOOC）較好貫徹了以學為中心的理念，其翻轉教學模式與靈活有效的交互極大提升了學習興趣[1]。搭建MOOC平臺的計算機技術既是技術基礎，也是熱門MOOC課程。在此浪潮下傳統高校計算機專業的教學首當其沖受到沖擊，遇到前所未有的挑戰?？v觀國際三大MOOC巨頭的課程建設均始于計算機類專業課程，同時也是所占比例較大的課程系列，其中人工智能（Artificial Intelligence，AI）課程在Coursera、Udacity[1]兩個平臺上均是最早開設的課程之一。采用何種教學模式更適應社會對人才的需求呢？這是應對挑戰的關鍵問題。
1 人工智能課程的課堂教學困境
人工智能是研究模擬、延伸和擴展人類智能的理論、方法、技術及應用的前沿交叉學科，涉及面廣、研究性強，還不斷產生新的理論和方法。課程難度大理論強實踐難，也是公認難講的課程之一，該課程具有如下特點：
1.1 先導課多，知識抽象，涉及面廣，更新快
前期知識包括：數據結構、離散數學、程序設計、圖像處理等。如果前期知識不扎實，很難理解內容并融會貫通。傳統內容包括：知識表示和推理、搜索策略、模糊理論、神經網絡、機器學習、專家系統、遺傳算法等，涉及大量抽象理論和復雜算法。教材普遍特點是：內容滯后，枯燥深奧的理論和解決現實問題的實踐聯系不緊密。
1.2 研究性強
該領域很多內容仍是科研熱點，并不斷涌現出新的研究方向、新內容、新方法、新技術和新應用。
1.3 教學方式單調
技術和管理的局限也制約了教學方式，教學方式基本以教為中心，停留在講授、問答等簡單互動上，教學方法單一。很少能提供學生自學、討論、合作和實踐的一整套互動實踐機會，難以真正體現以學為中心的理念。
1.4 學生缺乏興趣
一方面，課程本身特點使得課程容易陷入枯燥的紙上談兵的尷尬。另一方面，即將畢業的高年級本科生對未來規劃明確，抽象的人工智能課程無論從職業發展還是繼續深造對學生并沒有立竿見影的效果，進一步拉低興趣。此外，教材滯后，教學方法單一等也會影響興趣。
如火如荼發展的MOOC的課程，尤其Udacity的課程設計之初就立足于解決實際問題的導向，做法上的獨特之處成功吸引了大批學生。課堂教學中借鑒在MOOC上被證明有效的教學模式和方法，不啻為一種嘗試，以期擺脫教學困境，提高學習興趣，最終提升教學質量。
2 MOOC的教學模式
MOOC的教學模式分為三種：cMOOC、xMOOC 和 tMOOC[2]。早期的cMOOC的教學模式特點是學習者完全做主，但復雜的網絡互動產生龐大而混雜的知識網，缺乏識別主次和歸納總結能力學生常因信息過載陷入茫然無措的境地。2011年Udacity 創始人之一在網上開設的“人工智能導論”課程改變了表現風格，把互聯網作為教學媒體的呈現潛力發揮到極致，按知識點分割內容成短小視頻，其間插入現場對問題的解決，突出了Udacity有別于傳統教育機構及其先行者的地方：注重發現并解決問題。這就是xMOOC的教學模式，沿襲并創新了熟悉的學習風格，使得MOOC如魚得水漸漸發展壯大。隨著MOOC逐步成熟，為了適合具有專業基礎的職業技能培訓，發展培養針對具體任務的探究學習教學模式，即tMOOC模式，這是Udacity網站課程的另一個設計目標。表1顯示了MOOC的三種模式的對比。
以Udacity的人工智能導論課程為例，只要高中畢業具有概率論和數理統計基礎的學生就可以學習，該課程適合入門，但難度較低，內容較少。清華大學的馬少平編寫的人工智能教材是很多大學，包括我院人工智能課程的教材，清華大學的人工智能課程經過多年發展已經形成了一個系列教學資源庫，包括教材、課程視頻、教學課件、作業及答案和實驗設計等。根據Udacity網站的人工智能導論課程的展示，表2從幾方面對比了Udacity人工智能課程與清華大學馬少平版的人工智能課程情況：
從表2可以發現Udacity的人工智能視頻采用了按知識塊分割成短小視頻，在期間和完畢之后都準備了測試，細節上體現了以學為主的理念?？v觀類似人工智能的國家精品課程[3]，學習資源多為文本類，重用難，對教學重難點沒有拓展和轉化。這種以內容共享為中心的呈現模式，缺乏與學習者充分交互，難以體現以學為中心的教學理念。
在MOOC的教學設計中，調動學習者極大熱情的是翻轉課堂，在學習環境中引入了自主協作[4-5]，在交流機制中融入了多元互動，給學習者帶來積極、主動、高效的學習，翻轉課堂和傳統課堂的區別如表3所示：
3 MOOC的教學模式對人工智能課堂教學的啟示
3.1 教學內容的優化與調整
MOOC的教學通過把理論抽象的知識點分割成小段錄制的微課視頻，時長不超過15分鐘，內容銜接處具有一定交互性，講解形象化，提供給學生反復觀看，這種用技術處理分解知識點和把難點從抽象變成具象的過程降低了理解難度。
課堂教學也可以通過分而治之的方式對教學內容優化調整。人工智能涉及內容與范圍多而雜，作為入門課程并不要面面俱到，根據學生層次，可以區分重點掌握和一般介紹的內容，以點帶面鋪開，因此，根據學生特點，把成熟的基礎理論和這些理論的實際應用整合，輔以其他新技術的穿插介紹，主要分三塊：
①人工智能的概念和發展，熟悉人工智能的研究和應用領域；
②人工智能的基本技術，包括知識表示，邏輯推理、搜索策略、模糊理論等；
③涉及現實應用，如：機器學習，模式識別，自然語言理解，智能控制等。
為了反映人工智能領域最新進展，教師還可以收集學生感興趣的最新成果專題信息，及時更新、調整教學內容，通過與實際更緊密的融合接軌，對課堂上沒時間介紹而又較熱點的新知識，通過提供方向和資料解決，注重提高興趣的同時，也展示出課程學科特點、主流技術及發展趨勢。
3.2 緊密結合實際
Udacity的開設之初的目的就是學習為了解決現實問題，其人工智能課程設計也不例外，包含有實際遇到問題的解決，這種立竿見影的好處就是極大激發了興趣。
考慮到高年級學生對解決實際問題技術的興趣遠遠大于技術理論等細節，不想花太多時間去理解復雜而難以看到實踐效果的理論上，更想通過實際體驗解決問題增強成就感。教學內容的設計尤其緊密結合實際運用。
傳統人工智能講授通過實例解答或推證式講述理論，如知識表示和搜索推理技術，該部分理論強，應用實例少，往往學生感覺枯燥乏味，教師也感覺晦澀抽象，學生對所講內容基本靠死記方法和步驟，這種僵化的教與學影響了教學效果。
因此，設計教學時尤其注重內容的實用性。除了講授至今仍沿用和有效的基本原理和方法外，引入近年發展起來的方法和技術，如智能算法等，對這些內容重點在技術的具體實現上，強調與實際的融合貫通。教學過程中加入與課程內容對應又可以用計算機實現的試用內容。如模式識別應用于手寫數字識別，通過仿真軟件模擬實現算法，獲得立竿見影的效果體驗，加深對算法的認識，引起學生濃厚的興趣。同時也對某些很有發展前景的技術興趣導入，如目前人工智能研究側重人類理性邏輯功能的模擬，而如果把情感智能考慮進去，才更有人性化的智能決策。這就是經過了將近20年發展的情感計算，隨著可穿戴技術漸漸滲透進生活，引起更多關注，這些接地氣的內容提升了興趣。
3.3 實踐能力的培養
Udacity 創始人史蒂芬斯博士的說過，“即使是最好的大學，其計算機課程所傳授的技能也是浮于理論的”。學習的目的是為了解決實際問題，帶著問題學習和思考，有利于主動學習的激發。這些方面，可以參考Udacity人工智能課程的實驗內容修正。強調學習是為了解決實際問題服務的目標。
3.4 教學模式及教學方法的變化
3.4.1 實例教學法
人工智能內容的抽象性決定了知識點的難度，Udacity人工智能課程教學中盡量把難懂的知識點結合現實中有趣實例，通過感性體驗提高理性理解，讓學生容易接受。筆者進行了一些化難為易的嘗試：如利用漢諾塔問題講解狀態空間的知識表示，通過野人過河的游戲程序步步領會理論精髓；結合下棋軟件體驗模擬人腦思考的計算機博弈的極大極小搜索思路，這些實例教學激起了興趣，擴展了學生思路，拓寬了視野。
3.4.2 翻轉教學法
整門課程錄制課程小視頻還有一定難度，作為嘗試，選擇少量知識點錄制視頻進行翻轉教學。如抽象的理論部分，借鑒網上已有視頻資源融入教學過程，分解知識點破解難點，形象化與短時間的重復講解，增加學生對抽象內容的理解，期間穿插核查對理解內容的核查，并留出思考時間，強化學習效果。
3.4.3 交互環境的營造，輔助教學過程完善
1）基于聯通主義的學習交互[6-7]
在MOOC課程中，提供在線交流論壇，學習者建立課程組，學習組等方式交流，這種教與學、學與學的交互不但是網狀進行的，而且是即時的。學生將互動產生的內容作為學習的中心，通過學習者不同認識的交互，建立新的認知結構，拓寬了視野，更有利于問題的有效解決。這種互動交流分成三種形式：
①教師對統一回答提問集中且意義較大的疑難問題；
②學習者分享學習感悟；
③學生間交流帶來不同認知的碰撞。
以上三種情況的互動在課堂教學中也可以運用于課堂教學：及時分析整理共同問題，集中回復；課堂教學的互動除了課堂上及時了解學生反饋的互動，還有對解決問題的互動。課下互動可以利用學者網建立課程組，提供了較好的師生交流形式與效果，同時利用學習組在小組中分享互助，小組成員的交流引起認知碰撞，這種實際參與的體驗加深了理解，并鞏固學到內容，這些資料的逐漸積累還可以復用。
2）基于行為主義的學習反饋[8]
MOOC 遵循了程序教學的一般原則，尤其注重學生反饋，像游戲一樣關卡設置讓整個過程充滿挑戰性，一些機器評分實現了及時學習反饋，擺脫了單向提供課程資源的弊端。課堂教學可以借鑒這種借助技術手段互動了解學生學習的情況，促使有意義學習的發生。
4 教學改革的實施
利用以上措施在《人工智能》課程的教學中實踐，通過在xMOOC教學模式中部分適當內容引入翻轉教學法與利用學者網的課程交互，探索提高興趣，促進理論與實踐的融合，促進有意義學習的發生，提高學生實踐能力的途徑。通過觀察，調查與訪談等方式，了解學生在該教學模式中興趣與能力改善狀況，同時研究教師教學法轉變與教學水平變化的關系，根據追蹤研究效果，發現這種改善調動了學習興趣，促進了教學效果。實踐中通過建立實驗組（班）與對照組（班）、評價教學模式和教學效果等因素，不斷總結、修正和完善，期望建立適應當前形勢與環境的有效的該課程的教學模式與教學方法。
5 結束語
筆者結合人工智能課程的教學實踐，針對本科高年級的教學特點和人工智能課程學科特點，提出在設計人工智能教學時，通過MOOC的教學模式和教學方法完善課堂教學，注重內容的實用性和新穎性，適當穿插新方向的內容，目標是將難學、枯燥、難理解的問題，變得易學、有趣、易理解。從學生反饋來看，這些方法起到了積極的實際效果，有效地提高了學習積極性。
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【關鍵字】人工智能；教育；進展
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097（2008）13―0018―03
人工智能是一門綜合的交叉學科，涉及計算機科學、生理學、哲學、心理學、哲學和語言學等多個領域。人工智能主要研究用人工的方法和技術，模仿、延伸和擴展人的智能，實現機器智能，其長期目標是實現人類水平的人工智能。[1]從腦神經生理學的角度來看，人類智能的本質可以說是通過后天的自適應訓練或學習而建立起來的種種錯綜復雜的條件反射神經網絡回路的活動。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰之一是如何構造一個可以模仿人腦行為的系統。這一研究一旦有突破，不僅給學習科學以技術支撐，而且能反過來促使人腦的學習規律研究更加清晰，從而提供更加切實有效的方法論。[3]人工智能技術的不斷發展，使人工智能不僅成為學校教育的內容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領域得到應用，并取得了良好的效果，成為教育技術的重要研究內容。
人工智能的研究更多的是結合具體領域進行的，其主要研究領域有：專家系統、機器學習、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設計、機器人學、博弈、智能決策支持系統、人工神經網絡和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應用較為廣泛與活躍的研究領域主要有專家系統、機器人學、機器學習、自然語言理解、人工神經網絡和分布式人工智能，下面就這些領域進行闡述。
一 專家系統
專家系統是一個具有大量專門知識與經驗的程序系統，它使用人工智能技術，根據某個領域中一個或多個人類專家提供的知識和經驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復雜問題。[5]專家系統主要組成部分為：知識庫，用于存儲某領域專家系統的專門知識；綜合數據庫，用于存儲領域或問題的初始數據和推理過程中得到的中間數據或信息；推理機，用于記憶所采用的規則和控制策略的程序，使整個專家系統能夠以邏輯方式協調地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統的行為；接口，使用戶與專家系統進行對話。近幾十年來，專家系統迅速發展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域，廣泛用于醫療診斷、地質勘探、軍事、石油化工、文化教育等領域。
目前，專家系統在教育中的應用最為廣泛與活躍。專家系統的特點通常表現為計劃系統或診斷系統。計劃系統往前走，從一個給定系統狀態指向最終狀態。如計劃系統中可以輸入有關的課堂目標和學科內容，它可以制定出一個課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開發一堂樣板課，而診斷系統是往后走，從一個給定系統陳述查找原因或對其進行分析，例如，一個診斷系統可能以一堂CBI（基于計算機的教學，computer-based instruction）課為例，輸入學生課堂表現資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發專家計劃系統支持教學系統開發（ISD）程序的領域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學設計專家系統（ID Expert）。[6]
教學專家系統的任務是根據學生的特點（如知識水平、性格等），以最合適的教案和教學方法對學生進行教學和輔導。其特點為：同時具有診斷和調試等功能；具有良好的人機界面。已經開發和應用的教學專家系統有美國麻省理工學院的MACSYMA符號積分與定理證明系統，我國一些大學開發的計算機程序設計語言、物理智能計算機輔助教學系統以及聾啞人語言訓練專家系統等。[7]
目前，在教育中，專家系統的開發和應用更多的集中于遠程教育，為現代遠程教育的智能化提供了有力的技術支撐?；趯＜蚁到y構造的智能化遠程教育系統具有以下幾個方面的功能：具備某學科或領域的專門知識，能生成自己的提問和應答； 能夠分析學生的特征，評價和記錄學生的學習情況，診斷學生學習過程中的錯誤并進行補救教學；可以選擇不同的教學方法實現以學生為主體的個別化教學。[8]目前應用于遠程教育的專家系統有智能決策專家系統、智能答疑專家系統、網絡教學資源專家系統、智能導學系統和智能網絡組卷系統等。
二 機器人學
機器人學是人工智能研究是一個分支，其主要內容包括機器人基礎理論與方法、機器人設計理論與技術、機器人仿生學、機器人系統理論與技術、機器人操作和移動理論與技術、微機器人學。[9]機器人的發展經歷了三個階段：第一代機器人是以 “示教―再現”方式進行工作；第二代機器人具有一定的感覺裝置，表現出低級智能；第三代機器人是具有高度適應性的自治機器人，即智能機器人。目前開發和應用的機器人大多是智能機器人。機器人技術的發展對人類的生活和社會都產生了重要影響，其研究和應用逐漸由工業生產向教育、環境、社會服務、醫療等領域擴展。
機器人技術涉及多門科學，是一個國家科技發展水平和國民經濟現代化、信息化的重要標志，因此，機器人技術是世界強國重點發展的高技術，也是世界公認的核心競爭力之一，很多國家已經將機器人學教育列為學校的科技教育課程，在孩子中普及機器人學知識，從可持續和長遠發展的角度，為本國培養機器人研發人才。[10]在機器人競賽的推動下，機器人教育逐漸從大學延伸到中小學，世界發達國家例如美國、英國、法國、德國、日本等已把機器人教育納入中小學教育之中，我國許多有條件的中小學也開展了機器人教育。
機器人在作為教學內容的同時，也為教育提供了有力的技術支撐，成為培養學習者創新精神和實踐能力的新的載體與平臺，大大豐富了教學資源。多年來，我國中小學信息技術教育的主要載體是計算機和網絡，教學資源單一，缺乏前瞻性。教學機器人的引入，不僅激發了學生的學習興趣，還為教學提供了豐富的、先進的教學資源。隨著機器人技術的發展，教學機器人種類越來越多，目前在中小學較為常用的教學機器人有：能力風暴機器人、通用機器人、未來之星機器人、樂高機器人、納英特機器人、中鳴機器人等。
三 機器學習
機器學習是要使計算機能夠模仿人的學習行為，自動通過學習來獲取知識和技巧，[11]其研究綜合應用了心理學、生物學、神經生理學、邏輯學、模糊數學和計算機科學等多個學科。機器學習的方法與技術有機械學習、示教學習、類比學習、示例學習、解釋學習、歸納學習和基于神經網絡的學習等，近年來，知識發現和數據挖掘是發展最快的機器學習技術。機器學習（自動獲取新的事實及新的推理算法）是使計算機具有智能的根本途徑，對機器學習的研究有助于發現人類學習的機理和揭示人腦的奧秘。[12]
隨著計算機技術的進步和機器學習研究的深入，機器學習系統的性能大大提高，各種學習算法的應用范圍不斷擴大，例如將連接學習用于圖文識別，歸納學習、分析學習用于專家系統等，大大推動了在教育中的應用，例如在建構適應性教學系統中，用機器學習與樸素的貝葉斯分類器動態了解學生的學習偏好，有較高的準確率[13]?；诎咐耐评恚╟ase-based reasoning，CBR）是一種新興的機器學習和推理方法，其核心思想是重用過去人們解決問題的經驗解決新問題，在計算機輔助教育方面，已經出現了基于CBR的圖形仿真教育系統，并且，針對個體特征的教育教學方法研究也有所突破。[14]另外，數據挖掘和知識發現在生物醫學、金融管理、商業銷售等領域的成功應用，不僅給機器學習注入新的生機，也為機器學習在教育中的應用提供了新的前景。
四 自然語言理解
自然語言理解就是研究如何讓計算機理解人類的自然語言，以實現用自然語言與計算機之間的交流。一個能夠理解自然語言信息的計算機系統看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據這些上下文知識和信息用信息發生器進行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務，其功能為：回答問題，計算機能正確地回答用自然語言提出的問題；文摘生成，計算機能根據輸入的文本產生摘要；釋義，計算機能用不同的詞語和句型來復述輸入的自然語言信息；翻譯，計算機能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創造和使用自然語言是人類高度智能的表現，因此對自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘，深化對語言能力和思維本質的認識。[16]
自然語言理解最早的研究領域是機器翻譯，隨著應用研究的廣泛開展，也為機器人和專家系統的知識獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機器人的自然語言理解系統SHRDLU就可以接收自然語言，進行人機對話，回答關于桌面上積木世界中的各種問題。同時，對自然語言理解的研究也促進了計算機輔助語言教學和計算機語言設計等方面的發展，例如“希賽可”網絡智能英語學習系統，這個基于網絡的“人-機”語境的建立，突破了普通英語教師和傳統的單機的多媒體教學軟件所能具備能力限制，也比建立于網絡的“人-人”語境更具靈活性，可以為遠程學習者提供良好的英語學習支持，在國內第一次系統地將用自然語言進行的人機對話系統應用在計算機輔助外語教學上，在國際上也是一種創新。[17]
五 人工神經網絡
人工神經網絡就是在對大腦的生理研究的基礎上，用模擬生物神經元的某些基本功能的元件（即人工神經元），按各種不同的聯結方式組織起來的一個網絡，其目的在于模擬大腦的某些機理與機制，實現某個方面的功能，例如可以用于模仿視覺、模式識別、聲音信號處理、控制、故障診斷等領域，人工神經元是人工神經網絡的基本單元。[18]人工神經網絡有兩種基本結構：遞歸（反饋）網絡和多層（前饋）網絡，兩種主要學習算法：有指導式學習和非指導式學習。
人工神經網絡從模擬人類大腦神經網絡的結構和行為出發，具有大規模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應和自學習能力，特別適合于處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題，[19]這使人工神經網絡具有更大的發展潛能，目前已經開發和應用的人工神經網絡模型有30多種。人工神經網絡在教育中的應用大多是與教學專家系統相結合，以此來改進教學專家系統的性能，提高智能性，使其在教學過程中對突發問題具有更好的應對能力。人工神經網絡在學校管理中也得到應用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)
分布式人工智能是分布式計算與人工智能結合的結果，研究目標是要創建一種能夠描述自然系統和社會系統的精確概念模型，主要研究問題是各Agent之間的合作與對話，包括分布式問題求解和多Agent系統兩個領域。[20]分布式人工智能系統一般由多個Agent組成，每個Agent又是一個半自治系統，Agent之間及Agent與環境之間進行并發活動并進行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統具有并行、分布、開放、協作和容錯等優點，在資源、時空和功能上克服了單智能系統的局限性，因此獲得了廣泛的應用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技術在教學中的應用逐漸受到關注。在教學中引入Agent可以有效地提高教學系統的智能性，創造良好的學習情境，并能激發學習者的學習興趣，進行個性化教育。目前，Agent和多Agent技術多用于遠程智能教學系統，通過利用其分布性、自主性和社會性等特點，提高網絡教學系統的智能性，使教學資源得到充分利用，并可實現對學習者的學習行為進行動態跟蹤，為學習者的網絡學習創造合作性的學習環境。在網絡教學軟件中應用Agent技術的一個典型是美國南加利福尼亞大學（USC）開發的教學Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術在網絡教學軟件中取得的良好效果，促進了研究者對分布式人工智能在教育中的應用研究。
綜上所述，科學技術的發展將會推動人工智能技術在教育中應用的廣度和深度。從人工智能的應用趨勢來看，人工智能在教育中應用的擴展可以通過以下三個方面進行：一是人工智能與其他先進信息技術結合。人工智能已經與多媒體技術、網絡技術、數據庫技術等有效的融合，為提高學習效率和效度提供了有力的技術支持，而引起教育技術界廣泛關注。[23]例如人工智能技術通過與多媒體技術相結合，可以提高智能教學系統的教學效果；與網絡通訊技術相結合，可以提高和改進遠程教育的智能性。二是人工智能應用研究領域間的集成。人工智能應用研究領域之間并不是彼此獨立，而是相互促進，相互完善，它們可以通過集成擴展彼此的功能和應用能力。例如自然語言理解與專家系統、機器人的集成，為專家系統和機器人提供了新的知識獲取途徑。三是人工智能的研究和應用出現了許多新的領域，它們是傳統人工智能的延伸與擴展，這些新領域有分布式人工智能與Agent、計算智能與進化計算、數據挖掘與知識發現以及人工生命等[24]，這些發展與應用蘊藏著巨大潛能，必將對教育產生重要的影響。
技術發展不斷發揮著引導教育技術研究的作用，一種新興技術的出現總是會掀起相應的研究熱潮, 引發對技術在教育中應用的探討、評價以及與傳統技術的對比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭論，但從其研究成果與應用效果來看，有著廣闊的應用前景，值得進一步的開發和利用。
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構建未來學校形態，營造智能校園環境
升級優化基礎設施。福田教科院附小大力推行教育管理數字化，構建具有附小特色的“掌上附小”教學管理系統，建設了附小特色數字中心機房，實現評價系統云處理，學生學業成績大數據綜合平臺分析，優化完善學校教學資源庫，學科資源覆蓋率達90%以上。基于5G技術，一方面完善校園安全管控信息化建設，提升校園實施視頻監控水平；另一方面，以“5G+互動教學”推動教育教學模式創新，鼓勵跨校區課程協同共享，“自動跟蹤錄播教室”“未來閱覽室”等先進的信息化設施陸續啟用。目前學校已實現教育管理數字化應用全覆蓋。重構創新教學空間。重構后的福田教科院附小具有五種空間形式：一是“研學創中心”，是基于項目式學習、問題探究、滿足高水平學習者（教師、學生）能力的學習研究創新的空間；二是“學科大觀園”，以學科核心素養為基礎，構建學科教學情景空間、全學科班級圖書角，在真實空間中感受學科魅力；三是“學校文化長廊”，利用此空間打造智慧圖書館、校園歷史博物館，凝聚、展現附小校園文化；四是“創意盒子”，這是一個創新型的孵化器，在此空間師生可以參與各種科技類創新項目，實現“讓創意可見，讓思維有型”；五是“云上學院”，搭建自選式創新學習超市，組建項目化學習網絡社區空間。
引領規劃整體設計，打造前沿智慧課程
兩年來，學校先后邀請了20多位教育教學、信息化水平前沿的專家為全校教師量身定制項目化及學科融合課程培訓計劃，積極引導各學科探索開發“信息化特色課程”“AI+”特色課程，充分利用學校信息化教學空間，根據教學大綱要求，開展智慧科技特色校本課程，并探索開發科技與五育融合課程。重塑年級組內各學科相對獨立的形態，形成五育融合教研共同體，打通學科之間的壁壘。五育融合理念下的課程融合，是基于知識、經驗、社會需求的融合。將其形成“學科+”的課程形態，即“學科+學科”“學科+生活”“學科+社會”“學科+活動”等課程形態。
AI賦能智慧教學，創設育人新生態
信息技術賦能學科教學。深圳教育以教育部信息化“雙區”建設為有力抓手，以信息技術深化教育教學改革，不斷探索新型教與學模式。信息技術賦能學科教學一直是劉銳娟倡導的教育教學方式。認知科學與智能技術的結合將使教與學變得多元化，并且可進行低成本、高效能的個性化定制，幫助學習者設計更有效的學習策略。2021年，福田教科院附小成功申報國家級課題《信息技術賦能學科教學與區域教研的實踐研究》。同時，福田教科院附小以青年教師“青藍杯”基本功大賽和骨干教師“紅燭杯”教學展示為契機，通過公開課、錄像課、微課錄制等活動，激發更多教師利用信息技術手段，在學習空間、教學方式、學習內容和學習方式上實現教學模式的創新。學生方面，學校積極普及人工智能課程，探索人工智能教學的路徑和策略，以期實現提升學生信息素養、普及全民智能教育、培養人工智能人才的目標，為促進中小學人工智能教育、推動教育教學改革和創新發展提供參考。智能體育守護生命本色。深圳市福田區是中國教育科學研究院的綜合改革實驗區，福田教科院附小是全區首批參與中國教科院的重點課題《中國學校體育智慧系統研究》的學校，學校多年來一直堅持致力于智慧體育探索研究，實施青少年健康體能促進與干預方案。2021年12月，劉銳娟親自主持的中國教育科學研究院《中國青少年健康體能研究》課題項目子課題《“雙減”背景下對智慧體育校園構建的研究》順利開題。2022年1月，以學校為牽頭單位的“智能體育學生數據分析與教學應用實踐共同體”項目榮耀入選教育部“2021年度教育信息化教學應用實踐共同體項目”?；趯W校智能教學基礎和理念，劉銳娟在體育科組率先嘗試依托AI技術精準監測與評價學生的體能訓練，利用運動數據采集裝備+綜合管理平臺，通過學生佩戴的傳感器設備，實時采集每位學生運動過程中的心率及運動負荷情況等數據，對潛在的運動風險進行實時的評估與預警，把學生的體質數據形成電子成長檔案，為教師設計合理的體育課程提供參考，為學生的體質健康保駕護航。多樣態教學促進學生個性化發展。一是在線教學求質量，創新課堂新生態。在常態化疫情防控和泛在學習普及的雙重背景下，在線教學模式應運而生，從學生學習需求出發，搭建適合學生學習的平臺，采用個性化的學習模式，提供全程化的學習支持服務，以提高學生學習效率。二是探索混合式教學模式，推進泛在化學習發展。項目化混合式研究團隊結合學段特點、學校校情，以調查研究作為基礎，以教師培訓、課程實踐、評價改革作為抓手，以項目化課程為載體，以混合式教學為手段，在校內進行探索實驗。
多元評價，看見動態成長
關鍵詞：計算機技術；未來課堂；教學設計
中圖分類號：TP391.9；G420 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）010-0-01
一、引言
信息技術快速發展，以計算機、通信、人工智能等為標志的信息技術的層出不窮，不斷創新的技術改變了信息的呈現、傳輸和存儲和人類獲取和處理信息的方式。隨著技術也越來越智能化，計算機科學與技術以技術為中心開始逐步轉向以人為中心，人與技術、人與資源自然、和諧的交互理念在教學領域廣泛應用，給教學者和學習者的工作方式和學習環境帶來了巨大的變化，教師和同學需要不斷地熟悉新技術，將技術有效地應用于教學與學習的過程之中。使得傳統的課堂教學逐漸從從單一技術的教室轉變為運用廣泛現代化技術的新型教學環境普通教室（original Class-room）轉變為技術增強教室（Technology Enhanced Class-room），未砜翁鎂哂腥誦曰、混合性、開放性、交互性、智能性、生態性等特性，應該堅持“人塑造環境，環境塑造人”的教學新思路，建立人與環境之間的和諧關系，這就要求教師在教學過程中、學生在學習過程中必須提高自身對所環境的認識。
未來課堂（FutureClassroom或者Classroom of the Future）相對于傳統和現代課堂而言，已經成為教學技術研究的一個新領域。未來課堂應運而生，旨在培養學生具備面向新世紀新環境的技能。未來課堂借助智能空間、云計算和人體工學等技術，吸收了人本主義、互動教學、環境心理學等教學理論的精華，以互動為核心展開教學活動，使人的認知、技能和情感發展和諧統一。
二、信息技術在未來課堂教學中的智慧化
信息化社會背景下學生對學習環境提出許多全新的訴求，信息技術提倡數字化的現代學習環境的建立，而數字化學習環境的高端形態是智慧學習環境，信息技術提有效促進了學習與教學方式的變革。智慧學習環境對學習場所、學習者教育工作者、學習手段。測評體系等提出了要求，智慧學學習場所能夠感知學習情景、學習者能夠使用智慧化學習環境識別學習者特征，學習互動工具便于教學，互動性強，測評體系能夠自動記錄學習過程和評測學習成果，以促進學習者有效學習。
智能空間（Smart Space）是具有動態、主動、可思維、開放、多變等特性的建筑空間，是嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感裝置的現實空間。，智能空間按照從獨立的智能空間―開放的智能空間―智能社區層層遞進的方式建立擁有立體、連續的智能空間交互通道，不同的智能學習空間能夠自發地發生交互，不同的智能學習空間根據用戶的要求相互之間進行資源共享來完成為用戶服務的任務。智能空間內許多便捷的交互接口可以人們方便地獲得計算機系統的服務，是智慧學習環境的一種實體形式和實現基礎。
未來課堂是一個智能學習空間具體形式，是一個富交互環境。在未來課堂中大量運用計算機多媒體設備、動態交互技術嵌入情景感知模塊等諸多模塊，這些互相協作的模塊主動為用戶提供服務。未來課堂能識別和感知課堂主體的動作和目的；理解和預測課堂主體在完成教與學任務過程中的需求；方便課堂主體對各種信息源進行交互。課堂主體利用移動設備可以無縫地對未來課堂中的經歷的記錄進行檢索回放，未來課堂支持多人協同與遠程用戶協同工作等。
三、基于計算機科學技術構建未來課堂教學模式的建構
在教學過程中，與傳統課堂、現代課堂相比，未來課堂改變了學習方式，拓寬了學習領域，更加重視學生對知識的探索能力，更加重視學生在學習過程中的合作探究，更加重視學生在學習過程中的情感體驗。未來課堂學習內容與現實生活的緊密結合培養了學生的創新精神與實踐能力。未來課堂根據學科特征、學習者能力培養需要可以適應不同學科性質的課程，調整相應的課堂教學模式。但無論選擇何種模式，都應體現以人為本、學生主導、自主、主動、探究、互動等理念；未來課堂的教學模式特別注重學習者能力的培養包括講授型、研究型、探究式、基于問題解決的教學相結合的教學模式；情境-探究、游戲化、體驗式、虛實結合-遠程協同教學模式等。未來課堂的教學模式能夠充分利用未來課堂的架構培養學習者分析解決問題的能力。
建構的未來課堂教學模式需要對學習者的主體性進行凸顯，更多的關注學習者的差異性，有利于促進社會化學習，有利于促進未來課堂的開放性，彰顯教學過程的生成性和教與學活動的混合性等理念。
構建的未來課堂教學模式在實施過程中能夠實現期望目標。第一，學習者能夠充分利用未來課堂所能提供的環境和活動進行個體學習和社會化學習。第二，學習者和教師能夠在未來課堂教與學的活動中培養學生面向社會面向未來的技能。第三，形成開放高效的未來課堂教學，教師的教學與學習者的學習應是快樂的、高效的。
四、結語
“人塑造環境，環境塑造人”決定了在當今計算機科學與技術迅猛發展的時代，必須進行教學機制改革，積極發展未來課堂教育，豐富未來課堂教育的形式，強化未來課堂的智慧化，理清未來課堂的發展模式和人才培養目的。
參考文獻：
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[關鍵詞]未來課堂；智慧學習環境；智能學習空間；設計
[中圖分類號]G420 [文獻標識碼]A [文章編號]672-0008（2012）05-0042-08
一、引言
以計算機、通信、人工智能等為標志的信息技術快速發展及在教育教學領域的應用，使得我們傳統的課堂也漸漸從普通教室轉變為技術增強教室（Technology Enhanced Class-room）從單一技術的教室應用轉變為泛技術的教學環境。這既是科學技術發展的必然結果，也是社會發展對技術教育教學應用的應然要求。正如美國前副總統阿爾·戈爾所說：“美國的每一個孩子都應當接受21世紀的教育，都應當使用21世紀的技術?！碑斀?。我們所面臨的學習者被稱為是網絡一代/數字后代（Digital Generation/Digital Natives），這一代的學習者正以與他們的父母截然不同的方式學習、玩樂、溝通、工作以及創造社群，他們利用網絡，毫不費力地突破了地域和時間的限制，利用指尖橫跨世界。他們崇尚自由和選擇權，追求個性化，喜歡交談、討厭說教、天生就善于協作，他們會仔細監督你和你的組織，堅持做正直的人，就算是在上班或是上學。他們也想過得有趣些。速度才是生活的常態，創新就是生活的一部分。時代的發展要求我們培養出富有創造力和創新精神的學習者。課堂是教學的主陣地，理想的課堂應是互動的，知性靈動的天地。這些都需要我們改變現有的課堂的物理架構和教學樣式。
從技術教育應用的歷史來看，教育技術的發展史其實就是技術發展及其在教育教學領域應用的歷史。技術的層出不窮，改變了信息的呈現、傳輸和存儲，也改變了人類對于信息的獲取和處理方式，但技術的不斷推陳出新，同時也給教學者和學習者帶來了很大的挑戰，他們需要不斷地去熟悉這些新技術，并將這些技術有效地應用于教與學的過程。幸運的是，隨著社會對人的關注，技術也越來越智能化，從過去以技術為中心轉向以人為中心，使人可以從繁雜的技術操作中解放出來，實現與技術、資源最為自然、和諧的交互，將自己的注意力集中于學習過程。借用環境行為學、社會學等學科的觀點，“人塑造了環境，環境也塑造了人”。提高課堂主體對自身及其所處教與學環境的認識，建立和諧的人與環境之間的關系，是未來課堂研究的一個重要主題。
目前。國內外關于未來課堂（教室）研究已經引起了各國政府、全球知名企業、高等學校、科研院所以及中小學校等機構的關注，未來課堂設計與應用已經成為了教育技術學研究的一個新領域。
二、未來課堂的特性及教與學的特點
（一）未來課堂的概念界定及特性
關于未來課堂的界定，國內外的文獻中目前尚無統一的論述，對于未來課堂，從名稱上有“未來教室”和“未來課堂”兩大類。
Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一書中指出，未來課堂是一個集成了技術與軟件。提供給學生一些替代方法和選擇以達到規定的目標的課堂。它們鼓勵形成一個讓學生一起工作計劃，分享經驗和教訓和進行概念化的學習，而不是單純記憶一些信息的環境。
美國的《每日論壇》報在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未來的課堂是一個學習環境，采用創新的教育活動，從課堂管理到教學的所有方面提高對技術的使用。它能使教學者和學習者成為優越的學習環境的一部分。
臺灣的陳曼萃認為，未來教室是指這樣一種教室環境，教學上，希望由過去單向的講授教學。轉變成為師生互動的學習模式，引發及提高學生的學習興趣，并進而啟發學生的創意與思考：同時。讓學生有更大的自由可以依自己的喜好選擇學習及進行探索的方式，以多元的管道汲取知識。包括使用各類的硬件載具，如計算機、學習機、電視、手機、電子書等。
臺灣的賴阿福認為，未來教室可定義為一個高度信息化、互動性強、整合性佳的教學與學習環境，適合進行信息融入教學、數字學習，教師可運用多元教學策略在講授、評量、診斷、互動、討論、探究等教學過程中，除了能強化教學效能及學習成效外，亦能提升學習者的關鍵能力（包含問題解決、創意思考、批判思考、溝通表達、信息應用等能力）。
臺灣資策會在“2009年的數位典藏與學習之產業發展與推動”計劃中提出，未來教室為將新興的數位教學終端設備與數位內容進行整合，輔以適當的教學模式與方法，發揮Ac-tive Learning（主動學習）的成效，培養學生高層次能力的教育體系與環境。未來教室即是將科技工具運用在教學上，且強調團體的交互式教學。并以學習者為中心設計教材，創造出協同合作之虛實整合學習環境。
臺灣的《啟動學習革命》一書中認為，“未來教室=無所不在的學習環境+電子書包+隨意教室+遠距實驗室+高互動教室+相連教室”。在未來教室里，無處不可以學習，還可以跨班際、校際甚至國際進行交流。
未來教室是指將高新技術融入教育，創造全新的互動教育環境。未來教室的目標能力是培養學生的分析力、創新力，教學方式是多向的，以學生為中心進行學習，學生能夠進行主動、探索性學習。
未來教室是一個集多媒體教室、計算機教室、微格教室、校園電視臺等多種環境為一體的新形式教學環境，其中使用了包括電子白板、數字筆、電視（顯示）墻、無線網絡、數字攝像在內的多種技術，讓學生充分體驗到計算機技術發展所帶來的便利。體驗到利用新技術進行學習盼快樂。
未來教室便是利用先進的新一代信息科技，改變傳統學校教室的學習環境，建立師生間雙向互動的教育學習模式，不但能刺激學生學習動機與創新、探究之精神。更讓教師能夠豐富教材內容以及輕松教學。未來教室應該是一個廣義的概念，包括教師的教學工具、學生的學習環境等。
英特爾全球教育總監Brian Gonzalez認為，未來的課堂是“顛倒的課堂”。是指教育者賦予學生更多的自由。把知識傳授的過程放在教室外，讓大家選擇最適合自己的方式接受新知識；而把知識內化的過程放在教室內，以便同學之間、同學和老師之間有更多的溝通和交流。
王珠珠認為，未來教室是一個以學生為中心的教學的、鼓勵學生多方面的進步的，是一個能夠展現、呈現或者使用、分享或者多媒體的，應該是能夠合作研究，能夠便于信息交流的，應該是批判性思考，并且能夠主動的計劃和行動的這樣一個真實和虛擬環境的整合的這樣一個環境，或者叫結合的一個環境。
宋衛華認為，未來教室是一種利用電子白板技術、投影技術、智能空間技術、無線射頻技術、物聯網技術等手段，在現代創新教育理念的指導下，構建出以培養學生21世紀創新技能為目的，以互動為核心，能夠激發學生學習興趣，促進學生協作、探究學習的一種教室環境。
楊宗凱教授認為，未來的教室一定是云端教室，包括電子課本、電子課桌、電子書包、電子白板等，在資源方面，由模擬媒體到數字媒體，再到網絡媒體，資源最終都在教育云上，內容達到極大豐富，從而滿足個性化的學習。
通過對上述定義進行分析，可以看出，目前，已有對未來課堂（教室）的界定一個共有的趨勢是關注于利用新興的技術創建一個教與學的環境，促進學習者的學習和相關技能的培養。綜合以上學者對未來課堂（教室）的概念界定研究，本文認為，未來課堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相對于傳統和現代課堂而言的，是以人本主義、互動、環境心理學等相關理論和智能空間、云計算、人體工學等技術的支持下，以互動為核心，以充分發揮課堂組成各要素（人、技術、資源、環境和方法等）的作用，實施教與學，以促進人的認知、技能和情感的學習與發展的教與學的環境與活動。
未來課堂的特性主要體現在未來課堂的人性化、混合性、開放性、智能性、交互性和生態性等方面。人性化主要體現在技術設計與應用上。更多地體現以人為本的精神：混合性則主要體現在未來課堂可以實現多種教與學活動的混合，正式學習和非正式學習結合，虛擬課堂和現實課堂的混合。不同交互類型的混合等：開放性主要體現在課堂教學組織形式的開放以及教學資源的開放：智能性則體現在未來課堂應是一個智能化的學習空間，具有自然便捷的交互接口，以支持教與學主體方便地獲得未來課堂設備的服務：生態性則體現在未來課堂應是一種平等、和諧、開放的生態系統。
（二）未來課堂教與學的特點
未來課堂的教與學的過程是以學生為中心的、自主的、個性化的。在學習內容上，不管是哪個領域。都要學習批判性思維、復雜問題的解決、合作以及多媒體通訊等21世紀的專業知識與能力：從技術對學習的促進方式上看，作為以泛技術環境為特征的未來課堂，可以通過不同技術來支持不同類型的學習，多媒體的呈現形式、網絡資源和網絡社群可以為學生的學習創造機會：從學習的時間和場所上看，學生可以隨時隨地按需學習，技術為按需學習和全方位學習搭建了關鍵性的橋梁。使學習資源通過正式學習和非正式學習得以有效利用：從學習主體的廣泛性角度看，未來課堂則是提供了靈活的信息呈現方式、學生知識表征方式和活動參與方式，體現為所有課堂教與學主體提供服務。使所有人都能夠得到合適和有效地支持。
三、未來課堂：智慧學習環境
智慧學習環境目前也已開始受到教育技術學界研究者的關注，《開放教育研究》雜志從2012年開始開辟“智能學習環境”專欄，北京師范大學教育學部知識工程研究中心和加拿大Athabasca（阿薩巴斯卡）大學計算機和信息系統學院也聯合主辦了“北京師范大學一阿薩巴斯卡大學首屆“智慧學習環境國際研討會”。
智慧學習環境是數字學習環境的高端形態，是社會信息化背景下學生對學習環境發展的訴求，也是有效促進學習與教學方式變革的支撐條件。智慧學習環境的目標是使得學習場所能夠感知學習情景，識別學習者特征，提供合適的學習資源與便利的互動工具，自動記錄學習過程和評測學習成果，以促進學習者有效學習。
智能空間（smart Space）是智慧學習環境的一種實體形式，也是智慧學習環境實現的基礎，是嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感裝置的工作或生活空間，具有自然便捷的交互接口。以支持人們方便地獲得計算機系統的服務。智能空間作為信息時代的產物是具有動態、主動、可思維、開放、多變等特性的建筑空間。
參照NIST（美國國家技術標準研究院）給出的智能空間具備的功能和為用戶提供的服務標準，我們認為，作為智能空間的特定應用形式，未來課堂也應是一個智能學習空間，它應包括能識別和感知課堂主體以及他們的動作和目的，理解和預測這些主體在完成教與學任務過程中的需求：課堂主體能方便地與各種信息源（包括設備和數據）進行交互：他們所攜帶或使用的移動設備可以無縫地與未來課堂這一智能學習空間的基礎設施進行交互：未來課堂能夠提供豐富的信息顯示：提供對發生在未來課堂中的經歷的記錄，以便在以后檢索回放：支持未來課堂中多人的協同工作以及與遠程用戶的沉浸式的協同工作等。
智能學習空間還是一個富交互環境，在未來課堂這一智能學習空間中，大量的計算設備、多模態交互技術模塊、情景感知（Context Awareness）模塊被嵌入并隱藏在實際的物理環境中這些模塊互相協作并能主動為用戶提供服務，使得智能空間擁有立體、連續的交互通道。按照智能空間發展的這三個階段，從獨立的智能空間一開放的智能空間一智能社區的演變。不同的智能學習空間之間也應該能夠自發地發生交互。當一個空間的資源無法滿足用戶的需要時。智能空間應該根據用戶的要求向臨近的空間發出請求來完成用戶的任務。
目前，國內外對智能學習空間的研究主要集中于有關智能教室的研究，筆者曾在智能教室的研究現狀與未來展望一文中。對智能教室研究的國內外現狀進行了系統的綜述。目前如清華大學的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越電子的智能教室等。
也有學者從各自角度提出了關于智慧（能）學習環境的構想。鐘國祥等提出，智能學習環境是從建構主義學習理論、混合學習理論、現代教學理論出發，以學習者學習為中心，由相匹配的設備、工具、技術、媒體、教材、教師、同學等構成的一個智能性、開放式、集成化的數字虛擬現實學習空間，認為其既支持學習者學習的自主建構，又提供適時的學習指導。馬來西亞學者Chin認為，“智慧學習環境是一個以信息通信技術的應用為基礎、以學習者為中心的且具備以下特征的環境：可以適應學習者不同的學習風格和學習能力：可以為學習者終身學習提供支持；為學習者的發展提供支持。黃榮懷等人認為，智慧學習環境是一種能感知學習情景、識別學習者特征、提供合適的學習資源與便利的互動工具、自動記錄學習過程和評測學習成果，以促進學習者有效學習的學習場所或活動空間。
在這些現有的項目中，盡管各個項目關注點會有差異，但是其核心思想是一致的，就是技術整合于教室及教學活動，為課堂教與學活動的順利開展，及為學習者提供良好的個性化學習支持，注重學習者創新能力及創新精神的培養提供@技術、環境、人、資源各主體相互協調的智能學習空間。
在未來課堂研究方面，筆者曾利用質性研究法和文獻研究法，對目前網絡上公開的44篇中小學生所寫的關于未來教室（課堂）的作文利用質性分析軟件Nviv08.0軟件進行了內容分析。提煉出當前中小學生對于未來課堂的想象與期望?；谧魑膬热莘治鼋⒌奈磥斫淌姨攸c模型，如圖1所示。
從模型圖中研究者可以發現，學生們對于未來教室（課堂）特點的認識，主要體現在智能的、高科技的、人性化的、靈活的、有趣的、自由調節的、使用便捷的、安全的、心情愉悅的、生態的、環保的、無塵的等概念中。
另外，筆者基于對于未來課堂的定位和特性、學生理想中的未來課堂和未來課堂的目標進行分析的基礎上，還采用了專家意見征詢法，對來自于教育學、教育技術學、計算機科學與技術、建筑學、心理學等領域20位專家，對于未來課堂的認識進行了意見征詢，借此構建了未來課堂的模型，如圖2所示。
從未來課堂模型中。可以看出。未來課堂的設計主要從課堂環境設計和課堂教與學的活動設計兩方面入手。未來課堂要能促進學習者的學習與發展，應使學習者在未來課堂中能夠實現快樂學習和高效學習。而要做到這一點，需要學習者在未來課堂中進入到一個積極的心流狀態。從心流理論研究可以得出，要使學習者獲得這種心流狀態，需要從學習環境和活動兩方面進行考慮。其中環境部分包括未來課堂的物理環境和學習支持平臺。物理環境中，未來課堂給課堂主體提供了高交互的教與學設備。能夠有效支持課堂主體對于學習資源的獲取、處理和呈現。智能環境控制則給課堂主體提供了良好的外在環境，從光、溫、聲、背景音樂、空氣質量等方面根據課堂的實時狀態進行調節。創意空間布局則主要考慮給學習者提供更為人性化的桌椅設施，以及根據教與學活動的需要能夠方便實施桌椅的組合，形成學習小組，以利于小組學習活動的開展。
未來課堂中教的活動、學的活動和評的活動都是基于未來課堂云學習支持系統來實施的，所有學習資源的提取及課堂教學過程中生成的資源均來源于或進入到可進化的學習資源庫中。課后的活動是課中教與學活動的延續，教師可以利用課堂實錄系統記錄的視頻和學習支持平臺記錄的教學生成性資源進行分析，反思自己在教學過程中的經驗和不足之處，并撰寫反思，與同行交流，也可利用學習支持平臺對學生在作業過程中提出的問題進行輔導交流。學生在課后也需要對自己的學習過程進行反思，撰寫反思日志，并利用交互學習終端完成系統根據自己的學習情況推送的個性化作業。
未來課堂學習支持系統是未來課堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在網絡實現高互動教與學設備、智能環控設備的接入與控制，支持未來課堂教與學等活動的開展。教師、學生可以通過交互終端接入未來課堂學習支持系統，進行教與學的活動實施，教研員、學校管理者、教師同事、家長等也可以接入未來課堂學習支持系統，參與教與學的過程，了解學與教的情況。
可進化的學習資源庫是未來課堂學習支持系統的重要支撐。因為在未來課堂教與學的過程中有許多新生成的資源，而且未來課堂中的學習需要有情境性、適應性的資源，需要為學習者進行個體學習時所需的個性化學習資源需求提供支持。根據不同的要求，提供隨需應變的學習資源服務。在未來課堂中，學習者需要的不是泛泛的學習資源，而是需要應時的、與學習目標、教與學內容相關的、能夠切合學習者所處當前語境的資源?？蛇M化的學習資源優勢便在于它解決了資源的應時性。使學習資源有了適應性的特點。由于在未來課堂中，隨著課堂主體與資源的交互，不斷有新的生成性學習資源產生，也就是說學習資源能在與課堂主體進行交互的過程中，吸收資源使用者的集體智慧得以不斷進化，這樣就使得原本傳統的靜態化、結構封閉、內容更新遲緩的學習資源需要轉變為動態生成、持續進化發展、結構開放的學習資源。不斷保留在使用和交互過程中產生的生成性信息作為資源進化的養料，體現資源進化和學習者知識建構的歷史路徑，滿足資源自身生命進化的需求。未來課堂中學習者的學習過程不僅僅是學習者與學習資源的交互，更重要的是在參與學習的過程中，吸取教學者、其他學習同伴、遠程學習者或專家等人的智慧，建立起學習者學習的社會認知網絡，收獲持續獲取知識的“管道”。透過學習資源在學習者、教師等人之間建立起動態的聯系，共享學習過程中的人際網絡和社會認知網絡，滿足社會化學習的需求。
由上可見，未來課堂是一個智慧學習環境，智能性是未來課堂的重要特性之一，未來的課堂應是這樣一個富有技術、充分體現技術、人和諧交互的智慧學習環境。這個環境的組成既包括未來課堂物化形態上所呈現的智能學習空間，同時還包括在這個空間中對課堂主體所進行活動的智慧性支持。在這個環境中，技術也已成為一個具備一定智能的主體，與其他主體能夠進行良好的互動，共同促進未來課堂教與學效率的提高。
四、未來課堂的智慧性體現
基于泛技術環境的支持，未來課堂的目標是旨在構建一個自然、和諧互動的學習空間。促進學習者進行個體學習和社會化學習，進而促進學習者的發展，在空間設計上也應能夠體現綠色、環保，從信息化設計到體驗性設計。
未來課堂作為一個智慧學習環境。其智慧性主要體現技術層面、環境層面和資源和服務層面等方面。
（一）技術層面——應用大量的智能技術
未來課堂作為一個泛技術支持下的教學環境，應用了大量的智能技術，主要實現信息的記錄、傳輸、編輯的智能化，主體之間交互的多元化、便捷化。如RFID技術、泛在網絡技術。智能學習空間（Smart learning space）是嵌入了計算、信息設備和多模態的傳感裝置的教學與學習空間，具有自然便捷的交互接口，以支持課堂主體方便地獲得計算機系統地服務。人們在未來課堂里的學習過程就是使用計算機系統的過程，也是人與計算機系統不間斷的交互過程。在這個過程中，計算機不再只是一個被動地執行人的操作命令的一個信息處理工具。而是協作課堂主體完成教與學任務的幫手，是人的伙伴，交互的雙方具有和諧一致的協作關系。這種交互中的和諧性主要體現在人們使用計算機系統的學習和操作負擔將有效減少，交互完全是人們的一種自發的行為。自發（spontaneous）意味著無約束、非強制和無須學習，自發交互就是人們能夠以第一類的自然數據（如語言、姿態和書寫等）與計算機系統進行交互。
（二）環境層面——實現智能環境
未來課堂中應用了許多電子設備，要做到環境的智能化，需要使電子設備消失在用戶環境中，因此。需要“虛擬設備”來支持課堂主體與消失了的電子器件間的自然交互。通過智能化、個性化和相互連接的系統和服務創造所需的環境和功能。以此提高人們利用環境學習的質量。
空間可以感知人的存在。根據不同的人，空間就會有不一樣的改變。
智能環境控制系統主要基于RFID等的物聯網技術對課堂內的光、電、聲、溫根據學習者學習的需要進行控制，可以根據課堂外的光照條件調節照明，季節氣候的不同調節溫度，根據課堂內的聲場環境調節聲音系統等。如圖3所示。
環境必須能識別生活在其中的人，適應他們，并從他們的行為中學習，可能的話還要具有情感。在環境智能的世界里，由組網的智能設備組成的電子系統將集成到人們的環境中，并為人們提供隨時隨地所需的信息、通信、服務和娛樂等服務。設備還能進一步適應甚至預備人們的需要。環境智能將以完全不同于現在的手柄式或固定的電子盒的方式出現。這些新系統將自然地融合到周圍的環境中，并可以產生更為自然和隱含的交互方式。
智能環境重要的技術特性主要包括嵌入式（Embeded）。許多組網設備被集成到環境中。環境感知（context Aware）系統能識別你和你所處的環境上下文，個性化（Personlized）系統能調整自身以滿足你的需求，適應性（Adaptive）能發生變化以響應你。預備（Anticipatory）系統無需有意識的干涉便能提前準備好你所想要的。
（三）資源層面
未來課堂可以通過云資源支持平臺、智能課堂實錄系統和交互白板實現資源的智能實時錄制和資源存儲。
智能課堂實錄系統可以對課堂中的學習者的學習過程，包括自我學習和小組協作學習等過程進行記錄，儲存于云端資源服務平臺中。可供學習者課后進行學習過程的回放，反思支持。
課堂智能實錄系統是未來課堂物理架構的重要組成部分，實錄系統能夠自動跟蹤課堂主體的狀態和活動，自動調整鏡頭的景別。及實現聚焦和拾音電平的調整。并處理好不同攝像機之間的錄制畫面的同步?？梢詫崿F多攝像機、多場景切換式拍攝。
（四）服務層面
未來課堂應為課堂主體而建，終極目標在于促進學習者的個體學習和社會化學習，以促進學習者的發展，是一個充分發揮課堂主體的主動性、能動性，和諧、自由發展的教與學的環境與活動。未來課堂應為課堂教與學活動的實施提供完善的支持與服務。要實現這種支持與服務。需要未來課堂能夠根據課堂實時情境。判斷出課堂主體的需要，為教師和學生實現教與學過程的智能分析，資源的智能推送等。從而為每一個學習者能夠實現個性化學習提供可能。
五、未來課堂——智慧學習環境的實現技術
未來課堂作為一個智慧學習環境，其實現技術主要包括硬件技術和軟件技術兩個層面，其中硬件技術主要包括所有設備之間的智能互聯技術、多功能交互設備技術；軟件技術則主要是指各主體間的信息的智能傳輸技術、控制技術及推理技術等。
（一）硬件技術層面
要使得未來課堂成為一個智慧學習環境，需要有硬件技術的支持，這些硬件技術主要包括物聯網技術、多功能交互設備技術等。
1.物聯網技術
未來課堂是一個泛技術環境，是一個技術增強型課堂。未來課堂的物理架構是指在泛在網絡環境支持下，由多屏顯示、活動桌椅、智能環境控制系統、桌面平板電腦、無線反饋系統、視訊會議系統、智能課堂實錄系統等部分構成。從未來課堂的物理架構可以看出在課堂中應用了許多新的技術，但這些技術在未來課堂中不應該是單獨存在的客體，而都應成為彼此之間信息互通的主體，成為未來課堂的有機組成部分。目前，實現要實現這些設備之間的無縫鏈接，主要可以采取物聯網技術來完成。
物聯網（TheInternet of things）的定義通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備。按約定的協議。把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
從課堂教與學主體進入課堂開始，其身份信息將自動被讀取。相應的設備都會根據讀取的主體信息調節相應的設備狀態。給主體提供相應的支持。以符合個性化學習的需要。體現所有學習主體的學習機會平等性、學習方式多樣性、學習模式靈活性。
基于物聯網形成的無縫學習環境和泛在網絡技術可以讓所有學生和教育工作者隨時隨地使用綜合性的學習基礎設施。
2.多功能交互設備技術
除了物聯網技術以外，未來課堂的主要特性是其互動性，要實現各主體之間的良好互動。需要有多功能交互設備技術的支持。如多功能交互筆。多觸點交互顯示技術等。
在未來課堂這樣一個包括多種顯示設備的三維交互空間中。用傳統的鼠標鍵盤進行交互是相當繁瑣的。每個顯示設備都需要單獨配備鼠標或鍵盤，對于不熟練的計算機用戶來說。這種交互方式效率很低。對某些操作，例如繪制圖標。即使是熟練的計算機用戶用鼠標和鍵盤也很麻煩。清華大學研究者設計實現了一種多功能交互筆uPen，它是一個具有壓力傳感器的觸摸筆，可以發射激光，筆身上還有激光發射和鼠標左右鍵共三個功能按鍵。結合觸摸板和計算機視覺技術。用戶利用一只uPen就能夠以便捷的方式在課堂中與各種顯示設備進行交互。這種筆勢交互的模式擺脫了鼠標鍵盤，使用戶在課堂的各個位置都能與顯示設備交互，而且交互方式統一便捷。每一支uPen在使用過程中能向系統發送惟一的ID信息。為多支uPen同時工作提供了基礎。結合室內定位系統，就能夠確定使用人員的當前交互狀態，為系統的主動服務和用戶相關的過程記錄提供了可能。
多點觸控技術是一項由電腦使用者透過數只手指達至圖像應用控制的輸入技術。它是采用人機交互技術與硬件設備共同實現的技術，能在沒有傳統輸入設備（如鼠標、鍵盤等）的情況下進行計算機的人機交互操作。多點觸摸交互技術能支持同時多點觸摸輸入，使得觸摸手勢輸入和多人協作交互成為了可能，可以提高交互的智能性、協作性和自然性，也推動了人機界面逐漸由圖形用戶界面（GUI）向自然用戶界面的轉變。將雙手的手勢動作定義成人們在日常生活中常用的自然動作并用來操作計算機，可以大大減少操作者的認知負擔，降低學習操作的門檻。觸摸手勢交互作為一種更自然的人機交互方式，它符合用戶的認知，提高了交互的自然性。
為滿足人們簡單、自然、友好、一致的人機交互需求，利用人在現實生活中的勞動技能和操作技巧，提高交互的自然性，該平臺以用戶為中心。相對于單手操作。雙手交互不單是輸入通道上的增加，而且體現了雙手合作的特點，提高輸入帶寬和工作效率，使得傳統的圖形界面交互能夠和雙手多指交互相結合達到優勢互補。如國防科學技術大學研發的基于手勢的多指觸摸協作交互平臺。解決了多點觸摸識別與定位、觸摸手勢識別、多人協作交互等關鍵技術，利用先進的光感應觸控手段，實現了雙手多指觸摸操作的人機交互。開發了基于雙手自然手勢進行觸摸交互的通用支撐軟件，支持多人協作交互。通過觸摸屏在圖形界面上實現了一種自然、簡單、高效的人機交互。支持自然手勢的雙手多指觸摸人機交互系統，在觸摸精度、顯示面積和顯示方式上與國際同期同類技術相比具有明顯優勢。
（二）軟件技術層面
未來課堂設備的配置和連接從硬件技術層面來講創建了智慧學習環境的物理基礎，但要使其真正發揮各自的作用。成為一個智慧學習環境。則需要相應軟件技術支持。這些軟件技術主要是指各主體間信息的智能傳輸技術、控制技術及推理技術等，具體包括人工智能技術、上下文感知計算技術、和諧交互技術、計算機視覺識別技術和無縫數據管理技術等。
1，人工智能技術
人工智能技術是當前信息技術教育應用的一個研究熱點，基于人工智能技術開發的智能教學系統使得計算機軟硬件系統能夠更好地服務于學習者的學習過程。以智能專家系統ITS（Intelligent Tutoring Systems）為例，ITS是一種能仿真人類教師的計算機教學系統，以學習者為主設計的教育軟件，它能感知學習者的學習狀態，而提供適合學習者程度及喜好的指導、決定學習者模塊內容及選擇特殊設計以輔助學習指導及練習（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技術推論學習者的學習狀況、理解狀態及分析學習者特質，進而決定教學的內容、時間點、與方式。這不但塑造了一對一教學的理想環境，同時也提供了針對不同學習者需求，量身定做的適性化（adap.tive）學習內容。ITS以學生模型（Student Model）、教學模塊（Pedagogical Module）、領域知識（Domain Knowledge）、接口模塊（Interface Module）四個組件來達成上述的各項功能。[刪
在未來課堂中，學習者除了可以和實體課堂內的教學者、學習同伴進行互動外。還可以和學習支持系統中的智能型人進行互動，獲得個性化的學習支持，智能性人中的“教學人”可分為“協助教學事物人”及“實際進行教學的仿真教學人”兩種。臺灣學者陳鴻裕的研究指出，協助教學事物的教學人主要的工作有：（1）自動負責同伴間的聯絡；（2）自動檢視并提示學習進度；（3）自動收集課程的相關信息。而“實際進行教學的仿真教學人”則是代替教師實際進行教學的人，大部分的系統皆是以一個動態的3D人像作為溝通接口。以運用虛擬實境中豐富的溝通形式。與學習者在網絡的虛擬實境中互動。
2.上下文感知計算技術
上下文感知是智能空間的重要特征。是提高計算系統交互智能性的核心技術。上下文感知計算是指利用上下文信息自動為用戶提供適合當前課堂教與學情景的服務和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的應用等方面的內容。
上下文是指任何可用于表征實體狀態的信息，這里的實體可以是個人、位置、物理的或信息空間中的對象。在實際應用中，上下文的種類可歸納為計算上下文、用戶上下文及物理上下文等。上下文可分為低層上下文和高層上下文兩個層次，低層上下文是指直接從相應的傳感器獲得的上下文：高層上下文和低層上下文往往是相互關聯的，一般來說是根據低層上下文進行邏輯推理得到的。由于高層上下文更能體現用戶主體的意圖。因此人們對高層上下文更感興趣。它成為判斷用戶主體當前意圖，為用戶主體提供相應服務和支持的重要依據。
3.和諧交互技術
未來課堂通過開發和集成先進的和諧交互技術，為學習者提供一個高效的信息獲取、交流的工作空間。從而促使顯著提高學習、討論和協作效率。
在未來課堂中，多種來源的相關信息將集成顯示在課堂的三維物理空間中，課堂教與學的主體可以在多個顯示表面上以自然便捷的方式直接與信息系統交互。或與遠程的專家或學習伙伴進行充分的協作交流，整個互動過程還將被自動存放為可索引的學習記錄或參考案例。未來課堂這一智能學習空間是一個典型的多用戶和諧人機交互環境，目標是促使學習者在復雜的情況下盡快地理解和掌握當前形勢并快速地做出合理地決策。關鍵是要為開放式信息集成、多用戶自然交互提供支撐技術。
基于普適計算的智能學習空間技術，能營造全方位信息顯示與和諧交互環境，將大大提高教與學過程的快速性和可靠性。
4.計算機視覺技術
在未來課堂這一智慧學習環境中，人的行為識別理解、物品識別與定位，以及場景恢復等問題都需要利用計算機視覺技術作為主要或者輔助手段來解決。計算機視覺是用計算機或機器對生物視覺的仿真。是一門綜合性的學科，它包括計算機科學和工程、信號處理、物理學、應用數學和統計學，神經生理學和認知科學等。計算機視覺就是用各種成像系統代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計算機來代替大腦完成處理和解釋。計算機視覺的最終研究目標就是使計算機能像人那樣通過視覺觀察和理解世界。具有自主適應環境的能力。
在未來課堂中，用到的與計算機視覺相關的技術主要有圖像處理、圖像識別和圖像理解。圖像處理技術把輸入圖像轉換成具有期望特性的另一幅圖像，圖像處理主要利用圖像處理技術進行預處理和特征提?。簣D像識別是指根據從圖像抽取的統計特性或結構信息，把圖像分成預定的類別，圖像識別主要用于對人的動作、物品等的識別與定位等；圖像理解不僅描述圖像本身，而且描述和解釋圖像內容所代表含義，圖像理解主要用于對場景的理解和對人的行為和意圖的識別等。
5.無縫數據管理技術
從用戶的角度來看，進入未來課堂后，不同計算設備上的信息被放置在一個系統中，用戶無需關心信息的上傳和下載，只需利用下文介紹的多功能交互筆就能在不同顯示設備上方便地顯示、切換、標注這些信息，使得用戶的注意力能主要放在討論和信息理解的過程中，無需過多理會計算系統的細節。遠程用戶被允許接入未來課堂后，也能利用無縫數據管理模塊來提供和共享信息。
在多種顯示設備集成的智慧學習環境中，課堂教學主體可以通過物理環境（如墻面、桌面）、日常用具（如筆、激光筆），新型信息設備（如PDA、麥克風陣列），以及語音命令等自然便捷的方式與信息系統交互，無需依賴傳統的鼠標鍵盤，以使對計算機不熟練的人員也能夠直觀地訪問、處理信息。原型系統主要通過語音命令和多顯示表面上的筆式交互提供直接的支撐技術。
除了以上的硬件技術及軟件技術外，未來用在未來課堂這一智慧學習環境中的技術還可能包括增強現實技術（AR）、多模態信息融合、自動記錄決策過程、內容增加技術（如把有意義的元數據添加到現有的音頻和視頻內容中）、新的壓縮和表現技術（使音頻和視頻能實時地產生復合型媒體）和適應技術等，以支持未來課堂用戶主體和課堂技術、資源和環境間的自然交互等等。
關鍵詞：智能時代；傳媒專業；智慧教育；生態系統構建
智能時代正在構筑一個嶄新的數字化立體化環境，重塑和勾勒傳媒行業的未來生態圖景，作為實踐性較強的傳媒教育急需重新審視專業定位及行業人才需求，為專業變革注入新的活力和能量。智慧教育是智能時代背景下催生和倡導的新型教學形態，其教學理念的前沿性、教學工具的智能化、教學場景的交互式正在引發新一輪教育改革浪潮。傳媒專業建設需與時俱進，與當下科學技術的發展和行業實踐的進步相適應和匹配，運用智慧教育在多個層面和維度打破傳媒專業發展桎梏并助力傳媒專業學科再造、教學創新、師資專業和人才優化。
一、智慧教育的產生與運用
“智慧教育”的概念起源于2008年，其核心旨要是借助信息化技術讓萬事萬物實現感知化、互聯化和智能化。近年來，國家出臺相關政策鼓勵和推動智能技術運用于教育實踐，支持以智能技術為基礎，依托各類信息化設備及平臺，積極開展智慧教育創新研究和示范，推動智能技術支持下教育模式變革和生態重構。[1]進入2020年，5G技術開始全面運用，其迅捷的速度、強大的容量、極致的體驗為智能化運用提供技術支撐和運作基礎，智能時代賦能智慧教育已進入高速發展階段。智慧教育本質是一種智能化知識傳播模式，以智能技術的融合為優勢，以教師智慧實踐為支撐，以學生智慧發展為旨歸，主要解決教學設備落后、師資力量匱乏、教學資源不均等問題，其目的是優化教學過程，提高學生信息素養，促進教育現代化的發展進程。目前智慧教育的應用有以下幾個維度：一是智慧教育工具的應用。先進的教學工具是提高智能教育效率的有效手段；二是智慧教育環境的建設。實現智慧教育過程的交互與滲透；三是智慧教育資源的開發。促進優質教學資源共享，實現課程資源的均衡分配；四是智慧教育策略的實施。包括宏觀的教育制度策略和微觀的教學環節策略兩個方面。
二、智慧教育運用于傳媒專業的價值與意義
新文科時代，傳媒教育應真正踐行新聞觀中與時俱進的精神，重視科技前沿動態，順應時代的發展潮流。智慧教育本質是一種智能化知識傳播模式，以智能技術的融合為優勢，以教師智慧實踐為支撐，以學生智慧發展為旨歸，主要解決教學設備落后、師資力量匱乏、教學資源不均等問題，其目的是優化教學過程，提高學生信息素養，促進教育現代化的發展進程，是實現傳媒專業新文科建設的有效途徑和手段。對于傳媒專業未來的發展前景具有重大的價值和意義。
（一）服務國家戰略和新興產業
傳媒專業智慧教育的實踐和改革是落實教育部實施卓越新聞傳播人才教育培養計劃2.0的集中體現，是對新聞觀教育新局面的開創，是對國家傳媒教育“頂層設計”的貫徹落實。同時，伴隨著傳媒行業的裂變和升級，智慧教育的精準教學模式實現與新興行業人才資源的優化配置。
（二）構建傳媒專業智能教育范式
智慧教育有助于傳媒專業主動適應智能化社會變革，及時融入技術變革的新趨勢，更新課程設置、重構教學內容、創新教學形式，實現教學模式的多樣化和立體化，打造國家級一流課程，形成智能教育新范式。
（三）優化傳媒專業師資力量
智慧教育有利于激活教師的流動機制，促進教學主體的多元化?；趥髅綄I的交叉融合特性，智慧教育模式下的傳媒教師將獲得極大豐富，主要有三個來源：第一，吸納其他學科背景的教師，綜合運用線上線下的教學資源；第二，傳媒行業一線教師，豐富實踐教學；第三，經過培訓和調整的傳媒專業教師。
（四）培養卓越型創新型傳媒人才
智慧教育能夠深度實踐產學一體化人才培養模式，構建具有傳媒特色的人才培養方案，實現傳媒專業在課堂教學、實踐訓練和學術研究等環節的改革創新，培養既懂傳媒業發展規律又適應新傳播環境的寬口徑厚基礎高素質的卓越創新型傳媒人才。
三、智能時代背景下傳媒專業智慧教育生態系統構建機制
傳媒專業與國家政治、經濟、技術等因素聯系緊密，具有邊緣性、交叉性和實踐性等特征。智慧教育是實現傳媒專業信息化和現代化的重要方向，是傳媒專業從傳統教學到智慧型教學轉型的必然選擇，傳媒類專業智慧教育系統機制建設主要內容包括專業結構模式、專業資源構成、專業運作效率三個層面。
（一）智慧教育層次機制：革新傳媒專業結構模式
智慧教育的層次機制圍繞宏觀、中觀和微觀三個層面，考察教育結構要素的相互關系和運行模式。教育的宏觀層次與社會環境關系密切，是教育體系總體結構的集中體現；教育的中觀層次是從學校職能組織入手，制定科學化、規范化、制度化的教學環節，是對教學過程的強化和管控；教育的微觀層次是將宏觀的共性要求和中觀的個性要求有機融合并落實到具體的教學活動過程中。傳媒專業結構革新以智慧教育的層次機制為準則，從宏觀層次、中觀層次、微觀層次三個維度深入認識和理解傳媒專業改革背景，借助智慧教育的優勢，注重國家層面的“頂層設計”思路，掛鉤傳媒專業行業發展現實，依托智慧設施建設、智能化管理模式及教育系統，囿于外部環境—學校組織—教學主客體之間的多維交互，生成和建立傳媒專業智慧管理和多重機制。
（二）智慧教育形式機制：調整傳媒專業資源構成
智慧教育的形式機制是從教育形式的角度探索教學活動各要素間的資源構成。首先，是教學環境的資源構成，智慧教育環境主要包括物理環境、在線學習環境兩個方面。在“智慧＋”背景下，智慧教育能夠實現教育環境的智能感知、管理和控制，使教學過程由傳統的平面、靜態、單一場景轉換為立體、生動、多維的交互呈示；[2]其次，是教學方式的資源構成，例如應用較為深廣的翻轉課堂、慕課、微課等，從本質而言，這類課程是在原有傳統課堂面授教學的基礎上，利用智能化工具實現教學資源的重組和調整；最后，是師資力量的構成，讓行業資深從業者走進校園，加強學術型師資與業界師資相融合，實現師資資源的豐富和多元。圖1傳媒專業智慧教育形式機制智能時代使傳統傳媒專業教育工業時代特征、信息孤島等壁壘日益凸顯，專業資源構成混亂與異化。傳媒專業建設需從智慧教育的形式機制著手，從教學環境、教學方式、師資力量三個層面進行資源的重新匹配和融合。線下物理教學環境與線上智能化工具的使用實現教學環境的重構；學術型師資和傳媒業界師資的融合，實現教學資源的合理利用和多元化呈現。最終，提升傳媒教育服務品質，消除信息孤島和資源堰塞湖，實現傳媒教育機制的協同發展。如圖1所示。
（三）智慧教育功能機制：提升傳媒專業運作效率
傳統的教育功能機制包括激勵機制、制約機制和保障機制，存在機制效率低下且缺乏適應能力等問題，條分縷析的標準化流程和按部就班的機械化運作遠離了智慧教育的場域。智慧教育改變了這種局面，從行政化、程式化走向彈性化、自發化，激發教育活動和熱情。激勵機制調動教育主客體積極性，是推進教育進程的基本保證；制約機制是教育體系各部門間的分權和制衡，為教育運行提供自由環境；保障機制包括兩種形式：一是教育經費、技術設備等物質保障。二是學校觀念、政策的支持和推動。傳媒專業應發揮智慧教育功能機制的效用，提升傳媒專業運作效率。首先，運用形成性評價，形成激勵機制。形成性評價是智慧教育的新型教學評價方式，具備連續反饋、及時改進和形成激勵的功能，有助于增強教與學的活力和彈性；其次，傳媒專業具有高度開放性、實戰性等特征，組織機構應遵循傳媒專業發展規律，破除束縛其改革發展的機制障礙，激發教學科研人員的積極性和主動性；最后，加強傳媒專業與業界聯系，投入資金支持，加強傳媒專業與業界對話和合作，保障智慧教育平臺建設、深耕智慧教育文化賦能。如圖2所示。
四、智能時代背景傳媒專業智慧教育生態系統構建路徑
面對智能時代的沖擊和挑戰，傳媒專業智慧教育生態系統的構建一方面要堅守學科立命之本，遵循專業發展邏輯和旨趣；另一方面需以行業動向為依托，培養適應時代和社會需求的人才為宗旨。其構建路徑如下。
（一）運用智慧平臺，架構跨界與融合的傳媒專業生態體系
智慧平臺是集成智慧教學終端和學習工具的綜合學習設備，具有支持數據分析的泛在網絡連接系統和匯聚多方資源的全面向交互能力。[3]例如：雨課堂、超星學習通、科大訊飛智學網等。智慧平臺形式多樣，包含在線課程課、拓展資源、教輔材料、測試題庫動畫教學工具等。智慧平臺橫向可以打通學科專業各領域資源，建設完整資源庫；縱向服務于專業教學的各個成員，將教學過程完美串聯。傳媒專業需要借助智慧資源平臺實現生態體系的重新架構。通過智慧資源平臺滲透數學、哲學、經濟、人工智能等領域，促進傳媒專業與這些學科的交叉與融合，使傳媒專業由工業化走入智能化。同時，實現教師對傳媒專業優質學科融合教學資源的呈現和分享，優化學習過程完善學生深度學習體系。
（二）建設智慧教室，打造智慧化立體化傳媒專業學習空間
智慧教室，是順應智能時代新時代要求用于開放遠程教育領域，利用智能技術、云計算技術、物聯網技術等建立的信息化學習空間，包括標準智慧教室、研討型智慧教室、階梯智慧教室等形式和跨校區協作智慧教室等形式，每種形式的智慧教室各有優勢（如圖3）。智慧教室作為學生學習的空間和場域，其設計應根據不同學科專業的特征，體現服務教學的基本思路；其價值需通過對具體學習過程的支持來體現。總而言之，智慧教室應滿足教與學的個性化需求,靈活而富有彈性的實施學習活動。[4]圖3智慧教室的類型按照智慧學習空間的構成形式，傳媒專業學習空間以智慧教室的建設為核心和基礎：一是建立傳媒教學智慧教室，多屏互動的教學場景實現學生與教師的深度交流，以學習者為中心的多感官體驗能夠提升學習能力和激發學習熱情。智慧教室的參與感和實踐導向有利于傳媒創新創業課程的展開，例如互聯網創業、傳媒運營創新、媒體策劃與創意等課程；二是開展虛擬仿真教學項目，例如浙江傳媒學院的多訊道導播虛擬仿真實驗，山東大學“基于多角色扮演的新聞交互式演練”虛擬仿真實驗教學，虛擬仿真項目是傳媒專業實驗教學內容與技術更新的著力點，對傳媒實驗教學全媒體化、平臺化、信息化有積極意義。
（三）完善智慧教育服務，搭建綜合性個性化傳媒專業服務體系
智慧教育的出發點和歸宿是為學習者和教學者提供個性化、智能化的教學服務。智慧教育服務一方面要能通過聯接教學社群、知識庫和學情分析等方式接受學習者對教學的反饋，促進教學方法和教學內容的演進；另一方面要依托智慧教育云，為學習者提供符合智慧教育特征的個性化教學服務。如圖4所示。傳統傳媒專業存在的最大問題是教與學的斷層，缺乏一以貫之的專業教學核心匹配序列去引導和促進教與學的投入產出效果。針對此，傳媒專業應通過完善智慧教育服務體系，形成教與學的交互模式。第一，智能教育通過大數據、區塊鏈技術實現學情的精準分析，便于學生即時進行學習診斷并調整學習進度和方案；第二，通過教學社群劃分課程主線，確定理論課程、實踐課程、比賽課程及畢業設計等社群模塊，與學習者學習社群對接，以作品或成果為產出標準，與傳媒專業課程體系精準匹配；第三，借助智慧服務建立傳媒專業知識圖譜，通過信息抽取、實體融合、跨媒體計算等技術，構建高質量媒體知識圖譜，精準構筑每位學生的學習場景，實現學習的自主性和個性化[5]。
五、結語
智慧教育是智能時代背景下的產物，傳媒教育要以智慧教育的運行規律為基準，通過先進的教學理念和科學技術，融合多學科、投入新設備建設學習和實踐平臺。傳媒專業的改革創新需要運用智慧教育模式從機制的理論建設和路徑的實際運作兩個層面進行探索和實踐，機制的理論建設是新時代傳媒專業教育改革的根本遵循和行動指南；路徑的實際運作是新時代探求傳媒專業教育創新的基本方法和有效途徑。其最終歸旨是打造國家一流傳媒專業，培養復合型、全媒型、專家型、技能型傳媒人才[6]。
參考文獻：
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[4]景玉慧,沈書生.智慧學習空間的教學應用及建議[J].現代教育技術,2017(11).
[5]徐晶晶,田陽,高步云,莊榕霞,楊瀾.智慧教室中基于學習體驗的學習者滿意度研究[J].現代教育技術,2018(09).
在新一輪科技革命和產業變革方興未艾的時代背景下，中國工程院院長周濟院士指出，信息技術指數級增長、數字化網絡化普及應用、系統集成式創新和人工智能技術戰略突破是新一輪工業革命的四大驅動力。隨著更多“AlphaGo”的出現，未來的工程科技人員需要應用現在還未出現的技術，去解決還未出現的問題。科技革命改變教育內容，信息革命改變教育模式，工程教育必須主動適應，幫助未來的工程師們建構起符合時代要求的思維方式和知識結構，并且更加注重培養創新創業能力。
一、更新工程教育理念，驅動改革持續深入
理念是行動的先導，深化工程教育改革一定是在適應時代要求的教育理念指導下進行的。必須充分關注人工智能、智能制造等技術所帶來的顛覆式創新，研判未來10年、20年就業與職業更替變化的重要趨勢，全面貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，主動更新工程教育理念。在回答“為誰培養人”“培養什么樣人”“如何培養人”等問題上，一是堅持立德樹人的根本任務，堅持“面向工業界，面向世界，面向未來”，始終對焦需求、聚焦服務、變焦應用；二是堅持對標國際最佳實踐，更加強調與現代工業文明和制造業發展需求相適應的復雜工程問題解決能力、創新創業意識和“工匠精神”；三是堅持“以學生為中心”“成果導向”“持續改進”等理念，高質量建設工科專業。
二、主動布局“新工科”建設，服務新經濟發展
當前，我國經濟發展進入新常態，必須培育壯大新動能，加快發展新經濟。新經濟是發展新動能的源泉，以綠色能源環保、互聯網等為重要內容，以新技術革命為引領，以信息化和工業化深度融合為突破，以商業模式和體制機制創新為標志，以人力資本的高效投入減少對物質要素的依賴，推動了新一輪生產方式變革和經濟結構調整。實踐證明，新經濟發展越快越活躍的地區，發展的新動能就越強勁，應對經濟下行壓力的韌性和回旋余地相對更大，發展的動力、活力和空間、前景也相對更好，能夠有力支撐經濟保持中高速增長、邁向中高端水平。
但應該注意到，目前迅猛發展的大數據、物聯網、人工智能、網絡安全、大健康等新經濟領域已經出現人才供給不足現象，面向光子與量子芯片、腦科學與智能技術、基因組健康技術等前沿交叉與未來技術的人才培養仍未引起足夠重視。必須加快建設和發展“新工科”，培養新經濟急需緊缺人才，提前布局培養引領未來技術和產業發展的人才，推動傳統工科專業改造升級，為我國產業結構調整、經濟轉型、創新發展提供人才支撐。
三、深入實施“卓越工程師教育培養計劃”
“卓越計劃”是工程教育改革“試驗田”，主要任務是建立高校與行業企業聯合培養人才的新機制，創新工程教育人才培養模式。實施6年來，208所高校的1257個本科專業點、514個研究生層次學科點，參照《卓越工程師教育培養計劃通用標準》和工程認證標準，從建立組織管理體系、制定培養標準、制訂校內學習和企業學習培養方案、重構面向工程的課程體系、改革教學方法和學習方法、建設工程教育師資隊伍、建設工程實踐教育中心、推動工程教育國際化等方面，采取了一系列措施，積極推進工程教育改革。參與高校和企業反映“卓越計劃”學生的就業率、就業質量、對企業的適應能力有明顯提升。
為更好地服務制造強國建設，制造業相關的“卓越計劃”專業或學科，一是必須深入推進人才培養與社會需求間的協同，與實務部門、科研院所、相關行業部門共同推進全流程協同育人，建立培養目標協同、教師隊伍協同、資源共享協同、管理協同機制，加強高校教師與實務部門專家雙向交流；二是著力推進信息技術與教育教學深度融合，建設一批以大規模在線開放課程為代表、課程應用與教學服務相融通的優質在線開放課程，推進以學生為中心的教與學方式方法變革，全面推進信息化實踐教學平臺建設；三是擴大工程教育對外開放，既培養一批認同中國文化、熟悉中國標準的留學生，又鼓勵具備條件的高?！白叱鋈ァ?，面向“一帶一路”沿線國家培養工程科技人才、工程管理人才和工程教育師資，為我國制造業對外輸出做好人才儲備。通過深入實施“卓越計劃”，在面向社會需求培養人才、調整人才培養結構、推動教育教學改革、提高人才培養質量、增強畢業生創業就業能力發揮示范作用。
四、推廣實施產學合作協同育人項目
2014年以來，教育部組織高校與阿里巴巴、v訊、谷歌、英特爾等國內外知名企業共同實施產學合作協同育人項目，以產業和技術發展的最新成果推動工程教育改革。2016年，60余家企業項目2500余項，資助經費約1.12億元，提供云平臺、軟硬件免費使用權價值近4億元；300多所高校與企業深入合作。
企業通過協同育人項目可以密切校企合作，一是可以培養一批認同企業理念、勝任崗位要求的未來員工；二是可以培養一批認可企業標準、熟悉企業技術的潛在用戶，從而占領未來市場；三是可以充分利用高校智力資源，為企業發展提供創意和技術；四是可以彰顯企業社會責任感，提升社會美譽度和影響力。企業（特別是國有企業）應立足長遠，面向未來，積極參與產學合作協同育人項目，從而提升制造業整個產業的從業人員素質。
高校通過協同育人項目可以促進人才培養與產業需求緊密對接，提升人才培養的適應性，一是可以匯聚企業資源支持專業綜合改革和創新創業教育，為高校提供重要但自身缺乏的重要知識或資源，如前沿技術、實踐師資、現場環境和先進設備等；二是有助于搭建合作平臺，破解實習難題，為學生工程實踐能力培養營造更好環境；三是可以進一步深化產學合作，促進高?？蒲谐晒D化。高校應高度重視產學合作協同育人項目，提前謀劃，積極申請，做好做實，以此為契機深化教育教學改革。
