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第1篇

1 問卷調(diào)查的目的

本次調(diào)查的主要目的是對全校使用現(xiàn)代教育技術(shù)增強自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量的情況作進一步了解，對調(diào)查結(jié)果進行研究分析，為今后開展教研工作提供有針對性的指導(dǎo)和服務(wù)。

2 問卷基本情況：本次研究主要采用了問卷調(diào)查法。

3 問卷數(shù)據(jù)匯總與基本分析

3.1 運用現(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，總覺上課無聊，不管采用什么教法，都沒有興趣。由于地處偏遠山區(qū)，家中具有上網(wǎng)條件的人數(shù)較少，不過大部分家長購買了磁帶等設(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)中能主動預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)的學(xué)生只占20%，教師布置就進行預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)的學(xué)生占45%，可見學(xué)生在自主預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)方面幾乎一半是被動的。學(xué)生完成作業(yè)的情況總體上是好的，30%的學(xué)生能夠自己獨立認(rèn)真完成；45%的學(xué)生能與同學(xué)討論完成。但不容樂觀的是仍有25%的學(xué)生存在抄襲作業(yè)現(xiàn)象，運用現(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，學(xué)生課前預(yù)習(xí)扎實，當(dāng)堂檢測過關(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，近一半的學(xué)生體會到自主學(xué)習(xí)的甜頭，并愿意堅持，沒有感覺的學(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，突破重難點及疑點，提高學(xué)生的綜合能力。舉行同課異構(gòu)活動，教學(xué)《切線和圓的位置關(guān)系》時，利用FLASH動畫，讓靜的圓動起來，使其與直線有1個交點、2個交點、無交點，讓學(xué)生理解直線與圓的位置關(guān)系。另一個教師傳統(tǒng)教法，最后課題組經(jīng)過集體討論對兩個班的當(dāng)堂作業(yè)情況進行了一項綜合檢測，結(jié)果如下實驗結(jié)果表明，運用電子白板教學(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19.34%。原因是利用計算機可將幾何教學(xué)中所涉及的事物、形象、過程等全部內(nèi)容再現(xiàn)于課堂，使教學(xué)過程形象、生動，使難以覺察的東西能清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生的感覺能力可及的范圍之內(nèi)。

3.3 運用現(xiàn)代教育技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)2年長期運用電子白板等教育技術(shù)后，對平行班教學(xué)成績進行比較（以語文為例）。由統(tǒng)計表可以看出：運用多媒體技術(shù)上課的教學(xué)成績較好，尤以優(yōu)秀率更為明顯，基本上都要高出15個百分點。極差生（36分以下）降為0，進步明顯，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，按照如此進步速度，預(yù)測下次考試合格率能達到70%。

4 研究反思

第2篇

[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)今社會已逐步進入數(shù)字化時代，這就要求教師必須引領(lǐng)學(xué)習(xí)者學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會合作，從而使得學(xué)習(xí)者能夠充分挖掘出自己的獨特潛能與創(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)者的個性化特點進行定制，教師的授課習(xí)慣需要實現(xiàn)從關(guān)注教材的呈現(xiàn)到重點分析不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者需求的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)習(xí)者變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)；并成為合作學(xué)習(xí)者。

教育是人之自我建構(gòu)的實踐活動，而技術(shù)也是人類發(fā)展的產(chǎn)物，是使人成為人的一個基本條件，必然先天地以人的價值判斷、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。例如美國新版NETS•T中十分注重數(shù)字化環(huán)境中教師教學(xué)設(shè)計能力的完備。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，“教育技術(shù)”是教育與技術(shù)的相遇，“教育”是實質(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)相濟相合，育生教育技術(shù)，并促使其發(fā)展。另一方面，教育對技術(shù)的要求是不同的，因為技術(shù)是多維的，人的價值和需要也是多層次的。

二、教師在教育技術(shù)化過程中的作用

有學(xué)者指出，作為教育功能的技術(shù)要同時滿足兩個條件:一是解決學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率的問題，二是解決技術(shù)應(yīng)該怎樣為學(xué)習(xí)者人文化服務(wù)的問題。而教師恰恰在這兩者的兼具方面具有天然的優(yōu)勢。

如前所述，進入新世紀(jì)，數(shù)字化技術(shù)日新月異，此中教師運用其學(xué)科知識教和學(xué)，并運用數(shù)字化技術(shù)更新教學(xué)理念和模式，以便獲得促進學(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。可以說，新時代的優(yōu)秀教師必然應(yīng)成為數(shù)字化時代工作和學(xué)習(xí)的表率，教師應(yīng)展現(xiàn)出全球化和數(shù)字化社會中具有創(chuàng)新精神的專業(yè)工作者所應(yīng)具備的知識、技能與工作方法。

通過展示與推動有效運用數(shù)字化工具和資源，教師可以不斷提高自身的專業(yè)實踐，樹立終身學(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呈現(xiàn)課堂講授內(nèi)容。但如果教師固步自封，就會造成教師改革理念的滯后，并由此引發(fā)對其他先進技術(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)化的過程中，教師必須擁有一定的信息化教學(xué)設(shè)計能力，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)者個性化學(xué)習(xí)的平臺，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。

這一點在語料庫語言學(xué)領(lǐng)域體現(xiàn)比較明顯，數(shù)據(jù)驅(qū)動語言學(xué)習(xí)是語料庫應(yīng)用于語言教學(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料庫的研究基礎(chǔ)上，同時吸納語言習(xí)得和認(rèn)知科學(xué)的研究成果。在語料庫語言學(xué)的授課教師看來，教學(xué)研究所依賴的真實語言數(shù)據(jù)只是一種社會語言現(xiàn)象，這種可觀察、可量化和可描述的數(shù)據(jù)是探索社會文化語境中語言的意義與功能時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)化的價值特征

柯利認(rèn)為，技術(shù)本身不負(fù)載價值，而是在技術(shù)的使用中，人的思想意識和經(jīng)濟利益導(dǎo)致了技術(shù)的價值負(fù)載。教師作為數(shù)字信息化社會教育技術(shù)的使用者，教育技術(shù)化對教師提出了更高的要求。教師要不斷地提高自身的素養(yǎng)，合理運用信息技術(shù)進行教學(xué)，掌握好各項技能的使用。在人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(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，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)揮教師的主觀能動性，有效利用教育技術(shù)化的價值特征，正確處理信息技術(shù)與教育的關(guān)系是信息時代對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待信息技術(shù)，因地制宜地選擇合理的技術(shù)推動教育的發(fā)展，發(fā)揮其價值的正向?qū)蜃饔茫荒苓^分強調(diào)信息技術(shù)在教育中的作用，須知技術(shù)是手段，達到教育的發(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踐的面貌，而且也會帶來理解教育的新方式———一種基于復(fù)雜性理論和開發(fā)取向的理解方式。

參考文獻:

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第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字時代；教育；人機系統(tǒng)

一、數(shù)字時代的教育方式辨析

“數(shù)”乃萬物。這是古希臘學(xué)者畢達哥拉斯的觀點，雖然這個觀點產(chǎn)生于距今約2500百年前，但令人不可思議的是，這個2500百年前的觀點正邃變?yōu)榻裉斓默F(xiàn)實。“數(shù)字化”像一股勢不可擋的狂潮涌入了我們的時代，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，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)開啟我們生存的另一個天地。特別是在人類知識的延續(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，并接受了今天的洗禮。人們在感受它恩澤的同時也遭遇了意想不到的問題。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。上述問題不但制約了學(xué)生對知識的理解，也影響或改變著學(xué)生的腦態(tài)。

數(shù)字時代顯現(xiàn)出的最一般的現(xiàn)象是速度與虛擬。速度提升了人們對信息的單位時間接受量，人們通過虛擬技術(shù)，實現(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，其價值無可厚非。然而，對人的本能來講，接收信息的速度是有限能量。雖然閾值對于個體有所差異，但上限與下限的絕對值與數(shù)字技術(shù)的速度無可比性。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，又不集中精神聽課。是學(xué)生不熱愛學(xué)習(xí)?還是學(xué)生有其他的心理問題?都不是，真正的原因是教師勞神制作的課件，在人機關(guān)系上違背了學(xué)生們的認(rèn)知規(guī)律。

最普遍的問題是知識信息的輸出量嚴(yán)重超過學(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)確地描述知識點，輸入了大量的文字或其他符號。課堂上，教師只做兩件事：其一是對幻燈片內(nèi)容進行講解；其二是適時地播放幻燈片。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)難以形成長時間或永久性記憶；(3)難以形成概念等。

注意是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本心理條件，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看，無論是過濾器模型還是反應(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)堂的書寫過程，使聽覺通道與視覺通道同時發(fā)生知覺或反應(yīng)，即學(xué)生在相應(yīng)的字符呈現(xiàn)時，要同時完成筆記、視覺追隨和聽覺追隨等任務(wù)，依據(jù)中樞能量理論，當(dāng)多通道同時操作時，其注意就會發(fā)生被分配狀態(tài)，各通道的注意指數(shù)就會下降。這一點已經(jīng)被許多心理學(xué)家設(shè)計的實驗所證實。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式卻避免了上述問題，原因在于板書的書寫過程，就是學(xué)生視覺的追隨的過程，使視覺通道和聽覺通道不同時發(fā)生知覺反應(yīng)。通常教師在黑板上書寫時，學(xué)生僅發(fā)生視覺追隨，教師的書寫速度比學(xué)生的筆記速度略快于5－8個字符，當(dāng)教師完成書寫并進行講解時，學(xué)生的筆記也基本完成，視覺追隨活動結(jié)束，接下來要進行的是聽覺追隨活動，在這個過程中學(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題不涉及純粹的關(guān)于記憶的理論，而是從人機工程學(xué)的角度探討形成記憶的條件。通過前人及當(dāng)代的相關(guān)試驗證實，人的記憶必須具備以下條件：(1)具備正常的生理和心理機能；(2)在覺醒前提下；(3)所發(fā)生的刺激處于意識之內(nèi)。從認(rèn)知心理學(xué)的理論看，就是對刺激首先產(chǎn)生感知覺反映，并通過對相關(guān)通道的注意機制的建立，實現(xiàn)對信息的存儲。因此，能夠快速而穩(wěn)定產(chǎn)生對感知覺的刺激，是能否實現(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度，數(shù)字技術(shù)下的視覺刺激主要是通過光的掃描實現(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)所需的人機環(huán)境與數(shù)字技術(shù)呈現(xiàn)的環(huán)境相對立的矛盾點。在環(huán)境照度上，能夠滿足各類視覺作業(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(見表1)：

通過表1可知，能夠滿足筆記作業(yè)的最低照度必須在Ⅳ級，也就是一般照度值須達到100－75／1x，而對于現(xiàn)今普遍使用的投影儀的投影性能來講，這個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。這個光環(huán)境不僅導(dǎo)致學(xué)習(xí)者無法做筆記等學(xué)習(xí)操作，更重要的是這一光環(huán)境恰好覆蓋了覺醒抑制的范圍值，并且促進了睡眠發(fā)生的概率，因此喪失了記憶的必要條件。

二、數(shù)字時代的教學(xué)與人機關(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。這種改變對于教育來講是全面的和徹底的，無論是教育者、受教育者、還是教學(xué)活動，都得到了革命性的促進和發(fā)展。首先，由于技術(shù)的進步，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)活動上的特性不再是機械的。其次，對于教學(xué)活動賴以進行的場所而言，原有的人機關(guān)系已不再適應(yīng)，教學(xué)的知識和技能將由傳統(tǒng)知識技能向駕馭、運用數(shù)字技術(shù)方面的轉(zhuǎn)變，其結(jié)果不僅導(dǎo)致教育者自身知識結(jié)構(gòu)的自然調(diào)整，而且也將引起對數(shù)字技術(shù)下，教學(xué)環(huán)境及人機關(guān)系進行新的探討。

能夠適應(yīng)數(shù)字技術(shù)教學(xué)環(huán)境的人機關(guān)系并非單純?nèi)Q于數(shù)字設(shè)備，確切地說應(yīng)該取決于一個完整的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)該對應(yīng)于教學(xué)環(huán)境中的人機關(guān)系，具體說應(yīng)包含下列內(nèi)容：(1)文字與圖形的顯示是否與學(xué)生記筆記時所要求的環(huán)境同化，比如說是否配備不用借助必要照度即可實現(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。因為手寫體的字符往往對學(xué)生的情感具有主導(dǎo)作用，所以未來的授課過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、個性化的教學(xué)方

式。(3)如果無法克服數(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醒刺激方式來保持學(xué)習(xí)者的興奮狀態(tài)。

三、數(shù)字時代的教育方式與人機系統(tǒng)發(fā)展展望

綜上所述，由于數(shù)字時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，要求新的人機系統(tǒng)來適應(yīng)現(xiàn)代與未來的教育。以此為基點，勢必將引起深層次的探索與研究，如以數(shù)字技術(shù)為對象的人機系統(tǒng)對人的功效意義如何反映；對教、學(xué)雙方而言，在人機工作界面中，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”，它包括信息互動形式，主要表現(xiàn)為信息的顯示形式與人的知覺關(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)為人對機器的操作，是提高教學(xué)效率的必要手段。對于學(xué)習(xí)方，生態(tài)適應(yīng)性表現(xiàn)為對人腦狀態(tài)的可控性，是最大限度地提高人的心智的基本條件。數(shù)字時代的標(biāo)志性物質(zhì)便是信息，而面對日益膨脹的信息“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“語義信息”的概念實現(xiàn)未來的教育目標(biāo)。是我們在數(shù)字技術(shù)平臺上研究的重要領(lǐng)域，為適應(yīng)時代的要求，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，這個原則下的“人”，既是個性的又是共性的，其中更具有決定意義的是共性。然而，長期以來，人機界面的設(shè)計一直偏重于個性化，特別是某些中小型軟件，為了強調(diào)自身風(fēng)格，界面設(shè)計常常是五花八門，令使用者感到困惑而無所適從。由于數(shù)字時代各類技術(shù)的高速發(fā)展，新術(shù)語、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別和理解造成了始料不及的麻煩。如果所有軟件都以個性化為編寫依據(jù)，勢必會造成人機系統(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，面對未來，數(shù)字化人機關(guān)系應(yīng)具有系統(tǒng)性。從人類的認(rèn)知規(guī)律探索界面語言、圖標(biāo)、構(gòu)成形式等心理與行為的共性，為人機界面的標(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)下的人機界面走向標(biāo)準(zhǔn)化不能不說是人機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。

人與機器(環(huán)境)是人機系統(tǒng)中互為矛盾的兩個方面，如果片面地強調(diào)機器(環(huán)境)無條件地服從于“人”，將是非常被動的和盲目的，因為人機界面所反映的信息，對于原始意義的人是無效的。任何一個人要讀懂信息的含義，必須憑借其所學(xué)的知識，而知識是“人”創(chuàng)造和總結(jié)的，是不斷發(fā)展的。在這方面，人機界面的語言及標(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)性知識來傳授和普及，并固定于教育的某個層面，使之成為人類共同遵循且具有準(zhǔn)確傳播語義的知識，這是人機系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的基礎(chǔ)保證。

第4篇

【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】G40-057 【文獻標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）04-0050-06

近年來，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)時代特色的名詞，高校教育信息化開始呼吁生態(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)層面問題，更涉及教育和資源管理問題，當(dāng)前我國高校數(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)為以下五個方面：

1 理念層面――對數(shù)字校園建設(shè)認(rèn)識不到位

認(rèn)識到位是數(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)校核心競爭力的重要組成部分。然而，當(dāng)前很多高校領(lǐng)導(dǎo)者對數(shù)字校園建設(shè)認(rèn)識不到位：一方面學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對數(shù)字校園建設(shè)的長期性和教育行業(yè)固有的周期性認(rèn)識不足，缺乏長效的投入保障機制，導(dǎo)致數(shù)字校園建設(shè)項目停滯不前；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)存在有線和無線接入點少，寬帶不足，系統(tǒng)運行緩慢，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)升級困難，無法適應(yīng)業(yè)務(wù)拓展和模式變更需求等問題，不能很好地滿足廣大用戶群體對便捷上網(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)資源針對性不強，缺乏個性化信息服務(wù)

當(dāng)前很多高校都購買了大量的信息化教學(xué)資源和科研文獻資源，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)針對性不強，難以滿足師生用戶的個性化信息需求。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行有效地交流和共享，造成了整個教育信息系統(tǒng)資源的極大浪費。

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)進程中，各部門相對獨立的資源管理與應(yīng)用方式使得校園內(nèi)部形成了一個個“數(shù)據(jù)孤島”、“信息孤島”和“應(yīng)用孤島”，給學(xué)校教學(xué)與管理工作帶來了諸多不便。另一方面，高校在不同時期建立起來的管理信息系統(tǒng)由于缺乏相應(yīng)的管理協(xié)調(diào)機制，再加上技術(shù)、人員調(diào)動等方面的原因，導(dǎo)致信息系統(tǒng)升級與維護困難，難以適應(yīng)高校信息化發(fā)展需求。

5 應(yīng)用層面――缺乏對教師隊伍的信息技術(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：一是沒有對用戶群體進行信息技術(shù)培訓(xùn)，很多教師信息意識和信息能力薄弱，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)平臺操作復(fù)雜，交互性不強，導(dǎo)致系統(tǒng)的教育教學(xué)功能沒能很好地發(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”的視角來解決當(dāng)前教育信息系統(tǒng)出現(xiàn)的相關(guān)問題，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)原理與方法來研究教育信息、人、教育信息環(huán)境三者之間相互作用過程、規(guī)律及其整體生態(tài)平衡的一個嶄新分支學(xué)科。國內(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)用而展開的，重點強調(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)的重點研究對象，即“在教育信息環(huán)境中由人、技術(shù)、價值和實踐構(gòu)成的一個有機系統(tǒng)”，該系統(tǒng)將“技術(shù)”作為一個重要因素加以強調(diào)，但系統(tǒng)的核心要素是技術(shù)支持下的人的實踐活動，核心價值在于促進“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，進行合理的校園建筑與園林規(guī)劃設(shè)計，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)”主要強調(diào)的是校園環(huán)境的綠化以及利用“綠色科技”對校園進行綠化處理，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，將生態(tài)理念和信息技術(shù)融入到數(shù)字校園建設(shè)進程中來而構(gòu)建的一個人與技術(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)，就是要反對不遵循數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)部活動規(guī)律和破壞系統(tǒng)平衡的建設(shè)行為，強調(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、教育實踐和技術(shù)化環(huán)境”構(gòu)成的一個有機生態(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性的信息人，包括教師、學(xué)生、行政人員和管理人員，能對系統(tǒng)進行主觀調(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)部能量流動和信息傳遞過程，信息人可分為信息生產(chǎn)者、信息組織者、信息傳遞著、信息消費者和信息分解者，在信息資源的生產(chǎn)、組織、傳遞、消費與分解的過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

實踐活動是信息人與生態(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)核心價值的實現(xiàn)，是數(shù)字校園系統(tǒng)的核心要素。信息人通過一系列的信息活動，包括教學(xué)、科研、管理與服務(wù)等，對社會信息系統(tǒng)輸入的各類物質(zhì)、能量和信息進行篩選、組織與轉(zhuǎn)換，增強高校信息化核心競爭力，促進人才培養(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)境即社會信息生態(tài)環(huán)境，包括自然環(huán)境、社會環(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。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需求，信息社會人才培養(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)的變化也會對社會發(fā)展產(chǎn)生重大影響，系統(tǒng)培養(yǎng)出的創(chuàng)造性人才會對社會發(fā)展產(chǎn)生積極影響，相反低劣的人才會阻礙社會進步。

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)樹狀模型，重點突出數(shù)字校園的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展特征，如圖2所示。

1 社會信息環(huán)境是高校數(shù)字校園生態(tài)樹生存與發(fā)展的“土壤”

數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)開放的人工生態(tài)系統(tǒng)，需要不斷地從外界吸收物質(zhì)、能量和信息，在與外界交互過程中，不斷改變自身的功能結(jié)構(gòu)以適應(yīng)信息時展要求，并且通過向社會輸出人才、知識和文化等方式不斷改變社會信息環(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)進化與發(fā)展的外部動力，高校數(shù)字校園生態(tài)樹必須積極吸收土壤中的養(yǎng)料，提高自身對不同環(huán)境的適應(yīng)能力和免疫力，同時不斷改變土壤環(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這個物質(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)樹的根系發(fā)達和穩(wěn)固，才能保證樹體的健康成長。在數(shù)字校園生態(tài)樹中，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的生存與發(fā)展提供物質(zhì)、能量和信息資源。只有通過構(gòu)建開放性的技術(shù)環(huán)境和信息資源環(huán)境，不斷促進內(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，增強根部吸收面積，拓展信息化生存與發(fā)展空間，從而增強信息化生存與發(fā)展能力。

3 數(shù)字校園系統(tǒng)整合平臺是數(shù)字校園生態(tài)樹的“主干”

高校數(shù)字校園系統(tǒng)整合平臺包括公共數(shù)據(jù)平臺、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺和信息門戶平臺，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“主干”的支撐作用，將養(yǎng)料傳遞并按需配置到各個枝干，即通過系統(tǒng)整合平臺，對各類物質(zhì)、能量和信息進行合理分配與調(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)樹會分生出很多新的側(cè)枝，這就要求系統(tǒng)整合平臺要有統(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)樹發(fā)展的均衡性和持續(xù)性。

4 信息活動是數(shù)字校園生態(tài)樹的“果枝”

信息活動包括教學(xué)、科研、管理與服務(wù)四大類基本活動，是數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)核心價值實現(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。

果枝即果樹上能開花結(jié)果實的枝，這里指高校各類信息活動。信息活動的開展過程就是生態(tài)樹吸收養(yǎng)料，促進果實早產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生長的過程，即通過一系列的傳遞、吸收與轉(zhuǎn)化活動（學(xué)科教學(xué)、科研、資源開發(fā)等信息活動），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，提高信息活動質(zhì)量。

5 人的信息化發(fā)展是數(shù)字校園生態(tài)樹的“果實”

人的信息化發(fā)展是數(shù)字校園生態(tài)系統(tǒng)的核心價值所在，也是數(shù)字校園建設(shè)的根本目的與制高點。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，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、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)揮作用的有機系統(tǒng)，任何一個生態(tài)因子的變化都將對系統(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)樹的健康發(fā)展。

四 高校數(shù)字校園的生態(tài)化建設(shè)對策

1 以人為本，重視數(shù)字校園系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計

高校數(shù)字校園系統(tǒng)建設(shè)是一項復(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，數(shù)字校園建設(shè)與發(fā)展的過程就是協(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)實踐、技術(shù)化環(huán)境等各要素間的相互作用關(guān)系，運用“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，對數(shù)字校園進行系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計，尋求最佳方案，從而最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)整體效應(yīng)，促進數(shù)字校園的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

2 積極利用云計算技術(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)對抗技術(shù)”，建設(shè)符合國際主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字校園系統(tǒng)平臺，包括公共數(shù)據(jù)平臺、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺和信息門戶平臺，形成可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)環(huán)境。

云計算技術(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)”的計算模式，云計算具有五大基本特性：通用性、虛擬化、動態(tài)伸縮、規(guī)模大和按需服務(wù)，用于數(shù)字校園服務(wù)平臺建設(shè)不僅可以整合高校分散的信息資源，實現(xiàn)IT資源的統(tǒng)一管理和按需分配，還可以為用戶提供個性化信息服務(wù)。基于云計算的數(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，用戶只需利用計算機、筆記本電腦、手機、Pad等終端設(shè)備接入云服務(wù)平臺即可獲取相應(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)堅持可持續(xù)發(fā)展的基本原則，采用平臺化和服務(wù)化的建設(shè)思路，構(gòu)建數(shù)字校園云服務(wù)平臺，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，推動高等教育的大眾化發(fā)展。

3 加強信息資源的動態(tài)積累，促進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，十分重視對信息資源的“內(nèi)涵”建設(shè)，每年都會購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“靜態(tài)一動態(tài)一生態(tài)”的發(fā)展進程，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，而應(yīng)在實踐活動中實現(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)最大限度地促進靜態(tài)資源向動態(tài)資源的轉(zhuǎn)換，鼓勵師生在課堂教學(xué)、科學(xué)研究和社會實踐活動中創(chuàng)造動態(tài)化信息資源，最大化信息資源的生命價值。高校應(yīng)建立相應(yīng)的信息資源共建共享機制，鼓勵并動員高校師生貢獻個人信息資源，將有價值的信息資源遷移到云端，實現(xiàn)信息資源的按需服務(wù)和共享。

4 加強教師種群信息技術(shù)培訓(xùn)，促進教師思想觀念轉(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)量有絕對影響。教師種群應(yīng)通過信息技術(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)與課程整合落到實處，加快實現(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)通過數(shù)字校園遠程教育平臺來進行，積極采用先進的視頻和通訊技術(shù)開展網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，建立專門的網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)平臺，形成一個長期性的教師專業(yè)發(fā)展和研討平臺，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)，加快實現(xiàn)數(shù)字校園與實體校園之間的耦合

21世紀(jì)的高校教育載體有兩個：實體校園和數(shù)字校園，二者是相輔相成，共同成長的關(guān)系。為避免數(shù)字校園與實體校園的割裂或數(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)”，對校園基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備進行可視化管控，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)等可以主動識別學(xué)習(xí)情境、記錄學(xué)習(xí)過程，按需推送個性化學(xué)習(xí)資源，形成個性化和智能化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，促進有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。

數(shù)字校園建設(shè)應(yīng)緊跟時展趨勢，積極采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智慧校園，實現(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)實現(xiàn)高校的動態(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，運用開放生態(tài)系統(tǒng)思維視角，構(gòu)建信息化教育開放系統(tǒng)，在開放性系統(tǒng)架構(gòu)、開放性信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和開源代碼的引領(lǐng)下，在政府、企業(yè)和學(xué)校之間建立長期滿意的合作關(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，促進信息標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的推廣和應(yīng)用，從而帶動整個教育行業(yè)的發(fā)展。在企業(yè)層面，通過校企合作的形式，企業(yè)可以根據(jù)用戶需求來生產(chǎn)教育信息產(chǎn)品，有助于提高教育產(chǎn)品的效益和價值，推動企業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)創(chuàng)新，促進企業(yè)利益的最大化，另一方面開放性的技術(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)勢互補的教育產(chǎn)業(yè)鏈，有助于教育市場的健康發(fā)展。在數(shù)字校園層面，隨著高校管理軟件市場的興起，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)先進成熟的信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)來解決數(shù)字校園早起局部建設(shè)遺留下來的問題，促進異構(gòu)的教育信息系統(tǒng)的進化與互聯(lián)，加快實現(xiàn)高校教學(xué)與管理體制變革。

第5篇

近年來，量化考核已滲透到學(xué)校管理工作的方方面面，無論是教職工考核、班級百分競賽還是職稱評聘、評優(yōu)樹先，都隨處可見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，學(xué)生考試成績好，教師在考核中分?jǐn)?shù)就高。但教職工考核的另一項重要指標(biāo)---師德修養(yǎng)，卻很難通過量化得到準(zhǔn)確評價。一個教師的論文可以量化，但他的學(xué)術(shù)水平很難通過數(shù)字來衡量。一個教師的備課可以量化，但其品質(zhì)對學(xué)生的影響也很難在短期內(nèi)被定量評斷。對考核分?jǐn)?shù)的過分追求，使教師不得不放棄對學(xué)生進行綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，而將工作重心放在無休止的加班加點、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。

在班級考核中，量化指標(biāo)更堪稱細(xì)致入微。學(xué)生的個人衛(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)，并且與先進班級評選和班主任考核成績直接掛鉤。結(jié)果，幾乎整個學(xué)校的工作都圍著分?jǐn)?shù)團團轉(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，下課的時候就會有不少學(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)會努力挑剔別人的缺點，甚至面對別人的缺點或不足時產(chǎn)生幸災(zāi)樂禍的不健康心態(tài)。

其實，量化考核是將數(shù)理統(tǒng)計方法引入考核之中，將整個考核內(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)。這種量化方法確實能夠使定性更為準(zhǔn)確，營造績效面前人人平等的管理氛圍。對于企業(yè)生產(chǎn)來說，這種考核方法無疑具有公平性和公正性。但對于學(xué)校來說，由于其管理對象具有特殊性和復(fù)雜性，量化考核這種管理方式就在應(yīng)用過程中顯現(xiàn)出了機械性和片面性。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。

如果一個學(xué)校完全陷入一種僅靠數(shù)字來評價教師工作和學(xué)生學(xué)習(xí)好壞的境地，那么這個學(xué)校的教育教學(xué)工作就會變成簡單的機械運動，師生就會只為數(shù)字而奮斗。這樣的教育教學(xué)工作不僅毫無生機，更會使人與人之間的感情變得逐漸淡漠，學(xué)校會因此失去凝聚力和競爭力。因此，學(xué)校教育作為一種培養(yǎng)人的活動，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、時時講量化，則極易走入管理簡單化、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求。要注意在量化管理的同時不忘人文關(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。

第6篇

一、數(shù)字化技術(shù)手段在音樂教育中運用的作用

通過前文所述，可以看到數(shù)字化教育發(fā)展的迅速和其強大的輔助教學(xué)力量，在音樂教育中的作用與意義也是顯而易見。一是有利于教師調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的興趣，多少年來，如何在中小學(xué)的音樂課堂上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情一直是一個存在爭議并仍然在摸索、探討之中的話題，即便是在高師院校的音樂專業(yè)課堂上也存在類似的問題———許多學(xué)生對某些本方向之外的其他音樂學(xué)科的知識的接受不能達到應(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，兩個最為基本的問題是大家達成共識的———音樂教育的理念和音樂教學(xué)的手段，或者稱之為音樂教學(xué)的模式，傳統(tǒng)音樂教育理念強調(diào)的是知識本位，音樂課和其他自然學(xué)科、人文學(xué)科一樣，重在知識的解讀、灌輸、記憶，割裂了音樂本質(zhì)的東西，即“聽覺感悟”和“審美”，學(xué)生面對抽象、生澀的概念相當(dāng)反感；數(shù)字化技術(shù)手段的運用，可以全方位的調(diào)動學(xué)生的感知器官，通過聲音、圖像、文字的加工處理，刺激學(xué)生的聽覺、視覺甚至是嗅覺、味覺的聯(lián)覺反應(yīng)，通過形象化加強理解、便于記憶。二是有利于教師實現(xiàn)知識的交叉、整合，現(xiàn)在的社會對人才、對知識的要求強調(diào)“多元”融合，傳統(tǒng)教學(xué)模式，一架琴、一只粉筆、一臺錄音機，很難實現(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相關(guān)的知識，教學(xué)中多媒體的運用就能足以說明這一點，教師可以通過對相關(guān)軟、硬件知識的把握合理的將所傳授的內(nèi)容通過各種方式表達給學(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)手段進行音樂課堂教學(xué)，對教師有著相當(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；其次，要能夠熟練的運用相關(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，不斷的對自己的知識進行更新，這樣才能順應(yīng)時代和社會的需要。四是對于學(xué)生而言，借助現(xiàn)代化的數(shù)字音樂技術(shù)手段能夠促進學(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學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)。由被動接受轉(zhuǎn)化為主動創(chuàng)造式學(xué)習(xí)。

二、小結(jié)

綜上所述，數(shù)字化音樂教育手段，能使教師的教學(xué)更明朗化、便捷化、生動化，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更自主化、全面化、開放化。藝術(shù)類、高校師范音樂專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了類似課程，這說明市場對數(shù)字化音樂教育的師資是有需求的，數(shù)字音樂教育的發(fā)展是比較樂觀的。有關(guān)課程設(shè)置的先關(guān)問題尚未形成統(tǒng)一的意見和建議，相信隨著越來越多的人對數(shù)字技術(shù)手段在音樂教學(xué)中的重視和在教學(xué)實際中的運用，將會開發(fā)出非常多元化的數(shù)字音樂教學(xué)模式，數(shù)字化技術(shù)手段的巨大能量也會得到釋放。

作者：趙靜單位：鄭州財經(jīng)學(xué)院公共藝術(shù)教學(xué)部

第7篇

人類社會的進步取決于生產(chǎn)技術(shù)的進步，機械化生產(chǎn)節(jié)省了生產(chǎn)時間，提高了社會效率，獲得了經(jīng)濟利益。機械化生產(chǎn)最主要的來源是機械設(shè)計，機械設(shè)計是設(shè)計人員根據(jù)生產(chǎn)的要求，利用機械的原理再加上物理、數(shù)學(xué)的計算方式和遵守能量守恒定律，對機械的各個零件的大小和形狀進行分析運用，最后呈現(xiàn)設(shè)計出的機械。新型的機械設(shè)計在繼承原有機械的基礎(chǔ)上進行改良或者是創(chuàng)新，可以解決一些機械生產(chǎn)問題，提高生產(chǎn)效率。對設(shè)計進行變形，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、繼承設(shè)計和變形設(shè)計都是由設(shè)計人員進行開發(fā)處理，設(shè)計人員也是從老師的教學(xué)中明白設(shè)計的原理和過程。由此可見，加強行業(yè)職業(yè)院校教師數(shù)字化機械設(shè)計教學(xué)能力就顯得尤為重要了。

二、如何加強教師教學(xué)能力

1.進行農(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)字化機械設(shè)計人才最終是要為社會的發(fā)展做出貢獻。根據(jù)有關(guān)調(diào)查，就讀于行業(yè)職業(yè)院校的學(xué)生大多來源于農(nóng)村，由于家庭經(jīng)濟的原因，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)識到這一點，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)生來到農(nóng)村進行調(diào)研，發(fā)掘農(nóng)村數(shù)字化機械所需。教師在調(diào)研中跟隨著農(nóng)民在田地進行實踐，可以直接了解到農(nóng)民需要什么樣的數(shù)字化機械來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。老師在調(diào)研的過程中，通過自身的感受去平衡書本與實際的差距，也能更加深刻地理解數(shù)字化機械設(shè)計的必要性。

2.走進工廠，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)字化機械設(shè)計的專業(yè)知識服務(wù)于社會。那么，首先，老師就要明白在大生產(chǎn)的城市中，數(shù)字化機械設(shè)計都是怎樣運用于各行各業(yè)的生產(chǎn)的。把所見、所得、所想記錄在教學(xué)備案中，在教學(xué)時根據(jù)課本進行一定的變化，告訴學(xué)生們現(xiàn)在的社會對數(shù)字化機械設(shè)計是什么樣的態(tài)度，學(xué)生們應(yīng)該重點學(xué)習(xí)什么科目。這樣，學(xué)生自然可以學(xué)好知識，滿足社會的要求，其所學(xué)的數(shù)字化機械設(shè)計知識便有了用武之地。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)

第8篇

關(guān)鍵詞：音頻水印；短時能量；過零率；自適應(yīng)；魯棒性

中圖分類號：TP309.7

近年來，音頻數(shù)字水印[1]正逐漸成為數(shù)字水印中的一個重要方向。由于數(shù)字音頻單位時間內(nèi)的采樣點較少，可嵌入的水印的容量相對較小；同時人類聽覺系統(tǒng)比人類視覺系統(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、時域局部分析等特性，且易于兼容MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)等特點，被人們廣泛應(yīng)用。

Logistic映射[3]混沌序列對原始水印進行加密，增強水印的安全性，本文對音頻特征[4]進行分析，結(jié)合音頻幀的過零率及短時能量，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態(tài)調(diào)整嵌入強度自適應(yīng)[5]的方法來嵌入水印，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 音頻幀的過零率與短時能量特征

設(shè)第n幀音頻信號的短時能量用En表示，則其定義為： 。音頻幀的短時能量直接反映了一段時間內(nèi)音頻信號的強度，越強掩蔽特性越好。

設(shè)第n幀音頻信號的過零率用Zn表示，其定義為：

其中，sgn[]是符號函數(shù)，即

過零率反映音頻在一幀中幅值變化的劇烈程度，過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映射混沌序列對水印進行置亂加密。對Logistic序列進行截斷，選取任意起始位置α開始截取，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 原始音頻信號的預(yù)處理

設(shè)音頻信號A={a（k），1≤k≤L}，L是音頻信號長度，將A進行分幀后表示為：

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個信號值；k表示音頻信息的總幀數(shù)；F表示樣點數(shù)。

2.3 音頻幀的選取

依次計算K幀的過零率Zn和短時能量En。對于每一種類型的音選取滿足條件：過零率Zn≤Z0且短時能量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

對分段的音頻信號Ae（k）進行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為嵌入水印強度，假如水印嵌入強度越大，受攻擊時魯棒性越好，但對信號的影響大。嵌入強度越小，雖然不易被察覺，但抗干擾性能差。本算法針對這一問題，通過計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)嵌入強度β，根據(jù)近似分量能量動態(tài)調(diào)整音頻數(shù)據(jù)段嵌入強度這一方法，為每個音頻數(shù)據(jù)段自適應(yīng)確定一個嵌入強度。

按照上式得到修改的小波系數(shù)，將其進行小波逆變換，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進行H層的DWT操作，得到每段的低頻系數(shù)AeH′K。

（2）計算每個音頻數(shù)據(jù)段的嵌入強度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)閾值對其進行二值化處理，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 仿真實驗與結(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]來衡量算法的性能。

4.1 檢測性能測試。圖1分別為原始音頻信號、嵌入水印后的音頻信號、原始水印圖像、從含水印的音頻信號中提取出的水印圖像 。

5 結(jié)束語

該算法首先對水印進行混沌置亂，通過過零率和短時能量選出需要嵌入水印的音頻，分段后通過求每段的平均能量以動態(tài)調(diào)整嵌入強度，對于固定嵌入強度所帶來問題作了改進。實驗表明，該算法對一般常見攻擊具有較好的魯棒性和不可感知性。

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[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.

作者簡介：楊得國（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)。

第9篇

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);物理實驗;數(shù)字化實驗室;科學(xué)思維

【中圖分類號】G633.7 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1005-6009（2015）26-0038-02

【作者簡介】梁建，江蘇省宿遷市沭陽如東實驗學(xué)校（江蘇沭陽，223600）教師。

2013年被稱之為大數(shù)據(jù)（Big Data）元年，在這一年中，美國政府出臺了大數(shù)據(jù)計劃，英國建成了首個大數(shù)據(jù)開放中心，我國的電子商務(wù)蓬勃發(fā)展，政府及個人博客、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)變革的進程。大數(shù)據(jù)也必將對中學(xué)物理實驗教學(xué)產(chǎn)生巨大影響，改變我們傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，運用大數(shù)據(jù)可以將物理實驗教學(xué)提升到一個更高的發(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)悄然改變著物理實驗

大數(shù)據(jù)主要通過技術(shù)和應(yīng)用改變著中學(xué)物理實驗，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.大數(shù)據(jù)要求建立的數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室（DISLab）和傳統(tǒng)物理實驗室的硬件矛盾。

從上世紀(jì)90年代至今，傳統(tǒng)的物理實驗室使用的器材變化不多，強調(diào)學(xué)生的基本動手能力，這些器材測量的數(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驗時間。實驗在需要重點探究的環(huán)節(jié)花的時間反而偏少，不利于學(xué)生的理解。大數(shù)據(jù)要求的數(shù)字化實驗室需要相關(guān)部門投入大量的財力，引入計算機群、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”實驗中，由于概念的抽象性，學(xué)生對這些數(shù)據(jù)的分析有一定的難度，需要花費大量的時間，而如果利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，將實驗室溫度計換成溫度傳感器，利用DISLab數(shù)字化信息系統(tǒng)動態(tài)地將大量的溫度數(shù)據(jù)和時間發(fā)送給計算機，利用計算機軟件就可以將這些實驗數(shù)據(jù)“秒處理”，以便于學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)結(jié)論。

2.教師演示實驗有可能成為學(xué)生的自主探究實驗。

部分傳統(tǒng)的物理實驗由于時間和空間的局限性，只是由教師做演示，學(xué)生往往沒有參與到實驗中去，缺乏濃厚的興趣。如在“動能”演示實驗教學(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，到達水平面時的速度必然相同的結(jié)論。由于沒有經(jīng)過實驗驗證，學(xué)生會對這一結(jié)論存疑。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，只要在小車即將到達水平面前的很短的距離內(nèi)（可以是幾毫米），放置兩個光電門，將信號傳送給計算機，就可以實時顯示小車到達水平面時的速度。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，學(xué)生對實驗產(chǎn)生的結(jié)論就有了更深的認(rèn)識。

3.傳統(tǒng)的物理實驗獲得新生。

我國傳統(tǒng)的物理實驗經(jīng)過幾十年的教學(xué)沉淀，已經(jīng)逐漸固定為一種模式，大家都按照實驗教材做，創(chuàng)新少。而大數(shù)據(jù)視野可以改變以往的觀念，實現(xiàn)物理實驗教學(xué)的再創(chuàng)造。如“聲現(xiàn)象”的實驗教學(xué)，在探究聲音具有能量的實驗中，教材采用錄影機播放音樂，通過蠟燭火焰“跳舞”的方式來證明聲音具有能量。筆者將書本的實驗改為比賽：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)過聲傳感器反饋給計算機，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)對物理教師的要求

大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨，正在悄然地改變著整個社會，也必將徹底改變物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，這對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)用到我們的物理實驗教學(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，教師在實驗教學(xué)過程中才能夠做到游刃有余，及時熟練地指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)據(jù)軟件達到實驗?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)視野下通過物理實驗激活學(xué)生科學(xué)思維的策略

1.充分利用計算機交互性實驗信息。

有時學(xué)生并不需要走進實驗室，可以利用計算機交互性實驗課件和實驗視頻等數(shù)據(jù)資源讓學(xué)生簡單地自學(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)生展示物理實驗。比如在進行“凸透鏡成像規(guī)律”的第一輪復(fù)習(xí)時，教師課前制作好凸透鏡成像規(guī)律的相關(guān)課件。上課的時候，利用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，將每名學(xué)生實驗的數(shù)據(jù)通過平板電腦提交給服務(wù)器，在軟件中實時反饋相關(guān)規(guī)律。在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)對整個實驗的再回顧，厘清實驗的科學(xué)思維過程，大大提高了復(fù)習(xí)效率。

2.實驗實錄、制作微課。

每一次的物理實驗都是很好的教學(xué)素材，可利用攝像頭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對學(xué)生的實驗過程、實驗數(shù)據(jù)進行錄制。如在“流體壓強與流速”一節(jié)的實驗教學(xué)中，在純凈水水桶口安裝兩個力傳感器，兩個力傳感器之間放一個小紙團，教師安排實驗小組代表依次往紙團吹氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紙團不僅沒有被吹入桶內(nèi)，反而從桶出，而且越是用力，效果越明顯。此時學(xué)生的質(zhì)疑精神被激發(fā)出來：為什么紙團反而射出了？再經(jīng)過老師的引導(dǎo)，利用軟件分析后知道原來是前后紙團兩個表面存在壓強差，紙團被吹的那一面流速大氣壓小。教師將整個實驗過程、實驗數(shù)據(jù)錄制下來，存儲到學(xué)校服務(wù)器，供學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)隨時觀看和學(xué)習(xí)。

3.建立歷年物理實驗中考真題網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。

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，學(xué)生能夠利用網(wǎng)絡(luò)在線答題，及時反饋錯誤。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠研究學(xué)生多次大量答題錯誤的數(shù)據(jù)記錄，分析中考易錯知識點，找出實驗教學(xué)難點，有針對性地對相關(guān)知識點再鞏固，對個別學(xué)困生再關(guān)注。

4.DISLab數(shù)字化實驗室。

（1）利用數(shù)字化實驗設(shè)備提高實驗效率。

DISLab數(shù)字化實驗設(shè)備正在走入各個學(xué)校，充分利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢彌補傳統(tǒng)實驗的缺陷。在筆者的實驗教學(xué)過程中，一直存在著將測量定值電阻阻值的實驗和測量小燈泡電阻以及電功率的實驗統(tǒng)一起來的想法。但是由于傳統(tǒng)實驗的時間限制，都是將這兩個實驗分在兩節(jié)實驗課，由于有一定的時間跨度，教學(xué)效果降低了，就要再花更多的時間強調(diào)該知識點，給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定的困難。而利用數(shù)字化實驗設(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量，利用一節(jié)實驗課全部完成。具體做法是利用霍爾傳感器測電壓、電流和電功率，將實驗數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)庫保存，利用軟件分析定值電阻和小燈泡阻值的不同點，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)字化實驗促進思維方式的變革。

傳統(tǒng)的實驗需要學(xué)生處理大量的數(shù)據(jù)，耗時費力，由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力參差不齊，繪圖會有一定的偏差，造成對實驗結(jié)論的錯誤認(rèn)識。學(xué)生循規(guī)蹈矩，按照實驗步驟亦步亦趨，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)字化實驗要求教師創(chuàng)造性地開展物理實驗教學(xué)，這就必然會對學(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)時代已經(jīng)到來，這對于物理實驗教學(xué)的開展既是機遇也是挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用，是實驗教學(xué)發(fā)展的必然趨勢，是改變以往培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方式的有效途徑。通過大數(shù)據(jù)的技術(shù)和應(yīng)用，學(xué)生能完成傳統(tǒng)實驗想做而又無法做的實驗，克服畏難情緒，充分發(fā)揮想象力，創(chuàng)新設(shè)計實驗，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)在未來的物理實驗教學(xué)中必將大放異彩。

【參考文獻】