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关键词:智能控制;教学方法;教学改革
作者简介:李俊红(1980-),女,山东淄博人,南通大学电气工程学院,讲师;姜平(1962-),男,江苏南通人,南通大学电气工程学院,教授。(江苏 南通 226019)
基金项目:本文系南通大学教学改革研究项目(项目编号:2012B031)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)34-0088-02
“智能控制”课程是自动化学科各专业的一门专业课程,[1-3]是“自动控制原理”、“现代控制理论”等课程的后续课程。智能控制是控制理论发展的高级阶段,是自动控制、人工智能、运筹学等多种学科的交叉融合。[4,5]智能控制课程主要阐述控制理论的最新发展,主要内容一般为模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制等。该课程中有些内容抽象,理论性较强,公式较多,学生容易觉得枯燥而不愿深入学习。如何提高学生对这门课程的学习兴趣,在有限的课时内让学生了解新的控制理论和方法,提高他们的创新能力,是这门课程改革的重要内容。在教学过程中,通过改进教学方法、考核方式等做法,促进了学生学习的积极性,收到了良好的效果。
一、教学方法的改革
深化教学方法的改革是教学改革的重点,也是笔者一直探索和深入思考的问题,因此在教学过程中采取了一些措施。
1.在教学过程中注意将科研引入教学
智能控制是很宽泛的一个名称,它是控制理论发展的高级阶段。而控制理论是在不断发展的,现有的教科书上虽然介绍了基本的智能控制算法,比如模糊控制、神经网络控制、专家控制等,但最新发展的研究方向和热点往往涉及不到。因此,在教学过程中将参加国际会议时了解到的控制理论的最新方向介绍给学生,让学生了解智能控制的前沿。如果学校邀请相关的专家来做相关讲座,通知学生尽量前去聆听。通过这样的训练,提高学生对控制学科的兴趣,拓宽学生各方面的视野,有助于他们创新思维模式的培养。比如邀请智能控制专家胡教授做智能机器人的讲座,学生倾听了之后反响很大,通过这样的方式大大拓宽了他们的知识面,让他们了解到智能控制确确实实是用于实际系统的,而不是停留在纯理论阶段。
2.在教学过程中倡导启发式、问题式教学
原有的教学过程一般采用灌输式,一堂课40分钟基本是老师在讲,学生很少参与,整个课堂死气沉沉,没有生机。教师应在讲课过程中设置一些小问题,引导学生积极参与进来。比如在讲模糊控制器的结构时,首先画出一维和二维模糊控制器的结构框图,介绍模糊控制器的输入和输出,然后让学生回顾PID控制算法的形式,回答一维和二维模糊控制器与PID控制器之间的联系和区别,加深对模糊控制算法的理解。在讲水箱液位系统模糊控制规则时,画出系统的输出响应曲线,让学生回答在不同的阶段控制规则应该怎样选取。
通过启发式教学、问题式教学,改变学生的被动地位,充分调动他们的积极性、主动性和创造性,让学生以积极的态度参与到课堂学习中去。
二、充分利用MATLAB软件
MATLAB是美国The MathWorks公司开发的一种语言,[6]在信号处理和通信、图像和视频处理、控制系统、测试和测量、计算金融学及计算生物学等众多应用领域具有广泛的应用。它将数值分析、信号处理、矩阵计算、图形功能和系统仿真融合为一体,用户可以在易学易用的环境中求解问题,避免了传统的复杂专业编程。MATLAB还有图形化开发环境SIMULIKINK,应用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。
智能控制是在人工智能和自动控制等多门学科基础上发展起来的交叉学科,在课程内容上有自己的特点。有些算法,比如模糊控制、神经网络控制等很多章节,涉及到模糊数学、最优化算法等许多理论知识,相对其他课程来说理论性比较强。因此如何提高学生的学习兴趣让这门课生动起来,是值得探讨的问题。MATLAB给这门课程的学习提供了一个很好的载体和工具,智能控制中的典型控制算法,比如模糊控制(Fuzzy Control)、神经网络控制(Neural Network Control)等在MATLAB中都具有现成的工具箱。模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)提供了基于鼠标操作的图形用户界面,用户可以容易地完成模糊逻辑的设计过程。其包含5个图形编辑器,而且可以与Simulink无缝协同工作。
在讲课过程中,对于某些抽象内容可以随时使用MATLAB软件给学生做展示。比如在讲模糊隶属度函数内容时,通过以下命令可以建立一个高斯型隶属度函数:
>> x=0:0.1:10; y=gaussmf(x,[2 5]);
>>plot(x,y);
>>xlabel(‘gaussmf,p=[2 5]’)
运行一下之后,就可以得到隶属度函数图形,如图1所示:
通过这样的做法,这样让学生很直观的看到高斯型隶属度函数的形状,加深了印象。
除了在课堂上随时运用之外,在讲完模糊控制的基本思想之后,让学生去图书馆借阅相关的MATLAB书籍,设计一个实际系统的模糊控制器,掌握模糊控制算法的MATLAB设计方法。通过这样的做法,有助于学生对智能控制课程的理解和掌握,而且对于学生掌握和应用MATLAB也起到很好的效果。学完这门课程之后,他们在后续的课程设计和毕业设计中也能够得心应手地应用这个工具。
三、改进考核方式
很多课程往往采用的传统的考核方式,即学完这门课程后,根据讲课内容将重点要考查学生的内容以试卷的形式让学生在规定两个小时内完成,最终成绩以考试成绩和平时上课表现决定。这样的考核方式比较单一,而且试卷上往往反映的是学生对于理论知识掌握的情况,很难综合考查学生的知识运用能力和创新能力,而学校最终培养的应该是创新型人才,而不是高分低能、按部就班的学生。因此,笔者对这样的考核方式进行了改革,总结如下:
第一种考核方式是课程设计方式,即充分利用实验室的浙江中控DCS和齐鑫公司的锅炉水箱液位实验系统,实验对象的工艺流程图如图2所示。工艺流程是:水泵将水从储水箱中抽到高位水箱,经电动调节阀流入水箱,最后再流回储水箱,构成一个动态循环系统。被控对象是水箱,被控量是水箱液位,液位传感器采用差压变送器。由进水电动调节阀作为执行机构调节液位高度,将出水调节阀设置为手操器方式。
设计的要求是让学生在了解被控对象工艺流程的基础上,设计一个二维的模糊控制器,将模糊控制方法用于水箱液位系统的实际控制,并与传统的PID控制方法进行比较。学生在设计过程中要考虑很多因素,比如确定论域、量化因子的选取规则、隶属度函数的确定、模糊控制规则的选定、精确化计算等许多问题。通过这样的训练,可以让学生深刻理解课堂上所学的知识,并与实际结合起来,将抽象的理论用于实际对象的控制,同时还增强了学生的动手能力。
第二种考核方式是小论文方式,在学完模糊控制(Fuzzy Control)、神经网络控制(Neural Network Control)等几种智能控制方法之后,让学生搜集相关资料,总结智能控制方面的相关进展,以小论文的形式上交。通过这样的考核方式,可以锻炼学生查找文献和资料的能力。
四、小结
本课程组老师在“智能控制”课程教学过程中,注意改革传统的教学方法和教学理念,将科研引入教学,培养学生对智能控制最新理论的兴趣,培养他们的科研意识;讲课中改变灌输式为启发式、问题式教学,提高课堂效率;通过改进考核方式,提高学生的创新能力。以上这些做法在教学过程中都取得了较好的成效。
参考文献:
[1]吴建设,于昕,焦李成.“智能控制”教学方法探索与思考[J].计算机教育,2010,(19):93-95.
[2]李世华.智能控制概论课程的双语教学改革探讨[J].电气电子教学学报,2009,31(4):8-9.
[3]徐凯,王爱娟.电气类专业智能控制理论教学改革的探讨[J].实验室研究与探索,2011,30(3):130-133,144.
[4]袁宇浩,张广明.研究生“智能控制”课程教学探讨[J].中国电力教育,2010,(7):52-53.
[关键词]情报学;大数据管理;舆情分析;课程建设
1情报大数据管理前沿问题研究课程的组织
情报大数据管理前沿问题研究作为现代情报学的核心课程之一,把适合军队信息化发展的网络舆情研究新理论与实践成果融汇到教学内容之中,能够架构起深度的教研内容体系,是培养情报学高级专业人才的重要方式。
1.1建设理念与设计思路
情报大数据管理前沿问题研究课程,建有情报研究方法与情报整编、信息管理和大数据挖掘、信息建模和社会网络分析、信息内容安全与保护技术、情报获取理论与舆情采集系统研究、情报分析理论与舆情处理系统研究、情报检索理论与舆情服务系统研究等专题。该课程是图书情报与档案管理学科情报管理研究方向研究生的重要专业课。根据军队信息化建设和我国情报管理对人才培养提出的新要求,该课程对培养学员信息管理工作理论素养和信息技术,加强学员情报管理工作能力,具有重要的理论和现实意义。依据我国图书情报人才培养方案和人才培养目标,以培养高素质、复合型、创新型专门情报管理人才为目标,遵循课程教学规律,贯彻素质教育、创新教育思想,坚持因材施教,突出教员主导、学员主体,改变单向灌输的教学模式,实施启发式、研讨式、案例式和能力训练等多种教学方式,实现传授知识、培养能力、提高素质的有机结合。设计思路是深化情报学教学改革,认真贯彻素质教育、创新教育理念,优化教学内容,处理好教材与教学的关系,既要充分讲透教材,又要扩充前沿内容,把网络舆情分析与信息技术的理论与实践成果融汇到教学内容之中,架构合理的教学内容体系。实现知识传授与能力培养的统一;创新教学方法,积极实施研讨式教学、案例式教学,充分调动学员参与教学的积极性,在教与学的互动中提高教学质量。
1.2课程目标与内容标准
数字环境下情报管理正在经历从宏观层次的文献向微观层次的情报、知识和信息转换。情报管理越来越关注信息获取、信息分析、网络信息管理、数据库和信息内容安全等方法和技术,也越来越关注信息管理系统、情报网站系统、舆情分析系统等的研究。本课程围绕情报管理的总目标,介绍情报管理的理论和方法、专门情报与情报整编研究、信息管理与情报技术研究,重点研究网络舆情的情报获取、分析和服务。精选代表性论著和专题核心文章布置研究生认真研读,选择部分专题进行研讨和技能训练。按照培养需求,不断完善专题内容,以进一步加快研究生适应军队信息化建设的需要。内容标准就是通过情报大数据管理前沿问题研究的教学,要求研究生对情报管理方法有一个比较系统的高层次理性认识,从研究和应用的多个层次上了解和熟悉情报管理的先进设计和先进技术。学习内容分为以下8个环节:情报管理前沿研究概论;情报研究方法与情报整编研究;情报工作中的信息管理和大数据挖掘;情报工作中的信息建模和社会网络分析;情报工作中的信息内容安全与保护技术;情报获取理论与舆情采集系统研究;情报分析理论与舆情处理系统研究;情报检索理论与舆情服务系统研究。
1.3教学实施方案
依据内容标准制定的8个环节,给出以下实施方案。教学要求总体是:教学内容紧跟发展趋势;以教员课堂讲授、经典文献导读、交流讨论和课外阅读研究为主,理论联系实际。教学内容为:①情报管理前沿研究概论。掌握情报管理的基本理论和前沿研究;理解和掌握学重点是涉情报报管理理论前沿的基本问题。②情报研究方法与情报整编研究。掌握情报研究方法的基本要素;理解情报研究方法在军事情报研究中的应用;熟悉军事情报整编的研究。③情报工作中的信息管理和大数据挖掘。掌握情报管理的基本技术;理解情报工作中的大数据挖掘问题。④信息建模和社会网络分析。理解信息建模的基本原理;掌握社会网络分析的一般方法;了解情报工作中的信息建模和社会网络分析。⑤信息内容安全与保护技术。理解信息内容安全与保护的一般技术;了解情报工作中的信息内容安全与保护。⑥情报获取理论与舆情采集系统研究。掌握涉情报报获取的基本原理;理解舆情采集系统的建设和功能;理解舆情采集系统的实现机制。⑦情报分析理论与舆情处理系统研究。掌握舆情情报分析的基本原理;理解舆情处理系统的建设和功能;理解舆情处理系统的实现机制。⑧情报检索理论与舆情服务系统研究。理解和掌握涉情报报服务的基本原理;理解舆情服务系统的建设和功能;理解舆情服务系统的实现机制。
1.4教学组织与论著研读
通过基本著作阅读,编写教学实施计划,制作多媒体课件,设计能力训练方案等工作,加强课程资源的开发与利用。教学组织采用讲课和研讨为主的教学方法,充分运用多媒体课件,把课堂讲授理论知识与实践结合起来,做到教学相长、双向互动,提高研究生开发和管理信息数据库、舆情分析系统,以及掌握相关应用技术的能力。为此,在教学过程中,利用课余时间,有计划地组织研究生对有关信息管理系统进行操作和分析;个别专题内容按任务和对象需求进行调整和选择;课程进行期间组织学员进行研讨;围绕教学,组织好讨论、答疑等活动,鼓励研究生积极参与舆情应用系统的开发。授课教室具备现代多媒体教学条件,原型系统研发具备网络连通的教学条件。考核内容主要是研究报告写作成绩和平时成绩。基本阅读著作,教材是笔者所编著的《网络舆情分析技术》(国防工业出版社,2014版)。参考文献主要包括张晓军《美国军事情报理论著作评介》、刘慧等《军事信息资源管理理论与方法》、王能斌《数据库系统原理》、萨师煊《数据库系统概论(第3版)》、周荣庭《军事信息管理概论》、傅会民等《军事信息技术》、马费城等《信息管理学基础》、肖占中《军事信息管理》、刘继贤《军事管理学》、黄晓斌《网络信息挖掘》、史忠植《人工智能》、刘瑞挺《信息管理实用技术教程》、翟延富《数据库与网络技术》、樊月华《Web技术应用基础》、方兴东《网络舆情蓝皮书》等。
2情报大数据管理前沿问题研究课程的实践
情报大数据管理前沿问题研究课程,实践环节系统地探研涵盖网络舆情采集、网络舆情处理和网络舆情服务的情报大数据管理技术,并构建其演示训练系统,力求在学术上拓展情报学科领域的研究空间和深度,提高相关知识和成果的利用水平。该课程实践方法的核心之一是深度融入网络舆情分析技术,以下阐述相关教研内容。
2.1能力实践综述
主要研究互联网上主题舆情的分析技术,以网络环境下信息组织理论体系和信息智能处理技术为基础,将国内外先进的知识技术运用于网络舆情智能化分析的全过程,促进图书情报界在网络舆情采集、处理和服务方法与技术领域的深入研究。一是网络舆情的智能化采集。网络舆情情报规划与获取研究,主题网络舆情的语义特征抽取研究,舆情网页内容和链接相关性的判定研究等;二是网络舆情的智能化处理。主题网络舆情的本体构建研究,语义层的舆情信息聚类和分类研究,基于情感本体的舆情倾向性分析研究等;三是网络舆情的智能化服务。舆情事件网页内容的词汇关联分析研究,基于网络论坛的舆情话题追踪研究,网络舆情检索系统中的查询主题分类研究等。
2.2课程实践之一:网络舆情的信息采集
网络舆情的信息管理。包括:①网络舆情的信息采集。网络舆情的采集方法、搜索引擎的研究进展、网络信息的分类及其抽取。②舆情话题的搜索技术。话题搜索的基本原理和技术、主题爬行的实现。③网络舆情的信息处理。网络舆情的处理方法、网络舆情的信息内容分析。④网络舆情的内容分析与服务。知识技术及其应用、主题舆情内容分析框架。⑤基于社交网络的舆情传播动力学性质。网络舆情信息抽取和整理。包括:①舆情网页的结构特征与分块处理。话题标记和页分块、内容分块、布局分块、结构分块。②基于主题爬行的舆情网页分块。网页的预处理、网页分块的特征提取、舆情内容块的整合。③主题网络舆情的语义特征抽取。网络舆情语义的特征、特征抽取及其改进、网络舆情的情报获取与整合。网络舆情的情报价值与情报支援;网络舆情情报支援系统。
2.3课程实践之二:网络舆情的信息分析
舆情网页与话题相关性的判定。包括:①内容相关性的判定方法。元数据方法、链接标签数据方法、链接结构分析方法、页面语义信息方法。②链接相关性的判定方法。、主题链接上下文信息提取、基于语义相似度计算的链接判定。③舆情网页内容相关性的分析。主题特征的选择、待识别网页模型的建立、话题文本识别算法的选择。④舆情网页链接相关性的分析。基于信息链接关系的分析、增加主题分析的改进算法。基于本体的网络舆情分析。包括:①通用本体构建的几种方法。②基于本体的主题网络舆情知识模型。舆情的本体知识源、本体的主题舆情构建策略、知识模型中的本体库架构。③主题网络舆情本体的实现方案。本体构建的规则、本体的实现步骤、一个舆情事件的本体实例。基于情感本体的网络舆情倾向性分析。包括:①网络舆情的倾向性分析。②网络舆情倾向性识别方法及比较。基于文本分类的倾向性识别、基于语义规则的倾向性识别、基于情感词的倾向性识别。③情感本体的构建方法。领域语料的情感概念选择、基于情感本体的领域语料整合多情感概念的情感本体构建、本体话题构建。④基于情感本体的主题舆情倾向性分析。特征词情感倾向度、增加程度级别的特征词权重、基于情感本体的倾向性分析。⑤网络舆情倾向性分析实验与结果分析。
2.4课程实践之三:网络舆情的信息服务
当前,世界经济的发展给产业带来很大的变化,制造业首当其冲,将会成为各国经济未来竞争的前沿。美、德、日本等发达国家都相继做出了战略部署,我国也提出了“中国制造2025”“人工智能2.0”“一带一路”等重大部署,主要解决产业与科技的重大发展问题。加入竞争潮流,推动传统向高端制造业转型升级。教育部以此为契机,举行了高等工程教育发展研讨会,形成“‘新工科’复旦共识”“天大行动”“北京指南”等文件,提倡以跨界、创新为特点,突破核心关键技术。这样战略的发展迫切需要新型工程教育提供人才支撑,也为下一步的工程教育创新指明了方向。高校应该主动调整教育结构,发展新兴前沿学科专业,积极推动工程教育改革创新。迎接全球新的科技与产业革命的到来,为培养新型工科人才,提升我国社会产业升级与发展做出变化。于是“新工科”概念应运而生。
二、艺术设计人才培养模式的不足
现代艺术设计专业的教育是在20世纪80年代,与新工科的人才培养的新理念相比,存在着较大的差距,造成人才质量的缺失。
(一)学科壁垒,限制艺术设计人才知识体系的拓展
目前,艺术设计专业的教学更多是专业学习,对综合能力的培养不够重视。在专业培养方面,大多数院校仍然强调传统型的技法教育,以造型和设计基础及专业三大块为主,而相关学科知识涉及太少,知识体系不完整,远远达不到创新融合的知识和能力的需求。其次,由于招生政策上重专业、轻文化课的特点,以及专业划分过细等原因,造成专业之间隔阂严重、知识面狭窄,限制了艺术设计知识的全面性。
(二)课程设置与人才培养目标呈现模糊性
高校是人才培养的摇篮,而人才的优劣就落在课程设置上。艺术设计专业课程在同时展上呈现出模糊性,课程建设落后,学科体系创新不够。专业课与基础课、通识课、技能课等缺乏规划,课程科目多,课程内容重复现象严重,教学内容单一,实践应用能力和对新技术的拓展不足。导致教与学出现较严重的脱节。直接影响了专业设计的水平和学生的综合能力。
(三)传统教学方式束缚学生创新力的培养
教育方式陈旧直接影响学生的创新力,老师主导教学,学生被动学习,课程教学设计落后,对学生的个性培养和创新意识认识不足。在现行的艺术类升学体制上,过于强调专业成绩,直接造成学生在文化学习能力上的欠缺,综合素质偏低,缺乏独立思考的精神和沟通能力。老师在教学中把艺术设计教育当成一门技能课,图形语言表面视觉化的训练较多,造成培养目标不清晰、知识体系不完整,忘记了设计是解决实际问题的活动。
(四)师资结构不合理,实践性教学滞后
理论与实践脱节是高校目前比较严重的问题,大部分的老师学历高、有理论知识,很多是从学校到学校,缺乏实践能力,对艺术设计这种要求实践性强的课程教学把握不了。也有一些学校要求教师追求科研,或要求承担繁重的教学任务,导致教师对教学缺乏热情,严重影响着学生的成长和风格的形成。此外,高校由于盲目扩招,部分师生比例失调、教师一岗多职、大班授课等,甚至质量监控和评价机制不健全,严重影响了教学质量。
三、“新工科”背景下艺术设计课程建设的思考
“新工科”的理念给教育带来了新思想,艺术设计专业应该顺应潮流,改革创新,探索符合现代艺术教育规律和时代特征的新培养模式,为学科的发展提供新思路。
(一)学习“新工科”理念,促进艺术设计人才培养新模式
艺术设计专业人才的培养,首先需要加强创新思维培养,培养对美的洞察力,克服由于招生政策产生的影响。依托新工科的新理念、新培养模式,强调跨界融合创新教育,着重逻辑思维的突破训练。打破传统的教学方式,在进行技术性的创作和创意活动思考的同时,加强对创造美的认知,将内心的感悟转化为自己独特的艺术设计语言。加强通识教育和跨界交叉学习,拓展学生的知识面。以“通专融合、跨界培养”的思路促进人才培养,在通识教育的基础上,要求艺术设计学科与其他学科、本专业与其他相关专业之间交叉融合和跨界发展,打破单一的学科和专业界限,向厚基础、宽口径、复合型方向发展,构建新的艺术设计体系,让学生在广阔的哲理空间中享受设计教育。用实践教学带动创新创业。实践和创新能力的训练是艺术设计专业的根本,包括手、脑、耳、眼、口等多方位的训练,加强信息、产业、学科间的相互渗透,协同育人,打造共商、共建、共享的艺术设计教育责任共同体,力求多元、多维度发展,推动艺术设计创新创业的提高。
(二)用跨学科学习方法来构建艺术设计人才培养的新通道
传统的艺术设计学科涉及图形、造型、色彩学、空间学等几大类知识,更多的是用形象思维。加强跨学科学习,培养用工科思维去提出、分析、解决问题,构建艺术设计人才的新方向。1.跨学科交叉培养的构建。艺术与文理工科交叉学习,理工科课程具有较强的理性,学习的是数学、物理、化学等课程,运用逻辑思维理性地解决问题;文科的感性思维与艺术设计相对较为接近,能帮助我们提高想象力、阅读和理解能力,能给予艺术设计增加深厚的底蕴。比如,一句话或一首诗,可以成为一幅画面,就能让人产生不同的联想,不一样的意境。艺术设计离不开对理工科知识的学习,相互结合更能改变人类的生存空间和生活方式,比如,人类对新材料探索、人机数据产品、智能制造等都是艺术和科技结合的产物。因此,艺术设计的人才培养既要有想象力,又要培养学生的科学意识和从多学科角度分析和解决问题的能力。艺术与通识课程融合的培养。通识教育重在“育”而非“教”,它能构建和完善学生的综合知识能力,艺术设计专业的学习以创造力培养为前提,学生需要广博的知识才能保证其知识结构完整,需要学生跨校、跨系、跨学科等方式全面学习。另外,通识教育还能弥补因应试教育出现“高分低能”现象以及对不同知识点的衔接起到了承上启下的作用。艺术与实践应用学科交叉培养。实践性是艺术设计教学的特点,要加强实践育人,可从校内和校外实践搭建平台,校外加强与企业之间的深度合作,可聘请设计师参与人才培养计划的制定、编写实用教材、指导学生实践教学等,在校内建立创新团队、增加实践项目,建立综合创新平台。把人工智能、大数据、新媒体、数码技术、3D打印等最新技术运用到艺术设计教学中。2.构建专业交叉学习模式,培养大艺术设计理念。首先加强本专业内的宽口径学习。整合相关课程,减少课程内容的重复率,相互衔接,淡化专业教研室,完善院系内选修课的模式,让专业之间深度融合。比如完成一个产品宣传,就把标志设计、包装设计、摄影摄像制作、海报设计等课程作为板块来教学,形成专业一体化来解决问题的思路。同时,把教学内容多样性、适用性、连贯性等统一考虑起来建设。3.跨学科知识的学习培养还涉及其他方式。如弹性学制、大类招生、跨界培养、融合产学研教、转专业、主辅修、搭建创新平台等。还需加强慕课、网络课程、精品视频公开课等方式的学习。
(三)增强创新创业意识,打造产学研融合新平台
前两年,国家提出“全民创业,万众创新”的口号,推动了创新创业的新,也激活了高校产学研教的热情。以产业需求为平台,促进高校创新创业的发展,完善科教结合、产教融合、校企合作模式,建设以实践一体化为出发点的协同育人组织机构。让艺术设计学生能运用完整的思维,把创意通过实物展现出来,推进专业教育与创新创业教育的有机融合。还可以采用科研训练、学科竞赛、创客、工作室教学等模式,深化创新创业教育工作。“以学生中心”,激发学习动力,让学生明白自己是教育的重要参与者,养成自主学习、互动学习、深度和分析学习等多种学习方法,构建健全的知识面。同时,加强学生个性和创新精神的培养,为不同层次的学生,提供多样化学习的选择方式。让教师更多地定位在引导者的角色,重在传授知识,制造学习氛围和学习方法、方式上。以科研促进教育教学质量提高。教学是高校教师的主体,科研是教师完善自我和教学提高能力的源泉,要二者有机结合,以科研促进教学。同时,重构教学关系,让教师最大限度地发挥每个学生的潜能,打破思维定势,加强创新思维训练,从全新的角度去完成艺术设计课程,培养学生创造力。严谨的治学态度能带动学生的学习热情,也能提高教师的综合素质和能力。同时,将科研项目、学术论文成果融入教学中,可以激发学生学习的主动性,形成良好的学风。例如,将人文社科课题的“麦草画的应用研究”结合到艺术概论和工艺美术史等课程进行教学,能拓宽学生对民间工艺知识面,加深对课本知识的理解及实际应用。增强了教学的深度、拓展教学的广度;再如将素描的基础教学课题研究成果与专业紧密结合,增强了知识的厚度和提高了教学质量。还可将科研成果运用到教案中,同步前进。这样能培养学生的研究和创新思维能力,让教师成为学习的推动者。
(四)提升教学质量体系,探索建立评价管理新机制
科学的教育质量观是教育质量保障体系的保障,倡导素质教育,把学生的学习能力、实践能力、创新能力作为评价的重要目标。
1.建立完善的教学保障体系。学生是教学质量的主体,也是教学和管理环节中的重中之重。学生对教学质量的建设和评价最具有客观性,一个好的教学质量管理运行机制能决定教学的成败,它必须结合学校定位,优化学科专业布局结构,形成具有学科优势、特色鲜明的专业。在培养和引导学生获得知识的同时,加强综合能力和整体素质的培养。比如启动专业大类人才培养模式,促进专业与实践教育的融通;搭建移动教学平台,推进导师制、辅修、双学位制度、促进因材施教和个性化发展。
2.规范教学质量监控与管理制度。教学质量监控管理是保证教学工作顺畅,教学质量体系完整的组织工作,要求多部门相互协调和监管。课堂教学质量在监控系统中占据首要位置,保留传统的督导、领导、同行听课监管体系,增加学生督导组、行业专家组等机构,发挥学生督导组和专家组特定优势,采取听课、查课、评教评学、测试、质量跟踪、信息公开制等形式。还需点到面、主和次等机动灵活的检查体系,落实问题的收集和反馈,探讨教学改进等并提出修改意见。实践教学考核和质量监控体系的优化在艺术设计专业中极其重要,把握成果导向考核的特点,抓住行程式考核这条线,突出跨学科的兼容性。以授课教师为主导,学生自评、互评、教师点评、学界和业界专家参与考核等多种形式结合,强调综合素质和创新能力,做到考核的客观公正。同时,把握市场人才需求,建立实践教学质量控制体系,完善毕业生就业质量跟踪调查的工作管理,做到围绕市场教学的学习考核模式。客观的评价监控体系能促进工作,而教学结果是反映教师成绩的重要依据,而多点运用学校教学和行政管理部门进行教学检查及教学管理,采用报纸、网上新闻、校领导信箱等途径,实现数据的采集、管理、查询、分析与上报的功能,并及时向相关部门反馈教学质量监控信息,再由相关部门进行调研、分析和准确评估,提出建议予以答复。
3.完善教学质量评价体系。教学质量是高校的生命力,而完善的教学质量评价体系显得尤为重要。评价的方式很多,更多的要求学生主动参与,如网评和学生信息员评教,这有助于提高学生的自主意识和评价的客观性,而学生信息员重在提供教学过程的动态信息;督导团是一个专家团体,能帮助老师改进问题,并将处理意见送至教务管理部门处理后由此再反馈到执行部门。教研室评价和教师互评两块,从某个角度来说,同行评价可能更深入,需要从师德形象、教学任务、教学规范、教研活动、业务进修、科研等全面进行。另外,考试也是评价的一个重要的环节,必须确保考核方法和成绩的公平公正,做到以规范、调整教学为考试目的。
4.加强教学辅助与服务系统建设。高校的教辅和行政服务部门往往不被人重视,也非常重要,其任务是保障教学的顺利进行。突出以教学为中心的管理方式,严格规范的管理、快速的办事效率和服务质量是对这些部门的基本要求,也对教学的基本环境和学校的氛围发挥着极其重要的作用。包括校园网络管理、教学设备及实验实训室、学工、后勤、图书馆、教师信息管理系统等保障系统,还涉及到教学系统、办公管理系统、考务管理系统等,可借用校园网、大数据、微信、线上线下、定期质量报告,立足数据分析来为学校服务。
关键词:动画专业;核心课程;项目教学法
一、国内外项目教学法研究现状
自从1990年开始全球均将创新学习方式当做教学改革的关键目标。欧美等国普遍倡议将“主题探索”和”设计式学习”引入具体教学工作。2003年7月德国决定在教育中实施以行动为导向的项目教学法,该方法通过将整体学校流程划分成多个细小而明确的工程或事件,并逐一有针对性地编制教案,最终使得学生不但能够掌握理论知识和相关专业技能,更能真正拥有职业能力。而丹麦教育部要求国内各高校必须在教学中引入项目教学法。芬兰则彻底放弃旧有授课方法,而是改用主题学习法、知识讲座、小组讨论和个别辅导等相结合的新型教学方法,教学成效已有明显改观。瑞典教学改革的亮点在于将专业不同的学生集中起来共同探讨棘手的问题,这种方法被称为问题学习法。挪威则不但注重教学中大班教学与小班学校和辅导的交叉使用,还在社会科学、医学及诸多“交互式”课堂上引入问题学习法,引导学生将解决问题的具体思考过程转化成自身能力[1]。日本则在新的教学内容意添加了“综合学习时间”[2]。有效促进学生从更多途径发现、分析、解决问题,为日本高等教育改革提供了有力方案。当前,国内许多高校正在对项目教学法积极探索,在注重教学时同步进行项目化实践,通过“学教并重”带动学生自我学习能力的形成。例如浙江工商大学利用自身硕、博点丰富的优势,将项目实践教学施行学科制管理,在不同专业内,由导师—博士—硕士—本科生组成科研项目梯队,充分结合了产、学、研教学体系,引导学生参加科研创新项目小组[3],将科研项目内容作为学生毕业论文选题方向,使学生能够自发参与并完成实践课程;北京航空航天大学的“工程项目教学法”针对计算机控制类课程教学模式进行改革,采用工程项目驱动教学模式,探讨了该模式下教学项目的设计原则,自主开发了随动系统、直线吊摆、直线倒立摆、旋转倒立摆等多种控制实物对象,为自动控制原理、计算机控制系统、运动控制、现代控制理论、最优控制、伺服系统、专业课程设计、专业实验、现代控制系统设计开设了实验课程[4];西北政法学院“立法诊所”、西北政法学院法律诊所2001年在深化教学改革,将舶来的诊所教学方法与“本土资源”相结合的过程中,创立了立法诊所并开始了项目援助课程的新的教学方法。诊所实行开放式课堂教学,采用大脑风暴、角色扮演、模拟审判、发现式游戏以及小组活动等方法,对法律职业的基本技能进行训练[5]。中国台湾则在改革后的教学中全面推广“十大能力”中的第九、十项能力,即“激励学生自主学习和探索”和“培养独立思考与解决问题”。而当前国内教学创新则注重学习方式的变革,旨在通过探索学习为学生打造自由开放的学习环境,让学生不再只能被动等待教师灌输知识,而是可以自主结合多种途径掌握相关知识并将其应用于实际生活和工作。此外,国内大部分高职院校也基于自身情况对项目教学法展开探讨,尽管已经有所收获,但进步的空间还很大,依然可以在很多方面继续前行。
二、动画专业核心课程教学的现存主要问题
动画专业的核心课程有:动画概论、动画美术设计、卡通技法、二维动画技术、三维动画技术、摄影摄像及影视后期。主要传授和培养动画专业学生专业理论知识、动画造型与设计、镜头表达能力及应用二维、三维、后期软件进行动画作品、影视作品制作能力。从教学实践来看,目前主要存在以下三方面问题:
(一)教学理念落后
动画艺术设计是一门综合性很强的学科,涉及到绘画、影视、表演等诸多方面的知识,目前的动画专业核心课程教学理念往往把动画造型能力、动画设计能力知识化,把这些需要通过实践锻炼出的能力归纳成知识点,认为掌握了部分知识点就相当于拥有了动画设计的能力,而忽视了动画项目实践才是培养学生动画设计基础能力的有效途径。
(二)课程内容乏善可陈,脱离实际应用
在实际操作课程中(二维动画、三维动画、影视后期等),这些课程的教学具有很强的时效性(软件、技术更新周期短)和专业针对性。目前的课程内容往往来自于老旧教材,任课教师如果只是一味地按照教材上传授知识,很容易落后于软件、技术发展速度,同时,一味地照本宣科,也容易忽视学生对学习的期望,不利于激发学生自主学习,从而使学生对学习动画专业技能产生厌烦感。因此,唯有找到一种注重技术时效和实际体验的教学方法并贯彻到课程内容中才能真正为学生所接受。
(三)教学实践活动匮乏
目前,动画专业核心课程的实践活动还停留在课堂练习和课后作业上,学生实践能力的培养滞后,课余时间缺乏对课程知识、技能进行巩固和发散的实践活动,造成“动画课堂知识支撑动画设计能力”的现象,导致学生在学习中产生惰性。其实,应该是学生对动画能力的追求驱使其获取知识与技能,将学习拓展到课外。任课教师需要根据不同课程内容,合理安排时间,设计教学实践活动,引导学生找到适合自身的学习方法,来应对动画软、硬件技术的快速发展。
三、动画专业核心课程项目教学法施行方案
动画专业固有的综合性、实践性特点,促使从业者需要具备较强的综合设计和实际操作能力,在动画专业核心课程教学过程中,不仅要求学生在理论上有所收获,更要借助反复的实际练习将其转化为自身能力并形成独特的创新思维。如何使学生通过参与制作实践项目,深入开发新时代学生的创新思维;如何推动实践项目带动理论学习,拓宽学生的动画设计创新意识,加深学生对动画的理解;如何提高学生发现问题,探索问题,解决问题的能力,拓展动画专业人才就业方向,进一步挖掘动画专业人才技术的“广度”与“深度”;这就需要引入“项目教学法”对目前动画专业核心课程教学法进行改革与探索。项目教学法是基于整体社会的工业化和信息化而产生的新型教育手段,它将行业生产和社会需求融合到一起,其目标是为社会供应可用之才,即让学习者能够顺应当代社会生产力和生产关系相适应的现状和未来走向。动画专业核心课程项目教学法的提出正是基于对“创新实用型”人才培养目标的充分理解,采取国内外权威教程网站、论坛的最新案例;校内跨学科、创新创业项目;“大广赛”“金犊奖”“学院奖”“大学生艺术展演”“大创”等比赛项目;动画企业项目引进课堂的形式,形成逐级递进、由简单到复杂、由教师主导向学生自主学习转变的递进机制。给予学生学习、改进、发挥动画实践能力的课程空间,从而达到理论与实践充分而完善结合的教学思想,有效提升教学效果、进而提高动画专业人才培养质量(见图1)。
(一)更新动画专业核心课程教学理念
1.确定以“项目教学法”作为动画专业核心课程教学理念,通过改革动画艺术设计传统“理论—练习”的教学模式,将教学工作融入于“动画项目”而开展,其重要组成部分为内容、活动、情境和结果。根据动画艺术设计专业特点,将创意设计作为整个项目教学的导向,增加创新项目动画设计课题(动画IP设计项目研发、关联商品项目开发等)。2.建立“创意引导—学生求知—教师解惑”的教学思路,突出动画艺术设计培养学生自主性的教学特色,形成“分析项目—操作实践—总结经验”的教学模式,将教师提问转变为学生提问,增强学生学习的自我性,转变教师灌输、学生被动接受之旧有观念,深度开发学生的创意思维,从根本上激发学生对动画学习的热情。最终实现学生的理论能力与实践能力相互促进的良性循环教学模式(如图2)。3.将动画专业核心课程进一步细分,并将毕业设计创作课程纳入其中(见表1)。
(二)改革传统动画专业核心课程教学内容
1.以“激发学习,寻找知识”为出发点,以培养“创新实用型”动画人才为目标,通过建立开放式网络动画设计工作室,开设网络校企合作视频课堂,在动画美术设计课程中将社会企业正在实施的实践动画美术设计项目导入到教学中,加入动画项目设计线上平台(猪八戒网),从该项目所涉及的IP和相关商品等方面入手,启发学生的创新思维,拓宽动画设计教学的“广度”。2.转变传统动画创作流程的观念,逐渐渗透项目教学。在二维动画、三维动画、摄影摄像创作课程中引入最新动画设计与制作技术(如人工智能交互界面设计、三维VR技术、全景摄影等),开发学生学习的求知意识,挖掘动画设计课程的“深度”(见表2)
(三)加强教学实践活动
1.打破传统的以统筹安排为主的封闭式教学管理,在三维动画技术和影视后期课程中建立开放式的网络动画设计工作室,让学生与企业直接对接,体验工作实习实践经验,激发学生学习动画的兴趣,同时培养学生的社会责任感和实际解决问题的能力。2.将“大广赛”“金犊奖”“学院奖”“大创”等项目引入动画美术设计、二维动画、三维动画等动画专业创作课程,在课堂中设计制作。在教学、实践、竞赛中切实提高动画设计专业学生的设计、制作水平,形成“以赛促学”的课程体系,带动整个动画设计教学走向“启发—实践—探索—提高”发展的良性循环。3.设置创意课堂,针对剧情创作类课程(如微动画剧作、动画表演、微电影创作等)设置相应的情景教学内容,充分启发学生剧情创意、表演创意的能力。4.合理设计课堂互动,将动画专业核心课程课时安排划分成纵、横两个方向。在横向上打破设计类专业界限,引入广告、视觉传达、服装、表演等专业学生分享设计比赛、大创项目经验;在纵向上打破高低年级界限,鼓励高年级学生带动低年级学生参与比赛或项目,提升动画专业学生知识面和适应能力。
四、结论
综上所述,动画专业课程的项目教学法的提出目标在于以动画艺术设计教学为改革平台,在动画专业教师和专家的引导下,通过对该教学法充分的研究与有效的组织实施,创建一个以项目实践带动理论学习的学习环境,形成一个“学生主动求知”的良性局面,其意义有以下两点:(一)重新构建动画专业核心课程教学方法,突破学生被动学习的教育模式,针对性地以项目学习为主线,明确学生学习的目的性,激发创作灵感,培养创新实用型动画人才,使在校学生的创新意识与社会价值并存。(二)结合新时代学生潜在的创新意识,将“项目教学法”导入到动画教学中,从教学理念、教学内容、教学实践活动上进行改革,建立一套全新的启发式教学方式,让学生能真正地深入地理解和学习动画艺术。
参考文献:
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[2]单喜军.日本“综合的な学习の时间”の意义とねぅぃ[J].商情,2015(7):118.
[3]夏寒.高校实践教学改革浅析[J].杭州科技,2005(1):49-50.
[4]袁少强,郭艳玲,张平,等.基于工程项目教学法的控制实验平台建设[J].实验室研究与探索,2013(11):425-428.
[关键词] 信息传播技术(ICT); 学习方式; 发展; 变革
[中图分类号] G434 [文献标志码] A
[作者简介] 童慧(1987—),女,甘肃平凉人。博士研究生,主要从事教育传播学、现代远程教育的研究。E-mail:。
技术的进步,推动了社会的快速发展,深刻影响着人类生活方式和思想观念的转变。尤其是进入21世纪以来,“信息传播技术(ICT)” 不断见诸国内外各种主流和非主流学术媒体,成为流行的、使用频率极高的词汇。从先进思想文化的传播到政治军事领域的宣传报道,再到社会经济发展方式的转变,ICT对人类社会产生的影响可谓是颠覆性的、浸透性的、无处不在的。同样,ICT对教育事业的发展与进步也起着毋庸置疑的推动作用。“学习方式”作为教育理论研究的重要方面,也受到了ICT的深刻影响。笔者以 “学习方式”的广义含义为出发点,从学习者地位的改变、学习交互方式的变革以及学习环境的改善等三个方面梳理和总结ICT支持的人类学习方式的发展与变革。
一、信息传播技术与学习方式
(一)信息传播技术(ICT)
ICT从一种提法或观念演变成一个概念,已被越来越多的国家和地区所接受,其重要性更在国际社会上得到了普遍认可,以至于八国首脑会议将ICT纳入了东京宣言主题。然而,由于ICT本身的复杂性和应用的多重性,学术界对其认识和描述也具有多样性,并未形成统一的认识。这些观点归纳起来,可以分为以下几类。[1]
第一类定义主要侧重ICT的信息管理过程。如Larry Wentz等认为,信息传播技术包括收集、保存、恢复、处理、分析和传递信息等对全球经济繁荣起实质作用的技术范围。第二类定义强调ICT的通信特点。认为ICT是一个总括术语,包含任何通信装置或应用,包括无线电、电视、蜂窝电话、计算机和网络硬件与软件、人造卫星系统等,以及与之相关的各种服务和应用,如视频会议和远程学习。第三类定义关注于ICT的信息获取和传播的功能。指出ICT代表一群依据信息获取和传播功能定义的相关技术,如互联网、无线通信技术、即时通信技术等。第四类定义则是从ICT部门或产业的角度来界定ICT的。
本文中的信息传播技术采用了Richard Curtain对ICT的界定。他指出,ICT可宽泛地定义为借助电子手段,方便信息的创造、储存、管理和传递。这一定义强调ICT作为一个传播工具,而非一个信息处理手段。由此,Richard Curtain将ICT分为新旧两种形式,旧ICT指报纸、幻灯、投影及广播电视等,其优点是成本低,在用本地语言传播信息方面,几乎不需要操作技巧和与之相关的能力;缺点是其传播的单向性和容易受到政府的管制责难。新的更先进的ICT包括网络计算机、无线通信、无线技术和互联网。这些新技术的特点是:能够提供一对一、一对多的有效的双向通信;能够支持24小时全天候实时、同步、延时、异步通信;能够通过其互联基础设施形成跨越地理距离的触觉以及持续降低的通信成本。[2]本文若无特别说明,“技术”指这一意义上的“信息传播技术。”
(二)学习方式
学习方式(Learning Style)由美国学者哈伯特·塞伦(Herbert Thelen)于1954年首次提出,是当代教育理论研究中一个重要的概念。但长期以来,我们对学习方式含义的界定处于狭义的理论层面。一般认为学习方式“是人们在学习时所具有或偏爱的方式,即学习者在研究解决其学习任务时所表现出来的具有个人特色的方式”。[3]也有学者将学习方式定义为学习者在学习过程中表现出来的基本行为特征和认知取向。[4]这种狭义的对于学习方式的理解,归根结底出于人们对学习概念的狭义理解和运用,即把学习窄化为文化知识的学习,致使对学习活动的研究局限于教育理论界,未能从更广阔的哲学和人类学层面上研究和提示人类学习活动之特点与发展规律。
桑新民教授等从广义的、历史的视角对学习方式的含义进行了界定,认为学习方式与生产方式属于同一层次的范畴。[5]他指出,人类的学习活动同人类的物质生产活动一样,都属于人类最基本的社会实践活动,二者相辅相成、互为因果。生产是一个历史范畴,需要用生产方式来揭示不同时代生产内容形式的特点及其演变发展的规律;学习同样是一个历史范畴,而学习方式正是揭示了不同时代学习内容与形式的特点。由此,他将学习方式的含义扩展为学习能力和学习关系两个方面。其中,学习关系包括教师与学习伙伴、校园文化、学习的物质条件和资源、各种学习环境以及与学习相关的政策和体制等。
技术的进步推动了社会的变革,对人类学习方式的发展也产生了积极的影响,使学习方式显示出不同的时代特征,以适应当时社会的发展水平。笔者将以广义的学习方式的含义为出发点,从学习者地位的改变、学习交互方式的变革以及学习环境的改善等三个方面阐述技术支持的人类学习方式的发展与变革。
二、技术促进了学习者地位的改变
传统的教育强调的是知识的传播,其教育信息大体上是通过教者的语言和书面的文字来传达的。[6]教者决定了要教什么主题、概念和技巧,然后他们将这些内容直接而完整地传递给学习者,学习者往往处于被动地位,成为信息被动的接受者和知识灌输的对象。与传统教育相对的是有效学习。有效学习是指学习者在教育者的指导下,应用恰当的学习策略对学习内容进行主动加工,并在一定时间内完成学习任务、达成学习目标、获得自身发展的过程。[7]它强调学习者自主的、探索性的、研究性的学习;强调学习者形成对知识的真正理解;强调使学习者获得积极的情感体验;强调只有学习者主动参与学习活动,才会发生学习。[8]由此可以看出,学习者主动性的发挥和学习者地位的改变,会在很大程度上影响学习的效率和质量。ICT的教育应用促进了学习者地位的改变,保证了有效学习的发生。
(一)从整个社会范围来看,学习者由信息的被动接受者变为信息的主动获取者、建构者、传播者
从陶行知先生最早举办的“千字课”教学实验开始,ICT被用来在较大范围(与传统教育相比)内向学习者传递教学信息,这一创举在当时极大地提高了教学效率和教学质量,并对之后电化教育的发展产生了深远的影响;到广播电视大学的成立,广播、电视开始进入教育领域,使教育信息能够实时、迅速、远距离、大范围地传播,加之电视节目可以同时传播图像、文本、声音等多种信息,可谓图文并茂、声像并举。然而早期的ICT应用于教育的实践活动(幻灯、投影、广播、电视的教学应用)都没能从实质上改变学习者被动接受信息的地位。这些信息传播方式都是单向的、中心化的,是一种由个人或少数人垄断知识或信息的传播方式。[9]
多媒体计算机技术和网络技术的出现,打破了传统的信息传播方式,使信息和知识的交流具有了交互性、去中心化、自组织等特点。知识和信息已不再由个人或少数人所垄断,而是为大家所共享,形成了众人向众人传播的方式。学习者不再只是局限于从书本上、从教者口中、从电视节目中被动地接受被设计好的教学信息,而是可以遨游在信息的海洋里主动寻找,获取自己需要的、感兴趣的各种信息资源。此时,教育者与学习者的界限已不那么清晰,因为任何一个人在某一方面都有可能成为别人的老师,这也正是孔子所说的“三人行,必有吾师焉”。
Web 2.0的出现,使博客、Wiki、社会网络(SNS)以及即时通讯等新技术很快在教育领域得以应用,又一次推动了学习者的地位发生重大改变。在Web 2.0平台中,学习者不仅是信息的接受者和消费者,而且成为信息的构建者和者。每位学习者在这里都是平等的,他们借助技术手段的支持,平等地共享别人提供的学习资源,又与学习同伴进行交流互动,形成自己对知识的见解和感受,并将它们到网络平台上,平等地参与学习资源的建设与创造。[10]在参与的过程中,学习者不仅获得归属感和话语权,而且使学习过程得以持续和深化。这正是Web 2.0所倡导的精神:开放、共享、参与、创造。
(二)从学习者自身的发展来看,学习者由被动学习变为主动学习
在传统教育中,由于思想观念的束缚和技术条件的限制,学习者基本上是依靠教科书和教育者来获取知识和信息的。对学习者而言,这种知识来源的单一性和“师道尊严”的古训,一度形成了“崇尚书本、崇拜教师”的风气。长此以往,养成了学习者的学习惰性以及缺乏探索精神、缺少批判意识等不良学习习惯。
ICT的教育应用,改变了学习者被动学习的状况。从早期的多媒体课件、教学录像、教学光盘到现在的网上学院、虚拟实验室、微课程等,学习者的知识来源渠道多了,教学内容丰富了,学习时间、学习主题、学习进度等都可以自己掌握,从而使学习者获得了学习的自由。此时,教育的目标不仅是使学习者获得知识,更重要的是要促进人的全面发展(认知发展、创新能力和批判意识的发展)、自我实现以及获得积极的情感体验。[11]
另外,在技术的推动下,信息社会的飞速发展使得正规教育已不能满足人们生活和工作的需要。人们深刻地意识到学习已不再是一件一劳永逸的事情,只凭借学校教育短短十几年的教化,我们无法在社会中找到立足点。此时,终身学习理念深入人心,学习者唯有坚定终身学习的态度,不断接受新观点、新理念,掌握新知识、新技能,才能适应社会进步的需求,才能找到自己的生存价值。因此,在这样一种社会需求的驱动下,在信息传播技术的大力支持下,学习者由被动学习变为真正意义的主动学习,正规教育与社会教育的界限也将变得模糊。
(三)从学习支持和服务的角度看,个性化学习得到了发展
个性化学习与个别化学习有所不同。个别化学习强调为了实现同一的学习目标,学习者可以根据各自的需求以不同的进度来完成学习过程。个性化学习是一种自定步调、定制内容、关注个体需求的学习方式。因此,二者在学习目标、学习内容、学习方法及学习进度等方面都会有所不同。[12] 可以说,个性化学习包含个别化学习,是个别化学习发展的新阶段。
个别化教育的思想由来已久,孔子提倡的“因其材而施之以教”和苏格拉底的“精神助产术”都体现了个别化教育的思想。第二次工业革命时期,机器大生产对人才的需求剧增,使 “班级授课制”逐渐取代个别化教育,成为当时教育教学的主要形式,并且在一定程度上大大提高了教学效率。然而,随着时间的推移、社会的进步,“班级授课制”所带来的教育问题凸显出来。班级整齐划一的教学步骤,培养“教育产品”、 “工具人”的教育方式和理念,无暇顾及学习者个体间存在的学习风格差异和个性特征差异,使得“班级授课”的教学方式日益遭到质疑和抨击。[13]由此,学生的个性差异问题越来越受到教育界的关注,“个性化学习”应运而生。
最早支持个性化学习的技术产品是程序教学机,它是一种装入预先编制的程序教材,能自动起到刺激—反应—强化作用的机械装置,允许学生进行小步子、自定步调的学习,并能对学习进行积极的反应和及时的强化,具有一定的交互功能。计算机的诞生使个性化学习向前迈进了一大步。计算机在教育领域的应用不仅完善了教学机器的教学程序功能,还能够辅助教学过程的控制(CAI),辅助教学活动的管理(CMI),为学习者提供个别指导、模拟和演示、问题解决、信息查询、学习跟踪、学习诊断等功能,实现了教育管理自动化。[14]
21世纪以来,移动技术、多媒体技术和网络技术的综合应用——移动学习的出现,推动了个性化学习的长足发展。学习者只要借助一定的移动通讯设备终端(手机、学习机、笔记本电脑等),就可以在任何时间、任何地点获取所需要的学习资源(电子书包、微课程),与他人进行交流互动,实现随时随地的、有效的个性化学习。[15]这种学习方式不仅突破了时空的限制,更为重要的是学习者可以根据自己的需求、兴趣、起步水平等充分利用零碎的时间片段,学习微小的学习单元,解决某一工作难题或学习难题,使学习者自身获得个性化的发展。
三、技术促进了学习交互方式的变革
交互(Interaction),在《最新牛津现代高级英汉双解词典》(1989年第四版)中将其定义为“相互作用、互相影响”。是一个应用广泛的科学词汇,一般指一个因素各个水平之间反应量的差异随其他因素的不同水平而发生变化的现象。从教育学的角度看,交互是指学习者在学习过程中,在一定的语言环境下,通过媒体或媒介与教育者或其他学习者之间的相互交流与合作。从信息学角度来看,交互是指信息输出者与信息输入者之间的交互,它们之间的关系有人—人之间、机—人之间、人—机之间的互动。[16]
(一)人际交互方式的改变
人际交互是发生在交互个体之间、个体与群体之间以及群体与群体之间的信息交流,具有灵活性和双向性的特点。[17]人际交互在学习中的重要性,早已被人们很好地证实过:人们可以从阅读中学到10%的知识,可以从听讲中学到20%的知识,可以从观察中学到30%的知识,可以从视听中学到50%的知识,可以从与别人的交谈中学到70%的知识,可以从亲身经历中学到80%的知识,可以从向别人的教授中学到95%的知识。[18]当学习者有机会与同伴或教育者对学习的知识进行交互时,他们就有机会在其内部共同建构、分享知识,进而去理解正在学习的内容。[19]
然而传统学习中的人际交互关系有其自身的局限性,对学习者的发展造成了某种程度的消极影响。主要原因在于:首先,传统社会里,家庭是主要的生活和生产单位,血缘是整个社会关系系统的基础,在整个人际交互中,重官位、讲辈分、分亲疏,人际关系主要以等级严格的纵向关系为轴心;其二,传统社会中,人们生活在一个相当狭小而孤立的环境中,很少有其他的联系,人际关系网主要局限于地缘、业缘、朋友的直接往来关系,交互的对象自然以熟人为主。[20]可以说,这一时期的人际交互水平较低,对学习者实质性的帮助也不是很大。
技术的发展,推进了BBS、实时聊天系统、视频会议系统等交互工具的应用,同时也促进了新一代人际交互关系的形成。其特点在于,不仅使人际交互的成本降低、交互效率提高、交互速度加快,而且还创造了人际交互的全新空间,使人际交互从原来的“点对点”、“点对面”的熟悉的强联系人群拓展到了遥远、陌生的弱联系人群,呈现出“面对面”的人际交互新形态。[21]在这种高效的新型交互过程中,学习者既作为信息的发出者,又作为信息的接受者;既是信息创造者,又是信息加工者。这不仅深化了学习者的认知过程,提高了学习技能,增强了问题解决的能力,而且建立起了良好的社会互动关系,建构了社会性知识的意义,对学习者批判性思维和问题解决能力有着积极的作用。[22]
(二)人机交互方式的改变
人机交互是指人与计算机之间使用某种对话手段,以一定的交互方式,为完成确定的任务而进行的人机之间信息交换的过程。[23]
计算机在教育中的应用始于程序教学,20世纪50年代中期,美国哈佛大学实验心理学教授斯金纳(B.F.Skiner)提出在“工业革命时代”要有一个相应的教育工业革命。于是,他根据学习心理学基础的新成就,设计了“程序教学”机器,用以取代教师的“语言功能”。[24]这项举措开创了计算机在教育领域应用的先河,但就其本质而言,学习者与计算机并未真正发生交互作用,只是通过教师编制的一套学习程序来操纵学生的学习。
1958年,英国的帕斯克(G.Pask)研制出了适应性教学机,用于训练卡片打孔技能,这种适应性教学机已经具有了与学习者交互的功能,开启了计算机辅助教学(CAI)时代。虽然早期的计算机辅助教学系统的产生受到斯金纳程序教学的深刻影响,但由于CAI自身具有灵活性和人机交互作用,弥补了原来程序教学机的不足。此时,计算机辅助教学已经具备答疑、练习、个别指导、教学测验等功能。[25]
多媒体技术和虚拟现实技术的发展推动人机交互水平的快速提高。多媒体教育软件的良好交互界面和超文本结构,克服了传统知识结构的缺陷,使信息的呈现具有多媒化、非线性、网状结构等特点,更加符合教育认知规律。虚拟现实技术则使学习者的人机交互体验更丰富、更细腻。它利用计算机技术生成一个逼真的具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,学习者通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,使之产生身临其境的交互式视景仿真和信息交流。[26]学习者在这里,通过多种感觉通道和运动器官参与到人机交互中,使用连续的自然语言、各种手势与姿势与计算机进行交互,甚至眨眼或脑电波也可以作为输入信号。
四、技术促进了人类学习环境的改善
环境是指人在社会生活中的社会条件与自然条件的总和。就某一具体事物而言,环境意味着该事物在特定活动中赖以存在和发展的情况和条件。学习环境是促进学习者发展的各种支持性条件的统合。[27]学习者的任何学习活动都是在一定的学习环境中进行的,离开学习环境的支持,学习活动就失去了依托,学习环境的优略直接关系着学习者的学习与发展。[28]
威尔生(G.H.Wilson)将学习环境归纳为三种类型:以教室为主的学习环境、以PC为基础的学习环境和以网络为基础的开放、虚拟的学习环境。[29]教室学习环境是为大家所熟知的一种传统学习环境。它以支持讲授教学模式为主,涉及的教学媒体主要是教科书、挂图、黑板模型等传统媒体。本文对教室学习环境不再赘述。笔者将从多媒体学习环境、虚拟学习环境和智慧学习环境等三个方面来阐述ICT支持的学习环境的发展与改善。
(一)多媒体学习环境(Multimedia Learning Environment)
多媒体学习环境是将多媒体计算机、投影、录音、录像等现代教学媒体结合在一起而建立起来的综合学习环境。依据其所提供的学习功能的不同,多媒体学习环境大致可以分为多媒体教室、语言实验室、电子阅览室以及学习资源中心等。[30]多媒体学习环境凭借自身的优势(如集合多种媒体、形象直观、具有一定的交互性等),激发了学习者的兴趣,降低了知识的难度,对学习质量和学习效率的提高起到促进作用,同时也是对传统教室环境的极大改善。
然而,随着人们对多媒体学习环境的广泛应用和深入研究发现,多媒体学习环境在具备传统教室环境无法比拟的优越性的同时,也存在着一些缺点。如多媒体呈现内容的“堆砌”,妨碍了学习者对内容的消化理解;多媒体呈现工具的“间断性”展示,割裂了学习内容的前后联系;多媒体学习环境的固定布局不利于多种学习活动的开展。如何克服这些问题,使多媒体学习环境更好地发挥其优势,促进学习者高效的学习,成为目前亟需解决的教育问题。
(二)虚拟学习环境(Virtual Learning Environment)
虚拟学习环境是借助虚拟现实技术创建的新型学习环境。虚拟现实技术是继多媒体技术、计算机网络技术之后,在教育领域最具应用前景的技术。在虚拟学习环境中,学习者可以游览海底、遨游太空、观摩历史、体会古今。场景的逼真性,激发了学习者的学习兴趣;无限的虚拟体验,加速和巩固了学习者的学习认知过程。总之,虚拟学习环境使学习者通过亲身经历加深了对知识的理解并获得积极的学习体验。[31]
依据虚拟学习环境提供的不同学习功能,可以将其分为:[32](1)虚拟课堂,运用分布式虚拟现实技术构造的一个虚拟真实的学习环境,分布在各个不同地方的学习者可以通过网络参与到虚拟课堂中;(2)虚拟实验室,利用虚拟现实技术建立的各种虚拟实验室,已经广泛应用于物理、化学、地理、生物等理工科的实验教学中;(3)虚拟校园,虚拟校园系统可以让学习者足不出户就浏览到校园的所有信息;(4)虚拟图书馆,是用虚拟现实技术构建的提供相关信息的场所,不仅提供文本、视频、声频等信息资源,还提供与众不同的身临其境的情境资源。
虽然上述几种虚拟学习环境的功能不同,各有侧重点,但是它们都具备虚拟学习环境的特征。(1)知识性。任何一个虚拟学习环境都是知识空间,它为学习者提供丰富的学习资源和信息来源,学习者在共享信息的同时,又可以补充和完善VLE中的知识信息资源。(2)交互性。一本书不能作为一个学习环境,同样,仅将知识信息进行集成的教育网站也不是VLE。虚拟学习环境与知识空间最为本质的区别在于它的交互性,只有当学习者对所学知识进行一系列的社会交互活动才构成一个VLE。(3)情境化。VLE能够为学习者提供某一特定的学习情境,如历史情境、实验情境等,使学习者在其中扮演一定的角色,积极地参与到探究与协作学习当中。[33]
(三)智慧学习环境(Smart Learning Environment)
智慧学习环境是一种能感知学习情景,识别学习者特征,提供合适的学习资源与便利的互动工具,自动记录学习过程和评测学习成果,以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。[34]智慧学习环境并不是一个新概念,它是信息化学习环境的一种高端形态,是社会信息化大背景下学习者对学习环境发展的诉求。
智慧学习环境的支撑技术主要包括:(1)人工智能技术,用于自动分析学习者的特征信息,并从大量信息中检索出符合学习者特征的学习资源;(2)传感技术,物联网发展的重要技术之一,在智慧学习环境中用于情境识别和环境监测;(3)富媒体技术,其高效的交互性,提高了学习者的参与度,从而改善了学习者的体验;(4)移动终端技术,为泛在学习提供了载体。[35]
依据学习者知识建构方式和知识获取方式的不同,可以将智慧学习环境分为四种形态。(1)支持“个人自学”的智慧学习环境,一种预先约定或者学习者自发性的学习行为,通常没有教师的讲授和辅导,有特定的学习内容、预设的学习目标和评价方式。(2)支持“研讨性学习”的学习环境,以小组形式参与、以讨论为主题沟通方式的学习形式,通常有明确的讨论主题、适度的成员规模和强有力的组织者。(3)支持“在工作中学习”的智慧学习环境,是一种在实际工作中体验式的学习形式,常见于企业培训。(4)支持“在做中学”的智慧学习环境,是在教育培训工作的学习活动中植入了“做”的活动的一种学习形式,通常要求学习任务与学习目标匹配、评价方式与任务匹配、支持服务与学员匹配、组织形式和学习环境匹配。[36]
五、结 语
技术在教育领域的应用,对其产生的影响是方方面面的,包括教育理念的变化、教育内容的变化、教育模式的变化等。这些变化都是教育技术学需要解决和回答的难题。作为一名教育技术学的研究生,笔者只选取了学习方式这一个点,梳理和总结了ICT对它的推动和促进作用。但是我们应该看到,在学习方式发展和变革的背后,除了得益于技术的推动外,还受到了大教育环境不断变化的作用和人类对于“什么是知识”这一问题的深入思考的影响。这些方面还需要我们继续研究、梳理和总结。经常回顾历史、总结经验,才能更好地面向未来,希望本文能够对后续的此类研究提供参考和借鉴。
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