智慧教育進程中教師教學(xué)反思智能模型設(shè)計研究

1、    智慧教育進程中教師教學(xué)反思智能模型設(shè)計研究    3.智能預(yù)設(shè)(smart preset)預(yù)設(shè)是一項情景性構(gòu)思和模型化構(gòu)造的活動，是三列內(nèi)容同步進行又內(nèi)在融合的活動。對于教學(xué)反思來說就是：(1)把教學(xué)元件組合成教學(xué)模塊，把教學(xué)模塊組合成教學(xué)單元；(2)把教學(xué)元素組合成教學(xué)程序；(3)按照不同的教學(xué)原則來設(shè)計教學(xué)范式；(4)三項內(nèi)容耦合在一起而形成課型。而各個“組分”的內(nèi)容分別為：(1)原件：教師、學(xué)生、教材、教參、資料、課件、設(shè)備、儀器、教具等；(2)模塊：知識模塊、技能模塊、方法模塊、情感模塊等；(3)單元：識記單元、練習(xí)單元、活動單元、表演單

2、元、實驗單元等；(4)元素：教學(xué)主體、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)目的、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)評價等；(5)程序：講解、問答、釋疑、輔導(dǎo)、討論、考試、批改等；(6)原則：啟發(fā)、自主、鞏固、系統(tǒng)、直觀、公平、全面、交互等；(7)范式：直進、并行、循環(huán)、插敘、回溯等；(8)課型：講授、問答、互動、練習(xí)、范例、測驗等。圖4 智能預(yù)設(shè)流程圖智能性的表現(xiàn)首先是智能建模，其次是智能分析，最后是智能成型。智能建模即借助cad技術(shù)、符號鏈接、基因?qū)雍腿斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)來構(gòu)建學(xué)習(xí)者知識模型、學(xué)習(xí)者行為模型、學(xué)習(xí)者情感模型和學(xué)習(xí)者體驗?zāi)Ｐ偷?7；智能分析即借助大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)來進行原則分析、因素分析、趨勢分析、推理分析

3、、適應(yīng)性分析和個性化分析28；智能成型是智能建模的升級版，可以借助各種3d、4d計算機模擬技術(shù)來完成全景虛擬、虛擬仿真、虛擬社區(qū)、增強現(xiàn)實技術(shù)，設(shè)計出各種各樣的課堂模型、師生交流、各種教學(xué)情境和場景變化。教師可以將現(xiàn)實場景設(shè)計成微課模式或私播課模式(可汗學(xué)院成功的秘密29)。如此預(yù)設(shè)既可以獨立完成，也可以邀請其他教師和學(xué)生參與其中，他們通過現(xiàn)代的交流手段進行沉浸式研討，或打破常規(guī)設(shè)計，實施聯(lián)想設(shè)計、進化設(shè)計，從而模擬出一個虛擬世界30，或再經(jīng)過交流討論，對預(yù)設(shè)的虛擬環(huán)境進行實例推理(cbr)、協(xié)同求解、瓶頸擴展、打磨雕琢、亮點呈現(xiàn)、查漏補缺。4.智能適配(smart adaption)前文已述

4、，適配分推送和調(diào)適兩個階段。所謂智能推送乃是精確化、智能化地對信息進行推介。智能推送的步驟首先是對充斥在網(wǎng)絡(luò)中的過載信息進行過濾、篩選，對隱晦資源進行解蔽、澄清，對迷向資源進行搜索、找尋；其次是對有用的信息進行提取、排隊；再次對信息進行歸類、分組，然后對其進行編碼、擬合；最后是運送信息使之與各種目標(biāo)進行對接。云計算的高速發(fā)展帶來了多樣化的云服務(wù)，使整個世界變成了一個虛擬化的云世界、云環(huán)境，并且教育云(數(shù)字圖像資源、數(shù)字圖形資源、數(shù)字音頻資源、數(shù)字視頻資源、數(shù)字動畫資源、多媒體課件資源、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源)31的發(fā)展已經(jīng)走在了社會發(fā)展的前列。如此為智能推送奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，同時，人工智能和知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)的

5、發(fā)展又推動了智能推送的加速。當(dāng)然，在實際操作中其過程是耦合在一起的，即并不需要分步操作(內(nèi)在細微的步驟都是由計算機來完成的)，特別是對于教師教學(xué)反思而言，教師只要能夠處于多種平臺(互聯(lián)網(wǎng)平臺、移動網(wǎng)平臺、數(shù)字電視平臺等)的一端，享有云服務(wù)的權(quán)限，即只要進入云空間，輸入關(guān)鍵詞，就能方便快捷地完成智能推送。智能推送僅僅是把可能被需要的資源運載到了目的地，但是否兼容，是否匹配，還需要經(jīng)過智能調(diào)適來完成。智能調(diào)適的關(guān)鍵是進行智能分析與智能計算。智能分析包括統(tǒng)計分析、性能分析、關(guān)聯(lián)分析、分類分析、序列模式、抽象分析、比較分析、相關(guān)分析、內(nèi)容分析、聚類分析、趨勢分析等；智能計算包括有需即取的服務(wù)計算、易于

6、擴展的變粒度計算、基于自然語言的軟計算、智能系統(tǒng)的不確定計算、人參與的計算及物參與的計算32。這些分析和計算，簡單的可以借用excel來實施，復(fù)雜的可以運用spss、bicomb或ucinet來完成。當(dāng)然，借助大數(shù)據(jù)分析和云計算可以調(diào)適得更融洽，因為云計算能夠減少或消除組合爆炸、匹配沖突或無窮遞歸等現(xiàn)象的產(chǎn)生。圖5 智能適配流程圖5.智能呈現(xiàn)(smart rendering)圖6 智能呈現(xiàn)流程圖呈現(xiàn)比較簡單，在傳統(tǒng)教學(xué)中一人(教師)、一板(黑板)、一筆(粉筆)就完成了。但在教育現(xiàn)代化的今天，獨角戲式的呈現(xiàn)方式已經(jīng)成為過去時。本文所講的智能呈現(xiàn)除了充分運用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備外，在教學(xué)程序上也凸顯了

7、智慧性特征。如圖6所示，智能呈現(xiàn)包含了四個基本環(huán)節(jié)：內(nèi)容呈現(xiàn)、過程監(jiān)控、信息攝入、隨機調(diào)整。(1)內(nèi)容呈現(xiàn)是把上面經(jīng)由智能預(yù)設(shè)和智能適配而組合起來的內(nèi)容呈現(xiàn)起來。如今，實物展示臺、電子白板、投影儀、大屏幕、音響、各類話筒、中控、監(jiān)控器、多媒體計算機、寬帶接口、wifi、手提電腦等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類學(xué)校教學(xué)中，平板電腦、平板數(shù)碼電視、液晶投影機、數(shù)字化實驗設(shè)備和智能傳感器也已經(jīng)步入教室，這都為智能展示提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。(2)過程監(jiān)控是內(nèi)隱的，其屬于省察的內(nèi)容，此環(huán)節(jié)會在下文的智能省察中予以論述。(3)信息攝入是指在呈現(xiàn)過程中，教師或他人會隨著情景的變化而隨機攝入一些新的信息。因為在當(dāng)下，各種

8、云終端、數(shù)字終端、移動終端、網(wǎng)絡(luò)終端已經(jīng)延伸到很多教學(xué)場域之中，wiki技術(shù)、u網(wǎng)絡(luò)及交互式多媒體(交互式電子白板、交互式數(shù)字電視、移動網(wǎng)絡(luò))的廣泛應(yīng)用使交互性成為現(xiàn)代教學(xué)的基本屬性。多樣化的固定終端和移動終端的研發(fā)與使用為他人(學(xué)生、室內(nèi)觀摩者或遠程觀摩者的在線同步學(xué)習(xí)33)的參與提供了方便。當(dāng)前，能否參與教學(xué)反思不再是一個技術(shù)性問題，而是一個權(quán)限性問題，只要教師予以賦權(quán)，利益相關(guān)者就可以隨意地參與其中，從而使信息得以攝入。(4)隨機調(diào)整。隨機調(diào)整是為了盡可能地滿足每一位具有不同個性特色、行為習(xí)慣的教育參與者多方面的需要，在資源層面，教育云資源完全可以實現(xiàn)每一個個體的愿望，在技術(shù)層面，多元快

9、捷的云計算非結(jié)構(gòu)化的自動記錄方式、動態(tài)數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)、程序式建模和分層適應(yīng)式教學(xué)技術(shù)會隨機調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，從而滿足每個人的需求。6.智能省察(smart evaluation)圖7 智能省察流程圖省察是過程監(jiān)控和結(jié)果評價的復(fù)合體。對于教學(xué)反思來說，可以細分為過程監(jiān)控、全程回顧、信息整理、模式參照、評價總結(jié)五部分。從元反思的視角來看，其中的每一步都被省察，即每一步都包含著評價反饋。下面即對五環(huán)節(jié)進行剖析：(1)過程監(jiān)控。每一位教師在教學(xué)時都會有意無意地監(jiān)控著教學(xué)活動的運行，當(dāng)前學(xué)生和觀摩者也都肩負著監(jiān)控的職能。不僅僅是人，現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備(監(jiān)控器、錄像機、視頻編解碼器、智能跟蹤器)也具有了監(jiān)控

10、的功能。通過有機組合，它們可被設(shè)計成全時空立體智能監(jiān)控系統(tǒng)，與人監(jiān)控相比，其反應(yīng)更直接、更具體、更有實效。當(dāng)前，依靠智能化傳感技術(shù)發(fā)展起來的智能agent除了具有環(huán)境感知功能外，還可以通過眼動追蹤、表情追蹤、情緒識別去探測人的情感34，如此一來，整個教學(xué)過程(近程/遠程)都會得到一覽無余的監(jiān)控。(2)全程回顧是對自動錄播的內(nèi)容進行重放，主要以微格教學(xué)的模式呈現(xiàn)。(3)在微格教學(xué)中，人們往往依靠經(jīng)驗來對教學(xué)活動進行評判，而借助經(jīng)驗判斷所獲得的結(jié)果往往不全面、不客觀、不準(zhǔn)確。如此就需要通過“科學(xué)檢測”來作進一步的省察。而信息整理就是其第一步。當(dāng)然，經(jīng)過前幾階段的努力，大部分信息是可靠的。信息整理的

11、主要目的是進行冗余查找、疏漏修補，同時還可以進行時空控制、決策排隊、程序并行、作業(yè)統(tǒng)籌、標(biāo)準(zhǔn)升級、協(xié)同安排和頂層設(shè)計等工作。現(xiàn)代化的云服務(wù)就可以完成以上事務(wù)，例如，艾威康推出的“智能終端”就可以便捷地實現(xiàn)以上操作35。(4)信息整理只是完成了“科學(xué)檢測”的第一步，模型參照才是“科學(xué)檢測”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先可以利用模糊隸屬函數(shù)來構(gòu)建知識點認知程度模型、情感參與度模型、意志力模型、時間控制模型以及情景模型、活動模型、學(xué)習(xí)者模型、時空模型和領(lǐng)域知識模型等，然后將上一步整理出來的信息進行對比、參照，從而對教學(xué)反思作出評判。(5)評價總結(jié)是對前幾階段的活動進行綜合評價，這主要是依靠人來完成。因為機器再先進

12、，也只能作為人類工作的輔助，而不可能代替人，而只有人才是這個宇宙的主宰。五、結(jié)束語智慧教育中的教學(xué)反思，需要教師們在教學(xué)活動中不斷地去追求卓越，要以爭創(chuàng)一流的精神去開拓創(chuàng)新。同時，要通過實踐來檢驗?zāi)Ｐ汀?yōu)化模型、創(chuàng)新模型。當(dāng)然，除了在思想上要力爭上游外，技術(shù)上的精益求精也不可或缺，這就需要教師不斷地修煉自己、完善自己，從而在智慧教育的時代一顯身手。當(dāng)然，對于學(xué)校和教育主管部門來說，完善學(xué)校的教學(xué)設(shè)備、擴充教育教學(xué)優(yōu)質(zhì)資源，為教師創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)和發(fā)展環(huán)境，乃是促進教育事業(yè)健康發(fā)展的先決條件。參考文獻：1英懷特海.教育的目的m.莊蓮平，王立中，譯.北京：文匯出版社，2012.2印度克里希那穆

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