2教育技术学考博现代教育技术原理与现代教育技术应用参考Word文件下载.docx
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县域教育信息化发展规划：
教育部于2012年3月发布的《教育信息化十年发展规划（2011-2020）》对未来十年我国教育信息化发展在硬件环境、资源服务、管理能力、教师培训、教学应用和管理机制建设等方面提出了新的要求。
我国以县为主的义务教育管理体制赋予县级教育改革极大的灵活性和极强的执行力，面对教育信息化发展的新背景与新任务，宜将县域教育信息化发展作为实现教育发展战略目标的重要突破口和着力点，通过多项配套措施整体推进，实现县域教育信息化向纵深发展。
1、要完善县域信息化硬件环境建设。
根据各地区、各学校的经济实力、教师素质、学校性质和办学特色，以教育教学应用需求为驱动，进行科学论证，实现新旧系统的有效兼容和可持续发展，从而完成硬件系统的科学配置。
2、要建立县级信息化资源服务体系。
县级管理者应超前部署，将资源服务建设重心上移，建立强大的县级教育信息中心，为辖区内所有学校提供集中、安全、稳定、泛在的技术服务。
在此基础上建立能够实现校际协作教研、家校协同教育的网络教研平台和能够实现多方参与、共建共享、有效流通的资源共享平台，有效整合县域内有限的物力、人力资源，建成优质、实用、自生性强的县级信息化资源服务体系。
3、要加强校长信息化领导力建设。
要通过组织校长参加专题研修、互访交流、校长论坛等形式的培训学习活动，提高校长对教育信息化的正确认识、使其形成对学校信息化建设科学规划、有效管理和高效执行的能力。
4、要推动县域教师能力协同发展。
县级教育管理部门有效整合各类教师培训项目提供的学习机会与资源，充分利用现代信息技术优势、形成富有特色的县域教师能力培养体系。
同时，可通过联片教研、城乡协作、名师工作室等多种方式推动县域内教师信息化教学能力的协同发展。
5、要促进教学模式与学习方式创新。
实现信息技术与教育的深度融合。
学校应当探索信息技术环境下基于问题的学习、探究性学习等多种方式有效开展，促进教师教学模式、学生学习方式以及学校办学模式的变革与创新。
6、形成区域信息化发展长效机制也很重要。
县级教育管理部门应及时制定教育信息化中长期发展规划，逐步建立信息化发展的长效机制，如资金投入保障机制、技术支持服务机制、教师能力培养机制、应用指导与督导机制、绩效评估机制等，从而保障县域教育信息化的长远可持续发展。
人工智能（AI）是具有人类知识和行为，并通过学习和推理解决问题，记忆知识和理解人类自然语言的计算机系统。
2017年7月8日，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》指出：
“人工智能成为国际竞争的新焦点，人工智能是引领未来的战略性技术，必须把人工智能发展放在国家战略层面系统布局、主动谋划。
”
人工智能对教育的影响主要体现在以下几个方面：
1、人工智能可实现“个性化”教学
人工智能为学生提供个性化学习。
通过自适应学习程序、游戏和软件等系统响应学生的需求，构建学科知识图谱，并可视化；
全过程搜集学生的学习数据，通过分析这些数据，最后向学生推荐个性化的学习方案和学习资源。
2、人工智能可为学习提供指导
智能辅导系统能够理解学生喜欢的学习方式。
能够衡量学生已有的知识量，所有这些数据和分析都用于提供专门为该学生创建说明和支持。
教师与智能导师协助学生并促进学生有效学习。
3、人工智能可为学生提供有意义的反馈
人工智能不仅能让学生定制课程与学习进度，还能及时为学生提供反馈。
4、人工智能可以改变教师的角色
AI系统可以取代教师完成非常基础的课程教学，教育工作者的角色将变得便利。
在大多数情况下，人工智能将把教师的角色转变为促进者的角色。
教师届时将作为人工智能课程的补充，提供需要人的思维模式与情感体验的课程。
工作角色从过去以课堂教学为中心转变为学生学习的指导者与伙伴。
5、人工智能可改变学习方式
通过人工智能，学校可以创建全球化的教室。
人工智能还可以将全世界的学习者联系在一起，超越教室的墙壁，与其他学生、教师、著名作家、科学家等互动，以加强他们的学习效果。
人工智能可促进合作学习，通过比较学生学习者模型，而后建议处于相似认知水平或具有互补技能的参与者互相帮助，并通过分组来支持协作学习。
人工智能还可作为成员参与学习小组。
总之，对学生而言，人工智能可以为学生提供一对一的辅导，真正实现了因材施教；
也可以打破时空的壁垒，加强学习者的交流与互动。
对教师而言，人工智能可以减轻其重复性工作，使其有更多的时间与学生交流，培养他们的非认知技能，帮助他们日后更好地融入社会。
1、人工智能的发展阶段
从技术发展的角度看，人工智能的发展可分为：
计算智能、感知智能、认知智能三个阶段。
表1人工智能发展的三个阶段（技术维度）
发展阶段
特征
教育应用案例
计算智能阶段
（初级形态）
它让机器和人一样能计算、存储和传递信息。
支持快速存储与传递大量学习资源，构建智能化学生信息管理系统等
感知智能阶段
（主要阶段）
它使得机器和人一样能看懂、听懂与辨识，具备感知能力并与人进行交互。
主要包括语音识别、图像识别等方面。
语言教学、口语测评、图像搜题等方面
认知智能阶段
（高级形态）
它模拟人类的推理、联想、知识组织能力，使得机器和人一样能理解、会主动思考并采取合理行动，具备一定的概念、意识和观念。
该阶段的人工智能不仅具有逻辑思维，还具有形象思维、灵感思维，能全面辅助或替代人类的一些工作。
个性化学习、自主学习
2、“人工智能+教育”的孕育条件
（1）技术基础
从技术方面看，人工智能的发展经历了计算智能、感知智能、认知智能三个阶段，由“能存会算”到“能听会说、能看会认”再到“能理解、会思考”。
（2）理论指导
学术研究成果，为“人工智能+教育”的发展与应用，提供了良好的理论指导与基础。
（3）应用推进
国内外一些著名科技公司、企业竞相开发、推广和应用教育智能产品，也是推进“人工智能+教育”的动力。
构建了智慧校园、智慧课堂、智慧学习、智慧考试一体化的教育智能产品体系。
（4）政策保障
国家最近颁布的《新一代人工智能发展规划》指出，要“建立在线智能教育平台，完善人工智能教育体系”，这就为我国“人工智能+教育”的发展莫定了基础。
3、“人工智能+教育”的主要特征
“人工智能+教育”在于依托人工智能技术，是基于“互联网+教育”的深化，其特征主要体现在如下六个方面。
（1）创新驱动
“人工智能+教育”，它通过人工智能技术在教育应用上的创新，如，基于语音识别技术的语音教学、基于图像识别技术的智能评卷等。
（2）重塑结构
“人工智能+教育”变革了教育资源的结构。
1）“人工智能+教育”更强调资源的多样性和非结构化，并赋予资源新的语义，能随时为学生提供个性化的、学得舒服的学习资源；
2）“人工智能+教育”变革了师生关系结构，它使得教师从繁冗重复的机械性工作中解放出来，成为学生的教练或师傅，能有精力更加关注到学生的高阶思维、创新能力的培养。
3）人工智能技术能够感知学生的不同喜好与需求等特征，依据学生特征提供自适应的学习服务，学生由知识消费者转变为知识创造者。
4）人工智能技术正构建一个以学习者为中心的新型学习环境，以培养创新性人才为导向，最终重塑教育内外部结构，使其从传统教育模式发展为现代教育模式，满足知识经济时代的发展需求。
（3）开放生态
“人工智能+教育”会促使教育开始面向社会各系统。
将学校、社会、企业有机连为一体，最终构建起互联网时代新型教育生态环境，成为教育向外开放的接口。
（4）尊重个性
“人工智能+教育”提供的教育服务充分尊重师生人性，能依据教师、学生的特征和需求，提供精细、富有实效的个性化教育服务。
（5）服务智能
“人工智能+教育”所提供的教育服务是动态的、智能的，它能够理解周围的教学环境，随着教学环境的变化而做出适时、恰当的反应。
人工智能所感知的教学环境，是传统教学物理环境和教学人文环境的总和，其中，教学物理环境包括教学地点、教学时间、教学设备等因素，教学人文环境包括学习者、教师、文化背景等因素。
根据不同的教育场景、不同的参与教育的角色、不同的文化背景等因素，人工智能技术提供着动态的智能化教学服务。
即它所提供的教育服务是智能的，是尊重人性的，能依据用户的特征和不同需求，能够“聪明的”动态化调节。
（6）自治演进
“人工智能+教育”系统是一个独立、自治的系统，它可以不受环境和用户干预而自主运作，能自主控制自己的行为和内部状态。
4、“人工智能+教育”的作用
“人工智能+教育”视域下的智能教育，是教育信息化的深度融合和创新发展的突破口，起到优化教育信息化流程、促进教育变革，特别是起着有效推进教育发展创新的作用，是教育信息化与教育教学深度融合的胶合剂，成为教育发展、创新的技术动力。
具体来说，“人工智能+教育”能够提高教学效率和效能，为学生更好增知增智、为教师更好教学提供服务：
1）从知识层面看，“人工智能+教育”能够促进知识生成、传播、更新、管理，解决知识老化的问题；
2）从学习者层面看，“人工智能+教育”能够自动感知学生的学习情况，并进行主动调控，使得学习者从知识消费者转变为知识创造者，培养学生的创新性素养；
3）从教育者层面看，它促进教师重新思考教育者的角色，从教书匠向教练员角色转换，让教学活动以学生体验与动态交互为主。
同时，把教师从繁杂琐碎和重复性劳动中解放出来，今后，批改作业、阅卷等工作，可由人工智能来协助解决。
“人工智能+教育”能够重新设计、呈现全新的学习空间与环境，改变师生传统的交互方式与学习评价方式。
借助于物联网、云计算、大数据、VR/AR等技术，不断推进着两个“深度学习”（通过机器的深度学习并促进学生的深度学习）的良性互动，通过将在线学习平台、学习测量、泛在学习与人工智能技术相结合，让学习者获得更多的、更有效的学习体验与成果，获得问题解决的实用知识与技能，从而构建起一个新型的智能化教育生态。
1、人工智能技术对未来社会产生重大影响
人工智能（AI）关键技术：
机器学习、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、生物特征识别、虚拟现实/增强现实等；
人工智能技术通过产业化开发转化为系统与产品：
医疗影像辅助诊断、视频图像身份识别、智能翻译、智能监控、工业机器人、无人驾驶、声纹识别、脸部识别、指纹识别等；
人工智能对教育、医疗、养老、环境保护、城市运行、司法服务、交通、农业、金融、文化等领域产生重大变革作用。
整个人类社会的产业结构、经济格局、生活方式、工作环境等将被重构。
2、开展中小学人工智能技术与工程素养教育的必要性
背景：
中小学生将处于智能社会，必须适应智能社会的学习、生活与工作环境。
在中小学开展人工智能技术与工程素养教育，使学生了解人工智能技术特性和应用范围，工程师开发新设备的设计过程，以及技术如何影响人类与社会等，使中小学能够正确认识、对待与使用人工智能技术与产品，显得十分迫切。
《教育信息化2.0行动计划》提出“完善课程方案和课程标准，充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”，表明从国家层面对人工智能进入中小学教育有了明确的要求。
人工智能技术与工程素养教育涵盖领域：
人工智能对社会的影响体现在两个方面：
一是人工智能技术，如自然语言处理、计算机视觉、生物特征识别等。
二是人工智能技术通过工程化转化为各类应用系统与产品，如智能翻译系统、智能监控系统、声纹识别系统、指纹锁等。
开展人工智能教育：
要进行人工智能技术与工程素养的融合教育；
使用、理解和评价人工智能技术；
理解制定人工智能问题的解决方案；
实现目标所需的技术原则和策略的能力的系统培养。
至少应涵盖人工智能技术与社会、人工智能技术、人工智能设计和系统三个领域的知识与技能。
（人工智能技术与工程素养框架）是本研究团队正在进行的研究活动，这里从三个领域中各选一个子领域进行说明。
1）伦理、公平和责任素养
小学生
初中生
高中生
应该知道人工智能工具和机器的使用不慎可能会伤害别人；
担负起合理选择人工智能工具和机器的责任；
能识别出对人工智能技术的误用。
应认识到，同样的人工智能技术并非人人都可利用；
应承担责任，减少技术的负面影响，并增加它们的积极影响。
应该能够考虑到不同的观点，认识到将人工智能技术从一个社会转移到另一个社会是复杂的，并考虑不道德地使用技术的后果。
2）选择和使用人工智能工具素养
小学阶段
初中阶段
高中阶段
知道不同的人工智能工具有不同的用途，应用在不同的产品中，采用各种人工智能技术和工具来实现。
可以按功能分类，选择合适的实现某种功能的应用。
有能力使用各种各样的人工智能工具，也可以解释为什么要选择某些工具来完成任务，有能力分析各种人工智能应用采用了哪些技术和工具，并能够实现较为复杂的人工智能应用。
3）系统思维素养
识别日常生活中碰到的人工智能系统、子系统、组件和边界，并构建完成特定目标的简单系统。
能够描述系统的目标、输入、输出和过程；
使用逆向工程和生命周期来分析系统的反馈和数据流；
修改和构造中等复杂的系统。
能理解小的系统能够嵌入较大的系统，识别稳定系统的因素，使用系统进行预测，重新设计复杂的系统以提高可靠性。
人工智能技术与工程素养教育首先需要明确学段素养内容框架，根据框架形成课标或大纲，最后完成教材。
用一句话来总结：
K12人工智能技术与工程素养教育的根本目标是让每个孩子都能够顺利走进智能社会，无障碍地学习、工作与生活。
（一）信息技术的功能与作用
1、多媒体技术的功能与作用
（1）资源的数字化
（2）多媒体计算机的大众化应用
（3）计算机使用门槛降低：
图形化界面操作系统和应用软件
2、计算机网络技术的功能与作用
（1）资源的网络化存储与大范围共享
（2）交流与互动的广泛开展
开放、交互、聚合、共建共享是Web2.0的显著特征，用户由被动地接收网络信息向主动创造网络信息发展。
（3）移动互联网带来了随时随地的网络服务。
3、数据库技术的功能与作用
（1）数据的结构化存储与管理
（2）各类信息系统的涌现
4、人工智能技术的功能与作用
（1）机器认知智能的发展，带来了更加智能化的服务
（2）机器感知智能的发展，推动人机交互走向以人为中心
5、云计算与云服务的功能与作用
云计算是一种新的资源使用模式，它使用户能够通过网络随时、随地、快捷、按需地访问一个可快速部署和配置，仅需少量管理和交互，包括各种网络资源、服务器资源、存储资源、软件资源和服务的资源池。
（1）推动网络基础设施服务的专业化
（2）推动软件研发平台服务的专业化
（3）建立了基于互联网的软件服务
6、大数据分析技术的功能与作用
大数据技术主要包含文件存储技术、数据库技术、数据分析技术和数据可视化技术，其中最核心的是数据分析技术。
（1）大数据行为分析，通过对个体和群体行为进行建模，获取用户特征和需求，从而为用户提供个性化服务。
（2）大数据分析使预测更加精准化
（3）大数据使各行各业的决策方式更科学
（4）数据可视化降低了数据理解的难度，使数据价值被充分挖掘
7、虚拟现实技术的功能与作用
虚拟现实技术是一种可以创建虚拟情境和体验真实世界的技术，这种技术生成各种虚拟环境，作用于用户的视觉、听觉、触觉，使用户“沉浸”于环境中，实现用户与该环境的交互。
虚拟现实技术具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性特征，可为用户提供身临其境的感觉和自然的交互方式，提高感性和理性认识。
（1）为用户提供逼真的虚拟世界，增强临近感
（2）为用户提供虚实融合的环境，增强用户体验
（3）为用户提供实时的人机交互通道，使交互方式更加自然、和谐。
8、人机交互设备的演变
常见的输入设备的发展
（1）键盘作为主要输入设备
（2）键盘和鼠标作为主要输入设备
（3）触控屏和键鼠混合输入设备
（4）可穿戴设备融入应用的阶段。
（5）可穿戴设备与智能传感输入设备的综合应用阶段
常见输出设备的发展
（1）平面显示
（2）立体显示
（3）全息显示：
全息投影将虚拟的三维立体影像叠加在现实环境中，观众用肉眼可以从不同角度看到立体影像，给用户带来虚拟与现实并存的双重世界感觉。
（二）信息技术的交叉融合产生的功能与作用
1、计算机网络技术驱动的技术融合
（1）推动网络多媒体资源库的研发
（2）促进了多媒体资源的网络化发布与共享
2、移动互联技术驱动的技术融合
（1）使得即时交流互动得以实现
（2）推动了广泛的移动应用服务的发展：
移动应用APP，为用户提供个性化的、位置相关的、泛在的服务。
（3）带来了泛在、移动、即时的信息创作与传播方式
3、大数据分析技术驱动的技术融合
（1）推动资源的个性化表征
（2）推动云服务的聚合和个性化推送
（3）促进个性化服务系统的研发
（4）促使个性化虚拟现实环境的开发
4、人工智能驱动的技术融合
（1）推动了人机交互入口的智能化
（2）推动了决策服务的智能化
（3）推动了智能代理的出现及应用
综上，形成四个不同的融合阶段。
如图1所示。
图1关键技术引发技术融合发展四阶段
1、教育贫困的表现形式
教育贫困主要体现在教育贫困的基本内容、空间结构、深层内涵等三个层面。
（1）基本内容层面。
教育贫困可表现为知识贫困（KnowledgePoverty）、信息贫困（InformationPoverty）、文化贫困（CivilizationPoverty）。
知识贫困指由于剥夺人们获取、吸收和交流知识的能力或渠道，导致的无法继续完成学业的现象，如失学、辍学、受教育年限低等；
信息贫困指由于贫困导致的缺乏获取、收集、交流学习信息或知识的方式与能力，具体表现为缺乏现代通信技术，处于“数字隔离”（DigitalDivide）状态；
文化贫困指由传统观念导致的消极思想，具体表现为教学观念落后、学习行为懈怠等。
（2）空间结构层面。
教育贫困在空间结构上表现在宏观、中观及微观三个层面。
宏观教育贫困指由经济、社会、环境等因素决定的国家或地方教育贫困绝对人口占总人口的比例，表现为文盲率、入学率、辍学率等；
中观教育贫困指由教育生态系统导致的教育发展问题，表现为教育体制不完善、教育功能有限等；
微观教育贫困指由学校层面的教学体制不完善、基础设施不足、师资严重缺乏等导致的教学效果不佳。
（3）深层内涵层面。
深层内涵的教育贫困主要表现为教育不均衡，是由自然地理禀赋、区域经济发展等因素导致的个体受教育机会、教育过程、教育结果等不公平现象。
具体体现在区域内、城乡间教育的量与质的不均衡。
量的方面包括不同区域或城乡间学校数量、教育资源数量、资金投入力度等。
质的方面包括教师教学水平、学校教学质量、学生学习效果等。
2、教育贫困的成因分析
教育贫困的主要因素包括经济贫困、文化贫困、教育自身贫困。
（1）经济贫困是教育贫困的基础因素。
经济发展缓慢，形成了经济贫困，直接导致教育投资不足，造成教育事业难以支撑，出现办学水平低下、学生辍学率较高的现象。
（2）文化贫困是教育贫困的关键因素。
文化贫困是由人们的传统观念导致的行为方式、生活态度等方面的落后状态。
（3）教育自身贫困是教育贫困的内在因素。
教育自身的功能主要包括系统功能、内在结构、教育效果等三个方面：
从系统功能的角度来看，教育贫困表现为教育体制、教育功能不健全等问题，导致教育陷入贫困的现象；
从内在结构的角度来看，教育贫困表现为资源配置不足、师资水平低等问题，导致教育教学质量低等现象；
从教育效果角度来看，教育贫困表现为学习积极性不高、学习效率低等问题，导致出现教育教学效果不高等现象。
3、教育精准扶贫关于教育信息化的价值追问
教育信息化是实现优质资源共建共享、促进教育均衡发展、创新人才培养模式、推进终身学习的重要手段，为教育精准扶贫推进提供了时代契机。
利用教育信息化自身优势，是解决贫困地区教育最基本、最核心问题的有效方式。
第一，通过教育信息化为贫困地区输送针对性优质教育资源，解决贫困地区教育资源匮乏的问题；
第二，在为贫困地区输送优质教育资源的基础上，对贫困对象所在学校的教师进行培训，提升教师的教学水平。
为贫困地区人口提供职业技能培训，提高其职业技能水平；
第三，通过教师专业发展及贫困对象受教育水平的提升，最终提高个体的可行能力，改善贫困地区的贫困文化。
1）教育信息化促进教育精准扶贫的内在依据
（1）创新教育精准扶贫的方式
a.依据精准扶贫对象的诉求，实施个性化帮扶，随着贫困地区教育状况的改善，能够形成教育信息化与教育精准扶贫之间的良性循环。
b.教育信息化能够发挥高校在师资培养方面的优势，实现对贫困地区教师教学能力的提升及教学资源的改善，精准帮扶，节约人力投入的成本。
c.利用大数据能够精准采集、识别扶贫对象，及时对扶贫措施做出实时调整，满足贫困对象自身发展的教育需求，并实现对其精准管理。
（2）从物质扶贫走向精神扶贫
教育信息化促进教育精准扶贫的过程中则更加关注精神扶持。
精神扶贫的本质是丰富自己的精神世界，即改善贫困文化，通过教育改变贫困地区人口长期生活在贫困之中特有的文化特质，【也就是贫困地区人口的习惯、风俗、心理定势、行为方式、生活态度和价值观等，跨越被人“扶”到自己“扶”的转变。
】在教育精准扶贫过程中，教育信息化更加关注子代群体的知识水平、能力结构和价值观，是典型的精神扶贫的范畴。
（3）有效协同多元主体的参与
教育信息化在教育精准扶贫中的应用，能够使教育精准扶贫多方主体利用硬件设备和相关的软件平台，突破时间空间障碍，实现信息共享和有效沟通，通过信息平台协同多方参与，形成扶贫共同体，国家和地方政府、企业、高等院校、农村学校、
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