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文档简介

一、学习环境创新新课程改革倡导学生自主学习、探究学习、合作学习。要实现学习方式的转变,不仅需要教师进行角色的转变,同时也需要新型的学习环境的支持。只有使传统意义上的教室以及传统的实验室及其他专用教室适应新的开放式教学,把教材、教具、学具转化为学习的任务情境,转化为学习资源,才能使学生在学习中得到丰富资源的支持和开放式学习环境的支持。学习环境是指学生进行学习的信息化环境、校园文化环境、社会实践环境。根据新课程培养目标及课程体系,结合我校实际,科学合理地建设和优化学习环境,利用不同类型学习环境,创设自主、合作、探究的学习氛围。通过学习环境构建新的学习模式,促使学生在良好环境的熏陶下掌握学科知识,树立科技意识,提高科学素养以及自主、合作、探究学习的能力。在信息化环境建设方面,加强学习型校园网的建设。如建立了广播、电视、计算机等多网合一的“一网通”,宽带千兆网接到每个教室、办公室,组成了校园网,实现了班班通;配备了多种网络平台、大型教学软件;组织教师自主开发课程资源等。这些为学生利用学习型校园网和因特网开展自主学习提供了物质基础和丰富的课程资源。在校园文化环境建设方面,传承“孝”“友”精神。我校是一所百年老校,虽然历经百年沧桑变革,但是学校始终传承着“孝”“友”为精髓的德治精神,积淀了深厚的历史文化底蕴。因此,我们围绕“孝友”做足文章,创新“长廊文化”,重塑“空间文化”,进行显性文化和隐性文化环境建设,凸显浓郁的校园文化气息。在社会实践环境开发方面,我们建立了多个共建文明单位和科技实践基地,充分利用本地各种社会资源,组织学生走出校园,走向社会。不同类型的学习环境各有其优势,它们相辅相成,互为补充。学生根据学习目标与任务,结合自己的知识背景、学习需要,自主选择合适的方式,在适当的学习环境中,借助学生与学生之间的合作学习,共同探究,完成学习一、 构建基于学习型校园网的自主学习模式哈佛大学心理学教授霍华德加德纳先生提出了多元智能理论,认为人与生俱来就存在多种智能形式;投入学习理论认为学习者必须全身心地投入到学习中去才能产生有效的学习效果,即在学生行为投入的背后存在着一种更深层次的心理投入。心理投入又包括认知投入和情感投入,且认知和情感投入是以行为投入为载体的。只有当学生在这些方面均积极投入时,学习才是高效的。建设与创新信息化环境学习型校园网,有利于学生打破时空界限,发挥学生自身的智能优势,激发学生的行为投入和心理投入,提高自主学习的成效。我们理解的学习型校园网,是硬件、资源、教师的教学模式与学生的学习模式的总和。我们着力建设以学生为主体、以学习活动为核心的学习型校园网,在其结构与内容框架上,充分体现新课程理念,探索新的学习模式,促进师生教与学观念的转变。自主学习模式的基本程序为:(1)激疑启惑。学生在教师所创设的各种情境中,激发兴趣,产生疑问。如在珍爱生命、拒绝毒品一课中,学生通过观察一个长期吸毒者的肺的标本,阅读精心照料的花竟然是罂粟的新闻,一下子就产生了许多问题。教师在倾听学生疑问的基础上,向学生提出自主学习的任务、要求与评价方式等。(2)自主学习。学生在教师提前制作的自主学习专题网站中浏览学习内容,根据学习目标、要求与任务,自主选择学习策略,借助丰富的素材库及讨论区、作品区等板块,自主完成学习任务。期间,可以将新产生的问题或形成的作品发布到相关的区域。如此,在生生之间、师生之间形成互动的学习氛围。(3)分析讨论。教师可以在网站中设置问题来激励学生回忆、反思、讨论,经历知识的形成过程,提高学生的思维能力。当学生有疑难问题时可通过不同方式获得同学或教师的帮助。(4)测试反馈。学生通过人机交互,在电脑上完成相应的作业。如进行在线测试时,学生可根据自动阅卷及时得到反馈信息,还可通过设置的在线帮助进行纠正。通过在线统计,学生及时了解自己答题的正确率,进行自我评价,教师及时进行综合评价,调整教学策略。(5)拓展迁移。学生利用学习型校园网及因特网上丰富的资源,进一步拓展研究,思考更深层、更有价值的问题,或者进行实践活动、社会调查等,并及时将有关信息、观点、作品发布在网上。 通过实践可以发现,越来越多的学生喜欢在网络环境进行自主学习的方式。笔者对本校初二年级学生进行了抽样调查。数据显示,网络环境下的自主学习方式是一种学生喜欢的、又是行之有效的学习方式。二、 构建基于开放式合作探究的学习模式杜威提出的探究法及其“以儿童为中心、从做中学”的观点,强调了科学教育不仅仅是知识,也是一种过程和方法。他主张教学应当遵循以下步骤:“真实情境发现问题占有资料提出假设检验想法。”苏霍姆林斯基说:“在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”建设与创新校园文化环境,开发与拓展社会实践环境,依托信息化环境,有利于学生在开放式的环境下开展合作学习、探究学习。教师要遵循学生的认知发展规律,改变“传统单一”的学习环境,整合不同的学习环境,充分发挥其优势,以研究性学习为主要切入点,通过调查、实验、活动、阅读、走访等实践活动形式,让学生走出教室,走向社会,拓展视野,不断提高实践能力和创新意识。开放式合作探究学习模式的基本程序为:(1)发现问题、确定课题。学生问题的产生可以有不同的渠道,较多情况下,是在教师精心创设情境之下启发产生。如“洗发精对头发的影响”,教师先组织学生调查身边的洗发精,阅读各种洗发精的广告词,再设疑,“我们平时使用的洗发精是不是真的如此好呢?”学生在心理上产生了冲突,就会提出更多的问题。也有一些问题则是学生在关注生产、生活、社会、科技等方面的过程中通过观察发现而产生的。如“流行语使用情况的调查,废电池的危害、回收和处理”等。(2)制定计划、合作探究。为了保证对所确定的课题进行探究并得出合理的结论,除了要组织好学生、建立小组、合理分工之外,还必须认真制定科学合理的研究计划,采取合适的方式方法,相互合作,共同探究。(3)讨论反思、拓展提升。课题探究后必须进行充分的交流、讨论、分析以及必要的统计,得出比较合理的结论,并进行反思。可能的话,可以组织学生将研究成果转化成研究报告,制成PPT、宣传手册等,从而进一步扩大研究的影响力,提升研究的社会价值。通过实践,发现越来越多的学生喜欢这样的学习方式。笔者对本校初二年级学生进行了一次抽样调查,调查表明:学生喜欢这种合作探究的学习方式,这种方式能够激发学生的学习兴趣,能够提高学生的实践、创新、表达、质疑等能力,也能进一步融洽同学之间的关系,增进同学之间的友谊。目前我校以新课程改革的要求为基点,融新的教学理念与学习环境为一体,坚持“贴近社会、贴近生活、贴近学生”的原则,坚持“预设性与生成性相统一”的原则,创新信息化环境和校园文化环境,开发社会实践环境,构建了资源丰富、交互性强、适于拓展的学习型校园网,逐步建立起围绕学生及其学习活动的“自主、合作、探究”学习模式。我校运行的网络平台,特别是数字化教学平台,能方便地让教师引导学生开展基于学习型校园网的自主学习活动。它具有多种板块,如:自学板块、交互板块、评价板块、帮助板块,这种板块式的结构以及超文本方式组织的信息,符合学习过程的认知规律,能让学生根据学习任务、研究任务灵活自如地加以选择运用。此外,数字化教学平台的开发依托了专业软件公司的技术支持,最大限度地降低了使用者的技术要求,从而可以最大限度地发挥一线教师在教学设计上的优势,使建立的平台有广泛的推广价值;平台的应用,能实现基于互联网的共享,充分发挥江苏省教育现代化示范初中的辐射作用,实现校际间的资源共享、优势互补。学习环境的建设与创新是没有止境的,随着课程改革的不断深入,在学习环境建设上提出了新的要求,如要配备相应的物理探究室、化学探究室、生物探究室,配置数码实验室,增加开放性实验器材等,以更好地满足新课程中学生的学习要求。二、移动学习移动学习(Mobile Learning)是一种在移动设备帮助下的能够在任何时间、任何地点发生的学习,移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。1、特点移动学习在数字化学习的基础上通过有效结合移动计算技术带给学习者随时随地学习的全新感受。移动学习被认为是一种未来的学习模式,或者说是未来学习不可缺少的一种学习模式。正确理解移动学习的内涵应该从以下几个方面来把握:首先,移动学习是在数字化学习的基础上发展起来的,是数字化学习的扩展,它有别于一般学习。Sun公司的e-learning专家Michael Wenger针对移动学习提出了他独到的见解,他认为移动学习并不是什么新鲜事物,因为在传统学习中印刷课本同样能够很好的支持学习者随时随地进行学习,可以说课本在很早以前就已经成为支持移动学习的工具,而移动学习也一直就在我们的身边。其次,移动学习除具备了数字化学习的所有特征之外,还有它独一无二的特性,即学习者不再被限制在电脑桌前,可以自由自在、随时随地进行不同目的、不同方式的学习。学习环境是移动的,教师、研究人员、技术人员和学生都是移动的。最后,从它的实现方式来看,移动学习实现的技术基础是移动计算技术和互联网技术,即移动互连技术;实现的工具是小型化的移动计算设备,或者如Quinn所说的IA设备。Sariola等人在对移动学习的概念进行讨论的过程中,对移动学习实现的设备从特征上作了这样的一个分析:可携带性(portability),即设备形状小、重量轻,便于随身携带;无线性(wireless),即设备无需连线;移动性(mobility),指使用者在移动中也可以很好的使用。2、发展阶段我国在未来的二十年中,移动学习的发展将经历三个阶段:基础环境建设阶段,知识体系化建设阶段和学习服务建设阶段,每个阶段间的过渡是迭代循环的过程。第一阶段是基础环境建设阶段,将随着无线网络和资源的发展逐步形成适应移动学习的基础环境,逐步形成国家、地区和组织三个层次应用的网络环境和主题资源的学习环境,这个阶段将持续4到8年,主要推动力来自于移动服务商和厂商;第二个阶段是知识体系化建设阶段,将在已有完善的移动环境基础上进行大规模的知识体系的构建,完成学习内容内化关联和已有资源的共享兼容,针对不同的学习主题和需求进行分类和定制化应用构建,这个阶段将持续5到10年,主要推动力来自于教育机构和企业;第三个阶段是学习服务建设阶段,这个阶段将是我国全面教育社会化发展进程的新起点,环境的交互成为隐性的移动学习过程,国家级的移动学习服务中心成为社会基础设施,移动学习成为社会化的教育形式,相关资源进行系统化的兼并和整合,这个阶段将持续5到10年,主要推动力来自于政府。3、基本内容M-learning是mobile learning的简称,在国内,通常被翻译成移动学习。它是指在终身学习的思想指导下,利用现代通讯终端,如手机、PDA等设备(通常不包括具备无线上网功能的笔记本电脑)进行远程学习。二、学者论著M-learning研究领域人数正在迅速增多,但没有形成完整的理论体系,所以没有多少经典的专著。其中比较著名的,要数爱尔兰教育技术专家“基更”(Desmond Keegan)了。他的 “ From d-learning, to e-learning, to m-learning” 一文,得到众多学者的支持,我国著名远程教育专家丁兴富翻译成中文从远程学习到电子学习再到移动学习。Keegan根据学习的形式与手段的不同,把远程学习分为三个阶段。1、d-learning(distance learning,远程学习)。特点是已经实现了教师与学生的时空分离,教与学的活动不再是同步的,为学生开发学习材料和提供学习支助服务的远程学习系统起到了举足轻重的作用。在技术上,主要是使用印刷材料、录音带、磁盘、实验箱等媒体技术。一般可以通过邮件、电话进行师生间的联系。2、e-learning(electronic learning,电子学习)。特点是实现了远程的面授教学(teaching face-to-face at a distance),这补偿了远程学习的一些天生不足。主要使用卫星电视、视频会议系统、计算机网络等技术。E-learning在世界上取得了令人瞩目的成就,英国的开放大学、中国的电视大学,在8090年代,都采用了这些技术,并取得了很好的教学效果。3、m-learning(mobile learning,移动学习)。这是远程教育的新的发展阶段。特点是可以随时、随地进行自由的学习。它采用的技术是移动通讯装备和BlueTooth, IEEE802.11等无线通讯协议。Keegan认为,远程教育的发展对“大学”的概念也形成了巨大冲击。从早期的住宿大学到非住宿大学、业余大学,到今天远程教学大学、网络大学,以及未来的移动大学。学生将能够在家中、甚至旅行的途中都可以接受教育、取得学位。Keegan的三个阶段的理论比起丹麦的Nipper,英国的Bytes,以及澳大利亚的Taylor的“远程教育的三个发展时代”的理论要更合理一些,因为它解决了d-learning, e-learning, m-learning在当前并存这一事实。当然,Keegan的观点只是一家之言,认为Keegan夸大了m-learning意义的教育专家大有人在。不过,当今学者还是比较一致认为m-learning是一个不错的实现“终身学习”的方式。M-learning的著名专家还有Giorgio Da Bormida (Giunti Interactive Labs), Elena Murelli (Universit Cattolica del Sacro Cuore), Mike Sharples (University of Birmingham), Jill Attewell ( LSDA)。他们是后文所要提到的欧盟移动学习项目的负责人。4、核心优势灵活多便的学习方式无论在出差路上,还是在机场车站;无论是等候间歇,还是片断时间,随时随地,打开你的智能手机和平板电脑登录中信移动学习平台,都可以方便浏览最新资讯、阅读新书、学习课程。先进高效的学习理念:中信移动学习的课程系列采用了最新的LPM学习过程管理,将课程划分成精心提炼的章节,分段按时推送,辅以大量学习补充资料,并在过程中增加了许多分享互动环节,促使学员结合实际工作进行思考,加强记忆的同时更提升学习效果。精致阅读+专业课程中信移动学习的两大内容主体是阅读+课程,基于中信出版社强大的经管类图书资源,我们的阅读有着不可比拟的资源优势。而所有的培训方式都离不开专业理论,经典图书就是专业理论的源泉,也是培训学习的源动力。学习效果完全掌握通过对学员的学习资料下载、经验分享、登录次数等关键数据统计,可以了解到学员的学习习惯及学习主动性,企业的管理层可以凭借此对学员学习效果进行有效跟进和掌握。减少培训设备投入移动时代人人必备手机,智能终端的普及率逐年提高。采用移动学习方式,企业无须为员工配备电脑,只要让员工下载中信移动学习到自己的手机终端,就可以随时加入企业培训课堂。定制终端企业方案根据需要中信移动学习可以为企业提供定制终端方案,在基础平台大模块的前提下,为企业专门制作整体UI设计、上传企业资讯、企业定制课程等,满足企业推广品牌、传播企业文化、专业化员工培训的需要。三、研究项目虽然M-learning从诞生到今天没有多长时间,但相关的研究项目已经有很多了。不仅有英国的The Open University,德国开放大学(The German Open University),已经NKI(Norway Internet College)等远程教育机构,还有Ericsson、Nokia等通讯巨头,也有一些专门的组织在开展研究。在这里,重点介绍欧盟委员会IST(European Commission's Information Society Technologies)机构所资助开展的“泛欧移动学习研究与开发项目”(a pan-European research and development programme)。这个项目名称就叫 “m-Learning”,是由LSDA(Learning and Skills Development Agency)连同Britain, Italy and Sweden三个国家的大学以及一些商业机构(如英国的CTAD公司)合作开展的,官方网站是:该项目的目标就是开发出一些原型产品、服务,并且是廉价、方便、易用的技术,可以满足欧盟公民对信息交互与学习体验的要求。这些产品与服务一般用于16到24岁的年轻人,让他们学习到自己感兴趣、但又从未进行过整个学习与培训的课程,这些可以帮助他们实现终身学习。具体说来,m-learning的学习对象是那些未就业或已经事业的年轻人,以及那些穷困潦倒的人。移动学习项目的体系为一个学习管理系统以及系统底层的一些接口。这些接口可以对各种移动设备提供学习材料与服务的支持。例如,接口可以支持语音与文本的互换服务,多媒体信息服务(MMS)等等。四、学术会议在国际上最有影响力的m-learning会议是由 “MOBIlearn”和 “m-Learning”两个项目组(都是由欧盟委员会资助)发起的MLEARN年会,从2002年开始,共举办了三届。分别为:(1). MLEARN 2004 in Rome(2). MLEARN 2003 in London(3). MLEARN 2002, at the University of Birmingham在这里,主要介绍一下MLEARN 2004。会议的参加者主要是所有对利用移动(或无线)设备、网络进行学习感兴趣的人士。包括m-learning的实施者、内容与服务的提供者,软硬件技术的开发者、以及相关的研究人员。会议主要讨论m-learning领域的发展方向,与会者可以分享经验与思想,并对未来的技术发展进行指导。三、个性化学习个性化学习是指以反映学生个性差异为基础,以促进学生个性发展为目标的学习范式。1、定义个性化学习,是通过对特定孩子的全方位评价发现和解决孩子所存在的学习问题,为孩子度身定制不同于别人的学习策略和学习方法,让孩子有效的学习。每一个孩子都是与众不同的,有自己独特的天赋特性、偏好和天生优势,也有不同于别人的弱点。解决孩子的学习问题,应该用个性化的方法去适应学习上的要求。构建个性化学习方案的是帮助中小学生迅速提高学习成绩的一种有效工具2。2、渊源2006年7月,新西兰教育部长史蒂夫马哈雷在一次研讨会上就做了题为个性化学习:把学生置于教育的中心的演讲,演讲中十分强调“个性化学习”,而所谓个性化的学习就是意味着要围绕学生不同的学习方式来塑造教学,以及关注发掘每一个学生独特的天资。马哈雷的演讲就个性化学习及其对教育的重要性给予了高屋建瓴的论述。个性化学习并不是新概念,著名的美国教育家约翰杜威在他的明日的学校一书中,他曾经用大量笔墨论述了更加灵活的和因材施教的教育取向,并且通常指的就是以学生为中心的学习。个性化学习的概念带领我们朝这一方向更进了一步我们寻求把每一个学生的成就置于教育的中心。尴尬处境在整个20世纪,教育从精英向大众体系转变。当这一体系变得越来越包容的时候,它就渐渐趋向僵化了。学习聚焦于用“粉笔和讲课的教学策略”来实施的知识的回忆(即著名的古希腊哲学家柏拉图的“学习即回忆”理论的应用)。应普及教育的社会要求而诞生的班级授课制在夸美纽斯、赫尔巴特等教育家的努力下日趋完善,然而主要按照年龄编成的固定班级的授课模式却越来越无法满足教育个体日益活跃的个性化学习需求。必要性架构个性化学习实践服务网络的必要性:从学习到实践,学习的绝大多数目的最终落脚于实践。因而在努力谋求个性化学习的过程中更要尝试开拓个性化的实践之路。架构个性化学习实践服务网络就在于试图找到一座搭建个性化学习实践需求和服务之间的桥梁。尤其是站在旁观者的角度来审视个性化学习实践需求方和服务方的个性化匹配,从而获得学习和实践的最大收益。在千篇一律的教育服务面前,冷静地关注个体教育真正要达成和真正适宜达成的目标,进而来选择合适的教育服务。个性化学习实践是个体规划未来的重要一步,而服务网络的搭建就是给予这种成长期待的最有力的支撑和引导。核心要素架构个性化学习实践服务网络的核心要素:个性化学习实践服务网络的建设和运行取决与对两个核心要素的判断和确认,即对需求方教育个体心理、家庭期望以及个性化需求的判断和确认和对服务方心理状态、个性化教育方式的判断和确认2。3、案例中国学生姓名:俞大伟学校归属:重庆谢家湾小学年级学段:四年级学生学习情况:班里成绩属中下游,但从三年级开始,家长就开始察觉出他有“偏科”的毛病。俞大伟英语差,每次大考的总分就被拉了下来,处在班级和年级中下游水平。为此,家长很是担心。诊断结果:使用丁博士智能教学系统进行了诊断,结果查出了“动词时态”、 “词汇”等知识点有明显缺陷。英语学习在小学阶段侧重于单词的背诵和句法的训练,这对俞大伟来说相当枯燥,他既不愿意去好好背单词,也不愿意仔细理解语法用法。学习成果:了解了自己薄弱的知识点环节后,选择了相应的知识点检测进行学习,做题、查看检测结果、针对性训练、个性化学习、查答案看详解,循环进行训练。在此过程中,俞大伟明白了以前做题,容易混淆语法概念,并且由于对英语缺乏兴趣,也不会深度地去理解语法语境。利用智能课程学习后,英语得以快速进步。日本日本在个性化学习的研究和实践领域,积累的经验可从三个维度加以概括:课程设计在课程设计维度上,体现“三个统合”1学科课程与个人课程统合2个性化学习与集体学习统合3教师指导的个别化和学生学习的个性化统合实施维度在实施维度上关注学生个体的“四种”差异1适应学生的学力差异 学力是指通过学习获得的能力。包括基础学力和潜能学力。提倡个性化学习,其重要目标就是要改变集体教学划一性造成的学力差异,满足学生对学力发展的个性化需求。2适应学生的兴趣差异 兴趣是学生走向成功的关键点。但学生的兴趣是很不相同的,划一的集体教学范式并不能很好地依据学生的差异性兴趣去组织学生学习,学生的个性发展目标难以实现。因此,日本在实施个性化学习过程中,把唤起每个学生的学习兴趣作为课程实施的核心条件。3适应学生“学生适应性”差异 学习适应性是指学生的学习方法、思维方式以及认知特点等对学习的影响水平。个性化学习范式的实施要把学习方法的类型和认知的类型的适应性作为焦点,从而适应学生的个性去展开学习。4适应学生生活经验的差异 日本在建构个性化学习的策略时,把丰富学生的生活经验、把学生的学习与学生的个体生活背景相结合,提高学生对学习课题的理解水平,使学生的生活经验真正成为学生学习的底蕴。教师指导在教师指导维度上建立健全“三项体制”1完善教师“TT”协力体制 “TT”教师协力体制指教师合作参与教学过程的应对方式。建立该体制的价值在于可以对学生个性化学习的状况等从多角度、多层面展开评价和指导,为学生的个性化学习提供有用的信息和资料。2健全学校个性化学习指导组织 可以从制度上规范个性化学习的实施,保证个性化学习沿着学生主体成长轨道发展。3强化PTA校外协力体制 指学校与社会相沟通,有效利用社会中的专门人才为学校育人服务的体制四、非正式学习非正式学习的定义是包括信息和内容在内的一切事物,会议、书籍、网站等等,或者是非正式的人与人的交流,例如交谈、讨论、会议等等。几乎是在不知不觉中,你都在任何地方向任何东西学习。1、定义正式学习的定义是以课程、任务、研讨会等形式展开的教学活动。(无论是否是在教室中进行还是在线进行)例如:“自成一体的教学为练习和测试提供了一个结构完整的、全面广泛的、合乎逻辑的处理途径。”2、对照正式学习非正式学习自成一体的系统/以教学事件为条件;以专题方式提供全面的、合乎逻辑的练习与应用信息内容或在需要时与人们展开的非正式的交流外在的(客观的)内在的(本质的)内在的(本质的)外在的(客观的)一般的教育和培训机构明确的培训课程和方案明确的学习团体一般的/其他的由专家创造和实现(学者、导师、领导、中小企业)由专家和其他人创造和实现(使用者产生)课程班级讲习班研讨会内容参与者半正式活动报告帮助中心,同事,(电子邮件,即时通讯,聊天室,论坛,网络会议)专业协会社团,社会网络教程个别指导演示,文件,博客,播客,新闻推送,维基,会议,书籍,网站3、概述学习可以分为正式学习(Formal Learning)与非正式学习(Informal Learning)两种基本形式。国外于上世纪五十年代首次提出了正式学习、非正式学习的概念,但对其研究的关注则是从上个世纪末开始的,我国学者对于非正式学习的研究只是近几年的事情。“正式学习”主要是指在学校的学历教育和参加工作后的继续教育;而“非正式学习”指在非正式学习时间和场所发生的,通过非教学性质的社会交往来传递和渗透知识,由学习者自我发起、自我调控、自我负责的学习。非正式学习无处不在,生活中随时随处都能发生,当它融入人们的生活、自然的发生时是很有意义的。非正式学习可以是有明确目的的也可以是偶然性的。有无目的性是另外一种学习形式划分的纬度,正式学习与非正式学习的学习结果都可能是预先期望的也都可能是偶然性的。有些非正式学习具有清晰的目标,如改进一个软件或学习使用一种新工具。多数时候非正式学习的目标并不是清晰明确的,如理解公司的文化、对新角色找到“感觉”等。五、深度学习深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示。深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深度置信网络(DBN)提出非监督贪心逐层训练算法,为解决深层结构相关的优化难题带来希望,随后提出多层自动编码器深层结构。此外Lecun等人提出的卷积神经网络是第一个真正多层结构学习算法,它利用空间相对关系减少参数数目以提高训练性能。1深度学习是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的方法。观测值(例如一幅图像)可以使用多种方式来表示,如每个像素强度值的向量,或者更抽象地表示成一系列边、特定形状的区域等。而使用某些特定的表示方法更容易从实例中学习任务(例如,人脸识别或面部表情识别)。深度学习的好处是用非监督式或半监督式的特征学习和分层特征提取高效算法来替代手工获取特征。深度学习是机器学习研究中的一个新的领域,其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,它模仿人脑的机制来解释数据,例如图像,声音和文本。同机器学习方法一样,深度机器学习方法也有监督学习与无监督学习之分不同的学习框架下建立的学习模型很是不同例如,卷积神经网络(Convolutional neural networks,简称CNNs)就是一种深度的监督学习下的机器学习模型,而深度置信网(Deep Belief Nets,简称DBNs)就是一种无监督学习下的机器学习模型。六、自适应学习自适应学习是指根据学习内容和学习方式的不同,可以将人的学习分为三种不同的类型,它们是机械的学习、示教的学习以及自适应的学习。自适应学习通常是指给学习中提供相应的学习的环境、实例或场域,通过学习者自身在学习中发现总结,最终形成理论并能自主解决问题的学习方式。1、分类自适应学习,又可以分为:(1)发现学习。提供的学习材料是一些未经分类的事例或未经整理的经验数据,学习者的任务是从这些事例或数据中发现概念或规律。(2)解释学习。提供的学习材料是一个概念、该概念的一个例子和有关规则,学习者的任务是首先构造一个解释,说明给出的例子为什么能满足概念,然后将解释总结为概念。(3)例中学。即通过考察实例进行学习。根据学习任务的不同,这种学习有两种情况:一是提供某个概念的一系列正例和反例,学习者的任务是通过归纳推理,产生覆盖所有正例并排除所有反例的概念的一般描述;二是提供一个或几个有详细解题步骤的例题,学习者的任务是考察并理解这些例题,并通过类比学会解决其他类似问题。(4)做中学。即通过解决具体的问题进行学习。在这种学习方式中,提供的学习材料是一系列的问题,学习者的任务是利用已经学会的知识解决这些问题,从而学会解决其他类似问题。2、产生式人们一般将产生式描述为“条件动作”对。简单说明:规则1:如果是红灯,那么停下来等。规则2:如果是绿灯,那么穿过马路。我们可以把人类解决问题的知识看作一系列产生式规则,人一旦获得这些产生式规则,就能有效解决相应问题。这里要特别注意对“条件”、“动作”的理解:条件既可以是外界的某种刺激形式,也可以是短时记忆中存储的信息,除外部动作外,还包括对短时记忆中的内容所进行的内部操作。在学习中,动作主要指内部的心理操作。我们把产生式的条件部分进一步分为外部条件和内部条件,并描述了人解决问题的过程:外部信息作用于感觉器官,形成映像,再与人脑中存储的产生式系统相互作用,通过信息的检索与整合,激活有关的产生式,达到对条件的识别,进而产生动作。产生动作之后,反馈到产生式系统,进一步对其评价与校正,并存储到产生式系统。从中可以看到,要解决好问题,人就需要构建好产生式系统,其中关键是对产生式条件部分的识别。因此,要特别注意对条件部分的学习。2、资料链接 “自适应学习”开创于20世纪80年代,其诞生凝聚了中国科学院心理研究所认知心理学家朱新明教授的心血,在教育界开创了素质教育的先河。人的自适应学习示例学习的理论与实践(朱新明李亦菲朱丹著,中央广播电视大学出版社1998年出版)得到国家科学技术出版基金的资助。在这部专著中,朱新明等提出了自适应学习的“条件建构优化理论”,系统阐述了人通过示例学习获取知识与技能的信息加工过程。2000年,“自适应学习的认知建模”获中国科学院自然科学二等奖,诺贝尔奖得主、认知科学和人工智能的创始人之一西蒙指出,这项研究成果“对认知心理学和学习理论做出了重要贡献”,并将它向美国、日本、前苏联以及中国智能计算机高技术代表团等发布。在实践应用方面,朱新明等提出了以样例引路,以问题解决为手段,以建立产生式为核心的示例演练学习方法,并将这一方面应用到几何、代数、物理等领域的学习。1993年9月,由朱新明和西蒙(中文名:司马贺)编写的初中数学示例演练试验教材正式出版,在我国的一些学校进行教学试验。目前,这一实验逐步扩展到21个省市的数百所学校。为了充分挖掘和发挥自适应学习理论的应用价值,在中国科学院心理研究所205课题组的支持下成立的“西蒙教育研究中心”,申报全国教育科学“十五”规划课题“科学学习的认知过程及高技术支持的科学教育”,获得批准。本课题主要定位于两个方面:一是研究中小学生科学学习的认知过程,并利用研究成果开发高质量的学习资源,支持和促进教学改革;二是研究高技术支持下的科学教育方法,充分发挥现代信息技术对学科学习和教学的促进作用。自适应学习平台会引导学生进行最适合他自己的下一步学习内容和活动,并当学生在学习中遇到困难时,课程的难度会自动降低。老师也可以使用它的实时预测技术来监测每个学生的知识空白,即时调整,为每个学生提供个性化教学。1国外自适应学习技术已经相当成熟,而国内相关公司在自适应的技术上却还处于萌芽状态。一些公司只能提供错题本;个别产品虽然应用了一些相对更为复杂的逻辑,但却不提供真正意义上的教学,因而不适合学习新的知识点,尤其是比较难的知识点。此外,学生在学习过程中不可避免地会有大量问题,而目前国内的相关产品除了一些基本的解析以外,并没有很好的方法来为学生讲解答疑。七、虚拟现实增强(AR)增强现实(Augmented Reality,简称 AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。1、技术原理AR汽车展增强现实技术,它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实技术,不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来,两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中,用户利用头盔显示器,把真实世界与电脑图形多重合成在一起,便可以看到真实的世界围绕着它。增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下,不同于人类可以感知的信息。2、主要特点AR系统具有三个突出的特点:真实世界和虚拟世界的信息集成;具有实时交互性;是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。3、组成形式一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的,常用的有如下三种组成形式。Monitor-Based在基于计算机显示器的AR实现方案中,摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中,与计算机图形系统产生的虚拟景象合成,并输出到屏幕显示器。用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。它虽然简单,但不能带给用户多少沉浸感。Monitor-Based增强现实系统实现方案如下图所示。Monitor-based增强现实系统光学透视式头盔式显示器(Head-mounted displays,简称HMD)被广泛应用于虚拟现实系统中,用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术,这就是在AR中广泛应用的穿透式HMD。根据具体实现原理又划分为两大类,分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。光学透视式增强现实系统实现方案如下图所示。光学透视式增强现实系统光学透视式增强现实系统具有简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点,但它同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等不足。视频透视式视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD),实现方案如图5所示。1视频透视式增强现实系统3、应用领域编辑AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域,诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用,而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性,在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域,具有比VR技术更加明显的优势。* 医疗领域:医生可以利用增强现实技术,轻易地进行手术部位的精确定位。* 军事领域:部队可以利用增强生活中的AR现实技术,进行方位的识别,获得实时所在地点的地理数据等重要军事数据。* 古迹复原和数字化文化遗产保护:文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者,用户不仅可以通过HMD看到古迹的文字解说,还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。* 工业维修领域:通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户,包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。*网络视频通讯领域:该系统使用增强现实和人脸跟踪技术,在通话的同时在通话者的面部实时叠加一些如帽子、眼镜等虚拟物体,在很大程度上提高了视频对话的趣味性。* 电视转播领域:通过增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信息叠加到画面中,使得观众可以得到更多的信息。* 娱乐、游戏领域:增强现实游戏可以让位于全球不同地点的玩家,共同进入一个真实的自然场景,以虚拟替身的形式,进行网络对战。* 旅游、展览领域:人们在浏览、参观的同时,通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料,观看展品的相关数据资料。* 市政建设规划:采用增强现实技术将规划效果叠加真实场景中以直接获得规划的效果。国内比较权威的增强现实学者是北京理工大学光电工程系的王涌天教授国内首次将这项技术应用到普通生活中,是在苹果的AppStore上发布的一款免费的叫作出行百科(增强现实版)XINGWIKI的软件。记事帖,人们希望将来可以很方便的在不同地点获得同样的媒体和信息,并且是跨越不同的设备上获得-从PC到手机,从投影仪到头戴式显示器。怎样能为用户提供一致的和方便易行的方式来让他们和对他们而言很重要的信息和媒体进行交互,看以下的图你就明白了,你所能操作的界面已经不再是那一块小小的电脑屏幕了,而是延伸到了更大的空间里,并且可以依据人们最为简便的方式随意的记录下你某一时刻突然迸发出的灵感。4、发展历史编辑增强现实显示器,将计算机生成的图形叠加到真实世界中。自从二十世纪七十年代早期,Pong进入电子游戏厅以增强现实来,视频游戏走进我们的生活已经有30多年了,但是一直局限在屏幕中的2D世界中,而增强现实这一新技术的到来,将通过增强我们的见、声、闻、触和听,进一步模糊真实世界与计算机所生成的虚拟世界之间的界线。从虚拟现实(创建身临其境的、计算机生成的环境)和真实世界之间的光谱来看,增强现实更接近真实世界。增强现实将图像、声音、触觉和气味按其存在形式添加到自然世界中。由此可以预见视频游戏会推动增强现实的发展,但是这项技术将不仅仅局限于此,而会有无数种应用。从旅行团到军队的每个人都可以通过此技术将计算机生成的图像放在其视野之内,并从中获益。增强现实将真正改变我们观察世界的方式。想像您自己行走在或者驱车行驶在路上。通过增强现实显示器(最终看起来像一副普通的眼镜),信息化图像将出现在您的视野之内,并且所播放的声音将与您所看到的景象保持同步。这些增强信息将随时更新,以反映当时大脑的活动。在这篇文章中,我们将了解这项未来技术、其技术构成以及如何使用该技术。Ingress 是全球最受欢迎的增强现实APP。6、工作原理编辑移动式增强现实系统的早期原型增强现实的基本理念是将图像、声音和其他感官增强功能实时添加到真实世界的环境中。听起来十分简单。而且,电视网络通过使用图像实现上述目的不是已经有数十年的历史了吗?的确是这样,但是电视网络所做的只是显示不能随着摄像机移动而进行调整的静态图像。增强现实远比您在电视广播中见到的任何技术都要先进,尽管增强现实的早期版本一开始是出现在通过电视播放的比赛和橄榄球比赛中,例如Racef/x和添加的第一次进攻线,它们都是由SporTVision创造的。这些系统只能显示从一个视角所能看到的图像。下一代增强现实系统将显示能从所有观看者的视角看到的图像。在各类大学和高新技术企业中,增强现实还处于研发的初级阶段。最终,可能到这个十年结束的时候,我们将看到第一批大量投放市场的增强现实系统。一个研究者将其称为“21世纪的随身听”。增强现实要努力实现的不仅是将图像实时添加到真实的环境中,而且还要更改这些图像以适应用户的头部及眼睛的转动,以便图像始终在用户视角范围内。下面是使增强现实系统正常工作所需的三个组件:1.头戴式显示器2.跟踪系统3.移动计算能力增强现实的开发人员的目标是将这三个组件集成到一个单元中,放置在用带子绑定的设备中,该设备能以无线方式将信息转播到类似于普通眼镜的显示器上。让我们分别来了解这个系统中的每个组件。7、实际应用编辑这项技术有数百种可能的应用,其中游戏和娱乐是最显而易见的应用领域。可以给人们提供即时信息的不需要人们参与任何研究的任何系统,在相当多的领域对所有人都是有价值的。增强现实系统可以立即识别出人们看到的事物,并且检索和显示与该景象相关的数据。:维修和建设增强现实可以将标记器连接到人们正在施工的特定物体上,然后增强现实系统可以在它上面描绘出图像。军事军队数十年来一直在设计使用增强现实,美国海军研究所已经资助了一些增强现实研究项目。国防先进技术研究计划署(DARPA)已经投资了HMD项目来开发可以配有便携式信息系统的显示器。其理念在于,增强现实系统可以为军队提供关于周边环境的重要信息,例如显示建筑物另一侧的入口,这有点像X射线视觉。增强现实显示器还能突出显示军队的移动,让士兵可以转移到敌人看不到的地方。即时信息旅行者和学生可以使用这些系统了解有关特定历史事件的更多信息。想像行走在美国内战的战场上,并且在头戴式增强现实显示器上看到重现的历史事件。它将使您沉浸在历史事件中,有身临其境之感,而且视角将是全景的。游戏增强现实,可以将游戏映射到周围的真实世界中,并可以真正成为其中的一个角色。澳大利亚的一位研究人员创作了一个将流行的视频游戏Quake和增强现实结合起来的原型游戏。他将一个大学校园的模型放进了游戏软件中。8、国内现状作为新型的人机接口和仿真工具,AR受到的关注日益广泛,并且已经发挥了重要作用,显示出了巨大的潜力。AR是充分发挥创造力的科学技术,为人类的智能扩展提供了强有力的手段,对生产方式和社会生活产生了巨大的深远的影响。随着技术的不断发展,其内容也势必将不断增加。而随着输入和输出设备价格的不断下降、视频显示质量的提高以及功能很强大但易于使用的软件的实用化,AR的应用必将日益增长。AR技术在人工智能、CAD、图形仿真、虚拟通讯、遥感、娱乐、模拟训练等许多领域带来了革命性的变化。总体来讲,增强现实在中国处于起步阶段,许多虚拟现实领域的企业已经开始专注于“增强现实”的研发和应用。比如中视典数字科技研发的VRP12.0就集成了增强现实的功能。城市镜头是国内首款聚合了目前移动互联最新AR(增强现实)技术的智能手机应用。并致力打造全新的城市导游、导览、导购,景点与游客、商户与用户无缝链接全新的移动互联多资源整合平台。举起爱机,面向要去的方向。整街商铺、公共设施悉数罗列。摄像头实景展现功能,让您看到、听到、闻到,给您身临其境,新奇有趣的导航体验。换个方向,又是完全不同的搜索结果,所谓“城市镜头手机中,前后左右铺不同

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