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1.1 不重視、無系統的培訓計劃
(1)院校方面:近年來各院校都開展了教師計算機教育技術培訓,但培訓內容多數都以基本操作為主,沒有更深入的系統的培訓計劃。有的院校受經濟條件的影響,計算機教育軟硬件投入不足,教師上機實踐得不到保證,培訓后的效果差,極大地打擊了學校和參訓教師的積極性,嚴重影響了計算機教育技術的實現。有的院校購置了一定的計算機教育設備,但由于種種原因沒有充分利用,沒有把計算機教育技術這門課程保質保量地上好。
(2)教師方面:多數教師由于沒有充分認識到計算機技術的教學應用潛力與優勢,沒有積極參加計算機教育技術培訓更談不上將計算機技術整合在學科教學實踐中。
1.2 師資匱乏,培訓質量不高
受培訓時間、經費等多方面因素的影響,多數院校的教師計算機教育技術培訓都采用以學校為培訓基礎的“校本培訓”形式,由此加重了計算機教師的教學任務,使得本來就很緊張的計算機師資更加匱乏,嚴重影響了培訓質量。
1.3 時間沖突、培訓效率低
計算機教育技術培訓的對象為各學科的任課教師,培訓時間難免會與教師的授課時間沖突,大部份教師難以完成整個培訓計劃。有些培訓對象是學校的部門領導或學科代表,他們對學習計算機教育技術的興趣非常大,因為工作忙,教學任務重,有時無法參加培訓班的學習。時間上的沖突,大大降低了培訓效率,嚴重影響了培訓效果。
1.4 培訓內容難以推陳出新
計算機教育技術課程的教學內容除了計算機基本知識之外,還應不斷跟蹤計算機發展的最新技術和發展動態及時地把一些相關的新知識、新信息穿插在整個教學內容中。目前各院校由于上述種種原因影響了培訓進度,使得培訓內容無法及時地推陳出新。
2提高教師計算機教育技術的幾點思考
2.1 提高認識、加大投入、重視培訓
要充分認識到運用現代教育技術教學是提高教學質量、發展教育、深化教育改革、實施素質教育不可或缺的方式。計算機教育技術的發展離不開硬件和軟件環境的建設,需要大量的資金投入,計算機教育環境的改善只靠學校投資是遠遠不夠的,要加大政府投資的同時廣泛吸收和綜合社會上的資源。計算機是一門發展速度快、實踐性強的應用型課程,要充分利用現在的軟硬件資源加大培訓力度以適應計算機技術的飛速發展。
2.2 加強師資隊伍建設、提高培訓質量
計算機是一門與時俱進的開拓性的學科,知識的更新速度快,這就要求計算機教師除了要具備一般教師的職業道德素養外,還要具有探索和創新的專業素養。
師資隊伍建設是教學質量得以保證的關鍵。開展計算機教育技術培訓要有一支積極鉆研、勇于探索、開拓創新、樂于奉獻的教師隊伍,計算機教師應當加強自身修養、樹立終身教育、終身學習的觀念。學校應該盡量為計算機教師創造培訓、進修、交流、觀摩教學等各種形式的學習機會,全面提高計算機教師的業務素質和教學水平。
2.3 多種培訓方式并用
2.3.1 分時段培訓
由于參訓教師擔負著繁重的教學任務,很多時候不能按時參加培訓,我們可以在多數教師無教學任務的時候進行集中培訓,對不能及時參加培訓的教師再進行分散培訓,以盡量保證每位教師都能完成系統的培訓。
2.3.2 分階段培訓
隨著信息技術的飛速發展和計算機應用的普及,教師計算機應用的水平在不斷提高同時也顯現出較大的層次差別,我們可以根據教師自身的實際情況,本著“學以致用”的原則,分階段對教師進行培訓,基礎差的教師通過初級培訓后可以據其情況和要求進入高一階段的培訓。經過分階段的培訓,不同程度的教師經過各階段的培訓循序漸進地掌握計算機知識,從而達到因材施教的目的。由于參訓教師在不同時期不同階段進行學習,使用計算機的需求是不同的,加上計算機發展較快,我們還可以根據參訓教師的需求和計算機的發展變化,及時調整培訓計劃。
2.3.3 校內外結合
對教師進行計算機教育技術培訓可以 “校本培訓”形式,這樣有利于調動教師的主動精神,有利于校內教育資源的開發,促進教師的共同發展,有利于校內信息化基礎設施和教學資源的充分利用,減少培訓的成本,提高培訓的實效。鑒于培訓時間的沖突、教師計算機水平不一、計算機教師自身教學任務繁重等多方面原因,可以視學校及教師本身的情況選擇校外培訓。教師到各地教育中心的研修機構、研究機關以及開放大學學習,不但可以自主選擇計算機培訓時間及內容,加大了交流面,還極大地提升了他們學習計算機的熱情,培訓效果顯著。
2.3.4 大力推行網絡化教學、實現自主學習的目標
人類已經進入了信息社會,教育將不再只是向學生傳授知識和技能,而是讓學生學會獲取知識的方法,達到終身受益的目的。當前互聯網技術日趨成熟,人們的生活、工作和學習與網絡密不可分,利用豐富的立體化的網絡教育資源,積極開展網絡教學,使教師由被動學習轉變為在網絡平臺上隨時進行的主動學習,才能真正實現教師計算機教育技術培訓的自主學習目標。
2.4“以人為本”激發教師的學習熱情
2.4.1 教學內容“以人為本”
計算機教育技術內容具有覆蓋面廣、難度不一的特點,而參訓教師的計算機基礎和興趣愛好都各不相同,在安排培訓計劃時可以根據教師的興趣愛好開設豐富多樣的培訓內容以供教師選擇。通過“以人為本”的方式激發教師的學習興趣。
2.4.2 專用機房隨時供教師使用
計算機是一門實踐性很強的課程,上機操作是不可缺少的重要環節,有條件的學校可以開設教師專用機房并實施開放管理,為教師提供自由上機的學習環境,使教師有時間和機會接觸更多的新知識、新技術,以提高教師的自學和創新能力。
3建立激勵機制促進教與學雙向發展
激勵是調動教師積極性的有效手段與途徑。適當的激勵機制可以營造積極、和諧的學習氛圍,讓教師在良好的氛圍中去創造、創新和發展,學校才能培養出基礎更扎實、知識更面寬、創新力更強的高素質教師隊伍。經過系統全面、高質量計算機教育技術培訓的教師往往能夠較好地將計算機教育技術運用到教學中,生動了教學內容、豐富了教學方法、提高了教學質量,激發了學生的學習熱情,收到了較好的教學效果。通過運用不同的激勵方法,并注意適當適時的具體情況,創造條件以激發教師,調動他們的積極性和創造性,實現學校發展與教師自身發展的統一,達到提高學校教育質量、促進教與學雙向良性發展的目的。
4靈活適度的考核促進人力資源開發
培訓結束前對培訓對象進行公正透明、靈活適度的考核,讓教師對自己的培訓成果有一個比較明確的自我認知,其目的在于促進人力資源開發,即對教師的計算機教育技術應用做出恰當的評價,并根據其水平提出相關培訓建議。
參考文獻
關鍵詞: 高校教師教育技術再培訓
當前,信息時代對教育提出的挑戰,使教育技術在現代教育體系中起著不可替代的作用。作為利用現代化教學手段,培養新世紀人才隊伍的重要基地,高校所面臨的任務尤其艱巨。而要對學生進行相關的教育,首先就要對高校教師進行教育技術的理論和實踐培訓。自教育部將1999年定義為“現代教育技術年”以后,教育技術在大學教育教學中如何廣泛應用、靈活應用、最好應用的問題,已日益緊迫地擺到我們面前。
“教育者必先受教育”,定期的教師培訓是提高教師教育技術素養的重要途徑。徐州師范大學是江蘇省在這方面開展得比較早、比較深入的學校之一,該校從1999年就開始進行教師教育技術培訓的探索,并于2002年初發文實行 “45歲以下教師教育技術全員培訓工程”,同時大幅度增加多媒體教室的數量,多批次資助多媒體課件制作、多媒體課程建設項目,使得該校的教師教育技術培訓工作取得很大進展。截至2009年7月,已經有1180多名教師報名參加該工程的初級培訓班,940多人通過考試拿到江蘇省高校教育技術培訓中心頒發的合格證書。多數教師已經知道基本的教育技術理論知識,學會獨立進行課堂演示型的多媒體課件制作。可以說,“廣泛應用”這個目標,已經在該校基本達到。
但實踐表明,即使是進行了如此大面積且有效的培訓,大多數教師與科學、靈活地運用教育技術的目標仍然存在一定距離。如何進一步提高教師理解和運用教育技術的能力,有效地進行教師的個性化再培訓是目前教師教育技術培訓工作的一個難題。筆者通過長期的調查研究認為,主要可從以下幾個方面著手解決。
一、通過CAI輔助教學錄像比對,消除抵觸情緒
要繼續深化教師教育技術培訓,首先是讓廣大培訓對象認識其必要性,特別是那些在初級培訓班中表現突出,認為所學到的知識已經完全滿足教學應用的教師。這些教師有的把講稿完全電子化,制作成電子書本;有的將自己的課堂演示做成讓人眼花繚亂的多媒體藝術T型臺,美輪美奐的界面、音樂、圖案背后,科學的教學系統設計、學生要學習的內容被冷落;有的將多媒體和教學內容結合得比較好,但是在授課的過程中卻把全部注意力都放在計算機屏幕上,忽視了學生。
因為視角的原因,這些教師不僅不能意識到自身存在的不足,反而有著盲目的自信,認為自己的課堂已經是比較完美的多媒體輔助教學了,所以對提高性的再培訓有比較大的抵觸情緒,認為這種培訓完全沒有必要,是“折騰人”。對于這些教師,勸導、旁敲側擊的效果總是不理想,建議通過直觀的教學錄像比對,讓他們直接看到自身的差距。
在進行個性化再培訓之前,要求認為自己有資格免培訓的教師進行CAI輔助微格試講,讓他們觀看自己的試講錄像,并和錄像網絡資源庫中的全國、省級優秀課堂教學參照錄像進行比對,只有合格并通過考試委員會復核才可以直接頒發合格證書。在以一個聽講者的角度看到自身在實際教學中存在的差距和不足之后,參加培訓的緊迫感會激發這些教師學習的主動性和積極性。
二、采取教育技術培訓“學分制”,健全課程選修平臺
在經過初級教育技術培訓之后,受訓教師往往認識到自己在技術上的差距,而沒有感覺到在教育理論上的落后;在制作多媒體課件的過程中,大多數教師往往是憑借經驗和感覺來進行,并沒有經過科學的規劃和細致的設計工作;在計算機輔助授課工作中,他們在知識信息化整合過程中,對于知識點如何拆分,轉化成何種多媒體信息類型、要轉化的程度等方面缺乏經驗,并且很不耐煩進行這方面教學信息的詳細設計工作。
教育技術培訓注重的是理論和實際兩個方面的結合,而不僅是純技術工具的介紹。這就要求教師不但要對所教內容有深刻的理解,而且要結合教育理論使教學設計科學化。由于學科的差異,教師對于學習的需求和興趣也有很大差異,采取原來的大一統,大班集體上課的方式明顯已經不能滿足教學的需要。
針對上述在教師中普遍存在的運用教育技術的三種弊端,我們認為可以參照目前高校的學生選修課程制度,分別開設以下四類選修課程:1.教育技術理論類,包括教學設計、教育技術研究方法、學與教的心理學、建構主義學習理論等課程;2.開發平臺類,包括Authorware、Flash、PowerPoint、幾何畫板、物理實驗室、Xml等;3.資源編輯類,包括Photoshop、3Dmax、超級解霸等;4.藝術修養類,包括音樂美學、平面設計學、色彩學、空間設計理念等,每類課程可以選修其中一種以上,考核合格后獲得相應學分,積累學分達到規定分數即完成培訓任務,獲得高級培訓班合格證書。
在技術類課程的學習中,應該注意到參加學習教師的知識水平,所講授的每門課程的相應深度,而且在教學中應遵循簡單、實用,不貪多、貪高等基本原則。
三、建立培訓師資庫,引導學員使用教學素材資源庫
一般來說,往常的教師教育技術培訓,一般都是由教育技術中心或者教育技術系的教師擔任授課教師,其他專業、系科的教師作為被培訓對象。這種師資模式在初級培訓班,即以掌握基本理念和基礎軟件開發技術為主要目的的培訓中是適用的,但是,在進行強化班、高級班的培訓工作,采用學分制培訓方式,開設多個選修課程以后,僅僅依靠原來的培訓教師是遠遠不夠的。
要解決這個問題,必須在更大范圍內發現人才,建立培訓師資庫。師資庫的選擇范圍除了原來的授課教師外,還應該包括教育、計算機、音樂和美術類的教師,只要是擅長某門選修課程教學內容,有一技之長的教師,都可以納入培訓師資庫,擔任培訓班某個單元的教學工作。培訓師資并沒有免除被培訓的特權,他們既是某門課的授課教師,又是其他課程的學員,同樣要積累學分通過考試。通過這種發揮長處、互通有無的教學方式,學員接觸到的教學風格更加多樣化,學習到的內容更加實用和豐富,而原有的授課教師也可以得到全面的發展和提高。
教師要合理使用教育技術,對教育資源的收集、整理和制作是必不可少的。但是僅僅只做一名資源收集者是遠遠不夠的,還和個人性格、教學特點緊密關聯,而在教學實踐活動中發現、總結、整理和加工的隱性資源同樣重要。不同的教師有獨特的教學習慣和對學科內容的理解與把握,教師要想把性格特點和學科內容進行有機結合,合理使用信息,就必須創造屬于自己的教學資源,建立起適合個性化的教學資源庫,包括媒體庫、題庫、教學設計方案庫、參考文獻庫、網絡資源庫等,這樣才能在教學中如魚得水。
四、深化同專業教師小組交流,建立新型人機關系概念
協作學習是教育界提倡的學習模式,它有助于培養學習者的合作精神和協同解決問題的能力。但是作為學習的提倡者,高等學校的教師,特別是沒有配套學科助手的中青年教師和非師范院校出身的教師,由于工作性質和時間的關系,大多仍以自我為中心進行教學科研工作,很少見面和交談,又由于個性、學習經歷等原因,造成相互之間的教學理念和方法的重大差異,這種差異尤其體現在教育技術的運用方面。
信息社會的網絡平臺使教師間的協作交流成為可能。因此,我們倡導開展教師中,特別是同學科背景的教師之間開展相互聽課和廣泛的網上交流,并要求他們歸納討論的心得,并將其引入參加培訓學員的評分體系。教師們借助Email、MSN、學校BBS上相關學科論壇等方式,加強教學經驗、學科教學改革等方面的交流,交流的內容包括“本專業網絡精品課程的講授、方式、效果學習”、“授課內容中哪些部分應該用計算機輔助體現”、“課堂講授中間如何處理和計算機的關系”、“如何查找所需的信息”、“如何引導學生進行研究性學習、自主學習和協作學習”等。特別在是否、何時、如何使用計算機多媒體教學手段,如何把握教學者和計算機的關系等問題上要加強討論。
通過交流,這些教師認識到:作為教學活動的組織者和學生學習的引導者,教師在教學過程中的肢體語言、感染力和人格魅力是計算機手段所不能替代的。但是,由于人體功能的局限性,很多教學內容是教師所不能模仿,或采用常規教學媒體所不能實現的,這時候,計算機形象、科學的仿真又大大優于人體,“人”、“機”之間是為了教學效果服務的新型關系。所以,信息時代的新型教師,作為高等教育的傳播者,必須盡快轉變傳統的教學觀,與社會的發展同步,不但應該具備良好的個人素質和深厚的專業知識,更應該具備教育技術意識和掌握教育技術方法。
五、開展電子教案交流展示,鼓勵知識的整合創新
參訓教師從參加培訓之日起,就要一邊學習計算機軟件、教育理論,一邊構思、制作、完善他們的電子教案,這樣他們的教案就會日益完善。在培訓結束時,讓他們將教案收集起來,進行演示交流,有助于他們認識自己的長處和不足。
隨著信息技術的飛速發展,把信息技術與學科知識進行整合已成為目前教學改革的發展趨勢。在培訓中,我們應注意改變原來那種單向傳播、灌溉式的被動培養人才模式。在信息技術飛速發展、網絡資源豐富多彩的今天,教師必須重新認識與調整自己在教學活動中的角色和作用,努力使自己成為學生學習的組織者和導航者,這對發展學生的主體性、創造性和培養學生創新精神和實踐能力具有重要意義。
信息時代,教師教育技術素養的高低,直接關系到素質教育、創新教育的成敗。在教師教育技術培訓中引入個性化學習體系,正是為了強化教師的自主探索精神,打造新時代有獨特個人視角和媒體應用觀的“新教師”,并通過他們將這種體驗傳遞給學生,從而培養學生的探索意識和創新能力,達到引導學生科學學習的目的。
參考文獻:
[1]邁諾爾夫?迪爾克斯等.組織學習與知識創新[M].上海人民出版社,2001.
本人概況
姓名:×××
性別:男年齡:23歲 民族:××
政治面貌: ×× 學歷(學位):學士專業:計算機科學與技術 聯系電話:888889999999
手機: 13×879875414512 聯系地址1:***大學計算機科學與信息工程系2000級計本1班(73*****) 聯系地址2: EmailAddress: 求職意向 大中型網絡設計、組建、維護及網絡安全 軟件開發及軟件測試 與專業相關的或能發揮本人特長的相關工作 教育背景 2000年---2004年*大學獲計算機科學與信息工程系學士學位 另:其他培訓情況 2002年11月獲CiscoCertifiedNetworkAssociate(CCNA)國際認證 2003年8月參加北大瑞通IT技術培訓學校思科CCNP培訓 2003年11月參加Chinitlab網校CIW網絡安全分析師培訓 專業特長 精通網絡設計、維護及其網絡安全 熟練路由器、交換機的操作和應用 擅長計算機軟件開發,VC++、Java、C編程語言 熟悉各種網絡協議,特別是TCP/IP協議棧 對非視窗版操作系統RedHatLiuux、關系型數據庫SQL有一定了解 實習經歷 2001年暑期在物價局實習,負責計算機維護和文字處理 2002年暑期在毅誠商貿有限公司實習,負責網絡維護 2003年暑期參加全國大學生數學建模比賽 2003年暑假在寬網吧屋網吧打工,負責網絡建設、維護及網絡安全 2004年3月-4月在北京寬帶生活技術發展有限公司實習,用VC負責H.264標準流媒體播放軟件開發工作,個人能力和吃苦耐勞的品質得到公司領導們的肯定和贊賞 本人性格 溫和、謙虛、自律、自信、踏實肯干、吃苦耐勞 最重要的是能力,相信貴公司會覺得我是此職位的合適人選! 期盼與您的面談!
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR,又譯作靈境、幻真)是近年來出現的高新技術,也稱靈境技術或人工環境。虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身臨其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。
虛擬現實是一項綜合集成技術,涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等領域,它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺,使人作為參與者通過適當裝置,自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時,計算機可以立即進行復雜的運算,將精確的3D世界影像傳回產生臨場感。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果,是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。
概括地說,虛擬現實是人們通過計算機對復雜數據進行可視化操作與交互的一種全新方式,與傳統的人機界面以及流行的視窗操作相比,虛擬現實在技術思想上有了質的飛躍。虛擬現實中的“現實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環境,它可以是實際上可實現的,也可以是實際上難以實現的或根本無法實現的;而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此,虛擬現實是指用計算機生成的一種特殊環境,人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環境中,并操作、控制環境,實現特殊的目的,即人是這種環境的主宰。
2.虛擬現實技術主要的應用領域
現在虛擬現實技術主要應用在軍事與航天工業、室內設計、房產開發、工業仿真、應急推演、文物古跡、游戲、Web3D/產品/靜物展示、道路橋梁、地理、教育、虛擬演播室、水文地質研究、維修等方面。
3.虛擬現實技術應用于煤礦工作中的國內外研究現狀
3. 1 國外虛擬現實技術應用到煤礦工作中的研究現狀
在國外,虛擬現實技術應用到煤礦及其生產系統的設計和規劃、采掘工作面、礦井災害的模擬、煤礦安全生產培訓等方面。
美國賓夕法尼亞大學開發了虛擬現實礦工培訓系統。該系統允許用戶在虛擬工作面上檢查工作面的故障隱患,如頂板支護是否合理,查看工作面設備是否正確放置,以及應該采取哪些措施。應用該系統可以培訓礦工的安全意識。
德國DMT大學開發的礦井決策模擬系統STMBERG,是采礦專業學生的訓練軟件。該軟件包括地質、開采設計、工作面狀況等方面的簡化條件,學生可以進行決策和管理。
3. 2 國內虛擬現實技術應用到煤礦工作中的研究現狀
國內在虛擬現實研究方面則是剛剛起步,在煤礦中虛擬現實技術主要應用在重大事故調查事故分析中。如陜西某礦發生的特別重大瓦斯爆炸事故,開發了煤礦瓦斯爆炸及火災事故虛擬現實系統,并成功應用于對該礦事故的調查分析,利用粒子系統和動態文理技術表現瓦斯爆炸、火災,形象地顯示了復雜的事故過程和發生原因。目前,中國礦業大學和DMT-TFH合作,已將STMBERC應用于真實礦井中。
4.虛擬現實技術在煤礦安全生產中的應用
虛擬現實技術在煤礦的應用,既屬于危險環境下的操作,也屬于CAD、教育和培訓的范疇。虛擬現實技術為煤礦安全生產、優化設計和礦工技術培訓等提供了一種更為有效的手段。
4. 1 礦井開采模擬
采掘工作面是煤礦安全生產的最前線,安全生產矛盾最為集中、安全條件最差、作業人員最多、設備集中、空間狹窄、工作行走受限,是頂板、瓦斯、煤塵、火災等災害的多發地點,也是系統最復雜的地方。采掘工作面的虛擬實現不僅包括靜態的虛擬環境(如頂板、巷道、地板等),還要包括動態的可交互的虛擬實體(如采煤機、掘進機、液壓支架等)。系統創造的這一三維環境與現實中的房柱式開采情況極為接近,無論是采礦作業過程,還是工藝設備的運行都如同是現場拍攝。更有意義的是操作人員可與這一系統進行交互作用,可以在任意時刻穿越任何空間進入系統模擬出的任何區域,通過計算機屏幕顯示出所視空間的采礦作業情況,如設備當前位置和運行狀況,設備運行的時間、產量、設備間的距離等動態信息。這種模擬超過之前以任何方法建立的模型所達到的效果。應用虛擬現實系統可以通過對不同型號設備、不同開采參數下的生產系統進行動態模擬,從而達到優化生產系統的目的。顯然,這類系統還可用于礦井開采計算機輔助設計、生產監控、管理和技術培訓等方面。
4. 2 煤礦人員技術培訓
在礦業領域可以借助虛擬現實系統虛擬井下各種復雜的作業環境,供采礦工程專業的學生實習訓練,這樣既可以降低實習費用,又可縮短教學時間,讓更多的人接受高等教育,同時還可對井下工人進行上崗前的操作及安全教育培訓。如虛擬井下的各種工況及險情,使被訓練者身臨其境地去體驗,并學會采取有效的應急措施去處理各種險情,以提高人員素質,消除事故隱患。
諾丁漢大學AIMS研究室應用虛擬現實技術開發的房柱式開采模擬系統VR-MINE、蓄電池機車模型、露天礦單斗卡車工藝生產系統等可分別用于相應環境下工作人員的培訓。如用于露天礦卡車司機及相關人員的培訓的露天礦卡車模擬器,該模擬器除采用一般的VR模擬系統硬件及軟件進行人機交互外,還可通過方向盤、加速器和剎車板控制屏幕上卡車的運行,猶如駕駛真正的卡車一般。當受訓者操作這些硬件時,面對的計算機屏幕或投影大屏幕上呈現出一個三維的真實直觀的露天礦作業環境,包括聲音、甚至煙霧,如同駕駛著一輛真實的卡車運行在露天礦的礦坑內,無論是駕駛的卡車本身,還是環境中運行的其它設備,均按照受訓者的操作或依據系統間的動態關系運行。比如,受訓者操作出錯時,同樣會造成撞車或從臺階滾落下去的事故。顯然,這種培訓手段使人與環境結合起來,通過人機交互使受訓者產生身臨其境的感覺并達到或超過以往其它任何培訓形式所能產生的效果。
4. 3 煤礦設備的虛擬設計和制造
虛擬現實技術用于大型設施、設備的設計和制造已有許多成功的實例。把虛擬現實技術用于對煤礦新設備的設計方案進行可視化的性能評估,則更顯示出虛擬現實技術的優勢。由于井下場地狹窄,環境惡劣,因此對井下設備的設計、運行、維修都提出了很高的要求。煤礦設備的虛擬設計和制造,其意義不僅僅是節約資源和時間,而是完成在地面或在常規條件下無法進行的工作。例如采煤機虛擬設計中,設計人員不必等到樣機制造出來,再去修改其中不理想、不合理的部分,因為虛擬現實系統可以容納他們“進入”計算機中的三維空間圖像,借助多種交互手段直接對采煤機的設計進行觀察、討論和修改,從而大大縮短設備的研制周期,節省研制費用。
4. 4 應用虛擬現實技術進行礦井事故調查和研究
應用計算機繪圖和虛擬現實技術可以快速、有效地以一系列三維圖像在計算機屏幕上再現各種事故發生的過程,事故調查者可以從各種角度去觀測、分析事故發生的過程,找出事故原因,包括系統設計和現場人員的動作行為。同時通過交互式地改變這虛擬模型中環境的參數或狀態,從而防止其它與此相關的潛在事故的出現。
礦井火災和瓦斯爆炸是井下工作人員所面臨的主要災害。計算機技術的高速發展使得在災變條件下復雜的通風網絡快速解算成為可能,從而指導井下火災發生時正確地控制風流,確保井下工作人員安全撤出,防止火災和有害氣體、煙塵等的蔓延。
AIMS的研究人員目前正致力于礦井火災VR系統的開發。該系統通過模擬某個真實的礦井作業環境,并結合網絡分析和CFD模擬的結果,可以逼真地展示出火災或爆炸發生的動態過程。除了模擬火煙彌漫狀況外,該系統還可通過人機交互作用顯示出人為因素,如反風、滅火措施等對整個通風網絡的影響。此類系統的開發,無疑可以廣泛地用于礦井火災的防治、救災和人員培訓等方面。
4. 5 虛擬現實技術應用在煤礦防治水工作中
利用虛擬現實技術的三維可視化功能可以真實的再現地下含水層和隔水層的分布、含水層的厚度空間的變化情況。以往工作中,通過剖面圖展示含水層、隔水層的分布特點,在平面圖中通過含水層厚度等表現含水層的空間分布狀況,總的來說不直觀也不全面。在虛擬現實系統中隨著資料的進一步完善,能夠直接的將含水系統真實的展現出來。水文地質研究中的重要部分是地下水流的運動規律,利用虛擬現實系統可以研究的不僅是含水層的展布,同時利用虛擬現實系統的實時變化功能也可以對地下水流的運動變化特征進行虛擬表達,充分展現地下水流的特點:其流向、流速和流量乃至儲存量的變化等,為礦井防治水提供可靠的依據。
5.煤礦虛擬礦井系統的設計構成結構
基于虛擬現實技術在煤礦中的應用現狀、虛擬環境中多智能體技術建模方法研究,系統的主要結構是:
(1)控制與反饋系統。系統可通過傳感器進行控制并作用于虛擬環境和反饋來自虛擬世界的信息。
(2)主計算機系統。是進行計算、模擬的主要計算機設備。
(3)三維模型。通過建模軟件形成的礦井中物體的三維模型。
(4)三維模型運動控制接口。三維模型運動控制接口程序控制礦井生產系統以及礦井中一切需要移動的物體。
6.結束語
為了更好地面對新的世紀,各國都在努力發展信息技術在教育領域的應用。美國總統克林頓于1996年提出了“教育技術行動”(Education technology Initiative)。行動綱領指出:到2000年,全美國的每間教室和每個圖書館都將聯上信息高速公路,讓每個孩子都能在21世紀的技術文化方面受到教育。
為了更好地適應21世紀的國際競爭,我國目前也正在積極推進信息技術教育,教育部決定:全國普通高級中學從2001年新學年開始開設信息技術的必修課程;城市初級中學從2001年新學年開始開設信息技術的必修課程。日本、新加坡、英國等國推出了信息技術教育規劃。
在各國都積極發展信息技術教育的時候,審視信息技術在教育領域應用時所遇到的問題與挑戰,具有現實意義。美國1996年頒布“教育技術行動”綱領后,教育部教育技術辦公室就技術在教育中的應用征詢了社會各界人士的意見。大家充分地談到了技術在教育領域應用時遇到的問題。本文將結合這一調查,分析目前信息技術應用于教育領域遇到的問題及其應對策略。
一、信息技術應用于教育領域遇到的問題
信息技術應用于教育領域,是一個新生事物。它在給教育帶來更多生機的同時,必然對教育活動的主體:教師和學生提出新的要求和挑戰。同時,以計算機和因特網為主要特征的信息技術在教育領域有效應用的一個前提是有足夠的資金投入。隨著信息技術在教育領域越來越廣泛、深入地使用,信息技術應用于教育領域時教師、學生,以及信息技術的資金投入等方面遇到的一些問題也日益為人們所關注。
(一)教師與技術
美國近年來在學校配置計算機和聯網方面取得了巨大的成績。但是,要將硬件、軟件等轉化為有效的教與學的工具,還有賴于教師應用信息技術的知識、能力和態度。但目前教師在應用信息技術應用時存在以下問題:
1、教師普遍缺乏信息技術方面的知識和技能,對信息技術存有畏難心理,這導致他們在教學中很少、甚至不使用現代教育技術,尤其是一些老教師。教師缺乏教育技術的知識和技能,既無法認識到技術在教育中的作用和重要性,又無法體會技術給教育教學活動帶來的便利。有些人還害怕由于自己對技術的使用不熟練,在學生面前會顯得笨手笨腳。調查表明,目前只有20%的教師認為自己具備了將技術用于課堂教學的能力。
2、缺乏必要的教師培訓,這有其現實原因。一是技術在教育領域應用的初期,人們忽視了對教師進行培訓的重要性。1998-1999年,學校預計生均教師計算機培訓費用是5.65美元,而教學硬件、軟件和聯網費則為生均88.19美元,這與美國教育部建議學校至少將30%的技術預算用于教師專業發展的目標相去甚遠。二是對教師進行技術培訓需要大量的時間,而教師的常規教學任務已經比較繁重,學校也沒有明確規定給教師留出用于信息技術學習的時間。三是接受技術培訓的費用昂貴,而得到的回報卻比較低。
3、缺乏技術支持。技術支持是教師在教學中順利使用技術的前提,而事實上,教育領域需要的技術人員在工業領域也急需,并且薪酬高得多。這就導致教育領域要吸收訓練有素的技術人員比較難。許多學校由一些缺乏技術訓練的教師負責教育技術的應用,或是僅有的幾位技術教師負擔過重,從而給普通教師提供的技術支持也相當有限。
4、缺乏管理者的支持。不少教育管理者對技術在教育中應用的支持是表面的、不很熱情的。不少教師接受過或正在接受使用技術方面的培訓,但結果卻發現由于校長對此缺乏熱情,很難將新技術應用于教學。
(二)學生應用信息技術中遇到的問題
當今社會是一個快速變化的社會。由于技術的快速發展,勞動力需求快速變化,學生在未來社會要獲得成功所需的技能和知識也就在不斷地變化。正確地將技術整合進課程不僅能幫助學生學習,改善學習環境,也為他們進入未來社會作好了準各。美國政府近年來出臺了不少計算機教育方案,以保證學生對未來社會的適應能力。與此同時,學生在使用技術過程中出現的一些問題也日益引起社會各界的關注。
1、如何培養學生的技術素養?很多學校都配置了計算機設備,聯上了因特網,但是,“將計算機放在教室中不會自動使學生具備技術機智”。如果學生沒有處理、辨別大量信息的研究技能,計算機網絡的價值是有限的。現在不少學生知道如何查找信息,但很多人不知道如何評價信息的相關性和準確性。發展以技術為核心的課程,以幫助學生處理大量的信息日益顯得重要。
2、如何培養有責任感的計算機公民?技術在改善教育的同時,不恰當地使用技術也會帶來很大的危害。比如信息技術的使用為人們更加便利地獲取不良信息提供了可能,也帶來了許多知識產權的問題。如何保證學生將計算機用于建議性的而非破壞性的目的,以及進行正確的電腦維護?如何讓學生成為一個有責任感的計算機公民?這些問題都急待解決。
(三)信息技術應用的資金投入問題
人們都普遍認為技術在教育中應該得到越來越多地應用,認為要給教師和學生提供“隨時隨地位用信息技術”的條件。信息技術在教育領域應用的前提是學校具備使用信息技術的條件,比如擁有一定數量的計算機,能給師生提供上網條件,有一定的教育軟件支持等。
近年來美國政府努力推進信息技術在學校教育中的普及化,并且這種努力是卓有成效的。美國公立學校的聯網率已從1994年的35%上升到1999年的95%。公立學校教室的聯網率從1994年的3%上升到1999年的63%。1999年公立學校平均約6名學生擁有一臺計算機,而1998年時還是平均每7.8名學生擁有一臺計算機。國家還出臺了教育折扣率(E-rate)方案。該方案是根據學生家庭在社區中所處的收入水平,以及是在城市還是郊區學校學習,決定對他們提供的通訊技術和服務費用折扣率。最貧困的申請者可享受90%的費用折扣,郊區學校的學生則最多享受10%的折扣。到1999年底,美國政府在E-rate方案中投入了19億美元。
但是,盡管聯邦政府作了許多的努力,信息技術在教育領域的普及仍面臨投入不足的問題。根據總統建議委員會的意見,每4-5名學生擁有一臺計算機的比例比較有利于學生學習。而現狀與此目標間仍有一定差距。并且,不同學校在擁有計算機和聯網方面也存在差距。規模中等和較大的學校平均每9-10名學生才擁有一臺能上網的計算機。城市學校約11名學生擁有一臺能上網的計算機,而鄉村學校7名學生就能擁有一臺可上網的計算機。并且這一比值還受學生貧困情況的影響。貧困學生多的學校平均16人擁有一臺可上網計算機,而貧困生少的學校7人就可擁有一臺可上網計算機。
面向21世紀的教育要保證每一位青少年平等的受教育權利,保證他們都能順利地面對未來生活。實現平等的應用信息技術條件顯得非常重要。而要解決這一不平等現象,需要大量的資金投入。
另外,信息技術在教育領域的普及,不僅僅指提供計算機和配線,還包括軟件、教師專業發展、設備和線路的維護等,這些都需要巨大的資金投入。資金是困擾教師、管理者、州和聯邦政府官員的一個重要問題。
二、應對策略
克林頓總統指出:“因特網正在改變著我們的生活棗為我們提供新的服務,改變我們的生活方式、工作方式和學習方式”。正是由于這一原因,克林頓總統于96年提出了“教育技術行動”及應對信息技術挑戰的四大支柱:
1、每個學生都有條件使用現代計算機和學習設備;
2、每間教室既要聯上因特網,教室間又要互相聯網。
3、能夠整合到課程中的優秀教育軟件;
4、教師要能應用和教授信息技術。第一和第二個支柱由美國聯邦政府、州政府和當地政府以及企業聯合資助;關于第三個支柱,克林頓總統已經與各大計算機公司的首腦們進行了談話,希望他們能夠開發出優秀的教育軟件;而為了支持其第四個支柱,美國教育聯合會等幾家著名的全國性教育組織聯合建立“21世紀教師”網絡(21ct.org),其目的是“鼓勵、組織和支持使用新技術對學生進行革新教育的教師”。該網絡服務預計將培訓10萬名美國教師,并為參與該項服務的教師提供交流經驗的場所。蘋果公司為該組織的教師培訓工作設立了專門的網絡服務“21世紀教師工作室”(education.apple.com)。
從這四大支柱不難看出,美國社會已經在積極地應對信息技術對教育提出的姚戰。時至今日,美國在第一和第二個支校方面已經取得了一定進步,以后需要做的工作是進一步實行原來的計劃,同時還需要作戰略重點上的調整。
(一)加強教師有效使用技術能力的培訓。
人們越來越認識到,給學校配備計算機和聯網只是信息技術在教育領域應用的開始。信息技術在教育領域應用的目的不是技術,而是教育,是技術在教育領域的有效應用。培訓教師使用現代技術是信息技術應用于教育領域的關鍵。
1、加強職前培訓中的技術培訓。教師有效地使用技術的能力來自職前培訓,所有教師教育學校都要給這些未來教師提供技術培訓。首席執行官教育技術論壇(The CEO Forum on Education and Technology,以下簡稱CEO論壇)就加強職前技術培訓提出了如下建議:
到2000年,國家對教育學院的資格認可標準必須要求教育學院教給新教師將技術整合進課程的方法;
到2001年,教育學院要給教職員提供必要的工具、激勵和專業發展,以幫助他們將技術整合進教師培訓;
到2003年,新教師和教育管理者從業許可證和資格證書中要包含熟練應用技術的內容。
2、加強在職培訓中的技術培訓。從教多年的教師在使用技術方面的困難更大一些,對他們的培訓也就更為緊迫。CEO論壇建議:
到2000年,每個州都要提出將技術整合進課程的繼續教育標準;
到2000年,學校和學區要提出長期性的技術教育專業發展計劃和標準;
每一個專業發展方案都應將技術作為培訓內容的一部分。
3、給教師專業發展中的技術培訓提供資源、激勵和持續的支持。教師花費時間和精力接受專業發展的意愿非常重要。學校要制定一些制度以保證教師在不影響學生學習和占用個人時間的情況下接受培訓。另外,教師專業發展不僅要知道如何操作計算機,還要關注如何有效地將技術應用于重新定義學校教育。
4、每個學校配備一名受過訓練的技術專家,以給教師提供應用技術的技術支持。
(二)加強學生應用信息技術的指導和控制。
將信息技術整合進課堂是不可避免的趨勢。前面說到,信息技術在改善學校教育的同時,也為學生獲取不良信息提供了機會。為了盡可能減少其弊端,學校要加強對學生使用信息技術的教育。
1、改變教育觀念,注重培養學生思維和判斷能力。由于信息的快速發展和變化,以及信息量的極度豐富,一個人不可能通過一次性的學校教育掌握全部的知識,學校教育要從強調知識傳遞變為注重能力培養,培養學生查找信息、判斷、分析與綜合信息的能力。
2、加強對學生使用信息技術的指導和監控。比如通過過濾程序限制學生獲取不良信息,或是限定學生所上網站。但是,由于以因特網為主要特征的信息技術日益深入生活的各個方面,要完全控制學生使用信息技術的活動是不可能的。所以,教給學生辨別信息的能力非常重要。
(三)加強政府在技術應用中的作用。政府除了對信息技術在教育領域的應用進行投資外,還應加強在以下三方面的作用:
1、積極招募最好的專家設計最好的在線課程。與私營機構相比,政府組織的課程開發更有可能成功。這要求政府將工作的重心從課程目標和課程標準轉移到課程本身。
2、支持課程開發,尤其是那些私營機構無利可圖,不愿意開發的課程。
3、對學校和課堂的未來進行思考和設計。
(四)加強技術在教育中應用的研究。
研究表明,當技術使用恰當的時候,會提高學生的學習動機、保持力、參與性,甚至能提高學生標準化考試的成績。如果有合適的教師培訓、計劃、數量充足的電腦,技術對學生的學業能產生積極的影響。然而,如何使用技術以提高學生的學習?技術對學生和教師的本質影響是什么?這些問題的澄清是信息技術在教育領域有效應用的保證和動力。下面是美國公眾列舉的應該進行研究的一些領域。
1、專業發展。專業發展不僅是指教會教師基本的電腦使用方法,還包括將電腦知識適當地整合進課程和專業發展活動中。怎樣才能將技術有效地整合進教師專業發展和課程?
2、課程整合和學生學習。不少學校已經有了電腦,并且上了因特網。下一步要做的就是保證技術有效地整合進課程。比如需要調查技術和學校業已存在的一些成功方案之間的聯系;研究重建課程的可能性以及利用不同教育方案和軟件進行教學的最有效方法。
3、學校中的技術管理和計劃。技術管理和計劃是發展成功的技術方案的關鍵。不少學校急于進入技術時代,購置了硬件和軟件,甚至聘請了專業人員。
但由于缺乏研究和計劃,他們購置的設備根本沒有得到充分的應用。這說明了計劃和研究的重要性。在進行技術整合時需要考慮“怎樣利用技術培養終身學習者?”在進行計劃時還要考慮將一部分資金用于技術支持等。
(五)鼓勵私營機構參與投資教育技術。
私營組織的投資和參與一直是教育技術發展的重要資金來源,近年來私營機構對教育的投資更是有增無減。
美國的一項調查表明,90年代私營機構對教育的投資達到60億美元,而四年一年就達26億美元,并且因特網教育產業在投資中的份額越來越大。
1997年,電子化學習(e-learning)的投資占私營機構教育授資總額4.47億美元18%;1998年上升到7.93億美元,占總額的25%:1999年則為26億美元總額的38%;2000年的頭5個月,私營機構對教育的投資己達到15億美元,而電子化學習就占了57%。
私營機構通過提供教育中需要的工具,能推動自身技術的發展。同時,教育也為這些私營企業提供了廣闊的利潤市場,因此,私人機構愿意投資于教育技術。政府可以通過制定相應政策,鼓勵私人機構投資和參與到教育技術的開發和應用中來。