人工智能與環(huán)境設(shè)計(jì)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇人工智能與環(huán)境設(shè)計(jì)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

一、不斷完善政策制度體系

山西省政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)省人社廳《關(guān)于加強(qiáng)技師學(xué)院建設(shè)的意見》、省政府印發(fā)《關(guān)于貫徹落實(shí)的實(shí)施意見》以及相配套的《校企合作促進(jìn)辦法》等五個(gè)專項(xiàng)文件，山西省人社廳制定印發(fā)了有關(guān)技工院校學(xué)籍、教學(xué)、學(xué)生資助資金、專業(yè)帶頭人和骨干教師評(píng)選、教講課（說課）競賽組織等五個(gè)辦法和一體化課程教學(xué)改革、畢業(yè)生待遇落實(shí)等兩個(gè)通知。在全省建立了較為完善的技工院校管理政策體系，為推動(dòng)全省技工院校改革發(fā)展提供制度保障。

二、大力加強(qiáng)技工院校辦學(xué)基礎(chǔ)能力建設(shè)

加強(qiáng)與發(fā)改委、財(cái)政、教育等部門的溝通協(xié)調(diào)，大力加強(qiáng)全省技工院校辦學(xué)基礎(chǔ)能力建設(shè)：一是積極爭取國家中職教育基礎(chǔ)能力建設(shè)和示范校建設(shè)項(xiàng)目，有8所技工院校獲批承建國家中等職業(yè)教育基礎(chǔ)能力建設(shè)項(xiàng)目，7所技工院校建成國家中職示范校；二是實(shí)施中職教育質(zhì)量提升計(jì)劃項(xiàng)目，完成和在建重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目30個(gè)、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目56個(gè)；三是加強(qiáng)高技能人才培訓(xùn)基地和師資隊(duì)伍建設(shè)，建成和在建高技能人才培訓(xùn)基地國家級(jí)11個(gè)、省級(jí)20個(gè)，培養(yǎng)雙師型教師1146名；四是積極推動(dòng)課程教學(xué)和培養(yǎng)模式改革，有5所技工院校列入國家一體化課程教學(xué)改革試點(diǎn)校，有5所技工院校與7家國有大型企業(yè)合作，確定1150名學(xué)徒開展企業(yè)新型學(xué)徒制試點(diǎn)；五是經(jīng)省編委批準(zhǔn)，成立了省技能人才教育研究室。

三、充分發(fā)揮技工院校服務(wù)社會(huì)功能

一是確保技工院校學(xué)制教育基本穩(wěn)定，每年學(xué)制教育招生穩(wěn)定在3.5萬人以上，全日制在校生穩(wěn)定在11萬人左右。二是積極服務(wù)就業(yè)創(chuàng)業(yè)，面向農(nóng)民工、企業(yè)職工轉(zhuǎn)崗和失業(yè)人員、高校畢業(yè)生等群體，積極開展就業(yè)技能培訓(xùn)、崗位技能提升培訓(xùn)和創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)。三是服務(wù)脫貧攻堅(jiān)，實(shí)施技能脫貧千校行動(dòng)。實(shí)施6萬名“建檔立卡”農(nóng)村貧困勞動(dòng)力免費(fèi)職業(yè)培訓(xùn)，2017年2月21日下午，樓陽生省長到太原市高級(jí)技工學(xué)校進(jìn)行調(diào)研指導(dǎo)，現(xiàn)場聽取了人社廳對(duì)推進(jìn)實(shí)施6萬名“建檔立卡”農(nóng)村貧困勞動(dòng)力免費(fèi)職業(yè)培訓(xùn)和促進(jìn)技能就業(yè)工作匯報(bào)。

四、持續(xù)優(yōu)化技工院校辦學(xué)環(huán)境

篇2

關(guān)鍵詞：學(xué)科學(xué)習(xí)網(wǎng)站；人工智能與模式識(shí)別；.NET

中圖分類號(hào)：TP393.092 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 04-0000-01

.net-based Disciplines Website Design and Development

Ma Manli

(Hainan Normal University,Haikou571158,China)

Abstract:According to the features of campus net,combine to the web construction of our school,to put up the website design process under the internet environment,it specifics to Artificial Intelligence and Pattern Recognition for an example,design a subject website system based on .net for learing,this system build bridges with information technology network construction and subject courses,in a word,it combinned to the information technology and course disciplines together.

Keywords: Disciplines learning website;Artificial Intelligence and Pattern Recognition;.NET

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，人工智能與模式識(shí)別技術(shù)已逐漸上升為計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要分支。與此同時(shí)，也衍生出很多和人工智能與模式識(shí)別有關(guān)的重要學(xué)科，如《人工智能原理與方法》、《現(xiàn)代模式識(shí)別》、《人工智能與專家系統(tǒng)》、《人工智能及其應(yīng)用》等等。然而，這一內(nèi)容可以說在計(jì)算機(jī)方面還是一個(gè)年輕、稚嫩的領(lǐng)域。如何讓學(xué)生了解并快速掌握這些技術(shù)，以及如何實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的互動(dòng)的問題迫在眉睫。而學(xué)科網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用正好可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，學(xué)科網(wǎng)站的本質(zhì)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)科研究、協(xié)作式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，向?qū)W習(xí)者提供大量的學(xué)科學(xué)習(xí)資源和協(xié)作學(xué)習(xí)交流工具，從而讓學(xué)習(xí)者體驗(yàn)和了解科學(xué)探索過程，提高學(xué)習(xí)者獲取信息、分析信息、加工信息的實(shí)踐能力和培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識(shí)與信息素養(yǎng)。

一、網(wǎng)站系統(tǒng)的需求分析

需求分析實(shí)質(zhì)上是一個(gè)建模過程。是用戶向開發(fā)者提出需求，開發(fā)者滿足用戶需求的過程。是為最終用戶所看到的系統(tǒng)建立一個(gè)概念模型，是對(duì)需求的抽象描述；它主要包括系統(tǒng)功能需求和基本業(yè)務(wù)模塊2部分內(nèi)容；

（一）系統(tǒng)功能需求

1.系統(tǒng)管理員可以對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行維護(hù)和批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)，以及對(duì)用戶所上傳的資料進(jìn)行審核工作；2.普通注冊(cè)用戶可以瀏覽網(wǎng)頁、下載相關(guān)資料、進(jìn)行在線學(xué)習(xí)等操作；3.游客只能瀏覽網(wǎng)頁，也可以進(jìn)行用戶注冊(cè)，但是無權(quán)限上傳或者下載題庫資料。

滿足上述需求的系統(tǒng)主要包括下面幾個(gè)模塊：

（1）數(shù)據(jù)庫管理模塊：提供使用者錄入、修改并維護(hù)數(shù)據(jù)的途徑。

（2）基本業(yè)務(wù)模塊：注冊(cè)用戶可以瀏覽網(wǎng)頁、上傳或者下載題庫資料、進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，其中管理員還可以對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行維護(hù)和批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)；

（二）基本業(yè)務(wù)模塊

1.瀏覽網(wǎng)頁：注冊(cè)用戶（包括管理員和普通用戶）可以瀏覽網(wǎng)頁；2.上傳題庫資料：普通用戶注冊(cè)登錄之后可以通過鏈接等方式上傳關(guān)于人工智能與模式識(shí)別的學(xué)科資料；3.下載題庫資料：普通用戶注冊(cè)登錄之后有權(quán)限下載關(guān)于人工智能與模式識(shí)別的學(xué)科資料；4.在線學(xué)習(xí)：普通用戶登錄之后可以進(jìn)行在線學(xué)習(xí)操作；5.頁面維護(hù)：管理員可以使用此模塊對(duì)網(wǎng)站的頁面進(jìn)行更新或者維護(hù)；6.用戶注冊(cè)批準(zhǔn)：管理員可以使用此模塊批準(zhǔn)用戶注冊(cè)。

二、網(wǎng)站系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)

這個(gè)環(huán)節(jié)是對(duì)網(wǎng)站中每個(gè)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行規(guī)劃，重點(diǎn)完成網(wǎng)站的框架設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)等；

（一）網(wǎng)站的框架設(shè)計(jì)

（二）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)

該網(wǎng)站主要用于教輔教學(xué)工作，所以可以確定其采用ACCESS2003作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，IIS作為測試服務(wù)器，另外采用基于WEB技術(shù)的B/S框架結(jié)構(gòu)，以為開發(fā)語言，采用SQLSERVER數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行于服務(wù)器端，結(jié)合軟件項(xiàng)目管理，系統(tǒng)分析與技術(shù)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等有關(guān)理論設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)專題。

（三）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

該網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫包含很多信息，可以將這些信息抽象為下列系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

1.用戶USER（用戶姓名，身份，密碼，性別，專業(yè)，年齡，QQ）；2.學(xué)科內(nèi)容（學(xué)科標(biāo)題，資料上傳時(shí)間，學(xué)科課程資料來源）；3.學(xué)科內(nèi)容表（用來保存學(xué)科信息）

三、結(jié)束語

利用網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)提供和展現(xiàn)教學(xué)資源很有必要，它使信息技術(shù)對(duì)人類學(xué)習(xí)方式的變革具有深刻的影響，換言之，進(jìn)行學(xué)科教學(xué)與信息技術(shù)的無縫結(jié)合，是未來學(xué)校教學(xué)的趨勢(shì)之一，對(duì)當(dāng)前學(xué)校教育教學(xué)改革具有一定意義。相信今后學(xué)科學(xué)習(xí)網(wǎng)站的建設(shè)會(huì)有更為廣闊的發(fā)展空間。

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篇3

論文摘要:學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)是教學(xué)理論領(lǐng)域的兩大主題之一。隨著知識(shí)媒體概念的提出及不斷發(fā)展，它對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的影響也越來越明顯。主要表現(xiàn)在呈現(xiàn)教學(xué)信息、構(gòu)造仿真情境、創(chuàng)建虛擬學(xué)習(xí)空間、豐富的信息資源和學(xué)生評(píng)估等幾個(gè)方面。

學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)是教學(xué)理論領(lǐng)域的兩大主題之一。環(huán)境因素與人類學(xué)習(xí)之間存在著密切的相互作用的關(guān)系，良好的學(xué)習(xí)環(huán)境能促進(jìn)人的學(xué)習(xí)，不良的學(xué)習(xí)環(huán)境會(huì)抵消教育、教學(xué)的作用和影響。將環(huán)境因素納入人的學(xué)習(xí)過程來考慮，體現(xiàn)了整體的思想觀念，是進(jìn)行教育、教學(xué)改革觀念上的轉(zhuǎn)化。

21世紀(jì)以來隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、超文本與超媒體，數(shù)字電視等數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)即形成一種數(shù)字化生存的環(huán)境，傳統(tǒng)的教育模式、教育方法，越來越不能滿足素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育、全民教育、終身教育的需求，它的局限性越來越明顯。這種數(shù)字化生存環(huán)境，對(duì)我們的教育目標(biāo)、教育內(nèi)容、教育方法和教育手段等提出了全新的挑戰(zhàn)和要求。

雖然“知識(shí)媒體”對(duì)教育系統(tǒng)的滲透還處在初級(jí)階段，但它的介入，使現(xiàn)代教育在很多領(lǐng)域都顯示出了不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

一、知識(shí)媒體

1.什么是知識(shí)媒體

“知識(shí)媒體”由Mark Stefik在1986年首次提出來的，他的出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為只有將人工智能技術(shù)和因特網(wǎng)結(jié)合起來才能發(fā)揮更大的作用。這個(gè)術(shù)語本身強(qiáng)調(diào)的是在遠(yuǎn)程教育中，要優(yōu)先考慮學(xué)習(xí)規(guī)律和認(rèn)知科學(xué)，然后才是技術(shù)。

目前知識(shí)媒體是個(gè)倍受關(guān)注的焦點(diǎn)，很多國家都成立了知識(shí)媒體研究所。經(jīng)過各種研究發(fā)現(xiàn)，各種技術(shù)與媒體都有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性，不存在一個(gè)萬能的媒體或技術(shù)，最有效的媒體與技術(shù)是各種媒體與技術(shù)的有機(jī)融合。因此，我們把以多媒體、遠(yuǎn)程通信、虛擬現(xiàn)實(shí)及認(rèn)知科學(xué)有機(jī)融合后的媒體集合稱之為“知識(shí)媒體”。它的內(nèi)涵是指由計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程通信及科學(xué)相結(jié)合而成的作為輔助人類高級(jí)認(rèn)知、擴(kuò)展人類學(xué)習(xí)技能與知識(shí)領(lǐng)域的技術(shù)與媒體。

從定義可以看出，知識(shí)媒體可以認(rèn)為是一種整合環(huán)境、平臺(tái)。它并沒有擴(kuò)展傳統(tǒng)媒體的范圍，知識(shí)媒體擴(kuò)展的只是人們對(duì)傳統(tǒng)媒體應(yīng)用的思想，即“為了更好地促進(jìn)人類的學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)媒體應(yīng)該如何恰當(dāng)?shù)亟M合應(yīng)用?”對(duì)于回答這個(gè)問題的思想。

如果泛義地理解，我們可以將知識(shí)媒體理解為以學(xué)習(xí)者為中心的新技術(shù)，只要能促進(jìn)人類的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)創(chuàng)造力，促進(jìn)知識(shí)的建構(gòu)，有助于知識(shí)的共享、獲取和理解的方法，都可以認(rèn)為是知識(shí)媒體。

2.知識(shí)媒體的特點(diǎn)

知識(shí)媒體有以下5個(gè)顯著特點(diǎn):

(1)知識(shí)媒體同時(shí)涉及數(shù)據(jù)和過程:可以通過自己的計(jì)算，計(jì)算出新的事實(shí)，根據(jù)媒體自身的規(guī)則和不同戶的操作來配置和顯示不同的信息。

(2)知識(shí)媒體可以跨越時(shí)間和空間來傳播，它尤其適合協(xié)作:時(shí)空己經(jīng)不是障礙，通過新的知識(shí)媒體，信息都可以傳播。尤其對(duì)公司而言，可以廣采眾家之長，讓所有人暢所欲言，協(xié)同完成既定目標(biāo)。

(3)知識(shí)媒體包含任務(wù)空間和人際空間:任務(wù)空間是指我們完成工作(寫作、繪圖和計(jì)算等)的環(huán)境，而人際空間是指我們和其他人交流的環(huán)境。新的知識(shí)媒體可以使在計(jì)算機(jī)上工作的合作者共享一個(gè)虛擬的工作空間(即任務(wù)空間)，但是他們可以通過一種設(shè)備(人際空間)看到對(duì)方。這就是新型知識(shí)媒體的作用。

(4)知識(shí)媒體是可擴(kuò)展的，而且它的行為是可以由用戶來控制的:媒體本身能被修改和加強(qiáng)以適應(yīng)用戶的感覺、認(rèn)知和任務(wù)的需要。我們可以設(shè)置一些現(xiàn)代的工具軟件比如word，我們可以把最常用的功能放在最方便使用的地方。

(5)知識(shí)媒體具有一定的智能性，可以有效地減輕人們的認(rèn)知負(fù)荷:知識(shí)媒體的構(gòu)建基礎(chǔ)是對(duì)人的認(rèn)知與思維過程的建模，通過對(duì)認(rèn)知與決策過程的某些需要大信息量的認(rèn)知加工過程的模擬，可以有效地減輕人們的認(rèn)知負(fù)荷，提高知識(shí)管理與決策效率。知識(shí)媒體不是讓軟件完全取代人的思考，而是增強(qiáng)人的思考。

總之，知識(shí)媒體的核心在于促進(jìn)人類的學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識(shí)的共享。

二、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境

建構(gòu)主義教學(xué)理論特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)。關(guān)于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的界定，較有影響的觀點(diǎn)是學(xué)習(xí)環(huán)境的場所觀和資源與關(guān)系說。場所觀認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是一種學(xué)習(xí)場所。資源與關(guān)系說則認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境不是簡單物理意義上的場所，而是學(xué)習(xí)資源和人際關(guān)系的組合，其中既有豐富的學(xué)習(xí)資源，又有人際互動(dòng)的因素。這兩種觀點(diǎn)未能反映建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的核心內(nèi)容。我們將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境概括為是一種支持學(xué)習(xí)者進(jìn)行建構(gòu)性學(xué)習(xí)的各種學(xué)習(xí)資源的組合。這里的學(xué)習(xí)資源包括信息資源、認(rèn)知工具、人類教師等物理資源，以及任務(wù)情境等軟資源，其中任務(wù)情境是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的核心，任務(wù)情境是在學(xué)習(xí)環(huán)境中起著集成其他各種學(xué)習(xí)資源的作用。一種學(xué)習(xí)環(huán)境是否是建構(gòu)主義的，關(guān)鍵看任務(wù)情境的性質(zhì)。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)是以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。而我們理解知識(shí)媒體是一種以學(xué)習(xí)者為中心，將各種媒體優(yōu)化組合以促進(jìn)學(xué)習(xí)者更好地學(xué)習(xí)的新技術(shù)。這一思想對(duì)于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)是很有益處的，我們可以認(rèn)為知識(shí)媒體更適合進(jìn)行建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)。

建構(gòu)主義代表人物喬納森在1997年提出了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境模型(Constructivist LearningEnvironment，簡稱CLE)，見下圖。

CLE模型由問題、相關(guān)的實(shí)例、信息資源、認(rèn)知工具、會(huì)話與協(xié)作、社會(huì)背景支持六部分組成。

問題:它處于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)的中心，是學(xué)習(xí)者要嘗試解決或決心要解決的各類問題。它包括疑問、項(xiàng)目、個(gè)案等。

相關(guān)的個(gè)案或事例:通過這些相關(guān)個(gè)案或事例為初學(xué)者提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于幫助他們解決問題是非常關(guān)鍵的。

信息資源:為學(xué)習(xí)者提供有關(guān)問題的詳細(xì)背景，學(xué)習(xí)必須的預(yù)備知識(shí)等。 認(rèn)知工具:常用的認(rèn)知工具有六類:問題/任務(wù)表征工具、靜態(tài)/動(dòng)態(tài)知識(shí)建模工具、績效支持工具、信息搜索工具。

會(huì)話與協(xié)作工具:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以為合作學(xué)習(xí)提供技術(shù)上的支持，使學(xué)習(xí)者之間進(jìn)行討論，通過與他人的討論，使學(xué)習(xí)者重新建構(gòu)知識(shí)，進(jìn)而擴(kuò)大其認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

社會(huì)背景支持:CLE模型所設(shè)計(jì)的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境可以為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供三種教學(xué)策略:建模策略、教練策略和支架策略。

三、知識(shí)媒體支持的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

從黑板、粉筆等傳統(tǒng)媒體到形象直觀、聲形兼?zhèn)涞亩嗝襟w，再到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)媒體中的一些不足，但在培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，以及發(fā)揮學(xué)生的主體地位等方面仍然存在不足。知識(shí)媒體則可以將網(wǎng)絡(luò)與其他各種媒體恰當(dāng)結(jié)合，它比過去的多媒體教學(xué)又有了一定的改善。因此，以CLE模型為基礎(chǔ)，我們利用知識(shí)媒體來進(jìn)行建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到比傳統(tǒng)媒體或多媒體進(jìn)行的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)更好的效果。

從知識(shí)媒體的特點(diǎn)，我們可以看出它對(duì)于設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境具有很多優(yōu)勢(shì)，首先它考慮到了學(xué)習(xí)規(guī)律和認(rèn)知科學(xué)，其次知識(shí)媒體以學(xué)習(xí)者為中心，有利于學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)，再次知識(shí)媒體具有一定的智能性，可減輕人們的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)人們的思考。

從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)的模型出發(fā)，結(jié)合知識(shí)媒體的特點(diǎn)，我們總結(jié)出以下幾點(diǎn)知識(shí)媒體在學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用:

1知識(shí)媒體呈現(xiàn)教學(xué)信息

傳統(tǒng)的各種媒體向?qū)W生呈現(xiàn)信息時(shí)，只是簡單地顯示事實(shí)以及對(duì)事實(shí)的解釋說明，所有學(xué)生接受到的是相同的信息，缺乏學(xué)習(xí)的自主性，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)。知識(shí)媒體則可以同時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和過程，學(xué)生可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)或過程計(jì)算出新的事實(shí)，比較有利于學(xué)生的

發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。知識(shí)媒體可以根據(jù)自身的規(guī)則和不同的操作為不同類型的學(xué)生配置和顯示不同的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的因材施教，滿足學(xué)生的個(gè)性需要，體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性。

2.利用知識(shí)媒體，構(gòu)造仿真情境，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的任務(wù)情境

學(xué)習(xí)活動(dòng)的真實(shí)性被認(rèn)為是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的重要特征。真實(shí)的任務(wù)情境有利于學(xué)生的知識(shí)遷移，任務(wù)情境與將來實(shí)際應(yīng)用的情境相似，有助于學(xué)生獲取高度概括的理解。

通過知識(shí)媒體，如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前主題相關(guān)的、盡可能真實(shí)的情境，模擬現(xiàn)實(shí)，使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，在這種仿真情境中完成問題的理解、知識(shí)的應(yīng)用和意義的建構(gòu)。

3.通過知識(shí)媒體為學(xué)生創(chuàng)建虛擬的學(xué)習(xí)空間，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的協(xié)作、交流

設(shè)計(jì)協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的目的是為了在個(gè)人自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過小組討論、協(xié)商，以進(jìn)一步完善和深化對(duì)主題的意義建構(gòu)。

我們可以通過諸如視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、LotusNotes軟件等，以及各種論壇、聊天室等實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間、學(xué)生與教師間的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的對(duì)話，以進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，最終學(xué)生們共同完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。知識(shí)媒體可以使計(jì)算機(jī)上工作的合作者共享一個(gè)虛擬的任務(wù)空間，在這個(gè)任務(wù)空間中實(shí)現(xiàn)與他人的交流，從而實(shí)現(xiàn)了人際空間。

4.通過知識(shí)媒體，為學(xué)生提供豐富的信息資源環(huán)境

學(xué)習(xí)者在進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，不論是進(jìn)行自主學(xué)習(xí)還是協(xié)作學(xué)習(xí)，都需要大量的與學(xué)習(xí)主題相關(guān)的信息，并且需要有一些學(xué)習(xí)工具的支持，知識(shí)媒體則可以滿足這些需要。

互聯(lián)網(wǎng)是信息的海洋，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)可以獲得大量的信息資源。知識(shí)媒體還為學(xué)習(xí)者提供了認(rèn)知工具，如word等一些現(xiàn)代工具軟件可以對(duì)獲得的信息資源進(jìn)行處理，并且知識(shí)媒體將這些軟件中常用的功能都放在方便學(xué)習(xí)者使用的地方。由于知識(shí)媒體考慮到了學(xué)習(xí)中的認(rèn)知科學(xué)，所以這些工具軟件在使用時(shí)要比作為普通軟件使用對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)更有效。

5.知識(shí)媒體可以更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)估學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)與使用是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。評(píng)價(jià)、反饋與修訂使學(xué)習(xí)環(huán)境趨向更合理。

通過知識(shí)媒體，學(xué)生可以很方便地實(shí)現(xiàn)小組對(duì)個(gè)人的評(píng)價(jià)和學(xué)生的自我評(píng)價(jià)，比如學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)遞交作業(yè)，把作業(yè)到網(wǎng)上或Blog里，這樣便于教師和其他同學(xué)對(duì)個(gè)人進(jìn)行評(píng)價(jià)，還可以利用電子檔案袋進(jìn)行教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和學(xué)生自評(píng)，并且通過它既可以評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果，還可以評(píng)價(jià)過程。另外，學(xué)生還可以利用各種展示軟件將自己的學(xué)習(xí)成果展示出來，以便于學(xué)生間的互評(píng)。

篇4

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；cad技術(shù)

綠色建筑亦稱為生態(tài)建筑、可持續(xù)發(fā)展建筑。在建筑經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域，綠色建筑措施帶來了社會(huì)效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益，并降低建筑項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。在規(guī)劃領(lǐng)域，綠色建筑首先強(qiáng)調(diào)辨識(shí)場地的生態(tài)特征和開發(fā)定位，以充分利用場地的資源和能源，減少不合理的建筑活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，使建筑與環(huán)境持續(xù)和諧相處。在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，綠色建筑采用建筑集成設(shè)計(jì)方法并遵守環(huán)境設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，將建筑物作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，綜合考慮建筑的間距朝向、形狀、結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等因素。在施工領(lǐng)域，綠色建筑的目標(biāo)是減少對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。通過采用具有環(huán)保意識(shí)的綠色施工方法，綠色建筑的建造過程能夠顯著減少對(duì)周邊環(huán)境的干擾，減少填埋廢棄物的數(shù)量以及建造過程中消耗的自然資源數(shù)量，并將建筑物建成后對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的不利影響減少到最低程度。在運(yùn)行維護(hù)領(lǐng)域，綠色建筑的技術(shù)和方法可以保證建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通過合理的環(huán)境目標(biāo)設(shè)定和智能化的系統(tǒng)控制，采用科學(xué)、適用的消費(fèi)模式，保證建筑設(shè)備系統(tǒng)的安全和清潔運(yùn)行屏降低系統(tǒng)能耗，保障室內(nèi)空氣品質(zhì)和熱聲光環(huán)境，減少運(yùn)行過程中污染物產(chǎn)生，提高建筑整體的運(yùn)行效率。

因此，綠色建筑遵循可持續(xù)發(fā)展原則，以高新技術(shù)為主導(dǎo)，針對(duì)建筑全壽命的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過科學(xué)的整體設(shè)計(jì)，全方位體現(xiàn)“節(jié)約能源、節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境、以人為本”的基本理念，創(chuàng)造高效低耗、無廢無污、健康舒適、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境，提高建筑的功能、效率與舒適性水平。

20世紀(jì)60年代，出現(xiàn)了“生態(tài)建筑”新理念。70年代，石油危機(jī)的爆發(fā)，使人們意識(shí)到，以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的高速文明發(fā)展史難以為繼。耗用自然資源最多的建筑產(chǎn)業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展之路。80年代，節(jié)能建筑體系逐漸完善，并在英、法、德、加拿大等發(fā)達(dá)國家廣為應(yīng)用。同時(shí)，由于建筑物密閉性提高后，室內(nèi)環(huán)境問題逐漸凸現(xiàn)，以健康為中心的建筑環(huán)境研究成為發(fā)達(dá)國家建筑研究的熱點(diǎn)。1992年巴西的里約熱內(nèi)盧“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”的召開，使“可持續(xù)發(fā)展”這一重要思想在世界范圍達(dá)成共識(shí)。綠色建筑漸成體系，并在不少國家實(shí)踐推廣，成為世界建筑發(fā)展的方向。

30多年來，綠色建筑由理念到實(shí)踐，在發(fā)達(dá)國家逐步完善，一些發(fā)達(dá)國家還組織起來，共同探索實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的道路，如加拿大的“綠色建筑挑戰(zhàn)”行動(dòng)，采用新技術(shù)、新材料、新工藝，實(shí)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，使建筑在滿足使用需要的基礎(chǔ)上所消耗的資源、能源最少。日本頒布了《住宅建設(shè)計(jì)劃法》，提出“重新組織大城市居住空間（環(huán)境）”的要求，滿足21世紀(jì)人們對(duì)居住環(huán)境的需求，適應(yīng)住房需求變化。瑞典實(shí)施了“百萬套住宅計(jì)劃”，在住區(qū)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)方面取得了令人矚目的成就。

綠色建筑技術(shù)集成體系是反映綠色建筑發(fā)展的綜合性指標(biāo)，目前許多歐美發(fā)達(dá)國家已在綠色建筑設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)、建筑節(jié)能與可再生能源利用、綠色環(huán)保建材、室內(nèi)環(huán)境控制改善技術(shù)、資源回用技術(shù)、綠化配置技術(shù)等單項(xiàng)生態(tài)關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得大量成果，并在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了較完整的適合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的綠色建筑集成技術(shù)體系。不少發(fā)達(dá)國家根據(jù)各自的特點(diǎn)，還通過建造各具特色的綠色建筑示范工程展示其綠色理念、綠色技術(shù)及產(chǎn)品等大量研究成果，引領(lǐng)未來建筑發(fā)展方向，推動(dòng)建筑的可持續(xù)發(fā)展。建筑形式包括辦公樓，住宅，學(xué)校，商場等，比較典型的如：英國BRE的生態(tài)環(huán)境樓和Integer生態(tài)住宅樣板房等。這些示范建筑通過精妙的總體設(shè)計(jì)，結(jié)合自然通風(fēng)、自然采光、太陽能利用、地?zé)崂谩⒅兴谩⒕G色建材和智能控制等高新技術(shù)，充分展示了綠色建筑的魅力和廣闊的發(fā)展前景。

發(fā)達(dá)國家在近十年的時(shí)間里還開發(fā)了相應(yīng)的綠色建筑評(píng)價(jià)體系，通過具體的評(píng)估技術(shù)可以定量客觀地描述綠色建筑中節(jié)能效果、節(jié)水率、減少CO2等溫室氣體對(duì)環(huán)境的影響、“3R”材料的生態(tài)環(huán)境性能評(píng)價(jià)以及綠色建筑的經(jīng)濟(jì)性能等指標(biāo)，從而可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)，為決策者和規(guī)劃者提供依據(jù)和參考標(biāo)準(zhǔn)。影響較大的如國際可持續(xù)建筑環(huán)境促進(jìn)會(huì)的GBTool評(píng)價(jià)工具，美國綠色建筑理事會(huì)的LEED評(píng)估體系等。國際上綠色建筑評(píng)估工具的發(fā)展具有以下特征：各國發(fā)展生態(tài)建筑評(píng)估工具都注重與本國的實(shí)際情況相吻合；隨著綠色建筑實(shí)踐在各國的不斷發(fā)展，評(píng)估工具也由早期的定性評(píng)估轉(zhuǎn)向定量評(píng)估；從早期單一的性能指標(biāo)評(píng)定轉(zhuǎn)向綜合了環(huán)境，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)性能的綜合指標(biāo)評(píng)定。

上世紀(jì)90年代后期，綠色建筑概念引入我國。1994年我國發(fā)表了“中國21世紀(jì)議程”，同時(shí)啟動(dòng)“國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程――2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程”。1996年又發(fā)表了“中華人民共和國人類住區(qū)發(fā)展報(bào)告”，對(duì)進(jìn)一步改善和提高居住環(huán)境質(zhì)量提出了更高要求和保證措施。

與國外相比，我國目前在單項(xiàng)生態(tài)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面還需進(jìn)一步深化：如在建筑節(jié)能方面，與氣候相近的國家相比，我國采暖地區(qū)的建筑能耗約是他們的3倍左右；在綠色建筑設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)、可再生能源利用、綠色環(huán)保建材、室內(nèi)環(huán)境技術(shù)、資源回用技術(shù)、綠化配置技術(shù)等研究方面均需加快應(yīng)用研究。

隨著綠色建筑在我國的不斷發(fā)展,綠色建筑評(píng)價(jià)體系的發(fā)展和完善也逐漸成為當(dāng)前研究的一個(gè)重要課題。目前,我國已經(jīng)建立了中國生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估體系、綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系并編制了《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》及《中新天津生態(tài)城綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),使我國綠色建筑的評(píng)價(jià)體系逐步走向成熟。基于綠色建筑理論研究成果，北京、上海、廣州、深圳、杭州等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)也結(jié)合自身特點(diǎn)積極開展了綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)體系的集成研究和應(yīng)用實(shí)踐。例如北京的北潞春綠色生態(tài)小區(qū)、鋒尚國際公寓，廣州的匯景新城，上海的萬科朗潤園等。以“上海生態(tài)世博”和“北京綠色奧運(yùn)”為背景的“上海生態(tài)建筑示范樓”和“清華超低能耗示范樓”等綠色建筑示范項(xiàng)目業(yè)已建成并向國內(nèi)外開放，成為我國綠色建筑技術(shù)展示、教育基地和后續(xù)研發(fā)平臺(tái)。

總體上我國綠色建筑尚屬起步階段，缺乏系統(tǒng)的技術(shù)政策法規(guī)體系，綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未正式頒布，本土化的單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備和集成技術(shù)體系的建筑一體化研究應(yīng)用均需進(jìn)一步深化，國內(nèi)外綠色建筑領(lǐng)域的合作交流還未全面展開。真正意義的綠色建筑尚未進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推廣應(yīng)用階段，綠色建筑設(shè)計(jì)理念和綠色消費(fèi)觀念有待進(jìn)一步引導(dǎo)。

建筑的可持續(xù)發(fā)展，不僅對(duì)建筑環(huán)境工程師、建筑設(shè)備工程師提出挑戰(zhàn)，更重要的是對(duì)建筑師的挑戰(zhàn)。綠色建筑的一個(gè)重要方面就是節(jié)約能源，降低建筑能耗。在決定建筑能量性能的各種因素中，建筑的體型、方位及圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式起著決定性作用，直接的影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風(fēng)狀況和自然采光水平。而這三方面涉及的內(nèi)容將構(gòu)成70％以上的建筑采暖通風(fēng)空調(diào)能耗。因此建筑設(shè)計(jì)對(duì)建筑的能量性能起著主導(dǎo)作用。不同的建筑設(shè)計(jì)方案，在能耗方面會(huì)有巨大的差別。單憑經(jīng)驗(yàn)或者手工計(jì)算，很難正確判斷建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。目前憑借先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算和實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)模擬是實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性的重要保障。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAided Design，簡稱CAD）技術(shù)產(chǎn)生于19世紀(jì)50年代后期。在AutoCAD占據(jù)統(tǒng)治地位的2DCAD時(shí)代，只能通過手工輸入的方式將建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到相關(guān)軟件中，才能進(jìn)行能量分析。而操作和使用這些軟件不僅需要具備復(fù)雜的能量分析基礎(chǔ)知識(shí)，而且本身也是專業(yè)化的程序，必須由專業(yè)人士經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)才能進(jìn)行操作。大量的專業(yè)數(shù)據(jù)、繁瑣的輸入工作使得能量分析與模擬對(duì)于建筑師來說是可望而不可及的。這是建筑師無法在設(shè)計(jì)過程中直接對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建筑能量分析的一個(gè)重要原因。因此在傳統(tǒng)的2D設(shè)計(jì)模式中，能效計(jì)算通常安排在設(shè)計(jì)的最終階段，由專業(yè)人士進(jìn)行操作和分析、模擬，但此時(shí)建筑設(shè)計(jì)方案已經(jīng)很難改變。于是，能量分析就成為一種象征性的姿態(tài)，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)起不到什么作用。

在我國，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》已于2005年7月1日起開始實(shí)施。節(jié)能設(shè)計(jì)成為強(qiáng)制性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而傳統(tǒng)的建筑能量分析方法卻無法滿足廣大建筑師和建筑設(shè)計(jì)的需求。根據(jù)調(diào)查分析，能效設(shè)計(jì)概念難以在實(shí)踐中實(shí)施的原因是多方面的，其中主要原因之一是缺乏能為建筑師所接受和使用的、在建筑設(shè)計(jì)的任意階段，特別是初始階段進(jìn)行的能效設(shè)計(jì)方法和軟件。如果能充分運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使建筑師能夠隨意的在設(shè)計(jì)的任意階段，特別是在設(shè)計(jì)的初期階段毫不費(fèi)力的對(duì)整個(gè)建筑的能源消耗和生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和評(píng)估，得到關(guān)于建筑能量性能的寶貴的反饋信息，那么建筑師就能及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而滿足建筑節(jié)能的要求，最大限度的減少不可再生能源的消耗，真正實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、數(shù)字化。這就需要一個(gè)包含建筑全部信息的數(shù)字化模型，和一個(gè)能識(shí)別這些信息的建筑性能分析工具。

但更重大的變革現(xiàn)在正在進(jìn)行，CAD技術(shù)經(jīng)歷了二維平面圖形設(shè)計(jì)，交互式圖形設(shè)計(jì)、三維線框模型設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)、自由曲面造型設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征造型設(shè)計(jì)等發(fā)展過程。近年來，又出現(xiàn)了許多先進(jìn)技術(shù)，如變量化技術(shù)、虛擬產(chǎn)品建模技術(shù)等。隨著互連網(wǎng)的普及，集成化（Integrated）、智能化（Intelligent）、協(xié)同化（Collaborative）成為CAD技術(shù)新的發(fā)展特點(diǎn)。使CAD技術(shù)得以更廣泛的應(yīng)用，發(fā)展成為支持協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)計(jì)和信息共享的網(wǎng)絡(luò)CAD。從電子繪圖到所謂的建筑信息模型（BIM），建筑實(shí)際構(gòu)件用數(shù)字化的方法來搭建，與此同時(shí)（自動(dòng)實(shí)時(shí)）鏈接到報(bào)告生成（數(shù)據(jù)庫）引擎，根本上產(chǎn)生人們所說的“智能幾何”。

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality,VR）技術(shù)在CAD中的應(yīng)用也已經(jīng)開始，可以進(jìn)行各類具有沉浸感的可視化模擬，用以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性和可行性。還可以在設(shè)計(jì)階段模擬零部件的裝配過程，檢查所用零部件是否合適和正確。在概念設(shè)計(jì)階段，支持人機(jī)工程學(xué)，檢驗(yàn)操作時(shí)是否舒適、方便，可用于方案選比。

篇5

[關(guān)鍵詞]未來課堂；智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；智能學(xué)習(xí)空間；設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]672-0008（2012）05-0042-08

一、引言

以計(jì)算機(jī)、通信、人工智能等為標(biāo)志的信息技術(shù)快速發(fā)展及在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得我們傳統(tǒng)的課堂也漸漸從普通教室轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)增強(qiáng)教室（Technology Enhanced Class-room）從單一技術(shù)的教室應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)榉杭夹g(shù)的教學(xué)環(huán)境。這既是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是社會(huì)發(fā)展對(duì)技術(shù)教育教學(xué)應(yīng)用的應(yīng)然要求。正如美國前副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)査f：“美國的每一個(gè)孩子都應(yīng)當(dāng)接受21世紀(jì)的教育，都應(yīng)當(dāng)使用21世紀(jì)的技術(shù)。”當(dāng)今。我們所面臨的學(xué)習(xí)者被稱為是網(wǎng)絡(luò)一代/數(shù)字后代（Digital Generation/Digital Natives），這一代的學(xué)習(xí)者正以與他們的父母截然不同的方式學(xué)習(xí)、玩樂、溝通、工作以及創(chuàng)造社群，他們利用網(wǎng)絡(luò)，毫不費(fèi)力地突破了地域和時(shí)間的限制，利用指尖橫跨世界。他們崇尚自由和選擇權(quán)，追求個(gè)性化，喜歡交談、討厭說教、天生就善于協(xié)作，他們會(huì)仔細(xì)監(jiān)督你和你的組織，堅(jiān)持做正直的人，就算是在上班或是上學(xué)。他們也想過得有趣些。速度才是生活的常態(tài)，創(chuàng)新就是生活的一部分。時(shí)代的發(fā)展要求我們培養(yǎng)出富有創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神的學(xué)習(xí)者。課堂是教學(xué)的主陣地，理想的課堂應(yīng)是互動(dòng)的，知性靈動(dòng)的天地。這些都需要我們改變現(xiàn)有的課堂的物理架構(gòu)和教學(xué)樣式。

從技術(shù)教育應(yīng)用的歷史來看，教育技術(shù)的發(fā)展史其實(shí)就是技術(shù)發(fā)展及其在教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的歷史。技術(shù)的層出不窮，改變了信息的呈現(xiàn)、傳輸和存儲(chǔ)，也改變了人類對(duì)于信息的獲取和處理方式，但技術(shù)的不斷推陳出新，同時(shí)也給教學(xué)者和學(xué)習(xí)者帶來了很大的挑戰(zhàn)，他們需要不斷地去熟悉這些新技術(shù)，并將這些技術(shù)有效地應(yīng)用于教與學(xué)的過程。幸運(yùn)的是，隨著社會(huì)對(duì)人的關(guān)注，技術(shù)也越來越智能化，從過去以技術(shù)為中心轉(zhuǎn)向以人為中心，使人可以從繁雜的技術(shù)操作中解放出來，實(shí)現(xiàn)與技術(shù)、資源最為自然、和諧的交互，將自己的注意力集中于學(xué)習(xí)過程。借用環(huán)境行為學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科的觀點(diǎn)，“人塑造了環(huán)境，環(huán)境也塑造了人”。提高課堂主體對(duì)自身及其所處教與學(xué)環(huán)境的認(rèn)識(shí)，建立和諧的人與環(huán)境之間的關(guān)系，是未來課堂研究的一個(gè)重要主題。

目前。國內(nèi)外關(guān)于未來課堂（教室）研究已經(jīng)引起了各國政府、全球知名企業(yè)、高等學(xué)校、科研院所以及中小學(xué)校等機(jī)構(gòu)的關(guān)注，未來課堂設(shè)計(jì)與應(yīng)用已經(jīng)成為了教育技術(shù)學(xué)研究的一個(gè)新領(lǐng)域。

二、未來課堂的特性及教與學(xué)的特點(diǎn)

（一）未來課堂的概念界定及特性

關(guān)于未來課堂的界定，國內(nèi)外的文獻(xiàn)中目前尚無統(tǒng)一的論述，對(duì)于未來課堂，從名稱上有“未來教室”和“未來課堂”兩大類。

Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一書中指出，未來課堂是一個(gè)集成了技術(shù)與軟件。提供給學(xué)生一些替代方法和選擇以達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)的課堂。它們鼓勵(lì)形成一個(gè)讓學(xué)生一起工作計(jì)劃，分享經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)和進(jìn)行概念化的學(xué)習(xí)，而不是單純記憶一些信息的環(huán)境。

美國的《每日論壇》報(bào)在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未來的課堂是一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境，采用創(chuàng)新的教育活動(dòng)，從課堂管理到教學(xué)的所有方面提高對(duì)技術(shù)的使用。它能使教學(xué)者和學(xué)習(xí)者成為優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境的一部分。

臺(tái)灣的陳曼萃認(rèn)為，未來教室是指這樣一種教室環(huán)境，教學(xué)上，希望由過去單向的講授教學(xué)。轉(zhuǎn)變成為師生互動(dòng)的學(xué)習(xí)模式，引發(fā)及提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意與思考：同時(shí)。讓學(xué)生有更大的自由可以依自己的喜好選擇學(xué)習(xí)及進(jìn)行探索的方式，以多元的管道汲取知識(shí)。包括使用各類的硬件載具，如計(jì)算機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、電視、手機(jī)、電子書等。

臺(tái)灣的賴阿福認(rèn)為，未來教室可定義為一個(gè)高度信息化、互動(dòng)性強(qiáng)、整合性佳的教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境，適合進(jìn)行信息融入教學(xué)、數(shù)字學(xué)習(xí)，教師可運(yùn)用多元教學(xué)策略在講授、評(píng)量、診斷、互動(dòng)、討論、探究等教學(xué)過程中，除了能強(qiáng)化教學(xué)效能及學(xué)習(xí)成效外，亦能提升學(xué)習(xí)者的關(guān)鍵能力（包含問題解決、創(chuàng)意思考、批判思考、溝通表達(dá)、信息應(yīng)用等能力）。

臺(tái)灣資策會(huì)在“2009年的數(shù)位典藏與學(xué)習(xí)之產(chǎn)業(yè)發(fā)展與推動(dòng)”計(jì)劃中提出，未來教室為將新興的數(shù)位教學(xué)終端設(shè)備與數(shù)位內(nèi)容進(jìn)行整合，輔以適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式與方法，發(fā)揮Ac-tive Learning（主動(dòng)學(xué)習(xí)）的成效，培養(yǎng)學(xué)生高層次能力的教育體系與環(huán)境。未來教室即是將科技工具運(yùn)用在教學(xué)上，且強(qiáng)調(diào)團(tuán)體的交互式教學(xué)。并以學(xué)習(xí)者為中心設(shè)計(jì)教材，創(chuàng)造出協(xié)同合作之虛實(shí)整合學(xué)習(xí)環(huán)境。

臺(tái)灣的《啟動(dòng)學(xué)習(xí)革命》一書中認(rèn)為，“未來教室=無所不在的學(xué)習(xí)環(huán)境+電子書包+隨意教室+遠(yuǎn)距實(shí)驗(yàn)室+高互動(dòng)教室+相連教室”。在未來教室里，無處不可以學(xué)習(xí)，還可以跨班際、校際甚至國際進(jìn)行交流。

未來教室是指將高新技術(shù)融入教育，創(chuàng)造全新的互動(dòng)教育環(huán)境。未來教室的目標(biāo)能力是培養(yǎng)學(xué)生的分析力、創(chuàng)新力，教學(xué)方式是多向的，以學(xué)生為中心進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)行主動(dòng)、探索性學(xué)習(xí)。

未來教室是一個(gè)集多媒體教室、計(jì)算機(jī)教室、微格教室、校園電視臺(tái)等多種環(huán)境為一體的新形式教學(xué)環(huán)境，其中使用了包括電子白板、數(shù)字筆、電視（顯示）墻、無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字?jǐn)z像在內(nèi)的多種技術(shù)，讓學(xué)生充分體驗(yàn)到計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所帶來的便利。體驗(yàn)到利用新技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)盼快樂。

未來教室便是利用先進(jìn)的新一代信息科技，改變傳統(tǒng)學(xué)校教室的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立師生間雙向互動(dòng)的教育學(xué)習(xí)模式，不但能刺激學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與創(chuàng)新、探究之精神。更讓教師能夠豐富教材內(nèi)容以及輕松教學(xué)。未來教室應(yīng)該是一個(gè)廣義的概念，包括教師的教學(xué)工具、學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境等。

英特爾全球教育總監(jiān)Brian Gonzalez認(rèn)為，未來的課堂是“顛倒的課堂”。是指教育者賦予學(xué)生更多的自由。把知識(shí)傳授的過程放在教室外，讓大家選擇最適合自己的方式接受新知識(shí)；而把知識(shí)內(nèi)化的過程放在教室內(nèi)，以便同學(xué)之間、同學(xué)和老師之間有更多的溝通和交流。

王珠珠認(rèn)為，未來教室是一個(gè)以學(xué)生為中心的教學(xué)的、鼓勵(lì)學(xué)生多方面的進(jìn)步的，是一個(gè)能夠展現(xiàn)、呈現(xiàn)或者使用、分享或者多媒體的，應(yīng)該是能夠合作研究，能夠便于信息交流的，應(yīng)該是批判性思考，并且能夠主動(dòng)的計(jì)劃和行動(dòng)的這樣一個(gè)真實(shí)和虛擬環(huán)境的整合的這樣一個(gè)環(huán)境，或者叫結(jié)合的一個(gè)環(huán)境。

宋衛(wèi)華認(rèn)為，未來教室是一種利用電子白板技術(shù)、投影技術(shù)、智能空間技術(shù)、無線射頻技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，在現(xiàn)代創(chuàng)新教育理念的指導(dǎo)下，構(gòu)建出以培養(yǎng)學(xué)生21世紀(jì)創(chuàng)新技能為目的，以互動(dòng)為核心，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生協(xié)作、探究學(xué)習(xí)的一種教室環(huán)境。

楊宗凱教授認(rèn)為，未來的教室一定是云端教室，包括電子課本、電子課桌、電子書包、電子白板等，在資源方面，由模擬媒體到數(shù)字媒體，再到網(wǎng)絡(luò)媒體，資源最終都在教育云上，內(nèi)容達(dá)到極大豐富，從而滿足個(gè)性化的學(xué)習(xí)。

通過對(duì)上述定義進(jìn)行分析，可以看出，目前，已有對(duì)未來課堂（教室）的界定一個(gè)共有的趨勢(shì)是關(guān)注于利用新興的技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)教與學(xué)的環(huán)境，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)和相關(guān)技能的培養(yǎng)。綜合以上學(xué)者對(duì)未來課堂（教室）的概念界定研究，本文認(rèn)為，未來課堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相對(duì)于傳統(tǒng)和現(xiàn)代課堂而言的，是以人本主義、互動(dòng)、環(huán)境心理學(xué)等相關(guān)理論和智能空間、云計(jì)算、人體工學(xué)等技術(shù)的支持下，以互動(dòng)為核心，以充分發(fā)揮課堂組成各要素（人、技術(shù)、資源、環(huán)境和方法等）的作用，實(shí)施教與學(xué)，以促進(jìn)人的認(rèn)知、技能和情感的學(xué)習(xí)與發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動(dòng)。

未來課堂的特性主要體現(xiàn)在未來課堂的人性化、混合性、開放性、智能性、交互性和生態(tài)性等方面。人性化主要體現(xiàn)在技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用上。更多地體現(xiàn)以人為本的精神：混合性則主要體現(xiàn)在未來課堂可以實(shí)現(xiàn)多種教與學(xué)活動(dòng)的混合，正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)結(jié)合，虛擬課堂和現(xiàn)實(shí)課堂的混合。不同交互類型的混合等：開放性主要體現(xiàn)在課堂教學(xué)組織形式的開放以及教學(xué)資源的開放：智能性則體現(xiàn)在未來課堂應(yīng)是一個(gè)智能化的學(xué)習(xí)空間，具有自然便捷的交互接口，以支持教與學(xué)主體方便地獲得未來課堂設(shè)備的服務(wù)：生態(tài)性則體現(xiàn)在未來課堂應(yīng)是一種平等、和諧、開放的生態(tài)系統(tǒng)。

（二）未來課堂教與學(xué)的特點(diǎn)

未來課堂的教與學(xué)的過程是以學(xué)生為中心的、自主的、個(gè)性化的。在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，不管是哪個(gè)領(lǐng)域。都要學(xué)習(xí)批判性思維、復(fù)雜問題的解決、合作以及多媒體通訊等21世紀(jì)的專業(yè)知識(shí)與能力：從技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)方式上看，作為以泛技術(shù)環(huán)境為特征的未來課堂，可以通過不同技術(shù)來支持不同類型的學(xué)習(xí)，多媒體的呈現(xiàn)形式、網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)社群可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造機(jī)會(huì)：從學(xué)習(xí)的時(shí)間和場所上看，學(xué)生可以隨時(shí)隨地按需學(xué)習(xí)，技術(shù)為按需學(xué)習(xí)和全方位學(xué)習(xí)搭建了關(guān)鍵性的橋梁。使學(xué)習(xí)資源通過正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)得以有效利用：從學(xué)習(xí)主體的廣泛性角度看，未來課堂則是提供了靈活的信息呈現(xiàn)方式、學(xué)生知識(shí)表征方式和活動(dòng)參與方式，體現(xiàn)為所有課堂教與學(xué)主體提供服務(wù)。使所有人都能夠得到合適和有效地支持。

三、未來課堂：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境目前也已開始受到教育技術(shù)學(xué)界研究者的關(guān)注，《開放教育研究》雜志從2012年開始開辟“智能學(xué)習(xí)環(huán)境”專欄，北京師范大學(xué)教育學(xué)部知識(shí)工程研究中心和加拿大Athabasca（阿薩巴斯卡）大學(xué)計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)學(xué)院也聯(lián)合主辦了“北京師范大學(xué)一阿薩巴斯卡大學(xué)首屆“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境國際研討會(huì)”。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)，是社會(huì)信息化背景下學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)展的訴求，也是有效促進(jìn)學(xué)習(xí)與教學(xué)方式變革的支撐條件。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的目標(biāo)是使得學(xué)習(xí)場所能夠感知學(xué)習(xí)情景，識(shí)別學(xué)習(xí)者特征，提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動(dòng)工具，自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)過程和評(píng)測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)。

智能空間（smart Space）是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的一種實(shí)體形式，也是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，是嵌入了計(jì)算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感裝置的工作或生活空間，具有自然便捷的交互接口。以支持人們方便地獲得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的服務(wù)。智能空間作為信息時(shí)代的產(chǎn)物是具有動(dòng)態(tài)、主動(dòng)、可思維、開放、多變等特性的建筑空間。

參照NIST（美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院）給出的智能空間具備的功能和為用戶提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為，作為智能空間的特定應(yīng)用形式，未來課堂也應(yīng)是一個(gè)智能學(xué)習(xí)空間，它應(yīng)包括能識(shí)別和感知課堂主體以及他們的動(dòng)作和目的，理解和預(yù)測這些主體在完成教與學(xué)任務(wù)過程中的需求：課堂主體能方便地與各種信息源（包括設(shè)備和數(shù)據(jù)）進(jìn)行交互：他們所攜帶或使用的移動(dòng)設(shè)備可以無縫地與未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行交互：未來課堂能夠提供豐富的信息顯示：提供對(duì)發(fā)生在未來課堂中的經(jīng)歷的記錄，以便在以后檢索回放：支持未來課堂中多人的協(xié)同工作以及與遠(yuǎn)程用戶的沉浸式的協(xié)同工作等。

智能學(xué)習(xí)空間還是一個(gè)富交互環(huán)境，在未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間中，大量的計(jì)算設(shè)備、多模態(tài)交互技術(shù)模塊、情景感知（Context Awareness）模塊被嵌入并隱藏在實(shí)際的物理環(huán)境中這些模塊互相協(xié)作并能主動(dòng)為用戶提供服務(wù)，使得智能空間擁有立體、連續(xù)的交互通道。按照智能空間發(fā)展的這三個(gè)階段，從獨(dú)立的智能空間一開放的智能空間一智能社區(qū)的演變。不同的智能學(xué)習(xí)空間之間也應(yīng)該能夠自發(fā)地發(fā)生交互。當(dāng)一個(gè)空間的資源無法滿足用戶的需要時(shí)。智能空間應(yīng)該根據(jù)用戶的要求向臨近的空間發(fā)出請(qǐng)求來完成用戶的任務(wù)。

目前，國內(nèi)外對(duì)智能學(xué)習(xí)空間的研究主要集中于有關(guān)智能教室的研究，筆者曾在智能教室的研究現(xiàn)狀與未來展望一文中。對(duì)智能教室研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述。目前如清華大學(xué)的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越電子的智能教室等。

也有學(xué)者從各自角度提出了關(guān)于智慧（能）學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)想。鐘國祥等提出，智能學(xué)習(xí)環(huán)境是從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、混合學(xué)習(xí)理論、現(xiàn)代教學(xué)理論出發(fā)，以學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)為中心，由相匹配的設(shè)備、工具、技術(shù)、媒體、教材、教師、同學(xué)等構(gòu)成的一個(gè)智能性、開放式、集成化的數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)空間，認(rèn)為其既支持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的自主建構(gòu)，又提供適時(shí)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。馬來西亞學(xué)者Chin認(rèn)為，“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一個(gè)以信息通信技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)、以學(xué)習(xí)者為中心的且具備以下特征的環(huán)境：可以適應(yīng)學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力：可以為學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)提供支持；為學(xué)習(xí)者的發(fā)展提供支持。黃榮懷等人認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一種能感知學(xué)習(xí)情景、識(shí)別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動(dòng)工具、自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)過程和評(píng)測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場所或活動(dòng)空間。

在這些現(xiàn)有的項(xiàng)目中，盡管各個(gè)項(xiàng)目關(guān)注點(diǎn)會(huì)有差異，但是其核心思想是一致的，就是技術(shù)整合于教室及教學(xué)活動(dòng)，為課堂教與學(xué)活動(dòng)的順利開展，及為學(xué)習(xí)者提供良好的個(gè)性化學(xué)習(xí)支持，注重學(xué)習(xí)者創(chuàng)新能力及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)提供@技術(shù)、環(huán)境、人、資源各主體相互協(xié)調(diào)的智能學(xué)習(xí)空間。

在未來課堂研究方面，筆者曾利用質(zhì)性研究法和文獻(xiàn)研究法，對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)上公開的44篇中小學(xué)生所寫的關(guān)于未來教室（課堂）的作文利用質(zhì)性分析軟件Nviv08.0軟件進(jìn)行了內(nèi)容分析。提煉出當(dāng)前中小學(xué)生對(duì)于未來課堂的想象與期望。基于作文內(nèi)容分析建立的未來教室特點(diǎn)模型，如圖1所示。

從模型圖中研究者可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對(duì)于未來教室（課堂）特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，主要體現(xiàn)在智能的、高科技的、人性化的、靈活的、有趣的、自由調(diào)節(jié)的、使用便捷的、安全的、心情愉悅的、生態(tài)的、環(huán)保的、無塵的等概念中。

另外，筆者基于對(duì)于未來課堂的定位和特性、學(xué)生理想中的未來課堂和未來課堂的目標(biāo)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，還采用了專家意見征詢法，對(duì)來自于教育學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、建筑學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域20位專家，對(duì)于未來課堂的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了意見征詢，借此構(gòu)建了未來課堂的模型，如圖2所示。

從未來課堂模型中。可以看出。未來課堂的設(shè)計(jì)主要從課堂環(huán)境設(shè)計(jì)和課堂教與學(xué)的活動(dòng)設(shè)計(jì)兩方面入手。未來課堂要能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與發(fā)展，應(yīng)使學(xué)習(xí)者在未來課堂中能夠?qū)崿F(xiàn)快樂學(xué)習(xí)和高效學(xué)習(xí)。而要做到這一點(diǎn)，需要學(xué)習(xí)者在未來課堂中進(jìn)入到一個(gè)積極的心流狀態(tài)。從心流理論研究可以得出，要使學(xué)習(xí)者獲得這種心流狀態(tài)，需要從學(xué)習(xí)環(huán)境和活動(dòng)兩方面進(jìn)行考慮。其中環(huán)境部分包括未來課堂的物理環(huán)境和學(xué)習(xí)支持平臺(tái)。物理環(huán)境中，未來課堂給課堂主體提供了高交互的教與學(xué)設(shè)備。能夠有效支持課堂主體對(duì)于學(xué)習(xí)資源的獲取、處理和呈現(xiàn)。智能環(huán)境控制則給課堂主體提供了良好的外在環(huán)境，從光、溫、聲、背景音樂、空氣質(zhì)量等方面根據(jù)課堂的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。創(chuàng)意空間布局則主要考慮給學(xué)習(xí)者提供更為人性化的桌椅設(shè)施，以及根據(jù)教與學(xué)活動(dòng)的需要能夠方便實(shí)施桌椅的組合，形成學(xué)習(xí)小組，以利于小組學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展。

未來課堂中教的活動(dòng)、學(xué)的活動(dòng)和評(píng)的活動(dòng)都是基于未來課堂云學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)來實(shí)施的，所有學(xué)習(xí)資源的提取及課堂教學(xué)過程中生成的資源均來源于或進(jìn)入到可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫中。課后的活動(dòng)是課中教與學(xué)活動(dòng)的延續(xù)，教師可以利用課堂實(shí)錄系統(tǒng)記錄的視頻和學(xué)習(xí)支持平臺(tái)記錄的教學(xué)生成性資源進(jìn)行分析，反思自己在教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和不足之處，并撰寫反思，與同行交流，也可利用學(xué)習(xí)支持平臺(tái)對(duì)學(xué)生在作業(yè)過程中提出的問題進(jìn)行輔導(dǎo)交流。學(xué)生在課后也需要對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，撰寫反思日志，并利用交互學(xué)習(xí)終端完成系統(tǒng)根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況推送的個(gè)性化作業(yè)。

未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)是未來課堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高互動(dòng)教與學(xué)設(shè)備、智能環(huán)控設(shè)備的接入與控制，支持未來課堂教與學(xué)等活動(dòng)的開展。教師、學(xué)生可以通過交互終端接入未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，進(jìn)行教與學(xué)的活動(dòng)實(shí)施，教研員、學(xué)校管理者、教師同事、家長等也可以接入未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，參與教與學(xué)的過程，了解學(xué)與教的情況。

可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫是未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的重要支撐。因?yàn)樵谖磥碚n堂教與學(xué)的過程中有許多新生成的資源，而且未來課堂中的學(xué)習(xí)需要有情境性、適應(yīng)性的資源，需要為學(xué)習(xí)者進(jìn)行個(gè)體學(xué)習(xí)時(shí)所需的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源需求提供支持。根據(jù)不同的要求，提供隨需應(yīng)變的學(xué)習(xí)資源服務(wù)。在未來課堂中，學(xué)習(xí)者需要的不是泛泛的學(xué)習(xí)資源，而是需要應(yīng)時(shí)的、與學(xué)習(xí)目標(biāo)、教與學(xué)內(nèi)容相關(guān)的、能夠切合學(xué)習(xí)者所處當(dāng)前語境的資源。可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源優(yōu)勢(shì)便在于它解決了資源的應(yīng)時(shí)性。使學(xué)習(xí)資源有了適應(yīng)性的特點(diǎn)。由于在未來課堂中，隨著課堂主體與資源的交互，不斷有新的生成性學(xué)習(xí)資源產(chǎn)生，也就是說學(xué)習(xí)資源能在與課堂主體進(jìn)行交互的過程中，吸收資源使用者的集體智慧得以不斷進(jìn)化，這樣就使得原本傳統(tǒng)的靜態(tài)化、結(jié)構(gòu)封閉、內(nèi)容更新遲緩的學(xué)習(xí)資源需要轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)生成、持續(xù)進(jìn)化發(fā)展、結(jié)構(gòu)開放的學(xué)習(xí)資源。不斷保留在使用和交互過程中產(chǎn)生的生成性信息作為資源進(jìn)化的養(yǎng)料，體現(xiàn)資源進(jìn)化和學(xué)習(xí)者知識(shí)建構(gòu)的歷史路徑，滿足資源自身生命進(jìn)化的需求。未來課堂中學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程不僅僅是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源的交互，更重要的是在參與學(xué)習(xí)的過程中，吸取教學(xué)者、其他學(xué)習(xí)同伴、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者或?qū)＜业热说闹腔郏⑵饘W(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，收獲持續(xù)獲取知識(shí)的“管道”。透過學(xué)習(xí)資源在學(xué)習(xí)者、教師等人之間建立起動(dòng)態(tài)的聯(lián)系，共享學(xué)習(xí)過程中的人際網(wǎng)絡(luò)和社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，滿足社會(huì)化學(xué)習(xí)的需求。

由上可見，未來課堂是一個(gè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，智能性是未來課堂的重要特性之一，未來的課堂應(yīng)是這樣一個(gè)富有技術(shù)、充分體現(xiàn)技術(shù)、人和諧交互的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。這個(gè)環(huán)境的組成既包括未來課堂物化形態(tài)上所呈現(xiàn)的智能學(xué)習(xí)空間，同時(shí)還包括在這個(gè)空間中對(duì)課堂主體所進(jìn)行活動(dòng)的智慧性支持。在這個(gè)環(huán)境中，技術(shù)也已成為一個(gè)具備一定智能的主體，與其他主體能夠進(jìn)行良好的互動(dòng)，共同促進(jìn)未來課堂教與學(xué)效率的提高。

四、未來課堂的智慧性體現(xiàn)

基于泛技術(shù)環(huán)境的支持，未來課堂的目標(biāo)是旨在構(gòu)建一個(gè)自然、和諧互動(dòng)的學(xué)習(xí)空間。促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行個(gè)體學(xué)習(xí)和社會(huì)化學(xué)習(xí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，在空間設(shè)計(jì)上也應(yīng)能夠體現(xiàn)綠色、環(huán)保，從信息化設(shè)計(jì)到體驗(yàn)性設(shè)計(jì)。

未來課堂作為一個(gè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。其智慧性主要體現(xiàn)技術(shù)層面、環(huán)境層面和資源和服務(wù)層面等方面。

（一）技術(shù)層面——應(yīng)用大量的智能技術(shù)

未來課堂作為一個(gè)泛技術(shù)支持下的教學(xué)環(huán)境，應(yīng)用了大量的智能技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)信息的記錄、傳輸、編輯的智能化，主體之間交互的多元化、便捷化。如RFID技術(shù)、泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。智能學(xué)習(xí)空間（Smart learning space）是嵌入了計(jì)算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感裝置的教學(xué)與學(xué)習(xí)空間，具有自然便捷的交互接口，以支持課堂主體方便地獲得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地服務(wù)。人們?cè)谖磥碚n堂里的學(xué)習(xí)過程就是使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的過程，也是人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不間斷的交互過程。在這個(gè)過程中，計(jì)算機(jī)不再只是一個(gè)被動(dòng)地執(zhí)行人的操作命令的一個(gè)信息處理工具。而是協(xié)作課堂主體完成教與學(xué)任務(wù)的幫手，是人的伙伴，交互的雙方具有和諧一致的協(xié)作關(guān)系。這種交互中的和諧性主要體現(xiàn)在人們使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和操作負(fù)擔(dān)將有效減少，交互完全是人們的一種自發(fā)的行為。自發(fā)（spontaneous）意味著無約束、非強(qiáng)制和無須學(xué)習(xí)，自發(fā)交互就是人們能夠以第一類的自然數(shù)據(jù)（如語言、姿態(tài)和書寫等）與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互。

（二）環(huán)境層面——實(shí)現(xiàn)智能環(huán)境

未來課堂中應(yīng)用了許多電子設(shè)備，要做到環(huán)境的智能化，需要使電子設(shè)備消失在用戶環(huán)境中，因此。需要“虛擬設(shè)備”來支持課堂主體與消失了的電子器件間的自然交互。通過智能化、個(gè)性化和相互連接的系統(tǒng)和服務(wù)創(chuàng)造所需的環(huán)境和功能。以此提高人們利用環(huán)境學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

空間可以感知人的存在。根據(jù)不同的人，空間就會(huì)有不一樣的改變。

智能環(huán)境控制系統(tǒng)主要基于RFID等的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)課堂內(nèi)的光、電、聲、溫根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的需要進(jìn)行控制，可以根據(jù)課堂外的光照條件調(diào)節(jié)照明，季節(jié)氣候的不同調(diào)節(jié)溫度，根據(jù)課堂內(nèi)的聲場環(huán)境調(diào)節(jié)聲音系統(tǒng)等。如圖3所示。

環(huán)境必須能識(shí)別生活在其中的人，適應(yīng)他們，并從他們的行為中學(xué)習(xí)，可能的話還要具有情感。在環(huán)境智能的世界里，由組網(wǎng)的智能設(shè)備組成的電子系統(tǒng)將集成到人們的環(huán)境中，并為人們提供隨時(shí)隨地所需的信息、通信、服務(wù)和娛樂等服務(wù)。設(shè)備還能進(jìn)一步適應(yīng)甚至預(yù)備人們的需要。環(huán)境智能將以完全不同于現(xiàn)在的手柄式或固定的電子盒的方式出現(xiàn)。這些新系統(tǒng)將自然地融合到周圍的環(huán)境中，并可以產(chǎn)生更為自然和隱含的交互方式。

智能環(huán)境重要的技術(shù)特性主要包括嵌入式（Embeded）。許多組網(wǎng)設(shè)備被集成到環(huán)境中。環(huán)境感知（context Aware）系統(tǒng)能識(shí)別你和你所處的環(huán)境上下文，個(gè)性化（Personlized）系統(tǒng)能調(diào)整自身以滿足你的需求，適應(yīng)性（Adaptive）能發(fā)生變化以響應(yīng)你。預(yù)備（Anticipatory）系統(tǒng)無需有意識(shí)的干涉便能提前準(zhǔn)備好你所想要的。

（三）資源層面

未來課堂可以通過云資源支持平臺(tái)、智能課堂實(shí)錄系統(tǒng)和交互白板實(shí)現(xiàn)資源的智能實(shí)時(shí)錄制和資源存儲(chǔ)。

智能課堂實(shí)錄系統(tǒng)可以對(duì)課堂中的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，包括自我學(xué)習(xí)和小組協(xié)作學(xué)習(xí)等過程進(jìn)行記錄，儲(chǔ)存于云端資源服務(wù)平臺(tái)中。可供學(xué)習(xí)者課后進(jìn)行學(xué)習(xí)過程的回放，反思支持。

課堂智能實(shí)錄系統(tǒng)是未來課堂物理架構(gòu)的重要組成部分，實(shí)錄系統(tǒng)能夠自動(dòng)跟蹤課堂主體的狀態(tài)和活動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整鏡頭的景別。及實(shí)現(xiàn)聚焦和拾音電平的調(diào)整。并處理好不同攝像機(jī)之間的錄制畫面的同步。可以實(shí)現(xiàn)多攝像機(jī)、多場景切換式拍攝。

（四）服務(wù)層面

未來課堂應(yīng)為課堂主體而建，終極目標(biāo)在于促進(jìn)學(xué)習(xí)者的個(gè)體學(xué)習(xí)和社會(huì)化學(xué)習(xí)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，是一個(gè)充分發(fā)揮課堂主體的主動(dòng)性、能動(dòng)性，和諧、自由發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動(dòng)。未來課堂應(yīng)為課堂教與學(xué)活動(dòng)的實(shí)施提供完善的支持與服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)這種支持與服務(wù)。需要未來課堂能夠根據(jù)課堂實(shí)時(shí)情境。判斷出課堂主體的需要，為教師和學(xué)生實(shí)現(xiàn)教與學(xué)過程的智能分析，資源的智能推送等。從而為每一個(gè)學(xué)習(xí)者能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)提供可能。

五、未來課堂——智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

未來課堂作為一個(gè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個(gè)層面，其中硬件技術(shù)主要包括所有設(shè)備之間的智能互聯(lián)技術(shù)、多功能交互設(shè)備技術(shù)；軟件技術(shù)則主要是指各主體間的信息的智能傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及推理技術(shù)等。

（一）硬件技術(shù)層面

要使得未來課堂成為一個(gè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，需要有硬件技術(shù)的支持，這些硬件技術(shù)主要包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多功能交互設(shè)備技術(shù)等。

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

未來課堂是一個(gè)泛技術(shù)環(huán)境，是一個(gè)技術(shù)增強(qiáng)型課堂。未來課堂的物理架構(gòu)是指在泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持下，由多屏顯示、活動(dòng)桌椅、智能環(huán)境控制系統(tǒng)、桌面平板電腦、無線反饋系統(tǒng)、視訊會(huì)議系統(tǒng)、智能課堂實(shí)錄系統(tǒng)等部分構(gòu)成。從未來課堂的物理架構(gòu)可以看出在課堂中應(yīng)用了許多新的技術(shù)，但這些技術(shù)在未來課堂中不應(yīng)該是單獨(dú)存在的客體，而都應(yīng)成為彼此之間信息互通的主體，成為未來課堂的有機(jī)組成部分。目前，實(shí)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備之間的無縫鏈接，主要可以采取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來完成。

物聯(lián)網(wǎng)（TheInternet of things）的定義通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備。按約定的協(xié)議。把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

從課堂教與學(xué)主體進(jìn)入課堂開始，其身份信息將自動(dòng)被讀取。相應(yīng)的設(shè)備都會(huì)根據(jù)讀取的主體信息調(diào)節(jié)相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)。給主體提供相應(yīng)的支持。以符合個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要。體現(xiàn)所有學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)平等性、學(xué)習(xí)方式多樣性、學(xué)習(xí)模式靈活性。

基于物聯(lián)網(wǎng)形成的無縫學(xué)習(xí)環(huán)境和泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以讓所有學(xué)生和教育工作者隨時(shí)隨地使用綜合性的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)設(shè)施。

2.多功能交互設(shè)備技術(shù)

除了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以外，未來課堂的主要特性是其互動(dòng)性，要實(shí)現(xiàn)各主體之間的良好互動(dòng)。需要有多功能交互設(shè)備技術(shù)的支持。如多功能交互筆。多觸點(diǎn)交互顯示技術(shù)等。

在未來課堂這樣一個(gè)包括多種顯示設(shè)備的三維交互空間中。用傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤進(jìn)行交互是相當(dāng)繁瑣的。每個(gè)顯示設(shè)備都需要單獨(dú)配備鼠標(biāo)或鍵盤，對(duì)于不熟練的計(jì)算機(jī)用戶來說。這種交互方式效率很低。對(duì)某些操作，例如繪制圖標(biāo)。即使是熟練的計(jì)算機(jī)用戶用鼠標(biāo)和鍵盤也很麻煩。清華大學(xué)研究者設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種多功能交互筆uPen，它是一個(gè)具有壓力傳感器的觸摸筆，可以發(fā)射激光，筆身上還有激光發(fā)射和鼠標(biāo)左右鍵共三個(gè)功能按鍵。結(jié)合觸摸板和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。用戶利用一只uPen就能夠以便捷的方式在課堂中與各種顯示設(shè)備進(jìn)行交互。這種筆勢(shì)交互的模式擺脫了鼠標(biāo)鍵盤，使用戶在課堂的各個(gè)位置都能與顯示設(shè)備交互，而且交互方式統(tǒng)一便捷。每一支uPen在使用過程中能向系統(tǒng)發(fā)送惟一的ID信息。為多支uPen同時(shí)工作提供了基礎(chǔ)。結(jié)合室內(nèi)定位系統(tǒng)，就能夠確定使用人員的當(dāng)前交互狀態(tài)，為系統(tǒng)的主動(dòng)服務(wù)和用戶相關(guān)的過程記錄提供了可能。

多點(diǎn)觸控技術(shù)是一項(xiàng)由電腦使用者透過數(shù)只手指達(dá)至圖像應(yīng)用控制的輸入技術(shù)。它是采用人機(jī)交互技術(shù)與硬件設(shè)備共同實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，能在沒有傳統(tǒng)輸入設(shè)備（如鼠標(biāo)、鍵盤等）的情況下進(jìn)行計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互操作。多點(diǎn)觸摸交互技術(shù)能支持同時(shí)多點(diǎn)觸摸輸入，使得觸摸手勢(shì)輸入和多人協(xié)作交互成為了可能，可以提高交互的智能性、協(xié)作性和自然性，也推動(dòng)了人機(jī)界面逐漸由圖形用戶界面（GUI）向自然用戶界面的轉(zhuǎn)變。將雙手的手勢(shì)動(dòng)作定義成人們?cè)谌粘Ｉ钪谐Ｓ玫淖匀粍?dòng)作并用來操作計(jì)算機(jī)，可以大大減少操作者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，降低學(xué)習(xí)操作的門檻。觸摸手勢(shì)交互作為一種更自然的人機(jī)交互方式，它符合用戶的認(rèn)知，提高了交互的自然性。

為滿足人們簡單、自然、友好、一致的人機(jī)交互需求，利用人在現(xiàn)實(shí)生活中的勞動(dòng)技能和操作技巧，提高交互的自然性，該平臺(tái)以用戶為中心。相對(duì)于單手操作。雙手交互不單是輸入通道上的增加，而且體現(xiàn)了雙手合作的特點(diǎn)，提高輸入帶寬和工作效率，使得傳統(tǒng)的圖形界面交互能夠和雙手多指交互相結(jié)合達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。如國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研發(fā)的基于手勢(shì)的多指觸摸協(xié)作交互平臺(tái)。解決了多點(diǎn)觸摸識(shí)別與定位、觸摸手勢(shì)識(shí)別、多人協(xié)作交互等關(guān)鍵技術(shù)，利用先進(jìn)的光感應(yīng)觸控手段，實(shí)現(xiàn)了雙手多指觸摸操作的人機(jī)交互。開發(fā)了基于雙手自然手勢(shì)進(jìn)行觸摸交互的通用支撐軟件，支持多人協(xié)作交互。通過觸摸屏在圖形界面上實(shí)現(xiàn)了一種自然、簡單、高效的人機(jī)交互。支持自然手勢(shì)的雙手多指觸摸人機(jī)交互系統(tǒng)，在觸摸精度、顯示面積和顯示方式上與國際同期同類技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。

（二）軟件技術(shù)層面

未來課堂設(shè)備的配置和連接從硬件技術(shù)層面來講創(chuàng)建了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的物理基礎(chǔ)，但要使其真正發(fā)揮各自的作用。成為一個(gè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。則需要相應(yīng)軟件技術(shù)支持。這些軟件技術(shù)主要是指各主體間信息的智能傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及推理技術(shù)等，具體包括人工智能技術(shù)、上下文感知計(jì)算技術(shù)、和諧交互技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別技術(shù)和無縫數(shù)據(jù)管理技術(shù)等。

1，人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是當(dāng)前信息技術(shù)教育應(yīng)用的一個(gè)研究熱點(diǎn)，基于人工智能技術(shù)開發(fā)的智能教學(xué)系統(tǒng)使得計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)能夠更好地服務(wù)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程。以智能專家系統(tǒng)ITS（Intelligent Tutoring Systems）為例，ITS是一種能仿真人類教師的計(jì)算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)，以學(xué)習(xí)者為主設(shè)計(jì)的教育軟件，它能感知學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而提供適合學(xué)習(xí)者程度及喜好的指導(dǎo)、決定學(xué)習(xí)者模塊內(nèi)容及選擇特殊設(shè)計(jì)以輔助學(xué)習(xí)指導(dǎo)及練習(xí)（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技術(shù)推論學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況、理解狀態(tài)及分析學(xué)習(xí)者特質(zhì)，進(jìn)而決定教學(xué)的內(nèi)容、時(shí)間點(diǎn)、與方式。這不但塑造了一對(duì)一教學(xué)的理想環(huán)境，同時(shí)也提供了針對(duì)不同學(xué)習(xí)者需求，量身定做的適性化（adap.tive）學(xué)習(xí)內(nèi)容。ITS以學(xué)生模型（Student Model）、教學(xué)模塊（Pedagogical Module）、領(lǐng)域知識(shí)（Domain Knowledge）、接口模塊（Interface Module）四個(gè)組件來達(dá)成上述的各項(xiàng)功能。[刪

在未來課堂中，學(xué)習(xí)者除了可以和實(shí)體課堂內(nèi)的教學(xué)者、學(xué)習(xí)同伴進(jìn)行互動(dòng)外。還可以和學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)中的智能型人進(jìn)行互動(dòng)，獲得個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，智能性人中的“教學(xué)人”可分為“協(xié)助教學(xué)事物人”及“實(shí)際進(jìn)行教學(xué)的仿真教學(xué)人”兩種。臺(tái)灣學(xué)者陳鴻裕的研究指出，協(xié)助教學(xué)事物的教學(xué)人主要的工作有：（1）自動(dòng)負(fù)責(zé)同伴間的聯(lián)絡(luò)；（2）自動(dòng)檢視并提示學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）自動(dòng)收集課程的相關(guān)信息。而“實(shí)際進(jìn)行教學(xué)的仿真教學(xué)人”則是代替教師實(shí)際進(jìn)行教學(xué)的人，大部分的系統(tǒng)皆是以一個(gè)動(dòng)態(tài)的3D人像作為溝通接口。以運(yùn)用虛擬實(shí)境中豐富的溝通形式。與學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)境中互動(dòng)。

2.上下文感知計(jì)算技術(shù)

上下文感知是智能空間的重要特征。是提高計(jì)算系統(tǒng)交互智能性的核心技術(shù)。上下文感知計(jì)算是指利用上下文信息自動(dòng)為用戶提供適合當(dāng)前課堂教與學(xué)情景的服務(wù)和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。

上下文是指任何可用于表征實(shí)體狀態(tài)的信息，這里的實(shí)體可以是個(gè)人、位置、物理的或信息空間中的對(duì)象。在實(shí)際應(yīng)用中，上下文的種類可歸納為計(jì)算上下文、用戶上下文及物理上下文等。上下文可分為低層上下文和高層上下文兩個(gè)層次，低層上下文是指直接從相應(yīng)的傳感器獲得的上下文：高層上下文和低層上下文往往是相互關(guān)聯(lián)的，一般來說是根據(jù)低層上下文進(jìn)行邏輯推理得到的。由于高層上下文更能體現(xiàn)用戶主體的意圖。因此人們對(duì)高層上下文更感興趣。它成為判斷用戶主體當(dāng)前意圖，為用戶主體提供相應(yīng)服務(wù)和支持的重要依據(jù)。

3.和諧交互技術(shù)

未來課堂通過開發(fā)和集成先進(jìn)的和諧交互技術(shù)，為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)高效的信息獲取、交流的工作空間。從而促使顯著提高學(xué)習(xí)、討論和協(xié)作效率。

在未來課堂中，多種來源的相關(guān)信息將集成顯示在課堂的三維物理空間中，課堂教與學(xué)的主體可以在多個(gè)顯示表面上以自然便捷的方式直接與信息系統(tǒng)交互。或與遠(yuǎn)程的專家或?qū)W習(xí)伙伴進(jìn)行充分的協(xié)作交流，整個(gè)互動(dòng)過程還將被自動(dòng)存放為可索引的學(xué)習(xí)記錄或參考案例。未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間是一個(gè)典型的多用戶和諧人機(jī)交互環(huán)境，目標(biāo)是促使學(xué)習(xí)者在復(fù)雜的情況下盡快地理解和掌握當(dāng)前形勢(shì)并快速地做出合理地決策。關(guān)鍵是要為開放式信息集成、多用戶自然交互提供支撐技術(shù)。

基于普適計(jì)算的智能學(xué)習(xí)空間技術(shù)，能營造全方位信息顯示與和諧交互環(huán)境，將大大提高教與學(xué)過程的快速性和可靠性。

4.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

在未來課堂這一智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，人的行為識(shí)別理解、物品識(shí)別與定位，以及場景恢復(fù)等問題都需要利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)作為主要或者輔助手段來解決。計(jì)算機(jī)視覺是用計(jì)算機(jī)或機(jī)器對(duì)生物視覺的仿真。是一門綜合性的學(xué)科，它包括計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程、信號(hào)處理、物理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)，神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等。計(jì)算機(jī)視覺就是用各種成像系統(tǒng)代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計(jì)算機(jī)來代替大腦完成處理和解釋。計(jì)算機(jī)視覺的最終研究目標(biāo)就是使計(jì)算機(jī)能像人那樣通過視覺觀察和理解世界。具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。

在未來課堂中，用到的與計(jì)算機(jī)視覺相關(guān)的技術(shù)主要有圖像處理、圖像識(shí)別和圖像理解。圖像處理技術(shù)把輸入圖像轉(zhuǎn)換成具有期望特性的另一幅圖像，圖像處理主要利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提取：圖像識(shí)別是指根據(jù)從圖像抽取的統(tǒng)計(jì)特性或結(jié)構(gòu)信息，把圖像分成預(yù)定的類別，圖像識(shí)別主要用于對(duì)人的動(dòng)作、物品等的識(shí)別與定位等；圖像理解不僅描述圖像本身，而且描述和解釋圖像內(nèi)容所代表含義，圖像理解主要用于對(duì)場景的理解和對(duì)人的行為和意圖的識(shí)別等。

5.無縫數(shù)據(jù)管理技術(shù)

從用戶的角度來看，進(jìn)入未來課堂后，不同計(jì)算設(shè)備上的信息被放置在一個(gè)系統(tǒng)中，用戶無需關(guān)心信息的上傳和下載，只需利用下文介紹的多功能交互筆就能在不同顯示設(shè)備上方便地顯示、切換、標(biāo)注這些信息，使得用戶的注意力能主要放在討論和信息理解的過程中，無需過多理會(huì)計(jì)算系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。遠(yuǎn)程用戶被允許接入未來課堂后，也能利用無縫數(shù)據(jù)管理模塊來提供和共享信息。

在多種顯示設(shè)備集成的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，課堂教學(xué)主體可以通過物理環(huán)境（如墻面、桌面）、日常用具（如筆、激光筆），新型信息設(shè)備（如PDA、麥克風(fēng)陣列），以及語音命令等自然便捷的方式與信息系統(tǒng)交互，無需依賴傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤，以使對(duì)計(jì)算機(jī)不熟練的人員也能夠直觀地訪問、處理信息。原型系統(tǒng)主要通過語音命令和多顯示表面上的筆式交互提供直接的支撐技術(shù)。

除了以上的硬件技術(shù)及軟件技術(shù)外，未來用在未來課堂這一智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的技術(shù)還可能包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）、多模態(tài)信息融合、自動(dòng)記錄決策過程、內(nèi)容增加技術(shù)（如把有意義的元數(shù)據(jù)添加到現(xiàn)有的音頻和視頻內(nèi)容中）、新的壓縮和表現(xiàn)技術(shù)（使音頻和視頻能實(shí)時(shí)地產(chǎn)生復(fù)合型媒體）和適應(yīng)技術(shù)等，以支持未來課堂用戶主體和課堂技術(shù)、資源和環(huán)境間的自然交互等等。