学习笔记信息技术及教育.doc

目录概述11 信息技术及教育应用概述111学习要点11.1.3信息技术在教育中的应用1信息技术在教育中的应用领域112 课后习题22 计算机技术与教育221学习要点22.1.2计算机教育应用23 通信技术与教育331学习要点34 网络技术与教育341学习要点35 多媒体技术与教育451学习要点46 人工智能与教育561学习要点57 虚拟现实技术与教育671学习要点68 教育软件781学习要点7概述本学习笔记记录自己在学习信息技术与教育（第2版）中的知识点。黄容怀 马丁 张进宝 编著1 信息技术及教育应用概述11学习要点 从技术的本质意义上看，信息技术是指能够扩展人的信息器官功能的一类技术。从技术的功能与过程上看，信息技术是指能够完成信息的获取、传递、加工、再生和施用等功能的一类技术。从扩展信息器官功能的主要技术内容上看，信息技术是指感测、通信、计算机和智能以及控制等技术的整体。信息技术的体系：主体技术层次、应用技术层次、支撑技术层次、基础技术层次1.1.3信息技术在教育中的应用信息技术对教师的影响：能力结构的更新教育观念的转变教学工具的多样化教学方式的多样化教学管理的现代化促进教师的专业发展信息技术在教育中的应用领域 学校教育信息技术在教学中的应用：作为学习的对象，作为教学工具，作为学习工具信息技术在教学管理中的应用：教职工信息管理，教务管理，学籍管理，图书管理，总务管理，学校概要信息管理信息技术在科研中的应用： 家庭教育 社区教育 企业培训 特殊教育信息技术能够有效地改善特殊儿童的学习条件，提高特殊教育的教学效果教育信息化的特点：教材多媒体化，资源全球化，活动合作化，管理自动化，教学个性化，学习自主化，环境虚拟化，教育信息化要素（六个要素）：信息网络，信息资源，信息技术应用，信息技术产业，信息化人才，信息化政策、法规和标准信息化人才必须具备的素养：技术素养、信息素养、视觉素养12 课后习题2 计算机技术与教育21学习要点2.1.2计算机教育应用个人计算机对教师的作用：计算机辅助教学：Computer Assisted Instruction计算机管理教学：Computer Managed Instruction计算机辅助测验：Computer Assisted Testing计算机的应用： 在技能训练中的应用 在特殊教育中的应用网络计算机的特点：信息的存储与共享，信息的发布，协作与交流，科学计算应用：计算机教室、计算机教育应用中存在的问题： “数字鸿沟”逐渐扩大，世界上70%居住在乡村和边远地区的贫困人口很少有机会接触信息技术，教育的不公平性日益凸现 信息意识与伦理道德的丧失由于失去了面对面交流必须承担的责任，学生在bbs上不注意自己的言行。 信息过量造成网络迷航，网上过量的信息影响了有用信息的清晰度和效用度，不利于对知识的正常吸收； 不利于深层次思维的培养，在信息网络环境中，人们开始习惯依赖计算机来获取信息，剪辑、重新组织信息，忽视自身创新能力和思辨能力的培养。3 通信技术与教育31学习要点无线通信：把数据信号转换为电磁波或光波后直接通过空间进行传送。蓝牙技术无线保真技术（wireless fidelity）超宽带无线技术（UWB）微波存取全球互通技术（Worldwidde Interoperability for Microware Access） WiMax4G技术通信的基本模型包括三个要素：信源、信道、信宿。GSM是英文Global System for Modile Communications（全球移动通讯系统）CDMA是英文Code Division Multiple Access（码分多址）的缩写。3G是3rd Generation的缩写通信技术在教育中的应用：广播教学、电视教学和移动教育电视教学的种类及教学方法： 系统课程教学，在学校内开展电化教育，要由教师加以具体组织和具体辅导 专题教学，运用电视教材代替教师在某一课程中的部分传授，或对教师讲授的教学内容进行充实或补充。一般应与教师的课堂教学结合，扬长避短，使教学效果更优化 实验课程教学 技能训练教学 课外教学4 网络技术与教育41学习要点计算机网络的基本模型：通讯主体、通讯设备和通讯协议计算机网络中各台计算机连接的形式和方法称为网络的拓扑结构，主要有总线型、星型、环型、树型等。计算机网络的功能：数据通信、资源共享，还有负荷均衡和协同计算。计算机网络协议主要由语义、语法和定时三部分组成。IEEE802.3标准即通常所说的以太网，它所采用的介质访问控制协议叫做具有冲突检测的载波监听多点接入（CSMA/CD）（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）令牌环网（TOKING RING），采用IEEE802.5协议（令牌环协议）Ipv4采用32位的地址长度，而Ipv6采用128位的地址长度。多媒体网络教室的意义：使学生多种感官参与学习，提高了知识接收的效率，充分发挥了计算机辅助教学的作用，从根本上改变并促进了师生之间的信息交流、资源共享和教学合作。多媒体网络教室的基本功能有：广播教学、交互功能、远程控制、学习观察功能、学生管理网络功能、电子考场功能多媒体网络教室的应用方式：课堂教学、多媒体辅助教学、网络环境教学。网络教学模式是指在一定教学思想和理论指导下，借助多媒体计算机网络而形成的较为稳定的教学策略、结构和程序的活动范式。一般由教学思想、教学目标、技术环境、教学策略和人-机关系等若干要素促成。分布式资源库的两个基本思想是：目录集中检索和资源数据分布存储OSI体系结构（7层）：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层TCP/IP协议集：应用层、传输层、网络层、网络接口层网络对教育的影响：对教育的理解突破了封闭式的校园式教育，使教育能够面向社会的不同群体，以信息网络为载体，实现开放式教育对教学的理解对学习的理解5 多媒体技术与教育51学习要点 多媒体技术：实质上是借助计算机，并以计算机能够识别的方式（数字信号），把视频音频处理技术、图形图像处理技术、编码解码技术、存储技术等集成在一起，从而方便的对信息进行存储、加工、控制、编辑、变换、查询、检索等操作。选择教学媒体的基本思路：运用系统方法，对教学目标、教学内容、教学活动、教学媒体的特性和功能、经济性和适用性等进行整体协调，最优化、适当地选择教学媒体。选择教学媒体的5个原则：目标控制原则内容符合原则对象适应原则现实可行原则高效能原则多媒体教学的应用：多媒体计算机教室多媒体语音教室微格教室以当代教育理论为基础，利用先进的媒体技术，根据反馈原理与教学评价理论，分阶段系统培训教师教学技能的活动。交互白板电子书包多媒体教学应用中存在的问题：教学模式和方法落后盲目选择先进媒体，为了技术而使用技术教育资源良莠不齐，重复建设严重媒体使用不当制约学生思维的发展6 人工智能与教育61学习要点 人工智能研究领域：专家系统人工神经网络（Artificial Neural Network）,是以计算机网络系统模拟生物神经网络的智能计算系统。机器学习模式识别数据挖掘（Data Mining），就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但是又潜在有用的信息和知识的过程。智能导师系统的组成：领域知识模块、学生模块、教师模块人工智能技术在教育中的应用：智能导师系统注重已有知识、人类教学专家的经验和系统推理功能，可以集中教学专家的智慧进行因材施教智能答疑系统将来自各地学生的问题和老师的解答有机地组织起来存储到相应的答疑库中，通过语意理解技术来分析并自动匹配学生所提出的问题，自动给予问题解答的系统。教学设计自动化包括专家系统、咨询系统、信息管理系统、电子绩效支持系统基于智能代理的网络教学系统7 虚拟现实技术与教育71学习要点 虚拟现实（Virtual Reality）:集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术的分类：桌面式、沉浸式、叠加式、分布式虚拟现实系统。虚拟现实系统的5个关键成分：虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备、输出设备虚拟现实技术的重要技术特征：多感知性，交互性，存在性自主性：是指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度虚拟现实系统的关键技术： 动态环境建模技术虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。 实时三维图像生成技术在不降低图像质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。 人机交互技术虚拟现实系统的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且可以通过数据手套、特殊头盔等传感设备进行交互，计算机还能根据使用者的头、手、言语及身体的动作来调整系统呈现的图像及声音。现有的虚拟现实技术远远不能满足系统的需要，例如数据手套具有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点。需要对与之相关的人机交互技术包括手势识别，面部表情识别，眼部跟踪等做进一步的研究。 应用系统开发工具选择适当地系统开发工具可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。 系统集成技术由于虚拟现实技术包括大量的感知技术与模型，因此系统的集成技术起着至关重要的作用，集成技术包括信息同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术。虚拟现实技术的应用领域：军事及航空领域建筑城市规划医学界培训领域娱乐虚拟现实技术应用中存在的问题：从硬件上讲，数据存储设备的速度、容量还十分不足，现实设备造价昂贵，清晰度不够好由于硬件的诸多局限性，使得软件的开发费用十分惊人虚拟现实技术与教育相结合的理论依据:认知理论虚拟现实与教育相结合，必须从学生的认知心理出发，注重学生的具体经验和对情景的理解，使学习者的新旧知识之间的同化顺利完成。建构主义教学虚拟环境应尽可能为学生提供丰富的资源和大量的经验背景，以便学生借助这一平台来建构自己的知识。模拟法则模拟法则主要有两大类：物理模拟和数学模拟，虚拟现实与教育相结合主要是物理模拟，即通过设计与原型相似的模型，并利用该模型来间接地研究原型规律。虚拟现实技术在教育中的应用：虚拟实验室虚拟仿真校园虚拟博物馆专业教育和培训特殊教育8 教育软件81学习要点 当前典型的软件开发技术：J2EE技术：J2EE是Sun公司提出的多层、分布式、基于组件的企业级应用模型，在这样的一个应用系统中，应用程序逻辑可按照功能划分为不同的组件，每个组件是一个封装了的软件单元，能够与相关的一些类和文件一起组装成J2EE应用程序。.NET技术：支持多种编程语言，包括：VB.NET，C+.net，J#.net以及C#,它的最大的特色是支持交叉语言互操作，即一个系统同时可以采用多种编程语言来开发。教学软件除了提供给学生科学文化知识外，应重视对学生思维能力的培养以及重视开发学生的创造性潜能。要培养创造性人才，软件本身也要体现创造性，包括问题的设计，启发思维的方式等。教学软件设计理论： 学习理论：教育软件的作用是促进学习者的学习，学习者的外显行为或学习状况以及他们的内心的变化都要作为教育软件开发的理论支持。 教学设计理论 人机交互理论：包括：用户对软件进程的控制能力，人机界面。教育软件设计流程： 环境分析主要包括：教学目标分析，使用对象分析和开发成本估算等 教学设计是应用系统科学的方法分析和研究教学问题和需求，确定解决它的教学策略、教学方法和教学步骤，并对教学结果做出评价的一种计划过程和操作程序。 系统