时间：2023-08-29 09:18:12
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇人工智能普及教育，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
一、机器人集成教学平台的发展趋势与开发思路
囿于水平和条件的限制，国内现有的中小学机器人教学内容很容易与计算机普及教育相混淆，多以计算机编程入门或简单的机器人拆装为主，忽略了机器人本身多学科融合的技术特点。
乐高机器人是一个理想的机器人教学平台[3]。但其主要的问题是价格昂贵，在很大程度上制约了它在机器人教学实践和创新活动中的普及应用。而国内虽然已有高校和企业从事教育机器人的研究开发，对开放性和图形化、模块化等方面的认识也有了长足的进步，但实现方法仍多沿用的是传统的嵌入式单片机开发模式[4-6]。过于注重开发过程而非应用需求，所开发的样机直接应用于教学推广存在诸多问题。
近几年来，以智能手机、平板电脑和无线网络产品为代表的网络互联及移动智能技术日新月异，应用开发也越来越普及。这些移动智能和系统集成技术的迅速普及也使得教育智能机器人的集成开发有了更大的实现可能。
人工智能和计算机技术作为机器人科学中最为核心的部分，应当成为机器人普及教育中最重要的内容。这部分主要就是靠控制器来实现的，一个好的机器人控制器平台可以让学生充分发挥想象力，将学过的数学、物理知识融会贯通，并对计算机、自动控制等知识有更深的了解。因此，我们将控制器DIY作为了机器人教学平台的开发重点，以充分适应目前机器人创新活动现状和机器人教学的多学科、多层次需求。
二、机器人集成教学平台的开发实现
综合考虑性价比、易于拆装和开发难易度等因素，最终选择采用了市售的无线路由器进行改装。通过选择开源操作系统进行固件升级和嵌入具有图形化开发环境的控制软件，成功开发完成了一种性价比更高、更加开放，能让青少年学生真正自己一步步DIY开发的机器人控制器。
控制器的开发步骤如图1所示。可以看出，其完全采用了系统集成模式和主流的成熟产品，不需要进行任何计算机语言编程或电路开发，却能全面了解与机器人相关的计算机软、硬件及自动控制的基本知识。而且与学生平时使用智能手机和玩游戏的模式极为相近，易于掌握，学能致用。
图1 基于无线路由器的机器人控制器DIY流程
该控制器不到名片大小，功耗仅2～3 W，很适合用于各种功能的机器人集成开发。同时，集中反映了目前机器人技术发展的主流趋势和技术特点（见表1）。
表1 DIY控制器的技术特点
控制器采用了成熟的工业控制软件，具有直观的图形开发界面和丰富的模块化控制算法，并且支持PC机离线组态和控制器的虚拟仿真。这样学生在完成控制器DIY之后，即可采用该控制器进行机器人功能的设计开发，与单纯采用虚拟教学软件的方式相比[7]，更加直观，所学知识面更广，动手实践效果更好。
由于控制器DIY成本很低，因此学校或科技活动中心只需配置少量的乐高机器人或与Arduino等价廉物美的开源电子原型产品组合在一起，即可构成不同性价比和侧重点的集成教学平台。
三、结束语
我们结合目前我国机器人教学活动的现状，开发完成了一个能够充分适应不同类型和多层次机器人教学创新活动的机器人教学控制器。与国内常见模式相比，简化了开发过程，更加注重实用性。采用模块化、图形化和虚拟化等先进教学手段降低了机器人教学的入门难度。同时充分利用现今网络互联和移动智能技术迅速发展所带来的便利条件，符合机器人技术发展的趋势和技术特点，也大大降低了推广应用成本。更为重要的是，DIY模式能使更多的学生全面加深对机器人核心知识的认识，进而激发他们学习的主动性和创造性。
参考文献
[1] 郑剑春，李甫成.LabVIEW与机器人科技创新活动[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2] 张国民，张剑平.我国基础教育中机器人教育的现状与对策研究[J].现代教育技术，2008（5）：98-100.
[3] 郑清春，武刚，郝丽芳.基于乐高机器人系统的创新设计实验室开放实践探索[J].实验室研究与探索，2008（10）： 27-28，44.
[4] 陈学锋.教学型移动机器人嵌入式控制开发平台设计[D].南京：南京航空航天大学，2005.
[5] 殷树明.基于图形化设计的教育机器人开发平台[D].苏州：苏州大学，2008.
[6] 朱勇勇.开放式教学机器人运动控制器设计[D].上海：上海交通大学，2007.
机器人助力孩子的
综合素质培养
钱锺书先生曾说过：“有了门，我们可以走出去;有了窗，我们不用走出去。”近年来，我国涌现出的一大批以机器人教育为代表的青少年科技教育项目，其最直接的目的就是为青少年朋友打开“一扇窗”，让他们开眼界，阔视野。
机器人教育是一种以科技培养为主的综合素养教育，在现如今普遍重视应试教育的环境里，如何培养孩子的综合素质，提高孩子们的实践能力，显得尤为重要。
我国的机器人教育始于2001年，彼时国家正在推行计算机的普及教育。由于机器人技术的发展水平越来越成为一个国家科技发展水平的重要标志，机器人教育渐趋普及，其中以“机器人进课堂”教育和竞赛型机器人教育为主。
目前，以机器人为核心构建的创新教育平台，已在我国大、中、小学乃至幼儿教育中普及。纵观各地的机器人教育方式，大体是按年龄段而量身打造，承载着不同的教育目的：
通过院校已经开设的关于机器人教育的相关课程，如自动化控制、传感技术、机械学、电子学、计算机硬件及软件程序等学科课程，围绕机器人的研发，从理论到实践，开展研究性学习、综合创新活动，培养大学生探索、协作、创新能力;
通过以学校、少年宫等组成的智能机器人学习小组，开展机器人教育的选修课以及研究型课程，同时，组织学生参加各类竞赛活动，激励孩子，以提升学生及社会对机器人教育的关注度;
主要通过以兴趣培养、体验课的形式，辅助培养幼儿时期的儿童提升创造、创新动手能力。
机器人技术
承载着新的使命
机器人的制造技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术。目前，许多教育机器人还添置了智能应用功能，如蓝牙红外传感、视线追踪及机器人竞赛的简单编程等。有些还增加了DIY电脑机械臂、铰接式多足编程设置等。这些前沿性配置，为孩子开启探索科技之门承载着新的使命。
在教学中，机器人教育也体现了非常重要的作用。学生们在动手操作的工程中，可以理解机器人的概念和工作方式，为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础;而学习编写简单的机器人控制程序，能够提高学生分析问题和解决问题的能力;通过机器人竞赛和完成各项任务，学生能够在搭建机器人和编制程序的过程中，培养动手能力、协作能力和创造能力。有科技老师曾表示：“学习机器人技术不仅提高了学生的创新能力和逻辑思维能力，还使学生做事更加条理分明，这是机器人教育所带来的意想不到的结果。”
智能技术是信息技术领域的一个学术前沿，智能机器人的开发与应用全面涉及感测技术、通信技术、智能技术和控制技术，是进行信息技术教育的最佳载体，也是全面培养学生信息素质，提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。
开拓思路
培养动手能力
目前，在已开设的机器人教育课程中，主要包含基础搭建和编制程序两方面内容。一个机器人包括电动机、车轮、传感器、控制器、电源、结构件等各种零部件，这就要求学生要有创新的思维及一定的物理结构学、空间几何学的知识，拥有这些综合能力的知识储备，才能搭建得较为合理。搭建机器人和编程，不仅让学生们的想象力得到一个发挥的空间，同时又是考验他们自主动手能力的机会。
关键词：IRobotQ3D； 乡镇高中； 机器人教学软件； 机器人选修课
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1006-3315（2014）03-022-001
《江苏省普通高中信息技术课程标准教学要求》（2006年）中有一个模块选修5：人工智能初步，本模块的教学应强调让学生体验人工智能技术的具体应用；根据高中学生的知识基础和本校实际情况开展教学；要注意发现有特长的学生并对他们进行有针对性的教学。
而机器人就属于人工智能的一块分支，它是一门集合了应用数学、力学、机械、电子、计算机、控制、传感技术、通信和人工智能等多种技术在内的综合实践性课程，它要求学生能够综合地、灵活地运用各种知识，在团队合作、实践操作的学习形式下完成一个个小项目，从而达到培养学生综合运用信息分析问题、解决问题的能力。机器人教学体现了“做中学”的教学理念,在学习过程中强调动脑与动手的结合,从而有利于改变传统的教学方式,为学生的终身学习打下基础。世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教学纳入中小学教育之中，我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。
但由于受到经费、师资、器材等因素的制约，在高中阶段只涉及软件的学习，在完全虚拟的3D环境来进行组装，调试，更改，成为一个很好的介入机器人学习的一种可行的途径。
但正因为是全软件的缘故，没法给我们实际环境中的真实的体验，比如轮胎材质的摩擦力，马达的不同转速所带来不同的扭矩感受等，当然这是由于直接的经济问题带来的结果，下面就我使用这款软件所得的感受论述之，以此证明IRobotQ3D用在高中选修教学中还是有其独特的优势的。
核心技术：
IRobotQ3D虚拟机器人软件提供了多个平台，有机器人搭建平台，设计场景调试平台，在线网络对战平台。
场景调试平台突出了基于物理引擎的设计，能模拟真实的物体运动以及物体的密度、质量、速度、加速度等各种现实物理属性，在发生碰撞、受力、摩擦等运动时能模拟出不同的运动效果。
优点：可以选择不同的测试场景，不用制作购买相应的材料。也可以自己定义构造一个测试的环境，天空，陆地，海洋信手拈来。是一个完全开放的任务体系。
缺点：情景不够真实，另外虚拟机器人软件的各种不足，教学中设计的任务往往会忽略很多现实生活中的因素，出现机器人运动过于理想化，虚拟化的现象。使学生对所学习的物理传感器的作用不够真实、深刻。不利于学生思维严谨性和周密性的培养。
搭建平台是3维的，可以360度球形的看整个设计、拼装的机器人，在搭建的过程中只要注意相对应的拼装点连接就可以了，释放起来也很方便。相同的部件可以通过复制的方式完成，减少实际过程的工作量。制作好的机器人可以保存起来，如果要在不同的环境中调用，只要更改一些细节的地方就可以了，着实方便。
优点：可以培养学生的三维空间感，减少反复拼装所花的时间。
缺点：没法体会到实际拼装，动手的快乐。
完成一个项目、构建一个机器人作品，需要考虑机械搭建、建好执行机构、构思控制电路，选择传感器及其安放位置，设计控制逻辑和编写程序等。当这些内容都考虑好并实施后，发现机器人也未必能像想象中的那样工作。这时，就要求制作者仔细分析问题的症结及其解决办法。让制作者按照规定的逻辑一步一步去实验、去探索、去研究，从而真正完成项目机器人的制作。这个过程是个手脑结合的过程，面对相同的任务，不同的思考就有不同的设计和结果。
Noc网络竞赛平台，类似QQ的对战游戏。大家在统一构造好的场景下，各自设计自己的赛车和程序，然后去放在同一环境下竞赛，看各自的成绩，在此过程中大家可以相互交流设计的思路，然后去完善，共同提高！
优点：可以省却比赛必须要面对面的方式，节省其中所要花费的交通、住宿费用，而且在同一台服务器下竞赛，比真实的环境更加公平公正，机器人也没有损坏的危险。
缺点：大家交流时，机器人的直观性不够，相互使用的计算机配置不可能完全一样，或许这点不够公平。
不少虚拟机器人比赛的任务场景华丽，设计新颖，对学生有很大的吸引力和挑战性。在IROBOTQ3D中，大部分任务都具有很强的目标导向性，学生完成任务的情况，只看运行结果就能一目了然，以致学习评价通常都采用终结性评价。
虚拟机器人教学，既有明显的程序特征，又有典型的应用特点，让学生通过虚拟机器人的学习，能够在创新思维、动手实践和解决问题等能力上得到真正的发展与提升，为今后的学习、工作、生活打下良好的基础。
任何事物都是有两面性的，在面对实验器材少、训练场地的制约时，通过开展3D虚拟机器人的学习，能大大的提高我们机器人教学效果，为我们的素质教育提供了一条很好的出路，也应该能在机器人教学（高中）中拥有美好的明天。
参考文献：
进展和趋势
1.在推进素质教育方面的成效显著
机器人教育作为一种全新的教育教学实践，正受到许多学校的重视和关注。笔者从2005年开始接触机器人教育至今，切身感受到了这一变化。积极参加机器人项目的学生都有一个显著特点：良好的表达能力、强烈的挑战精神和竞争意识。这些孩子学习成绩优异，在学校的各项活动中表现出众，具有很强的综合素质。笔者在与一些校长的交流中发现，这些学生的优异表现，在很大程度上影响了一所学校对机器人教育、素质教育的认知深度。
2.在硬件建设、教材建设和师资建设上不断完善
机器人教育的硬件环境包括活动室、调试场地、相关电子设备及器材等，软件主要有机器人教材、课外教学资源、教学策略和教学方法等。几年来，我国中小学机器人教育在硬件建设、教材建设和师资建设等方面有了长足发展。尤其近5年来，陕西省建有机器人实验室的中小学校从5所增加到近50所。陕西省教育厅组织了多期中小学机器人辅导教师培训班，培养了一支机器人教育骨干教师队伍。
3.各级各类竞赛活动广泛开展
几年来，参与各级各类机器人竞赛的学校和学生人数逐年增多，参与范围逐年扩大。以全国中小学生电脑制作活动陕西省机器人竞赛选拔赛为例，5年来，陕西省累计有130多所学校的近1500名学生参加，参赛项目逐年增多，覆盖区域逐年扩大，而且机器人教育不再局限于城市学校，已向全省农村学校发展。
4.校外教育初具规模
以陕西省为例，目前机器人校外教育主要有两种形式：第一种是政府投入的校外教育，从2006年开始由省教育厅牵头，为全省各县区的校外活动中心配备教育机器人，已装备50多个县区；第二种是由民间资本运营的校外培训机构，目前主要集中在西安市，较有影响的校外培训机构有5家。这些培训机构的最大优势是：有课程体系、有专业教师（部分培训教师由省内外有一定影响的机器人辅导教师兼任）。同时，他们的经费有保障（民间资本投资）、投入有计划，使机器人创新教育的持续发展得以保证。
5.研究探索有了一定发展
在中国期刊全文数据库中以“机器人教育”、“机器人教学”、“机器人竞赛”为关键词，以“主题”为搜索范围，时间范围为2005年～2009年进行检索。
虽然中小学机器人教育方面的研究探索进展较慢，但正受到越来越多的关注。“十一五”全国教育技术研究规划首次将《普通中学开设智能机器人课程的实践研究》作为专项课题单列，全国有近20所学校申报并结题。
综上所述，我们可以得出这样的结论：中小学机器人教育已经步入了发展的快车道，在学校理念、环境建设、师资建设、竞赛活动以及社会氛围等方面已经具备了一定基础，其发展趋势十分明晰，那就是向课堂化教学发展、向学校常规教育教学发展，并在此基础上，在社会范围内向个性化教育发展、向社区化教育发展。
问题及原因
1.教育行政部门的激励机制不够完善
虽然机器人教育已经得到了国家的高度重视，也形成了良好的社会效应，但总体而言，教育行政部门的引导作用还不够显著，尤其是教育部和各省级教育行政部门还没有出台切实可行的机器人教育推动办法。市、县级教育行政部门缺少国家和省级教育部门的政策支持，在活动资金方面举步维艰，往往处于心有余而力不足的被动局面。
2.课程标准和评价机制缺失，机器人教学难以走进课堂
教育部于2003年颁布的《普通高中技术课程标准（实验）》首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”这一选修模块，并在“信息技术”科目中也以选修的形式设立了“人工智能初步”模块。虽然这一举措在课程标准建设上算是迈出了第一步，但几年过去了，国家一直没有对机器人课程或人工智能课程做进一步的完善和修改，尤其是没有将机器人课程列入考试范围，学校开展机器人教育既缺少明确的课程大纲指导，也缺少必要的考试评价机制，极大地制约着机器人课堂教学的开展。
3.没有统一的机器人教材，机器人产品各自为政
国家课程标准的缺失和地方课程的滞后，导致机器人教育缺少统一的教材支持。目前使用的机器人教材大多都由机器人厂家提供。由于此类教材的编写过程缺乏科学规划和教育工作者的参与，没有明确的教学目标，更像是“产品说明书”或“产品用户指南”，在实际教学中难以发挥作用。国家课程标准的缺失也导致市场上的机器人产品缺少统一规范，生产厂家十分繁杂，且自成体系、互不兼容，开放共享程度很低。尤为重要的是，在投入生产前，对这些产品的论证没有教育工作者的参与，换言之，这样的机器人产品没有教育理念的支持，严重降低了其教育价值。
4.机器人竞赛的价值导向存在误区
机器人竞赛是普及机器人教育的重要途径。机器人竞赛是一种任务设计导向的教育活动，其根本目的是教育。由于目前机器人教育没有相应的考试评价机制，机器人竞赛成了唯一的“显性”测评手段，机器人教育的“投入产出效益”很大程度上只能通过竞赛来体现。这直接影响了机器人竞赛的价值取向――教育价值淡化，竞赛成绩高于一切。这导致机器人竞赛存在商业化运作倾向，学生自主设计的程度降低，比赛中也经常见到恶性竞争现象。
对策与建议
1.教育部门在机制建设、政策完善和课程标准建设方面应切实发挥作用
教育部门要制订明确的机器人教育发展规划，在课程体系建设、考试评价和激励机制等方面加以保障。从目前来看，课程标准和评价激励措施的制定已经刻不容缓。课程标准是机器人教育发展的风向标，直接决定着教材开发、师资建设的进度，其重要意义不言自明。评价激励措施对刚刚走上发展快车道的机器人教育更为重要，完善评价激励措施不仅是对学校和教师劳动成果的尊重，也是不可或缺的行政推动举措。笔者呼吁政府和教育行政部门尽快出台相关评价激励政策，将机器人教育纳入中考范围，提高学校和教师的积极性，使机器人教育常规化、普及化。
2.积极建设、开发校本课程或校本教材
在三级课程体系下，校本课程的开发能够有效地实现机器人教育的价值。各学校应该根据实际，在合理选择机器人产品的同时，尽量学内容，逐步对机器人教材进行二次开发，将其转化为适合学校机器人教学实际的校本教材，并在此基础上开发校本课程。陕西省西安高级中学在多年开展机器人教学的基础上，开发了校本教材《智能机器人》，并建设了与之配套的《机器人教育网》；西安交通大学附属小学也建设了校本教材。这两所学校的校本教材既能用于常规教学，也是学生课外学习的优秀资源，为中小学机器人校本课程建设做出了有益探索。
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3.加大机器人教师队伍建设力度
机器人教育的深入发展离不开教师队伍的建设，教师队伍建设离不开多层次的教师培训。一般来说，培训分为骨干培训与全员培训。骨干培训由省、市教育部门组织，全员培训则由县、区教育部门组织，也包括各学校的校本培训。我们应将骨干培训与全员培训相结合、集中培训与日常学习实践相结合，重点从教育思想、教学理念和技术素养几个方面实现师资培养的突破。各学校要保持机器人研究团队（包括机器人辅导教师和学生）的梯度发展，保证高质量的研究团队和充足的研究时间，不断为机器人教育注入活力。
4.不断完善环境建设
环境建设是开展机器人教育的前提和基础。各学校要加大投入，因地制宜，积极建设机器人实验室，不断完善硬件环境建设，为机器人教育的开展创造条件。同时，各级政府也要在环境建设方面对学校给予支持。
5.处理好机器人竞赛与普及教育的关系
机器人竞赛的根本价值是其教育价值，竞赛是手段，而不是目的。在积极参加竞赛的同时，更要注意大面积地对学生进行普及教育，实现竞赛与普及教学相互依存、相互促进，避免机器人教育走入“竞赛至上”的误区。这要求我们，一方面要合理利用资源，学校可将竞赛机器人和教学机器人分开使用，还可以使用机器人模拟系统或者自主研发一些适合学生动手制作的简易机器人，解决竞赛机器人数量有限导致的“小众化”问题；另一方面，要积极开发课外学习资源，为大多数学生提供自主学习的平台，提高学生的机器人素养。
任何新事物的发展和成长都是长期、动态的过程，机器人教育也是如此。中小学机器人教育的发展不仅受社会经济条件的制约（资金投入、硬件建设等），更与全社会的教育价值观（应试教育为主的教育体制）和教育发展的自身规律（自适应性和自为性）紧密相关。目前来看，尽快形成切合实际的、具有指导意义的机器人课程大纲是当务之急。
参考文献
[1]彭绍东.论机器人教育（上）[J].电化教育研究，2002（6）：3-7.
[2]葛文双，傅钢善等.我国中小学机器人教育发展中的问题分析[J].中国教育信息化，2008（8）：4-7.
[3]中央电化教育馆.“十一五”全国教育技术研究规划[EB/OL].ncet.省略.
[4]张剑平，等.机器人教育：现状、问题与推进策略[J].中国电化教育，2006（12）：65-68.
我国的信息技术教育是从原来计算机教学的基础上发展到今天的，其内容也将会随着信息技术的发展而变化。
过去我们对信息技术教学内容的理解与信息技术的发展状况和信息技术教学载体（计算机）的惟一性是相关的。而智能机器人作为中小学校信息技术教育的另一载体的出现，不仅充实了信息技术教学的内容，也使我们对中小学校信息技术教育有了一个新的认识。使中小学的信息技术教育更全面的体现了信息技术的内涵。
我国中小学智能机器人教育方兴未艾，有识的信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机，将我国的信息技术教育推进到一个新的水平上。当今的教育是为以后的经济和社会发展打基础的。有超前意识的教育工作者，应该关注经济的发展趋势，思考未来社会对人才培养的需求，并为培养高素质的人才打好基础。
当今信息技术的发展日新月异，计算机作为一种信息处理工具被广泛的普及使用。正是由于这个原因，我国逐步将中小学校的计算机课程改为了信息技术课程。而众所周知的是信息技术的基本内容包括：感测技术、通信技术、智能技术和控制技术。特别是20世纪中后期以来，在以上四种技术中，智能技术又处于核心地位。它已经无孔不入地渗透到其它三种技术中。
我国的信息技术教育是从原来计算机教学的基础上发展到今天，其内容也将会随着信息技术的发展而变化。多年来计算机作为信息技术教育的载体成为中小学信息技术教育的惟一工具，这种状况决定了中小学校信息技术教育的教学内容。也引发了对中小学信息技术教育内容的争论。例如：关于信息技术教育是否只要学习计算机使用的争论和信息技术教育内容中是否要有程序设计教学内容的争论。
过去我们对信息技术教学内容的理解与信息技术的发展状况和信息技术教学载体（计算机）的惟一性是相关的。而智能机器人作为中小学校信息技术教育另一载体的出现，不仅充实了信息技术教学的内容，也使我们对中小学校信息技术教育有了一个新的认识。使中小学的信息技术教育更全面的体现了信息技术的内涵。
一、让智能机器人走进中小学校的信息技术教育
随着智能技术的发展，智能机器人的教育走进中小学校已经成为可能和必然趋势，智能机器人技术融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术，充分地体现了当代信息技术多个领域的先进技术，是信息技术的重要内容，更是智能技术的结晶。智能机器人的教学内容必将给信息技术基础教育带来新的活力，智能机器人会成为中小学生能力、素质培养的智能平台。在中小学信息技术教学中智能机器人将会与计算机一起成为信息技术教育的工具，承载起信息技术教学载体的任务。
智能机器人教学内容作为信息技术教学内容之一的作用主要体现在以下三个方面。
1．使学生了解智能机器人这个信息技术前沿领域的发展和应用状况，了解智能机器人的概念和工作方式，破除中小学生对智能机器人的神秘感，为进一步学习智能机器人技术的有关知识打下基础。
2．使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法，了解智能机器人的传感器和驱动装置的作用。理解体会程序是智能机器人的灵魂，了解体会智能机器人是怎样在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序，通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高规划能力，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3．通过完成项目任务和比赛项目，使学生在为机器人扩充功能的过程中学习有关数字电路方面的知识，在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。
智能机器人教育走进普通中、小学校的可能性和必然性，已经在近两年中得到了充分的体现。智能机器人教育在中、小学校中主要是从下面的方式体现出来的。
1．以校外科技活动为动力，在校内以科技活动小组的方式出现。
2．以信息技术课内容之一的方式出现在中、小学的信息技术课上。
二、信息技术教育中的程序设计与智能机器人
程序设计是中小学校信息技术学科教育的重要内容之一。在80年代初我国开展信息技术教育之初就是以程序设计为主要教学内容的。在中学程序设计能力强的同学在其它学科的学习中产生正迁移现象也屡见不鲜，程序设计课程在培养学生分析问题、解决问题的能力和培养学生创造性思维上起着非常重要的作用。程序设计是计算机这一现代工具为基础教育带来的一种培养综合能力的新方法和新手段。
在强调程序设计教育作用的同时反思目前程序设计教学中存在的问题是必要的。对于初学程序设计的中小学生来说兴趣是学习的动力，而利用以往的程序设计媒介很难使初学者 看到程序设计应用的效果，体验成功的乐趣，这是目前程序设计教学中经常出现两极分化的主要原因。
程序是智能机器人的灵魂，让中学生通过为机器人编程序来学习程序设计的知识是程序设计教学入门的最好方法。在学习为机器人编写程序的过程中学生会获得成功的喜悦、会建立成功的信心，从而取得程序设计学习的兴趣。将智能机器人作为程序设计学习的载体，会从根本上解决目前程序设计教学中存在的问题。智能机器人使程序设计的学习与信息技术的前沿领域紧密的结合在一起。
智能机器人对学生引发的程序设计的兴趣还会对算法的学习打下良好的基础，使学生通过程序设计更好的学习有关的算法知识。
三、能力培养的综合平台
学习为智能机器人编写程序是以智能机器人为平台的学习内容之一，在编程序的过程中学生要了解智能机器人的功能、结构和工作原理，并根据要机器人完成的任务来编写程序。学习者要了解机器人的各种传感器，并通过编程序来控制传感器，使机器人感知外界的环境信息，并对感知的信息做出决策和响应，以使机器人完成规定的任务。学习为机器人编写程序的过程可以用拟人的方法循序渐进的进行。例如：可以将机器人的硬件看作一个刚刚出生的孩子，而学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人行走、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。学生在学习的过程中始终感受着失败的遗憾和成功的喜悦，对遗憾和喜悦的感受必然形成学习的动力和兴趣。
智能机器人作为培养学生综合能力的平台，除了要具有中学程序设计教学的程序设计语言系统和编辑系统。还要有适当的硬件功能。语言系统应该是具有结构化程序设计的语言系统，学生在学习编程的过程中要能够学到程序设计的三种基本结构即顺序结构、选择结构和循环结构的功能。硬件要具有很好的可扩充性和可塑性，适合学习有关的硬件知识，便于培养学生的动手能力。
智能机器人融合了多项先进技术，随着智能机器人作为学习平台在中小学教学中的应用，会有许多针对中小学生的机器人产品应运而生，教育机构在选择教学用机器人的时候，要结合基础教育对能力培养的要求来选择智能机器人学习平台。
智能机器人作为信息技术教学的内容在中学信息技术教育中出现，会给信息技术教育带来新的内容、新的思考和新的活力。借助智能机器人学生可以进行多项目的研究性学习。智能机器人体现的知识的综合性，使他不仅会成为信息技术教育的载体，也会成为中小学课程整合的新载体。
四、让我国中小学信息技术教育走在世界的前列
据了解一些发达国家已经看好智能机器人教育对未来高科技社会的作用和影响，他们在中小学的信息技术教育中都不同程度地对学生进行智能机器人知识的教育。在他们的课程中有让学生认识机器人的教学内容。目标是让学生认识各种由计算机控制的机器人的作用。例如，介绍机器人的由来，要求学生搜集各种机器人的图片、小说或录像等资料。让学生分组讨论有关机器人的功用和局限性及可能对人类产生的影响等问题。这些内容主要穿插在科学概论、社会研究和计算机概论等课程教学中进行。
美国教育界普遍确信，信息技术将在人们的未来生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果现在的在校学生具有了这方面的素质，他们将来可以更容易地适应各种技术革新，也更容易在未来的信息时代获得成功。
我国中小学智能机器人教育方兴未艾，有识的信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机，将我国的信息技术教育推进到一个新的水平上。当今的教育是为以后的经济和社会发展打基础的。有超前意识的教育工作者，应该关注经济的发展趋势，思考未来社会对人才培养的需求，并为培养高素质的人才打好基础。
参考资料：
1．让智能机器人教育走进中、小学校
沙有威
2001年4月5日
2．程序设计教学的新载体──智能机器人 沙有威
2002年3月17日
3．在景山学校开展智能机器人普及教育实验的建议 沙有威
2001年4月7日
4．智能机器人制作入门
徐爱萍 沙有威
摘 要：本文以潍坊在信息化环境下全面提升学生创新能力的探索与实践为例，介绍了潍坊在信息化环境下丰富创新活动内容、搭建创新平台和创新组织形式等方面的做法，阐述了信息技术对培养学生创新能力的理论支持和技术支撑作用。
关键词：信息化环境；提升创新能力；探索；实践
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2013）09-0008-02
创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，创新的关键在人才，人才的成长靠教育。本文以潍坊在信息化环境下全面提升学生创新能力的探索与实践为例，介绍了潍坊在信息化环境下在丰富创新活动内容、搭建创新平台和创新组织形式等方面的做法，阐述了信息技术对培养学生创新能力的理论支持和技术支撑作用。希望运用信息技术提升学生创新能力的思路，能够得到更多教育专家和信息技术专家的关注，为推进区域全体学生创新能力提升提供一点启示。
一、现代信息技术为培养学生创新能力提供新渠道
随着信息理论的发展，人们已经能够运用控制论、信息论的思想来解释、理解人的思维认知过程，现代教育技术将文、图、声、像等各种教学信息有机组合在一起，直接诉诸于人的感觉器官，不受时间、空间、微观、宏观的限制，在教学中实现了教育信息传输的高效率，突破了传统教育模式、方法和手段的局限性，有利于学生主动地观察、实验、猜测、验证、推理、交流与解决问题等活动，有利于改变学生的学习方式，有利于学生主体地位的落实，有利于教师角色的转变，有利于构建新型师生关系。现代信息技术为培养学生的创新思维能力提供了必须的技术支撑能力。从创新教育角度看，创新能力培养需要信息技术创建一个无“权威”束缚和民主自由的环境，为学生的创新性学习提供机会，促进人脑的多元思维和创造性思维，激发学生学习热情和学习兴趣，鼓励探索知识的奥秘，不断增强创新精神，提高创新能力。
二、现代信息技术为培养学生创新能力构建新载体
信息化环境为推进学生创新能力提供了自由开放的空间和技术支撑平台。潍坊作为全国教育综合改革实验区，充分认识到培养青少年创新意识和创新能力对培养创新人才的关键作用，在提高学生创新能力培养工作中，借助信息化、网络化、智能化等现代新兴技术手段，在中小学广泛开展机器人教育、动漫教育，运用信息技术为创新活动内容开辟了更为广阔的空间。
电脑机器人技术融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术，充分地体现了当代信息技术多个领域的先进技术，是信息技术的重要内容，更是智能技术的结晶。开设电脑机器人教育课程给信息技术基础教育带来新的活力，成为培养中小学生创新能力的智能平台。潍坊机器人教育试点自2002年至今，坚持学生自主发现问题、寻找思路和解决问题，坚持自主动手动脑，坚持强化团队合作意识，全市先后建成中小学机器人实验室109座，配备各类教学机器人2700余台，编写《中小学机器人校本系列教材》，配发适合课堂教学和学生实践活动的视频演示光盘，受到广大青少年的热烈欢迎。依托机器人实验室，我们积极开展机器人课堂教学和实践活动研究，逐步探索和总结出了一些通过机器人教育提升学生创新能力的规律和方法。例如：在部分学校开设机器人必修课，将机器人教育融入信息技术课程，形成“以必修课为面，以活动小组为线，以竞赛项目为点的点、线、面相结合的教学链条”，使学生信息素养得到大幅提高。还比如：通过整合区域办学力量，组建机器人灭火、机器人足球、机器人创意等项目教研组，定期开展机器人教学研讨活动，形成以强带弱、以高带低、高低结合、共同提高的机器人教学研讨机制，走出了小学阶段打基础、初中阶段重点培养、高中阶段出成果的“小、初、高梯队式培养模式”，使大批特长生人才脱颖而出。
动漫产业是创意产业的一个重要组成部分，是高新科技、数字化技术和文化创意结合的产物。近年来，动漫产业在全球得到爆发式的高速发展，动漫创新人才短缺引起世界各国的高度重视。潍坊从2010年起在中小学中渗透动漫教育，为培养信息化创新人才进行了新的尝试和努力。目前，全市有105所全国动漫教育实验学校，建成标准中小学动漫实验室105座，在动漫实验学校建设、教师团队建设、实验课程开设、动漫教材和软件培训等方面进行了多方位探索，总结形成了“三步六环任务导学法”、“阶梯式五步教学法”、“教师结对制”、“学生帮扶制”等实验教学规律和方法。发挥动漫企业人才技术优势，在全国知名动漫企业建立“潍坊市中小学动漫教育实践基地”，开展“动漫企业进校园”活动，宣传动漫文化，普及动漫基础知识。依托高校动漫师资理论优势，在动漫教育教学和动漫专业发展方向强化教师高端培训，培养大批动漫骨干教师，形成了潍坊“基地建设、实验教学、校企合作、高校拉动”四位一体的中小学动漫基地建设模式，培养了大批动漫创新人才，在广大青少年中形成了一股清新的动漫科技风。
三、现代信息技术为培养学生创新能力搭建新平台
网络信息的海量性为学生探究习得提供了宝贵的平台，信息技术的互动很好地培养了学生的主动参与、探究发现、交流作用的能力。潍坊于2012年建成基于全市共享的首个中心学生数字图书馆，形成藏书近20万册、2200余种基础教育数字期刊、近300种基础教育和重要综合类报纸、180多所著名大学优秀硕博论文和重要会议论文、近万个数字教育视频的规模。潍坊中小学数字图书馆对国内五大图书供应商的数字图书及音像资源进行了整合，重构了跨库搜索引擎，实现了一站式登陆访问，使学习和阅读图书变成了一件随时随地方便的事情。
信息技术虚拟现实的仿真性可以有效地激发学生的需要、体验和联想，有助于学生自然地进入学习状态，激发学生参与探究的积极性。目前，潍坊正在借助信息技术建设基于全市共享的大型网上虚拟实验室，计划覆盖物理、化学、生物、地理等多个学科。当前，已经建成物理数字化互动仿真教学实验系统，含有188种组件和208个实验案例，能仿真电学、波、光学、力与运动和声学实验。建成化学数字化互动仿真教学系统，含有233种组件和143个实验案例，能精确仿真化学反应，并能够绘制图表分析实验数据。安装数字星球系统，通过软件控制地理数字资源，融合多媒体信息实时互动及屏中屏演示功能，实现了用数字视像圆球体屏幕，以立体模式展示天文地理信息，使人们能够从全球、整体、综合和区域的角度研究探索宇宙空间环境和地球环境，为学习者创建了一个真实感知地理环境和时间跨越的体验平台。
四、现代信息技术为培养学生创新能力提供新形式
现代信息技术的出现，不仅极大地提高了信息传递的质量和速度，而且增强了人类认识世界和改造世界的能力。在教育领域内，运用信息化手段合理地配置教育资源，发挥信息技术无时空和主体限制的特性，变革推进学生创新能力普及教育的组织形式，可以促进资源共享，推进学生个性发展，实现人人享有的创新能力培养机会。潍坊通过举办人人参与的网上中小学生科技节，组建网上社团，聘请网上专家面对面指导，实现了科技创新普及教育城乡学生全覆盖，“科技创新教育潍坊模式”受到同行的广泛关注。
关键词：新时期；电子信息技术；应用；安全性；应用前景
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0029-02
随着社会经济的快速发展，我国的计算机信息技术取得了较好的成绩。计算机作为新时期信息的主要载体和工具，其在我国国民经济以及人民生活中具有举足轻重的作用。计算机信息技术的发展对促进社会发展，提高居民生活水平等发挥着巨大的作用。
1新时期下计算机电子信息技术的应用现状
1.1 计算机用户的数量不断攀升
计算机电子信息技术是否受欢迎主要以用户的数量为参考标准。新时期下，计算机用户数量以及高端用户呈现出不断攀升的趋势[1]。计算机电子信息技术的蓬勃兴起主要有以下三个方面的原因：1、计算机的普及作用。长期以来，我国倡导计算机普及教育，大多数城市已从小学生群体开始抓计算机教育。随着经济水平的提高，农村小学教育也开设了计算机课程。计算机教育的普及扩大了计算机电子信息技术的辐射范围。2、现今，电子产品处处影响着人们的生活、学习、工作。电子产品种类多、数量大、更新速度快，商家通常采用降价的方式以提高自身核心竞争力，进而抢夺电子市场。其中，相较其他电子产品，电脑的降价空间最大。此外，电脑品牌多、优惠多，成为老百姓必备的家电之一，从而促进了电脑的普及。3、当前的信息化时代，社会经济高速发展，人民生活水平普遍提高。方便、快捷、实用的计算机电子信息技术能够满足社会发展以及人们生活日益增长的需求。总之，计算机电子信息技术无可比拟的优势，使其备受广大用户青睐。
1.2 新时期下计算机电子信息技术的应用
新时期下，计算机电子信息技术得到广泛地运用，其主要体现在云计算、大数据、O2O模式、平台整合等四个方面。
1）云计算
新时期下，云计算得到了广泛的应用。相较以往的信息技术，云计算减少了用户终端的承载负荷，提高了用户终端的使用效率。云计算是一种商业计算模型，其将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。云计算，是分布式处理、并行处理、网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是计算机的巨大革新，其赋予了计算能力使用价值，用户通过购买（支付价值）来获取去使用其的权利。当然，云计算有别于商品，其主要是通过互联网进行传输的。
2）大数据
科技发达，信息流通，人们之间的交流越来越密切，生活也越来越方便，大数据就是高科技时代下的产物。新时期下，计算机电子信息技术加强了收集、处理用户信息的能力。大数据可以将用户的体验细节完整的保存下来，其主要包括用户使用时间、地点、做了哪些事等多方面的内容。相关科研单位可以根据这些数据，分析探究用户的使用心理、习惯等，在研发层面取得实质性的突破。
3）O2O模式
O2O是Online To Offline的简称，是指将线下的商务机会与互联网结合，让互联网成为线下交易的平台[2]。O2O模式的应用可以实现“三赢”：对本地商家来说，O2O模式要求消费者网站支付，支付信息会成为商家了解消费者购物信息的渠道，方便商家对消费者购买数据的搜集，进而达成精准营销的目的，更好地维护并拓展客户。此外，O2O模式在一定程度上降低了商家对店铺位置的依赖，减少了租金方面的支出。对消费者而言，O2O提供丰富、全面、及时的商家折扣信息，能够快捷筛选并订购适宜的商品或服务，且价格实惠。对服务提供商来说，O2O模式可带来大规模高黏度的消费者，进而能争取到更多的商家资源，掌握庞大的消费者数据资源，且本地化程度较高的垂直网站借助O2O模式还能为商家提供其他增值服务。
4）平台整合
移动技术的发展对计算机电子信息技术产生了巨大的影响。其中，移动终端平台的面世，引发了计算机电子信息技术平台的整合。整合平台后用户可以体验到“一平台操作，多平台分享”的乐趣，进而加快了信息的传播，提高用户的工作效率。
2 新时期下计算机电子信息技术的安全性
2.1 新时期下计算机电子信息技术的安全隐患
1）计算机网络中的安全隐患
安全漏洞是指受限制的计算机、组件、应用程序或其他联机资源的无意中留下的不受保护的入口点。电脑上存在很多的软件、操作系统，其中绝大多数都对网络有一定的危险性。如果使用不当，极有可能造成大面积的网络系统瘫痪，影响用户的正常使用[3]。例如：代码注入，会话固定：这是一种会话攻击，通过该漏洞攻击者可以劫持一个有效的用户会话；路径访问：该漏洞旨在访问储存在网页文件外的文件或者目录；弱密码：字符少、数字长度短以及缺少特殊符号；硬编码加密密钥：提供一种虚假的安全感。
2）硬件设施配置不科学的安全隐患
计算机硬件是某些物理装置的总称，其主要包括电子、机械、光电元件等。硬件是计算机的重要组成部分，其以有机整体的形式为计算机系统、计算机软件正常运转提供必要的服务。对于硬件设施的配置，要循科学、合理的原则，才能避免显卡、中央处理器等出现安全隐患。提高配套硬件的使用、安全性能，确保用户的资料、信息等得到保护。
3）人为方面的安全隐患
人为因素是指人的行为或使命对一特定系统的正确功能或成功性能的不良影响。在计算机电子信息技术中，人为方面的安全隐患主要有：人为使系统出现故障或发生机能不良事件；人为地泄露用户信息资料等。例如：日常生活中，笔者会经常收到一些陌生的短信，电话等，而且还遇到QQ、文件方案被盗等事情。这都是信息缺乏安全保护的表现。
2.2 新时期下提高计算机电子信息技术的安全性的策略
1）增强防火墙技术
防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障；是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件。防火墙具备只有符合安全策略的数据流才能通过防火墙，非常强的抗攻击免疫力，细致的防护能力，阻断能力等特性，其能够有效地保护计算机。但是，防火墙的保护功能受限制，其对内部攻击、有毒文件输送等毫无抵御作用。
2）加强病毒防范技术
计算机病毒同人体内的携带的病毒不同，其是一种指令、程序代码，给计算机的运行带来了严重的负面影响。计算机病毒异常独特，其主要有传播性、感染性、表现性等特性。由于计算机病毒的特性，一旦遭受计算机病毒，将会对电脑系统造成不可预计的破坏，且不容易清除。因此，加强病毒防范技术极其必要。深入了解、研究计算机病毒，并对症下药，从根本上阻断、消除计算机病毒的入侵，从而提升计算机系统的安全性。
3）设立身份验证技术
为确保用户的资料、信息等隐私的安全性，计算机可采取验证身份的方式对其进行保护。有效地身份验证技术，对改善用户资料丢失，被盗用、篡改的现状颇有裨益。对用户进行身份验证，主要包括身份证、面部特征、手掌特征、虹膜扫描识别或指纹识等方式。通过验证用户身份，可以有效地提高网络使用的安全性。
4）签订安全协议
安全协议，旨在确保网络用户的使用安全，其主要通过密码学来完成协议签订。密码学在网络安全中扮演着重要的角色，对保护网络发挥着巨大的作用。
安全协议的存在，对加强用户的思想道德建设十分有益。
3新时期下计算机电子信息技术的应用前景
1）巨型化
计算机电子信息技术具有极高的运算速度、大容量的存储空间、更加强大和完善的功能，将来主要用于航空航天、军事、气象、人工智能、生物工程等学科领域。
2）微型化
随着计算机的不断发展，计算机微型化成为市场走向。第一块微处理器芯片的产生标志着计算机开始迈入微型化时代。计算机芯片集成度的高低关系着计算机的功能、微型化进程，其越高，表明计算的使用性能越强大。芯片的微型化，推动了计算机的微型化，拓宽了计算机的应用范围。
3）网络化
计算机技术和通信技术紧密结合的产物。随着计算机网络的深入发展，其不断满足政府、学校、企业、科研等领域对电子信息技术的各种需求。同时，网络概念亦被广大网络用户熟知。计算机网络将不同地理位置上具有独立功能的不同计算机通过通信设备和传输介质互连起来，在通信软件的支持下，实现网络中的计算机之间共享资源、交换信息、协同工作[5]。计算机网络对国民经济发展具有重大的影响。此外，计算机网络发展水平对国家的现代化发展具有重要的参考价值。
4）智能化
智能化，即使计算机如人类一样开展智力活动，主要包括学习、感知、判断、推理等。智能化形势下，计算机可以通过语言与人类自然交流，实现了人机的良性互动。此外，其可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集记忆、检索有关知识的能力。
4 结束语
新时期下，计算机电子信息技术的不断创新、突破，给人类社会带来了巨大的收益。其不仅促进了社会经济的高效改革、发展，而且改善了人民的生活。优化计算机电子信息技术体系，对我国实现全面、协调、可持续发展的目标具有重大意义。希冀，通过科研人员的不懈努力，未来的计算机电子信息技术能够取得更骄人的成绩，进而为广大计算机用户创造优越的网络环境。
参考文献：
[1] 胡海英.新时期计算机技术的改革与应用[J]. 电子技术与软件工程，2014（5）：171.
[2] 范伟.浅论新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].计算机光盘软件与应用，2014（13）：80-82.
[3] 姚新迎.新时期计算机网络信息安全技术研究[J].硅谷，2013（22）：166.
关键词：农村数字化；Agent；XML；远程教育
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)04-0943-04
Digital Learning Platforms for Rural Research and Practice Based on Agent Technology
XIE Jing－wei
(Hunan Mass Media Vocational Technical College, Changsha 410100, China)
Abstract: Development of network technology for distance education provides a new world, and takes benefit to rural areas. The passage based on the research of agent-rural digital learning platform, analysis the current rural digital learning platform application and status issues for the improvement of existing measures, from the view of improving rural digital learning platform application.
Key words: Rural Digital; Agent; XML; distance learning
信息化应用于教学是教育信息化的一个核心内容。目前，全国各学校都在进行“数字化教学平台”的建设， 这本身就证明了信息化对于教学的迫切性和趋势性。农村因为其所处位置的分散，信息资源的匮乏，在教育中成为薄弱的一环，现代远程教学系统是一种以网络为基础的远程教育，学习者可以足不出户地参加网上学习、网上讨论以及网上答疑等。这种教学方式继承了传统远程教育方式中不受时间、空间和地点限制的优点，能够激发学习者的学习兴趣，能够为学习者提供图文并茂、丰富多彩的交互式人机界面，从而达到让学习者主动构建知识，实现自我知识获取、自我更新甚至创新知识的理想目标，非常适合在农村普及相关农学知识和技能水平。
1 数字化学习平台主要技术研究
1.1J2EE体系结构
模型－视图－控制器是八十年代Xerox PARC在为编程语言Smalltalk――80发明的一种软件设计模式，最近几年被推荐为Sun公司的J2EE平台使用，并且受到越来越多Cold Fusion使用者和PHP开发者的欢迎。MVC不是一种设计模式（design pattern），而是一种架构模式（Architectural pattern），用以描述应用程序的结构以及结构中各部分的职责和交互方式。它使应用程序的输入、处理和输出强制性地分开。使用MVC应用程序被分成模型、视图、控制器三个核心部件。应用程序被分成了三个主要的部分，每个部分负责掌管不同的任务。J2EE的框架一共分为5层：
1）Presentation（表示层）：应用程序的用户界面，用户通过这一层来操纵应用程序。
2）Application（请求层）：将Presentatinn层与services层连接起来。
3）Services（服务层）：EJB服务器的入口，作为Domain层的，根据不同的用户请求，来调用相对应的商务逻辑处理程序（Domain）。
4）Domain（领域层）：处理用户的请求信息，一般以use case为单位。
5）Persistence（持久层）：与持久性数据（数据库）打交道，根据Domain层的请求来操作持久性数据。
1.2 Agent技术
Agent理论和技术是在面向对象技术之后出现的一种新的方法。基于Agent的研究，一般可以通过两种途径：区分在传统人工智领域和基于结构主义的方法。方法有两种出发点:在传统的人工智能领域和基于结构主义的方法。传统的人工智能领域具有特定的过程和行为，研究的核心是认知过程，考察的对象是系统；另一类是基于结构主义的方法，这种方法是网络中使用Agent的技术，从基层的Agent及其相互作用来研究系统的整体特性。传统的人工智能领域是商业系统使用较多的方向。
1.3 系统体系结构的选择
1.3.1 C/S模式与两层结构
C/S(Client/Server)结构，即客户机和服务器结构，在早期的应用系统开发中得到了广泛应用。其特点是，客户端运行大部分服务，客户端与数据库完全分开，如数据访问规则、业务规则、合法性校验等应用逻辑。C/S模式通常用于两层结构，它的处理流程可表示为：
两层结构模式＝多Client+单/多DataServer
两层结构的应用模型可表示为：
表1 客户机/服务器的两层结构模型
在这种模式中，服务器只负责数据的处理和维护，为各个客户机应用程序管理数据；客户机包含文档处理软件、数据查询、决策支持工具等应用逻辑程序，使用SQL语言发送、请求和分析从服务器接收的数据。这是一种“胖客户机/瘦服务器”的网络结构模式。
1.3.2 B/S模式与三层结构
B/S(Browser/Server)结构，即浏览器和服务器结构，其本质是三层结构C/S模式。它是随着Internet技术的兴起，从传统的两层C/S(Client/Server)模式发展起来的网络结构模式。其处理流程可表示为：
三层网络结构模式=多浏览器+单Web服务器+多数据服务器
三层结构的应用软件模型可表示为：
表2 浏览器/服务器的三层结构模型
在三层结构中，作为一个应用服务器（又叫Web服务器），应用逻辑程序己从客户机上分离出来。浏览器以超文本形式向Web服务器提出访问数据库的要求，Web服务器接受请求后，将其转化为SQL语法，并交给数据库服务器。数据库服务器验证其合法性，并进行数据处理，然后将处理后的结果返回给Web服务器。Web服务器再将得到的所有结果变成HTML文档形式，转发给客户端浏览器，最终以Web页面形式显示出来。这是一种“瘦客户机”的网络结构模式。
2 数字化学习平台需求分析
2.1 数字化学习平台中常见困难与问题
2.1.1 学习管理方面的问题
基于课程的学习普遍的流程是预定学习目标、确立学习进度、按进度选择学习内容和方式、检验学习成果。尽管学生是学习的主体，但教师无疑起到了明显的导向作用。而在开放的学习环境中，很可能缺少预定的明确目标；而学习进度也是很难保证的；
2.1.2 知识积累与建构方面的问题
1）一些学习平台所拥有的知识内容是僵化的。
2）交流区好象一个大水潭。什么水都往里倒，问答是不成体系的，一些好的文章、好的思想很快被湮没了。
3）教师与教师、教师与学生、学生与学生的沟通仿佛是形式上的，让人感觉到其中的隔膜。
2.1.3 在用户专注性方面的问题
对于学习平台的开发者来说，常常理想地认为，学生应该有使用数字化设备进行学习的充分的主动性和积极性，并过高估计了学生自己管理学习进度的能力。实际上，即使是成人，也常常感觉很难调控数字化环境中的学习，甚至会出现以下两种极端情况：一种极端是沉迷于娱乐而遗忘学习的原初目的；而另一个极端是，由于资讯的爆炸性增长与缺乏管理，使学习者迷失，甚至引发心理问题。
2.2 我国农村现代远程教育平台的构建
1980年中央农业广播电视学校的建立，是对传统教育资源缺乏的有效补充，也是在农村教育这方面区别于传统教育的一个尝试。农村现代远程教育平台的构建是为了更好地推动农村教育的发展，这无论是从实际需求还是在长远意义方面看，都是十分必要的。
由于农村教育培训的主要对象是农民、农村青年，农村妇女，基层干部以及其他城镇力量。数字化教材对他们来说是一种新的教学媒体。所以在建设上还应该注意：
1）进一步扩大对现有师资的培训，提高他们运用数字媒体教学的能力；
2）加强数字媒体的宣传，使农民认识、理解、接受数字技术；
3）及时了解农民的需要，掌握需求的变化，发挥资源共享的优势，开发适合农民的生动形象的数字教材。
3 基于Agent的农村数字化学习平台功能实现
数字化学习环境建设是农村数字化学习平台建设工程的一个重要组成部分，目的是为农村师生建构一个先进、通用、能面向国际化教学的网络教与学环境，使他们在多校区的网络虚拟环境中能进行研究性学习、探究性学习、自主性学习。
利用教学数字化管理平台 ，通过远程教育管理系统预定远程教育课，各教师在注册了一个用户名之后，便能够登录，即可查阅、下载网络上包括电教馆以及和教育网台的各种资源，也可以向校本资源库的教师个人文件夹中上传各种文件，同时在该系统内预定远程教育专用教室的使用及填写上课后的各种信息反馈。学校管理人员通过本系统对学校每一位教师使用远程教育资源及专用教室使用情况进行监控。
3.1 基于Agent的个性化远程教学系统
系统中必须建立基本类Agent、个性化处理类Personalization Agent、服务器类Facilitator Agent等。基本类Agent主要侦听环境中的事件，并通过Sensor/Effector对事件作出反应。服务器类Facilitator Agent主要登记活动Agent，并协助Agent相互通信。
本系统中的主要类有Student Agent，Teacher Agent，Administrator Agent和Personalization Agent。
1）类Student Agent：主要功能是提交学习者注册时的信息以及学习者在学习某门课程中与本系统交互时产生的一些个人信息，Personalization Agent收到这些信息后，根据这些个性化信息，调整呈现给学习者的学习内容。。
2）类Teacher Agent：主要功能是提供课程内容，可以根据Student Agent对学习者个性信息的处理结果，通过Facilitator Agent向Teacher Agent发送请求，然后Teacher Agent向Student Agent发送符合该学习者个性特征的课程内容。
3）类Administrator Agent和类Personalization Agent：他们使用单独的设计模式，确保在同一时间内只有一个Facilitator Agent和一个Administrator Agent的实例存活。
3.2 在线学习管理
学习系统支持基于学员个人能力的课件学服务在学子系统中指导模块能根据学员的各类信息，分析学员当前所处的状态，灵活的控制学员的学习内容，决定教学策略和方法。其具体的指导策略包括:
1）根据学员的专业及课程的要求，选择相应的教学课件；
2）根据学员的学习进度，提供两种学习模式，分别为：是继续进行上次的学习；或是自行选择教学内容；
3）根据学员的学习水平参数，安排相应难度的教学课件；
4）由教学计划和教学知识点之间的依赖关系确定教学课件之间的顺序。
3.3 表现层的实现
表现层的功能是对用户接口进行设计，主要涉及到个性化界面的定制和XML的显示。
1）用户界面：表现层可以让用户自己选择使用的语言、常用的工具条、定制个性化菜单颜色、字体等内容，通过针对不同用户设计不同XSL来达到个性化效果。
2）用户界面的XML显示：HTML规定了统一的格式。根据用户的不同需求，asp语句查询数据库并将结果替换成asp语句嵌入到HTML面中。
3）用户注册：用户可以在登录页面中点击注册按钮，进入用户注册页面，填写信息进行注册。
4）用户登录：用户通过注册时使用的电子邮件和密码进行登录。若忘记秘密吗可以通过电子邮件找回。
5）权限管理：权限管理分为三个部分：组策略管理、用户组策略分配、组策略编辑。组策略管理负责策略的添加、命名和删除。
6）课程管理：管理员或教师添加的课题参数有课题名称、课题所属专业、选择图像（课题的图像标识）和课题的描述（对课题的相关简介）等。
7）交流展示：学员可以将自己的研究成果在交流展示平台上与其他学员进行交流，增进了学员之间的相互了解，也为日后相互之间的合作奠定基础。
8）学习资料管理：在研究性学习平台中，所有的资料都必须在学习资料管理页面上传，然后将链接添加到相关课程的下载栏目内供学员下载。
9）学习界面：用户通过登陆后，可以进入学习平台，搜索浏览自己所需要的内容。
3.4 数据访问中间件
随着信息技术的飞速发展和从事政务、电子商务的业务需要，企业、政府越来越需要把不同阶段、不同技术构造的管理信息系统集成为一个更大的系统。这就要求应用系统具有多数据源访问的能力。随着电子商务、政务的不断深入和扩展，新建的应用系统也要求具有更好的扩展性和伸缩性。此外，系统还应具有良好的封装性及可维护性以满足我们整合数据库访问的需要。数据访问中间件却可以很好地解决这些问题。
1）方便的数据源连接：在设计和实现信息管理系统时，我们希望尽量做到与使用的数据库无关，即当后台的数据库发生变化时，不需要或者尽量少地修改前台代码。而在这一点上数据访问中间件的应用给予我们很大的帮助。
2）管理数据库连接：数据访问中间件应完成的一个主要功能就是提供数据库连接管理。用户界面层不用直接与数据库服务器建立连接，而是通过数据访问中间件建立连接，并由中间件管理连接缓存。
3）管理数据库访问：当用户需要对数据库进行访问时，首先通过数据库连接管理模块与相应的数据库建立连接，然后由用户调用数据访问中间件提供的标准接口。数据访问中间件将SQL请求转发给相应的数据库服务器，数据库服务器执行SQL语句后，将得到的结果通过数据库连接返回数据访问中间件，再由它返回至用户界面层。经过数据访问中间件处理，数据访问过程中实时出现的错误信息也将一起返回。
4）性能问题：数据库是信息管理信息系统的核心单元，由中间件完成通信功能。硬件技术快速发展，但其价格反而下降，因此往往通过使用更好的硬件来提升性能问题。另外，当用户数量较少时，由于中间件建立多个连接需要花费时间，是否利用中间件的连接管理功能对数据库的响应速度影响不大，但随着用户数量的增多，采用中间件的连接管理功能所带来的性能优势就显现出来。
3.5 基于B/S结构的系统性能改进
B/S结构相对C/S结构有优势。同时B/S结构并非完美，其自身的特点也决定了B/S结构在管理信息系统应用中有一些需要克服的弱点。如：页面频繁刷新导致人机交互性下降。
首先要说明的是，页面刷新是B/S结构特有的实现机制决定的，因为客户端既浏览器基本上不处理业务逻辑，几乎所有工作都交由服务器端处理，服务器端处理完毕后，再将结果发回浏览器端，重绘页面，形成所谓刷新。所以，只要应用B/S结构就不可能避免页面的刷新。但是，我们仍然可以利用一些技术手段来避免页面频繁的刷新，从而尽可能减少给系统的交互性带来不利的影响。
下面仅列举一例，来说明这个问题。
如Textbox的On change事件会引起页面重新刷新，于是利用了以下的解决办法，使得页面不用刷新。
1）调用简单的前台脚本打开一个新页；
2）把相关参数传递给该新页处理（该新页的前后台均可处理）；
3）处理后所得数据再用前台脚本返回；
4）数据处理完毕后被打开的页面自动关闭。
3.6 系统安全策略
系统安全性是指保护系统以防止不合法的使用而造成数据泄露、破坏或更改，系统安全性是涉及系统各个方面的全局性的问题。系统是一种可共享的资源，在开放共享的环境中，安全与开放共享即是制约，又是相互统一的。系统既是共享的资源，又要适当地保密。只有解决保密问题，才可能更好地实现共享。系统管理要求实行三点基本方针，即预防、检测、恢复。在本系统设计和实现中系统安全性设计的策略主要由：1）权限控制；2）日志使用；3）规范输入信息。
4 总结与展望
人类已经进入了网络时代，网络技术的飞速发展为远程教育开辟了一片崭天地，农村教育因其地处偏远，教育资源能以跟上而成为普及教育的盲区。远程教学技术的研究，正可以为农村远程学习平台的搭建提供一种可行的思路。随着教学信息化日益成为现代教育发展的制高点，以技术改善教育环境，革新传统教学模式，教学引入信息技术后给传统教学模式带来了巨大冲击，必然对教学形式、方法、内容的革新与进步产生强大的推动作用。
基于网络的远程教育在我国的教育事业中有着广阔的发展和应用前景。大力发展数字化教学对推动科技和教育的进步有着不可估量的作用。当然发展网上教学的关键并不是从物理意义上扩大网络范围，更应该重视改善现有网上教学系统的性能和模式。
参考文献：
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