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1 問卷調查的目的
本次調查的主要目的是對全校使用現代教育技術增強自主學習能力，提高教學質量的情況作進一步了解，對調查結果進行研究分析，為今后開展教研工作提供有針對性的指導和服務。
2 問卷基本情況：本次研究主要采用了問卷調查法。
3 問卷數據匯總與基本分析
3.1 運用現代教育技術的課堂教學模式，可以激發學生學習興趣，增強自主學習的能力。
可以看出，80%以上的學生喜歡上多媒體、電子白板課，只有10%的學生不喜歡，這類學生大都是學困生，總覺上課無聊，不管采用什么教法，都沒有興趣。由于地處偏遠山區，家中具有上網條件的人數較少，不過大部分家長購買了磁帶等設備，為學生有效學習奠定了基礎。
可以看出，很感興趣的學生較多，這部分學生中有的學生也是學困生，據了解，他們喜歡多媒體的聲音、動畫、圖像等，不感興趣的學生大多是學習差，性格內向，家庭條件差、留守兒童等，今后我們要研究如何調動這部分學生的積極性。分析：在傳統課堂教學中能主動預習復習的學生只占20%，教師布置就進行預習復習的學生占45%，可見學生在自主預習復習方面幾乎一半是被動的。學生完成作業的情況總體上是好的，30%的學生能夠自己獨立認真完成；45%的學生能與同學討論完成。但不容樂觀的是仍有25%的學生存在抄襲作業現象，運用現代教育技術上課后，由于出現“大容量、快節奏、高效率”的特點，學生課前預習扎實，當堂檢測過關率高，致使抄襲的學生大幅減少。
數據顯示：利用多媒體技術后，學生自主學習的激情高了，充分體現了先學后教、學生主體的理念，有利于提高教學質量。
由此可見，近一半的學生體會到自主學習的甜頭，并愿意堅持，沒有感覺的學生屬于學困生，不愿意學習，亟待培養學習激情。
3.2 利用多媒體，突破重難點及疑點，提高學生的綜合能力。舉行同課異構活動，教學《切線和圓的位置關系》時，利用FLASH動畫，讓靜的圓動起來，使其與直線有1個交點、2個交點、無交點，讓學生理解直線與圓的位置關系。另一個教師傳統教法，最后課題組經過集體討論對兩個班的當堂作業情況進行了一項綜合檢測，結果如下實驗結果表明，運用電子白板教學的九1班學生的推理能力、空間想象能力、判斷能力、應用能力明顯優于九2班，差異分別是3%、19.34%、5.9%、11.1%，特別是空間想象能力的差異最高，達19.34%。原因是利用計算機可將幾何教學中所涉及的事物、形象、過程等全部內容再現于課堂，使教學過程形象、生動，使難以覺察的東西能清晰地呈現在學生的感覺能力可及的范圍之內。
3.3 運用現代教育技術，提高教學質量。經2年長期運用電子白板等教育技術后，對平行班教學成績進行比較（以語文為例）。由統計表可以看出：運用多媒體技術上課的教學成績較好，尤以優秀率更為明顯，基本上都要高出15個百分點。極差生（36分以下）降為0，進步明顯，學困人數36～72分學生數有所增加，均分直線上升，凈增8.92分，而平行班（偶爾用電教設備）只增3分，按照如此進步速度，預測下次考試合格率能達到70%。
4 研究反思
[關鍵詞]教師教育技術化作用
一、數字化引領教育技術化
當今社會已逐步進入數字化時代，這就要求教師必須引領學習者學會學習、學會合作，從而使得學習者能夠充分挖掘出自己的獨特潛能與創造性。相應的，教師的教學模式也需要從傳統的集體授課改變為能依據學習者的個性化特點進行定制，教師的授課習慣需要實現從關注教材的呈現到重點分析不同學習風格的學習者需求的轉變，讓學習者變被動學習為主動學習；并成為合作學習者。
教育是人之自我建構的實踐活動，而技術也是人類發展的產物，是使人成為人的一個基本條件，必然先天地以人的價值判斷、以人的需求為其存在和發展的基本前提。因此，教育技術的存在基礎是教育與技術之“和”———使學習者不斷“文化”和“人化”，從使得教育與技術相互交叉融合。例如美國新版NETS•T中十分注重數字化環境中教師教學設計能力的完備。數字化的學習教育環境使得教育逐步呈現技術化的特征。
顧名思義，技術是指人類為了某種目的或者滿足某種需要而人為規定的物質、能量或信息的變換方式及其對象化的結果。技術規定了如何將一種物質(形態)變換為另一種物質(形態)，將一種能量變換為另一種能量，將一種結構、形態的信息變換為另一種結構和形態。教育技術化是指在教育與技術“之間”的，特征式微妙轉化，“教育技術”不在教育中而是更多地體現在技術中。同時，“教育技術”是教育與技術的相遇，“教育”是實質內容，原本作為載體的“技術”也日益呈現教育的特征。在此前提下，教育與技術相濟相合，育生教育技術，并促使其發展。另一方面，教育對技術的要求是不同的，因為技術是多維的，人的價值和需要也是多層次的。
二、教師在教育技術化過程中的作用
有學者指出，作為教育功能的技術要同時滿足兩個條件:一是解決學習者學習效率的問題，二是解決技術應該怎樣為學習者人文化服務的問題。而教師恰恰在這兩者的兼具方面具有天然的優勢。
如前所述，進入新世紀，數字化技術日新月異，此中教師運用其學科知識教和學，并運用數字化技術更新教學理念和模式，以便獲得促進學習者學習、激發學習者創造力與創新性的經驗。可以說，新時代的優秀教師必然應成為數字化時代工作和學習的表率，教師應展現出全球化和數字化社會中具有創新精神的專業工作者所應具備的知識、技能與工作方法。
通過展示與推動有效運用數字化工具和資源，教師可以不斷提高自身的專業實踐，樹立終身學習的典范，在學校和專業共同體中表現出領導力。如果說20世紀末還可以成為傳統學習方式和數字化(E-learning)學習方式的混合。如今后者已明顯在挑戰前者的管有地位。例如我們說教師最常用的技術是PPT，而PPT的主要功能之一是代替粉筆黑板來呈現課堂講授內容。但如果教師固步自封，就會造成教師改革理念的滯后，并由此引發對其他先進技術的降格使用，這在很大程度上限制了教育技術的深層影響。
在當今教育技術化的過程中，教師必須擁有一定的信息化教學設計能力，以培養學習者具有高度創造力為目標，能夠決定何時選擇何種技術，從變革需求出發，創建有效的數字化學習環境，架設滿足學習者個性化學習的平臺，改變學習方式、學習文化以及相應的組織方式與學習關系。
這一點在語料庫語言學領域體現比較明顯，數據驅動語言學習是語料庫應用于語言教學中的一種教學模式。這種教學模式使得教師可以建立在語料庫的研究基礎上，同時吸納語言習得和認知科學的研究成果。在語料庫語言學的授課教師看來，教學研究所依賴的真實語言數據只是一種社會語言現象，這種可觀察、可量化和可描述的數據是探索社會文化語境中語言的意義與功能時最為直接和有效的數據，教育在這里已經體現出明顯的技術化特征。
三、有效利用教育技術化的價值特征
柯利認為，技術本身不負載價值，而是在技術的使用中，人的思想意識和經濟利益導致了技術的價值負載。教師作為數字信息化社會教育技術的使用者，教育技術化對教師提出了更高的要求。教師要不斷地提高自身的素養，合理運用信息技術進行教學，掌握好各項技能的使用。在人工智能、虛擬現實等技術飛速發展的今天，信息技術替代了教師的部分教學活動，但不管技術怎樣發展，在教育這樣的人文學科，更注重的是人本主義的發展，信息技術不可能完全替代教師在教育中的地位。發揮教師的主觀能動性，有效利用教育技術化的價值特征，正確處理信息技術與教育的關系是信息時代對教師和教育工作者提出的新的挑戰。此外，學校的管理人員也要正確地對待信息技術，因地制宜地選擇合理的技術推動教育的發展，發揮其價值的正向導向作用，而不能過分強調信息技術在教育中的作用，須知技術是手段，達到教育的發展才是最終的目的。
有學者成技術化是人類存在的方式。只要人存在，他就要追求自由，而人類追求自由離不開技術化。教育的技術化必然使得教育技術學成為顯學，而教育技術的出現不僅僅改變了教育實踐的面貌，而且也會帶來理解教育的新方式———一種基于復雜性理論和開發取向的理解方式。
參考文獻:
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[3]王勇，楊晶.數據驅動的研究路徑在英美文化教學中的應用.外語學刊，2009，(5):183-185.
關鍵詞：數字時代；教育；人機系統
一、數字時代的教育方式辨析
“數”乃萬物。這是古希臘學者畢達哥拉斯的觀點，雖然這個觀點產生于距今約2500百年前，但令人不可思議的是，這個2500百年前的觀點正邃變為今天的現實。“數字化”像一股勢不可擋的狂潮涌入了我們的時代，當人們還沉浸在昨天科技的恩澤并沿著其鋪就的道路延續著順理成章的生存方式時，數字化技術已經開啟我們生存的另一個天地。特別是在人類知識的延續、發展與發現上，發揮著難以想象的作用。以其技術為基礎所形成的教育手段，不但沖擊著昨天的教育模式，也重新規劃著人類的明天。
毋庸贅言，數字化已經從概念的幻境中走出來，并接受了今天的洗禮。人們在感受它恩澤的同時也遭遇了意想不到的問題。首先是數字界面與人的認知關系，在教育領域中所突顯的是技術性與人性的失調；其次是界面環境與“人態”的相悖。上述問題不但制約了學生對知識的理解，也影響或改變著學生的腦態。
數字時代顯現出的最一般的現象是速度與虛擬。速度提升了人們對信息的單位時間接受量，人們通過虛擬技術，實現了用非物質形式感知事物現象或內在規律的愿望。從技術角度講，速度是實現虛擬的基礎，高速度能夠實現復雜的虛擬，其價值無可厚非。然而，對人的本能來講，接收信息的速度是有限能量。雖然閾值對于個體有所差異，但上限與下限的絕對值與數字技術的速度無可比性。這就是數字信息傳輸速度與人腦接收速度的差異化所在。
實際教學中經常發生下列現象，教師本想利用PPT程序制作課件并通過多媒體教學獲得理想教學效果，但得到的結果卻有時事與愿違。課堂上學生們難以打起精神，既不做筆記，又不集中精神聽課。是學生不熱愛學習?還是學生有其他的心理問題?都不是，真正的原因是教師勞神制作的課件，在人機關系上違背了學生們的認知規律。
最普遍的問題是知識信息的輸出量嚴重超過學生的信息接收量。數字技術顛覆傳統授課方式的最直接表現，是板書的書寫與圖像的顯示，教師在課前將所有的內容制成課件，為了詳盡而準確地描述知識點，輸入了大量的文字或其他符號。課堂上，教師只做兩件事：其一是對幻燈片內容進行講解；其二是適時地播放幻燈片。由于課堂上所放映的內容是課前所做好的，因此信息輸出速度很快，而學生的信息接收速度難以跟上，從而造成學生的學習障礙，具體表現為：(1)難以保持隨意注意；(2)難以形成長時間或永久性記憶；(3)難以形成概念等。
注意是學生學習的基本心理條件，特別是隨意注意，是學習效果的基本保證。從注意的理論模型來看，無論是過濾器模型還是反應選擇模型，直至中樞能量理論，其共同性都在于刺激與選擇，刺激的性質與刺激通道的秩序左右著注意。而數字技術的教學手段由于省略了當堂的書寫過程，使聽覺通道與視覺通道同時發生知覺或反應，即學生在相應的字符呈現時，要同時完成筆記、視覺追隨和聽覺追隨等任務，依據中樞能量理論，當多通道同時操作時，其注意就會發生被分配狀態，各通道的注意指數就會下降。這一點已經被許多心理學家設計的實驗所證實。而傳統的教學模式卻避免了上述問題，原因在于板書的書寫過程，就是學生視覺的追隨的過程，使視覺通道和聽覺通道不同時發生知覺反應。通常教師在黑板上書寫時，學生僅發生視覺追隨，教師的書寫速度比學生的筆記速度略快于5－8個字符，當教師完成書寫并進行講解時，學生的筆記也基本完成，視覺追隨活動結束，接下來要進行的是聽覺追隨活動，在這個過程中學生的注意始終保持在單通道作業狀態。因此注意的中樞能量對于各種刺激，始終處于高能狀態，從而保證了教學效果。
記憶是人類掌握知識的最一般的基礎條件之一，然而記憶的發生是有條件的。本文在此所研究的問題不涉及純粹的關于記憶的理論，而是從人機工程學的角度探討形成記憶的條件。通過前人及當代的相關試驗證實，人的記憶必須具備以下條件：(1)具備正常的生理和心理機能；(2)在覺醒前提下；(3)所發生的刺激處于意識之內。從認知心理學的理論看，就是對刺激首先產生感知覺反映，并通過對相關通道的注意機制的建立，實現對信息的存儲。因此，能夠快速而穩定產生對感知覺的刺激，是能否實現注意發生的先決條件。特別是刺激的物理特性決定了刺激的強度，數字技術下的視覺刺激主要是通過光的掃描實現的。因此其顯示的條件必須是低照度的環境，這是學習所需的人機環境與數字技術呈現的環境相對立的矛盾點。在環境照度上，能夠滿足各類視覺作業要求的照度可參照生產車間工作面上的最低照度值表(見表1)：
通過表1可知，能夠滿足筆記作業的最低照度必須在Ⅳ級，也就是一般照度值須達到100－75／1x，而對于現今普遍使用的投影儀的投影性能來講，這個照度值顯然影響其最基本的顯示效果。因此，為了滿足投影儀的顯示效果，只好采用低于10／lx的照度。這個光環境不僅導致學習者無法做筆記等學習操作，更重要的是這一光環境恰好覆蓋了覺醒抑制的范圍值，并且促進了睡眠發生的概率，因此喪失了記憶的必要條件。
二、數字時代的教學與人機關系
數字技術使人類的教學方式發生了“突變”，其根本點在于構成其體系之一的教學手段發生了改變。這種改變對于教育來講是全面的和徹底的，無論是教育者、受教育者、還是教學活動，都得到了革命性的促進和發展。首先，由于技術的進步，使教學的技術結構發生了前所未有的變化，表現在教學活動上的特性不再是機械的。其次，對于教學活動賴以進行的場所而言，原有的人機關系已不再適應，教學的知識和技能將由傳統知識技能向駕馭、運用數字技術方面的轉變，其結果不僅導致教育者自身知識結構的自然調整，而且也將引起對數字技術下，教學環境及人機關系進行新的探討。
能夠適應數字技術教學環境的人機關系并非單純取決于數字設備，確切地說應該取決于一個完整的系統。這個系統的技術結構，應該對應于教學環境中的人機關系，具體說應包含下列內容：(1)文字與圖形的顯示是否與學生記筆記時所要求的環境同化，比如說是否配備不用借助必要照度即可實現筆記的工具。(2)由于數字技術教學界面的特定性，授課最好配置書寫裝置。因為手寫體的字符往往對學生的情感具有主導作用，所以未來的授課過程不再停留于單純的標準化輸入或講授，而是兼具人性化、個性化的教學方
式。(3)如果無法克服數字技術所特有的界面特性限定的環境，那么是否考慮其他的覺醒刺激方式來保持學習者的興奮狀態。
三、數字時代的教育方式與人機系統發展展望
綜上所述，由于數字時代的教育方式的改變，不可避免地影響到教學的方方面面，要求新的人機系統來適應現代與未來的教育。以此為基點，勢必將引起深層次的探索與研究，如以數字技術為對象的人機系統對人的功效意義如何反映；對教、學雙方而言，在人機工作界面中，哪些素質的要求被提升在認知系統與情感系統方面，并具有哪些相應的改變等。另一方面是界面環境的“宜人性”，它包括信息互動形式，主要表現為信息的顯示形式與人的知覺關系，借以提高獲取必要信息的速度和準確性。信息輸入形式，表現為人對機器的操作，是提高教學效率的必要手段。對于學習方，生態適應性表現為對人腦狀態的可控性，是最大限度地提高人的心智的基本條件。數字時代的標志性物質便是信息，而面對日益膨脹的信息“海量信息”，傳統的學習處理模式已顯得力不從心，如何應用“語義信息”的概念實現未來的教育目標。是我們在數字技術平臺上研究的重要領域，為適應時代的要求，我們有必要投入到這種前瞻性的研究領域中。
(一)人機界面標準化的研究
以人為本，是教育的根本原則。但是，這個原則下的“人”，既是個性的又是共性的，其中更具有決定意義的是共性。然而，長期以來，人機界面的設計一直偏重于個性化，特別是某些中小型軟件，為了強調自身風格，界面設計常常是五花八門，令使用者感到困惑而無所適從。由于數字時代各類技術的高速發展，新術語、新圖標不斷涌現，這種現象一方面使我們欣喜不已，但另一方面也給我們的識別和理解造成了始料不及的麻煩。如果所有軟件都以個性化為編寫依據，勢必會造成人機系統形式的混亂，這難道不是工業革命初期非標準化的翻版嗎?所以站在歷史的高度，面對未來，數字化人機關系應具有系統性。從人類的認知規律探索界面語言、圖標、構成形式等心理與行為的共性，為人機界面的標準化提供必要的理論基礎。因此，界面設計要躋身于代表人類最高生產力的數字領域，需要規范和責任。數字技術下的人機界面走向標準化不能不說是人機系統的發展趨勢之一。
人與機器(環境)是人機系統中互為矛盾的兩個方面，如果片面地強調機器(環境)無條件地服從于“人”，將是非常被動的和盲目的，因為人機界面所反映的信息，對于原始意義的人是無效的。任何一個人要讀懂信息的含義，必須憑借其所學的知識，而知識是“人”創造和總結的，是不斷發展的。在這方面，人機界面的語言及標志系統，不僅有規范和統一的必要，更重要的是要將其發展為基礎性知識來傳授和普及，并固定于教育的某個層面，使之成為人類共同遵循且具有準確傳播語義的知識，這是人機系統標準化發展的基礎保證。
【關鍵詞】教育信息生態學；數字生態校園；生態化建設；可持續發展
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）04-0050-06
近年來，生態理念在各行各業都得到了極大響應，出現了“生態農業”、“生態文明”、“生態校園”等體現時代特色的名詞，高校教育信息化開始呼吁生態可持續發展理念。
一 研究背景
高校數字校園建設不僅僅是技術層面問題，更涉及教育和資源管理問題，當前我國高校數字校園建設與應用的生態性和可持續不佳，具體表現為以下五個方面：
1 理念層面――對數字校園建設認識不到位
認識到位是數字校園建設的基本前提。高校數字校園建設應充分利用信息技術手段為教學、科研、管理與服務等提供全方位的信息化支持，使信息技術成為學校核心競爭力的重要組成部分。然而，當前很多高校領導者對數字校園建設認識不到位：一方面學校領導對數字校園建設的長期性和教育行業固有的周期性認識不足，缺乏長效的投入保障機制，導致數字校園建設項目停滯不前；另一方面，將數字校園建設作為目的，而不是作為提升高校信息化服務水平的手段。如果只是將數字校園建設當作“面子工程”，僅僅注重有形的網絡環境建設而忽視無形的軟件、管理和服務，則數字校園必將流于形式，難以發揮其實際效用。
2 物質層面一網絡寬帶不足，設備性能不穩定
隨著高校信息用戶和應用系統的不斷增多，數字校園網絡系統存在有線和無線接入點少，寬帶不足，系統運行緩慢，關鍵網絡設備質量不一、標準不一、性能不穩定，軟件系統升級困難，無法適應業務拓展和模式變更需求等問題，不能很好地滿足廣大用戶群體對便捷上網環境的需求，在很大程度上制約了高校數字校園的可持續發展。
3 信息資源層面――教學資源針對性不強，缺乏個性化信息服務
當前很多高校都購買了大量的信息化教學資源和科研文獻資源，但這些資源主要以文字資源的形式存在，資源類型少，教學針對性不強，難以滿足師生用戶的個性化信息需求。此外，由于缺乏統一的信息資源標準，數字校園系統內外部信息資源難以進行有效地交流和共享，造成了整個教育信息系統資源的極大浪費。
4 管理層面――“三大孤島”現象的存在導致系統間數據不共享
在高校數字校園建設進程中，各部門相對獨立的資源管理與應用方式使得校園內部形成了一個個“數據孤島”、“信息孤島”和“應用孤島”，給學校教學與管理工作帶來了諸多不便。另一方面，高校在不同時期建立起來的管理信息系統由于缺乏相應的管理協調機制，再加上技術、人員調動等方面的原因，導致信息系統升級與維護困難，難以適應高校信息化發展需求。
5 應用層面――缺乏對教師隊伍的信息技術培訓，忽視數字校園的教育教學功能
教育領域“重建設、輕應用”的現象普遍存在，當前很多高校都建立了基礎設施相對完備的數字校園系統，但教育層面的應用水平卻不高，原因主要有兩點：一是沒有對用戶群體進行信息技術培訓，很多教師信息意識和信息能力薄弱，固守傳統的教學模式，忽視了學生自主學習和創新能力的培養：二是沒有充分重視高校用戶群體的信息需求，構建的網絡教學平臺操作復雜，交互性不強，導致系統的教育教學功能沒能很好地發揮。
二 高校數字校園生態化解析
教育信息生態學融合并發展了信息生態學的系統觀和教育生態學的生態理念，以“生態化”的視角來解決當前教育信息系統出現的相關問題，為高校數字校園建設及其可持續發展提供了新的視角和思路。
1 教育信息生態學
教育信息生態學（Education Information Ecology）是借用生態學原理與方法來研究教育信息、人、教育信息環境三者之間相互作用過程、規律及其整體生態平衡的一個嶄新分支學科。國內關于“教育信息生態學”的研究主要是圍繞教育信息化建設和信息化教育應用而展開的，重點強調“系統”與“生態”理念，核心思想是“以人為本，構建和諧的教育信息生態系統”，促進人與教育信息環境的協調可持續發展。
教育信息生態系統是教育信息生態學的重點研究對象，即“在教育信息環境中由人、技術、價值和實踐構成的一個有機系統”，該系統將“技術”作為一個重要因素加以強調，但系統的核心要素是技術支持下的人的實踐活動，核心價值在于促進“人的信息化發展”。
2 高校數字校園的生態化內涵
生態校園是指以生態學基本原理為指導思想，進行合理的校園建筑與園林規劃設計，形成人與自然環境協調發展的校園生態系。這里的“生態”主要強調的是校園環境的綠化以及利用“綠色科技”對校園進行綠化處理，形成生態科技園。
什么是數字校園的生態化呢？筆者認為，數字校園的生態化是“綠色”、“生態”理念向教育領域滲透的結果，是在生態學原理的指導下，以可持續發展為出發點，將生態理念和信息技術融入到數字校園建設進程中來而構建的一個人與技術高度協調的數字生態系統。
本文提出高校數字校園的生態化建設，就是要反對不遵循數字校園系統內部活動規律和破壞系統平衡的建設行為，強調以提高數字校園人才培養質量為目標，以信息技術在高校信息化教學、科研、管理與服務中的應用為核心，致力于構建一個人、技術與信息環境協調發展的數字生態校園。
3 教育信息生態視域下的高校數字校園生態系統闡釋
教育信息生態觀認為，高校數字校園生態系統是教育信息環境中由“信息人、教育實踐和技術化環境”構成的一個有機生態系統，該系統不僅重視“技術”在教育信息環境構建中的獨特作用，更關注教育信息環境下“人的生命發展”，如圖1所示。
（1）高校數字校園生態系統的主體
高校數字校園生態系統的主體是具有主觀能動性的信息人，包括教師、學生、行政人員和管理人員，能對系統進行主觀調控，使之朝著既定的目標發展，是該系統最基本、最活躍的組成部分。按照系統內部能量流動和信息傳遞過程，信息人可分為信息生產者、信息組織者、信息傳遞著、信息消費者和信息分解者，在信息資源的生產、組織、傳遞、消費與分解的過程中形成了互利共生的生態鏈關系。
（2）高校數字校園生態系統的信息活動
實踐活動是信息人與生態環境之間相互作用的橋梁，直接關系到數字校園系統核心價值的實現，是數字校園系統的核心要素。信息人通過一系列的信息活動，包括教學、科研、管理與服務等，對社會信息系統輸入的各類物質、能量和信息進行篩選、組織與轉換，增強高校信息化核心競爭力，促進人才培養質量的提高。
（3）高校數字校園系統的生態環境
高校數字校園系統的生態環境可分為宏觀生態環境和微觀生態環境。宏觀生態環境即社會信息生態環境，包括自然環境、社會環境和規范環境，是數字校園生存與發展的大環境；微觀生態環境主要是指高校內部的網絡基礎設施環境、信息技術環境、信息資源環境和信息規范環境，是該系統需要特別關注的生態因子，可調控性強。二者相互作用、相互影響，共同構成了高校數字校園系統的內外部生存與發展環境。一方面高校數字校園系統所培養的人才必須符合信息社會需求，信息社會人才培養目標一旦改變，該系統的人才培養方式就必須做出相應調整，否則便會阻礙校園系統的生存與發展；另一方面，數字校園生態系統的變化也會對社會發展產生重大影響，系統培養出的創造性人才會對社會發展產生積極影響，相反低劣的人才會阻礙社會進步。
三 高校數字校園的生態化建設模型
高校數字校園的生態化建設就是要堅持“以人為本”和“可持續發展”的生態理念，利用信息技術打造人性化數字校園，促進高校教學、科研、管理與服務等各方面的均衡可持續發展，充分發揮數字校園系統的生態效益，以最小的成本投入，獲得最大的系統產出。本文根據樹的結構特征，構建了高校數字校園的生態化建設樹狀模型，重點突出數字校園的生態可持續發展特征，如圖2所示。
1 社會信息環境是高校數字校園生態樹生存與發展的“土壤”
數字校園生態系統是一個動態開放的人工生態系統，需要不斷地從外界吸收物質、能量和信息，在與外界交互過程中，不斷改變自身的功能結構以適應信息時展要求，并且通過向社會輸出人才、知識和文化等方式不斷改變社會信息環境，為自身的可持續發展做鋪墊。
數字校園生態化建設必須保持數字校園內外部系統的協調與平衡發展，確保系統物質流、能量流和信息流輸入與輸出的總體平衡。作為高校數字校園生態樹生存與發展的土壤，外界的物質、能量和信息變化成為該系統進化與發展的外部動力，高校數字校園生態樹必須積極吸收土壤中的養料，提高自身對不同環境的適應能力和免疫力，同時不斷改變土壤環境使之適應自身發展需求。另一方面，該系統本身就具備信息資源生產能力，應注重校本資源的生態積累，生產出更多的可用性養料，創造出肥沃的土壤，通過內外結合的形式，為系統的健康發展提供有效支撐。
2 網絡基礎設施和信息資源系統是數字校園生態樹的“根系”
網絡基礎設施是高校數字校園系統的信息高速公路，各類教育信息資源的交流與共享都離不開這個物質載體的支撐，而信息資源則是數字校園系統建設的核心內涵。沒有了信息化資源，高校數字校園便如空中樓閣，發揮不了任何作用。二者相輔相成，共同構成了高校數字校園的軟硬件支撐環境，成為該系統可持續發展的重要根基。
高校數字校園的生態化建設必須保持生態樹的根系發達和穩固，才能保證樹體的健康成長。在數字校園生態樹中，網絡環境和信息資源環境的基本作用就是為這棵樹的生存與發展提供物質、能量和信息資源。只有通過構建開放性的技術環境和信息資源環境，不斷促進內外部信息資源的交流和共享，才能不斷鞏固和發展根系，增強根部吸收面積，拓展信息化生存與發展空間，從而增強信息化生存與發展能力。
3 數字校園系統整合平臺是數字校園生態樹的“主干”
高校數字校園系統整合平臺包括公共數據平臺、統一身份認證平臺和信息門戶平臺，是高校數字校園的骨骼系統，可以整合高校各類管理信息系統，為不同層面的用戶主體提供個性化的綜合信息服務，集中體現了高校數字校園的信息服務水平和服務能力。
高校數字校園的生態化建設必須不斷提升數字校園生態樹“主干”的支撐作用，將養料傳遞并按需配置到各個枝干，即通過系統整合平臺，對各類物質、能量和信息進行合理分配與調度，傳輸到各部門單位和各類應用系統，包括人事管理系統、財務管理系統、教務管理系統、網絡教學系統等，實現各類IT資源的按需分配。隨著信息技術的發展和用戶需求的變化，生態樹會分生出很多新的側枝，這就要求系統整合平臺要有統一標準化接口，以保證各類應用系統的后續接入，并做好整形修剪工作，確保生態樹發展的均衡性和持續性。
4 信息活動是數字校園生態樹的“果枝”
信息活動包括教學、科研、管理與服務四大類基本活動，是數字校園生態系統核心價值實現的關鍵，直接關系到數字校園建設和應用成效，決定著數字校園系統的生態效益。
果枝即果樹上能開花結果實的枝，這里指高校各類信息活動。信息活動的開展過程就是生態樹吸收養料，促進果實早產、優質生長的過程，即通過一系列的傳遞、吸收與轉化活動（學科教學、科研、資源開發等信息活動），提高人才培養質量。高校數字校園生態化建設必須以應用為導向，關注數字校園系統的應用成效，提高信息活動質量。
5 人的信息化發展是數字校園生態樹的“果實”
人的信息化發展是數字校園生態系統的核心價值所在，也是數字校園建設的根本目的與制高點。信息人的發展不僅包括用戶群體思想層面的變化，也包括實踐層面的變化，具體表現為思想素質的提升和信息能力的提高。
數字校園的生態化建設必須以人的發展為基本出發點，為用戶構建良好的信息化生存與發展環境，提高師生群體的信息化生存和發展能力，保證系統知識、文化和人才輸出的穩定性和優質性。
6 系統思想和生態理念是數字校園生態化建設的“靈魂”
數字校園生態系統是一個多因子相互作用、相互聯系，并在功能上協調一致共同發揮作用的有機系統，任何一個生態因子的變化都將對系統的發展產生重大影響。高校數字校園生態化建設必須以系統和生態理念為指導，在堅持以人為本和可持續發展原則的基礎上，綜合考慮各因素之間的相互作用關系，系統規劃和統籌設計數字校園系統，注重系統的生態效益，保證生態樹的健康發展。
四 高校數字校園的生態化建設對策
1 以人為本，重視數字校園系統規劃和設計
高校數字校園系統建設是一項復雜的系統工程，受到多種生態因子（技術因子、人力因子、資源因子、文化因子等）的影響。從一定程度上說，數字校園建設與發展的過程就是協調數字校園各子系統使其持續滿足高校用戶需求的過程，數字校園的發展水平在很大程度上取決于諸要素相互協調與合作的程度。
高校數字校園的生態化建設需要綜合考慮并協調好人、信息資源、教學實踐、技術化環境等各要素間的相互作用關系，運用“以人為本”和“可持續發展”的戰略理念，從整體著眼，根據高校信息化建設現狀和用戶需求，對數字校園進行系統規劃和設計，尋求最佳方案，從而最大限度地發揮系統整體效應，促進數字校園的生態可持續發展。
2 積極利用云計算技術，構建可持續發展的技術環境
在信息時代，數字校園建設必須具備一定的超前性和前瞻性，不能只是追蹤式地建設，要向可持續發展模式轉變，即數字校園建設要以“技術對抗技術”，建設符合國際主流技術標準的數字校園系統平臺，包括公共數據平臺、統一身份認證平臺和信息門戶平臺，形成可持續發展的技術環境。
云計算技術為高校數字校園的可持續發展提供了技術支撐。作為一種“一切皆服務”的計算模式，云計算具有五大基本特性：通用性、虛擬化、動態伸縮、規模大和按需服務，用于數字校園服務平臺建設不僅可以整合高校分散的信息資源，實現IT資源的統一管理和按需分配，還可以為用戶提供個性化信息服務。基于云計算的數字校園系統服務可以分為校園內部的“私有”云服務和校園外部的“租賃”云服務兩大基本模式，用戶只需利用計算機、筆記本電腦、手機、Pad等終端設備接入云服務平臺即可獲取相應的服務，如圖3所示。
高校數字校園生態化建設應堅持可持續發展的基本原則，采用平臺化和服務化的建設思路，構建數字校園云服務平臺，創造以人為本，惠及全民，讓廣大用戶用得上、用得好的信息化服務環境，推動高等教育的大眾化發展。
3 加強信息資源的動態積累，促進信息資源的共建共享
信息資源是數字校園系統非常重要的生態因子，也是學校重要的戰略資源，對高校教育教學質量和科研質量的提高具有最直接的影響。高校作為人才培養和科研基地，十分重視對信息資源的“內涵”建設，每年都會購買大量的信息資源為教學和科研服務。從生態學的角度看，數字校園的發展需要經歷一個“靜態一動態一生態”的發展進程，高校信息資源建設不能僅僅作為一種投資行為，游離于教育教學活動，而應在實踐活動中實現信息資源的增值和再創造，如圖4。
高校信息資源的生態化建設應最大限度地促進靜態資源向動態資源的轉換，鼓勵師生在課堂教學、科學研究和社會實踐活動中創造動態化信息資源，最大化信息資源的生命價值。高校應建立相應的信息資源共建共享機制，鼓勵并動員高校師生貢獻個人信息資源，將有價值的信息資源遷移到云端，實現信息資源的按需服務和共享。
4 加強教師種群信息技術培訓，促進教師思想觀念轉變
新的教育思想、教育理念的滲透是數字校園建設的靈魂。教師作為數字校園生態系統的“關鍵物種”，充當著信息和技術“把關人”的角色，師資隊伍的信息化素質直接關系到數字校園的應用成效，對高校數字校園生態系統產品（學生）質量有絕對影響。教師種群應通過信息技術培訓掌握現代化的教育思想和理念，不斷提高自身的信息意識和信息能力，尤其是信息整合水平和能力，大力支持新技術在教育中的應用，保證信息技術與課程整合落到實處，加快實現教學方式變革。
數字校園環境下的教育技術培訓，應通過數字校園遠程教育平臺來進行，積極采用先進的視頻和通訊技術開展網絡培訓，建立專門的網絡培訓平臺，形成一個長期性的教師專業發展和研討平臺，便于教師學習共同體成員在培訓期間和培訓后的信息交流與共享，促進教師的專業化發展。
5 積極采用物聯網技術，加快實現數字校園與實體校園之間的耦合
21世紀的高校教育載體有兩個：實體校園和數字校園，二者是相輔相成，共同成長的關系。為避免數字校園與實體校園的割裂或數字校園被束之高閣等現象的出現，在高校數字校園建設過程中應積極采用物聯網技術，構建“智慧校園”，借助物聯網技術實現人與人、人與物、物與物的信息交互，形成全校范圍內的“物聯網”，對校園基礎設施設備進行可視化管控，提高物理校園內各類IT資源的利用率。在學習環境應用方面，智慧校園可以有效實現數字學習環境到智能學習環境的轉變。在數字學習環境的基礎上利用先進的信息技術如人工智能技術、傳感器技術、富媒體技術和學習終端技術等可以主動識別學習情境、記錄學習過程，按需推送個性化學習資源，形成個性化和智能化的網絡學習環境，促進有效學習的發生。
數字校園建設應緊跟時展趨勢，積極采用物聯網技術構建智慧校園，實現傳統校園與數字校園之間的高度融合與協調發展，在更廣泛的空間領域內實現高校的動態可持續發展。
6 構建高校信息化建設利益共同體，促進政府、企業與學校的協同發展
高校數字校園的生態化建設需要轉變思維方式，運用開放生態系統思維視角，構建信息化教育開放系統，在開放性系統架構、開放性信息技術標準和開源代碼的引領下，在政府、企業和學校之間建立長期滿意的合作關系，形成高校信息化建設利益共同體，如圖5所示。
在政府層面，通過制定信息化發展政策和教育行業管理規范，可以保證各級教育部門和各類教育信息系統之間的橫向和縱向互聯，形成高校信息化建設的技術規范和制度環境，促進信息標準和規范的推廣和應用，從而帶動整個教育行業的發展。在企業層面，通過校企合作的形式，企業可以根據用戶需求來生產教育信息產品，有助于提高教育產品的效益和價值，推動企業技術和產品服務創新，促進企業利益的最大化，另一方面開放性的技術架構和信息技術標準有助于企業間的相互合作，形成優勢互補的教育產業鏈，有助于教育市場的健康發展。在數字校園層面，隨著高校管理軟件市場的興起，高校信息化投入不斷向教育產品和服務傾斜，高校可以利用企業先進成熟的信息技術和軟件系統來解決數字校園早起局部建設遺留下來的問題，促進異構的教育信息系統的進化與互聯，加快實現高校教學與管理體制變革。
近年來，量化考核已滲透到學校管理工作的方方面面，無論是教職工考核、班級百分競賽還是職稱評聘、評優樹先，都隨處可見這種考核方式的影子。量化考核的管理方式被學校處處運用之后，讓人不禁心生疑惑，難道量化考核真的是學校管理工作中的“萬金油”嗎？筆者在教育教學工作中發現，量化考核這種管理方式在教師管理和學生管理工作中雖然起到了一定的積極作用，但不能“一藥治百病”。
在教職工考核中，最容易量化的當屬學科教學成績，學生考試成績好，教師在考核中分數就高。但教職工考核的另一項重要指標---師德修養，卻很難通過量化得到準確評價。一個教師的論文可以量化，但他的學術水平很難通過數字來衡量。一個教師的備課可以量化，但其品質對學生的影響也很難在短期內被定量評斷。對考核分數的過分追求，使教師不得不放棄對學生進行綜合素質的培養，而將工作重心放在無休止的加班加點、給學生布置大量作業上，希望以此提高自己的考核成績。
在班級考核中，量化指標更堪稱細致入微。學生的個人衛生、穿校服、戴紅領巾、吃飯跑步、停自行車、自修紀律等情況，都被量化為分數，并且與先進班級評選和班主任考核成績直接掛鉤。結果，幾乎整個學校的工作都圍著分數團團轉。更有甚者，有的學校竟然制訂了這樣的衛生工作考核辦法：如果甲班的學生發現乙班的學生扔了雜物并報告檢查人員后，學校可在當日常規衛生檢查中給甲班加分，給乙班扣分。這樣一來，下課的時候就會有不少學生挖空心思地去尋找“獵物”，以便為本班“建功立業”。這種貌似得力的考核措施其實是與我們的教育目標背道而馳的。它將導致學生從小就學會努力挑剔別人的缺點，甚至面對別人的缺點或不足時產生幸災樂禍的不健康心態。
其實，量化考核是將數理統計方法引入考核之中，將整個考核內容分解成若干指標，以定量的形式為定性考核提供量化依據。這種量化方法確實能夠使定性更為準確，營造績效面前人人平等的管理氛圍。對于企業生產來說，這種考核方法無疑具有公平性和公正性。但對于學校來說，由于其管理對象具有特殊性和復雜性，量化考核這種管理方式就在應用過程中顯現出了機械性和片面性。育人的指標往往是整體性的，很多指標是由多部門共同承擔完成的，分解不了也量化不了。但是，從當前一些學校的管理現狀來看，該量化考核的工作被量化了，不能量化考核的工作也被量化了。
如果一個學校完全陷入一種僅靠數字來評價教師工作和學生學習好壞的境地，那么這個學校的教育教學工作就會變成簡單的機械運動，師生就會只為數字而奮斗。這樣的教育教學工作不僅毫無生機，更會使人與人之間的感情變得逐漸淡漠，學校會因此失去凝聚力和競爭力。因此，學校教育作為一種培養人的活動，其管理工作不應全部采取量化考核的方式。如果學校事事講量化、時時講量化，則極易走入管理簡單化、粗放化的誤區。作為學校管理者，一定要注重學校管理方法和形式的多樣性，能量化的就量化考核，不能量化的就不要強求。要注意在量化管理的同時不忘人文關懷、情感管理，讓師生盡可能多地感受到工作和學習的愉快。學校管理者只有將量化考核與人文關懷有機融合，量化考核才能真正發揮出提高教師教育教學水平、提高學校教育教學質量的積極作用。
一、數字化技術手段在音樂教育中運用的作用
通過前文所述，可以看到數字化教育發展的迅速和其強大的輔助教學力量，在音樂教育中的作用與意義也是顯而易見。一是有利于教師調動學生學習音樂的興趣，多少年來，如何在中小學的音樂課堂上激發學生的學習熱情一直是一個存在爭議并仍然在摸索、探討之中的話題，即便是在高師院校的音樂專業課堂上也存在類似的問題———許多學生對某些本方向之外的其他音樂學科的知識的接受不能達到應有的要求從而存在偏科的現象；探究其中的原因，應該是非常復雜的，但是，兩個最為基本的問題是大家達成共識的———音樂教育的理念和音樂教學的手段，或者稱之為音樂教學的模式，傳統音樂教育理念強調的是知識本位，音樂課和其他自然學科、人文學科一樣，重在知識的解讀、灌輸、記憶，割裂了音樂本質的東西，即“聽覺感悟”和“審美”，學生面對抽象、生澀的概念相當反感；數字化技術手段的運用，可以全方位的調動學生的感知器官，通過聲音、圖像、文字的加工處理，刺激學生的聽覺、視覺甚至是嗅覺、味覺的聯覺反應，通過形象化加強理解、便于記憶。二是有利于教師實現知識的交叉、整合，現在的社會對人才、對知識的要求強調“多元”融合，傳統教學模式，一架琴、一只粉筆、一臺錄音機，很難實現這一目標；數字化技術手段則可以大容量的容納各個相關的知識，教學中多媒體的運用就能足以說明這一點，教師可以通過對相關軟、硬件知識的把握合理的將所傳授的內容通過各種方式表達給學生。三是有利于教師自身業務水平的提高，利用數字技術手段進行音樂課堂教學，對教師有著相當的要求，首先，要能夠熟練操作電腦、了解并掌握電腦的使用、維修等知識；其次，要能夠熟練的運用相關軟件的安裝、使用等；還要經常廣泛的涉獵各門學科的知識，不斷的對自己的知識進行更新，這樣才能順應時代和社會的需要。四是對于學生而言，借助現代化的數字音樂技術手段能夠促進學生自主學習，使學生產生學習的興趣并漸漸由被動學習轉向主動學習。由被動接受轉化為主動創造式學習。
二、小結
綜上所述，數字化音樂教育手段，能使教師的教學更明朗化、便捷化、生動化，讓學生的學習更自主化、全面化、開放化。藝術類、高校師范音樂專業已經開設了類似課程，這說明市場對數字化音樂教育的師資是有需求的，數字音樂教育的發展是比較樂觀的。有關課程設置的先關問題尚未形成統一的意見和建議，相信隨著越來越多的人對數字技術手段在音樂教學中的重視和在教學實際中的運用，將會開發出非常多元化的數字音樂教學模式，數字化技術手段的巨大能量也會得到釋放。
作者：趙靜單位：鄭州財經學院公共藝術教學部
人類社會的進步取決于生產技術的進步，機械化生產節省了生產時間，提高了社會效率，獲得了經濟利益。機械化生產最主要的來源是機械設計，機械設計是設計人員根據生產的要求，利用機械的原理再加上物理、數學的計算方式和遵守能量守恒定律，對機械的各個零件的大小和形狀進行分析運用，最后呈現設計出的機械。新型的機械設計在繼承原有機械的基礎上進行改良或者是創新，可以解決一些機械生產問題，提高生產效率。對設計進行變形，可以適應新出現的產品和生產方式。這些新型設計、繼承設計和變形設計都是由設計人員進行開發處理，設計人員也是從老師的教學中明白設計的原理和過程。由此可見，加強行業職業院校教師數字化機械設計教學能力就顯得尤為重要了。
二、如何加強教師教學能力
1.進行農村調研，提升專業水準
行業職業院校培養的數字化機械設計人才最終是要為社會的發展做出貢獻。根據有關調查，就讀于行業職業院校的學生大多來源于農村，由于家庭經濟的原因，學生希望可以早日工作，減輕家庭負擔。行業職業院校的教師們應該認識到這一點，從多方面提升自身的專業水準。老師可以在假期期間跟隨著學生來到農村進行調研，發掘農村數字化機械所需。教師在調研中跟隨著農民在田地進行實踐，可以直接了解到農民需要什么樣的數字化機械來提高農業生產效率。老師在調研的過程中，通過自身的感受去平衡書本與實際的差距，也能更加深刻地理解數字化機械設計的必要性。
2.走進工廠，提高教學能力
老師提高教學能力最主要的目標就是讓學生利用數字化機械設計的專業知識服務于社會。那么，首先，老師就要明白在大生產的城市中，數字化機械設計都是怎樣運用于各行各業的生產的。把所見、所得、所想記錄在教學備案中，在教學時根據課本進行一定的變化，告訴學生們現在的社會對數字化機械設計是什么樣的態度，學生們應該重點學習什么科目。這樣，學生自然可以學好知識，滿足社會的要求，其所學的數字化機械設計知識便有了用武之地。這就直接地證明了老師具有良好的教學能力。
3.大膽創新，引領教學
關鍵詞：音頻水印；短時能量；過零率；自適應；魯棒性
中圖分類號：TP309.7
近年來，音頻數字水印[1]正逐漸成為數字水印中的一個重要方向。由于數字音頻單位時間內的采樣點較少，可嵌入的水印的容量相對較小；同時人類聽覺系統比人類視覺系統更為敏感，也使得嵌入水印的難度增大。基于小波變換[2]的數字音頻水印技術因其具有良好的多分辨率表示、時域局部分析等特性，且易于兼容MPEG-4壓縮標準等特點，被人們廣泛應用。
Logistic映射[3]混沌序列對原始水印進行加密，增強水印的安全性，本文對音頻特征[4]進行分析，結合音頻幀的過零率及短時能量，尋找適合水印嵌入的音頻幀。為了更好的提高音頻水印的魯棒性和去同步攻擊能力，本文算法在所選定的音頻幀中采用了能量動態調整嵌入強度自適應[5]的方法來嵌入水印，提高了算法的不可感知性和魯棒性。
1 音頻特征的分析及選取
1.1 音頻幀的過零率與短時能量特征
設第n幀音頻信號的短時能量用En表示，則其定義為： 。音頻幀的短時能量直接反映了一段時間內音頻信號的強度，越強掩蔽特性越好。
設第n幀音頻信號的過零率用Zn表示，其定義為：
其中，sgn[]是符號函數，即
過零率反映音頻在一幀中幅值變化的劇烈程度，過零率小的音頻幀具有更好的穩定性。
2 數字音頻水印的嵌入
2.1 嵌入水印圖像的預處理
（1）設原始水印圖像為U，則其表示為：
U={u（I，j），1≤i≤M，1≤j≤N，u（i，j）∈{0，1}}
首先要將水印圖像降維至一維序列
V={ν（k）=u（i，j），1≤i≤M，1≤j≤N，k=（i-1）×N+j，1≤k≤M×N}
（2）采用Logistic映射混沌序列對水印進行置亂加密。對Logistic序列進行截斷，選取任意起始位置α開始截取，設定閾值λ，初值x0，得到Logistic序列P為P={p（k），1≤k≤M×N，p（k）∈{0，1}}。
2.2 原始音頻信號的預處理
設音頻信號A={a（k），1≤k≤L}，L是音頻信號長度，將A進行分幀后表示為：
akj=a（（k-1）×F+j），1≤k≤K，1≤j≤F
其中αkj表示第K幀音頻的第j個信號值；k表示音頻信息的總幀數；F表示樣點數。
2.3 音頻幀的選取
依次計算K幀的過零率Zn和短時能量En。對于每一種類型的音選取滿足條件：過零率Zn≤Z0且短時能量En≥E0的音頻幀，將音頻幀拼接到一起得到待嵌入水印的音頻幀Ae，將其分成M×N段，則每段含有 個音頻數據。記為。Ae={Ae（k），1≤k≤Q}
2.4 數字音頻水印的嵌入
對分段的音頻信號Ae（k）進行H層小波變換[6]，本文的水印信息將被嵌入到低頻系數中。
=
式中αk為嵌入水印強度，假如水印嵌入強度越大，受攻擊時魯棒性越好，但對信號的影響大。嵌入強度越小，雖然不易被察覺，但抗干擾性能差。本算法針對這一問題，通過計算小波變化后每段音頻的近似分量系數的平均能量，再結合基礎嵌入強度β，根據近似分量能量動態調整音頻數據段嵌入強度這一方法，為每個音頻數據段自適應確定一個嵌入強度。
按照上式得到修改的小波系數，將其進行小波逆變換，得出嵌入水印的數字音頻部分。
3 數字音頻水印的提取
（1）將嵌入水印后的音頻信號進行H層的DWT操作，得到每段的低頻系數AeH′K。
（2）計算每個音頻數據段的嵌入強度α，提取水印信息，提取公式為：
（3）根據起始位置，閾值，初值生成Logistic序列，根據閾值對其進行二值化處理，得到P（k），則一維水印序列V（k）=W（k）P（k），再將其升為二維就可得到原始水印圖像。
4 仿真實驗與結果分析
本文使用比特誤碼率BER和歸一化相關系數NC[7]來衡量算法的性能。
4.1 檢測性能測試。圖1分別為原始音頻信號、嵌入水印后的音頻信號、原始水印圖像、從含水印的音頻信號中提取出的水印圖像 。
5 結束語
該算法首先對水印進行混沌置亂，通過過零率和短時能量選出需要嵌入水印的音頻，分段后通過求每段的平均能量以動態調整嵌入強度，對于固定嵌入強度所帶來問題作了改進。實驗表明，該算法對一般常見攻擊具有較好的魯棒性和不可感知性。
參考文獻：
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[6]彭宏，王.基于音頻特征的多小波域水印算法[J].計算機研究與發展，2010，47（2）：216-222.
[7]李偉.魯棒性數字音頻水印算法研究[D].上海：復旦大學，2004.
作者簡介：楊得國（1971-），男，教授，碩士生導師，主要從事網絡與多媒體的教學；王榮萍（1988-），女，碩士，研究方向：數字水印與多媒體信息處理技術。
【關鍵詞】大數據;物理實驗;數字化實驗室;科學思維
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-6009（2015）26-0038-02
【作者簡介】梁建，江蘇省宿遷市沭陽如東實驗學校（江蘇沭陽，223600）教師。
2013年被稱之為大數據（Big Data）元年，在這一年中，美國政府出臺了大數據計劃，英國建成了首個大數據開放中心，我國的電子商務蓬勃發展，政府及個人博客、網站、各種設備傳感器等每天都在產生大量的數據。大數據正在悄然地改變著我們的生活，影響著我們的生活方式，加速著各行各業變革的進程。大數據也必將對中學物理實驗教學產生巨大影響，改變我們傳統的實驗教學，運用大數據可以將物理實驗教學提升到一個更高的發展水平，激發學生的創新熱情，更加有利于實現物理課程標準提出的培養學生思維的要求。
一、大數據悄然改變著物理實驗
大數據主要通過技術和應用改變著中學物理實驗，主要表現在以下幾個方面。
1.大數據要求建立的數字化信息系統實驗室（DISLab）和傳統物理實驗室的硬件矛盾。
從上世紀90年代至今，傳統的物理實驗室使用的器材變化不多，強調學生的基本動手能力，這些器材測量的數據需要學生記錄、整理和總結，往往占用了大量的實驗時間。實驗在需要重點探究的環節花的時間反而偏少，不利于學生的理解。大數據要求的數字化實驗室需要相關部門投入大量的財力，引入計算機群、各類傳感器、數據采集器和相關的云處理軟件等，利用先進的數據處理技術比如曲線圖像、柱狀圖等，直觀地挖掘物理現象的本質。例如在“比熱容”實驗中，由于概念的抽象性，學生對這些數據的分析有一定的難度，需要花費大量的時間，而如果利用大數據技術，將實驗室溫度計換成溫度傳感器，利用DISLab數字化信息系統動態地將大量的溫度數據和時間發送給計算機，利用計算機軟件就可以將這些實驗數據“秒處理”，以便于學生及時發現規律，總結結論。
2.教師演示實驗有可能成為學生的自主探究實驗。
部分傳統的物理實驗由于時間和空間的局限性，只是由教師做演示，學生往往沒有參與到實驗中去，缺乏濃厚的興趣。如在“動能”演示實驗教學中，教師往往采用陳述的方式，敘述不同質量的小車只要是從斜面的同一高度靜止釋放，到達水平面時的速度必然相同的結論。由于沒有經過實驗驗證，學生會對這一結論存疑。利用大數據技術，只要在小車即將到達水平面前的很短的距離內（可以是幾毫米），放置兩個光電門，將信號傳送給計算機，就可以實時顯示小車到達水平面時的速度。大數據技術的應用，增強了學生學習的自信心，學生對實驗產生的結論就有了更深的認識。
3.傳統的物理實驗獲得新生。
我國傳統的物理實驗經過幾十年的教學沉淀，已經逐漸固定為一種模式，大家都按照實驗教材做，創新少。而大數據視野可以改變以往的觀念，實現物理實驗教學的再創造。如“聲現象”的實驗教學，在探究聲音具有能量的實驗中，教材采用錄影機播放音樂，通過蠟燭火焰“跳舞”的方式來證明聲音具有能量。筆者將書本的實驗改為比賽：讓多名學生施展“獅吼功”，震碎玻璃杯。利用DISLab數字化信息系統，將不同的學生發出的聲音經過聲傳感器反饋給計算機，在教室的大屏幕上展示，學生能夠根據波形了解不同人在不同時刻發出聲音的響度和頻率大小，知道什么樣的聲音能量最大，能夠有效地震碎玻璃杯。
二、大數據對物理教師的要求
大數據時代已經來臨，正在悄然地改變著整個社會，也必將徹底改變物理實驗教學的現狀，這對物理教師提出了更高的要求。教師應改變自我，學數據的相關技術，并且應用到我們的物理實驗教學中，更加有效地培養學生的科學思維習慣。只有這樣，教師在實驗教學過程中才能夠做到游刃有余，及時熟練地指導學生利用數據軟件達到實驗目的，培養他們的質疑能力和創新精神。
三、大數據視野下通過物理實驗激活學生科學思維的策略
1.充分利用計算機交互性實驗信息。
有時學生并不需要走進實驗室，可以利用計算機交互性實驗課件和實驗視頻等數據資源讓學生簡單地自學。在初三的第一輪復習中也可以利用這些數據資源給學生展示物理實驗。比如在進行“凸透鏡成像規律”的第一輪復習時，教師課前制作好凸透鏡成像規律的相關課件。上課的時候，利用網絡互聯，將每名學生實驗的數據通過平板電腦提交給服務器，在軟件中實時反饋相關規律。在很短的時間內實現對整個實驗的再回顧，厘清實驗的科學思維過程，大大提高了復習效率。
2.實驗實錄、制作微課。
每一次的物理實驗都是很好的教學素材，可利用攝像頭數據采集系統對學生的實驗過程、實驗數據進行錄制。如在“流體壓強與流速”一節的實驗教學中，在純凈水水桶口安裝兩個力傳感器，兩個力傳感器之間放一個小紙團，教師安排實驗小組代表依次往紙團吹氣，結果發現紙團不僅沒有被吹入桶內，反而從桶出，而且越是用力，效果越明顯。此時學生的質疑精神被激發出來：為什么紙團反而射出了？再經過老師的引導，利用軟件分析后知道原來是前后紙團兩個表面存在壓強差，紙團被吹的那一面流速大氣壓小。教師將整個實驗過程、實驗數據錄制下來，存儲到學校服務器，供學生利用互聯網隨時觀看和學習。
3.建立歷年物理實驗中考真題網絡數據庫。
統一將歷年物理中考真題分類匯編，配有相關答案，利用Web2.0技術制作交互網頁，學生能夠利用網絡在線答題，及時反饋錯誤。利用大數據技術，能夠研究學生多次大量答題錯誤的數據記錄，分析中考易錯知識點，找出實驗教學難點，有針對性地對相關知識點再鞏固，對個別學困生再關注。
4.DISLab數字化實驗室。
（1）利用數字化實驗設備提高實驗效率。
DISLab數字化實驗設備正在走入各個學校，充分利用大數據的優勢彌補傳統實驗的缺陷。在筆者的實驗教學過程中，一直存在著將測量定值電阻阻值的實驗和測量小燈泡電阻以及電功率的實驗統一起來的想法。但是由于傳統實驗的時間限制，都是將這兩個實驗分在兩節實驗課，由于有一定的時間跨度，教學效果降低了，就要再花更多的時間強調該知識點，給學生的學習造成了一定的困難。而利用數字化實驗設備，則可以將定值電阻和小燈泡電阻以及小燈泡電功率的測量，利用一節實驗課全部完成。具體做法是利用霍爾傳感器測電壓、電流和電功率，將實驗數據反饋給數據庫保存，利用軟件分析定值電阻和小燈泡阻值的不同點，根據不同電壓下的電功率，學生利用軟件圖像，就可以直觀地知道如下結論：燈泡阻值和溫度有關，電功率變大，造成燈絲溫度升高，電阻變大。
（2）利用數字化實驗促進思維方式的變革。
傳統的實驗需要學生處理大量的數據，耗時費力，由于學生學習能力參差不齊，繪圖會有一定的偏差，造成對實驗結論的錯誤認識。學生循規蹈矩，按照實驗步驟亦步亦趨，不敢做稍微的變更，這些都束縛了學生科學思維的培養。數字化實驗要求教師創造性地開展物理實驗教學，這就必然會對學生起到引領示范作用，有助于激活學生的創新能力和科學思維。
大數據時代已經到來，這對于物理實驗教學的開展既是機遇也是挑戰。大數據在物理實驗教學中的應用，是實驗教學發展的必然趨勢，是改變以往培養學生科學思維方式的有效途徑。通過大數據的技術和應用，學生能完成傳統實驗想做而又無法做的實驗，克服畏難情緒，充分發揮想象力，創新設計實驗，提高科學思維能力。相信隨著大數據的迅猛發展，大數據在未來的物理實驗教學中必將大放異彩。
【參考文獻】
