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人類社會正向著高度信息化的社會不斷發展。信息社會的發展，不僅向教育提出了新的要求，同時也為教育的發展提供了新的機遇，創造了新的條件。教育信息化是教育面向信息社會發展的一項重要任務，它也是當前教育發展的一個重要課題。

一、教育信息化

教育信息化是國家信息化、社會信息化的重要內容，它是實現教育現代化的重要保證和核心內容。

1、什么是教育信息化

教育信息化是將信息作為教育系統中的一種基本要素并在教育中廣泛使用信息技術的活動總稱。教育信息化要求對教育系統進行充分的信息分析，并基于這種分析，在教育系統中廣泛地進行信息的生成、加工、傳遞、存貯、利用等各種有意義的操作。

教育系統的信息分析是教育信息化的基礎，在教育系統中廣泛地使用信息技術是教育信息化的內容，實現教育現代化是教育信息化的目的。

2、教育信息化的內容

教育信息化包含以下三方面的內容。

（1）教育環境的信息化

為了實現教育信息化，首先應建立一定的信息化環境，它包括對教育信息進行各種有意義操作的硬件環境和軟件環境。

完備的教育信息化環境是實現教育信息化的條件和基礎。

（2）教師與學生的信息化

在教育信息化的過程中，各種信息設備的使用，對教育系統中各種信息的操作都是通過教師和學生完成的。教師與學生的信息化在教育信息化中占有重要的位置。教師與學生的信息化是指教師與學生應具備一定的信息素養，應能基于一定的信息環境，利用一定的信息技術解決生活、工作和學習中問題的能力。

為了培養學生的信息素養，應該在學校中廣泛地開展信息技術教育。信息技術教育是以培養學生的信息素養為基本目標的素質教育。

為了培養教師的信息素養，教育部在“教育部關于推進教師教育信息化建設的意見”中要求“對全體中、小學教師進行一輪現代信息技術和教育技術的培訓。要特別加強對骨干教師的信息技術和教育技術的培訓。”

培養教師與學生的信息素養，實現教師與學生的信息化是實現教育信息化的關鍵。

（3）教育過程的信息化

教育過程的信息化是指在教育過程中廣泛地使用信息技術，用以完善教育過程，實現面向信息社會創新人才的培養。

教育信息化的過程中，各種教育信息化的環境，應通過具有一定信息素養的教師和學生，將它用于教育、教學的實踐過程中，實現教育過程的信息化。

教育過程的信息化是教育環境信息化，教師與學生信息化的落腳點。教育環境的信息化，教師與學生的信息化，最終應實現教育過程的信息化，并以這種信息化的教育過程，即以各門學科教學的信息化實現面向信息社會創新人才的培養，這是教育信息化的根本目標。

教育信息化不僅對教育事業的發展，而且對國家的發展，對社會的進步都具有重要的意義。教育信息化是實現國家信息化的重要內容。教育信息化對培養創新人才、對教師與學生信息素養的培養，對教育改革的深入發展均具有重要意義。

二、教學過程的信息分析

為了實現教學過程的信息化，為了在教學過程中廣泛地應用信息技術，我們應以信息的觀念，對教學過程進行深入的信息分析。

教學過程是一種按：

教學設計教學實施教學評價

這樣的流程不斷循環的過程。為了展開教學，需要進行教學設計。教學設計是教學實施的一種計劃。教學實施應在教學設計的指導下展開。通過對教學實施的評價，可判定教學實施的結果在多大程度上達到了教學目標的要求。根據評價的結果，可調整、完善教學設計。完善后的教學設計將用于新的教學實施。教學過程是上述過程的反復循環和不斷完善。

教學過程是一種信息過程。以下，我們對教學過程進行信息分析。

1、教學設計

教學設計是一種基于學習者特性和教學目標，對教學過程的計劃。對于一般的教師，在教學設計階段，應基于學生特性、教學目標，對教材進行認真的分析。

為了實現教學設計，教師應大量收集學生的學習情況，分析學習者特性；收集各種教學資料、教學資源、教研成果，對其進行分析處理，在此基礎上進行教學設計。

教學設計是一種創造信息的過程。教師應在大量信息分析、判斷、處理的基礎上，制定教學實施的計劃書——教案。教案是一種信息的集合，它是教師進行信息創造的結晶。

教學設計的過程是一種收集信息、分析信息、判斷信息、處理信息和創造信息的過程。

2、教學實施

教學實施階段應根據教學設計的要求和學習者的實際情況展開教學。在這個過程中，對教師而言，一方面應不斷地提示表示教學內容的教學信息，同時還應注重收集學習者的學習數據和應答信息，經信息處理后，根據處理的結果，對教學過程進行調控。對學習者而言，接受教師提示的教學信息，通過分析、判斷、處理、理解信息，并將它變為自己的財富，形成知識。在學習者自主學習的情況下，學習者則應根據一定的學習目標自主地收集信息、分析信息、判斷信息、處理信息、實現知識（信息）的探索和問題的解決。

教學實施的過程是一種傳遞信息、表現信息、收集信息、分析信息、判斷信息、處理信息、評價信息、控制信息和發現信息、創造信息的過程。

3、教學評價

教學評價是在大量信息收集、分析、處理的基礎上完成的。評價結果可用作學習結果的判斷，也可用于完善學習過程。

教學評價的過程是一種收集信息、分析信息、處理信息的過程。

通過上述的分析可以看出，教學的過程是一種信息過程，在這個過程中，需要廣泛地使用各種信息技術對教育信息進行收集、分析、判斷、處理、傳遞、創造。教學過程中的各種信息操作是十分重要的，它對教學過程的設計、實施、完善具有重要的作用和意義。

三、教學過程中的教育信息處理

教學過程是一種信息過程，在這個過程中，信息處理對教學的計劃、展開和完善具有十分重要的意義

1、什么是信息處理

所謂信息處理是指，基于一定的目的，對于所收集的信息，以一定的方法（算法）處理后，能得到隱含在信息中有意義的內容（信息）。

在信息處理中，首先應明確信息處理的目的。信息的收集、處理方法（算法）的確定與目的有密切的關系。處理的結果是否恰當，也應由目的所評價。在信息處理中，處理算法的確定是十分重要的。處理算法應由處理的目的，所收集信息的特點所確定。信息處理的研究中，處理算法的研究是其重要的內容。

為了比較兩個班的學習成績（目的），可對兩個班的學生進行測試，并得到相應的測試數據（收集信息）。通過對這兩個班的測試數據的統計處理，例如：計算平均值，求分布（處理算法），可得到A班的成績優于B班（處理的結果）。這種處理結果達到了處理目的的要求。

2、教學過程中的信息處理

教學過程是一種信息過程。教學過程中的信息處理可為教學過程的設計、實施、控制、評價、完善提供重要的依據，具有十分重要的意義。

教學過程中的信息處理及其作用主要有：

（1）學習過程、學習資源、學習問題的信息量計算。

學習過程、學習資源、學習問題中的信息量計算對學習過程的分析與評價、學習過程的控制、學習資源的評價與完善、學習問題的評價與完善具有重要的意義。

（2）教材與學習資料中的信息分析與信息處理。

教材、學習資料是一種信息的集合。以科學的方法，而不是主觀的意志決定，對教材、學習資料中的信息、信息結構進行有效地分析和處理，其結果對教材的開發，教學資源的開發，對教學設計的有效進行具有重要的作用和意義。

（3）學習者數據的分析和處理。

學習者數據的分析和處理對學習者特性的分析、教學設計的展開，學習過程的分析與控制具有重要的意義。

（4）教學過程中的信息分析與信息處理。

我們稱教學過程的分析為教學分析。為了有效地分析教學過程，首先應以一定的方法記錄教學過程，在此基礎上，對記錄的信息進行分析、處理。教學分析的結果，對認識教學過程、評價教學過程、完善教學過程具有重要的意義。

（5）學習者應答數據的分析與處理。

學習者應答數據的分析與處理可用于學習者的評價，學習問題的評價，學習過程的分析與控制。

（6）學習結果的分析與評價。

作為學習者的學習結果，通常是以一定的測試及其測試的結果所表示的。如何進行測試、如何表示測試的結果、如何評價測試及其結果是測試理論應解決的重要問題。測試的結果不僅可以用作學習結果的評價，也可用于學習過程的分析、學習問題的分析、學習者的分析。它對學習過程的分析和完善具有重要的意義。

（7）學習者生理信息的分析與處理。

學習的過程是一種心理的過程，這種學習者內部的心理過程往往又與學習者的某種生理現象連接在一起，并以這種生理現象所表示。對學習者生理信息的檢測的分析與處理是教育信息處理的一項重要內容，它對學習者特性分析、學習過程分析具有重要意義。

教育信息處理是一種基于信息科學的思想、方法對教學過程中的各種信息進行分析處理的一種新的學科分支。在教育信息處理的發展過程中，有許多方法、概念是基于信息科學、系統分析、信息科學、控制理論和數理科學所發展起來的，例如：ISM法、統計分析、信息等等。此外，基于教育系統、教育信息的特點，人們也開發了許多新的處理方法，例如：S-P表、IRS圖、S-T分析等。正是這些新的處理方法的研究和應用，使教育信息處理作為一門新興的學科分支不斷發展，走向成熟。

四、教育信息熵

信息熵是對信息系統中信息量的量度。信息熵是信息理論中的一個基本概念。信息熵的計算對信息系統的研究具有重要的意義。

教育系統是一種信息系統。教育信息熵的計算是教育信息處理的一項重要內容。它對教育系統的分析、研究、控制和評價是十分重要的。

1、教育信息熵的計算

信息熵H為：式中，Pi為信息系統中狀態i出現的概率。信息熵表示了系統的不確定程度。信息熵可用于對信息系統中信息量大小進行計算。

教育系統中的信息熵——教育信息熵用以量度教育系統中的教育信息量。教育系統在很多情況下是一種定性系統，對這種定性系統，如何計算其信息量是基于信息熵研究教育系統首先應該解決的一個重要問題。

信息熵是一種統計特征量。它是描述概率特性的一種統計特征量。它與系統中所存在的狀態及其概率特征有關。

在計算教育信息熵時，應對教育系統的狀態及其運動進行分析，并基于這種分析設計出相應的計算算法。對系統的信息分析和基于這種分析對信息熵的算法的設計是實現教育信息熵計算的關鍵。各種教育系統的教育信息熵都是基于這種思想進行計算的。

2、教學過程的信息熵

教學過程的信息熵是基于教學過程中的行為分類及其出現的概率進行計算的。如何有效地對教學過程中的行為進行分類是這種計算的關鍵。

教學過程的教育信息熵對分析教學過程的特性、分析不同課程的教學特性、分析不同教師的教學特性、分析不同的教學模式具有重要的意義。

3、學習過程的信息熵

教學過程涉及教與學的兩個方面，其系統狀態與教師的行為狀態、學生的行為狀態有關。學習過程的狀態主要由學生的學習行為狀態所決定。

學習過程的信息熵對學生特性的分析具有重要意義，它是實現學習過程控制的重要依據。

一般而言，學習過程的開始，學生處于不穩定狀態，其信息熵較大。隨著學習的不斷深入，學生逐漸進入穩定狀態，其信息熵逐漸變小。根據學習過程信息熵的變化，可有效地進行教學過程的控制。當學習過程的信息熵較大時，表示學習過程不穩定，可適當放慢教學過程，幫助學生逐漸進入學習狀態。當學習過程的信息熵逐漸變小時，則表示學生的學習趨于穩定，這時，可適當加快學習進程。利用這樣的方法，可實現學生學習過程的控制。

基于學習過程的信息熵，不僅可用于教師對課堂教學的學習過程進行控制，也可用于CAI課件對CAI學習的學習過程進行控制。

4、測試問題的信息熵

測試是評價的工具和手段，評價往往是基于測試的結果進行的。基于測試的結果可以計算測試問題的信息熵和測試試卷的信息熵。

通過測試問題和測試試卷信息熵的計算，可對測試問題和測試試卷進行分析，可對測試問題、測試試卷的有效性進行評價。

5、CAI課件的信息熵

CAI課件是一種教學軟件，它應能有效地促使學習者思考問題、實現有效的學習。

通過CAI課件對學習過程的記錄，可以計算CAI課件的信息熵。基于CAI課件的信息熵可對CAI課件進行分析和評價。

教育信息熵不僅能幫助我們分析、研究、評價、控制相關的教育系統，重要的是，它使我們的這些分析、研究、評價、控制向前跨進了一大步，使之從定性的分析、研究、評價、控制變為定量的分析、研究、評價、控制，使這些分析、研究、評價、控制更為科學化。

五、教育信息處理在教育信息化中的作用與意義

教育信息處理的深入研究與廣泛應用對教育信息化具有十分重要的意義和作用，它主要是表現在以下的多個方面。

1、教育信息化的深層次的研究與發展

教育信息化的實施與發展具有兩種不同的層面：

（1）信息設施、信息機器和信息產品的教育應用

這個層面的信息化主要是將各種信息設施、信息機器、信息產品（含硬件和軟件）用于教學，例如：建立校園網、多媒體教室、計算機教室，將計算機用于教學中，管理教學內容，構建學習環境，支持教師與學生的教與學。目前的教育信息化多集中在這個層面上。顯然，這個層面上的教育信息化主要是信息設施、信息機器、信息產品與教學相結合，用于教學過程中，它很少涉及教學過程中許多問題的本質性研究。

（2）基于信息科學的理論、方法對教學過程的研究和分析

教學過程是一種信息過程，對這個過程中的有關信息進行深入的分析、處理、研究，必將使人們對教學過程有一個更全面、更深入的認識。它對教學過程的設計、實施和評價，對教學實質的認識、教育技術的發展有著重要的意義。

以信息科學的理論與技術、思想與方法對教學過程進行研究和分析是教育信息化的深層次發展。基于信息科學的理論和方法對教學過程的研究和分析主要包括對學習者特性的研究和分析、對學習目標的研究與分析、對教材和學習資料的研究和分析、對學習過程與教學過程的研究與分析、對學習結果及其評價的研究與分析、對學習過程與教學過程中的有關信息及其處理方法的研究與分析等等。顯然，這些研究與分析，不僅對教育信息化的深入發展，同時對教學理論與實踐的深入發展，都將產生深刻的影響。

當我們將教育信息化從一般信息產品的教育應用發展到基于信息科學的理論與方法的教育應用，教育信息化將會向前跨進一大步，這是一種質的變化和發展。顯然基于信息科學的理論和方法的教育應用是以信息產品的教育應用為基礎和條件的，它也是信息產品教育應用的深入發展。

2、教育信息處理在教育信息化中的關鍵作用

教育信息化是以信息技術在教育中的廣泛應用來優化教學過程、完善教學過程、實現創新人才培養為基本目的的。

在教學過程中，如何分析、評價學習者，如何分析、評價教材，如何分析、評價教學過程，如何分析、評價學習結果，如何分析、評價教學過程中各種要素間的關系，對教學過程的完善起到重要的作用，這些分析與評價，無一不是依賴有效的教育信息處理。教育信息處理對教育信息化具有十分關鍵的作用。

3、教育信息處理在信息技術教育應用中的核心位置

信息技術是指對信息的各種操作的總稱。在信息的各種操作中，信息處理占有十分核心的位置。信息的收集應根據一定的目的和信息處理的要求進行，不同的處理方法，對信息的收集將給出不同的要求。信息的分析、信息的判斷、信息的評價往往是在信息處理的前提和基礎上完成的。教育信息處理在信息技術的教育應用中占有十分重要的位置。

不僅如此，教育信息處理對教育信息產品的開發也是十分關鍵的。各種教育信息產品的開發往往是基于一定的教育信息處理的理論、方法進行設計和開發的。學生應答信息系統是基于學生應答分析的理論開發的。計算機輔助教學設計系統是根據ISM法、目標矩陣法設計、開發的。自適應測試系統是根據項目反應理論開發的。沒有這些教育信息處理的理論和方法的指導，就不可能有這些產品的設計和開發。

教育信息處理在信息技術的教育應用中占有十分核心的位置。

4、教育信息處理在教育應用中的普適性

教育信息處理是基于信息科學的理論與方法對教學過程的研究。教育信息處理的教育應用往往需要一定的教育信息化的環境。但在很多情況下，教育信息處理并不需要特定的信息化環境。教育信息處理是一種思想、方法的研究。基于一定的教育信息處理的理論和方法，在不具備信息化條件的傳統教育中，同樣也可用于教學過程的研究。例如，利用目標矩陣分析教材、利用維理論分析學生特性等等。教育信息處理的理論和方法在教學過程中的應用具有普適性。

可以相信，教育信息處理的研究和應用，對我國的教育信息化必將產生深刻的影響，它將有效地推動我國的教育信息化深入發展。