《教育信息概述》PPT课件.ppt

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1、第一章 教育信息概述,张敏霞 2011年9月,2023/7/16,2,主要内容,第一节 有关信息的基本概念第二节 教育信息与系统第三节 教育信息处理的方法,2023/7/16,3,第一节 有关信息的基本概念,一、有关信息的基本概念1、信息、物质、能源（量）是信息社会的三大要素。信息社会是一种以信息的产生、信息的处理为中心的社会形态。信息通过物质和能源产生相应的价值，在这个过程中，信息是主体。信息社会中，信息产业是一个主导性的产业。,美国安东尼.欧廷教授对物质、能量和信息三者的描述：没有物质，就什么东西也不存在；没有能量，就什么事情也不发生；没有信息，就什么东西也无意义。,2023/7/16,4

2、,2、什么是信息 简单地讲，通过信息，可以告诉我们某件事情，可以使我们增加一定的知识。Information表示信息可以让受者产生某种形式的变化，这种变化可以让受者从认识上的不完全、不理解、不确定变为完全、理解、确定。,信息论的重要奠基者香农（）将信息定义为熵的减少，即信息可以消除人们对事物认识的不确定性，并将消除不确定程度的多少作为信息量的量度。,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,5,3、信息消息？,消息：由语言、文字、数字等符号组成的序列。信息：是符号序列中包含的内容。例：“我爱中国”、“国爱我中”“你考上了研究生”,二者关系：（1）消息是信息的携带者，但并非任何消息都携带着

3、信息。（2）任何一个文字或符号序列都是一个消息，但同样长的符号序列包含的信息可以不同，甚至许多符号序列完全不包含信息。（3）一条消息是否包含信息，还与消息接收者的知识状况有关。,信息消息,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,6,3、信息信号？,把信息变换成适合信道传输的物理量，这种物理量称为信号（如电信号、光信号、声信号、生物信号等等）,二者关系：信号携带着消息，是消息的运载工具。信号是载荷信息的实体，信号仅仅是外壳，信息则是内核。,信息信号,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,7,4、信息与数据,信息是客观事物的反映；数据则是对反映客观事物属性的记录，是信息的载体。数

4、据是事物的表示形式，而信息则涉及这些数据所表示的内容。信息蕴含于数据之中；信息是数据的内涵。,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,8,5、信息与知识,知识是对数据、信息理解的基础上，以某种可利用的形式，高度组织化后的可记忆的信息。,有人曾这样形象地对数据、信息和知识进行说明，数据以“How much,How many,Which,Yes/No”所表现，信息以“What,When,Where,Who”所表示，知识以“How,Why”的形式所记忆。,数据来自观测值；信息是组织化的数据；知识是信息的内在联系的原理、规律、诀窍。,案例,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,9,世

5、界银行在1998年世界发展报告知识促进发展中指出：数据是未经组织的数字、词语、声音、图像等；信息是以有意义的形式加以排列和处理的数据（有意义的数据）；知识是用于生产的信息（有意义的信息）。信息经过加工处理、应用于生产，才能转变成知识。智慧是把知识应用于产生新知识的一个动态过程，即创新能力。,6、数据、信息、知识与智慧（智力）,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,10,数据、信息、知识和智力是层层递进的概念，前者是后者的基础和前提，后者是前者的抽象与升华。,在信息化社会中，我们既不能被淹没在数据和信息的海洋里，却忍受着知识的饥渴，也不能以信息取代知识，更不能以知识取代能力。“数据过剩

6、”、“信息爆炸”“知识贫乏”、“数据被关在牢笼里”,我们需要发展将有效的数据和可靠的信息内化为有用的知识的能力，培养在不同的情境中应用、完善和传输知识的能力，即发展人的各方面潜能和多元智力。,四者关系图,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,11,二、信息的类别1、以产生信息的客体为依据，可分为自然信息和社会信息2、以信息所依附的载体为依据，可分为静态文献信息、口头信息、动态电子信息和生物信息3、按照人们获得信息的方式，可分为直接信息和间接信息4、按照主体的认识层次，可将信息划分为语法信息、语义信息和语用信息,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,12,三、信息的特点 1、

7、没有大小 2、没有重量 3、容易复制,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,13,四、信息科学 信息科学是一种研究机器、生物和人类关于信息的获取、存储、变换、传递、处理、呈现、利用和控制的综合性学科。信息论、系统论、控制论是信息科学的主要内容。电子科学、计算机科学是信息科学的主要工具。信息论主要研究信息的量度方法和信息传递的理论。控制论主要研究以信息进行控制的原理和方法。系统论主要研究如何以信息对各要素进行连接，构成最佳系统。,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,14,五、教育信息化1、信息化 信息化是将信息作为构成系统的一种基本要素，并对信息的生成、分析、处理、存贮、传

8、递和利用所进行的有意义的活动的总称。2、教育信息化 教育信息化包含教育环境的信息化、教师和学生的信息化、教学过程的信息化。教育信息化的过程是一种教育思想、教育观念变化的过程，是一种基于创新教育的思想，有效地使用信息技术，实现创新人才培养的过程。,第一节 有关信息的基本概念,2023/7/16,15,六、教育信息科学 教育信息科学是一种以新的、科学的思想、观点和方法，即信息科学的思想、观点和方法来认识教育系统、研究教育系统，并表现其教育内容和特点，实现教育现代化的综合性学科。教育信息科学是指导教育信息化的理论和方法。教育信息科学主要包括三方面的内容，它们是教育信息科学的：思想体系、手段与工具、技

9、术与方法。,第一节 有关信息的基本概念,教育信息科学应研究如何基于信息科学、数理科学的理论和方法，对教学系统中的各种信息进行处理，并将这些处理的结果有效地用于完善教学系统的设计、控制和评价中。,2023/7/16,16,一、教育信息的基本特点量度水平低教育数据多是一些小样本的数据注重个体数据的分析教育信息多是一些模糊信息,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,17,问题1：54=？问题2：桌子上有3只碟子和2只盆子，在碟子和盆子里各有2只香蕉和2只苹果，问桌上共有多少水果？,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,18,二、教育信息的数量化,教育研究中，根据教育现象的特点，需要对该现

10、象赋以一定的数量，称之为数量化（quantification）。,身高在160cm和159cm之间可以有159.5cm、159.4cm.等连续的数值；智商在IQ110和IQ111之间并不存在110.5这样的数值。两个体重为25kg的小孩的重量与一个体重为50kg的大人的重量相等；两个IQ为75的小孩的智商之和与IQ150的小孩的智商不等。,第二节 教育信息与系统,表示教育信息的数量与各种物理测量的数量有着明显的不同。在教育信息的统计处理中，应根据教育信息数量化的方法不同、特点不同，决定对这种信息进行统计处理的具体方法。这是进行教育信息处理的重要关键。,2023/7/16,19,测量尺度一般分为

11、：类别尺度（nominal scale）数值仅具符号的意义，数字之间不能进行代数运算。例如：1班、2班。顺序尺度（ordinal scale）数值多用于表示某些现象的排列顺序，可比较大小，但不能进行四则运算。等距尺度（interval scale）数值间的距离具有加法性，但不要求确定的零点位置。比率尺度（ratio scale）可进行各种统计处理。,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,20,尺度值及其处理方法,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,21,三、教育信息的结构形式1、矩阵（某班的学习成绩）,xij表示第i名学生第j门课程的测试成绩。称这样的矩形为得分矩阵。,第二节 教

12、育信息与系统,2023/7/16,22,2、时间序列 因为教学过程是一种在时间轴上展开的过程，所以往往使用时间序列（简称时序列）的方法来表示和研究该过程。对于某个教学过程，可以用如下的概率模型来表示：xi ti i=1-n xi：第i个行为状态的类型；ti：产生第i个行为状态的时间；n：教学过程中所出现行为状态的总数。为了进行时序列分析，首先应对教学过程中的行为进行分类。对于时序列的数据，可以用列表的方式或图形的方式来表示。,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,23,3、有向图所谓图是指由一些点和连接这些点的线所构成的总体。以数学的语言表示，图是一个有序对（V，E）。其中，V是一些点的

13、集合，E是连接点的有方向的边的集合。对于结构化的各种教育信息，例如教材的结构化关系，学生认知的结构化关系都是以有向图所表示的。对于给定的某个图，可以通过一定的矩阵所表示。图与矩阵相互对应。利用矩阵的变换可实现图的变换，从而达到信息处理的效果。,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,24,要素间的结构关系,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,25,五、教育信息的类别 根据教育信息在教育信息系统中实现的功能，可以分为：1、状态信息：反映系统的各个要素及其相互关系在特定的时空中所处的状态。2、内容信息：系统中传递的知识和经验等。3、控制信息：规定系统运动方式和方向，决定课堂的组织形式、

14、进行方向。,课堂教学活动可以看作是根据状态信息分析的结果确定控制信息,并按控制信息所规定的顺序和方式来传递内容信息的一系列过程。,第二节 教育信息与系统,2023/7/16,26,第三节 教育信息处理的方法,一、教学过程的信息分析,教学设计 教学实施 教学评价,教学设计的过程是一种收集信息、分析信息、判断信息、处理信息和创造信息的过程。,教学实施的过程是一种传递信息、表现信息、收集信息、分析信息、判断信息、处理信息、评价信息、控制信息和发现信息、创造信息的过程。,教学评价的过程是一种收集信息、分析信息、处理信息的过程。,2023/7/16,27,二、教育信息处理的对象,第三节 教育信息处理的方

15、法,2023/7/16,28,三、教育信息处理应解决的问题教育信息的表示 教育信息处理是以教育信息作为处理对象的。教育系统的特点决定了教育信息的复杂性、多样性和模糊性。处理方法 处理方法应适用于教育信息的特点和要求。所谓处理是指对给定的信息所进行的某种运算、变换和逻辑的分析。有效性 处理的有效性是指经过处理后所得到的信息在多大的程度上达到了处理目的要求。,第三节 教育信息处理的方法,2023/7/16,29,四、作为教育信息的处理方法，应该加强与其他学科的交流 教育信息处理是一种跨多门学科的综合性学科领域。从行为向认知变换 在教育信息处理时，不仅要注意教学过程中的各种行为，更要注意产生这种行为

16、的思想，产生这种行为的认知过程。从集团向个体变换 教育的发展，不仅要求我们注重集团（班级）的教育，更要注意学生的个性发展。数量化向结构化变换 许多信息处理，往往只注重数量化程度较高的信息处理，而忽视了数量化程度较低的信息。,第三节 教育信息处理的方法,2023/7/16,30,五、教育信息处理的数学方法 教育信息处理应根据教育信息的特点和处理的目的，选择合适的数学方法，实现教育信息的有效处理。信息理论法 数理统计法 图论法 模糊数学法等等,第三节 教育信息处理的方法,2023/7/16,31,日本教育工学杂志1976-1996年发表的论文中使用数学方法的统计表,20,2023/7/16,32,本章重点内容,信息是什么？信息、数据与知识的关系？教育信息有哪些基本特点？教育信息有几种结构形式？教育信息处理应解决哪些问题？,