美國的教育界流傳著一個讓老師和學生都難以笑出的玩笑。玩笑的主角叫Rip Van Winkle，是二百年前美國紐約上州Catskill山腳下的一位老實巴交的村夫，因受不了老婆整日的嘮叨，逃進深山。在山裏，他遇到了英國航海探險家哈德遜及其船員們的靈魂，一起玩了一場野外保齡球，喝了一場酒後，就在一棵大樹蔭下睡著了。一覺醒來，20年已過去，回到村裏，老婆和親朋好友都死了，他自己也因言行不和時宜惹了許多麻煩。其實這個故事是基於一個德國的民間傳說，而德國的故事又源自中國的圍棋神話傳奇：晉人王質上山砍柴，遇仙童下圍棋而觀之；一局未了，發現斧柯已爛，回家後父老鄉親皆亡，一打聽，方知已過去了兩代時光。今天，浙西衢州還有座爛柯山，不但記載著傳奇，而且還是道教的“洞天福地”。
玩笑的大意是說這次Winkle百年一覺醒來，已是二十一世紀的今天，卻感到醒來後比睡著時還稀裏糊塗，不知身在什麼世界。好不容易問到一個廁所，進去後卻不敢造次: 太乾淨太漂亮了，還有一些花花綠綠不斷閃來閃去、根本就不知為何物的東西。特別令他不安的是似乎男女老幼都患了某種怪病，要手舉一個怪裏怪氣的小東西到耳邊，自言自語喜怒無常。一天他偶然闖進一個教室，兩眼頓然發光：終於知道自己在哪里了！禁不住大喊了一聲：“這是一個教室！”，又補充道：“二百年前我就在這樣的地方讀書，不過當時的黑板現在怎麼成了綠板了？學生能看清上面的字麼？”
近幾年沒有實實在在的在一線教書，但仍關注新的教學技術和方法的討論和發展。1992年一個偶然的機會，使我萌生了建一個網上控制實驗室的想法，並在五年後獲得了美國基金委和亞利桑納州百萬美元的資助，成立了WAVES實驗室（Web-based Audio/Video Educational Systems，網上音視化教育實驗室），同年還在工學院老院長的鼓動下加入美國工程教育學會（ASEE），希望能及時全面的瞭解工程教育的狀況。1998年，一位浙大的老校友表示願意出資利用新技術在國內辦一所新型的大學，可惜當時的政策不允許。 2004年，我還專門赴美參加了一周的LCE（Learner Centered Education）教學培訓，並在西安交通大學鄭南寧校長的幫助下，計畫在西交大的軟體學院進行試驗。
就在幾天前，一位十多年前跟我做機器人遠程控制的美國學生Williams來看我，方知他畢業後還一直從事網路化教學工作，剛受新西蘭政府之邀去Auckland大學幫助建立遠程教育學院。我還瞭解到，我的另一位美國學生自己也開了一家網上教育軟體系統的公司，記得當時WAVES實驗室的一位新加坡同學也表示畢業回國後也要開一個相關的公司。這一切都喚起了我自己的教學夢，下麵就是我結合自己在國內有限的教學經歷與見聞，對此的一個小結，希望有一天e-Science和e-Engineering會幫我至少圓了夢中的一部分。
1) III教學方法：利用相對於教師獨立的教學方法（Instructor Independent Instruction, III），解決教學品質不穩定的問題。
存在問題：科學院研究生院教學工作的相當部分由各所的研究員承擔，其優點是這些研究人員有豐富的一線科研經驗，很強的理論聯繫實際能力，全面及時的領域前沿知識，等等。但也有缺點，較為突出、研究生反映比較大的就是教學品質不穩定的問題。這個問題的出現有其內在的因素，包括研究人員不是專職專業教師，上課是“副業”且不反映在其工作單位的成績考評之中，加上科研任務繁重，往往不能保證備課時間。甚至有時來到教室後才開始想：這堂課該如何講？不得已時只好海闊天空不著邊際一通。
解決方法：針對課程的基礎內容，建立每堂課“固定”的PPT，確保相當比例（比如80%）的講課內容不需要任課老師重新準備，從而實現相對於授課老師獨立的教學，進而保證教學內容的相對穩定；在此基礎上，實現穩定的高質量教學。同時，為確保教學創新和及時反映領域前沿知識，並反映授課老師的個人風格和特色知識，仍然留出一定比例的“柔性”空間（比如20%），由老師自我發揮。當然，應對哪些課程適於III方法進行預先分析，對於實行III教學的課程，也應對固定部分的內容制度化的定期審核，防止內容退化，老化和無用化。
2）網上實驗室：通過網上實驗室低成本高質量地進行靈活有效的教學實驗，達到“硬”實驗“軟”化、“軟”實驗“硬化”，解決學生實踐經驗不足，“害怕”動手和“恐懼”實驗的心理。
存在問題：歷史上，長期的科舉體制，已在我們評價傳統上形成了“讀書”優於“動手”的潛意識。近代的考試制度，特別是從小學到大學的升級考試制度與實踐，更是從幼年到成年系統性的形成了事實上的“應試”文化和心態。例如，國外中小學中常見的學生自發組織的課外活動，如趣味小組和專題俱樂部，在中國卻並不普及，有些地方甚至還落後於文革時期的水準。而且，風行國外大學的學生自主的活動團體，在中國只能說是處在“萌芽”階段。造成這種情況的另一個“物質”上的原因就是：過去我們的實驗裝置數量不足、水準不高，特別是管理和利用的水準不高。無論如何，這種情況造成的後果之一就是有些學生的“眼高手低”、“思遠行近”，甚至產生“害怕”動手和“恐懼”實驗的心理。個人的海外經歷也使我感到，與國外大學生，特別是美歐大學生相比，我們留學生的動手和組織能力相對弱勢。當然這裏有相當的“人生地不熟”所引發的心理因素。不管怎樣，這種狀況十分不利於科技創新，特別是產業方面的科技創新。
解決方法：可用三句話慨之，一是“硬”實驗的“軟”化，二是“軟”實驗的“硬化”，三是軟硬各類實驗的網路化、即時化、個性化。主要思想是通過電腦通信和人機交互方法，特別是動漫和遊戲技術，簡化或“軟”化一些過程複雜、週期長的自然科學“硬”實驗，實化或“硬”化一些描述抽象、範圍廣的社會科學“軟”實驗；主要手段就是網路化，即通過網路實現異地、隨時、按個別需求進行實驗，也就是實驗的即時化和個性化。針對目前許多大學院所的教學實驗設施的維護困難，使用率低，多為低水準重複建設等問題，可以集中設立高水準的國家或區域性的網路化教學實驗室，向相關大學院所開放，甚至向社會開放共用，即通過減少社會上實驗室的數目來提高國家教育實驗系統的品質和利用效率，也使建立長期穩定高水準的實驗支持人員隊伍成為現實。顯然，一些實驗的“硬”化、“軟”化和網路化的過程可能會使它們失去原來的一些特性甚至“失真”。對此我們的看法是應當至少保持80%的“真實性”，滿足至少80%的學習者的需求，以便幫助大多數學生克服“害怕”動手和“恐懼”實驗的心理，從而低成本高質量地服務大多數學生的素質培養和學習要求。少數立志專門研究的學生，可作專門專業的實驗安排。
3）資訊高科技的應用：通過資訊搜索和數據挖掘等知識工程方法，使每門課的教與學演繹成自己的數位化、網路化、開放和活性的“歷史”與“社會”平臺，不但提高學習效率，保障教學品質，也有利於促進“終身學習”風氣的形成。
存在問題：大學時讀化工，上許多課時有一種“五不知”的感覺：一不知過去課程是如何上的，二不知現在又要怎樣上，三不知將來此課有何用如何用，四不知課堂外有何材料可用，五不知有什麼相關的知識可以利用；往往課程開始時稀裏糊塗，學期結束時算是明白了，其實是明白了這原來就是一門該糊塗的課。相信今天的教學品質已非昔比，但我感覺這“五不知”的問題在不同程度上依然存在，特別是學習時需要答案的那一刻不能立即找到答案，過後可以找到，卻可能沒了興趣甚至還忘了為什麼要那個答案。相信今天的資訊高技術在此可大有作為。
解決方法：第一個不知可以通過建立課程的“數據場”及相關的數據挖掘技術來解決，由此形成課程本身的數位化歷史。同時開發針對本課程的專用深度和廣度的搜索引擎方便師生進行各類搜索活動，在此基礎上，自然也就解決了第二至第五個不知的問題。更深入地，還可以建立課程自己的知識表示體系，產生自己的“二十四史”，形成自己的“百科全書”。屆時，普在或普適通信與計算、網格知識和平臺體系、加上博客、掘客、還有現在還不知名的未來“怪”客，都將在此大有用武之地，使學習者能夠隨事、隨時、隨地，得到隨想問題的答案。
4）虛擬現實和動漫遊戲與趣味學習：通過虛擬現實方法和動漫遊戲技術，構建形象具體和人物互動的教學環境和學習過程，提高學習興趣和效率，實現“玩”中學和學中“玩”的娛樂型學習方式。
存在問題：學習“必須”是一件“苦”差事，從古時“懸樑刺骨”的傳說，到今日小學生“披星戴月”、身背“書山”的現實都見證了讀書之不易，是件很“苦”的差事。學習還“必須”是一件“難”差事，對老師對學生都一樣；知識是高尚神聖的，豈能輕而易舉就學到手？老師講得抽象，本是就這樣嘛，有問題也是學生腦袋瓜的問題，不是“那塊料”。記得讀研究生時有位老師，每次問他問題總是覺得其回答太抽象且不對題，他講得越多，我也就越來越糊塗，甚至懷疑自己根本就不是讀這門課的料；後來自己從事這方面的研究，才開始反過來懷疑是不是老師有問題？學習真應是件既“苦”又“難”的差事嗎？如果這樣，我就不想進行什麼終身學習。學習對我，應不只是工作和謀生，更主要的應是樂趣。
解決方法：相信目前正在興起的動漫遊戲和已有的虛擬現實技術可以使學習成為“樂”事和“易”事，我甚至認為將來多數人的工作就是“玩”遊戲：通過遊戲進行學習、通過遊戲進行研究。在寫WAVES的立項申請書時，我提出了利用虛擬現實和名人講課的錄象，將學習“劇場”化或“電視劇”化，讓上課和看電視劇一樣有趣。同時，通過允許學生隨時提問，並請網上線上的TA（教學助理）即時解答，達到師生互動，又降低教學成本。我的一位新加坡學生為此還做了一個原型設計。近來興起的決策劇場（Decision Theater）虛擬現實技術可以直接用來實現這種想法，形成教學劇場（Teaching Theater）的虛擬現實。如何利用動漫遊戲和虛擬現實，使抽象的知識具體化、現實化、互動化，從而提高學習興趣和效率，是一個十分有意義的研究領域。
5）人工師生與“虛實”平行教學（Artication）：利用社會計算方法，通過生成各種類型的人工“學生”和“教師”代理，構建人工“課堂”和“學習”過程，進而實現人工與實際並行的平行教學環境，對教學方法和過程進行即時評估、實驗和管理。
存在問題：如何及時地對一門課程的教學進行監控、評估和管理，是一個現實而又很少系統化研究的問題。對於新教師或新課程，這尤其是個嚴重的問題。目前只能憑老師的責任心和事後學生的評語，即不客觀也難公正。而且，即便是客觀公正，學生的“損失”亦已造成、無法換回。還有，教學過程中想作一下修改或實驗，更只能全憑感覺和經驗，無法較為科學地預先作一個評估，然後決策。
解決方法：近年來，我一直“鼓吹”基於“人工社會，計算實驗，平行執行”的ACP 方法或Artience方法，主要用於處理複雜系統的決策支持，相信這一方法也可用於教學的評估和管理。主要思想就是產生人工或虛擬的師生，構造人工的“課堂”、學習“環境”和“過程”，盡可能使人工師生與現實師生背景與能力相近，將同樣的教學方法與步驟同時用於人工和真實的師生，對教學效率進行對比評比，以此對教學進行即時的評估、實驗和管理。我們不妨將這種方法稱為並行教學或人工教育Artication（由Artificial Education兩個英文詞合併而成）。可能這種想法看來瘋狂，但我覺得現有的條件就可以實現初步Artication的簡化版，並與現行的評估方法不悖，且使其實施的更加有效。當然，真正的Artication需要大量長期的教學心理學和社會學知識的積累。