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人工智能和教學(xué)大全11篇

時間:2024-03-28 16:58:43

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人工智能和教學(xué)

篇(1)

隨著無線互聯(lián)網(wǎng)、“三網(wǎng)”融合等信息高速公路基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善以及互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源的迅速增長,互聯(lián)網(wǎng)作為一種信息與知識的傳播手段正在改變教與學(xué)的關(guān)系。同時,現(xiàn)代社會對人才的多元化需求也要求學(xué)生具備通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與評價的能力。

互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源具有數(shù)量多、形式多樣、分布式存儲、不斷變化且無統(tǒng)一規(guī)范等特點。同時,教學(xué)資源與學(xué)習(xí)者及學(xué)科知識模型之間也沒有統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)規(guī)范。對于大多數(shù)學(xué)習(xí)者而言,在利用含有海量教學(xué)資源的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)時通常會迷失方向。為提高互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的利用效率,迫切需要對互聯(lián)網(wǎng)上不斷增加的海量教學(xué)資源進(jìn)行整合并為學(xué)習(xí)者提供個性化學(xué)習(xí)導(dǎo)航服務(wù)。關(guān)于教學(xué)資源整合以及學(xué)習(xí)導(dǎo)航的方法得到了廣泛地研究[1-4]。

學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)(LOM, Learning Object Metadata)規(guī)范是IEEE采用的一種表示學(xué)習(xí)對象(教學(xué)資源)信息的規(guī)范。不但可以用于整合教學(xué)資源,還可以表示教學(xué)資源之間的依賴關(guān)系。

本文提出一種教學(xué)資源整合以及學(xué)習(xí)導(dǎo)航的框架,采用LOM表示教學(xué)資源元信息,利用XML表示LOM,并將LOM的XML數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖,并在擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上實現(xiàn)教學(xué)規(guī)劃與學(xué)習(xí)導(dǎo)航。

1基本框架

1.1基于學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)(LOM)的資源整合

全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(CELTS)教育技術(shù)分會制定了教育信息相關(guān)規(guī)范,CELTS將IEEE的學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)(LOM, Learning Object Metadata)規(guī)范封裝在CELTS-3中,包括3個子規(guī)范,其中CELTS-3.1為信息模型規(guī)范,CELTS-3.2為元數(shù)據(jù)的XML綁定規(guī)范,CELTS-3.3為實踐指南,CELTS-3.4為測試規(guī)范。LOM規(guī)范表示了學(xué)習(xí)對象的9大類元信息,包括:通用、生存期、元-元數(shù)據(jù)、技術(shù)、教育、權(quán)利、關(guān)系、評注、分類等。

LOM數(shù)據(jù)項如圖1所示,有關(guān)LOM的詳細(xì)描述參見文獻(xiàn)[5-6]。

LOM數(shù)據(jù)項中,“關(guān)系”類信息描述了相關(guān)學(xué)習(xí)對象之間的關(guān)系,為學(xué)習(xí)導(dǎo)航提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。CELTS-3.1 采用了Dublin Core關(guān)于學(xué)習(xí)對象關(guān)系的類別,其中“A基于B”和“A需要B”兩類關(guān)系表示A依賴B,“B基于A”和“B需要A”兩類關(guān)系表示B依賴A。

1.2基于擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖(EKG)的學(xué)習(xí)導(dǎo)航

文獻(xiàn)[7]提出了一種基于擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖的教學(xué)規(guī)劃方法,其中擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖(Extented Knowledge Graph)定義為一個滿足以下條件的有向無環(huán)圖,(1)圖中包含兩類節(jié)點:知識節(jié)點和方法節(jié)點;(2)知識節(jié)點的后繼節(jié)點為方法節(jié)點,表示完成該知識點教學(xué)的多種可選的教學(xué)方法。方法節(jié)點的后繼節(jié)點為知識節(jié)點,表示運用該方法完成學(xué)習(xí)目標(biāo)所需掌握的基礎(chǔ)知識;(3)每個方法節(jié)點設(shè)多個置權(quán)值,表示不同的學(xué)習(xí)者通過該方法完成教學(xué)目標(biāo)所需的費用。

一個示例性的擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖如圖2[7]所示。

LOM表示的學(xué)習(xí)對象(教學(xué)資源)信息可以很好的表示擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖。設(shè)某一學(xué)習(xí)對象A(其標(biāo)識為A),利用“A.通用類.標(biāo)題”表示該學(xué)習(xí)對象所學(xué)習(xí)的目標(biāo)知識點,學(xué)習(xí)對象A即為學(xué)習(xí)該目標(biāo)知識點的一種學(xué)習(xí)方法,“A.教育類.難度”則表示該方法的初始難度,該難度值將根據(jù)不同學(xué)習(xí)者的評價進(jìn)行調(diào)整。利用學(xué)習(xí)對象A來學(xué)習(xí)其目標(biāo)知識點的基礎(chǔ)知識集合則記錄在“A.關(guān)系類”元數(shù)據(jù)中,包括所有“A.關(guān)系類.類型”為“A基于B”或“A需要B”的資源(用“A.關(guān)系類.資源”表示)。

1.3系統(tǒng)框架

系統(tǒng)管理學(xué)習(xí)對象(教學(xué)資源)元數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)者,教學(xué)專家(學(xué)習(xí)對象提供者)等信息,系統(tǒng)并不維護(hù)學(xué)習(xí)對象本身。系統(tǒng)基本功能包括:

1) 為教學(xué)專家提供接口,將學(xué)習(xí)對象的LOM信息錄入到LOM數(shù)據(jù)庫,并轉(zhuǎn)化為XML表示形式;

2) 自動將XML表示的LOM數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖;

3) 根據(jù)擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行學(xué)習(xí)導(dǎo)航;

4) 為學(xué)習(xí)者提供接口,自主學(xué)習(xí)導(dǎo)航以及評價反饋。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2人工智能教學(xué)資源整合和學(xué)習(xí)導(dǎo)航實例

以人工智能中狀態(tài)空間搜索有關(guān)教學(xué)資源整合和學(xué)習(xí)導(dǎo)航為例,對上述系統(tǒng)加以說明。

與狀態(tài)空間搜索有關(guān)的知識點包括:狀態(tài)空間、狀態(tài)空間搜索、盲目搜索、寬度優(yōu)先搜索算法、深度優(yōu)先搜索算法、啟發(fā)式搜索、A*算法、A*算法的實現(xiàn)。學(xué)習(xí)這些知識點的依賴關(guān)系如圖4所示。

以上示例分別說明了兩個學(xué)習(xí)對象LOM的主要XML元素,前者的元素說明了“A*算法”對于“狀態(tài)空間搜索”的依賴關(guān)系。與A*算法有關(guān)的部分教學(xué)資源如表1所示,由于篇幅限制其他資源的LOM表示從略,一種典型的學(xué)習(xí)路徑為:(9)-(7)-(11)-(12)-(1)-(5)-(13)-(4)。

3結(jié)語

本文對教學(xué)資源整合以及學(xué)習(xí)導(dǎo)航方法進(jìn)行了探索。提出一種教學(xué)資源整合以及學(xué)習(xí)導(dǎo)航的框架,采用LOM表示教學(xué)資源元信息,利用XML表示

LOM,并將LOM的XML數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖,并在擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上實現(xiàn)教學(xué)規(guī)劃與學(xué)習(xí)導(dǎo)航。后續(xù)工作將建立LOM的XML收集以及轉(zhuǎn)換系統(tǒng),為教學(xué)資料提供者以及學(xué)習(xí)者提供服務(wù)接口。

參考文獻(xiàn):

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[2] 陳其暉,徐海寧,凌培亮. 基于知識點關(guān)系的學(xué)習(xí)導(dǎo)航系統(tǒng)建模方法研究[J]. 計算機(jī)科學(xué),2007,34(12):193-196.

[3] 李益才,張小真. 模型驅(qū)動的智能教學(xué)系統(tǒng)分層規(guī)劃的研究[J]. 重慶交通學(xué)院學(xué)報,2005,24(5):157-161.

[4] 姜云飛. 基于知識結(jié)構(gòu)圖的智能教學(xué)規(guī)劃[J]. 計算機(jī)研究與發(fā)展,1998,35(9):787-792.

[5] 史元春,沈中南,向欣,等. 學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù):信息模型規(guī)范(CELTS-3.1)[EB/OL]. [2007-10-17]. celtsc.edu. cn/680751c665875e93/folder.2006-04-03.8417036039/celts-3/celts-3-1-cd3-0.pdf.

[6] 鄭莉,史元春,沈中南,等. 學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù):XML綁定規(guī)范(CELTS-3.2)[EB/OL]. [2010-05-02]. celtsc.edu. cn/680751c665875e93/folder.2006-04-03.8417036039/celts-3/celts-3-2-ts.pdf.

[7] 段琢華. 具有學(xué)習(xí)能力的智能教學(xué)規(guī)劃[D]. 廣州:中山大學(xué)軟件研究所,2002.

Tutorial Material Integration and Learning Navigation for Artificial Intelligence Based on LOM

DUAN Zhuo-hua

篇(2)

一、思想品德方面

熱愛并忠誠于教學(xué)事業(yè),教學(xué)態(tài)度認(rèn)真,教風(fēng)扎實,愛崗敬業(yè),工作積極,團(tuán)結(jié)同志。工作中盡職盡責(zé),做到教書育人,為人師表,自覺遵守學(xué)校的規(guī)章制度。認(rèn)真完成教育教學(xué)工作任務(wù),取人之長,補己之短。在今后的工作中,我會不斷嚴(yán)格要求自己。

二、教學(xué)方面

本學(xué)期,我擔(dān)任的是《機(jī)床電氣控制》和《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》的教學(xué)工作。為了能更好的提高他們的學(xué)習(xí)成績,在工作中認(rèn)真學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn),使自己的教育教學(xué)水平不斷創(chuàng)新,不斷提高。

1、認(rèn)真?zhèn)湔n

課上的是否成功,很大程度上取決于課備得是否精彩,因此每節(jié)課我都認(rèn)真作好課前備課。認(rèn)真鉆研教材,對教材的基本內(nèi)容都弄清楚,了解教材的結(jié)構(gòu),重點與難點,掌握知識的邏輯,能運用自如,知道應(yīng)該補充哪些資料,怎樣才能教好。了解學(xué)生原有的知識技能及他們的興趣、需要、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)習(xí)新知識時可能會有哪些困難,采取相應(yīng)的預(yù)防措施。仔細(xì)考慮教法,解決如何把教材的內(nèi)容傳授給學(xué)生,如何組織教材、如何拓展教材,如何安排每節(jié)課的活動。甚至細(xì)化到自己的每句話應(yīng)該怎么說,以便能調(diào)動起學(xué)生的積極性和求知欲,讓他們對所教課程感興趣,為能更好的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2、積極上課

備課充分,能調(diào)動學(xué)生的積極性,上課效果就會好。但同時又要有駕馭課堂的能力,因為學(xué)生在課堂上的一舉一動都會直接影響課堂教學(xué)。因此一定要組織好課堂教學(xué),關(guān)注全體學(xué)生,注意信息反饋,調(diào)動學(xué)生的有意注意,使其保持相對穩(wěn)定性,同時,激發(fā)學(xué)生的情感,使他們產(chǎn)生愉悅的心境,創(chuàng)造良好的課堂氣氛,課堂語言簡潔明了,克服了以前重復(fù)的毛病,課堂提問面向全體學(xué)生,注意引發(fā)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)的興趣,課堂上講練結(jié)合,作業(yè)少而精。教師是每節(jié)課的組織者,所以,老師每天都要有充足的精神,讓學(xué)生感受到一種自然氣氛。這樣,授課就事半功倍。

3、精心批改作業(yè)

要提高教學(xué)質(zhì)量,一定要做好課后輔導(dǎo)工作,本年度由于疫情利用釘釘在線教學(xué)。在教學(xué)中,我有針對性的對一些學(xué)生尤其是后進(jìn)生進(jìn)行輔導(dǎo),從最基本知識點著手,然后是電路結(jié)構(gòu)和原理,每講完一節(jié)課,我都要利用釘釘軟件在線布置作業(yè),講解知識點,當(dāng)天的內(nèi)容當(dāng)天完成,不讓學(xué)生欠債。不斷地給他們鼓勵,經(jīng)常詢問他們學(xué)習(xí)上的困難,幫助他們解決問題,在批改作業(yè)方面,每一次都能做到全批全改,對個別學(xué)生錯的地方、不會的地方,認(rèn)真講解,從不放任自流。

三.教育工作方面

篇(3)

一、工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革初探

工學(xué)結(jié)合作為現(xiàn)代職業(yè)教育的理念和思想,強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程必須與實際工作緊密結(jié)合,其目的是以職業(yè)為導(dǎo)向,把以課堂教學(xué)為主的學(xué)校教育和直接獲取實際經(jīng)驗的校外工作有機(jī)結(jié)合起來,更注重啟發(fā)訓(xùn)練他們在動手、操作和掌握技能等方面的能力;它具有充分利用學(xué)校內(nèi)外不同的教育環(huán)境和資源進(jìn)行校企合作培養(yǎng)人才的本質(zhì)特征,體現(xiàn)了職業(yè)教育發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)要求。

《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(教高[2006]16號)提出:大力推行工學(xué)結(jié)合,突出實踐能力培養(yǎng),改革人才培養(yǎng)模式。要積極推行與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)模式,把工學(xué)結(jié)合作為高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式改革的重要切入點。人才培養(yǎng)模式改革的重點是教學(xué)過程的實踐性、開放性和職業(yè)性。

邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為首批國家示范性高職院校,積極探索和深入開展教育教學(xué)改革。如何將文件精神落實到具體的改革當(dāng)中,我們的思路是:以實踐性、開放性、職業(yè)性為原則,以工學(xué)結(jié)合為切入點進(jìn)行人才培養(yǎng)模式改革;以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力為目標(biāo),按照工作系統(tǒng)的要求設(shè)計學(xué)習(xí)系統(tǒng),形成以工作過程為導(dǎo)向的課程體系;實施行動導(dǎo)向教學(xué),讓學(xué)生親自經(jīng)歷結(jié)構(gòu)完整的工作過程,創(chuàng)設(shè)真實的或模擬的工作情境,使學(xué)生身臨其境,在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中、在體驗的過程中獲得知識。

“要給學(xué)生一碗水,老師得有一桶水”。是否具備與之相適應(yīng)的雙師型師資隊伍,是工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵。因為一切教育教學(xué)改革都要通過教師去實施。教師隊伍的建設(shè)直接關(guān)系到高職院校的發(fā)展。高職院校師資隊伍建設(shè)必須以全新的視角來思考和定位。上述文件強(qiáng)調(diào)了工學(xué)結(jié)合的重點是實踐性、開放性和職業(yè)性,它們?yōu)楦呗毥逃瞬排囵B(yǎng)模式改革指明了方向;對教師的“工程化”和“職業(yè)化”背景提出了新要求,缺少“工程化”背景的師資很難理解工作過程導(dǎo)向、典型工作任務(wù)、項目導(dǎo)入、工業(yè)案例等;缺少“職業(yè)化”背景的師資,很難選擇行之有效的教學(xué)方法。

二、高職院校師資隊伍現(xiàn)狀

就師資隊伍現(xiàn)狀而言,由于高校大眾化過程的加快,我國各地高職院校的招生規(guī)模迅速擴(kuò)大,使原本薄弱的我國高職師資隊伍面臨危機(jī)。

首先,教師職業(yè)教育基本理論掌握不夠,教學(xué)觀念落后,引進(jìn)實踐經(jīng)驗豐富的教師難。不少高職教師都是從普通高校教學(xué)崗位轉(zhuǎn)化過去的,由于長期脫離社會實踐,教師缺少職業(yè)教育的教學(xué)理論背景、缺乏實習(xí)指導(dǎo)經(jīng)驗,實際應(yīng)用能力不強(qiáng)。目前社會對高職教育認(rèn)可度仍不是很高,引進(jìn)企業(yè)背景工程技術(shù)人員較難,引進(jìn)具有豐富實踐經(jīng)驗的企業(yè)工程師更難;其次,課時較多,教師在本專業(yè)領(lǐng)域的職業(yè)實踐能力、實踐經(jīng)驗及應(yīng)用性知識不足。由于辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大,造成教師編制緊張,大多數(shù)高職院校的師生比超過1:20,有的甚至高達(dá)1:30,很難有機(jī)會或較長時間到生產(chǎn)第一線鍛煉和提高。目前還有一大批非師范類畢業(yè)的年輕教師工作在教學(xué)的第一線,教師資格證書往往僅憑一次理論考試獲得,教師以對普通高等教育的知識與方式教授職業(yè)教育的學(xué)生,理論性過多;教師進(jìn)修與實踐掛鉤不緊密。多數(shù)企業(yè)不愿意接收教師參加定崗生產(chǎn)實踐,產(chǎn)教結(jié)合、校企結(jié)合的職教體系在大多數(shù)職業(yè)教育院校中尚未完善。因此,通過實踐鍛煉使專業(yè)實踐能力得到顯著提高的教師數(shù)量非常有限。教師職業(yè)能力方法研究最大和最根本的需求是提高高職學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量,以適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對高技能人才的需求;第三,教師職稱評定制度不完善。高職教師從事的教學(xué)和科研工作與學(xué)科型院校截然不同,但職稱評定的標(biāo)準(zhǔn)卻與普通高等學(xué)校相同。而高等學(xué)校教師職務(wù)的評聘標(biāo)準(zhǔn)注重理論上的要求,例如發(fā)表的論文數(shù)、出版的專著數(shù)等,不考慮教師的實踐能力。相比較而言,國外的高職教育師資隊伍管理模式則處處體現(xiàn)出“雙元”特色,即體現(xiàn)出理論和實訓(xùn)的區(qū)別。德國的高職院校將教授普通文化課和專業(yè)課的教師稱為學(xué)院教師,將在企業(yè)里實施實踐技能培訓(xùn)的教師稱為培訓(xùn)師。從教師的任教資格來看,大多數(shù)高職院校的教師兼具“教師”和“工程師”雙師資格。加拿大高等職業(yè)學(xué)校教師每3年之內(nèi)必須返回到工業(yè)界實踐,或定期為工業(yè)界解決技術(shù)問題,或從事應(yīng)用技術(shù)研究和技術(shù)開發(fā)等,以防技術(shù)知識老化,而不是學(xué)歷進(jìn)修或做訪問學(xué)者。由于一些新教師來自工業(yè)界,沒有教學(xué)經(jīng)驗,所以必須進(jìn)行教學(xué)技能培訓(xùn),主要方式有:(1)教學(xué)上崗培訓(xùn)。教員是有教學(xué)資歷的專家,培訓(xùn)內(nèi)容有教育理論、教學(xué)設(shè)計方法、教育技術(shù)的運用以及較大比重的教學(xué)實踐。(2)午間研討。即利用午餐后的休息時間對教學(xué)資源中心設(shè)計的題目或?qū)Ω飨捣答伒恼n題進(jìn)行有針對性的討論。新教師除了在本校進(jìn)行崗位培訓(xùn)以外,還必須參加綜合大學(xué)舉辦的教學(xué)技能培訓(xùn)班,共有6門課程,獲得全部學(xué)分后可取得相應(yīng)的教育文憑。

三、教師職業(yè)能力發(fā)展舉措

高職院校欲加強(qiáng)教師職業(yè)能力的培養(yǎng),要建立和完善培養(yǎng)機(jī)制,促使教師徹底擺脫學(xué)科型教學(xué)思想的束縛,不斷提高職業(yè)能力。

本文從以下幾方面論述:

1、提高教師職業(yè)教育教學(xué)能力

教師的職業(yè)發(fā)展更多的是在教師的教育教學(xué)實踐中實現(xiàn)的。一方面,學(xué)校中實踐性問題的存在反映了教師專業(yè)發(fā)展的需要;另一方面,實踐性問題的解決則是教師職業(yè)能力提高的標(biāo)志。因此,教師要勤于思考,善于思考,置身于教育情境的改善和教育教學(xué)實際問題的解決中,并以解決實踐性問題為目的。教育是關(guān)乎人和人類未來的工作,因此,教師要完成知識傳授和創(chuàng)新的職責(zé)要求就需要不斷地思考,研究相關(guān)學(xué)科內(nèi)容,研究教育規(guī)律,研究教學(xué)手段、教學(xué)方法。這就要求教師在工作中更注重研究教育對象和教育內(nèi)容,對教育教學(xué)對象、目標(biāo)、手段、方式、方法進(jìn)行綜合考慮,尋找出各種因素變量之間最佳的匹配點,實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。 轉(zhuǎn)貼于 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院一貫重視教師教學(xué)能力的提高,其中一項重要的措施就是開展校本培訓(xùn),面向全院專任教師進(jìn)行分批次的職業(yè)教育教學(xué)能力培訓(xùn)與測評,促進(jìn)廣大教師提高職業(yè)教育理論水平,轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,提高職業(yè)能力;推動教師下廠鍛煉,積累實踐經(jīng)驗及應(yīng)用性知識,這些措施取得了良好的效果,對促進(jìn)我院工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革發(fā)揮了積極的作用。自2006年國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)項目開始,到目前為止,共開辦7期培訓(xùn)班,培訓(xùn)教師276人,有效促進(jìn)了教師的職業(yè)教育教學(xué)能力不斷提高,實現(xiàn)了對學(xué)生的有效培養(yǎng)。這是學(xué)院歷史上規(guī)模最大、時間最長、影響面最廣、效果最明顯的一次教學(xué)改革活動,極大的促進(jìn)了學(xué)院教師在工學(xué)結(jié)合課程開發(fā)及教學(xué)實施方面走在全國同類院校前列。

2、提高教師職業(yè)實踐能力

目前高職院校教學(xué)改革的首要目標(biāo)和任務(wù),就是要促進(jìn)工學(xué)結(jié)合的問題,要實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、職業(yè)能力訓(xùn)練項目、訓(xùn)練素材、教學(xué)考核等與職業(yè)實際的緊密結(jié)合,最大限度縮短“所學(xué)”與“所用”之間的差距。為此,教師特別是專業(yè)教師必須要深入相應(yīng)職業(yè)領(lǐng)域,做好職業(yè)活動調(diào)研工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線的職業(yè)活動也在不斷地發(fā)生變革,因此,職業(yè)活動調(diào)研不能一勞永逸,教師還應(yīng)定期追蹤相應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝、新材料、新軟件、新經(jīng)營理念、新管理模式的研發(fā)和應(yīng)用情況,并在教學(xué)中及時予以反饋。

充足的、現(xiàn)代化的實踐教學(xué)條件,有利于拓展教師教學(xué)設(shè)計的思維空間,有利于教師專業(yè)技能和現(xiàn)代教學(xué)手段運用能力的提高,更有利于職業(yè)能力訓(xùn)練素材的收集。另外,教師開展職業(yè)活動調(diào)研、到企業(yè)頂崗實踐等等,也必須有相應(yīng)的經(jīng)費和時間上的支持。為此,學(xué)院加大投入,改善教學(xué)設(shè)施和實踐性教學(xué)條件,在示范院校建設(shè)的基礎(chǔ)上出臺了《關(guān)于建立教職工培訓(xùn)工作長效機(jī)制的實施意見》,從規(guī)范教師培訓(xùn)、建立教師培訓(xùn)長效機(jī)制上保證工作的順利開展,為教師職業(yè)能力培養(yǎng)提供經(jīng)費和時間等方面的保障。

3、強(qiáng)化重實踐能力的升級評職稱制度

以往職業(yè)院校教師升級評職稱依據(jù)綜合性大學(xué)教師升職稱評等級標(biāo)準(zhǔn)實施,采用論著送交學(xué)術(shù)研究人員評審,導(dǎo)致理論性學(xué)術(shù)論著易被認(rèn)同,而應(yīng)用性實踐成果則不被重視。教師為求順利升職稱評等級,研究方向就偏重于理論探討。深化職業(yè)學(xué)校人事制度改革,在職業(yè)學(xué)校推行教師全員聘任制和管理人員公開選拔、競爭上崗和職務(wù)聘任制度,建立健全激勵和約束機(jī)制。職業(yè)學(xué)校教師職務(wù)資格評審要突出職業(yè)教育特點,改進(jìn)評審辦法。

為了提高教師專業(yè)實踐能力,強(qiáng)化教師以專業(yè)實踐能力為導(dǎo)向之升職稱評等級,將教學(xué)及服務(wù)成果一并作為升職稱評等級標(biāo)準(zhǔn),把“教師到一定的企業(yè)事業(yè)單位服務(wù)的實踐成果”作為評職稱的依據(jù)之一,以改變長期以來職業(yè)校院教師重理論、輕實踐的現(xiàn)象,以使其能夠不斷注重教學(xué)實踐。

4、“校企融合、雙崗雙能”專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

師資隊伍是工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵。為適應(yīng)工學(xué)課程教學(xué)需要,一是建立的專兼結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊,在教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)方面、專任教師與兼職教師聘任管理方面形成了一整套規(guī)范的制度、方法與操作流程,相繼出臺了《關(guān)于加強(qiáng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)的意見》、《教師下廠鍛管理暫行辦法》、《聘請企業(yè)行業(yè)技術(shù)專家與能工巧匠擔(dān)任兼職教師的管理暫行規(guī)定》、《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)兼職教師聘任管理工作的意見》等多個文件,并配套出臺了《從企業(yè)行業(yè)聘請技術(shù)專家協(xié)議書》、《從企業(yè)行業(yè)聘請技術(shù)專家在企業(yè)作兼職教師協(xié)議書》等協(xié)議文件;二是切實提高師資隊伍的職業(yè)教育教學(xué)能力和專業(yè)實踐能力,即“雙崗雙能”的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)。學(xué)院出臺優(yōu)惠政策,大力引進(jìn)和培養(yǎng)行業(yè)領(lǐng)軍人物為專業(yè)帶頭人,提升專業(yè)建設(shè)水平;借助校企合作平臺,探索與企業(yè)技術(shù)人員互兼互聘機(jī)制;創(chuàng)建“國外—國內(nèi)師資基地和企業(yè)—校內(nèi)”三級師資培訓(xùn)體系,通過外部培訓(xùn)、校本培訓(xùn)和下廠鍛煉等多項措施轉(zhuǎn)變教師的觀念、提高職業(yè)教育教學(xué)能力和專業(yè)實踐能力。

通過上述一系列措施,使骨干教師既有教學(xué)能力又有生產(chǎn)實踐能力,既能勝任教學(xué)崗位也能勝任生產(chǎn)崗位,打造“校企融合、雙崗雙能”的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊。

有一流的師資才會有一流的教育。因為教師的專業(yè)知識與技能和精神是學(xué)生學(xué)習(xí)成敗的關(guān)鍵,有效地提高教師的專業(yè)教學(xué)及實踐能力是師資培育的主要內(nèi)容,為培養(yǎng)現(xiàn)代化建設(shè)的實用性人才做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部.關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見[EB/OL]. moe. edu. cn/edoas/website18/level3. jsp? tablename = 2016&infoid =27723.

篇(4)

血管性認(rèn)知障礙(VCI)是神經(jīng)內(nèi)科常見疾病之一(1) 。非癡呆型血管性認(rèn)知功能障礙(VCIND)是用于界定有認(rèn)知功能損害但不符合癡呆診斷標(biāo)準(zhǔn)的腦血管病患者。我科2008年1月-2012年5月對VCIND的患者聯(lián)合應(yīng)用尼莫地平片和醒腦再造膠囊,獲得滿意的效果,現(xiàn)匯報如下。

1 資料和方法

病歷選擇 選自2008年1月至2012年5月我院收治的VCIND患者60例。隨機(jī)分成2組.治療組30例,男18例,女12例,平均年齡66歲,平均受教育年限7年,治療組口服尼莫地平(尼膜同)每次30 mg,每日3次; 醒腦再造膠囊膠囊4粒/次,每日2次;對照組30例,男17例,女13例,平均年齡65歲,平均受教育年限6年,口服尼莫地平(尼膜同)每次30 mg,每日3次,兩組基本藥物阿司匹林片。治療6個月,進(jìn)行MMSE評分和MOCA的治療前與治療后的比較。并于治療前后分別監(jiān)測血壓、血尿常規(guī)、肝腎功能、心電圖等檢查。

入組標(biāo)準(zhǔn)①有神經(jīng)心理學(xué)評價具有認(rèn)知損害的證據(jù)。 ②有腦血管病史及腦血管病危險的存在,或者頭顱CT或MRI檢查 已證實腦內(nèi)多發(fā)性皮層或皮層下缺血病變依據(jù)③腦血管病和認(rèn)知功能損害之間有因果關(guān)系,并排除其他疾?、芪催_(dá)癡呆診斷標(biāo)準(zhǔn)⑤HACHINSKI缺血指數(shù)評分大于或等于7分⑥癥狀持續(xù)6個月或以上。

排除標(biāo)準(zhǔn)①癡呆或任何可以導(dǎo)致腦功能紊亂的軀體和精神疾患②合并心血管、肝臟、腎臟和造血系統(tǒng)等嚴(yán)重原發(fā)性疾病;③因頭部損傷患有認(rèn)知損害的患者④存在其他擴(kuò)血管藥物干擾的⑤簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)評分

評估指標(biāo) 療效標(biāo)準(zhǔn) 所有受試者在治療前后均接受簡易精神狀態(tài)檢查法(MMSE)及蒙特利爾認(rèn)知評估量表(MoCA)中文版的測定。

統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件處理數(shù)據(jù),所有結(jié)果均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,用方差分析及兩樣本均數(shù)比較的t檢驗對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以P

2 結(jié)果:尼莫地平聯(lián)合醒腦再造膠囊治療非癡呆型血管性認(rèn)知功能障礙療效確切。治療組治療后MMSE、MOCA評分與治療前及對照組治療后比較,有明顯差異(p

2.1表1治療組和對照組MMSE與MOCA的治療前與治療后的比較

3 討論 尼莫地平是一種親水性鈣通道阻滯劑,容易透過血腦屏障,基礎(chǔ)研究提示,尼莫地平具有神經(jīng)保護(hù)潛能,特別是抵抗短暫缺血和缺氧的影響。在下丘腦、尾狀核和大腦皮質(zhì)特定區(qū)域,尼莫地平的結(jié)合位點數(shù)量眾多,這對學(xué)習(xí)與記憶發(fā)揮重要作用(2)。與其他鈣通道阻滯劑不同的是,由于尼莫地平可直接作用于大腦局部血流的細(xì)小動脈平滑肌細(xì)胞,因此尼莫地平具有抗血管收縮和抗缺血效應(yīng),可以免除細(xì)胞死亡,抑制脂質(zhì)過氧化,清除自由基。醒腦再造膠囊由36味中藥組成,其中人參、黃芪、何首烏、枸杞、川穹、葛根等能處進(jìn)實驗動物的學(xué)習(xí)和記憶(3)。 尼莫地平及醒腦再造膠囊均能改善腦供血從而增強(qiáng)神經(jīng)保護(hù)功能, 2組MMSE及MoCA均有明顯改善,說明VCIND患者能夠防治,2組患者治療中均無嚴(yán)重不良反應(yīng),說明尼莫地平聯(lián)合醒腦再造膠囊安全有效,但長期效果如何,能否降低癡呆發(fā)病率,還有待進(jìn)一步證實。

參考文獻(xiàn):

篇(5)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展,為了應(yīng)對中國產(chǎn)業(yè)變革及新一輪的科技革命,適應(yīng)“中國制造2025”國家戰(zhàn)略需要及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展,同時將國際工程教育思想本土化,“新工科”應(yīng)運而生[1]。信息技術(shù)發(fā)展催生出了人工智能相關(guān)的專業(yè),國內(nèi)高校紛紛設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。近年來,人工智能技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著人類社會正逐漸走進(jìn)智能社會,人工智能將深刻影響人類社會。隨著人工智能的進(jìn)一步發(fā)展,高等教育的價值也將進(jìn)一步提高[2]。因此,各高校應(yīng)盡快建立與新工科相一致的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),并深入研究我國人工智能的人才培養(yǎng)體系、課程設(shè)置、實驗平臺及成果轉(zhuǎn)化等方法,改革傳統(tǒng)人工智能的教育教學(xué)方法,形成有新工科特色的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程教育方法。由于傳統(tǒng)的專業(yè)是按學(xué)科劃分的,因此,目前的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系以理論為主,強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的系統(tǒng)性和完備性[3]。人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程,同時也是人工智能“入門性”和“引導(dǎo)性”的課程。但是,目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在課程內(nèi)容陳舊、實踐課程不足、教材理論過強(qiáng)、教學(xué)模式老舊及實踐教學(xué)與企業(yè)需求不適應(yīng)等問題。尤其是人工智能導(dǎo)論課程,缺乏實踐教學(xué)將會降低學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣和積極性。因此,為了解決這些問題,并使高校跟上人工智能時代的腳步,抓住高等教育發(fā)展的新機(jī)遇,進(jìn)行面向新工科的人工智能導(dǎo)論實踐教學(xué)模式探索具有重要的現(xiàn)實意義。

1人工智能對新工科人才的新要求

1.1具備多學(xué)科交叉知識。人工智能導(dǎo)論是一個多個學(xué)科交叉而成的一門課程。人工智能導(dǎo)論主要包括知識系統(tǒng)、智能搜索技術(shù)、腦科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、專家系統(tǒng)、智能計算及分布式智能等內(nèi)容[4]。因此,一個合格人工智能專業(yè)人才需要具備多學(xué)科知識。1.2具備多領(lǐng)域應(yīng)用能力。人工智能導(dǎo)論的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,基本包含工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會生活的各個行業(yè)(如工業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、金融、社會治安、交通領(lǐng)域及服務(wù)業(yè)等)[5]。人工智能導(dǎo)論課程要求學(xué)生在學(xué)好理論前提下也應(yīng)該掌握各行業(yè)的相關(guān)知識,只有這樣才能提高人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。1.3具備人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。目前,創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展成為了我國現(xiàn)階段發(fā)展的重要力量,人工智能成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎[5]。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號角下,人工智能技術(shù)作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程中的一個大趨勢。因此,當(dāng)今新形勢下培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的人工智能專業(yè)人才對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)具有重要意義。1.4具備人工智能人文素養(yǎng)。人的內(nèi)在品質(zhì)就是人文素養(yǎng),人文科學(xué)的知識水平和研究能力是人文素養(yǎng)的重要組成部分,人文素養(yǎng)是人文科學(xué)體現(xiàn)出來的以人為研究對象和中心的精神[6]。人工智能對人類社會帶來的是便利還是帶來災(zāi)難,關(guān)鍵是使用者的思想道德和人文素養(yǎng)。因此,培養(yǎng)具有人文精神的人工智能專業(yè)人才具有重要的意義。

2人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前,許多高校已經(jīng)認(rèn)識到傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程已經(jīng)不能適應(yīng)社會和學(xué)生發(fā)展的需要。尤其是地方普通高校在師資、科研及學(xué)科力量薄弱情況下進(jìn)行人工智能導(dǎo)論的實踐教學(xué)。目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在的問題如下:⑴本科生課程內(nèi)容陳舊。近年來,隨著云計算、大數(shù)據(jù)、5G等信息技術(shù)的快速發(fā)展,也帶動人工智能技術(shù)發(fā)展日新月異。對于高校來說,要緊跟人工智能技術(shù)前沿,傳授學(xué)生的知識也要緊跟人工智能的發(fā)展。目前,雖然也出現(xiàn)了不少新的人工智能導(dǎo)論教材,但在課堂上能夠教學(xué)的新內(nèi)容仍然不多,教材內(nèi)容仍然集中在傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)(如問題求解、知識表示、歸結(jié)原理及經(jīng)典推理等技術(shù))上。⑵研究生課程內(nèi)容重疊。研究生的人工智能導(dǎo)論課程應(yīng)作為本科生課程的一個延續(xù),但部分高校對研究生人工智能導(dǎo)論課程的教學(xué)重視不夠。很多本科生已經(jīng)學(xué)過的內(nèi)容在研究生階段又進(jìn)行了重復(fù)。因此,在新工科背景下培養(yǎng)高層次的人工智能人才,就必須要在研究生階段加強(qiáng)新工科人才實踐能力的培養(yǎng),選擇合理的人工智能導(dǎo)論課程,改革研究生階段人工智能導(dǎo)論的教學(xué)理念和教學(xué)模式。⑶實踐課程不足。實踐教學(xué)是提高人工智能新工科人才能力的重要路徑。目前,大多數(shù)院校的人工智能導(dǎo)論課程理論與實踐聯(lián)系不夠緊密,對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)不夠,只知道理論,而不進(jìn)行實際的實踐應(yīng)用就不能成為合格的人工智能新工科人才。另外,大多數(shù)地方高校的人工智能實驗室建設(shè)投入不足,實驗條件差,驗證性的實驗較多,實驗課時不足,學(xué)生對人工智能新技術(shù)的接觸不夠。⑷人工智能導(dǎo)論教材理論性過強(qiáng)。目前,現(xiàn)有的人工智能導(dǎo)論教材以理論為主,缺乏人工智能實踐內(nèi)容。在課程教學(xué)過程中學(xué)生經(jīng)常會感覺索然無味,當(dāng)實踐課程開設(shè)不足時,這種情況會非常明顯。學(xué)生會漸漸的對人工智能導(dǎo)論課程失去興趣和熱情,最終會導(dǎo)致課程的教學(xué)質(zhì)量和效果下降,不能達(dá)到新工科人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的預(yù)期。⑸教學(xué)模式老舊。人工智能導(dǎo)論是多學(xué)科交叉的課程,課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象、多知識點是新工科的特點。然而,大多數(shù)地方高校仍然采用過去的課堂教學(xué)模式(即“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式),這種單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方式以教師為主,學(xué)生的主動性不夠,只是在被動接收知識。學(xué)校這種重視理論不重視實踐的教學(xué)模式,在一定程度上影響了新工科人才的實踐能力,從而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)社會需求脫節(jié)。

3人工智能導(dǎo)論實踐教學(xué)初探

3.1人工智能導(dǎo)論課程實踐平臺建設(shè)。為了提高學(xué)生對實踐教學(xué)的興趣,南陽師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在人工智能導(dǎo)論授課過程中廣泛應(yīng)用多種計算機(jī)實驗教學(xué)平臺,如采用開源的PaddlePaddle百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺,希冀一體化人工智能實踐教學(xué)平臺及大數(shù)據(jù)綜合實驗平臺。教師可以在實踐教學(xué)過程中方便的使用這些平臺進(jìn)行授課,學(xué)生也可以在課堂中跟隨老師完成相關(guān)實驗,并能夠在課下進(jìn)行相關(guān)實驗練習(xí)及提交作業(yè)。3.2人工智能導(dǎo)論課程實驗內(nèi)容優(yōu)化。在人工智能導(dǎo)論實踐教學(xué)過程中,以學(xué)生興趣為導(dǎo)向,開展相關(guān)應(yīng)用課程實驗,南陽師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院對人工智能導(dǎo)論實驗課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的主要實驗課程包括搜索優(yōu)化算法實現(xiàn)、智能計算實現(xiàn)、貝葉斯分類實驗、最近鄰算法實驗、機(jī)器學(xué)習(xí)實驗及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實驗。最后,通過期末課程設(shè)計進(jìn)一步提高學(xué)生解決實際問題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。3.3人工智能導(dǎo)論實踐教學(xué)模式改革。⑴校企合作為使人工智能導(dǎo)論實踐教學(xué)不與企業(yè)脫節(jié),校企合作是關(guān)鍵。應(yīng)積極派遣教師進(jìn)企業(yè)進(jìn)修,了解企業(yè)需求,并提高教師的工程能力。從2018年以來,南陽師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院每年暑假期間累積派遣教師58人/次前往百度、中興、科大訊飛、神舟數(shù)碼及江蘇傳智播客公司等進(jìn)修培訓(xùn)。同時已經(jīng)在固定時間邀請相關(guān)企業(yè)講師到學(xué)校進(jìn)行人工智能方面的項目教學(xué)。建立起了具有地方區(qū)域特色的師資隊伍及校企協(xié)調(diào)的實踐教學(xué)模式,從而避免人工智能導(dǎo)論課程實踐與企業(yè)實際脫節(jié)。⑵“雙導(dǎo)師”負(fù)責(zé)制人工智能導(dǎo)論實踐課程實行“雙導(dǎo)師”制,邀請企業(yè)中實踐經(jīng)驗豐富的人才任教或任職,校企合作建立實踐教師指導(dǎo)團(tuán)隊,改革教學(xué)策略及教學(xué)方法,以項目為牽引,將人工智能導(dǎo)論實踐課程作為第二課堂學(xué)分。還要積極制定人工智能相關(guān)的科技作品競賽的獎勵機(jī)制,積極引導(dǎo)學(xué)生參加各種人工智能相關(guān)的比賽,從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實踐方面的能力。⑶采用案例教學(xué)法以案例導(dǎo)入進(jìn)行教學(xué),提高學(xué)生興趣。首先,從人工智能競賽的部分賽事中、(如百度的人工智能大賽,“2020年全國人工智能大賽”,“2020中國高校計算機(jī)大賽人工智能創(chuàng)意賽”等)中選取貼近實際問題的案例作為人工智能導(dǎo)論實踐課程的案例來源。然后,采用目前主流的人工智能開發(fā)軟件進(jìn)行算法代碼的編寫,引導(dǎo)學(xué)生采用Python語言調(diào)用第三方接口庫進(jìn)行算法的實現(xiàn)。最后,讓學(xué)生使用主流的編程語言(如C++、Java等)開發(fā)完善算法或進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。

4結(jié)束語

在新工科背景下,人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,人工智能人才培養(yǎng)應(yīng)注重提高學(xué)生解決問題的能力。在這種背景下,筆者結(jié)合近年來了解到的企業(yè)需求和上課的實際,對人工智能導(dǎo)論實踐教學(xué)模式進(jìn)行初探,具體如下:①校企合作,構(gòu)建人工智能實踐平臺;②建立案例庫,優(yōu)化實踐的內(nèi)容;③校企“雙導(dǎo)師”制,采用案例教學(xué),從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實踐方面的能力。

參考文獻(xiàn):

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[4]劉永,胡欽曉.論人工智能教育的未來發(fā)展:基于學(xué)科建設(shè)的視角[J].中國電化教育,2020.2:37-42

篇(6)

近年來大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)飛速發(fā)展,人工智能在一些特殊領(lǐng)域(如圖像識別、語音識別、自然語言等)不斷取得突破性進(jìn)展。人工智能作為新的技術(shù)驅(qū)動力正引發(fā)第四次工業(yè)革命,為醫(yī)療、教育、能源、環(huán)境等關(guān)鍵領(lǐng)域帶來新的發(fā)展機(jī)遇。人工智能專家預(yù)測,人工智能在通用技術(shù)領(lǐng)域可能尚不能替代人類,但在一些特殊領(lǐng)域,人工智能將會淘汰現(xiàn)有的勞動力。在國外,許多國家紛紛把人工智能作為國家發(fā)展的重要競爭戰(zhàn)略,我國學(xué)者也密切關(guān)注著人工智能的最新理論進(jìn)展和實踐應(yīng)用,國務(wù)院于2017年7月頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,明確人工智能發(fā)展的重點策略?!叭斯ぶ悄茏兏锝逃钡某绷?,引發(fā)了教育研究領(lǐng)域的“人工智能熱”。當(dāng)前全球范圍內(nèi),人工智能在教育領(lǐng)域的大量研究和應(yīng)用催發(fā)形成了教育人工智能概念。目前梳理學(xué)術(shù)上關(guān)于研究人工智能與教育的文獻(xiàn)主要集中于:

(一)教育理念的革新。“人機(jī)一體”將成為未來新的教育方式[1],由新技術(shù)和新手段的出現(xiàn)所應(yīng)運而生的智慧教育[2],將對原有教育進(jìn)行改進(jìn)和完善。智能技術(shù)在改變教育的手段和環(huán)境的同時,還有利于構(gòu)建出系統(tǒng)解決教育問題的教育新體系,從而真正觸及教育的根本[3]。

(二)關(guān)注技術(shù)的革新。機(jī)器深度學(xué)習(xí)、智能學(xué)習(xí)的算法、視覺識別以及智能語言識別這些基礎(chǔ)技術(shù)的突破,為人工智能的教育應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)[4]。

(三)探究教育的應(yīng)用。人工智能在學(xué)校教育中的學(xué)業(yè)測評、交叉學(xué)科、角色變化等應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大潛力,教師角色內(nèi)涵也將在與人工智能的協(xié)同共存中發(fā)生改變。AI監(jiān)課系統(tǒng)能夠數(shù)據(jù)化、可視化評估教師的授課情況,將人工智能技術(shù)的運用滲透到整個教學(xué)過程中,教師可以根據(jù)評分實時調(diào)整授課內(nèi)容,以促進(jìn)個性化學(xué)習(xí),從而提升教學(xué)效果。教育深受技術(shù)發(fā)展的影響,新技術(shù)融入教育并促進(jìn)教育方式的轉(zhuǎn)變已成為必然趨勢。一方面技術(shù)為教育提供了新的、更加廣闊的可能性;另一方面技術(shù)具有變革人類的教育方式與學(xué)習(xí)方式的能力。然而,技術(shù)是一把“雙刃劍”,如何獲取或?qū)崿F(xiàn)以人工智能為代表的新興信息技術(shù)所擁有的特征、優(yōu)勢與功能,使其在教育中最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的價值呢?人工智能技術(shù)如何繼續(xù)被安全使用到教育領(lǐng)域?如何通過教育變革來促進(jìn)新興信息技術(shù)在教育教學(xué)中的廣泛與深入應(yīng)用,實現(xiàn)教育深層次革命等問題,是目前需要關(guān)注和探討的主要問題。

1人工智能時代下教育變革的背景

1.1人工智能的內(nèi)涵及具備的強(qiáng)大能力

人工智能最早由美國達(dá)特茅斯學(xué)院于1956年提出,其研究主要包括機(jī)器人、圖像識別、自然語言處理、語音識別等,實質(zhì)是一種自動感知、學(xué)習(xí)思考并做出判斷的程序。人工智能具有自主學(xué)習(xí)、推斷與革新的能力,推動了圖像識別、自然語言處理等方面的技術(shù)突破。人工智能同時具有理性判斷力、超強(qiáng)的工作力,只要電力供應(yīng)不斷,幾乎可以無限制地工作下去,而且適應(yīng)不需要情感投入的工作。它的超強(qiáng)能力,源于三個重要的技術(shù):深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)和強(qiáng)算力。

1.2人工智能時代的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

人工智能在精力、記憶力、計算力、感知力以及進(jìn)化力等方面與人類相比,具有突出優(yōu)勢。在醫(yī)藥領(lǐng)域,人工智能的出現(xiàn)使普通民眾可以享受更為高效、稀缺的醫(yī)療資源,解決醫(yī)療診斷領(lǐng)域診斷質(zhì)量不均衡、醫(yī)生資源不足等問題。在教育領(lǐng)域,人工智能促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步提升、教師角色多樣化、學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升;為教育研究提供新技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐;極大拓展了教育研究新視域;使教育在立德樹人方面、教育方法創(chuàng)新方面、教育手段和環(huán)境方面以及教育服務(wù)供給方式方面均發(fā)生改變。然而,看到人工智能以其強(qiáng)大的處理能力帶來機(jī)遇的同時,也需要正視人工智能帶來的新挑戰(zhàn)。在人工智能浪潮沖擊下,如何借助人工智能發(fā)展的機(jī)遇推進(jìn)教育的變革與創(chuàng)新?人工智能技術(shù)如何繼續(xù)被安全使用?首先,人工智能專家大都認(rèn)為,人工智能將會淘汰大量現(xiàn)有的依靠非腦力勞動為生的勞動力,需要培養(yǎng)人工智能時代的新型勞動力。而且,人工智能技術(shù)本身的不太成熟使很多人工智能技術(shù)只是應(yīng)用在兒童教育領(lǐng)域,再者,人工智能潛在的道德倫理問題缺乏法律制度規(guī)范。除此之外,人工智能時代將對社會結(jié)構(gòu)以及人的地位構(gòu)成挑戰(zhàn)。綜上所述,人工智能時代所帶來的機(jī)遇是大于挑戰(zhàn)的。教育需適應(yīng)人工智能技術(shù)所帶來的突破和飛躍,不斷調(diào)整和更新教育的方向和目標(biāo),實現(xiàn)育人成人的發(fā)展目標(biāo)。

2人工智能與教育變革

2.1人工智能與教育目的的變革

人工智能帶來的巨變不僅影響人類未來如何發(fā)展,而且極大釋放了人類的生產(chǎn)力,這些在一定程度上使得人類需要重新思考教育是何目的。人工智能影響教育目的的變革主要表現(xiàn)在:第一,人工智能可能會使人類陷入精神危機(jī)。這源于兩方面的結(jié)果:一方面,人工智能將取代大部分人的工作崗位,工作的喪失將會導(dǎo)致人的價值和尊嚴(yán)喪失。另一方面,人工智能技術(shù)的發(fā)展將可能導(dǎo)致所有基于自由主義的想法破產(chǎn),轉(zhuǎn)而人類所擁有的價值和尊嚴(yán)可能轉(zhuǎn)化為一種“算法”,人工智能帶來的職業(yè)替代風(fēng)險在教育領(lǐng)域同樣存在,主要是對教師角色的挑戰(zhàn)。第二,人工智能有利于培養(yǎng)人的學(xué)習(xí)能力。從某種角度上講,人工智能剝奪人的就業(yè)機(jī)會,但同時,人工智能助教機(jī)器人將協(xié)助教師實現(xiàn)個性化指導(dǎo),從而有利于將學(xué)習(xí)的過程視為尋求自我價值和意義的過程。除此之外,人工智能有利于使教育注重培養(yǎng)人的精神能力,這種精神能力大致包括實踐動手能力、價值追求能力以及創(chuàng)造能力,從而有利于學(xué)生知識以便于更好地完善自我、豐富自我,使教育跳脫“知識為本”的陷阱,發(fā)揮“立德樹人”的正向作用。

2.2人工智能與學(xué)習(xí)方式的變革

第一,深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)也稱為深度結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)或者深度機(jī)器學(xué)習(xí),是一類算法的集合。深度學(xué)習(xí)概念的提出,一方面尊重了教學(xué)規(guī)律,另一方面也是應(yīng)對人工智能時代下的挑戰(zhàn)。深度學(xué)習(xí)在機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域取得了顯著成就,提倡學(xué)教并重、認(rèn)知重構(gòu)、反思教學(xué)過程,進(jìn)而達(dá)到解決問題的目的。第二,個性化學(xué)習(xí)。個性化學(xué)習(xí)區(qū)別以往傳統(tǒng)班級課堂授課,尊重學(xué)生的個性發(fā)展,因材施教。人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用有利于學(xué)生享受個性化的學(xué)習(xí)服務(wù),可提供個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容,可視化分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),快速提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。第三,自適應(yīng)學(xué)習(xí)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)是指人工智能基于對個體學(xué)習(xí)進(jìn)行快速反饋的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)習(xí)者特征,為其推薦個性化的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑,從而最大程度上適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),是實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)的重要手段。人工智能技術(shù)有利于快捷、科學(xué)地判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),進(jìn)行學(xué)習(xí)反饋;持續(xù)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),其中包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容;高效地為學(xué)生提供海量的學(xué)習(xí)資源。

2.3人工智能與學(xué)習(xí)環(huán)境的變革

首先,有利于搭建靈活創(chuàng)新的學(xué)校環(huán)境。不僅可以使空間規(guī)劃更具彈性,而且可以調(diào)節(jié)性增強(qiáng)物理環(huán)境。其次,人工智能時代的教育區(qū)別于以往傳統(tǒng)教育強(qiáng)調(diào)的統(tǒng)一秩序,更注重個體的用戶體驗。創(chuàng)客空間、創(chuàng)新實驗室等學(xué)習(xí)環(huán)境的不斷增加以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,個性化的空間環(huán)境與學(xué)習(xí)支持將改變目前學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)空間環(huán)境。除此之外,隨著對話交互技術(shù)的逐漸成熟與不斷普及,有利于實現(xiàn)虛實結(jié)合的立體化實時交互。VR、AR等技術(shù)的同步協(xié)作也有利于搭建新的學(xué)習(xí)環(huán)境,滿足學(xué)習(xí)者的一系列要求。腦機(jī)互動技術(shù)的突破有利于實現(xiàn)將人工智能植入人腦,從而改變?nèi)祟愖匀徽Z言的交流方式。最后,人工智能通過即時、準(zhǔn)確、高效的大數(shù)據(jù)分析有利于進(jìn)行精準(zhǔn)且個性的學(xué)習(xí)評價與反饋。人工智能將綜合收集所有同學(xué)的學(xué)習(xí)記錄,互相比對、優(yōu)化,從而進(jìn)行綜合提升。更為重要的是,人工智能的人臉識別以及語音識別技術(shù)可以運用到教師的教學(xué)過程中,進(jìn)行學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒感知,學(xué)習(xí)狀況的了解,從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的科學(xué)化;智慧校園、智慧圖書館等的出現(xiàn),為教學(xué)環(huán)境的建設(shè)提供重要參考。

3人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用

篇(7)

引言

人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領(lǐng)域?qū)W科,是模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的一門新技術(shù)。由于信息環(huán)境巨變與社會新需求的爆發(fā),人工智能技術(shù)的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來,大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛,對于管理類人才來說,加強(qiáng)對人工智能知識的深入學(xué)習(xí),不斷將人工智能技術(shù)與管理知識結(jié)合起來,對其未來職業(yè)生涯的發(fā)展有著重要作用。人工智能是一門前沿學(xué)科,管理學(xué)院開設(shè)人工智能課程的目的是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新思維與能力,基于其覆蓋面廣、包容性強(qiáng)、應(yīng)用需求空間巨大的學(xué)科特點,通過概率統(tǒng)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)編程語言、數(shù)據(jù)庫原理等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),加強(qiáng)學(xué)生解決實際問題的能力,為就業(yè)打下基礎(chǔ)。本文基于社會對于人工智能領(lǐng)域的人才需求,結(jié)合諸多長期從事經(jīng)管類專業(yè)課程教學(xué)的老師意見,針對管理類人才的人工智能課程教學(xué)內(nèi)容與方法進(jìn)行探討,以期對中國高校人工智能課程教學(xué)改革研究提供幫助與借鑒。

1、教學(xué)現(xiàn)狀與問題

作為一門綜合性、實踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的理論技術(shù)學(xué)科,人工智能課程內(nèi)容及內(nèi)涵及其豐富,外延極其廣泛。學(xué)習(xí)這門課程,需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力。針對管理類人才,該課程在課程教學(xué)過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學(xué)氛圍枯燥目前,中國大多數(shù)大學(xué)仍采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式,在教學(xué)過程中照本宣科,忽略與學(xué)生的互動,并且缺乏能夠有效引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與加深知識理解的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置,如此一來大大降低了學(xué)生自主思考的能力。在進(jìn)行人工智能相關(guān)課程知識講解時,隨著章節(jié)的知識難度不斷增加,單向介紹式的枯燥教學(xué)方式無法反映人工智能學(xué)科的全貌,課堂講解難以同時給以學(xué)生感性和理性的認(rèn)知,部分學(xué)生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學(xué)進(jìn)度,導(dǎo)致學(xué)習(xí)動力不足。(2)基礎(chǔ)課程掌握不牢管理類專業(yè)的學(xué)生大部分都會走向更加具體化的管理崗位,具有多學(xué)科的素養(yǎng),但這也導(dǎo)致很多學(xué)生所學(xué)知識雜而不精。學(xué)生在基礎(chǔ)不夯實的情況下去學(xué)習(xí)更高層面的知識,給學(xué)生學(xué)習(xí)與老師教學(xué)都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多,涵蓋模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多內(nèi)容,概念抽象,不易學(xué)習(xí)。一些管理類專業(yè)的學(xué)生未能熟練掌握高等數(shù)學(xué)、運籌學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等先修課程,缺乏一定的關(guān)聯(lián)思考和研究意識,導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)難度增加,產(chǎn)生學(xué)時不足和教學(xué)內(nèi)容難點過多的問題。(3)教學(xué)與實際應(yīng)用脫節(jié)當(dāng)下,人工智能廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺、智能制造等各個領(lǐng)域,給學(xué)生提供了大量的現(xiàn)實案例,使得人工智能不再是高深莫測的理論,而是現(xiàn)實中可以觸及的內(nèi)容。例如,在機(jī)械學(xué)科領(lǐng)域,人工智能技術(shù)是電氣工程、機(jī)械設(shè)計制造、車輛工程等方向的重要技術(shù)來源;在醫(yī)療領(lǐng)域,是醫(yī)療器械的創(chuàng)新生產(chǎn)源動力;在能動領(lǐng)域,是高端能源裝備與新能源發(fā)展的重要驅(qū)動;在光電信息與計算機(jī)工程領(lǐng)域,技術(shù)的發(fā)展時刻推動著智能科學(xué)與技術(shù)核心價值的提升。然而,對于管理類專業(yè)的學(xué)生來說,現(xiàn)階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關(guān)理論,在教學(xué)過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復(fù)雜算法,書本中的應(yīng)用實例大多紙上談兵,缺乏專門適用于管理類專業(yè)知識與人工智能技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)實踐,加上一些教師授課方法單一,不利于引導(dǎo)學(xué)生將人工智能算法應(yīng)用于現(xiàn)實生活。另外,大學(xué)生對知識的理解能力差異很大,教師采用統(tǒng)一的方式教給他們,這使一些學(xué)生無法跟上和理解,教師也無法控制學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,導(dǎo)致學(xué)生缺乏動力。因此,如何結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)實情況,提高他們的動手能力和實踐經(jīng)驗也是人工智能課程教學(xué)要考慮的問題。

2、管理類人才的人工智能課程教學(xué)改進(jìn)策略

課程教學(xué)改革是一項提高大學(xué)教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。如何在時代背景下應(yīng)用新技術(shù)和新思想進(jìn)行實施課程教學(xué)改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學(xué)工作而言,教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的變化不再是課程資源的簡單數(shù)字化和信息化,而是充分利用時代信息資源優(yōu)勢的新型教學(xué)模式。針對管理類專業(yè)人工智能課程教學(xué)過程中存在的問題,可以從教學(xué)方法改進(jìn)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置兩個方面進(jìn)行課程教學(xué)改進(jìn)。

2.1教學(xué)方法改進(jìn)

教師對學(xué)生具有引領(lǐng)作用,其教學(xué)方法的改進(jìn)能夠帶動學(xué)生改進(jìn)自身學(xué)習(xí)方法。(1)啟發(fā)式案例教學(xué)案例教學(xué)法就是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)要求,通過安排一些具體的教學(xué)案例,引導(dǎo)學(xué)生積極參與案例思考、分析、討論和表達(dá)等多項活動,是一種培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學(xué)方法。啟發(fā)式案例教學(xué)以自主、合作、探究為主要特征,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并緊密結(jié)合人工智能領(lǐng)域的相關(guān)理論與方法,有效理解知識要點及其關(guān)聯(lián)性,適用于管理類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)。具體而言,高?;谄鋯栴}啟發(fā)性、教學(xué)互動性以及實踐有用性等特點,可以建立基于人工智能知識體系的教學(xué)案例庫,雖然這項建設(shè)將極具挑戰(zhàn)性與耗時性,但具有很強(qiáng)的積極效果:培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的批判性思維能力,更多地保留課程材料,更積極地參與課堂活動,對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如,通過單一案例教學(xué),讓學(xué)生掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識原理及應(yīng)用;通過一題多解的案例使學(xué)生思考如何獲取最有效的解題方法;通過綜合案例的設(shè)計,啟發(fā)學(xué)生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學(xué)研討互動式的各個教學(xué)環(huán)節(jié)是逐漸遞進(jìn)、有機(jī)結(jié)合的。研討是基于學(xué)生個體的差異性,在課堂討論的過程中對學(xué)生做出評判,從而對不同類型的學(xué)生開展針對性的教學(xué)。互動則是在研討的基礎(chǔ)上,通過老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的互動,讓學(xué)生主動參與到課堂教學(xué)的過程中來。在人工智能課程教學(xué)過程中,教師通過課堂討論了解學(xué)生對于知識點的掌握情況,可以有針對性地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,例如,對于學(xué)校積極性不強(qiáng)的學(xué)生,將人工智能理論內(nèi)容與學(xué)生個人興趣范疇、社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展及研究現(xiàn)狀聯(lián)系起來,能夠極大程度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力;對于基礎(chǔ)知識較為薄弱的學(xué)生,可以在教師的指導(dǎo)下查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,根據(jù)自己的理解撰寫心得報告,并在課堂或課外進(jìn)行師生互動。像這樣研討與互動相結(jié)合的模式。有助于增強(qiáng)學(xué)生的探索和求知欲望,建立起濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。(3)有效激勵式教學(xué)人工智能是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù),人才需求量極大,對教師的教學(xué)水平也提出了更高要求,因此,進(jìn)行有效激勵極為重要。在學(xué)生激勵方面,可以舉辦各類人工智能競賽項目,設(shè)置相應(yīng)項目獎學(xué)金,吸引學(xué)生參與實踐,調(diào)動學(xué)生做研究、發(fā)論文的積極性。例如,教育部主辦的中國研究生人工智能創(chuàng)新大賽,圍繞新一代人工智能創(chuàng)新主題,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力,為人工智能領(lǐng)域健康發(fā)展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式,在各學(xué)院乃至全校開展此類競賽項目,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力與團(tuán)隊合作能力,鼓舞更多學(xué)生加入到人工智能課程的學(xué)習(xí)中來,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。在教師激勵方面,在教師聘任和提升過程中把參加學(xué)生課程制定、課堂與課外作業(yè)、課程項目和論文指導(dǎo)等看作教學(xué)任務(wù)的一部分,鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學(xué)科滲透式教學(xué)人工智能學(xué)科知識融合程度較高,學(xué)科交叉性強(qiáng)?;谌斯ぶ悄艿膶W(xué)科交叉性特點,增強(qiáng)管理類人才對學(xué)科應(yīng)用的領(lǐng)悟,可以采取開展學(xué)科滲透式教學(xué)的方法。從2015年起,國務(wù)院和教育部先后印發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見教育》、《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等文件,“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智能+”已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域,人類進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代,社會需求“技術(shù)+管理”的高端復(fù)合人才。例如,基于工業(yè)4.0和強(qiáng)國戰(zhàn)略,人工智能技術(shù)在智能制造的應(yīng)用極為廣泛。上海理工大學(xué)非常重視少數(shù)民族預(yù)科班的教育質(zhì)量。為增強(qiáng)少數(shù)民族管理類人才對該領(lǐng)域應(yīng)用的認(rèn)識,我們請機(jī)械工程、能源動力領(lǐng)域的相關(guān)專家以授課或講座的形式,進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域知識和發(fā)展趨勢的講解,使學(xué)生理解更為透徹。此外,在教學(xué)實踐過程中,還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式,促進(jìn)不同專業(yè)間老師、學(xué)生對于人工智能知識模塊的見解,相互交流、滲透和學(xué)習(xí),從而推動人工智能課程教學(xué)的改進(jìn)。

2.2教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

篇(8)

P鍵詞: 人工智能;創(chuàng)新;本科

Key words: artificial intelligence;innovation;undergraduate

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)22-0230-02

0 引言

人工智能是計算機(jī)科學(xué)的一個分支,是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)中正在迅速發(fā)展、新思想、新觀點、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的一個學(xué)科,其屬于一門邊緣學(xué)科,同時也是多個學(xué)科交叉而成的一門學(xué)科,包括語言學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、系統(tǒng)論、信息論、控制論、計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)等[1]。當(dāng)前人工智能已經(jīng)是很多高校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課程,它是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科類各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,其教學(xué)內(nèi)容主要包括自然語言理解、計算智能技術(shù)、問題求解和搜索算法、知識表示和推理機(jī)制、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等,國內(nèi)外很多大學(xué)都意識到了其重要性,紛紛對其展開了教學(xué)和研究。人工智能課程包含多個學(xué)科,具有內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、知識點多等特點,且算法復(fù)雜,但是多數(shù)高校采用的教學(xué)方式仍是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式,即“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式,這種信息單向傳輸教學(xué)模式以教師為主體,學(xué)生只是在被動的接收知識;存在過分重視理論教學(xué),忽視實踐活動教學(xué)的問題,導(dǎo)致教育內(nèi)容無法和社會接軌;人工智能教材理論性過強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常感到枯燥乏味,進(jìn)而對學(xué)習(xí)該課程失去熱情[2],久而久之,不僅人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量和效果無法達(dá)到預(yù)期,甚至學(xué)生還會產(chǎn)生厭學(xué)心理。針對人工智能課程中現(xiàn)有的各項問題,本文作者結(jié)合自身豐富人工智能教學(xué)實踐經(jīng)驗,參考人工智能課程特點和教學(xué)目標(biāo),從多個方面探討和總結(jié)了人工智能,包括教學(xué)內(nèi)容、教材選擇、教學(xué)方法和考核形式等。

1 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與更新

人工智能是一門嶄新的學(xué)科。開設(shè)本課程首先是確定教學(xué)內(nèi)容。通常來講,人工智能學(xué)科的內(nèi)容包括兩個部分,具體:一是知識表示和推理;二是人工智能的應(yīng)用。前者是人工智能的重要基礎(chǔ),后者主要介紹了幾種人工智能應(yīng)用系統(tǒng),包括自動規(guī)劃和機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)等。另外,課程內(nèi)容中還包括了一些人工智能應(yīng)用的實例,將實踐和理論緊密結(jié)合起來[3]。

隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人工智能學(xué)科也取得了較大發(fā)展?;诖?,人工智能學(xué)科也應(yīng)該與時俱進(jìn),更新人工智能教學(xué)大綱,進(jìn)一步完善其教學(xué)內(nèi)容。修訂后的人工智能教學(xué)大綱將人工智能分成兩個部分,即基礎(chǔ)部分和擴(kuò)展應(yīng)用部分。前者包括計算智能、搜索原理、知識表示等,后者包括智能機(jī)器人、智能控制、多智能體、自然語言理解、自動規(guī)劃、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識工程等。

教學(xué)內(nèi)容的選擇和確定應(yīng)綜合考慮多項因素,不僅要重視基礎(chǔ)知識,也應(yīng)注意推陳出新,隨著科技的進(jìn)步做到與時俱進(jìn),同時教學(xué)內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)實的需求,能夠與社會接軌,將理論和實踐緊密結(jié)合起來,只有這樣人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量和效果才能事半功倍。

2 教學(xué)策略及教學(xué)方法的改革創(chuàng)新

由于人工智能課程具有算法復(fù)雜、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、 知識點多的特點,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足人工智能課程的需求,教師應(yīng)探索更加有效的教學(xué)模式和方法,確保人工智能課程能夠取得良好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。具體的改革和創(chuàng)新人工智能課程的手段和方法主要包括以下幾個方面:

2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 無論是經(jīng)驗還是常識都在告訴我們每個人最好的老師就是興趣,學(xué)生只有對某門學(xué)科存在興趣,才會更加主動積極的學(xué)習(xí)該門課程,從而獲得良好的教學(xué)效果。比如,作者在課程的一開始先播放了一段著名導(dǎo)演斯蒂文?斯皮爾伯格的《Artificial Intelligence》的相關(guān)片段,由這個電影學(xué)生知道了世上存在人工智能的機(jī)器人,學(xué)生們隨著電影情節(jié)的發(fā)展而深深感動,與此同時教師讓學(xué)生思考和談?wù)撊斯ぶ悄苁鞘裁??研究人工智能的意義在哪里?實踐發(fā)現(xiàn),在課堂中加入電影因素,能夠大大提升學(xué)生們的注意力,讓學(xué)生更加專注在教學(xué)任務(wù)中,有效提高了學(xué)生探索人工智能的積極性和主動性。此外,在教學(xué)中還可以用動畫、視頻、圖片等手段將反映人工智能最新研究和應(yīng)用的成果展示出來,讓學(xué)生更直觀的感受人工智能的奧妙,從而投入更多熱情學(xué)習(xí)人工智能課程。

2.2 面向問題的案例教學(xué)法 案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)、以能力培養(yǎng)為核心的一種教學(xué)方法[11]。針對學(xué)校學(xué)生特點,我們采取了以下幾種教學(xué)形式實施案例教學(xué)。①講解式案例教學(xué):這種案例通過教師的講解,幫助學(xué)生理解抽象的理論知識點。案例的呈現(xiàn)有兩種基本形式:一是“案例―理論”,即先給出教學(xué)案例,然后再講解理論知識;二是“理論―案例”,即教師先講解理論知識,再給出教學(xué)案例;通過情境體驗與案例剖析激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的興趣,引導(dǎo)學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生注意,有利于教師導(dǎo)入新課。②討論式案例教學(xué):在課程初期將學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,每小組3~4人;教師將提前設(shè)計好的一題多解的教學(xué)案例以及收集的相關(guān)資料分配給每個小組,要求學(xué)生在課余時間通過自學(xué)和組內(nèi)討論的方式給出問題的不同解決方案。③辯論式案例教學(xué):在課程后期,采取專題辯論的方式對綜合應(yīng)用案例進(jìn)行討論,能有效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問題的解決方法,加深學(xué)生對人工智能的理解。

2.3 個性化學(xué)習(xí)與因材施教 在開展課程教育過程中應(yīng)注意對學(xué)生進(jìn)行個性化教學(xué),結(jié)合學(xué)生特點因材施教。比如,在日常教學(xué)中多觀察學(xué)生情況,鼓勵那些應(yīng)對教學(xué)任務(wù)后仍存在余力的W生深入探索較深層次的課程及相關(guān)知識,同時友善面對學(xué)習(xí)較差的學(xué)生,分析其學(xué)習(xí)過程中面對的困難,有的放矢地采取應(yīng)對措施,幫助其不斷進(jìn)步;在教學(xué)過程中讓學(xué)生以讀書報告的形式多多思考,鼓勵學(xué)生發(fā)散性思考問題,鼓勵優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行深一步的探討,并且教師應(yīng)幫助具有新穎思想或論點的學(xué)生將其智慧以科技論文和發(fā)表文章的形式轉(zhuǎn)化為成果。

2.4 注重綜合能力培養(yǎng) 在研究型教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動是一種常用的教學(xué)方法,其中心導(dǎo)向是任務(wù),學(xué)生在完成任務(wù)的同時也在吸收和掌握知識。通常來講,該教學(xué)方法的步驟是:教師提出任務(wù)師生共同分析以得出完成任務(wù)的方法和步驟適當(dāng)講解或自學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)完成任務(wù)交流和總結(jié)。”[3]該教學(xué)模式不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識,還能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,提高其綜合實力。不僅如此,由于該教學(xué)模式通常是以小組協(xié)作的方式進(jìn)行,教師給出研究范圍,學(xué)生自愿結(jié)組并選擇具體的題目,經(jīng)過分析和討論后以程序設(shè)計或者論文的形式協(xié)作完成研究。由此可知,學(xué)生是在以團(tuán)隊的力量解決問題,這十分考驗學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力,對于學(xué)生團(tuán)隊合作精神的培養(yǎng)至關(guān)重要,且在完成任務(wù)的過程中學(xué)生需要查閱大量的資料,久而久之學(xué)生收集資料和創(chuàng)新能力勢必會得到提升。

2.5 采用啟發(fā)式教學(xué) 人工智能的很多問題都較為抽象,對學(xué)生理解力的要求較高,因此,在實際的教學(xué)過程中教師應(yīng)有意識的就課程內(nèi)容提出相關(guān)問題,讓學(xué)生自己獨立思考,鼓勵學(xué)生提出自己的想法和解決方案。然后回歸到課程上,對比分析教材上的解決方案和學(xué)生自己的解決方案,如此不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的能力,也增加了學(xué)生參與教學(xué)活動的意識,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如,在講到較為抽象的“遺傳算法”時,先提出一個問題,即“遺傳算法如何用于優(yōu)化計算?”,然后從“達(dá)爾文的生物進(jìn)化論”入手,討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用,之后舉例分析,啟發(fā)學(xué)生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實現(xiàn),最后師生一起導(dǎo)出遺傳算法用于優(yōu)化計算的基本步驟。如此既完成了教授遺傳算法的目的,也鍛煉了學(xué)生邏輯思維的能力,教學(xué)效果良好[4]。

3 作業(yè)和考核方式的改革創(chuàng)新

過去的課程作業(yè)都是單一書面習(xí)題作業(yè),發(fā)展至今,課程作業(yè)形式已經(jīng)發(fā)生了變化,更加豐富多樣,包括必須交給教師評閱的書面家庭作業(yè)和不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業(yè)等。其中通過網(wǎng)絡(luò)就可以完成上交作業(yè),并且教師批閱作業(yè)后也可以通過網(wǎng)絡(luò)返回給學(xué)生,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。課程的考核方式較之以前也發(fā)生了較大變化,加強(qiáng)了平時思維能力的考核,更加注重學(xué)生實驗?zāi)芰蛣邮帜芰Φ呐囵B(yǎng),不再是絕對的一次考試定成績,而是在總評成績中加入30%的平時成績,如此不僅減輕了學(xué)生的期末負(fù)擔(dān),也迫使學(xué)生更加重視平時的學(xué)習(xí)思考,有利于課程教學(xué)質(zhì)量的提升。

4 結(jié)束語

本文是以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo),結(jié)合教學(xué)實踐,從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面對本科人工智能課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討,總結(jié)了該課程在教學(xué)和實踐方面的一些教改舉措。這些舉措符合二十一世紀(jì)高校教學(xué)的要求,可以支持教師提高教學(xué)手段現(xiàn)代化的水平,同時更貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。作為該課程的授課教師應(yīng)始終保持對教學(xué)內(nèi)容的不斷更新、教學(xué)方法的多樣化,才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們的思維創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的能力,最終提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。從學(xué)生的反饋來看,作者所總結(jié)的教學(xué)實踐具有明顯的教學(xué)效果。但仍有許多方面做得不夠,今后將繼續(xù)在教學(xué)過程中不斷總結(jié)成功的經(jīng)驗,吸取失敗的教訓(xùn)。

參考文獻(xiàn):

[1]蔡自興.人工智能及其應(yīng)用[M].三版.北京:清華大學(xué)出版社,2007.

[2]謝榕,李霞.人工智能課程教學(xué)案例庫建設(shè)及案例教學(xué)實踐[J].計算機(jī)教育,2014(19):92-97.

篇(9)

人工智能(Aritificial Intelligence,英文縮寫為AI)是一門綜合了應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動控制、模式識別、系統(tǒng)工程、計算機(jī)科學(xué)和心理學(xué)等多種學(xué)科交叉融合而發(fā)展起來的的一門新型學(xué)科,是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)(基因工程、納米科學(xué)、人工智能)之一。它是研究智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的職能行為,如推理、證明、感知、規(guī)劃和問題求解等思維活動,來解決人類處理的復(fù)雜問題。人工智能緊跟世界社會進(jìn)步和科技發(fā)展的步伐,與時俱進(jìn),有關(guān)人工智能的許多研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、國民生活中的各個領(lǐng)域。在信息網(wǎng)絡(luò)和知識經(jīng)濟(jì)時代,人工智能現(xiàn)已成為一個廣受重視且有著廣闊應(yīng)用潛能的前沿學(xué)科,必將為推動科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。因此在我國的大中專院校中開展人工智能這門課的教學(xué)與科研工作顯得十分緊迫。迄今為止,全國絕大多數(shù)工科院校中的自動控制、計算機(jī)/軟件工程、電氣工程、機(jī)械工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了人工智能這門課程。南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院自2005年成立至今,一直將“人工智能”列為自動化專業(yè)本科生的選修課程,到目前為止已經(jīng)有八年的歷史了。由于南京郵電大學(xué)是一所以郵電、通信、電子、計算機(jī)、自動化為特色的工科院校,因此,學(xué)校所開設(shè)的許多專業(yè)都迫切需要用人工智能理論和方法解決科研中的實際問題。在問題需求的推動下,南郵人經(jīng)過多年的努力工作,在人工智能科研方面取得了豐碩的成果,如物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院所開發(fā)的現(xiàn)代智能物流系統(tǒng)、自動化學(xué)院所開發(fā)的城市交通流量控制與決策系統(tǒng),為本課程的開設(shè)提供了典型的教學(xué)案例。我們結(jié)合近幾年的實際教學(xué)經(jīng)驗,從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進(jìn)和實踐教學(xué)等方面對人工智能課程教學(xué)方法進(jìn)行了總結(jié)歸納。

一、優(yōu)選教材

目前,國內(nèi)有關(guān)人工智能課程的中英版教材種類非常多,遵循實用、簡單、夠用的原則,再經(jīng)過授課老師和學(xué)生們的共同調(diào)研,我們選用由中南大學(xué)蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》第三版作為南郵本課程的授課教材。本書覆蓋的人工智能知識體系比較全面,包含知識表示、搜索推理、模糊計算、專家系統(tǒng)等。本書主要針對計算機(jī)、自動化、電氣工程等本科專業(yè)的學(xué)生所編寫,內(nèi)容基礎(chǔ),難度適中。蔡教授所編寫的這本教材全面地介紹了人工智能的研究內(nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域,做到了內(nèi)容新穎、簡單易懂、兼顧基礎(chǔ)和應(yīng)用,受到了全國廣大師生們的一致好評,多年的教學(xué)實踐證明我們所選擇的教材是恰當(dāng)?shù)?、正確的。

二、考核方式

在全國大部分高等院校,“人工智能”這門課大都選擇開卷考試的方式來進(jìn)行考核。為了強(qiáng)化學(xué)生對人工智能這門課基礎(chǔ)知識的掌握,南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院選用閉卷考試的方式來進(jìn)行考核。為了打消部分學(xué)生想在期末閉卷考試中通過作弊手段來完成人工智能這門課考核的僥幸心理,我們加強(qiáng)了對學(xué)生平時考勤成績、課下作業(yè)成績和實驗成績的考核,從而杜絕了“一紙定成績”的現(xiàn)象。我們對人工智能這門課的最后期末成績是按如下權(quán)重來劃分的:平時考勤成績占10%、課下作業(yè)成績占10%、實驗成績占20%、最后的期末考試卷面成績只占60%。為了克服國家現(xiàn)行教育體制的弊端,避免學(xué)生“機(jī)械式”地的應(yīng)對教學(xué)和考試,我們對考試題型進(jìn)行了調(diào)整,不再是以往的填空、選擇、簡答等題型,而是改為以解決實際問題為導(dǎo)向的應(yīng)用題型為主,這樣學(xué)生只需要在理解授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上利用自己的思維來解題就可以了,這也體現(xiàn)了國家目前正在提倡的應(yīng)用型教學(xué)導(dǎo)向。

三、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

對于本科生而言,人工智能這門課程所需要講授的內(nèi)容實在太多,由于課時所限,我們必須精簡教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的同時,也能夠了解它的具體應(yīng)用。因此,我們將人工智能這門課程的教學(xué)內(nèi)容分為兩個部分:第一部分是基本理論和方法,包括人工智能的概述、知識表示方法、確定性推理方法等;第二部分為人工智能研究成果的具體應(yīng)用,包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計算、模糊智能計算、專家知識庫系統(tǒng)、機(jī)器語言學(xué)習(xí)等。通過對教材內(nèi)容的合理調(diào)整和安排,使得授課計劃能夠比較全面地覆蓋了人工智能這門課程的基本知識點,從而滿足了學(xué)生們的求知需求。

四、教學(xué)手段的改進(jìn)

(一) 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

經(jīng)過長時間的教學(xué)我們發(fā)現(xiàn),在選修“人工智能”這門課程時,每個學(xué)生的心中所想各有不同,這些學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)時興趣還比較強(qiáng)烈,但隨著教學(xué)內(nèi)容變得越來越抽象,學(xué)生逐漸對這本課的學(xué)習(xí)失去了信心,甚至上課時間不去聽課,使授課教師對教學(xué)也漸漸失去了信心,導(dǎo)致惡性循環(huán),嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。針對這種現(xiàn)象,我們認(rèn)為,在開課前充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是很有必要的。我們要結(jié)合學(xué)校的實驗條件,開課前給學(xué)生演示“機(jī)器人醫(yī)療服務(wù)”實驗,通過該實驗的演示,讓學(xué)生們看到機(jī)器人能夠給病人提供多項人性化的服務(wù),理解人工智能技術(shù)在開發(fā)醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人多項關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用,讓學(xué)生在開課前能夠?qū)Ρ菊n程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的興趣,實踐證明這種方法是有效的。

(二) 借助多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)過程中一種非常重要的形式,它往往根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生們的特點,通過合理的設(shè)計、選擇教材內(nèi)容,應(yīng)用公式、圖形、文字、視頻等多種媒體信息進(jìn)行有機(jī)組合并通過電腦和投影機(jī)顯示出來,與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu),達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。人工智能這門課具有針對性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、公式繁瑣等特點,學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較困難,為了讓學(xué)生生動、形象地學(xué)習(xí)該課程,我們在教學(xué)過程中充分利用了多媒體技術(shù)來組織教學(xué)。例如在課堂教學(xué)過程中播放南郵自動化學(xué)院梁志偉博士帶領(lǐng)學(xué)生所開發(fā)的“智能足球機(jī)器人”比賽片段;讓學(xué)生在線觀看北京大學(xué)工學(xué)院謝廣明博士帶領(lǐng)學(xué)生所開發(fā)的“自主視覺機(jī)器魚”錄像片段等。在講解某些重要的求解算法時,借助Matlab軟件和投影機(jī),直接展現(xiàn)該算法的求解過程,從而改善了課程教學(xué)的形式,提高了教學(xué)質(zhì)量。

(三)提倡課堂辯論

我們在教學(xué)過程中打破了傳統(tǒng)的“老師講課學(xué)生聽課”的教學(xué)模式,多次組織課堂辯論,辯論的主題包括人工智能研究過程中出現(xiàn)的技術(shù)困惑、人工智能研究成果轉(zhuǎn)化中的市場前景等。如組織了“電腦PK人腦”“電腦是否讓電視消失”“電腦的未來發(fā)展方向在哪里”等一系列辯論會。經(jīng)過激烈的辯論,無論正方還是反方都感覺自己收獲很大,增長了知識,開闊了眼界。在教學(xué)過程中通過將學(xué)生由“被動聽課”角色變換為“主動參與”角色,大大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。

五、實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是課堂教學(xué)不可缺少的重要組成部分,通過讓學(xué)生親自動手實驗來對理論知識進(jìn)行檢驗和應(yīng)用是目前國內(nèi)外各個大學(xué)提高學(xué)生綜合素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生市場競爭力的重要手段。人工智能實驗教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過親自動手體會授課中的各種智能控制算法,從而使學(xué)生能夠更加形象地掌握課本知識。人工智能教學(xué)計劃安排了4學(xué)時實驗課,設(shè)置了“傳教士和野人過河”“機(jī)器人路徑規(guī)劃”這兩個人工智能問題,要求學(xué)生獨立完成這2個實驗題目的編程,并書寫實驗報告。通過實驗,學(xué)生動手實踐了課堂上所掌握的理論知識,加深了對智能算法的理解。

人工智能是一門實用性較強(qiáng)的課程,我們總結(jié)了近幾年來的教學(xué)經(jīng)驗,從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進(jìn)和實踐教學(xué)五個方面對人工智能課程教學(xué)進(jìn)行了總結(jié)。從學(xué)生的反饋來看,我們所總結(jié)的教學(xué)經(jīng)驗對于指導(dǎo)新教師講授“人工智能”這門課程具有積極的作用,需要指出的是,我們?nèi)杂泻芏嗖蛔阒?,需要在以后的教學(xué)過程中不斷努力完善,提高自己的教學(xué)能力,爭取更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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篇(10)

新課改要求教學(xué)應(yīng)當(dāng)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,其中,對創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)尤為重視。初中階段如何科學(xué)、有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力是每一個教育者需要思考和研究的問題。

一、創(chuàng)新思維與實踐能力的培養(yǎng)

1.創(chuàng)新思維與實踐能力的重要性

每個人都擁有創(chuàng)造能力,這種能力是可以開發(fā)的,并對學(xué)生人生發(fā)展起重要作用,如何科學(xué)開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力,離不開對創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)該有意識的發(fā)現(xiàn)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維,多鍛煉學(xué)生的動手能力,提高他們的實踐能力,為學(xué)生主動創(chuàng)造做準(zhǔn)備。

2.培養(yǎng)創(chuàng)新思維與實踐能力的途徑

培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實踐能力的途徑有很多,初中階段學(xué)校的數(shù)學(xué)課、自然科學(xué)課、社會實踐課、信息技術(shù)課等課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力的有效途徑。其中以人工智能教育為重點的信息技術(shù)課可以利用編程技術(shù)、信息化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí),高效、系統(tǒng)地開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,科學(xué)地提升學(xué)生的實踐能力。

二、人工智能教育與信息技術(shù)課的融合

當(dāng)前,人工智能技術(shù)發(fā)展得如火如荼,語音識別、機(jī)器翻譯、計算機(jī)交互、計算機(jī)視覺、機(jī)器閱讀識別等技術(shù)的突破,向我們展示了人工智能的優(yōu)越性和未來前景,很多地區(qū)和學(xué)校也已將人工智能教育,如編程、信息處理,作為必修內(nèi)容納入了學(xué)校的教學(xué)大綱之中。人工智能教育包含編程、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等多個技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí),中學(xué)階段可以利用信息技術(shù)課將人工智能教育的相關(guān)內(nèi)容融入教學(xué)中,例如:Python編程、APP制作、機(jī)器人教育。

在初中信息技術(shù)教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)向?qū)W生傳授編程的相關(guān)知識,讓學(xué)生初步認(rèn)識編程、了解編程常識,并引導(dǎo)學(xué)生利用計算機(jī)進(jìn)行編寫代碼。利用現(xiàn)代教學(xué)思路和教學(xué)創(chuàng)新激發(fā)學(xué)生興趣,提高學(xué)生信息技術(shù)課學(xué)習(xí)效率和實踐能力。為學(xué)生打造智能化、個性化,富有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)體驗。

三、人工智能教育的實踐要求

在信息技術(shù)課程的教學(xué)過程中融入編程等人工智能知識,可以豐富教學(xué)內(nèi)容,拓寬學(xué)生視野,增加學(xué)生知識儲備,同時也能有效激發(fā)學(xué)生興趣,滿足學(xué)生好奇心,轉(zhuǎn)化為實踐、創(chuàng)新的動力。但是在實施人工智能教育的過程中,需要注意以下幾個問題,以信息技術(shù)課中編程教學(xué)為例:

1. 要考慮學(xué)生的接受度,體現(xiàn)量力性教學(xué)原則,不超綱不越級。

2. 要注重環(huán)境的創(chuàng)設(shè),打造輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境,充分調(diào)動學(xué)生熱情,幫助激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐動機(jī)。

3. 要注重編程常識的普及和實踐引導(dǎo),給學(xué)生充足的思維空間和操作機(jī)會。

4. 要注重教學(xué)的系統(tǒng)性和連貫性,加強(qiáng)編程技術(shù)同信息技術(shù)知識、其他人工智能技術(shù)的關(guān)聯(lián),為學(xué)習(xí)的水平、順向遷移打好基礎(chǔ)。

只有明確教學(xué)目標(biāo),不斷地優(yōu)化教學(xué)過程,監(jiān)控各個環(huán)節(jié),加強(qiáng)與學(xué)生溝通,積極開發(fā)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力,才能將人工智能教育的效果最大化,從而不斷提高人工智能教育的教學(xué)質(zhì)量。

四、人工智能教育存在的問題

自新課改提出了信息化教育后,我國不少地區(qū)已經(jīng)開始探索人工智能教育問題,尤其在義務(wù)教育階段,開展了各種形式的人工智能教育,但是由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同,教育基礎(chǔ)、教學(xué)水平和資源條件不同,正面臨著諸多問題。

目前在我國中學(xué)階段,人工智能教育發(fā)展水平整體較低,存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學(xué)水平不均衡、學(xué)生學(xué)習(xí)程度不均衡等多方面問題,需要人力物力財力的持續(xù)投入,優(yōu)化人工智能教育平臺,完善人工智能教育基礎(chǔ)設(shè)施,讓人工智能教育更規(guī)范。同時,教育工作者也需要不斷研究、調(diào)整教學(xué)模式,更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,提高實踐能力。

五、結(jié)語

本文通過中學(xué)生信息技術(shù)課和人工智能教育的結(jié)合,淺談人工智能教育與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、實踐能力的關(guān)系。人工智能教育的實施有利于中學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新思維,提升動手能力,可以和多學(xué)科聯(lián)動教學(xué),加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。目前在我國中學(xué)階段,人工智能教育發(fā)展水平整體較低,存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學(xué)水平不均衡、學(xué)生學(xué)習(xí)程度不均衡等多方面問題,仍需教育工作者不斷研究改進(jìn),讓人工智能教育更規(guī)范,更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維及實踐能力。

參考文獻(xiàn)

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1.2基于人工智能知識體系的教學(xué)案例庫建設(shè)根據(jù)所確定的教學(xué)內(nèi)容、知識重點和知識難點,從國內(nèi)外經(jīng)典教材、科研項目、研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)建設(shè)以及國內(nèi)外人工智能網(wǎng)站等多種途徑,收集案例素材,加以整理,撰寫各知識要點的教學(xué)案例及其內(nèi)容。表1給出基于人工智能知識體系的教學(xué)案例示例。

2人工智能課程教學(xué)案例的詳細(xì)設(shè)計

在教學(xué)案例具體設(shè)計時應(yīng)包括章節(jié)、知識重點、知識難點、案例名稱、案例內(nèi)容、案例分析過程、案例教學(xué)手段、思考/討論內(nèi)容等案例規(guī)范,分別從以下單一案例、一題多解案例和綜合應(yīng)用案例3種情況進(jìn)行討論。

2.1單一案例設(shè)計以人工智能課程中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)內(nèi)容為例,介紹基于知識點的單一案例的設(shè)計。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式識別、圖像處理、組合優(yōu)化、自動控制、信息處理和機(jī)器人學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,是人工智能課程的主要內(nèi)容之一。教學(xué)內(nèi)容主要包括介紹人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的由來、特性、結(jié)構(gòu)、模型和算法,以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表示和推理。這些內(nèi)容是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識。其重點在于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、模型和算法。難點是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和算法。從教學(xué)要求上,通過對該章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、模型和算法,了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的由來和特性,一般性地了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表示和推理方法。采用課件PPT和演示手段,由簡單到復(fù)雜,在學(xué)生掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和方法之后,再講解反向傳播BP算法,然后運用“手寫體如何識別”案例,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心思想及其應(yīng)用方法。從國外教材中整理和設(shè)計該案例,同時應(yīng)包括以下規(guī)范內(nèi)容。章節(jié):神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。知識重點:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。知識難點:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、表示、學(xué)習(xí)算法和推理。案例名稱:手寫體如何識別。案例內(nèi)容:用訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使其推廣到先前訓(xùn)練所得結(jié)果,正確分類先前未見過的數(shù)據(jù)。案例分析過程:①訓(xùn)練數(shù)字識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本位圖;②反向傳播BP算法;③神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表示;④使用誤差反向傳播算法訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力;⑤一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完畢后,將網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值保存起來供實際應(yīng)用。案例教學(xué)手段:手寫體識別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)演示。思考/討論內(nèi)容:①訓(xùn)練改進(jìn)與權(quán)值調(diào)整改進(jìn);②過學(xué)習(xí)/過擬合現(xiàn)象,即在一個數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練時間過長,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過擬合于訓(xùn)練數(shù)據(jù),對未出現(xiàn)過的新數(shù)據(jù)沒有推廣性。

2.2一題多解案例設(shè)計一題多解案例有助于學(xué)生把相關(guān)知識點聯(lián)系起來,形成相互關(guān)聯(lián)的知識網(wǎng)絡(luò)。以人工智能課程中知識及其表示教學(xué)內(nèi)容為例,介紹一題多解案例的設(shè)計。知識及其表示是人工智能課程三大內(nèi)容(知識表示、知識推理、知識應(yīng)用)之一。教學(xué)內(nèi)容主要包括知識表示的各種方法。其重點在于狀態(tài)空間、問題歸約、謂詞邏輯、語義網(wǎng)絡(luò)等知識表示方法。難點是知識表示方法的區(qū)別及其應(yīng)用。從教學(xué)要求上,通過對該章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握利用狀態(tài)空間法、問題歸約法、謂詞演算法、語義網(wǎng)絡(luò)法來描述和解決應(yīng)用問題,重點掌握幾種主要知識表示方法之間的差別,并對如何選擇知識表示方法有一般性的了解。通過講解和討論“猴子和香蕉問題”案例,來表示抽象概念。該案例從國內(nèi)外教材中進(jìn)行整理和設(shè)計,同時包括以下規(guī)范內(nèi)容。章節(jié):知識及其表示。知識重點:狀態(tài)空間法、問題歸約法、謂詞邏輯法、語義網(wǎng)絡(luò)法等。知識難點:知識表示方法的區(qū)別及其應(yīng)用。案例名稱:分別用狀態(tài)空間表示法與謂詞邏輯法表示猴子和香蕉問題。案例內(nèi)容:房間內(nèi)有一只機(jī)器猴、一個箱子和一束香蕉。香蕉掛在天花板下方,但猴子的高度不足以碰到它。猴子如何摘到香蕉?如何采用多種知識表示方法表示和求解該問題?案例分析過程:①狀態(tài)空間法的解題過程。用n元表列表示該問題的狀態(tài);定義問題的操作算符;定義初始狀態(tài)變換為目標(biāo)狀態(tài)的操作序列;畫出該問題的狀態(tài)空間圖。②謂詞邏輯法的解題過程。定義問題的常量;定義問題的謂詞;根據(jù)問題描述用謂詞公式表示問題的初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。案例教學(xué)手段:猴子和香蕉問題的演示。思考/討論內(nèi)容:①選擇知識表示方法時,應(yīng)考慮哪些主要因素?②如何綜合運用多種知識表示方法獲得最有效的問題解決方案?

2.3綜合應(yīng)用案例設(shè)計與單一案例、一題多解案例相比,綜合應(yīng)用案例能更加有效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問題的解決方法。以機(jī)器人行動規(guī)劃模擬為例,介紹人工智能綜合應(yīng)用案例的設(shè)計,該案例包括以下規(guī)范內(nèi)容。章節(jié):人工智能綜合應(yīng)用。知識重點:人工智能的研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域。知識難點:人工智能的技術(shù)集成。案例名稱:機(jī)器人行動規(guī)劃模擬。案例內(nèi)容:綜合應(yīng)用行為規(guī)劃、知識表示方法、機(jī)器人學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能語言等多種人工智能技術(shù)與方法,對機(jī)器人行動規(guī)劃問題進(jìn)行描述和可視化。案例分析過程:①機(jī)器人行為規(guī)劃問題求解。采用狀態(tài)歸約法與分層規(guī)劃技術(shù),將機(jī)器人須完成的總?cè)蝿?wù)分解為若干依序排列的子任務(wù);依據(jù)任務(wù)進(jìn)程,確定若干關(guān)鍵性的中間狀態(tài),將狀態(tài)對應(yīng)為進(jìn)程子規(guī)劃的目標(biāo);確定規(guī)劃的執(zhí)行與操作控制,以及機(jī)器人過程控制與環(huán)境約束。②基于謂詞邏輯表示的機(jī)器人行為規(guī)劃設(shè)計。定義表達(dá)狀態(tài)的謂詞邏輯;用謂詞邏輯描述問題的初始狀態(tài)、問題的目標(biāo)狀態(tài)以及機(jī)器人行動規(guī)劃過程的中間狀態(tài);定義操作的約束條件和行為動作。③機(jī)器人控制系統(tǒng)。定義機(jī)器人平臺的控制體系結(jié)構(gòu),包括反應(yīng)式控制、包容結(jié)構(gòu)以及其他控制系統(tǒng)等。④基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識別。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法以及BP算法對桌面茶壺、杯子等物體進(jìn)行識別,提取物體圖形特征。⑤機(jī)器人程序設(shè)計語言。運用人工智能語言實現(xiàn)機(jī)器人行動規(guī)劃行為的可視化。案例教學(xué)手段:機(jī)器人行動規(guī)劃的模擬演示。思考/討論內(nèi)容:人工智能將會怎樣發(fā)展?應(yīng)該在哪些方面進(jìn)一步開展研究?

3案例教學(xué)環(huán)節(jié)和過程的具體實施細(xì)節(jié)

人工智能案例教學(xué)的實施面向筆者所在學(xué)院軟件工程專業(yè)三年級本科生展開。具體實施細(xì)節(jié)如下。(1)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、實用性和前沿性。引進(jìn)和整合國外著名人工智能教材內(nèi)容,保證課程內(nèi)容具有先進(jìn)性。同時將前沿人工智能的研究成果與技術(shù)有機(jī)地融入課程案例教學(xué)之中。(2)案例教學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式。在教師的引導(dǎo)下,將案例中涉及的人工智能內(nèi)容推廣到對人工智能的一般性認(rèn)識。案例的教學(xué)過程,成為認(rèn)識人工智能、初步運用人工智能的理論與方法分析和解決實際應(yīng)用問題的過程,使學(xué)生具備運用人工智能知識解決實際問題的意識和初步能力。在課程教學(xué)中,打破國內(nèi)常規(guī)教學(xué)方式,建立和實施開放式案例教學(xué)模式。采用動畫課件、錄像教學(xué)、實物演示、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種多媒體教學(xué)手段,以及集中講授與專題討論相結(jié)合的教學(xué)方式將理論、方法、技術(shù)、算法以及實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合,感性認(rèn)識與理性認(rèn)識相結(jié)合,理論與實際相結(jié)合,極大地激發(fā)學(xué)生自主和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的熱情。(3)“課堂教學(xué)—實踐活動—現(xiàn)實應(yīng)用”的有機(jī)融合。在案例教學(xué)過程中,從傳統(tǒng)教學(xué)觀以學(xué)會為中心轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新應(yīng)用型教學(xué)觀以創(chuàng)新為中心,以及從傳統(tǒng)教學(xué)的以課堂教學(xué)為中心轉(zhuǎn)化為以課堂教學(xué)與實踐活動并重為中心,構(gòu)造具體問題場景以及設(shè)計教學(xué)案例在情境中的現(xiàn)實應(yīng)用,加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解,同時提高學(xué)生的思考能力和實際綜合應(yīng)用能力。

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