人工智能研究性學習范例6篇

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人工智能研究性學習范文1

1交通工程專業的課程設置:追求卓越,博中取精

現代交通工程問題的解決,涉及到環境保護、生態平衡、社會和諧與可持續性發展,關系到公眾安全與健康、國家和社會公共利益等。與之相適應,我們培養的未來交通工程師不僅應具備精湛的專業基礎知識,更應具備強烈的社會責任感、必備的人文情懷、相應的科學素養和多學科的文化視野[4]。因此,在研究性學習的課程設置中,以追求卓越為目標,做到博學與精湛兼顧,博中取精。博,課程的范圍要涵蓋人、車、路、環境等方面的重點知識。精,從眾多的課程中,精選出對學生的人生及專業發展具有長遠影響的課程,讓學生“聽一遍即受用一輩子”。根據上述理念和原則,我們桂林理工大學交通工程專業在基礎課中,除了打牢數學、運籌學、外語、計算機軟件開發等傳統的基礎課程和技能外,借鑒美國歐林工學院等先進的辦學經驗和理念[5],開設了人文與藝術等社會科學方面的基礎課程。用人類優秀的文化成果塑造人、感染人,以增強學生“心懷家國”的社會責任感。在專業課程中,總體上開設交通工程學、交通運輸經濟學。關于人,重點開設人工智能、交通心理學;關于車,重點開設汽車構造、汽車設計;關于路,公路方面重點開設道路勘測與設計、路基與路面工程,城市道路方面重點開設交通規劃、交通管理與控制、交通設計、道路交通安全、智能交通系統;關于環境方面,重點開設交通節能、綠色可持續交通。

2交通工程專業的課程教學:問題探究,提升能力

研究性學習課程教學的主要方法是,將知識學習作為一種課題來研究,引導學生對其進行分析、探究和創新。盡管學生所要學習的知識可能是成熟的理論,甚至已成為經典,但對于學生來說,如果要搞清楚知識的來龍去脈,就是一種研究。它不僅使學生獲取知識,而且使他們能應用和創新知識。交通工程專業研究性學習的課程教學,按照學習專題內容的性質和學習方式,主要分為三種形式:基于交通問題的探究式學習、基于實際交通運輸案例的討論式學習和基于實際交通項目的參與式學習。

2.1基于實際交通問題的探究式學習

基于實際交通問題的探究式學習,是學生在學習過程中以實際交通問題為學習和研究的對象。在教學過程中,為了激發學生的學習熱情和興趣,我們選擇當前交通研究的熱點和難點問題作為研究對象,比如交通擁堵問題、交通節能問題、交通環保問題、交通安全問題。通過對這些實際交通問題的了解、探討、研究和辯論,讓學生學會應用和獲取知識,辨別和收集有效數據,系統地分析和解釋問題,力爭獲得解決問題的方案,并進行交流、檢驗和評價。

2.2基于實際交通運輸案例的討論式學習

基于實際交通運輸案例的討論式學習,是學生在學習過程中以案例為分析研究對象。我們的做法是,以組織學生進行實際生產實習為契機,對實習的交通運輸企事業單位的實際問題作為研究案例。比如,2012年暑期,我們交通工程專業的本科生在桂林市公交集團實習期間,以如何進一步提升公交集團運輸效益作為研究案例。通過對公交集團的運營流程研究,并以實際的客流調查為基礎,進行成本與效益分析,對節約成本和提高效益的各主要要素進行分析和討論,提出改進思路和相應方案。最后,學生與老師共同研究、共同編寫案例。在討論案例時,學生將了解到作為真正的交通工程師所將面臨的復雜境地和艱難抉擇,不僅能加深對知識的理解,而且能掌握知識的應用。

2.3基于實際交通項目的參與式學習

基于實際交通項目的參與式學習,是以實際交通項目作為學習研究的對象。我們在專業課程教學的過程中,精心設計,將實際交通項目貫穿到教與學的全學程,分別實施了桂林市路網瓶頸節點的識別、高速公路智能化建設方案、桂林市繁華商業區行人過街問題的解決方案、桂林市交通擁堵的交通信號控制方案及信息誘導方案研究等項目。通過參與實際交通工程項目的設計、開發和研究的全過程,學生不僅能夠更深刻地理解所學的知識和理論,完成實際項目的能力有所提高,而且能夠鍛煉出更好的交流溝通能力和團隊合作精神。

人工智能研究性學習范文2

【關鍵詞】初中語文;研究性學習; 作用

Study of middle school Chinese

Wu Qijie

【Abstract】Chinese teaching in middle school Chinese teaching in the field of a revolution, is the transformation of teaching method and learning style transformation is an important way. In Chinese teaching of middle school Chinese study continuously the way and the method, is helpful to cultivate students' autonomous consciousness, in the practice of cultivating students' spirit of innovation and research ability. Help to improve students' Chinese accomplishment and the students' lifelong development.

【Key Words】The junior middle school language; research study; role

1語文研究性學習的含義

1.1語文研究性學習是伴隨著實施素質教育和課程改革應運而生的綜合實踐課程。

研究性學習是《新課標》中一項重要內容?!缎抡n標》指出:“綜合性學習應突出學生的自主性,重視學生主動積極地參與精神,主要由學生自行設計和組織活動,特別注重探索和研究過程。”此次課程改革致力于學生學習方式的轉變,促進學生在教師指導下主動地、富有個性的創造性地學習是這場教學改革的核心任務。積極倡導自主合作、探索的學習方式是新課程的基本理念。語文學科是工具學科,著名教育家魏書生同志曾說“語文是工具學科,是學習的工具、交際的工具,做人的工具?!闭Z文教育是促進人的發展、提高人的素質的教育。

1.2語文教學中的研究性學習是一種學習方式

語文教學中的研究性學習是指在教學中學生在教師指導下,以類似于科學研究的方式去研讀課文等語文現象,并在研究過程中主動地獲取知識,應用知識,解決問題的學習活動,它注重獲得親身參與與研究探索的體驗,培養收集、分析和利用信息的能力,學會分享與合作,培養科學態度和科學道德,培養對社會的責任心和使命感,是一種全新的學習方式。它不同于傳統意義上的對某一學科的鉆研推究,有別于傳統“以教學為中心,以課堂為中心,以書本為中心”的教學方式,它應該貫穿于語文教學的始終,它既有以課題為載體的學習方式,更多應是課文學習過程的研究性學習、寫作過程的研究性學習。

2開展初中語文研究性性學習的目的和意義

2.1初中語文研究性學習順應了時代的要求。

隨著國際間創造型人才競爭的日趨激烈,我國基礎教育在注意保持總體穩定的同時也已經加大了改革力度。繼農業時代和工業時代之后,人們已經習慣把我們現在的時代稱為信息時代、數字時代,在這個以人工智能和互聯網得到越來越廣泛的應用為特征的時代,知識的數量是以幾何倍數增長的。我們的教育不僅要求學生在學校里學到更多的知識,更重要的是培養學生具有終身學習的能力。21世紀是一個人才競爭的時代,因此培養適應現代化需要的高素質人才已是迫在眉睫的大事。作為21世紀的中學生,自然是應該跟隨時代的潮流獲得更多的知識。在出征語文教學中開展研究性學習,順應了世界課程改革的發展趨勢。

2.2初中語文研究性學習是課程改革的必然趨勢

新一輪教學改革要求語文教師樹立新的語文教學觀,以全新的語文教學方式和學習方式開展語文教學活動。一是樹立學生的主體地位,關注學生的個體差異和不同的學習需求,充分激發學生的主動意識和進取精神,積極倡導自主、合作、探究的學習方式,促進學生的主動發展,注重在實踐中學習和研究性學習。強調為實際需要學習,也關注從實踐中學習,有利于學生在感興趣的自主活動中全面提高語文素養,是培養學生主動探究、團結合作、勇于創新精神的重要途徑。

二是語文課的開放性和時代性。語文課必須立足現實,面向世界,面向未來。必須具有開放的視野,注重綜合性學習和跨學科的學習,使學生在不同內容和方法的相互交叉、滲透和整合中開闊視野,提高學習效率,獲得現代社會所需要的語文實踐能力。

3語文研究性學習的途徑和方法

目前有人認為研究性學習作為校本課程,安排在學校課程計劃當中,我認為作為語文學科的研究性學習,不應該與語文學科教學隔離開來,應該把語文研究性學習作為學習方式融入于學科教學之中,在語文學科領域和現實生活情境中,通過發現問題、調查研究、表達與交流等探究活動,獲得知識技能,培養學習態度和研究意識。特別是初中階段的語文研究性學習,作為語文教學的拓展與延伸,在語文教師的指導下,從語文教學的目標與要求出發,緊密結合學習生活和社會生活進行選題,用研究的方式,主動地獲取知識,這樣會更有利于學生提高學生的語文素養。同時也能使語文的研究性學習成為其他學科研究性學習的工具。

另外,根據心理學研究表明:初中階段是學生身心發展的重要時期,升入初中后,學生性格開始朝著穩定與成熟的方向發展,但仍具有很大的可塑性。因為有了較深刻的內心體驗,所以社會性的、精神的需要范圍擴大了,對需要的質量要求也提高了。因各種需要互相交織,所以滿足需要和需要得到滿足的體驗都較過去強烈和豐富。知識面和社會接觸面的擴大,以及需要的不斷豐富,使初中學生的興趣廣度大為增加。對探求事物的認識傾向表現出更大的堅持力,即有了較為長久穩定的興趣。參與感和表現欲的產生,致使興趣明顯出現了“趕時髦”的特點。但是初中學生的知識儲量和高中大學的學生相比還有很大的差距。根據初中學生生理、心理和學習特點,初中語文研究性學習應采用以下途徑和方法。

3.1課堂教學鼓勵學生主動探究解決問題。

語文研究性學習無論是作為一門研究課程實施,還是作為教師教學和學生學習的研究方式,都要與一個從不成熟到成熟的過程。絕非一蹴而就。課堂教學鼓勵學生主動探究解決問題是實施研究性學習的基礎。前蘇聯著名的教育家蘇霍姆林斯基說過:“如果教師不想方設法使學生進入情緒高昂和智力振奮的內心狀態,就急于傳授知識,那么這種知識只能使人產生冷漠的態度,而不動感情的腦力勞動就會帶來疲倦?!庇纱丝梢?,學生能否進行自主探究,關鍵在于教師有沒有給學生創設一種探究的氛圍、一種探究的情境。而發學生好奇心是激發學習積極性的有效方法和手段.如何在語文課堂上創設問題情境?

教師要尋找恰當的問題切如口,設置特定的適于探究的情境氣氛。在教學《空城計》這篇課文時,我創設了這樣一個學習情境,以孔明的三次“笑”作為探究的話題,分析孔明的性格特點。“笑容可掬”“撫掌而笑”“拍手大笑”

學生通過討論探究總結出:“笑容可掬”是孔明故作輕松、故作姿態的表現。即使神機妙算,他這時候心里還是有些吃不準,他可能在尋思:“你會上我的當嗎?”“撫掌而笑”是他覺得如釋重負,或許正在慶幸:“你果然中吾計矣!”“拍手大笑”則是他發自內心的對司馬懿的自豪的嘲笑,“哈哈,到底還是我略勝一籌??!你真是太傻了呀!”

學生還根據課文內容分析了孔明的性格特點:

足智多謀――傳令將“旌旗盡皆隱匿,大開城門,每一門用二十軍士,扮作百姓,灑掃街道”,圍繞城門的“空”設了一道計謀嚇退司馬懿。處亂不驚、臨危不懼――在司馬懿兵臨西城,眾官“盡皆失色”的情況下,孔明卻依然在司馬懿的大軍面前鎮定自若,“于城上敵樓前,憑欄而坐,焚香操琴”,“笑容可掬”地施展他的計謀。神機妙算――料定司馬懿疑心重,“此人料吾生平謹慎,必不弄險;見如此模樣,疑有伏兵,所以退去”一切在他的掌握之中,借司馬懿的疑心來使自己的計謀成功施展。

在探究式教學過程中,教師的引導是至關重要的。這里的引導,就是要尋找最佳問題切如口,為學生設置特定的適于探究的情境氣氛,引發學生的興趣,充分調動學生學習的積極性,讓學生自覺主動地參與到課堂教學中來。如教《愚公移山》,就可以這樣導入:我們常常用一個成語來比喻做事有毅力,不怕困難,并且這個成語在格式上與“精衛填?!毕嗨?,這個成語就是――愚公移山。我們一起來學習這篇寓言故事。愚公為什么要移山?愚公憑什么說可以移走大山?愚公又是怎樣移走大山的?你怎么看待愚公移山的行為?假如你是愚公,你會怎么做?諸如此類的帶有趣味性的問題,既可以把學生的積極性調動起來,又很快地把學生導入到探究的情境中來。

4教師在語文研究性學習中的作用

語文研究性學習和其他學科的研究性學習一樣,主要是為學生構建一個開放的學習環境,培養學生的創新精神和實踐能力,發展學生的個性。它最顯著的特點就是強調學生的自主性和研究性。那么在開設語文研究性學習的過程中,語文教師處于什么地位又發揮怎樣的作用呢?倡導自主、開放,是不是就意味著不需要教師或削弱教師的作用了呢?我們以為情況不是這樣的。因為中學生對研究性學習這種新的學習活動和學習方式還不了解,尚不能形成一種自發的行為,仍需在教師的促進、組織、指導下進行。所以我們絕不能忽視語文教師在語文研究性教學中的作用。

其次語文研究性學習由于是彰顯了個性化的學習,學生間的學習效果差距明顯加大,造成“強者越強,弱者越弱"的局面。強者固然是越來越出色,弱者卻漸漸失去了學習的信心,連學習的能動性也降低了。

如何把握學生學習的時間量,如何讓"強者更多,弱者不弱",值得今后繼續實踐與研究。

參考文獻

[1]《基礎教育課程改革綱要(試行)解讀》朱幕菊主審。鐘啟泉、崔允廓張華主編。環東師范大學出版社。

人工智能研究性學習范文3

【關鍵詞】高中課程基地;機器人課程體系;實驗室;人才培養

【中圖分類號】G637 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-6009(2015)22-0062-02

【作者簡介】王泰山,江蘇省句容高級中學(江蘇句容,212400)校長,江蘇省特級教師。

機器人是20世紀人類最偉大的成就之一。隨著機器人技術的迅速發展和普及,國內很多人對它產生了興趣,特別是很多青少年也積極投身到各類機器人的實踐活動中,2000年以來各類機器人競賽在大中小學如火如荼地開展、機器人教學在普通高中和中小學逐步普及。教育部2003年頒布的高中信息技術課程標準中,把“人工智能初步”和“簡易機器人制作”設為技術領域的選修模塊。我們發現隨著教學機器人的迅猛發展和其性價比的大幅度提高,將智能機器人的基礎知識和技能訓練引入普通高中課程的必要性和可行性已漸趨明朗。

我校于2012年成功申報了“江蘇省機器人創新教育課程基地”建設項目,該項目是以全面提高學生綜合素質和實踐能力為目標,以轉變課程內容的實施方式為重點。在建設過程中,提煉出“多元、合作、益智、創新”的核心理念,完成了系列實驗室的建設與配置,創設了融合多學科知識的機器人課程體系,開發豐富而有特色的課程資源,創新人才培養的模式初步形成。

一、打造多層次系列化的機器人實驗室

機器人包括硬件系統與軟件系統,基于機器人的教學也就包括這兩部分的內容。機器人硬件造型是軀殼,涉及機械、電子、運動學、動力學、控制理論、傳感檢測等,在高中階段,與物理學科關系緊密。機器人軟件部分,與信息技術學科中的“算法與程序設計”關系緊密,程序是機器人的靈魂。同時算法中的建模用到相當多的數學知識,因此教學內容又向數學學科延伸,“算法與程序設計”還是高中信息奧林匹克競賽的基本內容,機器人是程序設計學習的最好載體。系列實驗室以“技術課標實驗室”為基礎,以機電實驗室為硬件支持,以虛擬機器人實驗室為補充,以競賽探究實驗室為深入,以研究性實驗室為拓展。

二、創設融合多學科知識的機器人課程體系

基地著眼于學生的實踐與創新能力的培養,以通用技術與信息技術學科課程為基礎,融合物理、數學等學科相關內容,依托多層次、多樣化的機器人實驗室系統與網絡平臺,構建了3個課程模塊,常規教學、研究性學習、競賽,結合信息技術學科選修《算法與程序設計》,面向全體高一學生開設虛擬機器人課程,以信息學奧賽等興趣小組為提升,以研究性學習為補充。依托通用技術選修《簡易機器人制作》,融合物理學科的相關內容,面向高二年級開設開源機器人課程,以VEX、滅火等機器人項目競賽以及科技創新大賽相關的其他競賽為提升。高三年級,以研究性學習等形式,依托研究性學習實驗室,開設課程,讓有興趣的學生了解機器人最新發展以及大學的相關專業情況,同時與高校聯系,開通與高校的綠色通道,為學生未來的專業選擇做前期鋪墊。(見文末表格)

三、營造濃厚的文化氛圍,通過多種活動的開展來培養創新人才

1.營造機器人基地文化氛圍。

目前主要通過電子小報活動、班級黑板報、櫥窗等多種形式營造濃厚的機器人科技教育文化氛圍。隨著基地建設的深入,學校藝華樓3、4層開辟成機器人教學、活動、展示場所,利用展廳展出本校學生、高校學生作品以及目前比較尖端的機器人展品,播放本校機器人教學與各種活動以及最新的機器人發展動態音像,讓來訪者能身臨其境地體驗機器人的魅力。

2.開展各種科技社團活動。

成立科技創新社團,開展豐富的社團活動,著力培養一批對科技創新有興趣的人。目前,我們正把當前興起的創客文化中的相關元素融入到社團活動中,準備打造我校的“創客”,形成本地區以我校為中心的“創客社區”,進而在更大范圍推動我市的科技教育發展。

3.積極參加、舉辦各級各類機器人活動與競賽。

以每年一度的?!翱萍嘉幕囆g節”為契機,開展校內機器人競賽,以展示學生、教師的作品為主要目的,競賽中進行評比,設置相應獎項,更好地激發師生對科技的興趣,遠離低級趣味的誘惑,營造以追求科學技術為時尚的校園氛圍。

競賽是機器人教育的一個重要組成部分,是機器人教育成果的一種展示形式、實現手段和教育的延續。智能機器人競賽參賽過程對學生有著廣泛深遠影響,對培養學生的合作精神、進行挫折教育等方面的作用尤為突出。

4.多管齊下,增強輻射效應。

(1)開設各級別的公開課、觀摩課。通過開設公開課、觀摩課來展示機器人教學探索的成果,介紹相關經驗,引領地區的機器人教育。

(2)以項目、課題研究帶動區域發展。目前我校的國家級課題“普通高中機器人教育校本課程開發與實踐研究”已經立項,成員涵蓋了多個學校,可以帶領區域骨干一起進行機器人教學的探索,為區域機器人教學提供示范與支持。

(3)充分利用課程網站共享資源。利用網絡同步介紹基地建設、課程開設情況以及教學過程與經驗,擴大基地對周邊的影響,推廣機器人課程的開設,為創新人才的培養提供新的思路。

人工智能研究性學習范文4

關鍵詞:主體性不及;知識生成;研究性學習

一、問題的提出

世紀交替幾年來,在教育理論領域出現的新理論、新詞匯可謂是“百花齊放”,但一個較大的收獲就是把主體性作為教育的一個本質特征給揭示出來,所謂主體性是指人作為主體,在諸如實踐和認識的對象性活動中,相對于客體所處的態勢而表現出的功能性特征,通過相互作用表現出的自主性、積極能動性和創造性。盡管仍有多數學者在爭鳴教師學生誰是主體,或者平行主體、復合主體說,其基本宗旨在于批判過去教師在課堂教學中以教師為中心,向學生“滿堂灌”這種被動接受知識的不合理現象。因此,學習模式要一反過去刻板的“填鴨式”教學,取而代之以新型的“研究性學習”,激發學生的主體性,“挖掘學生在知識求索中應有的主動求知、獨立思考、合作學習、敢于質疑、不畏挫折、追求卓越的創新精神”。鼓勵學生要發揮主動性、積極性和創造性,大膽思索,標新立異,積極提出自己的新觀點、新方法、新思路。誠然,認識到激發主體性的意義是很重要的,但如果認為主體性的發揮是隨心所欲,無限放大則是有害的。人的主體性發揮只能是有限度的,即主體性不及(意指自主性、積極性和創造性的發揮在認識客體對象過程中,不足以達到完全認識客體的有限水平),囿于我們已有知識環境對人的主體性的潛在制約。就此,筆者擬從知識生成三個角度來說明人類主體性不及的關系,來探討如何發揮主體性,促使知識生成。

二、主體性不及與知識生成

提及主體性的激發,大部分學者往往從外部環境進行探討,例如從文化、課程、教學、管理和師生關系不同角度來探討如何創設民主氛圍,重塑教師形象來激發學生主體性,卻忽視從知識生成角度來探討主體性激發,這是由于知識生成是一個累積性、試錯性、反思性的連續過程,總是反映人類個體或群體主體性不及的一面,對于極力倡導主體性無限的人來說,無疑是回避的對象。但事實上,回避則是相當有害的,實際上仍然意味著主體性的激發的途徑只能是由外而內的,而就知識生成來說,關注的是如何由內而外的激發過程。主體性不及既在一定程度上宣告了人的無知,卻同時促進了人在求知中的自主性、積極性和創造性。

1.主體性不及與知識累積性生成

所有人都承認,我們今天學習的對象是一個知識的海洋,作為一個龐大而復雜的知識系統而存在,其類型有多種,科學知識與人文知識,理論知識與經驗知識,自然知識與社會知識,零散知識與系統知識等等。從廣義上來說,“知識不僅僅是頭腦和書本中所包含的東西,還有人類動手做、發明、創造和制作的能力,以及形成有利于人性的技能、藝術、技藝和意向的能力”,從狹義上來說,“一個人經驗(直接的或間接的)記憶的一切內容都可能成為他知識的一部分”,但無論就知識的廣義或者狹義來說,知識生成有其內在的連續性與積累性。人類社會語言產生和交往實踐的擴大,了解知識可以通過向他人學習間接得來,隨著這種對象性活動不斷深入,作為主體的人不斷積累關于自身和對象的經驗與觀念。一部分知識作為調適個體生活業已融入了個體社會經驗,一部分則作為觀念成果構成了語言、哲學、科學、社會規范等等內置于個體知識結構。這些知識成果可以有效地幫助人適應環境,提高自身的能力,對人的存在和發展有重要價值。但知識的積累程度總是制約著人的主體性的發揮。正如遠古歷史中我們的祖先不乏有通曉天文、地理、人文的大學者,集大成者,但其無論如何也想象不出今天的人類如何利用因特網使知識全球化成為可能,利用人工智能替代人類部分不能完成的工作。但是今天的考古學家卻可以利用考古資料去復現當時時代的生產生活場景。知識積累的程度總是印證著個體主體性發揮的程度,但并不意味著由于知識的制約個體主體性會停滯不前,主體性激發往往建立在已有知識積累的基礎上,小步幅前進,而每前進一步,卻預示著人類知識被再次更新和積累,人類文明將再前進一步。

2.主體性不及與知識試錯性生成

知識是由試錯而來,即使我們有精確的儀器和精致的思維理性,我們也不能說我們所掌握的知識絕對真實可靠。知識的形成并不是一蹴而就,發揮一次主體性就可以輕而易舉獲得的事實。之所以我們有意識將其分成歸納性知識或演繹性知識,也將其分為真知識與假知識,是由于知識的來源不同,既有來自經驗的總結,也有理性的思辯;既需假設,也要求證。人類理智的不完全成熟,主體性不及造成我們在知識的探索上不能完全知曉全部“真理”,而是一個不斷實踐、摸索的過程。主體性發揮要求人能夠運用假設、歸納、演繹、分析等方法來獲取知識,但任何一個環節出錯,就有產生“偽知識”的可能。主體性發揮其實也是一個不斷嘗試和經歷錯誤、“摸著石頭過河”的不懈過程。愛迪生曾在發明燈泡鎢絲之前,試驗了近千種材料而終告失敗,被人嘲笑。但其仍鄭重指出:“最起碼我知道其他種材料不適合做燈絲”。由此觀之,知識的獲取雖然要有大膽的假設、猜想、靈感的直覺頓悟,但其求證的方法可能是煩瑣、復雜的。人類求取知識,激發主體性無疑要經過千百次的錯誤,其方法和手段可能不斷被否定和補充,才能更新和積累舊知識,建立新知識。既而在新的知識基礎上獲得新的主體可能性。即使到今天,人類探索方法已經強大到可以利用基因轉換,克隆自身。我們仍然對自然界以及人自身有許多的未解之謎,我們仍然不可能利用現在已有的知識經驗去完結知識系統,我們仍需不斷地試驗,這種嘗試錯誤的方法也不可能被人類所拋棄。人類個體或群體的主體性不能決定其在構筑知識大廈的過程中永遠只能是個摸索者,而非終結者。誠如一位西方學者所說,作為求知過程中的“人往往會對其知識的增長感到自豪和得意。但是不容忽視的是,在知識增長的同時,作為人自身創造的結果,對于人有意識的行動會產生重要影響的人的有意識知識的局限從而也是人的無知范圍,亦會不斷地增加和擴大”。

3.主體性不及與知識反思性生成 蘇格拉底曾經說過:“未經反思的生活是不值得過的”,這句話同樣可以表達我們對知識應有的態度:未經反思的知識不值得盲從。“知識是人類活動的結果,也是人為的東西?!敝R本身并不能被表述為確定不移的真理,其中可能包含著謬誤。其存在的合理性總要受到后人的質疑,他人可以運用自身的智慧對現存的知識進行批判、修正或者重建。這是人類本質力量的確證。

事實上,人類在理解知識的過程中,總會或多或少摻入個體不同的生活經驗或理論經驗,或者在與他人的交流和社會交往互動中,對既有知識形成對比、分析、比較,發現其中真理性內容,或者存在著不可避免的局限性。個體發揮主體性,主動參與知識的修正、刪改、否定或者重新建構。但事實上,在個體反思的過程中也帶有個體主體性不及的一面,在推翻前者的謬誤的同時,自身知識建構過程中也存在著局限性。例如,在哲學知識生成過程中,理性主義相對于先驗論的局限性而提出;經驗主義則是反思了理性主義局限性?!斑@就意味著,任何一種知識生成方法總是有其內在局限性,總是與其他方法呈互補……各有其存在的理由,均應從對方獲得補充”。正是由于知識內在的缺陷在被他人修正的同時,添加了新的知識成果,也可能由于主體性不及,留下新的謬誤有待后人指正,知識在不斷被反思的過程中,每個知識系統的內容也會越來越豐富和精致。

三、主體性不及及其激發與知識生成

綜上所述,人類知識的進步與文明的演進,一方面在昭示人類主體性的發揮越來越強大的結果,但另一方面也印證了個體主體性不及的不爭事實。從知識生成的角度來說,主體性發揮總是有限度的,要受制于現存社會知識環境系統所能達到的先進程度,但也表明主體性激發的內在生成機制,即主體性激發需要能夠自主地積累、試錯和反思。認識到這一點,對于研究性學習有重要意義。如果說,我們把主體性作為研究性學習之所以開展的價值追求,那么主體性不及則是研究性學習的事實基礎。前者把受教育者作為知識建構的主體,具有持續探索知識、自主建構知識的可能性。后者則是我們明確受教育者在發揮主體性不及的事實上,如何更好地發揮主體性。如前所述,主體性激發希望借助研究性學習,以科學課題或專題等研究方法達到培養學生主動求知,合作學習,不畏權威,敢于質疑,不畏挫折,追求卓越的創新精神并且鼓勵學生能夠標新立異,積極提出新觀點、新思路、新方法。

因此,在確認主體性不及的事實基礎之上,從知識生成的角度來探討如何激發主體性,筆者有如下建議。

其一,提供“有限知識”,給學生留出空間去創造,激發其主體性,作為書本中許多知識而言,可能是已得到證明的事實性知識而已。如果教師只是把既有知識的生成過程再一次呈現給學生作為自己的任務,即使強調學生動手“研究”和實踐,可能只是按照書本所說的一樣,將別人的方法再一次重復一遍。顯而易見,這對于研究性學習來說,學生的自主積極性根本得不到發揮,無法形成應該有的“科學探索精神”,學生需要激發的探索能力和創新能力也只能極其有限。因此,要激發學生的主體性,應該通過提供學生“有限知識”這一途徑,也就是說教師可以利用自己的知識去解決一些問題,但解決這個問題的力度不應該是全部的,這種解決問題的方法也不是最經濟和最有效的,甚至于一種古老的方式。促使學生增加更多的可能性方法去解決同一個問題,而不僅僅是重復老師已經試驗過的方法。這樣一來,學生積累知識、學習知識的興趣就可以被調動起來,而不只是充當教師“應聲蟲”的角色,充分發揮自身的自主積極性,達到自主建構知識的目的。

人工智能研究性學習范文5

【關鍵詞】機器人教學;高中;常態課;“四個結合”策略

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384(2013)07/08-0068-03

國內機器人教學基本情況分析

自21世紀初北京市景山學校在國內率先開展中小學機器人課程教學,以及中國科協舉辦首屆中國青少年電腦機器人競賽以來,智能機器人所具備的綜合性、前瞻性、實踐性和創新性,逐漸為廣大學校和教育工作者認識、接受和歡迎,機器人活動正以多種形式邁入中小學校。

借助文獻閱讀與實地考察,可得知目前國內所開展的機器人教學活動一般有以下幾種形式。

機器人競賽。作為促進中小學機器人教育普及與發展的主要手段,機器人競賽活動亦是目前學校開展機器人教學的一種主流形式,但參賽對象一般需經過篩選,缺乏普及性。

實驗學校、實驗班級。目前我國已有部分地區建立了機器人教學實驗學校,一些學校設置了機器人教學實驗班級,并開發與之相應的機器人校本課程,然而這些地區或學校大都條件較好或得到了相關部門政策與資金支持,機器人教育多成為“貴族教育”而缺乏公平性[1]。

高中技術課程選修模塊。2003年頒布的《普通高中技術課程標準》將“人工智能初步”[2]及“簡易機器人制作”[3]分別列入信息技術與通用技術課程選修內容,不過理論比重較大,實踐活動較少,加之受技術課程地位的影響,使開展教學活動的效度和難度加大。

研究性學習活動。在研究性學習活動中以機器人為課題開展學習研究,也是很多師生樂意選擇的形式,不過由于缺乏系統的教學與指導,其隨意性較大,時間也難以保證。

分析以上幾種形式,可得出機器人教學存在的問題及其原因:應試教育背景下技術類課程地位不高,機器人學科難以成為一門規范的、系統的及時間上有保證的課程;智能機器人及相關環境設施的采購、建設與維護的費用大,使許多地區、學校對其“望而卻步”;大多數學?;蚪處煂χ悄軝C器人的認識和利用存在誤區,認為智能機器人作為一種高端產品僅適用于技能類的特長教育,而忽略了其在培養全體學生的邏輯思維、綜合知識應用、協作交流、科學探究及實踐創新諸多方面的價值,使機器人教學的效益不能得到最大發揮。這些問題的存在,制約了機器人教學的常態發展、普及發展和良性發展。[4]

依托課題與“四結合”,機器人進入常態課

2011年起,筆者所在學校的信息技術和通用技術學科組教師共同開展了教研課題《在高中階段技術領域開設智能機器人常態課的研究》,作為一種對機器人常規教學的探索,這在省內尚屬首例。針對制約機器人教學良性發展的環境、資金及觀念等瓶頸問題,課題組在實踐研究中采用了“四結合”策略,保證了機器人教學的可行性與有效性。

1. 信息技術與通用技術課程結合,保證機器人常態課的系統性

機器人學科領域涉及了機器人概況(概念、原理、歷史與發展)、機器人編程、機器人硬件和機器人應用等多個知識模塊,然而目前尚缺少接受完全規范培訓的專職教師[5]。在這樣的情況下,由信息技術、通用技術或物理等單一學科的教師來授課都是有局限性的,且各學科又都有自己的必修與選修課程任務,難以兼顧。因此,課題組將信息技術與通用技術學科局部整合,安排信息技術教師在高一的信息技術課上開設《機器人與編程》課程,安排通用技術教師在高二的通用技術課上開設《機器人硬件和實踐》課程,共20個課時。同時,由信息技術與通用技術學科教師合編校本教材《智能機器人讀本》和制作教學網站《機器人課題網站》輔助教學。機器人教學的系統性、學習的連續性以及基本的教學資源與平臺得以保證(見表1)。

2. 實體與虛擬機器人結合,降低資金與設備的耗費問題

目前,教學機器人價格虛高是一個被普遍認同的現象。一個簡單配置的教學機器人可被賣到幾百元到上千元不等。大量購買無疑加重了學校的經濟負擔,加之如果使用范圍是大數量學生的話,其損耗率的增高也大大加重了教師的維護工作。這些,無疑嚴重阻礙了機器人教學的普及。

課題組在課堂教學中采用了實體與虛擬機器人結合(見圖1~圖3)。其中,“實體”為2010年我校建成的機器人活動室,配備智能機器人基礎設備(車體、電池、驅動模塊、下載線、充電器)62臺,升級設備(紅外測障、灰度測地等不同功能傳感器)各62塊,足球及滅火場地各一個,及其他配套設施(如電腦、機器人儲存充電柜等)若干?!疤摂M”則是采用仿真平臺“快暢教學機器人軟件”學習LOGO語言及程序設計,利用3D仿真系統“NSTRSS”模擬搭建機器人及機器人比賽場地。

如在上《讓機器人行走規定路線》一課時,我們首先讓全體學生在電腦室里通過集體學習認識傳感器、理解算法并運行“快暢教學機器人軟件”設計控制程序,再到機器人活動室組成學習小組,借助活動室中的學生電腦調試程序、下載程序到實體機器人中、讓實體機器人下地行走。使用虛擬機器人進行集體學習和使用實體機器人進行分組實踐的做法既實現了教學目標,又大大降低了設備的使用率和損耗率,也使得教師可以對故障設備做到課上及時更換、課下及時維護。

3. 基礎學習與拓展探究結合,實現面向全體的教學目標

由于機器人教學尚未真正實現普及,無論在哪個學段開展機器人教學,所面向的學生基本上都是零起點的。另外,同樣作為技術課程,機器人教學與信息技術課程一樣,由于家庭條件、技術經驗、興趣愛好等的差異,教學對象也具有明顯的能力分層特點。再者,本課題的對象為高中生,大部分已具備主動思考與探究學習的意識和能力。因此,為使機器人教學實現真正面向全體學生的目標,我們在每個教學單元中設置難度分級的學習內容與任務,既涵蓋了機器人的基礎知識與技能,又提供了拓展探究的學習機會,使得不同能力與興趣的學生都能滿足學習的需求。以《重復命令與重復結構》一課為例,我們就設置了三級學習內容與任務,見表2。

4. 量化評價與質性評價結合,發揮機器人教學的最大效益

機器人教學的魅力不僅在于它能普及機器人這一信息時代高科技產物的知識與技能,更在于它能培養青少年一代的開放思維能力、實踐創新能力、團隊協作精神和科學學習興趣[6]。因此,在機器人教學中不僅應關注學生對知識技能的掌握,更應關注其學習過程中意識、能力的形成??刹捎昧炕u價與質性評價相結合的手段,對學習進行診斷的同時實現激勵與促進。

如在《機器人行走迷宮》一課中,教師制定學習評價表,利用“量規自評”對學生的學習成果進行量化評價,利用“教師點評”對學生的學習過程給予質性反饋(見表3)。

機器人教學未來展望

目前,《在高中階段技術領域開設智能機器人常態課的研究》已接近結題,但我們對于機器人常態教學的探索仍會繼續,因為在機器人教學的課堂上,學生們專注的求知目光與快樂實踐的身影總是深深地感染著我們每一個人,我們看到了機器人教學在素質教育中實實在在的價值。

因為適應教育信息化的大背景和符合倡導素質教育的時代要求,機器人教學的優勢日益突出,在廣大中小學普及機器人教學的曙光初現,愿本文能拋磚引玉,讓更多的教育工作者為機器人教學的普及和良性發展共享經驗與策略,使機器人教學成為下一項熠熠生輝的素質教育工程。

(作者單位:廣東汕頭華僑中學)

參考文獻

周德炎.中學機器人教學問題探析[J].中國教育信息化,2012.

技術課程標準研制組.普通高中技術課程標準(實驗)解讀[M].武漢:湖北教育出版社,2004.

廖伯琴,張大昌.普通高中物理課程標準(實驗)解讀[M].湖北:湖北教育出版社,2004.

人工智能研究性學習范文6

李克東教授認為專題學習網站主要包括四大模塊。其中,專題結構化知識庫主要向學習者展示結構化的知識,專題資源庫為學習者提供相關的擴展性知識,專題協作學習工具則為學習者自主學習、協作學習或探究學習提供便利,專題學習評價可為過程性評價、總結性評價、檔案袋評價等提供工具和手段。在實際制作專題學習網站時,我們有時會忽略專題協作學習工具的設計,有時也會增加專題學習活動的設計。

根據筆者與組內同事近十年來的教學嘗試與實踐,筆者將專題學習網站在高中信息技術課堂中的應用模式分為三種,下面筆者就結合具體的教學案例談談這三種應用模式。

一、利用專題學習網站開展網絡環境下的接受式學習

圖1為2003年筆者在講授“控制面板”這一課時所采用的專題學習網站的首頁,這也是筆者初次應用專題學習網站來展開教學。當時,學生的信息素養較低,接觸電腦的機會很少,不少學生連開機、關機、鼠標單擊、鼠標右擊等基本操作都需要教師講上幾遍。

在此之前,筆者一般采用“PPT+資源包”的形式作為課堂教學資源載體。但PPT所承載的內容有限,且交互性不夠好。而專題學習網站雖然制作時花的時間要多一些,但有利于設計者更合理地組織資源,更清晰地呈現設計思路,師生使用起來也更得心應手。

可能有人認為,接受式學習已經“out”了。但有意義的接受學習經常是學生主要的學習形式。當學生的起點較低,尚不具備自主學習能力時;當課堂教學容量較大,不允許學生花很多時間探究時;當教學內容是概念性、原理性的理論知識,不適合學生探究時,我們仍然需要采用這種接受式學習方式。我們可以利用專題學習網站,優化接受式學習。我們可以精心設計導入,讓學生樂于接受;我們可以通過動畫、視頻讓學習內容形象直觀、深入淺出,讓學生易于接受。我們還可以優化“接受式學習”的流程,當學生接受知識技能后可以根據自身能力有選擇地進行擴展性知識的學習,讓學生有自主學習的機會。

在該節課上,首先,教師演示“鼠標移動時顯示指針軌跡”,再請學生思考如何修改當前顯示的錯誤的計算機系統時間,從而引出課題。然后,教師講解并演示日期/時間設置、鼠標設置等知識與技能。接著,教師要求學生完成“練一練”中的基本題目。接下來,教師針對學生的操作進行評價,并進行小結。最后,教師要求學生根據自身實際有選擇地進行拓展學習,促使學生能舉一反三,進行知識遷移。

筆者利用專題學習網站開展網絡環境下的接受式學習的教學流程大致如圖2所示。

利用專題學習網站輔助課堂教學時,它的優點在于:①擴充容量,重新整合教材和網絡資源,以更具結構化和更易于學生接受的方式呈現給學生。②通過視頻、動畫等多媒體技術來突破重點、難點。③學生在完成階梯型任務時,遇到困難可以借助專題學習網站獲得幫助。

二、利用專題學習網站開展自主探究式學習

圖3為2006年筆者在講授“信息的智能化加工”時所采用的專題學習網站的子頁面。此時,筆者對“專題學習網站”的理解又進了一步,而學生的信息素養也普遍有了提高。

當時,江蘇省的新課程改革也已經實施一年多了,筆者在這一年多的教學中不斷嘗試應用新課程所倡導的自主學習、合作學習和探究性學習方式,結果發現專題學習網站最有利于開展自主探究式學習。教師可以利用專題學習網站營造一個良好的學習情境,以激發學生自主探究的欲望,并通過提供資源和任務引領,幫助學生探究。

筆者在應用該專題學習網站進行教學時,首先播放視頻“劉德華和機器人同臺共舞”,并請學生探究“為什么機器人可以配合音樂翩翩起舞?”,讓學生體會到人工智能的魅力,從而引出教學主題。然后讓學生與機器人進行由易到難的對話,并探究“①你覺得你的機器人朋友聰明嗎?②在人機對話中有沒有答非所問的現象?③你對機器人的回答滿意否?”學生探究后,教師組織學生交流探究結果,引出“人工智能”的實質內涵。接著讓學生帶著探究問題去自主實踐,了解人工智能的應用領域,并完成分階任務。接下來學生對照專題學習網站中的“學習評價”對自己的課堂學習效果進行評價。最后師生總結教學內容,學生進行拓展學習。

筆者利用專題學習網站開展自主探究式學習的教學流程大致如圖4所示。

利用專題學習網站開展自主探究式學習的優點在于:①學生的學習過程更自主化、個性化。學生處于積極主動的地位,可以根據自身的水平、興趣愛好選擇學習內容和探究任務,這樣能有效地激發學生的學習熱情。②學生通過自我探究獲得知識、技能,這樣獲得的知識技能更持久,同時也有助于提高學生的思維能力和創新能力。

三、利用專題學習網站開展小組協作式學習

圖5為2011年筆者在講授“圖像信息的采集與加工”時所采用的專題學習網站的主頁面。此時,筆者對專題學習網站有了更為透徹的理解,同時也能更好地應用asp來設計課堂論壇區。而隨著中小學信息技術課程的正常開設和電腦的普及,學生的信息素養普遍較高。

專題學習網站不僅為學生的學習提供了豐富的專題學習資源,還為學生提供了功能強大的協作學習平臺和專題討論區,為學習者開展協作學習提供了舞臺。

利用該專題學習網站進行“圖像信息的采集與加工”教學共用了5課時,前面4節課學生主要是對各知識點進行學習,最后一節課是綜合實踐課。在綜合實踐課上,要求學生每4人一組,組成14個“工作室”,每個“工作室”至少制作4幅反映校園生活的圖像。素材的采集工作在課前完成,作品的上交與評價均以小組為單位。

在綜合實踐課上,教師首先展示一些優秀的圖像作品,激發學生的創作熱情,并適時提出設計任務。然后各協作小組進行討論,形成組內方案。接著組內成員互相協作,進行作品的創作。 接下來各小組展示作品,并根據他人的評析完善作品。最后師生進行歸納總結,學生進行拓展學習。

筆者利用專題學習網站開展小組協作式學習的教學流程大致如圖6所示。

這種學習模式不僅有利于學生知識和技能的提高,還有利于培養學生的合作能力、交往能力和集體觀念,更有利于學生今后的學習和生活。

以上就是筆者在應用專題學習網站進行高中信息技術課堂教學時常用的三種應用模式。專題學習網站的建設就是為了應用,作為熱心專題學習網站建設與應用的實踐者,筆者期待借助專題學習網站,能創設更加高效的信息技術課堂。

參考文獻:

[1]黃娟,李克東.開發專題學習網站及進行相關研究性學習的思路及方法[J].中國電化教育,2003(5).

[2]楊滿福.專題學習網站的內涵與應用[J].電化教育研究,2004(9).

[3]何克抗,林君芬,張文蘭.教學系統設計[M] .北京:高等教育出版社,2006.

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