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人工智能教育課程范文1
關鍵詞:人工智能;案例式教學;興趣引導教學法;問題驅動教學法
中圖分類號: TP309 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)03-0599-02
人工智能是一門研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的綜合性技術學科[1],是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、語言學等多種學科互相滲透、迅速發展且與人類生活密切相關的綜合性新學科,其核心研究領域包括模式識別、自然語言處理、機器學習、數據挖掘、人工神經網絡和專家系統等等[2]。
語言信息處理是語言學與計算機科學交叉形成的一門新型學科,其課程體系以語言學、計算機應用、應用數學和認知科學為主干,研究內容是自然語言的自動化信息處理技術,是人類語言活動中信息成分的發現、提取、存儲、加工與傳輸[3]。目前該方向的主要應用領域包括機器翻譯、文獻檢索、信息提取、自然語言的人機接口等。由此可見,為語言信息處理專業開設人工智能課程是必須的。該文針對“人工智能”課程自身特點和語言信息處理專業研究生培養目標,并結合筆者多年來的教學經驗,分別從課程內容設定、教材選擇、教學方法、考核方式等多個方面對該課程的教學改革進行了探索與研究。
1 以“精”“典”為基本要求的教學內容選擇
“人工智能”課程的突出特點研究內容涉及面廣而學時數較短(大部分高校的研究生專業安排的課程的時數在36到48學時之間)。因而授課時不能追求內容“大而全”,必須“精”,選擇重點、核心基礎知識進行學習,選擇與專業方向最相關的“典”型應用領域進行重點詳細介紹,使學生在有限的時間內學到最有用的知識?!叭斯ぶ悄堋闭n程教學內容總體可以分為三大部分。
第一部分是基礎理論知識,學習人工智能中知識的表示方式(謂詞邏輯表示法、產生式知識表示法、框架表示法、語義網絡表示法等)。語言信息處理專業學生本科專業背景不同(有文科,有理工科),所以該部分教學內容難點在于教學進度和難易程度的均衡。本部分內容可安排8~10學時。
第二部分是搜索與推理,對使用特定知識表示方式表達的知識和問題進行推導或搜索,得出相應結論或搜索結果。本部分安排10~12學時,重點在于啟發式搜索。
第三部分是人工智能中的典型應用領域。對于該部分內容的選擇要以學生專業為中心進行,選擇與學生專業相關性較大的領域進行教學,以期能夠有助于學生了解并掌握學術的主流發展趨勢,從而能夠更好地培養自身的科學素養和創新能力。本部分主要學習機器翻譯、機器學習、自然語言處理、數據挖掘、多Agent系統等。本部分安排18~36學時。
2 選擇“最合適”的教材
教材是教師教和學生學的主要憑借,教材的好壞在很大程度上決定了教師能否成功“教”與學生能否順利“學”。教材的選擇要以教學對象的特點和教學目標為依據,選擇最合適的教材。在廣泛研讀目前比較熱門的人工智能教材的基礎上,結合教學目標和教學對象的特點,選則清華大學出版社出版﹑蔡自興和徐光祐編著的《人工智能及其應用》(第4版)[1]作為教材。該教材總體也可以分為三部分:第一部分論述了人工智能的三大技術, 即知識表示;第二部分論述推理及搜索; 第三部分論述人工智能的主要應用領域,包括專家系統、機器學習、自動規劃、分布式人工智能和自然語言理解等。與第三版本科生用書相比,增加了如本體論和非經典推理、決策樹學習和增強學習、詞法分析和語料庫語言學等(非常適合筆者的教學對象)。
3 創新型人工智能課程教學方法
“人工智能”課程涉及的知識面廣,既包括基礎理論,也包括具體應用,即有抽象復雜的計算,也有繁雜的系統實現,為此,如何激發學生的學習興趣并保持學生的學習興趣是本課程教學的關鍵。此外,因為是研究生教學,所以更突出學生的主體地位,注重培養學生的學習興趣、自主學習的意識和能力。為此,筆者主要采用了以下幾種教學方法。
3.1 興趣引導教學法
常言“興趣是最好的老師”,如何培養學生對本門課程的學習興趣,激發學生對本門課程的求知欲,是一門課程首要任務。
為了提高學生的學習興趣,筆者在第一節課讓學生觀看美國科幻電影“機器人”的相關片斷,通過機器人安德魯非凡的創造能力、情感表達能力和自學習能力讓學生更好地了解人工智能的目標、意義,激發學生探索人工智能的興趣;在學習“博弈策略”及“極大極小分析法”時,筆者通過讓學生來參與“一字棋”對決游戲說明博弈樹的層次結構原理,通過“人機對弈”說明“α-β剪枝技術”引入的必要性;通過“啤酒與尿布”的故事說明數據挖掘技術在現實生活中的應用,讓學生認識到人工智能并不是虛無抽象的學科,而與人們的生活息息相關,激發起學生用人工智能相關技術解決現實問題的興趣。
3.2 問題驅動教學法
在講授基礎理論時,如“不確定性推理”、“數據挖掘”等這一類型內容抽象、算法復雜的知識時,采用了問題驅動式的教學方法。
教師首先提出與內容相關的若干問題,并為學生相關的資料或向學生提供找到問題的一些線索,讓學生帶著問題去思考、分析和討論等方式來查找答案,主動獲取知識,應用知識,教師在必須的時候還需給予一定的引導和幫助。如在講授產生式知識表示法時,以“動物識別系統”問題原型,給出學生系統模型,讓學生編寫一個能夠用來進行動物識別的應用程序。
此教學法很好地培養學生解決問題的能力,形成研究的態度,提高認知能力。
3.3 實踐教學法
“實踐是檢驗真理的唯一標準”。人工智能課程中,能夠動手實踐的知識一定要讓實踐。
在講“專家系統”的構造步驟時,用“營養專家系統”為案例進行介紹,將該專家系統分解為一個個小的具體任務(如知識庫構建、規則庫的構建、界面設計等),并分配給不同的學生,學生按照專家系統的一般構造步驟去完成相應的任務,最終完成一個完善的系統,從而達到掌握專家系統構建的教學目標。
實踐教學法可以提高學生分析、解決問題的能力和動手能力,并可以進一步加深對理論知識的理解。
3.4 案例教學法
案例教學法是將案例討論的方法運用到課堂教學活動中去,教師根據課堂教學目標和教學內容的需要,通過設置一個具體的案例,引導學生參與分析、討論、表達等活動,讓學生在具體問題情境中積極思考、主動探索,以提高教與學的質量和效果,培養學生認識問題、分析問題和解決問題等綜合能力的一種教學方法[4]。案例教學法中教師扮演設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與典型案例的討論,重點掌握教學進程,引導學生思考,組織討論研究,進行總結、歸納,同時教師也參與到學生共同研討。不但可以發現自己的不足,也可以從學生那里可以了解到大量感性資料。該教學法有利于調動學生學習主動性,通過生動具體的案例介紹可以促進學生對知識的理解和實際應用。
人工智能授課中,對于產生式系統和自然語言理解系統的有關概念及系統構成技術,采用了案例教學法。
在介紹產生式系統時,我們以動物識別系統為案例進行介紹。案例教學通??梢苑譃?個步驟,即案例引入、案例分析和案例總結。案例引入過程介紹產生式的語法和語義、產生式系統的組成及工作原理后,通過屏幕演示動物識別系統的運行過程使得學生能夠獲得老虎、金錢豹、斑馬、長頸鹿、鴕鳥、企鵝、信天翁七種動物的一些特征;案例分析階段通過向學生展示使用Prolog編寫的動物識別系統源程序,詳細介紹設計思想以及實現過程。該過程是案例教學的關鍵,教師引導學生進行案例分析,之后由學生進行補充,師生共同討論力求系統得以更完善;案例總結階段由老師對學生的討論情況進行總結,在總結討論情況的基礎上提出一些問題(例如如何進一步提高系統的效率?)。
在介紹自然語言理解系統時,以自然語言情報檢索系統LUNAR[5]為例進行介紹。從LUNAR系統的詞法分析、語義解釋和問題回答三個階段進行詳細分析。經過案例引入、案例分析和案例總結三個階段,使得學生對LUNAR系統的設計步驟、關鍵技術及設計思路有深入的了解。之后,要求學生寫出案例分析書面過程,并完成課后作業“指揮機器人的自然語言理解系統SHRDLU”。
4 課程考核方式的改革
研究生教育以培養學生的能力和素質為主要目標。人工智能課程的考核方式也以此為目標,采用以考察理解應用為目的的論述題,或結課論文形式進行,同時注重平時考核。平時考核以學生查資料的能力、閱讀相關文獻即完成課后作業的情況為考核對象。
5 結束語
為了提高人工智能課的教學質量,根據課程及教學對象的特點,結合教學過程實際問題,采用了合適的教材,安排了合適的學時,在教學過程中綜合各種教學方法的優點,并采用了適當的考核方式。教學結果表明,通過這些嘗試,提高學生學習的興趣和積極性,取得較好的教學效果,學生能夠有意識地使用人工智能中的相關知識、思想來進行學術研究。
參考文獻:
[1] 蔡自興,徐光祐.人工智能及其應用——研究生用書[M]. 第3 版. 北京:清華大學出版社,2004.
[2] 廉師友.人工智能技術導論[M].西安:電子科技大學出版社, 2002.
人工智能教育課程范文2
【關鍵詞】機器人教育;信息技術;課程改革
【中圖分類號】G633.67 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-6009(2015)22-0068-01
【作者簡介】趙春聲,江蘇省鎮江市教育局教研室(江蘇鎮江,212000)教研員。
隨著科學技術日新月異的發展,人類社會正進入以機器人為代表的智能化時代,機器人教育越來越受到人們的關注。在一些發達國家,機器人教育已經在中小學得到了普及,在我國基礎教育階段,機器人教育才剛剛起步。因此,在信息技術課程中開展機器人教育成為信息技術課程改革發展的一個趨勢。江蘇省句容高級中學的機器人創新教育課程基地在這個方面做出了積極的可貴的探索。
首先,機器人教育可以成為學習程序設計的基石?;A教育用到的機器人的編程軟件功能簡單,大都具有圖形化、模塊化的特點,它能夠通過靠鼠標的拖拽實現編程,不像一般程序設計語言那樣要記很多語句。同時,所有編寫出來的程序都能執行,程序中出現錯誤能夠在編寫中指出,不會出現運行中出錯的情況。虛擬機器人通過軟件平臺對所編寫的程序進行仿真,實體機器人通過硬件的實際行動來執行人們編寫的程序,使初學編程的人不再覺得編寫程序是抽象的、沒有具體運用價值的一件事,而是實實在在地看到自己所編寫的程序的功能與作用。
其次,機器人教育可以作為人工智能的學習平臺。機器人是人工智能研究與應用的一個具體領域。隨著微電子和人工智能技術的發展,目前的機器人大都配有相關的智能部件。在高中階段開展對機器人的探索和研究,通過對看得見、摸得著的人工智能實際應用的問題展開教學,能夠使學生受到有關人工智能科學的啟蒙教育,既能促進學生的個性發展,又能促使學生未來產生對信息技術的追求。
再次,機器人教育是培養學生實踐能力與創新精神的載體。當今全球基礎教育改革的趨勢就是,以知識為核心的教育逐步轉變為以能力為核心的教育,知識成為學習的載體而不是目標,機器人教育正是體現這一教育思想的最佳方式之一。
人工智能教育課程范文3
關鍵詞: 中學新課標 師范計算機本科教育 課程改革
隨著中學信息技術教育的不斷深入改革,無論是教學內容還是教學方法都已經發生了很大的變化。從教學內容上來看,信息技術新課程的教學模塊主要由信息技術基礎、算法與程序設計、多媒體技術應用、網絡技術應用、數據管理技術和人工智能初步等六個模塊組成。其中除了信息技術基礎模塊是必修外,其它均為選修模塊。從教學方法上來看,采用了更加靈活多樣的教學模式以改革傳統的教學方式。這些變化和改革對高等學校計算機專業師范類的課程教學和學生的培養方式均產生了重大影響。
如何去調整高校計算機師范類專業的課程設置、教學計劃以適應中學信息技術課程的改革和發展要求,如何去培養計算機師范類專業學生的信息技術的技能、改變他們的知識結構以勝任他們今后的教學工作要求,如何加強師范專業的課程建設以適應新課程的要求,如何改革計算機師范類專業的實踐模式以使我們的師范生能在畢業后立足三尺講臺,我們從幾個方面對這些問題做了研究,本文是研究成果的總結。
一、目前高等學校計算機師范類專業課程設置的現狀和存在的主要問題
目前,大部分高校師范類計算機專業的課程設置都是按照以下模式來設置:參照計算機工科專業的設置,安排各種計算機專業課程,再加上教育學、心理學,以及教法課和師范技能課程。這種課程設置雖然基本上涵蓋了中學新課程體系下的教學內容,但是本科教學中的內容較深,對中學教育的指導缺乏針對性。同時,一個不爭的事實是因為信息學不作為升學的考試課程,所以信息學在中學和語數外理化等課程相比,處于次要的位置。而教學質量比較好的中學基本上都希望中學生在信息學奧賽上有較高的建樹,或者希望信息學教師在教授課程的同時,能夠管理所在學校的機房,維護所在學校的網站。計算機師范類本科教學的教學課程中,對各科的知識教育時間和花費的精力用力比較平均,沒有特別的培訓學生這幾個用人單位實際需要的能力。
針對以上現狀,我們在綿陽師范學院師范類計算機本科專業的學生中課程做了如下改革,同時在04級本科班中做了試點。
二、新課標下計算機本科教育課程改革的具體內容
1.中學新課程“網絡技術應用”模塊與計算機師范類專業相關課程的改革
在基本保留原來課程的情況下,加大網絡編程,局域網組裝與維護的教學力度。以中學校園網組建為案例,設計網絡設備組裝課程設計,具體安排以下教學內容:
(1)主干網及交換設備;
(2)校園網服務器;
(3)網絡綜合布線系統;
(4)網絡操作系統的選擇;
(5)網絡軟件;
(6)網絡的配套設施;
(7)以為工具,具體設計網站。
2.中學新課程“多媒體技術應用”模塊與計算機師范類專業相關課程的改革
在教學案例中,以中學的數理化知識點為素材,教會學生設計出中學課程中的多媒體課件,讓本科學生具備調動中學生興趣的能力。
3.中學新課程“算法與程序設計”模塊與計算機師范類專業相關課程的改革
在教授本科生“算法與程序設計”的過程中,將課程內容作如下改革,以配合信息學奧賽比賽內容的要求。重點講授算法的復雜性、基本算法(數論算法、高精度算法,最短路徑、背包問題)、常用算法(遞歸、排序、查找、收索)、常用策略(篩選策略、歸納策略、分治策略、最優策略、窮舉策略、回溯策略)。在講授這些知識點的同時,選取往年的信息學奧賽試題給學生系統分析,以培養學生在此領域的能力,以便今后工作的時候能夠輔導中學生。在實驗課大綱設置的時候,盡量將以往的信息奧賽試題讓學生編程序實現,以加深印象。
4.中學新課程“信息技術基礎”模塊與計算機師范類專業相關課程改革
課程內容設置安排如下:1.信息及信息技術基礎知識,2.計算機網絡與多媒體技術,3.中文版Windows XP操作系統的基本操作,4.中文版Word 2000文字處理軟件,5.中文版Excel 2000電子表格軟件,6.中文版PowerPoint 2000演示文稿制作軟件,7.因特網的基本應用,8.中文版FrontPage 2000網頁制作軟件。在這些內容中對幾個工具軟件做詳細介紹,并需要做出案例。
5.中學新課程“人工智能初步”模塊與計算機師范類專業相關課程改革
課程設置以應用人工智能技術解決問題為主線,按照“知識表達與人工智能語言推理與專家系統問題求解”這一線索呈現學習內容。
三、教學改革方案在綿陽師范學院計2004級學生中運行情況:
對綿陽師范學院2004級計算機科學與技術(師范)80名本科學生進行了教學課程改革的試點,并對學生進行了調研,收集了學生的反饋意見。
從學生的反饋意見來看,學生對課程改革80%以上持肯定意見,提出的改進意見主要集中在教學方法的改進上。
2004級的學生于2008年7月畢業,我們對學生就業之后的情況進行了跟蹤調查,80名畢業生有50名進入了各地的中學擔任了教師工作,我們對這部分學生的表現情況向用人單位做了調查。
從用人單位反饋的意見可以看出,教學改革取得的成果得到了用人單位的認可。
人工智能教育課程范文4
[關鍵詞]智能機器人 師范院校 教師教育 師范模式
一、引言
20世紀90年代以來,隨著科技的進步,人工智能技術的發展,智能機器人在全世界范圍內掀起了一股熱潮。隨著機器人技術理念的逐步完善和相關設備更新,人們也將越來越重視智能機器人的教學和競賽活動。正是因為看到了這一點,我國的高等教育以及中小學教育在這方面也都投入了巨大的熱情和精力,智能機器人教育在學校教育中的地位也越來越重要。筆者通過文獻檢索發現,智能機器人教育在國內外已不是少數學校的事。
1.國內外高校智能機器人教育開展現狀
無論國內還是國外,在高校開設智能機器人教育課程的現象已經非常普遍。但主要是一些綜合性大學。比如日本是世界上機器人教育和機器人文化普及最高的國家之一,在日本不僅每所大學具有高水平的機器人研究和教學內容,且每年舉行多種不同檔次的機器人設計和制作大賽,通過大賽培養了大批機器人技術研究和應用人才,使日本的機器人技術走到了世界前列。其他再比如一些歐美國家,亞太地區等都有該類項目的開設。
在國內,據不完全統計也有為數相當的高校有開設這項課程。其中有包括清華大學、北京大學、北京理工大學、西安理工大學等綜合型大學,也有北京師范大學、浙江師范大學等師范類大學,其他還有一些職業技術學院等等??梢哉f我們的教育界還是注意到了這門新興的學科,也在這塊領域投入了相當的支持和關注。
2.國內外中小學智能機器人教育開展現狀
國外青少年熱中于機器人基于他們的歷史文化環境:一是高新科技(尤其是IT的超速發展);二是漫畫、電影、電視、體育競賽、電子游戲以及互聯網的影響。也正是由于這些文化因素的影響,智能機器人教育在國外開展地如火如荼,發展也比較迅速。目前,各國都有舉辦不同級別、科目、門類的比賽:比如日本的ROBO―ONE比賽至今已經舉辦了7屆,還有“青少年機器人大賽”等,其主要參賽者都是年輕人。與此同時韓國的青少年也在掀起一股機器人熱潮,韓國政府和企業也正在投入大量資金開發機器人產業,并使之商品化。而在美、德、法等國家,機器人產業也正在受到重視,一般采取“官產學”形式。“官”即政府的支持和調節,“產”即產業界的自我分類的研究和開發,“學”即學校專門設置的課程,進行學校教育。在如此龐大的體系下,機器人產業在國外已占非常重要的地位,尤其在當今的信息技術時代。
我國的智能機器人教育現狀又如何呢?據不完全統計,在2005年全國已有2.5萬余所中小學、320余萬學生參與到智能機器人教育當中來。隨著這幾年經濟的快速發展,目前我國中小學參與到機器人教育這個項目當中的人遠遠超過了上述數據,而且還在不斷上升。特別是沿海發達地區,比如上海、廣東、浙江、江蘇等地區。目前的主要開設形式是校本課程或者興趣小組等,參與的學生也大多是出于個人興趣愛好。
3.中小學智能機器人教育的師資現狀
由于智能技術是信息技術的核心領域,智能機器人也成為了培養學生動手能力、創新能力、協作能力和邏輯思維能力,提高學生綜合素質,開拓智力的平臺;同時,也是進行程序設計形象化、成果化教育的平臺。
目前就已開展智能機器人教育的學校來看,其主要的指導老師就是信息技術老師。智能機器人教育主要多個學科的知識,由于沒有專門的機器人教育專業,使得我國基礎教育領域機器人方面的師資處于接近真空狀態??梢钥吹街行W信息技術教育在師資方面還存在著諸多欠缺的地方。而計算機科學與技術、教育技術這兩類專業在培養目標和培養模式上都帶有局限性。比如計算機科學與技術專業,他們培養的人才往往有雙重性:一是培養具有教書育人的良好素質,能勝任中小學計算機教育的教師;二是可從事計算機行業的相關人才。而教育技術專業雖然把培養目標調整為“具有良好的信息素質,勝任中小學信息技術課程的教學工作”,但是,目前多數教育技術專業、計算機科學與技術專業的培養模式培養大批“勝任”智能機器人教育課程的教師顯然不切實際。
4.關于師范院校開展智能機器人教育的情況
在我們國家而言,智能機器人還屬于比較新興的項目,作為科研重要基地的大學起步也較晚,大家的水平差距相對較小。如果師范院?,F在開設該項目,以時機來看,比較恰當。正因為大家處于同一起點,相互之間的差距不是很大,更加有競爭。師范類院校作為為社會培養人才的基地,更應該看到這一事實。目前師范類院校較綜合大學來實力上看處于劣勢狀態,但師范院校由于和基礎教育結合緊密,在發展機器人教育方面事實上具有先天優勢。為提高師范類院校的競爭地位,增強培養人才的實際能力,創造出師范特色的新的人才培養模式,都值得我們思考并加以實施。
二、師范院校開展智能機器人教育的價值
1.師范類院校提高本身競爭力的需要
在師范類院校開設智能機器人教育正是順應了師范教育改革的潮流。不僅可以為基礎教育提供更好的師資力量,也為師范類院校在人才培養模式上帶來了新的思考。拓寬了師范生的就業渠道,增強了社會競爭力。
2.中小學智能機器人教育的需要
智能機器人教育引入中小學,不僅有利于信息技術的發展;有利于我們探索教育改革和人才培養的新途徑、新方法;有利于高素質人才的培養;同時,也將推動我國智能機器人知識和技術的普及;促進我國智能機器人事業的發展和專業人才的培養;促使新興的智能機器人產業的形成。因此智能機器人進入中小學已成為一種必然趨勢。我們可以通過智能機器人教育這個平臺挖掘學生的創造潛能培養造就創新人才。不久的將來,智能機器人教學必將進入我們的周圍,越來越多的人員便會參與到其中。如果師范類院校開設智能機器人教學,那么等到這些人員從事到中小學教育以后,他們發揮出來的作用將不可限量。
3.培養學生的諸多能力需要
智能機器人技術是世界強國重點發展的高技術,也是世界公認的打開21世紀大門的鑰匙。智能機器人融合了機械、電子、人工智能等技術。如果把它引入教育,不僅有利于信息技術教育的發展;有利于我們探索人才改革和人才培養的新途徑、新方法;有利于高素質人才的培養;同時將推動我國智能機器人知識和技術的普及;促進我國智能機器人事業的發展和專業人才的培養;促進新興產業的形成。實踐證明它不僅可以激發學生的想象力,培養學生的設計能力、創造能力、動手能力和跨專業的綜合應用能力而且還培養了學生的協作精神。把智能機器人引入師范教育,不僅培養了學生的諸多能力,同時又為師范類院校學生在就業競爭中提供了一項優勢,何樂不為?
4.師范性和專業性結合,培養更全面人才的需要
師范教育的根本目的不在于培養文學家、科學家,而是培養能培育文學家、科學家的教育家。在師范類院校開設智能機器人課程便是培養模式上的一種嘗試和創新。由于師范類院校其本身的特殊性,它主要為基礎教育培養師資力量,側重點在于培養教師而不是培養研究性人才。師范類院校要培養智能機器人教育的人才,勢必要調整培養目標和培養模式,把專業性和師范性更好到結合在一起,只有這樣才能優化人才,增加競爭力。師范類院校要看到自己的缺點的同時也注意發揮自己的優勢。目前中小學存在的問題就是專業教師的缺乏。為中小學智能機器人教育提供更優的師資,也為師范類院校學生提供更多的就業機會而言,在師范類院校開設智能機器人教育也就非常必要而且也很有利。
三、要研究智能機器人教育發展的師范模式
1.要總結開設智能機器人教育的做法和經驗
湖州師范學院于2004年開始智能機器人教育,目前擁有機器人儀器80臺,實驗室兩個。主要以學科競賽、興趣小組形式開展設,目前正在課程開設試驗。舉辦過六次機器人院級比賽,五次機器人校級比賽,舉辦過兩期暑期培訓,并代表學校參加過7次全國性的比賽,參與到這項教育活動的學生數大約有600人,獲得了全國一等獎多項,引起社會、其它學校的關注。
作為師范院校,開展智能機器人教育的主要目的是為突出專業特色,增強社會競爭力。雖然我們開展的時間并不是很長,但無論是自己舉辦活動還是參加大規模的比賽,我們的師生都認真努力,收獲頗多。在教學實踐和理論方面都有了很大的提高,積累了一定的經驗。
從筆者的走訪來看,無論是參與到其中的教師還是學生,都得到了一定的鍛煉。一些同學甚至還受到了一些中小學的邀請,去擔任他們的興趣小組指導教練,參加省級比賽,也取得了不錯的成績。智能機器人教育開闊了學生的視野,培養了學生的能力,同時打造了學校品牌,為學生就業提供了多一條的途徑。
但同時在教育對象、課程設置、實驗室管理等方面也都還存在著一定的問題。比如智能機器人是融合了多種技術的綜合性課程,開設培訓課程以前,需要學生有一定理論基礎。所以需要開設一定的前序課程。由于受到實驗室、師資等問題的限制,目前我們學院開設的項目還比較少,學生參與面還不夠寬等等。
2.要明確培養目標,更好地開展機器人教育,形成師范模式
就師范類院校開展智能機器人教育而言,筆者認為我們要按師范專業的特點開展一系列智能機器人教育課程、活動,形成一種師范模式,更好地普及機器人教育,為基礎教育培養優秀人才。
(1)在師范專業開設一些信息技術課,培養學生信息素養
當今時代,對學生的信息技術素養要求越來越高。根據我院實際經驗,學生在參與到機器人活動中時需要一定的信息技術基礎,比如C語言編程,而我們師范生缺少的就是這方面的知識。如果師范院校在這方面能開設一些系列課程,使學生的理論知識水平有所積累,對于我們開展機器人教育必將有極大的幫助。我們在從小學教育專業、教育技術專業本科生中開展智能機器人教育,就十分重視學生信息技術課程知識的補充,因此師范生在智能機器人教育的一系列活動、選修課程中理解能力、動手能力就迅速提升。
(2)建立配套完備的機器人教育實驗室
智能機器人是技術的前沿之一,集成了數學、物理、化學、生物、機械、電子、材料、能源、計算機硬件、軟件等眾多領域的科學和技術知識,沒有一種技術平臺比智能機器人更綜合。所以為了使現在的師范生能夠更適應未來信息時代的要求,在教學實驗環節中及時地增加教學實驗內容是非常有必要和可行的。況且,機器人教學需要有實際的場地設備等要求,機器人教育實驗室的創辦非常需要。加強機器人教育實驗室建設,重點在對學生進行機器人教育指導能力的訓練,同時要注意實驗室的專業完備程度,規范管理等,并提高機器人實驗室的軟件建設、社會服務能力。
(3)成立大學生機器人教育協會,組織機器人學科競賽
機器人比賽是一項很好的科技創新活動,不僅易于激發興趣,而且還可以培養學生的多種能力。學生們在研討爭論中,逐漸提高了語言表達能力;在策略方案分析中,鍛煉了思考、分析問題和解決的能力;在具體設計和安裝調試中,綜合運用各門課程知識,提高了工程設計和工程實施的安裝能力。我們目前建立大學生機器人教育協會,吸引學生參加這方面的活動,學習機器人原理,掌握機器人制作、編程、操作技能,活動形式主要是開展機器人學科競賽。這樣既可以檢驗我們學生學到的實際的知識以及獲得的能力,也能贏得更多的榮譽,得到學校領導的重視,擴大師范院校在機器人競賽的影響,更重要的是從親身實踐中學會和發展智能機器人教育活動的組織能力。
人工智能教育課程范文5
(一)現代科技的飛速發展的需要
隨著現代科技的不斷深入發展,多媒體技術已滲透到經濟發展和社會生活的各個方面,人們的生產方式、生活方式以及學習方式正在發生深刻的變化。知識、技術頻繁更新,迫使人們必須不斷地學習新知識、新技術,否則就會被淘汰。每個人已不再可能將其一生劃分為教育學習階段和實際工作階段,而是根據需要隨時接受繼續教育。因而,全民教育、個性化教育和終身教育已成為新時代教育發展的剛性需求。但是受現實生活的各種限制,不可能人人都辭職去繼續受教育,或請假去深造,另外,有些行業人群的文字理解能力不足以支撐他完成繼續教育課程。而多媒體技術通過視覺、聽覺、觸覺等多感官刺激,來滿足各種不同層次人群的學習需求。
(二)教育改革的需要
如今,在“互聯網+教育”推動下,變為“一張網、一個移動終端,幾百萬學生”的教育模式。多媒體技術,憑借大數據、云計算、移動互聯等技術優勢,加上“免費使用”的互聯網思維,在新的人機交互模式、人工智能等方面徹底顛覆了傳統的繼續教育模式。幕課、易班等網絡多媒體教育模式已經引起廣泛關注,并得到很多教育界的贊許。在“慕課”“易班”的世界里,有全球頂尖的學校、知名的老師、最好的課程。學習人數無上限、時間無限制、地點無要求,可牽引全球范圍百萬量級的學習者。據不完全統計,中國的優質高校已經開始紛紛進軍慕課:2013年5月,清華、北大加盟edX;同年7月,上海交大、復旦宣布加盟Coursera。目前,上海高校課程中心收納了30所高校的30多門“慕課”課程;上海交大“好大學在線”也提供了30多門優質課程;清華“學堂在線”已有60多門課程,超過70萬學生受益。除此之外,深圳大學UOOC聯盟、東西部聯盟高校等也陸續推進“慕課”研發。
二、多媒體技術在繼續教育中的優勢
(一)直觀形象,生動有效
多媒體提供文本、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等多種信息,多媒體技術同繼續教育相結合,給學習者多種感官刺激,對學習者提高注意力、形成記憶、進行思考等方面都能產生很好的效果。多媒體課件中的視頻信息,能給學習者以“榜樣”作用,從而激發學習興趣,在向“榜樣”看齊的心理驅動下,高效完成學習任務。
(二)形式多樣,資源網絡化
我們可以假設以下幾種可能:第一種,教師的課程在網絡論壇開辟版塊,通過資源共享、問題討論、提交研究成果等方式授課。網絡多媒體課程大都有較好的交互環境,可以有針對性地學習,對學習的時間、空間也沒有太大限制。網絡多媒體具有強大的交流功能,教師可以與學生研討交流或者為其答疑解惑。相信很多人都能從中獲益。第二種,借用微信平臺,搭配手機終端,開發微課程。如今,智能手機的多媒體功能很強大,可以看文字、聽音樂、看視頻,因而社會上產生很多“低頭族”!如果我們充分利用這些“低頭族”的碎片化時間,讓他們間歇性學習,這個主意是不是也不錯?可以開發些微小的多媒體課程,可能只是10分鐘、5分鐘、甚至只是幾十秒的微視頻,將實驗過程或技術方法的幾個關鍵步驟拆分開來,按順序、分階段展示。第三種,開發“游戲”課程。借助游戲模式,第二種中提到的微課程開發成游戲“闖關”模式。整個課程視頻切割成若干個3至5分鐘的小視頻,由許多個小問題穿插其中,只有問題回答正確,才能繼續聽課,這樣做到時間安排有彈性、學習內容可選擇、學習過程有挑戰!相信會有很多學習者學習“上癮”的。
(三)方便評價,縮短課程建設周期
由于多媒體課程的互動性強,教師能較及時地收到學生的反饋信息,在此基礎上改進授課內容、方法,完善課程建設。在這種實時交互多媒體課程中學習,學員可以按照自己的意愿或需要學習,并在學習結束時對教學內容、時間、方式,甚至指導教師作出評價。這樣,學習者就參與到教學建設中了,就能變被動學習為主動整合;作為教師,可以很便捷地搜集到學生對教學效果的評價,角色轉變,并調整教學過程,探索知識形成過程的多種教學模式,以適應不同類型的教學需要,極大地縮短課程建設周期。此外,多媒體課程還能整合教師、學生、網絡、合作企業等多類資源,建立教學資源庫,并將教學資源庫進行推廣,開發社會服務能力。
三、多媒體技術應用過程中應避免的誤區
(一)課程內容簡單移植
很多教育工作者都不同程度地感受到繼續教育的網絡多媒體課程,有教學網卻缺乏教學信息,有形式卻缺乏有效設計?!岸嗝襟w技術+繼續教育”的意義并不等同于把最好的課程放在網絡上就好,而是應該通過多樣化、多結構的知識內容,豐富學習者的選擇。讓每個人都能通過教學實現自我提升的目的。多媒體技術與繼續教育課程結合后,應該制作高質量的視頻課程,課程制作應該像拍電影一樣,有制片、導演、后期制作等分工。為了激發學生的興趣,教師應當參與到制作團隊,認真設計、開發、管理學習資源,整合后以恰當的方式提供給學生。如講授《中國建筑史》,課程視頻中并不是老師們在傳統的課堂上向學生講解,而是隨著知識點的變化,學習者會跟著老師們來到天津的獨樂寺、北京的紫禁城、四合院、天壇等不同地方。知識與畫面融合,整個授課視頻像一部紀錄片,帶給學習者不一樣的學習體驗。
(二)教學軟件的開發和教師的培養滯后于硬件的添置
人工智能教育課程范文6
關鍵詞:中高職;課程內容;銜接
中圖分類號:G712.3 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 20-0000-02
The Effective Convergence of Computer Professional Courses
Li Man
(Shanghai Technical Institute of Electronics&Information,Shanghai201411,China)
Abstract:This article from the perspective of vocational curriculum,combined with computer science vocational curriculum content exists in the specific circumstances of a computer professional course of optimization,convergence issues and put forward some suggestions.
Keywords:Vocational;Curriculum;Convergence
一、前言
2010年年初,教育部提出中高職升學的指導意見,將有助于中高職對接的建立。教育界的專家學者從宏觀的角度,對中高職課程體系的銜接進行了積極的研究和實踐,摸索出了許多有益經驗。高職課程不該是本科學科式教育“公共課、專業基礎課、專業課”的簡單壓縮。那么,在計算機專業中,高職課程體系中有一部分重疊,兩者如何銜接?高職院校如何做好課程內容的銜接工作,減少不必要的重復?這一系列問題促使我們去探索課程體系的銜接問題。中職與高職區別主要在于:(1)培養目標不同:中職旨在培養實用性中級技術人才;高職以培養實用性與技術應用型人才為主。(2)高職的生源多樣性:普高生源專業基礎薄弱,但文化基礎扎實;中職生源文化基礎需要強化,在已有專業的基礎上提升專業知識。(3)管理脫節:中、高職相互獨立,彼此之間互不了解,互不交往,缺乏合作與交流。
二、現狀
通過對上海市職教集團計算機專委會下屬中專校相關計算機專業的課程體系進行調研,對本校計算機相關各專業的課程體系進行分析,對主要的計算機專業課程設置和教學內容在中、高職教學中的深度和廣度進行分析。這里以計算機網絡技術專業為例,比較中職與高職的課程設置。
表1:上海市中等職業技術學校計算機網絡技術專業學分制教學指導方案
表2:上海電子信息職業技術學院計算機網絡技術專業教學進程表
表1
課程
分類 課程名稱 學分 總學
時 各學期周數、學時分配
1 2 3 4 5 6
18 18 17 16 18 20
周 周 周 周 周 周
必修課 公共基礎課專 語文 6 108 3 3
數學 6 108 3 3
英語 6 108 3 3
信息技術基礎 6 108 6
職業生涯規劃(選) 2 36 2
德育 10 174 2 2 2 2 2
體育 15 261 3 3 3 3 3
業核心課 網頁設計與制作 6 108 6
局域網組建 6 102 6
計算機組裝與維護 4 68 4
網絡管理 6 96 6
數據庫管理 6 96 6
網絡工程施工 4 64 4
動態網頁技術應用 4 72 4
網站系統維護 6 108 6
網絡產品銷售與服務 4 72 4
綜合實訓 計算機安裝調試維修員(五級) 1 30 1周
計算機網絡技術人員(四級) 3 60 2周
崗位實習 34 600 20周
限定選修課 其他課程 30 543 8 8 9 3 3
任意選修課 二選一 1 語文 18 102 2 2 2
數學 102 2 2 2
英語 102 2 2 2
2 其他課程 18 306 6 6 6
其他課程 6 108 2 2 2
合 計 189 3336 30 30 30 30 30 30
表2
課程
分類 課程名稱 課程學分 各學期周數、學分分配
一 二 三 四 五 六
16 16 16 16 16 16
周 周 周 周 周 周
通識教育課程 理論 4 2 2 畢業(頂崗)實習
思想道德修養 3 3
數學應用(1) 4 4
實用英語(1~4) 12 4 4 2 2
體育(1~2) 4 2 2
計算機信息基礎 4 4
軍事理論 2 2
職業生涯規劃與職業指導 2 1 1
形勢與政策 1 0.25 0.25 0.25 0.25
心理健康教育 1 0.5 0.5
企業文化與職業素養(社會調查) 2 1 1
數學應用(2) 2 2
體育(3) 2 2
應用文寫作 2 2
職業教育課程 計算機系統配置 4 4
計算機網絡技術基礎 4 4
計算機網絡管理與應用 6 6
計算機網絡服務器管理與應用(考查) 6 6
網絡設備管理與應用 8 8
LINUX操作系統 4 4
數據庫管理與應用 6 6
網絡安全管理(考查) 4 4
網絡工程與綜合布線(考查) 2 2
C語言基礎 4 4
C#編程技術(考查) 6 6
網頁設計 4 4
職業拓展課程 平面圖像處理(PS)(考查) 4 4
AutoCAD應用(考查) 4 4
計算機專業英語(考查) 2 2
Java語言 3 3
新技術講座(考查) 1 1
校外專家講座(考查) 1 0.25 0.25 0.25 0.25
Flash應用 2 2
數據結構(考查) 3 3
綜合能力訓練 2 2
統計 學期學分數 29 24.5 25.5 24.75 12.25 24
畢業學分 140
僅就中職的專業核心課與高職的職業教育課程做簡單對比,可以看到兩者有4-5門課程或課程內容上有所覆蓋,一方面這是對教育資源的浪費,另一方面,如果能夠合理建立中高職的銜接,可以利用在校的有效時間提升一部分有專業基礎學生的專業技能。
三、經驗
國外課程銜接的經驗:
德國職業教育課程開發主要是“雙元制”課程模式,融合了職業性方案的規范性與模塊式課程靈活性的特點。所有課程分為基礎培訓、專業培訓和專長培訓三個層次,且呈階梯式上升。專業課程由專業理論、專業制圖、專業計算構成。課程的特點是面向一個職業群,以寬厚的基礎、寬廣的知識技能適應市場經濟競爭的需要。
法國規定高職院校不設入學考試,凡是有普通高中、技術高中、職業高中等畢業會考文憑的均享有接受上高職院校的入學資格。其對于中高職課程銜接的做法是,將中職按行業、職業分為17類,每一類都有統一的課程設置標準,高職各專業分別對口其中某一類,以該類的課程標準為基礎設計高職課程,從而實現中高職課程設置上的銜接。
美國實行的是將中等職業教育與高中后技術準備教育緊密連接在一起的教育體制,兵統一制定出中高職相銜接的教學大綱,采用以應用為導向的綜合課程的中高職銜接模式。
四、課程銜接的建議
目前,高職課程的設置是以“職業能力為核心,崗位需求為驅動”,在教學中提倡項目化,推行校企合作,力求讓學生的在校學習與畢業后的工作更好地接軌。
與眾多中職院校教師交流后,大家一致認為推行中高職的銜接勢在必行,升學對于提高學生的專業技能有益,同時對于中職的招生也是一種促進。以下是對于課程銜接的幾點建議:(1)從校實際出發,制定兩套分別適合高中生源和中職校生源的課程計劃,進行分別教學,減少或者避免課程重復或脫節。此舉為了讓不同生源的學生達到平衡,例如,普通高中生源應減少文化基礎課程,增加專業基礎課程;中職生源減少專業基礎課程,增加文化基礎課程,以此來彌補各自的不足。(2)可以考慮學分互認,學時承認制度,對于中職生源學生,其中職階段的學分可以按比例轉換到高職階段教育中。(3)如果沒有專門為兩種生源分別設置的課程計劃的話,可以考慮參照德國的“雙元制”課程模式,以模塊形式設置統一的課程計劃,這樣學生在選課的時候余地大一些,主張“寬基礎,寬技能”。
參考文獻:
[1]高原,曹曄等.中,高職課程如何有效銜接[J].職教通訊,2002,8:18-19