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人工智能教育學習范文1
關鍵詞:人工智能;電氣信息類;教學應用
教師在電氣信息類專業教育教學中在運用人工智能技術進行教學時,要對人工智能技術的含義和特點進行深入的分析和研究,并且還要了解電氣信息類專業的育人目標和教學要求,將人工智能和電氣信息類專業教學進行有機的融合,為學生打造全新的教學課堂,從而使學生的專業素質和學習能力能夠在人工智能的運用下得到有效的提高,為學生后續的發展提供更多的可能性。
一、人工智能時代的概述
人工智能(ArtificialIntelligence,縮寫為AI)亦稱智械、機器智能,指由人制造出來的機器所表現出來的智能。通常人工智能是指通過普通計算機程序來呈現人類智能的技術。該詞也指出研究這樣的智能系統是否能夠實現,以及如何實現。人工智能于一般教材中的定義領域是“智能主體(intelligentagent)的研究與設計”,智能主體指一個可以觀察周遭環境并作出行動以達致目標的系統。約翰麥卡錫于1955年的定義是“制造智能機器的科學與工程”。安德里亞斯卡普蘭(AndreasKaplan)和邁克爾海恩萊因(MichaelHaenlein)將人工智能定義為“系統正確解釋外部數據,從這些數據中學習,并利用這些知識通過靈活適應實現特定目標和任務的能力”。人工智能的研究是高度技術性和專業的,各分支領域都是深入且各不相通的,因而涉及范圍極廣。人工智能是研究使用計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學習、推理、思考、規劃等)的學科,主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機,使計算機能實現更高層次的應用。人工智能是十分廣泛的科學,它由不同的領域組成,它是哲學、認知科學、數學、神經生理學、心理學、計算機科學、信息論、控制論、不定性論、仿生學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科。在人工智能時代下進行電氣信息類專業教育改革的過程中,需要對人工智能時代的含義和發展背景進行深入的分析和研究,這樣才可以給電氣信息類專業教育改革指明一個正確的方向,保證后續工作的科學性和有效性。在2016年的世界經濟報告中,人工智能被預測為第4次工業革命的主要技術代表,人工智能的發展將從宏觀到微觀的各個角度進行相互的滲透以及融合,從而符合各個領域對于智能化技術的新要求和新需求。在人工智能技術發展的過程中,產生了大量的新技術和新產品,也形成了新的產業核心的發展模式[1]。我國經濟結構在人工智能時代下發生了重大的變革,由于人工智能技術獨特的技術形式和技術模式,深刻地改變著人們的生活方式和生活模式。在一定程度上不僅可以推動我國社會生產力的提高,還有助于推動科學技術水平逐漸朝著智能化和數字化的方向而發展,從中可以看出人工智能技術的發展是時展的必然趨勢,并且發展前景是比較廣闊的。人工智能技術主要是指將多個學科技術進行有效的整合,其中涵蓋了計算機學科、語言學科和心理學科,智能化特征是比較明顯的。在實際應用的過程中,由于融合了各種尖端的技術,能夠將技術能力和技術思維進行有機的結合,模仿人的工作行為和思維,在當前時代下人工智能技術得到了蓬勃的發展,但是人工智能技術的發展也需要一定的時間和精力。首先,在實際用的過程中相關工作人員進行了機器人的研發,機器人可以在復雜的環境中對信息進行有效的替代和處理,模仿人類的思維進行日常的工作。在后續工作的過程中,相關工作人員進行了數據系統的開發,可以自動化和智能化的對計算機數據進行有效的處理以及分析,在較短時間內提取出有效的信息,完成整個工作流程[1]。隨著我國當前科學技術的不斷發展,一些工作人員紛紛加強了對人工智能技術的研發力度和開發力度,不僅可以提高計算機的使用效果,還可以及時的發現在計算機系統日常運行過程中所存在的故障。在當前時代下人工智能技術的使用范圍在不斷的擴展,并且人工智能技術的發展前景是非常廣闊的,在計算機網絡技術中發揮著獨特性的作用和決定性的重要影響的作用。
其次,隨著人工智能技術的不斷發展,人工智能技術和各行各業進行了相互的滲透以及融合。在當前電氣信息專業領域中人工智能技術得到了廣泛的應用,并在實際工作的過程中對原有的工作模式進行了有效的改進和創新。一些工作人員在實際工作的過程中構建了自動化的工作模式和工作平臺,將人工智能技術完美的融入電氣信息領域中,不僅為我國電氣信息領域指明了一個正確的方向,也在一定程度上提高了人工智能技術的水平。最后,人工智能技術的發展,在電氣信息領域中的影響是迅速擴大的,人工智能的使用會對電氣信息行業的各個環節產生深刻的影響,甚至是革命性的變化。人工智能的應用不僅僅停留于行業的技術層面,更加重要的是在人工智能時代下一些新的工作思維和發展理念。作為電氣信息類專業的工作人員在人工智能的時代下要提高自身的專業素質和專業水平,根據人工智能時代的特點以及發展方向,對原有的工作模式和工作理念進行深入的改革以及創新,并且還要掌握有關人工智能方面的新技能,從而使得電氣信息類專業影響力能夠得到有效的提高。但是從側面來看人工智能技術的發展對于電氣信息類專業2本刊特稿科學咨詢/教育科研2021年第24期(總第745期)來說是把雙刃劍,給實際工作帶來了新的挑戰,一些工作人員不得不提高自身的專業素養和專業素質,掌握更多的人工智能技術。在當前時代下這種影響和變革已經被普遍認可,因此使我國電氣信息類專業行業能夠得到良好的發展。高校要對電氣信息類專業教育進行適當的改革以及創新,根據當前人工智能時代的發展方向和對人才的要求,對學生的綜合素質和創新能力進行良好的培育,從而使學生能夠充分的發揮人工智能技術的優勢,提高電氣信息類專業的水平和質量,再一次加深人工智能和電氣信息行業的融合力度。相關負責教師要加強對這一問題的理解,對原有人才培養模式和課程教育重點進行適當的改革和創新,根據人工智能時代和電氣信息領域融合的背景,提高課堂教學的科學性和針對性,從而使學生在畢業之后能夠獲得良好的發展。
二、人工智能對電氣信息類專業人才需求的影響分析
人工智能主要是利用計算機對人腦功能進行模擬,具備一定程度的人類認知和分析問題的能力,人工智能是人類所制造的智能化技術,也是機器智能化發展的主要載體。在人工智能發展的過程中,由于是計算機科學領域的一個分支,所以在人工智能研究的過程中,涉及有關語言識別和圖像識別方面的功能。在當前時代下,人工智能所形成的熱點效應是比較廣闊的,人工智能技術的應用,使得各行各業朝著智能化的方向而發展,對于電氣信息類專業人才需求來說,也逐漸朝著智能化的方向而發展。電氣信息類的教學,主要是為了讓學生能夠在班級學習的過程中,將理論和實踐進行有機的結合,提高學生的實踐能力和操作能力,實踐性是比較強的。在電氣信息類專業發展的過程中各種新興的技術被應用其中,擴展了電氣信息類專業的發展實力,并且人工智能和電氣信息類專業進行了有機的融合和滲透。人們在互聯網思維的影響下已經形成了互聯網思維的發展理念,隨著人工智能技術的廣泛運用再加上云技術和算法技術的普遍化,這又給電氣信息類專業的發展提供了重要的支撐。在相互融合的技術背景下,電氣信息類專業也即將進入到人工智能發展的領域中[2]。因此對于電氣信息類專業行業的工作人員來說,要了解人工智能時代下先進的信息技術,并且還要結合電氣信息類專業在人工智能背景下的新特點,樹立新的工作模式和工作理念,從而使得電氣信息類專業能夠在人工智能技術背景下得到廣泛的發展。對于人才需求方面,要求高校要對原有課堂教學模式和課程教學重點進行深入的改革和創新,融入人工智能方面的內容,對學生的綜合素質和專業能力進行良好的培育,高校要正確地理解人工智能對電氣信息類專業教學的影響,從而使得電氣信息類專業能夠朝著生態化和持續性的方向而發展。
三、人工智能給電氣信息類專業提供的機遇
在人工智能技術中,所涵蓋的技術內容相對來說是較為豐富的,這在一定程度上有助于提高電氣信息類專業的教學水平和教學質量。從中可以看出在當前時代下的電氣信息類專業教育教學中,教師要充分地把握人工智能技術所帶來的機遇,從而提高課堂教學的效果和質量。在人工智能技術中包含著語言識別技術和圖像辨認技術,也可以對一些語言進行有效的處理和研究。在課堂教學的過程中,教師要充分的發揮人工智能技術的優勢,讓學生了解當前電氣信息領域的發展方向和主要的發展特點[3]。由于電氣信息類專業所涵蓋的內容是相對來說較為復雜的,學生在日常學習的過程中,需要進行多個學科知識內容的學習,這給學生日常學習和教師的課堂教學帶來了諸多的挑戰,教師要結合課程教學的內容,對課堂教學模式和流程進行精心的安排。在實際工作過程中,要以計算機作為主要的輔助手段兼容,并且充分利用其他專業領域的技術來開展日常的教學。在課堂教學過程中,教師要充分的利用人工智能技術,對原有課堂教學模式進行深入的改革以及研究,并且結合新一代人工智能發展規劃的這一大背景,對原有課程教育模式進行創新和調整,從而給學生提供更加廣闊的發展空間。首先,在實際工作的過程中,人工智能技術重新構造了電氣信息專業的課程,由于電氣信息類的實用性是比較強的,在人工智能的技術下能夠取得不一樣的教學效果。將語言識別技術和圖像辨認技術進行了有機的結合,教師可以充分發揮這些專業技術的優勢,提高課堂教學的效果。另外在課堂教學情景中,教師可以利用人工智能技術來實現網絡化的教學,并且為學生打造智能化的工廠開展虛擬實驗室,從而對學生的專業能力和操作水平進行良好的培育。其次,在電氣信息類專業教學中人工智能技術的應用能夠對傳統課程教育模式進行有效的轉型和升級。在以往課程教學中,由于電氣信息類專業所涉及的知識學科是相對來說較為豐富的,這給教師的日常教學帶來了諸多的問題。比如在實際教學的過程中很難實現課程的有效統一,也無法為學生打造標準化的課程教育體系,在進行個性化和獨特性課程教學方面的力度還是不足的,甚至也沒有完善的教育體系進行主要的支撐,這給實際的教學工作帶來了諸多的問題。隨著人工智能技術的應用,在課程教育的過程中,教師可以充分的發揮人工智能技術的優勢,對相關信息進行有效的總結和收集。從而為學生打造個性化的教學課堂,并且運用人工智能技術,還可以對不同學生的學習需求進行分析和研究,提高課堂教學的針對性,從而使學生可以更加積極地進行知識內容的學習,實現快樂學習的效果[4]。在專業教育中教師要充分的發揮人工智能技術的優勢,提高人工智能技術的應用性效果,對學生的知識需求進行深入的挖掘以及研究,從而使學生的學習質量能夠得到有效的提高。與此同時,在課程教育的過程中,教師還可以進行課堂情景的構建,通過網絡化的教學為學生再現一些生活中的真實案例,為學生全面素質的提高奠定堅實的基礎。
四、人工智能技術在電氣信息類專業教育教學中的應用路徑
(一)轉變人才培養目標在人工智能時代下的電氣信息類專業教育中,由于原有的教育重點和人才培養模式已經無法順應人工智能時代的發展特點和對人才的需求了,所以在實際工作的過程中,要對電氣信息類專業教育進行有效的改革,幫助學生在畢業之后能夠獲得穩定的發展。首先,在對電氣信息類專業教育進行改革時,要轉變人才培養的目標,這主要是由于人工智能技術在電氣信息類專業行業中的運用對各個環節都產生了非常深刻的影響,并且電氣信息類專業對于人才的需求發生了很大的變化。比如,對人才的知識結構和專業技能方面都和傳統發現模式有所不同,在電氣信息處理的過程中提出了諸多的要求。相關電氣信息類專業從業者不僅要具備完善的理論知識,還要具備創新性的思維能力,能夠面對當前變化多端的人工智能時代,具備新的技術和新的思維,靈活地運用在實際工作中所存在的問題。因此對于電氣信息類專業教育來說,要對人才培養目標精準定位,實現良好的變革。其次,電氣信息類專業要著眼于當前國際發展方向和新業務的特征,了解有關業態產品和專業能力方面的內容。從這些問題入手提出正確的人才培養目標,并且對原有課程教學進行改革和創新,從而促進學生能夠在課堂學習的過程中加深對人工智能技術的了解,提高學生的專業素質和創新能力。
(二)升級人才培養模式在人工智能背景下對電氣信息類專業教育進行改革時,要在原有育人模式的基礎上實現有效的升級,改變傳統的課程教學設置。當前大部分電氣信息類專業院校還是采用之前偏理論的課程來對學生進行知識內容的講授,雖然這些理論知識是學生在學校學習期間必須要掌握的內容,但是假如仍然向學生講述這些課程的話,也沒有將理論和實踐進行相互的結合,使得學生無法在人工智能時代下得到良好的發展,因此相關負責教師在實際教育工作中要對原有人才培養模式進行轉型和升級。電氣信息類專業教師要根據當前電氣信息行業的發展和對人才的要求,對課程教育內容進行重新的調整。首先,在實際教育的過程中要向學生全面地展示先進的人工智能技術,技術是推進電氣信息專業前進的動力之一。但是在原有的電氣信息類專業教育中,教育技術的實施和教學并沒有受到相關負責教師的重視,教師在班級教學的過程中,也沒有為學生融入當前先進的人工智能技術和運用案例,提高學生的專業素質。在人工智能時代下,人機協作是當前主要的工作模式和發展模式,因此對于電氣信息類專業教育來說,要對人才培養課程結構和課程重點進行有效的調整和創新。教師在教學中不僅要加入有關以往課程的教育內容,還要對課程進行有效的擴展,融入新媒體和人工智能技術應用相關的課程。比如教師可以立足于教材中的內容,為學生創設多樣化的實訓活動和實踐操作平臺,在學生實踐的過程中要融入先進的人工智能技術,這些教學模式的運用不僅可以讓學生了解人工智能技術的實際應用情況,還可以多方位的鍛煉學生的創新能力和實踐應用能力。所以相關高校要適當的借鑒這一教學經驗,提高課程教學的針對性。其次,在育人模式中還要加強對學生創新思維和操作能力的培養,在人工智能背景下,電氣信息的發展模式和主要的發展方向都發生了一定的改變。在當前電氣信息領域發展的過程中,為了使自身能夠在人工智能背景下得到有效的發展需要創新和創意的人才,并且要求這部分人才能夠掌握先進的人工智能技術,根據電氣信息發展的實際需求和人們對電氣信息的要求,從而生產出個性化和特色化的產品。在育人模式升級中,教師要將專業和特色進行有機的融合,構建新的教育思路,過硬的專業素質才是人才升級的重要基礎。在人工智能時代下,信息的來源和途徑逐漸朝著多樣化的方向發展,在這些繁雜的信息中既有重要的信息也有多余的信息,所以要使學生能夠對這些信息進行有效的辨別。高校在制定人才培養模式中,要專業性的鍛煉學生的工作能力和專業素質,從而使學生能夠在這些大量的信息中提取有用的信息,提高電氣信息類專業的有效性。
(三)引入任務驅動的實驗模式在人工智能背景下對院校電氣信息類專業進行教學時,教師要在保留原有學習項目的同時,立足于學生當前的理解能力,開發新的教學內容。在教學中教師要求學生進行獨立性的思考,并且教師還要對學生的學習思路進行適當的引導以及啟發,使學生可以運用課堂中所學到的知識內容靈活的解決實際實驗過程中所存在的問題。教師要引導學生運用不同的方法進行學習,鼓勵學生進行大膽的設計以及驗證。教師在班級教學的過程中,可以為學生引入任務驅動式的教學模式任務,驅動式的教學模式主要是以學生為中心,教師要立足于教材中的內容和課堂教學的目標為學生布置相關的學習任務,實現綜合性的學習效果。在為學生布置學習任務時,要融入當前先進的人工智能技術,讓學生充分的發揮人工智能技術的優勢來完成教師所布置的任務。教師要在任務驅動式的教學模式中增加一些設計型和創新型的學習活動,讓學生直接深入到實踐學習中進行方案的設定以及驗證,并且對最終的實驗結果進行多方位的分析以及討論。在班級教學的過程中,教師要讓學生圍繞著一個教學目標來開展日常的學習,并且學生在學習和驗證的過程中,教師還要加強和學生之間的互動和交流,從而對學生的實驗方向和實驗思路進行有效的引導,使學生可以在強烈的學習興趣和學習動力的驅動下進行自主性的探索以及學習,并且也可以在班級中形成良好的互動。
(四)利用人工智能技術進行輔的教學在電氣信息類專業教學課堂中,教師在利用人工智能技術進行教學時,要在原有課程的基礎上充分地發揮人工智能技術的優勢,從而對實際教學起到一個良好的輔助作用。比如,在實際教學的過程中,教師需要將理論知識和學生的實踐學習進行相互的結合,提高課堂教學的真實性和有效性,在課程內容中要圍繞著各種企業的實際項目來讓學生進行知識內容的學習,教師要利用人工智能技術的優勢為學生展現真實的一線工作現場,讓學生全面的感受工作的環境,不僅有助于提高課堂教學的效果,還可以讓一些抽象的理論知識變得生動和直觀,促進學生學習效率的提高。
(五)在電氣設備故障診斷中的應用在電氣設備故障診斷中,人工智能技術中的模糊理論、人工神經網絡和專家系統的應用比較廣泛。以前我們常常面臨的問題是,當電氣設備出現問題或故障時,總是表現出比較復雜的癥狀,采用傳統處理手法難以對問題做出準確判斷和查找,人工智能技術則很好地解決了上述問題。比如發電機的設備故障具有非線性、不確定和復雜性的特征,傳統論斷方法準確率非常低,而通過人工智能技術中模糊理論和專家系統的綜合應用,能大大提高故障論斷的準確率。
人工智能教育學習范文2
摘要:全球信息化的發展為教育提供了新的手段,互聯網的誕生和發展為教育提供了更廣泛的發展空間,將現代信息技術與教育有機結合,即在現代教育中應用人工智能技術,使學習成為了一種持續性的、終身性的過程。在各個高校中,網絡化課程的建設正在興起,如何在教學平臺中體現智能化是各個網絡化課程的熱門課題,當前已有的智能化產品大多處于實驗和理論研究階段,其智能化程度有限,還沒有達到推廣應用,因此,設計一個基于網絡的人工智能輔助教學系統具有十分重要的現實意義。
關鍵詞:信息化 人工智能 網絡 計算機技術
1、計算機等級考試智能系統的優化
計算機等級考試的教育模式強調學生不但要有理論能力,還要有操作能力。以往的輔導教學主要靠書本,和老師講題來實現,缺乏系統的能力評估和改進體系,不能對個人的學習狀況有適時的分析及評價,所以我們需要及時調整培訓方案。為順利實施人工智能的計算機等級考試輔助系統的教育模式,需建立一種學生能夠自己學習,自主練習,自主評分的專家系統,將不同的能力評價要求納入其中,并提供一種方法對學生的做題情況進行解析,給出采分點,并在數據庫中給出答案庫,使學生知道自已錯在哪里,并對學習情況有及時的分析與指導。
在大學的計算機等級考試輔助教學中應用人工智能技術及網絡信息技術,開發輔助教學專家系統,對教學改革中面臨的師資不足、教學模式單一等問題,實現教學資源共享,有效提高教學質量、減輕教師負擔,加強學生自主學習能力,提高學習效率,從而提高計算機等級考試的應試能力。
2、計算機輔助教學的現狀
就目前計算機輔助教學的發展來看,主要分為兩類,一類偏重于學生學習,主要由各類CAI課件、專業輔助教學軟件組成;另一類偏重于對學生學習情況進行評估,主要由各類考試系統組成。本系統結合這兩個方面,將教學評估和自主學習相結合,加強教師和學生之間的聯系和互動,更好的實現輔助教學的目的。
現在國內外有很多智能化的基于網絡的教學輔助系統,但是智能化程度都不高,相對于掌握每個學生的學習情況來說,教師的一個很大任務是要了解一個群體學生的知識掌握情況而不單單是一個學生。本系統運用規則式專家系統,能對老師指定的某個群體,比如幾個班、一個學院等的所有學生進行測試,從而使本系統能更好的為教學服務。
綜上所述,通過對當前研究現狀的分析來看,應用人工智能技術、計算機等級考試輔導的智能化教學專家系統研究還不多見。
3、智能輔助教學的系統架構
本系統以適應大學計算機國家等級二級考試的輔導教學,加強學生自主學習能力為特色,運用專家系統及網絡開發技術,研究構建基于人工智能技術的計算機等級考試的輔助教學專家系統,為學生的自主學習和探索學習提供了有效平臺,成為計算機等級考試教學中的強大助手。
(1)自主學習模塊。自主學習模塊主要實現四大功能:在線練習、診斷練習、知識點強化練習、提高練習。學生自主學習系統的主要用戶對象是學生,學生登錄系統后,選擇練習模式進行練習或測試。在測試過程中可以進行自我診斷,通過學習模塊中的適當的視頻演示,使學生在沒有老師的指導上,仍能正確練習,學會操作,并且能看到自己的得分情況。根據單次練習提供個性化的界面,根據歷史練習結果提供學習方案,發揮學生的主觀能動性,最大程度激發學生記憶潛能,提高學習效率,提高通過率。同時,學習模塊會將診斷結果傳送到專家系統模塊,進行智能分析。(2)專家系統模塊。專家系統模塊主要實現三大功能:智能分析、試題庫維護、知識庫維護。系統將學生練習或結果傳送給專家系統模塊,由專家系統模塊進行智能分析??梢愿爬閮煞矫?,一是知識點定量分析,二是學生定量分析。知識點定量分析是指教師在上傳答案后,針對某個知識點來診斷某些學生的知識點掌握情況。學生定量分析時,對學生的選取和考題的選取同時決定了分析結果。智能分析結果后專家系統一方面可以反饋給輔導教師,輔導教師在實際的教學當中對掌握不好的知識點進行加強指導與練習;同時智能分析結果將加入知識庫,并反作用于試題庫的維護,使知識點強化練習、提高聯系等功能的選題更有針對性,從而更有效的提高學生的知識水平和操作能力。
4、智能輔助教學系統的重大作用
本系統以適應大學計算機國家等級考試的輔導教學,加強學生自主學習能力為特色,運用專家系統及網絡開發技術,研究構建基于人工智能技術的計算機等級考試的輔助教學專家系統,為學生的自主學習和探索學習提供了有效平臺,成為計算機等級考試教學中的強大助手。(1)實現網絡自主式學習。本項目所構建的計算機國家等級考試系統能夠讓學生選擇不同模塊進行自主式學習;能夠進行綜合練習、自我診斷、知識點強化、提高練習等。(2)實現學習的智能評價與指導。學習模塊將學生練習或結果傳送給專家系統模塊,由專家系統模塊進行智能分析。得到智能分析結果后專家系統一方面可以反饋給輔導教師,輔導教師在實際的教學當中對掌握不好的知識點進行加強指導與練習。(3)實現智能組卷功能。智能分析結果將加入知識庫,并反作用于試題庫的維護,使知識點強化練習、提高聯系等功能的選題更有針對性,從而更有效的提高學生的知識水平和操作能力。
人工智能教育學習范文3
先給大家重點推薦一本期刊:中國職業技術教育
中國職業技術教育雜志征稿信息
《中國職業技術教育》雜志是由中華人民共和國教育部主管,教育部職業技術教育中心研究所、中國職業技術教育學會和高等教育出版社共同主辦的一份綜合性中文期刊,集政策指導性、學術理論性和應用服務于一身,是教育部指導全國職業教育工作的重要輿論工具,是服務各級各類職業教育機構的主要陣地。
中國職業技術教育投稿欄目:主要有職教要聞、專稿專訪、綜合管理方略、課程教材、教研與教學、師資隊伍建設、研究與探討、職業指導、職業培訓、高等職業教育等欄目。
再給大家推薦職業教育范文:人工智能背景下職業教育變革及模式建構
董文娟1,黃堯2(1.天津大學教育學院,天津300350;2.北京師范大學國家職業教育研究院,北京100875)
摘要:順應人工智能時代的浪潮,基于新興技術的職業教育變革及新模式建構勢在必行。該文從職業教育智慧化、經濟發展、政策保障、信息化生態重構四個方面,剖析了人工智能時代職業教育變革的現實訴求,并進一步分析了當前職業教育外部環境及其自身發展的困境。人工智能背景下職業教育的變革體現出融合、創新、跨界、終身化的新特征?;诖?,從課程、教學、學習、環境、教師發展、評價、教育管理及組織等方面,探究職業教育的變革路徑及模式建構。最后探討了職業教育模式變革還面臨回歸教育本質、規避技術弊端等挑戰,并提出“適應—引領人工智能”的發展目標。
關鍵詞:人工智能;職業教育變革;模式建構;智慧化
“人工智能的迅速發展將深刻改變人類社會生活、改變世界。特別是在移動互聯網、超級計算等新理論、新技術及經濟社會發展強烈需求的共同驅動下,人工智能發展呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征?!盵1]人工智能作為新一輪產業變革的核心驅動力,為我國供給側結構性改革下的“新常態”經濟發展注入新動能,使人們的思維模式和生活方式發生了深刻變革。近年來,國家高度重視與社會經濟發展聯系最為密切的職業教育,積極推進職業教育信息化,運用人工智能改革教學方法和人才培養模式,構建新型智能職教體系,提升信息技術引領職業教育創新發展的能力。
一、人工智能背景下職業教育變革的現實訴求
人工智能對傳統教育理念產生了革命性沖擊,職業教育結構不斷調整,勞動力素質與市場需求的矛盾、學習方式與自我價值實現的矛盾等促使職業教育向智慧化、智能化發展。目前,我國處于教育信息化2.0、工業4.0的新時期,全球范圍內新一輪的科技革命和產業變革正在加速進行。“一帶一路”“中國制造2025”人工智能等重大國家戰略的提出,及以新技術、新產業為特征的新興經濟模式要求教育領域,尤其是職業教育培養行業、產業急需的技術技能型、智慧型人才,具備更高的創新創業能力和跨界整合能力,促進智慧化發展,助力經濟轉型升級。
(一)職業教育智慧化訴求:職業教育信息化發展的必然選擇
“智慧教育是以物聯網,大數據等信息技術為依托,創造智慧教學環境,轉換教育方法,內容與手段,注重教育網絡化,個性化和智能化的一種教育新模式?!盵2]智慧教育作為“一種由學校、區域或國家提供的高學習體驗、高內容適配性和高教學效率的教育行為(系統)”,被視為教育信息化發展的高端形態[3]。因此,職業教育的智慧化并非簡單的數字化,強調信息技術推動職業教育教學模式和方法的變革,改變思維模式,創建價值等方面共享的學習共同體,培養創新型、智慧型人才。
職業教育智慧化是職業教育信息化發展的必然選擇。目前,我國的職業教育信息化水平正在穩步提高,投入持續增加,各種智能信息技術應用于教育教學、實習實訓、測量評價等領域,并逐步成熟,正在努力打造一個信息化、智慧化的現代職業教育生態系統。新時期我國很多地區及職業院校積極提升現有信息化系統的智慧化水平,積極創建智慧校園、智慧社區等,逐步實現了組織管理的智慧化、資源環境的智慧化和服務評價的智慧化。
(二)經濟發展訴求:人工智能時代的新興經濟需要高技能智慧型人才
人工智能時代職業教育運用移動互聯網、大數據等新興技術,與經濟及其他部門跨界融合,不斷創造新產品、新業務,推動職業教育模式創新,形成了以互聯網為基礎設施、人工智能為實現手段的經濟發展新常態。人工智能時代是以現代科學技術為支撐的新時代,各行各業的運作發展和對知識技術的掌握要求達到了更高層面,相應的教育需求也有所提升,市場環境渴求勇于創新、個性化的高技能智慧型人才。職業教育要應對行業上升發展的勞動力需求問題,基于人工智能應用,提高技能培養層級,以適應新的社會勞務需求。現代企業生產依托互聯網科技,與智能化設備直接聯接,通過數據分析和應用,促進科技成果轉化為生產力。勞動密集型企業已不適應現代行業、產業發展,需升級為網絡智能型,與此同時,職業院校的課程模式、專業設置、實習實訓、師資結構等也做出相應的調整和革新,既促進了職業教育的智慧化、智能化,又推動了產業升級和工業變革。
(三)政策保障:國家從宏觀層面保障人工智能時代的職業教育發展
2016年是我國人工智能元年,2017年我國頒布了《新一代人工智能發展規劃》,提出了“將發展人工智能放在國家戰略層面進行系統謀劃和布局”,這預示著我國人工智能時代的全面到來,為我國職業教育的發展提供了良好的宏觀政策環境。人工智能給職業教育帶來了符合時代精神的新內容,積極融合信息技術,整合職業教育資源,提升公共服務水平,影響和改變了原有的教育生態。緊密依托信息共享平臺,突破時空限制,讓學習者自我選擇,更加人性化和智能化。我國很多職業院校已經開啟了智慧校園的行動計劃,一些大中城市也在積極制定實施智慧城市的發展規劃,在良好的政策保障中提升智慧化水平。
(四)信息化生態重構訴求:人工智能時代的職業教育變革是對職業教育信息化生態系統的重構
“依據《2006-2020年國家信息化發展戰略》,我國正在有序推進數字教育向智慧教育的躍遷升級和創新發展?!盵4]在新興智能信息技術的催促下,技術變革帶來了職業教育系統的顛覆性創新改革,打破現有的條條框框,改革傳統教育模式,再造教育業務新流程。在職業教育領域創新應用物聯網、大數據、人工智能等先進技術,提升各科各門教育教學業務,打造各級各類智能實訓部門、培訓機構,覆蓋貫通中高職院校,整合系統內外現有資源,推進智慧教育生態有序發展,為各類用戶提供最適合、最智能的職業教育資源和服務,完成對職業教育信息化生態系統的重構。
二、當前職業教育發展的現實困境
人工智能對各行各業的影響具有革命性和顛覆性,可能帶來新的發展機遇,也可能帶來不確定性的挑戰,比如可能會改變就業結構、影響政府管理、威脅經濟安全等,還可能會沖擊法律與社會倫理,影響社會穩定乃至全球治理。當前,人工智能與“大眾創業、萬眾創新”浪潮席卷而來,職業院校既是人工智能應用的戰場,又是培養技術創新型人才的“夢工廠”[5]。人工智能時代的職業教育信息化發展迅速,影響是廣而深的,對職業教育外部環境及其本身都造成了極大的沖擊。
(一)職業教育外部環境發展困境
“據聯合國教科文組織預測,到2020年,人工智能將替代20億個工作崗位”[6],那些技術含量低、重復性強的技能將被智能機器、數碼設備所替代,工業機器人也將大面積應用。智能設備替代行業勞動力,能夠降低勞動成本,且具有高效、易操作等競爭優勢。傳統職業教育培養模式很難適應未來行業、產業的發展需求,人工智能沖擊職業教育就業崗位,撼動其所依附的崗位基礎,對職業教育的生存與定位產生了威脅。因此,根據智能時代職業教育的崗位特征與需求,提升職業人才的知識結構和專業技能,是新形勢下職業教育的發展方向。
(二)職業教育自身發展困境
近年來,人工智能在職業教育領域內的應用和提高是目前職業教育的發展趨勢。我國重視職業教育信息化、智能化發展,各級各類職業院校在信息化基礎設施建設、校園信息化管理等方面都有了顯著提升,但信息技術與職業教育的深度融合仍不夠緊密,表現出信息化管理效率低、科學決策水平低等現象。人工智能背景下職業教育自身發展的困境表現在:
1.課程與教學困境
職業院校新課程改革提倡構建智慧課堂,制定個性化學習計劃,注重課堂實施效果。但目前的實際課程教學仍是以教師為中心,強調知識的灌輸,重視統一性和計劃性,與教育改革提倡的個性化教學相去甚遠。教學方法、教學理念更新慢,很難激發學生的內在學習動力,創新性思維弱,使得個性化教育的無法實現。近年來,中央、省、市、縣四級教育平臺逐步建立起來,課程與教學的層級設計逐步完善,但在實施的過程中,各級平臺之間存在溝通不暢等問題,各級資源內容不系統,不銜接,導致無序疊加和資源的重復浪費,“精品課程”等項目豐富了課程資源,但質量不高。在線課程與教學以傳統的科目、章節為單元,構建系統性的在線教育內容,為用戶提供專業化的知識選擇,但由于受時間條件等限制,大多數受教育者習慣于碎片化學習,連貫性和整體性差,缺乏對課程與教學體系的系統性學習。
2.認知困境
隨著人工智能時代的到來,許多職業院校將“未來教室”“智慧課堂”定位為未來發展方向,進行了多種嘗試和改革,如MOOC混合教學、翻轉課堂、多屏教學等,但“管理者和施教者對智慧教育的理解多停留在‘智慧課堂=多媒體+傳統教學的層面’,教學觀念和思維依然固化,并沒有因為新技術的參與而得到實質改變”[7],缺乏對多媒體網絡架構和智能學習平臺的深層認識,更缺乏對管理評價和互動交流等模塊的理解與掌握,雖投入大量人力財力采購了數量巨大、設備精良的多媒體設備和智能服務設備,但沒有充分有效使用,大大限制了智慧教育的發展潛力。
3.用戶困境
傳統教學以群體教育為基本單元,教師和學習者作為學習共同體,在管理、學習的互動過程中形成強大的群體約束力,促進雙方共同進步。在信息化教育時代,學習者自由掌握學習時間和進度,遇到問題可能無法及時解決并獲得反饋,無法進行面對面交流,因此,基于人工智能網絡化學習平臺,學習者需要高自控力、高學習能力才能適應這種全新的學習方式。
4.評價困境
傳統的評價方式多依靠經驗和觀察,智慧型評價則是基于學習過程的一種發展性評價,以采集到的學習數據為客觀基礎。在人工智能、數字信息化環境下教育效果的評價實際要受到很多因素的影響和局限,在信息技術與職業教育融合的過程之中,許多智能技術應用于教育教學實踐,難以進行定性定量的智慧評價,如互動交流及深層次的學習評價等。
三、人工智能背景下職業教育變革的新特征
人工智能帶來了思維模式的創新,改變了人們認識問題、思考和解決問題的方式,越來越多地依賴人與智能網絡的協同創新。人工智能背景下的職業教育變革圍繞經濟社會發展大局,“主動服務國家重大發展戰略,加大虛擬現實、云計算等新技術應用,體現校企合作、知行合一等職教特色,以應用促融合、以融合促創新、以創新促發展?!盵8]人工智能背景下職業教育的變革必將加速推進職業教育的現代化、智能化進程,表現出了融合、創新、跨界和終身化的新特征。
(一)融合
人工智能技術科學應用于當前職業教育,在最短的時間內整合、重組大量的知識信息,形成科學的技術技能知識體系,為職業教育資源、企業資源、產業資源、社會資源等一切有可能聯結的資源融合提供了可能。為促進職業教育的智慧化發展,在現有的合作模式、集團模式、產教融合模式等實體協作發展的基礎上,建立智能互動的智慧教育供給平臺、常態化智慧課堂和大數據化智慧教育生態系統,為我國新興經濟發展提供高技能、智慧型人才支撐。
(二)創新
信息化時代下“變”為創新立足之要點。創新時代最需要提升的就是創造智慧?!坝芍R的理解記憶,轉向知識的遷移、應用并最終指向創造發明”[9],以提高學習者的學習能力和應用能力,提升其創新思維和智慧思維,不斷開拓人類社會發展的高度和寬度。智能化、信息化的時代是創新不斷的時代,是原有知識不斷被更新、技術不斷被升級的時代。人工智能促使社會化協同大規模發展,促進職業教育體系核心要素的重組與重構,創新生產關系,呈現出新的協作架構,開創了新的教育供給方式,增加了教育的選擇性,推動了教育的民主化。學習者能夠按照自己的價值觀、興趣與愛好等選擇適合自己個性發展的學習方式和學習內容,促進學習者個性化、多樣化發展,最終實現教育公平。
(三)跨界
智能科學與職業教育連接起來,搭建起兩者溝通的橋梁,跨越了人工智能虛擬教育和線下實體教育的界限,實現了兩者之間的融合。教育供給由競爭資源轉變為協同合作,直線型的中心組織管理轉向去中心化、泛化管理。通過大數據智能技術平臺、遠程教育平臺等對職業教育資源進行整合共享,跨越教育邊界,與市場、行業、企業以及職業教育培訓機構對接,提供更加便捷的智慧化服務。
(四)終身化
人工智能時代職業教育的變革堅持“以人為本”的教育理念,滿足學習者在任意時間、任意地點、以任意方式、任意步調終身學習的需求[10]。打破了地域和時間的限制,體現了教育的泛在化、個性化和終身化,與終身教育理念的發展目標不謀而合。人工智能時代社會經濟發展加快,人們追求高層次自我價值的實現,充分體現出終身學習的必要性和緊迫性。目前,我國正在積極創建泛在學習環境,致力于構建終身化學習型社會,努力創造有利條件向全民提供終身教育與學習的機會。
四、人工智能背景下職業教育發展的模式建構
人工智能背景下職業教育的變革預示著全新思維意識形態、社會發展形態的變革,重塑職業教育可持續發展的新思維,重構信息時代職業教育的價值鏈和生態系統。智能化技術科學將現代職業教育內部各要素,以及內部要素與外部環境之間,通過虛擬技術和智能化手段互聯貫通,突破傳統教育價值的鏈狀模式,使職業教育由傳統模式走向“人工智能+職業教育”模式的建構。人工智能對職業教育課程、教學、評價、管理、教師發展等方面產生系統性影響,為職業教育提高教育質量和提升服務水平提供了技術支持和現實路徑,解決不能兼顧職業教育規模和質量的矛盾問題。下面將從課程、教學、學習、環境、教師發展、評價、教育管理及組織等方面來探究職業教育的變革路徑及模式建構。
(一)人工智能背景下職業教育的課程模式
人工智能時代的信息知識、科學技術正在以前所未有的速度增長、更新和迭代,呈現出了碎片化、多元化、創新性、社會性的特征。人工智能背景下職業教育的課程模式是為學習者提供按需可隨時選擇的知識儲備智能模式,解決了傳統職業院校課程教學的滯后性,呈現的是現代職業教育的前沿信息和內容。課程革命愈演愈烈,靈活多樣的微課、慕課等形式層出不窮,在線課程將成為常態,信息傳播媒介、知識獲取方式等都發生了巨大改變,課程內容和結構的表現形態、呈現方式、實施及評價等也都進行了相應變革。智能化信息科學技術為課程的設計、架構、實施提供了快捷和便利,為學習者的個性化、終身化選擇提供了多種渠道。人工智能背景下職業教育的課程模式的建構表現為:首先,線上線下融合的大規模開放課程融入現代職業教育,課程的表現形態和實施途徑呈現出智能化、數字化、立體化的特征,成為學校常態課程的有機組成部分,為學習者提供了更多的可選擇機會,使實施個性化課程成為可能?,F代職業教育的課程內容強調學術性與生活性相互融合與轉化,融入社會資源,立足于我國社會經濟的新常態和學習者的全面發展,實現社會化協同發展,共贏共創;其次,課程實施的空間得以拓展,跨越了社會組織邊界、職業院校邊界,將從班級、年級、全校擴展到網絡社區以及更大的空間。課程的整體結構從分散走向整合,以技術為媒介,形成跨學科、多學科整合的課程;最后,課程內容的組織、課程的實施逐步模塊化、碎片化、移動化與泛在化,社會化分工更加精細,教師也將承擔教學設計、技術開發、在線輔導等不同的角色。
(二)人工智能背景下職業教育的教學模式
人工智能時代將信息技術有效地融合于職業教育各學科的教學過程,從知識的傳遞轉變為認知的建構,從注重講授和內容,轉變成重視學習過程[11],構建“以教師為主導,以學生為主體”的以數字化、智能化為特征的智慧教學模式,重視學生的主體地位,引導學生“自主、探究、合作”。人工智能背景下職業教育的教學模式的建構表現為:首先,人們的學習方法、認知方式和思維模式已經發生了巨大的轉變。信息化教學使得信息技術已成為學習者認知的必要工具,認知方式也由“從技術中學”轉型為“用技術學”。其次,信息化教學的重點從“面向內容設計”轉變到“面向學習過程設計”,更加重視學習者發現問題、分析和解決問題能力的培養,關注學習者的學習過程,以及其獲得學習活動的體驗。同時,信息化教學要將課堂內的學習知識和課堂外的實踐活動聯結互動,按照學習者的個性化需求和認知方式自主選擇學習內容。第三,智慧教學將成為課堂教學的新重點。日常教學工作形態不再是點線面的連接,而是呈現為智能化、立體化的教學空間,智慧課堂將會促進學習者的深度學習、交互學習和融合學習,智能備課、批閱以及個性化指導等也將成為教育者新的教學工作形式。從機械評價學習結果轉變成適應性評價學習結果。第四,在線教學、整合技術的學科教學法將成為新的教學形態,促進教育均衡發展,實現跨學校、跨區域的流轉。移動學習、遠程協作等信息化教學模式,能夠實現教師的“教”與學生的“學”的全面實時互動,最大限度地調動學習者的主觀能動性,提升教學質量與人才培養質量。
(三)人工智能背景下職業教育的學習模式
智能系統和互聯網絡為學習者提供了豐富多元的學習資源和環境,推進了教育教學活動與學習環境的融合發展,人工智能背景下職業教育的學習模式也逐步建立起來,具體表現為:首先,智能時代的互聯網絡全面覆蓋每一個人、每一個角落,活動空間由課堂內拓展到課堂外,學習與非正式學習正在互相補充、互相與融合,導致學習者的學習行為變化、學習方式的革新。其次,基于互聯網出現了一批創新的學習方式,借助情景感知技術及智慧信息技術,進行真實過程體驗的情境學習,促進學習者知識遷移運用的情境化和社會化。第三,借助互聯網云技術和各種應用工具,學習者可根據自身學習需求,選擇最優學習方式,也可利用數據分析技術,追蹤記錄學習路徑和學習交互過程,隨時隨地獲取個性化教學服務和量身定制的學習資源,拓寬了智慧教育視野。第四,各職業院校開始拓展校園智慧學習的時間和空間,以實現虛擬和現實相互結合的智慧校園育人環境。推進網絡學習空間建設,加強教與學全過程的數據采集和分析,“引導各地各職業院校開發基于工作過程的虛擬仿真實訓資源和個性化自主學習系統”[12],強化優質資源在學習環境中的實際應用。
(四)人工智能背景下職業教育的環境模式
智慧教育環境是以大數據、多媒體、云計算等智能信息技術為基礎而構建的虛實融合、智能適應的均衡化生態系統。信息技術與職業教育的深度融合,為師生的全面發展提供了智慧化的成長環境,如智慧云平臺、智慧校園。人工智能背景下職業教育的環境模式的建構表現為:首先,智慧教育環境將信息技術與職業教育服務結合、面對面教學和在線學習結合,形成數字化的、虛實結合的職業教育智能服務新模式。其次,智慧教育環境將促進各種智能化、數字化信息技術融入職業院校的各個業務范圍和業務領域,與系統內的其他業務橫向互聯、縱向貫通,且信息能夠適時生成和采集,全過程實現數字化與互聯化。第三,智慧教育環境能夠感知學習者所處的學習情境,理解學習者的行為與意圖,滿足學習者的個性化需求,提供多元化的適應服務和智能感知的信息服務?;ヂ摼W應用基于智能數據分析,實現智能調節與自動監控,為學習者提供定制式的學習服務和個性化的學習環境。未來教室必將變成“虛擬+現實”的智慧課堂,在網絡空間中參與線上課程、線下活動,實現線上線下互動交流。同時,智慧校園的創建和管理,能夠對每個班級、學區進行動態管理,構建出一個以問題、任務為線索,學生實現自主學習的知識體系和促進師生互動、生生互動的智慧管理平臺。到2020年,“90%以上的職業院校建成不低于《職業院校數字校園建設規范》要求的數字校園,各地普遍建立推進職業教育信息化持續健康發展的政策機制”[13],以學習者為中心的自主、泛在學習普遍開展,精準的智能服務能夠滿足職業教育的終身化定制。
(五)人工智能背景下職業教育的教師發展模式
人工智能背景下職業教育的變革對教師的專業發展、素質能力提出了新要求,改變了教師的能力結構和工作狀態。教育信息化大背景下,互聯網技術、多媒體手段的產生、智能化設備的使用極大提高了教師的專業發展和能力素養,以適應新課程改革與教育信息化的要求。人工智能背景下職業教育的教師發展模式的建構表現為:首先,新時代教師專業發展的內在要求和外在環境都要求教師能夠認識、了解和應用互聯網新技術工具,促使教師專業發展能力和素養的提升和豐富。其次,教師的專業發展要面向實際、情境化、網絡化的教學問題,教師需要在多變的教育情境中綜合運用核心教學技能,將信息技術知識、學科內容知識、教學法知識很好地融合并遷移運用。新時代的教師要學會掌握使用智能化設備和數字化網絡資源,積極加強與其他專家、教師的合作,或遠程工作,形成基于智慧教育技術的多元化的學習共同體。教師的工作狀態由個體的單獨工作轉變為群體的共同協作,大大提升了教師的工作效率。第三,信息化背景下教師的教學理念要發生轉變,由促進學生“接受學習”轉變為“主動建構”,由“被動適應”轉變為“主動參與”,越來越強調以學生為中心的過程體驗,從了解信息技術轉變為掌握智慧教育技術,保持學科知識,教學方法,核心技術的動態平衡,促進學生智慧學習的發生。第四,信息化教師要學會使用智能化教育技術,積極開發數字化學習資源,創設豐富多元的教學活動,鼓勵學生掌握智能信息工具,學會探究和解決問題,發展提升學生的創新思維能力和信息化學習能力。教師的信息化教學能力和素養全面提升,信息技術應用能力實現常態化。
(六)人工智能背景下職業教育的評價模式
現代教育價值趨于多元,以互聯網為基礎的智能化信息技術使教育評價在評價依據、評價內容、評價主體等多個方面實現了全面轉變。人工智能背景下職業教育的評價模式的建構表現為:首先,互聯網信息技術應用于學習過程使得伴隨式評價成為可能,更加關注學習者的個體差異和特點。強調過程評價和多元共同評價,更加客觀全面,重視評價過程的診斷與改進功能,以促進學習者的個性化發展。其次,互聯網、大數據、智能云技術的出現使得評價的技術和手段多樣化、智能化,節省人力物力財力,提高了評價的科學性、針對性。第三,以大數據為基礎的適應性評價因人而異,可獲得及時反饋,可真實地測評學習者的認知結構、能力傾向和個性特征等,從知識領域擴展到技能領域、情感、態度與價值觀,構建以學習者核心素養為導向的教育測量與評價體系,促進學習者發展。
(七)人工智能背景下職業教育的管理模式
智能化信息技術、云計算技術、大數據技術等能夠促進大規模社會化協同,拓展教育資源與服務的共享性,提高教育管理、決策與評價的智慧性,因此,基于互聯網的教育管理必將逐步走向“智慧管理”模式。人工智能背景下職業教育的管理模式的建構表現為:首先,互聯網將家庭、學校、社區等緊密、方便地聯系在一起,拓寬了家長和社會機構參與學校管理的渠道,各利益相關者可共同參與現代職業院校的學校管理,協作育人。其次,新時代的職業院校管理模式通過可視化界面進行智能化管理,業務數據幾乎全部數字化,能有效降低信息管理系統的技術門檻,使管理工作更加輕松、高效。通過深度的數據挖掘與分析,能夠實現個性化、精準資源信息的智能推薦和服務,為管理人員和決策者提供及時、全面、精準的數據支持,以提高決策的科學性。第三,通過互聯網信息技術可以實現全方位、隨時的遠程監督與指導,從督導評估轉變為實時評估,可以實現大規模的實時溝通與協作,促進社會化分工,促進職業院校內部重構管理業務流程,使管理智能化、網絡化、專業化。
(八)人工智能背景下職業教育的組織模式
人工智能時代信息科學技術的蓬勃發展沖擊著學校內部的組織結構向智能化、網絡化的方向發展,各職業院校需要合理調整內部組織結構和資源分配,通過互聯網加快信息流動等方式,提高各職業院校組織管理的效率和活力。人工智能背景下職業教育的組織模式的建構表現為:首先,當今時代人工智能的產生不可能替代學校教育,但可以改變學校教育的基本業務流程。人工智能推動了學校組織結構向網絡化方向發展,教學與課程是提供信息數據的重要平臺,學校組織則構成了教育大數據生態系統。其次,“互聯網+職業教育”的跨界融合將打破學校的圍墻的阻隔,互聯網將學校組織與企業、科研院所等社會機構緊密聯系起來,提供優質教育資源供給,共同承擔知識的傳授、傳播、轉化等功能,促進學校組織體系核心要素的重構。第三,建設“智慧校園”,實現線上線下融合的智慧校園育人環境,實施一體化校園網絡認證,推動智能化教育資源共建共享,實現職業教育信息化建設的均衡發展。
五、人工智能背景下職業教育的模式變革面臨的挑戰及發展目標
人工智能將推進大數據、云技術等智能信息技術深層次融入職業教育課程與教學、組織與管理、評價與反饋等領域,形成社會化多元供給,為學習者提供多樣化的參與方式、自主選擇的學習形式和及時獲得反饋的評價途徑,有利于實現職業教育的共建、共享、共治。但其全面實現,還面臨著諸多挑戰。
(一)挑戰
首先,職業教育的新模式建構需要充足的資金支持。各職業院校積極建構智慧校園,努力實現智慧化產學研環境,打造一體化智慧城市網絡等核心技術的開發,都需要資金的根本保障。政府要給予資金政策保障并加強監管,資金管理部門要合理規劃,合理利用,??顚S?,落到實處。其次,職業教育的新模式建構的成果表現離不開學習者對技術的理解、掌握和應用。在實際實施過程中,教育工作者既要利用信息技術優勢變革職業教育,也要避免技術中心主義傾向,“避免一味追趕技術新潮而不顧學生身心健康等,技術本身是一個禍福相依的辯證法。”[14]第三,“目前的教育實踐中,仍未能充分實現人機合理分工和雙邊優勢互補。人工智能終端系統擅長邏輯性、單調重復的工作,而人類則更適合情感性、創造性和社會性的工作。”[15]現階段,信息化技術水平還有待提高,智能機器不能完全勝任知識傳播、數據處理等工作,有待于進一步開發和完善,絕對依賴互聯網絡和設備,還存在一定的風險。
(二)發展目標
人工智能時代職業教育變革重新架構了職業教育發展模式,完成了對資源的重新整合配置,改變了人的思維方式、學習方式和生活方式。人工智能時代下沒有職業教育模式的改革,就不可能建構真正的現代化職業教育。人工智能背景下職業教育的發展目標可以概括為個三方面:
1.“智慧腦”與“智能腦”融通
隨著第四次產業革命的到來,信息技術爆發式發展,造就了以電腦、互聯網為基礎的智能腦。職業教育智慧化發展的一個目標就是如何讓學習者發揮人腦“智慧腦”與機器設備“智能腦”的“雙腦”共同協作[16]。人工智能時代職業教育與信息技術的深度融合,就是要通過“智慧腦”和“智能腦”的協同作用,發揮互補優勢,進行融通式學習,而不是簡單地人腦與電腦的技術對接。
2.“現實世界”與“虛擬世界”結合
在人工智能時代,網絡虛擬技術的發展使人類擁有了真實與虛擬兩個世界,虛擬信息技術的興起在一定程度上會影響職業教育的實體教育,實體教育的發展也需要虛擬技術的支撐。但在具體的學習實踐中,還會存在利用這兩個世界時顧此失彼、難以平衡的問題。目前,虛擬化教育技術在職業教育領域不斷應用與推廣,職業教育的發展模式不斷優化,使得職業院校線上線下的邊界逐漸消融,“現實世界”與“虛擬世界”更好地結合。人工智能時代職業教育的本質沒有發生根本改變,學習者要學會利用這兩個世界虛實融合、高度互動,充分發揮出自身的優勢,更好地學習與生活。
3.職業教育“適應人工智能”發展為“引領人工智能”
人工智能為職業教育帶來了強大的技術支持,為職業教育帶來了便利。初始階段的職業教育基本知識和技能被數字化和智能化,通過人工智能相關課程,云教育模式,個性化學習計劃等,適應并應用人工智能,以提高職業教育的效率和質量。職業教育重在技術創新,對于行業技術發展具有一定的引領性作用。未來人工智能將成為職業院校快速發展和轉型的技術支撐?!叭缒承┞殬I院?;谧陨韮瀯輰I與相關行業的智能自動化企業合作,實現以職業教育發展引領人工智能。”[17]目前,人工智能處于適應性大發展階段,隨著信息化技術的提高和智能化設備的普及,人工智能時代必將由專用人工智能時代步入通用人工智能時代。在通用人工智能時代,人工智能與職業教育深度融合高效協作,職業教育完全適應且完美應用于人工智能,進一步引領人工智能發展,由“人工智能+職業教育”發展為“職業教育+人工智能”的時代。
人工智能教育學習范文4
關鍵詞:人工智能;選修課;專題討論
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0053-02
一、引言
《人工智能》是一門跨學科的課程,它的內涵十分豐富,包含了符號學、數理邏輯、神經網絡、遺傳算法、知識表示和推理、模式識別、機器學習等方面的知識,并且內容抽象,使得一般本科生望而生畏。目前在大多數院校里尤其是二本院校,《人工智能》只是作為一門選修課程。既然是作為選修課程,我們可以不拘泥于傳統的教學方式,采取靈活多樣的教學形式,培養學生研究這個領域的興趣,使得學生既能掌握人工智能領域的基礎理論,又能了解目前人工智能的前沿課題,擴大知識面,并為今后的研究打好基礎。
二、改革教學方法
在傳統的教學模式里,教師往往就一本教材從頭到尾講授給學生,教師講什么,學生就聽什么。但是人工智能涉及太多的數理邏輯推理知識,內容抽象,講解起來不免有點枯燥無味,學生的興趣就會隨著講課的進程逐漸變得淡薄。另一個問題是在傳統的教學模式下,學生接觸不到該研究領域的前沿問題。事實上,隨著科技的進步,人工智能技術也在不斷發展,再加上人工智能本身的特點,即它是一門交叉學科,涉及計算機科學、信息科學、控制科學、認知學、生物學、哲學等等領域。因此當學生了解了當前國內外學者所研究的前沿課題,這樣不僅能克服“枯燥無味”的問題,而且會拓寬他們的知識面,從而他們可以將自己所學專業作為人工智能的潛在應用或研究領域?;谝陨戏治觯紤]到人工智能是適合任何專業學生學習的一門選修課,我們設立分專題講授模式,這些專題包括:人工智能與類人思維,人工智能與機器進化,人工智能與知識表示,人工智能與決策規劃等等。下面分別敘述之。
1.人工智能與類人思維。什么是人工智能?Nilsson指出:“人工智能是關于人造物的智能行為,而智能行為包括知覺、推理、學習、交流和在復雜環境中行為。人工智能的一個長期目標是發明出可以像人類一樣或更好地完成以上行為的機器……”那么為了這個長遠目標,我們應該深入地探討人類大腦是如何思維的,或者說是如何思考問題的,人類是如何感知、理解以及應付外界龐雜的世界。只有深刻理解了人腦功能原理以后,人工智能才能“貢獻出”相應的類人思維模型。這相當于空氣動力學,人類飛行器只是根據空氣動力學的原理構造的,它并不要求人類制造像鳥兒一般的飛行工具。因此在這部分教學過程中,可以先提出“大腦是如何思維的”問題,讓學生自己動腦思考,相互探討:人腦的結構是什么?人類思考問題分層次嗎?什么是智力?智力的本質是什么?……課后,學生可以帶著這些問題查閱資料文獻,分組討論,甚至可以寫一些文章來闡述自己對思維的理解。這樣既充分調動了學生學習的積極性,又培養他們的興趣。然后,我們在課堂上進行具體講解,講解內容自然而然地引入了人工智能的定義,人工智能歷史知識,圖靈測試方法以及認知模型方法,接著再介紹目前國內外類人思維模型的研究現狀。這樣的教授過程,一開始就使得學生不排斥這門課,在了解人工智能基礎知識外也接觸到認識論方面的知識,培養了學生查閱文獻和撰寫科技論文的能力。
2.人工智能與機器進化。這部分專題主要給學生講解遺傳算法方面的知識,比如遺傳算法的產生與發展,遺傳算法的基本操作,遺傳算法的應用情況。并且在教學過程中結合實例來講述。實例可以從最基本的簡單函數優化到復雜的旅行商問題。學生可以自己設計函數優化的解決方案,指出初始種群大小、進化代數、交叉率等因素對求解結果的影響,并要求學生自己編寫程序來分析和理解這些問題。這些實驗和設計極大地提高了學生的動手能力。
3.人工智能與知識表示。知識表示可看成是一組描述事物的約定,在人工智能里,它研究怎樣把“人類知識”表示成機器能處理的數據結構。經典人工智能的主要表示方法有:一階謂詞邏輯表示方法,這是最基本的表示方法,具有嚴謹的公理體系;產生式規則表示方法,這是使用最廣泛的表示方法;語義網絡、框架、腳本表示方法,這是結構化的表示方法,等等。但是學生在學習這部分的知識時,對于邏輯推理覺得非??菰餆o味。我們的想法是在介紹這部分的知識時,不僅透徹闡述各種表示方法的精神實質,而且建議學生閱讀Sowa所編著的《知識表示》一書,該書提供了知識表示方面廣泛的知識,是這一領域的公認權威著作。Sowa在介紹新思想的同時捕捉到這一領域的最新成就,并且將邏輯學、哲學、語言學和計算機科學結合到知識表示,并將其轉換為可計算形式。該書中還包含了大量的哲學和語言學的知識,閱讀該書可以使得學生知識面得以拓寬,加上該書目前沒有翻譯版本,鼓勵學生閱讀英文原著,對學生各方面能力的提高都有所幫助。
4.人工智能與決策規劃。在決策規劃中,著重介紹增強學習、偏好理論等基礎知識,由于我們在這個方面上做了許多工作,因此在講解時聯系自己的研究進行一些專題探討,例如雙馬爾科夫過程決策模型,協同算法,超濾偏好模型,樸素描述邏輯在中醫理論上的應用等等,并歡迎學生和我們共同研究這些專題,這樣做無疑會增加師生之間的學術交流,促進學生的研究興趣,形成良好學術氛圍。
5.豐富多樣的教學形式。除了以上的專題外,還可以開設其他的人工智能專題。事實上可以針對不同專業的學生確定專題的內容和形式。例如對于工程類的學生,可以著重講述神經網絡,進化計算等方面的內容,并且借助于Matlab提供的相關工具箱進行實驗設計。因為大多數工程類的本科生都學習過Matlab語言,該語言在科學研究和工程實踐中應用廣泛,在教學過程中也要充分發揮這些優點。如是文科類的學生,教學方面可以著重講述人工智能的符號學,哲學等方面的知識,這讓文科學生從另一個角度去理解人工智能。課堂上,充分利用多媒體教學,采取多樣的教學手段,激發學生的興趣和好奇心。還可以播放國際機器人大賽等錄像片段,增強課堂的教學效果。
三、結束語
總之,將人工智能分專題來講授,讓學生立刻能接觸到當前人工智能的前沿研究問題,并且領會其中的實質。再加以多元化的教學手段,使得學生好學,樂學,更好地實現教學目標,提高教學水平。
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人工智能教育學習范文5
摘 要:多媒體教學手段的引入,極大地增加了課堂的信息量,豐富了課堂教學的表現形式,但是同樣也暴露了教材信息量不足、多媒體教學素材匱乏等問題。本文結合作者的教學實踐介紹了在備課過程中利用Internet搜索引擎拓展多媒體教學內容、豐富多媒體課件素材的方法。經過32學時的“人工智能”本科生課程實踐,驗證了該方法的可行性和有效性。
關鍵詞:搜索引擎;多媒體教學;備課
中圖分類號:G434
文獻標識碼:B
圖文聲像并茂、形象生動直觀是多媒體教學最基本的特點。多媒體可以在較短時間內提供較傳統教學模式更多的信息,提高教學效率,這是多媒體教學最突出的優點。此外,多媒體教學能夠充分發揮計算機網絡的輔助教學功能,學生可以從網絡上查閱教師的電子郵件和教輔資料,最大限度地節約教育資源,把教師從傳統的教學模式中解放出來,從而有更多的時間和精力應用到科研、教研等創造性工作中去。但是在多媒體教學備課中也暴露出一些新的問題,比如信息來自哪里?多媒體課件的素材來自哪里?
Internet是一個巨大的信息資源寶庫,充分利用Internet資源可以對多媒體教學的信息和素材形成有益的補充。但是Internet信息過載和資源迷向問題又使我們面對浩如煙海的信息資源無所適從。Internet搜索引擎的誕生為我們提供了信息獲取的強有力工具,只需要輸入關鍵詞或關鍵詞的組合進行搜索即可,高級搜索技巧也可以通過閱讀網站上的幫助信息來很快掌握。
下面從四個方面介紹多媒體教學在備課過程中如何利用Internet搜索引擎拓展教學內容、豐富課件素材。
1 利用Internet搜索引擎對教學內容追根溯源
2005年全國高等學校教學督導工作研討會上,哈爾濱工程大學總督學楊曜根教授在報告《讓新的教學理念進課堂》中指出,目前在課堂教學內容上往往是重“結論”、輕“過程”,只是注重傳授前人已解決的定理、概念、知識的現成結論,不注重揭示前人對這些知識的艱辛探索過程。其實,這不單純是理念問題,往往不是教師不想講過程,而是不會講,這都受著教材內容和教師知識面的制約。
正如楊教授所言,“每門學科的發展過程,每門學科中新觀點、新原理的建立,科學技術的發現、發明和發展,無不是前人向傳統、敢于向權威挑戰、大膽想象、不斷創新的結果,充滿了前人大膽求異、創新的事例,展示這些在學生面前,正可以大大啟發學生的好奇心、興趣,培養學生逆向思維,引導學生不斷發問‘為什么’,培養學生的求索精神”。但這些過程事例很少編入現行教材中,傳統的教學手段課堂信息量有限,作為教師當年也沒有在課堂上聽過這些過程事例,事實上這是一個盲區,需要另辟蹊徑來掃除這個盲區,而Internet搜索引擎則是“掃盲”的有力工具之一。
舉例來說明這個問題。人工智能的教材中對人工智能本身的發展歷程介紹的較多,但是邏輯演算作為人工智能課程的重要內容,邏輯學本身的來龍去脈在教材中卻鮮有提及。備課時,當然可以跳過邏輯學的歷史,也可以去圖書館查閱邏輯學專業書籍,但是利用Internet搜索引擎不失為一種便捷的方式。我們只需要在Google等搜索引擎中輸入“邏輯學”、“起源”、“發展”、“分支”等關鍵詞的簡單組合,就可以很容易地找到“邏輯學傳統上可分為古希臘的邏輯學、中國的名辯、古印度的因明學三個分支”、“現代邏輯學已從單一學科逐步發展成為理論嚴密、分支眾多、應用廣泛的學科群”等,再順藤摸瓜,搜索“古希臘 邏輯”、“名辯 邏輯”、“因明學 邏輯”、“現代邏輯學 分支”等關鍵詞,便可向前把2000多年前印度的正理派、中國的墨子、古希臘的亞里士多德都追溯出來,向后把量子邏輯、控制論邏輯、概率邏輯、價值邏輯、法律邏輯、科學邏輯等信手拈來,經過進一步加工提煉,融入到課堂教學中,對拓展學生知識面、激發學生的探究欲望能起到良好的作用。
2 利用Internet搜索引擎為課堂講解旁征博引
在課堂上旁征博引,能夠豐富教學內容,提升知識的吸引力,增強教師的表現力,激發學生學習興趣,同時,對同一個問題換個角度、換個說法來闡述,也易于學生理解和掌握,提高課堂教學實效。但是旁征博引對任課教師的知識面要求非常高,尤其對于青年教師,因此在備課時有針對性地利用Internet搜索引擎拓展自己的知識面是非常必要的。
還是舉例來說明這個問題。Agent是人工智能領域研究的熱點問題,Stanford著名人工智能學者Hayes-Roth講過“Agent是人工智能最初的目標,也是人工智能最終的目標”,而我校現行人工智能課程教學大綱中并不包含這部分內容,為了引領學生走到學科前沿,我準備了2個課時補充講授Agent。但目前國內的人工智能教材中,僅有蔡自興教授的《人工智能及其應用》一書將Agent作為一章來講解。Agent理論部分的幾個概念非常抽象,且學術界觀點不一,如果僅將一家之言介紹給學生,不但學生難于理解,而且容易片面認識問題,因此廣泛引用和介紹學術界的觀點是非常必要的。在準備這部分內容時,Internet搜索引擎發揮了重要作用。用“agent definition”等關鍵詞在Google中搜索,并根據搜索結果不斷追溯和拓展,就可以查到Agent一詞的拉丁語起源――agere。Agent作為人工智能術語首見于Minsky的《Society of Mind》一書,以及Agent在美國傳統詞典中的定義,Jiming Liu & Jianbing Wu、Hayes-Roth、Smith, Cypher & Spohre、Wooldridge & Jennings、Shoham、Russel & Norvig、IBM等學者和公司從自主、智能、軟硬件、心智、實體等各個角度和立場給出的定義和討論,將這些內容融合提煉之后呈現給學生,無疑會加深學生對抽象概念的理解,同時對教師本人的知識面也是一個豐富和擴展的過程。
3 利用Internet搜索引擎對教學用例舉一反三
多媒體教學用例必須遵循針對性、典型性、啟發性、科學性、思想性、簡潔性、趣味性和生動形象性等原則,才能達到較好的授課效果,提高教學質量,但是備課時要準備如此恰當的例子卻非常困難。利用Internet搜索引擎可以開闊備課思路,對教學用例舉一反三。
例如,人工智能中著名的“猴子與香蕉”問題在蔡自興先生的《人工智能及其應用》教材中僅舉此例用于講解狀態空間問題表示法。利用Internet搜索引擎還可以找到該問題在講解問題歸約、謂詞邏輯、產生式系統等知識表示方法時的舉例及動畫演示過程,將這些舉例貫通起來在知識表示總結時使用,并借用網上制作好的動畫演示,課堂效果很好,且備課效率很高。
4 利用Internet搜索引擎對課件素材錦上添花
多媒體課件是多媒體課堂教學的關鍵,是影響多媒體課堂教學效果的重要因素。課件過于簡單和粗糙,或者過于花哨,過多過濫地使用多媒體效果,會分散學生注意力,不利于學生課堂學習,致使教學效果降低。因此簡潔明了、形象生動的多媒體素材必不可少。利用Internet搜索引擎的圖片、音樂等搜索功能可以獲得很多極富表現力的音像資料來闡釋或演示抽象的概念和原理。
在人工智能課上講解語義網絡時用到這樣一個例子:用語義網絡法描述歌曲《軍港之夜》中“軍港的夜啊靜悄悄,海浪把戰艦輕輕地搖”這一句的意境。準備這個例子的時候,除了準備解題過程,我還搜索了一首《軍港之夜》樂曲、一張軍港夜幕降臨時的照片和演唱者蘇曉明的照片,加工處理后做到多媒體課件中,并做到不喧賓奪主。在課堂教學中講這個例子時,發現學生隨著輕柔的音樂、美麗的畫卷一起隨著老師分析著問題,都聚精會神的。
在講解啟發式搜索算法時,我從網上搜到了孔子的名句“人無遠慮,必有近憂”,唐代詩人盧綸的《送吉中孚校書歸楚州舊山》,其中有四句“林昏天未曙,但向云邊去,暗入無路山,心知有花處”,同時還下載了學校的平面圖,用“人無遠慮,必有近憂”引出啟發式搜索利用啟發式信息的思想,利用盧綸的詩來闡釋啟發式搜索的意境,再結合學校的平面圖提問學生去附近的超市(在圖上均有標注)購物時如何規劃路徑。就在這樣一種輕松甚至詩情畫意的氛圍中,學生便深刻領會了啟發式搜索的思想內涵。
此外,利用豐富的多媒體素材還可以對學生進行科學素養的熏陶。例如,在準備人工智能發展史這一課內容時,我們從網上搜到了Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等在人工智能發展史上舉足輕重的學者的照片,照片中透出的大家風范、學者目光中流露的執著精神、表情中蘊含的嚴謹深邃、笑容中深藏的儒雅樂觀……無不感染著學生。
5 結論
在開展多媒體教學實踐中,利用Internet搜索引擎輔是第一步,對信息的加工處理、凝練升華是備課時一項更艱巨的任務,這個問題已有很多文獻探討過,本文不再贅述。
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人工智能教育學習范文6
關鍵詞:計算機輔助教學;智能計算機輔助教學;CAI系統
隨著科學技術的發展,計算機在教學過程中占有了一席之地。計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction――CAI)就是利用計算機輔助教師進行教學活動,通過學生與計算機間的交互從而達到教學目的。計算機輔助教學大致有兩種方式:一種是將教師在課堂上用語言和板書的形式難以表述清晰的重點、難點以課件的方式呈現給學生,這種課件一般是以課堂演示的方式使用;另一種是以電子教案的形式出現。電子教案中不僅包括學習內容及重點、難點的演示,還包括一些習題及習題的分析與解答等內容。
因為受到支撐學科及計算機水平的限制,CAI軟件的實現水平遠遠落后于CAI理論的發展。目前占主導地位的仍是基于行為主義學習理論的CAI軟件系統。眾所周知,這種軟件通常都是基于框面,采用小步驟的分支式程序設計,學生在使用這種軟件時則是被動地接受知識。現在,我國CAI軟件的總體制作水平不高,軟件的智能性和通用性不強,使得CAI軟件的局限性比較大,有的僅僅是課堂教學的改版,教學內容、教學方法一成不變,無法根據學生的具體情況向他們提供合適的學習資料,進行恰當的個性化教學,從而達到實現學生全面發展的目標。而且軟件如果需要增加新的結構相似的教學內容時,開發人員還需重新編程,這樣既給開發者增加了許多重復性勞動,又給學習者造成了諸多不便。
目前使用的CAI軟件存在著以下一些缺點:(1)網絡支持不足:現在的大多數CAI軟件是以光盤形式存在,在單機環境下運行。雖然大多具有網絡支持,但是大多的網絡支持都是針對這一版本的軟件進行的系統修補,而很少針對教學內容進行更新維護,這樣的軟件生命周期不會很長。(2)教師的參與度不足:現在的大多數CAI軟件在制作時就沒有考慮到教師的參與,這些軟件的學習和使用都是學生自主進行。通過這些軟件,教師沒有辦法了解學生的學習情況,學生在碰到問題時也沒有辦法向教師求助,師生之間不能進行交流。這樣的軟件無法實現個別化教學。(3)監督機制不完善:現在的CAI軟件之所以僅僅被視作一種教學輔助工具,而不是一種完全獨立的教學手段,在很大程度上就是因為缺少必要的監督機制,得不到教育主管部門和社會大眾的認可。
綜上所述,現有的計算機輔助教學系統存在諸多問題,這些問題使計算機輔助教學系統不能適應新的要求。因此,智能計算機輔助教學系統將成為教育技術的一個新的發展方向。
智能計算機輔助教學(Intelligent Computer Assisted Instruction――ICAI)是一種新的教育技術,它以認知科學和思維科學為理論基礎,綜合了人工智能技術、教育學、心理學等各門學科的知識,對學生進行有效的教育。
ICAI系統主要由三個部分組成:知識庫、學生模型和教師模型。知識庫包含學科知識和教學知識兩部分;學生模型提供了學生的程度:學生知道什么和不知道什么,代表了學生的智能活動;教師模型提供了教學方法,負責指導系統怎樣進行教學活動,代表了教師的智能活動。此外,ICAI系統通常還包含一個具有自然語言處理的智能人機接口。
由此可見,ICAI系統將教學內容與教學方法分開,根據學生模型提供的信息,通過系統的智能搜索與推理,動態生成適合于特定學生的教學內容與策略;通過智能診斷機制判定學生的學習水平,分析學生產生錯誤的原因,從而向學生提出針對錯誤的修改意見,下一步的學習策略;通過對所有學生的錯誤進行統計,智能診斷機制將及時向教師提供教學策略的更改建議;通過對學生模型、教學過程、教學結果的智能分析,向教學主管部門提供對教師教學工作的評價意見??梢哉f,一個理想、完美的ICAI系統就是一個自主、優秀的“教師”。
要開發一個好的智能計算機輔助教學系統,需要考慮以下幾個方面:
1.模擬人類將記憶與思維合一
由于計算機技術不斷地發展,計算機數據交換方式也在不停地發展,從而提升了處理器與存儲器之間的配合,這使智能計算機輔助教學系統進行模擬人類記憶與思維活動變得可能,從而可以同時應付多種不同的情況,進行多方位的綜合性思考。
2.模擬人類較好地解決不確定性問題
現實世界中的事物大多是模糊的、不確定的,人類可以又快又好地處理這樣的事物,但目前的計算機輔助教學系統無法做到這一點,為了能夠對不確定性進行正確處理,需要從軟件上彌補這一缺陷。
3.模擬人類較好地解決自主學習問題
人類具有感知能力,能通過各種感覺器官感知外部世界,從而得到所需要的有關信息,但目前的計算機輔助教學系統卻不具備這種能力,它需要人們把已經表示出來的各種信息通過一些輸入設備輸入才能進行處理。雖然目前人們已經通過各種軟件和硬件的方法能夠與計算機輔助教學系統直接交互,但是這已經限制了計算機輔助教學系統的應用。
4.與網絡技術相結合,實現深層次教學
隨著多媒體技術和網絡技術的飛速發展,智能計算機輔助教學系統不僅要在智能上有所發展,還要在多維的網絡空間中發展進步?;诰W絡環境的智能計算機輔助教學系統要利用網絡的優勢,完成在線學習、實時討論、隨堂練習、網上測試等多種教學任務,實現遠程教學。
5.人工智能技術的使用
人工智能技術在智能計算機輔助教學系統中的應用,主要體現在對普通的計算機輔助教學系統中引入了知識推理機制,如,每次課程結束時,系統會根據學生的隨堂測試情況確定學生的新的認知水平,作為下次學習的起始依據,并且向學生提出新的學習建議。
6.提高虛擬學習環境的人機交互性
虛擬學習環境是由多媒體技術、仿真技術、計算機技術、網絡技術相結合而產生的一種交互式人工世界。它的最根本的目的就是要實現基于自然技能的人機交互。在智能計算機輔助教學系統中,使用這種虛擬學習環境,能夠在一般人所不能親身體驗的情景中,達到演示、操作完美統一的教學目的。