人工智能教学建议范例6篇

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人工智能教学建议

人工智能教学建议范文1

关键词:人工智能技术;教学方法;编程能力

中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)16-3865-02

1 概述

2008年11月16日,中国科协成立50周年新闻会在北京召开。在新闻会上,“五个10”系列评选活动,即10位传播科技的优秀人物、10部公众喜爱的科普作品、10个公众关注的科技问题、10个影响中国的科技事件、10项引领未来的科学技术评选结果揭晓。10项引领未来的科学技术是:基因修饰技术;未来家庭机器人;新型电池;人工智能技术;超高速交通工具;干细胞技术;光电信息技术;可服用诊疗芯片;感冒疫苗;无线能量传输技术。

人工智能技术学科是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。指人类的各种脑力劳动或智能行为,诸如判断、推理、证明、判别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动,可以用某种智能化的机器来予以人工实现[1]。

通过《人工智能技术》课程的学习,使学生对人工智能技术的发展概况、基本原理和应用领域有深入了解、对主要技术及应用有一定掌握,并对现代人工智能技术发展的方向有所研究。通过人工智能技术课程的学习与研究,启发学生对人工智能技术的兴趣,培养知识创新和技术创新能力,并能将人工智能技术融入到今后所开发的计算机软件之中。

《人工智能技术》是一门众多学科交叉的新兴课程,其涵盖范围广,涉及知识点多,知识更新快,内容抽象,不容易理解,理论性强,而且需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力,这给该课程的讲授带来了一定困难。《人工智能技术》也是一门应用型学科,怎样将理论运用到实践中,使学生将学到的人工智能技术知识和思想运用到自己的实际课题,这也是该课程需要解决的问题之一。

因此,对《人工智能技术》课程教学来说,我们要了解课程的最新信息,把握课程的特点,帮助学生找到好的学习方法,使他们能充分发挥自己的创新思维能力,提高学习兴趣,该文给出了《人工智能技术》课程的教学与实践的探索。

2 教学与实践的探索

2.1 教材和实验教学内容的选取

1) 人工智能技术是整个计算机科学领域发展最快,知识更新最快,最前沿的学科之一。在教材选用方面,我们采用了蔡自兴教授等主编,由高等教育出版社出版的《人工智能基础》这本教材。蔡自兴教授的主要研究领域为人工智能、机器人学和智能控制等。这本教材是作者在美国国家工程院院士、普度大学教授傅京孙先生的指导和鼓励下编写,借鉴了国内外人工智能技术研究领域专家的最新研究成果和学术书籍的长处,该书比较全面地介绍了人工智能技术的基础知识与技术,材料新,易于理解,兼顾基础及应用[2]。

此外,我们还给学生自主学习提供多种类型的学习资料,其中包括参考书目,如:Russel S, Norvig P.等编著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一书,人工智能技术国内外期刊,如电子学报,计算机学报,人工智能与模式识别,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技术会议,使学生能够掌握人工智能技术的更多前沿动态,提高学习兴趣。

2) 配套的实验教学内容。《人工智能技术》是一门理论性和实践性都很强的课程,实践性教学环节对该课程尤为重要。除了完成课本上的作业之外,还注重实验教学,培养学生的创新能力、算法设计能力和编程能力。首先,每个章节设置相应的实验,而实验内容经过严格的考虑,如:五子棋游戏,产生式系统,旅行商问题,传教士和野人问题,BP神经网络实现简单的分类,遗传算法、人工生命程序等,要求学生运用所学章节的知识,独立地设计和实现实验内容。实验报告包括简述实验原理及方法,给出程序设计流程图,源程序清单,实验结果及分析等内容,通过这种方式,进一步加强学生的信息获取能力和研究能力。

2.2 教学方法和手段的改革

人工智能技术课程交叉性强,涉及面广,传统的教学方法手段单一,缺少交流,课堂气氛沉闷,激发不起学生的学习兴趣,教学效果不理想。人工智能技术这门课程内容抽象,如何激发学生的学习兴趣是本课程需要解决的主要问题,也是关系教学改革成败的关键。本课程需采用多种方法进行教学,以此来激发学生的学习兴趣。

1) 问题启发式教学。《人工智能技术》这门课程中有很多似是而非、引人入胜的问题,主要是用计算机模拟人类的智能来解决这种问题。在教学中,有目的的提出这些问题,鼓励学生思考,提出自己的想法和解决方案,并进行分析和比较,这样强化学生的主动学习意识,提高学习积极性[3]。

2) 个性化学习和因材施教。学生中存在计算机专业和非计算机专业本科毕业的差别,由于他们每个人的基础不同,有的计算机知识比较匮乏,因此有必要针对每个学生的学习进度,课堂作业和实验报告情况进行及时评估,对学生提出个性化的教学。例如:在实验教学中,要求有能力和兴趣的学生可以做探究性和创新性的附加实验,从而引导学生发挥个性的空间,而对稍微吃力的学生则要求完成基本的实验,更注重基础知识的学习和夯实,这样就能达到因材施教的目的。同时对不同层次的学生进行分析,进一步提出学习建议,并进行有针对性的指导。

3) 多媒体使用和多学科知识的融合。本课程PPT课件图文并茂,提纲挈领,便于学生理解。课堂讲授、板书与PPT手段相结合,注重课程中的关键词用英文表示,并适当指定英文参考书,使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。PPT课件运用了大量多媒体技术,如动画、声音、图像,通过动画和视频演示抽象的概念、算法和过程,使人工智能技术中抽象的知识形象化,在课件中融入了文学,历史等其他学科的相关知识,便于学生较好地理解知识难点和重点[4]。

4) 师生互动和课内外答疑。在教学中,改变了传统的老师讲,学生听的教学模式。针对人工智能技术的实用性,适当提问,收集学生学习情况,尽量使用实例进行讲解。设置了实验讲解互动课程,对于实验的讲解,学生可以提出疑问,然后在课堂上展开讨论,学生可以看到问题从提出、分析到解决的整个过程,让学生自己在讨论中总结结论。为了解决教学中存在的疑难问题,还设有课后答疑,使学生能将所有的问题都理解透彻。

5) 理论研究与实践结合。在教学内容的安排上,注重学生的理论研究和动手能力,适当布置一些课程相关的论文和实验编程。通过课程论文,可以培养学生钻研问题的兴趣; 通过查阅科技文献使学生掌握如何查找相关文献的技能,可以培养学生撰写科技论文的能力。通过实验实践,使学生可以更加清楚地了解人工智能技术基本概念和难点,也能了解算法的设计具体运行过程,并对其进行验证,提高了学生的编程能力和和学习兴趣。

6) 考试考核方式改革。本课程的考核考试也是一个值得探讨的问题,本课程应采用多种综合考试方法,注重学生对基础概念、知识和基本的技能的掌握以及理论联系实际的能力。平时作业考核成绩,实验实践教学成绩、提交课程论文成绩,以及最后的期末考试成绩形成一种有效的考试考核方法,促进学生主动学习,提高教学质量。实验的评价指标在于算法设计、编程的准确性和实验结果及分析。课程论文评价指是选题是否严谨科学和具可研究性,论文结构、思路是否严谨,论文内容科学性、正确性,能否提出自己的见解。考查查阅科技文献的能力主要通过是否查找到权威的、最新文献以及撰写是否规范。

2.3 学生学好《人工智能技术》课程的建议

《人工智能技术》是一门理论与实践相结合的应用课程,学生如何学习这么课程,也是我们应该探讨的问题。

学生应该正确看待《人工智能技术》这门科学的发展。人工智能技术孕育于20世纪30、40年代,形成于60、70年代,发展至今,人工智能技术只有短短60多年的历史,它是一门不断发展和完善的崭新学科,还有许多课题处于探索中,理论和技术还远未成熟,我们应该对它有科学的认识。

针对非计算机专业本科毕业的学生,除了课堂听讲之外,还应该课下自学该课程的先修课程,如:数据结构、离散数学等课程。人工智能技术中涉及到大量的数学知识,如:模式识别需要具有较好的概率论,数理统计知识,另外还会用到少量随机过程、模糊数学的一些知识。人工智能技术是一门应用课程,编程语言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神经网络,遗传算法等算法,实现这些算法要求学生具有较强的编程能力。

学生应该多读,多查阅资料,特别是国外的期刊文献和重要国际会议论文,多了解人工智能技术最前沿的信息,理论联系实际,加深对基本算法的理解,并将人工智能技术的知识运用到自己所研究的领域,以做到学以致用。

3 结论

人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,该文对《人工智能技术》的课程教学进行了一些探讨,教学与实践效果有了显著提高,但仍然有许多方面还需要我们继续探讨和改进。

参考文献:

[1] 蔡自兴,徐光佑.人工智能技术及其应用[M].北京: 清华大学出版社,2003.

[2] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等.树立精品意识搞好人工智能技术课程建设[J].中国大学教学,2004(1):28-29.

人工智能教学建议范文2

关键词: 游戏开发 人工智能 教学方法

1.背景

随着互联网时代的到来,人们的生活方式发生了许多重大的变革,其中之一便是网络游戏的盛行。如同雨后春笋般冒出来的网吧,以及快速增长的PC,使得人们接触到互联网的机会越来越多,这就为网络游戏的传播与发展创造了可能。一方面,数量庞大的网民群体中,年轻人占了绝大部分,网络游戏丰富了社会公众的文化娱乐生活,深受广大年轻人喜爱,这更促进了游戏产业的蓬勃发展。另一方面,现代社会生活节奏加快,人们压力日益增大,许多人倾向于在网游中寻求安慰,释放压力,因而全球市场对于网游的需求有增无减。同时,随着科技的发展和人们对游戏越来越高的要求,游戏逐渐向真实体验、感觉、触觉等人性化发展,让玩家有身临其境的感觉,在整个游戏过程中得到享受游戏的一种特别的快乐和放松。[1]

近年来3D影像和仿真科技的不断发展,让游戏开发人员得以创建出更吸引人、更令人沉迷其中的游戏环境。然而要做出更能令人流连忘返的游戏就得应用人工智能(AI)。AI的应用使游戏角色能够任意走动、角色可以走进障碍物、能够控制非玩家角色是否按照团队运动等,同时,AI还能延长游戏的生命周期,让游戏更加有趣和更具有挑战性。

AI能够处理游戏角色的追赶、躲避、聚集、避障和寻径问题;AI给游戏角色赋予模糊逻辑和有限状态机等基于基本规则的推理能力;AI脚本可以扩充AI引擎,让设计者和玩家更好地设计和玩游戏,等等。因此,将AI应用在游戏开发中以设计实现游戏角色的各种行为势在必行,有着重要的现实意义。

2.教学内容及其特点

本系人工智能课程的教学内容主要是处理追赶、躲避、聚集、拦截和避障等问题,使用经典A*算法及其改进算法解决寻路问题,以及有限状态机,等等。本文主要针对游戏中游戏角色的寻路问题进行探讨。游戏设计中游戏角色的寻路问题是设计的关键,传统的方法是应用A*算法及其改进算法等来实现游戏角色的寻路问题,目前逐渐有学者应用神经网络、遗传算法、粒子群算法等智能算法来实现游戏角色的寻路问题。如:迷宫寻路游戏中《帮助Bob找到回家的路》应用遗传算法,《智能采矿》游戏中应用神经网络,用粒子群实现坦克大战游戏,等等。尝试应用鱼群算法、萤火虫算法等智能算法求解游戏角色的寻路问题中,以实现游戏的更加智能化、人性化,同时,新的仿生算法的学习和应用能吸引学生的学习注意力、增强学生的学习兴趣。

智能算法是解决智能计算问题的方法,已成为人工智能界一个研究的热点领域,研究的最终目标就是为了让计算机和集成有计算功能的各种工具及设备更加独立、更加聪明,能够自主思考和行动,最终成为我们工作和生活中必不可少的一部分。智能算法主要包括:人工神经网络、进化算法、人工免疫算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群算法、蜂群算法、人工鱼群算法、人口迁移算法、人工萤火虫算法等。[2]智能算法是一类仿生算法,就是向自然界学习,采用类比的方法,通过模仿自然界中动物飞行、觅食、求偶等行为以得到解决问题的一般方法,如蚁群、粒子群、蜂群、鱼群、萤火虫算法等。此外,还有很多智能算法通过模仿一些自然或物理现象和规律,如模拟退火算法通过模拟液体的结晶过程设计,免疫算法是模拟生物、植物或动物免疫系统自适应调节功能设计的,人工神经网络是模拟人的大脑结构及信号处理过程而设计的,进化算法是基于达尔文的“优胜劣汰、适者生存”原理设计的。[3]

针对本系人工智能课程的教学内容,建议补充人工智能中几种简单的智能算法的知识点,选取相关人工智能教材的一些内容结合智能算法进行教学。

3.教学方法

针对人工智能课程内容,根据高校教育规律、高校学生学习的特点,采用教学、实践相结合的教学方法,大小课结合,大课讲授理论知识,小课进行课堂实验,小课的课堂实验中严格要求学生亲手编写代码,应用大课所学理论知识完成简单小游戏以实现理论和实践知识的掌握。同时,借助游戏系的优势,制作动漫,采用动漫技术来实现人工智能中各种算法的仿生机制,让学生深刻体会每一种算法的原理和仿生机制,这样能增强学生学习人工智能课程的兴趣,可以取得更好的教学效果。

4.教学效果评价方法

人工智能这门课,最重要的是注重学生对人工智能理论及在游戏中应用的知识和能力的培养。因此,本课程学习结束后主要采用以下方式进行考查:(1)闭卷考试。主要考查对人工智能理论的理解、掌握和综合运用能力。(2)课堂练习。要求对课堂上介绍过的算法理解、分析、应用,编程实现游戏中的某个功能,最终课程结束时能完成一个功能完整的小游戏。(3)大作业。检查学生的动手编程能力,要求从介绍过的算法中找一种算法实现一个小游戏中游戏角色的移动、寻路等行为,形成一个演示游戏。该门课成绩分配如下:成绩=闭卷考试(70%)+课堂练习(10%)+大作业(20%)。

5.结语

人工智能是随着计算机技术的飞速发展和人们对自然界的深入理解而发展起来的,人工智能的应用逐渐广泛。游戏开发中人工智能的应用实现了游戏逐渐向真实体验、感觉、触觉等人性化发展,让玩家有身临其境的感觉。因此,在网络游戏相关专业开设人工智能课程势在必行,有着重要的现实意义。

参考文献:

[1]周乐.韩国游戏产业概况..

人工智能教学建议范文3

关键词:人工智能 计算机辅助教学 教学与控制

一、人工智能的定义

人工智能也称机器智能,它是计算机科学、控制论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统角度来看,人工智能是研究如何制造出智能机器或智能系统,实现模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。人工智能是一门交叉科学,逐渐形成一门涉及心理学、认知科学、思维可循、信息科学、系统科学和生物学科等多学科的综合性技术学科。

二、计算辅助教学体系和现状

计算救助教学是利用多媒体计算机的功能与特点,利用计算机辅助教师完成各个教学环节,并通过与计算机之间的交互活动,激发学生的学习积极性和主动性,帮助学生更有效地学习。实用计算机辅助教学,有利于认识主体作用的发挥,它所提供的图像、声音、动画等信息由利于学生知识的获得与保持,达到提高教学教学的目的。

目前为止,所实用的绝大多数传统以及理论证明等均被应用于计算机辅助教学系统,以提高其智能性和实用性。早期绝大多数计算机辅助教学将全部教学信息以编程方式预置于课件中,这样的以及理论证明等均被应用于计算机辅助教学系统,以提高其智能性和实用性。因此现有的以及理论证明等均被应用于计算机辅助教学系统,以提高其智能性和实用性。早期绝大多数计算机辅助教学系统面临许多挑战,它主要存在以下几个方面的问题。

1.计算机辅助教学系统的闭塞性

不具有开放性是目前以及理论证明等均被应用于计算机辅助教学系统,以提高其智能性和实用性。其弊端在于固定内容的局限性使课件的适用面狭窄,而且设定的运行路线使授课缺乏自主性;授课的针对性不强;无法利用新出现的资源在较高起点上进行二次开发。

2.智能性的欠缺

现有的计算机智能辅助课件系统不能对不同何曾度的学生进行有针对性的教育,学生的学习是被动的,不能由系统自动提供助学信息而使学生有选择地学习。

3.人机交互能力较弱

现有计算机智能辅助大多以光盘作为信息的载体,将材料中的内容以多媒体的形式展现出来,教学信息是按预置的教学流程机械式地提供给学者,学习者使用计算机智能辅助课件学习是完全被动的。

4.教师与学生的互动在教学中的缺乏

现有计算机智能辅助课件在学生自学以及进行操作使用时,如何学习都是学生自己的事。教师不能全完了解学习者的情况,学生在蹦到问题时不能向教师求教,师生之间互相封闭,谈不上师生互动,因此课件所起的效果大打折扣。

5.课程特点没有突出

各门课程在教学上有不同的要求,但现有课件对于这些不同要求完全不予理会。例如很多课程都要涉及到大量的曲线或曲面,对有些课程来说,将这些曲线或曲面给出了一个简单的展示就足够了,而有些课程这样的展示不能达到教学目的的要求。

6.教学计划的欠缺

在课件的开发过程中实际上离不开教学策略的设计,但课件的制作者往往并未意识到这一点。例如:现有的绝大多数课件都是单一的展播式,这样的可见制作“精美”,但它不可逆、不能互动。实际上运用课件教学只是手段而不是目的,应该在教学设计理论的指导下讲求课件的实效性,着眼点在于学生学习新知识、掌握新技术、培养各种能力有帮助,而不是表面上的制作“精美”。

综上所述,现有的计算机智能辅助存在许多问题,随着新技术的不断出现,这些问题将使计算机智能辅助越来越不能适应新的要求。因此以智能计算机智能辅助为代表的心的计算机辅助教学系统将成为教育技术上需要不断探求、努力实现的发展方向。

三、智能计算机辅助教学系统

智能计算机辅助教学系统(Intelligent ComputerAided Instruction),简称ICAI。教学过程是一个复杂的教与学的思维过程,它需要教师以专门知识和经验为依据,经过吸取、讲解、推理、示例、综合等多个步骤才能较好地完成。计算机辅助教学实际上是一个由计算机系统辅助教师进行教学以及学生进行学习并得以实现的系统。在智能ICAI中,教学思想、方法、学习内容可用知识形式表示,如何解决知识的形式化表示以及知识的访问与调用问题,是人工智能的核心技术之一,也是将ICAI引入教育技术领域中所要面临的一个问题。知识库是实现知识推理与专家系统的基础,可以用知识库作为智能ICAI的构建环境。在知识库中,教学内容等的有关知识可以用事实与规则表示,并存储于知识库内,教学与学习过程既是对知识库中知识进行推理,并最终得出所需结果的过程。ICAI系统的一般包括以下几个模块:

1.知识库。知识库是关于教学内容的模块,解决“教什么”问题。知识库中的教学内容有待于教学与控制模块和学生模块进行选取、调用。

2.学生模块。学生模块是用于记录学生的学习情况,对学生学习的各个环节信息进行搜集,以便系统对学生的学习情况进行自动评估,提出具有针对性的学习建议和个别化的辅导。学生模块描述学生对教学内容理解、掌握的程度,系统可以根据学生模块的具体情况调整教学策略并提供适当的反馈。

3.用户接口模块。这是系统与用户交流的界面。整个系统依靠用户接口模块把教学内容呈现给用户、接受用户输入的信息、并向用户提供反馈。

4.教学与控制模块。这是教学过程与整个系统的控制模块,涉及到“如何教”的问题。它具有领域知识、教学策略和人机对话等方面的知识。根据学生模型提供的学生学习情况,通过智能系统的搜索与推理,得出智能化的教学方法与教学策略,能够较科学地评估学生的学习水平,可以通过分析学生以往的学习兴趣和学习习惯,预测学生的知识需求和常犯错误,动态地将不同的学习内容、学习方法与不同的学生匹配,智能地分析学生错误的原因进而针对地提出合理的教学建议、学习建议以及改进方法。

新世纪的教学将是以智能化的ICAI为主线,是多学科、多方位发展的新技术的体现。随着人工智能技术的发展、计算机辅助教学的成效将更加明显。

参考文献:

人工智能教学建议范文4

【关键词】大数据时代;人工智能;计算机网络技术

引言

科学技术的飞速发展,使计算机网络成为人们生活和工作的重要组成部分。在计算机应用领域,将人工智能与大数据进行融合,可有效解决计算机网络管理中安全性的问题。然而,在大数据时代背景下,由于人工智能技术的发展仍处在探索阶段,在计算机网络技术中的应用还存在许多问题。基于此,深度探讨人工智能应用优势,并针对人工智能在计算机网络技术中的应用提出几点建议,具有十分重要的意义。

1大数据时代人工智能技术的含义及应用优势

1.1大数据下的人工智能技术

人工智能作为计算机技术体系下的分支,是一门融合开发和研究为一体,主要作用于开发人类智慧所应用的科学技术。在人工智能不断发展的历程中,对于人工智能的探索逐渐延伸至管理学、语言学、社会学等学科,使人工智能能够更好地接近人类大脑,完成对社会中存在各类要素和信息的采集,并模拟出人脑对图像和声音出现的反应。在大数据时代背景下,人工智能可借助大数据内容多和规模大的特征,替代人们完成部分工作,为人们生活和生产提供便利,以进一步增强人们的幸福感。人工智能与大数据的配合,可将人类思考习惯进行数字化处理,并完成对数据的储存。在未来发展中,人工智能可实现对人类日常生活的复制,实现机械化的自动操作和控制。通过大数据和人工智能的相互配合,可为人类和技术的发展提供更广阔的空间。1.2大数据时代下人工智能在计算机网络技术中的应用优势在大数据时代背景下,人工智能在计算机网络技术中应用所体现的优势,主要体现在以下几方面:①完成对信息的预测,在计算机网络运行中,要想提升运转速度就要及时处理系统中存在的模糊数据,但对于这部分信息价值的辨别存在一定的难度。如依照传统处理方法会增加系统运行成本,对系统造成影响。在大数据时代人工智能的干预,可依据模糊分析理论更有效辨别信息价值,完成对信息的预见,进而实现计算机网络运行效率的提高。②增加网络监管能力,计算机系统的快速发展使得计算机网络结构日趋复杂,为网络监管带来难度。而人工智能的参与可实现对网络的分类管理,不但提升管理的效果和能力,还为网络营造更加安全的环境。③人工智能强化数据整合,在人工智能和大数据相互协作下,对于计算机网络空间中存在的信息进行快速整合,完成对各类资源的有效配置。还可加快资源整合的速度,减少资源的消耗,降低计算机网络的运行成本。

2大数据时代下人工智能在计算机网络技术中的应用对策

2.1计算机网络安全管理中人工智能的参与

①在计算机网络网络安全入侵检测中应用人工智能。在大数据时代下,计算机网络环境日趋复杂,各类病毒和木马的入侵可对网络造成不可逆的影响。而在计算机网络管理中应用人工智能,可通过对以往入侵情况的分析,建立数据集成的系统,通过数据编码将入侵特征进行编码转换,在系统中储存完整的信息。一旦计算机网络出现入侵系统的情况,对网络安全造成威胁,系统就可依据设定对入侵类型进行辨别,并完成安全处理,保障计算机系统和网络的安全。②数据挖掘技术在计算机网络安全管理中的应用。数据挖掘主要是指将网络从主机会话中分离出来,并通过对网络控制实现计算的规范化,并将其产生的数据储存到数据库中,在遇到网络风险时就能完成数据的辨别。③人工神经模拟。人工智能的模拟技术可模仿人类大脑的思考和处理逻辑,在网络运行中,可对噪声等要素进行识别,并通过检测,完成对网络的安全性检查,提升网络运行安全性,提升检测的质量。④危险信息拦截和垃圾处理。在计算机网络安全管理中,人工智能可在网络系统中建立智能防火墙,对部分危险信息进行识别,并完成拦截。还可在系统设置访问权限,提升安全防控的效果。同时,在垃圾处理方面,人工智能和大数据的相互配合,可实现对网络遗留数据痕迹和垃圾的检测,快速找到包含病毒的文件,并在人工智能处理模式下完成病毒的处理,消除网络中存在的安全隐患。另外,人工智能可完成对系统资源的扫描,通过对信息的分析和处理,将数字化数据反馈给用户,使用户更加直接地了解计算机网络的运行状况,为进一步保障计算机网络安全提供帮助。

2.2计算机网络管理系统中人工智能的导入

①系统数据库技术。在计算机网络系统中,利用人工智能技术将计算机系统运行的内容转化为数据,将简单内容在变为复杂的程序,在运行中对其进行不断的优化,找到有效的运行方式,实现对系统对有效的管理。这种人工智能和大数据的相互配合,可有效弥补传统数据加工在内容逻辑性方面的缺陷,并通过数据库的建立,使得计算机网络系统在运行速度和储存空间方面都得到提升。②智能问答技术。在计算机网络搜索功能中,人工智能技术的参与可使得用户利用部分有效信息就能获得海量的资源,提升网络资源的使用效率。这种智能问答方式主要以简单指令为核心,通过对关键词的识别在海量数据中快速筛选到相关的资料,获取到用户需要的内容。这种工作方式可减少搜索的时间,完成对资源的合理应用。比如,用户在搜索栏中输入“流行乐”,当下在音乐市场中流行的乐曲都能显示出来,并带出“流行乐”相关的搜索标签,找到更多相关的信息和数据,减少搜索的时间,并提升搜索的整体质量。③智能技术。计算机网络系统可完整记录用户的搜索数据,并从海量资源中挑选出相关内容,完成对用户的精准推送,这种服务的机制,可减低用户大量搜索的时间,并在短时间内找到更有效的相关信息,提升计算机网络系统的应用效果,带给人们更多的便利和帮助。

2.3计算机网络运营系统中人工智能的支持

目前,计算机网络与行业领域的深度融合,奠定了计算机网络的发展基础。同时计算机网络所支持的各类平台,可为整体网络管理工作的开展提供对接渠道,依托于信息传输机制,可有效提高数据传输的时效性,进一步为行业的发展提供保障。(1)在企业管理方面。大多数企业在运行过程中,将产生大量的数据信息,有价值与无价值的信息将呈现出同步传输的模式,计算机网络系统的应用,则是对此类数据信息进行有效整合与分类,为管理人员提供一定的信息决策支持。人工智能的融合,对于原有的计算机网络运营系统来讲,则可有效建立起一种基于人工智能实现的运算环境,通过大数据技术的价值信息挖掘、神经网络与模糊网络的精密算法等,可有效提高数据信息的统计能力,以此来节约企业资金成本的投入。此类人工之能的导入可为企业经济管理建立一种数据运营框架,在相关信息的输入下,可按照有序性的运算模式实现数据的分析,进而提高企业自身的运营质量。(2)在教育教学方面。计算机网络与教育领域的结合,是我国教育改革的一个重要实现载体,通过网络海量资源的支持,可为学生提供更为全面的信息。例如,以人工智能技术为载体的信息分配机制,其可有效建立起一智能化数据体系,学生通过网络进行作答时,计算机系统的分配机制可依据学生作答情况,将各类信息进行精准记录。同时,平台本身还可依据学生的作答信息进行学习行为方面的预期分析,然后针对某一时间点下数据信息呈现出的异常特性来分析出学生学习行为的发展方向,并将此类信息及时反馈到系统中。通过此类信息的正确界定,可对教师的教学行为以及学生的学习行为等进行有效规范。人工智能的支持下,可令计算机网络呈现出智能化运作的特性,对于当前信息时代的发展态势来讲,智能化、自动化的运营模式在行业领域中属于一种必然导向,为此,应针对行业本身的需求,界定出技术的应用形式,以此来发挥出技术应有的价值效果。

人工智能教学建议范文5

 

经过比较详细研究Alphago的算法发现,它在布局阶段的前20步采用人类经验,之后开始在人类经验的基础上融入了自己学习的权重,变得更加的理性以及所谓的大局观。由于围棋的复杂性,Alphago也不能在每步都能精确地知道当前棋盘中所有下法的胜率。所以,他采用的是在可以期待的近期(20步以内)综合价值和胜率会超过50%的走法。从这几点来看,这次的机器战胜远超过国际象棋中人类被战胜的意义。Alphago的算法是一种新的适应机器的思维,发挥了机器的强项,弥补了机器的短处。这非常让人感到害怕、悲观和失望。因为,人生就是一盘棋局。如果50年后,有一个智能科技机器助手,它不能告诉你最终的未来,但是可以告诉你在几年内的未来,你该如何是好?那这是不是一种宿命论?事实上,笔者在教授数据分析课程的这几年中,一直在宿命论和未来不确定性两种相对的观点中摇摆。数据统计已经有足够的算法和可靠的实践在某些方面做出人类无法预计或预见的准确预测,只不过那些领域还很小,比如,库存的预测、销量的预测,等等。数据已经在显示其巨大的价值,而一旦数据预测技术能够输入足够多的变量,采用类似Alphago或更加高级的算法,进而对你个人、你所在组织、公司、国家的短期未来甚至是长期未来做出80%、甚至是90%的准确预测,你会怎样去接受这样的未来?!当然,不确定性仍会存在,这是一个好消息。在此,我对Alphago事件尝试做一些思考分析。

 

一、Alphago战胜人类的几种可能的基础

 

1.Deepmind公司用十年的时间磨练,修改算法,虽然在算法上没有创新,但是如何融合已有算、如何调整权重等多个方面,仍然是做了大量、艰苦的工作。

 

2.Google拥有超级大量的计算资源供Alphago的使用,也就是说目前机器学习的过程非常的耗费时间以及计算资源。按照以往的经验,20年内,我们使用的桌面型机器就应该能够支撑起Alphago目前所需的计算资源。从现在开始,再过30-40年,可能Alphago这个“古老”的程序只需要几天就能完成现在几个月所需的机器学习时间。

 

3.在硬件上CPU和GPU的协同调度,以及分布式的运算的运用,大大加快的计算的速度。这也是近几年软硬件基础发展奠定的基础。

 

4.Alphago 在击败欧洲冠军时进行了严格的保密,说明当时Alphago团队当时也并不是很自信能够战胜。事实上,我认为,在这次比赛开始前,他们仍然没有这个把握,仍然应该认为是一半对一半的胜率。但是,哪怕输了,也没有关系,反正继续让Alphago学习后再提升。

 

5.Alphago对战时采用方式近似的模拟了人脑的信息的处理方式,只不过速度更快。所以,Alphago也不能百分之百的胜率,但是随着学习的时间不断增加,最终会远远超过人类。

 

二、Alphago围棋人机大战事件将会产生的影响:

 

1.个人,组织,公司,国家间的竞争将会更加重视人工智能的策略参考。人类的思考开始依赖于机器的理性,人的决策变得更加的理性,情感的因素会不断下降,也意味着更加没有人情味。这必然会影响到人类的进化进程。

 

2.人与机器的关系需要重新的思考,人应该如何同机器共存。

 

3. IT行业的人力资源需求将大规模增长,而有些行业将大规模失业。

 

4.基因技术、可控核聚变、机器人技术、人工智能这些技术都将对人类产生重大意义的影响,但是如何控制好这些技术将成为一个重大的问题,否则任何一个技术都可能毁灭人类。为了控制好这些技术,需要从现在开始立即进行大量的辩论及监督审查。

 

5.Alphago在最终在决定某个落子的评分中,其权重为人类经验参数同左右互搏这种机器学习得来的概率参数各占50%。Alpago团队曾经调整过不同的权重,但是经过实验发现各占50%时的最终胜率最高。这一数据是否在暗示,如果要战胜人类就必须首先理解人类的思考,否则就无法做到青出于蓝而胜于蓝。但是,在理解人类思考的同时,也会无法避免地继承人类的弱点,这也是Alphago最终会有失败的一局。另外,在具体的步骤中,也不是每步都是完美的。可能这也许是人工智能能够超越人类,但是可能无法毁灭人类的重要一点。因为,如果人工智能自己最终学会思考,相信人工智能最终会参透,或许最符合人工智能自身的利益生存方式是同人类共存,而不是消灭人类。

 

三、Alphago围棋事件可能对教育领域的产生的影响

 

1.Alphago算法有较强的通用性,但也有很多的限制。首先为了更加精确,需要大样本量的学习,Alphago为了加快学习进度在学习现有人类棋盘的基础上,开始自己与自己互博,加快学习的速度。这点在通用领域中实现有一定的难度。在教育领域中,目前比较适合Alphago算法快速进入的领域的是在线课程的学习。

 

2.在线课程的学习目前来说仅仅完成了内容的提供,如何编排现有的课程已达到最高的学习效率,这点目前还没有引入人工智能方法。如果引入,将会对教学的方法理论产生一定的影响,甚至会影响到线下课程顺序的设计安排。

 

3.多媒体材料的类型的挖掘,不同类型的媒体会带来不同的教学效果,人工智能在这个领域有助于通过大数据分析统计出在认知不同阶段采用何种类型的教学媒体效果最好。

 

4.个性化的学习,引入Alphago算法后的人工智能,会为个性化学习带来天翻地覆的变化。通过摄像头对学习者情绪的监控,结合学习过程中不间断的学习效果的评估,可以会带来真正意义上的个性化学习。

 

5.真正意义上的个性化学习会对分层教学产生深远的影响,因为学习的进度快慢会非常容易的将不同学习能力的学习者分类,教育会不知不觉走向过程和结果的不公平。

 

6.目前,已经有在线课程网站同招聘网站结合的构想,利用在线学习的记录,为雇主提供是否雇佣的参考。未来可能会更加大规模地出现该类现象,未来各级各类学校的升学也可能会更加依赖机器或网站记录的学习过程,同时造成新的学习能力歧视。但是,这样针对个体的不公平,却可以带来整个组织以及国家的利益最大化,将来如何面对这样的不公平,会成为一个重要的讨论话题。

 

7.Alphago通过在线教学领域的挖掘最终也会或多或少的影响到传统的教学。如在教师多媒体的选择标准、课程顺序及进度的选择。但是,在远远没有量化的教学领域,还有很长的路需要走,而一旦传统的教学领域被量化,如学生的表情、情绪、反应等,那么教师这个职业将同今天的围棋一样,不得不慎重的思考接受一个类似上帝的理性的人工智能的建议。另外,最快掌握这一技术的组织和国家,将获得先发的优势。

 

四、Alphago围棋事件可能对职业教育领域的产生的影响

 

1.大量的主要是重复性的工作,尽管需要一定的随机应变能力的工作,将会在30~50年逐步被人工智能所替代。这些职业中的低层次职员将被大量地解雇。这一点提醒职业教育的层次需要不断地上移,为符合人力资源市场的需求及保证国家的竞争力,职业教育中本科教育及研究生教育的比例将逐步加大。

 

2.工厂的工人将被大量的机械手臂代替,全自动化的工厂将越来越多。尽管处于迈向老龄化的社会,却并不能保证年轻人足够的就业岗位。IT产业的人力需求将越来越大,各个产业的从业者都将储存一定的人工智能的知识,以便同智能机器助手更好地共存。

 

3.职业教育的过程将更多地信息化,如教学资源库使用将更加类似于在线教学。通过物联网技术,教学的过程被更加地量化,实践操作的过程中实现较高精度的量化,实践教学的效率极大地提高。但是,工业领域的职业中的实践教学的比例将大幅度下降,由于机械臂的大规模采用,实践教学将被机械臂的操作实践教学大规模替代。对于人工智能分析、操作以及针对不同环境进行适应性调整的能力将成为大部分职业必修的课程。

 

4.有必要考虑培养学生的机器思维的理解能力,让学生能够理解人工智能的思维的方式,理解这种更加冷静的思维方式。同时,也要让学生明白人工智能不是万能,也会犯错,需要保持警惕,不可过分依赖人工智能。

 

5.在职业道德的教育中需要充分的讨论人与智能机器之间的关系,以及如何看待智能机器,应该拟物化的看待智能机器抑或是拟人化的看待?如果拟人化的看待,那么,拟人化到何种程度?如果面临险境,是否会因为情感因素去拯救智能机器而牺牲自己?等一系列的问题。

人工智能教学建议范文6

[关键词]研学活动机器人教育科学素养

引言

随着时代的变迁,以及各种条件的限制,各学校以往每学期的春游、秋游活动基本销声匿迹,而以前的春游、秋游活动基本都是野炊或爬山等郊游活动,形式单一,学生的兴趣不大。近年来,多地教育部门兴起了研学旅行。研学旅行是学生在教师或辅导员的带领下,确定主题,以课程为目标,通过旅行中的集体住宿、集体体验、集体感受,以动手做、做中学的探究形式,以提出问题、猜想预测、设计实验、进行观察、寻求实证、搜集数据、整理分析、得出结论、交流表达、集体讨论、记录过程等探究步骤,在教师的帮助下书写研学日志,形成总结报告,并尝试提出新的问题[1]。研学旅行又称修学旅行、游学、教育旅游等,是以一个专题为目标,以在校学生为主体,以教师等其他人员为补充,以增长技艺、增长见识为目的的一种专项游学活动。研学旅行突出一个“学”字,在旅行过程中要行有所学,学有所获。开展研学旅行,有利于全面推动素质教育,创新人才培养模式,引导学生主动适应社会,促进书本知识和生活经验的深度融合[2];有利于有效培养学生的科学探究意识。研学的宗旨就是在教师和学生共同组成的学习环境中,以学生为中心,让学生主动探究、主动学习,即“做中学”,就是让学生在动手、动脑的实践中利用所学的知识去发现问题、解决问题[3]。探究式学习既是学习的目的,又是学习的理念、方法和模式,是“素质教育”的根本出路[4]。

一、开展机器人技术教育的重要意义

人工智能技术已经是世界领域研究的具有前瞻性的现代高新技术。国务院于2017年7月8日印发的《新一代人工智能发展规划》提出:“鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。建设和完善人工智能科普基础设施,充分发挥各类人工智能创新基地平台等的科普作用,鼓励人工智能企业、科研机构搭建开源平台,面向公众开放人工智能研发平台、生产设施或展馆等。”这为人工智能教育赋予了新的目标、任务和使命。机器人技术教育是人工智能的启蒙课,而现阶段由于机器人实训室建设不完善、师资力量严重匮乏等原因,在所有学校实施该课程还有一些困难,全面普及机器人技术教育的高职院校数量很少,这样就局限了机器人技术教育在高职教育中应发挥的特质和价值。机器人技术教育集成了数学、力学、机械、电子、自动控制、传感器、通信、计算机、人工智能,综合了众多领域的高科技,具有实践性强、探索性强和综合性强的特点,有利于学生迅速接触前沿研究,不断激发探究兴趣,提高创新能力和科学素养。机器人技术作为一门研究性课程可培养学生的创新思维与实践能力,在学习过程中,学生应学会在海量的信息前能自主判断、选择、获取和应用有效资源,这就要求学生必须具有综合运用各门学科知识分析问题、解决问题的能力。在机器人学习和制作的过程中,学生不仅能够接触机器人,还能体验成功制作机器人的愉悦,提升他们的综合素质[5],充分弥补其在课堂学习中缺乏实践的缺陷,强有力地锻炼了学生的创新思维和动手能力。在高职学生研学中开展机器人项目教学,可以普及信息技术,提高学生的科学素养,培养并激发学生的动手能力、综合能力、创新意识、协作能力和进取精神。当前,职业院校教育教学改革的重心是积极探索创新人才的培养模式,由此确立机器人技术为高职院校开放型研学课程。高职院校应不拘泥于专业限制,多方训练和培养学生的创新思维,提高学生的实践能力,为在校学生创造一个能激发兴趣、产生好奇心的环境,使他们能通过机器人活动点燃智慧的火种,因而,将机器人作为科技研学中的一个项目是非常有意义的。

二机器人研学活动在职业院校中的开展路径

1.组建研学团队

高职院校应多加宣传,营造科技教育的氛围,形成教师与学生乐于参与的良好态势,坚持多样性与开放性原则,搭建学生科技活动平台。机器人技术课程不能仅让工科专业学生学习,还应让其他专业学生一起参与。要在参加科技研学的学生中招纳、吸收一批热爱发明、对人工智能感兴趣的积极分子,促使其开展机器人研学活动。高职院校应为此配备指导教师、开发实验室使该活动常态化,通过校企合作,产、学、研结合的方式协助学生实现科技成果的转化。学校应多次举办或组织学生参加大学生科技创新比赛或机器人大赛,激励学生的积极性。

2.初期认识阶段

在研学活动初期,要引发学生对机器人的好奇心和求知欲,对学生进行机器人科普教育,如机器人发展史、机器人的工作场景,炫酷的科技场景为学生提供了一个真实、生动、有趣的学习环境。可通过展示现代科技信息,激发学生的好奇心和想象力,引导学生对新科技的兴趣,鼓励他们热爱科技,尝试创新。

3.具体实践阶段

在实施阶段,硬件平台的选取已实现了多元化,可以选取“探索者”系列的螺丝零件式组装或进行乐高型积木式组装。(1)科普学习。实践阶段以“手脑结合”为主要学习方式,注重间接知识与直接知识的融合,给学生提供必要的基础知识。可通过各种零件的组合设计一些实验、搭建一些实体模型,比如制作招财猫、搅拌机、唱片机、行走的小车等。应根据学生程度的不同分别给予其不同的主题和任务,以学生自主探索为主,教师辅导为辅,鼓励学生动手去做,并在做的过程中发挥学生的想象力,使其在有限的时间内能够完成项目,形成一个独具特色的作品。具体形式以小组为单位,将3至5名学生分为一个小组,让学生尝试合作学习,增强其团队协作精神。由于机器人制作不仅要搭建外型,还要编写一些程序让其动起来,所以在创意、搭建、组装、编程、调试的过程中,学生可互相交流和讨论,各抒己见,选择最优方案,然后将组装与编程进行分工。通过交流和讨论能加深学生对问题的理解,也能提高其语言表达能力。在组装、调试过程中,学生会不断进行集体讨论,积极改善方案,弥补不足,充分锻炼了学生的团结协作精神和小组探究精神。(2)综合学习。在这一阶段,学生已掌握了简单的机器人制作原理,有了编程的基本知识。在此基础上,可以鼓励学生自己发明创造,建议多个专业的学生进行组队,这样可以拓展大家的思维,比如团队中汽车专业的学生可能会考虑制作与车辆有关的作品;医学专业的学生会考虑制作一个与医学相关的小仪器等……建议每个团队中至少有一位计算机专业的学生负责程序编写与调试,这样不仅能使设计方向多元化、作品多样化,还能使调试阶段少走弯路,提高效率。