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人工智能教育课程范文1
关键词:人工智能;案例式教学;兴趣引导教学法;问题驱动教学法
中图分类号: TP309 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)03-0599-02
人工智能是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的综合性技术学科[1],是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透、迅速发展且与人类生活密切相关的综合性新学科,其核心研究领域包括模式识别、自然语言处理、机器学习、数据挖掘、人工神经网络和专家系统等等[2]。
语言信息处理是语言学与计算机科学交叉形成的一门新型学科,其课程体系以语言学、计算机应用、应用数学和认知科学为主干,研究内容是自然语言的自动化信息处理技术,是人类语言活动中信息成分的发现、提取、存储、加工与传输[3]。目前该方向的主要应用领域包括机器翻译、文献检索、信息提取、自然语言的人机接口等。由此可见,为语言信息处理专业开设人工智能课程是必须的。该文针对“人工智能”课程自身特点和语言信息处理专业研究生培养目标,并结合笔者多年来的教学经验,分别从课程内容设定、教材选择、教学方法、考核方式等多个方面对该课程的教学改革进行了探索与研究。
1 以“精”“典”为基本要求的教学内容选择
“人工智能”课程的突出特点研究内容涉及面广而学时数较短(大部分高校的研究生专业安排的课程的时数在36到48学时之间)。因而授课时不能追求内容“大而全”,必须“精”,选择重点、核心基础知识进行学习,选择与专业方向最相关的“典”型应用领域进行重点详细介绍,使学生在有限的时间内学到最有用的知识。“人工智能”课程教学内容总体可以分为三大部分。
第一部分是基础理论知识,学习人工智能中知识的表示方式(谓词逻辑表示法、产生式知识表示法、框架表示法、语义网络表示法等)。语言信息处理专业学生本科专业背景不同(有文科,有理工科),所以该部分教学内容难点在于教学进度和难易程度的均衡。本部分内容可安排8~10学时。
第二部分是搜索与推理,对使用特定知识表示方式表达的知识和问题进行推导或搜索,得出相应结论或搜索结果。本部分安排10~12学时,重点在于启发式搜索。
第三部分是人工智能中的典型应用领域。对于该部分内容的选择要以学生专业为中心进行,选择与学生专业相关性较大的领域进行教学,以期能够有助于学生了解并掌握学术的主流发展趋势,从而能够更好地培养自身的科学素养和创新能力。本部分主要学习机器翻译、机器学习、自然语言处理、数据挖掘、多Agent系统等。本部分安排18~36学时。
2 选择“最合适”的教材
教材是教师教和学生学的主要凭借,教材的好坏在很大程度上决定了教师能否成功“教”与学生能否顺利“学”。教材的选择要以教学对象的特点和教学目标为依据,选择最合适的教材。在广泛研读目前比较热门的人工智能教材的基础上,结合教学目标和教学对象的特点,选则清华大学出版社出版﹑蔡自兴和徐光祐编著的《人工智能及其应用》(第4版)[1]作为教材。该教材总体也可以分为三部分:第一部分论述了人工智能的三大技术, 即知识表示;第二部分论述推理及搜索; 第三部分论述人工智能的主要应用领域,包括专家系统、机器学习、自动规划、分布式人工智能和自然语言理解等。与第三版本科生用书相比,增加了如本体论和非经典推理、决策树学习和增强学习、词法分析和语料库语言学等(非常适合笔者的教学对象)。
3 创新型人工智能课程教学方法
“人工智能”课程涉及的知识面广,既包括基础理论,也包括具体应用,即有抽象复杂的计算,也有繁杂的系统实现,为此,如何激发学生的学习兴趣并保持学生的学习兴趣是本课程教学的关键。此外,因为是研究生教学,所以更突出学生的主体地位,注重培养学生的学习兴趣、自主学习的意识和能力。为此,笔者主要采用了以下几种教学方法。
3.1 兴趣引导教学法
常言“兴趣是最好的老师”,如何培养学生对本门课程的学习兴趣,激发学生对本门课程的求知欲,是一门课程首要任务。
为了提高学生的学习兴趣,笔者在第一节课让学生观看美国科幻电影“机器人”的相关片断,通过机器人安德鲁非凡的创造能力、情感表达能力和自学习能力让学生更好地了解人工智能的目标、意义,激发学生探索人工智能的兴趣;在学习“博弈策略”及“极大极小分析法”时,笔者通过让学生来参与“一字棋”对决游戏说明博弈树的层次结构原理,通过“人机对弈”说明“α-β剪枝技术”引入的必要性;通过“啤酒与尿布”的故事说明数据挖掘技术在现实生活中的应用,让学生认识到人工智能并不是虚无抽象的学科,而与人们的生活息息相关,激发起学生用人工智能相关技术解决现实问题的兴趣。
3.2 问题驱动教学法
在讲授基础理论时,如“不确定性推理”、“数据挖掘”等这一类型内容抽象、算法复杂的知识时,采用了问题驱动式的教学方法。
教师首先提出与内容相关的若干问题,并为学生相关的资料或向学生提供找到问题的一些线索,让学生带着问题去思考、分析和讨论等方式来查找答案,主动获取知识,应用知识,教师在必须的时候还需给予一定的引导和帮助。如在讲授产生式知识表示法时,以“动物识别系统”问题原型,给出学生系统模型,让学生编写一个能够用来进行动物识别的应用程序。
此教学法很好地培养学生解决问题的能力,形成研究的态度,提高认知能力。
3.3 实践教学法
“实践是检验真理的唯一标准”。人工智能课程中,能够动手实践的知识一定要让实践。
在讲“专家系统”的构造步骤时,用“营养专家系统”为案例进行介绍,将该专家系统分解为一个个小的具体任务(如知识库构建、规则库的构建、界面设计等),并分配给不同的学生,学生按照专家系统的一般构造步骤去完成相应的任务,最终完成一个完善的系统,从而达到掌握专家系统构建的教学目标。
实践教学法可以提高学生分析、解决问题的能力和动手能力,并可以进一步加深对理论知识的理解。
3.4 案例教学法
案例教学法是将案例讨论的方法运用到课堂教学活动中去,教师根据课堂教学目标和教学内容的需要,通过设置一个具体的案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,让学生在具体问题情境中积极思考、主动探索,以提高教与学的质量和效果,培养学生认识问题、分析问题和解决问题等综合能力的一种教学方法[4]。案例教学法中教师扮演设计者和激励者的角色,鼓励学生积极参与典型案例的讨论,重点掌握教学进程,引导学生思考,组织讨论研究,进行总结、归纳,同时教师也参与到学生共同研讨。不但可以发现自己的不足,也可以从学生那里可以了解到大量感性资料。该教学法有利于调动学生学习主动性,通过生动具体的案例介绍可以促进学生对知识的理解和实际应用。
人工智能授课中,对于产生式系统和自然语言理解系统的有关概念及系统构成技术,采用了案例教学法。
在介绍产生式系统时,我们以动物识别系统为案例进行介绍。案例教学通常可以分为3个步骤,即案例引入、案例分析和案例总结。案例引入过程介绍产生式的语法和语义、产生式系统的组成及工作原理后,通过屏幕演示动物识别系统的运行过程使得学生能够获得老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、鸵鸟、企鹅、信天翁七种动物的一些特征;案例分析阶段通过向学生展示使用Prolog编写的动物识别系统源程序,详细介绍设计思想以及实现过程。该过程是案例教学的关键,教师引导学生进行案例分析,之后由学生进行补充,师生共同讨论力求系统得以更完善;案例总结阶段由老师对学生的讨论情况进行总结,在总结讨论情况的基础上提出一些问题(例如如何进一步提高系统的效率?)。
在介绍自然语言理解系统时,以自然语言情报检索系统LUNAR[5]为例进行介绍。从LUNAR系统的词法分析、语义解释和问题回答三个阶段进行详细分析。经过案例引入、案例分析和案例总结三个阶段,使得学生对LUNAR系统的设计步骤、关键技术及设计思路有深入的了解。之后,要求学生写出案例分析书面过程,并完成课后作业“指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU”。
4 课程考核方式的改革
研究生教育以培养学生的能力和素质为主要目标。人工智能课程的考核方式也以此为目标,采用以考察理解应用为目的的论述题,或结课论文形式进行,同时注重平时考核。平时考核以学生查资料的能力、阅读相关文献即完成课后作业的情况为考核对象。
5 结束语
为了提高人工智能课的教学质量,根据课程及教学对象的特点,结合教学过程实际问题,采用了合适的教材,安排了合适的学时,在教学过程中综合各种教学方法的优点,并采用了适当的考核方式。教学结果表明,通过这些尝试,提高学生学习的兴趣和积极性,取得较好的教学效果,学生能够有意识地使用人工智能中的相关知识、思想来进行学术研究。
参考文献:
[1] 蔡自兴,徐光祐.人工智能及其应用——研究生用书[M]. 第3 版. 北京:清华大学出版社,2004.
[2] 廉师友.人工智能技术导论[M].西安:电子科技大学出版社, 2002.
人工智能教育课程范文2
【关键词】机器人教育;信息技术;课程改革
【中图分类号】G633.67 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6009(2015)22-0068-01
【作者简介】赵春声,江苏省镇江市教育局教研室(江苏镇江,212000)教研员。
随着科学技术日新月异的发展,人类社会正进入以机器人为代表的智能化时代,机器人教育越来越受到人们的关注。在一些发达国家,机器人教育已经在中小学得到了普及,在我国基础教育阶段,机器人教育才刚刚起步。因此,在信息技术课程中开展机器人教育成为信息技术课程改革发展的一个趋势。江苏省句容高级中学的机器人创新教育课程基地在这个方面做出了积极的可贵的探索。
首先,机器人教育可以成为学习程序设计的基石。基础教育用到的机器人的编程软件功能简单,大都具有图形化、模块化的特点,它能够通过靠鼠标的拖拽实现编程,不像一般程序设计语言那样要记很多语句。同时,所有编写出来的程序都能执行,程序中出现错误能够在编写中指出,不会出现运行中出错的情况。虚拟机器人通过软件平台对所编写的程序进行仿真,实体机器人通过硬件的实际行动来执行人们编写的程序,使初学编程的人不再觉得编写程序是抽象的、没有具体运用价值的一件事,而是实实在在地看到自己所编写的程序的功能与作用。
其次,机器人教育可以作为人工智能的学习平台。机器人是人工智能研究与应用的一个具体领域。随着微电子和人工智能技术的发展,目前的机器人大都配有相关的智能部件。在高中阶段开展对机器人的探索和研究,通过对看得见、摸得着的人工智能实际应用的问题展开教学,能够使学生受到有关人工智能科学的启蒙教育,既能促进学生的个性发展,又能促使学生未来产生对信息技术的追求。
再次,机器人教育是培养学生实践能力与创新精神的载体。当今全球基础教育改革的趋势就是,以知识为核心的教育逐步转变为以能力为核心的教育,知识成为学习的载体而不是目标,机器人教育正是体现这一教育思想的最佳方式之一。
人工智能教育课程范文3
关键词: 中学新课标 师范计算机本科教育 课程改革
随着中学信息技术教育的不断深入改革,无论是教学内容还是教学方法都已经发生了很大的变化。从教学内容上来看,信息技术新课程的教学模块主要由信息技术基础、算法与程序设计、多媒体技术应用、网络技术应用、数据管理技术和人工智能初步等六个模块组成。其中除了信息技术基础模块是必修外,其它均为选修模块。从教学方法上来看,采用了更加灵活多样的教学模式以改革传统的教学方式。这些变化和改革对高等学校计算机专业师范类的课程教学和学生的培养方式均产生了重大影响。
如何去调整高校计算机师范类专业的课程设置、教学计划以适应中学信息技术课程的改革和发展要求,如何去培养计算机师范类专业学生的信息技术的技能、改变他们的知识结构以胜任他们今后的教学工作要求,如何加强师范专业的课程建设以适应新课程的要求,如何改革计算机师范类专业的实践模式以使我们的师范生能在毕业后立足三尺讲台,我们从几个方面对这些问题做了研究,本文是研究成果的总结。
一、目前高等学校计算机师范类专业课程设置的现状和存在的主要问题
目前,大部分高校师范类计算机专业的课程设置都是按照以下模式来设置:参照计算机工科专业的设置,安排各种计算机专业课程,再加上教育学、心理学,以及教法课和师范技能课程。这种课程设置虽然基本上涵盖了中学新课程体系下的教学内容,但是本科教学中的内容较深,对中学教育的指导缺乏针对性。同时,一个不争的事实是因为信息学不作为升学的考试课程,所以信息学在中学和语数外理化等课程相比,处于次要的位置。而教学质量比较好的中学基本上都希望中学生在信息学奥赛上有较高的建树,或者希望信息学教师在教授课程的同时,能够管理所在学校的机房,维护所在学校的网站。计算机师范类本科教学的教学课程中,对各科的知识教育时间和花费的精力用力比较平均,没有特别的培训学生这几个用人单位实际需要的能力。
针对以上现状,我们在绵阳师范学院师范类计算机本科专业的学生中课程做了如下改革,同时在04级本科班中做了试点。
二、新课标下计算机本科教育课程改革的具体内容
1.中学新课程“网络技术应用”模块与计算机师范类专业相关课程的改革
在基本保留原来课程的情况下,加大网络编程,局域网组装与维护的教学力度。以中学校园网组建为案例,设计网络设备组装课程设计,具体安排以下教学内容:
(1)主干网及交换设备;
(2)校园网服务器;
(3)网络综合布线系统;
(4)网络操作系统的选择;
(5)网络软件;
(6)网络的配套设施;
(7)以为工具,具体设计网站。
2.中学新课程“多媒体技术应用”模块与计算机师范类专业相关课程的改革
在教学案例中,以中学的数理化知识点为素材,教会学生设计出中学课程中的多媒体课件,让本科学生具备调动中学生兴趣的能力。
3.中学新课程“算法与程序设计”模块与计算机师范类专业相关课程的改革
在教授本科生“算法与程序设计”的过程中,将课程内容作如下改革,以配合信息学奥赛比赛内容的要求。重点讲授算法的复杂性、基本算法(数论算法、高精度算法,最短路径、背包问题)、常用算法(递归、排序、查找、收索)、常用策略(筛选策略、归纳策略、分治策略、最优策略、穷举策略、回溯策略)。在讲授这些知识点的同时,选取往年的信息学奥赛试题给学生系统分析,以培养学生在此领域的能力,以便今后工作的时候能够辅导中学生。在实验课大纲设置的时候,尽量将以往的信息奥赛试题让学生编程序实现,以加深印象。
4.中学新课程“信息技术基础”模块与计算机师范类专业相关课程改革
课程内容设置安排如下:1.信息及信息技术基础知识,2.计算机网络与多媒体技术,3.中文版Windows XP操作系统的基本操作,4.中文版Word 2000文字处理软件,5.中文版Excel 2000电子表格软件,6.中文版PowerPoint 2000演示文稿制作软件,7.因特网的基本应用,8.中文版FrontPage 2000网页制作软件。在这些内容中对几个工具软件做详细介绍,并需要做出案例。
5.中学新课程“人工智能初步”模块与计算机师范类专业相关课程改革
课程设置以应用人工智能技术解决问题为主线,按照“知识表达与人工智能语言推理与专家系统问题求解”这一线索呈现学习内容。
三、教学改革方案在绵阳师范学院计2004级学生中运行情况:
对绵阳师范学院2004级计算机科学与技术(师范)80名本科学生进行了教学课程改革的试点,并对学生进行了调研,收集了学生的反馈意见。
从学生的反馈意见来看,学生对课程改革80%以上持肯定意见,提出的改进意见主要集中在教学方法的改进上。
2004级的学生于2008年7月毕业,我们对学生就业之后的情况进行了跟踪调查,80名毕业生有50名进入了各地的中学担任了教师工作,我们对这部分学生的表现情况向用人单位做了调查。
从用人单位反馈的意见可以看出,教学改革取得的成果得到了用人单位的认可。
人工智能教育课程范文4
[关键词]智能机器人 师范院校 教师教育 师范模式
一、引言
20世纪90年代以来,随着科技的进步,人工智能技术的发展,智能机器人在全世界范围内掀起了一股热潮。随着机器人技术理念的逐步完善和相关设备更新,人们也将越来越重视智能机器人的教学和竞赛活动。正是因为看到了这一点,我国的高等教育以及中小学教育在这方面也都投入了巨大的热情和精力,智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。笔者通过文献检索发现,智能机器人教育在国内外已不是少数学校的事。
1.国内外高校智能机器人教育开展现状
无论国内还是国外,在高校开设智能机器人教育课程的现象已经非常普遍。但主要是一些综合性大学。比如日本是世界上机器人教育和机器人文化普及最高的国家之一,在日本不仅每所大学具有高水平的机器人研究和教学内容,且每年举行多种不同档次的机器人设计和制作大赛,通过大赛培养了大批机器人技术研究和应用人才,使日本的机器人技术走到了世界前列。其他再比如一些欧美国家,亚太地区等都有该类项目的开设。
在国内,据不完全统计也有为数相当的高校有开设这项课程。其中有包括清华大学、北京大学、北京理工大学、西安理工大学等综合型大学,也有北京师范大学、浙江师范大学等师范类大学,其他还有一些职业技术学院等等。可以说我们的教育界还是注意到了这门新兴的学科,也在这块领域投入了相当的支持和关注。
2.国内外中小学智能机器人教育开展现状
国外青少年热中于机器人基于他们的历史文化环境:一是高新科技(尤其是IT的超速发展);二是漫画、电影、电视、体育竞赛、电子游戏以及互联网的影响。也正是由于这些文化因素的影响,智能机器人教育在国外开展地如火如荼,发展也比较迅速。目前,各国都有举办不同级别、科目、门类的比赛:比如日本的ROBO―ONE比赛至今已经举办了7届,还有“青少年机器人大赛”等,其主要参赛者都是年轻人。与此同时韩国的青少年也在掀起一股机器人热潮,韩国政府和企业也正在投入大量资金开发机器人产业,并使之商品化。而在美、德、法等国家,机器人产业也正在受到重视,一般采取“官产学”形式。“官”即政府的支持和调节,“产”即产业界的自我分类的研究和开发,“学”即学校专门设置的课程,进行学校教育。在如此庞大的体系下,机器人产业在国外已占非常重要的地位,尤其在当今的信息技术时代。
我国的智能机器人教育现状又如何呢?据不完全统计,在2005年全国已有2.5万余所中小学、320余万学生参与到智能机器人教育当中来。随着这几年经济的快速发展,目前我国中小学参与到机器人教育这个项目当中的人远远超过了上述数据,而且还在不断上升。特别是沿海发达地区,比如上海、广东、浙江、江苏等地区。目前的主要开设形式是校本课程或者兴趣小组等,参与的学生也大多是出于个人兴趣爱好。
3.中小学智能机器人教育的师资现状
由于智能技术是信息技术的核心领域,智能机器人也成为了培养学生动手能力、创新能力、协作能力和逻辑思维能力,提高学生综合素质,开拓智力的平台;同时,也是进行程序设计形象化、成果化教育的平台。
目前就已开展智能机器人教育的学校来看,其主要的指导老师就是信息技术老师。智能机器人教育主要多个学科的知识,由于没有专门的机器人教育专业,使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。可以看到中小学信息技术教育在师资方面还存在着诸多欠缺的地方。而计算机科学与技术、教育技术这两类专业在培养目标和培养模式上都带有局限性。比如计算机科学与技术专业,他们培养的人才往往有双重性:一是培养具有教书育人的良好素质,能胜任中小学计算机教育的教师;二是可从事计算机行业的相关人才。而教育技术专业虽然把培养目标调整为“具有良好的信息素质,胜任中小学信息技术课程的教学工作”,但是,目前多数教育技术专业、计算机科学与技术专业的培养模式培养大批“胜任”智能机器人教育课程的教师显然不切实际。
4.关于师范院校开展智能机器人教育的情况
在我们国家而言,智能机器人还属于比较新兴的项目,作为科研重要基地的大学起步也较晚,大家的水平差距相对较小。如果师范院校现在开设该项目,以时机来看,比较恰当。正因为大家处于同一起点,相互之间的差距不是很大,更加有竞争。师范类院校作为为社会培养人才的基地,更应该看到这一事实。目前师范类院校较综合大学来实力上看处于劣势状态,但师范院校由于和基础教育结合紧密,在发展机器人教育方面事实上具有先天优势。为提高师范类院校的竞争地位,增强培养人才的实际能力,创造出师范特色的新的人才培养模式,都值得我们思考并加以实施。
二、师范院校开展智能机器人教育的价值
1.师范类院校提高本身竞争力的需要
在师范类院校开设智能机器人教育正是顺应了师范教育改革的潮流。不仅可以为基础教育提供更好的师资力量,也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。拓宽了师范生的就业渠道,增强了社会竞争力。
2.中小学智能机器人教育的需要
智能机器人教育引入中小学,不仅有利于信息技术的发展;有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时,也将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促使新兴的智能机器人产业的形成。因此智能机器人进入中小学已成为一种必然趋势。我们可以通过智能机器人教育这个平台挖掘学生的创造潜能培养造就创新人才。不久的将来,智能机器人教学必将进入我们的周围,越来越多的人员便会参与到其中。如果师范类院校开设智能机器人教学,那么等到这些人员从事到中小学教育以后,他们发挥出来的作用将不可限量。
3.培养学生的诸多能力需要
智能机器人技术是世界强国重点发展的高技术,也是世界公认的打开21世纪大门的钥匙。智能机器人融合了机械、电子、人工智能等技术。如果把它引入教育,不仅有利于信息技术教育的发展;有利于我们探索人才改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促进新兴产业的形成。实践证明它不仅可以激发学生的想象力,培养学生的设计能力、创造能力、动手能力和跨专业的综合应用能力而且还培养了学生的协作精神。把智能机器人引入师范教育,不仅培养了学生的诸多能力,同时又为师范类院校学生在就业竞争中提供了一项优势,何乐不为?
4.师范性和专业性结合,培养更全面人才的需要
师范教育的根本目的不在于培养文学家、科学家,而是培养能培育文学家、科学家的教育家。在师范类院校开设智能机器人课程便是培养模式上的一种尝试和创新。由于师范类院校其本身的特殊性,它主要为基础教育培养师资力量,侧重点在于培养教师而不是培养研究性人才。师范类院校要培养智能机器人教育的人才,势必要调整培养目标和培养模式,把专业性和师范性更好到结合在一起,只有这样才能优化人才,增加竞争力。师范类院校要看到自己的缺点的同时也注意发挥自己的优势。目前中小学存在的问题就是专业教师的缺乏。为中小学智能机器人教育提供更优的师资,也为师范类院校学生提供更多的就业机会而言,在师范类院校开设智能机器人教育也就非常必要而且也很有利。
三、要研究智能机器人教育发展的师范模式
1.要总结开设智能机器人教育的做法和经验
湖州师范学院于2004年开始智能机器人教育,目前拥有机器人仪器80台,实验室两个。主要以学科竞赛、兴趣小组形式开展设,目前正在课程开设试验。举办过六次机器人院级比赛,五次机器人校级比赛,举办过两期暑期培训,并代表学校参加过7次全国性的比赛,参与到这项教育活动的学生数大约有600人,获得了全国一等奖多项,引起社会、其它学校的关注。
作为师范院校,开展智能机器人教育的主要目的是为突出专业特色,增强社会竞争力。虽然我们开展的时间并不是很长,但无论是自己举办活动还是参加大规模的比赛,我们的师生都认真努力,收获颇多。在教学实践和理论方面都有了很大的提高,积累了一定的经验。
从笔者的走访来看,无论是参与到其中的教师还是学生,都得到了一定的锻炼。一些同学甚至还受到了一些中小学的邀请,去担任他们的兴趣小组指导教练,参加省级比赛,也取得了不错的成绩。智能机器人教育开阔了学生的视野,培养了学生的能力,同时打造了学校品牌,为学生就业提供了多一条的途径。
但同时在教育对象、课程设置、实验室管理等方面也都还存在着一定的问题。比如智能机器人是融合了多种技术的综合性课程,开设培训课程以前,需要学生有一定理论基础。所以需要开设一定的前序课程。由于受到实验室、师资等问题的限制,目前我们学院开设的项目还比较少,学生参与面还不够宽等等。
2.要明确培养目标,更好地开展机器人教育,形成师范模式
就师范类院校开展智能机器人教育而言,笔者认为我们要按师范专业的特点开展一系列智能机器人教育课程、活动,形成一种师范模式,更好地普及机器人教育,为基础教育培养优秀人才。
(1)在师范专业开设一些信息技术课,培养学生信息素养
当今时代,对学生的信息技术素养要求越来越高。根据我院实际经验,学生在参与到机器人活动中时需要一定的信息技术基础,比如C语言编程,而我们师范生缺少的就是这方面的知识。如果师范院校在这方面能开设一些系列课程,使学生的理论知识水平有所积累,对于我们开展机器人教育必将有极大的帮助。我们在从小学教育专业、教育技术专业本科生中开展智能机器人教育,就十分重视学生信息技术课程知识的补充,因此师范生在智能机器人教育的一系列活动、选修课程中理解能力、动手能力就迅速提升。
(2)建立配套完备的机器人教育实验室
智能机器人是技术的前沿之一,集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件等众多领域的科学和技术知识,没有一种技术平台比智能机器人更综合。所以为了使现在的师范生能够更适应未来信息时代的要求,在教学实验环节中及时地增加教学实验内容是非常有必要和可行的。况且,机器人教学需要有实际的场地设备等要求,机器人教育实验室的创办非常需要。加强机器人教育实验室建设,重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练,同时要注意实验室的专业完备程度,规范管理等,并提高机器人实验室的软件建设、社会服务能力。
(3)成立大学生机器人教育协会,组织机器人学科竞赛
机器人比赛是一项很好的科技创新活动,不仅易于激发兴趣,而且还可以培养学生的多种能力。学生们在研讨争论中,逐渐提高了语言表达能力;在策略方案分析中,锻炼了思考、分析问题和解决的能力;在具体设计和安装调试中,综合运用各门课程知识,提高了工程设计和工程实施的安装能力。我们目前建立大学生机器人教育协会,吸引学生参加这方面的活动,学习机器人原理,掌握机器人制作、编程、操作技能,活动形式主要是开展机器人学科竞赛。这样既可以检验我们学生学到的实际的知识以及获得的能力,也能赢得更多的荣誉,得到学校领导的重视,扩大师范院校在机器人竞赛的影响,更重要的是从亲身实践中学会和发展智能机器人教育活动的组织能力。
人工智能教育课程范文5
(一)现代科技的飞速发展的需要
随着现代科技的不断深入发展,多媒体技术已渗透到经济发展和社会生活的各个方面,人们的生产方式、生活方式以及学习方式正在发生深刻的变化。知识、技术频繁更新,迫使人们必须不断地学习新知识、新技术,否则就会被淘汰。每个人已不再可能将其一生划分为教育学习阶段和实际工作阶段,而是根据需要随时接受继续教育。因而,全民教育、个性化教育和终身教育已成为新时代教育发展的刚性需求。但是受现实生活的各种限制,不可能人人都辞职去继续受教育,或请假去深造,另外,有些行业人群的文字理解能力不足以支撑他完成继续教育课程。而多媒体技术通过视觉、听觉、触觉等多感官刺激,来满足各种不同层次人群的学习需求。
(二)教育改革的需要
如今,在“互联网+教育”推动下,变为“一张网、一个移动终端,几百万学生”的教育模式。多媒体技术,凭借大数据、云计算、移动互联等技术优势,加上“免费使用”的互联网思维,在新的人机交互模式、人工智能等方面彻底颠覆了传统的继续教育模式。幕课、易班等网络多媒体教育模式已经引起广泛关注,并得到很多教育界的赞许。在“慕课”“易班”的世界里,有全球顶尖的学校、知名的老师、最好的课程。学习人数无上限、时间无限制、地点无要求,可牵引全球范围百万量级的学习者。据不完全统计,中国的优质高校已经开始纷纷进军慕课:2013年5月,清华、北大加盟edX;同年7月,上海交大、复旦宣布加盟Coursera。目前,上海高校课程中心收纳了30所高校的30多门“慕课”课程;上海交大“好大学在线”也提供了30多门优质课程;清华“学堂在线”已有60多门课程,超过70万学生受益。除此之外,深圳大学UOOC联盟、东西部联盟高校等也陆续推进“慕课”研发。
二、多媒体技术在继续教育中的优势
(一)直观形象,生动有效
多媒体提供文本、声音、图形、图像、动画、视频等多种信息,多媒体技术同继续教育相结合,给学习者多种感官刺激,对学习者提高注意力、形成记忆、进行思考等方面都能产生很好的效果。多媒体课件中的视频信息,能给学习者以“榜样”作用,从而激发学习兴趣,在向“榜样”看齐的心理驱动下,高效完成学习任务。
(二)形式多样,资源网络化
我们可以假设以下几种可能:第一种,教师的课程在网络论坛开辟版块,通过资源共享、问题讨论、提交研究成果等方式授课。网络多媒体课程大都有较好的交互环境,可以有针对性地学习,对学习的时间、空间也没有太大限制。网络多媒体具有强大的交流功能,教师可以与学生研讨交流或者为其答疑解惑。相信很多人都能从中获益。第二种,借用微信平台,搭配手机终端,开发微课程。如今,智能手机的多媒体功能很强大,可以看文字、听音乐、看视频,因而社会上产生很多“低头族”!如果我们充分利用这些“低头族”的碎片化时间,让他们间歇性学习,这个主意是不是也不错?可以开发些微小的多媒体课程,可能只是10分钟、5分钟、甚至只是几十秒的微视频,将实验过程或技术方法的几个关键步骤拆分开来,按顺序、分阶段展示。第三种,开发“游戏”课程。借助游戏模式,第二种中提到的微课程开发成游戏“闯关”模式。整个课程视频切割成若干个3至5分钟的小视频,由许多个小问题穿插其中,只有问题回答正确,才能继续听课,这样做到时间安排有弹性、学习内容可选择、学习过程有挑战!相信会有很多学习者学习“上瘾”的。
(三)方便评价,缩短课程建设周期
由于多媒体课程的互动性强,教师能较及时地收到学生的反馈信息,在此基础上改进授课内容、方法,完善课程建设。在这种实时交互多媒体课程中学习,学员可以按照自己的意愿或需要学习,并在学习结束时对教学内容、时间、方式,甚至指导教师作出评价。这样,学习者就参与到教学建设中了,就能变被动学习为主动整合;作为教师,可以很便捷地搜集到学生对教学效果的评价,角色转变,并调整教学过程,探索知识形成过程的多种教学模式,以适应不同类型的教学需要,极大地缩短课程建设周期。此外,多媒体课程还能整合教师、学生、网络、合作企业等多类资源,建立教学资源库,并将教学资源库进行推广,开发社会服务能力。
三、多媒体技术应用过程中应避免的误区
(一)课程内容简单移植
很多教育工作者都不同程度地感受到继续教育的网络多媒体课程,有教学网却缺乏教学信息,有形式却缺乏有效设计。“多媒体技术+继续教育”的意义并不等同于把最好的课程放在网络上就好,而是应该通过多样化、多结构的知识内容,丰富学习者的选择。让每个人都能通过教学实现自我提升的目的。多媒体技术与继续教育课程结合后,应该制作高质量的视频课程,课程制作应该像拍电影一样,有制片、导演、后期制作等分工。为了激发学生的兴趣,教师应当参与到制作团队,认真设计、开发、管理学习资源,整合后以恰当的方式提供给学生。如讲授《中国建筑史》,课程视频中并不是老师们在传统的课堂上向学生讲解,而是随着知识点的变化,学习者会跟着老师们来到天津的独乐寺、北京的紫禁城、四合院、天坛等不同地方。知识与画面融合,整个授课视频像一部纪录片,带给学习者不一样的学习体验。
(二)教学软件的开发和教师的培养滞后于硬件的添置
人工智能教育课程范文6
关键词:中高职;课程内容;衔接
中图分类号:G712.3 文献标识码:A文章编号: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,教育部提出中高职升学的指导意见,将有助于中高职对接的建立。教育界的专家学者从宏观的角度,对中高职课程体系的衔接进行了积极的研究和实践,摸索出了许多有益经验。高职课程不该是本科学科式教育“公共课、专业基础课、专业课”的简单压缩。那么,在计算机专业中,高职课程体系中有一部分重叠,两者如何衔接?高职院校如何做好课程内容的衔接工作,减少不必要的重复?这一系列问题促使我们去探索课程体系的衔接问题。中职与高职区别主要在于:(1)培养目标不同:中职旨在培养实用性中级技术人才;高职以培养实用性与技术应用型人才为主。(2)高职的生源多样性:普高生源专业基础薄弱,但文化基础扎实;中职生源文化基础需要强化,在已有专业的基础上提升专业知识。(3)管理脱节:中、高职相互独立,彼此之间互不了解,互不交往,缺乏合作与交流。
二、现状
通过对上海市职教集团计算机专委会下属中专校相关计算机专业的课程体系进行调研,对本校计算机相关各专业的课程体系进行分析,对主要的计算机专业课程设置和教学内容在中、高职教学中的深度和广度进行分析。这里以计算机网络技术专业为例,比较中职与高职的课程设置。
表1:上海市中等职业技术学校计算机网络技术专业学分制教学指导方案
表2:上海电子信息职业技术学院计算机网络技术专业教学进程表
表1
课程
分类 课程名称 学分 总学
时 各学期周数、学时分配
1 2 3 4 5 6
18 18 17 16 18 20
周 周 周 周 周 周
必修课 公共基础课专 语文 6 108 3 3
数学 6 108 3 3
英语 6 108 3 3
信息技术基础 6 108 6
职业生涯规划(选) 2 36 2
德育 10 174 2 2 2 2 2
体育 15 261 3 3 3 3 3
业核心课 网页设计与制作 6 108 6
局域网组建 6 102 6
计算机组装与维护 4 68 4
网络管理 6 96 6
数据库管理 6 96 6
网络工程施工 4 64 4
动态网页技术应用 4 72 4
网站系统维护 6 108 6
网络产品销售与服务 4 72 4
综合实训 计算机安装调试维修员(五级) 1 30 1周
计算机网络技术人员(四级) 3 60 2周
岗位实习 34 600 20周
限定选修课 其他课程 30 543 8 8 9 3 3
任意选修课 二选一 1 语文 18 102 2 2 2
数学 102 2 2 2
英语 102 2 2 2
2 其他课程 18 306 6 6 6
其他课程 6 108 2 2 2
合 计 189 3336 30 30 30 30 30 30
表2
课程
分类 课程名称 课程学分 各学期周数、学分分配
一 二 三 四 五 六
16 16 16 16 16 16
周 周 周 周 周 周
通识教育课程 理论 4 2 2 毕业(顶岗)实习
思想道德修养 3 3
数学应用(1) 4 4
实用英语(1~4) 12 4 4 2 2
体育(1~2) 4 2 2
计算机信息基础 4 4
军事理论 2 2
职业生涯规划与职业指导 2 1 1
形势与政策 1 0.25 0.25 0.25 0.25
心理健康教育 1 0.5 0.5
企业文化与职业素养(社会调查) 2 1 1
数学应用(2) 2 2
体育(3) 2 2
应用文写作 2 2
职业教育课程 计算机系统配置 4 4
计算机网络技术基础 4 4
计算机网络管理与应用 6 6
计算机网络服务器管理与应用(考查) 6 6
网络设备管理与应用 8 8
LINUX操作系统 4 4
数据库管理与应用 6 6
网络安全管理(考查) 4 4
网络工程与综合布线(考查) 2 2
C语言基础 4 4
C#编程技术(考查) 6 6
网页设计 4 4
职业拓展课程 平面图像处理(PS)(考查) 4 4
AutoCAD应用(考查) 4 4
计算机专业英语(考查) 2 2
Java语言 3 3
新技术讲座(考查) 1 1
校外专家讲座(考查) 1 0.25 0.25 0.25 0.25
Flash应用 2 2
数据结构(考查) 3 3
综合能力训练 2 2
统计 学期学分数 29 24.5 25.5 24.75 12.25 24
毕业学分 140
仅就中职的专业核心课与高职的职业教育课程做简单对比,可以看到两者有4-5门课程或课程内容上有所覆盖,一方面这是对教育资源的浪费,另一方面,如果能够合理建立中高职的衔接,可以利用在校的有效时间提升一部分有专业基础学生的专业技能。
三、经验
国外课程衔接的经验:
德国职业教育课程开发主要是“双元制”课程模式,融合了职业性方案的规范性与模块式课程灵活性的特点。所有课程分为基础培训、专业培训和专长培训三个层次,且呈阶梯式上升。专业课程由专业理论、专业制图、专业计算构成。课程的特点是面向一个职业群,以宽厚的基础、宽广的知识技能适应市场经济竞争的需要。
法国规定高职院校不设入学考试,凡是有普通高中、技术高中、职业高中等毕业会考文凭的均享有接受上高职院校的入学资格。其对于中高职课程衔接的做法是,将中职按行业、职业分为17类,每一类都有统一的课程设置标准,高职各专业分别对口其中某一类,以该类的课程标准为基础设计高职课程,从而实现中高职课程设置上的衔接。
美国实行的是将中等职业教育与高中后技术准备教育紧密连接在一起的教育体制,兵统一制定出中高职相衔接的教学大纲,采用以应用为导向的综合课程的中高职衔接模式。
四、课程衔接的建议
目前,高职课程的设置是以“职业能力为核心,岗位需求为驱动”,在教学中提倡项目化,推行校企合作,力求让学生的在校学习与毕业后的工作更好地接轨。
与众多中职院校教师交流后,大家一致认为推行中高职的衔接势在必行,升学对于提高学生的专业技能有益,同时对于中职的招生也是一种促进。以下是对于课程衔接的几点建议:(1)从校实际出发,制定两套分别适合高中生源和中职校生源的课程计划,进行分别教学,减少或者避免课程重复或脱节。此举为了让不同生源的学生达到平衡,例如,普通高中生源应减少文化基础课程,增加专业基础课程;中职生源减少专业基础课程,增加文化基础课程,以此来弥补各自的不足。(2)可以考虑学分互认,学时承认制度,对于中职生源学生,其中职阶段的学分可以按比例转换到高职阶段教育中。(3)如果没有专门为两种生源分别设置的课程计划的话,可以考虑参照德国的“双元制”课程模式,以模块形式设置统一的课程计划,这样学生在选课的时候余地大一些,主张“宽基础,宽技能”。
参考文献:
[1]高原,曹晔等.中,高职课程如何有效衔接[J].职教通讯,2002,8:18-19