人工智能教育教学范例6篇

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人工智能教育教学

人工智能教育教学范文1

[关键词]人工智能;中学辅助教育;教育资源

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197

1 中学教育现状

教育乃立国之本,而中学教育乃是重中之重。一方面,中学生处于青春的成长期,各项综合素质逐渐完善中,中学教育意义和责任重大;另一方面,中学教育仍然是应试教育为主,仍然需要面对千军万马过独木桥的“中考”“高考”,中学教育很大程度左右了学生的未来。

目前的中学教育资源,分为公共教育资源――公办/民办学校教育,和社会教育资源――私人家教、补习班等,有如下两个特点。

1.1 学生得到的公共教育资源不足

学校班级结构的构成是:一名班主任教师,多名科任教师。在大多数学校中,无论是班主任教师,还是科任教师,均会承担其他班级的教学任务。可以看出,教师资源是非常有限的,加上“中考”“高考”的上线压力,教师往往会将有限的精力分散关注在所有的学生上,每个学生得到的公共教育资源并不多。

1.2 学生获取的社会教育资源不公

学生若在学校无法获取更多的教育资源,将不得不转向社会教育资源去求助。据统计,学生参与社会教育资源的成本在200元/小时,学习费用成本过高,进一步造成普通学生的社会教育资源也无法获取。

本文要探讨的,正是通过人工智能这一现代信息化技术,构建智能辅助学习系统,使中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。

2 智能辅助学习

2.1 人工智能简介

人工智能(Artificial Intelligence)是计算机科学的一个分支,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科,能够对人的意识、思维等信息过程进行模拟。随着计算机科学技术的发展,特别是近年来大数据技术的成功应用,人工智能在越来越多的行业展现出蓬勃的冲击力。以谷歌围棋机器人“阿尔法”、微软助理机器人“小娜”等为代表的虚拟智能机器人,能像人那样思考,也具备超过常人的智能。

在国内,人工智能在教育领域的理论研究和教学实践表现得越来越活跃,尽管人工智能并不是为教育专门研发的,但是人工智能的不断发展,使得其在教育中的应用也越来越广泛,教育的智能化一直是教育界和教育技术领域的理想和目标。

2.2 智能辅助学习系统

智能辅助学习系统,其表现形式是能够为每个学生,配备一个虚拟教师。学生能够通过电子设备(如手机、计算机),与虚拟教师进行交流对话,咨询虚拟教师各学科的问题,并得到有效的学习辅助。

该智能辅助学习系统,具备以下几个特征。

2.2.1 虚拟教师跨学科能力

与传统的教师专一某一学科不同,虚拟教师并没有学科边界划分。只要学习系统研发出某一学科的学习算法,该虚拟教师就能够获取该门学科的能力。

2.2.2 虚拟教师深度自学习

虚拟教师的“智能”来源于三方面。一是学生基本信息档案,该档案涵盖了从小学教育开始的学科成绩、综合能力、爱好特长等,虚拟教师得到学生的人物画像。二是虚拟教师对学生的自学习,每一次双方的沟通交流,虚拟教师都能够不断更新发展学生的画像。三是虚拟教师对学校课堂内容的自学习,虚拟教师并不是独立于学校教育存在的,而是作为学习教育资源的一个补充,虚拟教师能够掌握课堂进展、作业部署、考试动态等信息。

2.2.3 接近自然语义的沟通

学生与虚拟教师之间,可以通过自然语义的语音和文字进行沟通,如 “今天数学作业第2题不会”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他计算辅助手段为补充,如上传某道数学题图片,虚拟教师通过图形识别匹配,给出该题的解题思路和讲解。

2.3 优势分析

智能辅助学习系统,有三大核心优势。

一是“即学即问”,相比目前的学校教育和社会教育,学生在学习遇到困难时,只有有限的时间与教师交流,在智能辅助学习系统中学生将不受空间、时间限制,随时随地可以与虚拟教师互动,获取充足的教育资源。

二是“定制教学”,相比目前的教育形式,课堂上教师与学生是一对多的关系,教师不可能专为某个学生定制教学方案,在智能辅助学习系统虚拟教师与学生是一对一的关系,虚拟教师能够更了解学生,根据学生的具体情况制订最佳学习方案。

三是“受众广阔”,相比目前的公共教育资源紧缺、社会教育资源费用昂贵,智能辅助学习系统一旦推广,受众学生可无限增加,边际效应非常明显。并且计算机系统设计特有的水平扩展能力,能够随着学生人数的增加而增加,支撑广大的学生辅助学习。

2.4 前景预测

笔者比较看好人工智能在中学辅助教育中的落地前景,除了前文所述的人工智能技术发展,为中学教育带来的价值外,当前国家政策和社会环境也非常有利。

第一,未来10年国家政府和教育部门会大幅增加在教育信息化产业上的投入,随着《国家中长期教育改革和发展纲要(2010―2020年)》和《教育信息化十年发展规划(2011―2020年)》等相关规划相继出台,各级地方政府和教育部门都非常重视教育信息化产业的投入,人工智能+云计算是重中之重,人工智能技术的兴起必将教育信息化推向一个新的高度。

第二,教育信息化逐渐成为风口,根据前瞻产业研究《中国在线教育市场前景与投资战略规划分析报告》统计,2015年在线教育市场规模大约为479亿美元,而这一数字在2020年预计将增长到504亿美元。这个持续迅猛增长的市场正在吸引越来越多的创意和资本,教育领域中的人工智能也很快会成为热点,涉足其中的高科技公司也会越来越多。

3 结 论

本文通过智能辅助学习系统,探索了人工智能在中学辅助教育中的一个应用。虽然没有介绍具体的技术实现、系统研发,但对现状痛点、应用前景做了综合性分析概述,相信随着科学技术的持续发展、教育领域的融合开放,本文探索的这个应用将实现于市场,使广大中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。

参考文献:

[1]何维贵.利用现代化教学手段打造高效课堂[J].广西教育(中等教育),2013(6).

[2]王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析[J].中国医学教育技术,2013(4).

人工智能教育教学范文2

人工智能(Artificial Intelligenee,简称Al)是在计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。他主要研究如何用机器(计算机)来模仿和实现人类的智能行为。人工智能理论研究如何用人工的方法模拟、延伸和扩展智能,主要是理工学研究者所从事的工作,以自然智能理论为基础,如果能弄清各种自然智能的工作机制及其各个功能部件的结构关系,就可以通过已经高度发达的电子的、光学的和生物的器件构筑类似的结构对其进行模拟、延伸和扩展,从而实现人工智能。通过几十年的发展,已经形成了较为系统的理论体系,包含了极为丰富的内容,并在实际中得到了广泛的应用,发挥了显著的作用。

2 人工智能的发展概述

50年代,人工智能的概念首先提出后,相继出现了一批显著的成果,如机器定理证明、跳棋程序、求解程序、USP表处理语言等,在这一阶段,人工智能专家重视问题求解的方法,忽视了知识的重要性,导致在机器翻译等方面出现了失败,使人工智能走入了低谷。从60年代末到70年代,专家系统的出现,使人工智能研究出现了新。随着第五代计算机的研制,人工智能得到了很大的发展,这一时期人工智能的主要方向就是制造智能机器人。80年代末,神经网络理论和技术得到飞速发展。到90年代,由于网络技术特别是国际互联网技术的发展,人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能体的研究,另一方面因为计算机速度的不断提高、存储容量的不断扩大,计算机的硬件有了突飞猛进的发展,许多原来无法完成的工作都能实现,因此,人工智能出现新的。其中有些技术已经实用化,人工智能深入到社会上生活的各个领域。

3 英语教学系统设计分析

随着大学英语教学水平及大学新生英语水平的不断提高,教育部对大学教学大纲有了新的规定,对大学英语教学有了新的要求,对非英语专业学生有了更高的要求, 在这种情况下,有多媒体技术和网络技术支持的计算机辅助的大学英语教学迅速发展,这种教学方式旨在将传统课堂教学与现代信息技术结合起来,实行网络课程和传统课堂的优势互补,但是,目前的英语计算机辅助教学存在着种种问题,主要表现一下几个方面:

(1)师资不足问题。学生增多及英语小班化教学引起了师资短缺,英语教师精力不足,要从根本上解决这个问题就是要在有限师资下,提高教学质量,有针对性教学。

(2)学生基础知识不牢固问题。在大学教学改革下,英语教学的重点己经有了转移,教师没有多余的时间和精力给学生巩固基础知识,比如词汇、语法,基础知识在一定程度上阻碍了学生英语水平的提高,因此,要高效率帮学生巩固基础知识,进一步提高教学质量。

(3)学生自主学习意识不足问题。自主学习包含自我监控、自我指导、自我强化三个过程,要采取有计划的或已经熟练达到自动化程度学习的方法,督促学生定时有效的安排学习时间,使学生通过自我监控、反馈和调节实现学习目标。

4 英语教学系统功能结构分析

本系统采用B/S模式(浏览器/服务器)的体系结构,构建基于internet的网上教学辅助系统。系统包括两个两个模块:大学英语教学辅助专家系统、学生自主学习系统。整个系统包括四种用户:领域专家、英语教师、学生、系统管理员。用户登录时,根据不同的身份拥有不同的模块操作权限。

系统管理员:主要是指系统拥有者指定的对系统进行日常维护的人员,主要权限包括用户管理(对教师用户、学生用户、领域专家用户进行查询、增加、删除、修改)、题库管理(添加、查询、修改、删除)、修改密码等。

领域专家:指具有多年教学经验的资深英语教师,能够透彻分析英语试题中所涉及到的知识点、程度、确定度,能给出训练神经网络时所需要的既定格式的样本。主要权限包括知识库维护(对静态知识库和动态知识库进行添加、查询、修改、删除)、神经网络样本维护(添加、查询、修改、删除)、密码修改等。

教师:指普通英语教师,每个英语教师都有指定的班级和学生,主要权限有组织考试、上传考试结果、分析指定学生群体的知识点掌握情况等。

学生:指能够通过系统管理员给定的用户名密码登录系统的普通学生。主要权限有参加练习、自我诊断、历史练习诊断、知识点强化练习(系统根据历史练习诊断结果,结合记忆学原理进行练习)、修改密码等。

人工智能教育教学范文3

关键词:人工智能;理论传授;实验训练;科研训练

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是计算机科学与技术专业的一门重要专业课程,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科。它研究如何用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动,并以此解决需要人类专家才能处理的复杂问题,例如咨询、诊断、预测、规划等决策性问题[1]。人工智能是一门涉及数学、计算机、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和综合学科。目前,人工智能很多研究领域,如自然语言处理、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、智能计算等都走在了信息技术的前沿,有许多研究成果已经进入并影响了人们的生活。

2003年12月5日,国内第一个“智能科学与技术”本科专业在北京大学诞生[2],它标志着我国智能科学与技术本科教育的开始,对我国智能科学技术人才培养和智能科学与技术学科建设起到极大的带动作用。目前,人工智能课程的教学存在几个问题:首先,注重讲授理论知识,实验环节滞后,这不利于培养学生的实践能力,更谈不上实践创新。其次,人工智能是交叉学科,内容比较繁杂,各种教材的内容不一样,授课没有统一的体系,学生学习时抓不住重点,不能理解人工智能的根本方法和思想。一般说来,计算机专业的其他课程,如网络技术、数据库技术、算法分析与设计等,都是求解结构化问题的基本技术,而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的有效技术。最后,人工智能科学与技术飞速发展,但目前人工智能只被视为一门专业课,课程讲授和人工智能没有作为一个研究方向结合起来,也没有把传授课本知识和引导启发创新结合起来。

适应知识经济发展的高等教育,要把培养创造精神和创新能力摆在突出的位置。创新是基础研究的生命,而高等学校的教学只有与科研紧密结合,才能在培养学生的创新精神方面有所作为。为此,针对人工智能的课程特点,我们积极开展研究型教学、研究型学习,提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力的研究与实践。在教材上,我们选用了清华大学出版社出版、马少平等编写的《人工智能》。我们的教学研究与实践的主要内容包括三个方面:启发式传授人工智能解决问题的非结构化的思想;成体系的实验训练;以及与毕业论文,学校大学生科研项目资助计划,国家大学生创新性实验计划相对接的科研训练。这三个主要方面,层层递进、环环相扣,是体系完整的创新型人工智能教学实践。下面,我们就这三个方面内容展开探讨。

1启发式传授人工智能解决问题的非结构化思想

现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次[1]:1)结构化问题,能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;2)非结构化问题,难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;3)半结构化问题,介于上述两者之间。一般说来,计算机专业的其他课程如网络技术、数据库技术、算法分析与设计等,都是求解结构化问题的基本技术。而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的有效技术。人工智能的教学可以让学生在体验、认识人工智能知识与技术的过程中获得对非结构化、半结构化问题的解决过程的了解,从而达到培养学生多角度思维的目的。

我们使用的教材主要内容包括搜索和高级搜素、谓词逻辑和归结原理、知识表示、不确定性推理方法、机器学习等。这些主要内容也可以相应地归结为若干个典型算法,如启发式A*搜索算法、 剪枝算法、元启发式算法(模拟退火,遗传算法)、谓词逻辑归结算法、贝叶斯网络、决策树、神经网络(BP算法、自组织网络和Hopfield神经网络算法)。元启发式算法是一种启发式的随机算法,是用来解决非结构化问题的典型算法,其思想和传统的决定性算法如动态规划、分支限界完全不一样。学生在刚一接触到这些元启发式算法一时难以接受和理解其机理,对算法的有效性往往半信半疑。根据非结构化、半结构化问题的特点,讲解和演示算法在解决此类问题的具体步骤和详细过程,从而让学生掌握人工智能算法的基本思想。在讲解不同的元启发式算法的时候,学生会问,是模拟退火算法强,还是遗传算法强;在讲到机器学习算法的时候,学生会问到底哪个分类算法最好,这时候我们可以把搜索(优化)领域和机器学习领域的“没有免费午餐”定理进行适当的讲解和解释,从而把具体算法实现层面之上的一些人工智能的哲学思想进行传授。

在人工智能的具体教学中,采用问题教学法和参与式教学法。在问题教学法中,围绕人工智能的知识模块,在引导学生发现各种各样问题的前提下,传授知识。教学活动中,尝试使人工智能知识围绕实际问题而展现,使问题不仅成为激发学生求知欲的前提,也成为学生期盼、理解和吸收知识的前提,以此激发学生的创造动机和创造性思维。在参与式教学中,打破人工智能算法的枯燥、沉闷的传统教学法,尝试开放式教学内容;提问式讲课;无标准答案的课程设计;查找文献,分组动手实现人工智能算法等参与式教学方法,培养和发扬学生的参与意识,通过参与式教学提高学生学习的主动性、积极性和效率,培养学生的动手能力和创新能力。

2成体系的实验训练

独立开展人工智能实验课程,开发一批新型、富有创意的实验案例库,搭建一个创新实验和虚拟学习社区平台。人工智能实验课程的特点是应用各种人工智能方法,根据问题的约束、结构、信息进行表示建模和计算机上实现,是与人工智能原理同步的实验课程。学生必须掌握的人工智能的基本原理和计算机操作技能,它对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用,在整个教学过程中占有非常重要的地位,是计算机软件、计算机应用、计算机网络、软件工程等专业的一门重要的必修专业课程。通过实验,学生得到严格的训练,能规范地掌握人工智能的基本理论和主要方法、基本问题求解技术,熟悉各种计算环境的基本使用。

在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,努力培养学生的创新意识与创新能力。为实现这一目标,在课程内容安排上采用适量基本原理与方法的实验内容为基本内容,增加一系列综合性实验和开放性创新实验问题,在实验内容方面更注重研究性实验中的创新问题。实验内容方面分为三个层次:基本原理的基础性实验、综合实验和研究性实验。在后两个层次的实验中,部分引入人工智能课程小组团队的最新科研成果,目的在于通过完成这些研究性实验,培养学生独立解决实际问题的能力,以提升学生的科研素质与创新意识。我们将这些设计实验称为新型实验案例库,它被放在人工智能课程小组网站上,以此搭建一个创新实验和虚拟学习社区平台。通过实验课程的学习和训练,学生应达到下列要求。

1) 掌握人工智能方法的优点及其在实际中的应用。

2) 学会对人工智能问题进行分析建模和应用各种计算工具实现问题求解,熟悉对实验现象的观察和记录,实验数据的获取与设计,最佳实验条件的判断和选择,实验结果的分析和讨论等一套严谨的实验方法。

3) 巩固并加深对人工智能原理课程的基本原理和概念的理解,培养学生勤奋学习,求真求实的科学品德,培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。

4) 通过完成综合研究性实验,培养学生独立解决实际问题的能力,提高学生的科研素质与创新意识。

在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,进一步培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,为学生今后从事科研、教学或企事业单位的分析检验以及新技术的研发工作打下扎实的基础。

在实验组织方面,根据各实验的目的和要求,学生分为5人1组,指定一个组长,每组选择1套实验题目。基础实验题目要求达到27学时、综合性实验题目选择1题和研究性实验题目选择1题,基础实验题目要求在规定时间内,小组独立完成实验测定、数据处理,并撰写实验报告。实验过程中, 要求学生勤于动手, 敏锐观察, 细心操作, 开动脑筋, 分析钻研问题, 准确记录原始数据, 经教师检查,实验及其原始数据记录才有效。同时,团队作业,需要多人分工合作、相互帮助,这样可以提高人际交往和沟通能力,学会与他人合作,培养团队创新能力。

3课程学习与毕业论文,科研训练相结合

人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿和未来,通过学习和体验人工智能的知识和技术,学生能够在一定程度上了解信息技术发展的前沿知识,这有助学生开阔视野、培养兴趣,为今后继续深造或走向社会奠定坚实的基础[3-4]。

人工智能的理论和方法广泛应用于数据挖掘、机器学习、模式识别、图像处理中,这些内容既是高年级的后续课程,又是现在热门的研究方向。学习和深刻理解人工智能的理论、方法和应用,对后续课程学习以及今后的研究具有重要的意义。

我院规定大学三年级的学生开始联系毕业论文指导导师,同时确定毕业论文的研究方向,提前进行科研实践,以培养实践能力和研究素质。人工智能课程正好是大三高年级开设的专业课,因此,我们把课程实验及设计与同学的兴趣相结合,引导学生,并提炼和形成学生的毕业选题和课外的科研方向,它是提高本科生研究创新能力的有效手段。

基于新的教学实践,很多学生的选题都与上述归纳的人工智能若干算法相关,如算法本身的研究和改进,或是算法在各领域,如数据挖掘、图像处理等的应用。在我们的科研能力训练计划中,一批项目和课题,如混合神经网络的研究与应用、差分演化算法研究与应用、基于协同训练的推荐系统等,分别受到国家和学校本科生科研项目立项资助。一批三四年级的本科生以第一作者身份在国内核心期刊、国际会议和期刊上发表学术论文,这激发了学生的科研兴趣,使学生体会到了创新的乐趣。

总之,课程学习与毕业论文、学校大学生科研项目资助计划、国家大学生创新性实验计划相对接的科研训练,极大地提升了学生的创新能力和科研基本素质。

4结语

针对人工智能的课程特点,我们积极开展研究型教学、研究型学习,提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力的研究与实践。我们的教学研究与实践主要内容包括三个方面:启发式传授人工智能解决问题的非结构化的思想;成体系的实验训练;以及与毕业论文、学校大学生科研项目资助计划、国家大学生创新性实验计划相对接的科研训练。这三个主要方面,层层递进、环环相扣,是体系完整的创新型人工智能教学实践,新的改革和实践在教学中取得了令人满意效果。

参考文献:

[1] 张剑平. 关于人工智能教育的思考[J]. 电化教育研究,2003(1):24-28.

[2] 谢昆青. 第一个智能科学技术专业[J]. 计算机教育,2009(11):16-20.

[3] 罗辉,梁艳春. 大学生毕业论文与科研能力培养及就业[J]. 吉林教育,2003(10):18.

[4] 金聪,刘金安. 人工智能教育在能力培养中的作用及改革设想[J]. 计算机时代,2006(9):66-69.

Reform and Practice of Innovative Teaching in Artificial Intelligence

WANG Jia-hai, YIN Jian, LING Ying-biao

(Department of Computer Science, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China)

人工智能教育教学范文4

关键词:学校;思想政治教育环境;育人功能;路径

中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)16-0209-02

人的实践活动离不开一定的环境,环境对人有重要的影响。马克思指出:“人创造环境,同样环境也创造人。”[1]思想政治教育作为一种特殊的人类活动,总是在一定的环境中进行,环境也对思想政治教育有着多方面的复杂影响。学校作为教育和培养人才的场所,学校思想政治教育环境对学生的素质培养影响重大。探析学校思想政治教育环境育人功能的路径,对于培育学生的良好的道德认知、思想情感、行为习惯具有重大的意义。

一、加强校风建设,营造良好校园氛围

所谓校风,是一个学校长期办学过程中积淀而成的、为广大师生共同认同和追求的思想行为规范、教育原则、精神风貌等具有行为和道德意义的风气。校风是一个学校的灵魂,是学校品位和格调的重要象征和标志,是一个学校精神风貌的重要体现。校风是无形的,是广大师生的一种心理环境,具有全局性、权威性和稳定性。校风对全校成员特别是学生发挥着教育、陶冶、激励和规范等作用,能够潜移默化地陶冶、滋养学生,加强校风建设,营造良好校园氛围,就会构成一种独特的教育环境,影响学生的心理和行为。

1.优良的校风对学生的心理感染功能。优良校风对学生的心理具有感染熏陶的积极作用,对生活在其中的学生产生了“春风化雨,润物无声”的影响。心理感染,就是个体在不知不觉中,情绪和行为受到别人情感传播的感染。优良校风的形成,能够让学生在潜移默化中把新的集体心理纳入自己的认知结构中,内化为自己的价值观念和行为规范,从而改变或消除自己的原有的认知系统,自觉或者不自觉地适应校风的要求。尤其是对青少年来说,优良的校风能够对其心理构建一种对学校认同服膺的集体归属感,培养学生热爱集体、热爱校园、热爱生活的积极情感和健康心理。

2.优良的校风对学生的群体规范效应。优良的校风在感染、陶冶学生的同时,也应该与学校管理结合起来,认真贯彻《中小学生守则》、《中小学生日常行为规范》,把校风的基本要求融入学校日常管理中,使校训逐步成为学生人人遵守的群体规范,成为约束学校全体成员的行为准则。反观学生厌学心理的成因,很大一部分是由于平时无拘无束、自由散漫的生活习惯所致。因此,加强对学生的管理和约束对培养学生的积极情感和健康心理来说至关重要。制定优良的校风,能够形成一定的“磁场”,形成一定的凝聚力和向心力,促使青少年的行为习惯从个人的散漫无序向集体的有序规范状态的转变。

3.优良的校风对学生的行为模式构建。优良的学风内化为学生个体的价值结构以后,必然要外化成行为习惯。“人的个别行为只有变成经常,成为一种习惯,行为所蕴含的价值意义才能最终成为行为主体的内在自觉追求,也就意味着这一方面的思想道德品质的形成。”[2]优良的校风能够构建一种新的带有普遍性占主导地位的行为模式和风尚习惯,成为所有学校成员集体追求的基本价值要求。稳固的、正确的行为模式的构建,能够有效抵制不良思想对学生的侵蚀,从而增强学生对社会上的不良甚至错误思想的抵抗力。

校风是无形的精神力量,优良的校风能够对学生产生积极的影响,给予学生奋发向上的精神力量,英国教育思想家洛克曾经说过:“只有你给它的良好原则与牢固习惯,才是最好的、最可靠的,所以也是最应该注重的。”[3]在良好校园氛围的熏染下,学生能够有意或无意地规范自己的行为方式,纠正错误思想,克服不良习惯,构筑正确的心理和行为。

二、实施人文教育,构建和谐师生关系

人文教育就是人性教育,其核心就是涵养人文精神。学校思想政治教育环境的作用在于授业解惑、培育美德。现今,在校学生弃学、厌学甚至辍学现象的大量出现,暴露出学校环境育人功能的缺失。因此,学校思想政治教育环境亟须转变原有的应试教育方式,实施人文教育,彰显人文关怀,构建和谐的师生关系。良好师生关系的建立,有利于学生身心健康的成长,能够使学生和教师在和谐、民主的氛围中开展教学活动,回归学校思想政治教育环境的育人功能。

1.发挥德育本位功能。德育就是思想道德教育,是培养学生良好道德素质和文明行为习惯的教育活动。在当今社会,许多学校仍然在实行应试教育,造成了学校只重视分数而忽视德育的状况。使部分学习成绩差的学生自暴自弃,厌学逃学,过早流入社会,很容易在被引诱、挑唆和胁迫下违法犯罪。因此,在学校思想政治教育环境中应当发挥德育本位功能。德育本位就是把思想道德教育放到学校育人功能的首位。发挥德育本位功能,不断加强和改进学校德育课程,在教育中坚持以人为本理念,组织实施德育活动,从而发展学生的道德认识、陶冶学生的道德情感、培养学生的道德行为。

2.坚持全方位育人理念。全方位育人理念就是人文教育要覆盖青少年生活的各个方面,联合家庭、社会等各种教育资源,形成齐抓共管的全方位教育大格局。全方位教育理念要求把青少年工作学习、业余生活、休闲娱乐等都纳入思想政治教育的范围,把家庭教育、学校教育、社会教育结合起来,在全社会共同努力下,最大化地发挥人文思想政治教育的功能。坚持人文教育理念,就要树立培养青少年德、智、体、美、劳各个方面共同发展的思想政治教育理念,防止在某一方面教育的缺失而导致一些学生出现眼高手低、高分低能的现象。

3.讲究教育方法的科学性。科学方法是人们在认识世界和改造世界中,总结规律得出的正确的思维方法。在科学技术日益发达的今天,人文教育也应在继承优良传统的教育方法上与时俱进,综合利用各种现代化工具,增强教育的科学性。苏联学者В.В姆什韦尼耶拉泽说过:“在科学和技术革命的年代,随着全世界认识的成就和科学的威望史无前例地增加,如果不使用科学的数据、计算机、模型设计和各种信息系统,任何理论都不能指望具有影响或得到普及。”[4]增强教育的科学技术含量,将人文教育置于科学理论的指导下,借助多媒体的传播方式来活跃教学气氛,对于营造良好的学习互动氛围具有重要作用。

人文素质教育的实施,促进了学生德智体美劳各方面的全面发展,也进一步彰显了人文素质教育中师生之间平等、和谐、民主的新型关系的建构。构建和谐的师生关系,能够使教师在学习和生活中全面了解学生的各方面情况,营造良好的学习氛围,充分发挥学校思想政治教育环境育人的功能。

三、开展校园活动,搭建自我展示平台

青少年是人生成长的关键阶段,他们对未来充满理想和热情,追求个性张扬和独立自主,希望在学校活动中展示自我。因此,开展校园活动,给学生搭建展示自我的平台,能够有效发挥学校思想政治环境育人的功能,建设和谐的校园文化。校园活动的顺利开展,能够营造一种精神氛围,使参与的每一个学生的价值观在活动中产生认同,不仅使青学生在活动中施展了才华,也实现了对学生心灵和性格的塑造。有效地发挥校园活动应有的功效,需要遵循以下三个结合。

1.全面性与特色性结合。校园活动的开展,需要面向全体学生,让更多的学生参与进来,满足不同层次、不同兴趣的学生的需要,让每一位同学能够发挥出自己的特长。同时又要根据不同学校的特色开展各具特色的校园活动,展示每一位学生不同方面的才华。坚持全面性和特色性的结合,让每一个学生都有展示自我的舞台,培养学生德育、智育、体育、美育、劳育各个方面共同发展和进步。全面性与特色性校园活动的开展,能够让学生在活动中了解团结协作、努力拼搏的重要性,同时也让他们更加勇敢和自信,培养了他们积极的情感和端正的品行。

2.教育性与趣味性结合。校园活动的开展要有教育性,能够对学生的道德认知、思想情感和行为意识有良好的促进作用,这也是学校思想政治教育环境育人功能的最终价值诉求。校园活动还要求具有趣味性,关注学生在各个时期的兴趣爱好、理想追求,以吸引他们参与到活动中来,激发他们的兴趣。教育性与趣味性的结合,要求丰富多彩的校园活动要对学生产生潜移默化的教育作用,使学生在活动中深受启发,引导他们在校园活动中汲取知识,养成乐于探究、善于思考,勤于学习的良好习惯,从而达到校园活动寓教于乐的目的。

3.综合性与针对性结合。校园活动的综合性是指活动要密切联系学生的社会生活实践,增强学生探究和创新意识,发展他们综合运用知识的能力和社会实践能力。针对性是指根据学生心理成长的特点和规律,依据不同的对象、时机和阶段,精心设计形式多样的校园活动,把学校活动切实落实到学生的生活中去。综合性与针对性的结合,要求校园活动既要根据学生不同时期的特点有针对性地开展活动,又要体现活动中对学生综合知识的运用地考察,从而使组织者牢牢把握住学生每个时期的知识和心理特点,因人、因事、因时施教。

开展丰富多彩的校园活动,不仅可以丰富学生的业余生活,缓解生活带给他们的烦恼和抑郁,提高他们的生活热情,还可以提升的学生的个人修养,使他们的思想道德水平在活动中得到升华。校园活动的有效开展,也是学校思想政治教育育人功能的最终价值体现。

参考文献:

[1]马克思恩格斯选集:第1卷[M].北京:人民出版社,1995:92.

[2]平章起,梁禹祥.思想政治教育基本理论问题研究[M].天津:南开大学出版社,2010:164.

人工智能教育教学范文5

关键词:人工智能;研究型实验教学;民族关系

人工智能是计算机科学的一个分支,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科,对它的研究涉及控制论、信息论、系统论、语言学、神经生理学、数学、哲学等诸多的学科及领域,是一门综合性的交叉学科[1]。

人工智能的研究、应用和发展,在一定程度上代表着信息技术的发展方向,同时信息技术的广泛应用也对人工智能技术的发展提出了迫切的需求。今天,人工智能的不少研究领域如自然语言理解、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、人工神经网络等都走在了信息技术的前沿,有许多研究成果已经进入人们的生活、学习和工作中,并对人类的发展产生了重要影响[2]。

实践教学环节在大学教育中是一个非常重要的教学环节,是提高人才素质与能力的重要途径。人工智能课程除了具有较强的专业性之外,还具有突出的实践性,为了能深入理解和掌握所学内容,必须把讲授和实践结合起来。本文结合该课程实验教学,将研究型教学的理念引入到实验教学,并对教学过程中的经验和问题加以初步的总结。

1研究型教学模式背景

研究型教学是相对于以单向性知识传授为主的传统教学提出的,是指教师以课程内容和学生的学识积累为基础,引导学生创造性地运用知识和能力,自主地发现问题、研究问题和解决问题,在研究中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式。研究性教学是对现有的大学课堂教学模式的突破。有利于开发大学生的创造潜能,提高学生适应社会需要的创造性和创新能力,充分展现现代大学培养人才、发展科学、服务社会的三大基本职能[3]。

19世纪初,德国著名教育家洪堡最早提出了教学与科研相统一的原则,为研究型教学模式的发展奠定了基础。20世纪50、60年代,美国著名教育心理学家布鲁纳提出了著名的“发现教学模式”[4],成为后来探究性学习和研究型教学的先导。20世纪70年代,美国研究教学专家萨奇曼正式提出了研究训练教学模式。他认为学生会本能地对周围新奇事物发生兴趣,并想方设法弄清这些新奇事物背后究竟发生了什么,这是一种进行科学研究的可贵的动力。

自此,研究型教学理念开始广泛使用。现在,哈佛大学、牛津大学、剑桥大学等世界著名大学,都非常注重学生能力的培养,普遍采取了研究型教学模式。以美国高校为例,虽然美国高校83%的教师在课堂教学中主要采用讲授法进行教学,但在整个教学过程中都渗透着研究型教学的方法,如积极引导学生参与教学过程,开设研究性课程,引导学生积极主动地参与科研活动等。我国自20世纪90年代初推出211工程建设以来,清华大学、北京大学、人民大学、复旦大学、浙江大学等一些重点大学都提出了建设世界一流的综合性研究型大学的目标。这些高校在实现从单向知识传授的传统型教学向关注创新性教育的研究型教学转变方面进行了许多有益的尝试。

2研究型实验教学

本科教学不仅要培养学生的应用能力,还要培养学生具备基本的科研素质。大学是培养未来一线创新人才的主要基地,必须从本科教学人手,深入探索研究型教学的手段和方法,才能满足未来经济增长和社会发展的需要,才能符合建设研究型大学的需要。特别是近几年来我国对科研的投入不断增加,研究生招生规模逐年增大,本科高年级学生打算继续读研的也不在少数。而人工智能是计算机相关学科非常活跃的研究课题,其涵盖的分支非常广泛,如模式识别、机器学习、数据挖掘、计算智能、统计学习理论等,都是目前国际和国内热门的研究方向。

人工智能课程在计算机专业人才培养方案中占据着重要的位置。在专业理论方面,它承续了离散数学中的逻辑知识;在专业方法方面,是数据结构、算法分析与设计的继续;在专业工具方面,是面向对象程序设计的生动实例。并且人工智能的每一部分内容都可以作为一个深入的研究课题,课堂上讲解的内容不可能面面俱到,学生们也不可能对人工智能的每一领域都做很深入的学习。并且人工智能涉及很多的数理逻辑知识,有些显得难以理解,并且往往让学生感到比较枯燥,学生的学习兴趣就渐渐淡薄,学生往往被动“听讲”,难以获得预期的教学效果。

针对这一特点,在人工智能教学中,如何引导学生系统学习人工智能的知识、激发学生的研究兴趣,树立目标意识找准研究方向,为未来的科研工作打下基础,研究型实验教学就成为了人工智能课程教学的一个重要环节和必然选择。

2.1实验教学中加强学生的研究导向

在实验教学中,如果照搬一些教材中的例子或习题教学,一方面学生们会缺乏兴趣,另一方面学生对这个领域的知识缺乏全面的了解。应不断提出一些学生们感兴趣的开放性课题,比如基于支持向量机的人脸识别、基于肤色的人脸检测,基于内容的图像检索等,培养学生们的学习兴趣,让学生们逐渐深入的学习某一领域的知识。比如BP神经网络,在模式识别、经济数据分析、生物信息学、数据挖掘等众多领域都取得过成功应用,是一种具有强大的非线性学习能力的计算智能技术。然而BP神经网络算法自身也存在着一些缺点,如会有局部最小解、解受初值影响较大、理论解释不完善等,而支持向量机在这些方面具有显著优点。我们可以设计一个人脸识别的实验,用神经网络和支持向量机分别实现,并作以比较。让学生们在了解人工智能新技术的同时,也培养学生们如何分析问题、解决问题的科研能力。

2.2人工智能课程实验

该课程是一门对实验技术有较高要求的课程,对于基本原理和方法的实现,要求学生进行严格的计算机专业技能训练和培养良好的科研工作作风。因此对课程中的技能及技术性内容,除单独进行必要的基础训练外,还融入到综合和研究型试验中,通过多次反复实验练习,达到牢固掌握人工智能原理和人工智能的问题求解技术的目的。

该课程的实践环节主要是实践项目,由具备较强工程实践能力的任课教师和助教负责,学生可在全天候开放的专用机房完成。在实践环节的设计上,我们尝试把验证性实验和开发性实验相结合,结合实验教学进度,安排相应的开放实验,开放性实验以科学研究实验为主。并在课程的教学过程中,不断深化和扩展教学内容,结合人工智能学科的发展趋势和本院老师的最新研究成果,对实验内容进行更新。

课程主要设置三种层次的实验:1)基本原理和算法编程,测试例设计及程序测试实验;2)分析综合实验;3)研究型设计实验。整个实验包括课前讨论、实验操作、实验报告、结果讨论、总结提高等六个环节。对于综合性和研究型实验,把学生分成5个人一小组,每小组选做其中的一个。学生从指导老师处了解到实验课题后,即着手查资料,研读文献,钻研有关理论。在此基础上,学生先提出实验方案,经与老师讨论后,即可开始实验研究。

3实验平台的构建

民族关系问题对被访对象,特别对少数民族被访对象是非常敏感的问题,对民族关系的评价又存在个体层面、群体层面、不同阶层人群之间的差异,因此,仅仅以传统的文献分析、问卷统计和现场观察等民族学方法来进行调查,得到的数据会存在较多误差。

因此结合本校的民族特色和民族学领域独特的研究优势,将信息认知技术引入民族关系研究,运用图像、心电和脑电数据进行分析,将分析的结果和心理场景测试及民族学调查结果进行相互印证和参数修正,从而获得尽可能客观的数据,这些数据将有助于建立一个客观、完备、科学的民族关系监测体系,并真实全面地评估民族关系,从而使决策机构及时做出正确的决策。基于多信息融合的民族关系监测预警系统总体框图如图1所示。

目前该平台已经搭建,由北京市公共安全信息监测平台建设、北京市公共安全信息监测平台建设关键技术研究、基于多源信息融合的民族信任研究等多个重大项目支撑。在这个平台的下面,涉及到人脸识别、表情识别,视频监控、认识等领域,小波分析、神经网络、支持向量机、模糊数学、信息融合等人工智能知识得到了具体的应用。学生可以根据自己的兴趣爱好,自愿参加到该平台下的某一项目,切实对自己所学知识有一个深刻的理解和掌握。

4结语

研究型实验教学激发了学生的学习兴趣,不但使学生更好地掌握了人工智能的基本概念、基本理论和基本技术,也切实提高了学生的实际动手能力和编程能力。研究型实验教学在实践过程中还有以下问题需要改进:

1) 研究型实验教学的理念很难普及。很多教师对研究型教学模式的内涵未能准确把握,把研究型教学模式等同于学生实习或者写论文。

2) 研究型实验教学的辅导老师素养需要提高。研究型实验教学作为体现创新教育要求的现代教学模式,需要的不是知识传授型的教师,而是高素质的研究型教师。教师不仅是单一的教者,更应该成为一个学者,教师不仅要有研究型教学的教育观念、快速接受新知识的能力和高超的教学技能,要能够合理地规划和设计实验内容。

3) 需要建立一套合理的学生学业和教师绩效的评价体系。

参考文献:

[1] 王万森. 人工智能原理及其应用[M]. 北京:电子工业出版社,2007.

[2] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用[M]. 北京:清华大学出版社,2004.

[3] 李得伟,张超,李海鹰. 大学工科专业课程实施研究型教学的探讨[J]. 高等教育研究,2009(9):74-75.

[4] 彭先桃.大学研究性教学的理念探析[J].教育导刊,2008(3):56-58.

Exploration and Practice of the Research Experiment on Artificial Intelligence

ZHANG Ting, YANG Guo-sheng

(College of Information Engineering, Minzu University of China, Beijing 100081, China)

人工智能教育教学范文6

论文关键词:高职教育,公共英语教学,技能型

 

一、引言

改革开放以来,随着我国经济建设的不断深入,国际贸易交流日益频繁,引进国外先进技术的活动逐渐增多,国内企业产品走向世界的愿望越来越迫切,社会对外语人才的需求不断增强。30年来,外语人才在对外贸易和经济合作中做出了巨大贡献,这支队伍中就包括了一批又一批高职高专院校培养的外语人才。为了适应经济发展和社会对外语人才的需求技能型,高职高专的外语教学改革经历了从注重“语言知识”培养到注重“语言应用能力”培养,从“单一培养模式”到“复合培养模式”的转变、发展过程。[1]

二、高职高专英专业语教学的发展与改革

在20世纪,受到传统本科院校精英教育的影响,高职高专外语人才培养中过度追求对语言知识的讲解,忽略了语言应用能力的训练,学生走上工作岗位后无法满足用人单位的要求,缺乏与岗位要求相适应的语言技能,无法突显高职教育的特色,在人才市场上缺少了竞争力。进入21世纪后,随着改革开放的不断深入,国际贸易交流活动中角色分工更细,同时受到德国等发达国家的职业教育理念的影响,“语言+职业能力”的高职学生培养模式越来越明确,人才需求出现“复合型”趋势,语言的学习和训练不能再是单一的技能,一专多能的复合型外语人才成了需求的主流。

针对如此的变化技能型,高职高专的外语教学及时做出反应。而作为外语教学中最主要的一部分,高职高专英语教学更是密切联系实际,在专业设置、课程开发、教学方式调整等诸多方面进行了改革,培养出一批批适应不同工作岗位的合格的高职高专英语人才。

(1) 专业设置多元化

据一项问卷调查显示,目前市场对纯外语人才的需求在逐年下降,“外语+技能型”人才需求比例上升至66%。[1] 因此,以适应市场需求为办学宗旨的高职院校外语教育迅速调整了培养目标,专业设置上涵盖了商务英语、应用英语、旅游英语和外语教育四大类。其中应用英语专业方向设置,更是紧跟时展的步伐,呈现出多元化趋势,先后出现了空乘方向、IT方向、国际金融方向、物流方向、国际会计方向和会展方向等。

(2) 课程开发程序化

上述定位清晰的专业设置,在课程开发上也密切联系相应岗位需求,出现了针对性很强的“职业英语”或“行业英语”。区别于传统的“专业英语”,“行业英语”打破了以知识传授为主要特征的课程模式,建立基于工作过程导向的课程体系。十分注重语言实践交流能力和运用能力,更强调一个人在现代工作环境下的综合语言能力技能型,为高职学生开发最“职业”的英语,进入职场时可以拿来就用,例如旅游英语、商务英语、医用英语、物流英语、空乘英语、会展英语等。

课程开发过程中,英语教师深入行业一线进行专业调研,对某一职业或岗位(群)进行工作任务分析,形成按工作过程构建项目化课程。突出表现为:用职业技能表述课程目标、将工作任务转化为教学内容、以工作内容为载体设计“学习项目”。[1]

(3) 教学方式技能化

结合行业英语的教学,必然要求探索发展出适合培养学生语言英语应用能力的教学方法与手段。近年来,高职英语的教学中出现了一系列注重实践的教学方式:如案例教学法、项目教学法、模拟教学法等,这些教学方式与传统的交际法、任务型教学法等相结合,获得巨大成功。

其中,高职高专英语教学中精品课程的建设则将专业设置、课程开发和教学方法的发展有效结合起来。例如,深圳职业技术学院在从2006年至2008年连续三年分别有三种英语类课程成功申报为国家级精品课程,包括商务现场口译、商务英语和会展英语。[2] 学院充分利用了深圳特区经济发展的天时、地利、人和的诸多优势,针对性地培养了一大批适应市场需求、深受用人单位欢迎的毕业生。

三、公共英语教学的发展探索

在高职高专英语专业迅速发展的背景下,公共英语教学同样经历了从本科“压缩型”向培养英语应用能力转变的曲折过程。[1] 随着高等职业教育规模的扩大,公共英语的教学任务猛增技能型,教学理念需要不断更新,教学模式和考核模式逐渐转轨,需要努力探索有效的高职高专公共英语教学体系。

在20世纪90年代,随着多层次教育体系的成熟发展,高职英语脱离了普通高校的大学英语教学和中等专科学校的公共英语教学体系。在2000年,根据教育部“三教统筹”的部署,制定完成了《高职高专教育英语课程教学基本要求(试行)》,对高职高专英语课程的性质和任务、教学目标、教学要求、语言知识和技能等重大问题进行了说明,进一步深化教学改革。根据《基本要求》的阐述,要求以培养学生实际运用语言的能力为目标,突出教学摘要求、分级指导的原则。[3]

《基本要求》的出现,从多方面统一了对高职高专公共英语课程教学的认识:

1. 对使用对象、教学目的、教学要求、测试等做出明确的说明。尤其是在教学目的和要求上提出了跟具体化的标准,增加了“具有一定的听、说、读、写、译的能力”的教学目的,将教学要求细分为A、B两级,用“高等学校英语应用能力考试A、B级”的语言测试方式更规范化地指导语言教学。

2. 提出了语言教学中需要注意的几个问题,对日常的教学工作有很大的指导意义技能型,其中,下列问题应该时刻成为公共英语教师思考和探索的问题。

(1) 打好语言基础是英语教学的重要目标,需要遵循“实用为主,够用为度”的原则,强调打好语言基础和培养语言应用能力并重。

(2) 正确处理测试与教学的关系,防止应试教育。

(3) 在完成《基本要求》规定的教学任务后,应结合专业学习,开设专业英语课程。但一定要注重教学的连续性,时刻关注“基础英语”和“行业英语”的衔接,行业英语逐渐渗透到基础英语的教学中,同时防止“专业英语”或“行业英语”的教学完全处于无铺垫、无准备状态。

(4) 积极引进和使用计算机多媒体、网络技术等现代化的教学手段,改善学校的英语教学条件。组织学生参加丰富的英语课外活动,设法营造良好的语言学习氛围,激发学生学习英语的自觉性和积极性。[3]

为了能够按照《基本要求》的精神更好地完成高职公共英语教学,在实践教学中需要学习高职“行业英语”发展的成功经验,结合公共英语教学的特点技能型,注重探索解决上述疑难问题的办法,对高职高专公共英语教师和他们具体的实践教学提出更多的要求:

(1) 认识公共英语教学在高职教育中的地位和作用,一切低估和高估公共英语教学的做法都是不可取的。公共英语教学需要培养高职学生基本的职场环境下的语言应用能力,能够在一定程度上帮助学生建立起与今后“行业英语”学习相关的语言学习能力,逐步将公共英语教学为专业学习服务的精神落到实处。

(2) 体现“学生为中心”的教学理念。为此,教师应该有意识地了解学生的语言基础、语言学习能力、专业背景、就业岗位要求等,根据调查研究结果,适时调整教学方式和教学内容,以期真正服务于高职专业教育。

(3) 发挥多媒体等现代技术的教学优势。视频、音频、网络等丰富的资源充实了教学素材,直观刺激了学生的听觉、视觉等,能够激发学生的学习兴趣,提高语言学习的效率。

(4) 积极开发针对性较强,适应高职高专教育的公共英语教材,相配套的文字版、多媒体学习课件、电子教案、网络课程等在内的立体化系列材料,为学习者提供立体、互动的学习方式。

(5) 调动公共英语教师的积极性,主动学习相关专业的“行业英语”知识技能型,向“双师型”素质的教师发展。

(6) 充实自我,积极参加继续教育和研修培训等来提升教师的理论水平,了解最新的高职教育动态。登录相关网页,及时了解同类行业的发展,交流经验。[4]

对照高职高专英语专业的改革与发展,公共英语课程教学同样经历了很多曲折。同时,公共英语的教学能够从中学习经验,使基础阶段的公共英语教学服务于学生的高职专业学习,突显高职高专教育的特色,满足将来职场的要求。

参考文献:

[1]刘黛琳.高职高专外语教育发展报告[M].上海外语教育出版社,2008

[2]深圳职业技术学院网szpt.edu.cn

[3]教育部高等教育司.高职高专英语课程教学基本要求(试行).高等教育出版社,2000

[4]高职高专教育专业类教学指导委员会网techorg.cn