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人工智能教育教学案例范文1
关键词：网络教学平台；MIS系统课程；学习效果
中图分类号：TP311.52
1 网络教学现状分析
我国的网络教育起步于1994年实施“中国教育科研网示范工程”，直至今日，各高校都已大规模实施，同时，课程网络教学平台也是国外、国内长期关注和实施的焦点，也是高校数字化校园建设中一项重要的工程。因此，各高校大多数课程都已经在网络教学平台中予以实施，并得到有效的开展，如通过网络课程通知、公告、课程项目实施流程、在线交流、学习讨论等功能。同时，教师也可以通过网络教学平台上传教学资源，便于学生通过网络教学平台进行有效的学习。但经过多年的发展及网络环境的优化，网络教学平台仍无法完全适应高校网络教学的需要，其存在以下几个方面：
1.1 网络课程的构建。大多数课程都基于简单的资源整合，并没有考虑到网络平台的适用性，不适合学生在线访问。同时，也不能有效地实现学生与课程的人机交互，且构建的网络课程界面、操作、风格单一，个性化不突出，大多数也不支持教师与课程平台的协同工作，以及日常教学工作和组织与开展，导致无法建设成一个有效的基于WEB的网络课程。
1.2 课程教学管理和在线教学活动组织。大多数网络课程的教学管理都是基于远程教育模式，并没有科学地结合本校学生的实际教学情况进行教学管理；在线教学活动的组织方面也比较薄弱，如在线测试、在线考试、在线答疑、在线作业布置和批改等内容。
2 课程网络教学特点及意义
基于WEB的网络课程在实际的组织课程教学应用中，与传统的组织教学模式存在着本质的区别，也与传统的CAI辅助教学课件存在着差异。网络课程教学平台不仅增强了师生之间的交流和互动，同时也打破了在时间和空间上的局限性，如学习交流论坛、网上在线测试、在线答疑等等，便于学生能更好地从被动学习变为主动学习，可从以下几个方面体现：
2.1 突破时间空间的局限性。网络课程教学平台可以做到24*7小时不间断地提供资源，因此，不同层次学生可以根据自己学习的实际情况在任何时间任何地点浏览网络课程，下载相关学习资源和与老师、同学之间进行交流互动和答疑。
2.2 学习信息资源的丰富。无论从形式上、内容上和效用上，都能通过网络课程提供大量的信息资源，如素材、动画、视频、教案等资源，同时，也提供实效的虚拟现实技术，为学生提供人机交互功能，更有效地为学生提供多层次、全方位、有效地教学环境和教学资源，让学生通过网络课程平台进行有效地学习。
2.3 课程任务评价的实效性。教师可以通过网络课程教学平台有效地对课程任务和学生进行快速地测评，打破了原有在对学生和课程进行实效评价过程中大量浪费的人力和物力，不仅教师能在第一时间及时掌握学生对课程的学习动态和掌握的知识技能情况，也能第一时间了解学生对课程提出的建议和不足，为教师及时改善课程内容和教学平台提供依据。
3 构建MIS网络课程教学平台
通过网络为学生提供在线学习和交流的课程教学平台，就需要设计出大量的能为学生提供自主学习的资源，并能有效地为自主学习者提供学习进度参考和提升自主学习能力及提升自主思维创新的平台。在《MIS系统》课程中，基于WEB网络课程学习系统主要由课程情境、实训指导、电子课件、教学视频库、案例库、作品库、虚拟仿真实验、习题库、在线答疑、自评评价等十个部分组成，如下图所示。
图1
教学情境模块中，针对MIS系统课程设计分层递进关系的教学情境，分别从MIS系统课程的基础知识技能点、实用功能知识技能点到项目工程知识技能点三层递进关系设计教学情境，让学生通过教学情境的学习能由浅入深、由局部到整体、由细节到系统地学习MIS系统课程各个知识技能点。
实训指导模块中，针对MIS系统课程各个知识技能点设计出合理的实训项目任务书，学生可以根据实训设计的学习内容、任务描述、技术要求、教学要求和任务实施几个方面顺利的完成各个实训项目，让学生通过实训指导模块更好地去理解和掌握MIS系统课程各个知识技能点。
电子课件、教学视频模块中，将MIS系统课程所有知识点通过文字、图片、视频、声音等形式展现出来，让学生通过电子课件和观看视频就能掌握课程中的各个知识技能点和重难点知识。
教学案例、作品库模块中，是提供MIS系统课程中典型的教学案例或者是实际应用中的实用案例以及优秀作品，让学生通过学习案例和对作品的鉴赏和学习，能大大提升学生的学习动力和学习兴趣。
虚拟实验室模块中，学生可以有效地利用虚拟实验室进行人机交互，也可利用虚拟实验室对各个知识技能点进行有效地实践操作，加深对知识技能点的深入理解。
习题库、在线答疑模块中，学生可以不受时间和空间的局限，随意地进行在线做作业和随时向老师提出问题，并能随时地了解自己对课程知识技能点掌握程度，和得到问题的解决，从而及时弥补自己的不足。
学生自评评价模块，一是学生通过这个模块对自己课程的学习效果进行一个综合性地评价；二是学生可以对课程各个项目任务知识技能点进行评价。教师通过自评评价模块不仅能及时地掌握学生对课程的掌握程度，也能及时地掌握学生对课程提出的不足和缺点，便于教师及时地完善和改革课程提供有效性依据。
总之，基于网络的课程教学平台是不受时间、空间和地域的限制，在这种新型的教育体制下，教学与学习完全溶为一体，这是目前乃至将来发展的必然趋势，也是真正意义上的自主学习和终身学习的终身教育，是人工智能和协作系统有效结合，我们应看到未来网络资源教育的发展方向，加大研究力度，促使基于网络资源的课程教育应用尽快迈上一个新的台阶。
参考文献：
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作者简介：代飞（1982-），男，江西九江人，硕士，研究方向：计算机科学技术；张莹（1984-），女，江西九江人，硕士，研究方向：电子信息工程。
人工智能教育教学案例范文2
地理是一门文理兼备的综合性学科，涉及自然科学和人文社会科学多方面的知识，具有较强的广泛性、区域性、实用性、综合性以及实践性。作为一门应用性较强的学科，使地理学研究及学习具有多维、动态等特点，地理学的空间表达方法也是复杂多样的。也正因如此，地理在义务教育阶段更应被广泛重视，如何提高学生的综合素质，地理学科背负着不可推卸的责任。但在目前的中学地理课程发展过程中，教育计划的推行时暴露出很多的问题。主要体现在教师专业性较差、地理学科不受重视、教学器材不足、学生学习地理课程兴趣低下。
1.1教师专业性较差
由于农村地区交通不便，工资待遇较低，使大多数教师不愿去农村学校任教，从而农村学校专业地理教师极为匮乏，地理课程由其他专业老师代教。且农村教育资源的落后，老师本身又不进行专研，只是对地理书的内容照读，就当教学任务完成，地理知识功底十分薄弱，创新意识不足，教学经验较少，这些都十分不利于学生综合素质的发展和地理人才的培养。
1.2地理学科不受重视
如因前几年东北地区地理尚未纳入中考范围之中，使地理这一“小科”更加不受重视。大部分的学校以及老师认为只要上课就可以，不对学生的学业水平进行测试。并且大多时间都留给语、数、外等主科，使学校给地理课程安排的课时过少，使教师急于完成教学进程而忽略学生的接受程度。此外，农村地区学生家长的教育观念也很落后，认为孩子只要把主科学好，小科不重要。从而使学生养成了不重视地理课的观念。
1.3地理教学器材不足
在一些农村学校由于不重视地理学科的教学与学习，有很多课程需要三维立体化的教具，但乡村地区学校连基本的地图和地球仪等器材都不足，甚至没有，在地理教学器材上的投入较少，在很大程度限制了地理教学的开展。
1.4学生学习地理兴趣低下
由于地理课是个相对抽象以及空间性较强的学科，学生在之前没有接触地理的情况下，学习起来较为困难，再综合以上几点，师资力量差，地理课不被重视，教具也较为缺乏，课堂氛围不活跃，自然调动不了学生的兴趣点。另外，传统教学往往采用“教材+板书”模式，较为呆板、单一，难以捕获学生眼球，教学效果也并不明显，且只注重学生学习能力的培养而忽略了培养学生综合运用知识的能力。因此，学生的学习积极性不高，使地理课堂失去活力。另外，教学案例较少，使学生难以理解教学内容。
1.5教学方法刻板单一
很多学校和教师并没有依据新课标要求进行教学，忽视了对学生综合素质和核心素养的培养，仍采用传统教学方法以老师为主导和主体的教学方法，无法体现地理学科的特色，无法实现教师与学生的交互性，无法调动学生自主学习的主动性，容易使学生学习的理论知识与应用实践脱节。
2建设共享案例库的意义
当今社会所需要的是全面发展的人才，而一些乡村地区因为观念落后等原因，以升学作为教育教学的重点，严重阻碍了地理学科课程的深化改革。针对以上乡村地理课程现状，地理学科案例库可以充分解决好教与学的问题，为课堂教学提供了更加多样化的选择，促进从原来以“教”为中心的传统教学模式向现在以“学”为中心的新型教学模式转变，极利于培养学生独立思考、解决问题的能力，对于提升地理学科教学质量极为重要，有助于地理教学方法与时俱进，紧跟时代步伐，符合新课程改革背景下的教学理念。共享案例库依托现代技术手段，创新了教学方式，这种创新，有望成为农村义务教育高质量发展的内在动力。开发建设乡村地理案例库，共享案例资源库，对于实施地理新课程和深化地理教学改革及促进乡村教育发展具有重要作用。
2.1建设共享案例库有利于增加乡村地区对地理学科的重视程度
利用案例进行教学有利于教学模式和教学方法的更新，提升了地理在乡村学校的学科价值，使地理学科的影响力提高，社会价值进一步加大，进一步改善了乡村学校不重视地理学科的观念，促进乡村学校对地理学科形成科学认知，减小城乡教育差距，对于解决地理课堂教学问题具有实际意义。
2.2案例教学在提高学生综合素质方面发挥了独特作用
案例库通过教师引导，使学生自己分析、理解、研究具体案例，或者学生进行小组合作探究，使学生更好的掌握和运用地理基础知识与地理技能，充分调动学生学习地理的积极性，有利于学生全方位综合发展。培养了学生理论联系实际、地理综合思维、创新思维、主观能动性以及实践能力。为未来培养综合性地理人才，服务于家乡、社会、乡村振兴奠定了思想基础。
2.3有利于促进乡村地区地理教师基本专业素质的提高
案例库既可以为教师提供具体的教学情景描述，又充实完整了课堂的教学环节，同时也补充了教师欠缺的地理专业知识。对于一些虽具备专业地理知识但教学经验不足的教师，拓展了教学模式与方法，提供了理论支撑，大大提高了从教技能和教学效率，在科学开展教学方面，也将会有较大的指导意义，进而促进农村地理教育的改革和发展。
2.4有助于提高学生的课堂参与度和积极性
地理案例是新的教学理念在地理课堂中体现的载体，建立在教师对实际问题的了解，进而引导学生对问题的思考和探究。案例教学以教师为主导，以学生为主体，引导学生对实际案例的分析从而解决地理问题，从中培养学生的实践能力与创新能力，倡导自主、合作、探究式学习，改变学生的旧的学习观念、旧的学习方式，激发学生地理学习兴趣。
2.5促进区域间地理案例库的完善共享
推进案例库向全面、综合、完善发展，就要真正树立起“全员共建、案例共有、平台共管、利益共享”的案例库建设理念，在加强校校合作、城乡合作起到了特殊作用，在很大程度上减小了教育的城乡差距。
2.6对于新课程改革有较大推动作用
新课改对学生的核心素养发展提出了新要求，要求从传统的以教师为主体地位转变为以学生为中心的新教学方向。案例教学要求学生主动分析、思考、探讨问题，强调学生的自主性，且尊重学生个阶段身心发展特点，制定个性化案例，使案例库种类丰富，促进科学教学，有助于师生共同发展，符合新课程改革以及课程标准要求。
3地理共享案例库建设与应用原则
3.1遵循科学性原则和地理教学性原则
共享案例库建设所选择的数据和信息必须要确保它的客观性，绝不能胡编乱造、篡改数据、捏造事实，避免学生对地理知识形成错误的认知。为了确保案例及数据来源准确、可靠、客观，要全面的查阅信息，保证论证充分，分析恰当。实施步骤应清晰有度，方案齐全。最重要的是案例要围绕实际问题采集，并展开教学，据此可突出课程的实用性特点。案例的选择要符合学生发展实际，符合教师教学水平实际，符合教育教学特点实际，有效针对教学特点，制定并遵守教学原则。另一方面，由于地理知识繁多复杂，要将案例库建设有一定的规律性和兴趣性，提高学生对地理学习探究的兴趣。中学生虽然具备一定的地理知识，但认知宽度较窄，且对科学方法的理解程度和认知不足，因而教师应秉持教学性原则，在教学过程中引导学生联系案例，在案例中发现问题，分析问题，从而解决问题，提高学生的实践能力和科学认知。
3.2符合地理学科特性原则
地理是一门空间性和地域性较强的学科，与其他学科有很大差别，这就要求在进行地理教学时要依据图表进行。因此，案例库的建设要以图表为主，使学生在学习时养成结合图表的习惯，从而进行独立思考，解决问题，掌握学习地理的技巧，培养和优化学生科学方法、科学思维和创新能力，并从中探索出地理学科的内在规律。
3.3关注各学科间相互联系原则
各个学科从不同方面阐述知识和理论体系，各学科相互联系、相互渗透、密不可分。因此，建设案例库时还要关注其他各学科对地理的影响及作用，利用学科之间的联系，使学生更好的理解分析案例，且地理是一门文理兼备的学科，案例的选择要兼顾文理思维，使学生建立多方位，更加全面的知识体系。
3.4依据课程标准建设共享案例库
《普通高中地理课程标准（实验）》反应现代社会要求国民能够在科学地认识人口、资源、环境、社会相互协调发展的基础上，树立可持续发展观念，形成文明的生活与生产方式。课程标准要求从学生的全面发展和终身学习出发，构建体现现代教育理念、反应地理科学发展、适应社会生产生活需要的高中地理课程。整体强调素质教育与核心素养，因此教师要不断的改变自己的教学方法与模式从而顺应地理课程改革这一富有挑战性的新课题。而案例库的建设要依据地理课程标准的要求，以培养学生地理科学素养和综合素质为根本宗旨，引导学生关注全球问题以及我国改革开放和现代化建设中的重大地理问题，弘扬科学精神和人文精神，增强社会责任感，强化人口、资源、环境、社会相互协调的可持续发展观念。
3.5以乡村振兴为根本开发目的
开发与建设共享案例库应以满足实施乡村振兴战略的人才培养需求为基本出发点，以面向现代地理学为基本战略，服务乡村振兴为主要责任。共享案例库的建设应充分发挥地理学科的优势和特色，利用案例教学提高地理学科的重视程度，促进学生整体水平提升，使教学和科技发展有力结合，从而促进乡村教育振兴，阐释新时代乡村振兴科学研究的前沿问题及科技需求，进一步深化中国乡村科学与乡村振兴地理学研究。
3.6确保案例时效性与实用性
吸纳互联网、大数据、人工智能、等领域具有代表性的案例，保持案例库不断更新，案例的选择最好为近期发生或当下存在，不宜选择时间过长或历史时间悠久的案例，并保证案例内容的完整与更新的及时，且最好是当前社会热点问题，将真实发生的实际案例引入教学环境，并且对特定案例的背景、发生条件、发生过程和结果进行描述，让学生感受到案例的真实情况，能够激起学生学习兴趣，使学生产生共鸣，秉持与时俱进原则。同时案例要与生活和学习内容紧密相连，加强学生在生活中运用地理知识的能力，使学生易于理解，确保知识为社会生产、现代化建设服务。
4地理共享案例库建设与应用建议
4.1加强案例库区域间的共享机制
优质教育资源共享是促进教育公平、实现农村义务教育高质量发展的主要途径。案例库建设需要不断完善，就要依靠区域间各学校的交流、合作、对案例的补充，依靠团队的力量，推动建立基于区域共享的教学案例库，增强共享意识，建立教育资源共享体系。案例间的区域共享不仅可以促进教学模式和方法的转变，更有利于加强乡村地区学校与城镇学校之间的观念交流，从而对乡村教育振兴产生较大影响。
4.2灵活运用多种形式呈现地理案例库
多媒体教学方法的迅速发展和普及，虽然相比于传统教学方法先进，但运用形式依然较为单一、呆板，通常只是通过图片形式呈现。案例教学应打破传统模式，多方式、多角度、多元化的呈现地理案例。例如，可借助现流行的短视频平台，通过将地理案例与视频、音乐、图片的结合制成地理案例短视频，增大地理案例的影响力与共情力，拓宽传播途径，从而有利于共享案例库的进一步推广和提高，同时提高学生学习地理的兴趣。
4.3以教师为主导，以学生为主体
课堂改革是素质教育的必然结果。教师在整个教育教学过程中担任对整个教育活动的领导组织作用，而学生使学习认知活动的主人，是学习的主体。案例的选择在很大程度上决定了课堂教学的效果，学生是案例分析、探究的主体，不仅要了解案例的问题本身，还要学会掌握和运用地理知识和地理技能的方法，因此，在案例选择上要与教材紧密联系，使学生易于理解，使教师方便讲授，提高教师与学生的交互性，有力的锻炼了学生的团队合作精神、沟通能力、探究意识以及协调、组织、沟通能力，完成开放式的教学模式的创新。
4.4优化案例库实施过程
建设前，大量收集数据真实案例，丰富案例种类，满足不同学生个性化需求；建设时，将不同种类案例进行有规律分类，同时进行严格筛选，将时效性较差，违背科学原则案例删除；建设后，积极收取各学校教师及用户的反馈，及时改正案例库中的不足，满足用户需求。民族要复兴，乡村必振兴。乡村振兴不仅是乡村和乡村产业的振兴，也应是乡村教育的振兴。只有办好乡村教育，才能更好地助力乡村振兴。乡村要全面振兴，产业是关键，教育当先行。乡村振兴必须依靠人才，人才培养必须依靠教育。农村教育因此要保障各学科均衡发展，促进农村教育振兴，是决策者和教育研究者亟待解决的问题。办好乡村教育有利于培养乡村产业人才，有利于留住乡村产业人才。地理共享案例库的建设不仅仅是提高教师专业素养的案例库，也是为学生提供素材的平台，更是老师与学生之间交流沟通的桥梁。它的建设不但有利于促进地理学科的发展，而且也有利于平衡各学科发展，缩小城乡教育差距，培育地理人才，支撑和引领乡村振兴战略。
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人工智能教育教学案例范文3
一、课程背景与面向制造业与汽摩产业的项目导学定位
我校针对本科机电类本科专业开设了《机电一体化系统设计》、《机电传动控制》、《数控技术》等机电类课程，于2010年，通过学院组织的广泛调研，参考国内多所重点大学课程设置，对机械工程涉电类专业研究生开设了《伺服驱动与控制技术》课程，体现研究生在机电方向的专业特点，在与本科课程进行衔接印证同时，进行伺服驱动技术的深入研究。
由于我校机械工程学科培养的研究生，择业行业背景主要是广义的制造业，特别是汽车摩托车产业这一特点，因此《伺服驱动与控制技术》课程重点将向这一方向偏重，通过与企业工程案例紧密结合，以面向制造业和汽摩产业的实际工程项目为教学案例，理论联系实际，学以致用，使课堂教学为企业服务，是本课程建设改革的重点方向。
二、基于案例导学的课程教学框架
《伺服驱动与控制技术》是我校机械设计及理论、机械制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、地面武器机动系统工程等专业研究生的专业选修课程，旨在培养学生运用现代计算机技术，解决现代伺服系统的稳态设计、动态设计、总体软硬件设计、伺服系统数字仿真等重要问题的能力。课程理论性和实践性均强，系统地介绍伺服系统传递函数的建立，机械谐振和摩擦对系统的影响与补偿、系统的稳动态设计原则与实现，结合工程实际，培养学生综合运用控制理论、自动控制元件、电机及电力拖动、电子技术等基础知识，熟练掌握伺服系统的原理及应用，掌握时下典型流行伺服系统设计技术和设计方法，能熟练进行基于PLC的运动控制系统、基于PC运动控制卡的运动控制系统的设计，成为一个合格的现代工程设计研究人员。
课程的理论性以及涉及传递函数、稳态设计、机械谐振、动态设计等知识的抽象性，使学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，必须借助于工程科研项目的实践性来进行合理疏导，以实现抽象知识的有效串联，激发学生对《伺服驱动与控制技术》课程的学习兴趣，提高在今后工作中不断学习的后劲儿。
在与本科相关知识的衔接上，进一步注重糅合工程设计实例，进行抽象理论的理性化解。如在进行第二章“伺服系统的稳态设计”教学过程中，将伺服系统的稳态设计化为负载的分析计算，再化为力学的分析，进一步化为公式与定理应用的数学现象，一步步抽丝剥茧，简化复杂的伺服系统设计理论和过程，使教师易教，学生易学。解决了现有教学体系中普遍存在的重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题。图1所示为以“伺服系统的稳态设计”章节为例，基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学框架。
如图1所示，在进行伺服系统稳态设计章节教学时，简略引入“数控机床开环伺服进给系统的PLC控制”、“PLC在数字伺服电机控制中的应用”等实例进行与本科《机电传动控制》、《机电一体化系统设计》、《数控技术》等课程的知识渗透与验证;引入“BBF-SPG系列主轴伺服驱动系统 刚性攻丝 任意点定位”、“直流伺服电动机控制数控机床工作台”进行负载分析、执行元件选择、检测装置选择、信号转换电路设计等知识点的抽象理论与工程实践的引导与有效梳理;深入引入“摩托车喷漆伺服系统案例”、“高精度交流伺服定剪系统”等实际企业工程项目进行一个伺服系统稳态设计的实际工作流程、快速上手经验、注意禁忌等方面的教学，增强学生的工程实践意识、工程设计能力和工程创新能力，使学生进入企业后能大大缩短企业的二次培养时间，加速人才的成长。
三、教学实施与效果
基于《伺服驱动与控制技术》课程的理论性，以及传递函数、动态设计、线性与非线性补偿等知识点的抽象性，我校《伺服驱动与控制技术》课程在教学中综合运用了辅助基于案例导学的各手段，收到了良好的效果。
1.现场教学。由于课程教学学时有限，现场教学转为开放现场的教学方式。通过基于运动控制系统的现场教学，使学生从系统组件元件软件，建立关于伺服系统的理论与实践紧密结合的综合课程体系。
2.强调创新能力，讨论启发式教学。创新能力的培养是《伺服驱动与控制技术》课程的重中之重，具体方法为结合教师的企业工程背景，安排学生对一个具体伺服系统设计案例，课外广泛搜集网络资料，对此进行消化理解，提出多种方案，进行创新设计，在课堂上提出自己的看法，相互讨论、启发，教师点评其优劣，将学生在课题上的发言及表现能力作为评定其成绩的重要依据。
3.综合运用网络手段。我校《伺服驱动与控制技术》通过网络教学，建立了工程案例库、试题库、作业库，以及专题BBS等功能，充分发挥了信息技术的作用，实现了课程教学资源的全程上网，并做到每三个月对上网资源进行有针对性的更新，学生可以通过重庆理工大学的校园网随时查询有关课程学习的最新参考资料。各专题BBS充分调动了学生学习的主动性和积极性，目前建立的如负载分析BBS、补偿BBS、机械谐振对系统影响及补偿BBS、随动系统传递函数BBS等专题模块都收到了非常好的效果，学生实践应用能力与理论分析能力得到了逐步培养。
四、结语
我校基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程注重使用先进的教学手段，改革考核方法，把教师课堂授课、课堂讨论、课外实践等有机结合起来，充分发挥信息技术的作用，在教学中收到了非常好的教学成效。从进入企业的毕业生反馈看，该课程理论不抽象、实践不生拗，进入企业所接触即为课堂所学所用，大大缩短了企业的二次人才培养。我们在实施过程中，还每学年派1～2名教师外出参加学术交流活动，及时了解兄弟院校在“伺服驱动与控制技术”课程教学与改革方面所取得的成绩和经验，冷静分析，不断总结，期望能为培养符合现代企业要求的伺服技术人才做出贡献。
参考文献：
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人工智能教育教学案例范文4
关键词：概率论与数理统计；案例教学法；应用
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）20-0080-02
一、引言
随着现代科学技术的不断进步与计算机技术的飞速发展，无论在自然科学领域还是在社会科学领域中，传统的肯定性数学已经不能合乎要求地解决所遇到的各类理论问题及应用问题，因而在这个过程中随机性数学即概率论与数理统计得到了突飞猛进的发展[1]。长期以来，随着概率论与数理统计在理论上不断成熟与完善，它在自然科学、社会科学、工农业生产、工程技术等领域中的应用日益广泛和深入。当今许多新兴学科诸如信息论、控制论、可靠性理论、人工智能等都以它为基础；它与基础学科相结合已发展出许多边缘学科，如生物统计、统计物理、数理经济等。基于上述实际应用背景，概率论与数理统计的重要性越来越受到人们的重视。概率论与数理统计课程已成为理工科各专业大学生的一门必修课程，也是目前全国研究生入学数学统考试题中重要内容之一。因此，学习与掌握概率论与数理统计的基本理论与应用，不仅是将来从事科学研究与工程实际工作的需要，也是继续学习现代科学技术与个人深造的需要，也是高度发展的现代科学技术对现代化人才提出的基本要求[1]。
概率论与数理统计课程是研究和探索随机现象统计规律的一门数学科学。通过本课程的学习，培养理工科学生灵活地运用概率论与数理统计的基本理论和方法处理和解决客观世界中实际随机现象问题的能力。然而，长期以来以老师为中心的灌输式、填鸭式的《概率论与数理统计》教学模式过于侧重理论推导和计算技巧训练，忽视对学生解决问题的思想方法和应用能力的培养。在上述传统教学活动过程中学生往往只是被动的听众，并没有主动地参与教学活动，不能充分发挥学生的主动性和积极性，更谈不上利用概率论与数理统计的方法去解决实际问题。因此，如何提高课堂效率和达到最佳教学效果成为从事此类教学工作的教师长期关注和研究的问题。针对这种情况，许多高校都提出了《概率论与数理统计》案例教学法[2-4，6-9]，而如何在课堂上实施案例教学成为教学工作者研究的重点内容。
结合多年的教学实践，针对传统教学法存在的不足，笔者就在《概率论与数理统计》课程的古典概型知识点的课堂教学中如何合理地应用案例教学法提出自己的一些认识和见解。
二、案例教学法的内涵及优势
案例教学法自20世纪初被美国哈佛商学院倡导用于管理学教育以来，已被许多国家的教学实践证明是一种具有启发性、实践性并有利于提高学生应用能力和综合素质的教学方法[5]。
案例教学法是以案例为基础的教学方法，教师在教学过程中，根据课程教学内容和教学目标的需要，选择含有问题或疑难情境在内的真实发生的典型事件（案例），采用引导、启发、参与等多种教学方式，通过深入分析、讨论和交流的教学互动过程，以设计者和激励者的角色组织学生积极参与课前精心设计的案例所提供的客观事实和问题的分析和讨论，提出见解并做出判断和决策，从而加深学生对课堂教学内容理解和提高学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法。案例教学法具有教学目的明确、引用案例客观真实、对学生有深刻的启发性、充分发挥学生主体性、较强的实践性等特点，在实际教学过程中发挥着重要的作用[10]。
与传统教学法相比，案例教学法具有明显的优势[6]，具体包括：①有利于提高学习的趣味性；②有利于调动学生学习的主动性；③有利于提高学生的语言文字表达能力；④有利于培养学生交流和合作的意识；⑤有利于实现教学相长。同时，大量研究表明：案例教学法可以调动学生学习的主动性与积极性，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，从而达到“教”和“学”的互动交流，增强师生之间的沟通，有助于生动活泼的课堂气氛的形成。
三、案例教学法在课堂教学中的应用
1.案例教学法的应用步骤。根据案例教学法的上述内涵可知，案例教学法是在课堂教学中对案例进行深入分析和讨论的基础上引入某一基本概念或理论知识，并不是简单地实例推理、求解，而这样可以提高学生对这一知识的理解和掌握，进一步提高学生的学习兴趣和增强学生发现、分析和解决实际问题的能力。因此在课堂上应用案例教学法时，通常要遵循以下几个步骤。
（1）根据所讲授的知识点内容，精选案例。案例与一般的例题不同，必须有产生问题的实际背景，并能够为学生所理解，任何理想化的、脱离实际的例子都会误导学生，从而失去教学的意义，这是实施案例教学的前提条件。选出的案例要求主题突出、有理论深度，而且具有真实性、针对性、典型性和时代性，是大家共同感兴趣的话题。总体而言，为了达到良好的教学效果，应选择与相应专业比较贴近的案例，以便调动学生学习的积极性。
（2）对挑选出的案例进行问题设计，做好案例的讨论、分析。案例的讨论与分析是案例教学的中心环节。对案例进行讨论的目的是提出解决问题的途径与方法，可以从自身角度出发来剖析案例，说明自己的观点和看法。教师要掌握讨论的进程，让学生成为案例讨论的主体，同时把握好案例讨论的重点和方向，进行必要的引导。同时，在组织案例教学时要辅以各种有效的教学方法，如启发式教学、讨论式教学，让学生积极参与，大胆发表意见，提出观点，深入思考，激发学生的学习热情及科研兴趣，使案例教学效果达到最佳，培养学生运用概率统计原理解决实际问题的能力[2，7]。
（3）对所选的案例所解决的问题一定要进行归纳总结。案例总结是保证和提高案例教学质量的必备环节。对案例的总结一般要包括以下内容：一是对讨论过程进行总结，对于一个案例，让学生提出各种观点及其案例所包含的概率统计原理，让学生通过分析和评价案例，掌握正确处理和解决复杂多变的现实问题的思路与方法[2，7]；二是教师对案例中的重点、难点问题作补充或提高性的阐述，指出学生在分析案例时存在的问题，并提出需要进一步深入思考的问题[2，7]；三是教师自身在课后进行总结分析，所选取的教学案例是否恰当，与课堂知识点的结合是否良好，案例教学是否达到了预期效果，存在哪些问题，以便加以改进[7]。
2.案例教学法应用实例。在教授古典概型时，可以采用如下步骤进行案例教学。
（1）案例引入。引入掷骰子实验，提出的问题是：①实验的可能结果是什么，是否是有限的？②每一个实验结果是否是等可能出现的，概率为多少？③掷骰子掷出偶数点的概率是多少？
（2）案例分析与讨论。首先，分析掷骰子的实验结果即样本空间？赘={1，2，3，4，5，6}，从而得到实验的结果是有限个；其次，讨论每一个实验结果是否等可能的发生，经过讨论得出在骰子质量均匀分布情况下，每个实验研究结果都是等可能发生的，从而得出每个实验结果出现的概率为■；然后，在第二个问题讨论的基础上，得出偶数点的出现概率为出现点数为2、4、6的概率之和，即■+■+■=■=■。
（3）归纳总结。
（a）经过归纳可知，掷骰子实验有两个特点：①实验的结果是有限的；②实验的每个结果是等可能发生的。凡是满足上述两个特点的实验，都属于古典概型的范畴，从而引入了古典概型的概念。为了加深学生对古典概型的认识，也可以对抛硬币、抽取产品、买彩票等实验进行分析，以判断它们是否为古典概型。
（b）授课教师在课堂上通过引导学生参与讨论与分析，总结出古典概型中事件A的概率计算公式，即
P（A）=■
（4）实例应用。在公园门口，一个摆地摊的赌主将8个白色的、8个红色的乒乓球放在袋子里。赌主规定：自愿摸彩者在交1元钱的“手续费”后，可一次性从袋子中摸出5个球；在摸出的5个乒乓球中，有5个红球奖励20元，有4个红球奖励2元，有3个红球奖励价值5角的纪念品，而仅有1个或2个红球则无任何奖励。由于本钱较少，许多围观者都跃跃欲试，有的竟连摸数十次，结果许多人“乘兴而摸，败兴而归”，获奖者寥寥无几，这是怎么一回事呢？请计算能获得20元和2元奖励的概率分别是多少？假如每天按摸球1000次计算，赌主一天可挣多少钱？
分析：由题意分析可得，从袋子中取球属于古典概型，因此摸到红球的概率计算可采用上述古典概型事件概率计算公式。从袋子中摸出5个球的情况共有C■■种，摸到5个红球的情况有种C■■，摸到4个红球的情况有种C■■C■■，摸到3个红球的情况有种C■■C■■。因此，摸奖者获得20元奖金的概率为C■■/C■■=0.0128，获得2元奖金的概率为C■■C■■/C■■=
0.128，获得纪念品的概率为C■■C■■/C■■=0.359。由此可以看出，摸奖者获得20元和2元奖金的概率都比较低，所以许多人都“乘兴而摸，败兴而归”。假定一天摸球1000次，按照上述计算得到的概率值，获得20元奖金的次数为13次，获得2元奖金的次数为128次，获得纪念奖的次数为359次，因此赌主支付的奖金总额为13×20+128×2+359×0.5=695.5元，而赌主收到的摸彩手续费为1000元，则赌主一天可挣1000-695.5=304.5元。
从上述实例中可以看出，摸彩是一种欺诈行为，赌主保赢不输。通过上述案例教学，学生在课堂上不仅学习了新知识，还增强了自身对社会诈骗行为的防范意识，进而激发学生的学习兴趣。
四、案例教学法的应用效果
与传统的灌输式教学方法相比，案例教学法可以充分发挥教学互动的优点，体现学生是教学主体，使原本枯燥刻板的数学概念、数学理论变得直观易懂。教师结合案例的应用，用通俗易懂的教学方式将这些理论讲细、讲透，让学生真正理解并掌握案例所涉及的理论知识，从而降低专业课的理论难度；案例教学法的讨论模式既丰富了教学形式，又要求学生灵活地运用所学知识，模拟解决实际问题，促使学生主动思考、分析、解决问题；同时，学生间、师生间的合作分析与研讨还可以锻炼和提高学生合作共事与交流协作的能力[8，9]。
与其他教学法相比，在《概率论与数理统计》课堂教学中应用案例教学法可以更好地加深学生对基本概念的理解和对理论与方法的掌握；实施案例教学法可以显著提高学生对《概率论与数理统计》课程的学习积极性与主动性，增强学生的实践能力、创新能力、语言表达能力，从而取得良好的教学效果。
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人工智能教育教学案例范文5
关键词：计算思维；精英教育；课堂教学设计
中图分类号：G642.41？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0161-03
课堂教学设计在高校教学中非常重要，主要是通过分析教学问题、确定教学目标，建立教学问题的解决方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。它以优化教学效果为目的，侧重于问题求解中方案的寻求和决策过程，是一种以系统方法为基础的“问题——解决”式的操作方法。因此，课堂教学设计是教师为达到教学目标而对课堂教学过程与行为所进行的系统规划，主要解决“教什么”和“怎么教”两个问题。课堂教学是高等院校教学过程中最日常性的工作，提高教学质量是一个永恒的话题。通常，大多数教师通过多年课堂教学实践活动，本应该使教学能力得到增强，授课水平得到大幅跃升。实际上并非如此，有相当一部分教员都没有实现真正意义上的教学质量提升，而是忙于日常的课堂教学，缺乏对教学的研究，仅仅进行简单的课堂教学重复。最直接的就是缺乏课堂教学设计，满足于习惯做法，撰写教案、讲稿。往往没有系统整体地考虑过如何实施整体课程教学、优化课程教学。课堂教学设计是教学过程的重要环节之一。课堂教学设计环节是教师授课能力的主要体现，也是教师表现自身教学风格和特色的重要手段。实施课堂教学设计时，要对教学目的、教学方法、教学模式、授课过程中教与学的活动、以及教学手段与媒体的最优化选择等做出全面构思和合理安排，才能达到提高教学质量的目标。教学过程需要科学化，这是对高等院校老师授课的要求。只有对课堂教学进行研究和改进，才能提高教学质量，才能使学生花费最少的时间、精力，获得最多的收获。因此，强调教师培养和提高自身的课堂教学设计能力，对高校教师来说非常重要，也是提高教学质量的途径之一。
一、计算思维
2006年3月，美国的卡内基·梅隆大学周以真（Jeannette M.Wing）教授，在计算机期刊《Communications of the ACM》首次提出了计算思维（Computational Thinking）的定义，即计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。典型的计算思维包括一系列广泛的计算机科学的思维方法，如递归、抽象和分解、保护、冗余、容错、纠错和恢复、预置、存储、并行、循环、死锁、推理，利用启发式推理来寻求解答，在不确定情况下的规划、学习和调度等。因此，无论由人或者由机器执行，计算思维都是建立在计算过程的能力和限制之上。通过计算思维的广义定义，可以看出计算思维的本质（Essence）是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。其目的是培养学生像具有阅读、写作和算术技能一样拥有计算思维技能，养成习惯，能自觉地应用于日常的学习、生活与未来的工作中。教育部高校计算机基础课程教学指导委员会对大学计算机基础教学提出了四个方面的能力培养目标：一是对计算机的认知能力；二是应用计算机解决问题的能力；三是基于网络的学习能力；四是依托信息技术的共处能力。这四个方面能力的培养，正好说明了培养计算思维能力的核心要素，即计算环境、问题求解、学习实践。如何明确地将计算思维融入到教学过程中，以提高学生运用计算机知识对问题进行抽象、形式化描述的能力和进行问题求解的能力，对新形势下高校计算机基础教学改革是一个必须面对和挑战的课题。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会的陈国良院士，对在大学计算机基础课程中实施计算思维，给出了教学方法的原则建议：以计算学科基本问题为导向，以经典案例为基础，通过实验了解和应用编程的基本原理，通过习题课强化学科基础概念的理解，着力提高学生的计算思维能力。学习计算机基础课程，不仅要使大学生了解什么是计算机，计算机能够做什么、如何做，还要知道计算机学科领域解决问题的基本思维方法。因此，计算机基础教学是培养大学生计算思维能力的重要过程，不仅要培养大学生对计算环境的认识，还要培养大学生掌握计算环境下的问题求解方法，更要具备终身自主学习实践的能力，展现计算机学科独有的思维方式，为未来具有创造性地解决专业领域问题夯实基础。
二、课堂教学境界分析
实际上，现代教学理论中所阐述的一般性教学规律与原则，理论上都可以用来指导教师的课堂教学设计。笔者认为关于教学的境界可以分为三个层次。
1.第一层境界。主要以知识记忆为重要目标，课堂教学设计围绕让学生对专业应该掌握的知识以记忆为主的基本能力。重点看基本事实、方法的记忆水平，目的是让学生获得尽可能多的知识量以及尽可能高的掌握的准确性。
2.第二层境界。主要以理解为主要目的。课堂教学设计的是以理解为主的基本能力，让学生能够运用所学知识，比较正确、敏捷、灵活、顺利地解决常规性、通用性问题，甚至能够解决比较难的综合性问题。
3.第三层境界。主要以探究为主要目的。不追求唯一答案，培养以更深层次的探究和评判为主的基本能力，引导对解决问题的过程进行反思，即检验所授知识理论的正确性、合理性及其优、缺点。培养学生思维的批判性、深刻性、全面性、独创性等。
三、课堂教学设计的主要根据及内容
1.教学设计的根据。教学大纲或课程标准规定是课堂教学设计的主要根据，由此决定了要学生的学习内容和学习成果。学习目标是课堂教学设计的出发点，对课堂教学的顺畅运行具有主导与控制作用。教学目标定位从教学内容来看主要有三方面，即基础知识，基本理论和基本技能。比如，在信息安全教学中，教学内容主要是围绕信息在存储、处理、传输、显示等过程中保证其“保密性、完整性、可使用性、可控性和可靠性”，本课程的所有基础知识、基本理论和基本技能都是围绕这个目标内容来设计和实施的。此外，从素质教育的方向努力，也要重视非学科知识的目标，如态度方法、社会生活、职业规划等的目标设计。这些非专业学科知识目标实际上是可以融合在专业知识目标中进行教育的。比如，可以论述一些关于专业的社会需求，就业的前景，对国家、社会的重要性等。实现从传统的应试教育向素质教育的转变。
2.课堂授课结构设计。课堂授课结构设计是对授课过程的谋篇布局，是用整体的眼光对一次授课的知识点、时间、师生交互活动等环节进行整体规划。系统论说明了系统结构决定系统功能。课堂教学设计强调的是整体架构。通过建立整体架构，形成有层次、有逻辑、有互动的课堂教学结构。课堂结构就像是修建楼宇、桥梁的钢骨架构，教学内容就像填充材料，构造出一个美轮美奂的建筑。
授课教学的结构布局中，最先要考虑的是教学内容的结构。对教学内容的阐述要求简洁流畅、层次清晰、略详适当、前后贯穿。其次要考虑时空的结构。有研究表明，学生在课堂听课的注意力呈马鞍型注意力分布规律。也就是说，最开始听教师上课注意力相对比较集中，中间阶段时出现分心状态，最后注意力又开始回归，类似于U字形。有教师进行了总结，最初讲授的内容记忆深刻，最后讲授的内容记忆次之，中间讲授的内容记忆最差。究其原因是，对中间内容来说，前面内容对后面内容有干扰作用，后面内容对前面部分也会有一定的干扰作用。因此教师应在课堂教学设计中选好“黄金时段”，使授课过程张弛有度，节奏合理，教学内容与学习兴趣有机结合。
3.教学媒体资源整合。传统的课堂教学媒体主要有：教材、挂图、黑板、模型教具等。伴随着信息化社会的发展，现代技术教学手段的普及，在大学的专业教学中普遍使用PPT作为教学手段，它有着信息量大、效率高、节省写字画图时间等优点。同时，投影仪、录像、录音、动画等教学媒体的使用越来越普遍。所以，依据教学内容使用合适的教学媒体，是课堂教学设计中的主要内容之一，教师可以恰当利用这些学习资源作为信息中介实现教学目标。教学资源整合就是选用适当的教学手段和媒体资源，使得所设计的课堂教学内容能够有效地实施。教学媒体资源整合主要涉及三个方面：一方面是传统的文本纸介资源，包括教材、参考书、报刊、杂志等；第二个方面是现代的媒体资源，包括网络、光盘、影像、实物展示等；第三个方面是自然和社会资源，也就是社会生活中的相关素材和自然现象等。首先，教材是课程标准的有形体现，对教师和学生来说都是重要的教与学的依据。教材中涉及大量的基本知识和基本理论，现存的很多教学案例素材、实验操作展示、精辟的理论论断、深刻的学科思想方法，对教学都有着非常重要的启示和帮助。教师应该根据教学实际目标对教材内容进行适度的增添、删减、顺序调整和知识拓展。其次，利用现代化教学手段，通过以计算机技术制作多媒体教学资源，辅助课堂教学，效果会事半功倍。最后，在课堂教学中多用生活中的实例证明理论的正确性，帮助学生感性理解，对教学会有促进作用。总之，这三个方面有机地融合，会取得很好地教学效果。
4.注意课堂教学过程的多样化。根据学生接受知识的情况，随时对课堂教学形式进行动态调整，从而实现教学大纲中的课堂教学目标。教师讲授课程时，课堂教学过程的多样化是非常重要的，比如恰当运用实例、图表、比喻、幽默等。教师应做到条理清晰、简明规范、形象生动、富有激情，设法活跃课堂气氛，特别是充分灵活利用肢体语言。另外，要运用学科语言培养学生科学素养。提前设计课堂提问、讨论等加强课堂师生的沟通、交流互动；严谨、科学的课堂提问、讨论等活动，可以诱发学生的学习兴趣，使学生更加积极、专注地思考，趋于良性的学习状态。反之，学生则满头雾水、无所适从，茫然不知所措。课堂提问，可以是教师问，也可以让学生问。通过把教学活动过程进行全面合理的设计，就可以让师生最大程度地共同参与，就有可能实现教学过程的科学化和最优化，达到最佳的教学效果。设计好师生互动环节，要给予学生发问的机会和时间。首先要明确师生的互动，明确哪些互动是以教师为主的，哪些互动是以学生为主的，互动的目的是什么。要有合理的时空分配，做到重点突出、抓住关键。要合理安排各教学环节的时间顺序与各环节的过渡与衔接，以形成相对科学的教学流程。学习国外的启发式教学时，应提出问题引导学生去积极、有效地思考和讨论，鼓励学生积极回答。做好启发式教学，事先必须做好精心、精巧的设计，充分准备提问的问题，注意克服课堂提问、讨论等课堂活动的随意性、盲目性，重点要放在培养学生的思维能力上。最后，要指导学生做课堂笔记，特别是对课堂笔记的整理，培养学生经常复习的习惯。
5.考核方法的多样化。高校要与国际接轨，考核机制也应该对传统的期末考试决定一切有所改变。参照美国高校灵活的考核机制，高校的考核也可以多样化，如考核的次数可以为多次；可以把笔试、口试、课堂提问、参与讨论、随堂测验等相结合作为参考；考核的内容以知识和记忆为主，以考核学生的应用能力、思维和创新能力等为辅；布置适合的课后作业，好的作业能极大的提升教学效果和学生的能力。在考核中，应提高随堂测验和课后作业在总成绩中的比重，可以占40%或者比例更高；提倡使用课程综合报告的形式作为课程的考核成绩的一部分。这样，才能让学生的学习由被动学习变为主动学习，确保学生在学习基础知识的同时，培养和提高其各方面的能力。目前，有很多高校的目标是实施精英教育，在教学过程中的课堂教学设计，就应树立以学生为主的教学理念，培养学生基本素质为目标，使学生在接受大学教育教学的过程中，综合素质得到不断的提升。我国高校应该根据自身的实际情况，借鉴当今国外高校所实施的课堂教学策略的同时，须运用适当的评价、监督机制来保障科学化的教学的实施过程。
既然计算思维与人们的日常科学活动如此密切相关，理所当然地应当成为人类生活与工作中不可或缺的一种生存能力。计算思维无处不在，当其真正融入人类活动的整体时，它作为一个问题解决的有效工具，人人都应掌握，处处都会被使用。自然，它应当有效地融入我们每一堂课之中。计算思维能力的培养，首先需要的是观念的转变。这是一个较为长期的，需要我们不断探索与实践的过程。“以学生为本”的教育观念体现了社会发展的新要求，体现基础教育性质的变化，是教学设计的根本指导思想。“授之以鱼，不如授之以渔”。高校教学的主要目的不仅仅是让学生学到知识或理论，而更是要让学生有兴趣地、主动地去探索知识的形成过程。因此，课堂教学设计就是要尽可能全面地向学生展示知识的形成过程和理论依据。只有如此，掌握知识理论、提高学习能力、培养学生学习主动性，才能真正地落到实处。“教育千古事，得失寸心知。”所谓课堂教学设计的目的，就是要实现以学生为本，做到贴近学生学习的实际，把教学真正作为一门科学、一门艺术来看待。“科学求真、艺术求美”，大学计算机基础课堂教学设计的最终目的是把知识的科学性与教学的艺术性做到有机地融合，实现二者完美统一的最高境界。提高课堂教学的有效性，是教师永远追求的目标。
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