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人工智能教育实施方案范文1
7月15日,XXX大学党委书记XXX带队前往XX县XX镇食用菌产业园、“纳米小镇”筹建基地,XX镇XX村金银花产业服务中心,XX镇党定村XX养殖数据中心,考察调研学校定点帮扶工作。该校副校长XX及相关单位负责同志一同参加考察调研。
惟农是务 凝聚乡村振兴合力 在XX镇食用菌产业园的种植大棚,XXX与正在参加暑期劳动实践的同学们亲切交流,详细询问同学们的劳动和生活情况。“多到乡亲们家里走一走,多和村里的孩子们交流交流,在科技方面提供一些力所能及的帮助”。在听到同学们用温度传感器帮助解决大棚恒温问题后,校领导对同学们主动思考、积极寻求优化方案的行为表示充分肯定,鼓励同学们发挥所学所长,用科技创新为传统农业赋能。
XX镇是XX校友XX院士的故乡。结合当地产业、教育、资源特点,学校积极对接协调资源、提供智力服务,帮助XX镇形成了建设“纳米小镇”的乡村振兴方案。校领导一行在实地走访考察“纳米小镇”筹建基地后表示,学校将继续深入对接,挖掘拓展定点帮扶领域,帮助落实落细建设方案,深入促进教育资源互联共享,为“纳米小镇”建设及当地产业发展给予持续有力支持。
青春奉献 集聚人才振兴活力
在XX镇XX村金银花产业服务中心,作为学校劳动教育实施方案中的重要一环,本次劳动实践课程一经,就有800多名同学踊跃报名。竹园1号书院XXX同学便是其中之一,“大家挎着篮子开始采摘,心里都在暗暗努力,都想多采摘一些。走进美丽乡村,我们学到了书本中没有的知识,体验了劳动的辛苦,收获了劳动的经验,感受到了劳动的快乐”。
XXX为参加劳动实践的同学们讲述了学校帮助XX村做大做强金银花产业脱贫致富的历程。他指出,XX村人均收入从2014年底的不足4000元,到2020年的21000元,整体脱贫致富,正是中国千千万万个贫困村脱贫的缩影,充分体现了我国脱贫攻坚战取得的伟大成就。他表示,自2013年被确立为中央定点帮扶单位以来,学校始终把定点帮扶工作作为一项重要的政治任务抓紧抓好,充分发挥学校优势,与地方共同打造特色产业,帮助人民群众脱贫致富,为国家打赢脱贫攻坚战作出了西电贡献。
XXX勉励同学们珍惜参加劳动实践的宝贵机会,深入乡村、走近群众,亲身感受人民生活和乡村面貌发生的巨大变化,更加深刻地理解乡村、理解社会,牢固树立劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽的观念,同时还要关注农村发展现状和农民实际需要,结合所学为国家乡村振兴战略积极贡献力量。
科技赋能 汇聚产业振兴动力
人工智能教育实施方案范文2
中图分类号:G633.67文献标识码:A
Application of Project-based Learning in High
School Information and Technology Course
LI Wenwen
(Journalism and Communication Department, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225000)
AbstractThis article is based on the characteristics and the introduction of curriculum and target of high school information and technology course, according to actual teaching situation, points out teaching model of project-based learning in high school information and technology course, designs application process of project-based learning in high school information and technology course, and analyzes with examples.
Key wordsproject; project-based learning; high school information and technology course
1 基于项目的学习
基于项目的学习可以追溯到上个世纪美国的教育学家和哲学家杜威的教育理论。实验证明如果学生参与到一些真实且有意义的任务中,并且这些任务或问题是仿效专家们所从事的工作,那么学生将会对学习材料产生自己的理解,即积极地学习并参与其中可以使学生对知识产生更深层次的理解。
不同的专家对基于项目的学习有着不同的定义理解。国外比较权威的定义有:基于项目的学习(Project-based Learning)是一种围绕项目组织学习的模式。根据PBL教师手册中的定义,项目是基于挑战性问题的复杂任务,它让学生参与到设计、问题解决、决策或调查活动中;给予学生在充足的时间内相对自主地工作的机会;并最终生成现实产品或展示。①国内黎加厚教授指出:PBL是以学习研究学科的概念和原理为中心,通过学生参与一个活动项目的调查和研究来解决问题,以建构起他们自己的知识体系,并能运用到现实社会当中去。②
2 基于项目的学习在高中信息技术教学中应用的基本流程
2.1 创设情境引出项目主题
为了有效的过渡到基于项目的课程中,让学生把学到的知识运用到解决实际问题中来,创设一定的情境非常重要。上课开始时教师首先描述一种问题情境,把学生的注意力全集中过来,让学生融入到这种情境中,顺着教师所创设的问题情境开始思考问题,进而引出这节课要求学生完成的项目。这个问题情境应该是事先由教师设计好的,既要联系学生的现实生活又要体现本章内容的核心知识和技能。引出项目的驱动性问题应该能够引起学生的求知欲和主动解决问题的渴望。这个项目是基于课程本身来设计的,不能脱离课程和教学的目标。项目就是课程,学生围绕项目来学习和巩固所学到的知识。项目的实施应该有助于学生去遇到并努力理解关键概念和原理。项目的解决过程就是学生不断的建构自身知识体系的过程,在这个过程中学生会真正的掌握知识和技能。
2.2 确定项目主题,告知学生要求
在引出项目之后教师要把时间留给学生,让学生确立自己的项目主题,然后开始项目作品的创作。在学生开始项目作品创作之前,教师应该告诉学生一些要求,尤其是在第一次开展基于项目的学习时告知要求尤为重要。要求包括:(1)学生分小组协作完成项目作业,每个小组推选出组长,组长要给小组成员进行分工,并记录下分工的情况,填写组内分工表。(2)告知项目完成的时间,要提醒学生必须在规定的时间内完成项目。(3)作品的形式,作为信息技术课程的作品更多的是各种利用信息技术手段制作的作品比如幻灯片、网页、课件等。③(4)在规定时间完成项目之后,要求各小组推选出一名代表进行项目汇报,汇报的内容包括项目主题、组内分工情况、项目作品的介绍、项目作品的自评。每个小组汇报完之后,其他小组成员要为之做出评价,并提出建议,最终在全班推选出最优秀的一组。
2.3 学生合作探究完成作品
这一步是基于项目的学习的核心环节,这一环节包括两步:第一步提出有效的问题解决方案,第二步是实施方案完成作品的制作。学生大部分的知识内容和技能技巧的学习和应用是在此过程中完成。首先,可行性问题解决方案是在学生自主学习,深入分析问题的基础上完成的,学生除了需要学习有关的知识与技能,还必须进行广泛、深入的调查研究。然后要进行小组交流讨论,来修改和优化方案。教师在这个过程中主要是组织协调小组活动,监控活动的内容、进度和效果,对需要帮助的个人和小组提供资源、技术、方法上的帮助,以保证解决方案是行之有效的。对进行较慢的小组要进行督促,提醒他们要注意抓紧时间。
在实施解决方案时通常是小组成员合作来完成,在这个过程中,需要随时收集反馈信息,经常进行反思。对解决问题方案作必要的修正或调整。在学生实施方案过程中教师的主要任务都是为学生提供自主探究工具、问题解决工具和协作交流工具等支持,同时给予学生有关问题解决方法与协作学习策略等方面的指导。④作品完成之后,各小组开始进行作品的检查,这期间再对作品中存在的问题进行修改直到满意为止。最后由组长填写组内自评表(表1)。
表1组内自评表
2.4 学生作品展示和评价
在学生完成项目作品的创作之后,开始让学生依次进行展示。这个过程主要是让学生观察其他小组学生的作品,进行互评,以便互相学习。各小组的作品展示程由小组里的一位学生来完成,主要讲述一下小组的分工情况,介绍作品并最自己的作品进行评价。其他小组的学生在看完汇报之后应该给出评价及其建议。在各个小组都汇报完之后,教师要进行点评,主要是对学生学习过程中的闪光点以及在完成项目过程中出现的问题进行总结,最后让学生自己根据基于项目的学习作品评价表评选出他们认为作品创作的最优秀的一组,然后教师进行奖励。
3 应用案例及其解析
3.1 项目课程说明
本次项目主题是《智能世博之旅》。要求同学们上网查找上海世博会上所使用的人工智能技术,包括文字信息、图片信息和视频信息,选择合适的方式展示成果,并进行汇报。共需要两个课时。
3.2 教学目标分析
(1)知识与技能。让学生练习在因特网上信息查找的技巧,提高多途径下载信息的能力,以及锻炼学生选择合适的信息呈现方式来组织和整理信息的能力。(2)过程与方法。让学生上网查找并下载相关信息,选择合适的方式整理信息,汇报成果并且让学生进行评价。(3)情感态度和价值观。培养学生运用所学知识解决实际问题的能力、合作交流能力和创造能力。
3.3 教学过程
3.3.1 创设情境引出项目主题
(1)首先播放一段上海世博会视频,介绍上海世博会上智能机器人的情况,吸引学生的注意力,引起学生的兴趣。(2)教师根据视频的内容与学生交流互动引出智能世博的主题。(3)教师引出本次课的项目主题《智能世博之旅》,并提出要求。
3.3.2 确定项目主题告知要求
(1)以4-5人为一组,对学生进行分组。(2)把项目要求分发到各个学生机上。(3)教师对项目要求进行讲解,使学生明确项目要求。
3.3.3 学生分工协作完成项目
(1)组内讨论,组长分工,填写组内分工表,各小组成员开始完成各自的任务。(2)教师在教室内观察各个小组的情况,并且及时指导。
3.3.4 作品展示和评价
(1)学生各个小组派代表进行汇报。汇报内容包括作品讲解,组内分工情况,小组自评情况,之后其他小组成员根据项目作品评价表再对其进行评价。(2)各个小组学生汇报完毕后,由学生推选出最优秀的一组作品。(3)教师对学生的作品进行点评,并总结此次项目课程。
3.4 案例解析
(1)本次项目课程的开展是在学生刚刚学过第三章的第三节信息的智能化加工之后进行的。由于这一节的内容涉及到很多高科技的东西,学生们对此都非常感兴趣,再加上海世博会是最近比较新颖的一个话题,世博会上有很多与人工智能相关的技术的运用,同学们也有不少去过世博会,因此本次项目主题就选择了智能世博之旅这一主题来展开,最大限度的激起学生的求知欲。(2)通过创设问题情境调动起学生的积极性和求知欲,让学生明确这节课的任务,使课堂与生活紧密联系在了一起,学生变被动接受知识为主动寻找和探究知识,提高了学生学习的积极性。(3)在项目实施的过程中,通过让学生分工合作完成项目,锻炼了学生的合作能力。有的同学的某个知识点没有学会,通过与他人交流而得到了学习。学生们集思广益,想出了很多好的呈现信息的方案,这锻炼了学生的思维能力。通过汇报,锻炼了学生的表达能力,增强了团队凝聚力和成就感。通过让学生自评和互评的过程,使学生成为学习的主人,使学习达到最高的层次。(4)通过开展基于项目的学习,提高了学生学习信息技术的积极性,学生真正成为学习的主人,体验到学习的价值。
基于项目的学习适合在高中信息技术课程中应用,而且通过在高中信息技术课程中应用基于项目的学习这种教学模式可以大大提高学生的自主学习能力、自主探究能力、分工协作能力、问题解决能力等,有利于学生所学知识的运用和提升,也有利于学生能力锻炼和拓展。
注释
①John W. Thomas, Ph. D. A review of research on Projecr-Based Learning[DB/OL]. /foundation.2010-8-12.
②霍益萍.研究性学习实验与探索[M].广西教育出版社,2002:219.
③邬彤.基于项目的学习在信息技术教学中的应用[J].中国电化教育,2009(6):95-98.
人工智能教育实施方案范文3
各乡(镇)中心校、初中学校、县直学校、有关学校:
开展中小学生社会实践活动是培养学生实践能力和创新精神的重要途径,是提高学生综合素质的必要措施。近年来,我区不少学校积极利用本地教育资源,组织学生到中小学生社会实践基地参加实践活动,取得了良好效果。为深入推进素质教育,提高学生创新实践能力,让学生更好地了解家乡、热爱家乡,现就组织我区中小学生到社会实践基地参加综合实践教育活动通知如下:
一、活动地点
学校中小学生劳动技术训练学校。
二、参加对象
全区七年级学生。
三、活动内容
法制展厅、国防教育展厅、交通安全展厅、防震减灾展厅、现代农业参观、安全消防演练、红十字急救、联欢晚会、生态环保游、影视教育、军体训练、内务训练、人工智能训练、安全讲座、国防教育讲座、青春期心理健康讲座等
四、活动要求
1.加强宣传,统一思想。综合实践教育活动不应仅是活动,更是课程。学生所获得的直接体验与实践经验,对发展他们的潜质与天赋具有其它课程不可替代的作用;对激发孩子们的好奇心与探究欲,并从中发现自己兴趣所在,进而尽早明确研究志向,具有其它课程无可比拟的优势。各校要通过各种途径广泛宣传,让广大家长充分了解综合实践教育活动对孩子综合发展、终身发展的重要性、必要性。各校要建立综合实践教育活动课程化意识,将综合实践教育活动与综合实践活动课程有机整合,将活动目标上升为课程目标,将研究性学习引进校外实践活动,按研究性学习的“准备阶段、实施阶段、总结阶段”的要求组织实施,强化过程取向,让师生既是活动方案的开发者,又是活动方案的实施者,进一步提高活动实施质量。
2.提高认识,精心组织。各校要进一步提高对开展中小学生社会实践活动重要意义的认识,统筹安排,精心组织。要把组织学生参加综合实践教育活动作为学校教育教学工作和课程建设与实施的重要内容,并列入学校工作计划;同时,要加强与实践基地的沟通联系,安排好校外实践活动的时间,提前做好准备工作。各学校要加强学生实践教育活动的管理,明确校长是学生实践活动第一责任人,指定一名校级领导具体负责学生实践教育活动管理,带班教师要全程参与实践基地教学管理,并负责本班学生的具体管理。
3.规范实施,注重效果。各校要按照上级有关文件精神,进一步健全完善实践管理、财务管理和后勤管理等相关的配套制度,加强管理,规范运作;要按照“活动过程”各阶段提出的不同要求,精心制订本校的实施方案,明确每次活动的主题,精细策划,认真实施与落实,确保学生每次活动都能有所得,不断提高社会实践活动的实效性,体现出一校一特色。要求各学校加强对学生参加综合实践教育活动的管理和考核,建立健全学生社会实践活动档案,把学生参加综合实践教育活动情况纳入对学生的综合评价。县教育局将对学校组织与开展学生实践教育活动的实施情况纳入学校工作目标考核之中,保障学生实践教育活动有效有序开展。
人工智能教育实施方案范文4
在高校课程设置中,中国古代文学课程是与中国古代传统文化关系最为紧密的。通过对这门课程的学习,学生们会更为系统地掌握中国古代文学知识,从而对传统文化有更深刻的认识和体悟。优秀的古代文学作品是这门课程的主要内容,其中承载着传统文化的精髓,如儒家的和谐社会理念、诗教美育思想、谦德思想、义利观等,对我国社会主义精神文明建设和中华民族精神的塑造起到至关重要的作用。中国古代文学教学的核心任务是充分发掘经典蕴涵的巨大价值,唤起学生对经典的崇敬心理和高度认同感,并以此方式培育和践行当代核心价值观。显然,实现这一核心任务的前提就是学生要阅读经典文献。随着社会的发展,文献典籍的载体形式也在不断变化。从古至今,主要的载体形式包括甲骨、金石、竹木、缣帛、纸张和电子。在当代社会中,文献的载体形式以纸张和电子两种为主。纸张,物美价廉,是文献载体的主导形式。电子,作为文献载体与其它载体最大的不同就是“无形”,需要通过计算机或手机的运行和转换来实现阅读。纸质文献和电子文献各有优长,特别是新兴的电子文献以其存储量大、使用方便、易于保存的特点在迅速地影响和改变着人们对于文献典籍的阅读、使用、收藏方式。怎样使日渐习惯于“读屏”的学生们自觉亲近那古韵幽香的历代文献典籍呢?在科技不断进步的时代背景下,我们应当顺时而为,通过课内学习与课外实践相呼应的方式使学生能积极主动地进行文献阅读并体悟其中的精神内涵。第一,课内纸质文献为主与课外电子文献延伸。目前,教学中使用的教材和中国古代文学作品选仍是纸质文献。它们也是教师开展教学活动的基础。虽然各个高校选用的教材会有所区别,但仅就某一学校而言,师生会共同使用同一作者、同一版本的纸质教材和作品选。这种同一性使教师的传授内容和学生的学习目标更为明确,有助于更好地完成教学活动。在一定程度上,权威的、指定的纸质文献教材与新兴的、尚在逐步发展的电子文献相比更为准确,更有助于学生建立规范化知识体系。电子文献具有的便捷性则提供了阅读的广泛性与丰富性,使学生能在课堂以外依据教师的指导、自己的兴趣选择适合自身的古代文学作品进行随时随地的自主阅读。纸质文献与电子文献相结合的模式,一方面能保证学生获得准确的古代文学知识;一方面又能扩大学生的阅读范围、增加阅读数量。第二,课内深度阅读为核心与课外碎片化阅读为辅助。在当前的教学活动中,课堂教学仍具有网络课程不可替代的优势。教师的学识见解、人生阅历、个性特点、教学风格具有不可复制的独特性。在每次课内讲授时会因时地的不同、阅历的不同、与学生互动的不同而有不同的精彩。因为具有这样的特点,教师可以在课内引导学生对经典文献进行深度阅读,将自己的学术见解和人生经验融入到对经典的讲解当中,学术前沿性与人文精神合而为一的解读有助于学生对典籍文献的深刻理解。课堂之外,学生可以因时制宜、因地制宜地利用手机、平板电脑等设备进行碎片化阅读,丰富阅读内容。课内深度阅读为核心与课外碎片化阅读为辅助的阅读方式,将课内讲读与课外阅读衔接起来,既能保证阅读质量又能提高阅读数量,有利于学生积极主动地阅读经典文献。第三,开展丰富多彩经典诵读实践活动。除了探索新的阅读方式以外,还要注重突出中国古代文学课程的实践性,通过开展丰富多彩的经典诵读活动来调动学生学习的主动性和积极性。2018年9月,教育部、国家语委印发的《中华经典诵读工程实施方案》中提出:“中华经典诵读工程以立德树人、培育社会主义核心价值观为根本任务,以传承弘扬中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化为核心内容,以诵读、书写、讲解等文化实践活动为主要形式,以课程教材、资源平台及人才培养建设为基础支撑,以广大青少年、教师、家长和中华文化爱好者为基本对象,充分发挥语言文字在传承发展中华优秀文化中的重要作用,为青少年的美好人生打下鲜明中国底色,为增强人民群众的文化自信提供有力支撑。”[3]这一指导思想在强调经典诵读工程对弘扬中华优秀传统文化、培育社会主义核心价值观的重要意义的同时,尤为重视突出活动的“实践性”。2019年,为了贯彻落实《中华经典诵读工程实施方案》的要求,教育部语言文字应用管理司下发了关于举办2019年中华经典诵写讲大赛的通知,活动的宗旨在于“通过竞赛、展演等方式,引导社会大众特别是广大青少年亲近中华经典,热爱祖国语言文字,提高语言文字规范意识和自觉传承中华优秀传统文化意识,提升语言文字应用能力,培育文化自觉,增强文化自信,在全社会营造传承中华经典,弘扬中华优秀传统文化的良好氛围。”[4]在未来的教学活动中,一方面在课内教学中进一步灵活地开展以诵读、书写、讲解等为主要形式的文化实践活动来提升学生的语言文字应用能力;一方面在课外活动中通过竞赛、展演等方式来培育学生的文化自觉,引导学生自觉亲近中华经典、自觉传承中华优秀传统文化。
二、必修课与选修课相配合
中国古代文学的主要内容为先秦至“五四”运动以前的文学,主要是通过对各个时期的重要作家、作品和文学现象的讲解,使学生掌握古代文学发展的基本脉络和基本知识,并培养学生阅读、欣赏、分析古代文学作品的能力。中国古代文学课程作为中文系的专业必修课,侧重于知识体系的完整性、知识内容的准确性。同时,由于课程内容多、课时有限,不能对某一时期、某一作家、某一作品进行更为深入的讲解。这种情况下,就有必要开设具有针对性的选修课程。如果说必修课更多的是注重对学生专业能力的培养,那么选修课则更易于通过对某一方面知识的深度解析来引导学生形成正确的价值观。第一,开设全校性的传统文化经典阅读指导类的选修课程。《中华经典诵读工程实施方案》中提出:“支持高校面向全体学生开设大学语文、中华优秀传统文化等必修和选修课程。”[3]通过开设全校性的传统文化经典阅读指导类的选修课程,面向全校各专业学生开设的跨学科、跨专业课程。学生可以根据自身实际情况进行自主选择。这种公选课既是带有专题研究性质的提高课程,同时又是一门深入浅出的国学知识普及课。以《左传人物选讲》课程为例,该课程是在选读《左传》原典、分析历史人物的基础上,结合对现实人生的体悟,对学生进行别有特色的学习指导,使其能更为自觉、更为深刻地接受中国传统文化的精髓。课程主要分为四个部分:九重三殿君王事、衣香鬓影女人心、乱世之臣自枯荣、人间悲喜众生相。从君王、女性、臣子、小人物四个视角去分析《左传》中各个阶层形形的人物,观照众生百态的喜怒哀乐,引导学生更加深入地思考和理解《左传》中所蕴含传统文化的精髓,以提高他们的分析能力和文学鉴赏水平。第二,编写中华经典大学教材。《中华经典诵读工程实施方案》指出:“加强中华传统经典诵读教材、读本等基础资源建设,便于社会大众尤其是青少年知道“读什么”“怎么读”,学习领悟中华经典精髓;重视对中华经典的研究阐发,推动中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化创造性转化、创新性发展,不断丰富中华经典的内容和传播方式。”[3]在选修课中丰富、充实有关中华经典诵读内容,积极开发中华经典地方课程、校本课程,编写中华经典大学教材,使令人心生敬畏的经典作品以平易近人的面目生机勃勃地出现在学生的视野中,结合时展、现实人生对中华经典进行研究阐发,使中华优秀传统文化蕴含的思想观念、人文精神、道德规范得到进一步挖掘诠释,从而激发学生学习中华经典的热情和参与经典诵读活动的积极性,使学生更深刻地领悟中华经典精髓的同时自觉传承弘扬中华优秀传统文化。以黑龙江大学刘冬颖教授的《﹤论语﹥人生课堂》为例。《论语》是中华民族的重要典籍,孔子则是万世师表。然而,对于大部分学生来说,《论语》中的男主角孔子,既是令人敬仰的“圣人”,又是熟悉的“陌生人”。主讲教师刘冬颖在讲解中跨越了《论语》的篇章限制,将教学内容分为10个部分:孔子的相貌气质、孔子的家世渊源、孔子的求学经历、“圣人”的成长之路、孔子重视服饰礼仪、孔子的饮食之道、孔子的教育智慧、孔门弟子的成材路、孔子的生态理念、孔子的音乐观,突破了语录体散文逻辑性匮乏的缺陷,采取“一以贯之”的方法,把孔子的思想整合起来,重新做了系统性编排和创新性的阐释。作者以《论语》这部经典为基础,并与古今相关文献相互印证,结合经典与考证,还原出一个真实而丰富的魅力孔子,使《论语》的智慧不仅是在文化典籍中熠熠生辉,还成为我们现代人人生道路上的最佳指引。这样生动的阐释更容易唤起学生对儒家文化的兴趣、增强学生的文化自信心,从而起到传承中华人文精神、普及中华传统美德的作用。
人工智能教育实施方案范文5
关键词:矿山,现状,发展,评估
0引言
自2 l世纪以来,以信息技术为代表的技术革命迅速发展,而数字化更是成为信息的表现形式,1999年召开的首届“国际数字地球”大会上又提出了“数字矿山”(Digital Mine,DM)的概念后,“数字矿山”在矿业中发挥出越来越大的作用,是矿业发展的目标和方向。而构建数字矿山,以信息化、自动化和智能化带动采矿业的改造与发展,开创安全、高效、绿色可持续的矿业发展新模式,是我国矿业生存与发展的必由之路。
1数字矿山的概念
1.1 数字矿山的概念
数字矿山就是指在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线,将矿山信息构建成一个矿山信息模型,描述矿山中每一点的全部信息。按三维坐标组织、存储起来,并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段,使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。
2、数字矿山的研究现状
2.2 国内数字矿山的研究现状
美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在数字矿山方面的研究起步较早。2001年,中国矿业联合会组织召开了首届国际矿业博览会,其中包括一个以“数字矿山”为主题的分组会。2002年,以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协第86次青年科学家论坛召开,2006年,煤炭工业技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆乌鲁木齐召开了“数字化矿山技术研讨会”。20世纪末以来,国家主要科研资助机构和相关行业部门相继立项支持了一批数字矿山课题。包括2000年开始的一项国家自然基金课题、2006年开始的一项863课题和一项“十一五”支撑课题等。2000年以来,国内多所高校、科研院所、企事业单位相继设立了与数字矿山有关的研究所、研究中心、实验室,主要有:2000年设立于中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院的“3S与沉陷工程研究所”、2005年设立于中南大学资源与安全工程学院的“数字矿山实验室”、2007年设立于东北大学资源与土木工程学院的“3S与数字矿山研究所”和2007年设立于中国矿业大学(徐州)计算机科学与技术学院的“矿山数字化教育部工程研究中心”等。山东新汶矿业集团泰山能源股份有限公司翟镇煤矿是我国第一座数字矿山,与北京大学遥感与地理信息系统研究所合作,在国内首开数字化矿井技术应用之先河。此外,中国矿业大学等单位相继开展了采矿机器人、矿山地理信息系统、三维地学模拟、矿山虚拟现实、矿山定位等方面的技术开发与应用。
3.数字矿山的技术分析
3.1“3S”技术
GPS主要用于实时、快速提供目标、各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等)的空间位置;RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面的各种变化,及时地对GIS的空间数据进行更新;GIS则是对多种来源的时空数据综合处理、动态存贮、集成管理、分析加工,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。以GIS为核心的“3S”集成是当前空间技术发展的重要方向,这主要是在空间数据处理中的GIS、RS、GPS既各有特色,有存在着密切的联系。在解决实际问题中常常要3个系统联合使用,用RS技术来获取信息,再由GPS进行定位及导航GIS负责最后的处理,并提供各种图形,提出决策实施方案。免费论文。所以3S集成系统的研究已越来越被人们所关注。免费论文。
3.2可视化技术
3.2.1可视化建立的必要性
可视化模型是数字矿山建设的基础,只有完全掌握了矿床及井下开采环境情况,才能够为数字矿山的建设提供基础平台,数字矿山建设后续的通讯系统、生产调度及人员设备定位、生产过程安全监控与预警系统、生产过程虚拟现实系统都需要以此为基础平台进行设计开发和系统运行。
3.2.2可视化的建立方法
可视化建模采用TIN(不规则三角网)技术产生数字地形表面模型和地质体(包括床体、岩层及断层)实体线框模型,同时采用变块技术建立矿床资源评价块段模型。最终采用地质统计学方法对块段模型进行估值,得出既有结构性又具有随机性的复杂地质体的空间分布及品位和开采环境综合评价技术成果,并在此基础上进行开采方案优化与设计。
3.3虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术
3.3.1虚拟现实技术的概念
指利用人工智能、计算机图形学、人机接口、多媒体、计算机网络及电子、机械、视听等高新技术,模拟人在特定环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。免费论文。VR 在许多工程领域和基础研究方面已经得到较为广泛的应用,在国外矿业领域的研究起步比较早,出现了一些2.5维的虚拟矿山系统。通过对虚拟矿山实体进行操纵,可以构造出逼真的三维、动态、可交互的虚拟生产环境,用以模拟完成在真实矿井中进行的工作。
3.3.2虚拟技术条件下矿山模拟开采技术研究
以地质及矿床模型为基础,结合其它关键信息构造虚拟矿山,进行数字模拟开采,完成矿山长、中、短期开采计划编制、地下矿巷道标准断面设计、峒室设计、开拓设计、采矿方法设计、穿爆设计、通风设计、灾变应变预案等工作。
4、数字矿山的发展趋势
(1)实现生产过程管理和控制一体化。矿山生产过程管控一体化是指应用可视化技术,实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制。
(2)开发各种功能的矿山应用软件。必须针对不同的应用和矿山工程需求,研究开发适合不同用户、具有不同功能的矿山应用软件,如采矿CAD、虚拟矿山、采矿仿真、人工智能和科学可视化等软件工具。
(3)朝着构建生态矿业工程方向发展。生态矿业工程就是当人类开发矿产资源引起自然生态平衡破坏时,建立人为的生态平衡,构建生态矿业工程对实现可持续发展具有非常重要的现实意义。
(4)人工智能技术研究。自20世纪80年代中后期以来,人们已开始应用人工智能理论与技术来解决采矿工业中的各种实际问题,并逐步显示出无法取代的优越性。运用数据挖掘与知识发现、专家系统等人工智能技术实现生产调度指挥、资源预测、安全警示、突发事件处理等决策支持功能,实现矿山的智能化。
5、结论
我国既是采矿大国,又是资源消费大国。随着经济的高速发展和工业化进程的快速推进,中国对矿产资源的消费将持续呈现快速增长态势,将长期保持旺盛的需求。但是,中国矿产资源所面临的资源短缺,供应乏力的严峻形势,目前已经成为发展工业的瓶颈,如果这种势头继续发展下去,势必对国民经济的可持续发展产生深刻影响。因此,客观的实事求是的评价资源现状,充分合理的利用和保护资源,以建设数字矿山来改变和确保矿产资源长期稳定供给是中国矿业走可持续发展一条正确之路。
参考文献:
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人工智能教育实施方案范文6
关键词:创新人才 机器人技术 创新设计 创新制作
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(b)-0245-02
理工科创新人才应具有扎实的理工科理论基础、较强的创新能力、较高的综合素质。近年来,许多理工科高校针对如何提高理工科大学生创新能力方面提出了许多有益的措施,出要表现为通过强化创新教育理念,改革人才培养机制,营造创新人才成长氛围,打造创新人才培养平台,促进和推动创新人才培养。这就需要我们对创新型人才的培养应以新的教育教学理念改革人才培养模式;以时代对人才的需求转变教学观念、更新教学内容、探索教学手段,这样才能培养出具有创新精神和实践能力的创新人才。近年来,机器人作为机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科的典型载体,被广泛作为创新平台的选题之一。为了推进理工科大学创新人才的培养进程,激发学习和动手实践的积极性,我们提出了以机器人为教育平台,研究培养理工科大学创新人才的实践创新能力。
1 机器人教育创新平台介绍
机器人教育不仅是知识创新的平台,而且也是锻炼动手能力、培养创新能力等综合素质的优秀平台。欧美国家对其相当重视,都已经制定出了全国范围的发展规划。例如,美国十分重视机器人教育在基础教育中的作用,通过开设和开展机器人课程、有关机器人的课外活动、机器人主题夏令营和利用机器人技术作为辅助手段等四种途径来培养学生的创新能力。目前美国高校的机器人教育主要表现为:(1)越来越多的美国高校在工程类一年级新生中开设机器人公开课以及相关的机器人课程;(2)机器人作为课程学习的平台,已逐渐应用到高校其他课程中。日本是世界上机器人教育水平和机器人文化普及最高的国家之一。在日本,不仅每所大学都有高水平的机器人研究会、而且定期举办机器人创新设计和制作大赛。通过大赛,不仅加速了日本机器人技术的普及,而且培养了一批创新型人才和机器人研究应用人才。近年来,韩国充分认识到了机器人教育的重要性,也加大投入开展机器人教育方面的研究工作。同时新加坡、台湾和香港地区,也在机器人教育方面取得了长足的进步。目前,国内已有部分高校研制开发出了较为成型的机器人教学研究设备,例如上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等。上海交通大学以国际和国内的机器人竞技比赛为基础,构建了开放式学生创新平台,并规划和设计了基于发现式教学方法的实验,为学生发挥自己的创造力和想象力提供了一个开放的实验平台。综上所述,建设机器人创新机制,以先进机器人技术自主创新研究平台、提升该领域创新能力、促进学科建设与发展为目的,已成为国内外创新人才教育的重要途径和手段。因此,本文提出探索机器人教育平台对如何培养创新理工科人才就显得尤为重要。
2 机器人教育创新平台建设
我们提出以机器人为教育平台,以提高理工科大学生实践创新能力为主线,以培养出社会急需的创新型工程技术创新人才为目标的思想,重点突出实践教学与创新能力培养相结合;科学新技术与工程实践应用相结合,探索出创新型工程技术人才培养与提高创新能力的路子。具体来讲,我们以机器人技术为技术,从课堂教学、实践教学、毕业设计、科技竞赛和参与科研等五个方面来培养创新人才。
课程教学中是以近机电类工程技术类学生为试点,大力开展与机器人技术相关的课程教学,广泛征求有关专家意见并汲取兄弟院校在此方面提供的宝贵经验,结合创新目的在近机电类工程类本科教学计划中设置“机器人技术及应用”相关理论课程。在《机械原理》、《微机原理》、《传感器技术 》、《机电一体化系统设计》等课程中添加章节介绍机器人相关技术。充分利用各种教育资源,采取多种教学手段,如多媒体技术、仿真技术现场演示,从中穿插旨在培养学生动手操作能力的机器人组装、调试等内容。
实验实践教学中废除陈旧的实验,减少验证性实验,增设综合性、设计性、创新性实验。以理论和实践相结合的形式,在实验课中,鼓励学生“大胆实践”,各种传感器、电路板的制作和焊接完全自己动手,机械传动机构尽可能熟练拆装。学生加深对机器人技术涉及的多学科门类的了解。
毕业设计中向毕业班学生开放此平台,鼓励他们在毕业设计中尽可能发挥自己的聪明才智,搞出一些有显著创新特色的项目。提出以智能机器人为开发平台的相关设计课题,根据学生各自的特点,可分成机构设计组、功能扩展组、软件设计组,几个组相互协调,齐头并进。给予一定的资助,能把学生的设计成果以创新产品形式制造出来。
科技竞赛中根据机器人技术涉及学科门类多、知识领域广的特点,同时也为了使更多的同学了解机器人科学,定期进行机器人课外活动,定期举办机器人讲座,在全校范围内组织机器人大赛,开设机器人比赛论坛,为机器人爱好者开辟一个发表新见解、交流新思想的窗。
在参与教师科研中,让大学生参与到老师的机器人相关的科研项目中,为学生参与科研活动提供平台,可以使学生较早进入科研状态,对培养学生的科学创新意识极为有益。
3 机器人创新设计制作
依托新疆大学机械工程学院大学生机器人创新实验室,本校5名本科生在教师指导下,对普通电动轮椅进行改造,设计制作一款全自动智能电动轮椅,如图1所示。
作为开放式的移动平台,此款移动机器人完全遵循国际先进的模块化设计理念,将移动机器人与PC的概念融为一体。高度开放的软、硬件结构,便于用户扩展、添加软件算法与硬件设备,全面支持电气、电子、控制、机械、计算机等学科教学、科研研究,适合于高等院校作为综合的科研开发平台,具有性能稳定、硬件精度高、软件可扩展性强等特点,如图1所示。
整个机器人的电气控制模块开发如图2所示,此智能轮椅可实现创建非机构化环境的地图,高精度和高可靠性的自定位,灵敏迅捷的避障,自动路径规划,局部动态环境中的自主导航,手动与自主双模式可切换,基于无线网络的遥控操作,基于触摸显示器和语音识别的人机交互,基于语音和视频的多媒体导游等功能(如图2)。
4 结语
机器人创新培养是近年来各高校教学改革一个非常活跃的方向,文本提出以机器人为教育平台,从课堂教学、实践教学、毕业设计、科技竞赛和参与科研等五个方面来培养创新人才。并以机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科作为典型载体,使得各个专业的工程技术类学生都可以参与到机器人创新中,不但要设计出机器人所需的各种零件,并且要参与加工和制作。并以智能轮椅为例进行创新设计制作,这样不但能培养学生的创造性思维,并且增强了他们的动手能力。
参考文献
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