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【關(guān)鍵字】人工智能；課程改革；高中；信息技術(shù)；課程實施

【中圖分類號】G420 【文獻標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097 (2008) 10―0043―04

教育部在2003年頒布的高中信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)中，首次把“人工智能初步”設(shè)置為選修模塊，與多媒體、網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等一起列入信息技術(shù)課程體系[1]。此舉曾被視作信息技術(shù)課程改革的亮點之一。然而，在如今高中信息技術(shù)新課改已經(jīng)全面鋪開之際，人工智能選修課程的推進仍然舉步維艱，面臨諸多困難和問題。

一 高中人工智能課程的現(xiàn)狀分析

自2004年我國部分省級實驗區(qū)開始推進高中新課程改革以來，信息技術(shù)課程改革已經(jīng)開展了四年之久。從目前的總體情況來看，信息技術(shù)課程的基礎(chǔ)模塊與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、算法與程序設(shè)計三個選修模塊的實施情況較好，而數(shù)據(jù)庫技術(shù)與人工智能初步兩個選修模塊的推進情況相對不佳。特別是人工智能課程，至今在全國范圍內(nèi)正式開設(shè)該課程的學(xué)校寥寥可數(shù)，少數(shù)高中展開了一定的探索和實驗，而大多數(shù)學(xué)校仍持有觀望態(tài)度。以下分別從實施取向和實施層次的角度分析該課程的現(xiàn)狀：

（1） 課程實施的取向

由于我國長期以來實行的是全國統(tǒng)一的課程與教材，按照統(tǒng)一規(guī)定執(zhí)行教學(xué)計劃，對學(xué)校和學(xué)生的評價也是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與方式實施的，因此我國以往的課程實施基本上都采用了忠實觀的取向[2]。本次新課改中信息技術(shù)課程的實施過程難免受到這種取向的影響。然而，新課程標(biāo)準(zhǔn)中對信息技術(shù)技術(shù)各個模塊的具體實施并沒有明確而詳細的規(guī)定，從而使教師對包括人工智能模塊在內(nèi)的課程實施缺乏長期慣于依賴的參照和依據(jù)，增加了課程實施的難度，造成部分模塊的課程難以開設(shè)的情況。

（2） 課程實施的層次

課程實施包括五個層面的變化，即教材的改變、組織方式的改變、角色和行為的改變、知識與理解的改變、價值的內(nèi)化[3]。目前高中人工智能課程在教材改變的層面已經(jīng)做出了一定的努力。在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，現(xiàn)已出版的五套教材在體例、版面、學(xué)習(xí)活動、評價等方面進行了多樣化的設(shè)計，基本上貫徹了新課標(biāo)所倡導(dǎo)的課程目標(biāo)和理念。在組織方式的層次，少數(shù)已經(jīng)開設(shè)人工智能課程的學(xué)校結(jié)合學(xué)生的興趣與學(xué)校的實際情況，有針對性地開展了課程的組織。然而，仍然有一些地區(qū)或?qū)W校不愿或不習(xí)慣打破原有的課程組織方式，而是采用硬性規(guī)定的方式，人為指定兩三門課程，將選修變?yōu)楸匦蓿拗茖W(xué)生的自由選擇，依然維持原有的固定班級授課的形式。教材的改變僅僅是課程實施的開始，在組織方式、角色或行為、知識與理解、價值等層次，大部分學(xué)校還未發(fā)生變化或變化還很小。

（3） 課程實施的典型個案

目前國內(nèi)開展人工智能課程教學(xué)或?qū)嶒灥牡湫蛯W(xué)校如表1所示。總體來看，這兩所學(xué)校都地處東南沿海地區(qū)，且學(xué)校本身比較積極參與高中新課改的實踐探索，屬于“敢于吃螃蟹”的類型。考慮到課程本身的要求較高，兩所學(xué)校都選取了基礎(chǔ)較好的學(xué)生開展教學(xué)。到目前為止，兩所學(xué)校均已開展了三期的教學(xué)或?qū)嶒炋剿鳎握n教師及時總結(jié)教學(xué)心得體會，并在相關(guān)教學(xué)刊物或課程研修活動中與廣大一線教師分享教學(xué)經(jīng)驗。

二 高中人工智能課程的影響因素

根據(jù)Snyder的研究，可以把課程實施的影響因素歸納為四個方面：課程改革自身的性質(zhì)、校區(qū)的整體情況、學(xué)校的水平以及外部環(huán)境[4]。結(jié)合高中人工智能課程的現(xiàn)狀，本文分別從以上四個方面來探討影響該課程的主要因素。

（1） 課改自身的性質(zhì)

課程改革本身的性質(zhì)是影響課程實施的第一要素。它包括課程改革的必要性及其相關(guān)性、改革方案的清晰程度、改革內(nèi)容的復(fù)雜性以及改革方案的質(zhì)量與實用性。結(jié)合信息技術(shù)新課程改革的相關(guān)調(diào)查研究，廣大信息技術(shù)教師和教研人員對課改的必要性應(yīng)該認識得比較到位，然而他們對信息技術(shù)課程中是否有必要單獨開設(shè)人工智能模塊存有疑惑。其次，不少教師對課程改革方案（課程標(biāo)準(zhǔn)）的認識并不是非常清晰。他們認為新課程標(biāo)準(zhǔn)中的教學(xué)理念、實施建議等內(nèi)容相對抽象，不易把握和理解，缺乏具體的針對性，可操作性不強。再次，人工智能課程的實用性相比其他模塊并不明顯，課程內(nèi)容也相對難度較高。這些因素造成課程設(shè)置的必要性不強、實施難度大、實用性不高，直接影響人工智能課程在學(xué)校的順利設(shè)置。

（2） 校區(qū)的整體情況

校區(qū)的整體情況主要包括地區(qū)的適應(yīng)性、地方管理部門的支持、教學(xué)隊伍的培養(yǎng)、教學(xué)研討和交流等等。各地區(qū)對課程改革的需要程度會直接影響人們實施課程的積極性和主動性。我國東西部地區(qū)的學(xué)校對課程改革的需求程度不同，從而造成了課程實施的地區(qū)差別。從目前開設(shè)人工智能課程或教學(xué)實驗的學(xué)校來看，均分布于東南沿海較為發(fā)達的地區(qū)。這些學(xué)校的共同特點是基礎(chǔ)條件較好，對課程改革的積極性高，敢于進行教學(xué)嘗試和革新。此外，地方管理部分的支持對課程實施也有很大影響，如廣東省為了推動信息技術(shù)課程改革，專門出臺了關(guān)于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)指導(dǎo)意見[5]。其中強調(diào)“要特別注意人工智能初步”，并針對人工智能課程提供了較為具體的教學(xué)建議，從而促使該省出現(xiàn)了全國最早正式開設(shè)人工智能課程的學(xué)校。師資隊伍也是影響課程的因素之一。目前大多數(shù)高中缺乏熟悉人工智能課程內(nèi)容和教學(xué)方法的專業(yè)教師，使得學(xué)校無法開設(shè)該課程。因此，有關(guān)人工智能課程的研討和學(xué)習(xí)交流顯得尤為重要，然而目前這些方面的活動總體上相對缺乏。

（3） 學(xué)校的水平

學(xué)校水平對課程實施的影響因素包括校長的作用、教師的個人特征和教師集體的行為取向。學(xué)校是課程改革的基本單位，校長和教師是學(xué)校課程改革的動因。校長對課改理念的理解，以及對課改的支持、參與程度都會影響課程的順利實施。校長通常會根據(jù)上級主管部門的意見，結(jié)合本校的實際情況，權(quán)衡課程改革可能對學(xué)校形成的各種影響。在高考的影響下，信息技術(shù)課程在高中各科中長期存在地位“低人一等”的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)課時常被“侵占”的現(xiàn)象。如果校長對信息技術(shù)課程本身不重視，那么要求學(xué)校開設(shè)人工智能選修課無疑是一種奢望。此外，一所學(xué)校教師個人和集體的改革意識的強弱也會影響課程的實施。從人工智能課程的現(xiàn)狀來看，恰好印證了這一點：改革意識強的教師個人或教研組即使沒有上級的硬性指令，也能積極展開各選修模塊的教學(xué)嘗試和探索，并自覺地從教學(xué)者成長為研究者，而思想保守的學(xué)校即使具備了課程實施的基本條件，也不愿積極開設(shè)相關(guān)的選修課程，長期停留于課程的“忠實執(zhí)行者”的層次。

（4） 外部環(huán)境

外部環(huán)境因素主要包括政府部門的重視、外部機構(gòu)的支持以及社區(qū)與家長的協(xié)助。各國課程改革的經(jīng)驗表明，教育行政部門和相關(guān)機構(gòu)的態(tài)度在很大程度上影響到新課程的順利實施。特別是我國長期以來受到前蘇聯(lián)教育模式的影響，課程改革通常是自上而下的模式，新課程的實施主要依靠各級政府教育行政部門的政策和指令的推動。本次新課程改革同樣繼承了這一模式，但是整個教育體制和評價體系未能及時進行相應(yīng)的調(diào)整，因此在某些方面造成各級教育部門的政策抵觸，出現(xiàn)“上有政策、下有對策”的情況。此外，社區(qū)與家長對新課改的認識和態(tài)度也影響到人工智能課程的實施。研究表明，社區(qū)與家長更加關(guān)心的是新課改是否有助于提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，是否會給學(xué)生造成更大的負擔(dān)，而對學(xué)生能力的全面發(fā)展和個性的培養(yǎng)則是其次的考慮。因此，要使社區(qū)與家長認識和了解課程改革的意義和目標(biāo)，引導(dǎo)其關(guān)心新課程、支持新課程才能更好的促進新課改的健康發(fā)展，進而才可能使得包括人工智能在內(nèi)的高中各科選修模塊得以全面開設(shè)與實施。

三 高中人工智能課程的反思

通過調(diào)查訪談以及與相關(guān)授課教師的交流，筆者了解到高中人工智能課程的教學(xué)情況和教師的經(jīng)驗體會。總體來說，該課程的推進情況不如預(yù)期理想，需要從課程的設(shè)計、管理、教學(xué)以及評價等方面進行反思。

（1） 課程設(shè)計

本次高中信息技術(shù)課程改革將原來的一門課程分解為1個必修模塊和5個選修模塊，從而給學(xué)生提供多樣化的選擇。“人工智能初步”選修模塊是作為智能信息技術(shù)處理專題設(shè)置的，以反映信息技術(shù)學(xué)科的發(fā)展趨勢，體現(xiàn)教育的時代性要求。課程設(shè)置的目的在于使學(xué)生在技術(shù)掌握與使用的過程中，逐漸領(lǐng)會信息技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用以及對科學(xué)技術(shù)和人類發(fā)展的深遠意義[6]。然而，以上的描述更多是該模塊的隱性價值，相比其他模塊該課程的顯性價值并不是很直觀。而一線的信息技術(shù)教師較多關(guān)注的是該課程的顯性價值：課程能給學(xué)生帶來些什么？學(xué)生的實踐能力能否有較大提高？教師們在沒有找到一個合理的價值依托之前，一般不會貿(mào)然開課。這一點值得課程設(shè)計者和教研人員的深刻思考。

通過網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查，不少教師認為人工智能課程在高中開設(shè)是有一定必要性的[7]，但并不意味著所有的學(xué)生都需要學(xué)習(xí)該課程。課程應(yīng)面向?qū)θ斯ぶ悄苡幸欢ㄅd趣的學(xué)習(xí)者，且最好有一定的基礎(chǔ)。事實上，相對于其他選修模塊，選擇人工智能課程的學(xué)生并不是很多。因此，結(jié)合我國目前的情況，可以考慮優(yōu)先在發(fā)達地區(qū)條件較好的部分學(xué)校開設(shè)，再進一步利用其示范作用，以點帶面，逐步鋪開培訓(xùn)、指導(dǎo)、交流的規(guī)模和影響面，積極穩(wěn)妥地推進高中人工智能課程的建設(shè)。

（2） 課程管理

課程的有效管理有助于提高課程實施的質(zhì)量。上個世紀(jì)90年代以來，我國的中小學(xué)課程由原來的中央集權(quán)管理體制逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閲摇⒌胤健W(xué)校的三級管理體制。國家負責(zé)課程的總體規(guī)劃，省級教育部門結(jié)合本地區(qū)實際制定課程計劃或?qū)嵤┓桨福鴮W(xué)校也將有權(quán)根據(jù)學(xué)校傳統(tǒng)或?qū)W生興趣開發(fā)適合本校的課程。目前人工智能課程雖然已被列入國家課程標(biāo)準(zhǔn)，但在地方管理層面并未得到應(yīng)有的認可。部分地區(qū)考慮到高考因素，直接將人工智能模塊排除在學(xué)生的選擇范圍之外，無疑成為阻礙該課程順利實施的一個重要原因。

目前我國高中了解熟悉人工智能教學(xué)內(nèi)容、方法的教師十分缺乏，相關(guān)教育主管部門需加強該課程的師資培養(yǎng)，邀請教材編寫人員和相關(guān)專家，積極開展各級培訓(xùn)、研討和交流活動，以務(wù)實的態(tài)度來聽取學(xué)科教師的意見，為他們提供一些明確的、可操作的指導(dǎo)和建議。也可以開展優(yōu)秀教學(xué)案例的征集和評獎，通過公開課的觀摩和點評活動，或吸納中學(xué)教師參與有關(guān)課程改革和教學(xué)研究的課題，以此提高教師參與改革的積極性。此外，國內(nèi)高等師范院校信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)應(yīng)該對新課改作出及時的反應(yīng)，針對高中信息技術(shù)各選修模塊為師范生開設(shè)相關(guān)的課程，為課改的成功實施提供后備師資力量的支持。

（3） 課程教學(xué)

從已開展的人工智能課程教學(xué)或?qū)嶒炃闆r來看，主要的教學(xué)體會包括：教學(xué)對象選取時要有針對性，不宜硬性指定，應(yīng)結(jié)合學(xué)習(xí)者自己的興趣和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)供其自由選擇；由于課程的理論和技術(shù)的要求較高，不宜大量采用“講授法”進行教學(xué)，應(yīng)設(shè)計一些有挑戰(zhàn)性的活動供學(xué)生實踐；為保證教學(xué)進度有序進行，可通過課堂小測及時鞏固所學(xué)內(nèi)容；應(yīng)提供良好的網(wǎng)絡(luò)條件和計算機設(shè)備以支持課程教學(xué)和實踐的順利開展。

國外一些高校通過遠程網(wǎng)絡(luò)的手段與中學(xué)合作開展人工智能教學(xué)，加快了課程建設(shè)的步伐，并提高了教學(xué)質(zhì)量。大學(xué)負責(zé)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)維護，主持與中小學(xué)的討論答疑，中學(xué)則負責(zé)課程教學(xué)的具體實施。文中個案也印證了這種做法的有效性：讓一些致力于高中人工智能課程研究的高校和部分條件較好的中學(xué)建立共同體，協(xié)作推動課程的實施。一方面，高校研究人員能為中學(xué)提供教學(xué)指導(dǎo)建議、技術(shù)和資源的支持；另一方面，中學(xué)的教學(xué)實踐也為高校進行課程教學(xué)研究提供了材料和依據(jù)。

（4） 課程評價

研究表明，評價目前已成為影響高中信息技術(shù)新課程實施的一個重要問題[8]。從本次課改的動因來看，針對我國現(xiàn)行教育體制下的高考選拔制度在很多方面呈現(xiàn)的弊端，新課改力圖在一定程度上改變這一局面，努力使學(xué)習(xí)者能夠真正獲得全面的發(fā)展。但是，在目前情況下以高考為“指揮棒”的評價體系短期內(nèi)仍然無法發(fā)生質(zhì)的變化。高中新課改實施以來，部分省份相繼將信息技術(shù)課程納入了高考的范疇，以往信息技術(shù)課程不受重視的情況逐漸得到了一些改善。然而，高考是否解決信息技術(shù)課程評價問題的一劑良藥，進而為人工智能課程的實施及其評價帶來新的希望，目前仍是值得懷疑和思考的問題。特別是當(dāng)前高考科目已經(jīng)較多，再增加科目無疑會加重學(xué)習(xí)者的負擔(dān)，且很容易回到應(yīng)試教育的老路上。

其次，雖然新課程標(biāo)準(zhǔn)中提供了關(guān)于課程評價的建議，但是其中的內(nèi)容仍然比較抽象，可操作性不夠。如在信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的評價建議中，提倡評價主體的多元化，關(guān)注學(xué)生的個別差異，綜合應(yīng)用多種過程性評價方式，適當(dāng)滲透表現(xiàn)性評價的理念，等等。這些內(nèi)容從理念上來講都是很好的，但是如何在教學(xué)實踐中加以操作實施，對一線教師而言仍是不夠明確和難以把握的問題。而且，信息技術(shù)課程的每個模塊各有特色，然而課程標(biāo)準(zhǔn)并未就此提供專門的評價建議。因此，一套科學(xué)合理、適合人工智能課程的評價體系和方法仍需要教研人員在實踐中不斷摸索總結(jié)。

參考文獻

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[6] 顧建軍等.技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)解讀[M].武漢:北教育出版社,004:9.

篇2

關(guān)鍵詞：人工智能；Python程序設(shè)計教學(xué)；項目驅(qū)動混合教學(xué)模式

人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常深入，它可呈現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、跨學(xué)科融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等諸多內(nèi)容，并在教學(xué)中引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄啤⑼苿咏虒W(xué)內(nèi)容的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化躍升式快速發(fā)展。所以說在教育領(lǐng)域中，人工智能如魚得水，它獲得了更大的自我技術(shù)展現(xiàn)空間，也為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識內(nèi)容帶來諸多福音。

一、高職院校Python程序設(shè)計教學(xué)引入人工智能技術(shù)的必要性

人工智能本身離不開算法，而算法的實現(xiàn)則需要語言做支撐，像目前高職院校的Python程序編程設(shè)計教學(xué)就可引入人工智能技術(shù)，Python作為AI時代的頭牌語言其融合性教學(xué)也成為了培養(yǎng)AI人才的重要關(guān)鍵。目前國內(nèi)許多高職院校都在全面推行人工智能技術(shù)背景下的Python教學(xué)，將其作為是數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)攻防的第一語言以及編程入門教學(xué)的第一語言。

換個角度講，高職院校在Python程序設(shè)計教學(xué)中引入人工智能是非常必要的，因為它關(guān)系到高職生未來的就業(yè)生存、崗位專業(yè)能力創(chuàng)新與事業(yè)發(fā)展，考慮到人工智能領(lǐng)域的知識理論性偏強，且對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)能力要求較高，整體學(xué)科學(xué)習(xí)難度較大，所以許多高職院校也在思考如何將人工智能技術(shù)內(nèi)容合理融入到Python程序設(shè)計教學(xué)體系當(dāng)中，為學(xué)校相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域拓展教育新路，培養(yǎng)對路人才[1]。

二、高職院校人工智能背景下的Python程序設(shè)計教學(xué)方法應(yīng)用研究

（一）教學(xué)應(yīng)用概述與教學(xué)目標(biāo)明確

Python語言作為高職院校守門程序設(shè)計課程教學(xué)語言，相比于其它傳統(tǒng)計算機語言具有簡單易學(xué)、程序可讀性、可遷入性、可擴展性、邏輯結(jié)構(gòu)縝密等特點。同時該編程語言采用了開放開源設(shè)計，擁有12萬以上的第三方庫，可有效避免編程重復(fù)問題，提高教學(xué)中的語言編程教學(xué)效率。另外Python是一種解釋型語言，它的跨平臺與可移植性相當(dāng)之強，可在任何系統(tǒng)中拷貝運行，對環(huán)境配置要求不高。

為了確保某些沒有編程基礎(chǔ)知識能力的高職生也能學(xué)好Python語言程序設(shè)計課程，教師專門在教學(xué)中加入了人工智能技術(shù)內(nèi)容，圍繞該技術(shù)融合可開展的Python編程語言課程就包括了Python安裝、Python輸入輸出、Python特性、人工智能編程等等知識內(nèi)容。在教學(xué)中希望明確3點教學(xué)目標(biāo)：

第一，要求學(xué)生初步具有利用Python初步編寫基本程序的能力。

第二，要求學(xué)生掌握Python編程語言的基本特性。

第三，要求學(xué)生深入了解某些常用Python庫，特別是了解人工智能的基本思想與編程方式，能夠利用人工智能和Python編寫出某些復(fù)雜的處理程序。

（二）創(chuàng)新教法設(shè)計應(yīng)用

為切實達到Python程序設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，凸顯學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位，教師可采用任務(wù)驅(qū)動配合項目驅(qū)動的混合教學(xué)模式展開一系列的教學(xué)設(shè)計活動，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進的完成各項教學(xué)任務(wù)內(nèi)容，不斷提升自身的Python語言程序設(shè)計水平。

具體到教學(xué)方案設(shè)計中，教師專門圍繞學(xué)生中心、任務(wù)載體將教學(xué)內(nèi)容相對巧妙的隱藏于具體的教學(xué)任務(wù)中，再通過Python編程語言新知識內(nèi)容與新教學(xué)技能驅(qū)動學(xué)生深入學(xué)習(xí)展開基礎(chǔ)章節(jié)任務(wù)，結(jié)合任務(wù)結(jié)果評價評價學(xué)生對知識點的掌握情況。這一教法的提出與運用希望解決傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)中理論與實踐相互分離的不利教學(xué)局面，希望將課堂中的所有理論內(nèi)容全部轉(zhuǎn)移到實踐任務(wù)中，凸顯教學(xué)中理論與實踐過程的相互和諧統(tǒng)一。如下：

教師為學(xué)生設(shè)計教學(xué)任務(wù)，設(shè)計Python程序示例任務(wù)，將fileA和fileB兩個文件各存放于不同的兩行字母中，然后將兩個文件中的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容完全合并，按照字母順序排列并再次輸出一個新文件fileC，以下給出該任務(wù)教學(xué)中的程序設(shè)計編寫代碼：

fp1=open(‘fileA.txt’)

data1=fp1.read()

fp1.close()

fp2=open(‘fileB.txt’)

data2=fp2.read()

fp2.close()

fp3=open(‘fileC.txt’，w)

data_all=list（data1+data2）

fp3.write（data_unite）

fp3.close()

采用上述項目任務(wù)驅(qū)動項目混合教學(xué)法可為學(xué)生構(gòu)建一個相對完整的人工智能Python程序設(shè)計教學(xué)獨立項目，將項目完全交由學(xué)生獨立處理完成，教師負責(zé)設(shè)計教學(xué)方案，而由學(xué)生收集信息，實施項目并最后再由教師給出學(xué)生項目完成評價。它全面考驗了學(xué)生對于Python基本庫與第三方庫的學(xué)習(xí)了解與運用程度，同時在融入大量人工智能編程思路后顛覆學(xué)生的語言編程學(xué)習(xí)認知思維，讓學(xué)生了不但能夠練習(xí)獨立編程，也能共同學(xué)習(xí)協(xié)作編程，全面提高自己的的Python語言編程能力[2]。

總結(jié)：

綜上所述，在高職院校中采用人工智能技術(shù)配合Python語言編程設(shè)計可有效拓展教學(xué)思路，而本文中所采用的的任務(wù)驅(qū)動項目混合教學(xué)模式則能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進他們合理運用所學(xué)習(xí)知識解決實際問題，徹底擺脫復(fù)雜語法及算法所帶來的學(xué)習(xí)困擾，更好學(xué)習(xí)Python編程語言知識。

參考文獻

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人工智能技術(shù)的誕生，為人類探索計算機科技、便捷生活展望了美好的前景，提供了豐富的想象空間，在社會科學(xué)中的應(yīng)用廣泛。教育手段革新，需要一種新的技術(shù)作為保障和支持。人工智能技術(shù)應(yīng)用的普遍性和網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)發(fā)展的需求性一拍即合，成為一種新的教育發(fā)展模式。本文將對人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用進行探究。

【關(guān)鍵詞】人工智能 網(wǎng)絡(luò)教育 具體應(yīng)用

1 網(wǎng)絡(luò)教育模式的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)教育模式是對傳統(tǒng)課堂教育模式的更新與演進，傳統(tǒng)課堂教育模式具有交流便捷、課堂管理方便的優(yōu)勢，但是也受到空間和時間的雙重限制，需要繳納昂貴的場地和設(shè)施費用，難以追趕新時期人們快捷的工作步伐。網(wǎng)絡(luò)教育通過互聯(lián)網(wǎng)遠程傳遞，在繼承和發(fā)展了傳統(tǒng)課堂優(yōu)勢的同時，彌補了缺點和不足，在虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，擺脫了有關(guān)時間、空間、身份等諸多限制，促進了教育手段的創(chuàng)新，為人們提供了更多接受教育的機會，促進了國民教育水平的提高。

1.2 網(wǎng)絡(luò)教育存在的問題

網(wǎng)絡(luò)教育的問題主要體現(xiàn)在以下方面：

1.2.1 操作平臺的局限性

網(wǎng)絡(luò)教育登錄界面的首頁，一般包含著課程選擇、成績查詢、習(xí)題演練、師資介紹等基本內(nèi)容，這容易導(dǎo)致眾多網(wǎng)絡(luò)教育平臺具有相同的首頁模板和計算機程序，不同平臺、不同學(xué)科、不同專業(yè)沒能充分體現(xiàn)出其獨一無二的課程特色。操作平臺具有局限性，無法充分體現(xiàn)人性化特色和該課程的特殊化要求。

1.2.2 教學(xué)方式的一致性

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，一般采用計算機程序設(shè)定好的流程，授課、復(fù)習(xí)、習(xí)題演練、期末考試、綜合評估為基本程序，流程化操作，無法根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和成績要求制定相應(yīng)的教學(xué)方式。教學(xué)評價流程過于死板，無法像教師一樣考慮其他綜合因素進行分析，這就容易導(dǎo)致考試系統(tǒng)的公平性、評分的合理性受到質(zhì)疑，無法體現(xiàn)教學(xué)權(quán)威性。

1.2.3 服務(wù)系統(tǒng)的落后性

網(wǎng)絡(luò)教育是以計算機的軟件程序為表現(xiàn)載體，將教學(xué)課程和學(xué)習(xí)方式相融合。隨著知識體系更新?lián)Q代的不斷加快，學(xué)術(shù)糾錯的發(fā)生，課程及時更新也是十分重要的。但是網(wǎng)絡(luò)教育服務(wù)系統(tǒng)具有一定的落后性和延時性，傳遞的知識和答疑手段相對落后，影響著網(wǎng)絡(luò)教育的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

2 人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的具體應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)教育缺陷的存在，其重要原因是教育流程系統(tǒng)的“剛性”無法符合學(xué)習(xí)者不同的教學(xué)需求，不懂得如何具體因人而異、因材施教；而人工智能“柔性”的工作特點，可以有綜合考慮各種影響因素，并及時調(diào)節(jié)，恰好是對缺陷的補充。事實證明，人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的具體應(yīng)用也取得了較好的效果，主要體現(xiàn)在以下方面：

2.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)是對智能教學(xué)系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)以及先進的智能化硬件設(shè)備的總稱。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教育是流程化、規(guī)范化的，智能化教學(xué)系統(tǒng)是對每個流程應(yīng)用智能化手段，促進教學(xué)過程的科學(xué)性。

2.1.1 智能決策系統(tǒng)。

在課程開始之前，增設(shè)智能決策功能即智能決策系統(tǒng)，類似于學(xué)校的入學(xué)考試，對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、成績水平、智力狀況進行基本的分析和了解，以學(xué)生能力而不是教師要求為教學(xué)依據(jù)，制定合理的教學(xué)計劃和學(xué)習(xí)方案；通過智能化設(shè)計，確定學(xué)習(xí)成績分階段測試計劃、智力開發(fā)方案和考試模擬系統(tǒng)等，通過這些方式，實現(xiàn)對學(xué)生能力的充分開發(fā)。

2.1.2 智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)

這是通過對學(xué)生一定時期學(xué)習(xí)環(huán)境的營造，通過對環(huán)境內(nèi)各影響因素施加措施，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供優(yōu)質(zhì)條件。影響因素包括教師、學(xué)習(xí)資源、外部因素等，一旦學(xué)生學(xué)習(xí)沒有達到預(yù)定的目標(biāo)，教師模塊就會對學(xué)生的動態(tài)行為做出科學(xué)正確的指導(dǎo)，并向正確的學(xué)習(xí)軌跡糾正；學(xué)生學(xué)習(xí)所需要的參考資料、試卷分析、時事熱點等，會根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進展情況及時更新資料庫；學(xué)生在學(xué)習(xí)中遭遇困境，系統(tǒng)會根據(jù)智能化發(fā)揮引導(dǎo)和提醒功能。

2.1.3 智能教學(xué)系統(tǒng)和智能化硬件設(shè)備

智能教學(xué)系統(tǒng)和智能化硬件設(shè)備分別是智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的軟件和硬件載體。智能教學(xué)系統(tǒng)是智能決策和智能導(dǎo)學(xué)子系統(tǒng)的綜合，是幾種不同模式的組合與搭配，最終出現(xiàn)適合學(xué)生自身的學(xué)習(xí)模式，并且讓系統(tǒng)關(guān)系更加穩(wěn)固；硬件系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和載體，包括傳輸設(shè)備中的路由器、交換機設(shè)備，終端的打印機、攝像頭等。

2.2 其他人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用

2.2.1 語言處理系統(tǒng)

語言處理系統(tǒng)在人工智能領(lǐng)域是一種應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，系統(tǒng)內(nèi)部擁有錄音模塊、語言識別模塊、轉(zhuǎn)換模塊和輸出模塊。學(xué)生向錄音系統(tǒng)發(fā)出聲音，語言識別和轉(zhuǎn)換模塊將語言轉(zhuǎn)化為文字顯示在計算機界面上。就目前的技術(shù)來說，語言處理系統(tǒng)可以處理簡單口語和書面語言，局限在普通話，隨著語言庫的升級，語言處理系統(tǒng)的功能會越來越強大。這一功能的出現(xiàn)，對學(xué)生學(xué)習(xí)語言口語和減少文字任務(wù)有很大的幫助。

2.2.2 知識庫系統(tǒng)

知識庫系統(tǒng)是對知識和數(shù)據(jù)的整合、匯總和儲存，學(xué)生僅依靠記憶中對知識的只言片語和殘損記憶，發(fā)揮知識庫強大搜索功能，自動分辨出關(guān)鍵詞，并提供完整的數(shù)據(jù)。這對學(xué)生學(xué)習(xí)記錄的查找和知識的復(fù)習(xí)有很大幫助，也有助于系統(tǒng)的升級和完善。

3 促進人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中應(yīng)用的具體措施

3.1 加大資金支持

資金支持是發(fā)展新科技的堅實保證，政府和相關(guān)機構(gòu)應(yīng)該重視人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展中的巨大作用，提供政策的優(yōu)惠和資金撥款，給予場地和設(shè)備的支持。有了資金的支持，可以吸引優(yōu)秀人才開展系統(tǒng)研發(fā)和技術(shù)升級工作，可以為人工智能的應(yīng)用提供高性能、高水平、先進的硬件設(shè)施保障。

3.2 開展教學(xué)實施

應(yīng)該積極促進人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的教學(xué)實施活動，通過一線學(xué)習(xí)的監(jiān)測和實驗，推動新技術(shù)的普及與應(yīng)用。在相關(guān)專業(yè)院校安裝人工智能軟件，也是促進教學(xué)實施的有效途徑。

4 結(jié)束語

綜上所述，人工智能是一項應(yīng)用廣泛，可研究性強的計算機前沿技術(shù)。通過人工智能相關(guān)技術(shù)的研究，能夠解決網(wǎng)絡(luò)教育中存在的諸多問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，方便老師的教學(xué)管理，以及對教育教學(xué)模式將產(chǎn)生深刻影響。

參考文獻

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作者簡介

侯燕（1981-），女，山東省濟寧市人。碩士學(xué)歷。現(xiàn)為齊魯師范學(xué)院講師。研究方向為計算機應(yīng)用。

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關(guān)鍵詞：人工智能；高中生；職業(yè)規(guī)劃；建議

一、引言

人工智能的不斷發(fā)展與拓展促進了我國各個領(lǐng)域的發(fā)展，同時對各個行業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊，很多需要人工機械作業(yè)的領(lǐng)域?qū)褂脵C器人，造成大量人員的失業(yè)。面對如此現(xiàn)狀，今后我們高中生如何做好職業(yè)生涯規(guī)劃成為當(dāng)務(wù)之急，只有深刻把握社會發(fā)展趨勢，加強學(xué)習(xí)方向與時代潮流的匹配性，才能迎接挑戰(zhàn)、抓住機遇、趨利避害，做好職業(yè)選擇和規(guī)劃，更好地適應(yīng)今后的社會發(fā)展。

二、人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

（一）人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀

“人工智能”一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會上提出的。它是計算機科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科。從計算機應(yīng)用系統(tǒng)的角度出發(fā)，人工智能是研究如何制造智能機器或智能系統(tǒng)，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。目前，人工智能技術(shù)在美國、歐洲和日本呈現(xiàn)飛速發(fā)展趨勢。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能已經(jīng)在各個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，其中比較典型應(yīng)用主要包括符號計算、模式識別、機器翻譯、機器學(xué)習(xí)、問題求解、邏輯推理和定理證明、自然語言處理、智能信息檢索技術(shù)以及專家系統(tǒng)等，這些在計算機領(lǐng)域、化學(xué)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及礦物勘測領(lǐng)域等得到廣泛應(yīng)用，并取得較好效果。

（二）人工智能的發(fā)展趨勢

技術(shù)的發(fā)展總是超乎人們的想象，要準(zhǔn)確地預(yù)測人工智能的未來是不可能的。但是，從目前的一些前瞻性研究可以看出未來人工智能可能會綜合模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器情感等進行全方位發(fā)展。隨著全球化趨勢的不斷增強，今后人工智能會向著全球國際標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展。人工智能技術(shù)不斷地在就業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用及發(fā)展，因此高中階段就對自己的職業(yè)生涯有著規(guī)劃是未來發(fā)展的必然趨勢，并且美國、加拿大等先進國家早早的就把高中生職業(yè)規(guī)劃教育課程安排在了高中階段，相比之下安排職業(yè)規(guī)劃教育課程的高中畢業(yè)生，甚至大學(xué)畢業(yè)生對自己的規(guī)劃都有著明確的方向，我國目前某些地區(qū)高中階段已經(jīng)安排了職業(yè)規(guī)劃類型的課程，相信不久高中生職業(yè)規(guī)劃的課程也會出現(xiàn)在更多地區(qū)的校園。

（三）人工智能發(fā)展對就業(yè)的影響

隨著機器眼下正在取代的首當(dāng)其沖的是那些簡單機械操作的勞動者，比如說我國工廠里的初級工人正在面臨自動化的威脅。還有美國福特公司，不僅大量裁減藍領(lǐng)工人，而且還要把工廠搬到別的州或國家去，那里稅收更低、政策環(huán)境更寬松、工會更友善的，在這些地方使用機器人不僅可以提高作業(yè)效率和質(zhì)量，而且能夠極大的降低各種成本，能夠為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。

隨著人工智能的快速發(fā)展，人工智能對各個領(lǐng)域的就業(yè)產(chǎn)生了重大影響，我國也在往這個方向發(fā)展，對于IT行業(yè)，今后會大量使用機器人進行工作，制造業(yè)也在逐漸增加使用機器人。技術(shù)的進步，使得個人的生產(chǎn)效率得到了巨大的提升。雖然就短期而言，機器是不會一下子取代大多數(shù)人，但我們必須未雨綢繆、防患于未然。有一些機械的、長時間集中精神的、固定套路的工作，比如流水線工、司機、配藥師等，機器比人還擅長，這些領(lǐng)域?qū)蕴罅康墓と耍瑢?dǎo)致很多人員失業(yè)。而很多工作需要人搭配機器做才最高效，這些工作是主流的新工作，但是需要注意的是，在人和機器協(xié)作的過程中，機器一定會不斷智能優(yōu)化的，在單一專業(yè)的工作內(nèi)容中，機器逐漸又會替代人，因此也會造成人員失業(yè)。對于人際溝通事務(wù)，由于需要人與人之間的交流，還是人比較擅長。審美是模糊的、社會性的，這個還是人比較擅長。

對于我們高中生而言，勤動腦，勤動手，不斷創(chuàng)新，是未來立足之本。因此不僅要埋頭學(xué)習(xí)知識，還要培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力，以應(yīng)對迎接人工智能的挑戰(zhàn)。

（四）高中生應(yīng)該怎樣規(guī)劃職業(yè)生涯

面對人工智能的快速發(fā)展，今后我們高中生應(yīng)當(dāng)趨利避害，努力做好職業(yè)生涯規(guī)劃，實現(xiàn)自我價值的增值，具體來說應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面入手：

1.增強職業(yè)規(guī)劃的意識

高中生要根據(jù)自身的主觀因素以及外界的環(huán)境因素，分析、歸納、選擇自己的職業(yè)發(fā)展方向，并且制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)、培養(yǎng)計劃，采取必要行動去實現(xiàn)目標(biāo)。這種確定人生方向的規(guī)劃問題應(yīng)該在高中階段每一個學(xué)生都應(yīng)該對自己有著清醒的認識，并且得到自身的重視，對選考科目的選擇及大學(xué)志愿的填報就不會盲目、無頭緒，在高中階段有了明確的目標(biāo)會使自己的學(xué)習(xí)方向更加準(zhǔn)確，學(xué)習(xí)積極性更加強勁，同時在就業(yè)選擇上也可以盡量地少走彎路。

2.選擇高水平的職業(yè)指導(dǎo)教師

高中生實現(xiàn)從學(xué)校到社會或者更高層學(xué)校的過程中職業(yè)規(guī)劃具有重要的導(dǎo)向作用，因此在高中階段一個好的職業(yè)規(guī)劃指導(dǎo)教師對學(xué)生的影響有著重要的意義。首先我們選擇的職業(yè)規(guī)劃指導(dǎo)教師必須具備一定的任職條件，目前國家也一再的強調(diào)任職職業(yè)資格的嚴格性；其次就是指導(dǎo)教師要善于啟發(fā)式指導(dǎo)學(xué)生，增強學(xué)生的獨立思考能力，在教師的幫助下充分認識自己的天賦、特長、興趣、能力、心理等方，發(fā)現(xiàn)和挖掘自己多方面的潛能，學(xué)會正確利用各方面條件充分發(fā)展。同時，要注意避免指導(dǎo)教師的思想左右了我們的思想，只有準(zhǔn)確的認識自己，才能促使我們帶著自己的職業(yè)規(guī)劃繼續(xù)努力進步。

3.自己的高中生涯規(guī)劃

高中的三年，對一個高中生的人生有著重要的意義，因此高中階段可以進行分階段的自我管理培養(yǎng)。高一階段：剛進入學(xué)校，通過學(xué)習(xí)了解學(xué)科特點，利用學(xué)校、教師、網(wǎng)絡(luò)、社會了解就業(yè)動向，自我優(yōu)勢結(jié)合人才需求，明確選考科目，初步制定職業(yè)發(fā)展意向。高二階段：正確處理選考科目學(xué)習(xí)與學(xué)考科目學(xué)習(xí)的關(guān)系，既突出專業(yè)知識又兼顧知識廣度。高三階段：更要處理好語文數(shù)學(xué)英語必考科目學(xué)習(xí)與選修科目深化拓展的關(guān)系，既要提高高考成績又要深化拓展專業(yè)素養(yǎng)；既要強化高考復(fù)習(xí)又要重視面試培訓(xùn)，為參加高校自主招生考試或“三位一體”考試做好充分準(zhǔn)備。因為近年來重點大學(xué)通過高考統(tǒng)一招生錄取的名額正在減少，而自主招生或“三位一體”的名額大量增加，有志于就讀名牌大學(xué)的學(xué)生要注意這方面的情況。同時高中生要根據(jù)自己的理想多去了解高校情況，多去了專業(yè)設(shè)置的情況，為報考適合自己的學(xué)校及專業(yè)做好信息準(zhǔn)備。

4.積極參加選修課程，為今后的職業(yè)生涯做好基礎(chǔ)

按照教育部有關(guān)規(guī)定，高中學(xué)校要開設(shè)選修課程。我們可以根據(jù)自己的興趣愛好，選取自己喜歡的課程進行學(xué)習(xí)，這不僅可以及早的發(fā)現(xiàn)我們的喜好和特長，為我們的職業(yè)生涯做規(guī)劃有著重要的參考意義，同時對我們的基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)也很重要，拓寬了我們的見識寬度，為今后的職業(yè)生涯奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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篇5

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；計算機硬件課程；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）07-0045-02

隨著中國社會進入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，在“萬眾創(chuàng)業(yè)，大眾創(chuàng)新”的大環(huán)境下，IT領(lǐng)域中各項新興技術(shù)層出不窮，例如應(yīng)用于各領(lǐng)域的智能電子設(shè)備、可穿戴設(shè)備、人工智能等。這些新興技術(shù)又都與計算機硬件緊密聯(lián)系，于是社會對當(dāng)前的計算機硬件類專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了新要求。以人工智能為例，國家發(fā)改委、科技部等幾部門聯(lián)合的《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》中明確提出，“培養(yǎng)發(fā)展人工智能新興產(chǎn)業(yè)”、“推進重點領(lǐng)域智能產(chǎn)品創(chuàng)新”和“提升終端產(chǎn)品智能化水平”等三點目標(biāo)，同時強調(diào)方案實施的關(guān)鍵是大量的“互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”專業(yè)人才。由此可見，時代的發(fā)展方向正要求對計算機硬件課程進行調(diào)整，勢必會引領(lǐng)計算機的軟硬件課程的協(xié)同發(fā)展，開展新一輪的計算機教學(xué)內(nèi)容的整合和教學(xué)方法的改革。

一、計算機硬件類課程現(xiàn)狀

（一）計算機硬件課程設(shè)置現(xiàn)狀

從計算機專業(yè)本科生的培養(yǎng)計劃可見，軟件類課程仍占據(jù)主導(dǎo)地位，而硬件類課程則相對較少。筆者以南京郵電大學(xué)信息類各專業(yè)的培養(yǎng)計劃為例，將與計算機硬件相關(guān)的課程整理在表1當(dāng)中。根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)計劃的具體要求不同，課程會放在不同學(xué)期進行授課。

表1 計算機硬件類課程的設(shè)置

（二）計算機專業(yè)現(xiàn)有培養(yǎng)模式的特點

通過長期對計算機專業(yè)本科生在教學(xué)以及畢業(yè)設(shè)計過程中的表現(xiàn)的調(diào)查和研究[1-3]，筆者發(fā)現(xiàn)“欺軟怕硬”的現(xiàn)象很普遍。所謂“欺軟怕硬”，是指學(xué)生對軟件類課程的學(xué)習(xí)熱情和掌握情況要遠遠好于硬件類課程。由此形成了學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計選題時對軟件類題目趨之若鶩，而硬件類題目則無人問津的局面。通過與學(xué)生的交流和教學(xué)過程中的思考，同時借鑒了相關(guān)文獻的研究經(jīng)驗[4-5]，筆者認為目前的局面是由現(xiàn)有的培養(yǎng)模式?jīng)Q定的，其特點可以總結(jié)如下。

1.想法可以快速實現(xiàn)并驗證，因此大多數(shù)學(xué)生更喜歡軟件。2.相較于軟件類課程，硬件類課程內(nèi)容顯得較枯燥。3.不同的硬件課程采用不同的實驗設(shè)備，不便于學(xué)生貫通式地掌握系統(tǒng)化知識。4.硬件類課程的實驗教學(xué)與實際開發(fā)有較大區(qū)別，實驗技能往往無法直接用于實際項目開發(fā)。5.教學(xué)實驗設(shè)備無法為教師的科研項目提供支撐，教師將科研與教學(xué)實驗相結(jié)合的熱情不高。6.實驗室人員需要花費大量時間維護各種硬件實驗設(shè)備。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”時代計算機硬件課程面臨的挑戰(zhàn)

“互聯(lián)網(wǎng)+”是將互聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前信息化發(fā)展的核心特征，提取出來，并與工業(yè)、商業(yè)、金融業(yè)等服務(wù)業(yè)全面融合。其核心是創(chuàng)新，只有創(chuàng)新才能讓這個“+”真正有價值、有意義。在分析了目前市場上的各種“互聯(lián)網(wǎng)+智能硬件”后，筆者認為對計算機硬件課程發(fā)展的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾點。

（一）個體化向網(wǎng)絡(luò)化的轉(zhuǎn)變

目前的計算機硬件課程基本都是面向個體化設(shè)備的，無論是“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程中側(cè)重對計算機系統(tǒng)的性能評價，還是“計算機組成原理”課程中著重于運算器、控制器、存儲器、指令系統(tǒng)各部分的設(shè)計和組成，抑或是“微型計算機原理與接口技術(shù)”課程中關(guān)注的CPU工作原理和常用外設(shè)與主機的連接方法等，無一例外是在單一設(shè)備上進行。而“互聯(lián)網(wǎng)+”所倚重的物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)則需要網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備進行分布式的協(xié)同工作。這是傳統(tǒng)的計算機硬件課程在教學(xué)和實驗環(huán)節(jié)中比較欠缺的。

（二）功能化向智能化的轉(zhuǎn)變

學(xué)習(xí)了計算機硬件課程后，學(xué)生大多能熟悉和了解對于實現(xiàn)特定功能的硬件系統(tǒng)的開發(fā)流程。但是目前的“互聯(lián)網(wǎng)+智能硬件”已經(jīng)不僅僅局限于實現(xiàn)某個或某幾個簡單的功能，而是更多地強調(diào)可以進行“隨機應(yīng)變”的智能化屬性，這就要求學(xué)生不僅要學(xué)好硬件類課程，還需要對人工智能、機器學(xué)習(xí)、云計算等相關(guān)領(lǐng)域的知識有廣泛的涉獵。

（三）低成本至高性價比的轉(zhuǎn)變

在以往的硬件_發(fā)中，特別是在對價格較敏感的某些應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)者往往更重視對硬件成本的控制。隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，各芯片及相關(guān)的外設(shè)和傳感器的價格不斷降低，如今人們對成本的要求已經(jīng)不像以往那么嚴苛了，人們往往更注重性能或者說是性價比的提升。目前的硬件課程中介紹的芯片大都是很久以前的產(chǎn)品，如何使課程與時俱進是課程改革中需要關(guān)注的問題。

三、計算機硬件課程教學(xué)方法改革的策略

篇6

構(gòu)建未來學(xué)校形態(tài)，營造智能校園環(huán)境

升級優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施。福田教科院附小大力推行教育管理數(shù)字化，構(gòu)建具有附小特色的“掌上附小”教學(xué)管理系統(tǒng)，建設(shè)了附小特色數(shù)字中心機房，實現(xiàn)評價系統(tǒng)云處理，學(xué)生學(xué)業(yè)成績大數(shù)據(jù)綜合平臺分析，優(yōu)化完善學(xué)校教學(xué)資源庫，學(xué)科資源覆蓋率達90%以上。基于5G技術(shù)，一方面完善校園安全管控信息化建設(shè)，提升校園實施視頻監(jiān)控水平；另一方面，以“5G+互動教學(xué)”推動教育教學(xué)模式創(chuàng)新，鼓勵跨校區(qū)課程協(xié)同共享，“自動跟蹤錄播教室”“未來閱覽室”等先進的信息化設(shè)施陸續(xù)啟用。目前學(xué)校已實現(xiàn)教育管理數(shù)字化應(yīng)用全覆蓋。重構(gòu)創(chuàng)新教學(xué)空間。重構(gòu)后的福田教科院附小具有五種空間形式：一是“研學(xué)創(chuàng)中心”，是基于項目式學(xué)習(xí)、問題探究、滿足高水平學(xué)習(xí)者（教師、學(xué)生）能力的學(xué)習(xí)研究創(chuàng)新的空間；二是“學(xué)科大觀園”，以學(xué)科核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建學(xué)科教學(xué)情景空間、全學(xué)科班級圖書角，在真實空間中感受學(xué)科魅力；三是“學(xué)校文化長廊”，利用此空間打造智慧圖書館、校園歷史博物館，凝聚、展現(xiàn)附小校園文化；四是“創(chuàng)意盒子”，這是一個創(chuàng)新型的孵化器，在此空間師生可以參與各種科技類創(chuàng)新項目，實現(xiàn)“讓創(chuàng)意可見，讓思維有型”；五是“云上學(xué)院”，搭建自選式創(chuàng)新學(xué)習(xí)超市，組建項目化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)空間。

引領(lǐng)規(guī)劃整體設(shè)計，打造前沿智慧課程

兩年來，學(xué)校先后邀請了20多位教育教學(xué)、信息化水平前沿的專家為全校教師量身定制項目化及學(xué)科融合課程培訓(xùn)計劃，積極引導(dǎo)各學(xué)科探索開發(fā)“信息化特色課程”“AI+”特色課程，充分利用學(xué)校信息化教學(xué)空間，根據(jù)教學(xué)大綱要求，開展智慧科技特色校本課程，并探索開發(fā)科技與五育融合課程。重塑年級組內(nèi)各學(xué)科相對獨立的形態(tài)，形成五育融合教研共同體，打通學(xué)科之間的壁壘。五育融合理念下的課程融合，是基于知識、經(jīng)驗、社會需求的融合。將其形成“學(xué)科+”的課程形態(tài)，即“學(xué)科+學(xué)科”“學(xué)科+生活”“學(xué)科+社會”“學(xué)科+活動”等課程形態(tài)。

AI賦能智慧教學(xué)，創(chuàng)設(shè)育人新生態(tài)

信息技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)。深圳教育以教育部信息化“雙區(qū)”建設(shè)為有力抓手，以信息技術(shù)深化教育教學(xué)改革，不斷探索新型教與學(xué)模式。信息技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)一直是劉銳娟倡導(dǎo)的教育教學(xué)方式。認知科學(xué)與智能技術(shù)的結(jié)合將使教與學(xué)變得多元化，并且可進行低成本、高效能的個性化定制，幫助學(xué)習(xí)者設(shè)計更有效的學(xué)習(xí)策略。2021年，福田教科院附小成功申報國家級課題《信息技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)與區(qū)域教研的實踐研究》。同時，福田教科院附小以青年教師“青藍杯”基本功大賽和骨干教師“紅燭杯”教學(xué)展示為契機，通過公開課、錄像課、微課錄制等活動，激發(fā)更多教師利用信息技術(shù)手段，在學(xué)習(xí)空間、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式上實現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新。學(xué)生方面，學(xué)校積極普及人工智能課程，探索人工智能教學(xué)的路徑和策略，以期實現(xiàn)提升學(xué)生信息素養(yǎng)、普及全民智能教育、培養(yǎng)人工智能人才的目標(biāo)，為促進中小學(xué)人工智能教育、推動教育教學(xué)改革和創(chuàng)新發(fā)展提供參考。智能體育守護生命本色。深圳市福田區(qū)是中國教育科學(xué)研究院的綜合改革實驗區(qū)，福田教科院附小是全區(qū)首批參與中國教科院的重點課題《中國學(xué)校體育智慧系統(tǒng)研究》的學(xué)校，學(xué)校多年來一直堅持致力于智慧體育探索研究，實施青少年健康體能促進與干預(yù)方案。2021年12月，劉銳娟親自主持的中國教育科學(xué)研究院《中國青少年健康體能研究》課題項目子課題《“雙減”背景下對智慧體育校園構(gòu)建的研究》順利開題。2022年1月，以學(xué)校為牽頭單位的“智能體育學(xué)生數(shù)據(jù)分析與教學(xué)應(yīng)用實踐共同體”項目榮耀入選教育部“2021年度教育信息化教學(xué)應(yīng)用實踐共同體項目”。基于學(xué)校智能教學(xué)基礎(chǔ)和理念，劉銳娟在體育科組率先嘗試依托AI技術(shù)精準(zhǔn)監(jiān)測與評價學(xué)生的體能訓(xùn)練，利用運動數(shù)據(jù)采集裝備+綜合管理平臺，通過學(xué)生佩戴的傳感器設(shè)備，實時采集每位學(xué)生運動過程中的心率及運動負荷情況等數(shù)據(jù)，對潛在的運動風(fēng)險進行實時的評估與預(yù)警，把學(xué)生的體質(zhì)數(shù)據(jù)形成電子成長檔案，為教師設(shè)計合理的體育課程提供參考，為學(xué)生的體質(zhì)健康保駕護航。多樣態(tài)教學(xué)促進學(xué)生個性化發(fā)展。一是在線教學(xué)求質(zhì)量，創(chuàng)新課堂新生態(tài)。在常態(tài)化疫情防控和泛在學(xué)習(xí)普及的雙重背景下，在線教學(xué)模式應(yīng)運而生，從學(xué)生學(xué)習(xí)需求出發(fā)，搭建適合學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺，采用個性化的學(xué)習(xí)模式，提供全程化的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。二是探索混合式教學(xué)模式，推進泛在化學(xué)習(xí)發(fā)展。項目化混合式研究團隊結(jié)合學(xué)段特點、學(xué)校校情，以調(diào)查研究作為基礎(chǔ)，以教師培訓(xùn)、課程實踐、評價改革作為抓手，以項目化課程為載體，以混合式教學(xué)為手段，在校內(nèi)進行探索實驗。

多元評價，看見動態(tài)成長

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關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；智能學(xué)習(xí)；自適應(yīng)學(xué)習(xí)；智能支持模塊

中圖分類號：TN91134；TP311.52文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1004373X（2012）18007703

引言

在當(dāng)今信息時代，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用和人工智能技術(shù)為核心的信息技術(shù)的發(fā)展給人們創(chuàng)造了基于網(wǎng)絡(luò)的自主學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者有了自主獲取信息的便利條件。因此以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)越來越引起人們的重視。

目前，我國網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在展現(xiàn)課程基本內(nèi)容、教學(xué)信息方面已經(jīng)比較成熟，不少課程的教學(xué)資料已經(jīng)數(shù)字化。然而，由于我國遠程教育還存在很多矛盾和問題。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺不得不面對和解決的實際問題是：隨著網(wǎng)上教學(xué)資源日益增多，如何使學(xué)習(xí)者能在浩如煙海的教學(xué)資源中迅速找到適應(yīng)自己學(xué)習(xí)能力的教學(xué)內(nèi)容，如何正確評估自己的學(xué)習(xí)能力，如何使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中得到及時、準(zhǔn)確的反饋和評價并及時調(diào)整自己的學(xué)習(xí)步調(diào)等。要解決上述問題，就必須發(fā)展智能化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。筆者認為，支撐智能化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的技術(shù)已日趨成熟。如何把這些技術(shù)整合社會教育資源，從而在網(wǎng)絡(luò)教育實踐中逐步開發(fā)出基于網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，是擺在遠程教育工作者面前的一項迫切而重要的工作[1]。

本文采用網(wǎng)絡(luò)與人工智能為核心的技術(shù)，并以某學(xué)校作為課題實驗基地，研究并開發(fā)了一個《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程自適應(yīng)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在學(xué)生測驗時不斷地對學(xué)生能力作實時的評估，由此不斷給出難度與學(xué)生能力相適應(yīng)的試題，從而在學(xué)生學(xué)習(xí)中體現(xiàn)了因人而異，達到個性化學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)程度不同的學(xué)生同時得到最佳的學(xué)習(xí)效果[2]。

1系統(tǒng)各模塊功能

整個自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)由學(xué)習(xí)模塊、考試模塊、指導(dǎo)者模塊和智能支持模塊四部分組成。需要說明的是：系統(tǒng)的各個模塊相互作用、相互依存，每個模塊都無法獨立完成系統(tǒng)能完成的任務(wù)，在這里只是為了方便論述和研究，將它們在邏輯上相對化為四個主要邏輯模塊進行研究。下面就對各個模塊進行比較詳細的闡述。

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計劃強調(diào)，要加強人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)建設(shè)，形成“人工智能＋X”復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式。計劃的重點任務(wù)之一，是要完善人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系，并且推動高校人工智能領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用。高校在人才培養(yǎng)中起到了至關(guān)重要的作用，雖然人工智能尚未成為一級學(xué)科，但國內(nèi)不少一流的高校已經(jīng)開始通過建立合作實驗室、增強人工智能分支教學(xué)等方式發(fā)展人工智能。

為了解各高校開展人工智能研究的情況，億歐盤點了10家在設(shè)有人工智能實驗室或有人工智能分支專業(yè)的高校。

清華大學(xué)：計算機科學(xué)與技術(shù)系

清華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系（簡稱計算機系）成立于1958年，在2006年、2012年全國學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心開展的一級學(xué)科整體水平評估中，以總分滿分100分的成績排名第一。2017年，在 USnews 推出的世界大學(xué)學(xué)科排名 Best Global Universities for Computer Science 中，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科緊隨 MIT之后位列世界第2名。在 QS 世界大學(xué)排名 （QS World University Rankings） 給出的全球計算機學(xué)科排名中為例第15名，其排名與得分逐年穩(wěn)步提升。

計算機系包含了國內(nèi)計算機專業(yè)最全的學(xué)科方向，設(shè)有高性能計算機與處理器、并行與分布式處理、存儲系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)與云計算、計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)安全、系統(tǒng)性能評價、理論計算機科學(xué)、數(shù)據(jù)工程及知識工程、軟件工程、計算機與VLSI設(shè)計自動化、軟件理論與系統(tǒng)、生物計算及量子計算、人工智能、智能控制及機器人、人機交互與普適計算、計算機圖形學(xué)與可視化技術(shù)、CAD技術(shù)、計算機視覺、媒體信息處理等研究方向。

計算機系現(xiàn)設(shè)有高性能計算、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機軟件、人機交互與媒體集成4個研究所；智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室；計算機基礎(chǔ)與實驗教學(xué)部等科研教學(xué)機構(gòu)。

計算機系還設(shè)有國家級計算機實驗教學(xué)示范中心，包括：計算機原理實驗室、微型計算機實驗室、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室、操作系統(tǒng)實驗室、計算機軟件實驗室、計算機控制系統(tǒng)實驗室、智能機器人實驗室、計算機接口實驗室、學(xué)生科技創(chuàng)新實驗室等。此外，計算機系還與騰訊、搜狗、微軟、思科等國內(nèi)外著名公司建立了面向教學(xué)或研究的聯(lián)合實驗室。

北京大學(xué)：智能科學(xué)系

智能科學(xué)系成立于2002年7月，主要從事智能感知、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)智能分析與智能計算、智能機器人等方向的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，側(cè)重于理論、方法以及重大領(lǐng)域應(yīng)用上。

北大智能科學(xué)系依托于視覺聽覺信息處理國家重點實驗室，實驗室以實現(xiàn)高度智能化的機器感知系統(tǒng)為目標(biāo)，在生物特征識別研究方面處于國際領(lǐng)先地位。智能科學(xué)系在著名的軟件與人工智能專家、我國載人飛船工程軟件專家組組長何新貴院士和長江特聘教授查紅彬教授的帶領(lǐng)下，重點開展機器視覺、機器聽覺、智能系統(tǒng)與智能的生理心理基礎(chǔ)等研究。以北大智能科學(xué)研究人員為技術(shù)核心的北大指紋自動識別系統(tǒng)，是國內(nèi)唯一能與國外系統(tǒng)抗衡的自主知識產(chǎn)權(quán)，是中國第一家也是唯一的一家提供公安應(yīng)用全面解決方案的系統(tǒng)，擁有中國指紋自動識別技術(shù)產(chǎn)品第一市場占有率。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)說話人識別新方法的研究獲得教育部科技進步一等獎；國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)研究獲得2000年中國高校科學(xué)技術(shù)二等獎，入選2000年中國高校十大科技進展。

復(fù)旦大學(xué)：類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院

復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院于2015年3月籌建成立，是復(fù)旦大學(xué)校內(nèi)的獨立二級研究機構(gòu)。其前身為復(fù)旦大學(xué)第一批跨學(xué)科交叉國際化研究中心——計算系統(tǒng)生物學(xué)研究中心，成立于2008年。研究院基于復(fù)旦大學(xué)既有的數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)、生物學(xué)、信息學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科綜合交叉研究優(yōu)勢，以計算神經(jīng)科學(xué)為橋梁，著力開展大腦機制解析、腦疾病智能診療、類腦智能算法、類腦智能軟硬件、新藥智能研發(fā)、通用智能等相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)。

研究院率先探索打通國際與國內(nèi)、科技與產(chǎn)業(yè)的全鏈條、全球化產(chǎn)學(xué)研合作機制，充分發(fā)揮高校培養(yǎng)和儲備高端智能人才、發(fā)現(xiàn)和培育前沿技術(shù)的綜合優(yōu)勢，推動產(chǎn)學(xué)研源頭創(chuàng)新與合作，致力于成為推動腦科學(xué)、人工類腦智能與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展的重要科技創(chuàng)新平臺。

研究院目前在建五個核心功能平臺和一個國際合作研發(fā)中心，主要包括：一是以腦高級認知功能的多信息反饋處理機制研究為核心的神經(jīng)形態(tài)計算仿真平臺；二是以多尺度多中心重大腦疾病數(shù)據(jù)庫和算法開發(fā)為基礎(chǔ)的智能診治數(shù)據(jù)示范平臺；三是依托高端醫(yī)療影像設(shè)備集群，為生物醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化研究和信息產(chǎn)業(yè)智能化提供試驗技術(shù)支撐的綜合生物醫(yī)學(xué)影像平臺；四是以開發(fā)深度學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)和自組織學(xué)習(xí)等機器學(xué)習(xí)算法以及可穿戴設(shè)備、類腦芯片、健康服務(wù)機器人等為目標(biāo)的類腦智能軟、硬件開發(fā)平臺；五是集孵化加速、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、投資基金為一體，為類腦智能創(chuàng)新項目及企業(yè)提供應(yīng)用技術(shù)資源和孵化服務(wù)的類腦智能產(chǎn)業(yè)化平臺；六是依托已有的歐洲人類腦計劃、美國腦計劃等國際合作的數(shù)據(jù)、學(xué)術(shù)資源，建設(shè)類腦智能國際合作節(jié)點和人才培養(yǎng)中心。

中國科學(xué)院：自動化研究所

中國科學(xué)院自動化研究所成立于1956年10月，是我國最早成立的國立自動化研究機構(gòu)。目前設(shè)有類腦智能研究中心、智能感知與計算研究中心、腦網(wǎng)絡(luò)組研究中心等12個科研開發(fā)部門，還有若干與國際和社會其他創(chuàng)新單元共建的各類聯(lián)合實驗室和工程中心。另有漢王科技、三博中等四十余家持股高科技公司。

近年來，自動化所共獲得省部級以上獎勵30余項。數(shù)量逐年增加，質(zhì)量不斷提高；專利申請和授權(quán)量連年攀升，多年位居北京市科研系統(tǒng)前十名繪制的“腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜”第一次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜；虹膜識別核心技術(shù)突破國外封鎖，通過產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合走出“中國制造”之路；基于自動化所語音識別技術(shù)的“紫冬語音云”在淘寶、來往等阿里巴巴旗下移動客戶端產(chǎn)品中得到推廣；“分子影像手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)”通過國家藥監(jiān)局醫(yī)療器械安全性及有效性檢測認證并進入臨床應(yīng)用；“智能視頻監(jiān)控技術(shù)”和“人臉識別技術(shù)”分別成功應(yīng)用于2008年北京奧運會、2010年上海世博會的安保工作中，為社會安全貢獻自己的力量；研制的AI程序“CASIA－先知1．0”采用知識和數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的體系架構(gòu)，在2017首屆全國兵棋推演大賽總決賽中7：1的懸殊比分戰(zhàn)勝人類頂級選手，展示了人工智能技術(shù)在博弈對抗領(lǐng)域的強大實力……

在共建機構(gòu)方面，自動化所與新加坡媒體發(fā)展管理局聯(lián)合成立中新數(shù)字媒體研究院，聚焦交互式語言學(xué)習(xí)、視頻和分析等領(lǐng)域；與瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)（EPFL）在京成立中瑞數(shù)據(jù)密集型神經(jīng)科學(xué)聯(lián)合實驗室，在類腦智能研究方面展開合作；與澳大利亞昆士蘭大學(xué)（UQ）共建中澳腦網(wǎng)絡(luò)組聯(lián)合實驗室，在“計算大腦”研究方向上進行遠景規(guī)劃；還與香港科技大學(xué)共建智能識別聯(lián)合實驗室，在模式識別、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域展開合作。

廈門大學(xué)：智能科學(xué)與技術(shù)系

早在上世紀(jì)八十年代初，廈門大學(xué)就已開始從事人工智能領(lǐng)域的研究，相繼在專家系統(tǒng)、自然語言處理與機器翻譯等領(lǐng)域取得過一系列成果。為此，1988年經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)成立“廈門大學(xué)人工智能與計算機應(yīng)用研究所”，后于2004年更名為“廈門大學(xué)人工智能研究所”。2006年12月，經(jīng)國家教育部批準(zhǔn)，廈門大學(xué)正式設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，并于2007年6月經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)成立“廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系”。

廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系現(xiàn)有一個本科專業(yè)（智能科學(xué)與技術(shù)），三個碩士學(xué)位授予專業(yè)（模式識別與智能系統(tǒng)、計算機科學(xué)與技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)），兩個博士學(xué)位授予專業(yè)（計算機科學(xué)與技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)）。

目前該系承擔(dān)多項國家863、國家自然科學(xué)基金、福建省科技基金等項目，擁有“福建省仿腦智能系統(tǒng)重點實驗室”、“智能信息技術(shù)福建省高校重點實驗室”和“廈門大學(xué)語言技術(shù)中心”三個平臺，此外還有“藝術(shù)認知與計算”、“自然語言處理”、“智能多媒體技術(shù)”、“人工大腦實驗室”、“智能中醫(yī)信息處理”等多個研究型實驗室，為培養(yǎng)高質(zhì)量的學(xué)生提供了必要的保障。

上海交通大學(xué)：計算機科學(xué)與工程系

上海交通大學(xué)計算機科學(xué)與工程系成立于1984年。近年來，隨著計算機科學(xué)與技術(shù)在人們生活中的應(yīng)用不斷深入，特別是隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的興起，交通大學(xué)計算機系不斷調(diào)整學(xué)科方向，形成了高可靠軟件與理論、并行與分布式系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、智能人機交互、密碼學(xué)與信息安全等研究方向。

該院系下設(shè)三個重點實驗室：智能計算與智能系統(tǒng)重點實驗室、上海市教委智能交互與認知工程重點實驗室、省部共建國家重點實驗室培育基地及上海市可擴展計算與系統(tǒng)重點實驗室。其中，上海交通大學(xué)－微軟智能計算與智能系統(tǒng)聯(lián)合實驗室目前是教育部－微軟重點實驗室，成立于2005年9月，是交通大學(xué)和微軟亞洲研究院在多年良好合作的基礎(chǔ)上，為了更好發(fā)揮各自在并發(fā)計算、算法與復(fù)雜性理論、仿腦計算、計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、計算智能、自然語言處理、多媒體通訊以及機器人等領(lǐng)域的優(yōu)勢，實現(xiàn)“使未來的計算機和機器人能夠看、聽、學(xué)，能以自然語言的方式與人類交流”這一共同使命而成立的。實驗室在科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、學(xué)術(shù)交流等方面也取得了很好的成績。實驗室累積200余篇，成果發(fā)表于CVPR，ICCV，WWW等國際頂級會議上。

南京大學(xué)：計算機科學(xué)與技術(shù)系

南京大學(xué)的計算機科學(xué)研究起步于1958年，建立了計算技術(shù)、計算數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯等專業(yè)開始培養(yǎng)計算機相關(guān)領(lǐng)域?qū)ｉT人才，1978年在上述三個專業(yè)基礎(chǔ)上成立了計算機科學(xué)系，1993年更名為計算機科學(xué)與技術(shù)系。

依托該系師資，先后成立了南京大學(xué)計算機軟件研究所、計算機軟件新技術(shù)國家重點實驗室（南京大學(xué)）、南京大學(xué)計算機應(yīng)用研究所、南京大學(xué)多媒體計算技術(shù)研究所、南京大學(xué)軟件工程中心（江蘇省軟件工程研究中心）、南京大學(xué)信息安全研究所等科研機構(gòu)。主要科研方向有：軟件自動化與形式化、分布與并行計算及新型網(wǎng)絡(luò)、新型程序設(shè)計與軟件方法學(xué)、多媒體與信息處理、人工智能與機器學(xué)習(xí)、系統(tǒng)軟件及信息安全等。

建系30年來，共承擔(dān)國家973計劃、國家863計劃、國家攀登計劃、國家自然科學(xué)基金、國家科技攻關(guān)等重大科技計劃項目以及省、部、委科研項目和企事業(yè)委托或國際合作的研發(fā)項目300余項，科研成果獲得各種獎勵80余項，其中國家科技進步獎一等獎1項、二等獎4項、三等獎2項，省部委自然科學(xué)獎和科技進步獎特等獎2項，一等獎8項，二等獎37項。3000多篇，出版專著、教材50多部，申請國家發(fā)明專利33項。部分成果被轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，產(chǎn)生了較大社會效益和經(jīng)濟效益。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)：計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)創(chuàng)建于1956年，是中國最早的計算機專業(yè)之一。在1985年，發(fā)展成為計算機科學(xué)與工程系，并建立了計算機科學(xué)技術(shù)研究所。2000年，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院成立；同年，建立了軟件學(xué)院，后經(jīng)國家教育部、國家計委批準(zhǔn)為國家示范性軟件學(xué)院。目前。哈工大計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院擁有計算機科學(xué)與技術(shù)國家一級重點學(xué)科、7個博士點和7個碩士點、1個博士后科研流動站、一個國家級教學(xué)團隊、一個國家級科技創(chuàng)新團隊、一個國防科工委創(chuàng)新研究團隊。

目前主要研究方向包括：智能人機交互、音視頻編解碼技術(shù)、語言處理、自然語言理解與中文信息處理、機器翻譯、信息檢索、海量數(shù)據(jù)計算、計算機網(wǎng)絡(luò)與信息安全、傳感器網(wǎng)與移動計算、高可靠與容錯計算技術(shù)、穿戴計算機、企業(yè)計算與服務(wù)計算、智能機器人、生物計算與生物特征識別。

學(xué)院有一批研究成果達到國際先進水平，包括：國家信息安全管理系統(tǒng)、數(shù)字視頻廣播編碼傳輸與接收系統(tǒng)、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)特定信息獲取系統(tǒng)、計算機機群并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、神州號飛船數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)、穿戴計算機系統(tǒng)、信息安全與實時監(jiān)測系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)、視頻編解碼技術(shù)、黑龍江省CIMS應(yīng)用示范工程、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)等等。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)：計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

中國科技大學(xué)于1958年建校時就設(shè)置了計算機專業(yè)。根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢和國家中長期發(fā)展規(guī)劃，面向國家和社會的重大需求，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院將科研力量凝聚在高性能計算、智能計算與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)計算與可信計算、先進計算機系統(tǒng)四個主要的研究領(lǐng)域。

學(xué)院的支撐實驗室有：國家高性能計算中心（合肥）、安徽省高性能計算重點實驗室、安徽省計算與通訊軟件重點實驗室、 多媒體計算與通信教育部－微軟重點實驗室、中國科大超級運算中心和信息科學(xué)實驗中心。

其中，多媒體計算與通信教育部—微軟重點實驗室主要從事人機自然語音通信、語義計算與數(shù)據(jù)挖掘等方面的研究。人機自然語音通信方面，主要研究中文信息處理、人類視聽覺機理、語音語言學(xué)等。語義計算與數(shù)據(jù)挖掘方面，主要研究自然語言驅(qū)動的計算、多媒體內(nèi)容的語義標(biāo)注、自動問答、語義社會網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)與知識工程、隱私保護與管理中的語義計算等。

依托多媒體計算與通信教育部—微軟重點實驗室，雙方聯(lián)合實施了聯(lián)合培養(yǎng)博士生計劃、實習(xí)生計劃、精品課程建設(shè)計劃、青年教師培養(yǎng)計劃等，取得了突出成果，探索出了一條企業(yè)和高校共同培養(yǎng)優(yōu)秀人才的道路，為微軟亞洲研究院與其他高校的合作提供了一個經(jīng)典范例。

華中科技大學(xué)：自動化學(xué)院

華中科技大學(xué)自動化學(xué)院是由原控制科學(xué)與工程系和原圖像識別與人工智能研究所于2013年合并組建的學(xué)院。原控制科學(xué)與工程系前身是成立于1973年的華中工學(xué)院自動控制系，1998年更名為華中理工大學(xué)控制科學(xué)與工程系；原圖像識別與人工智能研究所是1978年由教育部和航天部共同批準(zhǔn)成立從事圖像識別和人工智能研究的研究機構(gòu)。

科學(xué)研究工作主要涉及復(fù)雜系統(tǒng)控制理論、決策分析與決策支持、電力電子與運動控制、智能控制與機器人、計算機集成控制與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息檢測與識別、飛行器控制與狀態(tài)監(jiān)測、生物信息處理、神經(jīng)接口與康復(fù)技術(shù)、物流系統(tǒng)、國民經(jīng)濟動員與公共安全、多譜圖像制導(dǎo)、目標(biāo)探測的多譜信息技術(shù)、多譜信息的實時處理與系統(tǒng)集成技術(shù)、人工智能與思維科學(xué)、信息安全等方向。

模式識別與智能系統(tǒng)是自動化一級學(xué)科的重要二級學(xué)科。迄今為止，本系在原 “圖像識別與人工智能研究所”和“控制科學(xué)與工程系”的這兩個學(xué)科點承擔(dān)了百余項國家、國防與行業(yè)項目。近5年科研經(jīng)費總額在8000萬元以上，包括973計劃，國家自然科學(xué)基金重點、面上和青年基金項目，863計劃，國家重大專項、國防重點預(yù)研與基金，國家科技支撐計劃，省部級科研項目，以及大型工程和企業(yè)科研合作項目等。

總結(jié)

篇9

葉圣陶先生說：“教育是農(nóng)業(yè)，不是工業(yè)。”在這個意義上，可以說教育是復(fù)雜的農(nóng)業(yè)栽培，不是標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)操作，因為教育的對象是有生命力、存在差異的個體。自班級授課制產(chǎn)生以來，在傳統(tǒng)技術(shù)條件的制約下，大班教學(xué)這一傳統(tǒng)教學(xué)組織形式難以得到突破。然而，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展恰恰解決了這一教育難題。“互聯(lián)網(wǎng)+”就像一個魔法棒，揮到哪個領(lǐng)域就在哪個領(lǐng)域引起變革的新氣象。它讓教育從封閉走向開放，人人在線上能輕松獲取知識。如今，大眾化教育已經(jīng)遠遠不能滿足學(xué)生的個性化需求，優(yōu)質(zhì)、靈活、個性化教育的新型服務(wù)模式應(yīng)運而生。“互聯(lián)網(wǎng)+”教育將走向何方？未來教師將如何應(yīng)對？

一、教育形態(tài)轉(zhuǎn)變：關(guān)注個性化教學(xué)

美國《時代周刊》有一期封面人物是蘋果公司的“I”。這是“我”的時代。學(xué)生個性越發(fā)鮮明，教師的挑戰(zhàn)隨之而來，工作形態(tài)處于轉(zhuǎn)型之中。

（一）利用大數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生個性

教師工作的總體重心要從以知識傳授為中心，轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注每個學(xué)生個性的特征。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，任何一個學(xué)習(xí)者都可以憑借網(wǎng)絡(luò)獲得豐富的信息資源和廣泛的人機互動機會。這一事實促使我們對教育者自身所承擔(dān)的角色進行新的思考。教師作為知識壟斷者的權(quán)威地位被徹底打破，教師的工作形態(tài)發(fā)生意義深遠的改變。這種改變的基本方向是面向群體的、集體化的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)支持下的教學(xué)，在精確了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、學(xué)科素養(yǎng)結(jié)構(gòu)、身體健康、心理和認知能力等一系列數(shù)據(jù)的前提下，用信息技術(shù)來實現(xiàn)知識的傳授和遷移。

在原始社會，教育主流的形態(tài)是個性化的、小范圍的教育。在孔子時代，實行私塾制，教師帶徒弟。孔子門下七十二賢，個性不一。針對弟子們的不同特點，孔子實行小范圍的個性化教學(xué)。工業(yè)社會以后，《大教學(xué)論》提出了班級授課制，把教學(xué)內(nèi)容分成不同的學(xué)科，按照班級開設(shè)不同的課程，班級內(nèi)統(tǒng)一進度。班級授課制大規(guī)模地提高了教育的覆蓋面，但不可否認的是這種授課制無法兼顧每個學(xué)生個性的發(fā)展。隨著科技的不斷進步，教育大數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的優(yōu)勢不僅僅表現(xiàn)為數(shù)據(jù)量大，它更強調(diào)全樣本、全過程。我們可以通過教育大數(shù)據(jù)及時地記錄，利用技術(shù)采集學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的全數(shù)據(jù)，通過建模設(shè)計出學(xué)生的知識、能力、情感以及學(xué)科素養(yǎng)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)并增強每個學(xué)生的個體優(yōu)勢。

（二）摒棄“一刀切”教學(xué)，發(fā)展新型講學(xué)

如果沒有大數(shù)據(jù)的輔助，要實現(xiàn)大范圍的個性化教學(xué)就像盲人走迷宮一樣困難。在準(zhǔn)確地了解學(xué)生的個性差異，知識掌握以及學(xué)科素養(yǎng)程度之后，我們可以為學(xué)生提供精準(zhǔn)的、個性化的支持。面對一個班級的學(xué)生，統(tǒng)一的進度和教學(xué)內(nèi)容這樣“一刀切”的教學(xué)方式不再適用，教師要根據(jù)學(xué)生個體特征來講授不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，開展不同的學(xué)習(xí)活動，給學(xué)生制訂不同的學(xué)習(xí)計劃。在個性化教學(xué)體系轉(zhuǎn)型的過程中，教師的關(guān)注點要從如何把一個知識點講清楚，轉(zhuǎn)變?yōu)榛诖髷?shù)據(jù)的個性化教學(xué)或?qū)W習(xí)方案的設(shè)計以及學(xué)習(xí)的引導(dǎo)。不同背景、不同能力、不同個性的學(xué)生，可能都需要學(xué)習(xí)同樣的知識，但是他們經(jīng)過的學(xué)習(xí)路徑、參與的學(xué)習(xí)活動、接受的學(xué)習(xí)資源是不一樣的。以前，教師面對一個班級四五十名學(xué)生，每節(jié)課都要統(tǒng)一講解，很難兼顧每個孩子的學(xué)習(xí)特點。而在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，一對一個性化教學(xué)已經(jīng)有條件實現(xiàn)。

教師如何根據(jù)每個學(xué)生的個性特長，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)潛能？根據(jù)學(xué)生的不同個性發(fā)展新型講學(xué)呢？美國有一所學(xué)校正進行未來教學(xué)形態(tài)的探索，這所學(xué)校有三個特點：一是包班制教學(xué)。一個班有25名同學(xué)，由兩位教師負責(zé)所有學(xué)科；二是互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)。教師負責(zé)提前準(zhǔn)備好教學(xué)內(nèi)容，通過互聯(lián)網(wǎng)講授。每個學(xué)生有一個平板，平板里有學(xué)習(xí)列表，不同的W生走不同的路徑。教師通過后臺數(shù)據(jù)就能知道每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進展以及學(xué)習(xí)過程中面臨的困難，然后進行定向的輔導(dǎo)。因此，同一個班上的學(xué)生，有的學(xué)習(xí)進度進入二年級的狀態(tài)，有的則已進入五年級的狀態(tài)；三是實施能力課程。學(xué)校要求教師每周帶領(lǐng)學(xué)生到科技館、博物館做綜合課程交叉項目。教師設(shè)計項目相關(guān)問題，學(xué)生將在平板上學(xué)到的知識遷移、運用、轉(zhuǎn)化到項目中。

（三）構(gòu)建生態(tài)圈，融合虛擬現(xiàn)實

新一代移動網(wǎng)絡(luò)、云計算技術(shù)提供了無處不在的網(wǎng)絡(luò)和計算空間，教育進入到一個虛實結(jié)合、虛實融合的智慧空間。在這種形態(tài)下，育人的空間不僅僅是學(xué)校的實體空間，還包括網(wǎng)上的虛擬空間。放眼未來學(xué)校教育，知識性的講授一定會被互聯(lián)網(wǎng)的工具所取代。比如，英語教學(xué)，我們給學(xué)生提供語法軟件、單詞軟件、口語軟件、閱讀軟件，聽、說、讀、寫通過軟件就能完成，不再需要教師的講授。

我們需要轉(zhuǎn)變學(xué)生獲取知識的路徑，在這個過程中，教師講授性的功能會被電腦所取代，并不是教師的教學(xué)功能被機器取代。知識性的教學(xué)將由技術(shù)替代，教師的主要工作形態(tài)是培育學(xué)生能力。學(xué)生在教師的陪伴下，完成整個學(xué)習(xí)的流程。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生在獲得知識的同時擁有自主學(xué)習(xí)、獨立思考、協(xié)作協(xié)同、知識遷移和運用的機會。教師的陪伴、組織，對中小學(xué)生有非常重要的作用。未來的學(xué)習(xí)形態(tài)一定是學(xué)生線上學(xué)習(xí)，教師線下督促、管理、陪伴三位一體的形態(tài)，而不是以課堂講授為主的單一形態(tài)。

工業(yè)時代的教育是培育人工林，而未來的教育是培育一個生態(tài)圈，在這個生態(tài)圈中有參天大樹、小草，還有其他各種各樣的動植物，各得其所、相互支撐。我們要拋棄一致性的教育，因為學(xué)生是多元化的，他們有的情緒感知能力比較強，有的運動能力比較強，有的社交能力比較強，有的感性思維比較強，有的理性思維比較強……所以，我們要從培育人工林到培育一個生態(tài)圈。

培育人工林很容易，把樹苗統(tǒng)一種下，澆水就可以了。構(gòu)建生態(tài)圈不一樣，教師要把握每一個個體之間相互競爭、相互依賴的關(guān)系，要關(guān)注生態(tài)圈里每一個個體的需求。未來的教師要關(guān)注學(xué)生個性、培養(yǎng)學(xué)生個性、促進學(xué)生個性的良性發(fā)展。

二、教師職能分化：人機結(jié)合的

智能教育

（一）全能型和R敵徒淌

在大數(shù)據(jù)時代，未來教育是基于精確了解學(xué)生數(shù)據(jù)的前提下，給學(xué)生提供權(quán)威的學(xué)習(xí)支撐、精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動，實現(xiàn)多元的教育服務(wù)供給。新形態(tài)個性化教育體系強調(diào)領(lǐng)導(dǎo)力、人才的多元化，對教師提出了更高的要求。

不妨預(yù)測一下，未來教師隊伍會向兩個方向分化。

一是全能教師。教師要對個性化的群體、生態(tài)圈提供支持，這就要求他們既要掌握學(xué)科知識，又要掌握教學(xué)知識、技術(shù)知識；既要掌握認知、腦科學(xué)發(fā)展、兒童身心健康發(fā)展相關(guān)知識，還要了解各種社會屬性，具有領(lǐng)導(dǎo)力。

二是專業(yè)性教師。未來教師角色會越來越多地出現(xiàn)精細的、個性化的分工。讓每一位教師成為全能大師是不可能的，不過部分教師可以在某一方面做到極致。未來會有專門做練習(xí)輔導(dǎo)的教師、專門做項目設(shè)計的教師、專門疏解學(xué)生心理問題的教師、專門授課的教師、專門做教學(xué)設(shè)計的教師等。這種分工就像拍電影，拍一個電影要有編劇、演員、導(dǎo)演、攝像、后期制作。今后，一門課可能由多位教師負責(zé)，有學(xué)科的專家、教學(xué)的設(shè)計師、知識的傳遞者、活動的設(shè)計者，有越來越多專業(yè)化的分工。互聯(lián)網(wǎng)的萬物互聯(lián)改變了社會組織機構(gòu)以及大規(guī)模的社會化系統(tǒng)，未來教師要擅于基于大規(guī)模的社會化協(xié)同來開展教育服務(wù)。

（二）人機結(jié)合的思維方式

數(shù)據(jù)、信息和知識日新月異，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，呼喚著人機結(jié)合的教育技術(shù)，我們借助智能設(shè)備而生存的時代已經(jīng)到來。運用人機結(jié)合的思維方式，教育才既能實現(xiàn)大規(guī)模的覆蓋，又能實現(xiàn)與個人能力相匹配的個性化。我們要利用外部的工具或者智能設(shè)備將智慧發(fā)揮到極致，創(chuàng)造新型事物、新穎范式。人機結(jié)合的思維體系是我們未來思維方式非常重要的轉(zhuǎn)變方向。一個人的能力是有限的，但如果將人的智慧與手機、電腦結(jié)合，那么我們處理信息、數(shù)據(jù)的總量，應(yīng)對突發(fā)事件的能力會大幅度地提高。人與電腦的結(jié)合可以突破人類個體認知的極限，使我們能夠駕馭超越個體認知極限的復(fù)雜性，處理超越個人認知能力的海量信息，應(yīng)對超越個體認知能力的急速變化。

人工智能于教師有特殊意義。機器來替代機械化的工作，而智慧化的工作通過人機結(jié)合的方式完成。在教師的日常工作中，有很多煩瑣、機械性的工作，比如閱卷，而智能批改技術(shù)可以把教師從重復(fù)性、機械性的事務(wù)中解放出來。人工智能，一方面會取代教師某一項單一的技能；另外一方面，人工智能技術(shù)會成為未來教師有機的組成部分。面向?qū)W生個體發(fā)展的生態(tài)圈，單靠教師個人是很難平衡的。尤其在中國大班級授課的模式下，沒有技術(shù)的支撐想要了解每個學(xué)生的具體情況是不可能的。大數(shù)據(jù)時代，在全面采集、分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的個性化教學(xué)。

現(xiàn)階段，大部分人工智能處于弱人工智能的狀態(tài)，但是人工智能技術(shù)本身在快速地更新迭代，在摸索中成長、壯大，它會顛覆很多現(xiàn)有的行業(yè)，創(chuàng)造出新的秩序。我們可以推測在未來的五到十年里，人工智能的水平可以與特級教師的水平相媲美，甚至?xí)鲆恍┨丶壗處熖幚聿涣说氖虑椤?/p>

三、綜合素質(zhì)評價：創(chuàng)新制度，

服務(wù)未來

現(xiàn)在中高考強調(diào)綜合素質(zhì)評價，要求家長、學(xué)生填寫數(shù)據(jù)。在當(dāng)今社會中，教師、家長、學(xué)生填的數(shù)據(jù)是沒有公信力的。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的分析，計算機能夠?qū)W(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、認知能力、情感態(tài)度和價值觀做到相對科學(xué)的評價。比如美國醫(yī)學(xué)考試中心對醫(yī)生的測試，通過計算機仿真出病人的癥狀讓學(xué)生做診斷，系統(tǒng)里面有各種儀器，學(xué)生可以自主選擇，它是一個開放的系統(tǒng)。根據(jù)學(xué)生在仿真情景中做的決策，判斷學(xué)生知識遷移和運用的能力，這是我們傳統(tǒng)教育難以企及的。由此可見，在教育測評方面，大數(shù)據(jù)可以發(fā)揮非常重要的作用。

另外，在心理健康、心理問題的咨詢方面，人工智能可以對學(xué)生進行有效的心理疏解，尤其是對早期現(xiàn)象進行干預(yù)。中科院心理所做過學(xué)生心理異常干預(yù)的研究，通過在大學(xué)校園的部分論壇網(wǎng)站加載數(shù)據(jù)采集程序，搜集學(xué)生的數(shù)據(jù)。研究分析發(fā)現(xiàn)，有心理隱患的人容易出現(xiàn)共有的模式，例如他們經(jīng)常在半夜上網(wǎng)，一分鐘切十幾個瀏覽頁面。通過搜集網(wǎng)上的數(shù)據(jù)，與常見的行為數(shù)據(jù)庫匹配，再根據(jù)其他觀察的數(shù)據(jù)綜合判斷，就可以對學(xué)生心理問題進行早期的干預(yù)預(yù)防，當(dāng)然前提是要嚴格保護學(xué)生的隱私。

新事物的發(fā)展前途是光明的，道路是曲折的。教育制度、教師的知識結(jié)構(gòu)、教師習(xí)慣、教師觀念的轉(zhuǎn)變是漫長的、痛苦的過程。一個新的教育體系的構(gòu)建，也必然會經(jīng)歷很多艱辛的過程。要使人工智能發(fā)揮作用，我們就要突破原有的制度，創(chuàng)造出新的范式、新的流程、新的結(jié)構(gòu)、新的業(yè)務(wù)形態(tài)，來為我們未來的教育服務(wù)。

當(dāng)前，我國已進入互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟高速發(fā)展的新時期，如何打通數(shù)據(jù)“鴻溝”，讓蘊藏著巨大價值的海量數(shù)據(jù)真正產(chǎn)生和發(fā)揮作用，讓數(shù)據(jù)“活”起來已成為當(dāng)務(wù)之急。在人工智能、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，在《“十三五”國家信息化規(guī)劃》的帶領(lǐng)下，我們新的教育呼喚著新的業(yè)務(wù)流程、新的制度、新的業(yè)務(wù)形態(tài)、新的教育結(jié)構(gòu)，只有突破傳統(tǒng)的制度，我們才能創(chuàng)造出嶄新的、適應(yīng)未來發(fā)展的教學(xué)。

（本文由北京師范大學(xué)未來教育高精尖創(chuàng)新中心高思、李天媛整理）

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關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；智能科學(xué)與技術(shù)；創(chuàng)新課程體系；中國制造2025

0引言

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是教育部根據(jù)“面向國家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應(yīng)國家科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的需要而設(shè)立的，專業(yè)代碼080907T。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于一個交叉學(xué)科，涵蓋了電子信息技術(shù)、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何交叉學(xué)科，立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》的要求，適應(yīng)國家對高質(zhì)量的智能技術(shù)人才的社會需求，研究與實踐體現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)進步和社會建設(shè)需求的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。

1創(chuàng)新課程體系的意義

德國率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計算機技術(shù)、先進制造技術(shù)等相結(jié)合，形成虛擬與現(xiàn)實相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端，在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標(biāo)準(zhǔn)的或定制的貨品訂單，系統(tǒng)會采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質(zhì)量、低成本、高效率生產(chǎn)制造出產(chǎn)品，快速交付給客戶。

在制造領(lǐng)域，這種技術(shù)的漸進性進步可以被描述為工業(yè)化的第4階段，即“工業(yè)4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表；第②階段以1870年的電動機械發(fā)明與應(yīng)用為代表；第③階段以使用電子與IT技術(shù)的自動化時代為代表；第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時代。當(dāng)前，中國工業(yè)機器人銷量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上，行業(yè)進入成長期。另外，中國工業(yè)機器人使用密度遠低于主要發(fā)達國家，具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發(fā)展對相關(guān)專業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生今后的一個重要就業(yè)方向?qū)⑹欠?wù)于產(chǎn)業(yè)界的機器人領(lǐng)域。

我們國家正在大力提倡的“中國制造2025”與德國提出的“工業(yè)4.0”有著異曲同工之妙，盡管兩國的工業(yè)、社會發(fā)展階段存在差異，但在智能制造領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發(fā)展智能制造技術(shù)，以及在大學(xué)智能制造相關(guān)專業(yè)的課程改革，為我國的智能制造技術(shù)趕上甚至超過發(fā)達國家創(chuàng)造了千載難逢的機遇。

2智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系目標(biāo)

如何充分利用民辦學(xué)校的企業(yè)資源優(yōu)勢，辦好智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是本專業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產(chǎn)業(yè)服務(wù)的辦學(xué)宗旨，根據(jù)行業(yè)中長期發(fā)展的需求，在保證專業(yè)知識體系完整性的前提下，結(jié)合“工業(yè)4.0”對專業(yè)人才知識、能力的需求，我們將專業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測技術(shù)，智能機器人傳動、驅(qū)動技術(shù)，智能機器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等。4年來的辦學(xué)實踐證明，我們的專業(yè)定位符合地區(qū)與行業(yè)發(fā)展需求，并具有一定的前瞻性。

基于以上專業(yè)定位，對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進行深入的探索與實踐，涉及專業(yè)一體化的理論與實踐課程體系規(guī)劃，機器人實踐平臺升級，專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、考核方式改革，教學(xué)資源、師資隊伍、評估反饋機制建設(shè)等。通過有針對性地研究我們在專業(yè)教學(xué)中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應(yīng)“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”對專業(yè)人才知識及能力要求的創(chuàng)新課程體系，為國家、社會輸送高素質(zhì)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

通過對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究，在已運行4年的本專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上建立完善的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系；完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論與實踐一體化設(shè)計；總結(jié)課程教學(xué)手段和方法；完成高質(zhì)量的教學(xué)資源建設(shè)；建立高水平的師資隊伍。

3創(chuàng)新課程體系構(gòu)建方案

專業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想，以項目為導(dǎo)向設(shè)計專業(yè)課程培養(yǎng)體系，將項目設(shè)計和實施貫穿于大學(xué)4年的教學(xué)過程之中，讓學(xué)生在校期間就有機會參與真實項目的開發(fā)與運作，獲得實踐經(jīng)驗和實際操作能力，實現(xiàn)企業(yè)真實項目實踐與學(xué)校理論教學(xué)的無縫對接。設(shè)置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項目群，對學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)進行全面培養(yǎng)，使學(xué)生得到全方位的鍛煉。

3.1支撐培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的一體化課程體系

專業(yè)課程體系的構(gòu)建思路以行業(yè)與社會需求為根本。在此基礎(chǔ)上確定智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導(dǎo)，定制科學(xué)先進的人才培養(yǎng)模式和過程，最終建立面向“工業(yè)4.0”的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系。

引進與國際接軌的課程體系，制定全新的適應(yīng)我國國情的教學(xué)計劃，采用先進的教學(xué)理念與培養(yǎng)模式，初步構(gòu)建以設(shè)計為中心，理論與實踐高度融合的應(yīng)用型本科課程體系。

理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當(dāng)降低理論知識的難度，著重培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學(xué)的應(yīng)用性，構(gòu)建基礎(chǔ)理論平臺課程群與專業(yè)模塊化課程群相結(jié)合的理論教學(xué)體系，保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個性化發(fā)展，增強學(xué)生對社會的適應(yīng)性。

實踐課程體系方面，依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，以能力為本位，以項目為載體，以“學(xué)中做”和“做中學(xué)”為方法，統(tǒng)籌安排基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓(xùn)練與實踐、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練與實踐、綜合實訓(xùn)與實踐、畢業(yè)設(shè)計（論文）與企業(yè)實習(xí)等各類實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使實踐學(xué)期教學(xué)內(nèi)容逐級遞進、逐步深化；將實踐學(xué)期實訓(xùn)內(nèi)容與理論學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容緊密銜接。系統(tǒng)化構(gòu)建理論與實踐相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合，貫穿于大學(xué)教育全程的一體化實踐教學(xué)體系。本專業(yè)采用自頂而下的方式設(shè)計各級項目。一級項目（智能機器人綜合設(shè)計項目）的設(shè)計直接針對專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，實踐學(xué)期的二級項目和基于專業(yè)課程的三級項目分別是一級項目培養(yǎng)能力的分解。

采用基于社會實際崗位的逆推法設(shè)計課程體系，如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)抽象為若干個專業(yè)核心應(yīng)用能力，再根據(jù)每個專業(yè)核心應(yīng)用能力所需的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分不同的課程群。

設(shè)置課程群不僅要考慮智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本身課程體系的科學(xué)性與遞進關(guān)系，還要充分研究專業(yè)相關(guān)的重點行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點，針對人才市場的人才需求和崗位需求，把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關(guān)的新知識、新技術(shù)、新平臺、新規(guī)范納入課程，實現(xiàn)專業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟及行業(yè)、企業(yè)的有效對接。目前，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測技術(shù)、智能機器人傳動與驅(qū)動技術(shù)、智能機器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計與開發(fā)，以及智能技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關(guān)技術(shù)有一定的匹配度，但還需進一步改革，擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場總線”等知識模塊構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡(luò)課程群，融合“工業(yè)機器人”“智能傳感檢測”等構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機器人開設(shè)相關(guān)的課程實驗、課程項目、實踐學(xué)期項目及實訓(xùn)等。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建分為基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)崗位應(yīng)用技能課程、專業(yè)方向和專業(yè)技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設(shè)置的對應(yīng)性，前兩個階段與傳統(tǒng)大學(xué)基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個階段面向人才市場的崗位需求，著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專業(yè)人才。

3.2科學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系

大連東軟信息學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)按照全面質(zhì)量管理的理念，建立了全員參與、全過程監(jiān)控、全方位評價的教學(xué)質(zhì)量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結(jié)合，形成性考核評價與終結(jié)性考核評價相結(jié)合，定性評價與定量評價相結(jié)合，采取管理學(xué)確認有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進行評價，可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學(xué)質(zhì)量評價以及教學(xué)過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業(yè)、課程、項目、教材以及素質(zhì)教育等環(huán)節(jié)落實工程教育理念的效果。教學(xué)質(zhì)量評價主要包括教師教學(xué)質(zhì)量評價，學(xué)生對課程的滿意度調(diào)查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等，由定量評價和定性評價組成。教學(xué)過程評價，主要從課程考核、實踐學(xué)期以及畢業(yè)設(shè)計（論文）3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開。

3.3高水平師資隊伍建設(shè)

專業(yè)自成立以來就十分關(guān)注師資隊伍的培養(yǎng)，不斷強化專業(yè)師資隊伍建設(shè)，持續(xù)關(guān)注專業(yè)帶頭人和骨干教師建設(shè)，加強“雙師型”教師隊伍的培養(yǎng)力度。通過開展內(nèi)部培訓(xùn)、教學(xué)研討、企業(yè)實踐、學(xué)術(shù)研討等全方位的培養(yǎng)措施，努力建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、教研科研水平高、技術(shù)服務(wù)能力強的教學(xué)團隊。在師資隊伍建設(shè)過程中，實施“引聘訓(xùn)評”的雙師型師資隊伍建設(shè)發(fā)展方案。

3.4教學(xué)資源建設(shè)

根據(jù)課程體系改革方案，完善改革課程的教學(xué)大綱，積極開展專業(yè)課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導(dǎo)書、教學(xué)案例、課件等教學(xué)資源建設(shè)，升級機器人系列實驗室。