導語：如何才能寫好一篇人工智能課堂教學，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：樂高教育機器人 創造性思維培養 課堂教學認識

最近幾年，許多中小學把樂高教育機器人活動引入到課堂教學中，使機器人創意走進學生的學習生活。作為一種全新的教學內容，很多教師都在探索樂高教育機器人教學，這種跨學科、高操作性、極具挑戰性的內容，非常適合課程整合、研究性學習和綜合創新活動的需要，培養了學生的創新能力所需要的創造性思維，使學生在積極的學習興趣中不斷探索和研究，實現自己的新創意、新設想和新設計。

一、機器人和創造性思維

機器人是一種通過電腦編程，可以依靠程序自動完成一定操作或移動作業的機械裝置，它可以有視覺、聽覺、觸覺等類似人的感覺功能，有識別功能和自主行動的功能。它是信息技術和工程機械發展的前沿領域，是一門具有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創新實踐性的學科，蘊涵著極其豐富的教育資源。我校從2006年開始開設樂高教育機器人課程，在實際教學活動中，由于學生能充分體會到研究主題的趣味性和挑戰性，以及提供給學生的解決開放性問題的機會多，因此對于學生的創新能力所需的創造性思維提供了發展平臺。

創造性思維是一種具有開創意義的思維活動，是人類思維的精華，是引發創造活動的前提。一個發揮創造性思維的人，就能發揮自己的創造才能得心應手地解決矛盾、攻克難關。近年來隨著科學技術的迅猛發展，創造性思維越來越受到重視，是學校教育和教學中必不可少的內容。

二、樂高教育機器人課堂教學與創造性思維

1、創造性思維的基礎是興趣

心理學研究表明，當人對某一事物感興趣時，認識就快；如果毫無興趣，認識就慢，或者不予接受。若想激發創造性思維，就必須首先激發學生的學習興趣。那么學生的學習興趣從何而來呢？蘇霍姆林斯基曾說：“興趣的源泉在于體會到智慧能統帥事實和現實，人的內心里有一種根深蒂固的需要――總要感到自己是發現者、研究者、探索者。在兒童的精神世界中，這種需要特別強烈”。所以“興趣”是一種推動學生學習的內在動力，它激發了學生強烈的求知欲望，從而為創造性思維的產生奠定基礎。因此興趣不是教學目的，而是教學的一個組成部分。實踐證明學生對機器人不僅能夠產生濃厚的興趣，而且能夠持久和鞏固。

為了引發學生的學習興趣，我校的樂高教育機器人技術課程將學習重點放在學習樂高硬件（例如RCX和各種傳感器等）及其樂高應用軟件（例如三維設計軟件和編程軟件）上。學生在學習過程中，積極主動地參與到教學過程中來，充分地展現了自己的想象空間，精心雕琢自己的作品。有的學生曾這樣說：“我最喜歡用樂高積木塊設計搭建樂高機器人了，特別是每當我編寫程序成功時，我就覺得自己已經是一個機器人工程師，心里別提多高興了！”。而樂高硬件及其樂高應用軟件為學生提供了機會，使他們在教室、活動室和電腦上得以展現自己。可以說這些物質基礎對學生產生了“誘惑力”。有了“誘惑力”，學生就有興趣，有了興趣，就自然而然地產生創造力了。

在樂高教育機器人教學中，精心設計任務是一個很重要的環節。因為“任務”設計的好與壞，直接影響到學生的學習興趣的培養。一個好的任務，可以使學生在潛移默化中掌握知識，起到事半功倍的作用。教師講的時候要少而精，要根據學生的認知水平和教學內容，在量上要少講，把大量時間留給學生去自學、去思考；在質上要精講排除學生已經掌握的和自己可以理解掌握的知識。在教學中給學生點明問題的關鍵，指導學生運用各種思維活動解決問題的方法，鍛煉獨立探討問題的思維能力。比如，在講“按鈕”時，我只仔細地講解了其中的一個按鈕，其他的讓學生自己去體會它的使用方法。在講傳感器時，在學生認識理解后自己到生活中去找、去發現傳感器，品味生活中隱藏的科技，知道科技對我們生活的影響，在我們的身邊科技無處不在也時刻陪伴著我們。教師的教學目的，絕不只是教會學生具體的科學知識，而是應該著眼于為學生創造一個合適的環境，通過知識的傳授開發他們的智力，培養他們的學習能力，這樣才能使他們收益終生。

人的創造能力的發揮離不開自信，而自信是實現自我和取得成功的必要前提。學生們正處于成長發展期，渴望別人對自己的尊重和信任，所以對學生恰如其分的鼓勵，就會使學生滿懷希望和自信心，增強興趣，使興趣從外在因素向內在因素的轉化能夠執行，從而鞏固興趣。在每堂課即將結束時，我都要進行作品展示。同學們總是要爭先恐后地展示自己的作品，當自己的作品得到展示時，一種得意的表情便會在他的臉上呈現。當許多新的技巧和操作方法在作品中不斷得到體現時，當學生們利用各種傳感器設計出了許多具有可操作性的創意方案時，就會看到他們創造發明的信心和能力。興趣引發了學生的創造性思維的產生，一幅幅作品、一個個設計圖案，一個個創意程序都來自他們內心的“靈感”。

2、升華創造性思維離不開運用

學習興趣的源泉在于學以致用，這時候人們才能真正感受到掌握知識的歡樂。知識運用可以促進學習和智力活動的興趣。樂高教育機器人模仿于人，又幫助于人們的生活和服務于我們的人類，因此具有廣泛的應用范圍。

3、良好的多媒體手段是培養創造性思維的保證

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關鍵詞:人工智能;創新性教學;精品課程;課程建設;教學改革

人工智能課程是計算機類專業的核心課程之一,也是智能科學與技術、自動化和電子信息等專業的重要課程,其知識點具有不可替代的重要作用。該課程內容廣泛,具有很強的綜合性、應用性、創新性和挑戰性[1],其開設能夠更好地培養學生的創新思維和技術創新能力,為學生提供了一種新的思維方法和問題求解手段。同時,本課程能夠培養學生對計算機前沿技術的前瞻性,提高他們的科技素質和學術水平。通過課程的學習,學生對人工智能的定義和發展、基本原理和應用有一定的了解和掌握,啟發了對人工智能的學習興趣,培養創新能力。

中南大學人工智能課程開設于20世紀80年代中期。1983年,蔡自興作為訪問學者赴美國普度大學研修人工智能,并與美國國家工程科學院院士傅京孫(K. S. Fu)教授及清華大學徐光v教授合作研究人工智能。在傅京孫院士教授的指導下,蔡自興和徐光v教授執筆編著《人工智能及其應用》一書,并于1987年5月在清華大學出版社問世,成為國內率先出版的具有自主知識產權的人工智能教材。本教材不僅為我校人工智能課程提供了一部好教材,而且促進了國內高校普遍開設人工智能課程。此后,又陸續編著出版了《人工智能及其應用》第二版、第三版“本科生用書”和“研究生用書”、第四版等,修讀該課程的學生也與日俱增。該書第二版還獲得國家教育部科技進步一等獎。經過近20年建設,該我校人工智能課程于2003年評為國家精品課程,并在2008年評為國家雙語教學示范課程。這是至今國內唯一同時獲得國家級精品課程和雙語教學示范課程的人工智能課程。同時,我們還開發了人工智能網絡課程,具有網絡化、智能化和個性化等特色,被國家教育部評為優秀網絡課程,供兄弟院校人工智能教學參考使用,受到普遍歡迎[2]。

作為國內第一門人工智能精品課程,我們按照教育部精品課程標準建設《人工智能》課程,尤其是在教學內容、創新性教學方法和教學模式上進行不斷進行改革與探索,取得了很好的效果。本文即為我校人工智能精品課程建設與改革經驗的初步總結。

1教學內容優化

1.1課堂教學內容優化

教學內容的確定是課程的首要任務。如何選好教學內容,使學生既能了解本領域的概貌,又能適合學生的基礎,便于他們在有限的時間完成學習任務,是一件難事。教學內容除了包含基礎理論外,還應該反映人工智能領域的新發展和新動態,跟上學科發展的步伐。本課程最初設定的教學內容分基礎部分和擴展應用部分。基礎部分主要包括人工智能的定義和發展、知識的表示以及推理,而擴展應用部分主要包括專家系統、機器學習、機器規劃、機器視覺等。

近年來人工智能科學的快速發展,涌現出了大批新的方法和算法,研究熱點問題也從符號計算發展到智能計算和Agent等。

學內容,既能使學生了解本領域的概貌,又能適合學生的基礎,便于他們在有限的時間完成學習任務,是一件難事。教學內容除了包含基礎理論外,還應該反映人工智能領域的新發展和新動態,跟上學科發展的步伐。本人工智能課程最初設定的教學內容分基礎部分和擴展應用部分。基礎部分主要包括人工智能的定義和發展、知識的表示以及推理,而擴展應用部分主要包括專家系統、機器學習、機器規劃、機器視覺等。

近年來人工智能科學的快速發展,涌現出了大批新的方法和算法,研究熱點問題也從符號計算發展到智能計算和Agent等。

隨著科學技術的不斷進步,在科學研究和工程實踐中遇到的問題變得越來越復雜,傳統的計算方法無法在一定時間內獲得精確的解。為了在求解時間和求解精度上取得平衡,很多具有啟發式特征的智能計算算法應運而生。這些算法通過模擬大自然和人類的智慧來實現對問題的優化求解。計算智能作為人工智能的一個新的分支是目前的研究熱點,它主要涉及神經計算、模糊計算、進化計算和人工生命等領域,在如模式識別、圖像處理、自動控制、通信網絡等很多領域都得到了成功應用。另一個近10年來人工智能的研究熱點是Agent和多Agent系統,其理論最早來自分布式人工智能,并隨著并行計算和分布式處理等技術的發展而逐漸成為熱點。

以上兩個內容都是人工智能的重要分支。因此,我們在《人工智能及其應用》第三第3版[3]和第四第4版教材[4]中已經順應形勢加入了這方面的內容,并將教學內容也進行了相應的擴展,加入了計算智能、分布式人工智能與Agent。由于不確定性推理和基于概率的推理方法應用也越來越廣泛,我們也將此類非經典推理方法單獨作為一章來進行教學。另外,還增加了一些新的內容,如本體論和非經典推理、粒群優化和蟻群計算、決策樹學習和增強學習、詞法分析和語料庫語言學,以及路徑規劃和基于Web的專家系統等。圖1給出本課程的教學內容大綱。

人工智能的教學內容涉及面廣且內容較多,要在有限課時內完成教學計劃并讓學生掌握,具有一定難度。因此需要根據教學對象的需求有所取舍。中南大度。因此需要根據教學對象的需求有所取舍。中南大學在智能科學與技術、計算機、自動化三3個專業中均開設了人工智能課程,根據相關專業課程教學對象,對學時和教學內容進行適當調整。對于智能科學與技術專業,人工智能課程為必修課,共48個學時含實驗8個學時。表1表示為相關專業的人工智能課程教學內容分配情況。對于計算機和自動化專業,人工智能課程為選修課,共32個學時含實驗8個學時。許多兄弟院校的計算機專業都把人工智能定為必修課,課程學時也在50學時左右。因此,我們一再強烈建議我校的計算機專業把人工智能列為必修課,并適當增加學時。由于智能科學與技術專業開設有專家系統和智能計算選修課程,因此在人工智能教學內容中只將這兩部分做簡要闡述,而將重點放在知識表示和推理以及擴展應用上。對于計算機專業學生來說,除基本的知識表示和推理外,計算智能和Agent技術也是他們在軟件開發和通訊技術理論學習中需掌握的重要概念。同時,計算智能、專家系統對自動控制和電氣工程也十分重要,對自動化專業則應掌握該方面的內容。

1.2實驗實踐教學創新

國內人工智能課程在開設之初大多沒有安排實驗內容,僅為理論基礎和概念講授。由于理論比較抽象,很難理解,學習效果不理想,學生們對于其應用實現也十分困惑。此后,各高校也逐步在該課程中分配了實驗學時,大多數采用prolog語言和專家系統作為實驗語言和對象[5]。為了改進該課程的教學,我們也從沒有實驗到將實驗學時從零調整為設置4個學時的實驗課時,然后到現在的8個學時的實驗課時。隨著課堂教學內容的改革,實驗內容也進行了優化和更新。

人工智能課程實驗的目的是幫助學生掌握基本理論,發揮主動性,研究探討人工智能算法和系統的運行和實現過程,提出思路并驗證自己探索的思路,從而更好的地掌握知識,培養研究能力和創新能力。因此,在實驗教學內容的設計上,實驗項目應具備研究性和綜合性。實驗項目目標明確,要求學生帶著問題和任務進行實驗,但實驗過程又要有一定的靈活性,學生可以根據自己的思考進行適當的調整。再者,充分采用虛擬實驗方式進行實驗,大大提高了學生的興趣,提供了分析和探討智能算法的很好平臺。同時,學生的實驗數據和實驗結果分析既有格式要求,又給學生報告自己的研究的過程和結果留有空間,并在評分時加以充分考慮。這些做法能夠鼓勵學生,特別是鼓勵優秀學生進行獨立性研究,滿足他們學習的需求。

1) 人工智能課程的實驗環節不足和課時分配問題。

中南大學的人工智能課程的實驗環節經歷了從精品課程建設前沒有到開設,一直到其內容和形式上的不斷改進過程。但目前實驗還主要處于演示性和編程的實驗階段,而非設計和訓練階段。此外,由于人工智能課程涵蓋范圍廣、內容多,而課程所設置的學時有限。,如何分配好課堂教學與實驗課時也是一個需要在今后課程建設中不斷探索的問題。

對于某些專業的人工智能課程,可以考慮單獨開設人工智能實驗課程或人工智能程序設計與實驗課程。

2) 人工智能技術發展迅速情況下如何保持該精品課程持續發展的問題。

人工智能作為一門高度融合的交叉科學,其發展速度迅速,不斷有新理論、新問題涌現出來。我們的

人工智能教學既要注重基礎理論知識,又要緊跟學科發展的步伐,勢必要求對課程內容進行不斷更新,這對我們的教學資源和教師素質都提出了更高的要求。

4結語

本文介紹了中南大學的精品課程――人工智能課程教學內容和創新性教學方法的一些探索,已在課堂教學內容的優化、實驗環節的改進、教學方法的創新的實施上取得了很好的效果,充分激勵了學生的學習積極性和主動性,多方位培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。我們的想法和做法可供兄弟院校同行參考。不過,仍然存在一些不足之處。隨著智能科學與技術的發展和更為廣泛的應用,人工智能課程的重要地位必將更加突顯,我們也需要繼續努力,與時俱進,不斷完善人工智能精品課程的建設。

注:本文受教育部質量工程國家級精品課程人工智能(2003)、全國雙語教學示范課程人工智能(2007)項目支持。

參考文獻:

[1] 薛瑩. 創新教育新途徑人工智能與機器人教育:哈爾濱市教育研究院張麗華院長訪談錄[J]. 中國信息技術教育,2010(1): 20-22.

[2] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強,等. 樹立精品意識搞好人工智能課程建設[J]. 中國大學教學,2004(1):28-29.

[3] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應用[M]. 3版. 北京:清華大學出版社,2003.

[4] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應用[M]. 4版. 北京:清華大學出版社,2010.

[5] 韓潔瓊,閆大順. 人工智能實驗教學探討[J]. 計算機教育,2009,(11):135-138.

[6] 劉麗玨,陳白帆,王勇,等. 精益求精建設人工智能精品課程[J]. 計算機教育,2009,(17):69-71.

Exploration of Innovative Teaching Mode of Artificial Intelligence Elabrate Course

――Construction and Reformation in Elaborate Course of Artificial Intelligence

CHEN Bai-fan, CAI Zi-xing, LIU Li-jue

(Institute of Information Science and Engineering, Centnal South University, Changsha 410083, China)

篇3

關鍵詞：人工智能影視教育課堂在場價值觀

人工智能技術作為社會媒介化發展的特殊產物，不僅能夠建構起智能媒介化的信息社會，更能深入到傳媒研究領域，引導影視傳媒研究朝著“互聯網+教育”的方向發展。當前影視傳媒教育正面臨重要的轉型階段，如何通過媒介信息技術調整現有的理論學習模式和教學培養目標，已經成為影視教育進行改革創新的突破口。基于人工智能為教育信息化帶來的機遇和挑戰，影視教育正致力于從“刀切教育”邁向“精準教育”，從“課堂缺席”轉為“課堂在場”，從人才培養模式到教育信息平臺搭建，都在不斷強化智能教育培養，力求為影視傳媒教育的智能化改革和實踐提供決策依據。

一、影視教育智能化發展的應用價值

智能化影視傳媒研究是教育信息化極為重要的應用場景，人工智能技術不僅拓寬了影視傳媒教育的研究方向，同時也在技術手段、渠道搭建、傳媒倫理等層面發揮著重要作用。

1.消除數據鴻溝，發揮智能傳媒教育技術賦能和知識平權的雙重功能。影視傳媒研究是以實踐為基礎的理論性教學，以培養創新型和復合型人才為教育目標。教育學者是影視文化傳播的驅動者，因個體間存在傳播技能、信息儲備和交往行為方面的差異，造成影視傳媒教育具有嚴重的知識鴻溝。在影視研究學者步入算法教育的重要階段，智能教育平臺可通過讀取人的反饋改變原有的教學模式，調整每一位受教育者的天賦類型。與此同時，教育學者能夠充分利用算法技術和人工智能手段，獲取定制化的影視資源和學習條件，以技術邏輯引導學習流程，用分析框架提高教學模式的理論性和可操作性，通過強化教與學的變革場景，激活文化創作的想象力和邏輯性思維，使科技創新在理性與感性、理論與實踐的引導作用下，從一般的理論教學形成智能媒介化的信息教學模式，從單向傳授轉變為雙向互動的學習教育模式。

2.拓寬學習渠道，推動教育形態從理論課堂到智能媒體教育課堂的變革。人工智能技術與影視教育教學的深度融合，正引發起一場新的教學革命。從教育手段和學習途徑上來看，原有的課堂教學已無法滿足理論和實踐的雙重需求，大數據催生出的智能化影視教育，在虛擬世界和現實世界間搭建起新的算法課堂，利用人工神經網絡簡化理論教學的概念，又通過具有超強運算能力和通訊能力的技術手段協助實踐操作。例如，人工智能照相機作為輔助型的教學工具，被運用于智慧課堂的攝影實踐教學中，借助云端技術和物聯網連接遠程數據中心，可以幫助不懂攝影技術的學習新手盡快了解電影拍攝的理論框架和基本技能，推動教學場景從應用性教學到智慧型課堂的氛圍建構。人工智能與影視教學的跨界融合，成為智能傳媒教育進行顛覆式創新的重要表現形式，教育形態正逐漸從智慧課堂過渡到智慧校園，從傳統的理論范式過渡到智慧媒體的應用型范式，幫助構建起新的學科話語體系。

3.重視傳媒倫理，推動智能化影視傳媒教育價值觀和技術性的生成。人工智能是以追求效益為初心的理性工具，在技能研發階段尚未對倫理規范提出強制要求，技術倫理向來是人工智能難以逾越的一道鴻溝；影視傳媒教育則是以培養學生的倫理觀和價值觀為出發點，重視以道德審美為核心的理性意識。智能化傳媒教育將信息技術和影視教學進行結合，使得理性工具得以同理性意識深度融合，人文關懷建立在技術作用之上，這既是培養受教育者核心價值觀的時代需要，亦是強化人工智能技術倫理的有效途徑。人工智能時代，強調智能化影視傳媒教育技術性和價值觀的生成，與其說是建立在影視教育應用場景上的技術倫理規范，不如說是借信息技術完成對傳媒倫理和受教育者價值觀的理性建構，讓人工智能發展緊密聯系意識形態和倫理道德問題，加深技術手段和教育學習的彼此作用，從而獲得傳媒教學在倫理層面的共識。隨著傳媒影響力的逐步擴大，以內容為載體的影視教學活動意味著要擔負起更重要的教學責任，學科研究核心價值觀的建設必須以注重傳媒倫理和技術倫理為教學基礎，重新建構現有的倫理道德觀念，為人工智能技術注入價值觀的活的靈魂。

二、影視教育智能化發展的風險問題

人工智能技術的迅速發展，賦予影視傳媒教育極大的應用價值，與此同時也面臨著潛在的風險問題。

1.灌輸式教育仍占據主流，智能化影視教學陷入價值認知困境。在人工智能技術出現以前，理論+實踐的教學策略已經成為一種固定的形態存在于傳統影視教學工作中，受教育者根據統一的培養目標規劃自己的學習方式，包括影視創作及影視理論等相關課程都按照相同的培養模式進行。由于教育主體對人工智能的認知存在兩極分化的現象，過往只能夠通灌輸式對學生進行強制教育，智能化影視教學則是處于小范圍內的實踐和創新。對影視教育而言，理論與實踐是學習的內容，繼承與創新才是研究的實質。明確人工智能教育的價值認知，從灌輸教育逐步邁向定制化教育，為高校的人才培養提供重要的智力支持，應當是影視教育智能化轉型發展的著力點。

2.智能教育應用場景缺乏思考，其深度和廣度有待進一步挖掘。當前，智慧課堂、智慧校園的出現奠定了智能傳媒教育的基本雛形，依靠大數據、物聯網等信息技術支撐的智能傳媒教育，在平臺搭建層面已出現顯著性成果，但對應用場景的深度和廣度挖掘還存在明顯問題。影視教育智能化應當以追求個性化和定制化教育為目標，崇尚的是終身學習的教學理念，不應當將人工智能技術僅局限于傳統的教學課堂，除了要從“線下”走向“線上”，還需要考慮到以人機交互為主要形態的教學應用場景，挖掘人工智能教育更多的應用情境和展現方式，從而對影視課堂的理論與實踐教學價值提供合理的在場性證明。

3.專業壁壘依然存在，智能化教學成果馬太效應極為明顯。智能教育世界要求培養更加多元化的應用型人才，但人工智能的馬太效應逐漸滲透到影視傳媒教育工作中，也會導致教學成果受到出現嚴重的失衡現象，難以滿足高校對人才培養的多元化需求。作為藝術研究的影視教學活動，其科學精神和創新實踐同樣重要。尤其在媒介融合背景下，要想推進受教育者從“影視學者”逐漸過渡到“影視作者”，人工智能不僅需要滿足師生的定制化教學任務，還應當破除專業和行業的壁壘，對其相關聯的學科和傳媒領域進行合作，才能夠改變當前智能化影視教育在教學模式上面臨的不足，不斷為社會輸送更多的應用型人才。

三、影視教育智能化發展的轉型實踐

面對智能傳媒教育的風險與挑戰，影視專業更應當立足于自身的教育發展特色，從人才培養模式、應用場景建設、教育資源整合等方面，推進影視教育智能化發展的轉型實踐。

1.從“灌輸教育”走向“精準教育”，創建新的人才培養模式。智能傳媒教育范式的自主性建構，應當立足于對傳統教學效率和人才培養模式的顛覆。基于當前影視傳媒智能化發展在人才培養模式層面的不足，其轉型實踐需要從受教育者的個性化需求出發，在師生、家長和社會的通力合作下，創建新的人才培養模式，利用碎片化學習完成系統化的學習過程，逐漸從“灌輸式教育”走向“精準化教育”。例如，人工智能時代對影視學生的培養更趨向于“以個人為導向的系統化學習”，通過前期對受教育者的大數據整理，對每一位同學的邏輯性、想象力、創造性和溝通能力等進行分析，從影視理論和影視創作兩大方向出發對受教育者形成定制化的學生畫像，并提供針對性的智慧作業，幫助教師采集學生的學習情況，從而實現規范化的信息管理。可以預見的是，智能傳媒時代，“互聯網+教育”學習模式的生成，在推動知識平權化等方面發揮重要價值，成為影視教育智能化追求的重要轉型路徑。

2.從“課堂缺席”走向“課堂在場”，打造新的傳媒教育平臺。人工智能不僅要改變傳統的人才培養模式，同樣也應當提供更加多元化的學習應用場景。過去的影視研究多局限于單一的課堂場景，采用課上理論和課下實踐的方式進行授課，完成影視教學的閉環。人工智能時代，影視傳媒教育應當調整原有的受教育模式，通過搭建合理的人工智能應用平臺，可以巧妙地將課堂場景與智能技術結合起來，為受教育者提供更加多樣性的教學應用場景，從而實現成長課堂的“在場共生”。例如，人工智能可以帶動影視制作的推陳出新，通過搭建智慧超媒體系統，將電影屏幕從影院搬到校園，自動生成無窮界面。與此同時，影視傳媒的智能化還可以幫助教師自動生成電影梗概，將理論性教學轉變為可視化形象，使電影理論同定制化的影像人物之間建立匹配關聯，讓教育場景從線下逐步延伸到線上，為影視研究提供重要的云服務。

3.從“媒教分離”走向“共建合作”，實現產研學的自主對接。影視教育智能化發展的最終目的是為了尋求理論與實踐的融和，幫助構建起傳媒教育和傳媒業界的良性生態關系。傳媒教育智能化也可以全面提高受教育者的學習效率和工作效率，通過優化教育資源，帶動影視內容的高質量生產、影視人才的高質量創作。因此，從“媒教分離”走向“共建合作”，引導產研學的自主對接也成為了影視教育智能化轉型實踐的有效探索。未來的影視傳媒發展，能夠抓取海量資源建構獨立的影像景觀模型，為機器人參加藝考創造可能性，并且也可以緊抓電影內容的智能化生產，從前期的電影腳本自動化寫作到后期的虛擬演員個性化定制，系統均可以對劇本創作、電影拍攝等課程進行精準化評估，從中篩選出符合影視公司要求的作品，進入后續的市場化操作。

篇4

關鍵詞：人工智能；Python程序設計教學；項目驅動混合教學模式

人工智能技術在教育領域的應用已經非常深入，它可呈現深度學習、跨學科融合、人機協同、群智開放、自主操控等諸多內容，并在教學中引發鏈式突破、推動教學內容的數字化、網絡化與智能化躍升式快速發展。所以說在教育領域中，人工智能如魚得水，它獲得了更大的自我技術展現空間，也為學生學習新知識內容帶來諸多福音。

一、高職院校Python程序設計教學引入人工智能技術的必要性

人工智能本身離不開算法，而算法的實現則需要語言做支撐，像目前高職院校的Python程序編程設計教學就可引入人工智能技術，Python作為AI時代的頭牌語言其融合性教學也成為了培養AI人才的重要關鍵。目前國內許多高職院校都在全面推行人工智能技術背景下的Python教學，將其作為是數據分析、網絡攻防的第一語言以及編程入門教學的第一語言。

換個角度講，高職院校在Python程序設計教學中引入人工智能是非常必要的，因為它關系到高職生未來的就業生存、崗位專業能力創新與事業發展，考慮到人工智能領域的知識理論性偏強，且對學生的數學基礎能力要求較高，整體學科學習難度較大，所以許多高職院校也在思考如何將人工智能技術內容合理融入到Python程序設計教學體系當中，為學校相關專業領域拓展教育新路，培養對路人才[1]。

二、高職院校人工智能背景下的Python程序設計教學方法應用研究

（一）教學應用概述與教學目標明確

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

為了確保某些沒有編程基礎知識能力的高職生也能學好Python語言程序設計課程，教師專門在教學中加入了人工智能技術內容，圍繞該技術融合可開展的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容。在教學中希望明確3點教學目標：

第一，要求學生初步具有利用Python初步編寫基本程序的能力。

第二，要求學生掌握Python編程語言的基本特性。

第三，要求學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編寫出某些復雜的處理程序。

（二）創新教法設計應用

為切實達到Python程序設計教學目標，凸顯學生在課堂教學中的主體地位，教師可采用任務驅動配合項目驅動的混合教學模式展開一系列的教學設計活動，引導學生循序漸進的完成各項教學任務內容，不斷提升自身的Python語言程序設計水平。

具體到教學方案設計中，教師專門圍繞學生中心、任務載體將教學內容相對巧妙的隱藏于具體的教學任務中，再通過Python編程語言新知識內容與新教學技能驅動學生深入學習展開基礎章節任務，結合任務結果評價評價學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程序設計教學中理論與實踐相互分離的不利教學局面，希望將課堂中的所有理論內容全部轉移到實踐任務中，凸顯教學中理論與實踐過程的相互和諧統一。如下：

教師為學生設計教學任務，設計Python程序示例任務，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據內容完全合并，按照字母順序排列并再次輸出一個新文件fileC，以下給出該任務教學中的程序設計編寫代碼：

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()

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

總結：

綜上所述，在高職院校中采用人工智能技術配合Python語言編程設計可有效拓展教學思路，而本文中所采用的的任務驅動項目混合教學模式則能有效激發學生的學習熱情，促進他們合理運用所學習知識解決實際問題，徹底擺脫復雜語法及算法所帶來的學習困擾，更好學習Python編程語言知識。

參考文獻

篇5

一、結合生活實際創設情境

生活實際是指與學生的生活密切相關的事物，結合生活實際創設情境是情境教學法的一種重要運用方式。目前的高中信息技術教材中的很多內容均可以與我們的生活實際密切聯系在一起，為高中信息技術教師在課堂中創設生活情境提供了重要的前提條件。例如，執教《網絡資源下載》一課時，高中信息技術教師可以創設這樣一個生活情境：同學們，永州市第十七屆中學生運動會剛剛落幕，本屆運動會共產生66枚金牌。請同學們分小組上網搜索本屆運動會獲獎的有關資料，并將相關網頁保存在自己的電腦之中。為了引導學生更好地對問題進行探究，信息技術教師還需要提出如下幾個問題：（1）總結幾種具體的網頁保存類型；（2）思考一下哪種網頁保存類型更為方便，談談你的看法。由于該情境與學生的生活實際密切相關，因此學生參與探究的積極性也非常高，取得了很好的教學效果。對于高中生來說高中信息技術知識的學習是較為枯燥的，如若信息技術教師可以適時地結合學生的生活實際創設情境，則可以在一定程度上激發學生的學習興趣，進而提高課堂教學的質量。

二、結合多媒體創設情境

多媒體是高中信息技術課堂教學的重要輔助利器。因此，在高中信息技術課堂中結合多媒體創設情境無疑是一個很好的選擇。相關研究表明，結合多媒體創設情境可以給學生更加直觀的視覺刺激，可以有效激發學生的學習興趣。例如，執教《人工智能離我們有多遠》一課時，高中信息技術教師可以對人工智能進行簡要的介紹，然后再利用多媒體播放動畫展示人工智能技術在生活中的應用成果，并讓學生認真觀看，觀看完畢之后，學生就可以對人工智能形成了一個直觀的了解，進而激發學生學習新課的興趣。除此之外，教師也可以在上課之前安排學生親自動手制作多媒體課件。為了提高多媒體課件制作的有效性，教師可以讓學生自由分組，合力完成多媒體課件的制作；然后在課堂中選擇幾個較為優秀的課件播放給學生看。由于課件是學生親手制作的，因此學生參與課堂學習的積極性也會更高。在高中信息技術課堂中結合多媒體創設情境，不僅可以激發學生的學習興趣，也可以讓多媒體這一現代教學手段更好地服務高中信息技術課堂教學。因此，高中信息技術教師應積極制作精美的多媒體課件，在課堂中創設出更加有效的多媒體教學情境。

三、結合詩詞創設情境

篇6

關鍵詞:雙語教學;人工智能;體系結構

根據《朗曼應用語言學詞典》中的定義,雙語教學(Bilingual Teaching)指的是用兩種語言作為教學媒介語,通過學習學科知識來達到掌握第二語言的目的。雙語教學作為學科教學延伸,不是簡單的母語加第二語言,而是將第二種語言融進學科知識,通過學習學科專業知識提高學生第二語言的聽、說、讀、寫綜合能力,培養學生用第二語言思考、解決問題的能力,培養適應社會發展需求的高素質、復合型人才,以適應信息時代我國經濟和社會發展的需要。人工智能的主要目標是讓機器具有應用符號邏輯的方法模擬人的問題求解、推理、學習等方面的能力,能夠在各類環境中自主地或交互地執行各種任務,比如水下作業、輸油管道、森林救火等。人工智能的發展,不僅代表計算機等科學技術的發展水平,也是一個國家工業化水平的重要標志。這對高校的教育提出了新的挑戰。因此,選擇人工智能課程的雙語教學模式是非常必要的。

1人工智能課程分析

人工智能是一門多學科交叉的課程,特別涉及控制論、信息論、語言學、神經生理學、數學、哲學等多種學科[1-2]。學習該課程需要具有較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力,大多教師、學生在教、學的過程中都顯得比較吃力。如何結合課程的特點,幫助學生找到好的學習方法,使他們能充分發揮自己的能力,提高學習興趣成為教學研究過程中的首要目標。在目前高校提倡雙語教學的環境下,我校已將人工智能立項為雙語教學示范課程。人工智能課程具有如下特點:

(1) 是一門非常前沿的學科。

計算機最初是用來做科學計算的,但隨著計算機科技的迅猛發展,人們開始考慮計算機還可以做些什么,能不能像人一樣學習、思考,然后解決問題?這就是基于人的知識和經驗,用符號推理的辦法讓計算機來做事情,是人工智能最早的研究成果。但是,知識并不都能用符號表示為規則,智能也不都是基于知識的。人們相信,自然智能的物質機構――神經網絡的智能是基于結構演化的。因此,20世紀80年代在人工智能理論發展出現停頓時,人工神經網絡理論出現新的突破,基于結構演化的人工智能迅速成為人工智能研究的新方向。事實上,智能問題無論從廣度還是深度,都遠比人們想象的要復雜得多。因此,我們一刻也不能放棄鉆研,并且要時刻關注該領域發展的最新動態。在高校開展人工智能課程的雙語教學,可以促使學生了解該領域以及相關領域,如模式識別、機器視覺、智能檢索、人工生命等發展的最新動態,掌握大量的專業詞匯,鍛煉理解問題、解決問題、了解領域文化等實際能力,對培養國際化、工程化、實用化的復合型人才等具有重要的現實意義。

(2) 涉及面寬、難度大。

人工智能是一門多學科交叉的、極富挑戰性的前沿學科,它幾乎涉及于社會科學和自然科學的每個領域。人工智能課程是一門理論性非常強、知識點比較分散、知識更新快的課程,它以編程語言、數據庫原理、概率統計、數據結構、離散數學以及編譯原理等前趨課程為基礎,還涉及到控制論、信息論、通信原理、圖像處理、模式識別等課程。因此,人工智能課程的知識點難度較大。通過該課程的雙語教學過程,學生不但學習了課程的專業知識,而且還學習了相關理論課程的第二語言表示方法及應用情況,對于培養具有個性化的多層次人才具有重要的價值。

人工智能課程的特點決定了它的雙語教學也具有很大的難度。根據普通高校的實際情況,我們組織了人工智能的雙語教學體系結構,教學實踐表明,該模式行之有效。

2人工智能雙語教學體系結構

要達到雙語教學的目的,就必須將傳統的“注入式”教學模式改變為新型的“以學生為中心”的教學模式。然而,這種“以學生為中心”的雙語教學模式是多樣化的,其教學過程是復雜的,在我國還處于探索階段[3-5]。在人工智能課程的教學過程中,根據學生的實際情況,我們采用課堂教學多樣化、基于CDIO理念的實踐教學,不斷地探索研究,形成高校人工智能雙語教學體系結構,如圖1所示。

計算機雙語教學的正常開展,必須依托優秀的計算機專業外語教科書和教學參考用書。根據學生的實際情況,我們采用了Nils J.Nilsson教授編著的《Artificial Intelligence A New Synthesis》,該教材是美國斯坦福大學計算機系本科教材,不僅內容豐富、取材新穎,更重要的是內容組織結構比較符合學生的認知規律,便于學生學習、理解。參考書主要選用了蔡自興、徐光v老師的《人工智能》。

3雙語教學方法

由于人工智能是一門非常前沿、涉及知識面寬、應用范圍廣的學科,因而在教學的具體過程中,我們多種教學手段并用,主要采取理論聯系實際的案例驅動講授、CDIO實踐模式、綜合考證等講授方法。

3.1理論教學

(1) 修改教學大綱和課程設計的實驗大綱。參考吸收國外先進教材中的內容,結合普通高校的實際情況,形成有針對性的、合理的教學體系。

(2) 采用多種教學方法和手段。設計和制作簡潔、易懂的英文電子教學課件,采用多媒體教學手段,豐富教學內容。建設課程網站,電子課件在網上公開,幫助學生預習專業詞匯、了解教師講解線索和重點內容,降低學習難度。

(3) 課堂提問。提問一些重要內容,鼓勵學生積極思考,既能加深學生對所學課程知識的理解,也有利于其英文表達能力的提高。

(4) 案例驅動法。將有意義的案例貫穿在教學過程中,培養學生的興趣,提高學生分析問題、解決問題的能力;

(5) 課后小組討論。每6～8位同學分為一組,實行小組長負責制,組織學生討論和解決學習中遇到的問題,交流學習心得,一方面起到溫故而知新的作用,同時培養團隊協作精神。

3.2實踐教學

由于學生的英語水平、專業基礎知識以及知識面都有差別,因此教師必須因材施教,培養學生的興趣。實踐課題來源于實際工程,將CDIO理念貫穿于實踐教學過程中,提高學生綜合創新能力與團體協作精神。

(1) 實驗題目多樣化。學生可以選擇,也可以根據老師的要求自己構思,以培養學生的興趣與查閱資料的能力。

(2) 分工與合作。來源于工程實踐的題目,學生通常很難在短時間內獨立完成,因而需要分工合作,培養學生的協作精神。

(3) 整體設計方案的靈活性。學生領會題目本意,自主設計解決方案,培養學生分析問題、解決問題的綜合創新能力。

(4) 編程實現。培養學生的編程能力,形成科學的編程風格。

3.3考核方式

(1) 多種形式的平時測試(30%)。主要包括平時測驗、討論、作業等。主要考察學生對基本知識的掌握,英文表達能力以及知識面的拓寬等。

(2) 實踐教學(30%)。主要考察學生對實踐題目的理解、整體方案的設計、團隊間的協作精神以及實現結果等。

(3) 期末考試(50%)。試題全部用英文形式出現,鼓勵學生用英文作答。

人工智能課程采用雙語教學,可以使學生最準確地理解專業知識,又可以使英語和專業課的學習相互促進。

4教學效果分析

課程結束后,我們對學生進行了教學效果討論與調查,結果如表1所示。

從本課程討論和調查的結果以及其他普通高等院校的雙語教學調查結果可以看出,雙語教學效果基本上達到了要求。但也存在一些值得思考的問題:不適應的人數比例偏高,專業知識的學習效果一般,甚至有學生因為跟不上進度放棄專業課的學習。為此,提出以下的建議:

(1) 加強學生認識。學生必須從思想上認識到人工智能雙語教學的重要性,克服教學過程中的種種困難、持之以恒,主動與同學、老師進行討論,密切關注學科發展動態。

(2) 提高實施條件。雙語教學過程中,學生是主體,教師是關鍵。因此,要求老師要有較高的專業知識和英語水平,學生要有較好英語基礎。

(3) 完善教學體系結構。雙語教學在我國還處在探索階段,因而必須在教學實踐過程中不斷地改進完善雙語教學的體系結構。

只有解決好這些問題,才能培養出更高素質的復合型人才,適應國內外科學與經濟發展的需要。

參考文獻:

[1] Nils J Nilsson. Artificial Intelligence A New Synthesis[M]. 北京:機械工業出版,2002.

[2] 蔡自興,徐光v. 人工智能[M]. 北京:清華大學出版社,2003.

[3] 賀志榮. 雙語教學的實踐與思考[J]. 黑龍江教育:高教研究與評估版,2008,62(10):45-46.

[4] 王樹根,姜昕. 我國雙語教學的歷史發展階段綜述[C]. 安徽黃山,2007年全國測繪學科教學改革研討會,2007.

[5] 湯東. 中外高校雙語教學模式的比較研究[J]. 黑龍江教育:高教研究與評估版,2008,62(11):69-70.

Exploration and Practice on Bilingual Teaching Architecture for Artificial Intelligence Course

LI Zhu-lin, HAO Ji-sheng, MA Le-rong

(Department of Computer Science, Yan’an University, Yan’an 716000,China)

篇7

我所任教的學校是地處城市郊區的農村高級中學，學生來自城鄉結合部。有一小群學生的狀態為：當大部分學生完成規定的任務時，他們還沒有完成任務，甚至每一個步驟都跟不上節奏。對于這樣的學困生，我們要多加關注，在課堂中要調動這部分學生，讓課堂更高效。

【案例主題】

高一必修第三單元第三節《信息的智能化加工》，大多數學生對這一節的內容感興趣，課上表現很好。但部分學困生課堂參與熱情不高，這就對我的授課方式提出了挑戰。

【案例過程描述】

片段一：

良好的開頭，是成功的一半。課堂一開始一定要吸引住學生的眼球，提高他們的學習興趣，這樣他們在課堂中才能緊跟著教師的步伐，一步一步往前。學困生因為對學習有恐懼心理，基礎差，更加需要調動他們的積極性。因此，我一開始用視頻作為導入，一下子抓住了包括學困生在內的所有學生的注意力。我播放石頭剪刀布視頻，讓學生睜大眼睛觀察為什么機器人總能贏。視頻最后有慢動作，說明了機器人總贏的原因。視頻播放到最后，課堂氣氛一下子活躍了。我挑了個膽小的學困生回答問題。此時，平時很膽怯的小姑娘，居然很自信地告訴我機器人作弊，每次都是人先出機器人后出。我大聲地對這小姑娘的回答給予了肯定，增加了這個學困生的信心和勇氣。

片段二：

在課堂氣氛活躍時，我趁熱打鐵，拋出了本節課的學生體驗活動，并且設置體驗活動內容時充分考慮到了學困生，活動如下：

（1）翻譯古詩詞，借助百度在線翻譯網站：http：///。

（2）體驗“人機對戰五子棋”。

（3）訪問http：///，用自然語言和機器人對話。

這三個體驗活動吸引住了學生。體驗一主要是體驗在線翻譯，讓學生感受到機器只是機器，永遠無法替代人;體驗二是讓學生知道我們平時玩的這個小游戲其實是人工智能的一個方面的應用，知道人工智能離我們并不遙遠;體驗三是人機對話，根據你所說的內容，機器人能夠進行相應的回復。對于這三個體驗活動，即使學習再困難的學困生都能獨立完成。這樣，“學困生”增加了自信，對掌握這節課所學內容有了信心。

片段三：

體驗后，我設置了討論活動。討論問題：你知道哪些人工智能的應用？讓全班學生先討論，討論后我找了學困生孫XX。孫XX對老師有嚴重的依賴，在學習過程中不善于總結，讓他對他和同學的討論結果進行總結，對他來說是一個鍛煉機會。孫XX回答后我再找其他學生對他的回答進行補充，學生回答的內容我在黑板上作了記錄，為下面所授內容做鋪墊。

片段四：

對學生回答內容進行總結，將本節課的知識點貫穿其中，通過師生共同列舉大量的實例，調動學困生的學習熱情，從而完成本節課內容的學習。本節課知識點總結如下：

（1）模式識別：①指紋識別;②語音識別;③手寫識別;④光學字符識別。

（2）機器翻譯：介紹幾個常用的機器翻譯軟件和幾種在線翻譯方法。

（3）其他應用：①智能機器人;②計算機博弈。

片段五：

讓學生一起來展望：未來機器人在我們的生活中還會有哪些方面的應用？在前面的氛圍的帶動下，學生開始大聲回答，這時我站到了劉XX（劉XX，來自較偏遠的農村，由于在初中沒有系統學習過信息技術，對計算機很陌生，因此進入了“學困生”行列）的旁邊用眼神鼓勵他，對他的回答給予大大的好評。劉XX回答后，我又找了其他的學生暢想未來，學生們熱情高漲，將課堂氣氛推向。最后，和學生一起對本次課的內容進行了回顧，結束了本節課的所有教學內容。

【案例反思】

教育最高目的就是把受教育者培養成社會所需要的人才，使人得到全面發展。從個性養成開始，要為學生提供充分實踐活動的時間和空間，讓學生進入一個自主的、積極的、充滿創造性的學習過程。充分調動包括學困生在內的每一個學生參與課堂教學活動，讓他們都得到健康的發展。

篇8

關鍵詞：人工智能；智能化計算機輔助教學；專家系統；知識庫

中圖分類號：TP18文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)12-21667-02

The Application of Artificial Intelligence in Education

HU Ji-li,YIN Yun-xia

( Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230038,China)

Abstract:As a result of the interpenetration of older branches into each other, scientific theories and their application of Artificial Intelligence have expanded into nearly all the areas of human activity. This paper introduces the application of Artificial Intelligence in education, especially deals with Intelligence Computer Aided Instruction based on the artificial Intelligence.

Key words:Artificial Intelligence;CAI;expert system;knowledge base

1 引言

人工智能作為當今世界三大尖端技術(空間技術、能源技術和人工智能技術)之一，是計算機科學的一個分支，它的目標是構造能表現出一定智能行為的。人工智能是一門極富挑戰性的科學，從事這項工作的人必須懂得計算機知識、心理學和哲學、機器學習、計算機視覺等。總的說來，人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠像人一樣思考。人工智能的研究更多的是結合具體領域進行的，主要研究領域有專家系統、機器學習、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設計、機器人學、博弈、智能決定支持系統和人工神經網絡。它總的來說是面向應用的，隨著人工智能的誕生和發展， 人們開始把計算機用于教學領域。同時， 自七十年代以來， 有教學能力的專家系統得到研制。人工智能技術與專家系統的成就， 促使人們把問題求解、知識表示這些技術引入計算機輔助教學(CAI) ， 這便是智能型計算機輔助教學(CAI)。

近幾十年來， 隨著人工智能技術的日漸成熟， 它的一些研究成果被陸續應用到教學領域， 推進了教育發展改革和教學現代化進程。人工智能在教學系統的重要性也已形成共識。

2 人工智能在教育中的作用

目前在教育技術中涉及到AI的主要有以下領域：

2.1 知識的表示與訪問

基于人工智能的知識表示是以知識為對象，以計算機的軟硬件和計算機科學及人工智能和專家系統技術為工具，以哲學、心理學和邏輯學等為方法和指導，將知識表達成計算機可以直接處理的“知識庫”，使用“計算機的智能”來模擬人類專家或“人類智能”，對知識進行快速、精確、自動、科學的處理。它不屬于通常的“數據管理或信息管理”的“數據”層次，而是屬于“知識處理”或“知識”的智能化層次。其主要內容是對于知識進行形式化的表示、自動化的推理，智能化的教學或創造。計算機輔助教育是其中重要的組成部分。

2.2 符號計算

符號計算包括數值計算、符號計算和函數作圖。其代表軟件是Mathematica，當該軟件在1988年第一次，對科技及很多其他領域的計算機使用方式產生了深刻的影響。Mathematica 1.0時，商業周報將其列入當年最重要的十大新產品名單。這標志著現代科技計算的開始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的課程，從高中課程到研究生課程用它作基礎。隨著各種學生版的，Mathematica也已成為全世界各種不同專業學生的重要工具。

2.3 對學生錯誤的自動診斷

采用人工智能技術，使得教學過程中系統可以自動診斷學生的學習水平，不僅能發現學生的錯誤，而且能指出學生錯誤的根源，從而做出有針對性的輔導或學習建議。而且根據學生的特點自動選擇教學內容，自動調整教學進度，自動選擇教學策略與方法。

2.4 實現智能性超媒體教學系統

超媒體系統有理想的教學環境，容易激發學生的學習興趣和學習主動性，但不能保證達到預期的學習目的，而且由于不了解所要教的對象，所以不能做到有針對性的指導，不能因材施教。智能輔助教學系統正好與此相反。將二者結合起來，就可實現性能互補，從而研究制出新一代高性能的智能超媒體教學系統。

3 人工智能應用于教育的新方向：ICAI

3.1 傳統CAI的不足

傳統的CAI由于其集成性、交互性、多媒體性等特點，在教學中可以極大地激發學生的學習動機，提高教師的教學效率和學生的學習效率。但在使用過程中，CAI的一些弱點也逐漸暴露出來。主要表現有:

(1)缺乏人機交互能力

現有CAI 大多以光盤作為信息的載體， 將教材中的內容以多媒體的形式展現出來， 教學信息是按預置的教學流程機械式地提供給學生的， 學生接受起來很被動。而且在課堂教學中， 一般也只能通過教師按預定的課件流程進行操作， 無論學生還是教師都不能很好地參與教與學的過程， 因此人機交互沒有很好地實現。

(2)缺乏教師與學生的互動

現有的CAI 課件在學生自學、進行操作使用時，如何學習都是學生自己的事。教師不能完全了解學生的情況，學生在碰到問題時，也不能向教師求助，師生之間是互相封閉的，軟件所起的積極效果大打折扣。同時由于缺乏網絡支持，現有的絕大多數CAI 課件是在單機環境下運行的，它們無法利用網絡的優勢使知識內容快速更新，也更無法提供便捷的學習討論空間、隨時隨地的師生交流方式以及遠程教學實現的條件。

(3)缺乏智能性

要想面對不同情況的學生進行不同程度的教學過程， 使學生的學習變為主動， 并能由系統自動地提供助學信息而有選擇地學習，要想使教師的教學能積極地參與進去并根據系統提供的信息按照學生的認知模型為其準備最適合的學習內容， 給予不同方式的教學模式與方法， 沒有智能性的CAI 課件系統， 是很難實現以上目的并達到良好教學效果的。由此可見，現有的CAI 隨著人們要求的提高， 已經不能盡如人意。因此以智能CAI 為代表的新的計算機輔助教學系統將是教師在教育技術上需要不斷探求、努力實現的發展方向索。

3.2 ICAI－人工智能與多媒體技術的結合

為了克服傳統CAI的缺點，需要在知識表示、推理方法和自然語言理解等方面應用人工智能原理。因此很多專家提出了智能計算機輔助教學(ICAI)，智能計算機輔助教學(Intelligence Computer Assisted Instruction－ICAI)以認知學為理論基礎。將人工智能技術應用于CAI，是智能化的CAI。在ICAI系統中，允許學生與計算機進行較自由的對話，學生的應答不限于數字或簡單的短語。系統能夠判定學生應答的正確程度，并給予適當的反饋，而不是簡單地說“對”或“錯”。ICAI的宗旨在于利用現有計算機技術實現較好的人工智能，模仿人類的交互方式、思維習慣及情緒流動，修飾和掩蓋計算機的缺陷。

3.3 ICAI的優點

(1)將教學內容與教學策略分開，根據學生的認知模型提供的信息，通過智能系統的搜索與推理，動態生成適合于個別化教學的內容與策略。

(2)通過智能診斷機制判斷學生的學習水平，分析學生產生錯誤的原因，同時向學生提出更改建議、以及進一步學習內容的建議。

(3)通過對全體學生出現的錯誤分布統計，智能診斷機制將向教師提供教學重點、方式、測試重點、題型的建議。

(4)為教師提供友好的教學內容、測試內容維護界面，無需改變軟件的結構即可調整教學策略。

(5)通過對學生認知模型、教學內容、測試結果的智能分析，向教學督導人員提供對任課教師教學業績評價的參考意見。可以說，一個理想、完美的ICAI系統就是一個自主、優秀的“教師”。

3.4 ICAI的標準

以現有的科學技術水平而言，短時期內顯然無法實現具備上述全部功能的ICAI系統。一般認為，只要具有下列一個或幾個特征的CAI系統就可以稱之為ICAI系統。

(1)能自動生成各種問題與練習。

(2)根據學生的學習水平與學習情況選擇與調整學習內容和進度。

(3)在了解教學內容的基礎上自動解決問題，生成解答。

(4)具有自然語言生成與理解能力，以便實現比較自由的教學問答系統，提高人機交互的主動性。

(5)對教學內容有解釋咨詢能力。

(6)能診斷學生錯誤，分析原因并采取糾正措施。

(7)能評價學生的學習行為。

(8)能評價教師的教學行為。

不難看出，ICAI與傳統的CAI相比，更加符合教育教學的規律，切合學生的認知習慣，具有明顯的優越性。

3.5 ICAI的結構

ICAI主要由三個模塊組成:專家系統模塊、教師模塊和學生模塊。

(1)知識庫

知識庫是實現知識推理與專家系統的基礎，而建造知識庫的前提則是要解決知識的形式化，人工智能技術在教育中的應用表示以及知識的訪問與調用問題。因此，知識的表示與訪問是人工智能的核心技術之一，也是將AI引入教育領域必須首先解決的一個難題。

ICAI中的資源庫應該包括以下一些內容:

①多媒體素材庫:包括所要呈現的知識的一些素材，包括:文本、圖像、聲音、動畫及數字影象等多媒體教學資源。這些用于多媒體數據庫管理，便于分類、增刪、修改及查詢等操作。

②教學內容庫:教學內容庫用于存放教學內容，包括領域知識庫(含輔助知識庫、提示幫助庫、練習題庫，和測試題庫)。這些教學內容，包括習題和試題分章、節、課及知識點等有序存貯。供專家決策系統調用。

(2)學生模塊

學生模塊主要包括以下三個模塊:學生登陸模塊、學生水平評價模塊和學生監督模塊。

①學生登陸模塊:利用該模塊主要用于學生使用ICAI時登錄，第一次登錄時學生輸人姓名、性別、年齡、學歷等相關信息，然后對學生進行詢問，選擇合適的測驗題對學生進行初測推薦學習計劃。當再次登錄時，系統根據保存的信息安排合適的學習內容。

②學生水平評價模塊:學生水平測試模塊用于評價某一教學單元學習完后測試成績。通過測試等因素分析，可以比較確切地了解學生的具體情況，從而制定出合理的教學策略和教學過程

③學習監測模塊:學習檢側模塊用于監測記錄學生的日常學習情況，記錄學生學習某教學單元時的參數值，并記錄在學生檔案中。包括:學生目前學習單元號；學習方式；正常學習、練習、提前瀏覽、學后復習；學習時間；學生提示問題的類型和次數；學生本次練習出錯次數。

(3)專家決策模塊

CAI中的專家決策系統可以看作專家系統中的推理機。專家系統是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域，它是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統，它應用人工智能技術，模擬人類專家求解問題的思維過程求解領域內的各種問題，其水平可以達到甚至超過入類專家的水平。計算機中存有人類專家的知識并具有推理能力，從而可解決診斷、規劃、調度、預報、決策等要靠人類專家才能完成的任務。

成功的例子如:① DENDRL系統的性能已超過一般專家的水平，可供數百人在化學結構分析方面的使用;②MYCIN系統可以對血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢意見經正式鑒定結果，對患有細菌血液病、腦膜炎方而的診斷和提供治療方案已超過了這方面的專家。

ICAI根據學生模塊提供的學生學習情況，通過智能系統的搜索與推理，得出智能化的教學方法與教學策略，能夠較科學地評估學生的學習水平，還可以通過分析學生以往的學習興趣和學習習慣，預測學生的知識需求和常犯錯誤，動態地將不同的學習內容、學習方法與不同的學生匹配，智能地分析學生錯誤的原因，進而有針對地提出合理的教學建議、學習建議以及改進方法，既提高了學生學習的滿意度，激發了學生的學習熱情，也對教師教學提供了客觀的依據和科學的方法。

4 結束語

由此可見人工智能技術已經逐步應用于計算機輔助教學中，與教學現代化有著密切的關系。人工智能技術的發展也必將會對ICAI 的發展起到巨大推動作用。近幾年來，人工智能的研究者們嘗試著使學生脫離“輔導學習”的過程來接受新知識，而采用“通過活動進行學習”的方式。在教學的其他方面，人工智能技術還可以建立人類推理模型學習工具等諸多的運用， 展示出越來越好的實用性。隨著Internet 的發展，虛擬現實技術的廣泛應用， ICAI 也將得到進一步的完善。21 世紀的教育教學手段將是以智能化CAI 為主線，多學科、多方位發展的新技術的體現。這種手段產生了人機交互、人機共生等全新概念，使人類擴展了自己的能力，促進了教育領域方方面面的改革。

參考文獻：

[1]王萬森.人工智能原理及其應用[M].北京:電子工業出版社,2000.

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關鍵詞：智能制造；智能科學與技術；人工智能技術；機器人；實驗平臺建設

智能制造是基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節。具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。是信息技術和智能技術在裝備制造過程技術的深度融合與集成。加快推進智能制造，是我國在全球新一輪產業變革競爭背景下出臺的《中國制造2025》的主攻方向。廣東省作為國內制造大省和全球重要制造基地，也對接印發了《廣東省智能制造發展規劃（2015-2025年）》。針對廣東省制造業的創新能力、產業結構、信息化水平的缺乏競爭力的問題，大力實施創新驅動發展戰略，推動智能制造核心技術攻關和關鍵零部件研發，推進制造過程智能化升級改造，實現“制造大省”向“制造強省”轉變。創新驅動，智能化升級改造需要國際領先水平人才的引進和高等院校實戰型工程技術人才培養。我院智能科學與技術專業就是面向廣東智能產業的深度融合設置的。其專業實驗平臺的建設需要針對廣東省高端裝備、制造過程、工業產品智能化等領域的薄弱環節，以“機器智能”為方向，完善實驗教學體系、整合實驗教學資源，開設綜合性、創新性的實驗項目，培養學生實踐能力和創新意識。緊密聯系企業，針對智能制造關鍵技術協同創新。培養具有智能系統開發與設計、智能裝備的應用與工程管理能力；能在智能裝備、智能機器人、智能家居等領域從事智能系統的是開發與設計、應用于維護、運營與管理的“厚基礎、強應用、能創新”的高素質工程應用型人才。

1專業實驗平臺建設思路

面向智能制造專業實驗平臺的建設，依據《廣東省智能制造發展規劃（2015-2025年）》中發展智能裝備與系統，工業產品、制造流程智能化升級改造的任務，從智能科學與技術知識體系中提取專業發展方向的課程，建立完善專業實踐教學體系。以“機器智能”為方向建設人工智能與機器人實驗室為核心，以項目、科技競賽、緊密對接企業協同創新為手段，培養學生能夠運用工程基礎知識和專業理論知識設計工程實驗，分析實際問題的能力，培養學生查詢檢索資料文獻獲取知識的能力，培養學生能夠綜合運用自然科學知識、專業理論知識和技術手段設計系統和過程解決實際問題的能力。通過科技競賽等活動，培養學生在團隊里具有工程組織管理能力、表達能力和人際交往能力。通過與企業的合作，掌握基本創新方法，并讓學生具有追求創新的態度和意識，以培養學生的綜合素質和能力為重點。立足華軟學院電子系電子信息工程嵌入式專業、自動化專業、通信工程專業現有的平臺優勢，按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路，完善支撐體系，優化驗教學資源配置，建設一個能夠與廣東智能產業深度融合的階梯形層次化實驗平臺。

2實驗平臺建設內容

智能科學與技術專業實驗實踐平臺的建設要依據實驗教學體系的構建，突出面向智能制造工程實踐為特色，按照學生的成長需要，建立階段化、層次化、模塊化的實驗教學體系。

2.1專業實踐課程體系建設

面向智能制造的智能科學與技術專業定位是以工程應用型人才培養為目標的，是在通識教育基礎上的特色專業教育。專業課程體系的建設首先還是以培養學生具有扎實自然科學基礎知識，人文社會科學知識和外語應用能力為基礎，其次是智能科學與技術專業技術基礎課程，如數字系統與邏輯設計、數字信號處理基礎、信號與系統、電路分析與電子電路；c語言程序設計與算法分析、數據結構、數據庫與操作系統、微機原理與接口、傳感器與檢測技術等。最后是專業方向類課程，也是專業的核心課程，如制造業基礎軟件中的嵌入式軟件、工業控制系統軟件，工業機器人中人工智能技術應用和智能控制技術。主要有知識獲取模式識別；數據通信與網絡；嵌入式系統移植和驅動開發；嵌入式應用開發；人工智能與神經網絡；智能控制技術；機器人學等課程。培養學生具備計算機技術、自動控制技術、智能系統方法、傳感信息處理等技術，完成系統集成，并配合專業實踐課程體系如圖1，完成電子工藝實習、技術基礎課程、核心課程的課程設計和綜合項目實驗，并在工程應用中實施的能力。

2.2實踐教學體系建設

依據專業實踐課程體系，構建主要包括計算機基礎、電路基礎、信息與控制基礎、嵌入式技術、機器智能系統五大模塊開展不同學習階段層次化的實驗教學體系。主要包括基礎類、專業實訓類、綜合創新類。

1）基礎類實驗注重開設與課堂教學中基本理論相結合的精品實驗項目，并逐步提升基礎實驗課時的比例。從實踐中啟發引導學生牢固掌握基礎理論知識。除此之外，還要注重工作方法和學習方法的能力培養，如收集信息查找資料、制定工作計劃步驟、從基礎理論到解決實際問題的思路以及獨立學習新技術的方法和評估工作結果的方法。培養學生厚實的專業基礎知識和能力。

2）專業實訓類實驗主要以項目教學、案例教學、情景教學方式培養學生利用專業知識及方法獨立解決行業領域內的任務和問題并能夠評價結果的能力。如智能傳感應用項目，人工智能技術實驗項目，知識表示與推理項目，計算智能項目，專家系統，多智能體系統；機器人項目，如最小機電系統組成，如何完成對電機的控制；利用單軸或雙軸控制平臺實現基本搬運裝配作業。

3）綜合創新類實驗注重培養學生從理解問題域開始，獲取數據和知識、開發原型智能系統、開發完整智能系統、評估并修訂智能系統、到整合和維護智能系統六個階段構建智能系統。如開展人工智能技術在智能制造中的應用包括產品設計加工、智能生產調度、智能工藝規劃、智能機器人、智能測量等；直角坐標機器人實現碼垛搬運、多關節串聯機器人、弧焊機器人實訓等。

4）科技競賽、與企業協同創新，通過觀察記錄待智能化升級的工廠生產過程，發現定義問題、提出假設、搜集證據檢驗假設、發表結果、建構理論等實驗過程設計的能力。培養學生掌握基本創新的方法，團隊協作管理能力、表達溝通能力等。如嵌入式設計大賽、機器人大賽等科技競賽；以及針對自動化生產線的嵌入式工業控制系統設計；針對原材料制造企業的集散控制、制造絳屑成應用；針對裝備制造企業的敏捷制造、虛擬制造應用；工業機器人在汽車、電子電氣、機械加工、船舶制造、食品加工、紡織制造、輕工家電、醫藥制造等行業的應用。

2實驗教學保障

智能科學與技術實驗平臺建設以人工智能與機器人實驗室建設為核心，結合目前學院嵌入式系統實驗室、自動控制實驗室、傳感器技術實驗室、通信原理實驗室資源，儀器設備共享共建的原則，系統化籌備購置。人工智能機器人實驗室主要針對智能系統設計開發和機器人應用，基于計算機系統的人工智能技術學習應用包括人工智能技術在智能制造應用和工業機器人仿真軟件ABB Robot Studio。基于“探索者”機器人系統控制實訓箱Rino-MRZ02（包含履帶機器人、雙輪自平衡機器人、5自由度機械臂、6自由度機械臂等）

可以開展的項目有：利用啟發式算法、遺傳算法、蟻群算法等模糊數學理論對工業產品設計進行性能模擬、運動分析、功能仿真與評價；利用人工神經網絡自學習、自組織構造產品加工過程新能參數預測模型。利用模式識別、機器學習、專家系統、多智能體系統進行感知、并對環境的改變進行解讀、動作進行規劃和決策；利用專家系統、遺傳算法、模糊邏輯集中式解決生產調度多目標性、不確定性和高度復雜性的問題，尋求最優規則，提高調度的速度；利用蟻群算法、遺傳算法分布式多智能體系統進行問題分解、彼此協商、任務指派、解決沖突。

履帶機器人可開展電機控制實驗；運動控制實驗；HD軌跡控制實驗；無線通信實驗。雙輪自平衡機器人呢可開展自平衡模塊實驗；倒立擺算法實驗；雙輪載具運動實驗。6自由度雙足機器人可開展雙足運動控制實驗；步態規劃實驗；雙足平衡實驗；機構改裝實驗。5自由度機械臂可開展機械臂運動控制實驗；顏色分揀實驗。可擴展為8自由度雙足機器人、輪腿式機器人等技能提高類課程設計。

通過ABB公司的機器人仿真軟件RobotStudio進行工業機器人的基本操作、功能設置、二次開發、在線監控與編程、方案設計和驗證的學習。

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【關鍵詞】核心素養初中英語智慧課堂

一、提升學生英語核心素養的要點

1．重視英語課堂氛圍的營造

在初中英語教學中，營造良好的課堂氛圍，能夠使課堂變得更加高效，學生可以更加踴躍的加入到教學中，對于英語素養地提升有重要意義。在這個過程中，教師可以嘗試將一些較為基礎的句型加以整理，在課堂進行運用，以試探性的語言展開，如在開始上課之前，為了吸引學生的注意力，與學生聊一聊當天的天氣，提問“what　is　the　weather　like　today？”盡管這一句型在小學階段學生就已經接觸過，但是由于班級學生之間的分層，基礎的不同，難免會有一些學生反應不過來，在教學中，教師不要急于用漢語進行解釋，而是可以通過動作、實物等進行講解與闡釋，如在問天氣時指一下天空等，在一定階段實現教學課堂的全英化發展。

2．創建良好的英語學習實踐環境

在初中英語教學中，增加實踐環節，為學生創設實踐環節。實現英語學科的核心素養發展，最重要的是將其語言運用能力充分地展示出來，在課堂教學中為學生留有語言運用實踐的機會，能夠全面推動學生的成長，實現課堂教學的發展。在整個教學過程中，教師要為學生留有實踐探究的機會，如在課下組織學生進行英語黑板報、手抄報的設計與創設，以小組為單位輪流完成，在這個過程，是將英語知識以一種綜合性的形式展現出來，激發學生更多地參與其中進行學習。

二、核心素養下初中英語智慧課堂的構建策略

1．教學手段的智慧化

（1）重視微課在英語預習中的作用

在初中英語中，教師每天在預習作業的布置時，可通過將已經做好的“微課”發送給學生，使其能夠在家里完成微課的自主學習。這樣，課堂教學內容會更豐富，也會取得良好的教學效果。比如，在進行牛津版8AUnit　4How　to　make　a　fruit　salad的教學時，通過制作“微課視頻”——水果色拉的制作過程，讓學生進行自主預習，且將制作步驟羅列出來。這能夠有效地激發學生參與這門課程學習的興趣，從而在英語課堂教學中收到更好的效果。

（2）重視希沃白板5在英語課堂教學中的作用

希沃白板5屬于一種交互式的多媒體教學平臺，它主要針對信息化教學的需求而進行設計的。初中英語教師依靠希沃白板5的相關功能，可以讓英語課堂互動化與游戲化。以分組競爭的活動當作實例，能夠有效地調動學生在英語課堂中的學習積極性。筆者通過設計“找出動詞的正確過去式”活動，將學生分為兩組，并且代表分別站在兩側，且點擊落下來的動詞過去式。在該活動中，點擊正確就加10分，如果點擊錯誤就將扣除5分，在規定時間內，得分多者即為勝利。借助這樣的英語課堂競爭活動，能夠讓課堂互動性更加強烈，英語課堂也會因此而智慧與高效。（3）重視口語100在英語課后復習中的作用“口語100”是專業人工智能技術支持的智慧學習空間。其采用世界領先的智能科技來打造智能聽說教練和多項基于人工智能技術，并與認知、教育及行為心理學的教學設計相結合，促進學生提高外語的學習成績并受益終身。另外，其可以通過網上的虛擬環境、觀摩范文及互相點評來激發學生的學習熱情。

2．構建智慧化的英語教學模式

（1）重視小組合作學習等模式的應用

在初中英語教學中，小組合作學習是非常重要且效果很好的方式。在這個過程中，學生通過分組討論與自主探究，能夠培養良好的探究精神。組員在互相影響、交互式的學習策略下進行自主合作、信息互補、智慧分享和意義建構，凝聚小組合作意識，激發全體成員的學習熱情。如筆者在教授The　Taiwan　earthquake這篇課文結課時，讓學生以學習共同體的組織形式討論How　to　protect　yourself　in　an　earthquake？組內成員主動思考、積極討論、碰撞智慧，這培養了學生的自主與合作學習能力，學習效果十分理想。

（2）尊重學生的主體地位

在課堂教學中，學生是學習的主體，而且，學生只有在積極主動參與課堂時，知識與能力的轉化才能得以實現。為讓學生更好的掌握教學內容，教師不但要準確分析教學內容及教學目標，選擇合適的教學手段，合理設計教學策略，還要從學生已有知識結構探索，引導學生循序漸進的進行學習，激發學生學習的主動性。