人工智能下的創新教育范文

時間:2023-10-31 18:00:54

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人工智能下的創新教育

篇1

>> 多媒體網絡英語教學多元化創新教學模式的探究與實踐 中職數學多元化創新教學舉隅 淺談人工智能自動化技術的發展 小學體育多元化模式教學 人工智能加速商業化 國際化視野下的企業多元化 高校多元化考核模式的創新與實踐 關于實踐教學中多元化創新模式的若干探討 面向實踐與創新能力培養的程序語言多元化教學模式探索 基于創新能力培養的多元化課堂教學模式研究 創設多元化教學模式激發學生創新意識 創新多元化高職入學教育模式 建設模式多元化 人工智能時代下營銷活動的智能化 高校油畫教學的多元化教學模式探討 鋼琴教學中多元化教學模式的應用 天津大學:協同多元化教育資源培養能源動力類國際化高素質創新型人才的熔煉模式 《商務談判》多元化教學模式的構建 淺析中學體育教學模式的多元化發展 高中政治的多元化教學模式探討 常見問題解答 當前所在位置:.

[7] Russell S, Norvig P. Artificial intelligence: A Modern Approach[M]. 3rd ed. Edinburgh: Pearson Education Limited, 2014.

[8] 跽蛑甘: 全球人工智能發展報告2016[R]. 嘉興: 烏鎮智庫和網易科技, 2016.

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[14] Winston P H. Artificial intelligence[M]. 3rd ed. Edinburgh: Pearson Education Limited, 1992.

篇2

關鍵詞:人工智能,基礎教育,專業發展

一、前言

人工智能(Arti?cialIntelligence,簡稱AI)快速發展,在一定程度上促進了人們的思維方式、人際互動模式以及學習和教學方式的改變,我國教育部門不斷重視AI技術在基礎教育領域中的融合,以更好地促進中小學生的個性化發展。AI視域下,教師的工作環境將會越來越智慧化,智能閱卷、智能授課和智能評估逐漸成為可能,教師可以根據學生的學習進度和學習特征,有針對性地對學生開展個性化指導。同時,學生在課堂上也可以更熟練的使用平板電腦而不是手抄本進行交流。目前,AI技術已經成為教育系統性變革的內生變量,不斷推動著教育模式的變革、教育理念的更新以及教育體系的重構,基礎教育信息化進入了創新發展的2.0時代[1]。雖然我國AI教育發展水平落后于國際先進水平,尚未在在中小學教育中普及應用,但是我國教育部門已經制定和出臺了相關政策,以推動基礎教育和AI的不斷融合和發展,可以預見,AI技術必將為基礎教育發展賦予越來越強大的智慧支撐,推動基礎教育現代化。

二、AI教育時代中小學教師面臨的挑戰

面對以AI為核心的信息技術,如何更好的促進學生發展,從適應到引領轉變,實現自身的突破性發展,是教育工作者必須深思的問題。AI技術在一定程度上提高了教學水平和教學質量,但是在教師層面還是存在一些問題,使AI技術與基礎教育在融合過程中面臨一系列的挑戰。1.與AI教育相配套的教學方法創新性不足AI教育作為一個高度依賴技術的跨學科領域,AI應用程序可以在一定程度上扮演教師的角色,觀察學生的學習過程,分析他們的學習表現,并根據他們的需求為他們提供即時幫助。此外,了解AI技術的能力和特點,教師可以在課堂上采用合適的AI應用程序來提高學生的學習成績、動機或參與度。新技術影響了教育體制和教學手段,在這樣的背景下,教師在使用新技術時要關注教育主體、尊重教育主體,而不能秉持以往舊的認識。但是在現實教學中仍存在盲目學習的典型問題,教師未能針對學生的個性特征而進行因材施教,學生在學習的過程中存在“一刀切”的現象,而不是被個性化對待。2.AI師資力量薄弱AI教育屬于多學科交叉領域,教師一方面要具備心理學、教育學和信息技術等各學科相關知識,另一方面要將這些知識進行整合和運用。目前雖然學生的學習意愿強烈,但是從當前AI的師資來看,具有AI學識的師資力量十分薄弱,教師普遍缺乏完整而系統講授AI課程的能力和知識,部分教師簡單地將AI教育視作機器人教育﹑編程教育、計算機輔助教學等,個別中小學的AI教師是由其他學科教師來兼任,此外,AI教師編制不足、師資質量不均衡也是突出的問題。教師師資隊伍建設是改善AI教學質量的關鍵。3.教師培訓缺乏針對性目前教師已了解到AI在教學方面發揮的積極作用,并認可AI對教學的促進作用,但大部分教師都是停留在簡單的意識層面,在教學實踐中并未真正去落實。雖然存在以上問題,但是大部分AI教育教師沒有接受專業培訓,在講授AI知識時,缺乏深入性,只能浮于表面,有違學科初衷。4.實施路徑單一AI教育作為新興學科,是基于時代最新技術的教育,要求教師在專業發展過程中,一方面要注重掌握各學科知識,另一方面更要注重教師專業發展的實踐性和情境性,強調學生在學習過程中的參與和體驗。但是目前中小學AI教育實施路徑比較單一,在課程設計上,教師主要停留在傳統的信息技術與教學設計層面,學生在課堂學習和實踐中難以系統而深入掌握AI的技術、方法和基本理念。在教授形式上,主要采用課堂教學的方式對AI知識進行講解,而學生實踐和體驗的機會相對較少。

三、AI視域下中小學教師發展路徑

中小學教師如何更好適應AI時代,更好的構建AI教育生態體系,以促進AI與基礎教育的深度融合,主要有以下路徑:1.培養信息素養信息素養的本質是全球信息化,人們需要具備的一種能力。面對AI技術的迅速發展,中小學教師應注重信息素養的培養,信息素養主要包括兩方面內容,即信息技術素養和信息意識素養。在信息技術素養方面,中小學教師應呈現趣味性強的教學課件、流暢的運用多媒體、及時反饋學生的問題等調動學生的積極性,以激發學生各科的學習興趣,培養良好的學習習慣。此外,中小學教師要保持對新技術的敏感性。信息意識素養是信息素養中的觀念性成分,是教師對信息的態度、認識層面的關鍵要素,是信息素養的重要組成部分。中小學教師在信息意識層面,要積極接受新興技術帶來的學習和教學方式的改變,決定性意義轉變的前提是更新觀念。2.提升職業道德素養恪守職業道德:傳道、授業、解惑是中小學教師的主要職責。隨著AI與教育的融合,智能平板等設備可以在一定程度上代替教師講授知識、解疑答難和閱卷評分,AI在得到科學利用的前提下,可以成為師生的強大助手,從而大幅提升教與學的效率。教師應積極面對AI技術給教育帶來的便利,提高自身的自主學習能力和創造力,同時注重培養學生思維的創新性,呵護學生的好奇心和求知欲,鼓勵學生發現和解決問題。引導學生樹立正確價值觀、道德觀和法治觀:如今AI技術迅速進入中小學生的課堂教學,深刻改變著學生的學習模式和師生互動模式,一方面教師要充分將AI技術有效整合到課堂,另一方面也要正視AI的使用邊界,AI技術快速發展有可能帶來倫理風險。在中小學階段不乏這樣的例子,有些學生利用課堂上學到的編程知識去充當黑客,或者產生網絡成癮行為,以上學生的偏差行為已經觸及價值觀的層面,對自身的身心健康產生不利影響。因此,面對AI技術的迅猛發展,教師要有效的應對信息技術帶來的倫理挑戰,深入研究思考并引導學生樹立正確的價值觀、道德觀和法治觀,提升學生的誠信意識和社會信用水平。3.更新教育教學觀念改變傳統單一教學模式:隨著AI技術的發展,互聯網、大數據分析、智能化推送等教育產品層出不窮,如果不能科學利用這些技術產品營造適合學生成長的教學生態環境,技術將無法真正促進學生學習效果和教師教學水平的提升。AI視域下,教師要接受并適應智能技術給教育帶來的變化,轉變傳統教育觀念和教師角色,同時,教師在教學中應考慮學生的認知發展的階段性特征,適時了解學生的學習風格和學習策略及學習中遇到的學習障礙,利用多樣的教學活動和教學過程將知識獲取和能力培養結合起來,促進學生認知和非認知能力的發展,最終實現學生的全面和個性化發展。課堂教學中,教師應改變“灌輸式”“注入式”等單一的教學模式,充分利用AI技術實現教學方法多樣化,活躍課堂氛圍,提高課堂效率,樹立教學、體驗和實踐相結合的教學觀,提升學生的動手能力,中小學AI教育在實施路徑方面應該多元化,實現認知、實踐和體驗的有機結合。此外,教師要看到學生的不同進度和情感需求,借助于AI技術,根據學生的發展節奏制定不同的學習計劃,做到因材施教,為每一位學生成長提供學伴式幫助。注重培養線上和線下相結合的自主學習能力:AI視域下信息技術與基礎教育的融合,網絡在線平臺為教師提供了豐富的學習資源,教師要更新自身舊的知識框架,進而不斷提高自身的知識體系。針對目前存在的教師培訓缺乏針對性的現狀,教師可以加強線上自主學習,學習教學中常用的AI技術和程序。首先,線上學習過程中,面對網絡和AI應用提供的多種類別的學習內容,教師要根據所教學科和所任學段的學生發展特點,選擇恰當的教學內容,以便信息技術可以更充分地服務于教學,從而提高教學水平。其次,教師在注重線上學習的同時,也要注重線下學習,教師在教學中可以組織課前、課后的學習討論小組,就教學中遇到的問題進行面對面的溝通與交流。

四、結語

AI技術的迅速發展,給基礎教育帶來便利的同時也必然會帶來較大的沖擊與挑戰,AI視域下,中小學教師應該以積極的心態去面對機遇和挑戰,搶抓機遇、迎難而上,努力培養自身信息素養,提升職業道德素養,更新教育教學觀念,在人與機器日益激烈的競爭中獲得主導地位,在基礎教育改革發展浪潮中實現跨越式自我發展。

參考文獻:

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關鍵詞:電氣;設備;智能化;系統

1引言

邁入二十一世紀以來,隨著科技水平的不斷進步,我國在電氣領域也得到了巨大發展,不管是在質量上,還是在數量上,我國都得到了實質性的進展和突破。本著與時俱進的精神,電氣行業的發展也緊跟時代的脈搏,緊緊圍繞互聯網技術和其他先進的科學技術的發展,形成了具有自身特色的發展模式。而與尤為突出的就是人工智能這一方面。人工智能技術在電氣自動化控制方面的廣泛運用,使得許多工作和研究中的疑難問題得到了很好的解決,同時也使得工作效率得到了很大的提高。

2智能化概述

既然說到智能化,那就顯然我們來了解一下,什么是智能化!智能化屬于計算機科學的分支,又常常被稱為人工智能,其所表達的是對人的意識或思維的相關信息過程進行模擬。在智能化或說是人工智能的研究領域包括許多方面,比如圖像識別技術、語音識別技術、智能機器人等等。而按人工智能化程度的強弱,可大致分為強人工智能和弱人工智能,所謂的強人工智能就是指具有自主意識能夠真正做到自主解決問題和推理的設備或機器人,而弱人工智能則是沒有自主意識的設備和機器人。在生活中,弱人工智能較為常見。人工智能能夠被廣泛運用于各個領域,自然有其所特有的優勢。對于人工智能其特點有以下幾點:第一,促進社會經濟效益的提升。因為人工智能領域的發展,許許多多新的相關領域和產業也隨之誕生。同時智能化技術的不斷突破也使得傳統行業和領域得到了改進和升級,從而進一步促使了社會產業結構的調整升級。智能化技術在其他行業的運用大大提高了該行業的生產效率和生產能力,以及生產質量。所以,總結一下就是智能化技術的不斷進步能夠促進社會經濟效益的提升。第二,促進相關科學技術和領域的發展。隨著人工智能技術的誕生和發展,隨之而來的則是一場全新的技術革命。智能化技術給某些領域的科學研究來說有一定程度的沖擊,其中就比如自然科學領域的一些研究。而在電氣工程領域由于智能化技術的引入,使得電氣工程的科學研究理念發生了改變,同時也使電氣工程的相關研究更具有價值。第三,改變了人們的生活模式。隨著智能化技術在各領域的應用越來越成熟,人們的生活模式也在慢慢的發生改變。生活中智能化的設備和一些智能化的體驗,讓人們切切實實地體驗到了智能化技術所帶來的便利。同時也對智能化技術期盼也越來越多。

3智能化技術在電氣工程領域的應用

將智能化技術引入電氣工程自動化控制設備后系統中大大提高了,設備和系統的工作效率和工作質量。比如由于智能化技術的引入,使得換熱站的自動化控制程度得到了提高,目前已實現了無人值守的目標。下面我們將從系統的智能感知,記憶存儲,自動調控和自我決策這幾個方面來說明智能化技術在電氣工程領域應用的具體意義。

(1)系統的智能感知

所謂的智能感知就是對外部世界的感知,并獲取外界信息的能力。智能感知是智能化技術的重要組成部分。智能感知系統的設立有利于電氣自動化系統對系統操作形式和數據分布的感知,對系統實現遠程化、無人化和自我感知的能力有很大幫助。其實自我感知系統是智能化和信息化相結合的應用。比如在換熱站中,自動化換熱設備通過相應的傳感器,對溫度、設備的運行狀態進行感知,而后將相關數據進行初步的處理之后,再將數據傳送到相應的計算機終端,而后根據計算機對數據的分析結果,通過信息技術和自動化控制技術對自動化換熱設備進行相關操作。

(2)系統的記憶存儲

電氣自動化系統對外部信息、操作數據以及其他相關數據的存儲是十分重要的。在智能化電氣自動化系統中,一般是由智能化終端對以上所說的相關數據進行存儲的,除此之外,智能化終端還會對數據和信息進行一定的分析處理和計算整合。所以根據智能化終端的數據,我們可以找到數據之間的差異,從而改進設備的相關操作。同時在智能化終端還能在設備出現故障時,根據設備故障的原因對設備故障處理的相關操作進行相關的記憶存儲,從而使設備的在遇到該類故障時可以實現自行處理的功能。

(3)系統的自動調控

所謂的自動調控就是根據外界變化的環境不斷的進行自我調整,從而來適應變化的環境。反應在智能化技術中就是根據外部環境的變化,不斷的對系統的相關操作數據進行調整,從而來實現電氣工程的自適應。比如溫度控制,在智能控制系統中,機械設備在運行過程中會產生熱量其運行過程中溫度升高,而智能系統在感知其溫度升高后會自動調度設備中的散熱裝置對其進行散熱,從而確保設備運行在正常的溫度,而在其溫度下降到一定范圍,系統則會自動關閉散熱裝置。

(4)系統的自我決策

從上面我們不難看出,智能控制系統可以根據外界的相關變化做出相應的動作,所以從一定程度上來說,智能控制系統具有一定的自我決策的能力。而在電氣自動化控制中,智能化技術作用最為突顯的地方就是智能診斷。我們的電氣自動化設備不可能是不出現任何故障的。而在電氣設備出現故障時,智能化技術能夠很快的發現故障的源頭,并及時的對故障原因進行分析,而后進行自我決策并做出相應操作處理。

4結語

電氣工程自動化控制系統的智能化是電氣領域未來的發展方向,而智能化技術由于信息技術結合得十分緊密。所以在實現電氣工程自動化控制智能化的過程中,就是將信息化和智能化緊密結合得應用在電氣領域。通過計算機或其他信息終端提高電氣設備智能化的程度,實現電氣設備的自動化故障診斷、決策和處理運行。電氣工程自動化控制系統的智能化是一項長期任務需要電氣領域和相關領域的研究和工作人員的一起努力。

參考文獻:

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【關鍵詞】信息化;繼續教育;質量建設

一、信息化浪潮與繼續教育轉型發展

(一)教育活動與信息技術融合發展,是當代繼續教育發展的客觀趨勢

1965年法國教育家保羅朗格朗提出了終身教育理論,對現代教育特別是世界各國繼續教育改革影響深遠。①繼續教育作為現代教育發展的重要形態,本身就是在教育活動與信息技術結合中起步的。最初形成的以視聽技術運用為主要形式的廣播電視教育等遠程教育,就是運用信息技術開展學歷補償和職業后教育的形態。信息化浪潮的推進,帶來了教育理念、教學方式和學習模式的巨大變革,極大地豐富了繼續教育實踐。進入21世紀,互聯網飛速發展,尤其是大數據、網絡社交、云計算等廣泛應用,更加深刻地改變了人類固有的知識體系、學習方式和教育模式。新一輪信息化催生了各種信息技術在繼續教育領域的廣泛運用,信息化在其中的作用和價值更加顯現出來,對繼續教育思想與觀念、管理模式、教學內容和方法產生了變革性推動。②可以說,繼續教育與信息化有著天然的、內在的聯系,借助信息技術促進繼續教育發展,是一個規律性趨勢。

(二)加強信息化應用是我國繼續教育轉型發展的必然要求

改革開放以來,我國高校繼續教育適應經濟社會發展應運而生,伴隨現代化進程深入推進,充分發揮高校學科、人才優勢,參與構建學習型社會和終身學習體系,取得了顯著成就。進入新時期,高校繼續教育發展面臨著新的形勢和挑戰。在需求層面,國家重大戰略和區域社會經濟發展,如推進經濟高質量發展以及“一帶一路”等戰略,需要高校繼續教育提供充分的人才支撐。③在供給層面,學習型組織發展和多元類型教育融合,特別是企業大學的快速發展、職業教育集團的興起,引發繼續教育格局重組,以質量為導向的競爭日趨激烈。在政策層面,國家取消了普通高等院校成人學歷教育脫產班,逐步縮減本科院校成人學歷教育專科的招生。④高校繼續教育由學歷補償性教育轉向非學歷的素質提升教育,需要更加注重人才培養質量。可以說,高校繼續教育進入了從數量規模型向質量效益型轉型的發展時期。應對這一轉型發展,高校繼續教育要抓住信息化發展機遇,充分利用信息技術推進繼續教育模式創新,提升服務社會培養人才的能力。

(三)信息化為破解高校繼續教育矛盾問題帶來契機

近些年,我國高校繼續教育在迅猛發展,一方面推動人才培養和社會進步,但另一方面也帶來發展粗放、質量下滑的隱憂和風險。從人才培養看,我國高等院校繼續教育學生數量龐大,但是忽視內涵建設,人才目標界定不清晰、培養定位不準,教學針對性不強,課程教材缺乏特性,特別是實踐性不夠,適應性師資力量薄弱;從辦學機制看,一些高校繼續教育機構辦學力量不足,優質資源整合不夠,特色不夠鮮明,專業渠道狹窄,缺乏拓寬辦學路子的能力。從辦學管理上,監管能力不足,管不過來與管得過死問題同時存在。這些都嚴重影響了繼續教育辦學的質量與信譽。解決當前高校繼續教育中存在的突出問題,在樹立科學質量觀、深化改革的同時,必須通過加強繼續教育與信息技術的融合發展,對學習者、教師、學校等繼續教育的參與者和教學辦學各環節,進行模式再造和系統重塑。通過信息化提升發展質量,實現繼續教育健康發展。

二、信息化推進繼續教育高質量發展的著力點

當前,現代信息技術發展呈現多媒體化、網絡化、數字化和智能化趨勢。信息技術對繼續教育實踐的影響是全面的、深刻的、革命性的。隨著信息化的深度發展,高校繼續教育在內容、方法、模式以至對學習者、教育者、管理者的要求等方面,都發生了巨大變化。高校繼續教育必須準確把握信息化技術的最新發展趨勢,借助先進適用的技術、模式,形成解決方案,提高質量建設水平。

(一)移動網絡、多媒體化支持下的泛在學習

20世紀90年代以來,隨著信息技術對教育的不斷滲透,多媒體和計算機網絡等新技術被廣泛應用于教育領域,推動了泛在學習興起。泛在學習通過超鏈實現本地資源與遠程資源的無縫鏈接,學習的內容空間得到了極大擴張;利用構件化技術,即時性更新教育內容,提供全面的教育在線服務,支持按需學習、適時學習、彈性學習,為學習者提供時時、處處在線學習的場景。泛在學習呈現出學習內容海量、優質資源共享共建、學習交互性強等特點。大規模在線開放課程“慕課”(MOOC,MassiveOpenOnlineCourses),就是基于網絡教育的泛在學習典型方式,其以現代信息和網絡為技術支撐,搭建開放靈活、功能強大的教育網絡平臺,把優質資源輸送到有需要的終端,實現人人可學、時時能學、處處易學。⑤美國高等教育界將MOOC比作教育史上的一場數字海嘯,目前最有影響的美國的EdX、Udacity和Coursera三大MOOC平臺注冊人數已達上千萬數量級。繼續教育與泛在學習在學習機制上有內在契合性,值得充分借鑒運用其核心理念和技術解決方式。

(二)人工智能下的自主學習

“人工智能”(ArtificialIntelligence,AI)下的自主學習是1956年達特茅斯研討會中提出的,當時指機器模擬人的智能。經過60年的發展,人工智能發展經歷了計算智能、感知智能階段,步入認知智能階段,其內涵不斷拓展,逐步聚焦于模擬、延伸和拓展人類智能的功能。近年來,一些國家已研發應用計算機智能輔助教學系統。一些高校設立自主在線學習平臺,學習者通過平臺進行選課、課程學習、課后測評等。這實際上是人工智能下的自主學習技術在繼續教育活動中的運用。這種基于大數據的自主在線學習,可以根據數據對學生的學習情況進行評估,預測學生未來的學習表現并智能化推薦適合學習內容,讓學習者能夠從多元化的學習內容中進行自主選擇,實現學習的個性化。⑥同時,通過將信息技術、視頻、網絡和智能化平臺等因素綜合起來,搭建多重交互、合作學習、資源共享的環境和情景,對學習者持續性誘導和激勵,使其形成自我學習機制,可以激發和培養學習者的創新思維及實踐能力。

(三)大數據推動下的智能教育教學管理

伴隨著移動通訊、云計算、傳感器、物聯網等現代信息技術的快速發展,人類社會進入大數據產業化的時代,為改進繼續教育辦學機制及豐富教學內容提供了支持,對推動繼續教育教與學的對接、管理以及市場開拓,都提供了智能化手段。一方面,通過教育大數據的運用,準確分析把握學習者的特點和類型,動態地改進調整教學方案和內容,可以增強教育的針對性和有效性。⑦另一方面,通過數據化應用,實現對繼續教育要素的數據處理,可以及時、深度挖掘教育活動供給需求資源,實現市場需求分析、精準教育評價和辦學需求調研、項目開發等教育決策科學化,提升教育管理的精準化。⑧

三、運用信息化提升繼續教育質量的重點對策

信息化支撐繼續教育質量建設具有綜合性、過程性、滲透性,影響因素多元動態復雜,其中學習資源、教師、教學管理等因素至關重要。當前必須抓住主要問題,通過要素資源、平臺、機制的整合再造,提升信息化應用水平,加強質量建設,提高高校繼續教育質量。

(一)建立動態集約共享的課程資源體系

課程是教學活動的基本載體。只有課程有質量了,繼續教育才可能有質量。要結合繼續教育發展實際,利用多媒體技術,實現教學內容、網絡課程、輔助資源的信息化,創建豐富的、分布式的教學資源庫。可以發揮高校知識原創和學科優勢,建立校內優質教育資源在繼續教育與其他類型教育之間的分享平臺,通過建立優質課程資源庫、電子教室、微課等形式,促使本校優勢教學資源向繼續教育外溢。建設課程教學與應用服務有機結合的優質在線開放課程,利用信息技術提升教學水平、創新教學模式,利用翻轉課堂、混合式教學等多種方式用好優質數字資源。同時,針對繼續教育實踐性強的特點,探索互聯網條件下課程資源的共建共享,由高校與高校、企事業單位等共同建設,打造一批多元化、實用化、網絡化的課程“超市”。鼓勵通過與具備資質的企業合作、采用線上線下結合等方式,推動在線開放資源平臺建設和移動教育應用軟件研發,加快推動繼續教育服務和學習方式的變革。

(二)推進適應性信息化教學模式、形式和方法創新

積極探索遠程學習、網絡學習、移動終端學習等新型教學模式的特點和規律,實現教學方法、手段的網絡化,創建方便靈活的教學互動平臺。利用云計算、移動互聯、智能家居等新技術,實現教學和管理的移動化、多終端化,創建時時能學、處處可學的教學環境。要加快推進現代信息技術與教育教學深度融合,推進在線開放課程和虛擬仿真實驗教學建設,以提升教師信息技術應用能力為著力點,加快用信息技術改造傳統教學,提高教學水平。深入推進網絡學習空間互通,形成線上線下有機結合的網絡化泛在學習新模式。引導學校與教師依托網絡學習空間記錄學生學習過程,進行教學綜合分析,創新教學管理方式。

(三)利用信息技術優化拓展教師資源

沒有一流的師資隊伍,就沒有一流的繼續教育。當前,一些高校繼續教育缺乏充足的專業化教師,一些教師參加繼續教育時間精力不夠,校內整合資源不夠,教師對信息化手段的運用能力也不夠。高校繼續教育務必重視師資資源建設,在加大培養和引進實踐經驗豐富的高素質教師同時,還應運用現代網絡技術,拓展整合利用各方面教育資源,探索“名師課堂”“名校網絡課堂”等信息化教師教研新模式,推廣“虛擬教師”技術應用,運用虛擬化的名師、大師,豐富教育資源,激發學生的學習興趣。信息化發展促進了教育方法和手段多樣化,教師職能也發生了變化,除了傳遞知識、信息以外,更要注重引導學習者運用信息技術自主獲取知識、運用知識、創造知識。因而要加強教師自身的繼續教育,特別是通過培訓,提高駕馭信息化的教學能力,為提升教學質量提供強有力的保障。

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[關鍵詞]“互聯網+”;汽車專業;職業教育;智慧課堂;教學模式

一、引言

2012年業界首次提出“互聯網+”概念,2015年政府工作報告首次提到制訂“互聯網+”行動計劃,此后我國互聯網跨界融合迅速展開,當今互聯網創新效果深度影響各個領域。智慧課堂作為一種新型的教學形式,職業教育領域研究智慧課堂教學之風迅速興起。目前國內關于“互聯網+”背景下智慧課堂教學模式的研究仍處于初始階段,大多研究側重于智慧課堂的硬件技術實現,如智慧教室、移動終端教學工具、數字化教學平臺、虛擬仿真軟件等,搭建智慧教室或依托互聯網智能教學環境。本文將總結“互聯網+”背景下智慧課堂總體架構,建立適應高職汽車專業的智慧課堂教學模式實施構架和教學活動程序,開發“互聯網+”背景下智慧資源,探索“互聯網+”背景下多元化的動態評價體系,并進行智慧課堂教學模式的改革實踐,將移動智能終端和大數據有效融入教學過程中,鞏固專業知識,強化專業智慧技能,培養學生的創新意識以及使其養成良好的學習習慣,并促成可持續發展能力,從而對教學模式改革進行有意義的探索。

二、智慧課堂教學模式的改革路徑

(一)明確概念,確定智慧課堂教學模式結構框架

教學模式是在教學理念的指導下,為完成一定的教學目標,進行教學活動規范,具體包含教學活動結構框架與相應教學活動程序,使教學過程較為穩定,且具有與之相對應的程序和策略。其中,教學活動結構框架是宏觀上確定教學活動整體規劃,而教學活動過程主要突出教學活動的具體操作。智慧課堂教學模式有特定的邏輯步驟和操作程序,體現了職業教育現階段的教學理論思想,基本構成要素由智慧技能教學理論基礎、課堂教學目標、課堂教學程序、智慧教學輔助條件、教學評價與拓展遷移六方面組成,“六方面”既要滿足企業需求,又要實現學生的智慧技能可持續發展,并為智慧課堂教學模式實施構架的設計提供依據。

(二)探索“互聯網+”背景下智慧課堂教學模式框架

根據教學模式構成的基本要素,將智慧課堂與當前職業教育教學理念相結合,從智慧技能教學理論基礎、課堂教學目標、課堂教學程序、智慧教學輔助條件、教學評價與拓展遷移六個層面進行智慧課堂教學模式實施框架的設計。1.智慧技能教學理論基礎“互聯網+教育”是當今互聯網科技與教育領域相結合的新教育形式,隨著科學技術的不斷發展而逐漸完善。教育部2018年《教育信息化2.0行動計劃》提出現代教育技術要嵌入學習系統,建設基于互聯網的大資源,建設人工智能的思維學習環境,提升學生的信息技術素養,開啟智能教育。智慧課堂教學模式可以理解為充分利用大數據、云計算、物聯網、虛擬現實及人工智能等現代信息技術,對行業企業需求、教師需求、學生需求、學習情境進行多方位獲取,對學生學習過程進行有效記錄和分析,依托課前備課系統、多媒體教學系統、問卷和答題系統等信息化技術手段為個性化學習的開展提供智能教育支持。2.課堂教學目標智慧課堂教學目標在于以問題解決為中心,建構有意義的教學內容,注重元認知的調節,充分發揮學生的主體性、創造性,引導學生學會學習,培養學生學會求知的能力,培養學生自主發現問題、解決問題的能力,使學生養成學習反思的習慣,引導學生創造性的學習,啟迪學生的心智,最終促進學生終身學習和可持續發展。3.課堂教學程序教學活動是教學工作的基本形式,是一個為了達到一定的教學目標而進行的完整教學系統,包含師生活動全部行為,教學活動一般可以分為課前、課中和課后三個教學環節。在課前環節,要求教師依據課堂教學目標制作預習材料,結合學生特征進行分析,有針對性地進行課前設計,設計預習活動內容,資源;要求學生預習汽車相關的新結構、新材料、新工藝;然后實施自主預習活動,在線交流,實時反饋,數據呈現學生預習結果,科學應用課前預數據,適當調整課中和課后教學設計。在課中環節,教師創設情境,項目引領,問題切入,布置任務,導入新課,課堂隨測限時提交,實時點評;學生整理問題,確定問題,多屏參與互動,鞏固內化,舉一反三;課中保持師生立體化互動,持續溝通,合作探究,教與學樂在其中,在寓學于樂中培養學生的綜合職業能力。在課后環節,要求教師設置差異性學習拓展、比預習題型多樣化的課后習題,提醒學生反思,開展個性輔導;學生學習相應拓展,提出疑問,提交必做的課后作業,提交錄制的操作視頻;課后鞏固學習內容,學生之間可以互相學習,教師對此進行點評,學生在意義建構過程中形成持續深入學習的能力。4.智慧教學輔助條件(1)硬件條件。智慧教室應具備便捷、實時、可靠的電腦、平板、手機、筆記本等信息化智能移動學習終端,話筒、攝像頭等移動終端硬件采集設備,多個顯示屏幕、光傳感器等物聯網設備;智慧教室布局靈活桌椅;學生使用智能手機。能滿足多設備、大數據量的互動需求,采集相關數據,記錄存儲教室內各種互動數據與軌跡。提供生產實訓環境,智慧課堂需要對實踐教學環節進行支持,汽車類專業智慧教室,最好能配置前教室、后車間的一體化教學環境。(2)軟件條件。智慧課堂教學系統需要智能診斷、大數據、物聯網、智能現實等技術支持,支持智慧學習系統需求;結合生產崗位具體需求,設置虛實相結合的虛擬仿真實訓環境,解決個別實操設備、實踐場景等受限問題。5.教學評價在“互聯網+”背景下,充分應用人工智能、大數據等信息技術手段,探索教師、企業、學生等多元主體參與的“師生交互”動態評價體系,以便更客觀地評價學生學習的效果和教師的教學質量。把學生在線學習、在線交流、在線測驗、課堂表現、小組協作、技能操作、學習活動、行為軌跡、平時測試和期末考試等作為評價指標;借助移動工具、教學平臺、考試平臺、第三方問卷平臺、調查問卷和綜合考試等開展在線評價、面對面評價;開展學生自評、學生互評、小組評價、教師評價、企業評價和督導評價等多元評價活動;進而多元評價學生應知應會、操作技能、求知能力、分析解決問題能力、協作能力、創新能力和教師教學質量效果等。應用評價情況動態調整教學活動,促進教師開展教學改革,督促學生注重過程學習。6.拓展遷移教學中要注意學習遷移的作用,利用大數據掌握學生喜好以及對解決問題的程度,設置有關學習拓展,推介相關拓展學習內容,充分利用正遷移,消除負遷移,促進學生智慧成長和可持續發展。

(三)開發“互聯網+”背景下智慧課堂教學資源

汽車技術日新月異,為了更好地適應汽車行業崗位需求,立德樹人,要以行業需求和企業崗位工作任務為依據,對高職汽車類專業核心課程的教學內容進行重構,將“1+X”證書要求、職業資格證書標準、新技術新規范、工匠精神、創新精神融入課程中。工欲善其事,必先利其器。智慧課堂教學必須依托校企深度合作,進行產教融合,共同開發課程,建設優質教學資源。1.建教材優結構開發可及時更新的新媒體化活頁式教材,內容要注重學生能力培養。首先,緊盯汽車產業轉型升級需求,將基礎知識及先進技術融入教材,比如汽車底盤檢修課程的教材,內容選取要著重汽車底盤各系統結構原理、檢修方法,同時將汽車新能源、智能化、網聯化的新技術、工匠精神、創新精神融入教材,對于使用頻率不高的相關原理可以選擇性摒棄或設成拓展學習。其次,優化實踐教學內容,理論、實踐有效結合,促進學生融會貫通。最后,教材要能形象描述或動態演示專業設備儀器使用及汽車底盤系統檢修方法、技術規范等。2.建課程配資源校企合作培養能熟練應用“互聯網+”教學的“雙師素質”教學團隊,建設與教材同步的數字化教學資源,如講解視頻、實操視頻、三維動畫、課件、學習評價、測試題等,建設教學資源云平臺,建設優質顆粒化網絡數字資源,建設核心專業資源共享課程,保障學生課程學習興趣和主動自主在線學習的積極性,建設拓展遷移資源,多門同類課程云平臺改造整合,充分利用優質網絡教學資源和大數據,進行深度互動,通過拓展資源促進學生知識遷移及可持續發展。

三、結論

篇6

關鍵詞:智能科學;情感計算;感性工學;機器人;教材

中途分類號:G642 文獻標識碼:B

1 引言

人工情感(Artificial Emotion)是利用信息科學的手段對人類情感過程進行模擬、識別和理解,使機器能夠產生類人情感,并與人類進行自然和諧人機交互的研究領域。1981年就有人開始研究人工情感問題,但是直到1990年以后它才開始逐漸引起人們的關注,特別是近幾年,對人工情感的研究越來越受到人們的重視。1995年,美國MIT媒體實驗室的R,Picard教授提出了“情感計算(Affective Computing)”的概念,并于1997年正式出版了專著《Affective Computing》。情感計算研究就是試圖創建一種能感知、識別和理解人的情感,并能針對人的情感做出智能、靈敏、友好反應的計算機系統。日本學者Nagamachi提出了“感性工學(Kansei Engineering)”的新術語,并展開了以消費者為導向的新產品開發研究。2000年,北京科技大學的王志良教授提出了“人工心理(Artificial Psychology)”的理論,并于2007年出版了《人工心理》專著。

心理學家認為,人工情感是在人工智能理論框架下的一個質的進步,這充分表明了新世紀人工科學的多學科交叉研究,彼此互為影響的特點。人工情感必將為計算機的未來應用展現一種全新的方向。

2 學術科研背景

人工情感作為人工智能的擴展研究,已經在應用方面取得了許多進展(主要是在美國、日本和歐盟國家)。但是,由于情緒心理學理論方法的多樣性,導致人工情感理論與研究方法都不十分成熟,使得應用技術受到了很大影響。

綜合國際上關于人工情感專題研討與論述,我們將人工情感研究領域面臨的主要挑戰歸納如下:

(1)情緒心理學理論的多樣性,導致人工情感理論方法的不一致,以至于很難找到適用于信息科學的人工情感的統一理論方法。

(2)目前幾乎還沒有符合人類情感規律并適于機器實現的人工情感自動生成模型;

(3)在智能推理過程中,如何考慮情感影響的因素,實現真正意義上的擬人推理過程。

(4)目前還沒有為人工情感研究者提供完善服務的計算機仿真平臺及情感計算庫。

(5)語音情感信息處理技術和表情識別技術的不成熟,成為制約人工情感與和諧人機交互技術發展的瓶頸。

(6)如何實現多模態情感信息融合、識別與理解,實現自然和諧的人機交互平臺環境。

(7)人工情感的研究成果如何與成熟的人機交互平臺相結合。

(8)如何驗證機器情感的正確性是人工情感研究面臨的圖靈測試問題。

(9)如何從人工情緒(Artificial Emotion)走向仿真情緒(simulating Emotion)、工程情緒(Engineering Emotion),進而找到重大應用突破點,這將是一個亟待解決的問題。

針對這一學科前沿的源頭問題,進行創新性研究,解決普遍認為是人工情感的幾個困難問題,是我們未來研究面臨的主要挑戰,也是我們的機遇。

3 現實面臨的問題

2003年,北京大學智能科學系率先提出成立“智能科學與技術”本科專業,主要從事機器感知、智能機器人、智能信息處理等交叉學科的研究和教學。并于2004年在國內開始招生。隨后的幾年里,全國多所重點院校都成立了自己的“智能科學與技術”專業,并擁有了相關的碩士點、博士點以及博士后流動站。

隨著本科生、碩士生和博士生以及從事智能科學研究人員隊伍的不斷壯大,使得教材建設的問題逐漸凸顯。“智能科學與技術”專業作為最年輕也最有發展潛力的學科,還沒有自己專業系列教材,許多高校的教材大都采用計算機類、通訊類的課程,而這些教材大都處在“知識結構老化,更新緩慢”的狀態,已經不能適應該學科的發展,成為制約學科建設和教學水平提高的重要因素。教材是基本教學內容的載體,好的教材可以在教學方法上提供相應的參考,不僅為教學提供依據,還會助推本學科不斷完善,學生培養體系的逐漸規范。因此,建設新教材,使之盡快與國際接軌,已成為亟待解決的重大問題。

2007年開始,北京科技大學招收智能科學與技術專業本科生,該專業的本科生將在2009年下半年進入專業課階段學習,專業教材的建設問題已迫在眉睫。我們通過跟蹤調查北京科技大學智能科學與技術專業本科生、研究生的教育基礎、教學現狀和教學需求,結合兄弟院校的專業教學情況,深入分析我國現代化建設的人才需求和本學科的自身發展、結構特點,系統總結國內外在“智能科學與技術”專業教學改革和實踐中取得的成果和共識,進行了《人工情感》教材的編寫。

作為知識的載體,教材是按照一定的教育目標和教學規律組織起來的科學知識系統。從教材的構思到教材的最終出版,一般科學的方法總共需要經歷如下幾個步驟,如圖1所示:

(1)教材構思、大綱制定:這一階段主要是集思廣益,根據教材所面對的受眾群體,大概劃定教材所要包含的內容,反復討論并修改大綱,根據教材內容劃分章節,制定章節標題。

(2)拓展思路、廣搜資料:這一階段主要是組織參編人員搜集第一手資料,整理素材,逐漸使材料規范化、書面化。

(3)分工明確、力求完善:這一階段要組織好參編人員,做到各司其職,各負其責,把各人負責的章節按照事先的規劃,將理論知識、應用實例、習題及答案補充完整。

(4)精益求精、查漏補缺:把已經初步完成的教材送給相關教師及同學,讓他們以初學者的身份,以局外人的眼光反復閱讀,提出意見。經過反復修改,書稿基本成型,添加上必要的前沿、提要和縮略語。

(5)課堂實踐、反復審校:初步形成的教材講義,必須要經過課堂教學的不斷實踐,并根據教學心得和課堂反饋意見反復修改。最后,拿給出版社審校,幾經修改方可出版。

4 教材規劃與內容安排

依據上述思路,自2003年起,結合我校研究生課程“人工心理和情感計算”的教學實踐,在研究生講義的基礎上,我們著手“人工情感”研究生教材的資料收集、整理以及章節、內容安排,目前,該教材的終稿已交付并將在機械工業出版社出版。通過多年的教學實踐,根據學生現狀及教學效果,不斷調整教材內容,以“適應性、實用性”為宗旨,定位于普通高校智能科學與技術專業研究生學生,以素質教育為需求,注重培養學生科研及創新能力, 提高學生的科學素養。

全書共分為9章:

第1章較詳細地介紹了情緒心理學、情緒生理學、情緒社會學的基本理論及相關研究歷程,總結了腦科學研究在情感計算中的作用及色彩與心理學之間的相互關系。

第2章介紹了情緒的空間描述及維度化理論,總結了幾種比較典型的情緒維度空間理論及國外科研工作者提出的人類情感數學模型。

第3章闡述了用數學方法描述情緒的重要性,給出了幾種典型的人工情感建模方法,展示了情感建模的發展狀況及前沿研究。

第4章結合實際應用,介紹了幾種情感建模方法,并給出了應用實例,有助于學習者理論聯系實際,對人工情感的研究與發展樹立起明確的目標。

第5章結合現代遠程教育發展狀況,提出了把遠程學員的情感數字化方法,建立起情感模型,并應用到遠程教育系統,取得了不錯的效果。

第6章主要講述了人臉識別系統的構成、實現方法,是一個應用性很強的人臉識別設計范例。

第7章詳細介紹了表情識別系統的設計實現,詳細講解了特征點定位、提取方法以及基于SVM的表情分類器的設計。

第8章主要講述了網絡游戲中的情感數字化,闡述了人工情感在游戲設計中的應用。

第9章詳細介紹了情感機器人的發展狀況、設計及實現方法,并對人工情感在智能機器人的應用作了相應的闡述。

本教材在寫法上盡量做到深入淺出、通俗易懂、簡潔明了,編寫過程中遵守了以下三點原則:

(1)全面性與計劃性相結合

人工情感理論和應用研究,還是一個嶄新領域,還有很多疑難問題沒有解決,發展得不夠成熟,所以在編寫教材的過程中,我們盡量做到知識的全面性,從基礎理論到熱門方向的研究,都作了較為詳細的介紹。同時,也考慮到系列教材的出版,在內容安排上,兼顧其他教材,做到統籌安排。

(2)基礎知識與專業技術相結合

智能科學與技術專業的學生執行的是工科學生的培養計劃,在心理學基礎理論方面比較欠缺,因此本教材前四章以拋磚引玉的方式介紹了有關心理學、腦科學、計算數學的基礎知識,并在后面幾章中結合工科學生的專業技術,結合應用實例展開內容。

(3)理論知識與實踐相結合

本教材在內容安排上注重理論與實際應用并重的原則,在理論闡述的基礎上,對相關研究進行了應用舉例,對初學者或者初涉此領域的研究者,都能起到很好的引導和啟發作用,增強了學習者的學習動力,提高了他們的學習興趣。

5 教學并舉與科研相濟

教材講義已于2008年12月交付機械工業出版社,雖然目前還未出版,但教材的初稿已多次作為我校研究生“人工心理與情感計算”課程的講稿,學生使用后普遍反映良好,認為教材充分體現了學科交叉的特點,融合了心理學、信息科學和智能科學的相關理論、算法思想和應用實例,并進行了相應的概括歸納,以簡潔實用的方式呈現給讀者,具有易讀、易懂性,而且實例豐富,非常實用,并且就講義中存在的問題,提出了寶貴的意見。

在完成了本版教材的編寫工作的基礎上,為達到教學并舉,科研相濟,經過多年的努力,我們已經建立了系列情感機器人系統實驗平臺(前文詳細介紹),如圖2情感機器人系統實驗平臺外形。這是一個多模態信息融合的實驗平臺,具有視頻獲取、聲源定位、多路觸摸傳感、熱釋電感應及觸摸屏選擇等多通道輸入,可以通過語音、動作、光電、圖片等形式表達感情。該情感機器人采用開放式平臺,能夠為學生提供多種人工情感理論和模型的驗證實驗。圖3為該情感機器人的系統體系結構。

6 展望未來

“智能科學與技術”專業在國內才剛剛起步,是一個全新的學科,各個學校都有自己的特色。目前來看,在學科建設方面制定一個普適的方案是不現實的。而特色課程恰恰是新學科區別與相關學科的重要標志,也是各個大學百花齊放的陣地。

篇7

 

1 智能系·信科院

 

智能科技系是2002年9月初正式成立的,它完全根植于北人信息科學中心,末作增擴。后者的簡稱——“信息中心”——雖然易與“計算中心”或“情報資料中心”混淆,卻是上世紀八十年代中期北大一些有識之士倡議建立的第一個多學科交叉研究中心。它以數學系、無線電f電子學)系和計算機系為主,聯合心理學、中文、遙感等共十個系所而組成,宗旨是開展多學科交叉研究,充分發揮北大的綜合優勢。即使放在二十余年后的今天來看,這樣的舉措也是頗有前瞻性和魄力的。在此基礎上,北大很快于1986年建立了第一個國家重點實驗室。就是這樣人數不多的一個機構,先后出過三名院士和一名北大常務副校長。以指紋識別為代表的研究成果進入國際先進行列,在國內得到廣泛應用。

 

2003年9月10日,北京大學最大的學院——信息科學技術學院——成立。它包括計算機、電子學、微電子學和智能科學四個系,有十二個(研究)所和中心,兩個國家重點實驗室和若干部門實驗室。系是教學單位,所和中心是研究實體。從此,智能科學系(暨信息中心、國家實驗室三位一體)翻開了新的一頁。

 

2 專業增列·學會指導

 

成立智能科學系除了要順應北大“系并院”的潮流,也是完善作為學校基本建制單位所必備的。何新貴院士為系取了名稱,如今許多學校也大都采用這樣的稱謂。查紅彬教授擔任系主任,筆者是主管學科建設和教學的副主任,具體參與負責各項相關工作。創辦國內第一個智能科學與技術本科專業也是我們這一班人繼承傳統的首要任務。事實上,早在一年多前,大家就進行了醞釀,特別是中國人工智能學會教育工作委員會多次組織的相關研討,成為重要的準備基礎。

 

北大是一級學科下自主增設、增列學科專業的學校。系領導上任伊始第一件事就是要在當年申辦智能本科專業,而且志在必得。為此,我們在前期制定了詳細的步驟計劃,進行了深入調研和各項準備工作。我們起草完成了所需的各項材料(人才需求論證、專業建設規劃和適應培養目標的教學計劃與課程設置方案、教師教輔隊伍和基本辦學條件說明以及國內外背景對比材料等),中國人工智能學會涂序彥等學者對此進行了專家論證,協助完成了論證報告。這些工作就緒后,我們在2003年10月下旬向學校主管副校長、教務部負責領導和學院領導做了匯報說明,并于10月30日正式提交申請材料。經學校的學部討論通過,校教務部審核和校教學科研工作委員會論證(由于是國家公布專業目錄外者),再經校學術委員會審議,報校長辦公會批準,最后于12月15日前順利完成了全部程序,報教育部備案。2004年初,教育部正式批復并公布了北京大學“智能科學與技術”新的本科招生專業。這個專業名稱是查紅彬教授建議的,日后成為教育部批復新申辦學校的統一提法。

 

由于“智能科學與技術”未在國家公布的專業目錄中,因此是增列而非設置,北京大學將其置于計算機科學與技術一級學科之下。由于北大歷來嚴格控制招生規模,我們的30名招生計劃是由信息學院其他三個系從原有計劃分配名額中擠出來的。新專業的計劃發展規模最終為50名。

 

3 教學計劃·四校會議

 

智能科學系雖然成功地創建了國內第一個“智能科學技術本科”專業,但也面臨著許多挑戰。首先是缺乏本科教學的經驗。盡管信息中心前身具有北大最早的碩士點、博士點和博士后流動站,研究生培養己歷十余年,但一直實施科研主導體制,未曾從事過本科教學。師資隊伍擴充快,新進年輕博士比例大,而真正有過本科教學經歷者寥寥無幾。此外,信息學院成立后開始調整教學計劃,制定了一年級統一課程內容,新生是按學院統一招進來,第一年共同學習,后三年才分專業培養。我們雖然為申辦專業制定了一套課程計劃,但因不兼容學院的統一規劃而未能第一次通過學院教學指導委員會的審核。為此,我們組織學院經驗豐富的老教授,為本系青年教師進行教學培訓,聽取學院主管負責領導和幾位多年從事本科教學管理的老系主任對教學計劃的修訂意見。

 

通過幾個月的努力,我們完善了智能科學系的課程體系,并最終通過學院教學指導委員會的審核。這個教學計劃具有幾個特點:一個大基礎——以學院的數、理和信息類為主,強調寬厚扎實;三個核心課程群作為專業理論基礎,包括智能基礎課程群(智能科學技術導論、人工智能、腦與認知科學、信息論、信號與系統)、機器感知課程群(生物信息處理、圖像處理、數字信號處理、模式識別)和計算智能與知識發現課程群(智能信息處理、機器學習、數據挖掘、計算智能等),以及兩門實驗(機器感知和機器智能)和其他各種選修課。四年學分150分,其中必修88學分(包括全校公選26學分、大類平臺20學分、學院要求的13學分、專業必修29學分),專業選修56學分(含專業課44學分、通選課12學分),畢業設計6學分。

 

為了更好地交流經驗,擴大本專業的影響力,2005年5月,我們發起并與第二批獲準的學校(南開、北郵、西電)在北大召開了四校研討會,圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業的建設、招生、教學計劃制定和未來發展設想等方面進行交流研討,并建立了聯系機制和網站。全國一些兄弟院校也紛紛來北大了解情況,開展座談,我們則盡可能貢獻自己的經驗,給予支持。

 

4 招生·分流

 

從2004年開始,信息科學技術學院按學院大類招生,每年接收330~340名本科生,占全校的1/9左右。學生高考排名在全校屬中上,但成績分布差異較大。與學校的其他學院(多從一個系成長為一個學院,如數、理、化、生等)相比,信息學院是由四個不同的系合并而來的,專業跨度大,因此采用一年分流的模式(上述學院為二年分流),筆者被指定負責這項工作。我們提出自愿為主、計劃為輔的方針,盡量滿足同學們的興趣志向。制定的分配計劃是:電子學系120人、計算機系110人、微電子系70人、智能科學系30人,允許有10%的調整。分流工作在大一下學期(每年4月份)進行,包括全院動員、四個系專題介紹宣傳、開放日參觀咨詢等幾個步驟,可謂熱鬧非凡,同學們可以充分了解了四個系的專業特色。

 

為了克服盲目性引發的偏差,我們建立了一個網上分流系統,在正式填報專業前,增加了摸底預填報的環節,及時反饋群體意向的分布信息,指導學生們的選擇,也便于學院掌握動向,調整措施。這種大類招生、進來一段時間后再分專業的舉措體現了北大的人文關懷。智能專業初辦,基礎條件差,缺乏畢業生記錄的宣傳說明,與學院其他三個老牌系(電子學系50年歷史、計算機和微電子系30年歷史)相比較并無優勢可言,但是我們通過扎扎實實的工作和細致有效的改進,使這個新方向日益顯現出魅力。隨著智能專業的成熟,特別是有了第一屆畢業生后,就愈加受到更多學生的喜愛。

 

選擇智能專業的人數逐年上升,2004級34人、2005級36人、2006級39人、2007級43人,目前正在進行的2008級分流達到45人。除了在信息學院內部的影響力不斷擴大,北京大學其他學院的轉系情況也開始有了可喜的變化。北大最好的元培計劃實驗班今年第一次有4名學生選擇智能專業,醫學部和光華管理學院也有申請者(本文成稿時這項工作還在進行),2008級學生肯定突破50名,我們在第五年就達到了創辦智能科學專業的規劃目標。

 

5 首屆生·班主任

 

在新辦專業中,有一項由教授擔任智能本科專業班主任的舉措。這是利用教授的學識、經驗和責任心來更好地管理呵護自己的學生,避免了年輕教師因職稱晉升等壓力可能出現的疏漏。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學們的普遍歡迎,信息學院也開始考慮推行。筆者擔任了智能專業的第一任班主任。首屆學生(2004級)有34名,他們進入北大后毅然選擇全新的智能專業是很有勇氣的,全班有11名來自北京的學生,5名女同學,這個比例迥異于整個信息學院的總體分布。

 

該班學生的年齡恰與我自己的孩子相同,我天然地熟悉他們的一般特點,也理解家長們的想法。北大信息學院的淘汰率平均是7%,每年都有20多人退學。這班學生在大一時的成績并不占優,其中有幾人處在邊緣位置,因此,我立下的最低目標就是確保所有同學不掉隊。我首先通過全班民主選舉任命了一個5人組成的班委會,這個5人機構在隨后的幾年中發揮了重要作用:其次走訪宿舍,了解每個人的情況,為了消除代溝,我努力融入同學當中,學習熟悉他們的語境和思維想法。我同多數同學家長有過接觸,從中更深入地掌握學生的性格特點,也包括尋求家長的必要配合。我與所有同學做過不止一次的個人交談,經常是在晚間,很多時候是他們主動找我,談遇到的各種困惑、自己的想法、志向等,我利用這些機會及時解決了具體問題。在學習上,我組織全班同學開展互幫互學,尤其對幾門有難度的專業課程進行“聯合攻關”。全班的“數據結構與算法”課程成績甚至超過了計算機系。

 

幾年來,全班團結互助,像一個大家庭,班委會也一再連任,得到全體擁護。到畢業時全部合格,實現了我的愿望。不僅如此,全班的學習成績在學校的綜合評估中優良率達93‰畢業設計都在良以上,有14人獲優秀,更有三名同學的畢業論文被評為學院“十佳”論文。學院的第一、三名也都出自我班。34名同學中有22名繼續保送本校讀研(其中20人仍在本系),4名同學去了大的國企和知名外企工作,8名同學出國深造,在歐、美一些名校攻讀博士,其中有一名學生同時拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在內的著名大學的全額獎學金(最后選擇MIT)。第一屆智能專業學生的良好成績極大鼓舞了我們,增強了我們辦智能專業的信心,也為以后的幾屆同學做出榜樣。

 

幾年班主任的經歷讓我深深地體會到,進入二十一世紀的大學,教書、育人同等重要。要適應新時代年輕人的特點,保持我們民族的優良傳統,把人格培養放在首位。能夠進入北大的學生都是各地的尖子,當他們聚集在這所著名學府時,首先要調整原來俯視周圍的習慣,學會平視甚至仰視其他同學,平和自己的心態,開闊胸懷,樹立人生抱負和刻苦努力的決心,這樣才能正確對待困難和挫折,才有所作為。班主任的工作往往細致入微,其實是把70%的精力用到30%的人上面。一些學生掉隊是否可以避免,關鍵看班主任的工作是否到位。

 

6 培養體系·本研貫通

 

北大是(文)理科性質的學校,“智能科學與技術”專業也是按理學設置,盡管它更強調學科交叉。從智能科學的內涵來看,我們設立的培養方向更多地是繼承自身傳統和學校的綜合優勢,突出“以人為本”的腦認知和與心理生理結合,開展機器感知(視、聽、觸)和數據轉換信息,進而發現知識的機器智能兩個方面的研究。同時,我們配合學院的教學指導規劃設置課程計劃,除了全校的公共必修課程(外語、政治和體育),還有學院的公共平臺課。第一年主要是夯實數學、物理和信息類的基礎,后三年的專業課程安排是以必修的專業基礎和機器感知與機器智能兩個方向的專業核心課程為架構。為了強調學生的動手能力,還重點建設了兩門實驗課程。此外,還利用學校的各種本科科研基金項目(包括大學生創新基金、著政基金、泰兆基金、校長基金)和各個實驗室承擔的項目來吸引學生,培養他們思考問題的能力,提高他們的研究興趣,為日后進一步深造打基礎。由于絕大多數學生都將讀研,這樣的安排無疑起到了積極作用,并成為撰寫畢業論文的基礎。我們還打通了本科高年級與研究生一年級的課程,利用各種機會舉辦研究講座,如龍星計劃、專題報告、國際人工智能遠程教學等活動,開闊學生的視野,引導研究方向,調動學生的潛質。從專業特點來看,我們的智能學科更偏向于“軟”的一側,因此也充分利用信息學院,特別是計算機系的各類教學資源來幫助扶持新辦專業的成長。

 

我們原有的博士、碩士點是計算機應用技術和信號與信息處理兩個方向,為了讓我們的培養體系更加系統,我們進行了兩年的精心準備。2007年底,我們正式向北大研究生院申請增列“智能科學與技術”碩士和博士點。經過必要的論證,最終獲得批準,及時銜接第一屆本科畢業生升研。至此,本、碩、博一以貫通,作為計算機科學與技術下的二級學科,一個完整的智能科學技術專業培養體系建立起來,從培養體制上保證了新興智能專業的順利發展。

 

7 特色專業·教學團隊

 

五年來,北京大學智能科學技術本科專業從醞釀到創辦,可謂初見成效,走過了頗具挑戰的歷程。除了確定具有特色的培養目標和方向外,還需要扎扎實實落實每一個環節,并在實踐中檢驗。本科教學迥異于研究生培養,它的計劃性、按部就班執行的嚴格性以及每堂課程的內容安排和效果評估必須一絲不茍。

 

信息學院秉承了北大的優良傳統,對這個新辦的專業給予了巨大支持和關懷,使我們能迅速成長起來。我們從一開始就有一套嚴格的課程設置審核程序、教案檢查制度和新教師上崗準入的試講考核手續。學院有一支由經驗豐富的退休教師組成的督導組,隨堂聽課評估每一位教師的講課內容、方式和教學效果,及時糾正問題。作業批改和試卷出題也都有嚴格規定。在課程體系的建設方面,信息學院打通了一年級的公共部分,深化和夯實了數理基礎。

 

在專業課程上,智能科學系提煉了三個課程群,并組織教師進行重點建設。此外還加強對學生動手能力和獨立思考解決問題能力的培養。

 

除了在專業上實施分流培養外,我們還針對北大學生的特點,在基礎課采用實驗班的A、B分級組合方式,滿足不同專業對各自基礎培養的要求。在專業課程群中,也允許不同興趣的組合選擇,充分發揮和提升學生的能力。為了更好地關懷學生順利成長,我們除規定教授擔任班主任外,還設立了本科生學術導師制,加強對學生的各種指導。智能科學系也注重師資隊伍建設,引進了一大批(半數以上)優秀的年輕教師,其中信息學院中從國外回來的教師比例是最高的,為這一新興學科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教師時,教學需求和能力成為評價的重要指標。

 

2007年,我們接受了教育部的學科評估,新辦專業得到好評。學校開始關注我們的進步,在隨后的一年中,我們一再從學校的競爭中脫穎而出,陸續獲得了國家一類特色專業、北京市一類特色專業和北京市優秀教學團隊等稱號,2008年又獲得國家級教學團隊稱號。我們的培養體系和人工智能雙語教學也分獲北京大學的教學一、二等獎。

 

8 結語·致謝

 

盡管北大年輕的“智能科學與技術”本科專業建設初見成效,但征程是漫長的,我們還會面臨更多的挑戰和問題。然而,智能科學這個本科專業方向是很有希望的,它不僅吸引了大學的新生,也在高考人群中產生著愈加重要的影響,它的健康發展需要大家共同的努力和精心培植。每所大學都有不同的特點,我們應該從學校、師資、方向、生源以及學科培養性質和目標等條件出發來建設新興專業。以上是筆者對北京大學第一個“智能科學與技術”本科專業創建歷程的回顧,希望與同行共享。

 

在專業建設過程中,許多人給予了熱情幫助和支持。這里要特別感謝北大信息學院陳徐宗教授,感謝中國人工智能學會涂序彥和王萬森教授。

 

最后引龔定庵一句名言:“但開風氣不為師”。

 

9 總結與展望

 

本文介紹了廈門大學智能科學與技術系在學科發展、科學研究和人才培養方面的基本建設情況。我們希望這些初步的工作總結能對目前正積極籌辦本專業的兄弟院校起到一定的借鑒作用。

 

“智能科學與技術”專業在我國的發展尚屬初級階段。盡管近幾年得到了國內部分高校的重視,但其發展并不是很快,且進一步發展也存在一些障礙。比如,從專業配置來看,目前智能科學與技術并非一級學科,多數學校的“智能科學與技術”專業博士培養都是依附于其他相關專業。從長遠來看,這并不利于整個學科的發展。希望通過各相關高校的廣泛交流和積極配合,“智能科學與技術”專業在國內的發展能更上一層樓。

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關鍵詞:新醫科;耳穴診治學;耳針;養生保健;實踐教學

耳穴診治學,也稱為“耳穴”“耳穴療法”“耳針療法”,在我國屬于中醫針灸的重要組成部分,多在針灸學或刺法灸法學課程中,以“耳針”章節學習,操作多由針灸醫師實施。耳穴診治療法具有簡、便、效、廉、驗等特點,具有養生保健、康復養老、軍隊航天、穿戴設備、人工智能等諸多應用場景,是一門很有發展前途且有強大的生命力的療法。中國古代較多耳穴診治記載,古埃及、古希臘及古羅馬帝國等人類的早期文明也均發現了耳穴的節育等治療作用。1956年法國PaulNogier(諾吉爾)提出形如胚胎倒影的耳穴分布圖,激起醫學界對耳針領域的研究熱潮,其運用范圍和影響力不斷增強,現已形成了亞洲、歐洲、美洲3大主要學術流派。我國率先制定的耳穴國標運行了近30年,為國內甚至國外的耳穴療法的推廣、臨床應用以及科研教學的使用起到了重要的作用。美國2020年將耳穴寫入美國退伍軍人事務部和美國國防部臨床實踐指南[1],戰場耳針也已應用于美國戰場急救處理傷員[2]。筆者調研北京中醫藥大學的碩士生在本科階段耳穴相關課程的學習,結合自身的耳穴相關的教學實踐中進行了一番探索與實踐,現將個人調研及反思歸納如下,以期為廣大教育同仁提供些許教學參考。

1耳穴課程學習的調研

筆者于2017年,調研2016級北京中醫藥大學針灸推拿學院在讀研究生,調研其在本科階段耳穴相關課程的學習情況,具體信息包括就讀年份、學時、院校、專業、課程名稱等。本次調研共收到37名學生的調研報告。37名學生主要來自2010年、2011年入學的本科生。其就讀院校主要來自:北京中醫藥大學、海南醫學院、河北大學、河北醫科大學、河南中醫藥大學、黑龍江中醫藥大學、湖北中醫藥大學、遼寧中醫藥大學、山東中醫藥大學、陜西中醫藥大學、云南中醫藥大學(原云南中醫學院)。專業分別來自:中醫學、針灸推拿學、中醫骨傷、臨床學院、中西醫結合。耳穴學習的課程名稱分別為:刺法灸法學(含輔修)、針灸學。以上不同院校、不同專業和不同的課程,耳穴相關的學時均不同。調研結果顯示:(1)相較于不同的專業,就讀針灸推拿學專業的學生學習耳穴學時最高(3.78學時),學時數長于中醫學(1.91學時)、中醫骨傷學(2學時)、中西醫結合(2學時)和臨床學院(0學時)。在臨床學院和中醫骨傷學中均有1名學生未學習過相關課程。(2)相較于不同的課程,在刺法灸法學課程的學習時長(3.60學時)長于針灸學(2學時)。無相關課程的學生有2名,均未學習耳穴的相關知識。(3)耳穴的學習內容調研發現耳穴學習的內容僅限于耳穴的分布規律,而對耳穴的診斷方法和治療各論均很少提及。(4)耳穴的課程教育未使用獨立的耳穴教材。見表1、表2。

2教學模式的實踐

耳穴診治學(原名:耳穴在養生保健中的應用)主要面向中醫學和非醫學各專業(護理學、管理學、人文、法學等)的全日制本科生,為一門相對獨立,融理論與實踐于一體,注重理論教學與臨床實踐的有機融合,培養臨床綜合能力的課程。

2.1教材

教材使用中國針灸學會耳穴診治專業委員會組織耳穴診治一線工作的教師、醫生等相關專家撰寫的國家高等中醫藥院校創新教材《耳穴診治學》[3],為可供選擇的首部系統化的官方出版的耳穴診治學教材。在此之前,教材參照《耳穴名稱與部位》《耳穴名稱與定位》和國家標準耳穴相關的操作規范《針灸技術操作規范第3部分耳針》《中醫治未病技術操作規范耳穴》等國家標準和專家的經驗集。

2.2教學內容與設計

本課程的教學學時為18學時(12學時理論+6學時實踐操作)。(1)理論部分:授課過程以教學目標為導向,在整個教學過程中圍繞教學目標展開教學活動,并以此來激發學生的學習興趣與積極性,激勵學生為實現教學目標而努力學習。具體包括應用幻燈片及多媒體視頻展示國內、外的耳穴療法的源流;借助常規的耳穴模型等教具輔助介紹耳郭表面的解剖和定位;結合國家標準GB/T13734—2008,應用標準的語言及解剖結構描述耳穴的定位,進行標準化教學;結合耳穴診治一體的特點,利用耳穴診斷儀和耳穴相關的治療儀器、圖像及視頻、臨床案例、現代研究報道等進行實證教學講解穴位主治、配穴原則、適應證、常見病的治療及常見的經驗穴及耳穴的機制研究。(2)實踐操作部分:國標耳穴及常用經驗穴的耳穴定位的標定及糾正、耳穴診斷及治療方法的實訓、社會實踐義診(視疫情情況)開展具體疾病的治療等。

2.3教學實踐思考

在教學過程中,中醫學和非醫學專業學生對耳穴的學習表現出極大興趣,尤其是非醫學專業的學生自身感覺實現自己及家人的調理保健,積極反饋見習的診治驗案。結合學生的建議,教學存在問題及擬定的修正方案:(1)課程中“耳穴的定位”部分,分別通過PPT畫圖分區、陽性反應點耳、耳郭模型教具、現場耳穴實操點穴及修正等方法進行了學習,但仍有部分學生反映穴位定位記不準。針對此問題,本部分考慮后期增加虛擬現實技術[4-6],進行VR體驗教學,研發并購置耳穴VR虛擬教學平臺軟件系統實現現代信息技術與教育教學深度融合。(2)90%的學生希望能夠增加耳穴的學習時間,了解更多疾病病種的診治,希望課程安排社區或臨床基地(因疫情原因未出校臨床),并希望能獲得結課后的隨診實訓機會。針對此問題,目前課程組擬通過增加社會實踐義診帶教的形式,進行理論教學+課堂線下實訓+學生社團義診社會實踐帶教相結合的新模式課程。(3)社會實踐的學生反饋無法跟蹤治療效果形成閉環。基于此,擬構建社會實踐大數據共享平臺,實現患者與社會實踐學生的相互交流,打造社會實踐中患者反饋的教學評價閉環,教學相長,解決目前存在的醫學生理論學習、實訓、義診和社會實踐的療效評估。在此基礎上打造社會公開課,直接面向社會、面向耳穴愛好者的社會實踐類的醫學科普課程。

3新醫科背景下的耳穴診治學的發展

為適應新一輪科技革命和產業變革的要求[7],新醫科背景下耳穴診療體系的建立需要以人工智能、大數據為代表的新一輪科技革命和產業變革為背景,醫工理文融通。耳穴診治從早期的耳穴針刺為主,發展到數十種耳郭刺激診治形式,一批不同形式的耳郭診斷治療器具設備隨之產生并不斷發展。

3.1耳穴診斷儀器的智能化

在耳穴視診設備方面,一些學者利用耳穴照片結合后期處理的方法使耳穴顏色的識別變得相對客觀準確[8,9]。基于圖像分析的耳診斷設備[9],通過AI訓練獲取每個耳穴位置點對應的圖像特征與預設的預存圖像特征進行比對分析,提高視診法的準確性;無線傳輸技術和云服務技術的結合,智能耳穴信息采集與診斷系統、耳穴診斷治療儀、簡易耳穴診療筆的出現使耳穴探穴更為先進與智能,原有的耳穴探穴裝置升級到了智能化、精準化、可視化[10-13]。近年來,運用循證醫學手段對常見疾病耳穴診斷的可靠性進行驗證的研究[14]逐漸增多,為既往的臨床發現補充了大量的科學依據,為耳穴診斷提供了更豐富的科學內涵。

3.2耳穴治療方法和成果轉化

我國已頒布國家標準及相關的操作規范,如李桂蘭等主持了國家標準《針灸技術操作規范第3部分耳針》(GB/T21709.3-2008)于2008年7月1日起正式實施。2014年劉繼洪等人承擔2014年國家中醫藥管理局中醫藥標準化項目《中醫治未病技術操作規范耳穴》(編:SATCM-2015-BZ)并從2018年11月開始實施。耳穴的治療儀器發展有了巨大的發展,除了各種耳穴貼、耳針器、耳穴按摩儀器等治療工具的不斷改進,也有更多具有針對性的耳穴治療儀器的誕生。榮培晶[15]在耳甲刺激療法的耳-迷走神經特異聯系和反射功能基礎上研制了“耳甲迷走神經刺激儀”,可應用于癲癇、抑郁等的治療曾作為中國針灸成果轉化的代表,亮相于中國國際服務貿易交易會的健康衛生專題展。

3.3耳穴診治學課程建設及教育體系繼續完善

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【關鍵詞】數字經濟;人才培養;中醫藥;外語教學

數字化的知識和信息已成為推動經濟發展的核心生產要素。發展以信息網絡為載體的數字經濟已成為國家的發展戰略,各個領域都在積極搶抓數字經濟發展這一新機遇。其中,數字經濟對于中醫藥行業的發展起到了重要作用,尤其是在后疫情時代“大健康”的理念下,為提高患者就診效率,避免交叉感染,利用數字技術所研發的在線診療、病情診斷數據化、藥類AI智能快檢技術等,呈現了行業發展的新動向以及行業人才素質的新需求。本文對外語教學如何服務于數字時代中醫藥院校人才培養這一問題進行研究,旨在為促進數字經濟全面發展,輸送復合型、創新型中醫藥人才提供一定的理論支持與借鑒。

一、數字經濟視域下中醫藥院校外語教學中人才培養面臨的問題

(一)單一的紙媒語言層面的教學亟須轉變

在傳統的外語課堂中,致力于單一的紙媒語言學層面的音形意的講解,顯然脫離了數字經濟發展對中醫藥人才的要求。首先,數字信息技術的日新月異使單一紙筆教材的媒介演化成多元媒介的數字資源,如網頁界面、視頻、社交媒體、通信方式和數字軟件。學生在日常的外語學習情境中,學習資源已轉變成各種超鏈接構成的語篇綜合體。倘若課堂教學不能打破傳統紙媒語言文字學習的局限性,便會抑制培養對象的外語學習動力。其次,單純的語言學層面的語料分析已不能包羅數字經濟時代呈現的語言信息形式的學習。教學資源需要合理安排多元功能類型的語料學習比例,例如,行業口語、網絡語言、學術語言等不同語境下的語言形式的課程設置。另外,外語通識課程與中醫藥ESP外語教學之間的脫節現象嚴重,“外語”與“專業”的銜接工作則尤為重要。最后,如何運用數字工具對信息進行檢索、處理、管理、分享和創造已成為語言學習負載的關鍵切入點。

(二)被動型、內向型培養對象亟待轉型

中醫藥學有著最為集中體現中國傳統文化的內向型特點,尤其在認知方式上更為強調“醫者意也”,講求“體悟”,即從靜觀自身、從自身的內向實踐開始而發展、形成起來的世界觀、宇宙觀與方法論。因此,這種學科特點使中醫藥專業學生較之其他專業學生,更為傾向于繼承中國傳統文化的中庸、謙虛、內向的性格表征。雖然內向型文化特點可以算是中醫藥的專業優勢,但倘若沒有進行良好引導的話,培養對象就會產生對新事物的不敏感性,從而阻礙創造力的發展。而以數字技術為代表的新的經濟形式意味著它將不可逆轉地走向包容的全球化趨勢。在全球化語境中,數字科技則是一種外向型的產物,強調“信息對話”的時速與效率。有著內向型文化價值的中醫藥專業的學生應該協同外向型數字科技發展,成為信息話語的發起者、對外交流的發動者。因此,外語教學應注重培養學生面對新的經濟模式的敏感性和快速反應能力,培養他們的國際視野、掌握最新動態、跨文化交際的能力,實現向應用型、外向型、復合型人才的轉型。

(三)學生的主體地位亟須確立

互聯網、人工智能、云計算、區塊鏈等數字技術使現實社會與虛擬空間進行了深度融合,導致了“萬物皆媒”“信息爆炸”“泛娛樂化”的多元復雜的輿論生態與媒體格局。而當今高校學生在面對如此巨大的信息體量以及極快的傳播速度,極易產生注意力碎片化、情緒浮躁化、學習功利化等問題。這就亟須教師對學生進行價值觀和專業理念的干預與指導,從而確立學生在信息技術中的主體地位。具體來說,教師應當給予學生批判性思維的訓練,當學生借助數字工具獲得歷史、社會、文化、政治、意識形態等方面的信息時,可以通過自身正確的價值觀、人生觀、世界觀進行批判性分析,成為信息技術的主人,而非信息技術的附庸。承擔著為社會輸送高素質的中醫藥人才的高校,還應該在外語教學中融入思政教育,在適應數字經濟發展的前提下,注重對學生的職業精神、社會責任感和愛國情感等培養,積極推動中醫藥文化“走出去”。

(四)教師隊伍的信息技術應用能力亟待提高

如前文所述,當今的高校學生是“網絡原住民”,他們擅用網絡資訊以及通過網絡自學,對數字媒體的交互技術駕輕就熟。然而外語教師隊伍承受著由數字經濟發展所帶來的巨大沖擊,倘若繼續以單純的語言技能講解進行教學,勢必會被時代所淘汰。要做到超越學生對數字技術的熟識,需要自身和院校共同努力,通過培訓與學習,能夠利用信息技術開展智慧課堂,跟上數字時代的步伐,滿足學生對教師的期待。另外,教授通識課程基礎外語的大部分教師多為語言類專業出身,缺乏中醫藥相關的專業知識,致使基礎外語與中醫藥專業外語無法做到有效銜接。而教授專業外語的教師缺乏對人才市場需求的前瞻性眼光。信息時代的發展既需要外語教師把學生培養成具有扎實的外語技能和跨文化交流能力的人才,教師自身還需要具有中醫藥行業與數字經濟相融合的市場前瞻性眼光。

二、數字經濟視域下中醫藥院校外語教學中人才培養的策略

(一)利用數字技術創新教學模式

數字技術為多模態資源融入外語教學提供了多樣化的物質載體。外語教學可以利用互聯網、人工智能、大數據分析與語言文化學習的有機結合,引導學生進行多模態的學習訓練,最終實現課程資源優化配置。另外,加強外語教師的數字技術融合意識,任何有助于提高教學效率的數字工具都可以應用于教學設計;學校也要積極配合與倡導,總結實踐經驗,從外語基礎和專業外語的整體規劃中將數字化教學融入課程設置和教學大綱。教師可以在課堂中利用數字技術提高學生的聽說讀寫能力,包括數字工具的使用、信息檢索和處理、在線學習等。例如,在語音方面,可以利用AI語音識別糾音技術提高學生的口語水平;在寫作方面,通過語料庫的創建、搜索、應用,輔佐學生的專業翻譯與學術寫作。通過線上學習平臺尋找優質的教學資源配合教師課堂教學,拓寬學生的眼界,提升學生的英語學習興趣。

(二)增設交互式教學方法

數字技術革新了信息傳達的方式,來自不同國家的人們都可以經由互聯網虛擬空間互動與交際,從而推動文化與經濟的全球化發展。因此,人才的對外交流能力的培養顯得尤為重要。外語教師應該促使中醫藥專業學生的內向型文化優勢與外向型數字科技協同發展,多采用任務協作和意義交流的交互式教學方法。傳統的課堂教學多采用啟發式教學法和學生互動,未能從課前、課中、課后等多階段的交互協作加以考量,因此全方位與學生交流協作的教學方法需要大力推進。例如,教師對教學任務的設計要盡可能從學生的興趣出發,多與其進行交流與互動;課堂上多鼓勵學生對利用數字工具所獲得的信息進行分小組展示和匯報;在教師評價的基礎上增設小組間互評,把學生的交際能力納入形成性評價體系;布置在線合作的互動任務,增加數字技術與合作式教學體驗;課外教師還可以通過社交軟件增設師生間的互動分享環節。

(三)貫徹思想規范與人文教育

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關鍵詞:機器人;實踐教學;創新能力;實踐能力

中圖分類號:G4

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2013)05-0151-02

1引言

創新是人類社會發展的強大推動力,實踐是創新的源泉,工程實踐是創新的基礎,沒有工程實踐能力就談不上創新能力。因此,探索創新教學改革的新思路、新方法,滿足在創新理論、創新教育方面的急需,提高學生的創新思維和能力,已經對目前教學體系改革提出了更高的要求。在高校教育教學改革過程中,培養學生的創新意識、實踐動手能力等綜合素質,已經成為當前教學改革的核心目標。我校工程訓練中心(簡稱工訓中心)從2007年開始,針對專業特點和高素質人才培養要求,在全校各個專業中不同程度地引入了機器人創新實踐教學環節,旨在培養學生創新實踐能力。本文以我校工訓中心機器人創新實踐教學為研究平臺,為學生提供機器人創新套件為實踐手段,從根本上提高了學生的創新實踐能力,全方位適應社會發展的要求。

2機器人創新實踐教學內容簡介

2.1課程目的與任務

機器人創新實踐教學是一門新的課程,它是以機器人為硬件開發平臺,通過硬件擴展和軟件開發而展開的教和學的活動。在機器人開發學習過程中,存在著軟件編程、硬件擴展和維護、人機關系等若干需要處理的任務,學生只有掌握其硬件結構、工作原理和軟件編程,才能提高它的應用能力。加強機器人教育教學內容是提高機器人應用水平的需要,也有助于為機器人創新實踐創建良好的環境,避免重模仿輕創新,避免強調固有知識的學習而忽視了學生創造性思維的培養。該實踐課程時間歷時4天,28學時,邊做邊學,學生將動手實施一系列由淺入深的項目或比賽。該課程以團隊形式運行,每小組2個學生,同時分成幾個大組。每小組擁有一套課程平臺包括機器人,創新模塊和電腦等。課程的目的:(1)系統訓練創新能力和實踐能力;(2)讓學生自主學習工科基礎知識。

2.2教學內容及過程

機器人技術是一門綜合性很強的學科,它涉及機械、數學、電子、傳感器、計算機、自動控制、通信和人工智能等學科,是光機電為一體的典型應用。機器人教學沒有統一的教材和固定的教學模式,其教學過程也是一個綜合實踐的過程。學校在工程實訓環節中增加了機器人知識內容的講解和實踐,以興趣小組的組織形式加以提高和鞏固,使學生的學習能適應未來信息發展的要求,也為原有的實驗教學模式增添了新的活力。機器人極具人性化,它的智慧和功能靠學生的程序設計來實現。通過項目制作過程中遇到的問題來設計真實和富有挑戰性的問題來引導學生思考、探究。學生在動手組裝、擴展和編程控制機器人的過程中獲取有用的知識,能夠很好地發揮學生的動手能力、協作能力和自主學習能力。教學過程中由于器材及場地的局限性,通常需要學生統籌安排、就地取材、精心設計,學習體會和構思新創意,極大地挖掘想象空間與創造力,追求設計方案的科學完美。機器人學習其實就是探究性學習,每一次上課學生們都會完成自己和教師共同討論和設計的目標,根據這一目標由學生自己進行創新性探究。創造源于最初的突發奇想,學生必須做出不斷的嘗試,不斷的調試與改善,大膽地投入新的元素,注重每一個細節,將機器人調節至最佳狀態。

2.3教學模式

要培養學生的創新能力和實踐能力,就應該建立與之相適應的課堂教學模式。在機器人教學過程中,我們運用新的教學方法、采用新的教學模式、應用新的教學手段來進行機器人課堂教學,促進了教學思想、教學過程、結構模式的根本變革,讓課堂充滿了生機和活力。經過幾年的深入實踐教學研究,探索出能充分體現師生互動思想的教學模式:創設情境歸納猜測交流驗證總結深化。

(1)創設情境。在教學過程中,教師應用現代教學手段,創設特定的情境,這特定的情境可以是問題情境,比如先給大家放一段機器人滅火的錄像,讓大家思考機器人是如何避開障礙物找到火源的,提出啟發性的問題;也可以是有利于學生對所學內容理解的虛擬情境。為了提高學生的創新意識,教師最好將創新性目標體現在創設情境中,使學生明確需要探究目標的前提下,認真觀察思考獲取感性認識,然后提出問題。

(2)歸納猜測。首先,針對提出的問題提出假設;其次,搜集關于支持假設的資料,然后進行整理和歸納;第三,獨立或合作進行探究;第四,形成自己或小組的認識或結論。教師在整個歸納猜測過程中,要為學生的探究活動提供工具和相應的幫助,運用先進的教育手段,為學生提供豐富的信息。

(3)交流驗證。各個小組派出代表口頭匯報并作對應的演示自己小組的創新作品,匯報包括作品的名稱、作用、創新點以及制作作品過程中遇到哪些問題是如何解決的等等;然后進行小組或班級交流討論,交流方式可以是口頭的,也可以通過操作演示。交流驗證過程中,要充分調動學生積極發表自己的見解,提出質疑、爭辯,最后得出問題的結論。

(4)總結深化。首先對所探究的問題進行小結;其次,積累經驗,為以后解決新的問題打下良好的基礎。心理學研究證明:人的綜合素質要想內化到個體素質中,需要經過反復訓練。教師在總結深化階段要幫助學生對所學知識內容進行梳理,使學生能夠達到較深刻的理解。教師應該根據每個學生的特點和學習水平設計不同的課題,這樣可以改變不同學習水平的學生要求整齊劃一的弊端,不僅提高各個學生的學習效果,而且會讓每位學生都具有成就感。

3能力培養目標

3.1培養學生科學研究創新能力

學生在熟悉機器人硬件后,就可以通過設計、搭建、軟件編程實現機器人的自動控制了,整個過程由學生小組成員獨立完成,這樣學生的學習就由被動轉為主動學習,從而提高了獨立分析問題和解決問題的能力。學生可以自主選擇知識,結合理論知識進行實踐操作。學生經過分析研究,可以運用多種不同的方式去設計外形各異的機器人,通過不同的算法去編程,很好地發揮個人潛能,培養了學生的策劃設計能力、實踐動手能力和綜合創新能力,為創新教育打下了良好的基礎。此外,在機器人套件搭建創新實踐環節中,從擬定需搭建項目、外形的設計、選擇需要的器材、開始搭建模型到編制驅動程序,都是學生獨立實施并完成,更加有助于培養他們獨立開展科研創新的能力。

3.2培養學生團隊協作能力

機器人搭建項目小組依靠相互協作與積極配合來完成創新作品項目,同學間互相交流和學習,有利于集思廣益,激發靈感,開闊思路,鍛煉學生個人的團隊精神和協作能力。

3.3培養學生設計作品和軟件編程能力

通過教師在上課時適當的引導,學生能夠設計出任何可以想到的機電產品或模型,通過親自動手搭建以及軟件驅動模型,達到提高學生分析問題和解決問題能力的目的。

3.4培養學生實踐動手能力

當前高校畢業的大學生普遍缺乏工程實踐動手能力。由于存在教育理念、辦學方向、培養模式等一些因素的影響,現在學生側重于理論知識的學習,而忽視實踐動手能力的培養,造成高校畢業生創新能力、實踐能力、綜合素質等達不到用人單位的標準。通過機器人實踐教學以及機器人比賽等項目的鍛煉,學生能夠從純理論的學習過渡到理論聯系實際,從而提高學生的動手實踐能力。

4機器人創新實踐教學成果

近年來,我校工訓中心推行教學改革,創立了開放性的機器人自主學習實驗教學課程體系,為學生營造了自主創新學習的良好氛圍,取得了可喜的成績。2009年1月在創新訓練課程的建設與實踐獲得“內蒙古工業大學教學成果”二等獎;2008年獲得第九屆“中國智能機器人大賽”一項一等獎、兩項二等獎;2009年第十屆“中國智能機器人大賽”中獲得一項一等獎、一項二等獎;2010年在第十一屆“中國智能機器人大賽”中,我校學生在足球、滅火、搜救、游世博、吸塵五項比賽中獲得五項一等獎;2011年在中國機器人大賽暨robocup公開賽robocup中型組項目比賽中分別獲得一、二、三等的好成績;同年11月在第十二屆“中國智能機器人大賽”中國際賽制機器人滅火比賽、國際賽制類人機器人擂臺賽等八項比賽中獲得數個一、二、三等獎的好成績;2012年中國機器人大賽robocup公開賽中獲得一、二、三等獎;連續三年參加2010、2011年、2012年亞太大學生機器人大賽,獲得了不錯的成績。通過比賽獲獎,學生們樹立了自信心,增強了團隊意識,學會了團結協作,對于交流合作的重要意義有了較深入的理解,為他們未來工作奠定了基礎。從機器人創新實驗室走出去的很多學生綜合能力得到了很好的提升,有的學生得到了保送研究生的資格,有的在參加比賽時就被企業看中,比賽完簽約的學生也有很多,找到了自己人生的目標和定位。

5結束語

機器人創新實踐教學課程通過講座、實踐、討論、參加全國性的比賽等實踐活動,系統地訓練了學生的創新能力和實踐能力;使學生對如何完成一個項目有了全面而具體的了解;實現了工科新生一開始就接觸工程知識、真實的工程問題,學生初步了解了工程師應具有的素質-知識-能力;有助于培養學生的工程意識和專業興趣,對學生盡早制定職業規劃和促成學生主動學習起到了積極的推動作用。

參考文獻

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