人工智能与教育教学范例6篇

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人工智能与教育教学范文1

关键词:职业学校 语文育人 功能

中等职业学校语文教学不仅担负起“树人”的责任,更要充分发挥语文在育人方面分功能,要求学生掌握和运用我国的语言文字,发挥语文的工具性、交际性。同时,作为中职语文教学的老师,我们还更应该培养有健全人格的学生为宗旨。培养学生的创新意识,加强创业教育和法律教育,提高中职学校学生的综合素质,培养学生敬业爱岗的职业意识,提高求索创新和适应社会不断变化的个人能力素质。

中职生大多是带着中考失败的阴影。或者中途辍学的经历来到学校,其语文素养相对较差,大多数学生认为来到职业学校就是为了学一技之长,而忽视对基础性学科的学习。对这样的学生,我们就要不断对其进行潜移默化的教育。正所谓:“语文就是生活,就是一个人,就是塑造一个人的灵魂。”语文不仅仅是教给学生语文知识,更重要的是对学生心灵的陶冶、历练。我们的语文教学就是需要用心的教学,让教师、学生的心灵相互撞击、共鸣,让语文教学不仅教书,更要育人,特别是对于我们职业学校的学生,更要发挥语文教学的育人功能。下面就结合语文教学内容,语文生活实践,语文精神及语文的思想认识探讨中职语文的育人功能。

一、中职语文教学内容应展现人文精神

教师在语文教学是应注意吸取传统文化中的精华部分,加强人文精神的渗透;在提高学生基本技能的同时,加强对学生情感、态度、意志、兴趣等非智力因素的培养,促使其个性和人格完善健康地发展。就语文的课本内容分析,学生可以从语文课本中领略朱自清的父子情深,冰心的小橘灯的通明彻亮,可以让学生认识为国尽忠为义捐躯的屈原、文天祥;可以让学生感受追求真理、献身事业的刘和珍的磅礴气势。这些与教材有关的古今中外的形象,体现了对生命的尊重,对生命价值的尊重。教学内容的人文性,使学生在学习过程中感受到了这种生命的脉动和汩汩血流的跃动,感受到这种生命价值的提示。这种极有意义的文学作品教学,体现了文学教育的美学功能,培养了学生对生命的热爱和珍惜,对人世间活生生的事物的人文关怀。阅读《登高》、《将进酒》等作品,可以让学生感悟美好的未来靠自己去奋斗。

二、注重语文实践,发展能力,开拓智力,革新课堂。

大胆改革课堂教学方法。突破语文课堂教学的传统模式,从教学过程的教师单纯知识传输,发展到师生之间的双向信息交流,构建起立体交叉的信息传递方式,呈现教师、学生、教材三位一体的信息系统中心。整个语文教学过程充满民主、平等、独立的教学氛围,这样更有利于教师因材施教,有意识、有针对性地引导学生,发挥他们各自的优势与潜能,扶植那些萌发出的特殊才能的幼芽,使学生的个性、智力得到健康发展。

我运用启发式谈话法进行教学,让学生感到亲切、热烈。改变那种教师怎样教,学生就怎样学;教师怎么讲,学生就乖乖听;教师黑板怎么写,学生笔记就照抄的以教师为中心的旧传统教学模式。还运用对比、质疑、讨论的方法引导师生共同对课文进行探究,这样上的课让学生越来越喜欢,他们都乐意上我的语文课,感到课上得有滋有味,促进了学生身心的健康发展。在上导读课时自己以声情并茂的范读来激发学生的灵感,唤起学生内心的美感反应,领会作品的意境,激发学生积极朗读的兴趣。美国心理学家布鲁纳说过:“学习最好的刺激,乃是对所学材料的兴趣。”学生有了学习的兴趣,布鲁纳又提出“要使学生对一个学科有兴趣的最好办法是使这个学科值得学习”,顺着思维发展的程序,进一步的教学要求,“使学生有新发现的感觉”,并且“把我们必须要说的东西转化成为适应学生的思想形式”。

三、文道统一,注重育人。

人工智能与教育教学范文2

关键字:人工智能;案例教学;学科分支;双语教学

中图分类号:G642 文献标识码:B

1 引言

人工智能是计算机科学的一个重要分支,是当前科学技术发展中的一门前沿科学,它的出现及所取得的成就引起了人们的高度重视,被认为是计算机发展的一个根本目标。

人工智能课程作为计算机科学与技术专业课程体系中的核心课程之一,其地位正在随着该技术的不断发展和广泛应用而得到迅速提高。目前,国内外重点大学都非常重视该门课程的教学和研究,许多重点大学都有自己独立的人工智能研究所。

本文通过多年的人工智能教学实践,对人工智能教学的方法进行了初步的实践和探索。中央民族大学在人工智能课程建设和教学过程中,针对计算机学科的发展趋势,提出摈弃传统讲、学、考模式,注重学生能力培养的措施。在教学和实践过程中,不断进行探索,既从计算机学科本科的教学理念出发,从人工智能这门学科特点出发,以计算机学科分支的角度认知人工智能,组织教材的知识架构并进行教学。用计算机学科的观点分析人工智能的基本原理与方法时,重点强调的是这些基本原理与方法与其他的计算机分支的共同点和不同点。共同点是强调计算机学科的本质,不同点是强调人工智能的本质。本文就针对我校人工智能课程教学的一些基本问题加以初步总结。

2 从计算机学科分支的角度认知人工智能

人工智能属于计算机科学分支的学科,同时又是一门涉及控制论、信息论、语言学、神经生理学、数学、哲学等多学科交叉的课程。我国高等院校计算机学科的本科教学所设置的人工智能课程一般只有40课时左右,以什么角度组织教材内容,提高教学效果,才能使学生较容易地理解和掌握人工智能的原理与技术,是我们值得探索的问题。

人工智能处理的对象是知识,知识处理则需采用知识表示。因此,若以计算机分支的角度也就是用计算机学科的观点看待人工智能,人工智能课程的教学内容应以知识为主线,以知识表示和搜索为基石进行组织。反映到实际教学中,就是人工智能的各个分支的介绍,这包括知识库系统、自然语言理解、规划、机器人等。总之,教学内容可分成两个部分,第一部分是基础理论和基本方法,包括:逻辑表示与归结推理方法、搜索原理,知识表示(包括产生式系统、语义网络、框架)、推理(包括不确定性推理、非单调推理)、机器学习。第二部分是实用技术,包括知识库系统、高级搜索、自然语言理解。

3 优化和更新教学内容、加强双语教学

人工智能作为一门新学科,在1988年前,国内外均未见有教学大纲和教材,开设本课程面临的首要问题就是确定教学内容,包括人工智能的知识表示和推理以及人工智能的应用两个部分。前者是人工智能的重要基础,后者讨论几种人工智能应用系统,包括专家系统、机器学习、自动规划和机器视觉等系统。这些内容只是给出了人工智能课程的初步框架。

随着人工智能研究的进一步深入, 到20世纪90年代中期,人工智能也从符号(逻辑)主义一枝独秀发展到符号主义、连接主义和行为主义多家争鸣的新局面, 模糊计算和神经计算作为新内容列入到人工智能课程,充实了人工智能课程的内容。进入21世纪以来,人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展,我们及时对教学内容进一步优化和更新:把人工智能分为基础部分和扩展应用部分。

在教学和实践过程中,考虑到本课程的多学科交叉性以及相关信息学科的快速发展, 在目前高校提倡双语教学的环境下,将《人工智能》教材逐步改为全英语教材,这样可以更快地掌握学科的发展动态, 掌握最先进的技术, 与国际发展趋势接轨。Nils J.Nilsson教授所著的《人工智能》教材是美国Stanford大学计算机系本科教材,该教材体系比较符合学生的认知规律,便于学生接受、理解、掌握和巩固所学知识;同时这本书内容丰富、取材新颖,适合作为该课程的英文教材。

4 注重案例教学、改革教学方法

案例教学首创于哈佛大学商学院,在经贸、管理、法学等学科领域的相关专业得到应用并取得显著绩效,然而目前工科专业还较少运用案例教学方法。人工智能的每一部分内容均包含大量概念,内容抽象,算法复杂,学生往往被动“听讲”;并且涉及很多的数理逻辑知识,有些显得难以理解,并且往往让学生感到比较枯燥,学生的学习兴趣就渐渐淡薄,难以获得预期的教学效果。鉴于这一现实问题,我们将案例教学方法引入到该课程的教学之中。

例如在逻辑推理技术和搜索技术这两方面的教学过程中,我们使用参考教材《人工智能:一种现代方法》,并利用其中基于JAVA的教学开发工具包AIMA进行案例设计和实验教学,在教学过程中结合AIMA中的案例来讲解,使比较枯燥的知识以有效、实用和具体的形式表现出来,做到理论与实践相结合。在讲解搜索技术时,以“八皇后”问题为案例,结合AIMA中的设计实现,以讲解和讨论相结合的方式,学习盲目搜索、启发式搜索等算法,使学生不仅能理解状态空间的产生方法,而且能设计算法、实现算法,提高了学生的学习兴趣和实践能力。在学习神经网络、模糊逻辑、进化计算等方面的内容时,我们主要借助于Matlab提供的相关工具箱。

5 加强教学队伍建设、改革考核方法

建立一支爱岗敬业、富有战斗力的教学队伍是出色完成教学任务和提高课程教学质量的根本保证。教学人才资源是教学的第一资源。在学校有关部门的领导和学院的支持下,我们组成一支知识结构和年龄比较合理的教师队伍。

在教师队伍的建设过程中,积极引导鼓励教师对考试方法的改革。一方面这样可以打破以往应试教育的弊病;另一方面,也可以使学生从繁重的死记硬背中解脱出来。结合这门课的特点,我们加强平时思维能力的考核,注重学生实验能力和动手能力的培养,在学习中大量采用写读书报告的形式。在此基础上加大平时成绩的比例,使得平时成绩占到总成绩的40%左右,杜绝依靠一次考试决定成绩的状况。这样,既迫使学生重视平时的学习思考,也减轻有些学生想通过考试作弊完成学习任务的侥幸心理。

人工智能与教育教学范文3

关键词:人工智能;信息素养;信息技术

中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)35-2417-02

Artificial Intelligence Education and Middle School Students Information Literacy

WU Wen-tie

(Mathematics and Computer Institute of Mianyang Normal University, Mianyang 621000, China)

Abstract: Information Literacy in the Information Age is a national basic literacy, artificial intelligence represents a cutting-edge information technology. Based on the analysis of information quality and substance of the definition on the basis of exploring the field of artificial intelligence research, as well as in education, put forward the theory of artificial intelligence and technology courses in secondary education should be in a more systematic, comprehensive Improve the information literacy of students.

Key words: artificial intelligence; information literacy; information technology

1 信息素养的定义及其内涵

“信息素养”一词最早产生于信息技术和信息产业发达的美国, 是随着现代信息社会的逐渐形成而对国民提出的一种兼跨人文和科学范畴的综合性个人素养要求的描述。随着研究的深入,人们对信息素养的认识也在不断深化。

1974年美国信息产业协会主席保罗・泽考斯基最先提出信息素养的概念, 他认为信息素养是“利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术及技能”。1992年美国图书馆协会提出:“信息素养是人能够判断何时需要信息, 并且能够对信息进行检索、评价和有效利用的能力。”同年, 道尔在《信息素养全美论坛的终结报告》中给出了一个较为全面的定义:一个具有信息素养的人, 他能够认识到精确和完整的信息是作出合理决策的基础, 他能够确定对信息的需求, 能够形成基于信息需求的问题, 能够确定潜在的信息源, 能够制定成功的检索方案, 从包括基于计算机的和其他的信息源中获取信息、评价信息、组织信息用于实际的应用, 将新的信息与原有的知识体系进行融合以及在批判性思考和问题解决过程中使用信息。

综上所述, 虽然研究人员从不同的视角界定了信息素养的定义, 但可看出, 信息素养既包括认知态度层面上的内容, 也包括技术层面、操作层面和能力层面上的内容。概括起来讲, 信息素养主要包括信息意识、信息能力和信息道德三个方面:

1) 信息意识。信息意识是信息素养的首要因素, 主要指人们对信息及其交流活动在社会中的地位、价值、功能和作用的认识, 换句话说, 就是指人们对信息的判断、捕捉的能力。信息意识的强弱将直接影响人们利用信息的程度和效果。人们只有有了信息意识,才有可能有信息的需求, 进一步去寻找信息和利用信息, 并主动学习与信息处理有关的技术。

2) 信息能力。信息能力是信息素养的重要方面, 是指人们获取信息、处理信息、利用信息、创造信息、交流信息的技术和能力。人们只有掌握一定的信息技能, 才能有效地开展各种信息活动, 有效地利用信息和创造信息, 充分发挥信息的价值, 变信息为动力和优势。

3) 信息道德。信息道德是指人们在整个信息交流活动过程中表现出来的信息道德品质。它是对信息生产者、信息加工者、信息传播者及信息使用者之间相互关系的行为进行规范的伦理准则, 是信息社会每个成员都应该自觉遵守的道德标准。

2 人工智能的研究领域

人工智能的研究领域非常广泛, 而且涉及的学科也非常多。目前,人工智能的主要研究领域包括:专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、智能决策支持系统及人工神经网络等。下面主要介绍在网络教育环境中常用的智能技术。

2.1 专家系统

所谓专家系统就是一种在相关领域中具有专家水平解题能力的智能程序系统, 它能运用该领域专家多年积累的经验与知识, 模拟人类的思维过程,求解需要专家才能解决的困难问题。

2.2 机器学习

“学习”是一个有特定目的的知识获取过程, 其内在行为是获取知识、积累经验、发现规律; 外部表现是改进性能、适应环境、实现系统的自我完善。所谓机器学习, 就是要使计算机能模拟人的学习行为, 自动地通过学习获取知识和技能, 不断改善性能, 实现自我完善。机器学习主要研究学习的机理、学习的方法以及针对相应的学习系统建立学习系统。

2.3 模式识别

所谓模式识别,是指研究一种自动技术。计算机通过运用这种技术,就可自动地或者人尽可能少干预地把待识别模式归入到相应的模式类中去。也就是说,模式识别研究的主要内容就是让计算机具有自动获取知识的能力,能识别文字、图形、图像、声音等。一般来说,模式识别需要经历模式信息采集、预处理、特征或基元抽取、模式分类等几个步骤。

2.4 人工神经网络

人工神经网络是指模拟人脑神经系统的结构和功能, 运用大量的处理部件, 由人工方式建立起来的网络系统。它是在生物神经网络研究的基础上建立起来的,是对脑神经系统的结构和功能的模拟, 具有学习能力、记忆能力、计算机能力以及智能处理功能。其中学习是神经网络的主要特征之一, 可以根据外界环境来修改自身的行为。学习的过程即是对网络进行训练的过程和不断调整它的连接权值, 以使它适应环境变化的过程。学习可分为有教师(或称有监督)学习与无教师(无监督)学习两种类型。对神经网络的研究使人们对思维和智能有了进一步的了解和认识,开辟了另一条模拟人类智能的道路。

3 人工智能技术在教育中的应用

3.1 智能搜索引擎

随着互联网站点和页面的激增以及网络用户队伍的不断壮大,信息检索成为人们利用Internet的重要途径。但是在浩瀚的网页海洋中寻找有用的信息并不容易,需要借助有力的检索工具如搜索引擎等等。目前一些著名的搜索引擎有:GOOGLE、YAHOO、EXCITE、INFOSEEK等,他们各有特色,但仍存在不足之处,如检索到的无关信息过多以及检索结果排序较混乱。智能化信息检索是信息检索的新分支,它是人工智能和信息检索的交叉学科。它在对内容的分析理解、内容表达、知识学习等基础上实现检索的智能化,这样可以节省学习者在检索中花费的时间,帮助学习者提高检索效率。智能化信息检索所用到的人工智能技术有专家系统、自然语言处理和知识表示。

3.2 智能体(agent)

agent技术早在70年代出现在人工智能领域,通过感知、学习、推理以及行动能够基于知识库的训练模仿人类社会的行为。随着其进一步发展,它在远程教育领域发挥着越来越重要的作用。一套完整的远程教育系统中包含许多子系统,如答疑、作业、考试、交互等等子系统。这些子系统都有各自的数据库用来存储信息。为了提高整个系统的智能性,可以引入智能技术,把众多子系统的数据库链接起来,实现信息资源的共享。通过分析这些信息,智能技术可以发现学习者的个别特征(如兴趣爱好信息、点击知识点信息统计、交互日志等等),并根据这些特征量身订做出适合学习者的学习方案,也有助于教师及时掌握学习者学习过程中的动态信息。

3.3 智能CAI(ICAI)

随着计算机技术的飞速发展,计算机辅助教学(CAI)已受到教育界的重视,成为学科教学改革的一种重要手段。许多学校都在开发CAI课件,但大多数CAI课件只是机械地按照教学设计者事先设计好的教学模式和内容向学生传授知识,并没有体现出个性化学习,无法做到因材施教。

智能CAI是以人工智能技术为核心,使CAI系统能够根据学生的学习情况等因素分析学生的特征,合理安排教学内容、变化教学方法去满足个别教学的需要。使用智能CAI进行教学能够克服传统CAI的不足,显著提高教学效果,是CAI课件发展的趋势。

3.4 智能教学系统ITS

智能教学系统(intelligent tutoring system,ITS)是涉及人工智能、计算机科学、认知科学、教育学、心理学和行为科学的综合性课题,其研究的最终目标是由计算机负担起人类教育的主要责任,即赋予计算机系统以智能,由计算机系统在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。我国ITS的研究起步较晚,但近几年随着计算机的普及和教育软件需求增大,ITS的发展较快。ITS按照功能分为四个模块:专家知识模块、学生模块、教师模块、人机接口模块。

4 人工智能教育对学生信息素养的作用

人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是计算机科学的一个分支,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科。换言之,它研究如何用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动,来解决需要人类专家才能处理的复杂问题,例如咨询、诊断、预测、规划等决策性问题。人工智能也是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。与一般的信息处理技术相比,人工智能技术在求解策略和处理手段上都有其独特的风格。人工智能研究处于信息技术的前沿,它的研究、应用和发展在一定程度上决定着计算机技术的发展方向。同时,信息技术的广泛应用也对人工智能技术的发展提出了急切的需求。今天,人工智能的不少研究领域如自然语言理解、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、人工神经网络等都走在了信息技术的前沿,有许多研究成果已经进入人们的生活、学习和工作中,并对人类的发展产生了重要影响。

综上所述,作为信息技术一个不可缺少的重要组成部分,人工智能的基本内容在中学信息技术课程中是不能不专门提及的,以往某些教材中用一两页篇幅作个简单介绍的方法根本不足以反映人工智能学科的全貌。因此,十分有必要在高中阶段的信息技术课程中专门设立人工智能选修课。我们认为,高中阶段开设人工智能课程可以在以下几个方面对学生的信息素养培养产生积极作用:

1) 多种思维方式的培养和信息素养的综合锻炼。

现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次:结构化问题,是能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;非结构化问题,难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;半结构化问题则介于上述两者之间。一般说来,中学阶段开设的传统意义上的信息技术课程中所介绍的信息技术,例如多媒体技术、网络技术、数据库技术、算法与程序设计等,都是求解结构化问题的基本技术。而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的一类有效技术。

把人工智能课程引入我国现行的高中信息技术教育,可以让学生在体验、认识人工智能知识与技术的过程中获得对非结构化、半结构化问题解决过程的了解,从而培养学生的多种思维方式,达到提高信息素养的目的。通过人工智能课程的学习,学生还将了解人工智能语言的基本特征,学到智能化问题求解的最为基本的策略。

2) 体验人类专家解决复杂问题的思路,提高学生的逻辑思维能力。

这里以人工智能学科中“专家系统”技术的体验、学习与应用过程为例进行说明。在专家系统的应用过程中,一个实际的专家系统不仅能够为用户给出相关领域的专家水平建议或决策,而且能够通过解释机制,以用户容易理解的方式解释专家系统的具体推理过程。学生可以向专家系统提出诸如“为什么(Why)”、“如何(How)”、“如果……会怎么样”等问题,系统接受用户的问题指令后,可以根据推理的逻辑进程,即时将答案呈现给用户,整个过程如同教师与学生在进行面对面的教学。在该过程中,学生可以充分体验人类专家的求解思路和推理风格,有助于提高他们的分析、思维与判断能力。

另一方面,在专家系统的教学过程中,可以要求学生自行构建由产生式规则组成的知识库,或进一步利用工具软件来开发简单的实用型专家系统。为了完成该项工作,学生一开始就要编制开发规划、制定知识获取策略,并具体付诸实施,这是一个不断深化的过程。学生还得明确与系统有关的所有变量或相关的因素,并且将这些变量和因素转化为问题求解,得出相应的结论。在进行一系列问题求解分析之后,运用产生式规则来表示知识,以此建立起来的专家系统还可以让其他学生去运用和体验,具有一定的实用价值。

由于专家系统中的知识组织与推理过程是对人类专家思维方式的一种模拟,因此上述知识库的组织和系统的推理过程能够较好地体现学生的思维过程。在建造知识库过程中,学生需要将原来零碎的未成型的知识概念化、形式化和条理化,从而内化为学生自己的东西。所以,建造知识库的过程不但能反映学生的学习过程,而且有助于学生对该领域知识的深层思考并有利于长久记忆,同时也学会了专家系统的基本开发技术。正如美国著名的学习论专家Jonassen所指出的:那些自行设计专家系统的学生将会在这种活动中受益匪浅,因为这是一个对所学知识进行深度加工的过程。

3) 了解信息技术发展的前沿,激发对信息技术未来的追求。

人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,通过人工智能知识、技术的学习与体验,高中学生能够对信息技术发展的前沿知识有一定程度的了解,这样有助于他们开阔视野,培养兴趣,激发对信息技术美好未来的追求,从而为今后进入大学或走向社会奠定良好的基础。

5 结束语

中学生的信息素养的培养是当前信息技术课的一个重要目标,而在现有的中学信息技术课程中,关于人工智能的知识只作了简单的介绍,学生们对于人工智能研究的广大领域不能有详细的概念,这对于中学生的信息化认识和信息素养的培养不够全面。因此在中学信息技术课中加大人工智能的知识介绍是信息技术课改革的重要内容。

参考文献:

[1] 雷晓庆.网络环境下大学生的信息素养及其培养[J].太原大学学报, 2004(2):38.

[2] 杜玉霞.美国信息素养教育与研究的启示[J].电化教育研究, 2005(10):42.

[3] 王永庆.人工智能原理与方法[M].西安:西安交通大学出版社,2002,1-53.

[4] 潘瑞玲,余轮.Agent技术在远程教育系统中应用的研究[J].微型电脑应用,2002,18(4):28-30.

[5] 吴战杰,秦健.Agent技术及其在网络教育中的应用研究[J].电化教育研究,2003(3):32-36.

[6] 张剑平.关于人工智能教育的思考[J].电化教育研究,2003(1):24-28.

人工智能与教育教学范文4

关键词 小学教育 思想品德教学 育人功能 方法与建议

中图分类号:G622.0 文献标识码:A

在现代小学思想品德教学的过程中,教师要尤其重视对学生的思想和素质的培养。传统的思想品德教学过分的强调了对学生的知识能力的培养。在实际教学的过程中,教师习惯于使用强制性的教学方法让学生进行背诵和记忆,但是这样的教学方法对于学生的思维能力的发展和思想政治能力的培养有一定的约束性。因此在实际教学的过程中,教师需要在传统的教学模式的基础上积极的探索和突破,在科学的教学思想下进行创新。因此,在现代小学思想品德教学的实际教学过程中,教师必须要强调对学生的育人功能的培养,通过科学的方法找到提升学生综合素质的最有效的办法。只有这样,才能够真正发挥好小学思想品德教学的真正的价值。

1教师要平等的对待学生

在实际教学的过程中,教师必须要平等地对待每一个学生。在传统的课堂教学的过程中,教师经常会按照学生的学习成绩进行教学,将学生的学习成绩当做是考核的唯一的标准,同时在教学的过程中,教师可能会带有有色眼镜来看待学生。其实这对于学生的学习自信心的培养和学习能力的提升有着重要的影响。所以,在实际教学的过程中,教师必须要平等地对待学生,将每一个W生都当成是可造之才。在教学的时候教师要积极的和学生进行沟通,给学生关心和爱护。在学生遇到困难的时候,教师也要积极给予学生帮助。如在实际教学的过程中,教师可以让学生进行自由的讨论,针对某一个问题,教师可以让学生自由的发表自己的看法。而在教学的过程中,教师应该让每一个学生都有发表自己的看法的机会,这样一来,学生就能够感到自己是跟教师在平等的对话。同时,在学生回答完以后,教师要认真点评每一个学生,就每一个学生的看法谈一谈自己的意见,不要因为学生的考试成绩而用有色眼镜看待学生的回答。此外,在考核学生的时候,教师不要完全按照学生的考试成绩来考核学生,而是从多个角度来考核学生。比如说教师应该从学生的学习态度、学生的学习积极性、学生的学习主动性等各个方面来考察学生的学习,只有这样才能够真正地达到现代素质教育要求的育人功能。这也是发挥好现代小学思想品德教学价值的最有效的办法。

2改变强制性的教学方法

传统的小学思想品德教学比较强调强制性的教学,即在教学的过程中,教师往往会直接画出书本上所谓的知识点,也就是考试的时候经常会考察的内容,然后给学生布置大量的背诵的作业。在下次上课的时候,教师会检查学生的背诵情况。其实这样的教学往往会对学生的学习兴趣产生巨大的打击。巨大的学习压力会使得学生对小学思想品德学习产生消极的抵触的情绪,同时因为在学习的过程中,学生比较累,可能其考试成绩也不会很理想,这就使得学生的学习信心受到了极大的打击。因此,为了更好地发挥小学思想品德教学的价值,教师在实际教学的过程中可以尝试引导学生进行轻松愉快的学习。比如说在教学《和学生友好相处》这一部分的内容的时候,笔者会有意识地引导学生将实际生活的情况和教学内容进行结合,此外笔者还会和学生一起根据实际教学内容排演舞台剧,这样一来学生就能够在排演的过程中对知识有更加深刻的认识和了解。同时,这样的教学方法也有效地提升了教学的趣味性,让学生在学习的过程中更好地感受思想品德学习的魅力。

3运用生活化的教学方法进行教学

在实际教学的过程中,教师还应该尝试使用生活化的教学方法进行教学,这是因为单纯的理论教学很容易让学生在学习的时候产生疲劳,使得学生的学习兴趣受到比较大的消极的影响。但是生活化的教学方式可以使得学生在学习的过程中将所学知识和自己的实际生活结合起来,这样一来,学生就能够在实践的过程中运用自己学习到的知识,同时还能够在实践的过程中检验自己对知识的理解和掌握情况。比如教师可以让学生将自己的生活实际情况和所学知识进行整合和思考,并且说说自己的感受,这样教师就能够对学生的学习情况有更加深入的认识。

现代小学思想品德教学的过程中,教师应该积极运用现代教学思想进行教学,在教学的过程中尊重学生的学习主体性,让学生在学习的过程中更好地发展自己的能力,这样才能够真正发挥好现代小学思想品德教学的育人的功能。

参考文献

人工智能与教育教学范文5

关键词:人工智能;教学内容;教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:A

1 引言

人工智能(AI)是二十世纪五十年代后期兴起的利用计算机模拟人类智能活动去求解问题的学科,与空间技术、原子能技术一起被誉为二十世纪三大科学技术成就,目前广泛应用于专家系统、机器翻译、语音识别、文字识别、计算机视觉、机器人、电子游戏等方面,已经成为计算机技术发展以及许多高新技术产品中的核心技术。

为了适应人工智能技术日益广泛的需要,国内外高校普遍开设了“人工智能”方面的课程,特别是作为计算机方面专业的核心课程之一。我校自从1993年开始为自动化专业本科生开设“智能控制”选修课,1996年为自动化、计算机、机械等专业本科生开设“人工智能导论”、“人工智能及其应用”课程。目前,我校软件学院、信息学院、机电学院都开设了“人工智能导论”课程,已经成为计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程,也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一,其目的是使学生了解人工智能的基本概念和基本原理,初步学习和掌握人工智能的基本技术和前沿内容,拓宽知识面,启发思路,为学生提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门性知识,提高学生应用开发软件的能力和水平,为今后在相关领域的研究和应用奠定更为坚实的基础。因此,建设好“人工智能导论”课程具有重要意义和很广的受益面。

由于人工智能是交叉学科,涉及面广、内容抽象、不易理解,学生往往有望而生畏的感觉,在教学过程中,老师教、学生学都比较吃力。为了更好地实现上述教学目标,提高本课程的教学质量,协调好教与学的双边关系,使学生由望而生畏的感觉,变为有用有趣的感觉,根据已有人工智能课程在教学与实践方面的经验和方法,结合“人工智能导论”课程的近几年教学实践,对课程的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了探索总结。

2 调整与优化教学体系和教学内容

“人工智能导论”是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程,也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一,其研究领域及内容十分丰富,涉及的基础面广。因此如何选好教学内容,既能使学生了解本领域的概貌,又能适合学生的基础,便于他们在有限的时间完成学习任务,是一件重要而又困难的事情。

进入21世纪以来,人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展,我们修订了“人工智能导论”的教学大纲,对教学内容进一步优化和更新,极大充实了各个系统的内容。我们确定的教学内容主要分为三部分:第1部分为概论,介绍人工智能的基本概念、基本内容、主要研究领域及发展过程;第2部分是知识表示,推理和搜索技术,讨论几种常用的知识表示方法、推理技术(包括确定性推理方法和不确定推理方法)和搜索求解策略;第3部分是人工智能应用研究领域,包括专家系统、自然语言理解、机器学习、人工神经网络、遗传算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基础理论,是人工智能的重要基础,应该循序学习。第3部分是人工智能的应用,由于每个研究内容都相对独立、自成体系且有其专门的学术著作研究、热点,因此针对高等院校的本专科生来说,不必循序学习,而且结合专业特点可以选择其中几个研究领域。例如对自动化专业的学生来说,可以选择专家系统、人工神经网络、遗传算法等,同时可增加在自动控制领域的应用,包括专家控制、神经网络控制和进化控制等热点:而对计算机科学与技术专业来说,可以选择专家系统、自然语言理解、机器学习等,并辅以动物识别系统、语音识别系统、智能机器人等实例。总之就是要把握课程性质和教学目的,调整本课程教学体系,优化教学内容,让学生以有限的时间学到人工智能的基础知识和基本方法。

另外,在选择和确定教学内容时必须兼顾基础知识和新兴技术,注意与相关课程(如离散数学、数据结构、概率论、自动控制原理、Matlab系统仿真、面向对象的编程技术等)的链接,密切理论与实际的关系,通过课堂讲授和课外训练,注意学生能力培养,提高他们的学习效果和整体素质。

3 加强课程立体化建设和系列教材研究

在课程的立体化建设中,教材充当了地基的角色,所有的课程内容安排,无不体现出以教材为基本,以教材为模板。所以本着基础、实用的原则,我们先后编著出版了《人工智能及其应用》课程教材导论部分概括性强,引人入胜;基础部分系统全面,叙述深入浅出,循序渐进;应用部分密切理论与实际关系,典型形象。其中第二版在第一版的基础上,增加了证据理论、模糊推理、神经网络等理论的一些典型应用,使学生能够更深入地理解和应用这些理论;另一方面,又新增了自然语言理解及其应用内容,以适应目前计算机翻译、人机自然语言交互等技术日益广泛应用的需要。系列教材适应了人工智能导论新课程开设的需要,反映了人工智能学科的发展,为人工智能课程确立了基本框架,发挥了重要作用。系列教材的问世不仅解决了本校“人工智能导论”课程教学用书的问题,而且也被各兄弟院校普遍采用,促进了该课程的普遍开设,推动人工智能学科的发展。

为了配合教材第二版的教学和自学,在已有教学经验和教学成果积累的基础上,制作了高质量的教学课件和完整的教学视频录像,并刻录成光盘随书供读者使用;同时又研究与开发了网络课程(http://),以更好地调动学生的学习兴趣和主动性,促进本课程的教学改革。

包括主教材、电子教案、教学视频录像、网络课程及教学资料库等在内的课程立体化建设符合二十一世纪高校教学的要求,支持教师提高教学手段现代化的水平,更贴合学生的学习需求。

4 改革与创新教学模式和教学方法

在“人工智能导论”课程教学的过程中,我们积极探索教学新路,经过数年辛勤试验,结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验,对课程的教学模式和教学方法进行了如下一些的改革与创新。

(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”,“人工智能导论”课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。由于这是一门导论性前沿课程,一般来说,学生开始学习兴趣很大。但是,当一些学生开始接触到抽象概念和算法时,往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法,激发和培养学生的学习兴趣。例如,鼓励学生参与课堂讨 论、布置读书报告和课外实验、以问题为导向的启发式教学、专题讨论/辩论等形式。特别,我们精心组织和准备了模糊控制技术及其应用、智能机器人技术与应用、智能交通、BCI(脑机交互接口)等专题,以及智能调度软件、语音识别系统、动物识别系统、足球机器人比赛、机器人轨迹跟踪、倒立摆的智能控制等课内演示,使学生扩大了眼界,增加了感性知识,达到提高学生学习兴趣的目的与效果。

(2)面向问题的启发式教学

人工智能中的许多问题,有的似是而非,有的引人入胜。在教学中,有意识的提出相关问题,提请学生思考,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案,启发学生求解这些问题,并进行分析和比较,从而强化了学生学习的主动意识和参与意识,提高了学生的学习积极性。例如,在讲到比较抽象的“遗传算法”时,提出“遗传算法如何用于优化计算?”这一问题。针对该问题,先从“达尔文的生物进化论”入手,讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用;然后通过一个简单的例子,从特殊到一般地启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现,最终让学生与教师一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。这样,学生不但从中学习了遗传算法,而且得到一次逻辑思维的训练,取得很好的教学效果。

(3)课堂辩论与交互式教学

组织课堂辩论,讨论的议题包括人工智能的应用前景和其他比较等有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。例如,为了加深学生对智能机器人内涵的理解,我们组织了“机器智能能否超过人类智能”的辩论会。会前正反双方结合本课程内容及其相关知识,认真进行准备;辩论会上正反双方唇枪舌战,激烈争辩,气氛热烈。辩论后,学生余意未尽,讨论热情不减。无论是哪一方获胜,都达到了预期的效果。教学中我们还注意采用了多种交互式策略,如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问,也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后老师点评等。

(4)个性化学习与因材施教

在本课程教学过程中注意对学生因材施教和个性化教学。例如,通过组织学生进行读书报告的形式,鼓励学生从多方面、多角度考虑问题,多提新颖思想,有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容,并辅导优秀学生将其成果以科技论文和发表文章的形式转化为成果。又如,在教学设计和实验设计中,注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的功课和实验(选学内容,如模糊控制器的设计、进化控制等),从而引导学生发挥个性优势,达到因材施教的目的。同时注意分析学习较差的学生的具体困难,进行有针对性的指导。

(5)多媒体与网络教学的使用

本课程在PPT演示文稿和网络课程上,采用了大量的多媒体表现形式,如视频、动画、声音和图像等。目的在于使得人工智能抽象的知识形象化,便于学生理解。例如,课内让学生在线观看涂晓媛博士的计算机动画“人工鱼”的录像片段、人工生命Floy中生命智能体在环境中不断的适应进化构成演示等,有助于加深学生对所学知识的理解,促进教学水平的提高,激发了学生对课程的兴趣,使学生创新意识得到增强。此外,随教材附赠的教学光盘和开发的网络课程(http://)提供了学生课外自学用的高质量的电子课件、完整的教学视频录像、丰富的实验和案例资料等,以更好地调动学生的学习兴趣和主动性。

(7)理论与实践结合

在教学内容安排上,注意理论联系实际,适时布置一些人工智能实验给学生进行课外练习。设计的课外实验包括产生式系统实验,归结反演实验,主观Bayes推理网络实验,A搜索实验,以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟踪系统、两车追赶模糊控制系统、神经网络模式识别仿真、遗传算法优化计算等实验。通过实践和参与,保持学习兴趣,有助于学生对人工智能基本概念和难点的理解,掌握基本方法和技术,为从事智能系统应用开发打下基础,从而达到教学目的。例如,我们组织学生参观我们的研究生综合自动化实验室,观看机器人臂取物、倒立摆控制、语音识别软件、指纹识别软件、智能调度软件等演示,密切理论与实际的关系。

我们在教学改革实践中探索的这些教学方法,有利于充分激励学生的学习积极性和主动性,有利于鼓励学生发挥独立思考和创新思维,有利于多方位培养学生学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。

5 运用多样化的教学手段和考核方式

5.1 多样化的教学手段

采用现代信息技术进行教学,构筑“人工智能导论”课程的现代教学模式,是本课程的主要特点之一。教学过程中采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等,进行教学。采用的方法包括:

(1)抽象知识内容的多媒体表示

通过动画和视频来演示抽象的概念、算法和过程,包括机器人轨迹跟踪、机器人臂取物、足球机器人比赛、倒立摆控制、“人工鱼”等录像片段,以及智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件演示。

(2)通过PPT撰写教案

精心编制PPT,组织好课件内容,做到图文并茂,提纲挈领,便于学生理解,便于教师讲授。

(3)开发与应用网络课程

“人工智能导论”网络课程较好的实现了交互性、在一定程度上实现了学习过程的情景化。在交互性方面,通过网络课程的课堂练习和章节练习,评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议。在情景化方面,采用了在线答疑形式,使得学习过程丰富有趣。

(4)先进实验系统的观摩与演示

利用我们的研究成果等有利条件,有针对性地对学生进行成果演示(包括智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件),使学生知道学了有用,而且很有用,很有趣,很有意义,从而进一步诱导学生的学习兴趣,巩固了课堂所学知识,提高了教学质量。

教学效果通过上述先进的现代信息技术的应用,不仅极大地提高了学生的学习兴趣和主动性,而且也取得很好的实际教学效果,提高教学质量。

5.2 作业、考试等教改举措

(1)改革作业方式与方法

改变过去那种单纯的书面习题作业,发展成为必须交给教师评阅的书面家庭作业、不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中上交作业通过网络进行,教师批阅后的作业也通过网络返回给学生,实现了作业呈交和返回的网络化。

(2)改革考试方式与方法

如何对本课程的考试方式进行改革一直是我们探索的问题。我们综合考虑课堂出勤情况(10%)、平时正式作业成绩(20%)和期末课程考试(70%),进行综合评分。期末考试有时采用综合试题考试,出几个大题目让学生选择其中几个进行开卷笔试,当面交卷后评分;有时采用课外开卷论文结合或口试面试。最近,我们还对部分学生结合实验或实际问题提问等进行考核。我们正进一步改革、试验和探索,使考试成为衡量与培养创新能力,促进学生学习主动性和提高课程教学质量的重要环节。

人工智能与教育教学范文6

【关键词】任务驱动教学法电工技能与实训

一、任务驱动教学法

任务驱动教学法是教师把教学内容设计成一个或多个具体的任务,让学生通过完成任务学习知识和技能,培养学生的分析问题、解决问题的综合能力,它是建立在建构主义教学理论基础上的教学法。任务驱动教学法将零散的知识串联起来,整合以各种各样的主题任务驱动教学,任务涵盖绝大多数知识和技能,学生在完成任务的过程中主动学习有关知识和操作技能。

二、"任务驱动"教学法在中职《电工技能与实训》教学应用的必要性

中职《电工技能与实训》适合于任务驱动教学法,全书分为十一章,有照明电路、电工仪表、电动机、变压器、电力拖动等内容。传统的教学方法是按课程章节的顺序进行教学,教师处于主导地位,学生被动地接受知识,学习的积极性和主动性不高,教学效果欠佳。"任务驱动"教学法将实际生产、生活中的例子引入到教学中,设计成实践任务,每个任务涵盖了绝大数的知识点和技能,学生在做中学,通过完成任务掌握系统的知识和技能。比如将安全用电常识、常用电工材料、电工基本操作工艺、电气照明与内线工程、电工仪表等前五章的知识串联起来,整合成一个任务"一房一厅室内照明电路安装",其中涵盖了导线及灯具的选用、电气照明图纸的识读和绘制、电工工具的选用等知识点,包含了塑料线槽的敷设工艺、漏电保护开关的安装、单相电度表的安装、插座的安装、单联及双联开关的安装、白炽灯及日光灯电路的安装等基本操作技能。

三、 任务驱动教学法在中职《电工技能与实训》课程教学中的应用过程

下面以"一房一厅室内照明电路安装"的教学为例说明"任务驱动"教学法在《电工技能与实训》课程教学中的应用过程。

1. 提出任务

笔者在《电工技能与实训》教学时,首先提出一个问题:如果你家建了新房子,你懂得怎样给新房子安装照明电路吗?再给出"一房一厅室内照明电路安装"的任务。任务要求:卧室安装一盏日光灯,由两个双联开关控制,一个插座;客厅安装一盏日光灯,由两个双联开关控制,一个插座;厨房、卫生间安装由两位开关分别控制两盏白炽灯电路,走道安装由一个单联开关控制的一盏白炽灯。告诉学生要想安装好这些电路,需要很多知识,要懂得导线的选择、开关及插座的选用和安装,白炽灯、日光灯的安装,塑料线槽的敷设等,使学生知道学好这些知识就能给新建的房子安装照明电路,在任务明确的情况下,学生的学习会更加积极主动。

2.分析任务

上面所给的"一房一厅室内照明电路安装"的任务,其安装步骤为:①按任务要求准备所需的电器元件并检测;②电器定位;③画线;④塑料线槽的敷设与进盒 ;⑤导线的敷设;⑤电器接线 ,⑥通电前检测、通电试验。根据其涵盖的知识点和基本技能 ,学生在实施任务的过程中可将其拆分为5个子任务。单联开关控制一盏白炽灯、一盏日光灯;双联开关控制一盏白炽灯、一盏日光灯;插座的安装;家用配电板的安装;一房一厅照明平面图的绘制。在学生完成总任务前,先让学生在实训桌面上熟练操作各个子任务,在白纸上绘制一房一厅照明平面图,各个子任务都熟练掌握后,再完成"一房一厅室内照明电路安装"。

3.实施任务

根据上面所给出的任务"一房一厅室内照明电路安装",学生每4人一组,按上面提出 的6 个安装步骤,在电工实训室的一房一厅模拟木板房上实施任务,在实施任务过程中教师巡查,检查学生完成任务的进度,发现存在问题及时引导学生纠正。比如导线的敷设是否正确、插座的安装要求"左零右火中间接地",线头不要过长预防短路,塑料线槽的直角转弯、内角及外角的处理等。实施任务要以学生为主体,教师只是组织引导他们在如何开展工作、怎样解决问题,引导他们注意小组成员之间的配合,培养他们的团队合作精神和良好的职业素养。

4.交流评价

学生完成任务后,对学生作品进行评价,采用小组之间互评与教师归纳总结相结合的方式。各小组组长均由动手能力强有一定组织协调能力的学生担任,他们对电路的功能、导线或线槽的敷设要求相对熟悉。首先由小组互相评价,A组评价B组,B组评价C组,C组评价D组,依此类推,小组长根据老师制定的评分标准评分,小组之间互相学习,互相纠错,激发了学生学习的兴趣,体现做中学的乐趣。

四、"任务驱动"教学法中任务设置的原则

在《电工技能与实训》课程教学中采用"任务驱动"教学模式,有助于培养学生的分析问题、解决问题的综合能力,而要实现这一目标必须设计出高质量的"任务"。

(1)任务的设置要尽可能表现出一个完整的功能,能看到效果。比如在夜间上下楼梯开关灯不方便,要解决这个问题需要安装一个电路,可设计任务"在楼梯安装双联开关控制一盏白炽灯照明电路"。

(2)任务的设置尽可能取材于实际生产、生活中,有一定的实用价值。比如广泛用于工农业生产,作为短途运输工具的三条皮带传输机控制线路的安装,可设计成一个让学生实际操作的任务。

(3)任务设计要有系统性

在任务设计时就要处理好整体任务和每一节课的单元任务之间的关系,任务的设计要围绕整体任务的完成进行构思,以确保教学效果和最终目标的完成。例如,在《电工技能与实训》教材中的前五章"安全用电常识、常用电工材料、电工基本操作工艺、电气照明与内线工程、电工仪表",整体任务是要求同学们能利用这些知识安装一个完整的家庭照明电路。而一节课的教学任务往往只是其中的一个内容,比如导线的直线连接、T形连接,每次解决其中的一个问题或一部分问题,而且当所有问题解决以后,整体教学任务的完成自然水到渠成。

实践证明,采用任务驱动教学法学生在"做中学,学中做",培养了学生分析问题、解决问题的综合能力。

【参考文献】

「1 曾祥富. 电工技能与实训第2版