人工智能教学计划范例

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人工智能教学计划

人工智能教学计划范文1

关键词:人工智能技术;汽车专业;教学应用

0引言

人工智能技术主要是指以人类智能相关理论的研究为依据,进行相关理论的模拟、延伸和扩张的一种技术,人工智能也称机器智能。人工智能技术是计算机科学的一个重要分支,它跨越了计算机科学、语言学、心理学、感知学等学科,从而形成一个综合性学科。当前借助人工智能技术主要是为了让计算机具备人类的智能,拥有自主计算学习和思考的能力。同时能够柔性地、智能的完成一些危险、复杂的任务。在汽车专业中,专业内容涉及到视觉、自然语言处理、语音处理以及智能机器人等相关研究领域,因此导入人工智能技术具有必要性。

1人工智能技术在汽车专业教学中的应用意义

1.1人工智能技术有助于实现汽车专业理实一体化教学

汽车专业是一门综合性学科,需要展开实践教学活动。针对于当前职业教育活动中汽车专业教学理论和实践教学环节相互隔离的情况,要求能够导入理实一体化教学模式,为学生提供更加丰富的实践实训操作平台,在实训中总结理论知识,应用理论知识。而导入人工智能技术,正好能够为学生创设信息化的理实一体化教学系统平台,给学生提供实践和理论相结合的教学内容。例如,在“四冲程发动机工作原理”这一知识点教学中,教师利用人工智能系统平台,导入发动机模型,展开工作原理概述。同时为每一个学生配备教育机器人,由教育机器人指导学生展开发动机运行原理的精细化的实践练习活动。

1.2人工智能技术有利于帮助汽车专业学生展开自主学习

汽车专业教学面临着理论知识复杂、实践活动操作难度大等问题。在传统的教学活动中,学生缺少学习兴趣,对于汽车专业教学中的疑难问题的探索性不高。导入智能导师技术,可以基于学生的汽车专业知识的学习基础,学生的学习兴趣等的智能化分析,由此制定起符合学生个性化发展的教学计划和教学策略。如,对于实践操作能力较强,但是理论知识学习动力不强的学生,导入智能导师技术,由智能导师将理论知识逐一分解到实践实训活动中,让学生在汽车发动机的维修养护中,把握住发动机的工作原理,各个零部件的性能作用。可以说在人工智能技术支持下,汽车专业教学中树立起了以学生为主体的教学活动,展开高质量的学习活动。

1.3人工智能技术有利于培养汽车专业学生的创新意识

在教育市场化发展背景下,汽车专业学生要求能够拥有创新探索性意识和能力。传统的教学模式支持下,汽车专业学生难以形成自主性,在教学中仅仅是僵化的跟着课堂内容走,无法导入自己的自主意识,展开理论深究和实践探索。而当前导入人工智能技术,则有助于为学生创设良好的学习情境,从而支持学生汽车专业学生教学活的精神,使学生养成自主探究的习惯。人工智能技术有助于打造个性化的教学体系,让学生展开对汽车的各种零部件的工作原理的学习,由此不断地挖掘出更加精进的理论知识,展开对汽车各个零部件理论的统筹应用。在一对一的教学中更有助于激发学生的学习兴趣,挖掘学生的创新潜力。

2人工智能技术在汽车专业教学中的应用分析

2.1智能导师系统在汽车专业教学中的应用

智能导师系统是人工智能技术下所形成的一种智能化信息化的教学资源。通过领域模型、导师模型和学习者模式,搭建起一个计算机教学平台。领域模式中完成对汽车专业各种基础知识体系的构建,利用层次结构、语义网络等规则来重新塑造纸质版的汽车专业教材内容。如,在汽车专业教学中,有汽车故障维修课程、汽车零部件的生产制造课程。这些专业课程内容都是息息相关的,但是在传统的教学活动中,容易将这几个课程独立开教学。在智能导师系统中,其能够对汽车专业的所有知识体系进行重新的塑造规划。然后根据导师模型展开对学习者的学习水平的测评分析,从而制定出适合学习者的学习活动和教学策略。而学习者模型则是对于学生认知风格、能力水平的情况收集和处理的模块。可以说,基于人工智能技术下所搭建的智能导师系统,实现了对汽车专业教学活动的信息化发展。

2.2自动化测评系统在汽车专业教学中的应用

如果说智能导师系统是人工智能技术在课堂教学中的应用探索,那么在汽车专业教学中,还需要导入教学评价考核体系,如此才能够确保学生所展开的汽车专业学习的高效性和高质量。在传统的教学评价体系中,一般是采用单一化的人工评价体系,其可能存在评价主观性等问题。而在人工智能技术支持下,能够搭建起自动化测评系统,这是一种高效、客观的测评系统,能够提供学生学习情况的实时反馈和监督,并且形成各种形式的测评数据结果,极大地减轻教师的教学负担,为教学计划制定提供真实可靠的支持。当前自动化测评技术在汽车专业教学中的应用是基于ICT技能所实现的,ICT技能下搭建起信息模型获取的平台,展开知识推理和综合评价,动态跟踪学生在智能导师系统中的各种学习轨迹,并且对于学生的学习状态展开评价反馈。如,汽车专业学生会根据自己职业规划和兴趣,对汽车装配、汽车机电维修和汽车涂装等模块选择其中一个作为学习的重点,此时自动测评系统就可以跟踪该位学生的学习状态制定相应的教学策略和教学计划,然后展开课前预习测评、课堂理论和实践操作水平测评以及课后的练习巩固策略。在课后练习的测评中,人工智能技术中的自动批改作业功能得到广泛应用。在自然语言处理技术等的进步发展下,汽车专业教学中的课后作业不仅仅涉及到各种语言表达,还涉及到多种读图、绘图等知识。当前正是利用人工智能技术的这一自动批改作业的功能,将汽车故障维修专业的课后练习题目拍照上传到系统中,可以显示出该题目的解题思路,以及对于学生的解题情况展开评分,将评分结果纳入到学生的学习测评系统中。

2.3个性化的教育机器人在汽车专业教学中的应用

教育机器人具有多学科性质,其能够为汽车专业学习活动提供多元化的学习环境,帮助学生更好地掌握汽车专业的相关知识。一方面学生可以基于教育机器人展开个性化的学习活动。汽车发动机等设计开发中涉及到多种复杂的原理,需要学生拥有抽象思维能力,对于理论知识进行分解应用。而教育机器人正是可以培养学生形成综合素质能力、思维能力。另外在教育机器人的帮助下,每一个学生不论是汽车专业的理论知识还是汽车专业的实践操作技能都能够在一个一对一的教学指导环境下展开。教育机器人会根据学生在汽车专业学习中的测评情况,为学生提供更具有针对性的教学资源、实践实训机会。

3人工智能技术在汽车专业教学中的应用趋势

3.1提升汽车专业教师队伍的人工智能技术应用能力

人工智能技术在汽车专业教学中的应用发挥着类似传统教师的教学角色,但是事实上在教育领域中人工智能技术是不可能取代教师存在的。一方面是在汽车专业教学中,人工智能技术的应用需要基于教师的信息技术理念和信息技术专业能力才能够展开。另一方面是人工智能技术发展还不成熟,缺少足够的柔性化无法应对汽车专业教学中所面临着复杂的多样的发展特点。对此当前要想切实发挥人工智能技术在汽车专业教学中的应用效应,其必须能够提升汽车专业教师队伍的教育素质能力、信息水平等。如,教师拥有人工智能技术专业知识,其在课堂教学中可以导入人工智能技术打造高效课堂教学,激发学生的汽车专业知识学习兴趣,支持学生展开汽车专业知识的探索创新思考和应用。

3.2建设职业院校汽车专业的人工智能技术应用的基础设施

虽然人工智能技术已经在全社会各行业中得到融合应用发展,但是基于当前社会人工智能技术发展水平,根据人工智能技术在教育领域中应用的特殊性等可以发现,汽车专业教学活动中导入人工智能技术是需要进行相关系统平台的开发、建设和维护的。对此要求职业院校能够重视人工智能技术在汽车专业中的应用重要性,为汽车专业人工智能发展提供必要的资金支持,从而开发出汽车专业智能导师系统、实现自动化测评系统的个性化发展。

4结束语

近年来,随着教育教学改革创新进程的进一步加快,各个教育环节都展开信息技术融合教学的探索实践。由此掀起教育改革活动的进一步发展。在汽车专业教学中应用人工智能技术已经成为未来教育的重要趋势。当务之急就是要求能够改变汽车专业教师的教学理念、提升教师队伍的专业素质能力,确保人工智能技术能够实现在汽车专业课堂教学中的高效应用。

参考文献:

[1]侯志华.行为引导式教学法在汽车教学中的应用研究[J].科技资讯,2020,18(07):69-70.

[2]卫江,王胜.模块化任务型教学在汽车车身维修技术专业教学中的应用实践探讨[J].中国设备工程,2020,11:236-237.

[3]周定武.VR技术在汽车专业教学中的应用[J].教育现代化,2019,6(63):109-110.

[4]史群安.理论实践一体化教学模式在汽车专业教学中的应用研究[J].亚太教育,2015,36:148.

人工智能教学计划范文2

关键词:STEM教育理念;幼儿教育;创新;人工智能

STEM是英文Science,Technology,EngineeringandMathematics的缩写,顾名思义,STEM教育是科学、技术、工程和数学四门学科交叉融合的教育,就幼教领域而言,其旨在挖掘幼儿学习潜力,提高学习兴趣。美国推出的《STEM2026》报告中指出要开展早期STEM教育,目前我国已经引进这一新兴的教学模式,并在幼儿园中推广STEM教育,旨在提高幼儿发现问题、探究问题、解决问题的能力,提升幼儿的综合素质。

一、幼儿教育中STEM教育的指导思想

在幼儿教育的应用中,STEM教育旨在转变传统的以教师为中心的课堂模式,鼓励幼儿积极发现问题,自己探索问题、讨论问题并解决问题,提倡幼儿自主探索发现式的学习模式。这种模式要求幼儿积极参与课堂教学,鼓励幼儿探索未知事物,积极寻找问题的答案。在课堂上导入STEM教育模式,其指导思想是要全面提升幼儿的综合素质,以课程实践为核心,以教学活动为载体,让幼儿自主参与专门为其设计的课程,重点培养幼儿的科学、技术、工程与数学四种素养,激发幼儿的学习兴趣,提高幼儿观察、分析和解决实际问题的能力。

二、幼儿园STEM教育的总体目标及特征

在幼儿园导入STEM教育理念,其总体目标是通过SETM教育,提高幼儿的创新能力、独立思考能力、动手解决问题能力和团队合作能力。同时教师要认识到,在幼儿教育阶段,STEM教学更倾向于一种教育理念和教学方法,而非具体的教学内容。STEM教育理念让幼儿成为课堂核心,同时在课程设计中结合了项目学习和工程设计理念,鼓励幼儿观察未知、解决难题、分享发现等,让幼儿提升独立思考能力,不断解决成长过程中遇到的阻碍和困难,提升解决问题的能力。其具有以下特征。

1.团队合作

STEM教育鼓励幼儿在学习过程中,通过发散思维、相互合作和交流分享等学习方法来建立积极的人际交往关系,培养幼儿的语言发展能力。在早期教育阶段,STEM教育倡导团队协作,鼓励幼儿通过自己的思考大胆表达自己的想法,促使幼儿理解他人的想法:在与自己的想法有差异时,幼儿能听取他人的不同意见;培养幼儿的同理心并帮助幼儿找到解决问题的方法。

2.包含富有创造力的设计

STEM教育强调幼儿的动手能力。在幼儿动手实践时,教师要尊重幼儿的各种奇思妙想,给他们足够空间进行自由创造,鼓励幼儿积极思考并按照自己的想法去创造和实践。教师只在幼儿遇到困难寻求帮助时才适当介入。教师在评价幼儿的作品时要多一些赞美,多给幼儿一些认可。要鼓励幼儿大胆展示自己的作品并且愿意在大家面前分享自己的想法,体现出独特性和创造性。

三、STEM教育在幼儿教育中的课程模式

STEM教育与幼儿的个性化、探索性学习之间有着非常紧密的关联。幼儿个性化的学习方式让幼儿遇到问题能够更深层次地探究,能够培养幼儿讲述、对比、分类、归纳、讲评、总结和实验等关键能力,能够让幼儿在活动中运用创造性思维去解决问题等。

1.以问题为导向进行主动探究

幼儿会提出一连串的问题,例如“为什么天空是蓝的”“为什么铁船能浮在水面上”等,以这些问题为导向,教师可结合向幼儿传授的知识内容,通过问题将课程目标融入幼儿学习和游戏情境中,进行STEM教育。由幼儿的好奇心引发的以问题为导向的学习方式,要求相应设计适合幼儿学习的课程,这就具有一定的挑战性,因此在STEM教学模式中要鼓励幼儿参与问题讨论、发表自己的观点,做到寓教于乐。

2.开展教学计划与课堂生成相结合的STEM教学活动

探索性学习并不意味着不需要教学计划,现场顺势而为的生成教学与教学计划是相辅相成的,二者都是幼儿探索性学习活动开展的关键所在。在STEM教学模式启动之初,教师需要事先给幼儿发放调查表,让幼儿填写感兴趣的事物,教师通过收集调查表统计幼儿感兴趣的课程,然后预设出幼儿课程的实现目标,制订出相应的教学计划,预估开展活动所需要的材料和整个教学活动流程。但教师往往不能按照预设的教学计划按部就班开展教学活动,因为幼儿学习状态具有不确定性,一些偶发情况会使得教学目标难以实现。因此,教师要考虑幼儿在STEM教学活动过程中出现的新问题、新情况、新形势,要因势利导,进一步激发幼儿的好奇心,并引导幼儿解决问题,达成教学目的。要遵循STEM教育模式中的循环即“提出问题→讨论→制订教学计划→实施计划或提出目标检验目标→发现新问题→调整计划实现新目标”,在教学过程中为幼儿提供适宜的引导、反馈,提升幼儿学习技能,激发幼儿学习乐趣。

3.以个性化或小组和集体讨论方式进行STEM教学

个性化学习不等于幼儿独自完成学习。个性化学习强调在课程学习中基于差异化的理念,根据不同幼儿设定不同的学习目标,制定差异化的学习内容,运用灵活性和多元化的学习手段,充分发挥学习课程对幼儿智力启发的积极作用,培养幼儿独立自主、协作沟通的能力,发挥创造力。在STEM教学模式中,教师可以向不同幼儿提出不同问题,引导幼儿分为不同小组,在小组内部独立解决问题,然后分小组讨论,最后进行集体讨论,以头脑风暴的方式来解决问题,培养幼儿之间的分工合作能力。

4.基于STEM教学模式,将所学应用于现实生活

学以致用是STEM教育模式的重要目标。在进行了一轮完整的STEM教学课程之后,幼儿在面对新场景,遇到新问题时,可以重温原有的教学课程,开展新一轮旨在解决新问题的STEM教学课程,重新反馈问题,积极参与讨论,这样幼儿就能够对教学内容有更深刻的理解,也能够及时发现问题并解决问题,也能够对已有的知识和经验进行强化和提升。例如,在“影像”的STEM教学主题活动中,幼儿通过探索有关影像的问题,尝试描绘自己在日常生活中看到的影像,说出不同事物的影像有何种特征,这样幼儿就能够在探索中学习到新的知识和新的生活经验。

四、借助人工智能手段促进STEM教育的有效开展

在人工智能大背景下,现有的人工智能技术可以为STEM教学提供灵活且包容的学习空间,在技术设备上为教师和幼儿提供更为强大的支撑,包括传统教室、自然世界、创客空间以及通过虚拟现实手段或技术平台等,用以加强幼儿的STEM体验。随着人工智能技术的进一步发展,教师可以采用在线协作工具、沉浸式媒体、仿真游戏、智能导师系统、增强与虚拟现实,这样就会突破传统的幼儿课程教学模式,用人工智能技术重塑STEM模式的教学流程,增强教师与幼儿之间的互动性,促进幼儿对新知识的吸收和理解。在人工智能的新时代,幼儿接触到的信息很多,学习的方式也很多,教师要帮助幼儿在活动中总结经验。总之,在课程游戏化教学中教师要引导幼儿掌握基于STEM模式的知识和技能,注重问题导向,注重教学计划与课堂生成的有效融合,注重学以致用,注重人工智能的应用,保证STEM学习的系统性,促进幼儿全面发展。

参考文献:

[1]沈永翔.STEM教育区域推进的探索与实践———以杭州市上城区中美平移课程为例[J].中国教育信息化,2019(14).

[2]陈蕾.STEM教育理念下广域课程开发的校本实践研究[J].江苏教育,2019(50).

[3]王春林.基于项目活动的幼儿STEM课程实施的行动研究[D].华中师范大学,2019.

人工智能教学计划范文3

关键词:人工智能;基础教育;发展构想

人工智能凭借其在生产、生活、营销等诸多领域所发挥的优势受到了极大的认可,尤其是教育领域。2017年7月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确提出要完善人工智能教育体系,建设人工智能学科,在中小学阶段设置人工智能相关课程的规划。2018年4月,教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》也提到要推动人工智能、大数据物联网等新兴技术支持下的教育模式变革和生态重构。

一、人工智能的定义

人工智能,简称AI。是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,属于计算机科学的一个分支,其研究的领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等[1]。

二、人工智能的应用现状

目前,许多中小学在基础科目上增加了机器人教育,也就是通过设计、组装、编程、运行机器人来培养学生的综合能力。这种课程为学生带来了更加深刻的学习体验,增强了学生对人工智能的探索精神,激发学生对人工智能及计算机科学的好奇心。青少年心理有极强的不稳定性,需要教师根据不同情况加以指导,这种指导是带有感情色彩和人文关怀的。虽然人工智能在许多问题的处理上有着明显的优越性,但在情感方面缺少人与人交往时的温度。但毋庸置疑,人工智能一定是辅助教学和提升教学效率的有力工具。智能教育时代,基础教育下的教师职业形态应趋于人机协同工作,更好地发挥自我价值[2]。

三、人工智能在基础教育中的应用构想

(一)利用语音识别与语义分析技术模拟英语语境

语音识别和语义分析技术可以智能分析人类的语言,并给予恰当的反馈。这种智能技术如今已经在许多英语学习软件当中应用,通过虚拟人工智能助手与学习者进行英语交流,帮助学习者构建英语语境,纠正并改进英语交流中的错误发音,帮助教师在基础教学中进行英语口试测评,使测评结果更加规范。

(二)利用智能情绪识别技术了解学生认知疑难点

推出情绪识别引擎的FaceThink,于今年获得某大型教育机构的千万级人民币Pre-a轮融资的创始人杨松帆在接受专访时透露,作为技术提供方将通过此次合作率先把“注意力识别”引入教育领域,并期望引领教育等行业步入注意力经济的浪潮。这种情绪识别技术可以通过识别学生的微表情,从兴趣点、注意力等方面综合数据分析,了解不同学生的认知侧重,据此设计出符合学生个性化发展的培优计划。在基础教育中,教师可以通过摄像机了解同学的课堂表现。在课后通过情绪识别技术分析学生的疑惑点及兴趣偏向,根据反馈来进行教学反思,以便教师更好地设置教学计划。

(三)利用人机交互技术为学生在线答疑

人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一,学生可以通过交互技术实现人与计算机的对话,在线解决学习过程中产生的疑问。在教学中,一名教师往往需要为许多学生进行答疑,教学任务繁重,而人机交互技术可以很好地解决这一问题。基础教育的对象年龄往往年龄偏低,对人工智能和信息技术有着强烈的好奇心和兴趣,利用人机交互技术为学生在线答疑,可将教师从繁重的教学任务中解放,使其将更多的精力投入课堂以达到更好的教学效果。

(四)虚拟的实践课堂

除了单一的传授基本的理论知识外,笔者更倾向于利用人工智能构建一种沉浸式的教学环境。学校可以建设虚拟现实教室,通过VR给予学生一种身临其境的体验,延伸学生的学习深度及广度。比如,学生在地理课上学习环境特点时,就可以直接利用虚拟现实技术将学生带入热带雨林、极地冰川等情境中,切实感知地域特点和生存环境。此外,在学生需要切实操作的实验课程也可以通过虚拟现实来完成。化学课可以在虚拟情境中做实验,在增加了学生的动手能力的同时能够保障学生安全。

四、结语

随着计算机科学的进步,现代教育也在朝着更好的方向发展。我们有理由相信,通过对人工智能的进一步研究和探索,现代化教育也将不断迎来新的突破。

参考文献:

[1]德勤数据分析研究学院.中国在AI创新应用上研究报告[DB/OL].[2017-03-15](2019-02-27).

人工智能教学计划范文4

关键词:人工智能;中职教育;教师;角色重塑

1引言

当前社会逐渐走向科技时代,人工智能逐渐被应用于各行业和领域,以推进相关工作的开展。在积极推进教育改革和创新的过程中,逐渐将人工智能与课程教学有效结合,以实现即时化、个性化、智能化、高效化的教学。在“人工智能+教育”背景下,中职教学的理念、方法、形式、模式等发生了不同程度的变化。人工智能是否会取代教师成为关注的焦点和热点,人们对于教师职业和角色重塑的思考也更加深入[1]。

2人工智能教育对教师的影响

随着人工智能在教育教学领域的运用,其对于教师角色产生了一定的影响和改变,人们对于“人工智能+教育”背景下教师职业产生了不同的理解和认知。部分人认为,人工智能和其他应用于教育教学的信息技术一样,为教育教学活动的开展和教师的教学实践提供了工具和便利,并不会对教师产生实质性的影响。如开展和实施翻转课堂、微课教学、线上线下混合式教学等。另一部分人认为人工智能在一定程度上可以承担教师的部分工作和职责,替代完成批改作业等重复性、机械性的工作,在某些时候甚至可以完全取代教师。如美国佐治亚州理工大学休克.弋尔教授就曾使用过机器人助教回答慕课学生提问,且学生并未意识到助教是机器人,这也在一定程度上说明了人工智能是可以完成并取代一部分教师的教学工作的[2]。本文基于对当前教学现状和未来教学发展趋势、人工智能教学和教师教学的特点和优势的综合分析和考虑,认为在“人工智能+教育”背景下,教师角色发生了以下变化:(1)人工智能尽管可以产生与人脑思维同样的结果,但需要运算程序的设置和推动,其具备的自主性目前远远达不到人的水平,某些复杂化的问题仍得不到有效的解决和应对。未来人工智能将会被广泛地应用于基础理论知识的传授和教育等重复性、简单化、机械性的教育教学工作,教师则逐渐将工作重心转移到培养和提高学生的核心素养方面。(2)对于人工智能,需要辩证地看待和对待,即不高估、不低看。以目前的现状来看,人工智能不能完全取代老师,但是不可否认的是科学合理的运用人工智能等现代信息技术和工具进行辅助教学的教师能取代传统、单一模式下的教师。(3)需要将人工智能作为教师教学的辅助工具和手段运用于课程教学中,协助教师更好地发挥引导、沟通、管理、创新等方面的作用。通过有效的发挥人工智能和教师各自的特点和优势,以实现个性化、开放型教育教学,更好地满足教学需求,以促进学生的全面发展和提高。在“人工智能+教育”背景下,教师的角色发生了极大的变化,需要对教师角色的重塑进行更深入的思考[3]。

3人工智能教师的未来角色

随着人工智能在教学中的应用,未来人工智能教师在教学中将会扮演重要的角色,承担一部分教师的职责和任务。(1)承担助教的角色。通过对学生数据信息的分析,了解学生的能力和水平,自动生成适合不同层级学生的试题,并完成作业、试卷的自动批改。(2)实现学生的实时监测和管理,并将监测和获取的数据及时反馈给教师,通过大数据分析,协助教师及时发现学生学习和生活中的困难、障碍及各类问题,以便能够及时地解决和应对。(3)协助进行教学评估、学生能力测评等工作的开展,并在此基础上实现调整和优化。(4)通过数据分析,协助开展心理测评工作,帮助教师发现并解决学生心理问题。(5)基于数据分析,更准确地获取学生的体质、健康状况,并针对不同学生生成适合的体能训练方案。(6)输入综合素质评价相关参数,能快速地生成每一位学生的综合素质报告,并对优劣势、薄弱点等进行标注,以便对学生的综合素质情况有更全面的把握。(7)成为个性化智能教学的指导顾问,互动交流更方便,有助于指导和解答学生个性化问题。(8)通过对学生优劣势、特长、兴趣、性格、能力等的分析,帮助学生规划发展。(9)根据学生个性化特点和需求,自动生成适合学生,满足其教学需求的学习资源。(10)实现智能化互助教学,为合理制定教学方案、制定教学计划和决策提供相关的数据依据、分析模型。

4教师角色的重塑

4.1学生成长的引导者。“人工智能+教育”背景下,教师需要扮演好学生成长引导者的角色。教师的主要职责要从知识的传授,逐渐的转变为引导学生健康成长,承担学生人生导师、心理咨询师的角色[4]。人工智能具备知识存储量大、数据分析能力强、即时性、互动性的特点,基础知识传授等枯燥的、简单重复的教学工作由人工智能助教代替,教师需要将更多的时间和精力用于指导学生进行实践,拓宽学生学习的深度、广度,引导学生自主学习、思考和探究,为锻炼和培养学习能力、核心素养创造空间,提供机会。在具体的课程教学中,教师需要转变以往的教学理念,让学生以自主、合作、探究等形式融入到课程学习中,发挥主体作用。教师作为引导者的身份,合理地利用人工智能技术和工具辅助教学工作的开展和实施。(1)学习和掌握信息技术教学工具、手段,开发和利用智能化教学资源,合理地利用机器完成基础知识的教学和简单信息内容的传授。(2)教师要给予学生适时引导,帮助解决学生自学中的疑惑、难点和难题,锻炼和提高学生获取、运用知识的能力和水平,提高思维创造力、联想想象、判断分析、逻辑推理等方面的能力和水平。(3)中职教育要重视职业素养、文人素养和社会化能力水平的提高,帮助树立正确的价值观念。在这方面人工智能并不能达到很好的效果,需要发挥好教师的引导和导向作用,承担这部分教学的责任。

4.2个性化教育的实现者。在“人工智能+教育”背景下,教师需要扮演好个性化教育实现者的角色。中职教育强调培养复合型人才,促进学生的全面发展和提升,要求教师在教学中准确地把握和了解每一位学生的特点、能力、水平,在此基础上科学设计和布置教学任务、内容,实现针对性的教学,进而为学生个性发展、自我价值和潜能的发挥创造空间、提供机会。(1)教师科学地利用人工智能的数据获取、分析等功能,精准地获取学生在学习过程中的个性化数据、教学评估和教学反馈的信息,在此基础上实施个性化教学、针对性教学和分层教学,为学生提供所需的教学内容和信息。(2)通过各类智慧教育系统和智慧教学平台的构建和应用,实现教师的精准教学,优质教学资源的诊断和精准推送。线上教学资源的整合利用,为学生的自主学习提供平台,还可以实现智能考试、精细化教学管理、即时性的教学辅导等。通过这种线上线下混合教学的模式,积极推进个性化教学工作的开展和实施。

4.3心理与情感发展的沟通者。在“人工智能+教育”背景下,教师要扮演好心灵与情感发展的沟通者的角色。在推进学生的全面发展和提高的过程中,不仅需要夯实学生的知识储备,提高各项能力,还需要培养健康心理、健全人格。尽管人工智能具备互动性的特点,其在教育实践中采集的数据也包含学生的感觉、知觉、情绪等方面的因素,但针对于心理、情感、帮助学生解决困惑这类复杂性问题的教育效果并不明显,教师需要承担好自身在这方面的职责,在教学中通过潜移默化的熏染,帮助学生健全人格[5]。(1)在日常教学中多与学生沟通,并给予学生更多的关怀。通过日常的观察和与学生的沟通及人工智能所获取的有关学生的感觉、知觉、情绪等方面的数据,对学生心理动态进行更加全面、细致的分析与把握,以便及时发现学生学习、生活、成长中的难点、困惑和各种压力问题、各项负面情绪和消极心理,帮助学生纾解情绪和压力。(2)通过智能化平台的构建,引导教师、学校、社会和学生家庭共同参与到学生的培养中,为学生成长创造和谐的环境。

4.4教育理论的创新者。在“人工智能+教育”背景下,教师要扮演好教育理论创新者的角色。新时代,市场对复合型人才的需求量更大。人工智能等信息技术的应用,促使学习、生活、思维等发生了不同程度的变化。尽管人工智能技术能够帮助教师解决教学中的一些基本性、简单重复的问题,但复杂问题的解决仍需要发挥人的创新作用。新时期中职教学对教师的创新能力提出了更高的要求。(1)借助人工智能技术,对有助于教学实施的知识碎片进行整合利用,实现跨区域、跨领域教学,为课程教学引进和注入新知识。(2)利用人工智能等信息化技术创新和转变教学思想和方法。中职教育涉及大量的实验和实践操作,科学合理地利用新技术和手段,构建虚拟实验室,组织模拟实验等,为实验和实践教学提供了新方法和途径,很大程度上解决了实验和实践机会不足、学生实验和操作技巧和水平不高的问题。

5结束语

人工智能教学计划范文5

关键词:人工智能;智慧课堂;中学语文;教学策略

以硬件设施建设以及教育技术应用为主的教育系信息化1.0时代之后,本国教育已经进入了教育信息化2.0时期。教育部科技司司长雷朝滋指出,2.0时代有三项重点工作:“要摸索基于信息技术的教学新模式”,“发展基于互联网的教育服务新模式”“摸索信息化时期的教育治理新模式”。[1]这些观点基本代表了我国政府在互联网技术背景下教育信息化的政策引导方向。在此背景下,探索人工智能、大数据能新技术条件下语文教学理念、教学模式、教学设计成为基础教育今后一个时期的重点工作。本文在梳理国内智慧课堂最新发展趋势基础上,以阜阳市中学语文智慧课堂实践为研究对象,对信息技术条件下学习分析数据技术与教学模式的建构作了初步的探索。

一.智慧课堂中人工智能的应用模型

目前人工智能在中小学教育技术中的运用价值,集中体现于与大数据技术的深度融合。各地的相关机构正着力于建立基本的教育大数据库,并努力构建教育数据的分析与应用模式。教育数据的应用场景主要体现在教与学两个维度,“对教与学的支撑是大数据在适应性学习中应用的两个侧面。基于数据,学习者的学习状况得以完整记录,学习平台可以推送定制化内容,教师就可以进行更具针对性的传授。”[2]人工智能技术在智慧课堂中的优势,集中体现在学习数据分析与个性化学习方式的链接与建构。人工智能能利用各类智慧教学平台收集海量动态的学习数据,进而快速提取有价值的数据信息,定期形成教育评价报告,将之反馈给教育管理者与学习者。这对教师感知教学效果、调整学习者学习能力、学习习惯,评估学生学习活动的有效性建立了科学的基础。进而,教师可以不断优化教学模式,学生可以修正、优化学习方法,教学管理者可以调整、改善教学管理制度。从可行性模型来说,人工智能条件下的学习数据分析包含数据收集与预处理、数据存储与管理、数据分析与行动、后续处理等紧密相连的阶段。在理想的状态下,机器算法首先分析所收集的海量学习数据,通过试验和错误学习,能够向教育者和学习者推送针对性和个性化的的教学程式与学习模式。因此,数据库的建立与算法模式的开发都是缺一不可的,人工智能依靠大量的数据来学习和培训,在学习数据准确、清晰的前提下,随着学习数据的迅速积累与算法模式的不断优化,人工智能将能越来越精确的体现它个性化学习模式建构的意义。建构人工智能的学习数据分析模型可以参考传统专家型的学习分析技术,特别是应用较广泛的较为成熟的分析模型。荷兰开放大学的Greller和Drachsler提出了由六个关键维度构成的多元素学习分析框架:利益相关者、目标、数据、工具、内部限制和外部约束。这个模型中,有对学习者的内部限制,即学习者解读分析成果进而提高学习效果的能力。有对教育者和管理者的外部约束,如社会道德、法律约束、隐私权、组织机构规则等。[3]这一框架为学习分析的程序设计提供了基本的维度。德国亚琛工业大学的Chatti与Dyckhoff等学者提出了学习分析的四维度模型:数据与环境、技术、目的等,涵盖了若干环节:检测分析、预测干预、评价反馈、适应反射与个性化推荐等。[4]本研究在以上学习数据分析模型基础上,提出中学语文人工智能学习数据分析应用的持续改进的环形模型。首先,基于智慧课堂平台对教师的教学过程和学生的学习行为与学习轨迹进行记录、存储,并形成数据库,然后再进行统计、分析和预测;其次,通过内置程序算法开展大数据智能分析,持续学习修正已有的知识图谱,为学习者、教师、和家长这三个教学个体生成多维的可视化报表分析,如分数变化折线图、错题本、学科诊断报告和个性化学习计划等;最后,将有关数据反馈给教学活动参与者。教师可以根据所得数据调整教学计划,改变教学方式,学生可发现自身知识体系错误和学习方式误区,及时调整学习方式,以提高学习效率。智能平台机器算法也可以为学习者设计推荐个性化的课程学习,使学习者有选择性地发挥自己的学习长处。在新课改背景下,语文教育更加注重学生的差异性,人工智能的运用很好地弥补了班级教学层次不齐的缺点,更有利于调节学生成长的不平衡性和促进学生的全面发展。

二.阜阳三中智慧课堂应用实践

阜阳市第三中学高一、高二年级全面启用科大讯飞信息化智慧教学平台,实现了课堂教学与信息化技术的融合,建设了实际意义上的智慧课堂,提升了课堂效率。从本文所提出的数据分析模型来看,阜阳三中的中学语文学习数据分析应用已经具备了建设的持续改进的人工智能学习数据分析系统的基础条件。首先是智慧教学平台的普及与应用,累积了大量学习数据。在检测环节,学生的作业或试卷在移动终端上批阅完成后,系统基于大数据的分析也同步完成。从校级总结到班级总结再到学习者个人总结、归类后的成绩分析、错题分析,以柱形、条形、折线等图标的形式逐一展示,分析情况一目了然。其次,系统会根据每位同学的做题情况,定制试题进行巩固练习。而学生家长想直接知会孩子学习情况,只需注册个人账号,关联孩子账号后就能看到。最后,“智慧校园”的智能化还在校园的运作上得以反映。管理者运用智慧校园技术平台开展选课、排课、评课和成绩收集等教务活动,智慧终端的多元化和高效化能使参与者即时接收到管理指令,并进行线上调整,校园管理逐渐走向便捷化和高效化。在课文课、作文课和阅读课课堂中,智慧课堂有不同的应用模式。

(一)课文课。阜阳三中的智慧课堂模式仍在一定程度上处于翻转课堂到智慧课堂的过渡期,语文老师在上课时仍采用两者相结合的方式。在课堂一开始,教师将预习过程中收集的学习数据通过后台计算以折线图的方式展现给学生,预习效果和集体差异一目了然,学生通过横向坐标快速了解预习短板所在,在教师留出的时间内进行针对性提问。同时,其他同学能在课堂交流群里看到其他同学的问题,同学们可采用帮答的形式讨论以提高学习活跃度和学习经验。课文课的重心在于梳清文篇脉络,能让学生更深入地了解笔者想要表达的感情。通过分析后得出的学生个性化学习数据直接推送给教师,教师最后汇总学生问题并展示,让学生进行二次讨论。最后根据学生探究过程中出现的问题制作成课堂检测,通过检测分数反馈出两个方面的效果,一个是课堂问题的解决程度,另一个是学生的学习效率。这种模式也仅适用于课文课。

(二)作文课。众所周知,作文课是语文课堂最关键的组成部分,也是检验课堂质量的风向标。智慧课堂克服了传统作文课中单一教法,运用人工智能的组合系统,推动作文课向多元化、立体化和互动化发展。阜阳三中的部分班级在进行作文课时,教师在课前通过平板发送消息,通过让学生发送关键词的方式收集学生的作文意向。随着高考作文趋势由命题向半命题作文转变的趋势,作文课教学模式也随之发生改变。在课中,教师选取出现次数较高的两个关键词并选取相关片段分享到学习平台,学生在写作之前自由发表对关键词的看法,其他同学通过点赞和评论的方式进行点评互动。在交流过后,学生自由选择其中一个进行写作,写作过程中允许在学习平台讨论,方便学习系统对多维度数据的深度挖掘。写作结束后,学生可以选择性的把作文分享到交流平台,或者直接以附件的方式提交给教师,这在一定程度上提高了课堂效率和教师的批改效率。

(三)阅读课。阅读是提增强学生语文学科核心素养的主要路径。随着教育信息化的不断推进,学生的阅读途径逐渐增加,智慧课堂把电子书包课堂模式带入语文阅读课中,丰富了语文教学模式,也拓宽了学习者的阅读渠道。智慧课堂通过情境感知、数据挖掘等方式可以超前预知学习者潜在的学习需求,实现教师与学生、学生与学生之间的立体化沟通与交流。[5]在阜阳三中的阅读课上,学生有以下阅读选择,分别为文本阅读、教师资源推送阅读和申请链接阅读。第一种文本阅读是传统的阅读方式,学习者任意取阅图书角的图书并阅读,摘抄在笔记本上。第二种是科大讯飞平台上的语文班级课堂文件中的阅读资源,由教师进行选择和推送,学生点开分享后可用平板进行标记和收藏,智能平台把学生的阅读进度和标记情况及时反馈给教师终端,教师进行监督和检查。第三种是开放式阅读,学生通过平台发送自己想阅读内容的申请链接,教师审阅后同意并发起网络,学习者自由阅读,教师可在终端平板上监控学生的阅读界面。这三种阅读方式供学生自由选择,平台会根据学生的需求分析、阅读进度和与阅读反馈进行分析,以数据的形式推送给教师,为教师制定个性化辅导提供实践依据。

三.结语

人工智能教学计划范文6

[关键词]信息技术;教育信息化;教学管理

一、引言

2016年教育部印发《教育信息化“十三五”规划》提出,“将信息技术融入到教学和管理模式创新的过程中,以创新促发展,推动教育服务供给方式、教学和管理模式的变革,形成中国特色的教育信息化发展路径”。2018年的《教育信息化2.0》再次重申了信息技术与教育教学的融合,“持续推动信息技术与教育深度融合”,“信息技术和智能技术深度融入教育全过程,提升教学和管理水平”。上述文件为以物联网、云计算、大数据、人工智能、虚拟现实、增强现实、区块链、5G技术为代表的信息技术在教育教学领域的发展指明了方向,也给教育教学改革和发展带来了机遇。教学管理工作是教育教学工作的重要组成部分,小而言之,决定了人才输出的状态;大而言之,攸关国家未来。利用现代信息技术创新优化教学管理工作既有助于全面提升教学管理水平,又有助于提升人才培养质量。

二、教学管理的概念与内容

1.教学管理概念的界定

教学管理有广义和狭义之分。广义的教学管理指从宏观层面上研究教育行政机关对各级各类教育机构进行教学上的计划、组织、管理和监管;狭义的教学管理是指从高校层面上依据教学论和管理科学,采用计划、组织、协调、控制等多种手段,充分调动师生的主动性、积极性、创造性,对教学工作各环节及要素进行调节和控制,确保教学工作稳定有序运行,不断提高教学效率和质量的过程,以完成预设的教学目标、准则。本文中的教学管理为狭义的教学管理,即高校根据培养德、智、体、美、劳全面发展的人才而进行的教学组织、协调、调节、控制及决策,从而保证教学工作的顺利开展,实现育人目标。

2.教学管理工作的内容

2000年教育部印发的《高职高专和成人高校教学管理要点》中第4条对高职院校教学管理作了如下释义:“高职高专院校教学管理的基本内容一般包括教学计划管理、教学运行管理、教学质量管理、教师队伍管理、实验室、实训基地和教材等教学基本建设管理”。上述管理可概括为:一是教学过程管理,二是教学业务管理,三是教学质量管理,四是教学监控管理。

三、融合信息技术的教学管理工作创新

1.融合信息技术的教学过程管理创新

教学过程由教师、学生、教学内容、教学手段等要素构成。因而教学过程管理就是教学活动开展过程所涉及的教师、学生、教学内容、教学手段等要素及活动的管理。随着微课、慕课、翻转课堂、混合学习等新型教学方式不断涌现,高校教学过程中的各因素、各环节不断变化,给管理带来了挑战。新形势下,运用人工智能、大数据、物联网、云计算等现代信息技术对教学过程产生数据实时精准化采集、储存、输出和智能分析,并对教学过程实现全程控制,可实现教学过程管理的数字化、网络化和智能化。用户画像是一种重要的大数据应用,学生用户画像和教师用户画像是用户画像在教育领域中的应用。建立基于学校内部业务系统、上网日志、一卡通数据、学生成绩数据、图书借阅数据、奖惩数据的学生用户画像,可揭示学生的学习轨迹、预测学生的学习成绩、评估学生的心理状况、判断家庭是否贫困,有助于教务部门对学生开展个性化与精准化的教育管理。建立基于高校内部教师相关数据库的教师画像,可科学评价教师的教学能力、评估教师的教学绩效、绘制教师个人的发展路线、挖掘教师的研究特长,有助于院校、教务部门和科研部门为教师提供精准化服务。学生和教师用户画像的应用,为教学过程管理工作提供了数据支持和科学依据。此外,在教师培训工作中可采用人工智能技术实现教师培训资源的按需推送,培训伙伴的智能推荐,培训过程的智能监控,对于记录的全程培训数据可结合大数据技术对其进行分析,以实践全过程的培训管理和评价。基于人工智能的计算机辅助系统主要由自然语言理解、知识展示、推理方法等技术实现,具有智能测试、个性化选择与调整学习内容和进度、智能问答、人机交互、自动解释咨询教学内容、自动评价的功能。该系统能够根据学习者当前的知识技能水平和情感状态选择合适的教学策略,破解了传统智能计算机辅助教学系统设置的教学策略带有经验性和主观性的难题。该系统不仅能够为学生的学习提供必要的环境和条件,而且可以对教学过程进行组织调控、对学生的学习实施引导和帮助,实现以“教”为中心向以“学”为中心的转变。现阶段,高职院校受制于师资,难以向学生提供优质的教育资源。未来,可将超高速率、低延时、低功耗、大规模连接、高可靠性等特征的5G技术与全息技术、AR/VR技术等相结合,向学生提供生动形象的优质课程资源。此举能够有效缩小校际之间的教育质量差距,满足学生对个性化发展和高质量教育的需求。

2.融合信息技术的教学业务管理创新

教务管理是对高校教学业务工作进行的有计划、有组织的管理活动,包括教学计划管理、课表管理、成绩管理、教室管理、考务管理、教材管理、学籍学分管理。随着信息技术的发展和处理教学事务时效性和准确性的要求,各校均采用了教务管理系统。为了提升教务人员的工作效能,可将云计算技术和先进的教学管理理念融入到教务管理系统开发中,构建“教务管理全过程、跨部门流程整合、信息集成共享安全、系统稳定、可扩充”、适应教育发展和教学改革需要的教务管理系统,此平台支持大规模、高并发同时访问。为了挖掘学生不同课程成绩数据之间的关联与规则,已有研究将散列、事务压缩、划分和抽样等技术用于对Apriori算法进行改进,然后将改进的Apriori算法用于高校教务管理系统,不但提升了处理数据的速度,而且为教务管理提供决策支撑。为了解决现有教务系统上网高峰期访问不畅的问题,可将教务系统接入5G网络。在教室管理工作中可采用大数据处理学生选课、教师开课等数据,结合本校教室的实际情况和课程类型,分析出最优的教室安排方案,提升教室管理的科学性和智能化。在教材管理工作中,很多高校已采用教材信息管理系统进行管理,但管理效率较低。可在已有系统的基础上使用物联网技术,实现教材管理智能化,有助于进一步提高教材管理部门的效率和管理水平。在考试管理工作中可采用人工智能赋能考试的具体实施、阅卷和反馈、评价等环节。在考试的具体实施环节运用人工智能构建在线机器考试系统和智能监控系统,提升考试具体实施的智能化水平,给考试管理工作带来便捷。在阅卷环节中运用人工智能开发基于深度学习的智能阅卷系统,可提高阅卷效率并促进考试公平。在考试评价环节运用人工智能和大数据技术可实现考试大数据的自动分析和对试题质量基于既定评价标准的自动评价。在成绩管理工作中可运用区块链技术创建区块链成绩单,用于记录课程、学分、成绩和经历。学生可自主管理此成绩单,打破学习成绩、学分、成长数据由高校集中管理的传统,减轻成绩管理工作的压力,有助于学习者改善学习过程和成效,实现个性化学习。对于管理过程中出现的数据来源广泛、实时动态、共享困难等精准采集难题,可利用“物联网+云计算”技术实现数据精准化采集,完成学生轨迹数据和教师课堂数据的实时动态采集,实现了准确回答“学生去过哪里、学生在哪里、学生喜欢上哪位教师的课”等问题,为教务管理工作带来便利,也为教学供给侧改革提供重要依据。

3.融合信息技术的教学质量管理创新

教学质量管理工作是对高校教学进行计划、组织、领导与控制等活动,以提高办学质量为目标。教学质量管理的核心是对教学过程和教学效果进行指导与控制。以往的教学质量管理往往是通过考核考试等方法进行的,限于数据、技术和工具的多重缺失,未能对教学各要素进行全面有效的评价。而今,利用大数据和物联网技术可实时动态采集学生在校轨迹数据和教师教学数据,然后运用机器学习、可视化分析、聚类和回归分析等技术对采集数据进行全面深度分析,进而通过数据客观反馈学生学习质量和教师教学质量,实现教学质量的智慧管理,使教学质量管理工作由“效率优先下的公平”转变为“公平优先下的效率”。针对学生学习质量评价工作中存在的透明度不高、公正性不强的问题,已有研究利用“区块链+人工智能”设计基于联盟链的学生评价系统来解决,该系统利用区块链技术保障数据安全共享,利用人工智能实现数据的智能处理,助力学生评价向精确化、信息化、智能化转变。

4.融合信息技术的教学监控管理创新

教学监控分为教学质量监控和教学过程监控。教学质量监控,就是按照课程教学目标要求,通过对教学过程中影响教学质量的各种因素进行系统的监督与控制,保证教学工作处于最佳状态。教学过程质量监控主要通过期初、期中、期末教学检查及学生信息员反馈、教师评学来实施。主要分为理论教学过程和实践教学过程的质量监控两个方面。针对理论教学过程中无法全过程跟踪的问题,可采用云录播技术全程多视角监控课堂教学,并将录制的课堂教学视频存放于教学资源库,实现课堂教学的全程记录,提升理论教学过程的监控水平和能力,及时发现问题课堂和课堂问题。通过雨课堂、问卷星等教学辅助工具实现教学及时评价和反馈,帮助教师及时调整教学方法,提升教学技能。对学情分析不到位、教学设计不完善、教学态度不端正、教学方法不适配、教学内容不严谨、教学效果差的问题课堂,采取现场点评、约谈警示、递进式培训、专家会诊等个性化督导帮扶策略。目前,为了高质量地完成实践教学任务,很多高校搭建了虚拟实验室,在节省大量科研经费的同时,解决了实验教学中时常出现的安全问题,但也存在实验过程无法监控的问题。针对此问题,可利用虚拟现实技术组建虚拟实验教学监控系统,监控学生的实验过程,辅助教师开展实验教学活动,及时有效地反馈学生的学习状态并进行教学评价。教学质量监控通过反映教学质量的资料和数据可发现教学中存在的问题,目前,很多高校建立起了教学质量监测信息化平台来实现教学过程产生数据的常态检测,但数据分析手段简单、形式单一、分析时间长,缺乏深度,无法及时有效地发现问题,对问题的及时反馈和改进更是无从谈起,难以发挥教学监控应有的作用。将大数据技术融合到教学监控管理工作中,对教学质量监控数据进行深层次、多维度地收集、挖掘、分析,及时发现教学中存在的问题,有助于提升教学监控工作的管理水平。针对发现的问题,运用大数据技术分析原因,找出解决问题的方法和建议,有助于提升教学监控工作管理水平,促进教学质量的提高。

四、提升信息技术与教学管理工作融合创新的策略

1.转变信息技术与教学管理融合创新的理念

教学管理人员理念的转变是信息技术与教学管理工作融合创新的先导。目前,国内大部分高校实现了教学管理工作信息化,部分从事教学管理工作的人员受到机制制约和工作理念的影响,不愿意深入学习信息技术或改变管理方式,严重制约了信息技术的引进与落地,给教学管理工作的信息化和智能化建设造成了很大的阻碍。对此,各高校从事教学管理工作的人员应注意转变思想观念,深刻认识到信息技术与教学管理工作融合创新的重要性,学习现代教育管理理念,与时俱进,结合时代的多元化发展特征积极应用信息技术,创新优化教学管理工作,从而提升信息技术与教学管理工作融合创新的水平。

2.打造专业且信息素养强的管理团队

要想实现信息技术与教学管理工作的融合创新,必须提升教学管理团队的专业水平和信息素养,提升教学管理工作人员的管理水平和信息技术能力。首先,各高校可组织相关教学管理工作人员积极学习教学管理方面的法律法规,使其认识到教学管理信息化的重要性。同时,积极开展各种思想教育活动,提升教学管理工作团队的思想水平,提升其职业道德和信息道德(在使用信息时,尊重他人的知识产权、版权,遵守法律法规等信息道德规范)。其次,应积极组织相关教学管理工作人员参与各种形式的学习活动,以掌握专业技术和信息技术为目标,通过专家讲座、进修、观摩、经验交流等方式,在丰富教学管理工作团队专业知识的同时,提升其信息技术应用能力、信息检索能力、信息化管理能力及选择、加工、分析和传递信息的能力,从而提升其专业程度和信息素养。

3.创设综合型、智慧型教学管理共享平台

用大数据、云计算、人工智能等信息技术结合教学管理工作特色,创设依托数据驱动的综合型、智慧型教学管理共享平台。此平台涵盖教室、课程、学生、考试、课堂、成绩、选课、互动、资料、日志、权限、配置、管理、教学效果评估、教学新需求预测及大数据分析功能模块,通过获取教学管理工作中教学过程、教学业务、教学质量、教学监控管理等维度的各种数据,提供决策服务,建立良性的教育教学组织过程。教学管理人员在此平台的辅助下,可挖掘业务数据,通过平台嵌入到业务流程的算法进行分析,为教学管理提供决策,从而提升信息技术与教学管理工作融合创新的水平。

4.加强保障,构建融合长效机制

要想实现提升信息技术与教学管理工作融合创新的目标,必须建立融合长效保障机制。首先,开展信息技术与教学管理工作融合势必会增加教学管理工作人员的负担,必须建立可持续性激励机制,保证参于人员的积极性和主动性。其次,开展信息技术与教学管理工作并非只靠教学管理人员就能完成,还需要高校网络与教育技术人员的支持与配合。高校应为信息技术与教学管理工作融合提供有效的技术支撑团队和基础设施。最后,高校应加强版权意识,制定合理的规章制度保障教学管理团队的知识产权与合法权益。

五、结语

人工智能教学计划范文7

关键词:应用型本科院校;人工智能;电气工程与智能控制;专业培养

在党的报告中指出,要大力推动互联网、大数据、人工智能的发展。2017年7月,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》,制定了我国人工智能发展的短期、中期和长期的“三步走”战略目标。教育部于2018年4月印发了《高等学校人工智能创新行动计划》,将“人工智能+”的概念与人才培养紧密挂钩[1-2]。人工智能毫无疑问已成为国家建设关注的重点,而高校则是人工智能科技创新的重要策源地。随着人工智能新概念的蓬勃发展,如何将其融入电气工程与智能控制专业建设中,培养复合型、应用型的人才,满足企业在新形势下对人工智能人才的迫切需求,是本专业教师需要重视和思考的重要问题。近年来,国内高校和学者采用人工智能新概念对专业培养模式和课程教学改革展开了深入的研究。高英杰将人工智能新概念融入电子信息工程专业建设中,从学生学习能力、教师教研技能培养和实验室建设等方面进行了一系列研究[3]。孙治博将“人工智能+工程实践”概念引入到综合创新训练的课程中,提出在新概念下的课程构架,并完成了人工智能与工程实践融合的创新项目,提升了课程教学的品质[4]。本文结合电气工程与智能控制专业的发展状况,以现有电气工程与智能控制专业的课程体系和专业方向为基础,以人工智能新概念为导向对人才培养方案、课程体系、课堂与实践教学、考核评价体系等环节进行深入改革与创新,为适应时展对人工智能技术人才的需求,提高学生的就业层次,增强学生的就业竞争力。

1制订科学合理的培养方案

1.1人才培养目标。电气工程与智能控制专业为国家特设专业,于2013年申报,2014上半年获批,同年开始招生。我校电气工程与智能控制专业全国排名位列前三位。本专业教育目标旨在培养全面发展的人才,使其具备控制理论、计算机技术与应用和智能控制技术等较宽广领域的专业知识,并能在工业企业、科研院所等部门从事智能电网大数据分析、工业过程控制、电力电子技术和人工智能等方面的工作。

1.2课程体系改革。在充分研究应用型电气工程与智能控制专业培养模式内涵的基础上,结合人工智能的发展趋势和特点,构建“基础知识—专业知识—前沿知识”的课程体系。将智能电网技术、机器人技术和大数据分析等前沿技术引入课堂,及时反映电气与控制行业发展动态,使教学内容从相对独立到学科融合,学生从基础课程、专业课程进而向专业前沿探索,由点到线、由线成面、由面建体,逐步、分层次、全方位地培养学生的创新能力和创新意识,为其拓宽应用型专业人才发展奠定必要的知识储备。在保证学校开设的正常通识类课程的学时基础上,将基础知识类课程分为工程基础知识和专业基础知识两大类课程。工程基础知识类课程除了在原有的电路原理、数电、模拟电子技术和计算机程序设计等课程之外,增加了机械设计基础课程,让学生初步了解机械设计的基础知识,为机器人设计做知识储备;专业基础知识类课程缩减了电机学和传感器技术的学时,加大了智能控制理论的学时,使学生能够掌握智能控制基础理论。专业知识类明确了现代控制理论、电力系统分析、高电压技术和模式识别等专业课程的核心地位,保证专业知识的系统性和完整性,确保学生能够掌握电气工程与智能控制专业的基本理论;前沿知识类课程开设了机器人技术、智能电网技术、深度学习和大数据分析等课程,让学生掌握人工智能的理论知识和专业技能,更深入了解电气工程与智能控制专业的发展。引入人工智能新概念的课程体系既有利于应用型人才培养,也有利于科研型人才培养。

2深化课堂和实践教学改革

2.1课堂教学改革。在课堂教学改革过程中,始终以学生为主体,以强化专业知识和技能为导向,在课程教学过程中开展形式多样、内容丰富、理论与实践紧密结合的教学改革。常规课堂教学“以教师讲解为主”的教学形式,不能发挥学生主体学习的积极性。2018年本教学团队申请了“OBE理论对课程结构优化研究—以电气工程与智能控制为例”的高等教育教学改革研究项目,建立了“以学生为中心,以学习成果为导向,不断持续改进”OBE理念的电气工程与智能控制专业人才培养模式,实现了从“以教为中心”向“以学为中心”的转变,在教学实践过程中取得了一定的成绩。对于理论型的课程,实行“线上预习与线下讲解”的教学模式,培养学生的自主学习和独立研究的能力。每位教师在我校的卓越课程中心建立一个与学生互动的“个人课程网站”,将自己录制的教学视频及其他教学网站的优秀视频上传到“个人课程网站”。上课之前,学生在“个人课程网站”自主预习本节的内容,将自己学习后的心得和疑问在留言板上留言。上课时,教师根据学生预习情况,有侧重点地对本节课程进行讲解;也可以选取较容易的几节教学内容由学习优秀的学生作为“小老师”讲课;还可以将某一节教学内容,采用分组讨论的形式,每一小组发表自己的观点,使学生在讨论中增强对知识点的理解,培养学生逻辑思维能力,从而提高学生学习的主动性和积极性。技能型课程根据自身特点可以采取不同的教学方式,例如MatLab课程采取“视频教学与项目训练”相结合的授课方式,在机房教学中学生观看教师录制好的视频教程,教师可管理每位学生的学习情况,并及时解答学生的问题。观看结束后,由学生竞争完成积分奖励的练习题,调动了学生学习的积极性,学生在练习题竞争训练中掌握了知识点,培养了解决问题的能力。教师在优化专业课程、强调应用能力的课程建设原则指导下,不断完善教学方法,丰富教学内容,达到应用型人才培养的课程建设目标,将自己的课堂教学经验进行总结并逐步完善。

2.2实践教学改革。在课程设计和工程实践教学中以“人工智能+CDIO”理念为指导,在传感器与检测技术和电力电子课程设计中,让学生采用电路虚拟仿真软件—Multisim软件对自己设计电路进行仿真验证,能够快速完善电路结构,节约了设计时间,同时设计不受元器件、仪器仪表和实验场地限制。这样能够使学生真正掌握硬件电路设计要领,提高课程设计的教学质量和教学效果。对已有的PLC实验室和嵌入式实验室进行硬件和软件的更新,建立人工智能实验室,让学生学习使用MatLab软件、Python语言和Android软件,并将智能算法在图像处理、语音识别和机器人设计等人工智能方面应用。实验室在满足课堂教学需要的同时,按照人工智能教学计划的要求,购置新的实验仪器设备,建立开关电源、大数据分析和服务机器人3个科研项目孵化室。让学生从大二开始就自选课题进入人工智能实验室,根据兴趣爱好组建实验项目小组。大三时进入科研项目孵化室,每个孵化室由两名专业导师负责,指导学生开展科研项目研究。同时指导学生参加全国大学生电子类设计竞赛和大数据技能竞赛,在竞赛中培养团队协作和实战能力。加大校际和校企合作力度,选派优秀科研团队教师到成立人工智能学院的高校(如西安电子科技大学、天津大学)调研学习,选派优秀学生到科大讯飞、旷视和中科曙光等企业实习,切实提高教师和学生创新实践能力。依托煤矿行业和地方企业,加强应用型实习基地的建设,使教师参与横向和纵向科研项目,为企业单位进行技术服务,加强产学研合作。

2.3多样灵活的评价考核体系。为保证电气工程与智能控制专业培养模式的全面落实,充分发挥本专业教师的力量,建立包括课程、实习和毕业设计等在内的多样灵活的评价考核体系,对教师的工作进行了具体规定和明确要求,从制度上保证了电气工程与智能控制专业人才培养的质量。课程考核中的必修课采用闭卷考试,平时成绩50分,期末50分;选修课采用撰写专业小论文、完成创新型实验和答辩等方式,平时表现优秀的学生可以免试通过。实习成绩由实习报告质量和实习出勤情况共同考核。课程设计和毕业设计按照完成工作量程度进行评分,分为优秀、中等和合格三级。优秀的课程设计和毕业设计题目可以延续和完善,教师可以集中精力与学生共同开展学术研究,提高学生的创新和实践能力。

3结语

引入人工智能新概念,制订科学合理的培养方案,深化课堂实践教学改革,并采用多样评价考核体系考核结果。通过这四方面的改革完善了电气工程与智能控制专业培养模式,经过五年的实践,人工智能新概念下应用型电气工程与智能控制专业培养模式初见成效,学生在全国大学生电子类设计竞赛中获奖28项,2015级学生91人,考研成功率达到22%,学生就业率接近100%,用人单位反馈本专业毕业生理论基础扎实,动手能力强,能够很快适应工作岗位。

参考文献

[1]高芳.全球知名智库对中国《新一代人工智能发展规划》与实施情况的评价及启示[J].情报工程,2018,4(2):26-35.

[2]王婷婷,任友群.人工智能时代的人才战略:《高等学校人工智能创新行动计划》解读之三[J].远程教育杂志,2018,36(5):54-61.

[3]高英杰,陈正宇,徐楠,等.“人工智能”新概念下应用型电子信息工程专业培养模式研究[J].教育现代化,2017(39):101-102.

人工智能教学计划范文8

关键词:人工智能;高校;教育教学

通过人工智能提高人才培养质量和学生素养,满足个性化教学需求是人工智能在教育教学中的研究方向,高校也期望通过人工智能的先进技术助力于教育教学改革,实现智慧化教学。科技无法替代人类,但在人工智能时代,教师可利用科技手段进行教育模式的变革,提高教学质量[1]。国务院的《国家教育事业发展“十三五”规划》中也明确指出,要加快推进“三通两平台”建设与应用,加速推动教育信息化的发展,利用互联网、大数据、人工智能及虚拟现实技术探索教育教学新模式,建立建成智慧化校园。国务院的《新一代人工智能发展规划》中指出,要加快人工智能创新运用,发展智慧教育,构建包含智慧学习、交互式学习的新型教育体系,开展智慧校园建设,推动人工智能在教学、管理、资源建设等方面的全流程应用[2]。没有教育信息化就没有教育现代化,“人工智能+教育”引发了教育颠覆性变革,人工智能和教育的深度融合或将成为教育改革的重大推力。

1人工智能在教育教学中的应用及优势

在互联网时代背景下,通过人工智能技术能够实现智慧教育,满足个性化需求,现已取得了一定成果。人工智能技术在教育教学中的应用对于提升学生的学习兴趣、个人能力、职业素养等都有极大帮助。人们对于人工智能的依赖度越高,就越期望该技术能够成熟、稳定地应用于教育教学之中,从而带来教育教学的改革和创新。虽然科技不能完全取代教师,但在万物互联时代,教师可以采用信息化技术及智能化设备结合传统的教学方法对教学模式进行改革[3]。随着高校教育体系科技化程度的深入发展,人工智能不仅在教学中受到关注,也在高效的科研和行政管理中逐渐凸显出优势。教育资源已经形成了大量的数据基础原型,利用人工智能技术建立大数据模型即可实现教育资源的整合。大量的数据模型提供了各业务信息化平台的数据抽取,如教务系统、教学系统、学工管理系统的统一数据管理,方便了教师与学生的使用。高校的教育教学离不开实验实训,引入人工智能实验实训系统可以对学生实验实训环节进行指导和分析,准确判断出学生对操作技能掌握的短板,从而有针对性地强化短板训练。人工智能所提供的人机交互式学习不仅增强了学生个人体验性和课题娱乐性,还大大降低了学习成本。在课外自主学习方面,学生可通过智能检索或智能语音问答等技术来进行,不用完全依赖于教师指导,提升自主学习能力的同时也降低了教师的工作量。

2人工智能在教育教学中的关键技术

2.1智能识别技术。智能识别技术是人工智能领域中最基本的技术,它由两部分构成,分别是图像识别技术和语音识别技术。图像识别技术在高校的教育体系中运用的最早,也是最为广泛的技术。例如,在学习过程中遇到难以解答的问题时,学生可以使用智能手机把问题内容拍摄成图片,然后上传到学习平台中,学习平台中的智能识别模块通过图像识别技术对上传的图片进行识别处理,处理完成后再通过检索得出结果,最终反馈给学生。目前的图像识别技术不仅能识别出印刷文本,对手写文本也具有较高的识别度,而且还能对学生的作业及考卷进行自动化批阅。人脸识别技术可以通过人脸进行身份验证,比如对签到、替考等行为的管理,有效提高了教学管理效率。人脸识别技术还可以对学生在课堂中的微动作、微表情进行识别,结合学习分析技术得出学生在不同学习环节的心理状态和学习状况。除了图像识别技术外,语音识别、语义识别等技术也飞快运用到了教育教学中,教师和学生在使用智能教学平台进行人机交互的过程中,语音识别技术能够实时将识别到的语音转化为文字,有效提高了人机交互的效率。智能语音识别技术还能对一些语言类的课程进行自动化评估,不仅减轻了教师重复批阅的工作量,也降低了一些主观因素带来的偏差,有利于形成科学的教学评价。

2.2学习分析技术。学习分析技术主要是以大数据为基础的数据分析。高校教务教学平台会将学生的学习行为数据上传至数据中心,数据中心通过大数据的跟踪和比对形成学生画像,教师再结合学生画像中的学习规律和特征调整教学计划,制定因材施教策略,实施开展个性化教学。学习分析技术能够动态预先评估学生的学习成绩,将抽象的学习过程通过可视化的数据驾驶舱呈现出来,教师通过接收到的反馈信息,及时、有针对性地调整教学方法和教学内容,学生也能以此为参考,实时改变学习方法,合理安排学习时间。结合大数据的学习分析技术能够得出学生学习特征,然后通过学习特征筛选出匹配度较高的知识内容,再将匹配度较高的知识内容推送至学生,以此提高教学内容推送的适应性及精准度。学习分析技术也是人工智能技术应用于网络教学平台中最核心的功能。

2.3虚拟现实技术。人工智能技术的应用带来了虚拟现实技术的高速发展。虚拟现实技术可以说是学生学习方法上的革命,它使学生能够充分调动自身感官参与学习,不仅带给学生沉浸式的学习体验,还使他们的专注力、理解力、学习兴趣和学习效率都有极大提升。按照不同应用场景下的功能可以分为虚拟校园、虚拟漫游及虚拟实验等。教师在授课前从三维数据库中配置好课程对应的模型和场景,这样就会在虚拟现实系统中看到各种3D视觉效果,让学生感同身受地参与在虚拟环境中必然能产生传统教学模式所达不到的效果。除了使用计算机设备以外,还会配置一些特殊设备,如三维显示器、数据手套、智能头盔等。沉浸式虚拟现实技术可以营造一种较理想的虚拟现实环境,使体验者有亲临其境的感觉。还有一种非沉浸式体验,只需要通过计算机设备就能感受视觉与听觉,非沉浸式体验尽量使用软件去模拟接近较理想的虚拟现实环境。虽然在沉浸式学习环境中对硬件设施的投入相对较高,但对应产生的仿真教学情境效果和感受也更加真实[4]。

3人工智能在高校教育教学中的应用场景

人工智能在高校中的应用场景越来越广泛,其中教育教学的应用效果最为明显,通过与教育教学的互相结合给教育教学改革带来了无限的可能,这与各大院校积极、主动推行这种教育教学改革是分不开的。现介绍三个在高校教育教学中较为普遍的应用方向。

3.1认知智能技术促进教学测评的自动化。通过图像识别技术能够实现教学测评自动化,图像识别技术不仅可以准确识别出机打的书面文字,还可以对一些模糊的手写文字识别达到较高的识别率。采用人工智能技术的测评系统在早期的学习过程中分别从写作的各个环节对学生进行指导,再综合分析学生的具体学习状态,然后结合反馈意见进行仔细修正,最后测评系统会根据设定的各项分值标准综合性对学生的写作内容进行自动评价。

3.2用人脸识别和行为识别技术进行学习行为分析。学习行为分析系统可以利用人脸识别技术的比对分析、动作行为分析和视频结构化分析等技术来实现室内无感知点名、课堂教学数据搜集,并对数据进行跟踪比对、综合建模,实时动态跟踪教学效果,提升教学质量和学生管理的工作效率。

3.3学习分析技术推动智能化教学。大数据的分析及处理技术越发成熟,高校数据中心对于捕获来的数据分析也越来越精细化,教师在教学过程中更多是采用融媒体显示系统来实时动态掌握每个学生及每个学习小组的具体表现。

4结语