人工智能與教育教學精選(九篇)

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第1篇：人工智能與教育教學范文

1992年國家教委頒布的《義務教育課程方案》就已闡明了義務教育階段素質(zhì)教育的課程結構。其中《九年義務教育全日制小學數(shù)學教學大綱》所規(guī)定的小學數(shù)學的教學目的和要求，就是小學數(shù)學學科的素質(zhì)教育目標。

《大綱》的“前言”部分開宗明義，“掌握一定的數(shù)學基礎知識和基本技能，是我國公民應當具備的文化素養(yǎng)之一?！瓘男〗o學生打好數(shù)學的初步基礎，發(fā)展思維能力，培養(yǎng)學習數(shù)學的興趣，養(yǎng)成良好的學習習慣，對于貫徹德、智、體全面發(fā)展的教育方針，培養(yǎng)有理想、有道德、有文化、有紀律的社會主義公民，提高全民族的素質(zhì)，具有十分重要的意義?！睆亩鞔_提出了以提高公民素質(zhì)為學科教學的總目標。在“教學目的和要求”部分提出了包括知識、能力、思想品德教學的目標結構。在“各年級的教學內(nèi)容和教學要求”部分又對上述目標結構中的各子項分年級、分單元提出了層次分明、具體明確的要求，形成了小學數(shù)學學科教學的三級目標體系。

作為基礎教育中的一門重要學科，只要認真實施《大綱》，使學生掌握最基礎的數(shù)學知識，重視發(fā)展智力、培養(yǎng)能力、結合學科特點對學生進行潛移默化的思想品德教育和美育，對學有余力、愛好數(shù)學的學生因材施教，發(fā)揮特長，必將促進小學生科學文化素質(zhì)、心理素質(zhì)、思想品德素質(zhì)和審美素質(zhì)等基本素質(zhì)，以及個性素質(zhì)的發(fā)展，從而充分發(fā)揮小學數(shù)學學科所特有的，不可替代的育人功能。

小學階段是兒童身心發(fā)展的重要時期，在數(shù)學教學中結合教材、結合形勢、結合學生實際，通過學生的認知活動有機進行思想品德教育，能夠促使小學生知、情、意、行諸方面和諧發(fā)展。

認知能力是小學心理發(fā)展的重要方面，其核心是思維能力。數(shù)學作為一門抽象性、邏輯性很強的基礎學科，責無旁貸地被公認為“思維的體操”。所以《大綱》指出，“小學數(shù)學教學要使學生既長知識，又長智慧?！诩訌娀A知識教學的同時，要把發(fā)展智力和培養(yǎng)能力貫穿在各年級教學的始終?！笔嗄陙淼慕谈膶嵺`證明，組織良好的數(shù)學教學能使小學生的初步邏輯思維能力、良好的思維品質(zhì)和認真思考的習慣得到培養(yǎng)。

所謂“組織良好”的教學，許多教師的實踐證明是把概念教學置于傳授數(shù)學知識的中心地位，遵循兒童認識概念的規(guī)律進行教學。因為數(shù)學概念是數(shù)學知識的基石，是生活中普遍存在的數(shù)量關系和空間形式的本質(zhì)屬性的概括的反映。掌握了概念，就能引起廣泛的遷移，舉一反三，觸類旁通，形成能力。然而正因為數(shù)學概念比較抽象，小學生認識水平較低，概念教學成為公認的難點。突破這個難點的關鍵是遵循兒童的認識規(guī)律。隨著社會的改革開放，兒童獲得信息的途徑日益增多，小學生已經(jīng)有比較豐富的感性認識。教學中正好引導學生聯(lián)系生活實際，運用已有感性材料獲取典型表象。如借助學生外出旅游所看到的里程碑之間的距離，建立“千米”的概念。引導學生動手操作，通過畫、剪、分、拼、擺、觀察、體驗操作過程，形成表象。再通過對表象的分析、綜合，抽象、概括，得到概念。學生在形成數(shù)概念的基礎上運用運算定律、性質(zhì)、法則、公式，經(jīng)過訓練形成整、孝分數(shù)四則計算的能力；運用概念進行判斷、推理，發(fā)展初步的邏輯思維能力；通過形體概念的積累建立空間觀念；綜合種種能力以解決簡單的實際問題。顯然，建立概念、運用和積累概念的過程就是發(fā)展兒童思維、培養(yǎng)數(shù)學能力的過程。人教版義務教材小學《數(shù)學》課本比較充分地體現(xiàn)了這一過程。然而“應試教育”只看試卷反映的結果，忽視上述兒童心理發(fā)展的重要過程，使一 個時期來的數(shù)學教學工作在一定程度上誤入歧途。

小學數(shù)學知識中蘊涵著豐富的思想內(nèi)容。聯(lián)系九宮填數(shù)、古算術題、圓周率等材料教育學生，我國是具有五千年歷史的文明古國，中華民族是勤勞智慧的偉大民族，為世界文明的發(fā)展作出了重大貢獻，小學生的民族自豪感油然而生。在學習數(shù)學知識的同時，讓學生領略事物是不斷發(fā)展變化，并能在一定條件下相互轉化。例如兩個量相比較的關系隨著條件的變化而轉化，當兩量一一對應時，它們相等，當不能一一對應時，它們不等；兩個不等量相比較，以較小量作為標準進行差比時，得到“多幾”，以較大量作為標準進行差比時，得到“少幾”；以較小量作為標準進行倍比時，得到“倍數(shù)”，以較小量作為標準進行倍比時，得到“分數(shù)（率）”。此外，將“點”延伸就成為“線”，將“線”延展就成為“面”，將“面”平移、旋轉就成為“體”，從而潛移默化地受到辯證唯物主義觀點的啟蒙教育。由于數(shù)學具有高度的抽象性，同時也就具有應用的廣泛性。我國經(jīng)濟發(fā)展的各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)、日常生活中的常用數(shù)據(jù)，都是自編應用題的好材料；讓學生自己收集數(shù)據(jù)進行“多位數(shù)讀、寫”練習，進行繪制簡單統(tǒng)計圖表的練習；通過對數(shù)據(jù)的感知更加熱愛偉大的社會主義祖國。

培養(yǎng)小學生學習數(shù)學的興趣，是培養(yǎng)正確的學習目的的先導。因為興趣是兒童學習積極性中一個最活躍的心理因素，結合教材向?qū)W生介紹趣味數(shù)學知識，常常能有效地喚起小學生的好奇心和求知欲；結合練習課和活動課組織數(shù)學游戲和競賽活動，在活動課上講數(shù)學家的故事，能激發(fā)小學生的好勝心和成功欲，進而鼓勵他們從小立志，逐步培養(yǎng)正確的學習目的。

美感是人接觸到美的事物所引起的一種賞心悅目的心理狀態(tài)，是對美的感受、欣賞和評價。數(shù)學知識所蘊涵的和諧、統(tǒng)一以及解決數(shù)學問題的技巧也能給人以美感。數(shù)學課上教師端莊親切的儀態(tài)，簡練明快的語言，規(guī)范工整的板書，勻稱精確的范圖，鮮明雅致的教具，師生間和諧默契的交流，都使學生感到愉悅；幾何圖形的對稱，運算定律、方程等號兩邊的巧妙平衡，數(shù)學概念的概括和簡約，數(shù)學推理的嚴謹和簡潔，數(shù)學解題方法的巧妙，都能讓學生體驗到數(shù)學知識簡明、和諧、整齊、統(tǒng)一的美，從而培養(yǎng)他們的數(shù)學美感，激發(fā)創(chuàng)造美的熱情，陶冶高尚情操。

習慣是一種穩(wěn)定的、由多次重復而鞏固下來的自動化的行為方式。小學生可塑性、模仿性強，小學階段是養(yǎng)成良好學習習慣的最佳期。好的習慣一經(jīng)養(yǎng)成，終身受益，反之，不良習慣一旦形成卻難以糾正。要學好數(shù)學，必須要有“認真、嚴格、刻苦鉆研的學習態(tài)度，獨立思考、克服困難的精神，計算仔細、書寫整潔、自覺檢驗的學習習慣?！痹谛W數(shù)學教學中要有計劃有步驟地培養(yǎng)學生良好的學習習慣，先曉之以理，提出每階段的明確要求，然后反復訓練，強化印象。這樣持之以恒，堅持數(shù)年，必有成效。可是“應試教育”視思想品德教育為額外負擔，以“應試”作為學生學習的目的，逼迫學生承擔超負荷的“大運動量”訓練。師生間哪有情感交流？更無美感可言了。

綜上所述，組織良好的數(shù)學教學，能使小學生知、情、意、行和諧發(fā)展，具有整體育人功能。

然而小學生的身心處于發(fā)展階段，沒有定型，往往因為學習環(huán)境、學習習慣等因素影響學習成績。也許有的“大器晚成”者尚未顯示出來，也許有的智商較高者因求知欲得不到滿足而興趣別移。教師要充分利用數(shù)學活動課陣地，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)數(shù)學特長生，適當?shù)財U大他們的知識面，讓他們做一些富有思考性的題目，最大限度地發(fā)展其數(shù)學潛能。至于大面積參加數(shù)學競賽培訓，以競賽為升重點中學的“敲門磚”，加重學生負擔，干擾正常教學，顯然是“揠苗助長”，違背規(guī)律，同樣是不可取的。

第2篇：人工智能與教育教學范文

關鍵詞：人工智能技術；教學方法；編程能力

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）16-3865-02

1 概述

2008年11月16日，中國科協(xié)成立50周年新聞會在北京召開。在新聞會上，“五個10”系列評選活動，即10位傳播科技的優(yōu)秀人物、10部公眾喜愛的科普作品、10個公眾關注的科技問題、10個影響中國的科技事件、10項引領未來的科學技術評選結果揭曉。10項引領未來的科學技術是：基因修飾技術；未來家庭機器人；新型電池；人工智能技術；超高速交通工具；干細胞技術；光電信息技術；可服用診療芯片；感冒疫苗；無線能量傳輸技術。

人工智能技術學科是計算機科學中涉及研究、設計和應用智能機器的一個分支。指人類的各種腦力勞動或智能行為，諸如判斷、推理、證明、判別、感知、理解、通信、設計、思考、規(guī)劃、學習和問題求解等思維活動，可以用某種智能化的機器來予以人工實現(xiàn)[1]。

通過《人工智能技術》課程的學習，使學生對人工智能技術的發(fā)展概況、基本原理和應用領域有深入了解、對主要技術及應用有一定掌握，并對現(xiàn)代人工智能技術發(fā)展的方向有所研究。通過人工智能技術課程的學習與研究，啟發(fā)學生對人工智能技術的興趣，培養(yǎng)知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新能力，并能將人工智能技術融入到今后所開發(fā)的計算機軟件之中。

《人工智能技術》是一門眾多學科交叉的新興課程，其涵蓋范圍廣，涉及知識點多，知識更新快，內(nèi)容抽象，不容易理解，理論性強，而且需要較好的數(shù)學基礎和較強的邏輯思維能力，這給該課程的講授帶來了一定困難?！度斯ぶ悄芗夹g》也是一門應用型學科，怎樣將理論運用到實踐中，使學生將學到的人工智能技術知識和思想運用到自己的實際課題，這也是該課程需要解決的問題之一。

因此，對《人工智能技術》課程教學來說，我們要了解課程的最新信息，把握課程的特點，幫助學生找到好的學習方法，使他們能充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維能力，提高學習興趣，該文給出了《人工智能技術》課程的教學與實踐的探索。

2 教學與實踐的探索

2.1 教材和實驗教學內(nèi)容的選取

1） 人工智能技術是整個計算機科學領域發(fā)展最快，知識更新最快，最前沿的學科之一。在教材選用方面，我們采用了蔡自興教授等主編，由高等教育出版社出版的《人工智能基礎》這本教材。蔡自興教授的主要研究領域為人工智能、機器人學和智能控制等。這本教材是作者在美國國家工程院院士、普度大學教授傅京孫先生的指導和鼓勵下編寫，借鑒了國內(nèi)外人工智能技術研究領域?qū)＜业淖钚卵芯砍晒蛯W術書籍的長處，該書比較全面地介紹了人工智能技術的基礎知識與技術，材料新，易于理解，兼顧基礎及應用[2]。

此外，我們還給學生自主學習提供多種類型的學習資料，其中包括參考書目，如：Russel S， Norvig P.等編著的《Artificial Intelligence： A Modern Approach》一書，人工智能技術國內(nèi)外期刊，如電子學報，計算機學報，人工智能與模式識別，Artificial Intelligence，Journal of Artificial Intelligence Research，Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence，AAAI： American Association for AI National Conference等人工智能技術會議，使學生能夠掌握人工智能技術的更多前沿動態(tài)，提高學習興趣。

2） 配套的實驗教學內(nèi)容。《人工智能技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程，實踐性教學環(huán)節(jié)對該課程尤為重要。除了完成課本上的作業(yè)之外，還注重實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、算法設計能力和編程能力。首先，每個章節(jié)設置相應的實驗，而實驗內(nèi)容經(jīng)過嚴格的考慮，如：五子棋游戲，產(chǎn)生式系統(tǒng)，旅行商問題，傳教士和野人問題，BP神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)簡單的分類，遺傳算法、人工生命程序等，要求學生運用所學章節(jié)的知識，獨立地設計和實現(xiàn)實驗內(nèi)容。實驗報告包括簡述實驗原理及方法，給出程序設計流程圖，源程序清單，實驗結果及分析等內(nèi)容，通過這種方式，進一步加強學生的信息獲取能力和研究能力。

2.2 教學方法和手段的改革

人工智能技術課程交叉性強，涉及面廣，傳統(tǒng)的教學方法手段單一，缺少交流，課堂氣氛沉悶，激發(fā)不起學生的學習興趣，教學效果不理想。人工智能技術這門課程內(nèi)容抽象，如何激發(fā)學生的學習興趣是本課程需要解決的主要問題，也是關系教學改革成敗的關鍵。本課程需采用多種方法進行教學，以此來激發(fā)學生的學習興趣。

1） 問題啟發(fā)式教學。《人工智能技術》這門課程中有很多似是而非、引人入勝的問題，主要是用計算機模擬人類的智能來解決這種問題。在教學中，有目的的提出這些問題，鼓勵學生思考，提出自己的想法和解決方案，并進行分析和比較，這樣強化學生的主動學習意識，提高學習積極性[3]。

2） 個性化學習和因材施教。學生中存在計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)本科畢業(yè)的差別，由于他們每個人的基礎不同，有的計算機知識比較匱乏，因此有必要針對每個學生的學習進度，課堂作業(yè)和實驗報告情況進行及時評估，對學生提出個性化的教學。例如：在實驗教學中，要求有能力和興趣的學生可以做探究性和創(chuàng)新性的附加實驗，從而引導學生發(fā)揮個性的空間，而對稍微吃力的學生則要求完成基本的實驗，更注重基礎知識的學習和夯實，這樣就能達到因材施教的目的。同時對不同層次的學生進行分析，進一步提出學習建議，并進行有針對性的指導。

3） 多媒體使用和多學科知識的融合。本課程PPT課件圖文并茂，提綱挈領，便于學生理解。課堂講授、板書與PPT手段相結合，注重課程中的關鍵詞用英文表示，并適當指定英文參考書，使學生能夠接觸國外文獻資料，加深對學習內(nèi)容的理解，獲得更寬廣的知識。PPT課件運用了大量多媒體技術，如動畫、聲音、圖像，通過動畫和視頻演示抽象的概念、算法和過程，使人工智能技術中抽象的知識形象化，在課件中融入了文學，歷史等其他學科的相關知識，便于學生較好地理解知識難點和重點[4]。

4） 師生互動和課內(nèi)外答疑。在教學中，改變了傳統(tǒng)的老師講，學生聽的教學模式。針對人工智能技術的實用性，適當提問，收集學生學習情況，盡量使用實例進行講解。設置了實驗講解互動課程，對于實驗的講解，學生可以提出疑問，然后在課堂上展開討論，學生可以看到問題從提出、分析到解決的整個過程，讓學生自己在討論中總結結論。為了解決教學中存在的疑難問題，還設有課后答疑，使學生能將所有的問題都理解透徹。

5） 理論研究與實踐結合。在教學內(nèi)容的安排上，注重學生的理論研究和動手能力，適當布置一些課程相關的論文和實驗編程。通過課程論文，可以培養(yǎng)學生鉆研問題的興趣； 通過查閱科技文獻使學生掌握如何查找相關文獻的技能，可以培養(yǎng)學生撰寫科技論文的能力。通過實驗實踐，使學生可以更加清楚地了解人工智能技術基本概念和難點，也能了解算法的設計具體運行過程，并對其進行驗證，提高了學生的編程能力和和學習興趣。

6） 考試考核方式改革。本課程的考核考試也是一個值得探討的問題，本課程應采用多種綜合考試方法，注重學生對基礎概念、知識和基本的技能的掌握以及理論聯(lián)系實際的能力。平時作業(yè)考核成績，實驗實踐教學成績、提交課程論文成績，以及最后的期末考試成績形成一種有效的考試考核方法，促進學生主動學習，提高教學質(zhì)量。實驗的評價指標在于算法設計、編程的準確性和實驗結果及分析。課程論文評價指是選題是否嚴謹科學和具可研究性，論文結構、思路是否嚴謹，論文內(nèi)容科學性、正確性，能否提出自己的見解?？疾椴殚喛萍嘉墨I的能力主要通過是否查找到權威的、最新文獻以及撰寫是否規(guī)范。

2.3 學生學好《人工智能技術》課程的建議

《人工智能技術》是一門理論與實踐相結合的應用課程，學生如何學習這么課程，也是我們應該探討的問題。

學生應該正確看待《人工智能技術》這門科學的發(fā)展。人工智能技術孕育于20世紀30、40年代，形成于60、70年代，發(fā)展至今，人工智能技術只有短短60多年的歷史，它是一門不斷發(fā)展和完善的嶄新學科，還有許多課題處于探索中，理論和技術還遠未成熟，我們應該對它有科學的認識。

針對非計算機專業(yè)本科畢業(yè)的學生，除了課堂聽講之外，還應該課下自學該課程的先修課程，如：數(shù)據(jù)結構、離散數(shù)學等課程。人工智能技術中涉及到大量的數(shù)學知識，如：模式識別需要具有較好的概率論，數(shù)理統(tǒng)計知識，另外還會用到少量隨機過程、模糊數(shù)學的一些知識。人工智能技術是一門應用課程，編程語言的掌握必不可少，涉及到SVM算法，粒子群算法，免疫算法神經(jīng)網(wǎng)絡，遺傳算法等算法，實現(xiàn)這些算法要求學生具有較強的編程能力。

學生應該多讀，多查閱資料，特別是國外的期刊文獻和重要國際會議論文，多了解人工智能技術最前沿的信息，理論聯(lián)系實際，加深對基本算法的理解，并將人工智能技術的知識運用到自己所研究的領域，以做到學以致用。

3 結論

人工智能技術在一定程度上代表著信息技術的前沿，該文對《人工智能技術》的課程教學進行了一些探討，教學與實踐效果有了顯著提高，但仍然有許多方面還需要我們繼續(xù)探討和改進。

參考文獻：

[1] 蔡自興，徐光佑.人工智能技術及其應用[M].北京： 清華大學出版社，2003.

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

第3篇：人工智能與教育教學范文

關鍵詞：人工智能；信息素養(yǎng)；信息技術

中圖分類號：TP18文獻標識碼：A文章編號：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 信息素養(yǎng)的定義及其內(nèi)涵

“信息素養(yǎng)”一詞最早產(chǎn)生于信息技術和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達的美國, 是隨著現(xiàn)代信息社會的逐漸形成而對國民提出的一種兼跨人文和科學范疇的綜合性個人素養(yǎng)要求的描述。隨著研究的深入，人們對信息素養(yǎng)的認識也在不斷深化。

1974年美國信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會主席保羅?澤考斯基最先提出信息素養(yǎng)的概念, 他認為信息素養(yǎng)是“利用大量的信息工具及主要信息源使問題得到解答的技術及技能”。1992年美國圖書館協(xié)會提出：“信息素養(yǎng)是人能夠判斷何時需要信息, 并且能夠?qū)π畔⑦M行檢索、評價和有效利用的能力。”同年, 道爾在《信息素養(yǎng)全美論壇的終結報告》中給出了一個較為全面的定義：一個具有信息素養(yǎng)的人, 他能夠認識到精確和完整的信息是作出合理決策的基礎, 他能夠確定對信息的需求, 能夠形成基于信息需求的問題, 能夠確定潛在的信息源, 能夠制定成功的檢索方案, 從包括基于計算機的和其他的信息源中獲取信息、評價信息、組織信息用于實際的應用, 將新的信息與原有的知識體系進行融合以及在批判性思考和問題解決過程中使用信息。

綜上所述, 雖然研究人員從不同的視角界定了信息素養(yǎng)的定義, 但可看出, 信息素養(yǎng)既包括認知態(tài)度層面上的內(nèi)容, 也包括技術層面、操作層面和能力層面上的內(nèi)容。概括起來講, 信息素養(yǎng)主要包括信息意識、信息能力和信息道德三個方面：

1) 信息意識。信息意識是信息素養(yǎng)的首要因素, 主要指人們對信息及其交流活動在社會中的地位、價值、功能和作用的認識, 換句話說, 就是指人們對信息的判斷、捕捉的能力。信息意識的強弱將直接影響人們利用信息的程度和效果。人們只有有了信息意識,才有可能有信息的需求, 進一步去尋找信息和利用信息, 并主動學習與信息處理有關的技術。

2) 信息能力。信息能力是信息素養(yǎng)的重要方面, 是指人們獲取信息、處理信息、利用信息、創(chuàng)造信息、交流信息的技術和能力。人們只有掌握一定的信息技能, 才能有效地開展各種信息活動, 有效地利用信息和創(chuàng)造信息, 充分發(fā)揮信息的價值, 變信息為動力和優(yōu)勢。

3) 信息道德。信息道德是指人們在整個信息交流活動過程中表現(xiàn)出來的信息道德品質(zhì)。它是對信息生產(chǎn)者、信息加工者、信息傳播者及信息使用者之間相互關系的行為進行規(guī)范的倫理準則, 是信息社會每個成員都應該自覺遵守的道德標準。

2 人工智能的研究領域

人工智能的研究領域非常廣泛, 而且涉及的學科也非常多。目前,人工智能的主要研究領域包括：專家系統(tǒng)、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、智能決策支持系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等。下面主要介紹在網(wǎng)絡教育環(huán)境中常用的智能技術。

2.1 專家系統(tǒng)

所謂專家系統(tǒng)就是一種在相關領域中具有專家水平解題能力的智能程序系統(tǒng), 它能運用該領域?qū)＜叶嗄攴e累的經(jīng)驗與知識, 模擬人類的思維過程,求解需要專家才能解決的困難問題。

2.2 機器學習

“學習”是一個有特定目的的知識獲取過程, 其內(nèi)在行為是獲取知識、積累經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)規(guī)律; 外部表現(xiàn)是改進性能、適應環(huán)境、實現(xiàn)系統(tǒng)的自我完善。所謂機器學習, 就是要使計算機能模擬人的學習行為, 自動地通過學習獲取知識和技能, 不斷改善性能, 實現(xiàn)自我完善。機器學習主要研究學習的機理、學習的方法以及針對相應的學習系統(tǒng)建立學習系統(tǒng)。

2.3 模式識別

所謂模式識別,是指研究一種自動技術。計算機通過運用這種技術,就可自動地或者人盡可能少干預地把待識別模式歸入到相應的模式類中去。也就是說,模式識別研究的主要內(nèi)容就是讓計算機具有自動獲取知識的能力,能識別文字、圖形、圖像、聲音等。一般來說,模式識別需要經(jīng)歷模式信息采集、預處理、特征或基元抽取、模式分類等幾個步驟。

2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡

人工神經(jīng)網(wǎng)絡是指模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能, 運用大量的處理部件, 由人工方式建立起來的網(wǎng)絡系統(tǒng)。它是在生物神經(jīng)網(wǎng)絡研究的基礎上建立起來的,是對腦神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能的模擬, 具有學習能力、記憶能力、計算機能力以及智能處理功能。其中學習是神經(jīng)網(wǎng)絡的主要特征之一, 可以根據(jù)外界環(huán)境來修改自身的行為。學習的過程即是對網(wǎng)絡進行訓練的過程和不斷調(diào)整它的連接權值, 以使它適應環(huán)境變化的過程。學習可分為有教師(或稱有監(jiān)督)學習與無教師(無監(jiān)督)學習兩種類型。對神經(jīng)網(wǎng)絡的研究使人們對思維和智能有了進一步的了解和認識,開辟了另一條模擬人類智能的道路。

3 人工智能技術在教育中的應用

3.1 智能搜索引擎

隨著互聯(lián)網(wǎng)站點和頁面的激增以及網(wǎng)絡用戶隊伍的不斷壯大,信息檢索成為人們利用Internet的重要途徑。但是在浩瀚的網(wǎng)頁海洋中尋找有用的信息并不容易,需要借助有力的檢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,他們各有特色,但仍存在不足之處,如檢索到的無關信息過多以及檢索結果排序較混亂。智能化信息檢索是信息檢索的新分支,它是人工智能和信息檢索的交叉學科。它在對內(nèi)容的分析理解、內(nèi)容表達、知識學習等基礎上實現(xiàn)檢索的智能化,這樣可以節(jié)省學習者在檢索中花費的時間,幫助學習者提高檢索效率。智能化信息檢索所用到的人工智能技術有專家系統(tǒng)、自然語言處理和知識表示。

3.2 智能體(agent)

agent技術早在70年代出現(xiàn)在人工智能領域,通過感知、學習、推理以及行動能夠基于知識庫的訓練模仿人類社會的行為。隨著其進一步發(fā)展,它在遠程教育領域發(fā)揮著越來越重要的作用。一套完整的遠程教育系統(tǒng)中包含許多子系統(tǒng),如答疑、作業(yè)、考試、交互等等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫用來存儲信息。為了提高整個系統(tǒng)的智能性,可以引入智能技術,把眾多子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫鏈接起來,實現(xiàn)信息資源的共享。通過分析這些信息,智能技術可以發(fā)現(xiàn)學習者的個別特征(如興趣愛好信息、點擊知識點信息統(tǒng)計、交互日志等等),并根據(jù)這些特征量身訂做出適合學習者的學習方案,也有助于教師及時掌握學習者學習過程中的動態(tài)信息。

3.3 智能CAI(ICAI)

隨著計算機技術的飛速發(fā)展,計算機輔助教學(CAI)已受到教育界的重視,成為學科教學改革的一種重要手段。許多學校都在開發(fā)CAI課件,但大多數(shù)CAI課件只是機械地按照教學設計者事先設計好的教學模式和內(nèi)容向?qū)W生傳授知識,并沒有體現(xiàn)出個性化學習,無法做到因材施教。

智能CAI是以人工智能技術為核心,使CAI系統(tǒng)能夠根據(jù)學生的學習情況等因素分析學生的特征,合理安排教學內(nèi)容、變化教學方法去滿足個別教學的需要。使用智能CAI進行教學能夠克服傳統(tǒng)CAI的不足,顯著提高教學效果,是CAI課件發(fā)展的趨勢。

3.4 智能教學系統(tǒng)ITS

智能教學系統(tǒng)(intelligent tutoring system,ITS)是涉及人工智能、計算機科學、認知科學、教育學、心理學和行為科學的綜合性課題,其研究的最終目標是由計算機負擔起人類教育的主要責任,即賦予計算機系統(tǒng)以智能,由計算機系統(tǒng)在一定程度上代替人類教師實現(xiàn)最佳教學。我國ITS的研究起步較晚,但近幾年隨著計算機的普及和教育軟件需求增大,ITS的發(fā)展較快。ITS按照功能分為四個模塊:專家知識模塊、學生模塊、教師模塊、人機接口模塊。

4 人工智能教育對學生信息素養(yǎng)的作用

人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是計算機科學的一個分支,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科。換言之,它研究如何用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設計、學習、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動,來解決需要人類專家才能處理的復雜問題,例如咨詢、診斷、預測、規(guī)劃等決策性問題。人工智能也是一門涉及數(shù)學、計算機科學、控制論、信息學、心理學、哲學等學科的交叉和邊緣學科。與一般的信息處理技術相比,人工智能技術在求解策略和處理手段上都有其獨特的風格。人工智能研究處于信息技術的前沿,它的研究、應用和發(fā)展在一定程度上決定著計算機技術的發(fā)展方向。同時,信息技術的廣泛應用也對人工智能技術的發(fā)展提出了急切的需求。今天,人工智能的不少研究領域如自然語言理解、模式識別、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機器人技術、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等都走在了信息技術的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活、學習和工作中,并對人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。

綜上所述,作為信息技術一個不可缺少的重要組成部分,人工智能的基本內(nèi)容在中學信息技術課程中是不能不專門提及的,以往某些教材中用一兩頁篇幅作個簡單介紹的方法根本不足以反映人工智能學科的全貌。因此,十分有必要在高中階段的信息技術課程中專門設立人工智能選修課。我們認為,高中階段開設人工智能課程可以在以下幾個方面對學生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)生積極作用：

1) 多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉。

現(xiàn)實世界的問題可以按照結構化程度劃分成三個層次：結構化問題,是能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;非結構化問題,難以用確定的形式來描述,主要根據(jù)經(jīng)驗來求解;半結構化問題則介于上述兩者之間。一般說來,中學階段開設的傳統(tǒng)意義上的信息技術課程中所介紹的信息技術,例如多媒體技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、算法與程序設計等,都是求解結構化問題的基本技術。而人工智能技術則是解決非結構化、半結構化問題的一類有效技術。

把人工智能課程引入我國現(xiàn)行的高中信息技術教育,可以讓學生在體驗、認識人工智能知識與技術的過程中獲得對非結構化、半結構化問題解決過程的了解,從而培養(yǎng)學生的多種思維方式,達到提高信息素養(yǎng)的目的。通過人工智能課程的學習,學生還將了解人工智能語言的基本特征,學到智能化問題求解的最為基本的策略。

2) 體驗人類專家解決復雜問題的思路,提高學生的邏輯思維能力。

這里以人工智能學科中“專家系統(tǒng)”技術的體驗、學習與應用過程為例進行說明。在專家系統(tǒng)的應用過程中,一個實際的專家系統(tǒng)不僅能夠為用戶給出相關領域的專家水平建議或決策,而且能夠通過解釋機制,以用戶容易理解的方式解釋專家系統(tǒng)的具體推理過程。學生可以向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么(Why)”、“如何(How)”、“如果……會怎么樣”等問題,系統(tǒng)接受用戶的問題指令后,可以根據(jù)推理的邏輯進程,即時將答案呈現(xiàn)給用戶,整個過程如同教師與學生在進行面對面的教學。在該過程中,學生可以充分體驗人類專家的求解思路和推理風格,有助于提高他們的分析、思維與判斷能力。

另一方面,在專家系統(tǒng)的教學過程中,可以要求學生自行構建由產(chǎn)生式規(guī)則組成的知識庫,或進一步利用工具軟件來開發(fā)簡單的實用型專家系統(tǒng)。為了完成該項工作,學生一開始就要編制開發(fā)規(guī)劃、制定知識獲取策略,并具體付諸實施,這是一個不斷深化的過程。學生還得明確與系統(tǒng)有關的所有變量或相關的因素,并且將這些變量和因素轉化為問題求解,得出相應的結論。在進行一系列問題求解分析之后,運用產(chǎn)生式規(guī)則來表示知識,以此建立起來的專家系統(tǒng)還可以讓其他學生去運用和體驗,具有一定的實用價值。

由于專家系統(tǒng)中的知識組織與推理過程是對人類專家思維方式的一種模擬,因此上述知識庫的組織和系統(tǒng)的推理過程能夠較好地體現(xiàn)學生的思維過程。在建造知識庫過程中,學生需要將原來零碎的未成型的知識概念化、形式化和條理化,從而內(nèi)化為學生自己的東西。所以,建造知識庫的過程不但能反映學生的學習過程,而且有助于學生對該領域知識的深層思考并有利于長久記憶,同時也學會了專家系統(tǒng)的基本開發(fā)技術。正如美國著名的學習論專家Jonassen所指出的：那些自行設計專家系統(tǒng)的學生將會在這種活動中受益匪淺,因為這是一個對所學知識進行深度加工的過程。

3) 了解信息技術發(fā)展的前沿,激發(fā)對信息技術未來的追求。

人工智能技術在一定程度上代表著信息技術的前沿,通過人工智能知識、技術的學習與體驗,高中學生能夠?qū)π畔⒓夹g發(fā)展的前沿知識有一定程度的了解,這樣有助于他們開闊視野,培養(yǎng)興趣,激發(fā)對信息技術美好未來的追求,從而為今后進入大學或走向社會奠定良好的基礎。

5 結束語

中學生的信息素養(yǎng)的培養(yǎng)是當前信息技術課的一個重要目標，而在現(xiàn)有的中學信息技術課程中，關于人工智能的知識只作了簡單的介紹，學生們對于人工智能研究的廣大領域不能有詳細的概念，這對于中學生的信息化認識和信息素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠全面。因此在中學信息技術課中加大人工智能的知識介紹是信息技術課改革的重要內(nèi)容。

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第4篇：人工智能與教育教學范文

［關鍵詞］職業(yè)教育 實踐教學 信息化 育人功能

［作者簡介］何勝曉（1973- ），男，江蘇南京人，南京特殊教育職業(yè)技術學院康復科學系，講師，博士，研究方向為教育與康復。（江蘇 南京 210002）

［中圖分類號］G712 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1004-3985（2013）06-0163-02

信息化時代已經(jīng)降臨，人們的生產(chǎn)、生活及學習活動等都同網(wǎng)絡與信息發(fā)生了日益密切的聯(lián)系。人們的信息意識及信息能力在其社會生活及職業(yè)發(fā)展中的地位日益提高。作為培養(yǎng)適應一定職業(yè)及崗位需要的應用型人才的職業(yè)教育，實踐教學環(huán)節(jié)在素質(zhì)與能力培養(yǎng)中具有十分重要的地位。在社會各方面對所培養(yǎng)人才的信息素質(zhì)與能力提出新要求的情況下，實踐教學環(huán)節(jié)的信息化建設已經(jīng)變得相當急迫，而實踐教學環(huán)節(jié)的信息化也在人才信息素質(zhì)與能力的養(yǎng)成中扮演著極其重要的角色。

一、職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)信息化的迫切性

教育與職業(yè)自古就有密切的聯(lián)系，或者說職業(yè)需求乃是教育出現(xiàn)的一個重要條件，而教育也是以滿足職業(yè)性的需求為一個基本目的。在教育獲得最初發(fā)展的很長時間里，它都是面對著一定的職業(yè)需求的，即使是學校教育也大多以培養(yǎng)從事教育職業(yè)的工作者，而大多數(shù)職業(yè)教育則由某一個行業(yè)的師傅在實踐中進行授學，并以學徒的方式進行，現(xiàn)代的學位及畢業(yè)證書在原來也都只是從事某個職業(yè)的資格或資質(zhì)證明。當現(xiàn)代社會日益變得復雜時，行業(yè)內(nèi)部的傳統(tǒng)職業(yè)教育方式就不能滿足職業(yè)對技術及組織等復雜性的需求，從而將職業(yè)教育大規(guī)模地提升到了學校教育的高度，從事職業(yè)教育的學校也逐步獲得了社會各界的廣泛認可，政府等公共組織也積極推動傳統(tǒng)學校教育的職業(yè)化轉向。進入工業(yè)化時代后，職業(yè)教育與社會組織及技術的新發(fā)展日益發(fā)生了密切的聯(lián)系，不論是蒸汽機時代，還是內(nèi)燃機時代和信息時代，技術及社會組織日新月異的發(fā)展，對職業(yè)教育的影響越來越直接，也越來越深遠，越來越具有根本性的決定意義與價值。職業(yè)教育的實踐環(huán)節(jié)也愈發(fā)受到了技術的決定性影響，熟悉新技術及培養(yǎng)對新技術的實踐應用能力成了職業(yè)教育實踐教學的一個重要任務。最近20年來，電子技術、信息技術及網(wǎng)絡技術在中國社會的各個領域都產(chǎn)生了普遍性的決定性影響，信息化在對社會各行各業(yè)產(chǎn)生廣泛深遠影響的同時，也對職業(yè)教育及其實踐教學環(huán)節(jié)提出了新的迫切要求。

職業(yè)教育既是面向職業(yè)需求的，那么職業(yè)對信息化的普遍需求就向職業(yè)教育提出了進行普遍信息教育的要求，尤其是對職業(yè)教育的實踐教學環(huán)節(jié)提出了信息化的高要求。第一，信息化對社會各個職業(yè)都產(chǎn)生了深遠而重大的影響，信息與職業(yè)的結合是如此的緊密，甚至可以說社會的各行各業(yè)在很大程度上不僅都已經(jīng)信息化了，而且信息化已經(jīng)獲得了以職業(yè)為界的行業(yè)特點，不同行業(yè)之間的信息化在特點及功能上有許多重要的不同點，比如會計行業(yè)的信息化建設就頗有行業(yè)特點，其他行業(yè)也不例外。這就要求職業(yè)教育能夠在教育過程中展示某個或某些職業(yè)的特殊的信息化特征或特點，更多以實踐教學的方式，形象、直觀地展示職業(yè)領域信息化的最新成果。第二，職業(yè)對信息化的要求總是實踐的，即職業(yè)對進入該領域的從業(yè)者總是要求其具有較高的信息化處理能力，這種能力除非經(jīng)過實踐是不能實際擁有的。實際上，職業(yè)教育的實習、實訓等實踐教學環(huán)節(jié)不僅是展示職業(yè)領域信息化的最新成果及狀況，還力求使學生掌握職業(yè)領域基本的信息化能力，獲得職業(yè)所需起碼信息素質(zhì)。第三，實踐教學環(huán)節(jié)的信息化還可以充分利用信息技術及網(wǎng)絡平臺，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)及場景模擬的作用，進行職業(yè)情境下的特定心理教育及應變能力教育，而特定心理及應變能力教育在職業(yè)人的養(yǎng)成過程中扮演著越來越重要的角色。

信息及網(wǎng)絡技術已經(jīng)在社會中獲得了普遍應用，這不僅越來越要求各行各業(yè)的職業(yè)人具有較高的信息意識、信息素質(zhì)及信息能力，而且還為職業(yè)人士利用信息手段快速成長提供了便捷條件。信息意識、信息素質(zhì)及信息能力在職業(yè)人的發(fā)展中地位已經(jīng)足夠重要，以至于在職業(yè)教育中加強實踐教學環(huán)節(jié)的信息化建設，通過實踐教學進行信息方面的教育，已經(jīng)刻不容緩。

二、職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)信息化建設的內(nèi)容

職業(yè)教育信息化作為教育信息化的一個重要組成部分，在最近十幾年已經(jīng)有了較大的發(fā)展，但信息化的程度仍然較低，其中主要的成績是多媒體教學技術的普及。職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)信息化在內(nèi)容建設上要滿足三個基本需要，其一是理論知識與實踐技能相結合的需要，既要積極地將理論知識符合邏輯實踐性地展現(xiàn)出來，以信息化的實踐教學來鞏固職業(yè)化的理論知識，也要信息化能夠積極地促進職業(yè)所需要的理論知識轉化為實踐技能；其二是利用信息化技術中的模擬與仿真技術，開展職業(yè)所需要的使用信息技能與素質(zhì)等的拓展訓練，培養(yǎng)學生在職業(yè)生涯發(fā)展中所必需的信息意識、信息素質(zhì)與能力；其三是利用網(wǎng)絡信息技術的遠程教育與情境模擬仿真訓練功能，進行特定的職業(yè)訓練。為順利開展信息化的職業(yè)教育實踐教學，職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的信息化建設還必須包含服務與管理的環(huán)節(jié)。鑒于職業(yè)教育實踐和教學環(huán)節(jié)所要滿足的上述諸多功能，我們擬對應地從三個方面來談論職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)信息化建設的基本內(nèi)容。

職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的信息化對職業(yè)教育機構的信息高速公路建設及終端設備建設提出了新的要求。職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的信息化建設是整個教育信息化建設的重要組成部分，其首要的建設工作就是建設職業(yè)聯(lián)系廣泛、專業(yè)覆蓋面廣、便捷快速的信息高速公路，尤其要重視信息高速公路要延伸至實踐教學環(huán)節(jié)，建立起與信息高速公路匹配的終端實驗設備。高校的信息高速公路在走進課堂教育方面還存在明顯的差距，信息化在實踐教學環(huán)節(jié)也進行得很不到位，只能進行簡單的單機演練，未能開展真正基于信息高速公路的信息化實踐教學。教育信息化更多地還集中于圖書館及教務管理方面，而真正在教學方面則尚缺少真正意義上的信息化。職業(yè)教育的實踐教學要實現(xiàn)信息化就必須將信息高速公路的終端落實在實習、實訓等實踐教學環(huán)節(jié)，要開通高速寬帶網(wǎng)絡，還要購置適當?shù)能浻布O備，真正將信息高速的實踐教學終端變成職業(yè)教育的加油站，使其承擔職業(yè)實踐與職業(yè)教育的轉換功能。

職業(yè)教育實踐教學課程的信息化與實踐教學課程相對應，通常包含三個方面的基本內(nèi)容：其一，實踐教學的部分內(nèi)容是為了鞏固理論知識，使學生以實踐的方式在實驗室或?qū)嵱栔羞M行發(fā)現(xiàn)性學習，特別是在涉及職業(yè)領域的信息化理論知識方面。這就要求職業(yè)教育的理論課程要適應職業(yè)信息化的新要求，跟蹤最新動態(tài)，開設相適應的實驗、實踐及實訓課程，并盡可能將職業(yè)信息化的新趨勢、新要求、新技術落實在實踐教學環(huán)節(jié)，通過對職業(yè)中信息化技術的模擬演練，讓學生在問題情境中進行發(fā)現(xiàn)性的學習。其二，實踐教學的另一部分提供職業(yè)心理、職業(yè)倫理及職業(yè)應急等的實踐與實訓，這就要求職業(yè)教育的實踐教學通過信息模擬與仿真，進行職業(yè)適應所需要的心理、倫理、應急等方面的基本訓練。信息技術中的模擬及仿真技術可以提供非常逼真的工作情境或問題情境等，為準確到位地進行職業(yè)心理及倫理等的實踐教學，提供了更科學有效的技術手段。其三，專門的信息及網(wǎng)絡技術課程要加大實踐教學的比重，要切實進行信息及網(wǎng)絡技術的信息化實踐教育，確實提高信息化在個人素質(zhì)中的地位與比重，提高受教育者的信息素質(zhì)及能力。

職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的信息化建設還需要實現(xiàn)管理及服務的信息化，搭建信息化的管理與服務系統(tǒng)，延伸實踐教學的信息化教育功能。管理與服務系統(tǒng)的信息化建設至少包含兩個方面的基本建設：其一是管理與服務系統(tǒng)的平臺建設，建立健全信息化的管理與服務系統(tǒng)，開通電子服務，盡可能實現(xiàn)管理與服務系統(tǒng)的信息化。其二是實踐教學環(huán)節(jié)要進行信息化的個，即實踐教學可以利用信息高速公路，將職業(yè)的實踐引進教育中來，延伸實踐教學的環(huán)節(jié)，特別是可以將實踐教學的輔導環(huán)節(jié)以信息化方式在時空上全面展開，使實踐教學的輔導可以實現(xiàn)在時間及空間上的跨越性，拉近了職業(yè)教育與職業(yè)實踐的距離。

三、職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)信息化的育人功能

職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的信息化具有非常明顯的育人功能。這也是我們堅持認為職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)必須信息化的一個基本理由。所謂育人功能主要是指在信息素質(zhì)與能力的培育方面，尤其值得肯定的是此處的育人還是與一定職業(yè)相對應的信息素質(zhì)與能力的培育。這對于養(yǎng)成未來某個職業(yè)領域就業(yè)者敏銳的信息意識及較高的信息素質(zhì)及能力來說，顯得尤為重要和迫切?？偟膩砜矗诼殬I(yè)教育中，實踐教學環(huán)節(jié)的信息化具有如下三方面的育人功能：

第一，實踐教學環(huán)節(jié)的信息化，加大了職業(yè)教育信息化教育的比重，形象地展現(xiàn)了信息化教育本身，給受教育者帶來了較大的感覺沖擊。這種感覺沖擊使他們加倍地感受到了信息化時代的迅速到來，感受到了信息化在自己即將進入的職業(yè)領域的強大而廣泛的影響，有利于提高其信息化意識，增強接受信息化專門教育的自覺性和主動性，從而產(chǎn)生了較為廣泛深遠的教育意義與育人功能。

第二，職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的信息化還普及了信息化的技能，掌握信息化技能，無疑是職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)信息化的第二個重要的育人功能。職業(yè)技能的養(yǎng)成必然是實踐性的，職業(yè)所需的信息化技能的養(yǎng)成也不例外。職業(yè)教育信息化技能的實踐養(yǎng)成則要求實踐教學環(huán)節(jié)的充分信息化，這樣既可以使學生在實踐教學中接觸多種多樣的技術與技能，許多接觸到的技術和技能都會在應用中被掌握，也可以有意識地進行信息化技能養(yǎng)成的訓練，從而有利于學生掌握職業(yè)所需的基本的信息化技術與技能，落實職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)在信息化教育方面的育人功能。

第三，職業(yè)教育的內(nèi)容總是與職業(yè)需要緊密結合，在實踐教學環(huán)節(jié)信息化中，職業(yè)實踐被模擬或移植到教學活動中，造成了受教育者與職業(yè)信息化的實踐密切接觸、接受職業(yè)信息化教育的條件，從而發(fā)揮了職業(yè)性技能養(yǎng)成的育人功能。實踐教學環(huán)節(jié)的信息化大大地拉近了職業(yè)領域最新技術發(fā)展與受教育者的距離，其中最重要的方面就是把職業(yè)領域信息化的最近狀況呈現(xiàn)在教育中。職業(yè)教育實踐教學環(huán)節(jié)的充分信息化，不僅可以使學生以發(fā)現(xiàn)式學習掌握職業(yè)領域的新技術，而且還使學生較為完整地掌握了職業(yè)領域新的信息化技術，有利于其創(chuàng)新性能力的養(yǎng)成及應用等。

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第5篇：人工智能與教育教學范文

關鍵詞：強化；人文素質(zhì)教育；提高；就業(yè)能力

由于專業(yè)教育的偏向，使得理工科大學生的人文素質(zhì)相對偏低，這使得他們在文化素養(yǎng)、思想道德修養(yǎng)、創(chuàng)新能力、綜合適應能力、價值觀等方面略遜一籌，這就要求我們加強人文素質(zhì)教育。面對大學生價值困惑，大學應通過強化人文素質(zhì)教育提高理工科大學生綜合素質(zhì)，促進他們的成長，同時增強就業(yè)競爭力。

一、人文素質(zhì)的內(nèi)涵

在當今社會，人文素質(zhì)的含義是指人們在人文方面所具有的綜合品質(zhì)或達到的發(fā)展程度。人文素質(zhì)包括四個方面的內(nèi)容：

1. 具備人文知識。人文知識是人類關于人文領域（主要是精神生活領域）的基本知識，如歷史知識、文學知識、政治知識、法律知識、藝術知識、哲學知識、宗教知識、道德知識、語言知識等。

2. 理解人文思想。人文思想是支撐人文知識的基本理論及其內(nèi)在邏輯。同科學思想相比，人文思想是有很強的民族色彩、個性色彩和鮮明的意識形態(tài)特征。人文思想的核心是基本的文化理念。

3. 掌握人文方法。人文方法是人文思想中所蘊涵的認識方法和實踐方法。人文方法表明了人文思想是如何產(chǎn)生和形成的。學會用人文的方法思考和解決問題，是人文素質(zhì)的一個重要方面。與科學方法強調(diào)精確性和普遍適用性不同，人文方法重在定性，強調(diào)體驗，且與特定的文化相聯(lián)系。

4. 遵循人文精神。人文精神是人文思想、人文方法產(chǎn)生的世界觀、價值觀基礎，是最基本、最重要的人文思想、人文方法。人文精神是人類文化或文明的真諦所在，民族精神、時代精神從根本上說都是人文精神的具體表現(xiàn)。

在人文素質(zhì)四個方面中，人文精神是核心。人文精神主要表現(xiàn)在：在處理人與自然、人與社會、人與文化的關系時，突出人是主體的原則；在認識和實踐活動中，以人各種需要的滿足為最終訴求，強調(diào)人是目的的原則；在人與物的比較中，突出人高于物、貴于物的特殊地位，強調(diào)精神重于物質(zhì)，人的價值重于物的價值，生命價值優(yōu)先的人道主義原則和人本主義原則；在人與人的關系中，強調(diào)相互尊重對方的人格尊嚴，突出人人平等的原則。人文素質(zhì)的形成主要有賴于后天的人文教育。人文素質(zhì)的培養(yǎng)重在培養(yǎng)涵養(yǎng)，培養(yǎng)人性、情感、欲望、情緒、人際關系等做人方面的素質(zhì)。

二、強化理工科大學生人文素質(zhì)教育的途徑

（一）提升理工科大學設置的人文社會科學課程質(zhì)量。

1. 早在八十多年前，就已非常明確地指出，在我國的大學教育乃至中學教育中，由于文理分割對于人才培養(yǎng)所造成的弊病，并采取各種措施加以克服，以圖文理融通。1932年，他在武漢大學的一次演講中說：“大學目的有二：一為研究學問，一為培養(yǎng)人格?！鄙鲜兰o80年代以來，美、英、法、德等資本主義發(fā)達國家的高教改革，一改60年代提出的“學問中心論”，進一步提出“人的教育”模式，在課程設置上根據(jù)學生的心理結構所具有的知、情、意三大維度的特點，在注重知識結構的系統(tǒng)性和綜合化的同時，重視情感教育和個人心理品質(zhì)教育。眼下我國理工科院校開設人文社會科學課已經(jīng)引起普遍的關注，各類課程的門數(shù)越來越多。但在開設的人文社會科學課程中涉及中華文明、中國文化、傳統(tǒng)文化、傳統(tǒng)道德類課程仍比較少，特別是能夠深入淺出、比較全面系統(tǒng)、深受大學生歡迎的與中國傳統(tǒng)文化相關的人文課程數(shù)量更少。這是因為缺乏稱職的師資?，F(xiàn)在高校中能把西方哲學課程講得好的教師比較多，相對而言，能把中國傳統(tǒng)文化的課程講得好的教師不多，應采取措施加以改進。

（二）將人文素質(zhì)教育納入學校的教學管理和學生管理。

理工科院校應制定一定相關管理規(guī)定，將人文素質(zhì)教育納入到教學任務中，盡量將人文素質(zhì)巨大活動滲透到專業(yè)教育之中，鼓勵創(chuàng)造性地開展工作。學校應把學生參加人文素質(zhì)教育，作為學生管理的重要工作之一，納入正常管理，建立管理體系。將學生參加人文素質(zhì)教育的情況，作為學生的重要考核資料進入檔案管理，納入學生評先、評優(yōu)、評定獎學金等內(nèi)容。

（三）積極開展藝術教育，激發(fā)學生的創(chuàng)造力。

人文素質(zhì)教育如藝術等知識的普及和教育最為重要的功能是開發(fā)學生的右腦，培養(yǎng)學生的形象思維能力。20世紀60年代，羅杰?斯佩里博士在其歷史性的裂腦實驗中發(fā)現(xiàn)，人腦的兩部分都有其自身獨立的意識思維系列及其自身記憶。更為重要的是，他們甚至發(fā)現(xiàn)人腦的兩邊是用根本不同的方式進行思維的，亦即左腦易于用語詞進行思維，而右腦卻徑直用感性表象來思維。換句話說，人的創(chuàng)造力主要來源于右腦的功能。因此，音樂與藝術等課程的設置對于理工科大學生創(chuàng)造潛能的開發(fā)無疑具有重要意義?！缎⒔?jīng)》說： 移風易俗，莫善于樂。世界級音樂大師貝多芬說：“音樂是比一切智慧、一切哲學更高的啟示，誰能滲透我音樂的意義，便能超脫尋常人無以自拔的苦難?！盵4]許多著名的大科學家如愛因斯坦、楊振寧、李政道等都是對藝術情有獨鐘的。事實上，藝術的形象思維往往與創(chuàng)造性思維密切相關?？茖W藝術化、藝術科學化已成為當代潮流?？茖W與人文藝術是人類智慧的兩個翅膀，彼此可以相互帶動。這就要求我們要盡可能地開設一些人文藝術方面的專業(yè)或課程。

四、結語

理工科大學生既需要熟練的專業(yè)知識和技能，也需要良好的人文素質(zhì)。人文素質(zhì)在大學生漫長的職業(yè)生涯中起著至關重要的作用。為了提高理工科大學生就業(yè)能力和競爭力，必須強化理工科大學生的人文素質(zhì)教育。同時，大學生人文素質(zhì)教育是一項系統(tǒng)的工程，需要學校、教師、學生的積極參與。

參考文獻：

[1] 李桂花.人文素質(zhì)教育的時代內(nèi)涵與創(chuàng)新[J].社會科學論壇（學術研究卷），2005（9）：56.

[2] 薛健飛，宣儒淵.理工科大學生人文素質(zhì)現(xiàn)狀及思考[J] .北京城市學院學報，2010（1）：21-22.

[3] 孫小禮.融通文理[M] .北京大學出版社，1993：8.

第6篇：人工智能與教育教學范文

關鍵詞:學習對象元數(shù)據(jù);學習導航;資源整合

隨著無線互聯(lián)網(wǎng)、“三網(wǎng)”融合等信息高速公路基礎設施的逐步完善以及互聯(lián)網(wǎng)教學資源的迅速增長,互聯(lián)網(wǎng)作為一種信息與知識的傳播手段正在改變教與學的關系。同時,現(xiàn)代社會對人才的多元化需求也要求學生具備通過互聯(lián)網(wǎng)進行自主學習與評價的能力。

互聯(lián)網(wǎng)教學資源具有數(shù)量多、形式多樣、分布式存儲、不斷變化且無統(tǒng)一規(guī)范等特點。同時,教學資源與學習者及學科知識模型之間也沒有統(tǒng)一的關聯(lián)規(guī)范。對于大多數(shù)學習者而言,在利用含有海量教學資源的互聯(lián)網(wǎng)進行學習時通常會迷失方向。為提高互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教學資源的利用效率,迫切需要對互聯(lián)網(wǎng)上不斷增加的海量教學資源進行整合并為學習者提供個性化學習導航服務。關于教學資源整合以及學習導航的方法得到了廣泛地研究[1-4]。

學習對象元數(shù)據(jù)(LOM, Learning Object Metadata)規(guī)范是IEEE采用的一種表示學習對象(教學資源)信息的規(guī)范。不但可以用于整合教學資源,還可以表示教學資源之間的依賴關系。

本文提出一種教學資源整合以及學習導航的框架,采用LOM表示教學資源元信息,利用XML表示LOM,并將LOM的XML數(shù)據(jù)轉換為擴展知識結構圖,并在擴展知識結構圖的基礎上實現(xiàn)教學規(guī)劃與學習導航。

1基本框架

1.1基于學習對象元數(shù)據(jù)(LOM)的資源整合

全國信息技術標準化技術委員會(CELTS)教育技術分會制定了教育信息相關規(guī)范,CELTS將IEEE的學習對象元數(shù)據(jù)(LOM, Learning Object Metadata)規(guī)范封裝在CELTS-3中,包括3個子規(guī)范,其中CELTS-3.1為信息模型規(guī)范,CELTS-3.2為元數(shù)據(jù)的XML綁定規(guī)范,CELTS-3.3為實踐指南,CELTS-3.4為測試規(guī)范。LOM規(guī)范表示了學習對象的9大類元信息,包括:通用、生存期、元-元數(shù)據(jù)、技術、教育、權利、關系、評注、分類等。

LOM數(shù)據(jù)項如圖1所示,有關LOM的詳細描述參見文獻[5-6]。

LOM數(shù)據(jù)項中,“關系”類信息描述了相關學習對象之間的關系,為學習導航提供了基礎數(shù)據(jù)。CELTS-3.1 采用了Dublin Core關于學習對象關系的類別,其中“A基于B”和“A需要B”兩類關系表示A依賴B,“B基于A”和“B需要A”兩類關系表示B依賴A。

1.2基于擴展知識結構圖(EKG)的學習導航

文獻[7]提出了一種基于擴展知識結構圖的教學規(guī)劃方法,其中擴展知識結構圖(Extented Knowledge Graph)定義為一個滿足以下條件的有向無環(huán)圖,(1)圖中包含兩類節(jié)點:知識節(jié)點和方法節(jié)點;(2)知識節(jié)點的后繼節(jié)點為方法節(jié)點,表示完成該知識點教學的多種可選的教學方法。方法節(jié)點的后繼節(jié)點為知識節(jié)點,表示運用該方法完成學習目標所需掌握的基礎知識;(3)每個方法節(jié)點設多個置權值,表示不同的學習者通過該方法完成教學目標所需的費用。

一個示例性的擴展知識結構圖如圖2[7]所示。

LOM表示的學習對象(教學資源)信息可以很好的表示擴展知識結構圖。設某一學習對象A(其標識為A),利用“A.通用類.標題”表示該學習對象所學習的目標知識點,學習對象A即為學習該目標知識點的一種學習方法,“A.教育類.難度”則表示該方法的初始難度,該難度值將根據(jù)不同學習者的評價進行調(diào)整。利用學習對象A來學習其目標知識點的基礎知識集合則記錄在“A.關系類”元數(shù)據(jù)中,包括所有“A.關系類.類型”為“A基于B”或“A需要B”的資源(用“A.關系類.資源”表示)。

1.3系統(tǒng)框架

系統(tǒng)管理學習對象(教學資源)元數(shù)據(jù),學習者,教學專家(學習對象提供者)等信息,系統(tǒng)并不維護學習對象本身。系統(tǒng)基本功能包括:

1) 為教學專家提供接口,將學習對象的LOM信息錄入到LOM數(shù)據(jù)庫,并轉化為XML表示形式;

2) 自動將XML表示的LOM數(shù)據(jù)庫轉換為擴展知識結構圖;

3) 根據(jù)擴展知識結構圖進行學習導航;

4) 為學習者提供接口,自主學習導航以及評價反饋。

系統(tǒng)結構如圖3所示。

2人工智能教學資源整合和學習導航實例

以人工智能中狀態(tài)空間搜索有關教學資源整合和學習導航為例,對上述系統(tǒng)加以說明。

與狀態(tài)空間搜索有關的知識點包括:狀態(tài)空間、狀態(tài)空間搜索、盲目搜索、寬度優(yōu)先搜索算法、深度優(yōu)先搜索算法、啟發(fā)式搜索、A*算法、A*算法的實現(xiàn)。學習這些知識點的依賴關系如圖4所示。

以上示例分別說明了兩個學習對象LOM的主要XML元素,前者的元素說明了“A*算法”對于“狀態(tài)空間搜索”的依賴關系。與A*算法有關的部分教學資源如表1所示,由于篇幅限制其他資源的LOM表示從略,一種典型的學習路徑為:(9)-(7)-(11)-(12)-(1)-(5)-(13)-(4)。

3結語

本文對教學資源整合以及學習導航方法進行了探索。提出一種教學資源整合以及學習導航的框架,采用LOM表示教學資源元信息,利用XML表示

LOM,并將LOM的XML數(shù)據(jù)轉換為擴展知識結構圖,并在擴展知識結構圖的基礎上實現(xiàn)教學規(guī)劃與學習導航。后續(xù)工作將建立LOM的XML收集以及轉換系統(tǒng),為教學資料提供者以及學習者提供服務接口。

參考文獻:

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[6] 鄭莉,史元春,沈中南,等. 學習對象元數(shù)據(jù):XML綁定規(guī)范(CELTS-3.2)[EB/OL]. [2010-05-02]. celtsc.edu. cn/680751c665875e93/folder.2006-04-03.8417036039/celts-3/celts-3-2-ts.pdf.

[7] 段琢華. 具有學習能力的智能教學規(guī)劃[D]. 廣州:中山大學軟件研究所,2002.

Tutorial Material Integration and Learning Navigation for Artificial Intelligence Based on LOM

DUAN Zhuo-hua

(School of Computer Science, Shaoguan University, Shaoguan 512003, China)

第7篇：人工智能與教育教學范文

摘要：全球信息化的發(fā)展為教育提供了新的手段，互聯(lián)網(wǎng)的誕生和發(fā)展為教育提供了更廣泛的發(fā)展空間，將現(xiàn)代信息技術與教育有機結合，即在現(xiàn)代教育中應用人工智能技術，使學習成為了一種持續(xù)性的、終身性的過程。在各個高校中，網(wǎng)絡化課程的建設正在興起，如何在教學平臺中體現(xiàn)智能化是各個網(wǎng)絡化課程的熱門課題，當前已有的智能化產(chǎn)品大多處于實驗和理論研究階段，其智能化程度有限，還沒有達到推廣應用，因此，設計一個基于網(wǎng)絡的人工智能輔助教學系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：信息化 人工智能 網(wǎng)絡 計算機技術

1、計算機等級考試智能系統(tǒng)的優(yōu)化

計算機等級考試的教育模式強調(diào)學生不但要有理論能力，還要有操作能力。以往的輔導教學主要靠書本，和老師講題來實現(xiàn)，缺乏系統(tǒng)的能力評估和改進體系，不能對個人的學習狀況有適時的分析及評價，所以我們需要及時調(diào)整培訓方案。為順利實施人工智能的計算機等級考試輔助系統(tǒng)的教育模式，需建立一種學生能夠自己學習，自主練習，自主評分的專家系統(tǒng)，將不同的能力評價要求納入其中，并提供一種方法對學生的做題情況進行解析，給出采分點，并在數(shù)據(jù)庫中給出答案庫，使學生知道自已錯在哪里，并對學習情況有及時的分析與指導。

在大學的計算機等級考試輔助教學中應用人工智能技術及網(wǎng)絡信息技術，開發(fā)輔助教學專家系統(tǒng)，對教學改革中面臨的師資不足、教學模式單一等問題，實現(xiàn)教學資源共享，有效提高教學質(zhì)量、減輕教師負擔，加強學生自主學習能力，提高學習效率，從而提高計算機等級考試的應試能力。

2、計算機輔助教學的現(xiàn)狀

就目前計算機輔助教學的發(fā)展來看，主要分為兩類，一類偏重于學生學習，主要由各類CAI課件、專業(yè)輔助教學軟件組成；另一類偏重于對學生學習情況進行評估，主要由各類考試系統(tǒng)組成。本系統(tǒng)結合這兩個方面，將教學評估和自主學習相結合，加強教師和學生之間的聯(lián)系和互動，更好的實現(xiàn)輔助教學的目的。

現(xiàn)在國內(nèi)外有很多智能化的基于網(wǎng)絡的教學輔助系統(tǒng)，但是智能化程度都不高，相對于掌握每個學生的學習情況來說，教師的一個很大任務是要了解一個群體學生的知識掌握情況而不單單是一個學生。本系統(tǒng)運用規(guī)則式專家系統(tǒng)，能對老師指定的某個群體，比如幾個班、一個學院等的所有學生進行測試，從而使本系統(tǒng)能更好的為教學服務。

綜上所述，通過對當前研究現(xiàn)狀的分析來看，應用人工智能技術、計算機等級考試輔導的智能化教學專家系統(tǒng)研究還不多見。

3、智能輔助教學的系統(tǒng)架構

本系統(tǒng)以適應大學計算機國家等級二級考試的輔導教學，加強學生自主學習能力為特色，運用專家系統(tǒng)及網(wǎng)絡開發(fā)技術，研究構建基于人工智能技術的計算機等級考試的輔助教學專家系統(tǒng)，為學生的自主學習和探索學習提供了有效平臺，成為計算機等級考試教學中的強大助手。

（1）自主學習模塊。自主學習模塊主要實現(xiàn)四大功能：在線練習、診斷練習、知識點強化練習、提高練習。學生自主學習系統(tǒng)的主要用戶對象是學生，學生登錄系統(tǒng)后，選擇練習模式進行練習或測試。在測試過程中可以進行自我診斷，通過學習模塊中的適當?shù)囊曨l演示，使學生在沒有老師的指導上，仍能正確練習，學會操作，并且能看到自己的得分情況。根據(jù)單次練習提供個性化的界面，根據(jù)歷史練習結果提供學習方案，發(fā)揮學生的主觀能動性，最大程度激發(fā)學生記憶潛能，提高學習效率，提高通過率。同時，學習模塊會將診斷結果傳送到專家系統(tǒng)模塊，進行智能分析。（2）專家系統(tǒng)模塊。專家系統(tǒng)模塊主要實現(xiàn)三大功能：智能分析、試題庫維護、知識庫維護。系統(tǒng)將學生練習或結果傳送給專家系統(tǒng)模塊，由專家系統(tǒng)模塊進行智能分析?？梢愿爬閮煞矫?，一是知識點定量分析，二是學生定量分析。知識點定量分析是指教師在上傳答案后，針對某個知識點來診斷某些學生的知識點掌握情況。學生定量分析時，對學生的選取和考題的選取同時決定了分析結果。智能分析結果后專家系統(tǒng)一方面可以反饋給輔導教師，輔導教師在實際的教學當中對掌握不好的知識點進行加強指導與練習；同時智能分析結果將加入知識庫，并反作用于試題庫的維護，使知識點強化練習、提高聯(lián)系等功能的選題更有針對性，從而更有效的提高學生的知識水平和操作能力。

4、智能輔助教學系統(tǒng)的重大作用

本系統(tǒng)以適應大學計算機國家等級考試的輔導教學，加強學生自主學習能力為特色，運用專家系統(tǒng)及網(wǎng)絡開發(fā)技術，研究構建基于人工智能技術的計算機等級考試的輔助教學專家系統(tǒng)，為學生的自主學習和探索學習提供了有效平臺，成為計算機等級考試教學中的強大助手。（1）實現(xiàn)網(wǎng)絡自主式學習。本項目所構建的計算機國家等級考試系統(tǒng)能夠讓學生選擇不同模塊進行自主式學習；能夠進行綜合練習、自我診斷、知識點強化、提高練習等。（2）實現(xiàn)學習的智能評價與指導。學習模塊將學生練習或結果傳送給專家系統(tǒng)模塊，由專家系統(tǒng)模塊進行智能分析。得到智能分析結果后專家系統(tǒng)一方面可以反饋給輔導教師，輔導教師在實際的教學當中對掌握不好的知識點進行加強指導與練習。（3）實現(xiàn)智能組卷功能。智能分析結果將加入知識庫，并反作用于試題庫的維護，使知識點強化練習、提高聯(lián)系等功能的選題更有針對性，從而更有效的提高學生的知識水平和操作能力。

第8篇：人工智能與教育教學范文

關鍵詞:新醫(yī)科;智能醫(yī)學;人才培養(yǎng)

1緒論

健康中國已上升為國家戰(zhàn)略，新醫(yī)科在我國高等教育中掀起了一陣新的改革浪潮，“智能醫(yī)學”的應用性人才培養(yǎng)模式也隨之開啟。智能醫(yī)學工程是以現(xiàn)代醫(yī)學與生物學理論為基礎，融合先進人工智能及工程技術，挖掘人的生命和疾病現(xiàn)象的本質(zhì)及其規(guī)律，探索人機協(xié)同的智能化診療方法及其臨床應用的新興交叉學科。目前，高校在進行醫(yī)工融合培養(yǎng)學生的指導過程中，存在許多問題，如醫(yī)學和工科的理論結合層面較為薄弱，多學科交叉聯(lián)合指導的機制不完善，成果轉化和臨床應用性不高。實踐層面，在現(xiàn)有的醫(yī)學教育模式下，醫(yī)學生缺乏全面的對數(shù)據(jù)進行收集、處理與分析的能力。但是在智能醫(yī)學時代，對數(shù)據(jù)的處理與分析能力會成為醫(yī)生工作的重要組成部分。面向醫(yī)療健康的智能醫(yī)學工程交叉學科人才的迫切需求，智能醫(yī)學工程交叉學科的人才培養(yǎng)的機制有待完善。2019年，一些院校如南開大學和天津大學獲得教育部的審批，已經(jīng)率先實行招收智能醫(yī)學工程專業(yè)的新生［1］。高等醫(yī)學教育對新醫(yī)科背景下智能醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)認知還處于探索階段，智能醫(yī)學工程如何實現(xiàn)醫(yī)工交叉學科的融合發(fā)展，如何獲取人才培養(yǎng)中的合適方法、模式、關鍵技術等的研究，協(xié)同醫(yī)學發(fā)展、社會需求的人才，還需要深入思考和進一步探索。

2新醫(yī)科背景下智能醫(yī)學人才培養(yǎng)

2．1新醫(yī)科符合醫(yī)科改革的內(nèi)在需求

隨著“健康中國2030”國家決策不斷推進，醫(yī)療健康逐漸被國家視為重要的基礎性戰(zhàn)略資源，在大數(shù)據(jù)和人工智能技術影響下，臨床應用、疾病預測與預防、公共衛(wèi)生、循證公共衛(wèi)生決策、健康管理、健康監(jiān)測與個性化醫(yī)療服務等方面的研究以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將是未來整個醫(yī)療領域的提升方向，給智能醫(yī)學分析與決策賦予了新的意義和內(nèi)涵。

2．2醫(yī)工融合發(fā)展的必然趨勢

隨著精準醫(yī)療與智能醫(yī)學診療技術的深度融合，理論層面，把握新醫(yī)科背景下智能醫(yī)學工程專業(yè)復合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標，以臨床應用性為導向，多學科領域知識相互滲透。調(diào)整醫(yī)工結合課程體系，既符合新醫(yī)科需求，又實現(xiàn)醫(yī)工融合課程模塊間的交叉互補，體現(xiàn)醫(yī)工結合特色的寬口徑學科結構。培養(yǎng)既懂醫(yī)藥科學、數(shù)據(jù)科學又懂人工智能應用的高級復合型人才。實踐層面，精準醫(yī)療與智能醫(yī)學工程技術緊密結合，利用臨床醫(yī)生在傳統(tǒng)醫(yī)學中積累豐富的臨床經(jīng)驗，并融入到智能醫(yī)學診療模式變化中，將徹底改變現(xiàn)有診療模式。

2．3人工智能助力智能醫(yī)學工程人才培養(yǎng)

隨著科學技術的飛速革新，人工智能核心技術推動傳統(tǒng)學科專業(yè)建設和醫(yī)工交叉融合。助力人才培養(yǎng)主要表現(xiàn)在以下三個方面。一是從智能醫(yī)學診療技術創(chuàng)新的角度，技術的革新引領人工智能與各個產(chǎn)業(yè)領域深度融合，創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)或領域，計算機模擬人腦的思維過程，實現(xiàn)人機交互，提高醫(yī)療資源的利用率，推動醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的高效運轉。智能醫(yī)學診療主要包括疾病早期診斷、臨床決策支持、正確用藥、診療方案的選擇等。如KopR和HoogendoornM等探索了醫(yī)院對病人電子病歷(EMR)數(shù)據(jù)進行分析，結合結直腸癌預測模型，更準確的預測早期直腸癌和干預治療實踐［2］;HoshyarAN和Al-JumailyA等探索了醫(yī)學影像自動診斷皮膚癌，通過數(shù)據(jù)預處理去除噪音和不必要的背景圖像，提高圖像質(zhì)量，輔助醫(yī)生進行臨床決策［3］。二是從醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)的角度，隨著大數(shù)據(jù)、數(shù)字技術、機器學習和人工智能等信息技術在醫(yī)療領域的應用，電子健康記錄數(shù)據(jù)呈指數(shù)型增長，醫(yī)療大數(shù)據(jù)來源包括醫(yī)院記錄、患者醫(yī)療記錄、醫(yī)療檢查結果和物聯(lián)網(wǎng)設備［4］。智能醫(yī)療系統(tǒng)具有識別、篩選和決策等智能醫(yī)療輔助功能。2017年上海計算機軟件技術開發(fā)中心對醫(yī)療大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的實踐與研究［5］;2018年，阿里健康與阿里云宣布共建阿里醫(yī)療大腦2．0［6］，加強在圖像識別、生理信號識別、知識圖譜構建等能力的建設［7］;同年，騰訊推出醫(yī)療AI引擎“騰訊睿知”，具備更智能化的醫(yī)療垂直搜索功能，幫助患者精準匹配合適的醫(yī)生。三是從人才培養(yǎng)的角度，多學科交叉融合發(fā)展是大勢。人工智能將打破不同學科專業(yè)的壁壘，推進多學科交叉融合發(fā)展，形成“人工智能+”的專業(yè)新的人才培養(yǎng)模式。高校也應根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求變化調(diào)整專業(yè)設置，構建新的專業(yè)結構。高校人工智能相關的本科專業(yè)將會蓬勃發(fā)展，形成頗具特色的“人工智能+”專業(yè)集群?！叭斯ぶ悄?”技術所衍生的新醫(yī)科、新工科專業(yè)之間的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)技術創(chuàng)新與醫(yī)療應用的統(tǒng)一。以“人工智能+醫(yī)學”為契機，結合醫(yī)學產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和智能醫(yī)學工程專業(yè)的特點，研究相應的教學體系、制定科學的教學計劃，建立具有行業(yè)特色的課程群、制定合理的課程大綱，解決學生在醫(yī)學診療和工程技術兩方面協(xié)調(diào)發(fā)展的問題，全面提升醫(yī)學生的綜合素養(yǎng)以及未來的職業(yè)競爭力。綜上所述，新醫(yī)科人才培養(yǎng)在人工智能助力下，培養(yǎng)學生具備較強的創(chuàng)新意識和具有智能醫(yī)學領域科研能力，掌握關鍵理論與方法，創(chuàng)造性地將計算機科學技術、人工智能技術和方法、大數(shù)據(jù)關鍵技術與醫(yī)學應用系統(tǒng)相結合，進而創(chuàng)新性完成的醫(yī)學信息處理、行為交互和人工智能系統(tǒng)集成及應用。以上需培養(yǎng)的能力，對現(xiàn)有醫(yī)學專業(yè)的改造升級、人才培養(yǎng)模式的改變、師資隊伍的全面建設具有較高的要求。

3培養(yǎng)新醫(yī)科人才的實施路徑

3．1從醫(yī)工融合研究的視角

智能醫(yī)學工程的專業(yè)培養(yǎng)建設要體現(xiàn)醫(yī)工融合發(fā)展需求，推進智能工程、醫(yī)學與教育的深度融合，提升人工智能在醫(yī)學中的應用，滿足新醫(yī)科發(fā)展要求的卓越工程師為育人目標，強調(diào)學科交叉滲透、重視臨床應用、把握科技前沿，推動教學創(chuàng)新等。

3．2從醫(yī)工融合研究的廣度

目前我國部分高校開展了醫(yī)工融合人才培養(yǎng)模式的探索，但有區(qū)域特色的醫(yī)工融合研究還不多。針對新醫(yī)科臨床需求分析，把握智能醫(yī)學工程高等教育體系，重點聚焦區(qū)域特色，研究面向健康和重大及特殊疾病防治需求的“新醫(yī)科”對人才的需求。

3．3從醫(yī)工融合研究的深度

(1)整體設計智能醫(yī)學工程專業(yè)教學環(huán)節(jié)。建立知識能力矩陣，整體設計教學、實驗、課程設計、專業(yè)實習、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)，突出新醫(yī)科相關課程及實踐，加強附屬醫(yī)院和教學醫(yī)院的聯(lián)系，深化臨床實踐能力。(2)培養(yǎng)學生專業(yè)能力和科研創(chuàng)新能力。智能醫(yī)學工程專業(yè)教學與知識能力培養(yǎng)的思考是以智能醫(yī)學學科的特點為基礎，通過知識能力矩陣的智能醫(yī)學工程專業(yè)課程創(chuàng)新教學，根據(jù)智能醫(yī)學工程專業(yè)課程知識點的內(nèi)在聯(lián)系和相對獨立性，優(yōu)化核心知識模塊形成知識能力矩陣，構建課程內(nèi)容架構。通過系統(tǒng)理論知識教學、優(yōu)化課程實驗和上機安排，引導學生自主設計性學習，提高學生的學習積極性，達到有效教學效果。(3)結合學生興趣偏好，研究如何提高學生的專業(yè)興趣，探索將專業(yè)興趣轉換為“工匠精神”的教育理論及方法:廣泛調(diào)研，全面建立當前地方高校智能醫(yī)學工程專業(yè)學生與專業(yè)偏好的培養(yǎng)模式。

4結語

第9篇：人工智能與教育教學范文

關鍵詞：人工智能，基礎教育，專業(yè)發(fā)展

一、前言

人工智能（Arti?cialIntelligence，簡稱AI)快速發(fā)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(fā)展。AI視域下，教師的工作環(huán)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(jù)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(jīng)成為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)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(chuàng)新發(fā)展的2.0時代[1]。雖然我國AI教育發(fā)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(jīng)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(fā)展，可以預見，AI技術必將為基礎教育發(fā)展賦予越來越強大的智慧支撐，推動基礎教育現(xiàn)代化。

二、AI教育時代中小學教師面臨的挑戰(zhàn)

面對以AI為核心的信息技術，如何更好的促進學生發(fā)展，從適應到引領轉變，實現(xiàn)自身的突破性發(fā)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(zhì)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(zhàn)。1.與AI教育相配套的教學方法創(chuàng)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(xiàn)，并根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(zhì)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(zhì)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(fā)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(yè)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(yè)發(fā)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(yè)發(fā)展的實踐性和情境性，強調(diào)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(tài)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(yǎng)信息素養(yǎng)信息素養(yǎng)的本質(zhì)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(fā)展，中小學教師應注重信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，信息素養(yǎng)主要包括兩方面內(nèi)容，即信息技術素養(yǎng)和信息意識素養(yǎng)。在信息技術素養(yǎng)方面，中小學教師應呈現(xiàn)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(diào)動學生的積極性，以激發(fā)學生各科的學習興趣，培養(yǎng)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(yǎng)是信息素養(yǎng)中的觀念性成分，是教師對信息的態(tài)度、認識層面的關鍵要素，是信息素養(yǎng)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(yè)道德素養(yǎng)恪守職業(yè)道德：傳道、授業(yè)、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(chuàng)造力，同時注重培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)新性，呵護學生的好奇心和求知欲，鼓勵學生發(fā)現(xiàn)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(fā)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(chǎn)生網(wǎng)絡成癮行為，以上學生的偏差行為已經(jīng)觸及價值觀的層面，對自身的身心健康產(chǎn)生不利影響。因此，面對AI技術的迅猛發(fā)展，教師要有效的應對信息技術帶來的倫理挑戰(zhàn)，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(tǒng)單一教學模式：隨著AI技術的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能化推送等教育產(chǎn)品層出不窮，如果不能科學利用這些技術產(chǎn)品營造適合學生成長的教學生態(tài)環(huán)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(tǒng)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(fā)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(yǎng)結合起來，促進學生認知和非認知能力的發(fā)展，最終實現(xiàn)學生的全面和個性化發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(jù)學生的發(fā)展節(jié)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(yǎng)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(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)絡和AI應用提供的多種類別的學習內(nèi)容，教師要根據(jù)所教學科和所任學段的學生發(fā)展特點，選擇恰當?shù)慕虒W內(nèi)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(fā)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(zhàn)，AI視域下，中小學教師應該以積極的心態(tài)去面對機遇和挑戰(zhàn)，搶抓機遇、迎難而上，努力培養(yǎng)自身信息素養(yǎng)，提升職業(yè)道德素養(yǎng)，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(fā)展浪潮中實現(xiàn)跨越式自我發(fā)展。

參考文獻：