時(shí)間：2023-08-25 17:09:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能課堂教學(xué)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：人工智能；音樂教育；智能樂器；大數(shù)據(jù)
1引言
隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，重新塑造音樂使得音樂教育的學(xué)科素養(yǎng)培育、審美感知、藝術(shù)表現(xiàn)和文化理解變得更有支持和創(chuàng)意。探索應(yīng)用人工智能技術(shù)推進(jìn)音樂教學(xué)的改革與發(fā)展有具有十分重要的意義。本文通過研究與實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法培育計(jì)算思維創(chuàng)作音樂，用科學(xué)的意境欣賞音樂陶冶學(xué)生的音樂審美感，用科學(xué)的評(píng)價(jià)提升音樂課堂教學(xué)效率。通過這些措施，可以使學(xué)校音樂教育精準(zhǔn)地開展因材施教差異化教學(xué)，彰顯音樂教育的特色。
2人工智能與音樂
人工智能技術(shù)與音樂教育有機(jī)融合，豐富了課堂教學(xué)資源，拓展了智能樂器的功能，提升了音樂教育技術(shù)手段。它支持個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以觀察音樂課堂學(xué)習(xí)，分析音樂的旋律與節(jié)拍，有效評(píng)價(jià)教學(xué)效果，激發(fā)音樂教師運(yùn)用人工智能技術(shù)創(chuàng)新音樂教學(xué)的熱情，發(fā)揮教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)作用。
2.1樂器的智能化
樂器是學(xué)習(xí)音樂的重要工具。樂器植入人工智能技術(shù)，形成了智能化樂器。它能夠大量儲(chǔ)存多種樂器的音樂數(shù)據(jù)。尤其是在音樂鍵盤中運(yùn)用，功能的提升特別突出，應(yīng)用于音樂教學(xué)中引發(fā)了多種形式的教學(xué)模式。例如，圖1顯示了融合多媒體計(jì)算機(jī)、主控系統(tǒng)、音樂課堂教學(xué)智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)將多部電子鋼琴連接起來的智能樂器實(shí)驗(yàn)室。通過語音室方式授課，可以實(shí)現(xiàn)多種樂器的分組教學(xué)。這在傳統(tǒng)的音樂課堂上是無法完成的。
2.2智能化樂曲創(chuàng)作
智能樂器不僅能夠儲(chǔ)存樂器音色，而且還能用指令對(duì)各種音色播放進(jìn)行控制，各種音色按照指令進(jìn)行演奏。這種創(chuàng)作功能是以往其他樂器都無法比擬的[1]。例如，能唱出《月亮代表我的心》十七聲部的合唱團(tuán)，很好聽，但很難。運(yùn)用智能樂器按指令合成該十七聲部音樂則輕而易舉。2.2.1機(jī)器學(xué)習(xí)生成樂曲人工智能技術(shù)賦能智能樂器，使得機(jī)器學(xué)習(xí)的功能日趨進(jìn)步。機(jī)器學(xué)習(xí)在音樂領(lǐng)域所做的事情，就是提取音樂作品的“數(shù)據(jù)”，輸入給定模型學(xué)習(xí)音樂的“特征”，再對(duì)音樂數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和編排。例如，如果輸入的是《梨園金曲》民族音樂，則機(jī)器就能學(xué)會(huì)民族音樂的曲調(diào)特征，生成掌握特征模型的民族音樂作品。2.2.2用軟件生成樂譜使用MuseScore3forMac軟件可以制作樂譜，在工具欄選擇對(duì)應(yīng)時(shí)值的音符輸入音符。例如，在MuseScore3窗口輸入如圖2所示的“我和我的祖國”樂譜，再導(dǎo)出MP3文件進(jìn)行播放。2.2.3代碼生成樂曲用Python代碼生成曲子，要借助音樂標(biāo)準(zhǔn)格式MIDI—樂器數(shù)字接口，運(yùn)用Python-midi庫編寫程序，編譯MIDI文件生成音樂。例如，生成一個(gè)簡單樂譜的MIDI文件需要使用Python-midi，其中：Pattern對(duì)象表示樂譜；Track對(duì)象表示音軌，通常樂譜都有多條軌道組成，每種樂器是一個(gè)軌道；midi.NoteOnEvent表示每個(gè)音符的開端，在參數(shù)表中可以定義每個(gè)音符的音長和音高；midi.NoteOffEvent表示每個(gè)音符的結(jié)束。參考代碼如下：importmidi#定義patternpattern=midi.Pattern()#定義軌道track=midi.Track()#添加軌道到patternpattern.append(track)#音符開始，并定義位置、音量、音高on=midi.NoteOnEvent(tick=0,velocity=50,pitch=midiG_3)track.append(on)#音符結(jié)束off=midi.NoteOffEvent(tick-100,pitch=midi.G_3)track.append(off)#軌道結(jié)束eot=midi.EndOfTrackEvent(tick=1)track.append(eot)#存儲(chǔ)midi.write_midifile("example.mid",pattern)程序運(yùn)行結(jié)果生成了如圖3所示的簡單音符：這樣如圖2的“我和我的祖國”樂譜，也可以通過Python代碼生成MIDI文件。
3AI賦能音樂課堂
在AI賦能的音樂教育環(huán)境，促使音樂教學(xué)實(shí)踐變革以及學(xué)生學(xué)習(xí)音樂方式。例如，圖4所示的集音樂創(chuàng)作教學(xué)及教學(xué)評(píng)價(jià)于一體的“智能化音樂課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)”，在教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、教學(xué)方法的高效、教學(xué)手段的更新、教學(xué)評(píng)價(jià)的智能、教學(xué)策略的調(diào)整方面都具有借鑒意義[2]。
3.1大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)
大數(shù)據(jù)云計(jì)算可以將所有音樂家們音樂數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中，運(yùn)用人工智能技術(shù)為學(xué)生提供更多有價(jià)值的音樂數(shù)據(jù)。學(xué)生通過音樂云學(xué)習(xí)音樂知識(shí)，欣賞音樂魅力、體驗(yàn)音樂節(jié)奏、理解音樂韻律。它使得優(yōu)質(zhì)音樂教學(xué)資源跨越校園，開放延伸音樂教學(xué)，遠(yuǎn)程輻射共享資源。這樣就擴(kuò)展了學(xué)生的視野，音樂知識(shí)的來源無限擴(kuò)大，整個(gè)音樂云皆有學(xué)生的學(xué)習(xí)教材。特別是大數(shù)據(jù)音樂云不僅可以推送給學(xué)生更多的即興音樂和更多的音樂信息，還能指導(dǎo)音樂愛好者創(chuàng)作出雅正、健康的音樂作品。
3.2個(gè)性化學(xué)習(xí)
人工智能技術(shù)從音樂學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析與運(yùn)用、個(gè)性化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)多方位幫助學(xué)生定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)成長路徑。推送在線音樂教育資源，指導(dǎo)表演建議樂器學(xué)習(xí)技巧。搭建音樂教育虛擬課堂，匹配音樂教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)因材施教的個(gè)性化學(xué)習(xí)，支持一對(duì)一的教學(xué)輔導(dǎo)和群組式討論。通過這些措施提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
3.3教學(xué)評(píng)價(jià)智能化
運(yùn)用人工智能技術(shù)將多個(gè)音樂輔助教學(xué)設(shè)備連接的音樂創(chuàng)作教學(xué)系統(tǒng)，基于音樂課堂教學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)特質(zhì)分析與教學(xué)效果分析的音樂課堂教學(xué)管理系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)音樂教學(xué)的全程智慧管理，使音樂學(xué)習(xí)更有效率。例如，在虛擬音樂課堂樂器教學(xué)可以變成一對(duì)多的自選教學(xué)模式，使課堂變得輕松、愉快。教師可以開啟課堂教學(xué)觀察模塊，捕捉每位學(xué)生同步練習(xí)的音準(zhǔn)、節(jié)奏、力度數(shù)據(jù)，分析判斷將評(píng)價(jià)信息同步反饋，給出學(xué)習(xí)指導(dǎo)建議。3.3.1創(chuàng)作教學(xué)模塊“智能化音樂課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)”中的音樂創(chuàng)作教學(xué)模塊，集視、聽、練和反饋評(píng)價(jià)為一體，適時(shí)演示教師教學(xué)作品和評(píng)價(jià)學(xué)生練習(xí)作品。例如，在進(jìn)行《我和我的祖國》授課時(shí)導(dǎo)入電影片段，欣賞“我和我的祖國”音樂的表現(xiàn)形式、演唱形式以及歌曲風(fēng)格，可以使學(xué)生更好地體驗(yàn)作品的創(chuàng)作意境，激發(fā)創(chuàng)作意識(shí)。使用MuseScore創(chuàng)作“我和我的祖國”三聲部習(xí)作音樂，并能儲(chǔ)存、刻錄，編輯等二度創(chuàng)作。3.3.2課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模塊音樂課堂教學(xué)評(píng)價(jià)有著傳統(tǒng)音樂教學(xué)評(píng)價(jià)無法比擬的靈活性、客觀性和實(shí)用性。從大數(shù)據(jù)分析角度獲取音樂課堂教與學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生的音樂基本素養(yǎng)與學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行科學(xué)分析判斷。例如，以創(chuàng)作《紅河谷》中的和聲與音樂作品風(fēng)格內(nèi)容的“編配伴奏音樂”教學(xué)過程為例。課前在“課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模塊”上安排學(xué)生根據(jù)作品風(fēng)格完成伴奏的音樂；播放制作好的《紅河谷》MIDI音樂（在第二和第六個(gè)小節(jié)缺失編配和弦）；使學(xué)生感受、探討大小三和弦的表現(xiàn)力，形成對(duì)大小三和弦的感知。然后要求學(xué)生試著用MuseScore為《紅河谷》缺失的兩小節(jié)選配和弦，以適合歌曲的伴奏風(fēng)格。學(xué)生需要邊哼唱歌曲邊試著套用不同的伴奏風(fēng)格，找到他們認(rèn)為最恰當(dāng)?shù)暮拖野樽囡L(fēng)格，說出理由并提交[3]。評(píng)價(jià)系統(tǒng)將學(xué)生提交的作業(yè)比照音樂要素進(jìn)行評(píng)價(jià)。及時(shí)反饋學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的信息，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程制定一個(gè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案[4]。同時(shí)通過教學(xué)反饋深度優(yōu)化決策模型，促進(jìn)教師實(shí)時(shí)改進(jìn)教學(xué)策略，提高教學(xué)效率和效果，提升教學(xué)質(zhì)量。
4結(jié)語
人工智能技術(shù)在音樂教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為傳統(tǒng)的音樂教育模式注入了活力，為音樂教師創(chuàng)新音樂教學(xué)理念開辟了新思路[5]，為因材施教提供了新的適合學(xué)生學(xué)習(xí)的音樂教學(xué)模式。人工智能在音樂教育模式方面的探索，不僅給音樂教育教學(xué)的發(fā)展帶來了物質(zhì)技術(shù)層面的進(jìn)步，還從音樂教學(xué)層面促進(jìn)計(jì)算思維培育開辟新途徑。這對(duì)音樂教育理念、教學(xué)手段、教學(xué)方式和方法以及拓展學(xué)生音樂視野、學(xué)習(xí)音樂、享受音樂、創(chuàng)造音樂等都帶來深刻的變化和積極的影響。
參考文獻(xiàn)
[1]鄒孟雨.人工智能及其在音樂教育中的應(yīng)用.北方音樂,2018(15):254-255
[2]郭文進(jìn).“互聯(lián)網(wǎng)+教育”運(yùn)行模式探究.決策與信息（下旬刊）,2015(9):63
[3]段曉軍.電腦音樂系統(tǒng)與中小學(xué)音樂教學(xué)實(shí)踐.中國音樂教育,2006(6):26-28
[4]王迪.淺析娛樂教育中元學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng).河北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2007(1):79-80
關(guān)鍵詞：航天類專業(yè) 人工智能 教學(xué)探索
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（b）-0155-02
面對(duì)航天科技迅猛發(fā)展，現(xiàn)代軍備技術(shù)快速提升，培養(yǎng)具有專業(yè)性的高素質(zhì)航天類人才，是我國航天科技發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，也是航天重點(diǎn)高校面向并有效服務(wù)航天事業(yè)的歷史責(zé)任。航天類本科生的教育形式也需要突破傳統(tǒng)的方式，著重多樣性、前沿性、工程性，因此，該專業(yè)的各門課程教育都應(yīng)該結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，探索新的教學(xué)模式。
人工智能自1956年誕生50多年以來，引起眾多科研機(jī)構(gòu)、政府和企業(yè)的空前關(guān)注，已成為一門具有日臻完善的理論基礎(chǔ)、日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣泛交叉的前沿學(xué)科。由于航天領(lǐng)域的特殊要求，人工智能在其發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的重要作用，各發(fā)達(dá)國家都相繼開展了人工智能與航天技術(shù)相結(jié)合的研究，致力于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)的、具有容錯(cuò)能力的、智能的飛行系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。因此，“人工智能”作為航天類專業(yè)的一門特色選修課，應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)展開更具有實(shí)用性和創(chuàng)新性的教學(xué)。
1 人工智能課程特點(diǎn)
一方面，“人工智能”是一門多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科，它涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等眾多領(lǐng)域，具有知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣、內(nèi)容抽象、不易理解、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得該課程的教學(xué)具有較大的靈活度和較高的難度。另一方面，“人工智能”是一門正在發(fā)展中的學(xué)科，具有較強(qiáng)的前沿性，計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展不斷的提出了許多新的研究目標(biāo)和研究課題，使得人工智能的技術(shù)和算法也需要不斷更新，這在很大程度上增加了“人工智能”課程的教學(xué)難度。
2 航天類專業(yè)特點(diǎn)
首先，航天類專業(yè)具有較強(qiáng)的工程性。在專業(yè)的教學(xué)改革中有統(tǒng)一的特點(diǎn)，即強(qiáng)調(diào)要體現(xiàn)航天工程技術(shù)的綜合性、系統(tǒng)性， 注重培養(yǎng)復(fù)合型人才。其次，航天類專業(yè)具有一定的前沿性。因?yàn)楹教祜w行器作為現(xiàn)代高科技和多種學(xué)科技術(shù)綜合應(yīng)用的結(jié)晶，應(yīng)及時(shí)把現(xiàn)代先進(jìn)科技融入到了專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)類的課程教學(xué)中， 專業(yè)知識(shí)更新快成為又一特點(diǎn)；另外，航天類專業(yè)應(yīng)注重實(shí)踐性教育。尊重個(gè)性和興趣，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，要求學(xué)生自主地設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)理念和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。最后，航天類專業(yè)應(yīng)重視產(chǎn)學(xué)合作。產(chǎn)學(xué)合作的目的在于推動(dòng)學(xué)校與航天產(chǎn)業(yè)的持續(xù)全面合作，造就一支科學(xué)技術(shù)研究和工程實(shí)踐兼?zhèn)涞慕處熽?duì)伍。
3 教學(xué)模式的探索
3.1 教材的選擇
人工智能作為一門新興的學(xué)科，其理論與方法都還在不斷的發(fā)展與完善中。就目前來看，關(guān)于人工智能的定義和范圍都沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的教材所介紹的內(nèi)容也不盡相同。在教材選用方面，需要綜合考慮專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生的知識(shí)背景。本課程主要針對(duì)航天類專業(yè)高年級(jí)本科生，該類學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、信息論、通信理論等基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)航天應(yīng)用的基本需求有初步的了解，因此，“人工智能”課程難度應(yīng)該控制在中級(jí)，可以較深入的介紹人工智能的基礎(chǔ)算法和應(yīng)用案例。
中南大學(xué)蔡自興教授積累了多年的教學(xué)與科研經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國內(nèi)外其他專家和作者的最新研究成果，吸取了國內(nèi)和國外人工智能領(lǐng)域?qū)W術(shù)書籍的長處，于1987年編寫了“人工智能及其應(yīng)用”一書，該書根據(jù)人工智能學(xué)科的新發(fā)展不斷修訂，推出四個(gè)版本。本課程采用“人工智能及其應(yīng)用（第4版）”，其中大部分內(nèi)容適合本科生學(xué)習(xí)。另外，本課程還給學(xué)生提供其他一些參考書目，如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence：A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等經(jīng)典教材。
3.2 課堂教學(xué)形式的探索
“人工智能”課程內(nèi)容較抽象，概念較為繁多，若采用單一的課堂講授的方式，學(xué)生容易概念混淆、理解不透，逐漸產(chǎn)生厭倦情緒，導(dǎo)致教學(xué)效果差。本文探索不同的課堂教學(xué)手段，根據(jù)不同內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段，有利于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解與吸收。另外，考慮到航天類的專業(yè)特點(diǎn)，突出課程內(nèi)容的工程應(yīng)用，增加研究性質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容與形式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
（1）課件采用圖文并茂的PPT。綜合利用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表示方法，在介紹原理和概念時(shí)采用精辟的文字，介紹算法流程時(shí)采用圖像，介紹算法應(yīng)用時(shí)采用視頻。在PPT中適當(dāng)利用不同的字體、顏色或動(dòng)畫來突出重點(diǎn)，細(xì)化流程，引導(dǎo)學(xué)生的思路，便于集中注意力接受重點(diǎn)內(nèi)容。
（2）適當(dāng)增加課堂討論與練習(xí)。對(duì)于人工智能的一些基本問題，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)研和討論，來深化課程內(nèi)容的了解，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；對(duì)于重要的算法和理論，可以增加課堂練習(xí)，讓學(xué)生實(shí)際動(dòng)手進(jìn)行公式的推導(dǎo)或演算，并在練習(xí)中分析學(xué)生對(duì)問題的理解程度，有針對(duì)性的增加講解或指導(dǎo)。
（3）適當(dāng)采用類比的講解方式。對(duì)人工智能的不同學(xué)派，不同方方法，以及方法的不同應(yīng)用，廣泛的采用類比的形式進(jìn)行講解，不僅可以復(fù)習(xí)已學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也利于對(duì)新內(nèi)容的理解。并且，通過對(duì)不同內(nèi)容的比較總結(jié)相似點(diǎn)、區(qū)分不同點(diǎn)，可以避免概念的混淆，清晰的掌握課程內(nèi)容。
（4）增加研究性教學(xué)。研究性教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過問題來進(jìn)行學(xué)習(xí)，有必要將實(shí)際應(yīng)用案例或者授課教師的科研項(xiàng)目融入日常的教學(xué)工作中去，用“啟發(fā)式”、“案例式”教學(xué)激發(fā)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”能力。
3.3 課程內(nèi)容的探索
一方面，鑒于本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)還不夠完善，“人工智能”課程的內(nèi)容要控制在適應(yīng)本科生學(xué)科基礎(chǔ)的中等難度；另一方面，鑒于航天類專業(yè)的特點(diǎn)，課程內(nèi)容應(yīng)更注重與航天應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容，并且在課程中增加具體應(yīng)用的介紹。具體的課程內(nèi)容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”課程注重學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的試卷形式不能全面的反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因此，應(yīng)采用課堂表現(xiàn)和課程報(bào)告相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合考核。
一方面，重視學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力，對(duì)學(xué)生課堂討論與練習(xí)的表現(xiàn)進(jìn)行考核評(píng)分，作為總成績的參考；另一方面，注重學(xué)生課題調(diào)研和實(shí)踐的能力，采取提交課程論文的形式進(jìn)行考核。正確引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣、課程內(nèi)容、可行性、實(shí)踐難度進(jìn)行合理選題，并根據(jù)所選題目進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和總結(jié)，完成調(diào)研報(bào)告或算法實(shí)現(xiàn)報(bào)告。結(jié)合者兩個(gè)方面進(jìn)行最終成績的評(píng)定，綜合衡量學(xué)生問題分析能力、論文寫作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。
4 結(jié)語
航天類專業(yè)的本科生教學(xué)需針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)有的放矢，該專業(yè)的課程教育都應(yīng)該趨向于前沿性、專業(yè)性和實(shí)用性。本文的“人工智能”課程教學(xué)改革方案不僅考慮到該課程屬于前沿叉學(xué)科的特點(diǎn)，也綜合考慮了航天類專業(yè)的特點(diǎn)。為了使課程教學(xué)更好地服務(wù)于學(xué)生，本文提出的改革方案打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將課堂理論講解、課堂討論、課后調(diào)研、項(xiàng)目實(shí)踐等相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)真正符合航天領(lǐng)域所需要的綜合型高級(jí)人才。
參考文獻(xiàn)
[1] 王甲海，印鑒，凌應(yīng)標(biāo).創(chuàng)新型人工智能教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2010（15）：136-138，148.
[2] 劉興林.大學(xué)本科人工智能教學(xué)改革與實(shí)踐[J].福建電腦，2010（8）：198-199.
[3] 懷麗波.32課時(shí)《人工智能基礎(chǔ)》課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].華章，2013（34）：193-194.
[4] 紀(jì)霞，李龍澍.本科人工智能教學(xué)研究[J].科教文匯（上旬刊），2013（6）：91-92.
[5] 肖春景，李建伏，楊慧.《人工智能》課程教學(xué)方法改革的探索與實(shí)踐[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版），2013（26）：32-34.
[6] 熊德蘭，李梅蓮，鄢靖豐.人工智能中實(shí)踐教學(xué)的探討[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（1）：146-148.
[7] 張偉峰.本科高年級(jí)人工智能教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（11）：139-141.
關(guān)鍵詞：人工智能；案例教學(xué)；應(yīng)用
1引言
作為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的全新領(lǐng)域即人工智能，其正在迅速成長與成熟、新方法、新理念、新技術(shù)并且不斷壯大，同樣也包含著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)學(xué)、信息論各類學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。人工智能包含的主要內(nèi)容有知識(shí)表示和推理機(jī)制、問題求解和搜索算法，自然語言理解、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等；也作為計(jì)算機(jī)科學(xué)各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，國內(nèi)外各高校都非常重視，都將人工智能作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程。人工智能包含的學(xué)科多，知識(shí)點(diǎn)雜、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，算法難度高復(fù)雜，在此情況下各高校采用傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”單一教學(xué)模式，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)地位；課堂教學(xué)與實(shí)際操作、理論與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用相脫節(jié)；加上理論知識(shí)強(qiáng)，案例缺乏，容易使學(xué)生感覺空洞；學(xué)生易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，也達(dá)不到鍛煉其分析問題、解決問題的思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。如何讓學(xué)生高效的學(xué)習(xí)一直是教師研究的課題，在大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的大背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)廣泛應(yīng)用和存在于生活、工作各個(gè)方面，其在教育教學(xué)中表現(xiàn)出的創(chuàng)新性、互動(dòng)性尤為突出，并極具優(yōu)勢。
2基于案例的教學(xué)研究
此方法開始于上世紀(jì)20年代左右，最早是由美國哈佛商學(xué)院所提倡的，基于當(dāng)時(shí)特殊的商業(yè)管理真是背景和特殊事件，能夠有效的發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)性、積極性和應(yīng)用能力，開展案例教學(xué)后，學(xué)生實(shí)際解決問題能力有了很大的提高。但此教學(xué)研究方法知道到上世紀(jì)80年代后期，才引起教師的重視。1986年由美國研究小組提出《準(zhǔn)備就緒的國家：二十一世紀(jì)的教師》書中，強(qiáng)烈推薦此方法在實(shí)際教學(xué)的重要性，并說明今后在教學(xué)過程中將其作為一種重要的教學(xué)方法應(yīng)用于各類課程中去。
3基于人工智能的案例教學(xué)研究及應(yīng)用
3.1案例精選
此方法第一步是案例選取，案例的好壞是決定案例教學(xué)效果關(guān)鍵因素。案例的選取需要滿足以下要求：（1）符合現(xiàn)在的教學(xué)目標(biāo)，明確學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)等，能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，以此提高學(xué)生分析、解決問題的能力；（2）案例要有代表性、趣味性，由于人工智能課程內(nèi)容多、抽象，需要將枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為趣味生動(dòng)的案例，有利于吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性；例如，講到“知識(shí)表示”這部分內(nèi)容中引入“機(jī)器人搬積木”、“野人修道士渡河”案例；（3）采用互動(dòng)的形式，此為人工智能的案例教學(xué)研究重要特征，同時(shí)也是教學(xué)目標(biāo)得以充分展現(xiàn)的必要條件。能夠調(diào)動(dòng)大家的積極性，學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
3.2案例的執(zhí)行
（1）講授法。基于教學(xué)內(nèi)容具體知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)案例；通過教師講解，幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)。案例的呈現(xiàn)有兩種基本形式：一是“案例—理論”,即先給出教學(xué)案例，后講解理論知識(shí)；二是“理論—案例”,即教師先講解知識(shí)，再給出教學(xué)案例；案例的呈現(xiàn)方式不同,會(huì)直接影響案例的功能，也會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、學(xué)習(xí)效果。為了使案例能更好地為教學(xué)服務(wù),教師講解案例之前應(yīng)從創(chuàng)設(shè)案例情境開始,通過情境體驗(yàn)與案例剖析激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的興趣,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生注意,有利于教師導(dǎo)入新課。（2）互相討論法。大學(xué)生課余時(shí)間充沛，鑒于此，將班級(jí)學(xué)生分為若干小組，教師將事先準(zhǔn)備好的案例分配給各組，學(xué)生采用組內(nèi)互動(dòng)討論的形式，設(shè)計(jì)出此案例的各種解決方法。課堂上，將本小組的解決方法用課件展現(xiàn)給其他小組。講解完成后，學(xué)生開始互相討論，對(duì)比各自的方法，然后由老師進(jìn)行分析、對(duì)比和總結(jié)。以此來增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)、應(yīng)用能力的掌握。（3）相互辯證法。課后，采用相互辯證的方法，組織大家相互辯論。選擇一些綜合應(yīng)用比較強(qiáng)的案例。與簡單的案例相比，綜合應(yīng)用案例能更加高效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問題的解決方法。相互辯證法是一種探索新型的教學(xué)形式，學(xué)生的自主性強(qiáng)，能夠在辯論中充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，充分運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)來維護(hù)自己的觀點(diǎn)，還可以促使學(xué)生查閱大量資料，拓展知識(shí)面。
4結(jié)語
通過以上論述，人工智能技術(shù)開始應(yīng)用于教學(xué),與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的聯(lián)系。其發(fā)展必將對(duì)現(xiàn)代教育起巨大推動(dòng)作用。在教學(xué),可以基于人工智能技術(shù)建立人類推理模型學(xué)習(xí)工具等諸多的運(yùn)用,展示出越來越好的實(shí)用性。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄒蕾,張先鋒.人工智能及其發(fā)展應(yīng)用[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2012(02).
[2]陳柯蒙，張寧.人工智能的發(fā)展探析[J].新西部(理論版)，2012(05).
[3]陳浩磊，鄒湘軍，陳燕,等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新發(fā)展與展望[J].中國科技論文在線，2011(01).
關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；智能科學(xué)；精品課程群；人才培養(yǎng)
智能科學(xué)精品課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)長期堅(jiān)持“嚴(yán)肅對(duì)待教育工作、嚴(yán)格要求學(xué)生、嚴(yán)密組織教學(xué)過程”的先進(jìn)教育理念，履行“嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)改革是教育發(fā)展的動(dòng)力”的指導(dǎo)思想[1]。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞“人工智能”和“智能控制”國家精品課程、“人工智能”國家級(jí)雙語教學(xué)示范課程、“人工智能PK人類智能”國家級(jí)精品視頻公開課、“智能控制”國家級(jí)精品資源共享課程、“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”（國家級(jí)）、“人工智能網(wǎng)絡(luò)課程”教育部國家新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程以及“智能控制”、“人工智能”、“機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)”和“智能系統(tǒng)原理與應(yīng)用”等省級(jí)和校級(jí)智能科學(xué)系列課程群建設(shè)，潛心教學(xué)改革，建立了以師生互動(dòng)、多維交叉、強(qiáng)化實(shí)踐為特點(diǎn)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，取得一些獲得同行首肯的教學(xué)改革成果[2-7]。
本文著重介紹教學(xué)團(tuán)隊(duì)在智能科學(xué)精品課程群建設(shè)方面的基本情況。
一、智能科學(xué)精品課程群的建立
該團(tuán)隊(duì)逐步推進(jìn)智能科學(xué)精品課程群建設(shè)，不斷積累教學(xué)改革成果。首先，利用頗具特色的優(yōu)秀教材群，建立起國內(nèi)首個(gè)立體交叉的智能科學(xué)教材體系。其次，把多元智能理論和本體論的知識(shí)組織方法用于課程群建設(shè)，并建立了智能科學(xué)課程群之間的內(nèi)在聯(lián)系，建成國家級(jí)智能科學(xué)精品課程群。再次，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整合多元資源，創(chuàng)建開放式軟硬件訓(xùn)練環(huán)境，促進(jìn)智能科學(xué)精品課程群的進(jìn)一步建設(shè)與發(fā)展。
（1）率先建設(shè)立體交叉的智能科學(xué)教材體系
智能科學(xué)具有高度交叉、多學(xué)科融合的特點(diǎn)，結(jié)合這些特點(diǎn)研究了不同課程、不同學(xué)歷層次、不同學(xué)科門類之間的交叉鏈接關(guān)系。建設(shè)以信息學(xué)科類本科生教育為主，兼顧碩士和博士研究生的教材體系，并輻射到管理類、機(jī)械類等專業(yè)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)教材不斷更新，自1987年以來共出版人工智能、機(jī)器人學(xué)、智能控制等教材共20個(gè)版本[8-13]。例如，《人工智能及其應(yīng)用》、《機(jī)器人原理及其應(yīng)用》和《智能控制》均為我國相關(guān)課程的第一部具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的著作，被譽(yù)為“智能三部曲”，為國內(nèi)高等院校廣泛使用。
（2）建立多層次智能科學(xué)精品課程群
團(tuán)隊(duì)把多元智能理論和本體論的知識(shí)組織方法運(yùn)用于課程群建設(shè)，并依據(jù)個(gè)性化元素特征和個(gè)體差異構(gòu)建模塊化課程體系及系列化課程設(shè)置，并據(jù)此設(shè)計(jì)課程群及課程相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。
設(shè)計(jì)出各課程間的橫向關(guān)系和專業(yè)間的縱向關(guān)系，即建立智能科學(xué)課程群之間在知識(shí)、技能、素質(zhì)三個(gè)維度上的橫向聯(lián)系，以及在本科生、碩士研究生、博士研究生三個(gè)學(xué)歷層次與專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課專業(yè)層次上的縱向關(guān)系。
經(jīng)過長期建設(shè)，10年來共獲準(zhǔn)12項(xiàng)各級(jí)質(zhì)量工程等立項(xiàng)，建立與形成了國家級(jí)智能科學(xué)精品課程群。其中包括國家級(jí)精品課程、全國雙語教學(xué)示范課程、國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、全國優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程、國家級(jí)規(guī)劃教材、國家級(jí)精品視頻公開課和國家級(jí)精品資源共享課程以及省級(jí)和校級(jí)精品課程等。
（3）整合資源，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)建開放式訓(xùn)練軟硬件教學(xué)環(huán)境
教學(xué)改革沒有最好，只有更好。教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷增加與逐步完善智能科學(xué)精品課程群的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，開設(shè)智能科學(xué)相關(guān)培訓(xùn)課程和專題講座。注重整合各種資源，增強(qiáng)智能學(xué)科與其他學(xué)科的交叉，創(chuàng)建開放式訓(xùn)練環(huán)境和訓(xùn)練中心，建設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練中心、大學(xué)生智能移動(dòng)機(jī)器人科技創(chuàng)新平臺(tái)等。此外，還積極參與智能類學(xué)科競賽，如“飛思卡爾”大學(xué)生智能車競賽、全國大學(xué)生智能設(shè)計(jì)大賽、ACM/ICPC程序設(shè)計(jì)大賽，以及多種智能機(jī)器人和智能小車大賽等。
經(jīng)過多年精品課程建設(shè)與積累，目前，教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教案或演示文稿、重點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)、作業(yè)、參考資料目錄和課程全程教學(xué)錄像等教學(xué)必需資源均進(jìn)行了持續(xù)建設(shè)與更新補(bǔ)充。其中一些特色資源得到建設(shè)與共享。首先，共享國家級(jí)教學(xué)名師積累的豐富教學(xué)資源。通過建立名師工作室、名師示范項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室和名師圖書室，形成多元化的帶教制度，使老教師的教學(xué)理念和經(jīng)驗(yàn)得以傳承。這樣就能夠加快年輕教師的培養(yǎng)與成長。其次，共享網(wǎng)絡(luò)課程資源。各門網(wǎng)絡(luò)課程均采用智能技術(shù)中的知識(shí)推理和智能算法來實(shí)現(xiàn)編程、答疑和虛擬實(shí)驗(yàn)，具有智能化、個(gè)性化、情境化和形象化等特色，以及導(dǎo)航系統(tǒng)多樣化、向?qū)W(xué)習(xí)個(gè)性化和情景化學(xué)習(xí)等功能。促進(jìn)了各課程教學(xué)改革，提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，深受學(xué)生歡迎。再次，共享實(shí)驗(yàn)資源。教學(xué)實(shí)驗(yàn)從無到有，從弱到強(qiáng)，逐步建立教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和科研實(shí)驗(yàn)室，全面向?qū)W生開放，使廣大學(xué)生共享實(shí)驗(yàn)資源。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)揮了主動(dòng)性，提出并積極驗(yàn)證和探索自己的思路，從而更好地掌握知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力。
二、改革課程教學(xué)，建設(shè)精品課程群
著力課程教學(xué)改革，建立以精品課程群為核心、以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、以實(shí)踐訓(xùn)練深化教學(xué)效果的課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，保證課程群的教學(xué)和教改的順利進(jìn)行，加強(qiáng)了教師隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)管理，建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，保證課程群的教學(xué)質(zhì)量。
（1）建立以精品課程群為核心，以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)訓(xùn)深化教學(xué)效果的課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系。
提出“以趣導(dǎo)課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的“四以”教學(xué)方法。建立“課堂講授+啟發(fā)互動(dòng)+創(chuàng)新實(shí)踐”三位一體的教學(xué)模式，探索出“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)”（Project-orientedlearning）和“做中學(xué)、趣導(dǎo)思”的主動(dòng)教學(xué)方法和學(xué)生培養(yǎng)途徑。開發(fā)雙語教學(xué)平臺(tái)，改進(jìn)與強(qiáng)化雙語教學(xué)模式，完善雙語教學(xué)的方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量。
（2）加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，改進(jìn)管理，改革考試，促進(jìn)課程群的教學(xué)和教改的順利進(jìn)行。
總結(jié)并推行“嚴(yán)肅對(duì)待教學(xué)工作，嚴(yán)格要求學(xué)生，嚴(yán)密組織教學(xué)過程，嚴(yán)謹(jǐn)施行教學(xué)改革”的“四嚴(yán)”教育思想，指導(dǎo)教師隊(duì)伍思想建設(shè)[1]。注重對(duì)青年教師的業(yè)務(wù)培養(yǎng)，提高他們的授課水平。改革考試制度和方法，培養(yǎng)學(xué)生思維、分析能力和創(chuàng)造創(chuàng)新能力。
（3）建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，監(jiān)控課程教學(xué)全過程，保證課程群的教學(xué)質(zhì)量。
將控制論（Cybernetics）中的閉環(huán)控制信息反饋和故障診斷理念引入教學(xué)質(zhì)量評(píng)估過程，建立教學(xué)質(zhì)量的診斷、分析與校正評(píng)價(jià)系統(tǒng)DIACES （Diagnosis，Analysis and Correction Evaluation System）。
（4）利用教師試講、督導(dǎo)聽課、網(wǎng)上評(píng)教、同行評(píng)議、講課競賽、質(zhì)量評(píng)優(yōu)、師生座談、公開示范課等一系列措施，反映教學(xué)中的存在問題和成功范例。然后通過集體討論分析，提出對(duì)存在問題的糾正措施或?qū)Τ晒Ψ独耐茝V意見，實(shí)現(xiàn)評(píng)估監(jiān)控過程的自動(dòng)化、智能化與常態(tài)化，保證教師授課技能、教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。
三、經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論
在智能科學(xué)精品課程群建設(shè)過程中，取得了豐碩成果，探索與積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。主要體會(huì)如下：
（1）在該精品課程群建設(shè)中，始終貫徹“以人為本”的育人理念，把多元教學(xué)理論和本體論的知識(shí)組織方法用于課程群建設(shè)，創(chuàng)建因材施教和探索性的學(xué)習(xí)環(huán)境。以“教書育人”為根本任務(wù)，堅(jiān)持“嚴(yán)肅對(duì)待教學(xué)工作，嚴(yán)格要求學(xué)生，嚴(yán)密組織教學(xué)過程題，嚴(yán)謹(jǐn)施行教學(xué)改革”（“四嚴(yán)”）教育指導(dǎo)思想，奠定創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。
（2）注重“課程核心”教育定位，總結(jié)出“以趣導(dǎo)學(xué)、以疑啟思、以法解惑、以律求知”（“四以”）的教學(xué)方法和“做中學(xué)、趣導(dǎo)思”的綜合素質(zhì)培養(yǎng)方法。做到師生互動(dòng)，理論聯(lián)系實(shí)際，深化教學(xué)，摸索出創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑。
（3）建立覆蓋多層次、多專業(yè)、多語種、立體配套的智能科學(xué)精品課程群系列教材體系，實(shí)現(xiàn)課程群系列教材的“精品化”。建立網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化、智能化的多維教育網(wǎng)絡(luò)課程體系。建立一種教學(xué)質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，即質(zhì)量診斷、分析與校正閉環(huán)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。這些措施為課程教學(xué)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力保障。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：人工智能，基礎(chǔ)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(jìn)了人們的思維方式、人際互動(dòng)模式以及學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的改變，我國教育部門不斷重視AI技術(shù)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的融合，以更好地促進(jìn)中小學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。AI視域下，教師的工作環(huán)境將會(huì)越來越智慧化，智能閱卷、智能授課和智能評(píng)估逐漸成為可能，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)特征，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生開展個(gè)性化指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)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(jìn)行交流。目前，AI技術(shù)已經(jīng)成為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，不斷推動(dòng)著教育模式的變革、教育理念的更新以及教育體系的重構(gòu)，基礎(chǔ)教育信息化進(jìn)入了創(chuàng)新發(fā)展的2.0時(shí)代[1]。雖然我國AI教育發(fā)展水平落后于國際先進(jìn)水平，尚未在在中小學(xué)教育中普及應(yīng)用，但是我國教育部門已經(jīng)制定和出臺(tái)了相關(guān)政策，以推動(dòng)基礎(chǔ)教育和AI的不斷融合和發(fā)展，可以預(yù)見，AI技術(shù)必將為基礎(chǔ)教育發(fā)展賦予越來越強(qiáng)大的智慧支撐，推動(dòng)基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化。
二、AI教育時(shí)代中小學(xué)教師面臨的挑戰(zhàn)
面對(duì)以AI為核心的信息技術(shù)，如何更好的促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，從適應(yīng)到引領(lǐng)轉(zhuǎn)變，實(shí)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(shù)在一定程度上提高了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，但是在教師層面還是存在一些問題，使AI技術(shù)與基礎(chǔ)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(xué)方法創(chuàng)新性不足AI教育作為一個(gè)高度依賴技術(shù)的跨學(xué)科領(lǐng)域，AI應(yīng)用程序可以在一定程度上扮演教師的角色，觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，分析他們的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，并根據(jù)他們的需求為他們提供即時(shí)幫助。此外，了解AI技術(shù)的能力和特點(diǎn)，教師可以在課堂上采用合適的AI應(yīng)用程序來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、動(dòng)機(jī)或參與度。新技術(shù)影響了教育體制和教學(xué)手段，在這樣的背景下，教師在使用新技術(shù)時(shí)要關(guān)注教育主體、尊重教育主體，而不能秉持以往舊的認(rèn)識(shí)。但是在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中仍存在盲目學(xué)習(xí)的典型問題，教師未能針對(duì)學(xué)生的個(gè)性特征而進(jìn)行因材施教，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中存在“一刀切”的現(xiàn)象，而不是被個(gè)性化對(duì)待。2.AI師資力量薄弱AI教育屬于多學(xué)科交叉領(lǐng)域，教師一方面要具備心理學(xué)、教育學(xué)和信息技術(shù)等各學(xué)科相關(guān)知識(shí)，另一方面要將這些知識(shí)進(jìn)行整合和運(yùn)用。目前雖然學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈，但是從當(dāng)前AI的師資來看，具有AI學(xué)識(shí)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(shí)，部分教師簡單地將AI教育視作機(jī)器人教育﹑編程教育、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等，個(gè)別中小學(xué)的AI教師是由其他學(xué)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(duì)伍建設(shè)是改善AI教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。3.教師培訓(xùn)缺乏針對(duì)性目前教師已了解到AI在教學(xué)方面發(fā)揮的積極作用，并認(rèn)可AI對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用，但大部分教師都是停留在簡單的意識(shí)層面，在教學(xué)實(shí)踐中并未真正去落實(shí)。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(xùn)，在講授AI知識(shí)時(shí)，缺乏深入性，只能浮于表面，有違學(xué)科初衷。4.實(shí)施路徑單一AI教育作為新興學(xué)科，是基于時(shí)代最新技術(shù)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(xué)科知識(shí)，另一方面更要注重教師專業(yè)發(fā)展的實(shí)踐性和情境性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與和體驗(yàn)。但是目前中小學(xué)AI教育實(shí)施路徑比較單一，在課程設(shè)計(jì)上，教師主要停留在傳統(tǒng)的信息技術(shù)與教學(xué)設(shè)計(jì)層面，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)和實(shí)踐中難以系統(tǒng)而深入掌握AI的技術(shù)、方法和基本理念。在教授形式上，主要采用課堂教學(xué)的方式對(duì)AI知識(shí)進(jìn)行講解，而學(xué)生實(shí)踐和體驗(yàn)的機(jī)會(huì)相對(duì)較少。
三、AI視域下中小學(xué)教師發(fā)展路徑
中小學(xué)教師如何更好適應(yīng)AI時(shí)代，更好的構(gòu)建AI教育生態(tài)體系，以促進(jìn)AI與基礎(chǔ)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(duì)AI技術(shù)的迅速發(fā)展，中小學(xué)教師應(yīng)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(shù)素養(yǎng)和信息意識(shí)素養(yǎng)。在信息技術(shù)素養(yǎng)方面，中小學(xué)教師應(yīng)呈現(xiàn)趣味性強(qiáng)的教學(xué)課件、流暢的運(yùn)用多媒體、及時(shí)反饋學(xué)生的問題等調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，以激發(fā)學(xué)生各科的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。此外，中小學(xué)教師要保持對(duì)新技術(shù)的敏感性。信息意識(shí)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)中的觀念性成分，是教師對(duì)信息的態(tài)度、認(rèn)識(shí)層面的關(guān)鍵要素，是信息素養(yǎng)的重要組成部分。中小學(xué)教師在信息意識(shí)層面，要積極接受新興技術(shù)帶來的學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的改變，決定性意義轉(zhuǎn)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(xué)教師的主要職責(zé)。隨著AI與教育的融合，智能平板等設(shè)備可以在一定程度上代替教師講授知識(shí)、解疑答難和閱卷評(píng)分，AI在得到科學(xué)利用的前提下，可以成為師生的強(qiáng)大助手，從而大幅提升教與學(xué)的效率。教師應(yīng)積極面對(duì)AI技術(shù)給教育帶來的便利，提高自身的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)新性，呵護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題。引導(dǎo)學(xué)生樹立正確價(jià)值觀、道德觀和法治觀：如今AI技術(shù)迅速進(jìn)入中小學(xué)生的課堂教學(xué)，深刻改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)模式和師生互動(dòng)模式，一方面教師要充分將AI技術(shù)有效整合到課堂，另一方面也要正視AI的使用邊界，AI技術(shù)快速發(fā)展有可能帶來倫理風(fēng)險(xiǎn)。在中小學(xué)階段不乏這樣的例子，有些學(xué)生利用課堂上學(xué)到的編程知識(shí)去充當(dāng)黑客，或者產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)成癮行為，以上學(xué)生的偏差行為已經(jīng)觸及價(jià)值觀的層面，對(duì)自身的身心健康產(chǎn)生不利影響。因此，面對(duì)AI技術(shù)的迅猛發(fā)展，教師要有效的應(yīng)對(duì)信息技術(shù)帶來的倫理挑戰(zhàn)，深入研究思考并引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀、道德觀和法治觀，提升學(xué)生的誠信意識(shí)和社會(huì)信用水平。3.更新教育教學(xué)觀念改變傳統(tǒng)單一教學(xué)模式：隨著AI技術(shù)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(xué)利用這些技術(shù)產(chǎn)品營造適合學(xué)生成長的教學(xué)生態(tài)環(huán)境，技術(shù)將無法真正促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)水平的提升。AI視域下，教師要接受并適應(yīng)智能技術(shù)給教育帶來的變化，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育觀念和教師角色，同時(shí)，教師在教學(xué)中應(yīng)考慮學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的階段性特征，適時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)策略及學(xué)習(xí)中遇到的學(xué)習(xí)障礙，利用多樣的教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)過程將知識(shí)獲取和能力培養(yǎng)結(jié)合起來，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知和非認(rèn)知能力的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面和個(gè)性化發(fā)展。課堂教學(xué)中，教師應(yīng)改變“灌輸式”“注入式”等單一的教學(xué)模式，充分利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法多樣化，活躍課堂氛圍，提高課堂效率，樹立教學(xué)、體驗(yàn)和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)觀，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，中小學(xué)AI教育在實(shí)施路徑方面應(yīng)該多元化，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知、實(shí)踐和體驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。此外，教師要看到學(xué)生的不同進(jìn)度和情感需求，借助于AI技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的發(fā)展節(jié)奏制定不同的學(xué)習(xí)計(jì)劃，做到因材施教，為每一位學(xué)生成長提供學(xué)伴式幫助。注重培養(yǎng)線上和線下相結(jié)合的自主學(xué)習(xí)能力：AI視域下信息技術(shù)與基礎(chǔ)教育的融合，網(wǎng)絡(luò)在線平臺(tái)為教師提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，教師要更新自身舊的知識(shí)框架，進(jìn)而不斷提高自身的知識(shí)體系。針對(duì)目前存在的教師培訓(xùn)缺乏針對(duì)性的現(xiàn)狀，教師可以加強(qiáng)線上自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)教學(xué)中常用的AI技術(shù)和程序。首先，線上學(xué)習(xí)過程中，面對(duì)網(wǎng)絡(luò)和AI應(yīng)用提供的多種類別的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師要根據(jù)所教學(xué)科和所任學(xué)段的學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，以便信息技術(shù)可以更充分地服務(wù)于教學(xué)，從而提高教學(xué)水平。其次，教師在注重線上學(xué)習(xí)的同時(shí)，也要注重線下學(xué)習(xí)，教師在教學(xué)中可以組織課前、課后的學(xué)習(xí)討論小組，就教學(xué)中遇到的問題進(jìn)行面對(duì)面的溝通與交流。
四、結(jié)語
AI技術(shù)的迅速發(fā)展，給基礎(chǔ)教育帶來便利的同時(shí)也必然會(huì)帶來較大的沖擊與挑戰(zhàn)，AI視域下，中小學(xué)教師應(yīng)該以積極的心態(tài)去面對(duì)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，搶抓機(jī)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(xué)觀念，在人與機(jī)器日益激烈的競爭中獲得主導(dǎo)地位，在基礎(chǔ)教育改革發(fā)展浪潮中實(shí)現(xiàn)跨越式自我發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：知識(shí)表示與知識(shí)推理；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)實(shí)踐；數(shù)理邏輯；人工智能
知識(shí)表示與知識(shí)推理是智能信息處理的基礎(chǔ)。從人工智能的角度看，知識(shí)是構(gòu)成智能的基礎(chǔ)，人類的智能行為依賴于利用已有的知識(shí)進(jìn)行分析、猜測、判斷和預(yù)測等。當(dāng)人們希望計(jì)算機(jī)具有智能行為時(shí)，首先需要在計(jì)算機(jī)上表達(dá)人類的知識(shí)，然后再告訴計(jì)算機(jī)如何像人一樣地利用這些知識(shí)。
自從人工智能領(lǐng)域誕生以來，知識(shí)表示與知識(shí)推理就一直是其中最為重要的子領(lǐng)域。經(jīng)過五十多年的發(fā)展，知識(shí)表示與知識(shí)推理領(lǐng)域的許多研究內(nèi)容、研究方法和研究成果已經(jīng)深深滲入到計(jì)算機(jī)科學(xué)，進(jìn)而對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。例如，在C++、Java等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言中，“繼承”這一最為核心的技術(shù)就來源于知識(shí)表示與知識(shí)推理。再如，在軟件自動(dòng)化領(lǐng)域，許多程序規(guī)格語言和程序驗(yàn)證技術(shù)都借鑒了知識(shí)表示與知識(shí)推理領(lǐng)域的Prolog語言等研究成果。從工程開發(fā)的角度看，專家系統(tǒng)、智能搜索引擎、智能控制系統(tǒng)、智能診斷系統(tǒng)、自動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)等具有所謂智能特征的系統(tǒng)都或多或少地依賴于知識(shí)表示與知識(shí)推理技術(shù)。因此，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)知識(shí)表示與知識(shí)推理方面的課程，對(duì)于今后在相關(guān)領(lǐng)域從事系統(tǒng)開發(fā)和科學(xué)研究都大有裨益。
在ACM與IEEE-CS聯(lián)合攻關(guān)組制訂的計(jì)算教程CC2001(Computing Curricula 2001)中，知識(shí)表示與知識(shí)推理得到了高度重視。CC2001給出的計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)體由14個(gè)知識(shí)領(lǐng)域組成：在其中的IS(Intelligent Systems)知識(shí)領(lǐng)域中，關(guān)于知識(shí)表示與知識(shí)推理的內(nèi)容占據(jù)了10個(gè)知識(shí)單元中的2個(gè)，即知識(shí)單元“(Is3)知識(shí)表示與推理”以及知識(shí)單元“(IS5)高級(jí)知識(shí)表示與推理”。在ACM和IEEE-CS進(jìn)一步修訂后的計(jì)算機(jī)科學(xué)教程CS2008(Computer Science Curriculum 2008)中，知識(shí)表示與知識(shí)推理同樣得到了高度重視。此外，在我國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)范中，上述的IS3和IS5兩個(gè)知識(shí)單元被全部包括到計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的核心課程“人工智能”中。然而，據(jù)我們了解，由于“人工智能”在許多高校僅僅作為專業(yè)任選課開設(shè)，使得計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的許多學(xué)生無法接觸到知識(shí)表示與知識(shí)推理方面的內(nèi)容。與此同時(shí)，由于課時(shí)數(shù)限制及沒有得到重視等因素，實(shí)際開設(shè)的“人工智能”課程(包括本科生課程和研究生課程)往往難以覆蓋CC2001在知識(shí)單元IS3和IS5中列出的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
實(shí)際上，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，知識(shí)表示與知識(shí)推理領(lǐng)域已經(jīng)沉淀出一系列基本的方法、理論和技術(shù)；這些方法、理論和技術(shù)在CC2001的知識(shí)單元IS3和IS5中基本上都以知識(shí)點(diǎn)的形式列舉了出來。作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的教育工作者，我們有責(zé)任將這些體現(xiàn)了幾代人智慧結(jié)晶的知識(shí)介紹給學(xué)生。另一方面，從研究者的角度來看，知識(shí)表示與知識(shí)推理是一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域；尤其是隨著Web技術(shù)的發(fā)展以及Web科學(xué)的出現(xiàn)，知識(shí)表示與知識(shí)推理將在計(jì)算機(jī)科學(xué)中扮演越來越重要的角色。面對(duì)萬維網(wǎng)這個(gè)全球最大的分布式信息庫，如何讓計(jì)算機(jī)對(duì)其中海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析、推理和管理，進(jìn)而為人類提供方便的知識(shí)服務(wù)，是目前信息技術(shù)領(lǐng)域面臨的一個(gè)重大問題。針對(duì)這個(gè)問題，國內(nèi)外研究者基本上都是從人工智能的角度尋求解決思路；近年來成為研究熱點(diǎn)的語義Web更是完全建立在知識(shí)表示與知識(shí)推理的基礎(chǔ)上。因此，從開拓學(xué)生思維以及介紹研究與技術(shù)前沿的角度來看，也非常有必要向?qū)W生講授知識(shí)表示與知識(shí)推理的相關(guān)內(nèi)容。
基于以上認(rèn)識(shí)，我們?yōu)橛?jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)一年級(jí)的碩士研究生開設(shè)了一門32課時(shí)的選修課程，以CC2001和CS2008列出的知識(shí)單元為核心，對(duì)知識(shí)表示與知識(shí)推理的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。本文對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐中遇到的主要問題進(jìn)行分析，針對(duì)這些問題給出相應(yīng)的解決對(duì)策，并對(duì)我們獲得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)。
1 “知識(shí)表示與知識(shí)推理”知識(shí)體的教學(xué)設(shè)計(jì)
自上世紀(jì)九十年代以來，國內(nèi)外許多高校就將“知識(shí)表示與知識(shí)推理”作為一門課程，面向研究生或高年級(jí)的本科生開設(shè)。其中比較著名的包括加拿大多倫多大學(xué)Hector J.Levesque教授開設(shè)的知識(shí)表示課程，美國斯坦福大學(xué)Leom Morgenstem教授開設(shè)的知識(shí)表示課程，英國曼徹斯特大學(xué)Ulrike Sattler教授等講授的知識(shí)表示和推理課程，中山大學(xué)劉詠梅教授講授的知識(shí)表示和推理課程等。但是，由于沒有統(tǒng)一的課程設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，這些課程講授的知識(shí)點(diǎn)都不盡相同。2000年，Leom Morgenstem和Richmond H.Thomason總結(jié)了開設(shè)知識(shí)表示與知識(shí)推理課程時(shí)面臨的挑戰(zhàn)，提出了相應(yīng)的解決思路。其中，針對(duì)該課程缺乏統(tǒng)一的教學(xué)知識(shí)體的情況，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)持續(xù)14周、每周2次課的教學(xué)大綱。在文獻(xiàn)[5]中，Leora Morgenstem進(jìn)一步修訂了之前提出的教學(xué)大綱，建議在其中增加語義Web及Web本體語言O(shè)WL等內(nèi)容。
盡管目前各高校開設(shè)的知識(shí)表示與知識(shí)推理課程的課程大綱仍然不盡相同，但比較可喜的是，對(duì)知識(shí)表示與知識(shí)推理的教學(xué)在CC2001計(jì)算教程中得到了高度重視。CC2001分別在“知識(shí)表示與推理”和“高級(jí)知識(shí)表示與推理”兩個(gè)知識(shí)單元中列出了關(guān)于知識(shí)表示與知識(shí)推理的教學(xué)內(nèi)容。知識(shí)單元“知識(shí)表示與推理”由以下知識(shí)點(diǎn)組成：命題邏輯和謂詞邏輯回顧，歸結(jié)原理與定理證明，非單調(diào)推理，概率推理，貝葉斯定理。知識(shí)單元“高級(jí)知識(shí)表示與推理”由以下知識(shí)點(diǎn)組成：結(jié)構(gòu)化知識(shí)表示(包括對(duì)象與框架、描述邏輯和繼承系統(tǒng))，非單調(diào)推理(包括非經(jīng)典邏輯、缺省推理、信念修正、偏好邏輯、知識(shí)源的集成、沖突信念的聚合)，對(duì)動(dòng)作和變化的推理(包括情景演算、事件演算和分枝問題)，時(shí)態(tài)和空間推理，非確定性推理(包括概率推理、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、粗糙集和可能性理論、決策理論)，針對(duì)診斷的知識(shí)表示與定性知識(shí)表示。在CC2001的基礎(chǔ)上，CS2008在知識(shí)單元“知識(shí)表示與推理”中增加了合一與提升、前向鏈接、反向鏈接以及歸結(jié)等知識(shí)點(diǎn)；在知識(shí)單元“高級(jí)知識(shí)表示與推理”中增加了本體工程和語義網(wǎng)絡(luò)兩個(gè) 知識(shí)點(diǎn)。
以CC2001和CS2008列出的知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)，在綜合考察了國內(nèi)外相關(guān)課程的開設(shè)情況之后，我們對(duì)“知識(shí)表示與知識(shí)推理”課程的教學(xué)內(nèi)容及相應(yīng)的學(xué)時(shí)分配設(shè)計(jì)如下。
1)概述(2學(xué)時(shí))。介紹知識(shí)表示與知識(shí)推理領(lǐng)域的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前景：講授知識(shí)表示的基本思路和基本原理；介紹知識(shí)表示方法和技術(shù)的典型應(yīng)用：列舉典型的采用了知識(shí)表示技術(shù)的系統(tǒng)，與沒有采用知識(shí)表示技術(shù)的系統(tǒng)進(jìn)行比較分析。
2)基于一階謂詞邏輯的知識(shí)表示和推理(4學(xué)時(shí))。講授一階謂詞邏輯的語法、語義和語用；通過例子講授如何應(yīng)用一階謂詞邏輯進(jìn)行知識(shí)表示；講授如何應(yīng)用消解原理進(jìn)行知識(shí)推理；講授如何應(yīng)用Tableau算法進(jìn)行知識(shí)推理；分析一階謂詞邏輯存在的局限。
3)Horn子句邏輯與產(chǎn)生式系統(tǒng)(2學(xué)時(shí))。講解Horn子句及其過程解釋；介紹SLD歸結(jié)以及分別采用反向鏈和正向鏈的推理過程；通過例子講授如何應(yīng)用Horn子句邏輯進(jìn)行知識(shí)表示和推理；對(duì)Prolog語言進(jìn)行簡單介紹；通過例子介紹如何應(yīng)用產(chǎn)生式系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)表示和推理。
4)結(jié)構(gòu)化知識(shí)表示(6學(xué)時(shí))。介紹對(duì)象與框架，介紹基本的框架形式系統(tǒng)：介紹語義網(wǎng)絡(luò)，對(duì)推理過程中的繼承機(jī)制進(jìn)行介紹。介紹描述邏輯家族的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀；以邏輯系統(tǒng)ALC為例，講解描述邏輯的語法和語義；通過例子講授如何應(yīng)用描述邏輯進(jìn)行知識(shí)表示；講授如何應(yīng)用Tableau算法對(duì)描述邏輯刻畫的知識(shí)進(jìn)行推理。
5)非單調(diào)知識(shí)表示和推理(4學(xué)時(shí))。介紹非單調(diào)性推理的研究歷史；講解封閉世界假設(shè)與開放世界假設(shè)；講解缺省推理和限定推理；對(duì)自認(rèn)知邏輯、偏好邏輯和真值維持系統(tǒng)進(jìn)行介紹；對(duì)信念修正、知識(shí)源的集成以及沖突信念的聚合進(jìn)行介紹。
6)非確定知識(shí)表示和推理(4學(xué)時(shí))。對(duì)模糊邏輯進(jìn)行介紹；講授概率推理和主觀貝葉斯方法；對(duì)粗糙集、可能性理論和決策理論進(jìn)行介紹。
7)解釋與診斷(2學(xué)時(shí))。講授反繹推理的基本思路，將其與演繹推理和歸納推理進(jìn)行比較分析；以一個(gè)電路系統(tǒng)為例，講授如何在知識(shí)表示的基礎(chǔ)上采用反繹推理進(jìn)行故障診斷。
8)動(dòng)作與規(guī)劃(4學(xué)時(shí))。介紹動(dòng)作與規(guī)劃領(lǐng)域的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀；講授如何在STRIPS系統(tǒng)中對(duì)動(dòng)作進(jìn)行刻畫以及如何進(jìn)行規(guī)劃求解：講授如何應(yīng)用情景演算和事件演算對(duì)動(dòng)作進(jìn)行刻畫、推理、及規(guī)劃求解；對(duì)框架問題、條件問題和分枝問題進(jìn)行介紹；對(duì)規(guī)劃語言PDDL進(jìn)行介紹。
9)時(shí)態(tài)和空間推理(2學(xué)時(shí))。對(duì)時(shí)間點(diǎn)／時(shí)間段、離散／連續(xù)、有限／無限、線性／分支等表示時(shí)態(tài)信息的不同方式進(jìn)行介紹；對(duì)Allen的區(qū)間代數(shù)理論進(jìn)行介紹；對(duì)線性時(shí)態(tài)邏輯和分支時(shí)態(tài)邏輯進(jìn)行介紹；對(duì)基于點(diǎn)／基于區(qū)域、離散／連續(xù)、有限／無限、同維／混合維等表示空間信息的不同方式進(jìn)行介紹；對(duì)區(qū)域連接演算RCC進(jìn)行介紹；對(duì)時(shí)態(tài)與空間推理的結(jié)合進(jìn)行簡單介紹。
10)語義Web和本體工程(2學(xué)時(shí))。介紹語義Web的基本思想、技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；講授語義Web的層次模型以及各個(gè)層次的目標(biāo)和功能；對(duì)資源描述框架RDF、Web本體語言O(shè)WL、Web規(guī)則標(biāo)記語言RIF、Web查詢語言SPARQL等進(jìn)行介紹。對(duì)本體的構(gòu)建、管理和維護(hù)進(jìn)行介紹。
上述教學(xué)內(nèi)容的基本特點(diǎn)是覆蓋了CC2001和CS2008列出的關(guān)于知識(shí)表示與推理的所有知識(shí)點(diǎn)。此外，我們將目前作為計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的語義Web等內(nèi)容引入了課堂教學(xué)，不僅可以將相關(guān)研究前沿展示在學(xué)生面前，而且還可以讓學(xué)生更加深刻地體會(huì)學(xué)習(xí)知識(shí)表示與知識(shí)推理的價(jià)值，進(jìn)一步激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。另一方面，上述教學(xué)內(nèi)容存在的一個(gè)缺陷是內(nèi)容過多。由于受到課時(shí)數(shù)的限制，部分內(nèi)容在講授時(shí)不能充分展開，留給學(xué)生課堂練習(xí)和討論的時(shí)間不充裕。
2 教學(xué)實(shí)踐中的主要問題及對(duì)策
在圍繞“知識(shí)表示與知識(shí)推理”知識(shí)體開展教學(xué)實(shí)踐時(shí)，我們遇到的問題主要來自以下幾個(gè)方面：教師和學(xué)生對(duì)“人工智能”課程以及其中的“知識(shí)表示與知識(shí)推理”知識(shí)體不重視，缺乏合適的教材，學(xué)生缺乏必要的基礎(chǔ)知識(shí)。下面對(duì)這些問題進(jìn)行逐一分析，對(duì)我們采取的對(duì)策進(jìn)行相應(yīng)介紹。
2.1 師生對(duì)“人工智能”課程不重視
許多教師和學(xué)生對(duì)“人工智能”課程不夠重視，甚至存在偏見。我們覺得，這種現(xiàn)狀很大程度上是由人工智能自身的發(fā)展歷程造成的。人工智能領(lǐng)域剛誕生時(shí)就被賦予過高的期望；早期的研究者也過于樂觀地給出了一些不切實(shí)際的承諾。由于不能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)過高的目標(biāo)和兌現(xiàn)相應(yīng)的承諾，使人工智能領(lǐng)域在上世紀(jì)80年代末90年代初一度跌入低谷，甚至達(dá)到了聲名狼藉的地步。這一特殊的發(fā)展歷程使得一部分對(duì)人工智能了解不多的教師和學(xué)生產(chǎn)生誤解，認(rèn)為人工智能是一個(gè)比較務(wù)虛的領(lǐng)域。這種誤解甚至影響到“人工智能”課程的開設(shè)。目前，在許多高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置中，“人工智能”往往只作為選修課程開設(shè)，沒有得到教師和學(xué)生的普遍重視。
實(shí)際上，從信息技術(shù)發(fā)展規(guī)律的角度來看，人工智能的上述發(fā)展歷程是很正常的。根據(jù)市場權(quán)威研究機(jī)構(gòu)Gartner給出的“技術(shù)成熟度曲線”(hype cycle)理論，一項(xiàng)新的IT技術(shù)在產(chǎn)生之后，一般先是默默無聞地奮力發(fā)展幾年，然后會(huì)由于被大家寄予很高的期望而迅速火爆起來，接著會(huì)因?yàn)闆]能兌現(xiàn)過高的承諾而跌入谷底，最后會(huì)再次崛起并由于過硬的成就而被大眾普遍接受。人工智能已經(jīng)經(jīng)歷了從默默無聞到迅速火爆再到跌入谷底的發(fā)展過程，目前正處于再次崛起的階段，并且將通過不斷取得的成就而被大眾普遍接受。
人工智能的教學(xué)在CC2001和CS2008中得到了高度重視。CC2001給出的計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)體由14個(gè)知識(shí)領(lǐng)域組成，作為其中的知識(shí)領(lǐng)域之一，智能系統(tǒng)(即人工智能)與離散結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等已經(jīng)得到普遍重視的知識(shí)領(lǐng)域具有了相同的地位。在我國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)范中，也將“人工智能”作為了計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的核心課程。但是，對(duì)人工智能相關(guān)知識(shí)的傳播需要一個(gè)長期的過程，仍然需要廣大科研和教育工作者的不懈努力。
2.2 師生對(duì)“知識(shí)表示與知識(shí)推理”知識(shí)體不重視
即便部分教師和學(xué)生認(rèn)識(shí)到人工智能知識(shí)領(lǐng)域的重要性，但對(duì)于其中的“知識(shí)表示與知識(shí)推理”知識(shí)體仍然不夠重視，認(rèn)為沒有必要專門通過一門課程進(jìn)行教學(xué)。
針對(duì)這個(gè)問題，我們可以對(duì)人工智能領(lǐng)域的發(fā)展歷程作進(jìn)一步考察。我們知道，人工智能領(lǐng)域的誕生就是從知識(shí)表示和知識(shí)推理開始的。在1956年標(biāo)志著人工智能誕生的Dartmouth會(huì)議上，Herbert Simon和Allen Newell展示的“邏輯理論家”就依賴于知識(shí)表示和知識(shí)推理。在此之后的五十多年中，知識(shí)表示與知識(shí)推理就一直是人工智能中最為重要的子領(lǐng)域。相 應(yīng)的一個(gè)佐證是，1966年到2009年期間，在獲得圖靈獎(jiǎng)的56名科學(xué)家中，Marvin Minsky、John Mccarthy、Herbert Simon、Allen Newell、Edward Feigenbaum和Raj Reddy等6名科學(xué)家都在知識(shí)表示與知識(shí)推理領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性的研究成果。
知識(shí)表示與知識(shí)推理的重要性在CC2001和CS2008中同樣得到了體現(xiàn)。CC2001給出的“智能系統(tǒng)”知識(shí)領(lǐng)域由以下10個(gè)知識(shí)單元組成：智能系統(tǒng)中的基本問題、搜索與約束求解、知識(shí)表示與推理、高級(jí)搜索、高級(jí)知識(shí)表示與推理、智能主體、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能規(guī)劃系統(tǒng)、機(jī)器人；C$2008在CC200I的基礎(chǔ)上增加了智能感知這個(gè)知識(shí)單元。其中，關(guān)于知識(shí)表示和知識(shí)推理的教學(xué)內(nèi)容不僅占據(jù)了兩個(gè)知識(shí)單元，而且在智能主體、人工智能規(guī)劃系統(tǒng)、機(jī)器人等知識(shí)單元中也占據(jù)了相應(yīng)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的位置。由于32課時(shí)的人工智能選修課程通常只能對(duì)上述知識(shí)單元作一個(gè)概要性的介紹，對(duì)于想進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的學(xué)生，在有條件的情況下，我們完全有必要開設(shè)一門關(guān)于“知識(shí)表示與知識(shí)推理”的課程。另外，從上一節(jié)給出的教學(xué)設(shè)計(jì)可以看出，如果要覆蓋CC2001和CS2008給出的關(guān)于知識(shí)表示與知識(shí)推理的所有知識(shí)點(diǎn)，一門32課時(shí)的課程在時(shí)間上還很不夠用。因此，基于以上分析，我們希望“知識(shí)表示與知識(shí)推理”的教學(xué)首先能夠得到相關(guān)教師的認(rèn)可和重視，然后通過課程設(shè)置等途徑逐漸吸引學(xué)生的關(guān)注，并在教學(xué)過程中激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。
2.3 缺少合適的教材
盡管CC2001和CS2008詳細(xì)地列出了關(guān)于知識(shí)表示與知識(shí)推理的主要知識(shí)點(diǎn)，但是，據(jù)我們所知，目前還沒有出現(xiàn)完全覆蓋這些知識(shí)點(diǎn)的合適教材，而中文的相關(guān)教材更是缺乏。
在參考了多方面的資料之后，我們選擇了Ronald Brachman和Hector Levesque撰寫的《Knowledge Representation and Reasoning》作為教材。Ronald Brachman和Hector Levesque都是知識(shí)表示與知識(shí)推理領(lǐng)域的著名學(xué)者。其中，Ronald Brachman于1977年在哈佛大學(xué)攻讀博士學(xué)位時(shí)提出了KL-ONE系統(tǒng)，開創(chuàng)了目前成為研究熱點(diǎn)的描述邏輯領(lǐng)域，之后于2003年擔(dān)任了美國人工智能學(xué)會(huì)的主席，目前是ACM院士、雅虎全球研究運(yùn)營副總裁。Hector Levesque在知識(shí)表示領(lǐng)域也做出了許多開創(chuàng)性的研究成果，曾于2001年擔(dān)任人工智能頂級(jí)會(huì)議IJCAI的主席，于2006年當(dāng)選加拿大皇家學(xué)會(huì)會(huì)士。除了時(shí)態(tài)和空間推理以及本體工程這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)之外，CC2001和CS2008中列出的其他關(guān)于知識(shí)表示與知識(shí)推理的知識(shí)點(diǎn)，在《Knowledge Representation and Reasoning》中都基本上得到了體現(xiàn)。另外，為了在課程中向?qū)W生介紹語義Web方面的知識(shí)，我們選擇了Grigoris Antoniou和Frank van Harmelen撰寫的《A Semantic Web Primer》作為參考書目。
2.4 學(xué)生缺乏必需的基礎(chǔ)知識(shí)
知識(shí)表示與知識(shí)推理的核心思想是采用形式語言(尤其是邏輯語言)對(duì)知識(shí)進(jìn)行刻畫和推理，因此要求學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前具有扎實(shí)的數(shù)理邏輯基礎(chǔ)知識(shí)。
盡管數(shù)理邏輯對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)科來說具有非常重要的作用，但在目前計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置中，數(shù)理邏輯往往只作為離散數(shù)學(xué)課程的一個(gè)部分進(jìn)行教學(xué)，在課時(shí)數(shù)量上非常有限。此外，從教材的角度來看，大部分離散數(shù)學(xué)教材的數(shù)理邏輯部分主要介紹命題邏輯的相關(guān)知識(shí)，而且只介紹命題邏輯聯(lián)結(jié)詞、范式、等值演算、自然推理系統(tǒng)等最基本的內(nèi)容；對(duì)一階謂詞邏輯以及命題邏輯中更為深入的內(nèi)容介紹得很少，甚至不介紹。這些內(nèi)容對(duì)于學(xué)習(xí)知識(shí)表示與知識(shí)推理知識(shí)體來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如，根據(jù)我們?cè)谥v授“知識(shí)表示與知識(shí)推理”之前的調(diào)查，許多研究生對(duì)于一階謂詞邏輯的語法與語義等基本概念都還比較模糊，對(duì)于消解原理、Tableau方法、可滿足性問題等內(nèi)容更是沒有接觸過。
針對(duì)上述問題，除了原計(jì)劃關(guān)于一階謂詞邏輯知識(shí)表示的4個(gè)課時(shí)之外，我們臨時(shí)增加了2個(gè)課時(shí)的課堂教學(xué)，為學(xué)生補(bǔ)充命題邏輯的語法和語義、公式可滿足性問題、Tableau判定算法、基于消解原理的判定算法等內(nèi)容。由于受到課時(shí)的限制，許多重要的結(jié)論及其證明過程無法在課堂上詳細(xì)闡述。
值得一提的是，由于研究課題的需要，我們組織部分研究生一起學(xué)習(xí)了John Bell和Moshe Machover撰寫的著名教材《A Course in Mathematical Logic》。在學(xué)習(xí)這本教材時(shí)，我們將研究生分為三個(gè)小組，讓各個(gè)小組自學(xué)該教材，對(duì)其中的引理、定理以及問題(Problem)進(jìn)行證明或求解，然后在每周一次的學(xué)習(xí)班上使用黑板講解他們的證明或求解過程。在3個(gè)月的時(shí)間里，將這本教材中的第一章和第二章學(xué)完后，這些研究生的數(shù)理邏輯知識(shí)明顯上了一個(gè)臺(tái)階。在之后學(xué)習(xí)知識(shí)表示與知識(shí)推理的過程中，這部分研究生的學(xué)習(xí)效果也明顯好得多。在今后的教學(xué)中，我們希望計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的研究生能夠先學(xué)習(xí)一門數(shù)理邏輯方面的課程，然后再學(xué)習(xí)知識(shí)表示與知識(shí)推理課程。
3 結(jié)語
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)滲透生活的各個(gè)領(lǐng)域，改變了人們的生活方式和學(xué)習(xí)方式。其中，人工智能作為計(jì)算機(jī)科學(xué)中迅猛發(fā)展的一部分，正在以其獨(dú)特的魅力走進(jìn)人們的視野。“人工智能”（Artificial Intelligence），顧名思義，即通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)來模擬人腦的信息接收、思考、判斷以及決策等思維行為過程，進(jìn)而擴(kuò)展人腦的思維和行動(dòng)，幫助人們高效智能化地解決特定問題。近年，人工智能在教育領(lǐng)域中發(fā)揮的作用越來越顯著[1]，其與眾不同的特點(diǎn)決定了其在教育培訓(xùn)中的地位，將人工智能應(yīng)用在農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)中的可行性也成為教育界熱議的新話題。
1我國農(nóng)業(yè)發(fā)展背景和農(nóng)業(yè)培訓(xùn)必要性分析
11我國農(nóng)業(yè)發(fā)展背景
我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的影響，一方面是由于我國人口基數(shù)大；另一方面是由于我國進(jìn)出口貿(mào)易主要依靠農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)發(fā)展成為影響我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的因素之一。但由于各方面原因，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展還比較落后，尤其與發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)相比，依舊有較大差距。
12開展農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的必要性
反思其他發(fā)達(dá)國家在?r業(yè)發(fā)展上實(shí)施過的舉措，包括重視農(nóng)業(yè)教育、科研和技術(shù)推廣，注意提高勞動(dòng)者素質(zhì)；推廣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械和高技術(shù)，重視農(nóng)場管理；經(jīng)營集約化、產(chǎn)業(yè)化；生產(chǎn)專業(yè)化；服務(wù)社會(huì)化；市場機(jī)制與政府扶持相結(jié)合；加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，可以看出，我國在農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)、素質(zhì)教育、技術(shù)推廣方面與發(fā)達(dá)國家差距明顯。為發(fā)展我國農(nóng)業(yè)，培養(yǎng)一批高素質(zhì)、懂技術(shù)、會(huì)經(jīng)營的農(nóng)民以及一批愿意為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出自己貢獻(xiàn)的高學(xué)歷人才成為關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開農(nóng)民的發(fā)展和進(jìn)步，也離不開受過高等教育的精英人才的共同努力，而開展農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，則是為他們的發(fā)展奠定了一條夯實(shí)的道路。
2人工智能在教育中的應(yīng)用與發(fā)展
近年來，伴隨著人工智能在各行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，人工智能在教育領(lǐng)域中發(fā)揮的作用也越來越顯著。例如，智能化的作業(yè)批改可以大大減輕教育工作者的沉重負(fù)擔(dān)，在線學(xué)習(xí)等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式可以讓人們更靈活地接受教育。從人工智能誕生伊始，其就與教育產(chǎn)生了密不可分的聯(lián)系，延續(xù)發(fā)展至今，人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包含以下幾個(gè)方面。
21基于人工智能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育是對(duì)傳統(tǒng)教育方式的一次革新，而人工智能對(duì)網(wǎng)絡(luò)教育的滲透，又將其推向了新的發(fā)展高度。[2]學(xué)生可以自主地登錄網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，根據(jù)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，進(jìn)行在線測試。例如近年來大為流行的MOOC課程，學(xué)生可以便捷地通過網(wǎng)絡(luò)獲取全球最高質(zhì)量的教學(xué)資源，并可以量身打造自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。
22基于人工智能的教師輔助系統(tǒng)
近十年來，智能傳感器、語音識(shí)別、圖像識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等方面的蓬勃發(fā)展令信息的采集及處理越來越準(zhǔn)確高效，這無疑使得人工智能與輔助教學(xué)系統(tǒng)的融合變得越來越深入。借助于語音識(shí)別、圖像識(shí)別等技術(shù)，學(xué)生可以將學(xué)習(xí)過程中遇到的問題上傳至系統(tǒng)，借助于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)信息準(zhǔn)確的搜素和整合能力，實(shí)時(shí)地為學(xué)生提供答案或相關(guān)信息，答疑解惑。目前此類應(yīng)用軟件的應(yīng)用廣泛，例如小猿搜題、百度作業(yè)幫等。
23基于人工智能的教育數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
隨著信息化時(shí)代的到來，如何高效地搜集、分類和檢索碎片化的教育信息和教學(xué)資源，無疑是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。為了更有效地分配和管理信息，在教育中引入智能化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)勢在必行。現(xiàn)如今數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)的研究成果不斷深入，依托知識(shí)庫系統(tǒng)對(duì)教育信息的整合與構(gòu)建，學(xué)生可以將已習(xí)得的零星的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)充，由點(diǎn)至面的不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)；依托教育資源管理系統(tǒng)中來，教育管理工作者可以合理分配教學(xué)資源，讓人們從爆炸式的高密度信息中解放出來，真正做到物為己用，因材施教。
3人工智能與農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的結(jié)合
新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展翻開了新的篇章，如何加快社會(huì)主義農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，這為新時(shí)代的農(nóng)業(yè)知識(shí)教育提出了新的要求。另外，近年來勞動(dòng)力轉(zhuǎn)型的趨勢日益顯著。隨著農(nóng)業(yè)勞動(dòng)人口數(shù)量的減少，為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，需要有素質(zhì)、懂知識(shí)的農(nóng)民投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中來。因而，對(duì)于農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的革新作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重中之重，已被提上日程。
人工智能技術(shù)和教育領(lǐng)域融合的不斷完善成熟，基于人工智能的農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)正如雨后春筍般涌現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)教育培訓(xùn)領(lǐng)域嶄露頭角。
31人工智能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的優(yōu)勢
從我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀看，較之于發(fā)達(dá)國家，我國農(nóng)業(yè)從業(yè)者的基數(shù)巨大但是整體受教育程度偏低，農(nóng)業(yè)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)匱乏，農(nóng)業(yè)知識(shí)教育的推廣不僅薄弱，而且效率低下。因此，伴隨著信息化時(shí)代“互聯(lián)網(wǎng)+”的新型教育模式對(duì)傳統(tǒng)教模式的強(qiáng)有力革新，基于人工智能的農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)展示了其強(qiáng)大的威力和優(yōu)勢，具體可以總結(jié)為如下兩個(gè)方面。
311個(gè)性化教育針對(duì)性強(qiáng)
相比于課堂教學(xué)的傳統(tǒng)模式，基于人工智能的網(wǎng)上在線教育模式能夠?yàn)閷W(xué)生個(gè)性化地制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間。這有力地解決了學(xué)生參加農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的時(shí)間成本問題，農(nóng)業(yè)從業(yè)者可利用閑暇時(shí)間自主安排學(xué)習(xí)。另外，針對(duì)于培訓(xùn)者的當(dāng)前知識(shí)水平和培訓(xùn)需求，培訓(xùn)平臺(tái)可以個(gè)性化地安排教學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和操作技能。
312教育資源利用率高
我國當(dāng)前的農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，教育教師需求數(shù)量和實(shí)際在崗教師資源極不匹配，具備豐富農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的教師數(shù)量缺乏，這是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)推廣速度緩慢的重要原因。而人工智能為這一問題的解決帶來了福音，智能化的教學(xué)進(jìn)程得以讓教師從繁重的教學(xué)負(fù)擔(dān)中解放。同時(shí)，基于網(wǎng)絡(luò)的課程資源共享可以讓先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)走進(jìn)千家萬戶，讓學(xué)生與優(yōu)秀農(nóng)業(yè)知識(shí)的距離不再遙遠(yuǎn)。
4平臺(tái)開發(fā)的系統(tǒng)架構(gòu)
基于人工智能技術(shù)，一個(gè)合理的農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)平臺(tái)能夠像一個(gè)優(yōu)秀的教師那樣具備完備的農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)和優(yōu)良的教學(xué)技能知識(shí)，并且能夠模擬及擴(kuò)充教師的教學(xué)過程。除此之外，該培訓(xùn)平臺(tái)還能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地與學(xué)生進(jìn)行信息交互，有針對(duì)性地開展個(gè)性化教學(xué)，并可以自適應(yīng)地完成教學(xué)效力評(píng)估和反饋，不斷更新和完善教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。基于以上分析，該開發(fā)平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)分為學(xué)生模型、教師模型、綜合數(shù)據(jù)庫模型和人機(jī)交互接口四個(gè)組成部分，結(jié)合下圖對(duì)每一部分分別進(jìn)行詳細(xì)闡述。
41學(xué)生模型
學(xué)生模型應(yīng)針對(duì)不同的學(xué)生，準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)水平，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)背景、知識(shí)水平、知識(shí)架構(gòu)進(jìn)行診斷和評(píng)定，以便有針對(duì)性地制訂教學(xué)方案，進(jìn)而實(shí)施個(gè)性化教育。
另外，學(xué)生模型需要對(duì)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行記錄入庫，對(duì)教育效果進(jìn)行評(píng)定，從而診斷出當(dāng)前教學(xué)計(jì)劃是否合適，以便下述教師模型中對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略的靈活調(diào)整。
42教師模型
教師是教學(xué)工作開展過程中的主體，一個(gè)合理的教師模型應(yīng)該包括如下三個(gè)部分。
教師模型首先完成教學(xué)內(nèi)容的選擇，這要根據(jù)學(xué)生模型中對(duì)學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)水平的評(píng)定，并且針對(duì)學(xué)生既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并從下述知識(shí)庫中調(diào)取對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，為教學(xué)的開展做好準(zhǔn)備。
在確定了教什么的問題之后，教室模型要確定如何教的問題，即選取合理的教學(xué)策略開展教學(xué)。教學(xué)方式的選擇依附于學(xué)生模型，而又能根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況記錄進(jìn)行反饋動(dòng)態(tài)，不斷完善和調(diào)整教學(xué)策略。
另外，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師傳授知識(shí)，并能為學(xué)生答疑解惑。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題和疑惑時(shí)，教師模型應(yīng)該實(shí)時(shí)地提供信息支持，為學(xué)生提供針對(duì)性的幫助。因而教師模型要實(shí)現(xiàn)與人機(jī)交互接口的實(shí)時(shí)連接，在問題到來時(shí)控制模塊驅(qū)動(dòng)應(yīng)答部分為學(xué)生答疑解惑。
43綜合數(shù)據(jù)庫模型
綜合數(shù)據(jù)庫模塊為農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫支持，主要包括以下三個(gè)模塊。
知識(shí)庫模塊中分類別地存放著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，包括文本、圖像、自然語言、多媒體等多個(gè)類型的學(xué)習(xí)知識(shí)。一旦教師模型中完成了教學(xué)內(nèi)容的選擇，便由此模塊中調(diào)取相對(duì)應(yīng)的文件開展教學(xué)。
專家評(píng)估模塊用于處理教學(xué)過程中的教學(xué)效果評(píng)價(jià)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為教師模型中的各個(gè)環(huán)節(jié)的反饋和更新迭代提供數(shù)據(jù)支持。在一個(gè)完善的教學(xué)過程，教師需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行總結(jié)和反饋，以此指導(dǎo)下一步的教學(xué)內(nèi)容和策略的更新。
為了對(duì)學(xué)生階段性學(xué)習(xí)的效果進(jìn)行評(píng)估，還需要引入測試考核模塊對(duì)學(xué)生的成績進(jìn)行量化考核。測試考核模塊中包含學(xué)生答題庫和成績測評(píng)庫，準(zhǔn)確檢測出開展農(nóng)業(yè)知識(shí)培?的作用與效果。
44人機(jī)交互接口
基于人工智能的農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的過程是學(xué)生和系統(tǒng)進(jìn)行交流的過程，所以一個(gè)友好的人機(jī)接口是系統(tǒng)必不可少的組成部分。在這一模塊中，友好的圖形用戶界面的設(shè)計(jì)能夠幫助學(xué)生流暢地接收信息，提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，借助于人工智能中對(duì)語音和圖像信號(hào)的先進(jìn)識(shí)別技術(shù)，人機(jī)交互接口可以智能化地接收分析和理解學(xué)生的自然語言信息和動(dòng)作信息，進(jìn)而為系統(tǒng)提供寶貴的輸入信息。
關(guān)鍵詞：多媒體；情境；任務(wù)驅(qū)動(dòng)
現(xiàn)今社會(huì)的教育正在向信息化、數(shù)字化、科學(xué)化以及智能化邁進(jìn)。作為信息技術(shù)老師，不僅需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)改革，還要努力提高學(xué)生對(duì)于信息技術(shù)這一門課的熱情和興趣。
一、高中信息技術(shù)理論課的特點(diǎn)
1.知識(shí)面廣
高中信息技術(shù)包含的知識(shí)面廣、內(nèi)涵很豐富，涉及信息技術(shù)的多個(gè)方面。理論知識(shí)有基本概念、原理、規(guī)律、算法以及程序的設(shè)計(jì)等。此外，理論知識(shí)之間的聯(lián)系性不夠緊密，高中信息技術(shù)學(xué)科不像其他的學(xué)科，在掌握了某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者概念過后，就可以學(xué)習(xí)新的知識(shí)，這門課的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系或者說是邏輯性不是很強(qiáng)，看似簡單，但學(xué)生學(xué)起來會(huì)花費(fèi)一些力氣，因此對(duì)于老師來說，在教學(xué)中就要講求方法策略。
2.內(nèi)容抽象
信息技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)比較抽象，很難用語言來表述清楚，學(xué)生聽起來也很費(fèi)勁。例如：“網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理”這一節(jié)課，包括網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸過程、TCP/IP協(xié)議的基本知識(shí)點(diǎn)、OSI參考模型等內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生而言，這些概念之間的聯(lián)系、區(qū)別以及原理是看不見、摸不著的。因此，對(duì)于教師而言也是一個(gè)大挑戰(zhàn)。
二、高中信息技術(shù)理論教學(xué)方法策略
1.利用多媒體技術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高中信息技術(shù)的興趣
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，多媒體已經(jīng)被許多老師運(yùn)用到課堂的教學(xué)當(dāng)中。許多學(xué)校購買了多種多樣的課件、素材，并且通過網(wǎng)絡(luò)共享資源，使得全校師生可以享受到這樣的便利。多媒體以其生動(dòng)的圖像、聲音等效果，使得抽象、深?yuàn)W的理論知識(shí)更為簡單和直觀，使學(xué)生與學(xué)生之間的距離更短。多媒體提供的多種感官的綜合刺激有利于學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的獲取。老師可以利用共享的資源，整理和制作出圖文并茂的PPT以及Flash等課件，在課堂教學(xué)中運(yùn)用可以起到事半功倍的效果。
例如：在講授“人工智能”這一節(jié)課的時(shí)候，老師通過網(wǎng)絡(luò)搜集到與人工智能有關(guān)的信息，當(dāng)中也包括一些有關(guān)人工智能的電影片段等等，將收集到的東西演示給學(xué)生觀賞，使學(xué)生有一種新穎和好奇感；再如：“算法和算法描述”教學(xué)的時(shí)候，通過趣味的智力游戲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣，從而體會(huì)和掌握算法的概念。
2.采用情境教學(xué)或典故教學(xué)
愛因斯坦說：“興趣是最好的老師”。信息技術(shù)課有著優(yōu)美的動(dòng)畫、色彩鮮明的圖畫以及悅耳的聲效，這些對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)能產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力。因此可以充分利用這一特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的興趣。根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)出恰當(dāng)?shù)那榫常@樣使得學(xué)生更容易接受知識(shí)。經(jīng)過多年課堂教學(xué)的實(shí)踐，在教學(xué)中，適當(dāng)引入合適的故事，既可以提高學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，又有助于加深學(xué)生對(duì)問題的理解，讓學(xué)生在一個(gè)輕松愉悅的環(huán)境中學(xué)習(xí)，從而改善了傳統(tǒng)的灌輸式教育，大大提高了課堂教學(xué)的效果。
例如：在講授信息技術(shù)中的木馬病毒的時(shí)候，老師可以通過講解希臘神話中“特洛伊木馬”的故事，然后再告訴學(xué)生“木馬”的含義就是把預(yù)謀的功能隱藏在公開的功能里面，從而掩蓋真實(shí)的企圖，學(xué)生邊聽故事，邊感受到虛擬的木馬病毒。老師接著順其自然地介紹木馬病毒侵入電腦的危害，這樣學(xué)生更為容易接受。
3.采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)方法
高中信息技術(shù)課堂教學(xué)，應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)以及學(xué)生處理信息的能力。老師授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)都離不開教材。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)是指教學(xué)的全過程中，以若干個(gè)具體任務(wù)為中心，通過完成任務(wù)的過程，介紹和學(xué)習(xí)基本知識(shí)和技能，它是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法的步驟是，首先老師向?qū)W生明確布置本階段、本課時(shí)的學(xué)習(xí)任務(wù)，并且給予學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過實(shí)例進(jìn)行引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生完成任務(wù)，并且根據(jù)現(xiàn)有的問題，提出新的問題，自己去解決，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
例如：在講“信息獲取”一節(jié)課的時(shí)候，由于學(xué)生上機(jī)時(shí)間相對(duì)較少，通過設(shè)計(jì)“我的家鄉(xiāng)”為主題的網(wǎng)站，每節(jié)課都以此內(nèi)容作為背景，以FrontPage軟件為網(wǎng)頁制作工具，當(dāng)學(xué)生完成整個(gè)網(wǎng)站制作的時(shí)候，學(xué)生對(duì)于網(wǎng)站設(shè)計(jì)的全過程就有了一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。
總而言之，高中信息技術(shù)是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，需要老師對(duì)信息技術(shù)有清晰的認(rèn)識(shí)，需要老師認(rèn)識(shí)到該課程的重要性，根據(jù)教學(xué)的目標(biāo)，探索出教授這一門課的方法策略，從而使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)這一門課。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣霞.高中信息技術(shù)理論課教學(xué)策略的探討[J].信息技術(shù)，2011（12）：41-42.
[2]劉曉峰.多媒體課件在高中信息技術(shù)課堂上的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（10）：31-33.
關(guān)鍵詞：“智能+”；富媒體；教學(xué)模式
2017年7月8日，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，我國人工智能發(fā)展迎來新紀(jì)元。人工智能作為信息技術(shù)的更高發(fā)展階段，毫無疑問會(huì)深層次推動(dòng)教育教學(xué)改革與創(chuàng)新發(fā)展[1]。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，“智能+”背景下的教學(xué)資源表現(xiàn)形式和呈現(xiàn)方式越來越多樣化，教學(xué)活動(dòng)的時(shí)空結(jié)構(gòu)和活動(dòng)方式得到了充分拓展，學(xué)生在學(xué)習(xí)中的獨(dú)立性、自主性和創(chuàng)造性得到了充分體現(xiàn)，教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)的支持者和引導(dǎo)者[2]。“智能+”是“互聯(lián)網(wǎng)+”的進(jìn)一步升級(jí)，給各行各業(yè)尤其是教育帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。“智能+”與教育相結(jié)合，將有力推動(dòng)教育教學(xué)改革與創(chuàng)新發(fā)展，這也是機(jī)電類專業(yè)新工科教學(xué)改革的內(nèi)涵之一。機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)該緊跟國家發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)來改造專業(yè)課程體系，培養(yǎng)符合新時(shí)代、新背景需求的復(fù)合型人才。課程教學(xué)創(chuàng)新是改造專業(yè)課程體系的重要內(nèi)容之一，傳感器與測試技術(shù)作為機(jī)電類專業(yè)核心課程，長期存在課堂教學(xué)內(nèi)容與工程應(yīng)用脫節(jié)的問題，這與應(yīng)用技術(shù)型高校建設(shè)和工程技術(shù)型人才培養(yǎng)要求不相適應(yīng)，更與當(dāng)前“智能+制造”的技術(shù)要求不相適應(yīng)。本文將“智能+”與傳感器與測試技術(shù)課程相結(jié)合，探索基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式，作為適應(yīng)新形勢下課程改革需要的重要內(nèi)容。
1基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式
富媒體是指具有動(dòng)畫、聲音、視頻或交互性的信息傳播方法，包含流媒體，聲音，F(xiàn)lash，Java，Javascript等程序設(shè)計(jì)語言形式之一或者幾種的組合。基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式是富媒體、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、人工智能等技術(shù)與教育教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是高校課程教學(xué)模式改革的重要發(fā)展方向之一。課程教材、學(xué)習(xí)資源以及教學(xué)方法是教學(xué)模式的基本組成，圖1為基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式構(gòu)架，它包括富媒體教材、富媒體教學(xué)資源以及教學(xué)方法三部分。圖1“智能+”富媒體教材是通過在紙質(zhì)教材上印刷索引，以二維碼鏈接網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的數(shù)字課程資源庫，方便學(xué)生深入開展自主學(xué)習(xí)。“智能+”富媒體教學(xué)資源由課件、微課、案例、虛擬實(shí)驗(yàn)、題庫、課程討論等形式的資源組成，是“智能+”富媒體教材所鏈接的各種數(shù)字資源。充分應(yīng)用新技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)組織，開展基于工程教育理念的教學(xué)模式和多元考核評(píng)價(jià)體系，是實(shí)現(xiàn)基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式的關(guān)鍵。
1.1基于“智能+”的富媒體教材
“紙質(zhì)教材+課件”是以往的教學(xué)形式，存在教材信息載體單一、編排和呈現(xiàn)方式單調(diào)等問題，留給教與學(xué)自由發(fā)揮的空間比較狹窄，難以支撐新穎教學(xué)活動(dòng)的開展。“互聯(lián)網(wǎng)+”的升級(jí)，給教育教學(xué)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”新發(fā)展階段的“立體化教材”應(yīng)運(yùn)而生[3]，而所謂“互聯(lián)網(wǎng)+”教材就是以往的紙質(zhì)教材加上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所構(gòu)成的教材生態(tài)[4]。與單純紙質(zhì)教材相比，基于“智能+”的富媒體教材不再是一本簡單的圖書，而是數(shù)字教學(xué)資源的接口。這種新型富媒體教材除了介紹各章知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)任務(wù)、導(dǎo)學(xué)知識(shí)點(diǎn)等內(nèi)容以外，還印刷有索引式二維碼供學(xué)生掃描鏈接，其中包含了微課視頻、動(dòng)畫演示、工程案例以及虛擬實(shí)驗(yàn)等紙質(zhì)教材無法呈現(xiàn)的教學(xué)資源。這種“立體化教材”使學(xué)生不再面對(duì)枯燥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程應(yīng)用等文字描述，而可通過手機(jī)掃描二維碼打開鏈接，觀看知識(shí)點(diǎn)的視頻講解、動(dòng)畫演示、虛擬裝配過程等，這樣學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握會(huì)更快更牢。使用基于“智能+”的富媒體教材，能夠?qū)⒕€上線下的資源打通，將紙質(zhì)閱讀與網(wǎng)絡(luò)閱讀打通，為學(xué)生創(chuàng)造跨媒體的閱讀新體驗(yàn)。基于“智能+”的富媒體教材為課堂教學(xué)提供了新的模式，對(duì)于推動(dòng)教育信息化、促進(jìn)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量具有現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義。
1.2基于“智能+”的富媒體教學(xué)資源
高校課程教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)以“互聯(lián)網(wǎng)+”為創(chuàng)新理念，以強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)思維為核心，以建設(shè)立體化、多媒體、動(dòng)態(tài)化的學(xué)習(xí)資源平臺(tái)為目標(biāo)[5]。基于“智能+”的富媒體教學(xué)資源就是在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上創(chuàng)建完備的數(shù)字課程資源庫，學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)樵摶ヂ?lián)網(wǎng)產(chǎn)品的用戶，教師轉(zhuǎn)變?yōu)樵摶ヂ?lián)網(wǎng)產(chǎn)品的制作者。包括教師在內(nèi)的教學(xué)資源的編撰者不僅僅進(jìn)行紙質(zhì)內(nèi)容的編寫，還要開展數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容的研發(fā)，要進(jìn)行教學(xué)視頻的錄制、教學(xué)案例的配音，也要規(guī)劃動(dòng)畫課件的制作、探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，甚至還要進(jìn)行某些功能的軟件開發(fā)等。只有將“制作者”的理念融入“智能+”富媒體教學(xué)資源的創(chuàng)建過程中，才能將數(shù)字化資源和紙質(zhì)內(nèi)容很好地融合，為學(xué)生提供高質(zhì)量的“智能+”富媒體教學(xué)產(chǎn)品。富媒體教學(xué)資源由視頻、音頻、微課、動(dòng)畫、案例庫、題庫、課件、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以及互動(dòng)社區(qū)等組成，教師能夠利用富媒體教學(xué)資源將知識(shí)點(diǎn)講解、實(shí)驗(yàn)操作示范和過程、虛擬仿真模擬演示等內(nèi)容展現(xiàn)給學(xué)生，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的學(xué)習(xí)，還能通過在線答題和課程論壇與學(xué)生形成實(shí)時(shí)交互，動(dòng)態(tài)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。教師可將教材中具有多樣性、動(dòng)態(tài)性、易變性、拓展性的內(nèi)容都以網(wǎng)絡(luò)資源的形式傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以彌補(bǔ)文字教材內(nèi)容更新周期長的不足，同時(shí)充分利用網(wǎng)站內(nèi)容更新方便、傳遞快捷、容量大、呈現(xiàn)方式多樣的優(yōu)勢，組織引導(dǎo)學(xué)生開展互動(dòng)式、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。
1.3基于“智能+”的教學(xué)方法
充分應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，形成高效的教學(xué)組織方式和合理的課程考核評(píng)價(jià)體系，是實(shí)現(xiàn)基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式的重要保障。當(dāng)前，“以學(xué)生為中心”的教育理念已在國內(nèi)高校得到認(rèn)可，基于該理念的課程教學(xué)模式層出不窮，為高校教育教學(xué)改革創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展發(fā)揮了積極的推動(dòng)作用。“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式包括任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂、慕課以及工程教育模式(包括CDIO模式和OBE模式)等。工程教育模式是以學(xué)生、學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)效果為中心的一種開放式的教學(xué)模式，教師將課程知識(shí)點(diǎn)全方位滲透到工程項(xiàng)目中，以引導(dǎo)學(xué)生通過工程實(shí)踐潛移默化地掌握新知識(shí)[6]。工程教育是高校適應(yīng)新形勢，落實(shí)新要求，全面提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然要求。應(yīng)用型本科院校以培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)業(yè)能力和創(chuàng)新精神的高級(jí)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，在教育教學(xué)領(lǐng)域，必須樹立“以學(xué)生為中心”的教育理念，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才。因此，基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式必須堅(jiān)持工程教育模式。在信息技術(shù)的支持下，教師要充分利用富媒體教材和富媒體教學(xué)資源，開展線上線下、課前課后的混合式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，滿足新工科人才培養(yǎng)的要求；要優(yōu)化教學(xué)組織，切實(shí)保障教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量，構(gòu)建學(xué)習(xí)效果的多元評(píng)價(jià)與反饋體系，不斷完善和創(chuàng)新基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式，最終實(shí)現(xiàn)顯著提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。
2基于“智能+”的富媒體教學(xué)模式實(shí)踐
機(jī)械測試與機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造并列構(gòu)成機(jī)械專業(yè)三大板塊，傳感器與測試技術(shù)是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)核心課程。傳感器與測試技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)內(nèi)容包括測試信號(hào)分析、傳感器原理以及測試技術(shù)應(yīng)用三大部分。目前課程教學(xué)依然存在一些問題，例如課程知識(shí)更新滯后，知識(shí)的交叉融合不夠；課程內(nèi)容偏重理論，實(shí)踐和應(yīng)用程度不夠；課程“教與學(xué)”脫節(jié)，信息技術(shù)利用不夠；等等。盡管各種課程教學(xué)改革模式層出不窮，但大多不能滿足“智能+”背景下對(duì)人才培養(yǎng)的要求，與培養(yǎng)應(yīng)用型人才或工程型人才的要求更是相去甚遠(yuǎn)。為激發(fā)學(xué)生的潛力，增強(qiáng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)，此類實(shí)踐性強(qiáng)的課程的教學(xué)改革勢在必行。開展富媒體教材和富媒體教學(xué)資源支持下的新型教學(xué)活動(dòng)，能夠有效提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。筆者結(jié)合“智能+教育”，根據(jù)傳感器與測試技術(shù)課程的特點(diǎn)，提出如圖2所示的基于“導(dǎo)學(xué)練研”的“智能+”富媒體教學(xué)模式[7]。在富媒體教材的指引和教師的引導(dǎo)下，學(xué)生可利用富媒體教學(xué)資源進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)、能力的訓(xùn)練以及項(xiàng)目的研討等活動(dòng)，形成基于知識(shí)點(diǎn)的在線學(xué)習(xí)(側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí))、基于現(xiàn)代工具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐(側(cè)重基本技能)、基于項(xiàng)目的綜合訓(xùn)練(側(cè)重綜合能力提升)。在此過程中，學(xué)生將知識(shí)學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作與教師引導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，以增強(qiáng)工程實(shí)踐能力、現(xiàn)代工具使用能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)習(xí)實(shí)效。建立學(xué)習(xí)效果多元考核評(píng)價(jià)體系，考核以“學(xué)生的學(xué)”為主，“教師的教”為輔，結(jié)合“課內(nèi)+課外”，構(gòu)建涵蓋知識(shí)、能力、素質(zhì)的“一考兩評(píng)”(知識(shí)點(diǎn)考試、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練評(píng)價(jià)和工程項(xiàng)目實(shí)踐評(píng)價(jià))學(xué)生成績?cè)u(píng)定模式。與此教學(xué)模式相配套的富媒體教材以目標(biāo)為導(dǎo)向、以應(yīng)用為核心來組織單元知識(shí)點(diǎn)。每個(gè)單元都明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容所要解決的實(shí)際問題，并突出了實(shí)踐性和應(yīng)用性。每個(gè)單元同時(shí)還包括教學(xué)要求、知識(shí)結(jié)構(gòu)、基本概念、應(yīng)用案例、工程項(xiàng)目索引、富媒體教學(xué)資源二維碼等。為更好地與此教學(xué)模式相適應(yīng)，富媒體教學(xué)資源中還引入了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和工程項(xiàng)目內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為線上虛擬實(shí)驗(yàn)和線下實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，形成虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方式。工程項(xiàng)目索引可在富媒體教學(xué)資源中詳細(xì)闡述項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)施步驟以及考核方法，使學(xué)生初步了解工程項(xiàng)目概況，積累基礎(chǔ)知識(shí)，為線下工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。課程教學(xué)以案例為入口，以工程項(xiàng)目為出口，在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、“智能+”富媒體教材和工程教育基礎(chǔ)上，以“智能+”富媒體教學(xué)資源為支撐，構(gòu)建教與學(xué)互動(dòng)下的“教師導(dǎo)、學(xué)生學(xué)、實(shí)驗(yàn)練、項(xiàng)目研”教學(xué)法，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的實(shí)踐能力。
3結(jié)語
“智能+”是技術(shù)發(fā)展的新階段，富媒體技術(shù)則是新型數(shù)字信息傳播方法。將智能技術(shù)、富媒體技術(shù)與教育教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建“智能+”富媒體教學(xué)模式，是新形勢下高校課程教學(xué)改革的重要發(fā)展方向，也是全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然要求。筆者將其應(yīng)用于傳感器與測試技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐，提出基于“導(dǎo)學(xué)練研”的“智能+”富媒體教學(xué)模式，將基于知識(shí)點(diǎn)的線上學(xué)習(xí)、基于現(xiàn)代工具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、基于項(xiàng)目的綜合訓(xùn)練與教師引導(dǎo)輔導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力、現(xiàn)代工具使用能力和創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)效。
參考文獻(xiàn)
[1]唐亮.人工智能給未來教育帶來深刻變革[N].中國教育報(bào),2018-01-04.
[2]秦虹,張武升.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的本質(zhì)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢[J].教育研究,2016(6):9-10.
[3]李科生,蔣志輝.互聯(lián)網(wǎng)+支持下的“立體化教材”開發(fā)探討[J].出版科學(xué),2018(1):43-46.
[4]黃樂.互聯(lián)網(wǎng)+背景下教材編輯的角色轉(zhuǎn)換與素質(zhì)要求[J].出版廣角,2016(4):54-56.
[5]單麗雯.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”理念的高校教材創(chuàng)新[J].中國出版,2016(6):50-52.
[6]朱向慶,胡均萬.CDIO工程教育模式的微型項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012(11):159-162.
1.1多媒體技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
多媒體技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用給傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來了巨大的沖擊，通過改變教學(xué)手段大大地影響了教學(xué)方式和教學(xué)效果。多媒體技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，首先使得教學(xué)方式變得豐富多樣。通過多媒體技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，教師可以將音頻、視頻、動(dòng)畫、圖片以及文字等融入與課堂教學(xué)當(dāng)中，提升教學(xué)的效率。其次，多媒體技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用可以輔助教師很好地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，加強(qiáng)情境教學(xué)的效果。通過對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備的合理運(yùn)用，教師可以利用燈光、聲音以及圖片等輕易地創(chuàng)造出真實(shí)度很高的教學(xué)情境，提高情境教學(xué)的效率。再次，多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教師教學(xué)的效果。通過多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用，改變以往課堂傳統(tǒng)課堂枯燥無味的教學(xué)形式，大大提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教師教學(xué)效果，減輕教學(xué)壓力。最后，通過多媒體教學(xué)技術(shù)在課堂中的應(yīng)用，能夠很好低減輕教師的備課壓力，提升備課的質(zhì)量。通過多媒體教學(xué)軟件的應(yīng)用，教師可以通過統(tǒng)一模板制作課件、借鑒其他教師的備課內(nèi)容等，從而大幅減輕備課壓力。
1.2多媒體遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的應(yīng)用。
通過多媒體遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠有效地降低教學(xué)的成本，提高教學(xué)的效率。多媒體遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)是多媒體技術(shù)運(yùn)用的另一個(gè)良好的例子，大幅地降低了教學(xué)的成本，提高了教學(xué)的靈活性，提高了教學(xué)的效率。多媒體遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)在多媒體技術(shù)的支持之下，獲得了快速的發(fā)展，它能夠通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)教學(xué)課堂模擬，使得學(xué)生隨時(shí)、隨地的進(jìn)行學(xué)習(xí)，降低學(xué)習(xí)的難度，提高學(xué)習(xí)的效率。通過多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，學(xué)生能夠以相對(duì)低的價(jià)格接受各種不同的教育，大幅降低了教育的成本。同時(shí)，多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)能夠改變傳統(tǒng)教育單向的教學(xué)方式，大幅提高教學(xué)的效率。另外，多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)一般選擇的是教學(xué)質(zhì)量較高的教師，通過多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)，能夠使更多的學(xué)生接觸到這些教師的教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的提升。
1.3多媒體數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用。
通過與數(shù)據(jù)庫技術(shù)不斷結(jié)合，形成了多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)。多媒體數(shù)據(jù)庫結(jié)合了多媒體技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)之間的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖片、文字、聲音、動(dòng)畫、影像等進(jìn)行存儲(chǔ)、管理，并且能夠方便地實(shí)現(xiàn)檢索和應(yīng)用。通過與數(shù)據(jù)庫的不斷結(jié)合，多媒體技術(shù)能夠更加便捷地為人們所用，提高了人們的學(xué)習(xí)和工作效率。
1.4多媒體技術(shù)在醫(yī)療事業(yè)中運(yùn)用。
多媒體技術(shù)在醫(yī)療業(yè)中的應(yīng)用更為成熟和廣泛，通過與醫(yī)療技術(shù)向結(jié)合，能夠大幅提高醫(yī)療的效率，提升醫(yī)療的效果。運(yùn)用數(shù)字成像技術(shù)，能夠很方便地對(duì)人體內(nèi)部的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其中存在的病變等。通過可視化技術(shù)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)過程的監(jiān)控等，大幅提高手術(shù)的準(zhǔn)確性，提高了手術(shù)的效率。
2多媒體技術(shù)未來的發(fā)展趨勢
2.1多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。
多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是指通過對(duì)多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)運(yùn)用提高人們的交流效果的發(fā)展趨勢。通過多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)用，我們可以實(shí)現(xiàn)同世界各地的人們就共同關(guān)心的問題進(jìn)行全面、廣泛地交流。通過多媒體技術(shù)的應(yīng)用，處于不同地區(qū)、不同時(shí)區(qū)、具有不同文化背景的人可以就共同關(guān)心的問題實(shí)行實(shí)時(shí)交流和討論，從而獲得問題的完美解決。[3]通過多媒體技術(shù)的運(yùn)用，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的可視化等，提高對(duì)事物的了解和掌握程度，進(jìn)而做出更加準(zhǔn)確的判斷等。
2.2多媒體硬件的不斷發(fā)展。
多媒體硬件的發(fā)展也是未來多媒體技術(shù)發(fā)展的趨勢之一。多媒體硬件技術(shù)的發(fā)展能夠使多媒體的成像技術(shù)更加精確、聲音技術(shù)更加逼真等，提高人們的視覺感受效果。同時(shí)，多媒體硬件的發(fā)展也越來越趨向與人性化和智能化，通過在多媒體硬件中增加人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠使得多媒體硬件的性能大幅提高。同時(shí)，多媒體硬件技術(shù)的發(fā)展更加趨向于兼容化。通過實(shí)現(xiàn)各種不同類型終端設(shè)備進(jìn)行兼容，能夠大幅提高多媒體設(shè)備的利用效率，快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)共享等，提高人們的工作效率。
2.3多媒體智能技術(shù)的發(fā)展等。
多媒體技術(shù)逐漸向智能化發(fā)展。隨著人們生活水平的不斷提高，多媒體技術(shù)也越來越相智能化發(fā)展以不斷地滿足人們生活的需求。在人們現(xiàn)在的生活中，已經(jīng)出現(xiàn)了多媒體技術(shù)向智能化發(fā)展的趨勢，例如，在多媒體終端中添加語音助手等來幫助人們實(shí)現(xiàn)信息檢索和簡單日常事務(wù)的處理等。我們相信，在多媒體技術(shù)的未來發(fā)展過程中，一定能夠?qū)崿F(xiàn)全面的智能化，更加符合人們的工作和生活要求等。例如，在多媒體技術(shù)的發(fā)展過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)更好地實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別、語義判斷、自主服務(wù)提供、圖形識(shí)別和理解以及人工智能等。
2.4模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能夠很好地提升人們的視覺感受、聽覺感受等，通過逼真的現(xiàn)實(shí)模擬效果，能夠大幅提高人們的生活質(zhì)量和工作質(zhì)量。在多媒體技術(shù)的未來發(fā)展過程中，我們能夠更好的實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。通過多媒體技術(shù)的發(fā)展，我們能夠不斷地提高圖像呈現(xiàn)技術(shù)，使得圖像呈現(xiàn)的效果更加逼真確切；使得聲音的呈現(xiàn)與真人之間的差異越來越小；使得影像技術(shù)的呈現(xiàn)能夠更加真實(shí)地還原場景，提升人們的感受效果等。[4]同時(shí)，通過與傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)以及人機(jī)接口技術(shù)之間的不斷結(jié)合，我們能夠更加逼真地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)，提升人們的體驗(yàn)效果。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞：教育技術(shù)；多媒體網(wǎng)絡(luò)；教育智能化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得知識(shí)的更新日趨加快，知識(shí)總量每三到五年就要翻一番，為了適應(yīng)時(shí)展的需要，人們必須學(xué)會(huì)認(rèn)知、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。因此，如何提高知識(shí)的傳輸效率、提高學(xué)習(xí)效果成為教育所關(guān)注的焦點(diǎn)。以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，呈現(xiàn)多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展特征的教育技術(shù)日益受到人們的重視。它強(qiáng)調(diào)運(yùn)用各種現(xiàn)代化教育手段，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，提高教育教學(xué)效果，擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模。實(shí)踐證明，在某種程度上，它確實(shí)實(shí)現(xiàn)了其初衷，很多人對(duì)其大唱贊歌，極加美化。但我們有必要對(duì)多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的教育技術(shù)做出辯證的思考。
一、對(duì)多媒體化發(fā)展的教育技術(shù)的辯證思考
多媒體通常是指日常生活中的多媒體計(jì)算機(jī)和與之相關(guān)的多媒體課件等。它具有超文本、超媒體功能，而且還可以使文字、聲音、圖象等一并顯示，具有化動(dòng)靜、化虛實(shí)、化快慢、化大小并且存儲(chǔ)員大、交互性強(qiáng)、信息呈現(xiàn)方式靈活多變等特點(diǎn)。因此有人認(rèn)為多媒體將取代教育技術(shù)領(lǐng)域的幻燈、投影、錄像、電視、粉筆、黑板等其它媒體，并且多媒體教學(xué)將成為未來教育發(fā)展方向等等。多媒體真的那樣神奇嗎？真的就是“萬能”的教學(xué)機(jī)器嗎？回答應(yīng)該是否定的。
（一）多媒體僅僅是一種，而非多種媒體組合而成的全能媒體
我們認(rèn)為，每種媒體都有其各自的長處，對(duì)某種特定的教學(xué)或?qū)W習(xí)有效，不存在一種人人適用、處處適用的全能媒體。所以，媒體的有效與否要看特定的教學(xué)情景和學(xué)習(xí)對(duì)象等，各種媒體教育有其各自的特點(diǎn)和獨(dú)特的功能，在教學(xué)中，應(yīng)互相補(bǔ)充，取長補(bǔ)短。我國開展多媒體教學(xué)僅有幾年的時(shí)間，正因?yàn)閷?duì)多媒體教學(xué)認(rèn)識(shí)的偏差，把其看成是教育現(xiàn)代化的一種標(biāo)志，所以各單位紛紛申請(qǐng)巨額資金，購置多媒體教學(xué)系統(tǒng)，裝配多媒體教室，出現(xiàn)了多媒體“熱”的怪現(xiàn)象，而且目前這種現(xiàn)象有蔓延的趨勢。對(duì)此，我們認(rèn)為，配備多媒體教學(xué)設(shè)備本無可厚非，沒有必要的硬件設(shè)備做后盾，要搞好多媒體教學(xué)是不可能的。但有的地方購置了設(shè)備后，對(duì)其倍加珍惜，在教學(xué)中根本不舍得使用，平時(shí)用布一蒙，僅作為參觀、觀摩和迎評(píng)的樣品，這樣不僅嚴(yán)重浪費(fèi)了資源，而且也阻礙了多媒體進(jìn)入課堂。
（二）硬件和軟件能否同步發(fā)展，還有待進(jìn)一步觀察
綜觀全國上下，可以說，真正適合多媒體課堂教學(xué)的課件可謂鳳毛麟角，已編制出的課件絕大部分是一種課本搬家的形式。另外，商家為了贏利而編制的課件因缺乏學(xué)科專家、教育專家的參與，所以根本不適合課堂教學(xué)。同時(shí)，由于多媒體涌人教育領(lǐng)域速度太快，使大多數(shù)教師沒有充分的思想和技術(shù)準(zhǔn)備，而課堂教學(xué)目前仍是教學(xué)的主要組織形式，在已編制的多媒體教學(xué)課件不符合課堂教學(xué)，而教師又不能自行制作合適的教學(xué)課件的情況下，多媒體不是空有軀殼嗎？如此，又如何實(shí)現(xiàn)它的作用呢？最后，正像有些學(xué)者所擔(dān)心的那樣：既便我們實(shí)現(xiàn)了多媒體教學(xué)，在教學(xué)中也發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢，學(xué)習(xí)效率成倍提高，學(xué)習(xí)效果顯著，為獲取知識(shí)而疲憊不堪的痛苦消失了，別的痛苦是否會(huì)來補(bǔ)充呢？我們認(rèn)為，教育應(yīng)是促進(jìn)入全面發(fā)展的教育，并非單純的知識(shí)灌輸，知識(shí)的豐富并不等于人格的完善，在現(xiàn)實(shí)生活中，具有豐富知識(shí)而人格不完善的人不勝枚舉。因此，即使有了多媒體的幫助，使人們獲取知識(shí)變得容易，我們也應(yīng)該對(duì)多媒體的利弊作出必要的反思。
二、應(yīng)多關(guān)注基于信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以使用信息網(wǎng)絡(luò)為主要傳播工具的網(wǎng)絡(luò)教育，成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)，這有其必然的原因。
（一）網(wǎng)上信息資源具有豐富性和再生性
因?yàn)槿魏螄摇⑷魏涡袠I(yè)、任何階層的任何人都可以在網(wǎng)上信息，都可以在彼此免費(fèi)的情況下獲得別人的信息，相應(yīng)的，他們也要無償?shù)貫樗颂峁┵Y源，所以網(wǎng)上各種信息應(yīng)有盡有。其信息容旦之龐大、呈現(xiàn)形式之多樣、涵蓋范圍之廣是人們難以用數(shù)字表達(dá)的。而且，網(wǎng)上信息的增減與內(nèi)容的刷新依據(jù)主題的變更和事件的發(fā)展而不斷變化，從而再生新的信息。
（二）網(wǎng)上信息的交流具有自由性和開放性
任何人都可能根據(jù)自己的意愿，去說或做幾乎任何希望的事情，與世界各地任何上網(wǎng)的人聯(lián)絡(luò)，自由訪問各種信息資源。網(wǎng)上不同主題的電子公告牌、新聞組和電子論壇向任何感興趣的人開放，無論任何觀點(diǎn)、任何思想、任何文化都可以在這里找到自己的位置。這正體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建者和用戶普遍認(rèn)同的道德規(guī)范和信條：進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是無限制的，所有網(wǎng)上信息應(yīng)該是開放的、自由的，網(wǎng)絡(luò)不受任何權(quán)力機(jī)構(gòu)的限制。
（三）網(wǎng)上人們的交流具有平等性和民主性
眾所周知，傳統(tǒng)的人與人的交流最大障礙在于人的差異性，往往難以克服現(xiàn)實(shí)的社會(huì)地位的懸殊、生活質(zhì)量的差異和文化層次的高低這樣一些障礙。而在網(wǎng)絡(luò)空間，人們完全可以不考慮自己的社會(huì)地位、家庭背景、經(jīng)濟(jì)收入、、種族膚色等現(xiàn)實(shí)社會(huì)無法回避的矛盾，進(jìn)行一些相對(duì)單純的、非功利性質(zhì)的精神交流，也可以就共同感興趣的問題發(fā)表自己的見解和看法，交流雙方不會(huì)產(chǎn)生心理上的負(fù)擔(dān)。因?yàn)槿藗兊慕涣鞒チ烁鞣N社會(huì)暗示和物質(zhì)表象，只有無差別的比特流以共同的特征表達(dá)著人們內(nèi)心深藏的氣質(zhì)，這使相距遙遠(yuǎn)的人們，丟掉傳統(tǒng)的偏見，更加心平氣和、心安理得地與他人交流。
三、有必要關(guān)注并積極思考智能化現(xiàn)象
智能化是教育技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，也是其發(fā)展到一定程度的必然要求。對(duì)人工智能的研究已經(jīng)引起人們的高度重視。在NOTO有關(guān)AET研究項(xiàng)目所著重研究的八個(gè)問題中，有四項(xiàng)都與人工智能有關(guān)，即：任務(wù)分析與專家系統(tǒng)、個(gè)別指導(dǎo)策略與學(xué)習(xí)者控制、學(xué)生模型建構(gòu)與錯(cuò)誤診斷、微世界與問題求解等。
之所以產(chǎn)生人工智能熱，是因?yàn)槠洹皵M人”的特點(diǎn)與功能所致，即智能機(jī)器能夠執(zhí)行與人類智能有關(guān)的功能，如判斷、推理、證明、識(shí)別、感知、理解、設(shè)計(jì)、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)與問題求解等思維活動(dòng)。并且在語言處理、自動(dòng)走理證明、智能數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、問題求解、人工智能方法和程序語言以及自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等方面獲得相當(dāng)程度的發(fā)展。特別提出的是專家系統(tǒng)，它是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決需要專家解決的復(fù)雜問題。這樣，學(xué)生就可以直接與專家系統(tǒng)進(jìn)行“咨詢對(duì)話”，向其提出問題并得到學(xué)生希望的解答。于是有人重新提出“教師將被取代、學(xué)生可以自己學(xué)習(xí)、學(xué)校將要消亡”的論調(diào)。分析一下這種論調(diào)，一方面顯露出教師在某些職能作用發(fā)揮上存在的缺陷與不足：但另一方面這是一種“技術(shù)至上”的偏向表現(xiàn)。
四、在都學(xué)實(shí)踐中，我們應(yīng)該樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)觀
通過以上分析，我們認(rèn)為以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的呈現(xiàn)多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的教育技術(shù)有利于提高教育教學(xué)效率；豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容、開闊知識(shí)領(lǐng)域；節(jié)約師資力量、交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)；加速普及教育、發(fā)展成人教育；進(jìn)一步促進(jìn)教育改革等，但它也確實(shí)已經(jīng)和將要給教育帶來諸多不利影響。但是，我們不能因此而“因噎廢食”。實(shí)現(xiàn)由我們的特殊國情和時(shí)代背景所決定的現(xiàn)代教育技術(shù)的跳躍式發(fā)展，積極推進(jìn)教育技術(shù)的進(jìn)步和教育技術(shù)的普及應(yīng)當(dāng)是我們的當(dāng)務(wù)之急。關(guān)鍵的問題是，我們應(yīng)該樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)觀。
（一）樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)的結(jié)構(gòu)觀。我們知道，技術(shù)由外向內(nèi)是由工具手段、方法技能和智慧經(jīng)驗(yàn)三大要素所構(gòu)成的。教育技術(shù)從結(jié)構(gòu)層次上來看就應(yīng)該由教育工具手段、教育方法技能和教育智慧經(jīng)驗(yàn)三大要素由外向內(nèi)有機(jī)整合而成。其中，教育智慧經(jīng)驗(yàn)和教育方法技能處于內(nèi)隱層，教育工具手段處于外顯層。前者是一種無形的、非物質(zhì)性的而又客觀存在的技術(shù)，是在人們的社會(huì)實(shí)踐中起到實(shí)實(shí)在在作用的技術(shù)。而且，從某種意義上說，這種技術(shù)的作用并不亞于外顯的物質(zhì)性的技術(shù)，更不能被后者所取代。
我們認(rèn)為，教育技術(shù)離不開外顯的工具手段，但歸根結(jié)底更離不開人掌握的智慧經(jīng)驗(yàn)和方法技能，正如知識(shí)經(jīng)濟(jì)的外在表現(xiàn)是高新技術(shù)，而內(nèi)在核心卻是高素質(zhì)的人才一樣，教育技術(shù)的核心歸根結(jié)底是掌握教育技術(shù)核心層的人，人對(duì)教育技術(shù)起最終的導(dǎo)向作用，決定著教育技術(shù)的發(fā)展方向。因此，第教育技術(shù)結(jié)構(gòu)的把握應(yīng)把對(duì)人的理解放在首位，而現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的對(duì)教育技術(shù)結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤理解是導(dǎo)致人們“重”某些方面”、“輕”某些方面的主要原因。
（二）樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)的價(jià)值觀。回顧教育技術(shù)發(fā)展史，我們不難發(fā)現(xiàn)，教育技術(shù)價(jià)值觀經(jīng)歷了從人文主義的教育技術(shù)價(jià)值觀到科學(xué)主義的教育技術(shù)價(jià)值觀的轉(zhuǎn)變。從哲學(xué)意義上講，人文主義的教育技術(shù)價(jià)值觀以價(jià)值理性為依據(jù)，重視教育技術(shù)的人文價(jià)值；科學(xué)主義的教育技術(shù)價(jià)值觀以工具理性為依據(jù)，重視教育技術(shù)的科學(xué)價(jià)值。在某種程度上，我們不難發(fā)現(xiàn)，純粹價(jià)值理性的思變和無為以及工具理性的失衡和異化。
目前，人們對(duì)教育技術(shù)只看到其物化層面的強(qiáng)大優(yōu)勢，如多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、交互化和虛擬現(xiàn)實(shí)等，忽略了教育技術(shù)的人文價(jià)值，結(jié)果導(dǎo)致了教育不再注重引導(dǎo)學(xué)生思考人生的目的、意義和價(jià)值，忽視了學(xué)生第完美和健全人性的追求，從而造成學(xué)生品德、人格、情感教育的荒疏和缺乏。如上所述的教育技術(shù)帶來的負(fù)面效應(yīng)就是很好的印證。我們認(rèn)為，教育技術(shù)的價(jià)值觀應(yīng)該實(shí)現(xiàn)科學(xué)主義的教育技術(shù)價(jià)值觀和人文主義的教育技術(shù)價(jià)值觀的有機(jī)整合。
（三）樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)的發(fā)展觀。從對(duì)教育技術(shù)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)，我們看到人最終決定著教育技術(shù)的發(fā)展方向，而人又是處于不斷發(fā)展和完善的過程中，正如馬克思所說：“人不是在某種規(guī)走性上再生產(chǎn)自己，而是生產(chǎn)出他的全面性，不是停留在某種已經(jīng)變成的東西上，而是處在變易的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)之中。”因此，由人決定的教育技術(shù)的發(fā)展也必須是教育技術(shù)的內(nèi)隱層和外顯層的協(xié)調(diào)、全面發(fā)展。
1智能機(jī)器人教學(xué)的優(yōu)勢
1.1對(duì)我國科技的發(fā)展，教育事業(yè)科技創(chuàng)新具有非常重要的意義
智能機(jī)器人最大的特點(diǎn)在于它是一門綜合多個(gè)學(xué)科的應(yīng)用型技術(shù)，所涉及的學(xué)科都與計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、人工智能技術(shù)以及設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)等實(shí)踐類專業(yè)有關(guān)，對(duì)我國科技的發(fā)展，教育事業(yè)科技創(chuàng)新具有非常重要的意義。高職院校開展智能機(jī)器人教學(xué)，通過讓學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)際操作，掌握智能機(jī)器人系統(tǒng)的定義以及智能機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)的控制技術(shù)等，有利于學(xué)生在后期的實(shí)踐過程中，能夠在控制設(shè)計(jì)和軟件編制上對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行開發(fā)。通過高職院校對(duì)智能機(jī)器人的有效教學(xué)，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化機(jī)器人的認(rèn)識(shí)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
1.2通過開展智能機(jī)器人教學(xué)，能培養(yǎng)大批的高端技術(shù)型人才
我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新都離不開人才，以人為本是我國的基本方針，所以各大院校應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，為國家為社會(huì)培養(yǎng)技能型應(yīng)用型的高端人才。所以智能機(jī)器人技術(shù)要與高職院校的教學(xué)活動(dòng)相互融合，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。我國的教育部門也應(yīng)給予支持和鼓勵(lì)，加大對(duì)智能機(jī)器人技術(shù)在各個(gè)高職院校的開展和普及，提高學(xué)生的就業(yè)率，此外，還應(yīng)組織各大院校開展智能機(jī)器人科技競賽，讓學(xué)生們學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，為企業(yè)培養(yǎng)真正的專業(yè)技能人才，并更好的服務(wù)于社會(huì)。
2高職院校智能機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐
在高職院校智能機(jī)器人教學(xué)中，教師應(yīng)重點(diǎn)開展編程教學(xué)，夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)，并優(yōu)化教學(xué)過程，注重實(shí)踐教學(xué)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)水平，從而提高學(xué)生的社會(huì)競爭力，促進(jìn)學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展。
2.1注重編程教學(xué)，夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)
隨著我國社會(huì)的發(fā)展，我國的教育事業(yè)也跟隨時(shí)代的步伐，不斷的進(jìn)行科技創(chuàng)新改革，對(duì)于信息化和科技化發(fā)展的今天，人們的生活從計(jì)算機(jī)的應(yīng)用過渡到智能化時(shí)代，所以，智能機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)的開展，不但為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了平臺(tái)，也為未來社會(huì)智能化提供可創(chuàng)造性發(fā)展空間。隨著智能化機(jī)器人教學(xué)深入到高職院校的課堂中，學(xué)生通過實(shí)踐的創(chuàng)新，方便智能機(jī)器人與地方傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，從而真正為社會(huì)發(fā)展做貢獻(xiàn)。智能機(jī)器人技術(shù)中最主要的部分就是程序，最復(fù)雜的就是編程，學(xué)生通過對(duì)智能機(jī)器人理論的學(xué)習(xí)，掌握智能機(jī)器人學(xué)習(xí)的定義、內(nèi)部程序、軟硬件設(shè)備以及編程環(huán)境，通過對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行簡單的組裝和拆卸，結(jié)合理論知識(shí)，讓學(xué)生進(jìn)一步夯實(shí)基礎(chǔ)。高職院校定期進(jìn)行智能機(jī)器人教學(xué)的考核，設(shè)立難易不同的案例，激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)意識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)意識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生善于總結(jié)知識(shí)的能力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)水平，無論在今后的學(xué)習(xí)中還是工作中，都將有利于學(xué)生們的身心健康發(fā)展。
2.2優(yōu)化教學(xué)過程，開展實(shí)踐教學(xué)
隨著我國教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，也促進(jìn)了高職院校的長遠(yuǎn)發(fā)展，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力，更好的發(fā)揮智能機(jī)器人技術(shù)的學(xué)科應(yīng)用，各高職院校可以通過以下3種方法帶動(dòng)學(xué)生走進(jìn)智能機(jī)器人的實(shí)際課堂之中。首先，將智能機(jī)器人教學(xué)與課堂教學(xué)進(jìn)程相融合，其次，大力宣傳并開展各類專業(yè)的選修課，尤其是工科類專業(yè)，通過講解智能機(jī)器人的軟硬件設(shè)施，以及智能的輸入輸出控制程序，讓學(xué)生更好的將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合。再次，就是設(shè)置專門的智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)室，讓學(xué)生們有充分的空間和時(shí)間動(dòng)手實(shí)踐，通過對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行簡單的拆卸和組裝，研究智能機(jī)器人的傳感器，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。教師可以通過實(shí)例，舉例講解智能機(jī)器人技術(shù)，并讓學(xué)生參與思考和實(shí)踐，鞏固學(xué)生的知識(shí)，也達(dá)到學(xué)校的教學(xué)目的。再次，學(xué)生的實(shí)踐操作比書本知識(shí)更能提高學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣，所以各高職院校可以針對(duì)典型的應(yīng)用型實(shí)例，進(jìn)行智能機(jī)器人技術(shù)的設(shè)計(jì)比賽，教育部門應(yīng)給予高度重視，并設(shè)立創(chuàng)新能力的獎(jiǎng)項(xiàng)，鼓勵(lì)學(xué)生們勇于投身設(shè)計(jì)制作中，從而提升學(xué)生專業(yè)的水平，為社會(huì)提供實(shí)用性技能人才，為祖國科技的創(chuàng)新培養(yǎng)一批頂尖的專業(yè)技能型人才。
3結(jié)語
在高職院校，開展智能機(jī)器人教學(xué)對(duì)學(xué)生的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。學(xué)生通過對(duì)智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)踐操作，能夠促進(jìn)高職院校的專業(yè)建設(shè)，也使學(xué)校的教學(xué)形式和內(nèi)容得到了豐富，所以，高職院校是學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的平臺(tái)，需要對(duì)智能機(jī)器人教學(xué)工作進(jìn)行不斷地創(chuàng)新，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。創(chuàng)新代表著前進(jìn)，學(xué)生的思想的創(chuàng)新，將會(huì)帶來實(shí)踐的創(chuàng)新，智能機(jī)器人教學(xué)模式的創(chuàng)新是教學(xué)改革的重點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的技能提高有重要的意義。總體來說，在高職院校智能機(jī)器人教學(xué)中，教師通過科學(xué)教學(xué)，能夠提高學(xué)生的專業(yè)水平，給國家和社會(huì)培養(yǎng)高端技術(shù)型人才，從而使學(xué)生在走出校園后能夠更好地服務(wù)于社會(huì)。
參考文獻(xiàn)
[1]郭溫，姜維.關(guān)于機(jī)器人在高職高專教學(xué)中的應(yīng)用[J].國土資源高等職業(yè)教育研究，2006（3）：50-51.
[2]孫小進(jìn).高職院校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建[J].科技信息：科學(xué)教研，2008（15）：261.
[3]彭紹東.論機(jī)61器人教育（下）[J].電化教育研究，2002（7）：16-19.
