人工智能和教学范文
时间:2023-08-23 16:11:39
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篇1
学校是美国20世纪50年代最早采用人工智能教学法从事英语教育的大学。经过半个多世纪的发展,已经形成了一套系统性的教学理论,在英语语言教学方面取得了巨大成就。
改革传统教学模式
田纳西州立大学是一所由政府资助的大学,地理位置优越,其所在地――纳什维尔,是医疗卫生、音乐、出版和交通运输的重要中心,也是美国乡村音乐的发源地,素有“Music City USA”之称,曾在2006年被提名为美国最佳居住地第一名。学校共提供45个学士学位和24个硕士、博士学位,主要集中在人文科学、行政管理、心理学、特殊教育和教学、生物科学以及计算机科学等七个领域。学校商学院在1994年获得高级大学商学院国际协会认证,并同时在本科生和研究生课程两方面得到了国际认可。
在早期发展阶段,由于师资力量严重不足,学校采取了以人工智能辅助的方式开展教学活动。如今,田纳西州立大学的人工智能教学法在美国可谓独树一帜。他们在教学过程中注重从学生的心理特征出发,营造了科学高效的学习环境,大大激发了学生的学习兴趣。
在田纳西州立大学,教师在教学过程中侧重于营造良好的学习环境,设法将文本、图形、色彩、声音、影像等信息融为一体,打造形式多样、内容丰富的教学内容,而不是机械地灌输书本知识。这对于激活学生的感知能力,吸引学生的注意力,以及调动他们的学习兴趣等具有十分显著的作用。在这样的环境下,学生获取的信息量远比传统教学环境下要多,学生学习的态度也更加积极主动,有效地培养了他们的自主学习能力,极大地提高了学校的教育教学质量。
与此同时,学校在教学过程中十分注重新技术的应用。当微软公司刚推出MS Power Point(PPT)时,学校便尝试将这种技术应用到教学中。从教学实践来看,基于PPT的教学课件,具有吸引学生注意力、刺激学生产生学习兴趣的特殊功能。教师们借助该课件强大而生动的演示功能和链接功能,将自己多年总结的教学内容制作成多层次和交互性较强的演示文稿,利用超级链接功能将词汇、语法、语音和图像等与教学内容有机结合,形成了线性和非线性课程教学体系,极大地丰富和强化了课堂教学。
随着PPT形式、颜色、动画效果等不同的变化,学生们对课件内容产生了越来越大的兴趣,对所学知识的掌握也更牢固。同时,老师还让学生将所学知识自己动手做成幻灯片,拿到班上演示给大家看。学生在准备课堂发言时,会上网查询相关文化背景知识,正确使用相关专业知识点,既复习了所学知识,也提高了学生的学习兴趣,增强了学生实际运用专业知识的能力。
近年来,学校还自主开发了人工智能化的语言教学软件,学生可以在校内的任何一个计算机终端上链接到服务器上的教学软件,从而实现真正意义上的自主学习,从根本上改变了传统教学环境。
创设“人工智能”课堂
田纳西州立大学的教学人员认为,语言学习的核心目的是为了形成语言能力,而语言能力的形成是建立在真实语言材料基础之上的,整个教学活动必须有一个自然、真实的语言环境。而在传统英语教学中,教师所采用的单词、句型往往都是教科书上或是词典上的,与现实生活存在一定的差异,不利于教育教学水平的提高。
为此,他们在英语教学活动中大胆引入人工智能技术,与时俱进地吸收当前流行的英语词汇,并且及时更新一些旧词汇的新用法。通过人工智能教学系统,教师可以通过多媒体课件,向学生全方位地展示英语文化、英语语言思维以及英语语言习惯,帮助学生理解和掌握英语,从而有效地克服传统英语教学存在的缺陷。该系统不仅有助于学生在有限的课堂时间内获得更多的信息,而且拓展了教学空间,让教学活动从课堂延伸到课外,使学生们可以自由地调取多媒体课件,实现自主学习英语,从而达到事半功倍的教学效果。
与此同时,阅读及写作能力培养也是田纳西州立大学的一大特色。传统的阅读及写作课主要采用的手段是教师讲解,教学内容也大多源自教材,形式单一,内容陈旧,很容易让学生产生疲劳感。针对这种情况,学校通过采用人工智能教学系统,使教育教学效率明显提升。教师在教学中通过引导学生掌握不同体裁的语篇所具有的不同交际目的及篇章结构,帮助学生提升阅读、写作能力。教学中,教师将教学内容所属体裁类型的特点用多媒体一一展示,使学生有效地掌握不同题材的语篇结构,使他们在阅读理解相关体裁的内容时,能准确理解内涵,并能够模仿其特点写出相同体裁的文章。
借助人工智能系统,田纳西州立大学为学生们提供了全方位、自主式的学习环境,同时,他们的学习进度会被计算机完整地记录。计算机会根据他们各自的学习情况,提供适合的学习内容,使他们在没有教师指导的情况下,也能够顺利地完成学习任务。
定制“个性化”学习模式
多年来,田纳西州立大学的教育教学活动一直倡导“自主化、个性化”,力求打造以学生个体为中心的学习模式。在传统教学中,由于课时短、教学内容多,教师往往无暇顾及每个学生的需求和差异,只能够设定一个统一的标准开展教学活动,对于学生的个性发展是非常不利的。
针对这种情况,学校进行了多元化教学模式改革,为每个学生定制“个性化”学习模式,使他们拥有更多自主选择的空间,从而能够同时满足不同层次学生的需求。同时,学校还从根本上打破了传统教学活动受到时间和空间限制的局面,使学生在课堂上没有解决的问题,可以通过智能教学系统加以解决,也可以通过网络向教师求助。这样,他们就有了更为宽广的思维空间。这对于专业能力的形成而言,无疑具有十分重要的影响。
不仅如此,在这种学习模式下,教师的身份也发生了变化――在教学活动中不再是主导者,而是一个参与者、咨询者、监督者,学生则成了教学活动的主体。
篇2
论文关键词:人才培养 课题组制度 实践学习 创新工程
论文摘要:针对智能专业中工程创新人才培养存在的工程实践、专业设置等问题,在分析智能科学与技术专业现状的基础上,本文提出差异性培养目标、课题组制度和以点带面制度等观点,结合河北工业大学智能系三个年级的具体实施情况,在课外实践方面取得令人满意的效果和成绩。
诺贝尔奖金获得者西蒙把自然科学定义为探索自然界的奥秘,阐明自然现象,发现自然现象之间的规律及定律。具体到智能科学,就是研究人的智慧,建立人机结合系统理论,并用其模拟人的智慧。但是,值得注意的是,技术科学从本质上是有别于自然科学的,技术科学是利用自然科学的一般规律与理论,研究人造物的构成方法及原理的科学[1]。如智能技术是在智能科学的框架内创建人机结合智能系统所需要的方法、工具和技术。然而,除了智能科学和智能技术,智能科学技术的研究任务还涵盖一个重要的组成部分——智能工程,即利用智能科学的理念和思想,充分运用智能技术工具创建各种应用系统[2]。由于智能科学、智能技术和智能工程三个领域所强调的研究任务不同,因此智能科学与技术专业人才培养目标可以分为科学技术型(或称为研究型)和工程技术型(或称为应用型)。前者是研究型培养模式,以培养具有学术研究或应用研究能力的人才为主,尤其要体现人才培养的综合性、复合性和创新性;后者是工程型培养模式,以培养在工程领域中具有应用复合能力的人才为主,尤其要体现人才培养的综合性、复合性和应用性[3]。更值得注意的是,进入21世纪之后,随着科学技术的迅猛发展,工程问题的综合性与复杂性也不断增强。在这种情况下,智能科学与技术专业如何解决复杂系统提出的一系列工程问题,培养出具有时代特色的优秀工程人才,是新时代赋予新专业的一种使命。
1智能科学与技术专业现状问题分析
由于智能科学与技术专业成立仅有短短7年时间,还处于不断发展之中,所以不可避免地存在一些问题。一般来说,智能科学与技术专业学生的培养存在两种模式:科学型人才和工程型人才。因此,如何根据各个学校的传统优势和培养目标来选择学生的培养模式,非常重要。然而,受传统教育模式的影响,即使在智能科学与技术专业中,对人才的培养仍然偏重科学型,这就导致了目前该专业学生工程能力存在这样或那样的问题[4]。
1.1缺乏实际的工程训练和实践
智能科学与技术专业虽然重视基础科学与技术课程学习和学生分析能力的培养,但是对工程实践训练和对学生相关综合素质的培养相对较弱,重理论知识灌输和轻实践能力培养的老问题仍然存在,教学、科研与实际生产的结合不紧密,因此学生的综合能力无法应对如今复杂系统的工程问题,难以满足用人单位的需求[5]。
1.2专业设置缺乏特色
随着对智能科学与技术专业的深入理解,人们逐渐认识到这个专业的重要性和光明前景。近几年,设置这个专业的高校正在迅速增加。然而,深入分析这一新专业的高校分布和地域分布,设置该专业的高校有“985”高校、教育部“211”工程重点建设高校、地方重点建设高校;而地域分布更为广泛,在北京、天津、湖南、杭州等多个区域[6]。智能专业的这种不同水平的高校分布和地域分布决定了每个学校的专业设置应该具有自己的特色,应该适应我国产业、经济结构多样性和地区发展不平衡性的需要。因此,院校不问自身条件如何,不看当地经济发展和产业结构如何,使得智能专业的办学模式和专业设置大规模趋同的现象应该得到充分的重视。
1.3缺乏对学生创新意识的培养
虽然近几年本科教育模式正在大力革新,如2010年国家层面开始实施的“卓越工程师”教育计划,但是本科教育的填鸭式教学模式仍然广泛存在,使学生被动地学习,以应付考试。这种模式的后果只会导致学生死记硬背,创新意识薄弱,造成了学校培养和实际需要的严重脱节。
2优秀工程创新人才培养的途径探索
根据目前智能专业中工程实践和课程设置存在的问题,我们提出了下面的解决方法。首先,根据学校的现实情况设置工程实践的培养目标;其次,根据课程设置的不足提出课题组制度和以点带面制度,作为课程设置的有效补充;最后,结合智能专业较新的专业知识实施创新型选题。通过有效实施这三个方法,培养优秀的工程创新人才。
2.1差异性培养目标
培养目标是实现优秀工程创新人才的关键。差异性培养目标是培养学生成才的本质属性,孔子早就说过“因材施教”的理念。所以,对智能科学与技术这个新专业来说,由于它仍处于快速发展和完善之中,尤其是不同类型高校又有实际情况,因此应该制定具有差异性和多样化的培养目标。比如说,研究型大学要致力于培养工程研究型、工程创新型的高端人才,以培养学术研究型的科学家、研发人员和设计工程师为主;而教学型大学工程人才的培养目标定位要突出应用型,以服务地方经济建设为主,培养从事工程施工和管理的工程人才。
差异性培养目标不但体现在不同地域和不同类型的高校之间,即使在同一所高校,也应根据学生的兴趣和实际情况确定不同的培养目标。具体来说,即使是一个班级的学生,他们的兴趣和目标也不尽相同,如有的学生立志学好英语,有的学生准备全力以赴考研不顾其他,有的学生准备把自己的兴趣当做追求目标。因此,充分考虑和尊重学生目标的差异性,是培养创新人才的一个前提。
2.2改革培养方式与途径
目标确定以后,接下来就涉及到优秀工程创新人才培养如何实施的问题,其核心是让学生得到充分的工程训练,调动学生的积极性、主动性。实际操作过程中,教师可以把学生真正放到竞赛的赛场上,如参加教育部“质量工程”建设的物联网创新创业大赛、“挑战杯”设计大赛、“盛群杯”单片机创新设计竞赛、“飞思卡尔”智能车竞赛等。这些竞赛都是以创新为主要诉求,课题的名称自拟。因此,通过这些比赛,学生们可以从选题、制作、参赛、完善作品等多个环节体会工程创新的全过程,大大提高工程实践能力,为成为工程创新人才打下坚实的基础。如何根据智能专业的特点,并结合各种创新竞赛,来实施这样的工程训练呢?通过下面两种制度可以有效实现。 转贴于
第一,实施课题组制度。即把智能系的学生分成多个课题组。如我校的第一届学生分成了7个课题组,每组4~5人,在课题组的基础上实行导师制,每位导师可带1~2组。课题组的培养目标是培养学生独立提出问题的能力、独立解决工程实际问题的能力、科学研究能力和科技开发及组织管理能力。但是,有一个前提,课题组制度要保证让学生广泛参与,这样才能最大可能和最大范围地培养优秀工程创新人才。因此,实施下面的以点带面制度,对保证学生的参与广度和培养质量非常必要。
第二,实施以点带面制度。随着智能专业的快速发展,学生越来越多,课题组越来越多,但教师的精力毕竟是有限的,难以指导太多课题组的学生。我们采用以点带面制度来解决这个问题。从横向方面看,我们采用组长负责制和核心组员制,每个课题组的组长和核心组员由能力相对较强的学生担任,作为导师和课题组组员之间的联系纽带,导师仅仅将相关的课题任务传达给他们即可。这样既能够大大降低指导教师的工作量,也能够充分调动学生的积极主动性和自主性,锻炼他们独立解决问题的能力和团结协作、组织管理的能力。从纵向方面看,在课题组还涉及到不同年级的情况下,以点带面制度就是核心组员指导低年级学生。这样就实现了同一年级之间、不同年级之间的良性循环,保证无论那个年级的课题组,总有一个核心组员在指导,而指导教师一般仅仅亲自指导核心组员,最终实现使用指导教师的有限时间,而使学生的收益最大化。以点带面制度保证了教学指导质量和学生深入、广泛、全过程参与工程训练活动,从而锻炼他们的工程创新能力。
2.3重视对学生创新实践能力的培养
创新是教育部实施的“质量工程”的核心。对智能专业的学生来说,创新的核心是创新意识和选题。该专业学生一般会接触到最新的智能传感技术、智能控制技术、智能执行技术、智能信息处理技术。这些新的技术自然带来一批新的元器件和新的信息处理方式。因此,使用这些新的元器件和新的信息处理方式,结合我们的生活需求,就比较容易实现具有创新性的选题。选题确定后,就可以采用课题组的方式和以点带面的模式,通过“实践学习”方式,将专业理论的学习与科研实践紧密结合,在项目实践中增强学生的自主学习能力、创新思维能力和实践动手能力,促进学生的综合素质发展,最终培养一批兼具创新力和领导力的精英之才。
通过以上三个方面的实施,智能系的几个课题组在“挑战杯”、“盛群杯”单片机创新设计竞赛等创新类比赛中制作出很有创意的作品,应用了智能专业的许多知识,取得了优异成绩。这极大锻炼了学生的工程创新能力,初步达到了工程创新人才培养的目标。
3结语
在国内各个专业普遍重视工程创新人才培养的大环境下,笔者为培养优秀的工程创新人才提供了一种思路和方案。笔者提出差异性培养目标、课题组制度和以点带面制度,并把这些方法应用到智能系学生的工程能力培养上,确立了学生的自我管理方式。学生做出了优秀的创新作品,通过在创新竞赛中的全过程“实践学习”,增强了实践动手、团结协作和组织协调等工程能力,最终成为能够提出创新问题并有效解决问题的具有工程创新能力的人才。该方法具有较强的实践价值和良好的效果,初步达到了将智能系专业学生培养成为工程创新人才的培养目标。
参考文献
[1] 蒋新松. 智能科学与智能技术[J]. 信息与控制,1994,23(1):38-39.
[2] 杨鹏,张建勋,刘冀伟,等. 智能科学与技术专业课程体系和教材建设的思考[J]. 计算机教育,2010(19):11-14.
[3] 魏秋月. 关于智能科学与技术专业人才培养和学科建设的思考[J]. 教育理论与实践,2009,29(9):18-19.
[4] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.
篇3
关键词:人工智能;教学改革;教学方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一门研究和模拟人类智能的跨领域学科,是模拟、延伸和扩展人的智能的一门新技术。由于信息环境巨变与社会新需求的爆发,人工智能技术的日趋成熟。随着AI3.0时代的到来,大数据、云计算等新技术的应用也愈发广泛,对于管理类人才来说,加强对人工智能知识的深入学习,不断将人工智能技术与管理知识结合起来,对其未来职业生涯的发展有着重要作用。人工智能是一门前沿学科,管理学院开设人工智能课程的目的是为了更好地培养学生的技术创新思维与能力,基于其覆盖面广、包容性强、应用需求空间巨大的学科特点,通过概率统计、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等基础课程的学习,加强学生解决实际问题的能力,为就业打下基础。本文基于社会对于人工智能领域的人才需求,结合诸多长期从事经管类专业课程教学的老师意见,针对管理类人才的人工智能课程教学内容与方法进行探讨,以期对中国高校人工智能课程教学改革研究提供帮助与借鉴。
1、教学现状与问题
作为一门综合性、实践性和应用性很强的理论技术学科,人工智能课程内容及内涵及其丰富,外延极其广泛。学习这门课程,需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力。针对管理类人才,该课程在课程教学过程中存在几个较为突出的问题。(1)课堂教学氛围枯燥目前,中国大多数大学仍采用传统的课堂教学模式,在教学过程中照本宣科,忽略与学生的互动,并且缺乏能够有效引起学生学习兴趣与加深知识理解的教学环节设置,如此一来大大降低了学生自主思考的能力。在进行人工智能相关课程知识讲解时,随着章节的知识难度不断增加,单向介绍式的枯燥教学方式无法反映人工智能学科的全貌,课堂讲解难以同时给以学生感性和理性的认知,部分学生因乏味的课堂氛围渐渐无法跟上教学进度,导致学习动力不足。(2)基础课程掌握不牢管理类专业的学生大部分都会走向更加具体化的管理岗位,具有多学科的素养,但这也导致很多学生所学知识杂而不精。学生在基础不夯实的情况下去学习更高层面的知识,给学生学习与老师教学都造成了很大困扰。人工智能课程知识点较多,涵盖模式识别、机器学习、数据挖掘等众多内容,概念抽象,不易学习。一些管理类专业的学生未能熟练掌握高等数学、运筹学、数据结构、数据库技术等先修课程,缺乏一定的关联思考和研究意识,导致课程学习难度增加,产生学时不足和教学内容难点过多的问题。(3)教学与实际应用脱节当下,人工智能广泛应用于机器视觉、智能制造等各个领域,给学生提供了大量的现实案例,使得人工智能不再是高深莫测的理论,而是现实中可以触及的内容。例如,在机械学科领域,人工智能技术是电气工程、机械设计制造、车辆工程等方向的重要技术来源;在医疗领域,是医疗器械的创新生产源动力;在能动领域,是高端能源装备与新能源发展的重要驱动;在光电信息与计算机工程领域,技术的发展时刻推动着智能科学与技术核心价值的提升。然而,对于管理类专业的学生来说,现阶段的人工智能教材涵盖许多智能算法及相关理论,在教学过程中常常涉及到很多从未接触过的抽象理论和复杂算法,书本中的应用实例大多纸上谈兵,缺乏专门适用于管理类专业知识与人工智能技术相结合的教学实践,加上一些教师授课方法单一,不利于引导学生将人工智能算法应用于现实生活。另外,大学生对知识的理解能力差异很大,教师采用统一的方式教给他们,这使一些学生无法跟上和理解,教师也无法控制学生的学习状况,导致学生缺乏动力。因此,如何结合学生的现实情况,提高他们的动手能力和实践经验也是人工智能课程教学要考虑的问题。
2、管理类人才的人工智能课程教学改进策略
课程教学改革是一项提高大学教学效果和人才培养质量的重要手段。如何在时代背景下应用新技术和新思想进行实施课程教学改革是高校亟待解决的问题。对于高校的教学工作而言,教学目标、教学内容和教学方式的变化不再是课程资源的简单数字化和信息化,而是充分利用时代信息资源优势的新型教学模式。针对管理类专业人工智能课程教学过程中存在的问题,可以从教学方法改进和教学内容设置两个方面进行课程教学改进。
2.1教学方法改进
教师对学生具有引领作用,其教学方法的改进能够带动学生改进自身学习方法。(1)启发式案例教学案例教学法就是教师根据教学目标、教学内容以及教学要求,通过安排一些具体的教学案例,引导学生积极参与案例思考、分析、讨论和表达等多项活动,是一种培养学生认知问题、分析和解决问题等综合能力的行之有效的教学方法。启发式案例教学以自主、合作、探究为主要特征,调动学生的学习积极性,并紧密结合人工智能领域的相关理论与方法,有效理解知识要点及其关联性,适用于管理类专业学生的教学。具体而言,高校基于其问题启发性、教学互动性以及实践有用性等特点,可以建立基于人工智能知识体系的教学案例库,虽然这项建设将极具挑战性与耗时性,但具有很强的积极效果:培养学生较强的批判性思维能力,更多地保留课程材料,更积极地参与课堂活动,对提高教学质量、培养具有人工智能背景的管理类人才具有重要意义。例如,通过单一案例教学,让学生掌握相关基础知识原理及应用;通过一题多解的案例使学生思考如何获取最有效的解题方法;通过综合案例的设计,启发学生全方位地探索问题的解决方案。(2)研讨互动式教学研讨互动式的各个教学环节是逐渐递进、有机结合的。研讨是基于学生个体的差异性,在课堂讨论的过程中对学生做出评判,从而对不同类型的学生开展针对性的教学。互动则是在研讨的基础上,通过老师与学生、学生与学生的互动,让学生主动参与到课堂教学的过程中来。在人工智能课程教学过程中,教师通过课堂讨论了解学生对于知识点的掌握情况,可以有针对性地设计教学内容,例如,对于学校积极性不强的学生,将人工智能理论内容与学生个人兴趣范畴、社会产业发展及研究现状联系起来,能够极大程度地提高学生学习的自主能力;对于基础知识较为薄弱的学生,可以在教师的指导下查阅相关文献资料,根据自己的理解撰写心得报告,并在课堂或课外进行师生互动。像这样研讨与互动相结合的模式。有助于增强学生的探索和求知欲望,建立起浓厚的学习氛围。(3)有效激励式教学人工智能是引领未来的战略性技术,人才需求量极大,对教师的教学水平也提出了更高要求,因此,进行有效激励极为重要。在学生激励方面,可以举办各类人工智能竞赛项目,设置相应项目奖学金,吸引学生参与实践,调动学生做研究、发论文的积极性。例如,教育部主办的中国研究生人工智能创新大赛,围绕新一代人工智能创新主题,激发学生的创新意识,提高学生的创新实践能力,为人工智能领域健康发展提供人才支撑。高校也可以借鉴这种模式,在各学院乃至全校开展此类竞赛项目,激发学生的创新能力与团队合作能力,鼓舞更多学生加入到人工智能课程的学习中来,激发其学习兴趣。在教师激励方面,在教师聘任和提升过程中把参加学生课程制定、课堂与课外作业、课程项目和论文指导等看作教学任务的一部分,鼓励教师积极参与这些活动。(4)学科渗透式教学人工智能学科知识融合程度较高,学科交叉性强。基于人工智能的学科交叉性特点,增强管理类人才对学科应用的领悟,可以采取开展学科渗透式教学的方法。从2015年起,国务院和教育部先后印发了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见教育》、《高等学校人工智能创新行动计划》等文件,“互联网+”、“智能+”已经渗透到各个领域,人类进入数字经济时代,社会需求“技术+管理”的高端复合人才。例如,基于工业4.0和强国战略,人工智能技术在智能制造的应用极为广泛。上海理工大学非常重视少数民族预科班的教育质量。为增强少数民族管理类人才对该领域应用的认识,我们请机械工程、能源动力领域的相关专家以授课或讲座的形式,进行相关领域知识和发展趋势的讲解,使学生理解更为透彻。此外,在教学实践过程中,还可以用举办人工智能知识交流会、线上人工智能论坛等形式,促进不同专业间老师、学生对于人工智能知识模块的见解,相互交流、渗透和学习,从而推动人工智能课程教学的改进。
2.2教学内容设置
世界一流大学在人工智能课程内容设置根据不同国家的教育体系设置,肯定会有不同,但颇有共通之处。本文借鉴世界顶尖大学经验,针对管理类专业人工智能课程教学内容进行研究,结合中国教育体系设置,认为应从以下几方面进行改进。(1)核心内容设置为避免学生因为知识点过多而出现杂而不精的问题,势必要精化教学内容。在互联网时代,我们可以使用云计算和其他方式来实现数据信息的传输、存储和处理,通过在线收集和整合网络课程相关数据,挖掘和丰富教学资源,并在整合课程资源的基础上,进行研究方法和前沿知识的扩展。在核心内容设置方面,可以通过收集到的数据资料,选择人工智能领域具有代表性且难易程度适中的知识作为重点,使学生能够在有限的学时内掌握人工智能的知识脉络。例如,编写针对管理类人才的人工智能教材,内容涉及绪论、知识表示与推理、常用算法、机器学习、神经网络等方面的同时,重点增加相应知识点在管理上的应用案例,加强学生对知识点的理解。同时,根据管理类专业偏向领域,开设关联程度较大、应用较广泛的人工智能选修课程,以便学生根据自己的兴趣与需求选修具体方向的课程。(2)注重学生的数理及编程基础良好的数理及编程基础是学习人工智能的前提。只有具备了这些基础,才能搞清楚人工智能模型的数量关系、空间形式和优化过程等,才能将数学语言转化为程序语言,并应用于实验。管理学院人才的数理及编程基础相对薄弱,因此,在安排学生学习人工智能课程之前,建议开设面向全体管理类专业学生的微积分、线性代数、概率论等专业基础数学课程以及C语言、python等编程基础课程,使学生具备数学分析的基础与一定编程基础,为学习人工智能课程打下坚实的基础。另外,可以推进MOOC平台建设,在平台上开设人工智能网络课程,帮助学生掌握人工智能知识基础及专业技能。(3)实验建设为了加强学生对于人工智能知识点间的关联性理解,可以基于不同的应用模块,设计具有前后铺垫、上下关联的综合性实验,设计不同层次的项目要求,同时基于相同的实验课题,让学生分组对实验课题进行攻克,并设置多元化的实验评价体系,通过实验教学过程中反映出的不同进度,让教师能对学生的学习水平做出准确评判,及时进行教学反思,以便更好地开展下一步工作。例如,针对人工智能课程应用中很广的遗传算法,在某一管理规划的具体应用上设置理解-实现-参数分析-具体应用-尝试改进-深度拓展的不同层次的项目要求,在这些项目层次中规定必做项与可选项,让学生基于同一实验课题进行合作学习,然后通过个人自我评价、小组成员互相评价以及教师评价的方式进行打分,对小组整体能力以及个人能力进行综合评估,以期培养学生的自主思考能力。
篇4
自1956年人工智能概念在达特茅斯会议提出以来, 人工智能的发展超出了人们的想象:1997年, IBM超级电脑深蓝击败国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫;2016年, 由Google旗下的深度学习公司Deep Mind开发的人工智能围棋程序Alpha Go战胜了世界围棋冠军李世石, 这件事轰动了全世界[1]。随后有关人工智能的热点应用不断推出, 比如无人驾驶、智能医生、语音与人脸识别等, 让我们认识到人工智能的应用已与生活息息相关。在教育领域, 人工智能应用也取得了重大突破, 比如2017年高考期间, 机器人艾达挑战高考数学, 10分钟就答完, 获得134分, 激发了教育领域对人工智能的巨大热情, 同时也引发了人们对教育的忧虑与反思[2]。2017年7月国务院印发了《新一代人工智能发展规划》, 提出人工智能产业竞争力在2030年要达到国际领先水平。目前世界主要发达国家先后从国家层面人工智能政策规划, 将人工智能作为国家经济发展、社会变革和国际竞争的新动力[1]。
1 人工智能定义和发展阶段
人工智能的英文是Artificial Intelligence, 简称AI, 人工智能的内容不断丰富和发展, 至今还没有统一的定义。比较权威的说法认为[3]:人工智能是关于人造物的智能行为, 主要包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。人工智能的长期目标是发明出可以像人类一样或能更好地完成以上行为的机器, 短期目标是理解这种智能行为是否存在于机器、人类或其他动物中, 所以它包含了科学和工程双重目标。根据其功能强弱, 人工智能分为三类, 即弱人工智能、强人工智能还有超级人工智能。人工智能的发展大体上经历了三个阶段, 第一阶段是20世纪50~60年代, 提出人工智能的概念。主要以命题逻辑、谓词逻辑等知识表达和启发式搜索算法为代表;第二阶段是20世纪70~80年代, 提出了专家系统, 同时基于人工神经网络的算法研究发展迅猛, 伴随着半导体技术计算硬件能力的逐步提高, 人工智能逐渐开始突破;第三阶段是自20世纪末以来, 尤其是2006年开始进入了大数据和自主学习的认知智能时代。随着移动互联网的快速发展, 人工智能的应用场景也开始增多, 特别是深度学习算法在语音和视觉识别上实现了巨大的突破[4,5]。人工智能的技术体系主要分为四个方面, 即机器学习、自然语言处理、图像识别以及人机交互等。当今击败世界围棋冠军李世石的Alpha GO主要应用了机器学习中的深度学习算法。
2 人工智能应用状况与反思
2017年, 阿里的无人超市落地杭州, 进店、挑选商品、付款支付一气呵成, 消费者几乎在完全自主的状态下完成购物。与此类似, 昆山富士康公司裁员6万名工人, 全用机器人代替。京东、淘宝引入的智能机器人替代了原来的仓库管理、人工客服等岗位。因此有学者悲观地断言:在人工智能时代, 因为很多职业岗位或技能将被智能机器人所代替, 职业院校毕业生很有可能面临毕业就失业的窘境。笔者认为, 我们不应该重蹈历史上英国制定的限制汽车推广使用的《红旗法案》的悲剧。正是这个在今天看来毫无道理的, 但却持续了三十年的法案让德国和美国的汽车工业完全赶上来, 最终远超英国。人工智能应用必将淘汰或替代很多现有就业岗位, 但同时又会创造新的就业岗位, 这是一个伴随着产业智能升级的、长期的艰难过程, 对于职业教育来说, 这既是一个严峻的挑战, 也是一个难得的机遇。
3 人工智能时代职业教育的发展策略
为了更积极地适应人工智能时代, 除了国家层面的统筹规划、科学指导和政策、经费支持之外, 建议还要做好以下几个方面的发展规划。
3.1 解放思想, 更新理念与制度
中国工程院院士潘云鹤提出, 人工智能走向2.0阶段的真正原因是世界正从原来由人类社会与物理空间构成的二元空间, 向着由物理空间、人类社会与信息空间构成的新三元空间演变[6]。因此, 职业教育在教学和管理过程中应该加入人工智能等相关理念和技术, 同时其办学定位、人才培养方案、专业建设、课程内容、考核评价标准等方面都需要做出相应的改进。比如当前大多数职业院校非计算机类专业的课程安排中, 信息技术类课程课时偏少, 数据处理、编程类或人工智能课程几乎没有, 这样的安排不利于提升学生的信息素养, 必须做出相应的调整, 同时适当减少将来可被人工智能应用替代的技能课程的课时, 比如电算会计、环境监测等。
3.2 善用人工智能, 提升教学与管理
在人工智能背景下, 教师们现有的重复性工作和大量数据积淀的教学任务, 比如批改作业或阅卷或课堂考勤都可能被人工智能取代, 因此, 教师能腾出更多的时间, 更充分地关注学生的个性差异, 从而为学习者提供更精确的个性化学习服务, 教师也能够及时调整教学方法和手段, 优化教学评价方式, 补充教学资源, 减少备课重复性工作, 提升教学效率, 真正地做得因材施教, 同时学生们的学习方法和方式将不同程度地得到重构, 基于大数据的智能在线学习平台大量出现, 不同的学校、学科及专业课程不再封闭, 学习时时处处都可以进行, 碎片化与个性化学习将日益普遍。教师能完整地跟踪学生的整个学习过程, 比如学生上课是否睡觉、是否玩手机、是否在教室里与其他同学合作学习等, 都能够根据监测数据进行智能解析, 有利于更有效、更全面地对学生进行过程性评价。大部分课程考试将全部自动化, 考生资格审查利用人脸识别、监考与阅卷都由智能机器来完成。上述人工智能给教学带来的这些变化既需要网络硬件设施和相关软件系统来支撑, 更需要职业教育的教师们继续提升信息技能、深化和加强信息素养。
3.3 深化产教融合、优化实训筑牢就业
在人工智能时代, 职业院校应与相关行业统筹发展, 深化产教融合, 拓宽企业参与的途径, 深化引企入教改革, 支持引导企业深度参与职业院校的教育教学改革, 多种方式参与学校专业规划、教材开发、教学设计、课程设置、实习实训, 促进企业需求融入人才培养环节;鼓励以引企驻校、引校进企、校企一体等方式吸引优势企业与学校共建共享生产性实训基地;全面推行现代学徒制和企业新型学徒制, 推动学校就业与企业招工无缝衔接。比如职业教育将出现新师徒制, 行业领域的行家里手将通过互联网以VR或者AR技术言传身教的方式, 带领规模庞大的徒弟用碎片时间进行学习与实践。
3.4 完善终身学习的职业教育体系
随着人工智能应用的深入推广, 职业院校培养的技能型人才所掌握的技能如果不及时进行充电升级, 中低端的重复性强的工作将面临被智能机器人不同程度进行替代的危险。所以对于不少技能岗位, 守着一门技术吃一辈子老本的时代将一去不复返。因此, 职业教育要继续完善终身教育体系, 为职业教育学生的充电升级铺就一条纵深的通道。
3.5 人文教育为道, 智能教育为用
在人工智能的帮助下, 简单重复性的工作将被机器替代, 人们将从重复繁琐的事务中解脱出来, 转去从事更具有创造性、创新性或者更具有情感类的工作, 这些工作需要人与人之间的合作与沟通, 因此, 职业教育更需要注重学生思想道德水平、人文综合素质的培养, 这是做人之道, 在此基础之上激发学生们的学习主动性和创造力, 促进跨界思维的形成, 更好地掌握人工智能时代的相关职业岗位知识和相应的智能技能。著名理论物理学家霍金曾说:完全人工智能的研发可能意味着人类的末日。Tesla汽车和Space X公司创始人马斯克说:我们必须非常小心人工智能。如果必须预测我们面临的最大现实威胁, 恐怕就是人工智能了[7]。一群没有良好道德水平的, 但掌握了智能技术或设备的人们是危险的, 所以职业教育应该从学生入学起就开始, 不断提升学生的思想道德水平, 热爱社会、热爱生活、乐于助人、与人为善。只有这样, 人工智能应用才能更好地服务人们、造福社会。
4 结论
人工智能正在快速又深刻地改变我们的教学、生活和工作方式, 也对职业教育提出了严峻的挑战, 同时也是一个巨大的机遇。职业教育在面对人工智能时代的变革时, 须要从国家政策、理念与制度、教学管理、产教融合、终身学习等方面做好应对, 切实地把握人文教育之道对智能教育之用的统领原则, 培养能很好地掌控人工智能技术和应用的人才。
参考文献
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[2]苏令.人工智能来了, 教育当未雨绸缪[EB/OL].[2018-05-15].
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[5]贺倩.人工智能技术在移动互联网发展中的应用[J].电信网技术, 2017 (2) :1-4.
篇5
关键词:人工智能;图形编程;创新实践
近年来,人工智能已成为一个高频词,各种与人工智能相关的智能家居、自动驾驶、智能语音、图像识别等新技术,深刻影响着社会的方方面面,也逐步改变人们的工作及生活方式。许多国家已经开始积极尝试,大力推进小学人工智能教学。2017年,国务院正式颁布《新一代人工智能发展规划》,明确提出了“在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育”;如今,计算思维培养又成为热点。在这样的一个时代背景下,学校和教师有责任和义务组织、引导学生去接触、了解、学习、应用人工智能技术,以适应未来学习和工作环境的变化。人工智能涉及的学科内容较为广泛复杂,小学生相对年龄较小,储备的相关知识较少,学校应如何在小学阶段有效开展人工智能教学,推进人工智能教学真正落地?笔者结合自己的教学实践,从“巧”借活动、“巧”设场景、“巧”编程序、“巧”创项目等方面,积极探索小学人工智能教学的推进路径。
一、“巧”设场景体验人工智能
人工智能的知识结构具有较强的逻辑性和抽象性,与之前信息技术课上所教的内容相比,难度及复杂性更高。在日常人工智能教学中,教师应根据学生的心理特点以及不同教学要求,改变教学方式,把体验搬进课堂,让学生通过具体的体验活动逐步理解人工智能的相关知识,把重难点从对概念、原理、技术的学习转换到了解相关概念、技术实现的过程、体验人工智能技术的应用上。丰富有趣的教育实践活动可以让学生在愉悦的教学情境中,从不同的思维角度、用不同的思维方式来认识和理解与生活密切联系的一些人工智能概念,如机器学习、大数据、神经网络等,体验人工智能在实际生活中的应用。例如在《人脸识别》一课教学中,需要让学生了解人脸识别技术的应用、影响、实现过程和原理,其中人脸识别的原理和过程较为复杂,如果教学中只进行简单说教,无法有效达成教学目标。本课设计了一个“人脸大比对”体验活动,活动分两个部分,第一部分就是通过百度AI开放平台里的人脸检测与属性分析功能,体验人脸检测中具体检测哪些属性;第二部分就是通过人脸对比功能,完成教师提供的三组人像照片的对比分析。在第一部分的实例体验中,学生通过自己上传照片进行检测,主要是通过对人脸的面部、肤色、毛发、眼睛、嘴、鼻和轮廓等150个特征的精准定位来准确地识别和计算出一张人脸的特征和属性信息,包括年龄、性别、颜值、情绪、是否戴眼镜等。这样的体验让学生非常感兴趣,也能很好地理解特征提取的过程。第二部分的体验是人脸对比,教师提供给学生三组照片,第一组是一对相似度很高的双胞胎;第二组是同一个人戴口罩和不戴口罩的照片;第三组是同一个人的两种表情。学生先自己观察,记录三组照片的结果,再上传照片到百度AI体验人脸对比过程,并查看对比结果。经过体验,学生认识到在现有的技术下,人脸识别的准确度还是非常高的,对人脸识别的过程也留下了非常深刻的印象。
二、“巧”编程序理解人工智能
从当前人工智能技术应用的实际情况分析来看,主要应用领域为大数据及机器学习,这些功能的实现得益于算法的不断完善。可见,算法学习是实现人工智能的关键,而对算法的学习又是计算机编程教学中的一大难点。推进小学编程教学将有利于帮助学生理解人工智能的相关知识。小学生相对抽象思维偏弱,采用图形化的编程教学,更加有利于他们接受,有助于提高学习的积极性。通过编程教学引导学生学会分析问题、抽象与建模、设计算法、编写程序脚本,在验证过程中不断改进和完善,并最终实现问题的解决,能有效培养学生的计算思维,并过渡到对人工智能所需要的其他知识的学习上。例如在五年级的《创编游戏》教学中,情境任务是设计制作一个猫捉老鼠的小游戏,目标是让学生认识“碰到颜色”“如果……那么……”等指令,能够用它们的组合来编写判断角色是否碰到边缘和老鼠的脚本。人工智能的概念主要体现在“碰到颜色”和“如果……那么……”语句的应用上,“碰到颜色”是侦测识别,“如果……那么……”则是逻辑判断的处理。在教学中,首先通过问题引导学生思考完成游戏需要考虑哪几个要素,从问题和答案中帮助学生提炼出“舞台”“角色”“动作”三个要素,进而帮助学生厘清实现游戏功能的基本思路。在程序编写中,让学生具体体验侦测模块的编写与判断语句的应用。简单的编程实践,能让学生逐步了解人工智能的基本概念及其实现流程。
三、“巧”创项目实现人工智能
知识的学习必须与学生的生活实际结合起来,如果学生在掌握人工智能知识和技能后能将所学知识应用于实践,解决生活中的实际问题,那么这样的学习就是真实有效的。学生通过设计创作具体作品,可以大大增强分析和处理问题、解决实际问题的意识和能力,培养逻辑思维和动手实践能力,这也是人工智能教育的方向和目的。根据学生的实际生活经验,教师将人工智能的具体应用案例巧妙引入课程中,引导他们科学地确定项目内容;通过对项目的梳理分析,建立逻辑关系和模型;用编程语言描述逻辑关系;采用硬件设备实现人工智能的具体功能,这种基于真实任务的学习活动,能有效促进学生的理解。例如四年级实践小组的“智能垃圾桶”作品,便是以垃圾桶为课题进行探究,先让学生对现有垃圾桶的优劣势进行分析,思考怎样改造垃圾桶才能真正实现智能化。通过教师的引领和自身观察,学生很快认识到智能垃圾桶应该具有的功能:一是能检测什么时候有人投放垃圾;二是垃圾桶盖能自动开启和关闭。确定了目标之后,就是思考达成上述目标需要哪些条件。学生根据已有知识,确定可以用超声波检测是否需要打开垃圾桶盖子,打开和关闭动作可以通过舵机和连杆来实现。通过探究后,学生根据设计的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建,接下来就是通过编写程序和不断调试验证来实现预期的功能。作品完成后,学生可以根据实际情况进行功能的增加与修改,如增加桶内垃圾超过一定高度时能自动提醒的装置等,让智能垃圾桶更加智能。本次作品的创作过程,不仅锻炼了学生分析实际问题、解决实际问题的能力,又锻炼了他们的编程思维和计算思维,更重要的是体验了自己创作人工智能作品的乐趣和成就感。在人工智能应用日益普及的今天,人工智能课程进入小学课堂是大势所趋。在小学阶段开展人工智能课程教学,主要是为了让学生掌握人工智能知识,体验和运用人工智能技术,培养学生的信息技术核心素养、创新意识、实践应用能力,为学生适应未来社会打下扎实的基础。但人工智能教学具有其特殊性,如何有效推进人工智能教学,还面临着许多需要解决的问题。学校和教师应尽最大努力创设更好的人工智能教学环境,探索更有效的教学策略,促进学生对人工智能相关知识的学习。
参考文献
[1]丁华.人工智能教学中对学生计算思维的培养[J].华夏教师,2020(13):42-43.
[2]徐欣彦.引入体验活动创新小学人工智能教学模式[J].中小学信息技术教育,2019(9):62-64.
篇6
[关键词]人工智能;财务机器人;会计电算化;人才培养
0引言
正如会计电算化替代传统手工会计一样,随着信息化、智能化、互联网、大数据等科技元素在会计信息化中的应用,人工智能悄然到来。自2017年“会计证被取消”,到普华永道、安永、德勤等国际会计师事务所纷纷推出财务机器人,这些举动在财务圈引起了轩然大波,许多中职学校会计相关专业的学生,担心基础核算会计将被人工智能取代,对未来颇感担忧。根据世界经济论坛2016年的调研数据预测,到2020年,在全球15个主要的工业化国家中,机器人与人工智能的崛起,将导致510万个就业岗位的流失,未来20年最有可能被机器人抢走饭碗的岗位包括低端制造业的生产、会计等[1]。2017年7月,中国《新一代人工智能发展规划》,将人工智能上升为国家战略。所以笔者认为,基于人工智能背景下的中职会计电算化专业人才培养方式将面临变革,在教学中应站在未来发展的高度,适应信息化发展,及时掌握人工智能相关技术,实现由传统会计电算化专业人才培养向智能化管理会计转型。
1人工智能的概念[2]
人工智能即AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术以及应用系统的一门新的技术科学,它是指由人工制造出来的系统表现出来的智能。目前人工智能在计算机科学领域内,受到了广泛的发挥。在机器人、经济政治决策、控制系统、仿真系统中得到应用。人工智能是信息技术发展的必然,它已悄悄地改变着人类的各行各业。人工智能在会计行业中应用,促使会计由简单核算向管理方向变革,推动了会计行业的发展,同时也促使着中职学校会计及相关专业的人才培养转变。人工智能取代传统的会计电算化操作人员是一种趋势,但也是一种转变,自我提升的机遇。
2中职学校传统会计电算化专业人才培养[3]
2.1课程偏传统基础核算类,轻参与、管理类会计课程
在多数中职学校会计电算化教学计划课程设计中,传统财务会计类课程占大多数,管理会计类课程设置单一或者没有。而财务机器人的出现,则能够替代大部分重复性、流程性基础会计核算工作。
2.2会计实操偏基础性会计技能,轻数据分析、挖掘
在实践教学及技能培养中,过于注重培养学生点钞、传票的翻打、会计书写、凭证装订,会计电算化软件操作机械性录入等。在当前大数据、人工智能背景下,可以让会计人员摆脱繁杂事务,重点放在会计数据分析与数据挖掘,为企业决策提供服务。
2.3课程偏模拟操作,轻实际操作
无论是手工核算还是会计电算化记账,大多数实操是模拟一个企业一个月的业务,学生根据教材或老师给予的信息进行会计处理,过账,做报表。一学期就是这样反反复复练习。学期结束,虽然考试合格,但仍有很多学生不明白为什么这么处理,特别在月末业务处理更加模糊不清,例如工资发放,计提税费、费用摊销、成本及费用结转等。还有绝大多数学生不知道真实环境如何计税、报税、纳税,只是理想中的学习,为了做账而做账。
3人工智能背景下的中职会计电算化人才培养[4]
3.1由基础核算型初级人才向有思想的中级人才转变
人工智能在会计行业中的应用,会计核算软件中的基础数据录入、凭证录入与审核、记账、编制科目汇总表、材料的收发统计、报表的编制等操作很容易被财务机器人替代,但是也有一些是机器无可替代的,需要有思想的“人”来处理。例如:由于大环境变化,企业的固定资产有明显减值趋势,而财务机器人并不能分析与判断这个固定资产是否会减值或减值多少,如果财务上不及时做出处理,将可能导致企业少确认资产减值损失,虚增了企业的资产和利润,对于企业来说,这属于信息失真。在大数据时代,中级类型的会计人才储备相对较少,中职学校的会计电算化教育,需要培养的应当是此类会计人才。教学会学生不能只拘泥于看财务数据,还要学会合理利用有效的会计数据服务于企业的发展,提高企业的核心竞争力。
3.2由传统的财务会计向人工智能环境下的管理会计人才转变
财务机器人的出现,替代了传统的财会人员进行基础数据的录入,日常凭证的填制、审核、记账;凭证、账簿、报表的生成;成本结转、折旧等财务处理;纳税申报等,这不仅提高了会计工作的效率,减少了传统的会计人员繁杂的日常账务处理工作,但同时也让传统的会计人员失去工作。作为会计的教育者,如何让学生在未来立于不败之地,不被财务机器人替代,就需要学校适应时代趋势,教学重点由传统的基础核算向智能管理型会计演变。会计从事的活动,除了重复、机械、烦琐的事情外,还可以创造更多价值,比如:评估、判断、沟通、协作、建议等。管理型计人才就是通过智能机器人核算出的精确信息,对企业的未来做出评估、预判、建议等,甚至帮助企业管理者做出决策。
3.3由会计电算化软件操作员向人工智能会计系统的设计者转变
人工智能环境下的财务机器人,实质就是一种自动化运行的程序,这种程序的设计,需要设计人员既要懂计算机又要懂会计。而现在的中职学校,会计电算化专业主要培养的是会计专业人才,操作会计核算软件,而很少在计算机方面进行教学。在人工智能环境下,懂得会计专业的人才只是人工智能会计系统设计的主导者,而计算机方面人才则根据会计法及相关规则进行系统设计,自动化处理会计业务需要想到协作,融会贯通。人工智能永远是基于系统的规则和大数据,如果规则发生变化,人工智能将无法起作用。在日常教学中,哪怕我们不能完全让学生掌握编写程序,但是应当教会学生看懂和读懂程序,对机器人“思想”进行修改,也算是人工智能的掌控者,而不是被替代者。
4人工智能背景下中职学校会计电算化专业人才培养应对策略[5]
4.1更新理念与改变教学计划
笔者认为,在人工智能背景下,在中职学校,会计及电算化专业办学理念中应加入人工智能等相关技术,同时其人才培养方案、专业建设、教学计划等方面都需要做出相应的调整,培养适应于人工智能时代复合型人才。例如,中职学校会计或会计电算化专业的教学计划中,计算机方面课程开设仅有计算机应用及会计电算化软件操作课程,数据处理、编程类或人工智能课程几乎没有,这样的教学安排不利于学生对未来人工智能的应对能力培养,应当增加相应的计算机方面课程,财务管理、会计政策、法律法规等人工智能无法替代的课程,减少将来可能被财务机器人替代的会计技能课程。
4.2提高教师人工智能等相关理念和技术
要给学生一碗水,教师必须要有一桶水,虽然人工智能的出现解决了许多教育上的难题,但是教师在人工智能背景下还需要增强自身信息化能力,学习人工智能相关理念,掌握人工智能相关技术。这就需要学校给予老师多点人文关心以及人工智能方面的继续教育。
4.3关注人文综合素质培养,让人工智能为我所用
财务机器人出现,会计人员有更多时间去从事财务机器人无可替代更具有情感类的工作,这些工作需要人与人之间的沟通与交流,因此,笔者认为,中职会计电算化专业教育,不仅需要培养学生人工智能动手能力,还要关注学生思想道德、人文综合素质的培养,提升学生的思想道德水平,教会学生爱岗敬业,诚实守信、乐于助人,激发学生的学习主动性和创造性。如果没有良好职业道德水平,即使掌握了人工智能技术,也将会破坏规则,让会计信息失真。我们不能教出人工智能的“奴才”,应当让人工智能为人类所用,做人工智能的主人。
5结语
总之,人工智能正在快速又深刻地改变我们的生活和工作方式,将人工智能用于会计行业会也将会不断得到规范。对于人工智能这类新兴技术在财务行业的运用初期可能会让学生产生恐慌、彷徨,认为学校教育无用。作为专业教师,要教会学生变革思想,提高其对会计价值的认识,提高其人文综合素养,拥有过硬的专业技术,不断地完善专业胜任能力,把握机会,主动迎接挑战,那么人工智能就只是会计人员的好帮手,而不是掘墓人。
主要参考文献
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篇7
关键词:人工智能;授课内容;讲授方法
人工智能概论课程是我校智能科学与技术专业开设的一门重要的专业基础课,它在整个专业教学体系中起到奠基的作用,如何针对其特点制定合理的教学目标与授课内容,并有效地组织课堂教学,取得良好的教学效果是非常重要的,本文将从多个角度对其进行全方位的思考与探索,为相关课程教学的改革提供新的思路。
1教学目标的精确定位
首先,人工智能概论课程在智能科学与技术专业整个教学体系中起到引导和奠基的作用,但不同于其他相关的专业基础课,其总的特点可归纳为“少而精”,即在较少的教学授课学时中起到画龙点睛的作用,为学生进一步的深入学习打好基础,并激发他们对智能专业的学习兴趣和爱好。基于以上特点,通常选择一学期共32学时课程的安排计划,并且在大三上学期开始进行授课。
其次,要研究解决同学们所反映的“虚与实”问题。人工智能是一门涉及到多个学科的课程,具有相当复杂的背景,其与哲学、数学、经济学、神经科学、心理学、计算机工程、控制论和语言学都有着密切的联系,并且随着这些学科的发展而深化,不断产生新的思路和新的问题。以上特点决定了该课程内容较为抽象,且难以把握全局,学习起来不易消化理解,从而造成了学生学习的困难,容易产生畏惧感,并且学生常常对其在实际环境中的具体应用产生疑问。
如何在这么短的授课学时里使学生产生学习兴趣并且能取得良好的教学效果是一个具有挑战性的课题,这需要对该课程的授课内容、教材选择、讲授方法和考核形式进行全方位的思考与探索,并在教学过程中落在实处。一方面让学生了解和掌握人工智能的发展历史和思想渊源,并指出各个分支的本质特点和整个领域的发展趋势;另一方面有意识地穿插介绍人工智能在实际中具体应用的例子,开阔学生的眼界,打消他们的疑虑。这些将在本文的后面部分进行深入的介绍。
最后人工智能概论这门课程还要兼顾研究型和应用型这两种特点的共同发展。在以前,由于人工智能授课内容的特点,常常讲授时偏向研究型,往往涉及到复杂的数学推导和逻辑运算,增加了老师讲授的难度和学生学习的困难。因此,针对上述问题,在教学过程中可以引入多种形式的事例说明和多媒体演示环节,以讲授思想为主,具体技术为辅,这将直接反映到授课内容的选择上。
2授课内容的选择
人工智能概论授课内容的选择至关重要,本着该课程“少而精”的特点,既需要让学生在较短时间内掌握基本的思想与概念要点,又要对该课程进行全方位的介绍,并点出其发展趋势,因而对授课教师有着非常高的要求。由于授课课时的限制,我们无法做到既面面俱到,又对每个具体方向进行详细的讲解;而且这样也容易陷入复杂的数学推导和逻辑运算的误区。因而,整个课程的讲授内容应该以传授思想和概念要点为主,并在讲授的过程中加入有趣的事例,通过这些形象的事例说明和多媒体演示环节折射出人工智能思想的精髓和应用的广阔前景。
人工智能概论主要涉及到知识表示、搜索推理、计算智能、专家系统、机器学习、自动规划、Agent和自然语言理解等内容,其中以知识表示、搜索推理和计算智能为授课内容的重点,在讲授的过程中需要对这些内容加以整理精简,分清主次,合理地安排授课内容在总学时内。除了这些基本的授课知识外,还应该在教学环节引入多媒体演示,通过形象生动的视频演示让学生们了解人工智能的科学价值和实际应用所在。视频可以选用世界一流大学实验室的开放多媒体内容,例如:MIT计算机科学与人工智能实验室的相关科研项目中间过程及结果的视频演示,以此来开阔学生的眼界,增长他们的见识,使之了解其应用前景和未来的发展空间。
人工智能领域的发展受到多个学科的影响,这些学科在不同历史时期都对人工智能领域起到了各种推进作用,也产生了许多不同层面的争论,至今也是如此。如何在授课过程中形象地对人工智能历史进行回顾,阐述这些学科对人工智能领域的影响,尤其是思想方面的影响特别重要。“回顾历史,立足当今,展望未来”――给学生形象地描绘出人工智能发展的思想史,并以画龙点睛之笔指出人工智能领域发展的广阔未来,是授课教师艰巨而光荣的任务,只有这样才能使学生把握住人工智能领域的整个发展脉络,激发出他们的学习兴趣和爱好。
以哲学家对强人工智能方向的争论为例,向学生们介绍这些收集整理的资料对于他们思想的启迪是非常有益的。这里值得说明的是这种思想的阐述事实上是非常不容易的,其难度甚至高于复杂的数学推导,因为它常常要求授课教师掌握思想的精髓所在,并用非常形象生动的语言对其进行说明,而这些常常是现在书本中所没有的。例如:知识的表示、获取、存储和推理是人工智能领域中重要的组成部分,虽然目前已经有很多书籍详细地介绍了这些方面,但学生仍然反映听起来比较抽象。为什么会这样?其原因是一些基本的问题并没有得到圆满的说明和阐述,如“什么是知识”,“知识能够表示吗”,“有统一表示各种各样抽象、复杂知识的工具吗”,“抽象的美学与复杂的人类情感,知识能够表示吗”……其中有些问题看似容易回答,却往往涉及到一些复杂的哲学问题,目前在各种人工智能的教科书和专著里常常对这些问题避而不谈,只在数学的层面上针对具体的问题来进行说明和讲授。如果想在这方面有所突破的话,就需要阅读大量的哲学书籍,如认知学、知识论和心智哲学等领域的著作,还需要大量时间的理解和参悟,这些有价值的资料也是对授课内容的极大丰富和补充。近年来,认知神经科学、心理学、生物学、语言学甚至社会学对人工智能领域有着较大的推进作用,也是将来融合发展的总体趋势,如何在课堂上结合具体的事例对其加以说明也是授课内容的一个重要环节。
3相关教材的选择
众所周知,关于人工智能的国内外优秀教材有很多,例如:S.J. Russell和P. Norvig所著的《Artificial Intelligence――A Modern Approach》被全世界89个国家的900多所大学用作教材[1],国内可以考虑使用其影印版或中文翻译版本,大大的降低了购买国外原版教材所需的费用,并可以在此基础上考虑实现双语教学。此外还有蔡自兴教授等编著的人工智能及其应用,详细而恰当地介绍了人工智能领域中的各个研究方向(分别适合于本科生[2]和研究生[3])等。我们从整个教学时间安排上看,因其所占学时较少,所以人工智能概论课程的教材选择不适用于大部头的书籍,宜选用篇幅较小但内容较全的适合于本科生的教材。除了选择合适的教材外,对于任课教师还要拥有大量的参考书,包括上述提到的其他领域的书籍和资料,只有这样才能拓展所掌握的知识,为实现良好的教学效果而服务。
4讲授方法和考试形式的选择
课程讲授时注意主线的选择,着重以思想介绍为主,详细地介绍人工智能发展的历史以及各种学派和学说,如符号主义、连接主义和行为主义等,要重点介绍他们的特点和本质,指出它们形成的原因以及其中的不足之处,并向学生介绍新的学说,例如机制主义[4]等。整个教学过程并不涉及较为复杂的数学,要注重各个分支的思想源流,主要从其机制上做定性介绍。同时可在讲授过程中穿插相关历史问题的争论,例如:中国屋问题[5]等,引发学生学习的兴趣和爱好,开展交互式教学,使学生和老师产生互动。授课方式采用板书和多媒体交互使用方式,力争在每节课的空闲时间里穿插加入人工智能领域的实际应用介绍,放映相关的视频录像,开阔学生们的眼界。在最终考试形式的选择方面不是要学生死记硬背知识点,而是要注重学生思想的发挥,鼓励学生提出新想法和新思路,并丰富其掌握的相关知识,为将来的进一步学习打好基础和做准备。
5结语
我们认为在教学方式上力争采用“启发式”教学,能真正做到启迪学生思想的作用,尤其要鼓励思想创新,在高等教育阶段培养学生具有独立思考、勇于探索的能力,使之成为社会的有用之才。希望这些在人工智能概论课程教学中的思考和探索能在日常教学活动起到有益的作用,并与同行们共同交流和探索。
参考文献:
[1] S.J. Russell, P. Norvig. Artificial Intelligence:A Modern Approach[M]. 2nd Ed. 北京:清华大学出版社,2006.
[2] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用本科生用书[M]. 3版. 北京:清华大学出版社,2003.
[3] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用研究生用书[M]. 3版. 北京:清华大学出版社,2004.
[4] 钟义信. 机制主义方法与人工智能统一理论:人工智能的新方法与新进展[J]. 计算机教育,2010(19):7-10.
[5]J. Preston, M. Bishop. Views into the Chinese Room: New Essays on Searle and Artificial Intelligence[M]. Oxford: Oxford University Press,2002.
Teaching Reflection on Introduction to Artificial Intelligence
YANG Dedong, SUN Hexu, YANG Peng, ZHANG Lei
(School of Control Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)
篇8
关键词: 游戏开发 人工智能 教学方法
1.背景
随着互联网时代的到来,人们的生活方式发生了许多重大的变革,其中之一便是网络游戏的盛行。如同雨后春笋般冒出来的网吧,以及快速增长的PC,使得人们接触到互联网的机会越来越多,这就为网络游戏的传播与发展创造了可能。一方面,数量庞大的网民群体中,年轻人占了绝大部分,网络游戏丰富了社会公众的文化娱乐生活,深受广大年轻人喜爱,这更促进了游戏产业的蓬勃发展。另一方面,现代社会生活节奏加快,人们压力日益增大,许多人倾向于在网游中寻求安慰,释放压力,因而全球市场对于网游的需求有增无减。同时,随着科技的发展和人们对游戏越来越高的要求,游戏逐渐向真实体验、感觉、触觉等人性化发展,让玩家有身临其境的感觉,在整个游戏过程中得到享受游戏的一种特别的快乐和放松。[1]
近年来3D影像和仿真科技的不断发展,让游戏开发人员得以创建出更吸引人、更令人沉迷其中的游戏环境。然而要做出更能令人流连忘返的游戏就得应用人工智能(AI)。AI的应用使游戏角色能够任意走动、角色可以走进障碍物、能够控制非玩家角色是否按照团队运动等,同时,AI还能延长游戏的生命周期,让游戏更加有趣和更具有挑战性。
AI能够处理游戏角色的追赶、躲避、聚集、避障和寻径问题;AI给游戏角色赋予模糊逻辑和有限状态机等基于基本规则的推理能力;AI脚本可以扩充AI引擎,让设计者和玩家更好地设计和玩游戏,等等。因此,将AI应用在游戏开发中以设计实现游戏角色的各种行为势在必行,有着重要的现实意义。
2.教学内容及其特点
本系人工智能课程的教学内容主要是处理追赶、躲避、聚集、拦截和避障等问题,使用经典A*算法及其改进算法解决寻路问题,以及有限状态机,等等。本文主要针对游戏中游戏角色的寻路问题进行探讨。游戏设计中游戏角色的寻路问题是设计的关键,传统的方法是应用A*算法及其改进算法等来实现游戏角色的寻路问题,目前逐渐有学者应用神经网络、遗传算法、粒子群算法等智能算法来实现游戏角色的寻路问题。如:迷宫寻路游戏中《帮助Bob找到回家的路》应用遗传算法,《智能采矿》游戏中应用神经网络,用粒子群实现坦克大战游戏,等等。尝试应用鱼群算法、萤火虫算法等智能算法求解游戏角色的寻路问题中,以实现游戏的更加智能化、人性化,同时,新的仿生算法的学习和应用能吸引学生的学习注意力、增强学生的学习兴趣。
智能算法是解决智能计算问题的方法,已成为人工智能界一个研究的热点领域,研究的最终目标就是为了让计算机和集成有计算功能的各种工具及设备更加独立、更加聪明,能够自主思考和行动,最终成为我们工作和生活中必不可少的一部分。智能算法主要包括:人工神经网络、进化算法、人工免疫算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群算法、蜂群算法、人工鱼群算法、人口迁移算法、人工萤火虫算法等。[2]智能算法是一类仿生算法,就是向自然界学习,采用类比的方法,通过模仿自然界中动物飞行、觅食、求偶等行为以得到解决问题的一般方法,如蚁群、粒子群、蜂群、鱼群、萤火虫算法等。此外,还有很多智能算法通过模仿一些自然或物理现象和规律,如模拟退火算法通过模拟液体的结晶过程设计,免疫算法是模拟生物、植物或动物免疫系统自适应调节功能设计的,人工神经网络是模拟人的大脑结构及信号处理过程而设计的,进化算法是基于达尔文的“优胜劣汰、适者生存”原理设计的。[3]
针对本系人工智能课程的教学内容,建议补充人工智能中几种简单的智能算法的知识点,选取相关人工智能教材的一些内容结合智能算法进行教学。
3.教学方法
针对人工智能课程内容,根据高校教育规律、高校学生学习的特点,采用教学、实践相结合的教学方法,大小课结合,大课讲授理论知识,小课进行课堂实验,小课的课堂实验中严格要求学生亲手编写代码,应用大课所学理论知识完成简单小游戏以实现理论和实践知识的掌握。同时,借助游戏系的优势,制作动漫,采用动漫技术来实现人工智能中各种算法的仿生机制,让学生深刻体会每一种算法的原理和仿生机制,这样能增强学生学习人工智能课程的兴趣,可以取得更好的教学效果。
4.教学效果评价方法
人工智能这门课,最重要的是注重学生对人工智能理论及在游戏中应用的知识和能力的培养。因此,本课程学习结束后主要采用以下方式进行考查:(1)闭卷考试。主要考查对人工智能理论的理解、掌握和综合运用能力。(2)课堂练习。要求对课堂上介绍过的算法理解、分析、应用,编程实现游戏中的某个功能,最终课程结束时能完成一个功能完整的小游戏。(3)大作业。检查学生的动手编程能力,要求从介绍过的算法中找一种算法实现一个小游戏中游戏角色的移动、寻路等行为,形成一个演示游戏。该门课成绩分配如下:成绩=闭卷考试(70%)+课堂练习(10%)+大作业(20%)。
5.结语
人工智能是随着计算机技术的飞速发展和人们对自然界的深入理解而发展起来的,人工智能的应用逐渐广泛。游戏开发中人工智能的应用实现了游戏逐渐向真实体验、感觉、触觉等人性化发展,让玩家有身临其境的感觉。因此,在网络游戏相关专业开设人工智能课程势在必行,有着重要的现实意义。
参考文献:
[1]周乐.韩国游戏产业概况..
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先给大家重点推荐一本期刊:中国职业技术教育
中国职业技术教育杂志征稿信息
《中国职业技术教育》杂志是由中华人民共和国教育部主管,教育部职业技术教育中心研究所、中国职业技术教育学会和高等教育出版社共同主办的一份综合性中文期刊,集政策指导性、学术理论性和应用服务于一身,是教育部指导全国职业教育工作的重要舆论工具,是服务各级各类职业教育机构的主要阵地。
中国职业技术教育投稿栏目:主要有职教要闻、专稿专访、综合管理方略、课程教材、教研与教学、师资队伍建设、研究与探讨、职业指导、职业培训、高等职业教育等栏目。
再给大家推荐职业教育范文:人工智能背景下职业教育变革及模式建构
董文娟1,黄尧2(1.天津大学教育学院,天津300350;2.北京师范大学国家职业教育研究院,北京100875)
摘要:顺应人工智能时代的浪潮,基于新兴技术的职业教育变革及新模式建构势在必行。该文从职业教育智慧化、经济发展、政策保障、信息化生态重构四个方面,剖析了人工智能时代职业教育变革的现实诉求,并进一步分析了当前职业教育外部环境及其自身发展的困境。人工智能背景下职业教育的变革体现出融合、创新、跨界、终身化的新特征。基于此,从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面,探究职业教育的变革路径及模式建构。最后探讨了职业教育模式变革还面临回归教育本质、规避技术弊端等挑战,并提出“适应—引领人工智能”的发展目标。
关键词:人工智能;职业教育变革;模式建构;智慧化
“人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界。特别是在移动互联网、超级计算等新理论、新技术及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能发展呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。”[1]人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力,为我国供给侧结构性改革下的“新常态”经济发展注入新动能,使人们的思维模式和生活方式发生了深刻变革。近年来,国家高度重视与社会经济发展联系最为密切的职业教育,积极推进职业教育信息化,运用人工智能改革教学方法和人才培养模式,构建新型智能职教体系,提升信息技术引领职业教育创新发展的能力。
一、人工智能背景下职业教育变革的现实诉求
人工智能对传统教育理念产生了革命性冲击,职业教育结构不断调整,劳动力素质与市场需求的矛盾、学习方式与自我价值实现的矛盾等促使职业教育向智慧化、智能化发展。目前,我国处于教育信息化2.0、工业4.0的新时期,全球范围内新一轮的科技革命和产业变革正在加速进行。“一带一路”“中国制造2025”人工智能等重大国家战略的提出,及以新技术、新产业为特征的新兴经济模式要求教育领域,尤其是职业教育培养行业、产业急需的技术技能型、智慧型人才,具备更高的创新创业能力和跨界整合能力,促进智慧化发展,助力经济转型升级。
(一)职业教育智慧化诉求:职业教育信息化发展的必然选择
“智慧教育是以物联网,大数据等信息技术为依托,创造智慧教学环境,转换教育方法,内容与手段,注重教育网络化,个性化和智能化的一种教育新模式。”[2]智慧教育作为“一种由学校、区域或国家提供的高学习体验、高内容适配性和高教学效率的教育行为(系统)”,被视为教育信息化发展的高端形态[3]。因此,职业教育的智慧化并非简单的数字化,强调信息技术推动职业教育教学模式和方法的变革,改变思维模式,创建价值等方面共享的学习共同体,培养创新型、智慧型人才。
职业教育智慧化是职业教育信息化发展的必然选择。目前,我国的职业教育信息化水平正在稳步提高,投入持续增加,各种智能信息技术应用于教育教学、实习实训、测量评价等领域,并逐步成熟,正在努力打造一个信息化、智慧化的现代职业教育生态系统。新时期我国很多地区及职业院校积极提升现有信息化系统的智慧化水平,积极创建智慧校园、智慧社区等,逐步实现了组织管理的智慧化、资源环境的智慧化和服务评价的智慧化。
(二)经济发展诉求:人工智能时代的新兴经济需要高技能智慧型人才
人工智能时代职业教育运用移动互联网、大数据等新兴技术,与经济及其他部门跨界融合,不断创造新产品、新业务,推动职业教育模式创新,形成了以互联网为基础设施、人工智能为实现手段的经济发展新常态。人工智能时代是以现代科学技术为支撑的新时代,各行各业的运作发展和对知识技术的掌握要求达到了更高层面,相应的教育需求也有所提升,市场环境渴求勇于创新、个性化的高技能智慧型人才。职业教育要应对行业上升发展的劳动力需求问题,基于人工智能应用,提高技能培养层级,以适应新的社会劳务需求。现代企业生产依托互联网科技,与智能化设备直接联接,通过数据分析和应用,促进科技成果转化为生产力。劳动密集型企业已不适应现代行业、产业发展,需升级为网络智能型,与此同时,职业院校的课程模式、专业设置、实习实训、师资结构等也做出相应的调整和革新,既促进了职业教育的智慧化、智能化,又推动了产业升级和工业变革。
(三)政策保障:国家从宏观层面保障人工智能时代的职业教育发展
2016年是我国人工智能元年,2017年我国颁布了《新一代人工智能发展规划》,提出了“将发展人工智能放在国家战略层面进行系统谋划和布局”,这预示着我国人工智能时代的全面到来,为我国职业教育的发展提供了良好的宏观政策环境。人工智能给职业教育带来了符合时代精神的新内容,积极融合信息技术,整合职业教育资源,提升公共服务水平,影响和改变了原有的教育生态。紧密依托信息共享平台,突破时空限制,让学习者自我选择,更加人性化和智能化。我国很多职业院校已经开启了智慧校园的行动计划,一些大中城市也在积极制定实施智慧城市的发展规划,在良好的政策保障中提升智慧化水平。
(四)信息化生态重构诉求:人工智能时代的职业教育变革是对职业教育信息化生态系统的重构
“依据《2006-2020年国家信息化发展战略》,我国正在有序推进数字教育向智慧教育的跃迁升级和创新发展。”[4]在新兴智能信息技术的催促下,技术变革带来了职业教育系统的颠覆性创新改革,打破现有的条条框框,改革传统教育模式,再造教育业务新流程。在职业教育领域创新应用物联网、大数据、人工智能等先进技术,提升各科各门教育教学业务,打造各级各类智能实训部门、培训机构,覆盖贯通中高职院校,整合系统内外现有资源,推进智慧教育生态有序发展,为各类用户提供最适合、最智能的职业教育资源和服务,完成对职业教育信息化生态系统的重构。
二、当前职业教育发展的现实困境
人工智能对各行各业的影响具有革命性和颠覆性,可能带来新的发展机遇,也可能带来不确定性的挑战,比如可能会改变就业结构、影响政府管理、威胁经济安全等,还可能会冲击法律与社会伦理,影响社会稳定乃至全球治理。当前,人工智能与“大众创业、万众创新”浪潮席卷而来,职业院校既是人工智能应用的战场,又是培养技术创新型人才的“梦工厂”[5]。人工智能时代的职业教育信息化发展迅速,影响是广而深的,对职业教育外部环境及其本身都造成了极大的冲击。
(一)职业教育外部环境发展困境
“据联合国教科文组织预测,到2020年,人工智能将替代20亿个工作岗位”[6],那些技术含量低、重复性强的技能将被智能机器、数码设备所替代,工业机器人也将大面积应用。智能设备替代行业劳动力,能够降低劳动成本,且具有高效、易操作等竞争优势。传统职业教育培养模式很难适应未来行业、产业的发展需求,人工智能冲击职业教育就业岗位,撼动其所依附的岗位基础,对职业教育的生存与定位产生了威胁。因此,根据智能时代职业教育的岗位特征与需求,提升职业人才的知识结构和专业技能,是新形势下职业教育的发展方向。
(二)职业教育自身发展困境
近年来,人工智能在职业教育领域内的应用和提高是目前职业教育的发展趋势。我国重视职业教育信息化、智能化发展,各级各类职业院校在信息化基础设施建设、校园信息化管理等方面都有了显著提升,但信息技术与职业教育的深度融合仍不够紧密,表现出信息化管理效率低、科学决策水平低等现象。人工智能背景下职业教育自身发展的困境表现在:
1.课程与教学困境
职业院校新课程改革提倡构建智慧课堂,制定个性化学习计划,注重课堂实施效果。但目前的实际课程教学仍是以教师为中心,强调知识的灌输,重视统一性和计划性,与教育改革提倡的个性化教学相去甚远。教学方法、教学理念更新慢,很难激发学生的内在学习动力,创新性思维弱,使得个性化教育的无法实现。近年来,中央、省、市、县四级教育平台逐步建立起来,课程与教学的层级设计逐步完善,但在实施的过程中,各级平台之间存在沟通不畅等问题,各级资源内容不系统,不衔接,导致无序叠加和资源的重复浪费,“精品课程”等项目丰富了课程资源,但质量不高。在线课程与教学以传统的科目、章节为单元,构建系统性的在线教育内容,为用户提供专业化的知识选择,但由于受时间条件等限制,大多数受教育者习惯于碎片化学习,连贯性和整体性差,缺乏对课程与教学体系的系统性学习。
2.认知困境
随着人工智能时代的到来,许多职业院校将“未来教室”“智慧课堂”定位为未来发展方向,进行了多种尝试和改革,如MOOC混合教学、翻转课堂、多屏教学等,但“管理者和施教者对智慧教育的理解多停留在‘智慧课堂=多媒体+传统教学的层面’,教学观念和思维依然固化,并没有因为新技术的参与而得到实质改变”[7],缺乏对多媒体网络架构和智能学习平台的深层认识,更缺乏对管理评价和互动交流等模块的理解与掌握,虽投入大量人力财力采购了数量巨大、设备精良的多媒体设备和智能服务设备,但没有充分有效使用,大大限制了智慧教育的发展潜力。
3.用户困境
传统教学以群体教育为基本单元,教师和学习者作为学习共同体,在管理、学习的互动过程中形成强大的群体约束力,促进双方共同进步。在信息化教育时代,学习者自由掌握学习时间和进度,遇到问题可能无法及时解决并获得反馈,无法进行面对面交流,因此,基于人工智能网络化学习平台,学习者需要高自控力、高学习能力才能适应这种全新的学习方式。
4.评价困境
传统的评价方式多依靠经验和观察,智慧型评价则是基于学习过程的一种发展性评价,以采集到的学习数据为客观基础。在人工智能、数字信息化环境下教育效果的评价实际要受到很多因素的影响和局限,在信息技术与职业教育融合的过程之中,许多智能技术应用于教育教学实践,难以进行定性定量的智慧评价,如互动交流及深层次的学习评价等。
三、人工智能背景下职业教育变革的新特征
人工智能带来了思维模式的创新,改变了人们认识问题、思考和解决问题的方式,越来越多地依赖人与智能网络的协同创新。人工智能背景下的职业教育变革围绕经济社会发展大局,“主动服务国家重大发展战略,加大虚拟现实、云计算等新技术应用,体现校企合作、知行合一等职教特色,以应用促融合、以融合促创新、以创新促发展。”[8]人工智能背景下职业教育的变革必将加速推进职业教育的现代化、智能化进程,表现出了融合、创新、跨界和终身化的新特征。
(一)融合
人工智能技术科学应用于当前职业教育,在最短的时间内整合、重组大量的知识信息,形成科学的技术技能知识体系,为职业教育资源、企业资源、产业资源、社会资源等一切有可能联结的资源融合提供了可能。为促进职业教育的智慧化发展,在现有的合作模式、集团模式、产教融合模式等实体协作发展的基础上,建立智能互动的智慧教育供给平台、常态化智慧课堂和大数据化智慧教育生态系统,为我国新兴经济发展提供高技能、智慧型人才支撑。
(二)创新
信息化时代下“变”为创新立足之要点。创新时代最需要提升的就是创造智慧。“由知识的理解记忆,转向知识的迁移、应用并最终指向创造发明”[9],以提高学习者的学习能力和应用能力,提升其创新思维和智慧思维,不断开拓人类社会发展的高度和宽度。智能化、信息化的时代是创新不断的时代,是原有知识不断被更新、技术不断被升级的时代。人工智能促使社会化协同大规模发展,促进职业教育体系核心要素的重组与重构,创新生产关系,呈现出新的协作架构,开创了新的教育供给方式,增加了教育的选择性,推动了教育的民主化。学习者能够按照自己的价值观、兴趣与爱好等选择适合自己个性发展的学习方式和学习内容,促进学习者个性化、多样化发展,最终实现教育公平。
(三)跨界
智能科学与职业教育连接起来,搭建起两者沟通的桥梁,跨越了人工智能虚拟教育和线下实体教育的界限,实现了两者之间的融合。教育供给由竞争资源转变为协同合作,直线型的中心组织管理转向去中心化、泛化管理。通过大数据智能技术平台、远程教育平台等对职业教育资源进行整合共享,跨越教育边界,与市场、行业、企业以及职业教育培训机构对接,提供更加便捷的智慧化服务。
(四)终身化
人工智能时代职业教育的变革坚持“以人为本”的教育理念,满足学习者在任意时间、任意地点、以任意方式、任意步调终身学习的需求[10]。打破了地域和时间的限制,体现了教育的泛在化、个性化和终身化,与终身教育理念的发展目标不谋而合。人工智能时代社会经济发展加快,人们追求高层次自我价值的实现,充分体现出终身学习的必要性和紧迫性。目前,我国正在积极创建泛在学习环境,致力于构建终身化学习型社会,努力创造有利条件向全民提供终身教育与学习的机会。
四、人工智能背景下职业教育发展的模式建构
人工智能背景下职业教育的变革预示着全新思维意识形态、社会发展形态的变革,重塑职业教育可持续发展的新思维,重构信息时代职业教育的价值链和生态系统。智能化技术科学将现代职业教育内部各要素,以及内部要素与外部环境之间,通过虚拟技术和智能化手段互联贯通,突破传统教育价值的链状模式,使职业教育由传统模式走向“人工智能+职业教育”模式的建构。人工智能对职业教育课程、教学、评价、管理、教师发展等方面产生系统性影响,为职业教育提高教育质量和提升服务水平提供了技术支持和现实路径,解决不能兼顾职业教育规模和质量的矛盾问题。下面将从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面来探究职业教育的变革路径及模式建构。
(一)人工智能背景下职业教育的课程模式
人工智能时代的信息知识、科学技术正在以前所未有的速度增长、更新和迭代,呈现出了碎片化、多元化、创新性、社会性的特征。人工智能背景下职业教育的课程模式是为学习者提供按需可随时选择的知识储备智能模式,解决了传统职业院校课程教学的滞后性,呈现的是现代职业教育的前沿信息和内容。课程革命愈演愈烈,灵活多样的微课、慕课等形式层出不穷,在线课程将成为常态,信息传播媒介、知识获取方式等都发生了巨大改变,课程内容和结构的表现形态、呈现方式、实施及评价等也都进行了相应变革。智能化信息科学技术为课程的设计、架构、实施提供了快捷和便利,为学习者的个性化、终身化选择提供了多种渠道。人工智能背景下职业教育的课程模式的建构表现为:首先,线上线下融合的大规模开放课程融入现代职业教育,课程的表现形态和实施途径呈现出智能化、数字化、立体化的特征,成为学校常态课程的有机组成部分,为学习者提供了更多的可选择机会,使实施个性化课程成为可能。现代职业教育的课程内容强调学术性与生活性相互融合与转化,融入社会资源,立足于我国社会经济的新常态和学习者的全面发展,实现社会化协同发展,共赢共创;其次,课程实施的空间得以拓展,跨越了社会组织边界、职业院校边界,将从班级、年级、全校扩展到网络社区以及更大的空间。课程的整体结构从分散走向整合,以技术为媒介,形成跨学科、多学科整合的课程;最后,课程内容的组织、课程的实施逐步模块化、碎片化、移动化与泛在化,社会化分工更加精细,教师也将承担教学设计、技术开发、在线辅导等不同的角色。
(二)人工智能背景下职业教育的教学模式
人工智能时代将信息技术有效地融合于职业教育各学科的教学过程,从知识的传递转变为认知的建构,从注重讲授和内容,转变成重视学习过程[11],构建“以教师为主导,以学生为主体”的以数字化、智能化为特征的智慧教学模式,重视学生的主体地位,引导学生“自主、探究、合作”。人工智能背景下职业教育的教学模式的建构表现为:首先,人们的学习方法、认知方式和思维模式已经发生了巨大的转变。信息化教学使得信息技术已成为学习者认知的必要工具,认知方式也由“从技术中学”转型为“用技术学”。其次,信息化教学的重点从“面向内容设计”转变到“面向学习过程设计”,更加重视学习者发现问题、分析和解决问题能力的培养,关注学习者的学习过程,以及其获得学习活动的体验。同时,信息化教学要将课堂内的学习知识和课堂外的实践活动联结互动,按照学习者的个性化需求和认知方式自主选择学习内容。第三,智慧教学将成为课堂教学的新重点。日常教学工作形态不再是点线面的连接,而是呈现为智能化、立体化的教学空间,智慧课堂将会促进学习者的深度学习、交互学习和融合学习,智能备课、批阅以及个性化指导等也将成为教育者新的教学工作形式。从机械评价学习结果转变成适应性评价学习结果。第四,在线教学、整合技术的学科教学法将成为新的教学形态,促进教育均衡发展,实现跨学校、跨区域的流转。移动学习、远程协作等信息化教学模式,能够实现教师的“教”与学生的“学”的全面实时互动,最大限度地调动学习者的主观能动性,提升教学质量与人才培养质量。
(三)人工智能背景下职业教育的学习模式
智能系统和互联网络为学习者提供了丰富多元的学习资源和环境,推进了教育教学活动与学习环境的融合发展,人工智能背景下职业教育的学习模式也逐步建立起来,具体表现为:首先,智能时代的互联网络全面覆盖每一个人、每一个角落,活动空间由课堂内拓展到课堂外,学习与非正式学习正在互相补充、互相与融合,导致学习者的学习行为变化、学习方式的革新。其次,基于互联网出现了一批创新的学习方式,借助情景感知技术及智慧信息技术,进行真实过程体验的情境学习,促进学习者知识迁移运用的情境化和社会化。第三,借助互联网云技术和各种应用工具,学习者可根据自身学习需求,选择最优学习方式,也可利用数据分析技术,追踪记录学习路径和学习交互过程,随时随地获取个性化教学服务和量身定制的学习资源,拓宽了智慧教育视野。第四,各职业院校开始拓展校园智慧学习的时间和空间,以实现虚拟和现实相互结合的智慧校园育人环境。推进网络学习空间建设,加强教与学全过程的数据采集和分析,“引导各地各职业院校开发基于工作过程的虚拟仿真实训资源和个性化自主学习系统”[12],强化优质资源在学习环境中的实际应用。
(四)人工智能背景下职业教育的环境模式
智慧教育环境是以大数据、多媒体、云计算等智能信息技术为基础而构建的虚实融合、智能适应的均衡化生态系统。信息技术与职业教育的深度融合,为师生的全面发展提供了智慧化的成长环境,如智慧云平台、智慧校园。人工智能背景下职业教育的环境模式的建构表现为:首先,智慧教育环境将信息技术与职业教育服务结合、面对面教学和在线学习结合,形成数字化的、虚实结合的职业教育智能服务新模式。其次,智慧教育环境将促进各种智能化、数字化信息技术融入职业院校的各个业务范围和业务领域,与系统内的其他业务横向互联、纵向贯通,且信息能够适时生成和采集,全过程实现数字化与互联化。第三,智慧教育环境能够感知学习者所处的学习情境,理解学习者的行为与意图,满足学习者的个性化需求,提供多元化的适应服务和智能感知的信息服务。互联网应用基于智能数据分析,实现智能调节与自动监控,为学习者提供定制式的学习服务和个性化的学习环境。未来教室必将变成“虚拟+现实”的智慧课堂,在网络空间中参与线上课程、线下活动,实现线上线下互动交流。同时,智慧校园的创建和管理,能够对每个班级、学区进行动态管理,构建出一个以问题、任务为线索,学生实现自主学习的知识体系和促进师生互动、生生互动的智慧管理平台。到2020年,“90%以上的职业院校建成不低于《职业院校数字校园建设规范》要求的数字校园,各地普遍建立推进职业教育信息化持续健康发展的政策机制”[13],以学习者为中心的自主、泛在学习普遍开展,精准的智能服务能够满足职业教育的终身化定制。
(五)人工智能背景下职业教育的教师发展模式
人工智能背景下职业教育的变革对教师的专业发展、素质能力提出了新要求,改变了教师的能力结构和工作状态。教育信息化大背景下,互联网技术、多媒体手段的产生、智能化设备的使用极大提高了教师的专业发展和能力素养,以适应新课程改革与教育信息化的要求。人工智能背景下职业教育的教师发展模式的建构表现为:首先,新时代教师专业发展的内在要求和外在环境都要求教师能够认识、了解和应用互联网新技术工具,促使教师专业发展能力和素养的提升和丰富。其次,教师的专业发展要面向实际、情境化、网络化的教学问题,教师需要在多变的教育情境中综合运用核心教学技能,将信息技术知识、学科内容知识、教学法知识很好地融合并迁移运用。新时代的教师要学会掌握使用智能化设备和数字化网络资源,积极加强与其他专家、教师的合作,或远程工作,形成基于智慧教育技术的多元化的学习共同体。教师的工作状态由个体的单独工作转变为群体的共同协作,大大提升了教师的工作效率。第三,信息化背景下教师的教学理念要发生转变,由促进学生“接受学习”转变为“主动建构”,由“被动适应”转变为“主动参与”,越来越强调以学生为中心的过程体验,从了解信息技术转变为掌握智慧教育技术,保持学科知识,教学方法,核心技术的动态平衡,促进学生智慧学习的发生。第四,信息化教师要学会使用智能化教育技术,积极开发数字化学习资源,创设丰富多元的教学活动,鼓励学生掌握智能信息工具,学会探究和解决问题,发展提升学生的创新思维能力和信息化学习能力。教师的信息化教学能力和素养全面提升,信息技术应用能力实现常态化。
(六)人工智能背景下职业教育的评价模式
现代教育价值趋于多元,以互联网为基础的智能化信息技术使教育评价在评价依据、评价内容、评价主体等多个方面实现了全面转变。人工智能背景下职业教育的评价模式的建构表现为:首先,互联网信息技术应用于学习过程使得伴随式评价成为可能,更加关注学习者的个体差异和特点。强调过程评价和多元共同评价,更加客观全面,重视评价过程的诊断与改进功能,以促进学习者的个性化发展。其次,互联网、大数据、智能云技术的出现使得评价的技术和手段多样化、智能化,节省人力物力财力,提高了评价的科学性、针对性。第三,以大数据为基础的适应性评价因人而异,可获得及时反馈,可真实地测评学习者的认知结构、能力倾向和个性特征等,从知识领域扩展到技能领域、情感、态度与价值观,构建以学习者核心素养为导向的教育测量与评价体系,促进学习者发展。
(七)人工智能背景下职业教育的管理模式
智能化信息技术、云计算技术、大数据技术等能够促进大规模社会化协同,拓展教育资源与服务的共享性,提高教育管理、决策与评价的智慧性,因此,基于互联网的教育管理必将逐步走向“智慧管理”模式。人工智能背景下职业教育的管理模式的建构表现为:首先,互联网将家庭、学校、社区等紧密、方便地联系在一起,拓宽了家长和社会机构参与学校管理的渠道,各利益相关者可共同参与现代职业院校的学校管理,协作育人。其次,新时代的职业院校管理模式通过可视化界面进行智能化管理,业务数据几乎全部数字化,能有效降低信息管理系统的技术门槛,使管理工作更加轻松、高效。通过深度的数据挖掘与分析,能够实现个性化、精准资源信息的智能推荐和服务,为管理人员和决策者提供及时、全面、精准的数据支持,以提高决策的科学性。第三,通过互联网信息技术可以实现全方位、随时的远程监督与指导,从督导评估转变为实时评估,可以实现大规模的实时沟通与协作,促进社会化分工,促进职业院校内部重构管理业务流程,使管理智能化、网络化、专业化。
(八)人工智能背景下职业教育的组织模式
人工智能时代信息科学技术的蓬勃发展冲击着学校内部的组织结构向智能化、网络化的方向发展,各职业院校需要合理调整内部组织结构和资源分配,通过互联网加快信息流动等方式,提高各职业院校组织管理的效率和活力。人工智能背景下职业教育的组织模式的建构表现为:首先,当今时代人工智能的产生不可能替代学校教育,但可以改变学校教育的基本业务流程。人工智能推动了学校组织结构向网络化方向发展,教学与课程是提供信息数据的重要平台,学校组织则构成了教育大数据生态系统。其次,“互联网+职业教育”的跨界融合将打破学校的围墙的阻隔,互联网将学校组织与企业、科研院所等社会机构紧密联系起来,提供优质教育资源供给,共同承担知识的传授、传播、转化等功能,促进学校组织体系核心要素的重构。第三,建设“智慧校园”,实现线上线下融合的智慧校园育人环境,实施一体化校园网络认证,推动智能化教育资源共建共享,实现职业教育信息化建设的均衡发展。
五、人工智能背景下职业教育的模式变革面临的挑战及发展目标
人工智能将推进大数据、云技术等智能信息技术深层次融入职业教育课程与教学、组织与管理、评价与反馈等领域,形成社会化多元供给,为学习者提供多样化的参与方式、自主选择的学习形式和及时获得反馈的评价途径,有利于实现职业教育的共建、共享、共治。但其全面实现,还面临着诸多挑战。
(一)挑战
首先,职业教育的新模式建构需要充足的资金支持。各职业院校积极建构智慧校园,努力实现智慧化产学研环境,打造一体化智慧城市网络等核心技术的开发,都需要资金的根本保障。政府要给予资金政策保障并加强监管,资金管理部门要合理规划,合理利用,专款专用,落到实处。其次,职业教育的新模式建构的成果表现离不开学习者对技术的理解、掌握和应用。在实际实施过程中,教育工作者既要利用信息技术优势变革职业教育,也要避免技术中心主义倾向,“避免一味追赶技术新潮而不顾学生身心健康等,技术本身是一个祸福相依的辩证法。”[14]第三,“目前的教育实践中,仍未能充分实现人机合理分工和双边优势互补。人工智能终端系统擅长逻辑性、单调重复的工作,而人类则更适合情感性、创造性和社会性的工作。”[15]现阶段,信息化技术水平还有待提高,智能机器不能完全胜任知识传播、数据处理等工作,有待于进一步开发和完善,绝对依赖互联网络和设备,还存在一定的风险。
(二)发展目标
人工智能时代职业教育变革重新架构了职业教育发展模式,完成了对资源的重新整合配置,改变了人的思维方式、学习方式和生活方式。人工智能时代下没有职业教育模式的改革,就不可能建构真正的现代化职业教育。人工智能背景下职业教育的发展目标可以概括为个三方面:
1.“智慧脑”与“智能脑”融通
随着第四次产业革命的到来,信息技术爆发式发展,造就了以电脑、互联网为基础的智能脑。职业教育智慧化发展的一个目标就是如何让学习者发挥人脑“智慧脑”与机器设备“智能脑”的“双脑”共同协作[16]。人工智能时代职业教育与信息技术的深度融合,就是要通过“智慧脑”和“智能脑”的协同作用,发挥互补优势,进行融通式学习,而不是简单地人脑与电脑的技术对接。
2.“现实世界”与“虚拟世界”结合
在人工智能时代,网络虚拟技术的发展使人类拥有了真实与虚拟两个世界,虚拟信息技术的兴起在一定程度上会影响职业教育的实体教育,实体教育的发展也需要虚拟技术的支撑。但在具体的学习实践中,还会存在利用这两个世界时顾此失彼、难以平衡的问题。目前,虚拟化教育技术在职业教育领域不断应用与推广,职业教育的发展模式不断优化,使得职业院校线上线下的边界逐渐消融,“现实世界”与“虚拟世界”更好地结合。人工智能时代职业教育的本质没有发生根本改变,学习者要学会利用这两个世界虚实融合、高度互动,充分发挥出自身的优势,更好地学习与生活。
3.职业教育“适应人工智能”发展为“引领人工智能”
人工智能为职业教育带来了强大的技术支持,为职业教育带来了便利。初始阶段的职业教育基本知识和技能被数字化和智能化,通过人工智能相关课程,云教育模式,个性化学习计划等,适应并应用人工智能,以提高职业教育的效率和质量。职业教育重在技术创新,对于行业技术发展具有一定的引领性作用。未来人工智能将成为职业院校快速发展和转型的技术支撑。“如某些职业院校基于自身优势专业与相关行业的智能自动化企业合作,实现以职业教育发展引领人工智能。”[17]目前,人工智能处于适应性大发展阶段,随着信息化技术的提高和智能化设备的普及,人工智能时代必将由专用人工智能时代步入通用人工智能时代。在通用人工智能时代,人工智能与职业教育深度融合高效协作,职业教育完全适应且完美应用于人工智能,进一步引领人工智能发展,由“人工智能+职业教育”发展为“职业教育+人工智能”的时代。
篇10
关键词:人工智能;全英文教学;教学内容改革;教学模式改革
1 实施全英文教学的必要性
随着国际学术交流的日益活跃以及国际化办学的趋势发展,借鉴国外著名大学的办学理念和管理模式,利用世界优质教育资源,提升教育教学水平,造就具有国际竞争能力的复合型创新人才,正成为我国教育改革与发展的新方向。
智能化是人类社会技术发展的必然趋势。作为计算机科学与技术专业课程体系中的核心课程之一,人工智能的地位正随着该学科的不断发展和其技术的广泛应用迅速提高,而且在非计算机领域,具有不同专业背景的学者也通过这个年轻的领域发现新思想和新方法。由于人工智能课程内容涉及计算机科学以及边缘学科的新理论、新方法与新技术,因此在该课程中开展全英文教学不仅可以让学生充分了解人工智能日新月异的发展,还可以促进本科教学与国际接轨,在培养国际化创新人才方面具有十分积极的现实意义。
2 当前国内全英文教学存在的主要问题
笔者对当前国内高校人工智能课程全英文教学的现状进行调查分析,调查对象为软件工程专业本科三年级学生,调研问卷共58份。调查项目、内容及结果见表1。
从项目1和2的调查结果看,大部分学生认为开展全英文教学有必要,其在提高英语应用能力、增强自己的就业竞争力以及了解国际前沿等方面有很大帮助。然而,由于全英语教学在我国尚处于起步阶段,进行全英语教学的效果并不十分理想,其教学试点与实践尚存在一些亟待解决的问题,主要表现在如下几个方面。
(1)对全英文教学的理解存在偏差。从项目3~5的调查结果看,教师不能正确处理好全英文教学与专业英语课教学的关系,使全英文教学变为纯英语课教学或专业英语课的翻版。大部分学生还是希望教学授课语言以双语为主或以中文为主、英文为辅,多媒体课件形式为中英文相结合。
(2)全英文教学达不到预期的教学效果。从项目6和7的调查结果看,虽然一些大学花了很大代价邀请国外一流教授专家讲授课程,但由于人工智能课程理论性强、难度大,学生很难适应全英文课程教学。
(3)缺乏内容全面和难度适中的教材。从项目8和9的调查结果看,一些大学在实施人工智能课程全英语教学时直接引进原版英文教材,但这对本科生来说,原版英文教材内容偏多、难度较大,学生学习时不免有诸多畏难情绪。
(4)师资匮乏。从项目10的调查结果看,学生对承担全英文教学教师的满意程度普遍不高。实际上,全英文教学对承担课程教学的教师要求很高,他们不仅需要具备专业知识,而且还要掌握英语应用技能,而现阶段国内高校中能承担全英语教学的师资仍然十分匮乏。
综上所述,如何改革全英文教学模式,讲授哪些教学内容,采用何种科学的教学方法与手段,是值得我们思考和关注的教学改革重点和难点。
针对以上这些问题,我们深入研究人工智能课程的特点,对现有教学模式、内容及方法进行全方位探索和改革,制订全英文教学计划,对促进教学工作、提高教学质量、培养国际创新型人才起重要作用,其重要意义具体体现在以下3个方面。
(1)探索如何将理论知识传授、综合能力培养与英语交流运用三者有机结合,建立全英文教学的新型模式,这将对更新教学理念和探索适合于计算机软件人才培养的教学方法产生深远影响。
(2)全英文课程教学能够让学生掌握最先进的人工智能国际前沿技术,开阔国际视野,有利于培养复合型、实用型、具有国际竞争力的高层次创新人才。
(3)全英文教学改革的探索与实践能够促进国内教育向国际教育迈进。
3 全英文教学内容改革
建立完善的全英语教学体系,需要有系统而完整的教学内容。我国计算机科学与技术本科专业人工智能课程课时一般只有36学时,因此我们需要考虑从什么角度组织教学内容,才能让学生比较容易地理解、熟悉和掌握人工智能的原理、方法与技术,从而显著提高教学效果。
与国内教学内容相比,国外教学更注重分析问题的思维方法和解决问题的应用能力,对提高学生的学习兴趣以及培养学生的创新能力十分有益,但是原版内容过多,且大多以国外政治、经济、文化、社会和生活为背景,对于我国学生来说,理解某些内容和背景比较困难。因此直接套用原版教学内容往往存在一定问题,我们需要在引进、消化和吸收国外经典教材内容的基础上,有选择性地挑选合适内容。国外经典教材编写思路不尽相同,一些经典人工智能教材及主要内容见表2。
人工智能的基本思想和主要内容是研究人类智能活动规律和用于模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。从表2中可以看出它们的共同点,即人工智能应围绕“智能”这个核心,但由于智能本身非常复杂,难以用单一的理论与方法描述,需要从不同的抽象层次刻画智能这个主题。我们认为,人工智能的主要内容可按图1所示划分为不同层次并确定讲授顺序。
在最底层,神经网络与演化计算(适应性原理与仿生机制等)辅助感知以及与物理世界的交互;抽象层反映知识在智能中的角色和创建以及围绕问题求解的知识的抽象、表示和理解;更高层则提出学习、规划、推理的模型和方式;应用层构造智能化智能体以及具有一定智能的人工系统,让计算机实现以往需要人的智力才能完成的工作。除了将人工智能课程的教学内容划分为这4个层次,为保证教学内容的循序渐进性,还可按照抽象层更高层最底层应用层顺序安排教学内容。
4 全英文教学模式改革的实施关键
针对以上国内全英文教学中存在的主要问题,我们提出人工智能课程全英文教学模式改革的实施关键,包括全英文课堂教学模式的重定位,“二三二”模式教学方法的改革,集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新以及全专业英语教学团队的打造。
4.1 全英文课堂教学模式的重定位
人工智能课程教学以培养学生掌握专业基础知识、培养实践动手与应用能力以及提高英语交流水平三者相结合为主要目标,分两个阶段进行,国内教师与国外教师共同授课。首先,国内主讲教师讲授人工智能课程的基础原理、模型和方法,可采用集中授课、案例教学和课堂实践等教学方式,使学生掌握人工智能的一般基础知识;在此基础上,再邀请国际知名外籍教师为学生讲授人工智能国际前沿技术,包括集中授课和专题研讨。经过基础学习,学生一般已掌握人工智能基础知识,因此对于外籍教师所讲授的学科前沿等内容能够准确理解和把握。与单纯采用全英文教学或单纯邀请外籍教师授课相比,该模式能收到较好的预期效果。“1+1”全英文双课堂教学模式如图2所示。
4.2 “二三二”模式教学方法的改革
实行全英语教学后,由于使用英文教材及中外教育背景存在差异等因素,我们在教学过程中对教学方法进行一定程度的调整和改进,包括全英文授课形式、案例教学、教学内容以及教学手段等方面;配合“1+1”全英文双课堂教学模式,提出图3所示的“二三二”模式教学方法,培养学生成为具有综合能力、创新能力、国际视野和英语技能的复合型人才。
该教学方法模式包括:(1)过渡式全英文与沉浸式全英语两大英语教学方式;(2)激励自主式、启发互动式、体验学习式三大学习法,激发学生学习兴趣,使学生牢固掌握人工智能基础理论与方法;(3)参与学习式和自我展示式两大学习法,培养学生综合运用知识的能力和创新能力。
在全英文课堂授课过程中,我们需要注重把握英语与专业的比例。首先,不能一味地追求全英文授课的形式而忽视教学效果;其次,还需要为学生提供一个良好的语言学习环境,在实际教学中注重培养学生良好的英语思维习惯,从根本上提高学生的英语水平。
人工智能课程包含大量概念,内容抽象,算法复杂,学生往往难以理解与掌握。将案例教学方法引入课程教学能有效提高学生的学习兴趣,获得较好的预期教学效果,但要达到理想的教学目标,仅仅靠课堂教学远远不够,还需要拓展第二课堂。有计划地邀请国外人工智能专家和教授到大学进行专题讲座,鼓励学生参加相关的课外科研/科技活动,使得学生能够体验式地、自主地学习,更好地了解人工智能新技术,从而进一步激发学生的学习热情。构建案例教学和课堂实践的双课堂教学模式,不仅能够丰富教学内涵,而且可以充实学科前沿知识并拓宽学生的国际视野。
4.3 集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新
除了引进、消化和吸收国外经典教材内容以外,我们还需要逐步建立起具有自身特色的教学内容,以保证教学内容集先进性、前沿性和实用性为一体。
(1)先进性。我们提出教学与科研相结合,以科研带动教学发展的新思路。教师可结合自己的人工智能及其相关领域的科研项目,将科研最新研究成果以及学科前沿知识进行梳理与优化并有机融入课程教学中,确保教学内容的先进性,有效提高教学改革的质量。
(2)前沿性。对人工智能发展较快的领域,如智能计算、数据挖掘等,还需更新和补充全英文教学内容,同时可以邀请国际知名大学教授共同研究与探讨教学内容,保证课程内容具有一定的前沿性,通过实现全英语教学保证课程与国际接轨。
(3)实用性。在讲授基础理论知识的基础上,还应注重实践的应用,增强学生的动手操作能力,以符合素质教育必须注重实践的要求。教师可结合教学中的基本理论知识,适当补充案例与实例,使得教学内容与实际相联系,丰富课程内涵并提高教学效果。
4.4 全专业英语教学团队的打造
师资力量直接影响教学效果。师资的匮乏是现阶段全英语教学面临的主要问题之一。虽然一些教师具有较扎实的人工智能学科功底,但不能熟练地运用英语进行授课,而有些教师则知识结构单一,缺少人工智能及其相关学科间的交叉与融合,因此我们需要多渠道、多层次地打造既具备专业知识,又具有学科交叉与融合能力,同时掌握英语技能的全英语教师队伍。将科研与教学相结合,利用与国外人工智能及相关领域学术带头人建立的合作关系优势加强交流与合作,争取申请国际合作科研项目,利用科研提高教师的教学质量、专业水平和英语技能。
5 全英文教学的具体实施
我们在软件工程专业本科三年级学生的人工智能课堂上实施全英文教学,具体实施过程如下。
(1)国际软件学院成立教学主管部门领导小组、从事教学研究的骨干教师组成的全英文教学工作小组以及由教学督导组成的监管小组,三者之间相互配合并共同促进,保障全英文教学工作的顺利推进与落实。领导小组对全英文教学的师资培训、人才引进、多媒体网络资源开发、实验室建设、教材编写等予以政策支持;教学工作小组制订全英文教学工作规划和年度计划;监管小组定期对工作小组的教学完成情况进行评估。
(2)在课程教学中,打破国内常规教学方式,建立开放式全英文教学模式,教学形式多种多样。教学方式以“1+1”双课堂教学模式为核心,以讲授与专题讨论相结合的方式,围绕基本原理、方法与技术展开教学,激发学生自主学习与创新学习的热情。
(3)国际软件学院在人工智能相关领域承担并完成了一批国家与省部级科研课题,而且取得了一些有影响的研究成果,形成了自己的学科特色和优势。2006年,国际软件学院聘请被誉为世界“人工大脑”领域先驱的美国犹他州州立大学计算机系Hugo de Gaffs教授担任武汉大学全职教授和学院国际人工智能研究室主任。
(4)聘请与国际软件学院有合作协议的国立首尔大学计算机科学与工程学院Bob McKay教授专职来校为本科生讲授人工智能技术前沿。同时,利用国外学者来武汉大学顺访的机会,请其为学生作学术报告,使学生了解国际最新人工智能技术,如邀请曾经在麻省理工学院从事过7年博士后研究的宋森研究员进行“理解大脑与仿制大脑”的讲座等。
(5)国际软件学院在遴选教师到与学院有教学和科研合作的国外大学进修时,优先考虑给本科生授课的全英文教师,并将全英文教学能力作为选拔条件,以教师的学术进修带动全英文教学建设,使学科和专业建设与全英语教学队伍打造相结合,全面推进全英语教学工作的开展。
6 结语
人工智能是计算机科学与技术专业的重要课程,目前正面临着知识更新和教学改革的紧迫任务。笔者以实施全英文教学为契机,针对目前国内全英文教学中存在的亟待解决的主要问题,提出人工智能全英文教学内容与教学模式改革的新思路。
(1)以智能为核心,从不同抽象层次刻画智能主题,构造人工智能最底层、抽象层、更高层以及应用层4大模块内容。
(2)突破传统教学模式,对全英文教学模式进行重定位,提出“1+1”全英文双课堂教学模式。
(3)提出“二三二”模式教学方法的改革方案,培养具有综合能力、创新能力、国际视野、英语技能的复合型人才。
(4)提出教学与科研相结合,以科研带动教学发展的新思路,进行集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新。
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