人工智能下的创新教育范文

导语：如何才能写好一篇人工智能下的创新教育，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[7] Russell S， Norvig P. Artificial intelligence： A Modern Approach[M]. 3rd ed. Edinburgh： Pearson Education Limited， 2014.

[8] 跽蛑甘： 全球人工智能发展报告2016[R]. 嘉兴： 乌镇智库和网易科技， 2016.

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[10] Negnevitsky M. Artificial intelligence： A guide to intelligent systems[M]. 2nd ed. Boston： Addison-Wesley， 2004.

[11] Luger G F. Artificial intelligence： Structures and strategies for complex problem solving[M]. 6th ed. Edinburgh： Pearson Education Limited， 2008.

[12] Jones M T. Artificial intelligence： A systems approach[M]. Sudbury： Infinity Science Press， 2009.

[13] Flasiski M. Introduction to artificial intelligence[M]. Wiesbaden： Springer International Publishing， 2016.

[14] Winston P H. Artificial intelligence[M]. 3rd ed. Edinburgh： Pearson Education Limited， 1992.

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关键词：人工智能，基础教育，专业发展

一、前言

人工智能（ArtificialIntelligence，简称AI)快速发展，在一定程度上促进了人们的思维方式、人际互动模式以及学习和教学方式的改变，我国教育部门不断重视AI技术在基础教育领域中的融合，以更好地促进中小学生的个性化发展。AI视域下，教师的工作环境将会越来越智慧化，智能阅卷、智能授课和智能评估逐渐成为可能，教师可以根据学生的学习进度和学习特征，有针对性地对学生开展个性化指导。同时，学生在课堂上也可以更熟练的使用平板电脑而不是手抄本进行交流。目前，AI技术已经成为教育系统性变革的内生变量，不断推动着教育模式的变革、教育理念的更新以及教育体系的重构，基础教育信息化进入了创新发展的2.0时代[1]。虽然我国AI教育发展水平落后于国际先进水平，尚未在在中小学教育中普及应用，但是我国教育部门已经制定和出台了相关政策，以推动基础教育和AI的不断融合和发展，可以预见，AI技术必将为基础教育发展赋予越来越强大的智慧支撑，推动基础教育现代化。

二、AI教育时代中小学教师面临的挑战

面对以AI为核心的信息技术，如何更好的促进学生发展，从适应到引领转变，实现自身的突破性发展，是教育工作者必须深思的问题。AI技术在一定程度上提高了教学水平和教学质量，但是在教师层面还是存在一些问题，使AI技术与基础教育在融合过程中面临一系列的挑战。1.与AI教育相配套的教学方法创新性不足AI教育作为一个高度依赖技术的跨学科领域，AI应用程序可以在一定程度上扮演教师的角色，观察学生的学习过程，分析他们的学习表现，并根据他们的需求为他们提供即时帮助。此外，了解AI技术的能力和特点，教师可以在课堂上采用合适的AI应用程序来提高学生的学习成绩、动机或参与度。新技术影响了教育体制和教学手段，在这样的背景下，教师在使用新技术时要关注教育主体、尊重教育主体，而不能秉持以往旧的认识。但是在现实教学中仍存在盲目学习的典型问题，教师未能针对学生的个性特征而进行因材施教，学生在学习的过程中存在“一刀切”的现象，而不是被个性化对待。2.AI师资力量薄弱AI教育属于多学科交叉领域，教师一方面要具备心理学、教育学和信息技术等各学科相关知识，另一方面要将这些知识进行整合和运用。目前虽然学生的学习意愿强烈，但是从当前AI的师资来看，具有AI学识的师资力量十分薄弱，教师普遍缺乏完整而系统讲授AI课程的能力和知识，部分教师简单地将AI教育视作机器人教育﹑编程教育、计算机辅助教学等，个别中小学的AI教师是由其他学科教师来兼任，此外，AI教师编制不足、师资质量不均衡也是突出的问题。教师师资队伍建设是改善AI教学质量的关键。3.教师培训缺乏针对性目前教师已了解到AI在教学方面发挥的积极作用，并认可AI对教学的促进作用，但大部分教师都是停留在简单的意识层面，在教学实践中并未真正去落实。虽然存在以上问题，但是大部分AI教育教师没有接受专业培训，在讲授AI知识时，缺乏深入性，只能浮于表面，有违学科初衷。4.实施路径单一AI教育作为新兴学科，是基于时代最新技术的教育，要求教师在专业发展过程中，一方面要注重掌握各学科知识，另一方面更要注重教师专业发展的实践性和情境性，强调学生在学习过程中的参与和体验。但是目前中小学AI教育实施路径比较单一，在课程设计上，教师主要停留在传统的信息技术与教学设计层面，学生在课堂学习和实践中难以系统而深入掌握AI的技术、方法和基本理念。在教授形式上，主要采用课堂教学的方式对AI知识进行讲解，而学生实践和体验的机会相对较少。

三、AI视域下中小学教师发展路径

中小学教师如何更好适应AI时代，更好的构建AI教育生态体系，以促进AI与基础教育的深度融合，主要有以下路径：1.培养信息素养信息素养的本质是全球信息化，人们需要具备的一种能力。面对AI技术的迅速发展，中小学教师应注重信息素养的培养，信息素养主要包括两方面内容，即信息技术素养和信息意识素养。在信息技术素养方面，中小学教师应呈现趣味性强的教学课件、流畅的运用多媒体、及时反馈学生的问题等调动学生的积极性，以激发学生各科的学习兴趣，培养良好的学习习惯。此外，中小学教师要保持对新技术的敏感性。信息意识素养是信息素养中的观念性成分，是教师对信息的态度、认识层面的关键要素，是信息素养的重要组成部分。中小学教师在信息意识层面，要积极接受新兴技术带来的学习和教学方式的改变，决定性意义转变的前提是更新观念。2.提升职业道德素养恪守职业道德：传道、授业、解惑是中小学教师的主要职责。随着AI与教育的融合，智能平板等设备可以在一定程度上代替教师讲授知识、解疑答难和阅卷评分，AI在得到科学利用的前提下，可以成为师生的强大助手，从而大幅提升教与学的效率。教师应积极面对AI技术给教育带来的便利，提高自身的自主学习能力和创造力，同时注重培养学生思维的创新性，呵护学生的好奇心和求知欲，鼓励学生发现和解决问题。引导学生树立正确价值观、道德观和法治观：如今AI技术迅速进入中小学生的课堂教学，深刻改变着学生的学习模式和师生互动模式，一方面教师要充分将AI技术有效整合到课堂，另一方面也要正视AI的使用边界，AI技术快速发展有可能带来伦理风险。在中小学阶段不乏这样的例子，有些学生利用课堂上学到的编程知识去充当黑客，或者产生网络成瘾行为，以上学生的偏差行为已经触及价值观的层面，对自身的身心健康产生不利影响。因此，面对AI技术的迅猛发展，教师要有效的应对信息技术带来的伦理挑战，深入研究思考并引导学生树立正确的价值观、道德观和法治观，提升学生的诚信意识和社会信用水平。3.更新教育教学观念改变传统单一教学模式：随着AI技术的发展，互联网、大数据分析、智能化推送等教育产品层出不穷，如果不能科学利用这些技术产品营造适合学生成长的教学生态环境，技术将无法真正促进学生学习效果和教师教学水平的提升。AI视域下，教师要接受并适应智能技术给教育带来的变化，转变传统教育观念和教师角色，同时，教师在教学中应考虑学生的认知发展的阶段性特征，适时了解学生的学习风格和学习策略及学习中遇到的学习障碍，利用多样的教学活动和教学过程将知识获取和能力培养结合起来，促进学生认知和非认知能力的发展，最终实现学生的全面和个性化发展。课堂教学中，教师应改变“灌输式”“注入式”等单一的教学模式，充分利用AI技术实现教学方法多样化，活跃课堂氛围，提高课堂效率，树立教学、体验和实践相结合的教学观，提升学生的动手能力，中小学AI教育在实施路径方面应该多元化，实现认知、实践和体验的有机结合。此外，教师要看到学生的不同进度和情感需求，借助于AI技术，根据学生的发展节奏制定不同的学习计划，做到因材施教，为每一位学生成长提供学伴式帮助。注重培养线上和线下相结合的自主学习能力：AI视域下信息技术与基础教育的融合，网络在线平台为教师提供了丰富的学习资源，教师要更新自身旧的知识框架，进而不断提高自身的知识体系。针对目前存在的教师培训缺乏针对性的现状，教师可以加强线上自主学习，学习教学中常用的AI技术和程序。首先，线上学习过程中，面对网络和AI应用提供的多种类别的学习内容，教师要根据所教学科和所任学段的学生发展特点，选择恰当的教学内容，以便信息技术可以更充分地服务于教学，从而提高教学水平。其次，教师在注重线上学习的同时，也要注重线下学习，教师在教学中可以组织课前、课后的学习讨论小组，就教学中遇到的问题进行面对面的沟通与交流。

四、结语

AI技术的迅速发展，给基础教育带来便利的同时也必然会带来较大的冲击与挑战，AI视域下，中小学教师应该以积极的心态去面对机遇和挑战，抢抓机遇、迎难而上，努力培养自身信息素养，提升职业道德素养，更新教育教学观念，在人与机器日益激烈的竞争中获得主导地位，在基础教育改革发展浪潮中实现跨越式自我发展。

参考文献：

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关键词：电气；设备；智能化；系统

1引言

迈入二十一世纪以来，随着科技水平的不断进步，我国在电气领域也得到了巨大发展，不管是在质量上，还是在数量上，我国都得到了实质性的进展和突破。本着与时俱进的精神，电气行业的发展也紧跟时代的脉搏，紧紧围绕互联网技术和其他先进的科学技术的发展，形成了具有自身特色的发展模式。而与尤为突出的就是人工智能这一方面。人工智能技术在电气自动化控制方面的广泛运用，使得许多工作和研究中的疑难问题得到了很好的解决，同时也使得工作效率得到了很大的提高。

2智能化概述

既然说到智能化，那就显然我们来了解一下，什么是智能化！智能化属于计算机科学的分支，又常常被称为人工智能，其所表达的是对人的意识或思维的相关信息过程进行模拟。在智能化或说是人工智能的研究领域包括许多方面，比如图像识别技术、语音识别技术、智能机器人等等。而按人工智能化程度的强弱，可大致分为强人工智能和弱人工智能，所谓的强人工智能就是指具有自主意识能够真正做到自主解决问题和推理的设备或机器人，而弱人工智能则是没有自主意识的设备和机器人。在生活中，弱人工智能较为常见。人工智能能够被广泛运用于各个领域，自然有其所特有的优势。对于人工智能其特点有以下几点：第一，促进社会经济效益的提升。因为人工智能领域的发展，许许多多新的相关领域和产业也随之诞生。同时智能化技术的不断突破也使得传统行业和领域得到了改进和升级，从而进一步促使了社会产业结构的调整升级。智能化技术在其他行业的运用大大提高了该行业的生产效率和生产能力，以及生产质量。所以，总结一下就是智能化技术的不断进步能够促进社会经济效益的提升。第二，促进相关科学技术和领域的发展。随着人工智能技术的诞生和发展，随之而来的则是一场全新的技术革命。智能化技术给某些领域的科学研究来说有一定程度的冲击，其中就比如自然科学领域的一些研究。而在电气工程领域由于智能化技术的引入，使得电气工程的科学研究理念发生了改变，同时也使电气工程的相关研究更具有价值。第三，改变了人们的生活模式。随着智能化技术在各领域的应用越来越成熟，人们的生活模式也在慢慢的发生改变。生活中智能化的设备和一些智能化的体验，让人们切切实实地体验到了智能化技术所带来的便利。同时也对智能化技术期盼也越来越多。

3智能化技术在电气工程领域的应用

将智能化技术引入电气工程自动化控制设备后系统中大大提高了，设备和系统的工作效率和工作质量。比如由于智能化技术的引入，使得换热站的自动化控制程度得到了提高，目前已实现了无人值守的目标。下面我们将从系统的智能感知，记忆存储，自动调控和自我决策这几个方面来说明智能化技术在电气工程领域应用的具体意义。

（1）系统的智能感知

所谓的智能感知就是对外部世界的感知，并获取外界信息的能力。智能感知是智能化技术的重要组成部分。智能感知系统的设立有利于电气自动化系统对系统操作形式和数据分布的感知，对系统实现远程化、无人化和自我感知的能力有很大帮助。其实自我感知系统是智能化和信息化相结合的应用。比如在换热站中，自动化换热设备通过相应的传感器，对温度、设备的运行状态进行感知，而后将相关数据进行初步的处理之后，再将数据传送到相应的计算机终端，而后根据计算机对数据的分析结果，通过信息技术和自动化控制技术对自动化换热设备进行相关操作。

（2）系统的记忆存储

电气自动化系统对外部信息、操作数据以及其他相关数据的存储是十分重要的。在智能化电气自动化系统中，一般是由智能化终端对以上所说的相关数据进行存储的，除此之外，智能化终端还会对数据和信息进行一定的分析处理和计算整合。所以根据智能化终端的数据，我们可以找到数据之间的差异，从而改进设备的相关操作。同时在智能化终端还能在设备出现故障时，根据设备故障的原因对设备故障处理的相关操作进行相关的记忆存储，从而使设备的在遇到该类故障时可以实现自行处理的功能。

（3）系统的自动调控

所谓的自动调控就是根据外界变化的环境不断的进行自我调整，从而来适应变化的环境。反应在智能化技术中就是根据外部环境的变化，不断的对系统的相关操作数据进行调整，从而来实现电气工程的自适应。比如温度控制，在智能控制系统中，机械设备在运行过程中会产生热量其运行过程中温度升高，而智能系统在感知其温度升高后会自动调度设备中的散热装置对其进行散热，从而确保设备运行在正常的温度，而在其温度下降到一定范围，系统则会自动关闭散热装置。

（4）系统的自我决策

从上面我们不难看出，智能控制系统可以根据外界的相关变化做出相应的动作，所以从一定程度上来说，智能控制系统具有一定的自我决策的能力。而在电气自动化控制中，智能化技术作用最为突显的地方就是智能诊断。我们的电气自动化设备不可能是不出现任何故障的。而在电气设备出现故障时，智能化技术能够很快的发现故障的源头，并及时的对故障原因进行分析，而后进行自我决策并做出相应操作处理。

4结语

电气工程自动化控制系统的智能化是电气领域未来的发展方向，而智能化技术由于信息技术结合得十分紧密。所以在实现电气工程自动化控制智能化的过程中，就是将信息化和智能化紧密结合得应用在电气领域。通过计算机或其他信息终端提高电气设备智能化的程度，实现电气设备的自动化故障诊断、决策和处理运行。电气工程自动化控制系统的智能化是一项长期任务需要电气领域和相关领域的研究和工作人员的一起努力。

参考文献：

[1]张赛文挺.浅析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技风,2016(11).

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【关键词】信息化；继续教育；质量建设

一、信息化浪潮与继续教育转型发展

（一）教育活动与信息技术融合发展，是当代继续教育发展的客观趋势

1965年法国教育家保罗朗格朗提出了终身教育理论，对现代教育特别是世界各国继续教育改革影响深远。①继续教育作为现代教育发展的重要形态，本身就是在教育活动与信息技术结合中起步的。最初形成的以视听技术运用为主要形式的广播电视教育等远程教育，就是运用信息技术开展学历补偿和职业后教育的形态。信息化浪潮的推进，带来了教育理念、教学方式和学习模式的巨大变革，极大地丰富了继续教育实践。进入21世纪，互联网飞速发展，尤其是大数据、网络社交、云计算等广泛应用，更加深刻地改变了人类固有的知识体系、学习方式和教育模式。新一轮信息化催生了各种信息技术在继续教育领域的广泛运用，信息化在其中的作用和价值更加显现出来，对继续教育思想与观念、管理模式、教学内容和方法产生了变革性推动。②可以说，继续教育与信息化有着天然的、内在的联系，借助信息技术促进继续教育发展，是一个规律性趋势。

（二）加强信息化应用是我国继续教育转型发展的必然要求

改革开放以来，我国高校继续教育适应经济社会发展应运而生，伴随现代化进程深入推进，充分发挥高校学科、人才优势，参与构建学习型社会和终身学习体系，取得了显著成就。进入新时期，高校继续教育发展面临着新的形势和挑战。在需求层面，国家重大战略和区域社会经济发展，如推进经济高质量发展以及“一带一路”等战略，需要高校继续教育提供充分的人才支撑。③在供给层面，学习型组织发展和多元类型教育融合，特别是企业大学的快速发展、职业教育集团的兴起，引发继续教育格局重组，以质量为导向的竞争日趋激烈。在政策层面，国家取消了普通高等院校成人学历教育脱产班，逐步缩减本科院校成人学历教育专科的招生。④高校继续教育由学历补偿性教育转向非学历的素质提升教育，需要更加注重人才培养质量。可以说，高校继续教育进入了从数量规模型向质量效益型转型的发展时期。应对这一转型发展，高校继续教育要抓住信息化发展机遇，充分利用信息技术推进继续教育模式创新，提升服务社会培养人才的能力。

（三）信息化为破解高校继续教育矛盾问题带来契机

近些年，我国高校继续教育在迅猛发展，一方面推动人才培养和社会进步，但另一方面也带来发展粗放、质量下滑的隐忧和风险。从人才培养看，我国高等院校继续教育学生数量庞大，但是忽视内涵建设，人才目标界定不清晰、培养定位不准，教学针对性不强，课程教材缺乏特性，特别是实践性不够，适应性师资力量薄弱；从办学机制看，一些高校继续教育机构办学力量不足，优质资源整合不够，特色不够鲜明,专业渠道狭窄，缺乏拓宽办学路子的能力。从办学管理上，监管能力不足，管不过来与管得过死问题同时存在。这些都严重影响了继续教育办学的质量与信誉。解决当前高校继续教育中存在的突出问题，在树立科学质量观、深化改革的同时，必须通过加强继续教育与信息技术的融合发展，对学习者、教师、学校等继续教育的参与者和教学办学各环节，进行模式再造和系统重塑。通过信息化提升发展质量，实现继续教育健康发展。

二、信息化推进继续教育高质量发展的着力点

当前，现代信息技术发展呈现多媒体化、网络化、数字化和智能化趋势。信息技术对继续教育实践的影响是全面的、深刻的、革命性的。随着信息化的深度发展，高校继续教育在内容、方法、模式以至对学习者、教育者、管理者的要求等方面，都发生了巨大变化。高校继续教育必须准确把握信息化技术的最新发展趋势，借助先进适用的技术、模式，形成解决方案，提高质量建设水平。

（一）移动网络、多媒体化支持下的泛在学习

20世纪90年代以来，随着信息技术对教育的不断渗透，多媒体和计算机网络等新技术被广泛应用于教育领域，推动了泛在学习兴起。泛在学习通过超链实现本地资源与远程资源的无缝链接，学习的内容空间得到了极大扩张；利用构件化技术，即时性更新教育内容，提供全面的教育在线服务，支持按需学习、适时学习、弹性学习，为学习者提供时时、处处在线学习的场景。泛在学习呈现出学习内容海量、优质资源共享共建、学习交互性强等特点。大规模在线开放课程“慕课”(MOOC，MassiveOpenOnlineCourses)，就是基于网络教育的泛在学习典型方式，其以现代信息和网络为技术支撑，搭建开放灵活、功能强大的教育网络平台，把优质资源输送到有需要的终端，实现人人可学、时时能学、处处易学。⑤美国高等教育界将MOOC比作教育史上的一场数字海啸，目前最有影响的美国的EdX、Udacity和Coursera三大MOOC平台注册人数已达上千万数量级。继续教育与泛在学习在学习机制上有内在契合性，值得充分借鉴运用其核心理念和技术解决方式。

（二）人工智能下的自主学习

“人工智能”(ArtificialIntelligence，AI)下的自主学习是1956年达特茅斯研讨会中提出的，当时指机器模拟人的智能。经过60年的发展，人工智能发展经历了计算智能、感知智能阶段，步入认知智能阶段，其内涵不断拓展，逐步聚焦于模拟、延伸和拓展人类智能的功能。近年来，一些国家已研发应用计算机智能辅助教学系统。一些高校设立自主在线学习平台，学习者通过平台进行选课、课程学习、课后测评等。这实际上是人工智能下的自主学习技术在继续教育活动中的运用。这种基于大数据的自主在线学习，可以根据数据对学生的学习情况进行评估，预测学生未来的学习表现并智能化推荐适合学习内容，让学习者能够从多元化的学习内容中进行自主选择，实现学习的个性化。⑥同时，通过将信息技术、视频、网络和智能化平台等因素综合起来，搭建多重交互、合作学习、资源共享的环境和情景，对学习者持续性诱导和激励，使其形成自我学习机制，可以激发和培养学习者的创新思维及实践能力。

（三）大数据推动下的智能教育教学管理

伴随着移动通讯、云计算、传感器、物联网等现代信息技术的快速发展，人类社会进入大数据产业化的时代，为改进继续教育办学机制及丰富教学内容提供了支持，对推动继续教育教与学的对接、管理以及市场开拓，都提供了智能化手段。一方面，通过教育大数据的运用，准确分析把握学习者的特点和类型，动态地改进调整教学方案和内容，可以增强教育的针对性和有效性。⑦另一方面，通过数据化应用，实现对继续教育要素的数据处理，可以及时、深度挖掘教育活动供给需求资源，实现市场需求分析、精准教育评价和办学需求调研、项目开发等教育决策科学化，提升教育管理的精准化。⑧

三、运用信息化提升继续教育质量的重点对策

信息化支撑继续教育质量建设具有综合性、过程性、渗透性，影响因素多元动态复杂，其中学习资源、教师、教学管理等因素至关重要。当前必须抓住主要问题，通过要素资源、平台、机制的整合再造，提升信息化应用水平，加强质量建设，提高高校继续教育质量。

（一）建立动态集约共享的课程资源体系

课程是教学活动的基本载体。只有课程有质量了，继续教育才可能有质量。要结合继续教育发展实际，利用多媒体技术，实现教学内容、网络课程、辅助资源的信息化，创建丰富的、分布式的教学资源库。可以发挥高校知识原创和学科优势，建立校内优质教育资源在继续教育与其他类型教育之间的分享平台，通过建立优质课程资源库、电子教室、微课等形式，促使本校优势教学资源向继续教育外溢。建设课程教学与应用服务有机结合的优质在线开放课程，利用信息技术提升教学水平、创新教学模式，利用翻转课堂、混合式教学等多种方式用好优质数字资源。同时，针对继续教育实践性强的特点，探索互联网条件下课程资源的共建共享，由高校与高校、企事业单位等共同建设，打造一批多元化、实用化、网络化的课程“超市”。鼓励通过与具备资质的企业合作、采用线上线下结合等方式，推动在线开放资源平台建设和移动教育应用软件研发，加快推动继续教育服务和学习方式的变革。

（二）推进适应性信息化教学模式、形式和方法创新

积极探索远程学习、网络学习、移动终端学习等新型教学模式的特点和规律，实现教学方法、手段的网络化，创建方便灵活的教学互动平台。利用云计算、移动互联、智能家居等新技术，实现教学和管理的移动化、多终端化，创建时时能学、处处可学的教学环境。要加快推进现代信息技术与教育教学深度融合，推进在线开放课程和虚拟仿真实验教学建设，以提升教师信息技术应用能力为着力点，加快用信息技术改造传统教学，提高教学水平。深入推进网络学习空间互通，形成线上线下有机结合的网络化泛在学习新模式。引导学校与教师依托网络学习空间记录学生学习过程，进行教学综合分析，创新教学管理方式。

（三）利用信息技术优化拓展教师资源

没有一流的师资队伍，就没有一流的继续教育。当前，一些高校继续教育缺乏充足的专业化教师，一些教师参加继续教育时间精力不够，校内整合资源不够，教师对信息化手段的运用能力也不够。高校继续教育务必重视师资资源建设，在加大培养和引进实践经验丰富的高素质教师同时，还应运用现代网络技术，拓展整合利用各方面教育资源，探索“名师课堂”“名校网络课堂”等信息化教师教研新模式，推广“虚拟教师”技术应用，运用虚拟化的名师、大师，丰富教育资源，激发学生的学习兴趣。信息化发展促进了教育方法和手段多样化，教师职能也发生了变化，除了传递知识、信息以外，更要注重引导学习者运用信息技术自主获取知识、运用知识、创造知识。因而要加强教师自身的继续教育，特别是通过培训，提高驾驭信息化的教学能力，为提升教学质量提供强有力的保障。

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［关键词］“互联网+”；汽车专业；职业教育；智慧课堂；教学模式

一、引言

2012年业界首次提出“互联网+”概念，2015年政府工作报告首次提到制订“互联网+”行动计划，此后我国互联网跨界融合迅速展开，当今互联网创新效果深度影响各个领域。智慧课堂作为一种新型的教学形式，职业教育领域研究智慧课堂教学之风迅速兴起。目前国内关于“互联网+”背景下智慧课堂教学模式的研究仍处于初始阶段，大多研究侧重于智慧课堂的硬件技术实现，如智慧教室、移动终端教学工具、数字化教学平台、虚拟仿真软件等，搭建智慧教室或依托互联网智能教学环境。本文将总结“互联网+”背景下智慧课堂总体架构，建立适应高职汽车专业的智慧课堂教学模式实施构架和教学活动程序，开发“互联网+”背景下智慧资源，探索“互联网+”背景下多元化的动态评价体系，并进行智慧课堂教学模式的改革实践，将移动智能终端和大数据有效融入教学过程中，巩固专业知识，强化专业智慧技能，培养学生的创新意识以及使其养成良好的学习习惯，并促成可持续发展能力，从而对教学模式改革进行有意义的探索。

二、智慧课堂教学模式的改革路径

（一）明确概念，确定智慧课堂教学模式结构框架

教学模式是在教学理念的指导下，为完成一定的教学目标，进行教学活动规范，具体包含教学活动结构框架与相应教学活动程序，使教学过程较为稳定，且具有与之相对应的程序和策略。其中，教学活动结构框架是宏观上确定教学活动整体规划，而教学活动过程主要突出教学活动的具体操作。智慧课堂教学模式有特定的逻辑步骤和操作程序，体现了职业教育现阶段的教学理论思想，基本构成要素由智慧技能教学理论基础、课堂教学目标、课堂教学程序、智慧教学辅助条件、教学评价与拓展迁移六方面组成，“六方面”既要满足企业需求，又要实现学生的智慧技能可持续发展，并为智慧课堂教学模式实施构架的设计提供依据。

（二）探索“互联网+”背景下智慧课堂教学模式框架

根据教学模式构成的基本要素，将智慧课堂与当前职业教育教学理念相结合，从智慧技能教学理论基础、课堂教学目标、课堂教学程序、智慧教学辅助条件、教学评价与拓展迁移六个层面进行智慧课堂教学模式实施框架的设计。1.智慧技能教学理论基础“互联网+教育”是当今互联网科技与教育领域相结合的新教育形式，随着科学技术的不断发展而逐渐完善。教育部2018年《教育信息化2.0行动计划》提出现代教育技术要嵌入学习系统，建设基于互联网的大资源，建设人工智能的思维学习环境，提升学生的信息技术素养，开启智能教育。智慧课堂教学模式可以理解为充分利用大数据、云计算、物联网、虚拟现实及人工智能等现代信息技术，对行业企业需求、教师需求、学生需求、学习情境进行多方位获取，对学生学习过程进行有效记录和分析，依托课前备课系统、多媒体教学系统、问卷和答题系统等信息化技术手段为个性化学习的开展提供智能教育支持。2.课堂教学目标智慧课堂教学目标在于以问题解决为中心，建构有意义的教学内容，注重元认知的调节，充分发挥学生的主体性、创造性，引导学生学会学习，培养学生学会求知的能力，培养学生自主发现问题、解决问题的能力，使学生养成学习反思的习惯，引导学生创造性的学习，启迪学生的心智，最终促进学生终身学习和可持续发展。3.课堂教学程序教学活动是教学工作的基本形式，是一个为了达到一定的教学目标而进行的完整教学系统，包含师生活动全部行为，教学活动一般可以分为课前、课中和课后三个教学环节。在课前环节，要求教师依据课堂教学目标制作预习材料，结合学生特征进行分析，有针对性地进行课前设计，设计预习活动内容，资源；要求学生预习汽车相关的新结构、新材料、新工艺；然后实施自主预习活动，在线交流，实时反馈，数据呈现学生预习结果，科学应用课前预数据，适当调整课中和课后教学设计。在课中环节，教师创设情境，项目引领，问题切入，布置任务，导入新课，课堂随测限时提交，实时点评；学生整理问题，确定问题，多屏参与互动，巩固内化，举一反三；课中保持师生立体化互动，持续沟通，合作探究，教与学乐在其中，在寓学于乐中培养学生的综合职业能力。在课后环节，要求教师设置差异性学习拓展、比预习题型多样化的课后习题，提醒学生反思，开展个性辅导；学生学习相应拓展，提出疑问，提交必做的课后作业，提交录制的操作视频；课后巩固学习内容，学生之间可以互相学习，教师对此进行点评，学生在意义建构过程中形成持续深入学习的能力。4.智慧教学辅助条件（1）硬件条件。智慧教室应具备便捷、实时、可靠的电脑、平板、手机、笔记本等信息化智能移动学习终端，话筒、摄像头等移动终端硬件采集设备，多个显示屏幕、光传感器等物联网设备；智慧教室布局灵活桌椅；学生使用智能手机。能满足多设备、大数据量的互动需求，采集相关数据，记录存储教室内各种互动数据与轨迹。提供生产实训环境，智慧课堂需要对实践教学环节进行支持，汽车类专业智慧教室，最好能配置前教室、后车间的一体化教学环境。（2）软件条件。智慧课堂教学系统需要智能诊断、大数据、物联网、智能现实等技术支持，支持智慧学习系统需求；结合生产岗位具体需求，设置虚实相结合的虚拟仿真实训环境，解决个别实操设备、实践场景等受限问题。5.教学评价在“互联网+”背景下，充分应用人工智能、大数据等信息技术手段，探索教师、企业、学生等多元主体参与的“师生交互”动态评价体系，以便更客观地评价学生学习的效果和教师的教学质量。把学生在线学习、在线交流、在线测验、课堂表现、小组协作、技能操作、学习活动、行为轨迹、平时测试和期末考试等作为评价指标；借助移动工具、教学平台、考试平台、第三方问卷平台、调查问卷和综合考试等开展在线评价、面对面评价；开展学生自评、学生互评、小组评价、教师评价、企业评价和督导评价等多元评价活动；进而多元评价学生应知应会、操作技能、求知能力、分析解决问题能力、协作能力、创新能力和教师教学质量效果等。应用评价情况动态调整教学活动，促进教师开展教学改革，督促学生注重过程学习。6.拓展迁移教学中要注意学习迁移的作用，利用大数据掌握学生喜好以及对解决问题的程度，设置有关学习拓展，推介相关拓展学习内容，充分利用正迁移，消除负迁移，促进学生智慧成长和可持续发展。

（三）开发“互联网+”背景下智慧课堂教学资源

汽车技术日新月异，为了更好地适应汽车行业岗位需求，立德树人，要以行业需求和企业岗位工作任务为依据，对高职汽车类专业核心课程的教学内容进行重构，将“1+X”证书要求、职业资格证书标准、新技术新规范、工匠精神、创新精神融入课程中。工欲善其事，必先利其器。智慧课堂教学必须依托校企深度合作，进行产教融合，共同开发课程，建设优质教学资源。1.建教材优结构开发可及时更新的新媒体化活页式教材，内容要注重学生能力培养。首先，紧盯汽车产业转型升级需求，将基础知识及先进技术融入教材，比如汽车底盘检修课程的教材，内容选取要着重汽车底盘各系统结构原理、检修方法，同时将汽车新能源、智能化、网联化的新技术、工匠精神、创新精神融入教材，对于使用频率不高的相关原理可以选择性摒弃或设成拓展学习。其次，优化实践教学内容，理论、实践有效结合，促进学生融会贯通。最后，教材要能形象描述或动态演示专业设备仪器使用及汽车底盘系统检修方法、技术规范等。2.建课程配资源校企合作培养能熟练应用“互联网+”教学的“双师素质”教学团队，建设与教材同步的数字化教学资源，如讲解视频、实操视频、三维动画、课件、学习评价、测试题等，建设教学资源云平台，建设优质颗粒化网络数字资源，建设核心专业资源共享课程，保障学生课程学习兴趣和主动自主在线学习的积极性，建设拓展迁移资源，多门同类课程云平台改造整合，充分利用优质网络教学资源和大数据，进行深度互动，通过拓展资源促进学生知识迁移及可持续发展。

三、结论

篇6

关键词：智能科学；情感计算；感性工学；机器人；教材

中途分类号：G642　文献标识码：B

1　引言

人工情感(Artificial Emotion)是利用信息科学的手段对人类情感过程进行模拟、识别和理解，使机器能够产生类人情感，并与人类进行自然和谐人机交互的研究领域。1981年就有人开始研究人工情感问题，但是直到1990年以后它才开始逐渐引起人们的关注，特别是近几年，对人工情感的研究越来越受到人们的重视。1995年，美国MIT媒体实验室的R，Picard教授提出了“情感计算(Affective Computing)”的概念，并于1997年正式出版了专著《Affective Computing》。情感计算研究就是试图创建一种能感知、识别和理解人的情感，并能针对人的情感做出智能、灵敏、友好反应的计算机系统。日本学者Nagamachi提出了“感性工学(Kansei Engineering)”的新术语，并展开了以消费者为导向的新产品开发研究。2000年，北京科技大学的王志良教授提出了“人工心理(Artificial Psychology)”的理论，并于2007年出版了《人工心理》专著。

心理学家认为，人工情感是在人工智能理论框架下的一个质的进步，这充分表明了新世纪人工科学的多学科交叉研究，彼此互为影响的特点。人工情感必将为计算机的未来应用展现一种全新的方向。

2　学术科研背景

人工情感作为人工智能的扩展研究，已经在应用方面取得了许多进展(主要是在美国、日本和欧盟国家)。但是，由于情绪心理学理论方法的多样性，导致人工情感理论与研究方法都不十分成熟，使得应用技术受到了很大影响。

综合国际上关于人工情感专题研讨与论述，我们将人工情感研究领域面临的主要挑战归纳如下：

(1)情绪心理学理论的多样性，导致人工情感理论方法的不一致，以至于很难找到适用于信息科学的人工情感的统一理论方法。

(2)目前几乎还没有符合人类情感规律并适于机器实现的人工情感自动生成模型；

(3)在智能推理过程中，如何考虑情感影响的因素，实现真正意义上的拟人推理过程。

(4)目前还没有为人工情感研究者提供完善服务的计算机仿真平台及情感计算库。

(5)语音情感信息处理技术和表情识别技术的不成熟，成为制约人工情感与和谐人机交互技术发展的瓶颈。

(6)如何实现多模态情感信息融合、识别与理解，实现自然和谐的人机交互平台环境。

(7)人工情感的研究成果如何与成熟的人机交互平台相结合。

(8)如何验证机器情感的正确性是人工情感研究面临的图灵测试问题。

(9)如何从人工情绪(Artificial Emotion)走向仿真情绪(simulating Emotion)、工程情绪(Engineering Emotion)，进而找到重大应用突破点，这将是一个亟待解决的问题。

针对这一学科前沿的源头问题，进行创新性研究，解决普遍认为是人工情感的几个困难问题，是我们未来研究面临的主要挑战，也是我们的机遇。

3　现实面临的问题

2003年，北京大学智能科学系率先提出成立“智能科学与技术”本科专业，主要从事机器感知、智能机器人、智能信息处理等交叉学科的研究和教学。并于2004年在国内开始招生。随后的几年里，全国多所重点院校都成立了自己的“智能科学与技术”专业，并拥有了相关的硕士点、博士点以及博士后流动站。

随着本科生、硕士生和博士生以及从事智能科学研究人员队伍的不断壮大，使得教材建设的问题逐渐凸显。“智能科学与技术”专业作为最年轻也最有发展潜力的学科，还没有自己专业系列教材，许多高校的教材大都采用计算机类、通讯类的课程，而这些教材大都处在“知识结构老化，更新缓慢”的状态，已经不能适应该学科的发展，成为制约学科建设和教学水平提高的重要因素。教材是基本教学内容的载体，好的教材可以在教学方法上提供相应的参考，不仅为教学提供依据，还会助推本学科不断完善，学生培养体系的逐渐规范。因此，建设新教材，使之尽快与国际接轨，已成为亟待解决的重大问题。

2007年开始，北京科技大学招收智能科学与技术专业本科生，该专业的本科生将在2009年下半年进入专业课阶段学习，专业教材的建设问题已迫在眉睫。我们通过跟踪调查北京科技大学智能科学与技术专业本科生、研究生的教育基础、教学现状和教学需求，结合兄弟院校的专业教学情况，深入分析我国现代化建设的人才需求和本学科的自身发展、结构特点，系统总结国内外在“智能科学与技术”专业教学改革和实践中取得的成果和共识，进行了《人工情感》教材的编写。

作为知识的载体，教材是按照一定的教育目标和教学规律组织起来的科学知识系统。从教材的构思到教材的最终出版，一般科学的方法总共需要经历如下几个步骤，如图1所示：

(1)教材构思、大纲制定：这一阶段主要是集思广益，根据教材所面对的受众群体，大概划定教材所要包含的内容，反复讨论并修改大纲，根据教材内容划分章节，制定章节标题。

(2)拓展思路、广搜资料：这一阶段主要是组织参编人员搜集第一手资料，整理素材，逐渐使材料规范化、书面化。

(3)分工明确、力求完善：这一阶段要组织好参编人员，做到各司其职，各负其责，把各人负责的章节按照事先的规划，将理论知识、应用实例、习题及答案补充完整。

(4)精益求精、查漏补缺：把已经初步完成的教材送给相关教师及同学，让他们以初学者的身份，以局外人的眼光反复阅读，提出意见。经过反复修改，书稿基本成型，添加上必要的前沿、提要和缩略语。

(5)课堂实践、反复审校：初步形成的教材讲义，必须要经过课堂教学的不断实践，并根据教学心得和课堂反馈意见反复修改。最后，拿给出版社审校，几经修改方可出版。

4　教材规划与内容安排

依据上述思路，自2003年起，结合我校研究生课程“人工心理和情感计算”的教学实践，在研究生讲义的基础上，我们着手“人工情感”研究生教材的资料收集、整理以及章节、内容安排，目前，该教材的终稿已交付并将在机械工业出版社出版。通过多年的教学实践，根据学生现状及教学效果，不断调整教材内容，以“适应性、实用性”为宗旨，定位于普通高校智能科学与技术专业研究生学生，以素质教育为需求，注重培养学生科研及创新能力， 提高学生的科学素养。

全书共分为9章：

第1章较详细地介绍了情绪心理学、情绪生理学、情绪社会学的基本理论及相关研究历程，总结了脑科学研究在情感计算中的作用及色彩与心理学之间的相互关系。

第2章介绍了情绪的空间描述及维度化理论，总结了几种比较典型的情绪维度空间理论及国外科研工作者提出的人类情感数学模型。

第3章阐述了用数学方法描述情绪的重要性，给出了几种典型的人工情感建模方法，展示了情感建模的发展状况及前沿研究。

第4章结合实际应用，介绍了几种情感建模方法，并给出了应用实例，有助于学习者理论联系实际，对人工情感的研究与发展树立起明确的目标。

第5章结合现代远程教育发展状况，提出了把远程学员的情感数字化方法，建立起情感模型，并应用到远程教育系统，取得了不错的效果。

第6章主要讲述了人脸识别系统的构成、实现方法，是一个应用性很强的人脸识别设计范例。

第7章详细介绍了表情识别系统的设计实现，详细讲解了特征点定位、提取方法以及基于SVM的表情分类器的设计。

第8章主要讲述了网络游戏中的情感数字化，阐述了人工情感在游戏设计中的应用。

第9章详细介绍了情感机器人的发展状况、设计及实现方法，并对人工情感在智能机器人的应用作了相应的阐述。

本教材在写法上尽量做到深入浅出、通俗易懂、简洁明了，编写过程中遵守了以下三点原则：

(1)全面性与计划性相结合

人工情感理论和应用研究，还是一个崭新领域，还有很多疑难问题没有解决，发展得不够成熟，所以在编写教材的过程中，我们尽量做到知识的全面性，从基础理论到热门方向的研究，都作了较为详细的介绍。同时，也考虑到系列教材的出版，在内容安排上，兼顾其他教材，做到统筹安排。

(2)基础知识与专业技术相结合

智能科学与技术专业的学生执行的是工科学生的培养计划，在心理学基础理论方面比较欠缺，因此本教材前四章以抛砖引玉的方式介绍了有关心理学、脑科学、计算数学的基础知识，并在后面几章中结合工科学生的专业技术，结合应用实例展开内容。

(3)理论知识与实践相结合

本教材在内容安排上注重理论与实际应用并重的原则，在理论阐述的基础上，对相关研究进行了应用举例，对初学者或者初涉此领域的研究者，都能起到很好的引导和启发作用，增强了学习者的学习动力，提高了他们的学习兴趣。

5　教学并举与科研相济

教材讲义已于2008年12月交付机械工业出版社，虽然目前还未出版，但教材的初稿已多次作为我校研究生“人工心理与情感计算”课程的讲稿，学生使用后普遍反映良好，认为教材充分体现了学科交叉的特点，融合了心理学、信息科学和智能科学的相关理论、算法思想和应用实例，并进行了相应的概括归纳，以简洁实用的方式呈现给读者，具有易读、易懂性，而且实例丰富，非常实用，并且就讲义中存在的问题，提出了宝贵的意见。

在完成了本版教材的编写工作的基础上，为达到教学并举，科研相济，经过多年的努力，我们已经建立了系列情感机器人系统实验平台(前文详细介绍)，如图2情感机器人系统实验平台外形。这是一个多模态信息融合的实验平台，具有视频获取、声源定位、多路触摸传感、热释电感应及触摸屏选择等多通道输入，可以通过语音、动作、光电、图片等形式表达感情。该情感机器人采用开放式平台，能够为学生提供多种人工情感理论和模型的验证实验。图3为该情感机器人的系统体系结构。

6　展望未来

“智能科学与技术”专业在国内才刚刚起步，是一个全新的学科，各个学校都有自己的特色。目前来看，在学科建设方面制定一个普适的方案是不现实的。而特色课程恰恰是新学科区别与相关学科的重要标志，也是各个大学百花齐放的阵地。

篇7

 

1　智能系·信科院

 

智能科技系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科学中心，末作增扩。后者的简称——“信息中心”——虽然易与“计算中心”或“情报资料中心”混淆，却是上世纪八十年代中期北大一些有识之士倡议建立的第一个多学科交叉研究中心。它以数学系、无线电f电子学)系和计算机系为主，联合心理学、中文、遥感等共十个系所而组成，宗旨是开展多学科交叉研究，充分发挥北大的综合优势。即使放在二十余年后的今天来看，这样的举措也是颇有前瞻性和魄力的。在此基础上，北大很快于1986年建立了第一个国家重点实验室。就是这样人数不多的一个机构，先后出过三名院士和一名北大常务副校长。以指纹识别为代表的研究成果进入国际先进行列，在国内得到广泛应用。

 

2003年9月10日，北京大学最大的学院——信息科学技术学院——成立。它包括计算机、电子学、微电子学和智能科学四个系，有十二个(研究)所和中心，两个国家重点实验室和若干部门实验室。系是教学单位，所和中心是研究实体。从此，智能科学系(暨信息中心、国家实验室三位一体)翻开了新的一页。

 

2　专业增列·学会指导

 

成立智能科学系除了要顺应北大“系并院”的潮流，也是完善作为学校基本建制单位所必备的。何新贵院士为系取了名称，如今许多学校也大都采用这样的称谓。查红彬教授担任系主任，笔者是主管学科建设和教学的副主任，具体参与负责各项相关工作。创办国内第一个智能科学与技术本科专业也是我们这一班人继承传统的首要任务。事实上，早在一年多前，大家就进行了酝酿，特别是中国人工智能学会教育工作委员会多次组织的相关研讨，成为重要的准备基础。

 

北大是一级学科下自主增设、增列学科专业的学校。系领导上任伊始第一件事就是要在当年申办智能本科专业，而且志在必得。为此，我们在前期制定了详细的步骤计划，进行了深入调研和各项准备工作。我们起草完成了所需的各项材料(人才需求论证、专业建设规划和适应培养目标的教学计划与课程设置方案、教师教辅队伍和基本办学条件说明以及国内外背景对比材料等)，中国人工智能学会涂序彦等学者对此进行了专家论证，协助完成了论证报告。这些工作就绪后，我们在2003年10月下旬向学校主管副校长、教务部负责领导和学院领导做了汇报说明，并于10月30日正式提交申请材料。经学校的学部讨论通过，校教务部审核和校教学科研工作委员会论证(由于是国家公布专业目录外者)，再经校学术委员会审议，报校长办公会批准，最后于12月15日前顺利完成了全部程序，报教育部备案。2004年初，教育部正式批复并公布了北京大学“智能科学与技术”新的本科招生专业。这个专业名称是查红彬教授建议的，日后成为教育部批复新申办学校的统一提法。

 

由于“智能科学与技术”未在国家公布的专业目录中，因此是增列而非设置，北京大学将其置于计算机科学与技术一级学科之下。由于北大历来严格控制招生规模，我们的30名招生计划是由信息学院其他三个系从原有计划分配名额中挤出来的。新专业的计划发展规模最终为50名。

 

3　教学计划·四校会议

 

智能科学系虽然成功地创建了国内第一个“智能科学技术本科”专业，但也面临着许多挑战。首先是缺乏本科教学的经验。尽管信息中心前身具有北大最早的硕士点、博士点和博士后流动站，研究生培养己历十余年，但一直实施科研主导体制，未曾从事过本科教学。师资队伍扩充快，新进年轻博士比例大，而真正有过本科教学经历者寥寥无几。此外，信息学院成立后开始调整教学计划，制定了一年级统一课程内容，新生是按学院统一招进来，第一年共同学习，后三年才分专业培养。我们虽然为申办专业制定了一套课程计划，但因不兼容学院的统一规划而未能第一次通过学院教学指导委员会的审核。为此，我们组织学院经验丰富的老教授，为本系青年教师进行教学培训，听取学院主管负责领导和几位多年从事本科教学管理的老系主任对教学计划的修订意见。

 

通过几个月的努力，我们完善了智能科学系的课程体系，并最终通过学院教学指导委员会的审核。这个教学计划具有几个特点：一个大基础——以学院的数、理和信息类为主，强调宽厚扎实;三个核心课程群作为专业理论基础，包括智能基础课程群(智能科学技术导论、人工智能、脑与认知科学、信息论、信号与系统)、机器感知课程群(生物信息处理、图像处理、数字信号处理、模式识别)和计算智能与知识发现课程群(智能信息处理、机器学习、数据挖掘、计算智能等)，以及两门实验(机器感知和机器智能)和其他各种选修课。四年学分150分，其中必修88学分(包括全校公选26学分、大类平台20学分、学院要求的13学分、专业必修29学分)，专业选修56学分(含专业课44学分、通选课12学分)，毕业设计6学分。

 

为了更好地交流经验，扩大本专业的影响力，2005年5月，我们发起并与第二批获准的学校(南开、北邮、西电)在北大召开了四校研讨会，围绕各个学校在智能科学与技术本科专业的建设、招生、教学计划制定和未来发展设想等方面进行交流研讨，并建立了联系机制和网站。全国一些兄弟院校也纷纷来北大了解情况，开展座谈，我们则尽可能贡献自己的经验，给予支持。

 

4　招生·分流

 

从2004年开始，信息科学技术学院按学院大类招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1/9左右。学生高考排名在全校属中上，但成绩分布差异较大。与学校的其他学院(多从一个系成长为一个学院，如数、理、化、生等)相比，信息学院是由四个不同的系合并而来的，专业跨度大，因此采用一年分流的模式(上述学院为二年分流)，笔者被指定负责这项工作。我们提出自愿为主、计划为辅的方针，尽量满足同学们的兴趣志向。制定的分配计划是：电子学系120人、计算机系110人、微电子系70人、智能科学系30人，允许有10%的调整。分流工作在大一下学期(每年4月份)进行，包括全院动员、四个系专题介绍宣传、开放日参观咨询等几个步骤，可谓热闹非凡，同学们可以充分了解了四个系的专业特色。

 

为了克服盲目性引发的偏差，我们建立了一个网上分流系统，在正式填报专业前，增加了摸底预填报的环节，及时反馈群体意向的分布信息，指导学生们的选择，也便于学院掌握动向，调整措施。这种大类招生、进来一段时间后再分专业的举措体现了北大的人文关怀。智能专业初办，基础条件差，缺乏毕业生记录的宣传说明，与学院其他三个老牌系(电子学系50年历史、计算机和微电子系30年历史)相比较并无优势可言，但是我们通过扎扎实实的工作和细致有效的改进，使这个新方向日益显现出魅力。随着智能专业的成熟，特别是有了第一届毕业生后，就愈加受到更多学生的喜爱。

 

选择智能专业的人数逐年上升，2004级34人、2005级36人、2006级39人、2007级43人，目前正在进行的2008级分流达到45人。除了在信息学院内部的影响力不断扩大，北京大学其他学院的转系情况也开始有了可喜的变化。北大最好的元培计划实验班今年第一次有4名学生选择智能专业，医学部和光华管理学院也有申请者(本文成稿时这项工作还在进行)，2008级学生肯定突破50名，我们在第五年就达到了创办智能科学专业的规划目标。

 

5　首届生·班主任

 

在新办专业中，有一项由教授担任智能本科专业班主任的举措。这是利用教授的学识、经验和责任心来更好地管理呵护自己的学生，避免了年轻教师因职称晋升等压力可能出现的疏漏。这一做法取得明显效果，不仅受到同学们的普遍欢迎，信息学院也开始考虑推行。笔者担任了智能专业的第一任班主任。首届学生(2004级)有34名，他们进入北大后毅然选择全新的智能专业是很有勇气的，全班有11名来自北京的学生，5名女同学，这个比例迥异于整个信息学院的总体分布。

 

该班学生的年龄恰与我自己的孩子相同，我天然地熟悉他们的一般特点，也理解家长们的想法。北大信息学院的淘汰率平均是7%，每年都有20多人退学。这班学生在大一时的成绩并不占优，其中有几人处在边缘位置，因此，我立下的最低目标就是确保所有同学不掉队。我首先通过全班民主选举任命了一个5人组成的班委会，这个5人机构在随后的几年中发挥了重要作用：其次走访宿舍，了解每个人的情况，为了消除代沟，我努力融入同学当中，学习熟悉他们的语境和思维想法。我同多数同学家长有过接触，从中更深入地掌握学生的性格特点，也包括寻求家长的必要配合。我与所有同学做过不止一次的个人交谈，经常是在晚间，很多时候是他们主动找我，谈遇到的各种困惑、自己的想法、志向等，我利用这些机会及时解决了具体问题。在学习上，我组织全班同学开展互帮互学，尤其对几门有难度的专业课程进行“联合攻关”。全班的“数据结构与算法”课程成绩甚至超过了计算机系。

 

几年来，全班团结互助，像一个大家庭，班委会也一再连任，得到全体拥护。到毕业时全部合格，实现了我的愿望。不仅如此，全班的学习成绩在学校的综合评估中优良率达93‰毕业设计都在良以上，有14人获优秀，更有三名同学的毕业论文被评为学院“十佳”论文。学院的第一、三名也都出自我班。34名同学中有22名继续保送本校读研(其中20人仍在本系)，4名同学去了大的国企和知名外企工作，8名同学出国深造，在欧、美一些名校攻读博士，其中有一名学生同时拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在内的著名大学的全额奖学金(最后选择MIT)。第一届智能专业学生的良好成绩极大鼓舞了我们，增强了我们办智能专业的信心，也为以后的几届同学做出榜样。

 

几年班主任的经历让我深深地体会到，进入二十一世纪的大学，教书、育人同等重要。要适应新时代年轻人的特点，保持我们民族的优良传统，把人格培养放在首位。能够进入北大的学生都是各地的尖子，当他们聚集在这所著名学府时，首先要调整原来俯视周围的习惯，学会平视甚至仰视其他同学，平和自己的心态，开阔胸怀，树立人生抱负和刻苦努力的决心，这样才能正确对待困难和挫折，才有所作为。班主任的工作往往细致入微，其实是把70%的精力用到30%的人上面。一些学生掉队是否可以避免，关键看班主任的工作是否到位。

 

6　培养体系·本研贯通

 

北大是(文)理科性质的学校，“智能科学与技术”专业也是按理学设置，尽管它更强调学科交叉。从智能科学的内涵来看，我们设立的培养方向更多地是继承自身传统和学校的综合优势，突出“以人为本”的脑认知和与心理生理结合，开展机器感知(视、听、触)和数据转换信息，进而发现知识的机器智能两个方面的研究。同时，我们配合学院的教学指导规划设置课程计划，除了全校的公共必修课程(外语、政治和体育)，还有学院的公共平台课。第一年主要是夯实数学、物理和信息类的基础，后三年的专业课程安排是以必修的专业基础和机器感知与机器智能两个方向的专业核心课程为架构。为了强调学生的动手能力，还重点建设了两门实验课程。此外，还利用学校的各种本科科研基金项目(包括大学生创新基金、著政基金、泰兆基金、校长基金)和各个实验室承担的项目来吸引学生，培养他们思考问题的能力，提高他们的研究兴趣，为日后进一步深造打基础。由于绝大多数学生都将读研，这样的安排无疑起到了积极作用，并成为撰写毕业论文的基础。我们还打通了本科高年级与研究生一年级的课程，利用各种机会举办研究讲座，如龙星计划、专题报告、国际人工智能远程教学等活动，开阔学生的视野，引导研究方向，调动学生的潜质。从专业特点来看，我们的智能学科更偏向于“软”的一侧，因此也充分利用信息学院，特别是计算机系的各类教学资源来帮助扶持新办专业的成长。

 

我们原有的博士、硕士点是计算机应用技术和信号与信息处理两个方向，为了让我们的培养体系更加系统，我们进行了两年的精心准备。2007年底，我们正式向北大研究生院申请增列“智能科学与技术”硕士和博士点。经过必要的论证，最终获得批准，及时衔接第一届本科毕业生升研。至此，本、硕、博一以贯通，作为计算机科学与技术下的二级学科，一个完整的智能科学技术专业培养体系建立起来，从培养体制上保证了新兴智能专业的顺利发展。

 

7　特色专业·教学团队

 

五年来，北京大学智能科学技术本科专业从酝酿到创办，可谓初见成效，走过了颇具挑战的历程。除了确定具有特色的培养目标和方向外，还需要扎扎实实落实每一个环节，并在实践中检验。本科教学迥异于研究生培养，它的计划性、按部就班执行的严格性以及每堂课程的内容安排和效果评估必须一丝不苟。

 

信息学院秉承了北大的优良传统，对这个新办的专业给予了巨大支持和关怀，使我们能迅速成长起来。我们从一开始就有一套严格的课程设置审核程序、教案检查制度和新教师上岗准入的试讲考核手续。学院有一支由经验丰富的退休教师组成的督导组，随堂听课评估每一位教师的讲课内容、方式和教学效果，及时纠正问题。作业批改和试卷出题也都有严格规定。在课程体系的建设方面，信息学院打通了一年级的公共部分，深化和夯实了数理基础。

 

在专业课程上，智能科学系提炼了三个课程群，并组织教师进行重点建设。此外还加强对学生动手能力和独立思考解决问题能力的培养。

 

除了在专业上实施分流培养外，我们还针对北大学生的特点，在基础课采用实验班的A、B分级组合方式，满足不同专业对各自基础培养的要求。在专业课程群中，也允许不同兴趣的组合选择，充分发挥和提升学生的能力。为了更好地关怀学生顺利成长，我们除规定教授担任班主任外，还设立了本科生学术导师制，加强对学生的各种指导。智能科学系也注重师资队伍建设，引进了一大批(半数以上)优秀的年轻教师，其中信息学院中从国外回来的教师比例是最高的，为这一新兴学科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教师时，教学需求和能力成为评价的重要指标。

 

2007年，我们接受了教育部的学科评估，新办专业得到好评。学校开始关注我们的进步，在随后的一年中，我们一再从学校的竞争中脱颖而出，陆续获得了国家一类特色专业、北京市一类特色专业和北京市优秀教学团队等称号，2008年又获得国家级教学团队称号。我们的培养体系和人工智能双语教学也分获北京大学的教学一、二等奖。

 

8　结语·致谢

 

尽管北大年轻的“智能科学与技术”本科专业建设初见成效，但征程是漫长的，我们还会面临更多的挑战和问题。然而，智能科学这个本科专业方向是很有希望的，它不仅吸引了大学的新生，也在高考人群中产生着愈加重要的影响，它的健康发展需要大家共同的努力和精心培植。每所大学都有不同的特点，我们应该从学校、师资、方向、生源以及学科培养性质和目标等条件出发来建设新兴专业。以上是笔者对北京大学第一个“智能科学与技术”本科专业创建历程的回顾，希望与同行共享。

 

在专业建设过程中，许多人给予了热情帮助和支持。这里要特别感谢北大信息学院陈徐宗教授，感谢中国人工智能学会涂序彦和王万森教授。

 

最后引龚定庵一句名言：“但开风气不为师”。

 

9　总结与展望

 

本文介绍了厦门大学智能科学与技术系在学科发展、科学研究和人才培养方面的基本建设情况。我们希望这些初步的工作总结能对目前正积极筹办本专业的兄弟院校起到一定的借鉴作用。

 

“智能科学与技术”专业在我国的发展尚属初级阶段。尽管近几年得到了国内部分高校的重视，但其发展并不是很快，且进一步发展也存在一些障碍。比如，从专业配置来看，目前智能科学与技术并非一级学科，多数学校的“智能科学与技术”专业博士培养都是依附于其他相关专业。从长远来看，这并不利于整个学科的发展。希望通过各相关高校的广泛交流和积极配合，“智能科学与技术”专业在国内的发展能更上一层楼。

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关键词：新医科；耳穴诊治学；耳针；养生保健；实践教学

耳穴诊治学，也称为“耳穴”“耳穴疗法”“耳针疗法”，在我国属于中医针灸的重要组成部分，多在针灸学或刺法灸法学课程中，以“耳针”章节学习，操作多由针灸医师实施。耳穴诊治疗法具有简、便、效、廉、验等特点，具有养生保健、康复养老、军队航天、穿戴设备、人工智能等诸多应用场景，是一门很有发展前途且有强大的生命力的疗法。中国古代较多耳穴诊治记载，古埃及、古希腊及古罗马帝国等人类的早期文明也均发现了耳穴的节育等治疗作用。1956年法国PaulNogier（诺吉尔）提出形如胚胎倒影的耳穴分布图，激起医学界对耳针领域的研究热潮，其运用范围和影响力不断增强，现已形成了亚洲、欧洲、美洲3大主要学术流派。我国率先制定的耳穴国标运行了近30年，为国内甚至国外的耳穴疗法的推广、临床应用以及科研教学的使用起到了重要的作用。美国2020年将耳穴写入美国退伍军人事务部和美国国防部临床实践指南[1]，战场耳针也已应用于美国战场急救处理伤员[2]。笔者调研北京中医药大学的硕士生在本科阶段耳穴相关课程的学习，结合自身的耳穴相关的教学实践中进行了一番探索与实践，现将个人调研及反思归纳如下，以期为广大教育同仁提供些许教学参考。

1耳穴课程学习的调研

笔者于2017年，调研2016级北京中医药大学针灸推拿学院在读研究生，调研其在本科阶段耳穴相关课程的学习情况，具体信息包括就读年份、学时、院校、专业、课程名称等。本次调研共收到37名学生的调研报告。37名学生主要来自2010年、2011年入学的本科生。其就读院校主要来自：北京中医药大学、海南医学院、河北大学、河北医科大学、河南中医药大学、黑龙江中医药大学、湖北中医药大学、辽宁中医药大学、山东中医药大学、陕西中医药大学、云南中医药大学（原云南中医学院）。专业分别来自：中医学、针灸推拿学、中医骨伤、临床学院、中西医结合。耳穴学习的课程名称分别为：刺法灸法学（含辅修）、针灸学。以上不同院校、不同专业和不同的课程，耳穴相关的学时均不同。调研结果显示：（1）相较于不同的专业，就读针灸推拿学专业的学生学习耳穴学时最高（3.78学时），学时数长于中医学（1.91学时）、中医骨伤学（2学时）、中西医结合（2学时）和临床学院（0学时）。在临床学院和中医骨伤学中均有1名学生未学习过相关课程。（2）相较于不同的课程，在刺法灸法学课程的学习时长（3.60学时）长于针灸学（2学时）。无相关课程的学生有2名，均未学习耳穴的相关知识。（3）耳穴的学习内容调研发现耳穴学习的内容仅限于耳穴的分布规律，而对耳穴的诊断方法和治疗各论均很少提及。（4）耳穴的课程教育未使用独立的耳穴教材。见表1、表2。

2教学模式的实践

耳穴诊治学（原名：耳穴在养生保健中的应用）主要面向中医学和非医学各专业（护理学、管理学、人文、法学等）的全日制本科生，为一门相对独立，融理论与实践于一体，注重理论教学与临床实践的有机融合，培养临床综合能力的课程。

2.1教材

教材使用中国针灸学会耳穴诊治专业委员会组织耳穴诊治一线工作的教师、医生等相关专家撰写的国家高等中医药院校创新教材《耳穴诊治学》[3]，为可供选择的首部系统化的官方出版的耳穴诊治学教材。在此之前，教材参照《耳穴名称与部位》《耳穴名称与定位》和国家标准耳穴相关的操作规范《针灸技术操作规范第3部分耳针》《中医治未病技术操作规范耳穴》等国家标准和专家的经验集。

2.2教学内容与设计

本课程的教学学时为18学时（12学时理论+6学时实践操作）。（1）理论部分：授课过程以教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。具体包括应用幻灯片及多媒体视频展示国内、外的耳穴疗法的源流；借助常规的耳穴模型等教具辅助介绍耳郭表面的解剖和定位；结合国家标准GB/T13734—2008，应用标准的语言及解剖结构描述耳穴的定位，进行标准化教学；结合耳穴诊治一体的特点，利用耳穴诊断仪和耳穴相关的治疗仪器、图像及视频、临床案例、现代研究报道等进行实证教学讲解穴位主治、配穴原则、适应证、常见病的治疗及常见的经验穴及耳穴的机制研究。（2）实践操作部分：国标耳穴及常用经验穴的耳穴定位的标定及纠正、耳穴诊断及治疗方法的实训、社会实践义诊（视疫情情况）开展具体疾病的治疗等。

2.3教学实践思考

在教学过程中，中医学和非医学专业学生对耳穴的学习表现出极大兴趣，尤其是非医学专业的学生自身感觉实现自己及家人的调理保健，积极反馈见习的诊治验案。结合学生的建议，教学存在问题及拟定的修正方案：（1）课程中“耳穴的定位”部分，分别通过PPT画图分区、阳性反应点耳、耳郭模型教具、现场耳穴实操点穴及修正等方法进行了学习，但仍有部分学生反映穴位定位记不准。针对此问题，本部分考虑后期增加虚拟现实技术[4-6]，进行VR体验教学，研发并购置耳穴VR虚拟教学平台软件系统实现现代信息技术与教育教学深度融合。（2）90%的学生希望能够增加耳穴的学习时间，了解更多疾病病种的诊治，希望课程安排社区或临床基地（因疫情原因未出校临床），并希望能获得结课后的随诊实训机会。针对此问题，目前课程组拟通过增加社会实践义诊带教的形式，进行理论教学+课堂线下实训+学生社团义诊社会实践带教相结合的新模式课程。（3）社会实践的学生反馈无法跟踪治疗效果形成闭环。基于此，拟构建社会实践大数据共享平台，实现患者与社会实践学生的相互交流，打造社会实践中患者反馈的教学评价闭环，教学相长，解决目前存在的医学生理论学习、实训、义诊和社会实践的疗效评估。在此基础上打造社会公开课，直接面向社会、面向耳穴爱好者的社会实践类的医学科普课程。

3新医科背景下的耳穴诊治学的发展

为适应新一轮科技革命和产业变革的要求[7]，新医科背景下耳穴诊疗体系的建立需要以人工智能、大数据为代表的新一轮科技革命和产业变革为背景，医工理文融通。耳穴诊治从早期的耳穴针刺为主，发展到数十种耳郭刺激诊治形式，一批不同形式的耳郭诊断治疗器具设备随之产生并不断发展。

3.1耳穴诊断仪器的智能化

在耳穴视诊设备方面，一些学者利用耳穴照片结合后期处理的方法使耳穴颜色的识别变得相对客观准确[8，9]。基于图像分析的耳诊断设备[9]，通过AI训练获取每个耳穴位置点对应的图像特征与预设的预存图像特征进行比对分析，提高视诊法的准确性；无线传输技术和云服务技术的结合，智能耳穴信息采集与诊断系统、耳穴诊断治疗仪、简易耳穴诊疗笔的出现使耳穴探穴更为先进与智能，原有的耳穴探穴装置升级到了智能化、精准化、可视化[10-13]。近年来，运用循证医学手段对常见疾病耳穴诊断的可靠性进行验证的研究[14]逐渐增多，为既往的临床发现补充了大量的科学依据，为耳穴诊断提供了更丰富的科学内涵。

3.2耳穴治疗方法和成果转化

我国已颁布国家标准及相关的操作规范，如李桂兰等主持了国家标准《针灸技术操作规范第3部分耳针》（GB/T21709.3-2008）于2008年7月1日起正式实施。2014年刘继洪等人承担2014年国家中医药管理局中医药标准化项目《中医治未病技术操作规范耳穴》（编：SATCM-2015-BZ）并从2018年11月开始实施。耳穴的治疗仪器发展有了巨大的发展，除了各种耳穴贴、耳针器、耳穴按摩仪器等治疗工具的不断改进，也有更多具有针对性的耳穴治疗仪器的诞生。荣培晶[15]在耳甲刺激疗法的耳-迷走神经特异联系和反射功能基础上研制了“耳甲迷走神经刺激仪”，可应用于癫痫、抑郁等的治疗曾作为中国针灸成果转化的代表，亮相于中国国际服务贸易交易会的健康卫生专题展。

3.3耳穴诊治学课程建设及教育体系继续完善

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【关键词】数字经济；人才培养；中医药；外语教学

数字化的知识和信息已成为推动经济发展的核心生产要素。发展以信息网络为载体的数字经济已成为国家的发展战略，各个领域都在积极抢抓数字经济发展这一新机遇。其中，数字经济对于中医药行业的发展起到了重要作用，尤其是在后疫情时代“大健康”的理念下，为提高患者就诊效率，避免交叉感染，利用数字技术所研发的在线诊疗、病情诊断数据化、药类AI智能快检技术等，呈现了行业发展的新动向以及行业人才素质的新需求。本文对外语教学如何服务于数字时代中医药院校人才培养这一问题进行研究，旨在为促进数字经济全面发展，输送复合型、创新型中医药人才提供一定的理论支持与借鉴。

一、数字经济视域下中医药院校外语教学中人才培养面临的问题

（一）单一的纸媒语言层面的教学亟须转变

在传统的外语课堂中，致力于单一的纸媒语言学层面的音形意的讲解，显然脱离了数字经济发展对中医药人才的要求。首先，数字信息技术的日新月异使单一纸笔教材的媒介演化成多元媒介的数字资源，如网页界面、视频、社交媒体、通信方式和数字软件。学生在日常的外语学习情境中，学习资源已转变成各种超链接构成的语篇综合体。倘若课堂教学不能打破传统纸媒语言文字学习的局限性，便会抑制培养对象的外语学习动力。其次，单纯的语言学层面的语料分析已不能包罗数字经济时代呈现的语言信息形式的学习。教学资源需要合理安排多元功能类型的语料学习比例，例如，行业口语、网络语言、学术语言等不同语境下的语言形式的课程设置。另外，外语通识课程与中医药ESP外语教学之间的脱节现象严重，“外语”与“专业”的衔接工作则尤为重要。最后，如何运用数字工具对信息进行检索、处理、管理、分享和创造已成为语言学习负载的关键切入点。

（二）被动型、内向型培养对象亟待转型

中医药学有着最为集中体现中国传统文化的内向型特点，尤其在认知方式上更为强调“医者意也”，讲求“体悟”，即从静观自身、从自身的内向实践开始而发展、形成起来的世界观、宇宙观与方法论。因此，这种学科特点使中医药专业学生较之其他专业学生，更为倾向于继承中国传统文化的中庸、谦虚、内向的性格表征。虽然内向型文化特点可以算是中医药的专业优势，但倘若没有进行良好引导的话，培养对象就会产生对新事物的不敏感性，从而阻碍创造力的发展。而以数字技术为代表的新的经济形式意味着它将不可逆转地走向包容的全球化趋势。在全球化语境中，数字科技则是一种外向型的产物，强调“信息对话”的时速与效率。有着内向型文化价值的中医药专业的学生应该协同外向型数字科技发展，成为信息话语的发起者、对外交流的发动者。因此，外语教学应注重培养学生面对新的经济模式的敏感性和快速反应能力，培养他们的国际视野、掌握最新动态、跨文化交际的能力，实现向应用型、外向型、复合型人才的转型。

（三）学生的主体地位亟须确立

互联网、人工智能、云计算、区块链等数字技术使现实社会与虚拟空间进行了深度融合，导致了“万物皆媒”“信息爆炸”“泛娱乐化”的多元复杂的舆论生态与媒体格局。而当今高校学生在面对如此巨大的信息体量以及极快的传播速度，极易产生注意力碎片化、情绪浮躁化、学习功利化等问题。这就亟须教师对学生进行价值观和专业理念的干预与指导，从而确立学生在信息技术中的主体地位。具体来说，教师应当给予学生批判性思维的训练，当学生借助数字工具获得历史、社会、文化、政治、意识形态等方面的信息时，可以通过自身正确的价值观、人生观、世界观进行批判性分析，成为信息技术的主人，而非信息技术的附庸。承担着为社会输送高素质的中医药人才的高校，还应该在外语教学中融入思政教育，在适应数字经济发展的前提下，注重对学生的职业精神、社会责任感和爱国情感等培养，积极推动中医药文化“走出去”。

（四）教师队伍的信息技术应用能力亟待提高

如前文所述，当今的高校学生是“网络原住民”，他们擅用网络资讯以及通过网络自学，对数字媒体的交互技术驾轻就熟。然而外语教师队伍承受着由数字经济发展所带来的巨大冲击，倘若继续以单纯的语言技能讲解进行教学，势必会被时代所淘汰。要做到超越学生对数字技术的熟识，需要自身和院校共同努力，通过培训与学习，能够利用信息技术开展智慧课堂，跟上数字时代的步伐，满足学生对教师的期待。另外，教授通识课程基础外语的大部分教师多为语言类专业出身，缺乏中医药相关的专业知识，致使基础外语与中医药专业外语无法做到有效衔接。而教授专业外语的教师缺乏对人才市场需求的前瞻性眼光。信息时代的发展既需要外语教师把学生培养成具有扎实的外语技能和跨文化交流能力的人才，教师自身还需要具有中医药行业与数字经济相融合的市场前瞻性眼光。

二、数字经济视域下中医药院校外语教学中人才培养的策略

（一）利用数字技术创新教学模式

数字技术为多模态资源融入外语教学提供了多样化的物质载体。外语教学可以利用互联网、人工智能、大数据分析与语言文化学习的有机结合，引导学生进行多模态的学习训练，最终实现课程资源优化配置。另外，加强外语教师的数字技术融合意识，任何有助于提高教学效率的数字工具都可以应用于教学设计；学校也要积极配合与倡导，总结实践经验，从外语基础和专业外语的整体规划中将数字化教学融入课程设置和教学大纲。教师可以在课堂中利用数字技术提高学生的听说读写能力，包括数字工具的使用、信息检索和处理、在线学习等。例如，在语音方面，可以利用AI语音识别纠音技术提高学生的口语水平；在写作方面，通过语料库的创建、搜索、应用，辅佐学生的专业翻译与学术写作。通过线上学习平台寻找优质的教学资源配合教师课堂教学，拓宽学生的眼界，提升学生的英语学习兴趣。

（二）增设交互式教学方法

数字技术革新了信息传达的方式，来自不同国家的人们都可以经由互联网虚拟空间互动与交际，从而推动文化与经济的全球化发展。因此，人才的对外交流能力的培养显得尤为重要。外语教师应该促使中医药专业学生的内向型文化优势与外向型数字科技协同发展，多采用任务协作和意义交流的交互式教学方法。传统的课堂教学多采用启发式教学法和学生互动，未能从课前、课中、课后等多阶段的交互协作加以考量，因此全方位与学生交流协作的教学方法需要大力推进。例如，教师对教学任务的设计要尽可能从学生的兴趣出发，多与其进行交流与互动；课堂上多鼓励学生对利用数字工具所获得的信息进行分小组展示和汇报；在教师评价的基础上增设小组间互评，把学生的交际能力纳入形成性评价体系；布置在线合作的互动任务，增加数字技术与合作式教学体验；课外教师还可以通过社交软件增设师生间的互动分享环节。

（三）贯彻思想规范与人文教育

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关键词：机器人；实践教学；创新能力；实践能力

中图分类号：G4

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）05-0151-02

1引言

创新是人类社会发展的强大推动力，实践是创新的源泉，工程实践是创新的基础，没有工程实践能力就谈不上创新能力。因此，探索创新教学改革的新思路、新方法，满足在创新理论、创新教育方面的急需，提高学生的创新思维和能力，已经对目前教学体系改革提出了更高的要求。在高校教育教学改革过程中，培养学生的创新意识、实践动手能力等综合素质，已经成为当前教学改革的核心目标。我校工程训练中心（简称工训中心）从2007年开始，针对专业特点和高素质人才培养要求，在全校各个专业中不同程度地引入了机器人创新实践教学环节，旨在培养学生创新实践能力。本文以我校工训中心机器人创新实践教学为研究平台，为学生提供机器人创新套件为实践手段，从根本上提高了学生的创新实践能力，全方位适应社会发展的要求。

2机器人创新实践教学内容简介

2.1课程目的与任务

机器人创新实践教学是一门新的课程，它是以机器人为硬件开发平台，通过硬件扩展和软件开发而展开的教和学的活动。在机器人开发学习过程中，存在着软件编程、硬件扩展和维护、人机关系等若干需要处理的任务，学生只有掌握其硬件结构、工作原理和软件编程，才能提高它的应用能力。加强机器人教育教学内容是提高机器人应用水平的需要，也有助于为机器人创新实践创建良好的环境，避免重模仿轻创新，避免强调固有知识的学习而忽视了学生创造性思维的培养。该实践课程时间历时4天，28学时，边做边学，学生将动手实施一系列由浅入深的项目或比赛。该课程以团队形式运行，每小组2个学生，同时分成几个大组。每小组拥有一套课程平台包括机器人，创新模块和电脑等。课程的目的：（1）系统训练创新能力和实践能力；（2）让学生自主学习工科基础知识。

2.2教学内容及过程

机器人技术是一门综合性很强的学科，它涉及机械、数学、电子、传感器、计算机、自动控制、通信和人工智能等学科，是光机电为一体的典型应用。机器人教学没有统一的教材和固定的教学模式，其教学过程也是一个综合实践的过程。学校在工程实训环节中增加了机器人知识内容的讲解和实践，以兴趣小组的组织形式加以提高和巩固，使学生的学习能适应未来信息发展的要求，也为原有的实验教学模式增添了新的活力。机器人极具人性化，它的智慧和功能靠学生的程序设计来实现。通过项目制作过程中遇到的问题来设计真实和富有挑战性的问题来引导学生思考、探究。学生在动手组装、扩展和编程控制机器人的过程中获取有用的知识，能够很好地发挥学生的动手能力、协作能力和自主学习能力。教学过程中由于器材及场地的局限性，通常需要学生统筹安排、就地取材、精心设计，学习体会和构思新创意，极大地挖掘想象空间与创造力，追求设计方案的科学完美。机器人学习其实就是探究性学习，每一次上课学生们都会完成自己和教师共同讨论和设计的目标，根据这一目标由学生自己进行创新性探究。创造源于最初的突发奇想，学生必须做出不断的尝试，不断的调试与改善，大胆地投入新的元素，注重每一个细节，将机器人调节至最佳状态。

2.3教学模式

要培养学生的创新能力和实践能力，就应该建立与之相适应的课堂教学模式。在机器人教学过程中，我们运用新的教学方法、采用新的教学模式、应用新的教学手段来进行机器人课堂教学，促进了教学思想、教学过程、结构模式的根本变革，让课堂充满了生机和活力。经过几年的深入实践教学研究，探索出能充分体现师生互动思想的教学模式：创设情境归纳猜测交流验证总结深化。

（1）创设情境。在教学过程中，教师应用现代教学手段，创设特定的情境，这特定的情境可以是问题情境，比如先给大家放一段机器人灭火的录像，让大家思考机器人是如何避开障碍物找到火源的，提出启发性的问题；也可以是有利于学生对所学内容理解的虚拟情境。为了提高学生的创新意识，教师最好将创新性目标体现在创设情境中，使学生明确需要探究目标的前提下，认真观察思考获取感性认识，然后提出问题。

（2）归纳猜测。首先，针对提出的问题提出假设；其次，搜集关于支持假设的资料，然后进行整理和归纳；第三，独立或合作进行探究；第四，形成自己或小组的认识或结论。教师在整个归纳猜测过程中，要为学生的探究活动提供工具和相应的帮助，运用先进的教育手段，为学生提供丰富的信息。

（3）交流验证。各个小组派出代表口头汇报并作对应的演示自己小组的创新作品，汇报包括作品的名称、作用、创新点以及制作作品过程中遇到哪些问题是如何解决的等等；然后进行小组或班级交流讨论，交流方式可以是口头的，也可以通过操作演示。交流验证过程中，要充分调动学生积极发表自己的见解，提出质疑、争辩，最后得出问题的结论。

（4）总结深化。首先对所探究的问题进行小结；其次，积累经验，为以后解决新的问题打下良好的基础。心理学研究证明：人的综合素质要想内化到个体素质中，需要经过反复训练。教师在总结深化阶段要帮助学生对所学知识内容进行梳理，使学生能够达到较深刻的理解。教师应该根据每个学生的特点和学习水平设计不同的课题，这样可以改变不同学习水平的学生要求整齐划一的弊端，不仅提高各个学生的学习效果，而且会让每位学生都具有成就感。

3能力培养目标

3.1培养学生科学研究创新能力

学生在熟悉机器人硬件后，就可以通过设计、搭建、软件编程实现机器人的自动控制了，整个过程由学生小组成员独立完成，这样学生的学习就由被动转为主动学习，从而提高了独立分析问题和解决问题的能力。学生可以自主选择知识，结合理论知识进行实践操作。学生经过分析研究，可以运用多种不同的方式去设计外形各异的机器人，通过不同的算法去编程，很好地发挥个人潜能，培养了学生的策划设计能力、实践动手能力和综合创新能力，为创新教育打下了良好的基础。此外，在机器人套件搭建创新实践环节中，从拟定需搭建项目、外形的设计、选择需要的器材、开始搭建模型到编制驱动程序，都是学生独立实施并完成，更加有助于培养他们独立开展科研创新的能力。

3.2培养学生团队协作能力

机器人搭建项目小组依靠相互协作与积极配合来完成创新作品项目，同学间互相交流和学习，有利于集思广益，激发灵感，开阔思路，锻炼学生个人的团队精神和协作能力。

3.3培养学生设计作品和软件编程能力

通过教师在上课时适当的引导，学生能够设计出任何可以想到的机电产品或模型，通过亲自动手搭建以及软件驱动模型，达到提高学生分析问题和解决问题能力的目的。

3.4培养学生实践动手能力

当前高校毕业的大学生普遍缺乏工程实践动手能力。由于存在教育理念、办学方向、培养模式等一些因素的影响，现在学生侧重于理论知识的学习，而忽视实践动手能力的培养，造成高校毕业生创新能力、实践能力、综合素质等达不到用人单位的标准。通过机器人实践教学以及机器人比赛等项目的锻炼，学生能够从纯理论的学习过渡到理论联系实际，从而提高学生的动手实践能力。

4机器人创新实践教学成果

近年来，我校工训中心推行教学改革，创立了开放性的机器人自主学习实验教学课程体系，为学生营造了自主创新学习的良好氛围，取得了可喜的成绩。2009年1月在创新训练课程的建设与实践获得“内蒙古工业大学教学成果”二等奖；2008年获得第九届“中国智能机器人大赛”一项一等奖、两项二等奖；2009年第十届“中国智能机器人大赛”中获得一项一等奖、一项二等奖；2010年在第十一届“中国智能机器人大赛”中，我校学生在足球、灭火、搜救、游世博、吸尘五项比赛中获得五项一等奖；2011年在中国机器人大赛暨robocup公开赛robocup中型组项目比赛中分别获得一、二、三等的好成绩；同年11月在第十二届“中国智能机器人大赛”中国际赛制机器人灭火比赛、国际赛制类人机器人擂台赛等八项比赛中获得数个一、二、三等奖的好成绩；2012年中国机器人大赛robocup公开赛中获得一、二、三等奖；连续三年参加2010、2011年、2012年亚太大学生机器人大赛，获得了不错的成绩。通过比赛获奖，学生们树立了自信心，增强了团队意识，学会了团结协作，对于交流合作的重要意义有了较深入的理解，为他们未来工作奠定了基础。从机器人创新实验室走出去的很多学生综合能力得到了很好的提升，有的学生得到了保送研究生的资格，有的在参加比赛时就被企业看中，比赛完签约的学生也有很多，找到了自己人生的目标和定位。

5结束语

机器人创新实践教学课程通过讲座、实践、讨论、参加全国性的比赛等实践活动，系统地训练了学生的创新能力和实践能力；使学生对如何完成一个项目有了全面而具体的了解；实现了工科新生一开始就接触工程知识、真实的工程问题，学生初步了解了工程师应具有的素质-知识-能力；有助于培养学生的工程意识和专业兴趣，对学生尽早制定职业规划和促成学生主动学习起到了积极的推动作用。

参考文献

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