人工智能教学教案范文

导语：如何才能写好一篇人工智能教学教案，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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1.1集先进性、实用性和前沿性为一体的教学内容改革对国内外优秀的人工智能教材[2-6]的内容进行整合，建立人工智能的知识体系，并提取人工智能课程的知识要点，确定集先进性、实用性和前沿性为一体的教学内容。人工智能的核心思想是研究人类智能活动规律和模拟人类智能行为的理论、方法和技术，因此人工智能应围绕“智能”这个中心。由于智能本身的复杂性，难以用单一的理论与方法来描述，因此可以通过建立人工智能的不同层次来刻画智能这个主题。人工智能的主要内容可按图1所示划分为最底层、抽象层、逻辑层和应用层这4个不同层次。在最底层，神经网络与演化计算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，围绕问题求解对知识进行抽象、表示与理解。逻辑层提出学习、规划、推理、挖掘的模型与方式。应用层构造智能化智能体以及具有一定智能的人工系统。将人工智能划分为这4个层次可确定人工智能课程的教学内容，并保证教学内容的循序渐进。

1.2基于人工智能知识体系的教学案例库建设根据所确定的教学内容、知识重点和知识难点，从国内外经典教材、科研项目、研发设计、生产建设以及国内外人工智能网站等多种途径，收集案例素材，加以整理，撰写各知识要点的教学案例及其内容。表1给出基于人工智能知识体系的教学案例示例。

2人工智能课程教学案例的详细设计

在教学案例具体设计时应包括章节、知识重点、知识难点、案例名称、案例内容、案例分析过程、案例教学手段、思考/讨论内容等案例规范，分别从以下单一案例、一题多解案例和综合应用案例3种情况进行讨论。

2.1单一案例设计以人工智能课程中神经网络课堂教学内容为例，介绍基于知识点的单一案例的设计。神经网络在模式识别、图像处理、组合优化、自动控制、信息处理和机器人学等领域具有广泛的应用，是人工智能课程的主要内容之一。教学内容主要包括介绍人工神经网络的由来、特性、结构、模型和算法，以及神经网络的表示和推理。这些内容是神经网络的基础知识。其重点在于人工神经网络的结构、模型和算法。难点是人工神经网络的结构和算法。从教学要求上，通过对该章节内容的学习，使学生掌握人工神经网络的结构、模型和算法，了解人工神经网络的由来和特性，一般性地了解神经网络的表示和推理方法。采用课件PPT和演示手段，由简单到复杂，在学生掌握人工神经网络的基本原理和方法之后，再讲解反向传播BP算法，然后运用“手写体如何识别”案例，引导学生学习理解人工神经网络的核心思想及其应用方法。从国外教材中整理和设计该案例，同时应包括以下规范内容。章节：神经网络。知识重点：神经网络。知识难点：人工神经网络的结构、表示、学习算法和推理。案例名称：手写体如何识别。案例内容：用训练样本集训练一个神经网络使其推广到先前训练所得结果，正确分类先前未见过的数据。案例分析过程：①训练数字识别神经网络的样本位图；②反向传播BP算法；③神经网络的表示；④使用误差反向传播算法训练的神经网络的泛化能力；⑤一个神经网络训练完毕后，将网络中的权值保存起来供实际应用。案例教学手段：手写体识别的神经网络演示。思考/讨论内容：①训练改进与权值调整改进；②过学习/过拟合现象，即在一个数据集上训练时间过长，导致网络过拟合于训练数据，对未出现过的新数据没有推广性。

2.2一题多解案例设计一题多解案例有助于学生把相关知识点联系起来，形成相互关联的知识网络。以人工智能课程中知识及其表示教学内容为例，介绍一题多解案例的设计。知识及其表示是人工智能课程三大内容（知识表示、知识推理、知识应用）之一。教学内容主要包括知识表示的各种方法。其重点在于状态空间、问题归约、谓词逻辑、语义网络等知识表示方法。难点是知识表示方法的区别及其应用。从教学要求上，通过对该章节内容的学习，使学生掌握利用状态空间法、问题归约法、谓词演算法、语义网络法来描述和解决应用问题，重点掌握几种主要知识表示方法之间的差别，并对如何选择知识表示方法有一般性的了解。通过讲解和讨论“猴子和香蕉问题”案例，来表示抽象概念。该案例从国内外教材中进行整理和设计，同时包括以下规范内容。章节：知识及其表示。知识重点：状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法、语义网络法等。知识难点：知识表示方法的区别及其应用。案例名称：分别用状态空间表示法与谓词逻辑法表示猴子和香蕉问题。案例内容：房间内有一只机器猴、一个箱子和一束香蕉。香蕉挂在天花板下方，但猴子的高度不足以碰到它。猴子如何摘到香蕉？如何采用多种知识表示方法表示和求解该问题？案例分析过程：①状态空间法的解题过程。用n元表列表示该问题的状态；定义问题的操作算符；定义初始状态变换为目标状态的操作序列；画出该问题的状态空间图。②谓词逻辑法的解题过程。定义问题的常量；定义问题的谓词；根据问题描述用谓词公式表示问题的初始状态、中间状态和目标状态。案例教学手段：猴子和香蕉问题的演示。思考/讨论内容：①选择知识表示方法时，应考虑哪些主要因素？②如何综合运用多种知识表示方法获得最有效的问题解决方案?

2.3综合应用案例设计与单一案例、一题多解案例相比，综合应用案例能更加有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法。以机器人行动规划模拟为例，介绍人工智能综合应用案例的设计，该案例包括以下规范内容。章节：人工智能综合应用。知识重点：人工智能的研究方向和应用领域。知识难点：人工智能的技术集成。案例名称：机器人行动规划模拟。案例内容：综合应用行为规划、知识表示方法、机器人学、神经网络、人工智能语言等多种人工智能技术与方法，对机器人行动规划问题进行描述和可视化。案例分析过程：①机器人行为规划问题求解。采用状态归约法与分层规划技术，将机器人须完成的总任务分解为若干依序排列的子任务；依据任务进程，确定若干关键性的中间状态，将状态对应为进程子规划的目标；确定规划的执行与操作控制，以及机器人过程控制与环境约束。②基于谓词逻辑表示的机器人行为规划设计。定义表达状态的谓词逻辑；用谓词逻辑描述问题的初始状态、问题的目标状态以及机器人行动规划过程的中间状态；定义操作的约束条件和行为动作。③机器人控制系统。定义机器人平台的控制体系结构，包括反应式控制、包容结构以及其他控制系统等。④基于神经网络的模式识别。采用神经网络方法以及BP算法对桌面茶壶、杯子等物体进行识别，提取物体图形特征。⑤机器人程序设计语言。运用人工智能语言实现机器人行动规划行为的可视化。案例教学手段：机器人行动规划的模拟演示。思考/讨论内容：人工智能将会怎样发展？应该在哪些方面进一步开展研究？

3案例教学环节和过程的具体实施细节

人工智能案例教学的实施面向笔者所在学院软件工程专业三年级本科生展开。具体实施细节如下。（1）教学内容的先进性、实用性和前沿性。引进和整合国外著名人工智能教材内容，保证课程内容具有先进性。同时将前沿人工智能的研究成果与技术有机地融入课程案例教学之中。（2）案例教学的创新教学模式。在教师的引导下，将案例中涉及的人工智能内容推广到对人工智能的一般性认识。案例的教学过程，成为认识人工智能、初步运用人工智能的理论与方法分析和解决实际应用问题的过程，使学生具备运用人工智能知识解决实际问题的意识和初步能力。在课程教学中，打破国内常规教学方式，建立和实施开放式案例教学模式。采用动画课件、录像教学、实物演示、网络教学等多种多媒体教学手段，以及集中讲授与专题讨论相结合的教学方式将理论、方法、技术、算法以及实现有机结合，感性认识与理性认识相结合，理论与实际相结合，极大地激发学生自主和创新性学习的热情。（3）“课堂教学—实践活动—现实应用”的有机融合。在案例教学过程中，从传统教学观以学会为中心转化为创新应用型教学观以创新为中心，以及从传统教学的以课堂教学为中心转化为以课堂教学与实践活动并重为中心，构造具体问题场景以及设计教学案例在情境中的现实应用，加深学生对教学内容的理解，同时提高学生的思考能力和实际综合应用能力。

4结语

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关键词：智能管理；多媒体教学软件；网络教学

智能管理与决策是一门关于智能管理、智能决策支持和智能管理系统设计与实现技术的多学科交叉与应用性课程，以普通高校信息类专业研究生为讲授对象，介绍智能管理与智能决策的基本理论、智能优化技术、机器学习、多Agent技术、知识管理和智能决策系统、智能管理系统的设计与开发。智能管理以信息技术为手段，应用人工智能、管理科学、计算机科学及有关学科的理论和方法建立管理系统，为管理者科学、准确地决策提供帮助。

本课程的学习可以使学生了解智能管理与智能决策的基本理论和常用方法，使学生了解和掌握智能管理系统设计的基本概念、方法和技术。智能管理与决策是一门理论、技术和应用密切结合的课程，通过学习，学生可以为将来在智能管理信息系统领域的进一步研究和系统开发工作奠定良好的基础。

信息类专业研究生在本科或研究生低年级阶段已经学习过人工智能原理、数据库技术、软件工程和高级程序设计语言等基础课程。因此，本课程在教学上以应用实例解析为主, 并辅一般性理论讲授。对于涉及到的人工智能技术中较为抽象的理论内容，我们在教学过程只是复习巩固，本课程主要解决如何充分利用已经学习过的课程，按照软件工程的系统设计开发思想，应用智能决策理论解决实际问题，将理论学习应用到智能管理信息系统及专家系统的设计和开发中。

1参考教材与教学软件并用

本着打基础、重实用的原则，我们选取由科学出版社出版倪志伟的《智能管理技术与方法》、杨善林的《机器学习与智能决策支持系统》、《智能决策方法与智能决策支持系统》等多种参考书[1-2]。参考书主要作为理论学习教材，我们根据课程计划有针对性地选择部分内容，特别注重基础知识与应用实例相结合。并增加介绍性内容，让学生了解人工智能技术在管理信息系统有专家系统中的发展前沿和发展趋势，保持课程体系完整性，体现研究生教学特点与主题。启发学生进行研究性的思考和分析。主要内容包括决策支持系统、智能技术与智能决策支持系统、专家系统与智能管理系统、机器学习与智能管理系统等。重点讲授基于范例学习、智能故障诊断系统及基于神经网络的决策模型模型。每项理论内容均配合详细的实际案例说明，让学生掌握从确定开发目标、设计思想、开发原则、设计方案以及建立功能体系的智能管理系统设计与实现全过程。

为了活跃教学气氛，同时也作为课堂讲授形式的补充，我们开发了智能管理与决策教学软件，如图1所示。课件在内容的选取、课程的编排上都作了精心的准备与测试，努力将媒体的表现力与所学内容相结合，基本保证了内容的充分性与全面性；从交互的角度来说，导航的使用非常充分，动画演示和练习测试互补。本课件总体设计制作达到了多媒体教学课件的制作要求，能够完成最初设定的教学任务和目标。软件结构如图2所示。

2课堂教学与网络教学同步

我们在学校统一的网络教学平台上同时运行网络教学软件。学生除了可以下载教案、提交作业、收看教学视频及进行自我测评外，还可以通过网络平台与教师进行实时交流与互动。网络课程对教学内容和课件进行全面升级，采用现代化教学手段，以动画等生动的形式，采用课堂教学课件上网，实践案例及学生实践作业网络辅导、讨论等辅助手段，提高教学效果和工作效率。教学实践表明，网络教学取得了令人满意的成绩。另外，学生也可以查看相关资源，及时了解教学进度。教师在教学环节中注重引导，教会学生行之有效的学习方法，帮助学生提高课后学习效果；在课堂学习交流之余，师生还可以随时随地通过网络学习、交流和讨论，促进教学效果的提高。鉴于课程的性质，我们的作业以学生实践开发小型智能管理系统为主，具有一定的难度，通过对于学生作业情况的跟踪，可以有针对性的进行辅导，促进和培养学生的研发能力，进而调动学生的学习积极性。图3为笔者上课时的网络教学视频。

由于本课程涉及计算智能、机器学习等抽象内容，网络及多媒体材料的引入，活跃与补充了课堂教学。这不仅加深了学生对知识的理解，更激发了学生对课程的兴趣，知道了人工智能在各类管理与决策实践中的成功应用。网络课程建设将学生不容易理解的抽象的系统模型与设计生动地演示出来，帮助学生学习体会智能管理与决策系统的开发方法，受到了学生欢迎。经过两年的探索和积累，本课程网站已包括教学文件资源、网络课件教学资源、学习资源、课程录像资源、学生作品资源，其中网络课件教学资源融合了课程教学情境设计和动画课件。现代教学手段促使学生全程参与教学活动，创新能力得到提高。

3实践项目

智能管理与决策是一门理论、技术和应用密切结合的课程，我们的教学目标是让学生能够将以前所学习过的人工智能原理、软件工程、数据库技术以及高级程序设计语言进行综合应用，建立系统的概念，掌握智能管理系统从确定开发目标、设计思想、开发原则、设计方案以及建立功能体系的智能管理系统设计与实现全过程。以实际项目为载体，每个项目分解为若干个任务，设计基于工作过程的实训项目任务。将实际的“工作”与“学习”有机地结合在一起，通过基于工作过程的实际开发项目任务的驱动，指导学生按照完成工作任务的六个步骤：问题分析、目标确定、系统分析、计划、实施来完成各个项目。教师在网上提供分析材料，并通过网上讨论和在线检查学生的开发效果。通过完成渐次复杂不断拓展的实际课题，学生掌握了智能系统的基本知识，具备了分析、设计、实现智能管理系统的能力，同时使学生学会了工作的思路。学生获取信息，制定策略的方法能力得到提高，学生的团队合作意识得到增强。图4为学生在学习了决策支持系统的标准两库结构后，按照教师所给定的需求报告，依照模型库、数据库及用户接口三部件模型所设计实现的“企业成本预测系统”[3]。同时要求学生按照软件工程的思想完成从需求分析到用户手册的全部文档。

考核方式以平时讨论、课堂发言及最后的大作业和论文方式进行，引导学生进行研究式学习。

4结语

在智能管理与决策课程的教学实践中，我们不断探讨课程的内容和形式，改革教学模式，探索结合实际应用案例的教学方法和手段，采用综合评价学生的方式，努力培养学生研究式学习和自主学习的兴趣，不断创新，使学生实际应用能力得以增强。经过三年的课程建设和和实践，通过多种形式并存的案例教学和应用项目开发，加深了学生们对人工智能理论理解的同时，也了解并掌握了相关理论与算法的应用方式和应用价值，课程的教学质量得到不断提高。

参考文献：

[1] 倪志伟,李锋刚,毛雪岷. 智能管理技术与方法[M]. 北京:科学出版社,2007:12-18.

[2] 杨善林,倪志伟. 机器学习与智能决策支持系统[M]. 北京:科学出版社,2006:254-307.

[3] 杜晖. 决策支持与专家系统[M]. 北京:电子工业出版社,2007:63-94.

Teaching Research of Intelligent Management and Decision Making

PENG Yan1, WANG Wansen2

(1. College of Management, Capital Normal University, Beijing 100089, China; 2. College of Information Engineering,

Capital Normal University, Beijing 100048, China )

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关键词:专家系统;个性化网络教学;自适应远程教育平台

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6600-02

Research and Implementation of Self-adaptive Distance Eduection Platform Based on Specialist System

WEN Guo-qi1, YANG Ke1,YING Guan-yi2

(1.Tianzhuang Coal Preparation Plant of Pingdingshan Tianan Coal Mining CO.,LTD, Pingdingshan 467013,China; 2. Wuyang Iron and Steel, Hebei Iron & Steel Group Co., Ltd, Pingdingshan 462500,China)

Abstract: The rapid development of the computer-centered internet and multi-media technologies is fundamentally changing our ways of work,association and life and in the meanwhile,it’s deeply influencing our education.The simple teaching mode and less intelligence are common problems in the net education, which brings contradiction between net teaching platform and students.The article introduces a self-adaptive learning platform of distance education which is based on specialist system,the aim is to achieve personal net education.

Key words: specialist system;personal net education;a self-adaptive learing platform of distance education

近十年来,科学技术的突飞猛进为人类社会带来了一系列的深刻变革。信息技术在各个领域的应用改变了人们工作、生活和学习的方式,远程教育的发展也面临着前所未有的挑战。

目前的网络教学平台主要是以“系统”为中心,没有体现以“学习者”为中心的思想。为了解决这一矛盾,在网络教学系统中引入了自适应学习概念。所谓自适应学习,就是指学习不是一个被动的接受知识的过程,而是主动发现知识的过程[1]。开发自适应远程教育平台就是要为每一个学习者提供适应其需求特点的学习资源,自动地调整系统内容以适应学习者的兴趣,真正达到“因材施教”的目的。

1 现代远程教育存在的不足

目前,基于Web的远程教学系统在国内外已有不少,但是总体来说仍存在以下一些问题:

1) 目前网上的课程内容基本上是教师的教案,教学的重点,难点,例题分析,练习和测试题等,主要是帮助学习者巩固课堂上所学的知识,很难实现真正的网上自主学习,更难进行自适应学习。

2) 不具备真正的“以学习者为中心”的网上教学管理功能。目前大多数的学习网站,除了对用户进行注册登记外,不再进行其他管理活动,不关心学习者的学习情况,而学习者也无法记录和了解自己的学习情况,整个学习活动呈无序状态。

3) 不能对学习者学习活动进行较客观的评价。尽管有些网站设有对学习者学习活动的测试、考试及评价系统,可是绝大多数只是将传统测试、考试试题电子化,并以此作为评价学习者学习能力及学习成绩的手段,没有很好的利用网络技术及人工智能技术对学习者学习能力及学习成绩做出客观、及时的评价。因此,学习者难以进行自适应学习。

由此可见,要克服目前基于网络学习中存在的问题,探讨基于网络的自适应学习系统是一项迫切而重要的工作。

2 专家系统介绍

2.1 专家系统的定义及其基本特征

什么是专家系统目前尚无统一定义的、精确的、公认的定义。但一般来说,所谓专家系统就是利用存储在计算机内的某一特定领域内人类专家的知识,来解决过去需要人类专家才能解决的现实问题的计算机系统[2]。专家系统是计算机程序系统,但与一般的程序系统不同,其知识库和程序是分开的,易于修改和增删,其有很大的灵活性,而在一般程序中,知识是以隐式方式存在的,程序完成之后就确定了,一般不易修改。与数据库不同之处在于,它与逻辑推理有联系,具有启发性,而一般的数据库只是对大量数据进行组织和管理,提供检索方法。

一个高性能的专家系统应具备如下特征[3]:

1) 具有专家水平的知识。专家系统间做的一个最重要的目标是达到一个专家在解决任务时所体现出的高水平的性能。

2) 符号处理。专家系统使用符号推理。

3) 一般问题的求解能力。

4) 复杂度与难度。

5) 具有解释功能。

6)具有获取知识的能力。

7) 知识与推机构相互独立。

2.2 专家系统的结构

专家系统的一般结构,如图1所示。该结构在目前专家系统建造中比较流行。包括六个部分[4]:知识库、推理机、综合数据库、人机接口、解释程序以及知识获取程序。

2.3 专家系统的一般设计方法

设计专家系统的关键有两大部分:一是建造知识库,二是设计推理机制与策略。一般一个专家系统的设计可按三个步骤进行[5]。

1) 初步设计。分析要求解的领域问题,在领域专家的协作下明确专家系统期望实现的目标和专家系统如何从整个问题中分离出来,又怎样与其它子系统嵌接起来;确定参与系统研制的合作专家和知识源;在领域专家的指导下,对专家系统求解的问题进行了解,通过各种知识源的知识获取和领域专家的配合,专家系统求解目标任务的主要概念、关系、假设、约束等进行图解形式的描述;选择合适的知识表示方法,把图解形式的内容形式化表达出来,并确定推理的控制方向等内容。

2) 开发原型系统。选择合适的程序设计语言或专家系统开发工具,设计推理机制或借用工具语言已具备的推理机制,把形式化表示的知识以专家系统求解目标或图解形式中的模块为单元,逐个单元地把知识转换为适合程序设计语言或工具能接受的内部编码的形式,输入知识库。在不断供给知识库新的知识的同时,要不断地对已有知识和新加入的知识的正确性及协调性进行用例测试。这种不断扩充知识库和不断测试的过程一般可以发现已形式化的知识有许多不完善之处,从而需要在领域专家的配合下不断调整。这一阶段产生出可运行的专家系统雏形,包括知识获取模块和解释机制等可交付使用[6]。

3) 知识库的维护。当开发出原系统之后,让领域专家选择一些有代表性的试验用例,在可能的情况下让领域专家用这些试验例子进行实际问题的求解,通过实际例子的运行可能出现新的问题,比如人机接口的输入输出模块,知识库中的知识不全或不精确等,甚至领域专家还会人为地需要完善知识库中的某些知识。这一阶段理想方式是在上一阶段提供一个知识获取模块和解释机制,让领域专家或未来的实际用户与知识库直接打交道。

3 专家系统在开发本系统中的具体应用

3.1 智能答疑模型的设计

本答疑模型是一个自适应性的知识库系统,分为人工答疑和自动答疑两部分,允许学习者通过浏览器在线提问、离线提问、BBS、发送E-mail等,不受时空的限制。智能答疑系统的结构图如图2所示。

当学生提出问题后,对学生提出的这些问题的知识点和语义进行分析处理,并查找所有相关问题。其中答疑知识库的构造主要是实现教学信息向智能答疑的知识转换,进行知识库的层次化和结构化处理,并通过推理机制进行教学信息的存取控制。答疑知识库主要包括教学库和问题库。教学库汇集了按特定环境和条件进行有效教学的方法和策略,这些方法和策略采用产生式规则表示。问题库中保存了在教学中遇到的问题,首先是确定问题的范围,然后通过对问题的分析,找出各个知识点的层次关系和语义联系等信息。

3.2 智能网上测试模型的设计

智能化的网上测试主要体现在智能组卷上。如何保证生成的试卷能最大程度地满足不用用户的需要,并具有随机性、科学性、合理性,是首要解决的问题。

智能组卷的智能性主要体现在组卷的过程是根据学生对知识点掌握的程度,确定测试知识点权值以及难度系数范围等参数,然后基于一种算法从题库中抽取满足要求的试卷。另外,智能组卷采用基于专家知识的表示及实现方法模拟人的思维来确定试卷题型比例等参数。因此它能充分体现组卷系统的“因材施教”的能力。

4 结束语

远程教育以其不受时空限制和独具的交互性越来越受到人们的关注,但是目前的研究开发大多数还只是将老师的课堂教学内容简单、机械地挪到网上,并没有充分利用计算机和网络在教学中交互和智能分析的优势。今后远程教育应该朝着智能化,个性化教学系统的方向发展。本人提出开发一种基于专家系统的远程教育平台,也只是某些理论在实际中的应用,相信随着人们不断的深入研究,远程教育系统将具有更为深远的发展前景。

参考文献:

[1] 朱新明,李亦菲,朱丹.人类的自适应学习――示例学习的理论与实践[M].北京:中央广播电视大学出版社,1997.

[2] 万玛宁,关永.人工智能技术在计算机辅助教学中的应用研究[J].微计算机信息,2006,5:257-260.

[3] 武波,马玉祥.专家系统[M].北京:北京理工大学出版社,2001.

[4] 朱福喜,汤怡群,傅建明.人工智能原理[M].武汉:武汉大学出版社,2002.

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工业机器人是当前重要的现代制造业自动化装备，它集机械、电子、计算机、传感器、控制、人工智能等多学科先进技术于一体，已经成为自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）的自动化工具。我国工业机器人已在汽车、电子、机械、食品饮料、化工等工业领域得到广泛的应用，随之而来的是机器人技术专业人才的缺乏日趋严重。作为主要培养机器人蓝领阶层的高职院校，面对日益增长的从事机器人操作维护员工的需求量，通过对本专业的建设研究，能更好地培养出企业需要的合格人才，提升本专业人才培养水平，推进职业院校工业机器人技术专业的发展。

二、以中国制造2025规划为契机的工业机器人技术专业建设举措

1.人才培养模式改革创新

适应中制造2025对高端技能型人才的要求，针对工业机器人技术专业，校企共建，创新实施人才培养模式，采用现代师徒制，培养具有知识与时俱进和自主学习能力，具有创业精神与创新能力，掌握现代工业机器人安装、调试、维护等方面的专业知识和操作技能，能从事工业机器人系统的编程、操作、调试、维护维修、模拟以及管理与销售的高素质技术技能型人才。全面提升人才培养水平，使专业发展走向工业机器人产教融合的创新之路。

2.课程体系改革及核心课程建设

根据工业机器人技术专业所面向的岗位及行业、企业人才培养需求，对工业机器人技术专业现有课程体系进行整合，从工业机器人技术应用的职业岗位（群）典型工作任务出发，构建课程体系，建设《工业机器人技术基础》《工业机器人系统虚拟仿真》《工业机器人安装与调试》3门优质专业核心课程，以知识点为单元进行课程素材开发，形成工业机器人技术专业教学资源库，包括重难点微课程、教案、课程实施方案、原理动画、课件、试题库等。

3.实训基地建设

针对网络化、数字化及智能制造的需求，以提升教学质量为前提，以市场为导向，建立校内外机器人应用实训基地。依据机器人专业培养人才划分不同层次，不同方向的特点，实验基地可以分成机器人仿真、基础及应用实训室，机器人自动化加工单元实训室等，把工业机器人实训基地建设成实训教学体系合理、开放共享、特色鲜明、培养高素质人才的重要平台。积极与机器人专业生产企业联合拓展校外实习基地，引产入教，建立校中厂。

4.师资队伍建设

强化教师对新技术的掌握，提高教师对各类先进工业机器人设备使用的实践技能和创新能力。通过与行业企业建立长效合作机制，依靠校企合作，通过建立“教师工作站”“企业专家工作站”等方式，保障企业兼职教师的数量和质量以及学校专任教师企业实践的有效性。重视专业教学团队的“双师”结构，搭建校企合作平台，专兼教师分工合作，共同参与专业人才培养方案的设计、开发和实施。根据工业机器人技术专业建设的长期发展规划，以任务驱动的方式培养教师，并结合教师自身的个体差异和特点，提高专任教师的教学开发能力，再通过赴企业挂职锻炼的方法来积累实践经验。兼职教师则主要以提升实践教学能力为主要培养目标，双管齐下，提高教师团队的整体专业水平和综合素质。

5.服务地方经济能力的提升

以服务地方经济为专业建设目标，加强与企业间的合作与联系，建立由企业人员与专业教师共同组成的企业技术攻关团队，为企业解决实际生产难题。为本地区企业提供职工培训、科研开发等技术服务，向地方企业输送实践能力强，吃苦耐劳、有创新意识，企业用得上的优质工业机器人技术专业毕业生。

三、小结

专业建设需走工业机器人产教融合的创新之路，引领工业机器人技术专业的建设发展，满足先进制造业智能化、信息化要求，以中国制造2025的战略规划为契机，顺应国家“十三五”导向与行业企业发展需要。提升服务辽宁地方经济发展的能力，为企业特别是传统制造业实现产业转型升级，实现“机器换人”培养大量高素质、复合型人才。

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关键词:多媒体 网络教学 远程教育 素质教育

二十一世纪是网络的时代、信息的时

代、终身学习的时代。先进的光纤通信、多媒体等高科技手段的应用正在加快教育改革的步伐。多媒体教学,应该注重文字、图像、声音、动画和视频等传播媒体与网络技术的相互结合应用,而这些必将对今后实

现网络信息化教学产生深远的影响。

一、多媒体课堂教学的实现手段

在现代教学过程中,运用多媒体网络教室来实现多媒体教学是最为普及的多媒体手段。它根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,如:多媒体计算机、计算机网络、多媒体投影仪等硬件设备,并以此为教学平台,将其与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程。其间,以多种媒体信息作用于学生,并形成合理的教学过程结构,从而达到最优化的教学效果。

能否成功实现多媒体网络课堂教学的先决条件是多媒体网络教室。多媒体网络教室,我们通常也称为网络化多媒体教室。在普通单机机房或普通网络教室的基础上,通过音/视频传输卡、信号传输线、控制部件、耳机、麦克风等设备就可以实现教师机与学生机进行连接,实现各计算机之间屏幕、声音的实时交互切换,这种具有多种辅助教学管理功能的教学系统,可以表现特定的教学内容,反映一定教学策略,并且可以用来储存、传递和处理教学信息,能让学生进行交互操作。

作为多媒体教学软件,必须能正确表达学科的知识内容、反映教学过程和教学策略,具有友好的人机交互,具有诊断评价、反馈强化的功能。因此,多媒体教学软件的开发和制作,需要在教学理论的指导下、做好教学设计,系统结构模型设计、导航策略设计和交互界面设计等工作,并在教学实践中反复使用,不断修改,才能使制作的多媒体教学软件符合教学规律,取得良好的教学效果。

二、多媒体远程教学的实现手段

多媒体网络代表了现代教育技术的发展方向,它运用于教学,通过各种教学资源的检索、设计、处理和传递,有利于教学资源的设计、开发、利用和管理。随着计算机通信的发展和网络技术的进步,网络多媒体教学正变为现实。由于它提供的大信息量、个性化、交互式的教学和生动活泼的教学方式,正越来越受到各国政府的重视。其主要包括如下几个部分:

1.实时视频交互系统

实时视频交互系统主要用于实时授课,也可用于面对面的讨论、答疑等场合。实时视频交互系统的视频终端可以是独立的通信设备,如会议电视,教师通过会议电视给分布在各地的学生授课,学生可以及时提问,回答问题,与教师实现“面对面”的交流。也可以是基于IP的专用软件,通过计算机终端,在IP网络上进行实时视频交互。

2.基于Web的远程教育课件系统

基于Web的远程教育课件系统是远程教学中的非实时部分,一般以浏览Web主页的形式提供远程教学服务。学生、教师和系统管理员可以通过浏览器访问远程教学Web服务器,进行远程教学活动。

3.媒体流点播系统

媒体流指的是视频、音频、数据等多媒体数字化信息在传输中形成的一种“流”。在授课的过程中,可以实时采集视音频,再经专门的多媒体课件制作系统,与教师提供的教案脚本后期合成,制作成供学生课后点播的精品多媒体课件。

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关键词：计算机辅助工业设计；教学改革；设计类专业

一、概述

随着计算机技术的广泛应用和对其他行业领域的深度介入，工业设计的手段和内容都产生了重大的变革，带来了全新的方式和理念，产生了一种全新的设计形式计算机辅助工业设计（CAID）。近年来，人们已经清晰地认识到CAID在设计领域的应用与推广不是可有可无的，而是工业设计步入信息化、智能化所采取的必要手段，也是充分发挥工业设计在现代制造业殊作用的必要条件。与传统的工业设计相比，CAID在设计方法、设计过程、设计质量和设计效率等各方面都发生了质的变化，它涉及到计算机辅助设计（CAD）技术、计算机图形图像（CG）、人工智能技术（AI）、虚拟现实技术（VR）、敏捷制造、优化设计、模糊技术、人机工程等许多信息技术领域，是一门综合的交叉性学科。CAID以工业设计知识为主体，以计算机和网络等信息技术为辅助工具，实现产品形态、色彩、宜人性设计和美学原则的量化描述，从而设计出更加实用、经济、美观、宜人和创新的新产品，满足不同层次人们的需求。正是由于CAID在现代工业设计中的重要性越来越突出，目前全国高校中几乎所有的工业设计专业都非常重视学生CAID知识和技能的培养，开设了相应的课程，编写出版了相关的教材，取得了丰富教学成果，一些院校的CAID课程还建设成为了省级、国家级的精品课程。

二、目前计算机辅助工业设计课程的现状与不足

介于CAID具有前述的特点，目前各个高等院校在其教学过程中（特别是工业设计的本科教学）涉及到的教学内容还是有比较大的差异，正式出版的教材内容也各有侧重，这为该课程的讲授带来了一定的困惑和迷茫。总结起来，目前的CAID课程大致有以下这样一些问题：1．CAID的概念被放得太大，以至于在教学中把许多学科领域的内容都纳入其中，导致课程知识面宽而不精、内容庞杂，对解决实际设计问题的能力培养缺乏针对性。比如有的把并行工程、人工智能、智能制造等内容都放到CAID的课程教学里面，使课程体系过于庞大、课程内容不能有效地聚焦到工业设计的重点问题，从而导致涉及知识面过于广泛、学生难以理解、学习兴趣降低等问题，在实际授课时难以操作和实施。2．把CAID的概念理解得过窄，课程内容仅停留在产品外观形态设计的层面，只教授学生如何构建产品的外形和视觉效果。这样的教学其实只注重培养学生在产品美学方面的计算机设计能力，而忽略了对学生在产品研究、概念创新、结构设计、产品装配等方面的知识和能力的培养与训练，割裂了产品设计的完整流程，使学生难以适应和融入今后实际产品开发的团队协作中。3．由于课程中要涉及多个软件使用的讲解，大部分院校的教师在教学过程中注重对软件各个功能和命令的解释和介绍，缺乏以实际的产品设计问题作为学习向导来培养学生解决实际设计问题的能力。这样的结果是学生在课程结束后都基本掌握了软件基本功能和命令使用，但遇到实际的设计问题仍然感到不知所措。4．在教学方式上通常采用课堂讲授＋上机练习的形式，虽然能够及时对课堂上讲授的内容进行训练和加深理解，但是缺乏专业和系统的课外知识技能扩展的资源和途径，也没有小组讨论和课程汇报的环节，使学生只能自行去相关软件学习网站的论坛上去交流提问，不能有效地提升专业设计能力。

三、课程改革的总体思路和具体内容

基于这样的背景和现状，我们对CAID课程内容改革的教学理念是：突破传统设计专业课程中分部讲解的模式，让学生能够从产品开发设计的全过程出发，利用探究性学习、研究性学习模式，调动学生自主学习的积极性。通过课题讲授、网络自主学习、优秀案例分析、实际动手操作以及互动讨论等环节，掌握计算机辅助工业设计技术在产品概念设计、数字化建模、数字化装配、数字化评价、数字化制造以及数字化信息交换等方面的应用知识和技能。　通过我们的分析研究，一个完整的工业设计开发过程包括以下的几个阶段，每个阶段要完成的任务以及目前对应可用的计算机辅助软件工具如上图所示：针对于上述的设计流程，我们在其中的主要环节上有针对性地对相关的计算机辅助工具进行深入的介绍，使学生在学习了该课程以后就能够在工业设计的主要环节中利用现代信息手段进行实际的创新设计工作。具体的课程改革内容有以下几个部分：1．课程内容的改革（1）调查研究阶段此阶段的工作主要是收集资料、访谈、观察、问卷调查等工作，以进行产品的竞品分析、绘制卡片分类表格、功能结构流程等，采用的计算机辅助手段主要集中在数据归档、分析与处理。因此这个阶段的CAID各种主要是采用文字处理、电子表格以及数据库等软件来进行相关工作。（2）设计分析阶段此阶段工业设计的主要任务是在前期调查的结果基础上，对产品的功能、结构、使用方式以及形态色彩等方面进行深入分析，提出明确的设计目标和方向。在这个阶段，常常需要理清各种想法和进行思维发散，以获得今后创新设计的大致方向，也是工业设计中较为重要的一个阶段。目前业界主要采用思维导图法进行设计思维的整理与分析，作为团队和个人开展头脑风暴的有效方法。思维导图的主要作用是使思维清晰化，因此在确定产品概念前与头脑思考相关的活动都可以尝试采用绘制思维导图的手段来解决。我们在此阶段通过学习MindManager软件来帮助学生掌握开展思维导图的方法和手段，以提高产品设计中利用思维导图来进行头脑风暴的效率和质量。（3）概念设计阶段工业设计师此时的任务是在前期头脑风暴得到的各种创新概念的基础上，迅速地将各种设计创意形象化，把各种新鲜的概念和想法变为具体、有形的设计方案。此时要求设计师能够快速、准确地表达设计意图。传统的设计方式常用方法就是手绘草图，即利用铅笔、针管笔、马克笔等工具在纸上迅速绘制出设计师头脑中的产品概念。作为CAID课程，我们采用Autodesk公司的SketchBook　Desig－ner软件来培养学生的数字化手绘能力。该软件是一款矢量与像素混合编辑的绘图软件，充分利用了两种图形图像绘制模式的优点，高效地绘制出高质量的产品概念手绘方案。（4）详细设计、结构设计及样机制作阶段当设计概念经过认真的评估以后就需要将之进行深化，利用合适的三维设计工具对产品进行详细设计。在这个阶段需要特别强调的是：工业设计应该是产品的整体设计，绝不仅仅是产品外观造型的设计，而且应该和后续的工程设计进行很好的数据对接。所以在设计软件的选择上除了要具备创建复杂外形的能力，还要能够构建产品的内部结构、添加标准件、方便修改尺寸大小、计算各种物理信息等，还要为接下来的运动分析、动力学分析和模具设计等工作提供数据接口，因此目前很多CAID课程中讲授的Rhino、3DSMax等软件显然不能达到上述的要求。在我们的CAID课程中采用了法国达索公司的SolidWorks软件作为进行详细设计的主要工具。它具备非常强大的实体造型功能，可以完整描述实体全部的点、线、面、体的拓扑信息，还能够实现消隐、剖切、有限元分析、数控加工、光照及纹处理，以及外形计算等各种处理和操作。同时它的曲面设计功能也非常强大，具备完整的NURBS曲面设计能力，而且还能够快速实现实体与曲面的转换。它在参数化设计上的突出能力可使产品的立体模型和设计图随着某些结构尺寸的修改而自动修改。Solid－Works允许在设计阶段就可以把很多后续环节要使用的有关信息放到数据库中，便于实现并行工程设计，使设计绘图、计算分析、工艺性审查到数控加工等后续环节工作顺利完成。在2016版以后，达索公司推出了SolidWorks　Visualize可以实现照片级的实时渲染效果。SolidWorks软件简单易学、界面友好，非常适合设计类专业的学生学习。同时，相比其他同类的软件而言，SolidWorks软件的价格较低，经济性比较突出，在国外众多的设计院校中得到了广泛的使用。2．课程教学方法和授课形式的改革除了在上述教学内容进行的改革，我们在教学方法上也进行了积极的改革探索。传统的软件教学基本上是针对软件本身的学习，主要介绍软件各个模块的主要命令和功能。而我们在教学上主要采取了基于项目和问题的教学方式进行，将知识体系打散为一个个简单具体、有较强针对性的知识点，增强学生的学习兴趣和灵活性。比如在设计分析阶段，我们让学生使用学习的头脑风暴软件工具绘制了以“照明工具”为核心的思维导图，使学生学会如何将抽象的创新思维具体化；又如在详细设计的曲面造型模块，我们提出了“如何从曲面转换为实体”的问题，借此介绍了四种不同的方法，增强了学生灵活运用所学知识的能力。我们将课程内容进行了分解，形成了相应的知识点并制作了数量较多的教学视频，连同教案等资料一同放在课程的教学网站上，方便学生利用自己平时碎片化的时间进行课前预习和课后复习。在课堂上，我们除了讲解重点的知识内容和解答学生在学习中遇到的问题外，还专门安排了小组讨论和汇报的环节，让学生们有机会在老师和全体同学面前讲述自己小组的设计概念和使用的技术方法，培养和提高他们利用计算机软件来提高工业设计的创新能力、团队合作能力以及口头表达的能力。

四、总结

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关键词：多媒体技术　图形　图像

中图分类号：TP39　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)006-082-02

多媒体技集文字、声音、图像、视频、通信等多项技术于一体，采用计算机的数字记录和传输传送方式，对各种媒体进行处理，具有广泛的用途，甚至可代替目前的各种家用电器，集计算机、电视机、录音机、录像机、VCD机、DVD机、电话机、传真机等各种电器为一体，是一个涉及面极广的综合技术，是开放性的没有最后界限的技术，其产业涉及电子工业、计算机工业、广播电视、出版业和通讯业等。

1　多媒体技术应用的意义

多媒体技术发展到今天，已经对人类的现实生活产生了深远的意义和影响，具体表现在以下几个方面：一是使计算机可以处理人类生活中最直接、最普遍的信息，从而使得计算机应用领域及功能得到了极大的扩展。二是使计算机系统的人机交互界面更加友好方便，非专业人员可以方便地使用和操作计算机。这也使计算机的应用可以很快速的普及；三是多媒体技术使音像技术、计算机技术和通信技术三大信息处理技术紧密地结合起来，大大的促进了信息处理技术的发展，声音、视频、图像压缩方面的基础技术已逐步成熟，并形成了产品进入市场，形成一个巨大的产业链。

2　多媒体技术涉及的内容

多媒体技术涉及的内容包括多媒体数据压缩、多媒体处理、多媒体数据存储、多媒体开发工具等。下面加以简单介绍：

多媒体数据压缩涉及多模态转换、压缩编码；多媒体处理主要是音频信息处理，如音乐合成、语音识别、文字与语音相互转换；

多媒体数据存储主要涉及数据库技术，这里指多媒体数据库，如图像处理会产生大量数据，就要考虑数据库存储技术；

多媒体开发工具：第一种是基于时间的，它以可视的时间轴来决定事件的顺序和对象上演的时间。这种时间轴包括许多行道或频道，以使安排多种对象同时展现。比如Director和Action；第二种是基于图符或流线的，它把多媒体成分和交互队列(事件)按结构化框架或过程组织为对象。使项目的组织方式简化且多数情况下是显示沿各分支路径上各种活动的流程图。比如Authorware；第三种是基于卡片或页面的，它提供一种可以将对象连接于页面或卡片的工作环境，一页卡片便是数据结构中的一个节点，它类似于教科书中的一页或数据袋内的一张卡片，如HyperCard；第四种是以传统程序语言为基础的，需要用户编程量较大，而且重用性差、不便于组织和管理多媒体素材、调试困难，如VB、Delphi等。

3　主要多媒体技术的发展状况

多媒体技术的发展状况可以从以下几个方面分析：

(1)音频技术。音频技术主要包括四个方面：音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。

音频数字化目前是较为成熟的技术，多媒体声卡就是采用此技术而设计的，在这种技术的支持下，数字音响一改传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数，采样频率越高音质越好，存贮数据量越大。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围，目前常用的有8、12和16位三种。采样位数越高，存贮数据量越大，音质也越好。

语音处理主要集中在音频压缩上，目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。

语音合成又称文语转换(Textto Speech)技术，它能将任意文字信息实时转化为标准流畅的语音朗读出来，相当于给机器装上了人工嘴巴。涉及声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等多个学科技术。

语音识别在音频技术中难度最大最吸引人，就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高级技术。语音识别技术主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。让计算机听懂人说话是发展人机语音通信和新一代智能计算机的主要目标。

(2)视频技术。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。视频数字化后色彩、清晰度及稳定性都有了明显的提高。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以在电视上播放。

(3)图像压缩技术。图像压缩一直是技术热点，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前有三个压缩标准即JPEG、MPEG和H.26。

JPEG是国际上彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准，它不仅适于静态图像的压缩，电视图像序列的帧内图像的压缩编码，也常采用JPEG压缩标准。它包括两部分：一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码，一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真，但是压缩比很小，目前主要应用的是后一种算法，图像有损失但压缩比很大，压缩20倍左右时基本看不出失真。MPEG是针对运动图像的数据压缩技术。目前又分为MPEG-I、MPEG-II、MPEG-IV、MPEG-7和MPEG-21。它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则，将帧间的冗余去掉，这样大大提高了图像的压缩比例。H.26是视频图像压缩编码国际标准，主要用于视频电话和电视会议，可以以较好的质量来传输更复杂的图像。

4　多媒体技术应用领域

多媒体技术的应用领域非常广泛，涉及农业生产、军事、旅游、互联网、家庭娱乐、电子地图、网络通信、办公自动化、航空航天、生产管理、教育教学、信息咨询、商业广告等等，下面从几个方面进行简单说明：

(1)教育和娱乐：它可能是多媒体技术应用最多的一个领域，一般的游戏都使用了动画，三维图形，视频播放，声音处理等技术，还有影视娱乐业中的电影特技、变形效果，电视／电影／卡通混编特技、MTV特技制作、仿真游戏。在教育方面，多媒体技术主要体现在形象教学、模拟展示上，比如电子教案、形象教学、模拟交互过程、网络多媒体教学、仿真工艺过程等，这使得教学过程具有很好的交互性，并可用逼真的形象表现所需的信息。

(2)商业广告：是另一种对多媒体技术需求较多的应用领域，主要体现在特技合成、大型演示中，象影视商业广告、公共招贴广告、大型显示屏广告、平面印刷广告等，这里要用到视频捕捉、图像压缩与解压缩、图像编辑与转换、音频同步，添加字幕等技术。

(3)虚拟现实技术和远程传输：它可以用来模拟复杂的动作和仿真，利用计算机和其它的相关设备将人们带入一个虚拟的世界。虚拟现实技术体现在人工智能模拟上，象生物形态模拟、生物智能模拟、人类行为智能模拟，比较典型的例子就是驾驶训练系统，它就使用了虚拟现实技术；多媒体技术在远程传输上的最成功表现就是多媒体在Intemet上的应用，它突破了Intemet只能传输字符的限制，从而展示给远处一个接近现实的画面，这在医疗上体现了具大的作用，象远程诊断、远程手术。

多媒体技术在上述应用领域发展的过程中，不仅促进了多媒体软件的发展，同时也促进了多媒体硬件的发展。对于软件来说，可以分成以下几类：

文字处理：记事本、写字板、Word、WPS

图形图像处理：PhotoShop、CorelDraw、Freehand等；

动画制作：AutoDesk、Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash等；

声音处理：Ulead Media Studio、Sound Forge、Audition(Cool Edit)、Wave Edit等；

视频处理：Ulead Media Studio、Adobe Premiere等；

对于硬件来说，不仅声频卡(Audio Card)、光盘(CD-ROM)、视频卡(Video Card)等这些基本产品得到了广泛的发展，其它的硬件设备如摄像机、扫描仪、触摸屏、打印机、影碟机、音响设备等也得到快速的发展和广泛的普及，这些产品已走进平常百姓家，给人们带来了很多生活乐趣。

参考文献：

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关键词自主学习能力 高中数学 高效课堂

中图分类号：G623.5文献标识码： A 文章编号：

自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。以学生作为学习的主体，通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。高中数学如何培养学生的自主学习能力呢？我从多年有教学实践谈一谈看法。

一、自主学习基本特征

自主学习是学生主动的获取知识，形成技能，发展能力，完善人格的活动。它注重自主合作的教育氛围，积极发挥学生主观能动性和创造精神，具有以下几个特征：

1．教师指导下自主学习

自主学习注重教师指导下的学生自主探索，自主学习，学生由被动接受变为主动获取知识。教学方式，由单纯口头讲授变为引发学生内在学习动机；教学手段，师生运用现代教学手段，学生主动构建自身的知识和能力结构，自主完成学习任务。

2．发挥学生主体能动性

自主学习是由教师向学生提供解决问题的有关线索，发展学生的自主学习能力，知识由其主观建构，必须充分发挥学生学习的主观能动性。

3．自主学习具有开放性

自主学习注重学生自主选择学习时间、地点，自主选择学习方法、内容，自主制定学习计划，自主进行反馈评价，学习更加开放。

4．自主学习具有合作性

自主学习虽然有其独立学习的特点，但它不是个人封闭式的学习，学生可以根据自身学习情况和特点，选择学习伙伴，进行相互交流，吸取他人之长，弥补自己之短。

5．自主学习具有创造性

自主学习是学生根据自身学习的需要，完成知识的再创造，在学习过程中进行知识的创造性建构，创造性地解决课题。

二、培养高中学生自学数学的策略途径

培养学生自主学习能力是一个系统工程，需要教师转变教育观念，研究中学生学习规律，探索新的教育教学管理策略，寻求有利于培养学生自己学习能力的教育模式、学习内容安排及学法指导，创景激情，增强自主学习意识，掌握自主学习方法，养成自主学习习惯。主要要抓好以下几方面：

1．明确学习意义，增强学习的兴趣

明确学习数学的意义，用意义激发学生对科学的热爱，树立崇高志向，增强学习的情趣，引发学习动机，变“要我学”为“我要学”。数学是研究事物的数量关系、空间形式、数理逻辑及人工智能的基础科学。数学研究的领域涉及到世界上的一切事物，对科学技术，人类生活起着重大作用。

2．目标导向，诱思导学

优化课时目标，实施目标导学，学生的自主学习才学有方向，学有成效。

教学目标包括知识技能目标、过程方法目标、情感态度价值目标，新课改的“三维目标”，为学生学习指明了方向。在新课引入过程中，教师要制定具体明确、逐层递进、分层要求，具有可测性、广度深度与课程标准一致，简明扼要，通俗易懂的教学目标。要求明确、容量适度、重难点明确、体现新课改要求的集基础性、发展性、现代化相统一的学教案。让学生围绕教学目标自主学习探究，激发探究的欲望，解决问题的热情和责任感。

3．创景激情，激发学习的愿望

要发挥情境设计的作用，利用多媒体技术、数学故事，创造生动的情境；利用现实生活，创设问题情境，利用数学活动（观察墙角的三面垂直），创设活动情境，激发学习愿望，让数学学习充满生机与活力，实现抽象知识直观化，复杂问题简单化的效果。通过趣味性，探究性问题和充满科技魅力的情境，以趣引领、以趣诱奇、以趣促思，提高学生自主学习的兴趣，增强自主学习的效果。

4．培养自主学习数学的习惯

培养学生自主学习的习惯，要从良好的学习习惯开始，注重以下四个习惯的养成。

1．预习的习惯

学生在“学教案”引领下，进行预习，有三个层次表现。

第一层次是课前阅读课本；第二层次是做“课前练”作业；第三层次是查找资料，作深入研究。只要教师坚持督促检查，大多数学生能达到前两个层次，少数学生能达到第三个层次，渐能形成预习的习惯。

2．合作学习惯

合作学习主要是讲学生要积极参加小组内的合作交流、班级的合作交流。为了完成共同的学习任务，在学习群体有明确责任分工的情况下，生生之间要进行互学习。学会合作是现代教育的重要价值取向。合作学习是培养学生合作精神、团队精神，提高交往能力的重要途径。要学生养成合作学习的习惯，重在合作学习中相互支持，相互信任，相互理解，相互配合，合作研讨，以积极的态度，齐心协力，完成共同目标，达到共同提高。

3．复习的习惯

学生进行自主复习，也可分三种情况：

第一种是先复习后做“课堂练”“课后练”作业；第二种是先做作业，有时间再复习；第三种是自主安排时间复习，进行有计划的整理归纳，形成知识结构。经过一段时间的督促检查，多数学生能达到第一、二种要求。应多方面鼓励学生向第三种要求发展，特别是一个单元（模块）学完以后，要求学生把学过的知识进行梳理，使其系统化、结构化。不同复习阶段应有不同的复习要求。

4．错题的反思

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关键词:网络智能学习系统学习模型

中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00

1 传统网络学习系统的学习模型

在基于WWW的网络教育发展过程中,一般采用了B/S浏览学习结构,即:将课程资料、素材、讲义、电子教案等存放在远端的WEB服务器上,并且如果系统使用了数据库则通过WEB服务器与数据库进行连接。然后学习者在通过Internet或者Intranet接入的方式,对WEB服务器提出请求,由服务器端进行处理,然后反馈给客户端相应的内容,这是传统网络教学系统所普遍采用的基于WWW的远程学习模型,如下图:

这种基于WWW的远程学习模型满足了网络学习的基本要求,能够实现网络学习。而且现在的很多网络学习系统和平台依然在采用这种模型,其优点是学习系统结构清楚,维护方便,而且B/S结构和数据库的引入可以让所有接入这个系统的学生进行有效的学习,如果在功能上(例如作业系统、评价系统、监控系统、讨论平台等)和学习资源上给予足够的支持,将是实现网络远程学习的更有效的途径。

但是应该看到,这种模型同样具有一个明显的缺点:这种学习系统主要以系统为中心,并没有充分考虑学生的需求和习惯,要求人来适应系统而不是系统来适应学习者,没有充分按照人的个性要求等因素来实施系统设计。实践也逐渐地证明了这一点,那就是学生在这样的环境中学习,需要花很长的时间来适应这种环境,而且一成不变的学习环境、不感兴趣的辅助材料使学习会变得枯燥和无味。

2 网络智能学习系统的特征及其发展趋势

在传统的网络学习系统中存在的最大的问题就是没有以学生学习为中心,系统对学生不能自动的适应,没有照顾到学生的个性因素,不利于学生完全自由的学习,也无法做到个性化指导。

要解决这一问题,最关键的就是要在学习系统中增加对学生个性化因素、学习策略等方面进行支持的功能模块。因此,需要研究具有智能分析学生个性化特征的网络智能学习系统,在这种系统中,不是简单的对传统网络学习系统的改进,而是一种理念上的更新:这将以学生的学习为中心,尊重不同学生的个性,发掘学生学习的潜在规律,让系统智能的来适应学生,从而更好的支持学生自行选择的学习策略,培养其元认知能力,在了解学生学习过程的情况下给予适当的个别的学习指导。

在传统网络智能学习系统研究中主要具有如下特征:

2.1 具有更强的交互性

在这里更强调人机交互的方便和易用性,学生可以对系统提出相关资源请求信息,得到系统及时的反馈,比较常见的有智能搜索引擎等。

2.2 具有良好的导航功能

良好的导航功能可以使学生在浩如烟海的学习资源中清楚把握自己所在的学习位置,并能迅速方便的找到自己需要的资料,避免出现迷航现象。

2.3 能提供一定规模的专家知识领域库

这就加强了对学生自主学习的指导作用,学生在学习过程中,可以借助比较智能的专家知识领域库来做出对遇到问题的解释,在这里,专家知识领域库并不是完全作为一种答案解答机制,也不是对所有问题都提供详实的解释,而是指导问题解决的相关概念,这样可以让学生利用适当的学习策略,通过知识的迁移来完成对问题的解决,培养其学会学习的能力。

2.4 采用了具有一定智能测试反馈策略

在过去的研究中,智能(自适应)测验也开始引入了智能学习系统的设计。自适应测验是计算机技术和项目反应理论相结合的测验方式,它需要根据学生对试题的反应来选择下一个测试题,它需要实时对学生的反应做出判决,并需要根据一定的规则选择下一试题。通过具有智能特征自适应测试,可以对学生的知识水平和学习效果做出一个初步的判断。

传统网络智能学习系统确实在一定程度上体现了更加重视学生“学”的特点,将学生学习置于中心地位,是网络教育的重大进步。同时,随着研究的深入进行,发现基于网络的自主化学习对网络学习系统的要求也越来越高,因此就要求网络智能学习系统有更深层次的改善和发展,其主要结构特征发展趋势为:

2.4.1 建立动态学生的认知模型,以存储学生学习过程中的特征信息

网络智能学习系统最核心的特征就是根据学生的能力特征和认知特征提供最适合学生需求的学习环境。从这个角度看,就要求通过一定的技术测控手段将学生的个人学习情况记录下来,再通过分析决策得到相关结论,作为教学决策的依据。认知模型主要记录每个学生原有的知识水平认知能力和特点。

2.4.2 智能学习内容呈现方式

能根据学生的动态信息特征来动态的为每个学生提供不同的学习内容。这就需要对学生特征有详细的掌握,主要包括个人信息、安全信息、学业信息、管理信息、偏好信息、关系信息、绩效信息、作品集信息、学习行为(进度信息、课程内容学习信息、典型例题学习信息、练习信息、作业信息、测试信息、提问信息、交流信息、媒体学习信息)等,而且学生的这些特征将随着学生的学习发生适应性的改变。根据学生的这些特征信息进而确定不同内容的不同呈现方式,更好地适应每个学生的学习特征,实现学生的个性化学习。

2.4.3 智能导航功能支持

智能导航主要为了解决学生在超媒体和超文本空间航行过程中的方向性问题。因为在网络学习中,学习内容虽然形式多样,但主要是以超文本方式链接起来的。学生在其中学习的过程中,容易在超媒体的复杂关系干扰下出现迷航现象,所以需要有智能导航系统的辅助。如树形导航、路径导航、内容导航等。

2.4.4 智能学习策略的支持

网络学习是以学生学习为中心的学习,每个学生根据其认知水平、兴趣爱好、认知特征、元认知能力等方面的差异,对相同的学习内容、学习目标会采取不同的学习策略。对于网络智能学习系统而言,就需要将知识以单元的形式,通过对学生相关信息的判断,提供对不同学习策略的支持。例如对同一学习内容而言,在教学设计之初就应该建立完备的设计规划,充分考虑到传授式学习、探索式学习或是协作学习的具体支持策略。

2.4.5 智能语义搜索

根据语义网络原理建立知识库和语义网络的对应关系,构建基于限定领域的搜索引擎。根据学科和学习者的特征以及他的历史搜索记录、历史学习记录等,呈现其最需要的查询内容。

2.4.6 学生学习记录与智能分析

对学生学习的历史记录包括学习内容、参与测试的过程和结果、参与的讨论和提问、学习策略的选择、学生自行记录的学习日志等等,记录学生的学习行为,并以一定的规则进行数据抽取,以得到学生学习过程的概括描述,这就是关于学生学习过程的智能分析。通过对学生学习的历史记录进行智能分析,可以知道学生对知识掌握、学习策略选择、参与讨论的积极性、学习时间分配等许多学习要素。然后根据这些要素分析的结果给予学习者一定的客观的评价,同时推荐给学习者相应的学习建议,包括可能需要的学习内容或学习资源等等。

2.4.7 智能答疑系统

学生遇有疑难问题时,可以通过智能答疑系统中的智能语义搜索引擎来自动解答。在接到学生提问后,首先在已有专家知识领域库和已解答问题库中进行搜索,若找到相关问题则呈现给学生,若没有找到则将问题存入未解答问题库,待解答之后返回给学生,同时并存储在已解答知识库中,并定期对问题进行统计分析,得到学生对学习内容的整体提问分布,从而

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2.4.8 智能评价与反馈系统

网络智能学习系统中,学生的学习成果和知识获得可以通过测验、考试等办法得到,同时利用智能评价系统,基于学生的学习过程做出形成性评价,对测验、考试的结果做出总结性评价,并给予适当的建议让学生进行调整。

从上述研究来看,网络课程的特征结构可以表示为如图2所示的结构组成。

3 网络智能学习系统的学习特征

在网络智能学习环境中,学习是学生通过自身原有知识经验与智能学习系统进行交互活动来获取知识、提高能力的过程。在这个过程中,学生能够自我组织、制定并执行学习计划,自主选择学习策略,并能控制整个学习过程。这种学习主要有以下特点:

3.1 是基于资源的学习

但是学习资源在呈现上并不是按照事先完全确定的顺序和模式来为学生提供的。而是由智能学习系统根据学生的个别化特征来有选择的呈现,学生的个别化特征包括学生的个性化分析、学习风格分析、学习过程分析、测试结果分析等。

3.2 学习过程是在学生的掌握和控制中的

智能学习系统中建立的学生认知模型,是对学生的个别化学习提供帮助与支持的。学生将对自己的全部学习负责,智能学习系统将对学生的学习进行指导,推荐学习资源,对学习策略和学习进度给予建议。

3.3 学生的学习是个别化、人性化的

在智能学习系统中,充分尊重学生的个人学习风格和学习习惯。通过对学生的个性特征进行分析、数据提取、数据挖掘,得到学生的个人特征模型。可以说学生在这种环境中学习是完全个别化的。

3.4 学习过程是知识的建构过程。

学生学习的过程中,他们主要是通过自己在智能学习环境中探索、研究、讨论和交互来建构自己的知识。学生在这种环境中探索和交互时,不仅掌握知识,更重要的是掌握学习方法,同时也强调知识的运用能力和与他人合作的能力。

3.5 学习过程是数字化和高度智能化的过程

智能学习系统的学习环境的构建可以说是一个高度数字化和智能化的系统:对学生个性的智能分析和灵敏的主动适应,快速的反馈和个性化的评测系统,存储大量的媒体资源供选择,方便的讨论和通信系统。因此,这种智能学习系统的构建需要利用多媒体网络技术、人工智能、数据库及数据挖掘技术、语义解析、网络通信等最新技术。

3.6 学习过程是一种不断反馈的过程

在智能学习系统中,学生的学习将是自己不断调整的,同时需要系统根据对其个性因素、智力因素、知识水平等等的分析给出相应的建议。另外,学生还要有和别的学习者进行交流的机会和条件,需要教师在适当的时候给予指导和建议,因此,这种环境下的学习是一个不断调整、不断反馈的过程。

参考文献

[1] 段培俊等.基于网络的智能自主学习系统设计[J].2006.

[2] 刘立新.智能教学系统学生端导航模型设计[J].2006.

[3] 李听.智能授导系统中学习者特征分析的研究[J].2005.

篇10

关键词：信息技术；背景；教育；信息化；校本培训；教师

一、信息化教育与校本培训

信息化教育是指全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革和教育发展的一种全新的教育形态，它是建构主义理论与先进的技术（如多媒体技术、网络技术、人工智能技术等）相结合的产物。“振兴民族的希望在教育，振兴教育的希望在教师”。如何提高教师的信息素质、让教师尽快适应多媒体教学和网络教学这种新型的教育教学环境并快速全面地推动学校教育信息化的进程已成为当务之急。下面我从结合搞好信息化教育背景下的校本培训及校本培训的现状两方面加以分析探讨。

二、校本培训的现状

21世纪以来，人类已经快速步入信息时代。这么多年过去了，让我们来反观一下信息化教育的开展程度。据我调查,我市在2005~2010年通过教育局电教室先后装备各式电脑约2000台。遍及全市60个各级各类学校，满足了全市中心小学以上建制学校的教师用电脑的需求。此外，全市还装备了35个多媒体教室，其他相关硬件设施也在不断完善之中。在软件建设方面，全市中心小学以上建制单位的学校大部分购置了两套网络备课系统（科利华、中教之星），翰林汇、天师多媒体多套教学资源库，同步教学资料、同步教学课件供教师借阅。而且，我市充分利用全国中小学教师继续教育网与其他网络教学资源进行备课、教学。尽管如此，由于没有系统地组织教师进行相应培训，致使校园网、多媒体教室和软件资源难以派上用场，未能发挥其应有的作用和效益，造成资源闲置、浪费。造成上述现象的原因有以下几点：

1.重投入，轻应用。学校在信息化教育环境的建设中，舍得投入，但在设备和资源逐渐完善后，如何充分地加以利用，如何发挥现有资源的功效，却没有一个系统的规划、一个可行的方案。

2.重技术，轻理论。大部分学校重视计算机等基本技能培训，而忽视了现代教育技术理论、建构主义学习理论、信息技术与课程整合理论等新型教育教学理论知识的培训。

3.重形式，轻应用。以多媒体课件制作为例：课件比赛的作品大部分出自计算机老手，而大多数课件制作水平还停留在初级的层面，犹如“黑板搬家”，没有充分体现出多媒体教学的优势。

4.重过程，轻评价。学校组织培训后，没有制定相应的考核制度，没有对培训的结果进行评估，致使参加培训毫无意义。

当前，在全国流行的计算机相关知识培训模式陈旧，不能满足广大教师及教育管理干部的需要，为尽快在广大教师和教育管理干部中推广和普及信息化教育的意识和观念，我们迫切需要从我国教育改革发展的实际出发，制定一套切实可行的校本培训体系。

三、如何搞好信息化教育背景下的校本培训

针对以上现状，如何搞好信息化教育背景下的校本培训呢？以下是本人根据信息化教学发展需求及我市实际情况而制作的校本培训基本策略：

1.制定培训计划

要以校本培训为主渠道，面向突出骨干教师、青年教师、班主任、教研组长和年级组长的培训；以提高教师的整体素质和适应新型教育环境为重点，建设一支结构合理、业务精良具备现代教育教学素质和创新精神的教师队伍。依照计划分期分批，对全校教师进行全员培训。以培训教师中具有创新精神者为重点，树立模范旗帜。

2.确定培训内容

（1）理论知识培训

学校要通过互联网、书籍和教学光盘等多种渠道，收集一批国内知名教育技术专家理论文集，主要内容包括：素质教育理论、教学设计理论、现代教育技术理论、计算机辅助教学理论、信息技术与课程整合理论知识等。将这些材料整理成册，印刷发给学校每位教师，进行自学。

（2）计算机基本技能培训。培训的内容主要有：Windows XP操作系统应用，应用Word编写试卷、教案和论文，Excel制作学生成绩表，利用互联网获取有价值的信息等。

（3）课件制作培训。开展应用Powerpoint制作简单课件、应用Authorware和Flash制作高级课件、应用Frontpage制作网络课程等培训。

（4）课题培训。了解课题从选题、申报、中期评估到结题所涉及的知识和注意事项。通过培训，使教师具备开展课题研究、撰写较高水平研究论文的能力。

（5）信息技术与课程整合培训研究。通过案例分析，了解什么是信息技术与课程整合，信息技术与课程整合的必要性，实施的条件和形式。

3.考核评估

参加校本培训是每个教师的权利和义务。全体教师必须按规定完成相应的培训计划。各职能部门加强对培训过程的检查和督促，建立健全教师培训的业务档案，及时总结经验，发现解决问题，确保培训质量。教师在校本培训的情况作为年度考核、职务聘任、晋升的必备条件。在周期内需晋升教师职称者，须完成晋升前校本培训时数，否则不得晋升。

四、结语

总而言之，师资培训是中小学信息化教育的重中之重，是否拥有大批掌握并能应用现代信息技术的教师是推动信息化教育的关键，也是实现我国教育现代化的关键。教育要实现信息化，必须要在硬件、软件、师资培训三方面均衡投资。硬件与软件建设的问题只要投入资金就可以很快解决，而师资培训却没有这么简单，它是一项长期的、复杂、艰巨的接力工程。本人作为瑞金市教师进修学校担任瑞金市教育系统相关计算机的培训工作多年的教师，面对以上这些问题结合瑞金市校本培训现状对信息化背景下的校本培训作一些粗浅的探讨，有很多不成熟的意见和见解，还望大家批评指正。

参考文献：

［1］冯中毅，董玉铭.信息时代对教师培训的再思考.中小学电教，1999.

［2］王珏.信息时代的信息化教育.中国基础教育网，2000-02.

［3］祝智庭.世界各国教育信息化进程.外国教育资料，1999（2）.

［4］桑新民.当代信息技术在传统文化――教育基础中引发的革命.教育研究，1997（5）.

［5］张屹，祝智庭.建构主义理论指导下的信息化教育.